CS257874B1

CS257874B1 - Device for determining the moment of contact of the weight

Info

Publication number: CS257874B1
Application number: CS857755A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Trunec
Original assignee: Vaclav Trunec
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1985-10-31
Publication date: 1988-06-15
Also published as: CS775585A1

Abstract

Zařízení pro určení okamžiku dotyku závaží uspořádaných nad sebou do sady, při jejich zavěšování na táhlo, je určeno pro etalony sil a velmi přesné váhy, u nichž slouží k určení okamžiku položení či zvednutí jednotlivých závaží. Ostrojí je tvořeno táhlem, na něž jsou postupně zavěšována závaží a dosedací deskou, na níž spočívají závaží, která nejsou dosud zavěšena na táhle. Na dosedací desce je uložena izolační podložka, jež je na horní straně opatřena elektricky vodivým potahem elektricky vodivě spojeným s vyhodnocovací aparaturou. S vyhodnocovací aparaturou je elektricky vodivě spojeno táhlo. Při zavěšování závaží dochází postupně k propojování a rozpojování elektrického obvodu zapojeného do vyhodnocovací aparatury. Tím je do vyhodnocovací aparatury přenášen signál o zavěšování jednotlivých závaží. Obdobnou funkci vykonává ústrojí při svěšování závaží a jejich ukládání na dosedací desku.The device for determining the moment of contact of weights arranged one above the other in a set, when they are hung on a drawbar, is intended for force standards and very precise scales, where it serves to determine the moment of placing or lifting individual weights. The device consists of a drawbar, on which weights are gradually hung and a support plate, on which weights that are not yet hung on the drawbar rest. An insulating pad is placed on the support plate, which is provided with an electrically conductive coating on the upper side electrically conductively connected to the evaluation apparatus. The drawbar is electrically conductively connected to the evaluation apparatus. When hanging weights, the electrical circuit connected to the evaluation apparatus is gradually connected and disconnected. This transmits a signal to the evaluation apparatus about the hanging of individual weights. The device performs a similar function when hanging weights and placing them on the support plate.

Description

Vynález se týká zařízení pro určení okamžiku dotyku závaží uspořádaných nad sebou do sady, při jejich zavěšování na svislé táhlo.The invention relates to a device for determining the moment of contact of a weight arranged one above the other in a set while hanging it on a vertical rod.

Jsou známy jednak etalony sil pro měření silových snímačů a jednak velmi přesné váhy, u nichž se při měření postupně zavěšují na svislé táhlo jednotlivá závaží ze sady. Každé spodní závaží je upraveno pro zavěšení pod sousední horní závaží pomocí záchytu a otvoru, přičemž vrchní závaží celé sady je upraveno pro zavěšení na táhlo. Závaží jsou v tomto provedení upravena tak, že každé spodní závaží se zavěsí na sousední horní závaží. V jiném známém provedení se jednotlivá závaží zavěšují přímo na táhlo.There are known standards of force for measurement of force sensors and very precise weights, where individual weights from the set are gradually suspended on the vertical rod during the measurement. Each lower weight is adapted to be suspended below an adjacent upper weight by means of a catch and an aperture, the upper weight of the entire set being adapted to be hung on a drawbar. The weights in this embodiment are arranged such that each lower weight is suspended on an adjacent upper weight. In another known embodiment, the individual weights are suspended directly on the drawbar.

