электронные цифровые весы
Классы МПК: | G01G7/04 с устройствами для регулирования тока в соленоидах |
Автор(ы): | Дрейзин В.Э., Бондарь О.Г., Пиккиев В.А., Поляков В.Г., Теслюк Т.А. |
Патентообладатель(и): | Курский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-05-05 публикация патента:
20.01.2001 |
Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для использования в производственных условиях, торговле и быту для точного взвешивания грузов. Весы содержат коромысло, короткое плечо которого соединено с грузоприемной платформой, а длинное - с подвижной частью компенсационного устройства. Электромагнит используют в качестве компенсационного устройства и в качестве датчика отклонения подвижной части от равновесия. Электронная система включает генератор высокочастотного тока, узкополосный усилитель, детектор, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, аналого-цифровой преобразователь, микроЭВМ, цифроаналоговый преобразователь, цифровой индикатор и усилитель компенсационного тока. Технический результат - повышение технологичности производства весов при сохранении высокой точности и основных сервисных функций за счет упрощения конструкции компенсационного устройства. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Электронные цифровые весы, содержащие коромысло, короткое плечо которого соединено с грузоприемной платформой, а длинное - с подвижной частью компенсационного устройства, датчик отклонения подвижной части от состояния равновесия, электронную систему автоматического уравновешивания и цифровой индикатор, отличающиеся тем, что в качестве компенсационного устройства используется электромагнит и этот же электромагнит используется в качестве датчика отклонения подвижной части от состояния равновесия, а электронная система содержит генератор высокочастотного тока, узкополосный усилитель, детектор, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, аналого-цифровой преобразователь, микроЭВМ, цифроаналоговый преобразователь, цифровой индикатор, усилитель компенсационного тока, причем выход высокочастотного генератора и вход узкополосного усилителя через разделительный конденсатор подключены к катушке электромагнита, которая непосредственно подключена к выходу усилителя компенсационного тока, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход узкополосного усилителя соединен со входом детектора, выход которого подключен к одному из входов дифференциалтьного усилителя, второй вход которого соединен с источником образцого напряжения, выход дифференциального усилителя подключен к аналого-цифровому преобразователю, выход которого соединен с информационным входом микроЭВМ, а выход микроЭВМ подключены ко входу цифроаналогового преобразователя и к цифровому индикатору.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к автоматическим весам с электромагнитным уравновешиванием, и может быть использовано в производственных условиях, торговле и быту для точного взвешивания грузов. Известны электронные цифровые весы с автоматическим электромагнитным уравновешиванием (АС СССР N 1642254 A1, БИ N 14, 1991; АС СССР N 742719, БИ N 23, 1980), в которых грузоприемная платформа закрепляется на упругом элементе, а сила, возникающая за счет взвешиваемой массы, уравновешивается с помощью магнитоэлектрического механизма, содержащего катушку с регулируемым током, перемещающуюся под воздействием измеряемого груза в воздушном зазоре магнитной системы, состоящей из постоянного магнита (или системы постоянных магнитов) и магнитопровода. Для управления током в катушке магнитоэлектрического механизма используется фотоэлектронный (АС СССР N 1642254 A1, БИ N 14,1991) или емкостной (АС СССР N 742719, БИ N 23, 1980) датчик состояния равновесия, механически жестко связанный с катушкой магнитоэлектрического механизма, и электронная аналоговая или цифровая система автоматического регулирования компенсирующего тока. Недостатками рассмотренных аналогов является недостаточная стабильность, определяемая нестабильностью свойств упругих элементов, и наличие подвижной катушки, что затрудняет токоподвод (так как он должен быть безмоментным), а также нетехнологичность изготовления магнитоэлектрического компенсационного устройства, требующего получения точного значения магнитной индукции в воздушном зазоре магнитной системы, и в котором перемещается катушка, причем для получения достаточной компенсирующей силы масса постоянных магнитов магнитной системы должна быть большой, а датчик состояния равновесия (емкостной или фотоэлектронный) требует высокой точности изготовления его элементов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению являются весы с электромагнитным уравновешиванием (АС СССР N 1345061 A1, БИ N 38, 1987), содержащие коромысло, одно плечо которого соединено с грузоприемной платформой, а другое - с подвижными элементами компенсационного магнитоэлектрического механизма и датчика перемещения, подключенного ко входу электронной системы автоматического регулирования, причем измеряемая масса определяется по величине компенсирующего тока, необходимого для уравновешивания силы тяжести взвешиваемого груза. В этих весах устраняются недостатки, связанные с наличием упругих элементов, на которых подвешивается грузоприемная платформа, и недостаток, связанный с неудобством токоподвода к подвижной катушке. Основными недостатками прототипа является то, что в этих весах для облегчения токоподвода к катушке она сделана неподвижной, а подвижным является постоянный магнит, что существенно ограничивает величину компенсирующей силы, а следовательно, и максимальное значение массы взвешиваемого груза. Основной технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является упрощение конструкции компенсационного устройства, направленное на повышение технологичности их производства при сохранении высокой точности и основных сервисных функций. Решение указанной задачи достигается использованием в качестве компенсационного устройства электромагнита с неподвижной катушкой, и тот же электромагнит используется в качестве индикатора равновесия, причем катушка электромагнита через усилитель компенсационного тока непосредственно связана с выходом цифроаналогового преобразователя и через разделительный конденсатор связана с выходом высокочастотного генератора и входом узкополосного усилителя, выход которого через детектор связан с одним из входов дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя через аналого-цифровой преобразователь связан с информационным входом микроЭВМ, выходы которой подключены к цифроаналоговому преобразователю и цифровому индикатору. Сущность изобретения поясняется структурной схемой на чертеже. Электронные цифровые весы состоят из коромысла 1, к короткому плечу которого подвешена грузоприемная платформа 2, на которую подается взвешиваемый груз 3, а к длинному плечу на тяге 4 подвешен якорь 5 электромагнита, состоящего из магнитопровода 6 броневого типа и катушки 7, питаемой ступенчато регулируемым током от системы автоматического регулирования компенсирующего тока 8, содержащей: усилитель компенсационного тока 9 с высоким выходным сопротивлением, цифроаналоговый преобразователь 10, генератор 11 высокочастотного тока, также обладающий высоким выходным сопротивлением, узкополосный усилитель 12, детектор 13, дифференциальный усилитель 14, источник образцового напряжения 15, аналого-цифровой преобразователь 16, встраиваемую микроЭВМ 17, цифровой индикатор 18, ограничитель 19, винт 20, грузик 21, причем катушка 7 электромагнита подключена к выходу усилителя компенсационного тока 9 и через разделительный конденсатор С - к выходу генератора 11 высокочастотного тока, и к его же выходу подключен вход узкополосного усилителя 12, настроенного на частоту генератора 11 высокочастотного тока, а выход узкополосного усилителя 12 соединен с детектором 13, выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя 14, второй вход которого соединен источником 15 образцового напряжения, а к выходу дифференциального усилителя 14 подключен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 16, выход которого соединен с информационным входом микроЭВМ 17, выходы которой подключены к управляющему входу ЦАП 10 и цифровому индикатору 18. Электронные цифровые весы работают следующим образом. Начальному уравновешенному состоянию весов (при отсутствии груза на грузоприемной платформе 2) соответствует начальное значение![электронные цифровые весы, патент № 2162209](/images/patents/309/2162091/963.gif)
![электронные цифровые весы, патент № 2162209](/images/patents/309/2162091/963.gif)