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PATENTANSPRÜCHE
1. Digital anzeigende Waage, mit einem ersten Wägebereich und einem zweiten, kleineren Wägebereich, wobei dem ersten Wägebereich eine gröbere Anzeige zugeordnet ist als dem zweiten Wägebereich, und mit einer Einrichtung zum Umschalten aus dem einen in den anderen Wägebereich, wobei die Umschalteinrichtung Steuermittel umfasst, mit deren Hilfe an jedem beliebigen Punkt innerhalb des ersten Wägebereichs auf den Nullpunkt des zweiten Wägebereichs geschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Schalter zum Umschalten auf einen dritten Wägebereich vorgesehen ist, wobei der dritte Wägebereich grösser ist als der zweite Wägebereich, aber eine höhere Anzeigeauflösung hat als der erste Wägebereich.
2. Waage nach Anspruch 1, bei welcher die Wägelast unter Verwendung von Stromimpulsen konstanter Amplitude elektromagnetisch kompensiert wird und die Länge der Stromimpulse zur digitalen Gewichtsdarstellung mit hochfrequenten Taktimpulsen ausgezählt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine umschaltbare Konstantstromquelle und ein dem Taktimpulsgenerator nachgeschalteter Frequenzteiler vorgesehen sind.
Die Erfindung betrifft eine digital anzeigende Waage, mit einem ersten Wägebereich und einem zweiten, kleineren Wägebereich, wobei dem ersten Wägebereich eine gröbere Anzeige zugeordnet ist als dem zweiten Wägebereich, und mit einer Einrichtung zum Umschalten aus dem einen in den anderen Wägebereich, wobei die Umschalteinrichtung Steuermittel umfasst, mit deren Hilfe an jedem beliebigen Punkt innerhalb des ersten Wägebereichs auf den Nullpunkt des zweiten Wägebereichs geschaltet werden kann.
Die Erfindung gemäss dem älteren Patent Nr. 612 267 löst die Aufgabe, bei aufeinanderfolgenden (Teil)-Wägungen, zwischen denen die Waagschale nicht entlastet wird, für jede (Teil) Wägung jeweils erneut die höchste Empfindlichkeit der Waage zur Verfügung zu stellen. Sie macht sich dabei die Tatsache zunutze, dass die Kennlinie der jeweiligen Waage, wenn sie jeweils nur für einen Teilabschnitt des gesamten Wägebereichs betrachtet wird, regelmässig für den Teilabschnitt eine grössere Auflösung gestattet als für den ganzen Wägebereich von Nullbis Höchstlast.
Nun sind die Waagenkennlinien häufig so gekrümmt, dass ihre Unlinearität im oberen Teil des Wägebereichs merklich zunimmt, so dass beispielsweise im Bereich Null- bis Halblast eine grössere Anzeigeauflösung möglich wäre als im Bereich Halb- bis Vollast. Andererseits besteht bei Waagenbenützern, insbesondere solchen mit häufig wechselnden Wägeaufgaben, oftmals das Bedürfnis, neben einem Grob- und einem Feinbereich mit variablem Nullpunkt gemäss dem genannten älteren Patent noch über einen mittleren Bereich mit konstantem Nullpunkt zu verfügen.
Zur Erfüllung dieses Bedürfnisses sieht die vorliegende Erfindung vor, dass ferner ein Schalter zum Umschalten auf einen dritten Wägebereich vorgesehen ist, wobei der dritte Wägebereich grösserist als der zweite Wägebereich aber eine höhere Anzeigeauflösung hat als der erste Wägebereich.
Bei einer Waage, bei welcher die Wägelast unter Verwendung von Stromimpulsen konstanter Amplitude elektromagnetisch kompensiert wird und die Länge der Stromimpulse zur digitalen Gewichtsdarstellung mit hochfrequenten Taktimpulsen ausgezählt wird, ist dabei vorzugsweise ferner eine umschaltbare Konstantstromquelle und ein dem Taktimpulsgenerator nachgeschalteter Frequenzteiler vorgesehen.