Výsledný účinek, tj. postupné zatěžování táhla zavěšovanými závažími je v obou případech stejný. Při nulovém zatížení spočívá celá sada závaží na dosedací desce. Při zatěžování se začne pohybovat bud táhlo, nebo dosedací deska, a tak dochází k postupnému zavěšování jednotlivých závaží bud na sebe, nebo přímo na táhlo. Při odlehčování dochází k obrácenému postupu, při němž se jednotlivá závaží ukládají na dosedací desku. Pro řízení zatěžovacího procesu je třeba znát okamžik položení či zvednutí závaží. Pro tento účel se používají snímací ústrojí, která reagují na změnu pohybu jednotlivých závaží. Informace o tomto pohybu při zavěšování, resp. svěšování závaží jsou přenášeny do vyhodnocovací aparatury.The resulting effect, ie the gradual loading of the drawbar with suspended weights, is the same in both cases. At zero load, the entire set of weights rests on the support plate. During loading, either the pull rod or the bearing plate starts to move, so the individual weights are gradually suspended either on top of each other or directly on the pull rod. During the unloading, a reverse procedure occurs in which the individual weights are placed on the bearing plate. To control the load process, it is necessary to know when the weight is placed or raised. Sensing devices are used for this purpose in response to a change in the movement of the individual weights. Information about this movement when hanging up, respectively. the weights are transferred to the evaluation apparatus.

Při činnosti etalonu nedochází však k pouhému závaží při zavěšování a svěšování. Při zavěšování dalších závaží k již zavěšeným závažím nemusí předcházející závaží zachovávat stejnou polohu, ale vlivem mechanického průhybu měřeného silového snímače se tato poloha může měnit. Přitom velikost této změny polohy nelze předem určit. K těmto předem neurčitelným změnám polohy dochází též při svěšování, přičemž zde navíc působí hysterezní vlastnosti silových snímačů.However, during the operation of the standard there is no mere weight when hanging and hanging. When suspending other weights to already suspended weights, the previous weights may not maintain the same position, but this position may change due to mechanical deflection of the measured force sensor. The magnitude of this position change cannot be predetermined. These indeterminate position changes also occur during the sagging, in addition to the hysteresis properties of the force sensors.

Jedno ze známých snímacích ústrojí pracuje na principu fotoelektrického snímání polohy. Uvedené fotoelektrické ústrojí tvořené vysílačem a snímačem má tu výhodu, že signál z něho lze snadno zpracovat, přičemž samo ústrojí se vyznačuje dlouhou životností. Jeho velkou nevýhodou však je, že pomocí něho nelze zjistit změnu polohy závaží způsobenou deformací měřeného silového snímače, protože není možno korigovat polohu fotoelektrického vysílače a snímače vzhledem k nedefinovatelným mechanickým průhybům silového snímače.One of the known sensing devices operates on the principle of photoelectric position sensing. The photoelectric device consisting of a transmitter and a sensor has the advantage that the signal from it can be easily processed, and the device itself has a long life. However, its great disadvantage is that it is not possible to detect the change in the position of the weight caused by the deformation of the measured power sensor, since it is not possible to correct the position of the photoelectric transmitter and sensor due to undefined mechanical deflections of the power sensor.

Další ze známých snímacích ústrojí obsahuje mechanické kontakty upravené na každém závaží. Tyto mechanické kontakty jsou propojeny elektrickými vodiči s vyhodnocovací aparaturou. Spínáním a rozpínáním mechanických kontaktů se uzavírají nebo přerušují elektrické obvody. Takto vzniklé signály se přenášejí do vyhodnocovací aparatury. Přesnost práce tohoto snímacího ústrojí není závislá na předem neurčitelných změnách polohy zavěšených závaží, což je jeho výhoda.Another known sensing device comprises mechanical contacts provided on each weight. These mechanical contacts are connected by electrical conductors to the evaluation apparatus. The electrical circuits are closed or interrupted by switching the mechanical contacts on and off. The signals thus generated are transmitted to the evaluation apparatus. The accuracy of this sensing device is not dependent on predetermined changes in the position of the suspended weights, which is an advantage.

Jeho velkou nevýhodou však je, že připojené elektrické vodiče znehodnocují přesnost měření svými mechanickými vlastnostmi, a kromě toho je možné jejich mechanické přerušení. Toto mechanické přerušení může nastat během činnosti etalonu nebo váhy, kdy dochází k neustálému pohybu těchto elektrických vodičů.However, its major disadvantage is that the connected electrical conductors impair the accuracy of the measurement by their mechanical properties and, in addition, their mechanical interruption is possible. This mechanical interruption can occur during the operation of the standard or balance, when these electrical conductors are constantly moving.

