CH615749A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE gneten (26) mit zwei Wicklungen und einem Anker (26b)

1. Verfahren zum manuellen oder automatischen Wägen aufweist, welcher Anker (26b) an dem Lastträger (5) befestigt von Gegenständen gleichen Sollgewichtes mittels einer über ihr ist, wobei jede Wicklung mit dem Ausgang eines der Stromver-Mess-System gefesselten Waage mit einem Auswertungsgerät stärker (24a, 24b) verbunden ist und von ihm gespeist wird, zur Ermittlung des Gewichtes des Wägegutes aus den digitalen, 5

aus einer Bezugs- und einer Messfrequenz bestehenden Aus-

gangssignalen von mechanisch-elektrischen Wandlern, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorgegebener Unter- bzw. Überschrei- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren tung einer vorgegebenen, dem Sollgewicht entsprechenden zum manuellen oder automatischen Wägen von Gegenständen

Belastung des Mess-Systems der Waage eine elektromagnetisch 10 gleichen Sollgewichtes mittels einer über ihr Mess-System gefes-

erzeugte Kompensationskraft auf den Lastträger wirkt, die die selten Waage mit einem Auswertungsgerät zur Ermittlung des Unter- bzw. Überschreitung der vorgegebenen Lastgrenzen ver- Gewichtes des Wägegutes aus den digitalen, aus einer Bezugs-

hindert. und einer Messfrequenz bestehenden Ausgangssignalen von

2. Waage zur Ausführung des Verfahrens nach Patentan- mechanisch- elektrischen Wandlern, z.B. von vorgespannten spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischstufe (13) 15 und durch das Gewicht des Wägegutes unterschiedlich belaste-zur Bildung der Differenzfrequenz (f3) aus einer Messfrequenz ten Mess-Saiten. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine (fi) und einer Bezugsfrequenz (f2) aufweist, dass sie mindestens Waage zur Durchführung dieses Verfahrens.

einen Steuerfrequenzerzeuger (14) zur Erzeugung einer zur Solche Verfahren sind bekannt und benützen allgemein die

Bezugsfrequenz (f2) proportionalen Steuerfrequenz (fst) enthält, Eigenschaft der genannten Gattung von Waagen, dass die dass mindestens eine Schaltung (28) vorgesehen ist, die ein RS- 20 Wägeresultate in numerischer Form ermittelt werden.

Flip-Flop (15) und einen Operationsverstärker (18) enthält, die Waagen, auf die sich die bekannten Verfahren beziehen,

zu einem echten Differenzintegrator geschaltet sind, dass das enthalten im Mess-System zwei mechanisch-elektrische Wand-

RS-Flip-Flop (15) von der Steuerfrequenz (fst) und der Diffe- 1er, beispielsweise Dehnungsmesstreifen, Schwingquarze,

renzfrequenz (f3) angesteuert ist, die ausserdem noch direkt den schwingende Stäbe oder Saiten. Zwecks Erhöhung der Genau-

Operationsverstärker (18) speist, dass ferner mindestens ein 25 igkeit und Vereinfachung der Resultatsermittlung und -weiter-

Stromverstärker (24) zur Verstärkung eines der Ausgangssi- behandlung werden oft auch die Ausgangsgrössen der Deh-

gnale des Operationsverstärkers (18) vorhanden ist und dass die nungsmesstreifen in eine Frequenz umgesetzt, sodass allgemein Waage einen Elektromagneten (26) mit mindestens einer Wiek- von Schwingern gesprochen werden kann. Der eine Schwinger

Iung und einem Anker (26b) aufweist, welcher Anker (26b) am wird als Bezugsfrequenzerzeuger verwendet, der andere als

