全自動數字電磁秤的製作方法
2023-05-06 09:41:31 1
專利名稱：全自動數字電磁秤的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數字顯示的電磁秤，特別是一種能稱出物體重量，造價低，精度高，溫度影響小，適合普通人員使用的商用自動電子秤。
現有的電子秤主要由壓力傳感器，線性補償、模數轉換、數子顯示電路等組成。當被稱物放到壓力傳感器上時，壓力傳感器將壓力的變化轉換成電參數的變化，然後通過線性補償、模數轉換等，最後在顯示器上顯示出被稱物的重量。由於壓力傳感器線性和溫度特性的原因。致使製作工藝複雜，造價高。現在衡器廠生產一臺這樣的電子秤，成本需要一千五百多元。
本實用新型的任務是提供一種能直接對物體重量進行自動稱量的數字電子秤，它結構簡單，電路簡捷可靠，製作工藝簡單，受溫度影響小，線性好，造價不超過現市售壓力傳感器電子秤價格的30％，適合一般人員使用。
本實用新型由外殼，用於放置被稱物的載物盤，槓桿機構，電磁機構和附屬電子電路等組成。
槓桿機構中包含一接近開關，其作用是反映槓桿平衡與否。
電磁機構由鐵芯，固定線圈和可動線圈組成，鐵芯和固定線圈的作用是產生一均勻穩定磁場，可動線圈懸掛在槓桿一端並置於穩定磁場中，可動線圈中通入可變電流後，在磁場中受到力的作用，受力大小與通入線圈中的電流大小有關，此力的作用是牽引槓桿機構。
附屬電子電路由雙向開關，觸發器，驅動器，A／D轉換器，顯示器，稱量按鍵，定時器，高壓電源，自動升壓器等組成，方框圖如附
圖1所示。
參照附圖1，當載物盤內放進被稱物後，槓桿機構失衡，接近開關［1］動作，使驅動器［4］控制自動升壓器［9］進入待升壓狀態。此時，按動稱量按鍵［K］，使觸發器［3］置位，觸發器［3］控制雙向開關［2］使A／D轉換器［5］進入轉換狀態，顯示器［6］清零。鬆開稱量按鍵［K］後，定時器［7］產生輸出信號，控制高壓電源［8］給固定線圈［L2］、［L3］、［L4］提供一個恆定電流，同時自動升壓器［9］開始工作，自動升壓器［9］給可動線圈［L1］提供一個隨時間增長的電流，此電流兼做為A／D轉換器［5］的輸入信號，當此電流增大到適當程度，所產生的牽引力使槓桿機構平衡。在槓桿平衡的時刻，接近開關［1］復位，一方面使驅動器［4］控制自動升壓器［9］停止升壓，另一方面使觸發器［3］復位，觸發器［3］控制雙向開關［2］使A／D轉換器［5］進入保持狀態，顯示器［6］顯示的數字被保持下來，此數值反映了槓桿恢復平衡時刻活動線圈［L1］內流過的電流的大小，電流大小與被稱物的質量成正比。
通過適當選擇自動升壓器和電磁機構的參數，可在稱量範圍內使每次稱量時間不超過數秒，定時電路的定時時間略大於最大稱量時間，這樣使得線圈內電流產生的熱量少並能及時散掉。
下面，根據附圖2、附圖3中描述的一個實施例來進一步詳細解釋本實用新型。
附圖2，用於商用的自動電磁秤的結構圖。在殼體［11］內有一槓桿［14］，槓桿［14］能在固定支點［17］上自由上下擺動。槓桿［14］左端的支點［12］上，懸掛一可動線圈［L1］，可動線圈［L1］置於鐵芯［20］和固定線圈［L2］、［L3］、［L4］構成的電磁鐵的磁路中。支點［17］的左下部裝有一接近開關［1］，接近開關［1］在槓桿平衡時閉合，在槓桿失衡時打開。支點［17］下部左右端各有一限位塊［15］，限制槓桿傾斜的位移。槓桿右端支點［18］上有一載物盤［13］。接近開關［1］與附屬電子電路［16］相連，附屬電子電路［16］與顯示器［6］相接。在槓桿的最左端裝有調零螺栓［10］，稱量前調整它可使槓桿平衡，是否平衡可從調零指示器［19］上觀察到。［K］為稱量按鍵。
附圖3是本實用新型的電原理圖。
