Великовантажні ваги

1. Великовантажні ваги, які мають вантажопідйомну платформу, закріплену на корпусі за допомогою пружного підвісу, які відрізняються тим, що платформа має чотири точки опори, які відповідно зв'язані за допомогою опорних стійок з чотирма первинними гідравлічними циліндрами з поршнями, що за допомогою гідравлічної магістралі зв'язані з вторинними гідравлічними циліндрами з мембранами, котрі в свою чергу безпосередньо зв'язані зі струнним частотним перетворювачем системи обробки інформації. 2. Великовантажні ваги за п. 1, які відрізняються тим, що система обробки інформації містить U 2 (19) 1 3 встановленого на підставі. Недоліком такого пристрою є використання пружини як передавального елемента, що впливає безпосередньо на точність вимірювань, тому що пружина має властивість деформуватися, на точність зважування також має вплив нерівномірне розташування вантажу на платформі, платформа має малий діапазон вимірювань та невисоку надійність вимірювань. Задача корисної моделі - підвищення точності зважування, збільшення діапазонів вимірювань, підвищення надійності вимірювання, а також можливість з'єднання струнного частотного перетворювача з цифровим електроннообчислювальним пристроєм. Поставлена задача вирішується таким чином, що платформа закріплюється на чотири опорні стійкі, які безпосередньо з'єднуються з первинними гідравлічними циліндрами. Платформа має чотири окремих точки опору, що надає можливість підвищити точність зважування великих вантажів. При нерівномірній загрузці платформи габаритним вантажем є можливість визначити його вагу з точністю, вищою ніж вагами з однією опорною точкою. При завантаженні платформа з чотирма точками опору має можливість просідати на різні величини, адже об'єкт зваження тисне на кожну опору з різною силою. В результаті просідання платформи опорні стійки тиснуть на гідравлічні циліндри. Під тиском опорних стійок поршні первинних циліндрів стискують речовину, котрою вони заповнені, речовина під тиском через магістраль тисне на вторинні гідравлічні циліндри з мембранами, мембрани під тиском деформуються і через їх рухоме кріплення дія у вигляді сили впливає на струнний частотний перетворювач. Поставлена задача вирішується таким чином, що струнний частотний перетворювач має два канали вимірювання, сигналами яких є деформація мембран вторинних гідравлічних циліндрів за рахунок тиску опорних стійок на поршні первинних гідравлічних циліндрів. Система обробки інформації включає струнний частотний перетворювач, який має чотири ідентичних канала, кожний з яких складається з автогенератора, блока узгодження, пристрою керування перетворювачем, перетворювача кількості імпульсів в код, генератора заповнюючих імпульсів та вихідного буферного регістра, причому вихід генератора з'єднаний зі входом блока узгодження, послідовно зв'язаного з пристроєм керування, один вихід якого підключений до першого входу перетворювача кількості імпульсів в код, а другий вихід - до першого керуючого входу вихідного буферного регістра, з інформаційним входом якого з'єднаний вихід перетворювача кількості імпульсів в код, а другий керуючий вхід вихідного буферного регістра з'єднаний з вихідним портом обчислювального пристрою, причому другий вхід перетворювача кількості імпульсів в код зв'язаний з виходом генератора заповнюючих імпульсів, а вихід вихідного буферного регістра з'єднаний з відповідним портом обчислювального пристрою. 