專利名稱：一種電子密度秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及密度測(cè)量裝置。更具體地說(shuō)，是一種既能測(cè)量液體密度，又能測(cè)量固體物質(zhì)密度的測(cè)量裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中，液體密度大多是用比重稱來(lái)測(cè)量，而固體物質(zhì)的密度還沒(méi)有直接測(cè)量的儀器，只能沿用稱重、測(cè)體積，再人工計(jì)算。這些傳統(tǒng)的方法，其操作復(fù)雜，人為誤差大，測(cè)量精度低。目前，還沒(méi)有過(guò)既能對(duì)液體密度進(jìn)行測(cè)量，又能用以測(cè)量固體物質(zhì)密度的測(cè)量裝置。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種快速、高精度，對(duì)液體、固體物質(zhì)密度測(cè)量通用的秤式電子密度計(jì)。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型設(shè)置拉力傳感器，在其檢測(cè)端懸掛浮力探頭，其電壓信號(hào)輸出經(jīng)由運(yùn)放構(gòu)成的差動(dòng)放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路至微處理器，所述浮力探頭為中空的金屬容器，由上部罩殼和底部端蓋構(gòu)成，底部端蓋為雙層，包括帶有密封墊圈的內(nèi)層密封蓋和帶有通孔的外蓋。
根據(jù)阿基米德定律浸入液體中的物質(zhì)所受的浮力等于物質(zhì)所排開(kāi)液體的重量。
F浮＝ρ液×V排(1)所以，當(dāng)固體物質(zhì)完全浸于液體中則有F浮＝ρ液×V固(2)因此得出F浮/N固＝ρ液/ρ固(3)其中，N為重力，ρ為密度。
本實(shí)用新型是基于上述原理，通過(guò)拉力傳感器對(duì)待測(cè)固體物質(zhì)(或介質(zhì)固體)浸于介質(zhì)液體(或待測(cè)液體)前后的兩次稱重，由微處理器完成公式(3)的計(jì)算過(guò)程，達(dá)到密度測(cè)量的目的。
與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單、人為誤差大大降低，以微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使測(cè)量速度和測(cè)量精度均有較大提高。本實(shí)用新型在以已知密度的固體物質(zhì)作介質(zhì)時(shí)，可用以測(cè)得被測(cè)液體的密度；反之，在以已知密度的液體為介質(zhì)時(shí)，便可測(cè)得被測(cè)固體物質(zhì)的密度，其一物通用，使用功能得到充分利用。


圖1為本實(shí)用新型外觀示意圖。
圖2為本實(shí)用新型浮力探頭剖視示意圖。
圖3為本實(shí)用新型電路原理圖。
以下通過(guò)實(shí)施例，結(jié)臺(tái)附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例參見(jiàn)圖1，采用手提式結(jié)構(gòu)，在秤體2的頂部安裝有提手1，秤體2的面部布置有顯示窗3和操作按鈕4，拉力傳感器5固定在秤體2的底部，其拉力信號(hào)檢測(cè)端懸掛浮力探頭7。
參見(jiàn)圖2，浮力探頭7為中空的金屬容器，由上部罩殼8和底部端蓋構(gòu)成，底部端蓋為雙層，包括帶有密封墊圈9的內(nèi)層密封蓋10和帶有通孔6的外蓋11。
參見(jiàn)圖3，拉力傳感器采用KSY-0.5，在其信號(hào)輸出端設(shè)置由運(yùn)放IC1、IC2和IC3構(gòu)成的差動(dòng)放大電路，輸出的放大信號(hào)由5G14433 IC4進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器由微處理芯片8031 IC5、存儲(chǔ)器2732 IC6、鎖存器74LS373 IC7、擴(kuò)展口8255 IC8以及四位LED顯示和四位輸入功能按鍵K1、K2、K3和K4構(gòu)成。其中的四位功能按鍵分別設(shè)置在擴(kuò)展口IC8的PB0、PB1、PB2和PB3端口，各自為“校零”、“測(cè)量”、“復(fù)位”和“回放”按鈕。
測(cè)量時(shí)，由拉力傳感器將浮力探頭上的重力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)差動(dòng)放大后，送給A/D IC4芯片，輸出的數(shù)字信號(hào)送至微處理器。由微處理器將固體物質(zhì)浸沒(méi)在液體前后兩次稱重，并輸入已知介質(zhì)的密度值，代入如下公式ρ液/ρ固＝(N1-N2)/N1(4)其中，ρ液為液體密度，ρ固為固體密度，N1為固體重量，N2為固體浸沒(méi)在液體中的重量，N1-N2即為固體所受到的浮力。
液體密度的測(cè)量以已知密度的浮力探頭為介質(zhì)固體。
將浮力探頭7的內(nèi)層密封蓋10、外蓋11與上部罩蓋8固定，在浮力探頭7中形成密閉的腔體，對(duì)于體積和重量N1確定的密閉浮力探頭，其平均密度ρ固為一定值，因而，將已知密度的浮力探頭7浸入液體中，稱得其浸沒(méi)在液體中的重量N2，帶入上述公式(4)即可得出被測(cè)液體的密度ρ液。全部測(cè)量和計(jì)算過(guò)程均由微處器自動(dòng)完成。
固體密度的測(cè)量以已知密度的液體為介質(zhì)。
卸下浮力探頭7上的內(nèi)層密封蓋10，由外蓋11與上部罩殼8構(gòu)成被測(cè)固體容器(即為秤盤(pán))，被測(cè)固體置于其內(nèi)。以已知密度ρ液的液體為介質(zhì)，稱取放置有被測(cè)固體的浮力探頭在浸于介質(zhì)液體前后的重量N1和N2，根據(jù)公式(4)計(jì)算出被測(cè)固體物質(zhì)和浮力探頭的平均密度，繼而得出被測(cè)固體密度值。
對(duì)于固體密度的測(cè)量，浮力探頭的設(shè)置，可保證被測(cè)固體與浮力探頭的平均密度大于介質(zhì)液體的密度，以滿足儀器測(cè)量“完全浸沒(méi)”的條件。
權(quán)利要求1.一種電子密度秤，其特征是設(shè)置拉力傳感器KSY-0.5(5)，在其檢測(cè)端懸掛浮力探頭(7)，其電壓信號(hào)輸出經(jīng)由運(yùn)放IC1、IC2和IC3構(gòu)成的差動(dòng)放大電路和由芯片IC4構(gòu)成的模數(shù)轉(zhuǎn)換至微處理器，所述浮力探頭(7)為中空的金屬容器，由上部罩殼(8)和底部端蓋構(gòu)成，底部端蓋為雙層，包括帶有密封墊圈(9)的內(nèi)層密封蓋(10)和帶有通孔(6)的外蓋(11)。
專利摘要一種電子密度秤，其特征是設(shè)置拉力傳感器，在其拉力信號(hào)檢測(cè)端懸掛浮力探頭，其電壓信號(hào)輸出經(jīng)差動(dòng)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換至微處理器，所述浮力探頭為中空的金屬容器，由上部罩殼和底部端蓋構(gòu)成，底部端蓋為雙層，包括帶有密封墊圈的內(nèi)層密封蓋和帶有通孔的外蓋。本實(shí)用新型可通用于液體密度和固體密度的自動(dòng)測(cè)量。
文檔編號(hào)G01N9/00GK2243077SQ9522994
公開(kāi)日1996年12月18日 申請(qǐng)日期1995年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月23日
發(fā)明者葉名勝 申請(qǐng)人:葉名勝