Zur Erläuterung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles wird auf die einzige Zeichnung Bezug genommen. Sie zeigt in blockschematischer Darstellung eine mit Stromimpulsen arbeitende elektromagnetisch kompensierende Waage 10' mit Taraverrechnung, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 786 884 ausführlich beschrieben wurde: Wird die Waage belastet, so erzeugt eine Positionsgeberschaltung 44 ein Signal, das in einer Regel- und Vergleichsschaltung 46' periodisch die Einschaltdauer eines Kompensationsstroms i bestimmt, der einer Kompensationsspule 11 im Feld eines Permanentmagneten zugeführt wird. Im Gleichgewicht zwischen Last und elektromagnetischer Kompensationskraft ist die Länge der Stromimpulse ein Mass für die Last.
Diese Länge wird in einer Zähl- und Tarierschaltung 48 mittels hochfrequenten Taktimpulsen aus einem Oszillator (Taktgeber) 16' ausgezählt und die Taktimpulssumme periodisch einer Anzeige 20 zugeführt.
Beim Überlaufen einer vorbestimmten Dekade im Zähler wird in der Anzeige die letzte Dezimale 30 ausgeblendet. Wird durch Betätigen eines Tarierschalters 28" ein Tariervorgang eingeleitet, so wird die letzte Stelle 30 wieder aktiviert, und für die anschliessende Wägung steht wieder der Feinbereich zur Verfügung.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist ein zusätzlicher Schalter 64 vorgesehen, der mit einem weiteren Schalter 66 verbunden ist. Schalter 64 bewirkt über Leitung 65, dass in der digitalen Auswerteschaltung 48 beim Erreichen der Grenze des Feinbereichs nicht auf die grössere Auflösung umgeschaltet wird. Über Leitung 67 steuert er die Konstantstromquelle 47 auf eine andere Stromstärke um. Schalter 66 dient zum Anschalten eines Teilers 17.
Ein Zahlenbeispiel mag die Handhabung der Waage verdeutlichen: Der Feinbereich betrage 300 g bei einer Auflösung von 10 mg, der Grobbereich betrage 3000 g bei einer Auflösung von 100 mg. In der Arbeitsweise als Zweibereichswaage mit variablem Nullpunkt des Feinbereichs wird nach jeder Tarie- rung mittels Schalter 28" auf die höhere Auflösung geschaltet (bzw. diese beibehalten). Die Stromquelle 47 liefert über die Regel- und Vergleichsschaltung 46' Mompensationsimpulse der vollen Stromstärke, welche mit der vollen Frequenz des Oszillators (Taktimpulsgenerators) 16' ausgezählt werden.
Sollen Objekte über 300 g gewogen werden, so wird über den Schalter 64 der dritte Bereich von 1500 g (Auflösung 10 mg) mit konstantem Nullpunkt eingeschaltet. Gleichzeitig wird die Stromquelle 47 auf die halbe Stromstärke umgeschaltet, und durch Einschalten des Teilers 17 gelangen Zählimpulse mit halbierter Frequenz in die digitale Auswerteschaltung 48.
Beim Überschreiten des mittleren Bereichs wird die Anzeige dunkelgesteuert; um doch noch eine Gewichtsanzeige zu erhalten, kann der Schalter 64 erneut betätigt werden, worauf das Ergebnis mit um eine Stelle gröberer Auflösung erscheint die Waage arbeitet wieder als Zweibereichswaage.
Das Einfügen des Teilers 17 und die Verwendung einer umschaltbaren Stromquelle haben den Vorteil, dass die Regel- und Vergleichsschaltung 46' genauer arbeiten kann, da der Einfluss von Schaltflanken und Rauscheffekten merldich verringert wird. Nimmt man jedoch diese Fehlereinflüsse in Kauf, so kann auf den Teiler 17 und den Schalter 66 verzichtet werden, und die Stromquelle (47) muss nicht umschaltbar sein.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung anhand einer Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation mit Stromimpulsen erläutert. Sie ist jedoch im Prinzip in gleicher Weise auf andere Waagenarten anwendbar.
Auch hier gestattet die Anwendung eines Mikrocomputers elegante Realisierungen der erfindungsgemässen Lösung.
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PATENT CLAIMS
1. Digitally displaying scale, with a first weighing area and a second, smaller weighing area, the first weighing area being assigned a coarser display than the second weighing area, and with a device for switching over from one weighing area to the other, the switching device comprising control means , which can be used to switch to the zero point of the second weighing range at any point within the first weighing range, characterized in that a switch for switching to a third weighing range is also provided, the third weighing range being larger than the second weighing range, but has a higher display resolution than the first weighing range.
