RU2050528C1 - Electronic weighing machine - Google Patents
Electronic weighing machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2050528C1 RU2050528C1 RU93017317A RU93017317A RU2050528C1 RU 2050528 C1 RU2050528 C1 RU 2050528C1 RU 93017317 A RU93017317 A RU 93017317A RU 93017317 A RU93017317 A RU 93017317A RU 2050528 C1 RU2050528 C1 RU 2050528C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- measuring
- inputs
- phase detector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к автомобильным и товарным весам. The invention relates to a weight measuring technique, in particular to automobile and commercial scales.
Известно весоизмерительное устройство с компенсацией влияния вибрации [1] содержащее грузоприемную платформу, первый датчик, устройство нагружения, передающее силовое воздействие от грузоприемной платформы через устройство нагружения на первый датчик, блок обработки, схему корректировки и второй вспомогательный датчик, установленный рядом с первым датчиком и воспринимающим влияние вибрации пола. A weight measuring device with vibration compensation [1] is known comprising a load receiving platform, a first sensor, a loading device that transmits force from the load receiving platform through a loading device to a first sensor, a processing unit, an adjustment circuit, and a second auxiliary sensor mounted next to the first sensor and the receiving the effect of floor vibration.
Весоизмерительное устройство работает следующим образом. Weighting device operates as follows.
Выходной сигнал первого датчика, включающий в себя сигнал постоянного тока и сигнал помехи, связанный с влиянием вибрации пола, поступает на вход схемы корректировки, на другой вход которой поступает сигнал второго вспомогательного датчика, содержащий частоту вибрации пола. Далее с помощью схемы корректировки производится вычитание корректирующего сигнала из выходного сигнала первого датчика. The output signal of the first sensor, which includes a DC signal and an interference signal associated with the influence of floor vibration, is fed to the input of the correction circuit, the other input of which receives the signal of the second auxiliary sensor containing the frequency of floor vibration. Next, using the correction circuit, the correction signal is subtracted from the output signal of the first sensor.
Полученный таким образом рабочий сигнал поступает на вход блока обработки для последующей обработки. The working signal thus obtained is fed to the input of the processing unit for subsequent processing.
Недостатком данного весоизмерительного устройства является неполная компенсация сигналов помех, воздействующих в целом на грузоприемную платформу; запитка датчиков постоянным током снижает чувствительность и точность весоизмерительного устройства. The disadvantage of this weighing device is the incomplete compensation of interference signals, affecting in general the load platform; feeding sensors with direct current reduces the sensitivity and accuracy of the weighing device.
Известны весы (см. авт. св. N 1559255, кл. G 01 G 9/00), содержащие аналого-цифровой преобразователь (АЦП), грузоприемную платформу, датчик и устройство нагружения, передающие силовое воздействие от грузоприемной платформы через устройство нагружения на датчик, схему корректировки и блок обработки. Known scales (see ed. St. N 1559255, class G 01 G 9/00) containing an analog-to-digital converter (ADC), a load receiving platform, a sensor and a loading device that transmit force from the load receiving platform through the loading device to the sensor , correction scheme and processing unit.
Весы работают следующим образом. Scales work as follows.
При установке контрольного груза (наибольший предел взвешивания) АЦП устанавливает точное значение (масштаб) и затем устанавливается другим контрольным грузом (наименьший предел взвешивания) нуль АЦП, после чего разгружают грузоприемную платформу, при этом будут показания больше нуля. Схема корректировки за счет изменения питания датчика устанавливает с помощью блока обработки нулевое значение показаний. When setting a test load (the highest weighing limit), the ADC sets the exact value (scale) and then sets the other test load (the smallest weighing limit) to zero the ADC, after which the load receiving platform is unloaded, and the reading will be greater than zero. The correction scheme by changing the sensor power sets the reading value to zero using the processing unit.
В дальнейшем весы взвешивают вес, который устанавливается на грузоприемную платформу, с учетом скорректированного нуля и масштаба. Further, the scales weigh the weight that is installed on the load platform, taking into account the adjusted zero and scale.