接近開關［1］與電阻R1相連；電阻R1與電晶體BG1基級相連；BG1集電極與R2，CMOS驅動器IC2的控制端，與非門［21］、［22］構成的RS觸發器的A1端相接；RS觸發器的Y1端與雙向開關IC1的控制端相接；雙向開關IC1的開關一端接地，另一端接A／D轉換器的R／H端；CMOS驅動器IC2與繼電器J1相接，J1的觸點一端與R5相接，另一端與C2正極、BG2基極相接，C2、R5、BG2、BG3構成一自動升壓器。RS觸發器B2端與R3、稱量開關［K］、IC3的TR端相連；稱量開關［K］的另一端接地；IC3的T1、T2端分別與定時電阻R4、定時電容C1相連；IC3的Q端與CMOC驅動器IC4的控制端相接；CMOC驅動器IC4的驅動端與繼電器J2相接；J2的觸點一端接＋100V電源，另一端與固定線圈［L2］、［L3］、［L4］、電阻R5、BG2的集電極、BG3的集電極相接；可動線圈［L1］與A／D轉換器［5］相接。
當載物盤［13］上放上待稱物時，槓桿［14］失衡，接近開關［1］接地，電晶體BG1截止，BG1集電極變成高電位。與BG1集電極相連的CMOS驅動器IC2的控制端變成高電平，驅動繼電器J1吸合。J1吸合後，電阻R5與電容C2的正極、電晶體BG2的基極接通，由R5、C2、BG2、BG3構成的自動升壓器進入待升壓狀態。按動稱量按鍵［K］，RS觸發器的B2端接地，Y1端輸出低電平，雙向開關IC2打開，使得A／D轉換器［5］的R／H端處於開路狀態，A／D轉換器失去保持功能，顯示器［6］清零。鬆開稱量按鍵［K］，IC3的TR端得到一脈衝上升沿，由於IC3、C1、R4組成的定時電路的定時作用，IC3的Q端將輸出一寬度為數秒的高電平脈衝，這一高電平脈衝控制驅動器IC4驅動繼電器J2。J2吸合後，接通固定線圈［L2］、［L3］、［L4］和自動升壓器的電源，電磁鐵的磁路中很快建立起一均勻穩定的磁場；同時，電源通過R5向C2充電，由於R5、C2的時間常數很小，使得BG2基極電位迅速上升，射極輸出器BG3的發射極電位也隨之增高，使得可動線圈內的電流和顯示器顯示的數值都相應增大。由於稱量線圈置於電磁鐵產生的均勻磁場中，它所受的電磁力也相應迅速增大，使槓桿平衡。在槓桿平衡的同時，槓桿下面的接近開關［1］輸出高電平，BG1導通，使A／D轉換器［5］的R／H端接地，A／D轉換器［5］進入保持狀態，顯示器［6］內的數值被保存下來，直至下次稱量按動稱量按鍵［K］才清零。BG1集電極電位下降的同時，CMOS驅動器IC2使繼電器J1釋放，自動升壓器停止升壓，一次稱量在數秒內完成。被稱物的質量可以從顯示器［6］上讀出。
從J2吸合時起，由於IC3、C1、R4組成的定時電路的作用，數秒鐘後J2將釋放，切斷固定線圈和自動升壓器的電源，使它們每次稱量通電時間不超過數秒。
附圖2中，D1、D2為保護二極體，C3、R6組成J2觸點的消火花電路。
本實用新型的優點它在大幅度降低成本的條件下，利用筒單的工藝和可靠的電路結構，實現了對物體質量的高精度自動稱量，並解決了電磁機構存在的溫升問題。
本實用新型適合一般人員商業性使用，同時也適用於郵電、實驗室等行業使用。
權利要求1.一個由外殼，載物盤，槓桿機構，電磁機構，A/D轉換器，顯示器及附屬電子電路構成的一種稱量裝置，其特徵是槓桿機構中槓桿的下部有一接近開關，接近開關與附屬電子電路中的電阻R1相連，電阻R1與電晶體BG1基極相連，電晶體BG1的集電極與觸發器、驅動器相連，觸發器與雙向開關、稱量按鍵、定時器相接，驅動器與繼電器J1相接，繼電器J1的觸點與自動升壓器相接，雙向開關與A/D轉換器的R/H端相接。
2.按權利要求1所述的稱量裝置，所述的附屬電子電路中的自動升壓器的特徵是繼電器J1的觸點一端與電容器C2、電流放大器的輸入端相接，另一端與電阻R5相接。
專利摘要全自動數字電磁秤是一種數字顯示的稱量裝置，它由槓桿機構、電磁機構、附屬電子電路等組成。本稱量裝置解決了現市售壓力傳感器電子秤存在的製作工藝複雜、造價高等問題。它精度高，現性好，電磁機構溫升小，造價僅需現市售壓力傳感器電子秤的30％，適合一般人員商業性使用，也適合郵電、實驗室等行業使用。
文檔編號G01G7/00GK2084611SQ9022579
公開日1991年9月11日 申請日期1990年12月7日 優先權日1990年12月7日
發明者閻桂新, 許彩鳳 申請人:閻桂新, 許彩鳳