28122 4 На Фіг.1 наведена схема великовантажних ватів, на Фіг.2 - схема системи обробки інформації, на Фіг.3 - закони змінювання сигналу в схемі обробки інформації. Вантажопідйомна платформа 1, встановлюється на чотири опорні стойки 2, 3, 4, 5, які з'єднані з пружнім підвісом 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, котрий зв'язаний з зовнішнім кріпленням 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21. Опорні стійки 2, 3, 4, 5 поєднані з первинними гідравлічними циліндрами 22, 23, 24, 25, поршні яких під дією опорних стійок 2, 3, 4, 5, тиснуть на рідину в первинних гідравлічних циліндрах 22, 23, 24, 25, та гідравлічних магістралях 26, 27, 28, 29, останні поєднані з вторинними гідравлічними циліндрами 30, 31, 32, 33, які мають мембрани 34, 35, 36, 37, котрі мають властивість деформуватися під тиском рідини, який створюється поршнями первинних гідравлічних циліндрів 22, 23, 24, 25. Чотири мембрани 34, 35, 36, 37, через качалку 38, 39, поєднуються попарно з вузлами кріплення 40, 41, які пов'язані зі струнним частотним перетворювачем 42, який має чотири струнних пружних розтяжки 43, 44, 45, 46, рухомий вузол 47 закріплення розтяжок та нерухомі вузли закріплення розтяжок 48, 49, 50, 51. Струнні пружні розтяжки 43, 44, 45, 46 у початковому стані (у статичному режимі) мають попереднє (початкове) натяжіння, при цьому власні частоти поперечних коливань всіх розтяжок у полі магнітів 52, 53, 54, 55 співпадають. Система обробки інформації включає чотири ідентичних канала, один з них включає струнну пружну розтяжку 43, магніт 52, нерухомий вузол закріплення 48, рухомий вузол закріплення 47, автогенератор 56, блок узгодження 57, пристрій керування перетворювачем 58, перетворювач 59 кількості імпульсів в код, генератор заповнюючих імпульсів 60, вихідний буферний регістр 61. Вихід автогенератора 56 з'єднаний зі входом блока узгодження 57, послідовно зв'язаного з пристроєм керування перетворювачем 58, один вихід якого підключений до першого входу перетворювача кількості імпульсів в код 59, а другий вихід - до першого керуючого входу вихідного буферного регістра 61, з інформаційним входом якого з'єднаний вихід перетворювача кількості імпульсів в код 59, а другий керуючий вхід вихідного буферного регістра 61 з'єднаний з вихідним портом 63 обчислювального пристрою 64, причому другий вхід перетворювача кількості імпульсів в код 59 зв'язаний з виходом генератора заповнюючих імпульсів 60, а вихід 62 вихідного буферного регістра 61 з'єднаний з відповідним портом обчислювального пристрою 64. Обробка інформації здійснюється шляхом підрахунку кількості імпульсів генератора 60, які заповнюють половину періоду коливань сигналу автогенератора 56. Гармонічно змінний сигнал з виходу автогенератора 56 надходить на вхід блоку узгодження 57, що служить для формування сигналу з необхідними параметрами (амплітуда, форма, потужність і т. і.) і узгодження виходу автогенератора 56 із входом пристрою 58 5 керування перетворювачем. Пристрій 58 керування перетворювачем формує сигнал, що є послідовністю імпульсів, період яких кратний періоду вихідного гармонічного сигналу автогенератора 56. Сигнал на виході генератора заповнюючих імпульсів 60 являє собою послідовність імпульсів з більш високою частотою проходження (fГЗІ), ніж частота гармонічного сигналу автогенератора 56. Частота генератора заповнюючих імпульсів 60 вибирається такою, щоб період вихідного сигналу автогенератора 56 включав таку кількість імпульсів генератора заповнюючих імпульсів 60, що забезпечувало б необхідну точність та чутливість схеми попередньої обробки інформації. Далі сигнал генератора заповнюючих імпульсів 60 та сигнал пристрою керування перетворювачем 58 надходять на входи перетворювача 59 кількості імпульсів в код, причому перетворювач кількості імпульсів в код містить керований лічильник, який перетворює означену кількість імпульсів за обраний проміжок часу в числовий код. Такий проміжок часу вибирається кратним періоду гармонічного сигналу автогенератора 56. Початкова корисна інформація зберігається у вихідному буферному регістрі 61 перед подальшим перетворенням за допомогою обчислювальних засобів. З