Недостатком данных весов являются отсутствие компенсации помех, воздействующих в целом на грузоприемную платформу; запитка датчика постоянным током, снижающая чувствительность весов и их точность. The disadvantage of these scales is the lack of compensation for interference affecting the load-receiving platform in general; DC sensor power supply, reducing the sensitivity of the balance and its accuracy.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению являются электронные весы [2] содержащие микроЭВМ, входы и выходы которой подключены через порты ввода и вывода к выходам аналого-цифрового преобразователя, фильтр низкой частоты, грузоприемную платформу, тензометрический датчик, первый и второй входы моста соединены с первым и вторым выходами генератора синусоидального сигнала, а измерительная диагональ моста тензометрического датчика подключена через измерительный трансформатор к выходам измерительного усилителя, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора синусоидального сигнала. The closest in technical essence to the present invention are electronic scales [2] containing a microcomputer, the inputs and outputs of which are connected via input and output ports to the outputs of an analog-to-digital converter, a low-pass filter, a load receiving platform, a strain gauge, the first and second inputs of the bridge are connected with the first and second outputs of the sinusoidal signal generator, and the measuring diagonal of the strain gauge bridge is connected through the measuring transformer to the outputs of the measuring amplifier I, whose output is connected to the first input of the phase detector, the second input of which is connected to the third output of the sine wave generator.
Электронные весы работают следующим образом. Electronic scales work as follows.
При нагружении грузоприемной платформы через устройство нагружения значение веса передается на тензометрический датчик, первый и второй входы моста тензометрического датчика с первым и вторым выходами генератора синусоидального сигнала, а измерительная диагональ моста тензометрического датчика подключается через измерительный трансформатор к входам измерительного усилителя и далее на вход фазового детектора. После детектирования фильтром низкой частоты (цифровой фильтр) выделяется значение несущей, которая поступает на вход аналого-цифрового преобразователя. Аналого-цифровой преобразователь полученные значения несущей через порты ввода-вывода передает в микроЭВМ (запоминающее устройство). При обработке используются выборки для получения сигнала, пропорционального среднему значению обрабатываемых величин. When loading the load receiving platform through the loading device, the weight value is transferred to the strain gauge, the first and second inputs of the strain gauge bridge with the first and second outputs of the sinusoidal signal generator, and the measuring diagonal of the strain gauge bridge is connected through the measuring transformer to the inputs of the measuring amplifier and then to the input of the phase detector . After detection by a low-pass filter (digital filter), the carrier value is allocated, which is fed to the input of the analog-to-digital converter. The analog-to-digital converter transmits the received carrier values through the input-output ports to the microcomputer (storage device). During processing, samples are used to obtain a signal proportional to the average value of the processed values.
С фильтром связано устройство, позволяющее вручную устанавливать требуемый уровень фильтрации. Измеренное значение массы отображается на индикаторе весов. A device is connected to the filter, which allows you to manually set the desired filtering level. The measured weight value is displayed on the balance indicator.
Недостатком данных электронных весов является отсутствие компенсационных помех, воздействующих в целом на грузоприемную платформу и датчик. The disadvantage of these electronic scales is the lack of compensatory interference affecting the load-receiving platform and the sensor as a whole.
Целью изобретения является повышение точности электронных весов. The aim of the invention is to improve the accuracy of electronic scales.
Цель достигается тем, что электронные весы содержат микроЭВМ, входы и выходы которой подключены через порты ввода-вывода к выходам аналого-цифрового преобразователя, грузоприемную платформу, тензометрический датчик и устройство нагружения, передающее силовое воздействие от грузоприемной платформы через устройство нагружения на тензометрический датчик, первый и второй входы моста тензометрического датчика соединены с первым и вторым выходами генератора синусоидального сигнала, а измерительная диагональ моста тензометрического датчика подключена через измерительный трансформатор к входам измерительного усилителя, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора синусоидального сигнала, повторитель, делитель напряжения, фильтр высоких частот, дифференциальный усилитель, интегратор, соединенные последовательно, при этом выход фазового детектора подключен на вход повторителя и к второму входу дифференциального усилителя, выход же интегратора подключен на вход аналого-цифрового преобразователя. The goal is achieved in that the electronic balance contains a microcomputer, the inputs and outputs of which are connected through the input-output ports to the outputs of the analog-to-digital converter, a load receiving platform, a strain gauge and a loading device that transmits force from the load receiving platform through the loading device to the strain gauge, first and the second inputs of the bridge of the strain gauge are connected to the first and second outputs of the sinusoidal signal generator, and the measuring diagonal of the bridge of the strain gauge dates The IC is connected through the measuring transformer to the inputs of the measuring amplifier, the output of which is connected to the first input of the phase detector, the second input of which is connected to the third output of the sinusoidal signal generator, a repeater, a voltage divider, a high-pass filter, a differential amplifier, an integrator connected in series, while the output a phase detector is connected to the input of the repeater and to the second input of the differential amplifier, the output of the integrator is connected to the input of the analog-to-digital converter spruce up.