Další nevýhodou je, že při výměně mechanických kontaktů nebo elektrických vodičů je nutno závaží znovu přecejchovat. K nevýhodám uvedeného snímacího ústrojí patří též jeho omezená životnost.Another disadvantage is that the weights need to be re-calibrated when replacing mechanical contacts or electrical wires. The disadvantages of the sensing device are its limited service life.

Uvedené nevýhody podstatně zmenšuje ústrojí k určení okamžiku dotyku závaží uspořádaných nad sebou do sady, při jejich zavěšování na svislé táhlo, podle vynálezu, kde každé spodní závaží je upraveno pro zavěšení pod sousední horní závaží pomocí záchytu a otvoru. Vrchní závaží sady je upraveno pro zavěšení na táhlo rovněž pomocí záchytu a otvoru. Přitom světlost otvoru je větší než je průřez záchytu. Pod sadou závaží je upravena dosedací deska, která je elektricky vodivě spojena s táhlem. Táhlo, resp. dosedací deska je elektricky vodivě spojena s jednou svorkou vyhodnocovací aparatury. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na dosedací desce je uložena izolační podložka svrchu opatřená elektricky vodivým potahem. Elektricky vodivý potah je elektricky vodivě spojen s druhou svorkou vyhodnocovací aparatury.Said disadvantages are substantially reduced by the apparatus for determining the moment of contact of the superposed weights in the set as they are hung on a vertical rod, according to the invention, wherein each lower weight is adapted to be suspended below an adjacent upper weight by means of a catch and an opening. The top weight of the set is also adapted to be attached to the drawbar by means of a catch and an opening. In this case, the opening of the opening is larger than the cross section of the catch. A bearing plate is provided below the set of weights, which is electrically conductively connected to the tie rod. Rod, respectively. the contact plate is electrically conductively connected to one terminal of the evaluation apparatus. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide an insulating mat with an electrically conductive coating. The electrically conductive coating is electrically conductively connected to the second terminal of the evaluation apparatus.

Výhoda ústrojí podle vynálezu spočívá v tom, že bez ohledu na prúhyby silových snimačú, tj. bez ohledu na polohu zavěšených závaží, lze přesně určit okamžik dotyku zavěšovaného, resp. svěšovaného závaží, tj. okamžik položení ěi zvednutí závaží, výhodou dále je, že ústrojí neobsahuje žádné pohyblivé elektrické vodiče, takže je na minimum sníženo nebezpečí jejich mechanického poškození.The advantage of the device according to the invention is that, irrespective of the deflection of the force transducers, i.e. regardless of the position of the suspended weights, it is possible to precisely determine the moment of contact of the suspended or deflected load. Furthermore, the device does not contain any movable electrical conductors, so that the risk of mechanical damage to them is minimized.

Velkou výhodou je rovněž to, že jednotlivá závaží neobsahují přídavné mechanické kontakty ani elektrické vodiče, které by v provozu byly jednak zdrojem poruch a jednak by vyvolávaly nutnost přecejchováni při jejich výměně. Z tohoto vyplývá funkční i provozní spolehlivost ústrojí.It is also a great advantage that the individual weights do not contain additional mechanical contacts or electrical conductors which, in operation, are both a source of malfunctions and, on the other hand, would require a re-calibration upon replacement. This results in functional and operational reliability of the device.

Na připojených výkresech je schematicky znázorněn příklad provedení ústrojí k určení okamžiku dotyku závaží podle vynálezu, kde značí obr. 1 pohled a řez ústrojím se dvěma závažími, obr. 2 pohled a řez ústrojím se třemi závažími odchylně uchycenými, obr. 3 pohled a řez ústrojím se dvěma závažími uchycenými dalším možným způsobem.1 is a cross-sectional view of a device with two weights, FIG. 2 is a cross-sectional view of a device with three weights deviatingly attached, FIG. 3 is a cross-sectional view of a device with two weights attached in another possible way.

