SU1164554A1 - Массоизмерительное устройство - Google Patents

Abstract

МАССОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО , содержащее грузоприемную платформу , установленную на упругом элементе , с которым соединены первич- . нь1й преобразователь и электромагнит, дл  подн ти  эталонного груза, подключенные к измерительно-вычислительному , блоку, отличаюцеес   тем, что, с целью повышени  точности за счет уменьшени  вли ни  . неидентичности характеристик элементов- первичного преобразовател , в нем первичный преобразователь выполнен в виде Ш-образного сердечника с обмотками и двух  корей, уставов- . ленных на упругом элементе на заданном, рассто нии друг от друга и под заданным углом симметрии первичного преобразовател  к продольной оси упругого элемента, и введен дополнительный эталонный груз с электромагнитом подъема, подключенным к измерительно-вычислительному блоку, закреп ленный на упругом элементе на заданном рассто нии от места креплени   корей между ними.

Description

1

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике, в частности к устройствам, в которых используетс  тестовый метод измерени , позвол ющий повысить точность определени  массы груза.

Известно устройство дл  измерени  массы, содержащее грузоприемную платформу, установленную на массоизмерительный преобразователь, подключенный к блоку измерени , блок коррекции с эталонным грузом и дополнительный массоизмерительный преобразователь .

Однако точность измерени  с помощью этого устройства ограничена возможностью исполнени  трех упругих элементов с идентичными характеристиками . .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достиг емому результату  вл етс  массоизмерительное устройство, содержащее грузоприемную платформу, установленную на упругом элемен те , с которым соединены первичный преобразователь и электромагнит дл  подъема эталонного, груза, подключенные к измерительно-вычислительному блоку С..

Однако точность измерени  известного устройства ограничена степенью идентичности характеристик двух первичных преобразователей, вход щих в состав-устройства, и идентичностью их соединений с упругим элементом. Недостатком устройства  вл етс  также -невозможност использовани  трансформаторных первичных преобразователей, имеющих . большой диапазон выходных мощностей и достаточно надежных.

Цель изобретени  - повышение точности за счет уменьшени  вли ни  неидентичности характеристик элементо первичного преобразовател .

Поставленна  Цель достигаетс  тем, что в массоизмерительном устройстве , содержащем грузоприемную .платформу, установленную на упругом элементе, с которым соедине;ны первичный преобразователь и электромагнит дл  подн ти  эталонного гру .за, по 1;ключенные к измерительно-вычислительному блоку, первичный преобразователь выполнен в виде Ш-обра кого сердечника с обмотками и двух  корей, установленных на упругс м

45542

элементе на заданном рассто нии друг от друга и под заданным -углом оси симметрии первичного преобразова тел  продольной оси упругого элемента, и введен дополнительный эталонный груз с электромагнитом подъема , подключенным к измерительно-вычислительному блоку, закрепленный на упругом элементе на заданном 0 рассто нии от места креплени   корей между ними.

На фиг.1 приведена схема устройства , вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху.

5 Измер ема  масса 1 помещена на грузоприемную платформу 2, соеди , ненную с упругим элементом 3, который укреплен на станине 4. Ш-образный сердечник 5 укреплен на упругом элементе 3 посредством соединительного элемента 6. Измерительные обмотки W 7 и W-8 подключены к блоку измерени  9, который выполнен в виде управл ющей ЭВМ с соответствующим интерфейсом. Подвижные  кор 

10 и 11 укреплены на упругом элементе 3 посредством соединительных элементов 12 и 13. Обмотка возбуждени  14 подключена к источнику возбуждеQ ни  15. Основной блок коррекции

представл ет собой электромагнит 16, механически соединенный с грузоприемной платформой 2, и эталонный груз 17 массой Р. Электромагнит 16 подключен к блоку 9. Дополнительный блок коррекции состоит из электромагнита 18, укрепленного на упругом элементе 3 между соединительными элементами 12 и 13, и эталонного груза 19 массой 0 . Электромагнит 18 подключен к блоку 9, Ш-образный сердечник 5 с обмотками 7 и 8 и с  кор ми 10 и 11  вл етс  трансформаторным первичным преобразователем.

Принцип действи  устройства заключаетс  в проведении р да измерений, результаты которых используют дл  вычислени  измеренной массы.

Устройств9 работает следующим образом.