Для доказательства соответствия предложенного технического решения критерию "существенные отличия" определим, в каких технических решениях имеются признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое техническое решение от прототипа. Отличительными признаками предложенных электронных весов являются повторитель, делитель напряжения, фильтр верхних частот, дифференциальный усилитель, интегратор. To prove the conformity of the proposed technical solution to the criterion of "significant differences" we define in which technical solutions there are signs similar to those that distinguish the claimed technical solution from the prototype. Distinctive features of the proposed electronic scales are the repeater, voltage divider, high-pass filter, differential amplifier, integrator.
Перечисленные устройства широко применяются в технических решениях по прямому назначению (см. Гутнинов В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л. Энергия, 1980). Соединение последовательно выхода фазового детектора и инвертирующего входа дифференциального усилителя, а также соединение последовательно выхода фазового детектора, повторителя, делителя напряжения, фильтра верхних частот и неинвертирующего входа дифференциального усилителя позволяет полученные соответствующие сигналы на входах дифференциального усилителя с высоким быстродействием суммировать. Использование фазового детектора по прямому назначению позволяет детектировать сигналы с очень минимальными уровнями измерения информационного сигнала (см. Хоровиц. Хилл. У. Искусство схемотехники. М.Мир, 1984, т.2, с.383). The listed devices are widely used in technical solutions for their intended purpose (see V. Gutninov, Integrated Electronics in Measuring Devices. L. Energia, 1980). The combination of the serial output of the phase detector and the inverting input of the differential amplifier, as well as the connection of the serial output of the phase detector, repeater, voltage divider, high-pass filter and non-inverting input of the differential amplifier allows the corresponding signals obtained at the inputs of the differential amplifier with high speed to be summed. The use of a phase detector for its intended purpose allows the detection of signals with very minimal levels of information signal measurement (see Horowitz. Hill. W. The Art of Circuit Engineering. M. Mir, 1984, v.2, p. 383).
Применение интегратора с подключением на вход аналого-цифрового преобразователя позволяет убрать пульсации и шумы на входе аналого-цифрового преобразователя, сохранив высокое быстродействие. The use of an integrator with an analog-to-digital converter connected to the input allows you to remove ripple and noise at the input of the analog-to-digital converter, while maintaining high speed.
Перечисленные взаимосвязи позволяют повысить точность электронных весов за счет выделения сигнала путем детектирования и компенсации сигнала помехи, превышающей частоту рабочего сигнала, используя высокое быстродействие, предложенных взаимосвязей также за счет алгоритма обработки на микроЭВМ позволяет использовать выделение сигналов по алгоритмам более сложным, чем простое усредненное значение. Наличие таких новых свойств позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение обладает существенными отличиями. The listed interconnections allow improving the accuracy of electronic scales by isolating the signal by detecting and compensating for an interference signal exceeding the frequency of the working signal, using high speed, the proposed interconnections also due to the processing algorithm on the microcomputer make it possible to use signal extraction by algorithms more complicated than a simple average value. The presence of such new properties allows us to conclude that the proposed technical solution has significant differences.
На фиг. 1 показана блок-схема электронных весов; на фиг. 2 схема повторителя, делителя напряжения, фильтра верхних частот, дифференциального усилителя и интегратора; на фиг. 3 циклограмма работы повторителя, делителя напряжения, фильтра верхних частот, дифференциального усилителя и интегратора; на фиг. 4 алгоритм работы электронных весов. In FIG. 1 shows a block diagram of an electronic balance; in FIG. 2 circuit repeater, voltage divider, high-pass filter, differential amplifier and integrator; in FIG. 3 cyclogram of the operation of the repeater, voltage divider, high-pass filter, differential amplifier and integrator; in FIG. 4 algorithm of electronic scales.
