Feinwaage mit automatischer vierstelliger Anzeige
Die Entwicklung im Feinwaagenbau geht in die Richtung der bequemen, sicheren und schnelleren Handhabung von Präzisions- und Analysenwaagen. Ein Mittel hierzu ist unter anderem der Fortfall des Aufsetzens der Gewiehte von Hand aus einem besonderen Ge wichtssatz mit der leicht zu Fehlern führenden Addition der aufgelegten verschieden gro ssen Gewichte, insbesondere der kleinen Bruch grammgewichte. Die verschiedenen Gewichts auflagevorriehtungen, die bei geschlossenem gehäuse von aussen zu bedienen sind, haben immer noch den Mangel, eine gewisse Einstellarbeit zu verlangen.
Diesem Mangel helfen die automatischen Anzeigevorrichtungen ab, bei denen eine am Zeiger befestigte, als Diapositiv ausgebildete Mikroskala über ein optisches Linsensystem, das in der Hauptsache aus der Lichtquelle, dem Kondensor und einem Objektiv besteht, vergrössert auf eine Mattscheibe abgebildet wird und so die Ausschläge des Zeigers sichtbar macht. Diese Mikroskala ist bei der doppelschaligen Analysen-und Feinwaage meist vom Nullpunkt aus nach rechts und links in je 100 Teile und bei den einschaligen Analysen- bzw. Feinwaagen von dem am Ende der Skala befindlichen Nullpunkt aus in 100 Teile geteilt.
Bei den üblichen Analysenwaagen mit 200 g Höchstlast umfasst die Skala somit entweder einen Bereich von 0 bis 10 mg mit tll0-mg-Teilung oder von 0 bis 100 mg mit l-mg-Teilung. ITnter Zuhilfenahme einer Noniusablesung bei der Waage, deren Skala bis 100mg reicht, kann so von 0,1 zu 0,1 mg ohne Gewichtsauflage automatisch bis zu 10 bzw. 100 mg gewogen und abgelesen werden. Die automatische Anzeige lässt also eine Ablesung von drei Dezimalen zu.
Bei Leuchtbildskalen für Strommessgeräte ist vorgeschlagen worden, statt des Nonius einen zehnteiligen Transversalmassstab auf der Mattscheibe anzubringen und die Teilstriche der Mikroskala durch sägezahnartige Schrägstriche zu verbinden. Auch hierbei gestattet die Verwendung einer 100teiligen Mikroskala eine Ablesung auf drei Dezimalen.
Ein Ziel der Erfindung ist es nun, diesen automatischen Wägebereich durch -Ver- feinerimg der Ab] esung des Zeigeraussehlages um eine Dezimalstelle zu erweitern, so dass er vier Dezimalstellen umfasst. Es lässt sich dann beispielsweise von lllo mg bis 999,9 mg automatisch ohne Verwendung von Gewichten wiegen. Es brauchen dadurch erst ab 1 g Gewichte benutzt zu Werden, die entweder von Hand oder durch Auflagevorrichtungen aufgebracht werden können, wodurch eine wesentliche Vereinfachung der Handhabung der Waage erreicht ist.
Das Naheliegendste wäre, zu diesem Zweck die Skala zu vergrössern, demgemäss mit einem grösseren Neigungswinkel zu arbeiten und auf der Mikroskala vom Nullstrich aus je 1000 Einheiten unterzubringen. Dieser Weg ist aber nicht gangbar, weil bei grösseren Winkelaus- schlägen der Fehler der Anzeige ein Mehrfaches der kleinsten Teilungseinheit beträgt, so dass zu seinem Ausgleich eine ungleichmässig geteilte Skala erforderlich wird. Dies macht aber das Arheiten mit einem Nonius oder Transversalmassstab unmöglich. Ausserdem können Analysen-und Feinstwaagen mit ihren notwendig ebenen Lagerstellen keine gro ssen Winkelaussehläge vertragen, soll die Genauigkeit und Beständigkeit der Anzeige nicht leiden.
Eine Verringerung der Teilungsabstände ist ebenfalls nicht möglich. Die Länge der heute verwendeten Mikroskalen beträgt nämlich etwa 7 bis 10 mm für je 100 Skalenteile.
Wenn sich auch auf solch kleiner Skalenlänge trotz gewisser Schwierigkeiten noch 1000 Skalenteile unterbringen liessen, so muss doch in Kauf genommen werden, dass die Striche und Zahlen unscharf Ränder aufweisen, leicht durch Mikrostaub unsauber erscheinen und somit ein schlechtes Bild auf der Mattscheibe ergeben. Überdies genügt es nicht, die bisherige Skalenlänge beizubehalten, sofern die Zeigerlänge nicht vergrössert werden kann, denn der Winkelfehler tritt zwar bei der bisherigen verhältnismässig groben Teilung in 100 Skalenteile nicht in Erscheinung, wird aber bei einer Einteilung in 1000 Teile mehrere Skalenteile betragen.
Es ist also notwendig, die bisher schon verhältnismässig kleinen Winkelausschläge der Waage unter den bisher üblichen Wert zu reduzieren, wenn der Winkelfehler nicht mehr als 1/3 bis 1/4 eines Skalenteils bei 10000 Skaleneinheiten betragen soll.
Die aufgezeigten Schwierigkeiten lassen sich dadurch vermeiden, dass man die - ent- sprechend verkürzte - Mikroskala wie bisher in 100 Teile teilt, diese jedoch bei der Projektion so stark vergrössert, dass jeweils nur ein Teilstrich die Mattseheibenskala bestreicht, welche einen hundertteiligen Vergleichsmassstab darstellt. Dieser ist zur Erleichterung der Ablesung nach Art eines Transversalmassstabes flächenhaft angeordnet.
