Anordnung für ein Messgerät
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Messgerät, bei der ein Bewegungsindikator für das Messwerk eine Zeitschaltvorrichtung beeinflusst, die, wenn das Messwerk während einer voreinstellbaren Zeit seine Stellung nicht verändert hat, eine Fixierung der Messwerkstellung auslöst und ein die Messwerkstellung kennzeichnendes Stellungssignal freigibt.
Bei Messgeräten führt ein beweglicher Teil des Gerätes, im allgemeinen als Messwerk bezeichnet, unter dem Einfluss der Messgrösse eine Ausschlagsbewegung aus, an deren Ende es eine der Messgrösse entsprechende Stellung ausserhalb seiner Nullstellung einnimmt. Bei den meisten Messgeräten schlägt hierbei das Messwerk über diese als Einspiellage bezeichnete Stellung hinaus aus und spielt sodann erst in die Einspiellage ein.
Den bekannten Anordnungen dieser Gattung liegt die Aufgabe zugrunde, die Weitergabe eines der Einspiellage entsprechenden Stellungssignals für eine gewisse Zeit, in der Regel Bewegungskontrollzeit genannt, zu verhindern, um sicherzustellen, dass das Stellungssignal erst dann weitergegeben wird, wenn das Messwerk tatsächlich die Einspiellage erreicht hat, und weiterhin zu verhindern, dass ein Stellungssignal abgegeben wird, solange die Einwirkung der Messgrösse auf das Messwerk nicht eindeutig ist. Beispielsweise kann aus irgendwelchen Ursachen die Messgrösse noch schwanken, und es soll verhindert werden, dass während dieser Schwankungen bereits ein Stellungssignal abgegeben wird, das der Einspiellage nicht eindeutig entspricht.
Diese Probleme treten insbesondere bei Waagen auf, wo zufolge eines mehr oder weniger ruckartigen Aufbringens der Last auf die Wägebrücke oder sonstige Lastaufnahme eine schwingende Bewegung der Lastaufnahme entsteht, die erst nach einer gewissen Beruhigungszeit abgeklungen ist. Besonders ausgeprägt ist diese Erscheinung, wenn das Gut selbst Bewegungen ausführt, beispielsweise, wenn lebendes Vieh auf der Waage verwogen werden soll und sich dieses während des Wägevorganges bewegt.
Bei bekannten Anordnungen wird daher mittels eines Bewegung & indikators - ein solcher kann photo elektrisch oder induktiv oder auf Wirbelstrombasis arbeiten - der Bewegungszustand des Messwerkes überwacht und in Abhängigkeit von dem vom Bewegungsindikator gemeldeten Bewegungszustand des Messwerkes eine Zeitschaltvorrichtung gesteuert.
Diese Zeitschaltvorrichtung hat zur Aufgabe, den richtigen Zeitpunkt für die Fixierung der Messwerksstellung, die meistens zur Abtastung und dementsprechenden Abgabe des Stellungssignals erforderlich ist, sowie für die Abgabe des Stellungssignals festzulegen. Solange der Bewegungsindikator einen Bewegungszustand meldet, der ausserhalb eines Toleranzbereiches um die absolute Bewegungsruhe ist, sperrt die Zeitschaltvorrichtung die Stellungsfixierung und die Abgabe des Stellungssignals, so dass eine Abtastung der Messwerksstellung und eine dementsprechende Erzeugung des Stellungssignals sowie dessen Weitergabe zwecks beliebiger Verarbeitung, beispielsweise zwecks Steuerung einer Anzeigevorrichtung oder einer Registriervorrichtung, verhindert wird.
Wenn die Bewegung des Messwerkes so weit abgeklungen ist, dass der Bewegungsindikator eine innerhalb des Toleranzbereiches liegende Bewegungs- ruhe meldet, kommt die Zeitschaltvorrichtung zur Wirkung und schaltet nach Ablauf der voreingestellten Bewegungskontrollzeit die Vorrichtung für die Stellungsfixierung des Messwerkes und für die Abgabe des Stellungssignals ein. Gelangt jedoch während der Bewegungskontrollzeit das Messwerk wieder in einen ausserhalb des Toleranzbereiches liegenden Bewegungszustand, so wird die Laufzeit der Zeitschalt vorrichtung unterbrochen und muss von neuem beginnen, wenn der Bewegungsindikator wieder Bewegungsruhe meldet.
Kommt bei den bekannten Anordnungen nach Ablauf der Bewegungskontrollzeit die Zeitschaltvorrichtung zur Wirkung, so schaltet sie gleichzeitig die Stellungsfixierung und die Abgabe des Stellungssignals, praktisch also beispielsweise die Registrierung, ein.