Электронные весы содержат микроЭВМ 1, порты 2 ввода-вывода, аналого-цифровой преобразователь 3, грузоприемную платформу 4, устройство 5 нагружения, передающее силовое воздействие от грузоприемной платформы 4 на тензометрический датчик 6, имеющий тензорезисторы, включенные в тензометрический мост 7, который соединен с первым и вторым выходами генератора синусоидального сигнала 8, а измерительная диагональ моста тензометрического датчика 7 подключена через измерительный трансформатор 9 к входам измерительного усилителя 10, выход которого соединен с первым входом фазового детектора 11, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора 8 синусоидального сигнала, повторитель 12 напряжения, делитель 13 напряжения, фильтр 14 высоких частот, дифференциальный усилитель 15 и интегратор 15 соединены последовательно, причем к второму (инверсному) входу дифференциального усилителя 15 подключен выход фазового детектора 11, а выход интегратора 16 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 3. The electronic balance contains a
Генератор 8 синусоидальных сигналов содержит кварцевый генератор 17, выход которого подключен к фильтру 18 низких частот, выход фильтра 18 низких частот соединен с третьим выходом генератора 8 синусоидальных сигналов и входом усилителя 19 мощности, выходы которого подключены к первому и второму выходам генератора 8 синусоидального сигнала. The
МикроЭВМ 1 содержит центральный процессор 20, ОЗУ 21, ПЗУ 22, панель 23 управления, блок 24 индикации, таймер 25, блок 25 печати, соединенные между собой через внутренний интерфейс, включающий шину 27 управления, шину 28 данных, шину 29 адреса и соответствующие порты ввода-вывода. The
Электронные весы работают следующим образом. Electronic scales work as follows.
В исходном состоянии грузоприемная платформа 4 через устройство 5 нагружения погружает тензометрический датчик 6. Данное значение подгрузки тензометрического датчика 6 должно соответствовать нулевому значению веса. После включения питания (см. фиг. 4) происходит инициализация всех переменных и постоянных портов ввода-вывода и тестирование ОЗУ 21 и ПЗУ 22. In the initial state, the load receiving
По окончании инициализации идет обращение в блоку 26 печати, который отпечатывает (шапку) заголовок "Электронные весы". Затем идет подсказка через блок 24 индикации "Число 9", устанавливается число, далее идет подсказка через блок 24 индикации "Месяц". Устанавливается текущий месяц, при этом блок индикации выдает подсказку "Год". Оператор устанавливает текущий год и текущее время, отсчитываемое таймером 25. Каждый переход осуществляется через клавишу "ВК" панели 23 управления. At the end of the initialization, an appeal is made in the
После введения необходимых реквизитов микроЭВМ 1 переходит к подпрограмме "Прогрев", которая длится в течение 10 мин. По истечении 10 мин блок 24 индикации выдает подсказку "Режим". Для компенсации значения подгрузки тензометрического датчика 6 весом грузоподъемной платформы 4 необходимо включить режим "Коррекция "К=". При этом сигнал переменной частоты от генератора 8 синусоидального сигнала запитывает мост тензометрического датчика. After the introduction of the necessary details, the
Тензометрический датчик 6 воспринимает первоначальную нагрузку и сигнал разбаланса тензометрического моста 7 в виде амплитудно-модулированного сигнала, поступает на вход измерительного трансформатора 9 и далее на вход измерительного усилителя 10.
После усиления измерительным усилителем 10 амплитудно-модулированный сигнал поступает на вход фазового детектора 11, на другой вход которого подается опорный сигнал с генератора 8 синусоидального сигнала. С выхода фазового детектора 11 демодулированный сигнал (см. фиг. 3а) поступает на повторитель 12 напряжения, который необходим для развязки от делителя 13 напряжения и выхода фазового детектора 11, а также на инверсный вход дифференциального усилителя 14, на другой вход которого поступает сигнал с фильтра 13 верхних частот (см. фиг. 8б). Частота среза фильтра 13 верхних частот рассчитывается, исходя из требований непрохождения рабочего диапазона низкочастотной огибающей рабочего сигнала. After amplification by the
Таким образом, если диапазон низкочастотного рабочего сигнала лежит в диапазоне, например, 0-10 Гц, тогда частота среза фильтра верхних частот должна быть 10 Гц, кроме того, фильтр имеет определенный фазовый сдвиг на несущей частоте. В качестве простейшего фильтра 14 верхних частот в предлагаемой схеме применены емкость и резистор (см. фиг. 2). Thus, if the range of the low-frequency working signal lies in the range, for example, 0-10 Hz, then the cut-off frequency of the high-pass filter should be 10 Hz, in addition, the filter has a certain phase shift at the carrier frequency. As the simplest high-