Lastträger (5) befestigt ist, wobei die Wicklung mit dem Aus- 30 Erzeuger der Messfrequenz, wobei es unerheblich ist, ob die gang des Stromverstärkers (24) verbunden ist und von ihm Bezugsfrequenz konstant ist oder durch die Einwirkung des gespeist wird. Gewichtes des Wägegutes ebenfalls verändert wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich- Da das wirkliche Gewicht der zu wägenden Gegenstände net, dass aus der Bezugsfrequenz (f2) und der Messfrequenz (f () vom Sollgewicht im allgemeinen innerhalb bestimmter Schran-des Mess-Systems eine Differenzfrequenz (f3) und aus der 35 ken abweichen darf, wird mit bekannten elektronischen Koinzi-Bezugsfrequenz (f2) allein zwei ihr proportionale Steuerfre- denz-Schaltungen überprüft, ob der vorgegebene Maximal-quenzen (fsla, fstb) gebildet werden, dass aus der Differenzfre- bzw. Minimalwert über- bzw. unterschritten ist. Mit den elektri-quenz (f3) und einer der Steuerfrequenzen (fsta) das echte Zeit- sehen Signalen, die aus der Überschreitung der vorgegebenen integral ihrer Spannungsdifferenzen gebildet wird, welches in Schwellen erzeugt werden, werden Anzeigevorrichtungen einem Stromverstärker verstärkt, in einem Elektromagneten die 40 gesteuert und/oder Vorrichtungen geschaltet, die beispielsweise elektromagnetisch erzeugte, nach unten gerichtete Kompensa- die Ausscheidung eines solchen unter- oder übergewichtigen tionskraft bewirkt, während aus der Differenzfrequenz (f3) und Gegenstandes vornehmen.

der anderen Steuerfrequenz (fstb) ebenfalls das echte Zeitinte- „ . , , Tr „ ,

gral ihrer Spannungsdifferenzen gebildet wird, welches in einem „u Zf Ausfuhrung dieser bekannten Verfahren eignen sich weiteren Stromverstärker verstärkt, in einem Elektromagneten 45 "ber «hr Mess-System gefesselte Waagen besonders weil die die elektromagnetisch erzeugte, nach oben gerichtete Kompen- v°n der Waagschale, bzw. dem Lastträger zurückgelegten Wege sationskraft bewirkt allgemein klein sind. Trotzdem bleibt als Nachteil stehen, dass

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeich- ^ Waage jedesmal entlastet und neu belastet werden muss. net, dass aus der Bezugsfrequenz (f2) eine Steuerfrequenz (fst) Wird überlappend gewogen d.h. befinden sich m der Transportgebildet wird, und aus der Differenzfrequenz (f3) und der Steu- 50 Phase zwlsch£e" Wagephasen zwei Gegenstande mindestens erfrequenz (fs[) das echte Zeitintegral ihrer Spannungsdifferen- ™eise auf der Waagschale, so findet die Belastung und zen gebildet wird, welches in einem Stromverstärker verstärkt, Entlastung nicht bezüglich der leeren Waage, sondern bezüglich in einem Elektromagneten die elektromagnetisch erzeugte, etwa des Sollgewichtes statt. Zur Beurteilung dieses Nachteiles nach unten gerichtete Kompensationskraft bewirkt. f*davon auszugehen dass über ihr Mess-System gefesselte

5. Waage nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 55 Waagen eme gewisse Nachgiebigkeit haben und viskose Damp-dass sie zwei Steuerfrequenzerzeuger (14a, 14b) zur Erzeugung fer aufweisen, die bewirken dass die dem Gewicht des Wagegu-zweier zur Bezugsfrequenz (f2) proportionalen Steuerfrequen- entsprechende Messkraft das Mess-System nur in exponenti-zen (fsta, fstb) enthält, dass ferner zwei Schaltungen (28a, 28b) f Stampf er Weise beaufschlagt Es ist ferner davon auszuge-vorgesehen sind, die je ein RS-Flip-Flop (15) und einen Opera- hf >Jia™ solche, das Gewicht des Wagegutes numerisch ermit-tionsverstärker (18) enthalten, die zu einem echten Differenzin- «,telnde Waa8en eme Krafteinwirkung erst dann a s Gewicht tegrator geschaltet sind, dass jedes RS-Flip-Flop (15) von einer interpretieren, wenn zwei aufeinanderfolgende Wageresultate der Steuerfrequenzen (fsta, fstb) und der Differenzfrequenz (f3) fh ™ch "m eine vorgegebene Differenz unterscheiden angesteuert ist, die ausserdem noch direkt den Operationsver- ^ Stillstandkontrolle). Damit ist klar, dass jede wesentliche stärker (18) speist, wobei die Polarität der Eingänge der Opera- Belastungsanderung eine Wartezeit bis zur Ermittlung des tionsverstärker (19) in den beiden Schaltungen (28a, 28b) ver- m ageresu tates zur olgehat.

tauscht ist, dass ferner zwei Stromverstärker (24a, 24b) je zur Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe

Verstärkung eines der Ausgangssignale der Operationsverstär- ist es, ein Verfahren zum Wägen von Gegenständen gleichen,

ker (18) vorhanden sind und dass die Waage einen Elektroma- aber wählbaren Sollgewichtes zu entwicklen, welches Verfahren

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sich sowohl für den manuellen als auch den automatischen, in raschem Takte erfolgenden Wägebetrieb eignen soll und das die mechanisch-waagentechnisch bedingten Wartezeiten stark verkürzt.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, dass bei vorgegebener Unter- bzw. Überschreitung einer vorgegebenen, dem Sollgewicht entsprechenden Belastung des Mess-Systems der Waage eine elektromagnetisch erzeugte Kompensationskraft auf den Lastträger wirkt, die die Unter- bzw. Überschreitung der vorgegebenen Lastgrenzen verhindert.

Die erfindungsgemässe Waage zur Ausführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischstufe zur Bildung der Differenzfrequenz aus einer Messfrequenz und einer Bezugsfrequenz aufweist, dass sie mindestens einen Steuerfrequenzerzeuger zur Erzeugung einer zur Bezugsfrequenz proportionalen Steuerfrequenz enthält, dass mindestens eine Schaltung vorgesehen ist, die ein RS-Flip-Flop und einen Operationsverstärker enthält, die zu einem echten Differenzintegrator geschaltet sind, dass das RS-Flip-Flop von der Steuerfrequenz und der Differenzfrequenz angesteuert ist, die ausserdem noch direkt den Operationsverstärker speist, dass ferner mindestens ein Stromverstärker zur Verstärkung eines der Ausgangssignale des Operationsverstärkers vorhanden ist und dass die Waage einen Elektromagneten mit mindestens einer Wicklung und einem Anker aufweist, welcher Anker an dem Lastträger befestigt ist, wobei die Wicklung mit dem Ausgang des Stromverstärkers verbunden ist und von ihm gespeist wird.

In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Waage schematisch dargestellt. Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand dieser Ausführungsbeispiele beispielsweise erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische Darstellung des zeitlichen Kraftverlaufes am Messorgan,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 die schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufes der Kräfte bei Belastung der Waage nach Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufes von Kräften bei Entlastung einer Waage,

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel, und Fig. 6 eine weitere schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufes der Kräfte bei Belastung der Waage nach Fig. 5.

In Fig. 1 ist schematisch dargestellt, wie die Messkraft zeitlich verläuft, wenn auf der Waagschale ein Gewicht aufgelegt wird. Die Messkraft ist die auf das Messorgan wirkende, dem Gewichter gemessenen Masse entsprechende Kraft. Eine Kurve 1 zeigt als Funktion der Zeit den als Stufenfunktion angenommenen Gewichtsverlauf auf die Waageschale (einer hier nicht dargestellten Waage). Eine Kurve 2 zeigt den Kraftverlauf am Messorgan. Das Messorgan ist der mechanischelektrische Wandler, dessen Frequenz von der Messkraft verändert wird, also ein Schwingquarz, eine Mess-Saite, im Falle der Zwei-Saitenwaage mit Kraftverteiler, das aus den beiden Saiten und dem Kraftverteiler gebildete System, oder ein Dehnungs-messtreifen. Diese Messkraft FG bildet die Ordinate, die Zeit t die Abszisse der Kurve 2. Ist t0 der Zeitpunkt der Gewichtsauflage, so steigt die Messkraft FG mit der bekannten Funktion

F0(t) = Fe(l-e-t/w).

Darin bedeutet:

FG(t) die zeitabhängige Messkraft,

Fe den dem effektiven Gewicht Geff des Wägegutes entsprechenden Wert der Messkraft nach langer Zeit,

tw die Zeitkonstante des Lastübertragungskanales der Waage.

Mit d ist in Fig. 1 der Kraftunterschied bezeichnet, der der Einheit der feinsten Messtufe, also der absoluten Auflösung der Waage entspricht. Ist tm die Messdauer der Waage, also die Zeit, während welcher die Schwingungen des Messorgans aus-5 gezählt werden, so ist t) der früheste Zeitpunkt, zu dem mit einer anzeigefähigen Messung begonnen werden kann, da sich der Mittelwert der während rm gemittelten Messkraft vom Mittelwert der nächsten Messdauer tm nur noch um d ändert.