Hierbei wird jedoch ausser acht gelassen, dass die Durchführung der Messwerksfixierung eine gewisse Zeit benötigt. Diese Zeit ist in ihrer Dauer abhängig von der Art der verwendeten Fixierungsmittel. Sie kann in der Grössenordnung von Millisekunden liegen, sie kann jedoch auch in die Grössenordnung von etwa 1 Sekunde reichen, letzteres insbesondere bei der Verwendung mechanischer Fixierungsmittel.
Während der vorangehenden Bewegungskontrollzeit jede erneute, ausserhalb des Toleranzbereiches gelangende Bewegung des Messwerkes zu einer sofortigen Abschaltung der Zeitschaltvorrichtung und damit erneuten Sperre der Fixiermassnahmen und der Abgabe des Stellungssignals führt, bleibt bei den bekannten Anordnungen die nach der Bewegungskontrollzeit und Auslösung der Fixierung liegende für die Durchführung der Fixierung erforderliche Zeit unkontrolliert. Tritt in dieser Zeit eine erneute Bewegung des Messwerkes ein, so hat dies meist zur Folge, dass die Fixierungsvorrichtung das Messwerk in einer Stellung festhält, die ausserhalb der Einspiellage liegt, und dass dementsprechend ein falsches Stellungssignal und damit eine falsche Messgrösse signalisiert wird.
Eine derartige, nach dem Fixierkommando von der Zeitschaltvorrichtung auftretende Bewegung kann unbeabsichtigt sein, beispielsweise durch ein nachträgliches Bewegen des Wägegutes, sie kann jedoch auch mit Absicht hervorgerufen werden, beispielsweise in Betrugsabsicht. Je nach Art der verwendeten Fixiervorrichtung bedarf es keiner besonderen Geschicklichkeit, auf diese Weise eine Falschregistrierung des Messwertes hervorzurufen.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil der bekannten Anordnung zu vermeiden. Es liegt ihr daher die Aufgabe zugrunde, nicht nur die übliche Bewegungskontrollzeit zur Auslösung der Fixierung, sondern auch die zur Durchführung der Fixierung der Messwerksstellung erforderliche Zeit im Hinblick auf eventuelle Bewegungen des Messwerkes zu überwachen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Zeitschaltvorrichtung aus einem für die Fixierung massgeblichen ersten Zeitglied und einem für die Freigabe des Stellungssignals massgeblichen zweiten Zeitglied besteht und das zweite Zeitglied die Freigabe des Stellungssignals nur dann bewirkt, wenn das Messwerk seine Stellung auch noch über die mindestens für die Durchführung der Fixie- rung erforderliche Zeit hinweg beibehalten hat.
Auf diese Weise wird, wie bei den bekannten Vorrichtungen, sichergestellt, dass die Auslösung der Messwerksfixierung erst erfolgt, wenn das Messwerk über die voreingestellte Zeit hinweg praktisch bewegungslos geblieben ist. Darüber hinaus wird jedoch auch sichergestellt, dass diese Bewegungslosigkeit noch beibehalten wird, bis die vom Messwerk eingenommene Stellung fixiert ist, so dass beim anschliessenden Abtasten der Messwerksstellung ein fehlerfreies Stel lungssigual zustande kommt.
Mit besonderem Vorteil kann die Zeitschaltvorrichtung aus einem von dem Bewegungsindikator gesteuerten ersten Verzögerungsrelais, dessen Verzögerungszeit der Kontrollzeit für die Beibehaltung der Messwerksstellung entsprechend eingestellt ist, und einem von diesem ersten Verzögerungsrelais gesteuerten zweiten Verzögerungsrelais bestehen, dessen Verzögerungszeit mindestens der für die Fixierung erforderlichen Zeit entsprechend eingestellt ist.
Die Zeitschaltvorrichtung kann aber auch vorteilhaft aus einem ersten, vom Bewegungsindikator gesteuerten Verzögerungsrelais, dessen Verzögerungszeit der Kontrollzeit für die Beibehaltung der Messwerksstellung entsprechend eingestellt ist, und einem diesem parallel geschalteten zweiten, ebenfalls vom Bewegungsindikator gesteuerten Verzögerungsrelais bestehen, dessen Verzögerungszeit der um mindestens für die Fixierung benötigten Zeit verlängerten Kontrollzeit für die Beibehaltung der Messwerksstellung entsprechend eingestellt ist.