Etalony pro měření silových snímačů jsou tvořeny rámem, na výkrese neznázorněným. Na rámu je ustaven měřený silový snímač, přičemž podstata měření spočívá v tom, že silový snímač se postupně zatěžuje závažími o předem známé hmotnosti. Hmotnost závaží se na silový snímač přenáší přes reverzor, jehož součástí je dolní příčka 13, k níž je připojeno svislé táhlo 1_.Standards for measuring force sensors are made of a frame (not shown in the drawing). The measured load cell is mounted on the frame, the essence of the measurement is that the load cell is gradually loaded with weights of a known weight. The weight of the weight is transmitted to the force transducer via a reverser comprising a lower bar 13 to which the vertical link 7 is connected.

Na rámu je uložena dosedací deska 6. Bud táhlo 2, nebo dosedací deska 2» je spřažena s neznázorněným pohybovým ústrojím.A seating plate 6 is mounted on the frame. Either the rod 2 or the seating plate 2 is coupled to a locomotive device (not shown).

Dosedací deska 6 je elektricky vodivě spojena s táhlem 2, což je způsobeno stykem těchto součástí s rámem etalonu. Pro názornost je toto elektricky vodivé spojení znázorněno na výkresech jako spojení dosedací desky 6 s táhlem 2 pomocí prvního vedení 10. Na dosedací desce 6^ je uložena izolační podložka 7. Izolační podložka 7_ je na své horní ploše opatřena elektricky vodivým potahem jí, jímž je s výhodou plech připevněný k této izolační podložce 7_. Elektricky vodivý potah jí je pomocí prvního elektrického vodiče 11 spojen s jedním pólem známé vyhodnocovací aparatury. Druhý pól vyhodnocovací aparatury 9 je pomocí druhého elektrického vodiče 12 spojen s táhlem JL, resp. s dolní příčkou 13.The seating plate 6 is electrically conductively connected to the rod 2, which is caused by the contact of these components with the standard frame. By way of illustration, this electrically conductive connection is shown in the drawings as the connection of the seating plate 6 to the rod 2 by means of a first guide 10. An insulating washer 7 is mounted on the seating plate 6. The insulating washer 7 is provided with an electrically conductive coating on it. preferably a sheet metal attached to the insulating mat 7. The electrically conductive coating is connected to one pole of a known evaluation apparatus by means of a first electrical conductor 11. The second pole of the evaluation apparatus 9 is connected to the tie rod 11, respectively by means of a second electrical conductor 12, respectively. with lower crossbar 13.

Táhlo 2 je upraveno pro zavěšování jednotlivých závaží 3, 5, 14, jež uspořádána nad sebou tvoří sadu o známé hmotnosti. Každé spodní závaží 5 je upraveno pro zavěšení pod sousední horní závaží _3·The drawbar 2 is adapted to suspend the individual weights 3, 5, 14, which, arranged one above the other, form a set of known weight. Each lower weight 5 is adapted to be suspended below an adjacent upper weight 3.

Podle obr. 1 a 2 je každé spodní závaží 5 upraveno pro zavěšení na sousední horní závaží 2 pomocí záchytu 2 a otvoru 4_. Vrchní závaží 14 celé sady je upraveno pro zavěšení na táhlo 2 rovněž pomocí záchytu 2 a otvoru £. Podmínkou je, že světlost otvoru 2 í^e větší, než je průřez záchytu 2. Výhodné provedení spočívá v tom, že závaží 3, 5, 14 mají rotační tvar a záchyty 2 a otvory 4_ mají tvar komolých kuželů.According to FIGS. 1 and 2, each lower weight 5 is adapted to be suspended on an adjacent upper weight 2 by means of a catch 2 and an opening 4. The top weight 14 of the entire set is also adapted to be hung on the rod 2 also by means of a catch 2 and an opening 6. As a precondition, the aperture 2 ^{e is} larger than the cross-section of the catch 2. A preferred embodiment is that the weights 3, 5, 14 have a rotational shape and the catches 2 and the apertures 4 have the shape of truncated cones.