Der zu der notwendigen Ausschaltung des Winkelfehlers erforderliche kleinere Ausschlag des Waagebalkens wirkt sich sehr vorteilhaft aus. Es ist hierdurch möglich, den Schwerpunkt tiefer als üblich zu legen, wodurch die
Waage schneller einspielt und beständiger in der Anzeige wird, so dass damit eine grössere Wägegenauigkeit erzielt werden kann. Ausserdem tritt durch die kleinere Winkelbewegung eine geringere Abnutzung der Schneiden ein, so dass die Waage geschont wird und ihre hohe Anfangsgenauigkeit länger als üblich beibehält.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist
Fig. 1 eine schematische Darstellung des
Strahlenganges in einer Analysen- oder Feinwaage,
Fig. 2 ein stark vergrösserter Ausschnitt aus der Mikroskala,
Fig. 3 ein Ausschnitt aus der Mattscheibe, der den 100teiligen Vergleichsmassstab zeigt,
Fig. 4 und 5 zwei Ausführungsbeispiele für die Mattscheibe einer Analysen- bzw. Feinwaage,
Fig. 6 und 7 vergrösserte Ausschnitte aus der Mattscheibe.
Fig. 1 zeigt den an sich bekannten Strahlengang in der Projektionseinrichtung einer Analysen- oder Feinwaage gemäss der Erfindung. Die 100teilige Mikroskala 1, von der ein Ausschnitt in Fig. 2 abgebildet ist, wird über ein optisches System mit Lichtquelle 2, Kondensor 3, Objektiv 4 und Umlenkspiegel bzw. -prismen 5 und 6 in entsprechender Vergrösserung auf die in Fig. 3 im Ausschnitt dargestellte, besonders ausgebildete Mattscheibe 7 projiziert. Diese trägt den ortsfesten Vergleichsmassstab 8 nach Art eines Transversalmassstabes, der aus 10 um je lljO-Teilintervall gegeneinander versetzten Einzelmassstäben besteht. Der erste dieser Massstäbe besitzt 10 Teilintervalle, die übrigen je 9, die alle einander gleich sind.
Die Teilstriche des ersten Einzelmassstabes und die nebeneinanderliegenden Einzelmassstäbe sind in senkrechter und waagrechter Richtung mit den Ziffern 0 bis 9 beschriftet. Diese Ziffern sind beispielsweise ebenso wie die Teilstriche transparent ausgeführt, während die übrigen Teile der Mattscheibe mit Ausnahme eines vertikalen Fensters 9 links neben dem Massstab (Fig. 4 und 5) schwarz abgedeekt sind.
Durch die dargestellte Spiegelanordnung lässt sich erreichen, dass die horizontal schwingende, am Zeiger befestigte Mikroskala 1 um 900 gedreht auf die Mattscheibe 7 projiziert wird. Der jeweils in den Bereich des Vergleichsmassstabes fallende Teilstrich 10 der Mikroskala 1 wandert so mit zunehmendem Gewicht auf der Mattscheibe von oben nach unten, so dass sein Zusammenfallen mit dem entsprechenden Teilstrich des von den Einzelmassstäben gebildeten 100teiligen Vergleichsmassstabes festgestellt werden kann (siehe Fig. 4 und 5).
Durch eine einfache Einrichtung lässt sich die Ablesung des Leuchtbildes mit der Milligrammanzeige auf der Mattscheibe sowie gleichfalls einer mechanischen Gewichtsauflagevorrichtung vereinigen. Zu diesem Zweck ist jeder Teilstrich 10 der Mikroskala 1 mit einer durchsichtig ausgeführten Zahl 11 versehen (Fig. 2), welche die entsprechenden Mii ligrammzehner nnd -hunderter angibt.
Diese Zahlen erscheinen in dem vertikalen Ausschnitt 9 der Mattscheibe 7 (Fig. 4 und 5) und wandern mit dem Teilstrich nach unten.
Damit nun nicht alle Ziffern der vertikalen, die Milligrammeiner angebenden Ziffernreihe des Vergleichsmassstabes gleichzeitig erscheinen, ist die Mikroskala 1 mit rechteckigen, transparenten Aussparungen 12 versehen (Fig. 2). Jedem Teilstrich 10 ist eine solche Aussparung 12 zugeordnet. Ihre Länge ist so gewählt, dass nur die jeweils geltende Ziffer der senkrechten Ziffernreihe auf der Mattscheibe ganz sichtbar wird (siehe Fig. 4, 5, 6 und 7). Dadurch wird erreicht, dass in den Grenzstellungen der ersten Dezimale bei der Stellung 0 die neue untere Ziffer schon voll sichtbar wird (Fig. 6), während die alte obere Ziffer bereits teilweise verschwunden ist, und dass bei den Grenzstellungen, bei denen die vierte Dezimale den Wert 9 hat, die alte obere Ziffer noch voll sichtbar ist, während die neue untere Ziffer erst teilweise abgedeckt wird (Fig. 7).
Auf diese Weise werden Missverständnisse in der Gewichtsablesung vermieden. So liest man z. B. in Fig. 6 93,0 mg ab, während in Fig. 7 die Gewichtsangabe 93,9 mg beträgt.
Neben der ortsfesten Mattscheibeuskala 8 kann noch ein weiteres nicht mattiertes Fenster 13 (Fig. 4) vorgesehen werden, in dem die von Hand aufgelegten Gewichtswerte erscheinen.
Dieselbe Einrichtung ist auch auf einfache Präzisionswaagen mit einem Wägebereich von 10 mg bis 100 g anwendbar. Es lassen sich dann bei einer Skalenteillmg von 10 mg alle Wägungen von 10 ing bis 100 g automatisch ohne Verwendung eines einzigen Auflagegewichtes ausführen.