Динамометр электронный

Динамометр электронный.
Полезная модель относится к измерительным приборам с изменяемыми параметрами измерительной системы, включая датчики и реакцию прибора на текущие данные.
Известно устройство для взвешивания, содержащее силоизмерительный преобразователь, вычислительное устройство, процессор, запоминающее устройство, устройство управления, контроллер прерываний, блок памяти, дифференцирующее и вычитающее устройства, регистр, устройство сравнения, дешифратор нуля, формирователи и индикатор (1)
Устройство позволяет автоматически определять метрологически благоприятный момент измерения массы груза, однако этого не достаточно для обеспечения точности в изменяющихся условиях внешней среды.
Известно устройство для измерения массы, содержащее мостовой тензодатчик, источник питания, дифференциальный предусилитель, два потенциометра, два дифференциальных усилителя, суммирующий усилитель, пять резисторов, микропроцессорное вычислительное устройство, два ключа и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). (2)
Устройство может быть использовано для тензометрических преобразований неэлектрических величин в условиях переменных температур, однако использование аналоговых сигналов для передачи информации о преобразуемых величинах сильно зависит от длины линий связи и не позволяет проводить измерения достаточной точности.
Известно весоизмерительное устройство, содержащее тензодатчик, усилитель, первый второй и третий резисторы, операционный усилитель.
первый и второй нелинейные элементы, первый и второй конденсаторы, повторитель, измерительный прибор. (3)
Устройство может использоваться для быстрого взвешивания грузов в условиях динамических помех, однако нет возможности оперативного изменения параметров фильтра при изменении рабочего диапазона температур.
Наиболее близким к заявляемому является цифровое силоизмерительное устройство, взятое нами за прототип, содержащее частотный датчик силы, формирователь измерительного интервала (ФИИ), первый элемент И, генератор тактовых импульсов (ГТИ), накапливающий сумматор, первое программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), первый счетчик, второй элемент И, первый регистр защелку, датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), второе ППЗУ, комбинированный сумматор, второй регистр-защелку, второй счетчик, одновибратор, триггер, третий элемент И, нормально замкнутую кнопку, четвертый элемент И. (4)
Устройство позволяет повысить быстродействие за счет уменьщения времени преобразования и точности за счет введения температурных поправок, однако нет возможности оперативного изменения параметров и настройки измерительной части под параметры датчика, что не может обеспечить достаточную точность измерений.
Задачей полезной модели является повышение точности измерений, оперативного изменения параметров и настройки измерительной части под параметры датчика, простота конструкции, заменяемость блоков, сохранения текущих данных, возможность передачи данных в реальном масштабе времени.
Поставленная задача рещается с помощью заявляемого динамометра электронного, содержащего частотный датчик усилия с тензодатчиком и усилителем, программируемое запоминающее устройство и датчик температуры. Датчик усилия изготовлен в виде законченного устройства и
состоит из теизомоста со стабилизированиым источником питания, конструктивно расположенным непосредственно в датчике усилия, с нормирующим усилителем подключенным к генератору управляемому напряжением, а энергонезависимая память и датчик температуры через интерфейс ввода/вывода связан с блоком управления, причем датчик усилия выполнен с возможностью взаимодействия с блоком управления, включающим в себя микроконтроллер, блок ввода параметров, устройство индикации и модуль регистрации.
На Фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства.
Динамометр электронный содержит датчик усилия 1, блок управления 2, модуль регистрации 3, выносной индикатор 4, устройство звукового сигнала 5, согласующее устройство 6, выносной индикатор 7, контроллер удаленного доступа 8, и персональный компьютер 9. Динамометр электронный выполнен в виде заменяемых модулей.
Новым является то, что динамометр содержит датчик усилия 1 в составе которого имеется тензомост 10, нормирующий усилитель И, генератор управляемый напряжением 12, энергонезависимая память 13, интерфейс ввода/вывода 14, датчик температуры 15, источник стабилизированного напряжения 16.
Блок управления 2 содержит микроконтроллер 17, блок ввода параметров 18, искробезопасные электрические цепи 19, блок питания 20, электронный ключ 21, электронный ключ 22, устройство блокировки 23, интерфейсное устройство 24, блок индикации 25, блок индикации 26, схему автоматической регулировки яркости 27.
Модуль регистрации 3 содержит источник питания часов 28, устройство развязки питания 29, часы реального времени 30, интерфейс ввода/вывода 31, интерфейс ввода/вывода 32, энергонезависимую память данных 33.
Источник стабилизированного напряжения 16 подключяется к выходу искробезопасной электрической цепи 19.
Выход источника стабилизированного напряжения 16 параллельно подключен к тензомосту 10 , нормирующему усилителю 11 и генератору управляемому напряжением 12.
Тензомост 10 подключен к входу нормирующего усилителя 11, а к выходу нормирующего усилителя 11 подключен генератор управляемый напряжением 12.