U jednoho z provedení (obr. 1) jsou záchyty 2 tohoto tvaru upraveny na táhle 2 a na horních závažích 3, zatímco kónické otvory jsou vytvořeny v sousedních spodních závažích 2·In one embodiment (Fig. 1), the catches 2 of this shape are provided on the tie rod 2 and on the upper weights 3, while the conical openings are formed in adjacent lower weights 2.

I když na obr. 1 jsou znázorněna pouze dvě závaží 3, 5, je zřejmé a pro praktické využití nutné, aby sadu závaží 2, $ tvořil jejich libovolný počet.Although only two weights 3, 5 are shown in FIG. 1, it is obvious and necessary for practical use that the set of weights 2, 5 be any number.

U jiného provedení (obr. 2) jsou záchyty 2 s výhodou kónického tvaru upraveny na spodních závažích 5, zatímco otvory kónického tvaru jsou upraveny na sousedních horních závažích 2· Při tomto uspořádání vrchní závaží 14 z celé sady je rovněž opatřeno kónickým záchytem 2 a táhlo 2 kónickým otvorem £.In another embodiment (Fig. 2), preferably the conical-shaped catches 2 are provided on the lower weights 5, while the conical-shaped apertures are provided on the adjacent upper weights 2. In this arrangement, the upper weight 14 of the entire set is also provided with a conical catch 2 and 2 through a conical bore 6.

Podle dalšího provedení (obr. 3) jsou záchyty 2 pro horní závaží 3 i spodní závaží 2 upraveny na táhle 1^. I v tomto případě mají záchyty 2 i otvory 4. s výhodou kónický tvar a svět lost otvoru 2 je větší než je průřez záchytu 2.According to another embodiment (FIG. 3), the catches 2 for the upper weight 3 and the lower weight 2 are provided on the tie rod 11. In this case too, the catches 2 and the apertures 4 preferably have a conical shape and the clearance of the aperture 2 is larger than the cross-section of the catch 2.

Zavěšování závaží 2, 5, 14 lze podle konstrukce etalonu provádět bu3 pohybem táhla 2 směrem nahoru, přičemž dosedací deska 6 zůstává v klidu, nebo pohybem dosedací desky 2 směrem dolů, přičemž táhlo 2 zůstává v klidu. V obou těchto případech se jedná o relativní pohyb mezi táhlem JL a dosedací deskou 2* Např. při pohybu táhla 2 směrem vzhůru (obr. 1) nabírá záchyt 2 táhla 2 nejdříve horní závaží 2· Při doteku záchytu 2 s horním závažím 2 dojde k vodivému spojení táhla 1_ s celou sadou závaží 2, A uloženou na izolační podložce J7. Tím se propojí proudový okruh a do vyhodnocovací aparatury 2 se přenese signál, indikující okamžik doteku táhla JL s horním závažím _3.Depending on the design of the standard, the weighting of the weights 2, 5, 14 can be carried out either by moving the rod 2 upwards while the bearing plate 6 remains stationary or by moving the bearing plate 2 downwards while the rod 2 remains stationary. In both of these cases, the relative movement between the rod 11 and the seating plate 2 is involved. when the rod 2 is moved upwards (Fig. 1), the catch 2 of the rod 2 takes up the upper weight 2 first. · When the catch 2 is touched with the upper weight 2, the rod 7 is conductively connected to the entire set of weights 2, A placed on the insulating pad J7. In this way, the current circuit is connected and a signal is transmitted to the evaluation apparatus 2 indicating the moment of contact of the drawbar 11 with the upper weight 3.