После прохождения низкочастотные шумовые сигналы (огибающие), прошедшие через фильтр верхних частот, складываются в противофазе с рабочим сигналом (см. фиг. 3в), в котором присутствуют все рабочие и шумовые сигналы, происходит вычитание и, таким образом, получаем низкочастотную огибающую с минимальными пульсациями (фиг. 3б) без наличия шумовых сопутствующих низкочастотных составляющих в огибающей. Далее с выхода сигнал поступает на вход интегратора 16, который убирает пульсации сигнала, и подает исходный сигнал на вход аналого-цифрового преобразователя 3. Значения аналого-цифрового преобразователя 3 опрашиваются через порта 2 ввода-вывода микроЭВМ 1 и обрабатываются соответствующим образом. After passing through, the low-frequency noise signals (envelopes) that have passed through the high-pass filter are added in antiphase with the working signal (see Fig. 3c), in which all working and noise signals are present, subtraction occurs and, thus, we obtain a low-frequency envelope with minimal pulsations (Fig. 3b) without the presence of noise accompanying low-frequency components in the envelope. Then, from the output, the signal goes to the input of the
На блок 24 индикации выдается информация о подгрузке тензометрического датчика 6 в исходном состоянии. Данное значение микроЭВМ 1 запоминается в ОЗУ 21, и при последующих взвешиваниях это значение является нулевым, т.е. исходным. On the
После окончания режима "Коррекция" блок 24 индикации индицирует исходный нуль. Электронные весы готовы к взвешиванию. При нагружении электронных весов определенным значением веса устанавливается режим "Весы". В данном режиме происходят процессы, описанные выше в режиме "Коррекция", и аналого-цифровой преобразователь 3 выдает значения, соответствующие данному значению веса. After the end of the "Correction" mode, the
МикроЭВМ 1 обрабатывает поступившие через порт 2 ввода-вывода значения в соответствии с алгоритмом и отображает блоком 24 индикации взвешенное значение веса. The
По сравнению с прототипом электронные весы обладают повышенной точностью за счет компенсации помехи, превышающей частоту рабочего сигнала. Compared with the prototype, electronic scales have increased accuracy due to compensation of interference exceeding the frequency of the working signal.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93017317A RU2050528C1 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Electronic weighing machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93017317A RU2050528C1 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Electronic weighing machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93017317A RU93017317A (en) | 1995-02-27 |
RU2050528C1 true RU2050528C1 (en) | 1995-12-20 |
Family
ID=20139690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93017317A RU2050528C1 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Electronic weighing machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2050528C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517793C2 (en) * | 2012-03-01 | 2014-05-27 | Алексей Николаевич Давиденко | Electronic scale |
-
1993
- 1993-04-02 RU RU93017317A patent/RU2050528C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 4624331, кл. G 01G 23/10, 1986. * |
2. Патент США N 4782904, кл. G 01G 19/40, 1988. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517793C2 (en) * | 2012-03-01 | 2014-05-27 | Алексей Николаевич Давиденко | Electronic scale |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5117929A (en) | Weighing apparatus with means for correcting effects of vibrations | |
US4347903A (en) | Electronic reading balance | |
CA2072696C (en) | Weighing scale with validating reference channel | |
US4004234A (en) | Article presence sensor | |
JP4488400B2 (en) | Impedance detection circuit | |
US20170269134A1 (en) | Crosstalk calibration for multi-channel systems | |
DK164528B (en) | WEIGHT WITH A STRAING GAUGE ROAD CELL | |
US6223138B1 (en) | Carrier frequency measuring method and apparatus | |
RU2050528C1 (en) | Electronic weighing machine | |
US3617878A (en) | Ac to de high-accuracy low-level voltage measuring system | |
RU2071039C1 (en) | Electronic scales | |
JP3283613B2 (en) | Load cell noise measurement device | |
JP3765915B2 (en) | Amplifier temperature zero point correction device | |
JPH08201158A (en) | Electronic balance | |
CN1004649B (en) | Weighing apparatus | |
RU2517793C2 (en) | Electronic scale | |
JP3765105B2 (en) | Floor vibration correction method and apparatus | |
SU1631438A1 (en) | Device for measuring detonation factor | |
SU794568A1 (en) | Method of excitation of ferroprobe transducer | |
JP3422546B2 (en) | Floor vibration correction method and apparatus | |
SU1267299A1 (en) | Device for contactless measuring of a.c.voltage | |
SU635432A1 (en) | Hf ac voltage reproducing arrangement | |
SU1170306A1 (en) | Device for impact-pulse diagnosis of antifriction bearings | |
KR920002020B1 (en) | Auto error compensator method of measurement apparatus | |
JPS5952371B2 (en) | electronic weighing machine |