2. Scales according to claim 1, in which the weighing load is compensated electromagnetically using current pulses of constant amplitude and the length of the current pulses for digital weight display is counted with high-frequency clock pulses, characterized in that a switchable constant current source and a frequency divider connected downstream of the clock pulse generator are also provided .
The invention relates to a digitally displaying scale, with a first weighing range and a second, smaller weighing range, a coarser display being assigned to the first weighing range than with the second weighing range, and with a device for switching from one weighing range to the other, the switching device Includes control means with the aid of which it is possible to switch to the zero point of the second weighing range at any point within the first weighing range.
The invention according to the older patent no. 612 267 solves the task of providing the highest sensitivity of the balance again for each (partial) weighing in the case of successive (partial) weighings, between which the weighing pan is not relieved. It takes advantage of the fact that the characteristic curve of the respective scale, if it is only considered for a section of the entire weighing range, regularly allows a greater resolution for the section than for the entire weighing range from zero to maximum load.
Now the characteristic curves of the scales are often so curved that their non-linearity increases noticeably in the upper part of the weighing range, so that a greater display resolution would be possible in the range from zero to half load than in the range from half to full load. On the other hand, there is often a need among balance users, especially those with frequently changing weighing tasks, to have a medium range with a constant zero point in addition to a coarse and a fine range with a variable zero point according to the older patent mentioned.
To meet this need, the present invention provides that a switch is also provided for switching over to a third weighing range, the third weighing range being larger than the second weighing range but having a higher display resolution than the first weighing range.
In the case of a balance in which the weighing load is compensated electromagnetically using current pulses of constant amplitude and the length of the current pulses for digital weight display is counted with high-frequency clock pulses, a switchable constant current source and a frequency divider downstream of the clock pulse generator are preferably provided.
To explain the invention using an exemplary embodiment, reference is made to the single drawing. It shows a block diagram of an electromagnetically compensating balance 10 'with tare calculation, which operates with current pulses, as was described in detail, for example, in US Pat. No. 3,786,884. If the balance is loaded, a position transmitter circuit 44 generates a signal which is generated in a control and comparison circuit 46 'periodically determines the duty cycle of a compensation current i which is supplied to a compensation coil 11 in the field of a permanent magnet. In the balance between the load and the electromagnetic compensation force, the length of the current pulses is a measure of the load.
This length is counted in a counting and taring circuit 48 by means of high-frequency clock pulses from an oscillator (clock generator) 16 'and the clock pulse sum is periodically fed to a display 20.
When a predetermined decade passes in the counter, the last decimal 30 is hidden in the display. If a taring process is initiated by actuating a taring switch 28 ", the last digit 30 is reactivated and the fine range is again available for the subsequent weighing.
According to the present invention, an additional switch 64 is provided, which is connected to a further switch 66. Switch 64 has the effect via line 65 that the digital evaluation circuit 48 does not switch to the larger resolution when the fine range limit is reached. Via line 67, it controls the constant current source 47 to a different current strength. Switch 66 is used to switch on a divider 17.
A numerical example may illustrate the handling of the balance: the fine range is 300 g with a resolution of 10 mg, the coarse range is 3000 g with a resolution of 100 mg. In the mode of operation as a two-range scale with a variable zero point of the fine range, the switch is switched to (or maintain) the higher resolution after each taring by means of switch 28 " are counted at the full frequency of the oscillator (clock pulse generator) 16 '.
If objects weighing more than 300 g are to be weighed, switch 64 switches on the third range of 1500 g (resolution 10 mg) with a constant zero point. At the same time, the current source 47 is switched to half the current, and by switching on the divider 17, counting pulses with a halved frequency enter the digital evaluation circuit 48.
If the middle range is exceeded, the display is darkened; In order to obtain a weight display after all, the switch 64 can be operated again, whereupon the result appears with a resolution that is coarser by one digit. The scale works again as a two-range scale.
The insertion of the divider 17 and the use of a switchable current source have the advantage that the control and comparison circuit 46 'can work more precisely, since the influence of switching edges and noise effects is often reduced. However, if one accepts these error influences, then the divider 17 and the switch 66 can be dispensed with, and the current source (47) does not have to be switchable.
The present invention was explained using a scale with electromagnetic force compensation with current pulses. In principle, however, it can be used in the same way for other types of scales.
Here, too, the use of a microcomputer permits elegant implementations of the solution according to the invention.