Při dalším pohybu táhla 2 směrem vzhůru se horní závaží 2 zvedne a elektrické vodivé spojení se přeruší. Tento signál indikující okamžik bezpečného zavěšení horního závaží 2 se přenese do vyhodnocovací aparatury 9. Při dalším pohybu táhla JL se záchyt 2 horního závaží 3 dotkne spodního závaží 2 a dojde tak opět k elektricky vodivému spojení táhla JL se sadou závaží 3., 2·Upon further movement of the rod 2 upward, the upper weight 2 is raised and the electrical conductive connection is broken. This signal indicating the moment of the safe suspension of the upper weight 2 is transferred to the evaluation apparatus 9. As the linkage JL moves further, the catch 2 of the upper ballast 3 touches the lower ballast 2 and the electrically conductive connection of the linkage JL with the ballast set 3 is again.

Vzniklý signál se opět přenese do vyhodnocovací aparatury 9_. Při pokračujícím pohybu táhla 2 se zvedne spodni závaží 5 a elektricky vodivé spojení se opět přeruší, čímž vznikne signál oznamující bezpečné zavěšeni spodního závaží 5. V případě, že v sadě jsou další závaží, je činnost ústroji stejná.The resulting signal is again transmitted to the evaluation apparatus 9. As the linkage 2 continues to move, the lower weight 5 is lifted and the electrically conductive connection is broken again, providing a signal to indicate that the lower weight 5 is securely suspended. If there are other weights in the set, the operation of the device is the same.

Pokládáni závaží 3_, 2 se děje v opačném sledu se shodnými elektrickými účinky přenášenými ve formě signálů do vyhodnocovací aparatury 9. Stejné děje nastávají, dochází-lí k zavěšování, resp. pokládání závaží 2» 5. pohybem dosedací desky 6. Rovněž tak shodné signály se vysílají do vyhodnocovací aparatury 2 v případě opačného uspořádání záchytů 2 a otvorů 4_ podle obr. 2 i v případě uložení záchytů 2 na táhle 2 podle obr. 3.The application of the weights 3, 2 takes place in reverse sequence with the same electrical effects transmitted in the form of signals to the evaluation apparatus 9. The same processes occur when the suspension or the suspension takes place. Similarly, the same signals are sent to the evaluation apparatus 2 in the case of the opposite arrangement of the catches 2 and the openings 4 according to FIG. 2 as well as in the case of placing the catches 2 on the rod 2 according to FIG. 3.

Ostrojí k určení okamžiku dotyku závaží podle vynálezu lze s výhodou využit u automatických etalonů sil a velmi přesných vah, kde okamžiky doteku a zvednuti závaží zpracovává vyhodnocovací aparatura za účelem určování okamžitého i předvoleného zatížení. Vzhledem k tomu, že je znám okamžik položení či zvednutí závaží, jsou vyloučeny chyby způsobené předem neurčitelnou polohou závaží v průběhu zatěžování, a tím je vždy známa vzdálenost mezi jednotlivými závažími. Této okolnosti lze s výhodou využít např. k řízení pracovní a dosedací rychlosti u jednotlivých závaží.The machine for determining the moment of contact of the weight according to the invention can be advantageously used in automatic force standards and very accurate weights, where the moments of contact and lifting of the weight are processed by the evaluation apparatus to determine both instantaneous and preset loads. Since the moment of loading or unloading is known, errors caused by a predetermined position of the weight during loading are avoided, and thus the distance between the individual weights is always known. This circumstance can be advantageously used, for example, to control the working and contact speeds of individual weights.

Claims

Apparatus for determining the moment of contact of superimposed weights in a set, when suspended from a vertical linkage, wherein each lower weight is adapted to be suspended below an adjacent upper weight by means of a catch and an aperture, and wherein the opening of the aperture is greater than the cross-section of the catch and a bearing plate is provided below the set of weights, which is electrically conductively connected to the rod, the rod or rod being respectively electrically conductive. the abutment plate is electrically conductive connected to one terminal of the evaluation apparatus, characterized in that on the abutment plate (6) is placed an insulating washer (7) on the top provided with an electrically conductive coating (8), the electrically conductive coating (8) being electrically conductively connected with the second terminal of the evaluation apparatus (9).