ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЕСЫ

Полезная модель относится к измерительному устройству, а именно к весам с электронной системой контроля установки весов по уровню с автоматической регулировкой, предназначенной для контроля угла наклона электронных весов статического взвешивания относительно горизонта, и может найти применение в виде весов самообслуживания в магазинах, весов для фасовки на складах и подсобных помещениях, участках фасовки на технологических линиях в специализированной торговле в условиях, когда необходимо автоматически минимизировать погрешность измерения, где отпуск штучных товаров осуществляется на вес, например, метизов.
В настоящее время известно множество различных устройств, используемых для этих целей.
Так, известны электронные торговые весы содержат корпус с размещенными в нем тензорезисторным весоизмерительным датчиком и печатающим устройством, также грузоприемное устройство, электронный блок. Место закрепления клавиатуры и цифрового дисплея индикации массы, цены и стоимости продукта на корпусе весов определяется функциональным назначением конкретного варианта весов. Грузоприемное устройство состоит из нижней неподвижной части, закрепленной на тензорезисторном весоизмерительном датчике, и шарнирно с ней соединенной верхней подвижной части. Такое исполнение позволяет взвешивать товары в закрытом положении и обеспечивает доступ в открытом положении к устройствам, размещенным внутри корпуса. При этом электронный блок установлен внутри корпуса и состоит из микроконтроллера и микросхемы оперативно-запоминающего устройства, координирующих работу весов и обеспечивающих связь с ПК и интерфейс с пользователем. Узел печати содержит две пластины, закрепленные параллельно основанию принтера в одной плоскости с образованием продольной щели для установки этикет-ленты между печатающей головкой узла печати и резиновым валом (патент РФ №53005, опубликован 27.04.2006).
Наиболее близким аналогом являются весы, содержащие платформу, грузоприемное устройство и датчик веса. Весы также снабжены устройством установки по уровню, состоящим из регулируемых по высоте опор корпуса весов и пузырькового уровня. Электронная система контроля выполнена на базе инклинометра, связанного с управляющей платой, выполненной в виде процессорного модуля весов (патент США №6137065).
Недостатком известного решения является длительное время настройки опор весов по высоте, а также вероятность неточного определения веса при регулировке опор вручную.
Технической проблемой патентуемого решения является исключение недостатков известного решения.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности измерения, сокращение времени настройки весов и, соответственно, сокращение трудозатрат.
Заявленный технический результат достигается за счет использования весов, содержащих платформу, установленную на четырех опорах, выполненных с возможностью их регулирования по высоте относительно платформы, с закрепленными на платформе пузырьковым уровнем, электронной системой контроля, датчиком веса и грузоприемным устройством, пузырьковый уровень. Согласно патентуемой полезной модели, каждая из опор содержит основание, выполненное с возможностью вертикального перемещения и двигатель, а электронная система контроля выполнена на базе микроэлектромеханического акселерометра, установленного на управляющей плате, соединенной с двигателями опор с возможностью автоматической регулировки положения опор относительно платформы.
Совокупность указанных элементов позволяет при сильном наклоне поверхности установки автоматически выставить датчик веса и платформу в горизонтальное положение, что исключает смещение или перераспределение грузов на платформе, в частности, жидкостей, сыпучих продуктов и т.п. к наиболее низко расположенному краю платформы, что может создавать дополнительную погрешность измерения из-за нецентрального нагружения платформы и датчика веса.
Далее полезная модель поясняется ссылками на фигуры, на которых изображено следующее.
На фигуре 1 - общий вид весов;
На фигуре 2 - опора весов.
Весы состоят из платформы 1, грузоприемного устройства 2, датчика веса 3, устройства установки по уровню, состоящим из пузырькового уровня 6 и регулируемых по высоте опор корпуса весов 7, и, жестко установленного на платформе. Опоры весов имеют возможность как ручной, так и автоматической регулировки своего положения относительно корпуса весов с целью регулировки наклона корпуса весов.
Пузырьковый уровень 6 представляет собой плоскую капсулу с круглым дном, наполненную жидкостью, в которой находится воздушный пузырек. Верхняя часть капсулы прозрачна и сквозь нее видно пузырек. На верхней части капсулы нанесена разметка в виде окружности, которая визуально ограничивает допустимое отклонение пузырька от центра капсулы, тем самым указывая допустимый предел отклонения положения весов от горизонтального.
Электронная система контроля с автоматической регулировкой выполнена на базе микроэлектромеханического (MEMS) акселерометра 5, установленного на управляющей плате весов 4, благодаря которому можно определить направление вектора силы тяжести в трехмерном пространстве, так как положение весов фиксировано и на них не действуют другие силы, кроме силы тяжести. При выполнении калибровки электронных весов на заводе-изготовителе весы выставляются при помощи устройства установки по уровню горизонтально, при этом также запоминается положение вектора силы тяжести по показаниям акселерометра, установленного на управляющей плате электронных весов. Управляющая плата 4 весов также соединена с двигателями опор весов, регулирующими положение опор относительно корпуса весов с целью автоматической подстройки положения весов по уровню.
MEMS-акселерометр представляет собой микросхему, измеряющую ускорение, и выдающую результат в цифровом коде по стандартным цифровым интерфейсам, поддерживаемым микроконтроллерами. Поскольку аналого-цифровое преобразование результата измерения производится внутри микросхемы, и далее осуществляется передача результата измерения в цифровом виде, это уменьшает влияние шума на результат измерения, поскольку нет значимого тракта передачи сигнала в аналоговом виде. Таким образом, использование MEMS-акселерометра приводит к повышению точности измерения.
При использовании весов потребителем при помощи акселерометра 5 управляющей платой 4 весов определяется текущее направление вектора силы тяжести и сравнивается с запомненным вектором при калибровке, таким образом вычисляется угол отклонения установки весов от горизонтали. В случае допустимого отклонения весы могут осуществлять коррекцию результата измерения веса по угловой разнице между текущим вектором силы тяжести и вектором силы тяжести, действовавшим при градуировке весов.
Опора весов 8 (фигура 2) вворачивается в основание 9 опоры. Такое крепление позволяет осуществлять ручную регулировку наклона корпуса весов путем вращения опоры. Основание опоры 9 может перемещаться вертикально благодаря винтовой передаче, винтом служат резьбы на осях шестерней 10, закрепленных между платформой и кожухом опоры. Вращающий момент на шестерни 10 поступает с мотора 11 через промежуточные шестерни 12. Мотор 11 и промежуточные шестерни 12 закреплены на основании опоры 9 и перемещаются вместе с ним. Программное обеспечение управляющей платы 4 весов, на основании данных об угле наклона весов, включает моторы 11 опор, компенсирующих данный наклон, и отслеживает изменение наклона корпуса весов по данным акселерометра 5. В случае, если диапазон регулировки опор полностью исчерпан, а допустимый наклон корпуса весов так и не достигнут, весы выдают звуковое или визуальное предупреждение о неверной установке весов по уровню.
Таким образом, за счет предложенной конструкции весов с электронной системой контроля установки весов по уровню обеспечивается автоматическая регулировка угла наклона электронных весов относительно горизонта, с возможностью компенсации неточности результата взвешивания, вызванного указанным наклоном и автоматической регулировкой положения весов, если наклон весов превышает допустимый предел.