In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Waage io schematisch dargestellt. Die Waage 3, beispielsweise eine Zwei-Saitenwaage bekannter Bauart, besteht aus einem Gestell 4, einem Lastträger 5 mit Waagschale 6 und einer Messdose 7, die die zwei nicht gezeichneten, schwingenden Saiten enthält. Der Lastträger 5 ist mit zwei Gelenkstäben 8 am Gestell 4 ange-15 lenkt; die Messdose 7 ist am Gestell 4 befestigt und wird über einen Übertragungskanal 10 von einer dem Gewicht des Wägegutes 9 entsprechenden Messkraft beaufschlagt. In der Messdose 7 sind zwei Oszillatoren 1 la, 1 lb gezeichnet, die die Messfrequenz f l und die Bezugsfrequenz f2, d.h. die Frequenzen 2(i der beiden Saiten als Rechteckpulszüge abgeben, einerseits an ein Auswertungsgerät 12, andererseits an eine Mischstufe 13, die in an sich bekannter Weise die Differenzfrequenz f3 = f : — f2 bildet, wobei in einer bekannten Ausführung der Zwei-Saiten-waage immer f, ) f2.

25 Die Bezugsfrequenz f2 wird ferner in einen Steuerfrequenzerzeuger 14 eingespeist, der eine Frequenz fst = n f 2

30 erzeugt, wobei der Faktor n einstellbar ist. Die Signale der Frequenzen f3 und fst speisen ein RS-Flip-Flop 15, das an einem Ausgang 16 einen Wechsel des Signalniveaus dann zeigt, wenn die Rechteckpulse der Frequenzen f3 und fst alternativ eintreffen, aber nicht kippt, wenn zwei konsekutive Pulse auf der 15 gleichen Leitung eintreffen, ohne dass im gleichen Zeitraum auf der anderen Leitung ein Puls eintrifft. Das Signal der Frequenz f3 speist ferner über einen Widerstand 17 den invertierenden, über einen Kondensator 19 geerdeten Eingang 20 eines Operationsverstärkers 18. Der nicht invertierende Eingang 21 des 40 Operationsverstärkers 18 wird über einen Widerstand 22 vom Ausgangssignal des RS-FIip-Flops 15 gespeist. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 18 wird über einen Kondensator 23 an den Eingang 21 zurückgekoppelt. Die Widerstände 17,22 und die Kondensatoren 19,23 sind so dimensioniert, dass zwei 45 gleiche Zeitkonstanten entstehen, die verglichen mit der Periodendauer der Frequenz f3 gross sind. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 18 wird in einem Stromverstärker 24 verstärkt und speist über einen Widerstand 25 einen Elektromagneten 26, der auf einen beispielsweise permanent magneti-50 sehen Anker 26b einwirkt, sodass er diesen Anker 26b anzieht, wenn seine Wicklung von Strom durchflössen ist. Der Anker 26b ist am Lastträger 5 befestigt und zwar in dem Punkt, an welchem die Messkraft auf das Mess-System einwirkt.

Die Funktion des Kreises ist die folgende: Aus den beiden 55 Saitenfrequenzen fh f2 wird im Auswertungsgerät 12 nach der bekannten Auswertungsformel

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das Wägeresultat R gebildet und in einer Anzeigevorrichtung 27 angezeigt. Handelt es sich bei der zu lösenden Wägeaufgabe um taktmässig erfolgendes Wägen von Gegenständen mit gleichem Sollgewicht, so soll zur Beschleunigung der Wägung verhindert 65 werden, dass die Waage bei jeder Gewichtauflage den in Fig. 1 dargestellten Vorgang ausführt. Zu diesem Zwecke wird der Lastträger 5 von der vom Elektromagneten 26 erzeugten Kraft dann nach unten gezogen, wenn die Messkraft FG (gemäss Fig.