Упругий элемент 3, работающий на изгиб, под действием сипы веса Р измер емой массы 1 деформируетс , что приводит к перемещению подвижных  корей 10 и 11: относительно сердечника 5. После этого блок 9 снимает с измерительных обмоток 7 и 8 сигналы у и у. Во втором такте после включени  блоком 9 электромагнита 16, подсоедин ющего к грузоприемной платформе 2 эталон ный груз 17 с массой Р, блок 9 снимает с обмоток 7 и 8 сигналы у и У4. В третьем такте элетрома - нит 16 выключаетс  блоком 9, и груз 17 массой Р отсоедин етс  от грузоприемной платформы 2, элек тромагнит 18 включаетс  блоком 9 и подсоедин ет груз 19 массой 0, после чего блок 9 снимает с обмотки 8 сигнал у , Напр жение на выходе измерительной катушки 7 и 8 определ етс  выражением: 1б«В и|«оВи1 и нa - SP где Е - напр жение на выходе изме рительной катушки; со - частота напр жени  возбуж дени ; Ig - ток в катушке возбуждени  Wg - количество витков в катуш ке возбуждени ; W - количество витков в измер тельной катушке; |U.p - магнитна  посто нна  пуст ты; S - площадь сечени  сердечник трансформатора; 5„о1ч суммарный начальный зазор между Ш-образным и соотве ствующим подвижным сердеч . НИКОМ при 5р- зазор, обусловленный изме емым параметром Р.. При изгибе величина зазора, обу , ловлениого параметром Р, между  ко рем и сердечником, соединенными с поверхностью упругого элемента, равна 5(Р) Зн«чЕ но(ч 5н«ц P-h -.4 i где € - относительна  деформаци  поверхностного сло  упруг го элемента; M,jp- изгибающий момент; h - рассто ние от нейтральног сло  до середины зазора, деформаци  которого рассматриваетс ; Е - модуль упругости; I - момент инерции сечени  уп гого элемента OTHocHTeJibно нейтральной оси; 44 х - рассто ние вдоль оси хх от точки креплени  соответствующего  кор  до пр мой, перпендикул рной оси хх и проход щей через точку приложени  параметра Р. / Хщ - рассто ние вдоль оси хх от креплени  сердечника до пр мой, перпендикул рной оси хх и проход щей через точку приложени  параметра Р.. Следовательно f ««Hfj (х -х1 г- I Е I I 0-1.. WoO)./S.V2 L с, i J Полага , (Хц,- Х2) (Хщ- х) х К, де К определ етс  на основе техничеких требований к массоизмерительому устройству и реализуетс  выбором оответствующих х, х. и х,, и учиыва , что при включении электромагита 18, подсоедин ющего груз 19 масой 9 (электромагнит 16 включен и руз 17 массой Р отсоединен от гру- оприемной платформы), относительна  еформаци  определ етс  выражением f- (ХШ- xj) +9l3 . Ё I е 1 - рассто ние вдоль оси хх от точки приложени  эталонного груза О до точки креплени   кор  11. Запишем систему уравнений, св зы-г ющих параметры массоизмерительноустройства и измер емую массу Р, виде 1 а,(Т-1-ЬР). 1 2 a(T+bkP) 1 . I, i+b(p+pj3 1 4 STTT+bkTp+pj УВ (kp+j)Т е j . Хш - X, Система решаетс  в блоке 9 по выжению

e-ipJz ij:il Xi- o; xii yi .),

(У4-У) -(Vs-y,)

Д1..

р. . УА- УЧ

Таким образом, результат измерени  не зависит от параметров а , а. , стабильности величины k, различи  величин суммарных начальных зазоров между Ш-образным сердечником и соответствующим  корем. Следовательно, исключаетс  вли ние на точность измерени  массы внешних условий и. дрейфа отдельных элементов устройства . .

. При повор оте Ш-образного сердечника 5 с  кор ми 10 .и 11 в горизонтальной плоскости относительно оси хх мен етс  диапазон изменени  зазора между ними. Взаимное расположение , т.е. угол между ос ми хх и шш трансформаторного первичного преобразовател  и упругого элемента 3

(фиг.2), выбираетс  исход  из заданных технических требований к устройству, в том числе чувствительности . Изменение диапазона достига- етс  также изменением положени 

граней Ш-образного сердечника, ограничивающих разрыв магнитопровода, относительно оси шш и соответствующего изменени  формы подвижных сердечников.

Точность измерени  массы с помощью предлагаемого устройства определ етс  в основном стабильностью массы эталонных грузов и точностью гиперболической аппроксимации реальной

функции преобразовани  массоизмерительного устройства, что и обуславливает технико-экономические преимущества устройства.

Claims (1)

1. МАССОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее грузоприемную платформу, установленную на упругом элементе, с которым соединены первичный преобразователь и электромагнит, для поднятия эталонного груза, под-

   X?

   ключенные к измерительно-вычислительному. блоку, отличаю щеес я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния . неидентичности характеристик элементов· первичного преобразователя, в нем первичный преобразователь выполнен в виде Ш-образного сердечника с обмотками и двух якорей, установ- . ленных на упругом элементе на заданном, расстоянии друг от друга и под заданным углом симметрии первичного преобразователя к продольной оси упругого элемента, и введен дополнительный эталонный груз с электромагнитом подъема, подключенным к измерительно-вычислительному блоку, закрепленный на упругом элементе на заданном расстоянии от места крепления якорей между ними.

   SU ,1164554

   1 164554