Выход генератора управляемого напряжением 12 подключен к 1 входу микроконтроллера 17.
Датчик температуры 15 и энергонезависимая память подключены к 2 входу микроконтроллера 17 через интерфейс ввода/вывода 14.
Блок ввода параметров 18 подключен к 3 входу микроконтроллера 17.
Вход блока индикации 25 подключен к 4 выходу микроконтроллера 17 и к блоку питания 20 через схему автоматической регулировки яркости 27.
Вход блока индикации 26 подключен к 10 выходу микроконтроллера 17 и к блоку питания 20 через схему автоматической регулировки яркости 27.
В модуле регистрации 3, энергонезависимая память данных 33 подключена к 5 выходу микроконтроллера 17 через интерфейс ввода/вывода 32, а часы реального времени 30 подключены к 6 выходу микроконтроллера 17 через интерфейс ввода/вывода 31, и к источнику питания часов 28 через устройство развязки питания 29.
Вход/выход выносного индикатора 4 подключен к 7 выходу микроконтроллера 17 через интерфейсное устройство 24 , а другой вход к блоку питания 20 через искробезопасную электрическую цепь 19.
Вход/выход выносного индикатора 7 подключен к 7 выходу микроконтроллера 17 через интерфейсное устройство 24 , а другой вход к блоку питания 20 через искробезопасную электрическую цепь 19.
e7«i72 ff
Контроллер удаленного доступа 8 подключен к 7 выходу микроконтроллера 17 через интерфейсное устройство 24.
Устройство блокировки 23 подключено к 8 выходу микроконтроллера 17 через электронный ключ 22.
Устройство звуковой сигнализации 5 подключено к 9 выходу микроконтроллера 17 через электронный ключ 21.
Описание работы динамометра электронного.
Сигнал с чувствительного элемента датчика усилия 1 - тензомоста 10, пропорциональный механическому воздействию, усиливается нормирующим усилителем 11 и поступает на вход генератора управляемого напряжением 12. В виде частоты передается по кабелю в блок управления 2 и попадает на 1 вход микроконтроллера 17. В блоке управления 2 программа микроконтроллера по математической формуле преобразует значение усилия в значение веса, используя тарировочные коэффициенты из энергонезависимой памяти 13, находящейся в датчике усилия 1, значения температуры полученные из датчика температуры 15, находящегося в датчике усилия 1, а также коэффициенты, введенные с блока ввода параметров 18.
Полученное значение веса отображается в цифровой форме в блоке индикации 25, а также преобразуется в относительное значение от максимально допустимой установленной нагрузки, введенной с блока ввода параметров 18, и отображается на линейном индикаторе блока индикации 26. Отображаемая в блоке управления 2 информация через интерфейсное устройство 24 передается на выносной индикатор 4 и на выносной индикатор 7. Шкалы линейных индикаторов разделены на области рабочих, предельно допустимых и перегрузочных нагрузок, различающихся по цвету, а также имеют автоматическую регулировку яркости свечения индикаторов в зависимости от внешнего освещения.
Z.
t)
служит также для хранения служебных данных и рабочих констант, вводимых с блока ввода параметров 18.
При обработке информации о нагрузке программа микроконтроллера 17 сравнивает ее с установленной с блока ввода параметров 18 максимально допустимой нагрузкой для данного вида работ. В случае превышения текущей нафузки над максимально допустимой, программа микроконтроллера 17 формирует сигнал для включения устройства звуковой сигнализации 5 и выдает сигнал блокировки на устройство блокировки 23.
Взрывобезопасность работы устройства по цепям питания обеспечивается искробезопасными электрическими цепями 19.
Записанные в модуле регистрации 3 данные передаются через согласующее устройство 6 на персональный компьютер 9 или через контроллер удаленной связи 8 на диспетчерский пульт по каналам радио и телефонной связи. В случае ремонтных работ или плановой проверки любой из модулей динамометра электронного может быть снят и заменен на новый, что позволит проводить регламентные работы затрачивая минимальное время на простой оборудования.
Применение динамометра электронного позволяет обеспечить надежность, точность, улучшенные эргономические показатели, уменьшение простоев в работе за счет возможности оперативной перенастройки измерительной системы и заменяемости ее составных частей.
Позволяет не только отображать результаты измерений, но и производить накопление данных в энергонезависимой памяти и передавать их при необходимости через контроллер удаленной связи на диспетчерский пульт по каналам радио и телефонной связи.
2 02-l/ G 6
Руководитель OOO HIUI «Петролайн-АЩ
;y luahe |o -Абражеев П.Г.
%.e i
Авторы
Источники информации: 1Авторское свидетельство № 19/14. 2Авторское свидетельство № 01 G 3/18, G 01 R 17/00. 3Авторское свидетельство № G 9/00.
L
Салман В.В. Марача Г. К. 1362944 «Устройство для взвешивания G 01 G 1435949 «Устройство для измерения массы G 1508101 «Весоизмерительное устройство G 01