Während bei den beiden genannten möglichen Ausführungsformen das erste Verzögerungsrelais mit einem Kontakt im Steuerkreis der Fixierungsvorrichtung für das Messwerk liegt, damit also lediglich die Fixierung steuert, und das zweite Verzögerungsrelais mit einem Kontakt im Steuerkreis für die das Stellungssignal gebende Vorrichtung liegt, damit also lediglich die Abgabe des Stellungssignals steuert, beeinflusst bei der erstgenannten Ausführungsform das erste Verzögerungsrelais mit demselben oder einem weiteren Kontakt auch noch den Erregungszustand des zweiten Verzögerungsrelais, bringt dieses also erst zur Wirkung und setzt damit den Beginn dessen Laufzeit fest, wenn die eigentliche Bewegungskontrollzeit vor dem Einschalten der Fixierungsvorrichtung ohne erneute Bewegung des Messwerkes abgelaufen ist.
In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung nach der Erfindung, die nach Art der erstgenannten Ausführungsform aufgebaut ist, dargestellt. Das Beispiel sei anhand einer Waage nachfolgend beschrieben:
Das Ausschlagsorgan der Waage - dies kann bei einer Waage mit einer Einspiellage der Waagenbalken sein, bei einer Waage mit mehreren Einspiellagen, beispielsweise einer Neigungspendelwaage, das Neigungspendel - schlägb, wenn die Last auf der Lastaufnahme der Waage zur Wirkung kommt, entsprechend der Kurve EK aus seiner Nullage heraus aus und schwingt sodann mit abnehmender Amplitude um die Einspiellage E, bis es schliesslich diese Einspiellage nach Beruhigung des Messwerkes einnimmt.
Die Einspiellage entspricht im Falle einer Waage mit mehreren Einspiellagen (Neigungspendelwaage) der Ausschlagsweite, die der Messgrösse proportional ist.
Mit dem Waagenausschlagsorgan 1 wirkt ein Bewegungsindikator 2 zusammen, der im Beispiel als photoelektrische Einrichtung dargestellt ist. An deren Stelle kann jedoch auch ein bekannter Wirbelstromindikator oder ein induktiv wirkender Indikator treten.
Der Bewegungsindikator 2 ist so eingestellt, dass er über einen Verstärker 3 einen Kontakt 4 dann betätigt, wenn praktisch Bewegungsruhe eintritt. Je nach der geforderten Genauigkeit kann die Einstellung des Bewegungsindikators so vorgenommen werden, dass er die Bewegungsruhe mehr oder weniger exakt überprüft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Bewegungstoleranzbereich B vorgesehen, das bedeutet, dass der Bewegungsindikator Bewegungsruhe meldet, solange das Messwerk keine Bewegungen, die ausserhalb des Toleranzbereiches B gelangen, macht.
Der Kontakt 4, der im Ausführungsbeispiel als Arbeitskontakt dargestellt ist, der aber bei entsprechender Gestaltung auch ein Ruhekontakt sein kann, liegt im Speisekreis eines Verzögerungsrelais 5, das im Beispiel als ansprechverzögertes Relais dargestellt ist. Ein Arbeitskontakt 6 des Verzögerungsrelais 5 liegt im Speisekreis einer an sich bekannten Fixierungsvorrichtung für das Messwerk. Die Vorrichtung selbst ist nicht näher dargestellt; sie ist lediglich symbolisch durch den auf sie hinweisenden Pfeil des Speisekreises mit der Bezeichnung F angedeutet.
Gleichzeitig liegt der Kontakt 6 jedoch auch im Speisekreis eines zweiten Verzögerungsrelais 7, das im Beispiel ebenfalls als ansprechverzögertes Relais dargestellt ist, jedoch auch bei entsprechender Gestaltung, wie das Relais 5, als abf allverzögertes Relais ausgebildet sein kann. Ein Arbeitskontakt 8 des Verzögerungsrelais 7 liegt im Speisekreis der das Stellungssignal abgebenden Vorrichtung, die wiederum in an sich bekannter Weise ausgebildet und deshalb nicht näher dargestellt ist, sondern lediglich durch den auf sie hinweisenden Speisestrompfeil D symbolisiert wird.