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1) einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet. Dieser vorgegebene Mindestwert wird mittelbar am Steuerfrequenzerzeuger 14 eingestellt. Die Schaltung 28, bestehend aus dem Flip-Flop 15, den Widerständen 17,22, den Kondensatoren 19,23 und dem Operationsverstärker 18, wirkt in bekannter Weise als echter Integrator der Differenz der Eingangssignale. Ist also bei leerer oder ungenügend belasteter Waagschale 6 zunächst f3 < fst, so steigt der Wert des Ausgangssignales des Operationsverstärkers 18 in Form einer Treppe mit geneigten Flanken an,

wird im Stromverstärker 24 verstärkt und steuert so den Betriebsstrom des Elektromagneten 26. Dieser wirkt über seinen Anker 26b mittelbar - durch Erhöhen der auf die Messdose 7 wirkenden Messkraft - auf die Frequenzen f ,, f2 so ein, dass die Differenz f] — f2 wächst bis

Î3 = f| " f2 = fst

Da aber fsl = n f2, so gilt in diesem Bndzustand f, - f2= nf2

^ f< ~ f2

oder = n,

*2

womit die Zahl n proportional zum voreingestellten Minimalgewicht Gmjn ist. Ein Kondensator 29 sorgt mit dem Widerstand 25 dafür, dass die Änderungen des Betriebn '^omes des Elektromagneten 26 nur mit der dadurch gebildeten Zeitkonstanten erfolgen, wodurch verhindert wird, dass auf das Gestell 4 oder die Waagschale 6 einwirkende Schwingungen der Umgebung der Waage 3 (beispielsweise des Fundamentes oder einer nicht gezeichneten Beschickungsvorrichtung) auf den Elektromagneten 26 weitergegeben werden.

Der Operationsverstärker 18 speist noch einen weiteren Verstärker 40, dessen Ausgangsspannung einem Inverter 43 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Inverters 43, eine logische EINS oder eine logische NULL, wird der Anzeigevorrichtung 27 zugeleitet. Eine EINS am Ausgange des Inverters 43 ist nur möglich, wenn der Operationsverstärker 18 kein Ausgangs1 signal abgibt und damit auch der Elektromagnet 26 inaktiv ist. Das ist nur dann der Fall, wenn die Waagschale 6 von einem Gewicht G < Gmin belastet wird. Die EINS am Ausgang des Inverters 43 gibt damit den ermittelten Gewichtswert zur Anzeige und Weiterverarbeitung frei.

Bei einer bekannten Zwei-Saitenwaage sinkt f2 bei zunehmendem Gewicht. Es sind aber auch Zwei-Saitenwaagen mit konstanter Bezugsfrequenz f2 bekannt, ebenso Ein-Saitenwaa-gen, bei denen die konstante Bezugsfrequenz f2 durch einen Schwingquarz geliefert wird. Ebenso kann natürlich auch die Messfrequenz f t durch einen in der Frequenz beeinflussbaren Schwingquarz abgegeben werden und auch eine oder beide der Frequenzen durch Dehnungsmesstreifen deren Ausgangsgrös-sen wie bereits erwähnt - in Frequenzen umgesetzt werden.

Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf einer Wägung mit der Waage gemäss Fig. 2. Die Kurven 1,2 aus Fig. 1 sind zum Vergleich noch einmal beigefügt. In einem Diagramm 30 ist der zeitliche Kraftverlauf an der Messdose 7 gemäss Fig. 2 dargestellt. Bis zum Zeitpunkt tD ist die Waagschale leer. Der Elektromagnet 26 zieht den Lastträger 5 mit einer einer Messkraft FGmin am Eingang der Messdose 7 entsprechenden Kraft an. Die Kraft FGmin entspricht entweder direkt dem am Steueroszillator 14 eingestellten Gewicht Gmin, oder ist proportional dazu. Nun wird das Wägegut mit Gewicht Geff aufgelegt. Wegen der Zeitkonstante xR des Regelkreises, bestehend aus der Mischstufe 13, der Schaltung 28, dem Verstärker 24, dem Widerstand 25 und dem Kondensator 27, steigt die Kraft FG kurzzeitig an. In einem Diagramm 31 ist der Verlauf des Steuerstromes Imag des Elektromagneten aufgezeichnet. Im Zeitpunkt t0 - Auflage des

Wägegutes mit Gewicht Geff auf die Waagschale 6 - beginnt der Steuerstrom Imag zu sinken und erreicht nach einer Zeit t„| -1„ den Wert Null. Damit beginnt der reale Anstieg der Kraft FG vom Niveau FGmin aus. Zuerst erreicht sie einen Wert F_, der s dem minimal zulässigen Gewicht des Wägegutes entspricht, überschreitet — im hier gezeigten Beispiel - den Wert FsoH. den dem Sollgewicht GsoU entsprechenden Wert von FG und erreicht zur Zeit t! das Band der Breite 2d. In diesem Band entspricht eine Wägung der Bedingung, dass zwei aufeinanderfolgende io Wägungen desselben Wägegutes sich nicht mehr als um das Gewicht d unterscheiden dürfen. Nach oben sind die im Diagramm 30 angegebenen Kräfte durch den Wert F+ begrenzt, der dem maximal zulässigen Gewicht des Wägegutes entspricht.

