Цифровая аппаратура систем тензометрического взвешивания дискретных грузов

• Автор: Скалевой, Александр Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 267 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

1. АНАЛИЗ ТЕХНИКИ ВЗВЕШИВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ ГРУЗОВ

1.1. Классификация средств измерения масс

1.2. Общие сведения о тензометрическом взвешивании.

1.3. Динамические явления при взвешивании движущихся грузов .

1.3.1. Взвешивание железнодорожных вагонов в движении

1.3.2. Взвешивание движущихся автомобилей

1.3.3. Особенности динамических явлений при взвешивании грузов, перемещаемых кранами.

1.3.4. Другие виды взвешивания дискретных грузов

1.4. Математическая модель измеряемого сигнала

1.5. Обзор методов борьбы с помехами в условиях сокращенного времени обработки сигнала .
1.5.1. Методы фильтрации
1.5.2. Усреднение экстремальных значений сигнала
1.5.3. Методы использующие образ помехи
1.5.4. Сравнительная характеристика методов борьбы с помехами
1.6. Цель и задачи исследований .
2. СИНТЕЗ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ И УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ОГРАНИЧЕННОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ
2.1. Общие сведения о цифровых методах обработки сигналов
2.2. Синтез алгоритмов цифровой филтрации .
2.3. Использование цифровых фильтров при взвешивании грузов на кранах
2.4. Оптимизация метода усреднения экстремальных значений сигнала
2.5. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА ПРИНЩПОВ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ПОДАВЛЕНИЯ ИНФРАШЗК0ЧАСТ0ТНЫХ ПОМЕХ
3.1. Использование образа помехи для повышения точности взвешивания
3.2. Прямая компенсация динамических помех
3.3. Параметрическая компенсация погрешностей на основе
образа помехи
3.4. Выводы.
4. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ УСТРОЙСТВ КОДИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫХ ДАТЧИКОВ.НО
4.1. Общая характеристика тензометрических измерений
и требования к измерительной аппаратуре. НО
4.2. Особенности структуры АЦП для тензоизмерений
4.3. Разработка помехоустойчивого нульоргана .
4.4. Особенности построения источников питания тензодатчиков .
4.5. К вопросу реализации параметрических фильтров
4.6. Выводы.
5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТОК И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
5.1. Измерительная аппаратура для взвешивания стационарных грузов
5.2. Измерительная аппаратура для взвешивания движущихся транспортных средств
5.3. Использование аппаратуры систем дискретного взвешивания.
5.4. Выводы
6. ЗАКЛШЕНИЕ
7. ЛИТЕРАТУРА
8. ПРИЛОЖЕНИЯ.
8.1. Акты Государственных приемочных испытаний измерительной аппаратуры и весовых устройств
8.2. Акты внедрения результатов научных исследований
8.3. Расчеты экономической эффективности
8.4. Протоколы испытания весовых устройств .
8.5. Справки об объемах внедрения
8.6. Свидетельство о Государственном Знаке Качества.
8.7. Технические характеристики цифровых приборов
5
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В первом случае тензодатчики питались синусоидальным напряжением частоты 0 Гц, а АЦП использовал одноканальный принцип работы, согласно которюму вначале измеряемый сигнал проходил через фильтр низкой частоты с ненулевыми начальными условиями и запоминался в аналоговой ячейке памяти, а затем по тому же каналу подавался сигнал автокомпенсатора поразрядного действия /,,6/. Второе направление предусматривало выполнение большого числа измерений за цикл взвешивания (0. АЦП был применен оригинальный адаптивно-следящий принцип кодирования /8,0, 1,3,5,2/. Для подавления динамических помех использовались различные методы усреднения и цифровой фильтрации /,, ,2,9/. В течение лет ОТЛ ОПИ создавала и совершенствовала измерительную аппаратуру на различной элементной базе, включая интегральную схемотехнику и микропроцессоры /,8,1,4,6, 3,5,7/. Отличительная особенность этих работ заключалась в завершении их серийным производством на Чебоксарском ПО "Электроприбор". К настоящему времени освоены три комплекса цифровых приборов широкого назначения - Ф ( г. Ф, () и Ф (). Последняя модель основана на материалах исследований настоящей работы /,,1,2/ и использует 4 изобретения автора /,,,/. Приборы широко применяются во многих отраслях народного хозяйства и входят в состав технологического оборудования, поставляемого комплектно в ряд зарубежных стран (ВНР, Нигерия, Индия, Турция, Иран и др. Новые виды взвешивания (поосное взвешивание вагонов, автомобилей, взвешивание грузов на кранах), освоение которых произошло после подготовки приборов Ф к серийному выпуску, оказались не обеспеченными измерительной аппаратурой и промышленный выпуск таких весов мог задержаться на длительное время. Опытном заводе ОПИ специализированных блоков управления к приборам Ф, что позволило Одесскому ПО "Точмаш" в намеченные сроки выпускать высокопроизводительное весовое оборудование. Измерительная аппаратура современных тензометрических весов использует, как правило, цифровые методы обработки сигналов тен-зодатчиков, в связи с чем ее основной составной частью является аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Кроме того, ввиду специфических особенностей тензометрического взвешивания, вызванных необходимостью борьбы с динамическими помехами сложного вида и большим разнообразием условий применения весовых устройств для различных производственных процессов, в состав аппаратуры входят соответствующие блоки помехоподавления, а также сопряжения с объектом взвешивания и периферийным оборудованием (цифропечатающие устройства, узлы сигнализации и контроля, управляющая ЭВМ и др). Общим вопросам построения АЦП посвящено большое количество работ, в том числе и таких известных специалистов в этой области как А. И.Кондалева,В. Б.Смолова,Э. И.Гитиса,П. П.Орнатского, В. М.Шляндина/,,,,,,6,9,1/. Однако применительно к тензометрическим измерениям общеизвестные АЦП требуют дополнительных исследований связанных с особенностями мостовых измерений напряжений весьма низкого уровня. Поскольку специфика построения таких АЦП подробно рассмотрена в главе 4, то здесь лишь отметим важность и актуальность таких работ, направленных на обеспечение высокого быстродействия и устойчивости работы устройств в промышленном исполнении. В большинстве случаев определение массы дискретного груза сопровождается динамическими явлениями, которые могут быть одной из причин увеличения погрешности взвешивания по отношению к определению массы в статических условиях. Динамические воздействия на весовую систему могут возникать не только при перемещении груза по весовой платформе, но и при взвешивании неподвижных грузов вследствие ударов при их наложении на платформу или из-за вибрации и раскачивания основания весов. Проследим за факторами влияющими на точность взвешивания на примере тензометрических вагонных весов, упрощенная структура которых приведена на рис. Колеса вагона при их движении по подходным путям въезжают на весовую платформу I, опирающуюся на тензодатчики 2, выходной сигнал которых преобразуется в цифровые отсчеты измерительной аппаратурой 3. По сравнению со статическими условиями взвешивания, когда к тензодатчикам приложено постоянное усилие F0 * при взвешивании движущихся вагонов на тензодатчики воздействуют дополнительные усилия, являющиеся основными источниками погрешностей взвешивания.