вихідного регістру 61 інформація у кодовому вигляді видається за допомогою шини 62. Вхід 63 буферного регістру 61 необхідний для подачі на нього керуючого сигналу зчитування (виборки) інформації. На фігурі 3 наведені закони змінювання сигналу в схемі обробки інформації: SАГ - сигнал на виході автогенератора 49, SПКП - сигнал на виході пристрою 58 керування перетворювачем, SГЗІ - сигнал на виході генератора заповнюючих імпульсів 60, SЛ - сигнал на виході лічильника перетворювача частоти в код 59. За допомогою качалок 38.39, зусилля з мембран 34.35.36.37 передається на вузли кріплення 40, 41 струнних пружних розтяжок 43, 44, 45, 46, в результаті чого змінюється сила їх на тяжіння.. Залежність частоти коливань струнної пружної розтяжки від сили натяжіння має такий вигляд: F f2 = (1) ml , де m - маса струни; l- довжина струни; F- сила натяжіння струни. Частоту коливань струнної пружної розтяжки можна представити і в такому вигляді: fn = 1 n = Ti 2 F ml (2) , де n - номер гармоніки коливань струни. Вважаємо, що схема обробки інформації (Фіг.2) настроєна на виділення першої гармоніки коливань струнної пружної розтяжки (n=1). В тому випадку, якщо сила натяжіння струни F змінюється відносно початкового її значення 0 на величину DF , співвідношення (2) для частоти 28122 6 власних коливань струнної пружної розтяжки можливо представити так: f = f0 + Df = 1 F0 + DF 2 ml , (3) f де 0 - частота власних коливань струнної пружної розтяжки в початковому стані, Df - зміна частоти власних коливань. Приріст (зміну) сили натяжіння розтяжки наведемо у наступному вигляді: ES Dl DF = (4) l , де Dl - подовження розтяжки, яке відповідає приросту (зміні) DF сили натяжіння; E - модуль пружності матеріалу розтяжки; S площа поперечного перерізу струни. Тепер співвідношення (3) наведемо у наступному вигляді: f = f0 + Df = 1 F0 ES + Dl 2 ml ml2 (5) . Приріст сили натяжіння струн залежить від тиску в первинних гідравлічних циліндрах: DF = DF1 + DF2 (6) , DF DF2 де 1 та - сили тиску опорних стійок; DF - приріст сили натяжіння струн за рахунок зміни тиску рідини в первинних гідравлічних циліндрах. У відповідності до залежності (3), маємо: 1 æ F + DF ö 1 æ F0 DF1 + DF2 ö f2 = ç 0 + ÷= ç ÷ (7) 4 è ml ø 4 è ml ml ø. Так як вимірювання проводиться по двом каналам, залежності мають вид: DF1 = DF11 + DF12 (8) , DF2 = DF21 + DF22 (9) , Залежність приросту сили натяжіння струн за рахунок площини циліндру та сили опорних стійок має вид: DFij = Dpij × S2 (10) , Tij Dpij = S1 де , S2 - площа первинного гідравлічного циліндру; S1 - площа магістралі; Tij - тиск стійок. З урахуванням чотирьох струн: f43 2 = 1 æ F0 DF11 + DF12 ö 1æF DF + DF22 ö 2 + ç ÷, f43 = ç 0 - 21 ÷ 4 è ml ml 4 è ml ml ø ø Виділення інформації про лінійне переміщення х можливо за допомогою використання будь-якої зі струн, наприклад, струни 43: . 7 f43 = 1 1 , T43 = T43 f43 28122 8 (12) , T де 43 - період власних коливань струни 43. При використанні принципу заповнювання на півперіоду коливань струни 43 імпульсами високої частоти 1 T43 = nn Tn , 0.5T43 = nnП , (13) fn n де n - кількість заповнюючих імпульсів за період коливань струни 43; nnП - кількість заповнюючих імпульсів за півперіод коливань струни 43; Tn - період власних коливань; fn - частота заповнюючих імпульсів. Тобто: 1 T43 = 2nnП (12) fn . У відповідності до залежності (7): 2nnП 1 é 1 æ F0 DF1 + DF2 öù =ê ç + ÷ú ml fn ë 4 è ml øû 1 2 nnП , або DF + DF2 ù 1 éF = ê 0 + 1 ú fn ë ml ml û Так як вимірювання проводиться по двом каналам то маємо залежність: 2 T= 2 åå T ; n = 2T f ij i=1 j =1 (14) ij n , Таким чином, використання в частотному струнному перетворювачі чотирьох попарно об'єднаних струн, дає можливість проводити вимірювання по двом каналам одночасно, що безпосередньо має вплив на точність вимірювань. 1 2 (13) .