Die Ansprechverzögerung des Relais 5 ist so eingestellt, dass es nach Einschaltung seiner Erregung durch den Kontakt 4 erst seinen Kontakt 6 betätigt, wenn die gewünschte und voreingestellte Kontrollzeit abgelaufen ist. Wenn während dieser Zeit das Messwerk keine ausserhalb des Toleranzbereiches B liegende Bewegung gemacht hat, wird der Kontakt 6 geschaltet. Bewegt sich jedoch das Messwerk während der Kontrollzeit aus dem Toleranzbereich B heraus, so wird durch den Bewegungsindikator 2 der Kontakt 4 geöffnet, das Relais 5 fällt sofort ab und wird erst wieder über den Bewegungsindikator 2 und den Kontakt 4 zur Wirkung gebracht, wenn die Messwerksbewegung erneut innerhalb des Toleranzbereiches B verbleibt. In diesem Fall beginnt die verzögerte Ansprechzeit des Relais 5 erneut von vorn zu laufen.
Bleibt die Bewegung des Messwerkes innerhalb des Toleranzbereiches B, so schaltet nach Ablauf der Ansprechverzögerung das Relais 5 den Kontakt 6 ein.
Damit kommt die Fixierungsvorrichtung F zur Wirkung und leitet die Fixierung des Messwerkes in seiner eingenommenen Stellung ein.
Gleichzeitig wird das Relais 7 erregt und schliesst nach Ablauf seiner Ansprechzeit den Kontakt 8, der die das Stellungssignal abgebende Vorrichtung D zur Wirkung bringt. Fällt jedoch vor Ablauf der Ansprechzeit das Relais 5 wieder ab und öffnet den Kontakt 6, so wird die Erregung des Relais 7 sofort unterbrochen, so dass das Stellungssignal wegen der Unterbrechung des Speisekreises für die es abgebende Vorrichtung D durch den Kontakt 8 nicht abgegeben wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel bleibt das Messwerk mit seinen Bewegungen erstmalig zur Zeit to innerhalb des Toleranzbereiches B. Der Bewegungsindikator 2 schaltet somit über den Kontakt 4 das Relais 5 ein. Während der Ansprechzeit des Relais 5 bleibt das Messwerk mit seinen Bewegungen innerhalb des Toleranzbereiches B. Es herrscht also praktisch Bewegungsruhe, so dass nach Ablauf seiner Ansprechzeit das Relais 5 zum Zeitpunkt t1 den Kontakt 6 schaltet und damit die Messwerksfixierungsvorrichtung F zur Wirkung bringt und gleichzeitig das Relais 7 einschaltet.
Nach Ablauf der für den Fixiervorgang benötig- ten Zeit hält die Fixiervorrichtung das Messwerk in seiner eingenommenen Stellung zum Zeitpunkt t5 fest. Bei entsprechender Einstellung der Verzögerungszeit des Relais 7 könnte zu diesem Zeitpunkt das Relais 7 mittels seines Kontaktes 8 die Abtastung der Messwerksstellung und damit die Abgabe des Stellungssignals durch die Vorrichtung D einschalten.
Im dargestellten Beispiel ist jedoch die Ansprechverzögerungszeit des Relais 7 aus Sicherheitsgründen etwas grösser eingestellt. Das Relais 7 bringt somit seinen Kontakt 8 erst zum Zeitpunkt t4 zur Wirkung.
Kommt das Messwerk nach dem Zeitpunkt t1 erneut in Bewegung und damit ausserhalb des Toleranzbereiches B, beispielsweise zum Zeitpunkt t2, so öffnet der Bewegungsindikator 2 den Kontakt 4, das Relais 5 fällt sofort ab, öffnet seinen Kontakt 6, womit die Fixierung aufgehoben wird, das Relais 7 fällt gleichzeitig ab, so dass, da dessen Ansprechzeit noch nicht abgelaufen war, der Kontakt 8 nicht geschlossen wird und damit auch das Stellungssignal nicht abgegeben wird. Der ganze Kontrollvorgang beginnt von neuem, wenn das Messwerk wieder zur Ruhe kommt, d. h. mit seinen Bewegungen innerhalb des Toleranzbereiches B bleibt.
Bleibt ab dem Zeitpunkt to die Bewegungsruhe des Messwerkes beibehalten, so wird zum Zeitpunkt t1 die Fixierung der Messwerksistellung eingeleitet und ist zum Zeitpunkt t5 beendet Zum Zeitpunkt t4 schliesst der Kontakt 8 des Relais 7 und bringt damit die das Stellungssignal abgebende Vorrichtung zur Wirkung. Das Stellungssignal entspricht der tatsächlichen Einspiellage des Messwerkes und damit der Messgrösse, im Beispiel der auf der Waage befindlichen Last. Es kann eine richtige Anzeige, Registrierung oder Steuerung irgendwelcher nachgeschalteter Arbeitsvorgänge bewirken.