Es ist zu beachten, dass bei f3 ) fst die Magnetkraft abnimmt 15 und bei Weiterbestehen dieser Bedingung schliesslich Null wird. Bleibt aber weiterhin f3 ) fst, so ist keine Vorzeichen-Änderung von Imag möglich, da die beschriebene Schaltung mit RS-Flip-Flop 15 und Operationsverstärker 18 asymmetrisch ist.

Fig. 4 zeigt das Verhalten der Waage 3 und des genannten 2o Regelkreises beim Abheben des Wägegutes 9. Ein Diagramm 35 zeigt den Verlauf der Gewichtskraft auf der Waageschale 6. Zur Zeit te wird das Wägegut 9 abgehoben. Ein Diagramm 36 zeigt das Verhalten der Waage ohne den Elektromagneten 26 und den zugehörigen Regelkreis: Die Kraft FG fällt exponentiell 25 nach der Formel

Fo(t) = Fetfe "t/tw ab.

Ein Diagramm 37 zeigt nun den Kraftverlauf an der Messdose 7 der Waage im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2. Im 10 Zeitpunkt te nimmt die Kraft FG vom Werte Feff mit der gleichen, oben angeführten Exponentialfunktion bis zum Erreichen des Wertes F0min ab. Dann beginnt die Schaltung 28 gemäss Fig. 2 zu arbeiten, und der Steuerstrom Imag des Magneten 26 wächst, bis auf die Messdose 7, trotz leerer Waagschale, die 35 Kraft FGmin einwirkt. Das gezeigte Unterschiessen der Kraft FG unter den Wert FGmin ist wiederum eine Folge der Zeitkonstante des gesamten Regelkreises, ebenso das nachfolgende Uberschiessen, das sich auch im Überschiessen des Steuerstromes Imax in einem weiteren Diagramm 38 zeigt. Dort ist auch ersicht-40 lieh, dass der Steuerstrom erst von Null verschieden wird, wenn Fg ) FGmin.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Waage 3 entspricht derjenigen der Fig. 2. Sie weist eine Mischstufe 13, deren Ausgangssignal die Schaltungen 28a, 28b 45 speist, auf. Die Schaltungen 28a, 28b sind identisch ausgeführt und entsprechen jede der Schaltung 28 gemäss Fig. 2. Lediglich die Polarität der Eingänge des Operationsverstärkers 18 ist vertauscht. Der Steuerfrequenzerzeuger 14 gemäss Fig. 2 ist hier ebenfalls in zweifacher Ausführung, als Steuerfrequenzer-50 zeuger 14a und 14b vorhanden. Der Elektromagnet 26 weist zwei Wicklungen auf, er arbeitet gegen den permanentmagnetischen Anker 26b. Jede der Wicklungen des Elektromagneten 26 wird von einem Stromverstärker 24a, 24b gespeist. Diese Stromverstärker 24a, 24b entsprechen jeder dem Stromverstär-55 ker 24 der Fig. 2. Wurden mit dem Elektromagneten 26 im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 nur zusätzliche Zugkräfte ausgeübt, so ist der Elektromagnet 26 gemäss Fig. 5 dank der zwei Wicklungen, die von je einer Schaltung 28a, 28b gespeist werden, in der Lage, Zug- und Druckkräfte auszuüben. Dies 60 wird beispielsweise durch verschiedenen Wicklungssinn der zwei Wicklungen erreicht.

Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel hat gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 zusätzlich die Aufgabe 65 zu verhindern, dass die Messdose 7 mit einer Kraft beaufschlagt wird, die eine vorgegebene obere Schranke FGmax übersteigt. Dies ist eine Betriebsbedingung, die je nach Gestalt der Waage bezüglich ihrer dynamischen Eigenschaften insbesondere bei

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ihrer Entlastung eintreten kann. Ferner erlaubt diese Ausführung eine taktmässige Beschickung der Waagschale 6, bei welcher die Waagschale 6 vom eben gewogenen Wägegut noch nicht entlastet zu sein braucht und gleichzeitig schon vom nächsten beschickt werden kann: sog. überlappendes Wägen. Damit eine Gewichtsanzeige oder automatische Verarbeitung dieses ausserhalb der zulässigen Schranken liegenden Gewichtes verhindert wird, werden die Ausgangssignale der Schaltungen 28a, 28b - also die Steuerströme des Elektromagneten 26 - zwei gleichartigen Verstärkern 40,41 zugeführt, die ein NAND-Tor 42 speisen. Eine EINS am Ausgang ist nur möglich - und damit eine Anzeige und Weiterverarbeitung des ermittelten Gewichtes - wenn keine der Schaltungen 28a, 28b eine Spannung abgibt, d.h. der Elektromagnet 26 ausser Funktion ist.

Das Verhalten der Waage gemäss Fig. 5 ist in Fig. 6 diagrammatisch festgehalten. In vier Diagrammen 50,51,52,53 sind die zeitlichen Abläufe der Kräfte und Ströme dargestellt: Diagramm 50 zeigt, wie ein Gewicht G! auf die Waagschale 6 gelegt und ein weiteres Gewicht G2 in gleicher Art aufgebracht wird, während G, noch auf der Waagschale ruht. Während der Zeit, in der beide Gewichte aufliegen, wird die Waagschale also mit

G,oi = G, + G2

belastet. Die beiden Gewichte Gb G2 werden in der Reihenfolge des Auflegens wieder entfernt. Bei leerer Waagschale wird die Messdose 7 mit der Kraft FGmin vom Elektromagneten 26 belastet, der seinen Steuerstrom aus der Schaltung 28a bezieht. Zur Zeit t1(), um welche das Gewicht G[ aufgelegt wird, beginnt - wie im Diagramm 52 gezeigt - der Steuerstrom I*^ag auf Null zu sinken. Damit beginnt dann ein exponentieller Anstieg von Fg, wie aus dem Diagramm 51 ersichtlich ist, bis zum Erreichen des Wertes Fem der dem Gewicht G, entsprechenden Messkraft. Wird nun zur Zeit t10 das Gewicht G2 zusätzlich aufgelegt, so s setzt ein neuer exponentieller Anstieg von F0 von Fe(fi aus ein, der bis zu FG = FeffI + Fe{[2 führen würde. Sobald aber F0 zur Zeit t2i die Schranke FGmax überschreitet, tritt die Schaltung 28b in Funktion und steuert den Elektromagneten 26 mit dem Strom I~ ag in umgekehrter Richtung an, sodass jetzt eine Kraft i» den Lastträger 5 entlastet, sodass auf die Messdose 4 die Messkraft F0max wirkt. Der Verlauf des Stromes I^,ag ist im Diagramm 53 dargestellt. Nach Entfernen des Gewichtes G, fällt der Strom Imag wieder auf Null zurück und die Kraft FG sinkt exponentiell von FGmax auf Feff2. Da sowohl I"^ag als auch I~ag jetzt null sind, ls ist nun eine Anzeige des Gewichtes durch das NAND-Tor 42 gestattet. Nach Entfernen des Gewichtes G2 steigt der Strom I~ ag wieder an und bewirkt, dass die Messdose 7 mit der Kraft FGmin beaufschlagt bleibt.

Die Kraftänderungen, denen der Lastträger 5 ausgesetzt ist, 2o werden innerhalb der den Messkräften F0max und FGmin entsprechenden Werten gehalten, womit die exponentiellen Anstiege . und Abfälle auf die jeweils zu messenden Kräfte zeitlich sehr kurz gehalten werden können. Die mechanisch-waagetechnisch bedingten Wartezeiten bis zum Einspielen der Messkraft auf 25 den Wert Feff fallen also grösstenteils fort, womit die Waage geeignet ist, Wägungen in raschem Takte durchzuführen.

Die Waage gemäss Fig. 5 eignet sich besonders für die Anwendungen, bei welchen das Wägegut jäh, mit entsprechender Spitze der Belastung des Lastträgers, aufgelegt wird. 30 In den beiden Ausführungsbeispielen ist der Lastübertragungskanal schematisch als ein Block dargestellt.

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3 Blatt Zeichnungen