CH634653A5

CH634653A5 - Digital anzeigende waage.

Info

Publication number: CH634653A5
Application number: CH311979A
Authority: CH
Inventors: Felix Strobel; Willi Kunz
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1983-02-15
Also published as: DE3007799C2; DE3007799A1; GB2046485A; US4248316A; GB2046485B

Description

Die Erfindung betrifft eine digital anzeigende Waage, um- Bei dem Ausführungsbeispiel wird von einer elektromagne-

fassend einen Taktfrequenzgeber und einen von diesem wäh- tisch kompensierenden Waage ausgegangen, wie sie ausführlich rend gewichtsabhängigen Teilen von vorgegebenen zeitlichen beschrieben ist in den US-Patentschriften 3 786 884 und Intervallen beaufschlagten Zähler, mit einem Speicher zur Auf- 35 3 g^g 25g nähme der jeweils Gewichtswerte darstellenden Zählergebnisse, Die Waage gemäss dem Ausführungsbeispiel arbeitet wie und mit einer Anzeige für die gespeicherten digitalen Gewichts- folgt: Eine lastabhängige Auslenkung des Lastaufnehmers der werte- Waage 10 wird abgetastet und als Spannung u einem Regler 12

Zu den Waagen dieser Gattung gehören insbesondere sol- 40 ff,fÜhrt' Die Reglerausgangsspannung U gelangt zu einem che, welche nach dem Prinzip der elektromagnetischen Last- Pu slangenmodulator (PLM) 14 Em Taktgeber 16 liefert Im-kompensation arbeiten, wobei der Kompensationsstrom einer Pu'se ralt einer Sequenz von 2,46 MHz Diese Impulse beauf-Konstantstromquelle entnommen und innerhalb vorgegebener laSen el"e" ^fbasiszahler 18 welcher den PLM 14 steuert: zeitlicher Intervalle während gewichtsabhängiger Zeiten dem Nach jeweils 4096 Taktimpulsen beginnt ein neues Intervdl,

Kompensationssystem zugeführt wird und diese gewichtsabhän- 45 naumhch eme ne"f RamPe 19 2> emer Peuschen Sage-gigen Zeiten (Messzeiten) durch hochfrequente Taktimpulse zalmspannung (Generator 15). Gleichzeitig wird mittels eines ausgezählt werden (US-Patentschrift 3 786 884). elektronischen Schalters 20 eme Konstantstromquelle 22 mit

Bei modernen Waagen stellt sich häufig das Problem der d®m Kompensationssystem (Spule 24) der Waage verbunden Funktionsfehlererkennung (FFE), d.h. der Benützer der Waage (Konstantstrom 1) Bleicht die Sagezahnspannung der periodi-soll durch optische oder akustische Signale auf den Ausfall oder 50 ^en ^ert derRegelspannung U, so steuert der das Fehlverhalten eines für die Gewichtsermittlung und/oder PLM, 14 den, S^alter 20 umT: Die Konstantstromquelle 22 wird -anzeige wichtigen Bauteils aufmerksam gemacht werden. Hier- d£* SPule 24 g^nnt. Jede Rampe 19 bildet ein Intervall, zu ist es z.B. bekannt, eine Komponentenverdopplung anzu- das sich zusammensetzt aus Messzeit (Strom 1 ist an das Kom-wenden, d.h. gewisse Bauteile oder Schaltungsgruppen parallel P^sationssystem angeschaltet) und Restzeit (Strom 1 ist vom anzuordnen, um das jeweilige (Zwischen- oder Endresultat 55 Kompensationssystem abgeschaltet).

auf zwei Wegen zu erhalten. Stimmen die Ergebnisse dann Die Taktfrequenz von^^ö MHzwird ferner uberemen

überein, so haben die entsprechenden Komponenten mit hoher SchuaIter25 wahrend der Mes®zeit ememMesszahler 26 und Wahrscheinlichkeit richtig funktioniert. wahreidder Restzeit einem Restzahler 28 zugefuhrt. Der je-

Die vorliegende Erfindung entstand aus der Aufgabe, eine we'hSe Zahlerstand vom Messzahler 26 gelangt zu einem Zwi-Schaltungzur FFE für die digitale Gewichtsermittlung beiWaa- 60 schenspeicher 1(2^, derjenige vom Resteahier^28 zu einem gen der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche insbe- W1SC ensPeic er v )•

sondere die Funktion der Zähler überprüft. Erfindungsgemäss Ein Mikrocomputer 30 umfasst in bekannter Weise eine wird diese Aufgabe gelöst durch eine Einrichtung zum Zählen zentrale Arbeitseinheit (CPU) 32, einen Festwertspeicher der Taktimpulse während der Restzeit der vorgegebenen zeitli- (ROM) 34 sowie einen Speicher 40 (RAM) für variable Werte chen Intervalle und eine Einrichtung zum Vergleich der Summe 65 (Anzeigespeicher). Von ihm gelangen die Messwerte über eine der während der Messzeit und während der Restzeit gezählten Anzeigesteuerung 42 zur Digitalanzeige 44.

Taktimpulse mit der den ganzen zeitlichen Intervallen entspre- Anhand einiger charakteristischer Signalverläufe (vgl. Figu-

chenden Taktimpulssumme. Dabei kann die Zähleinrichtung so ren 2 und 3) soll der Ablauf der Zyklen verdeutlicht werden.

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Der oberste Kurvenzug stellt die periodische Sägezahnspannung dar, welche die Rampen 19 von je 1,66 ms Länge bildet. Jeweils im Zeitpunkt T beginnt eine neue Rampe 19 mit der Rückset-zung auf die Startspannung. Gleichzeitig beginnt eine Zeitspanne von 12,8 ns, entsprechend 32 Taktimpulsen, im folgenden s Zwischenzeit genannt. Die Zwischenzeit 46 ist vergrössert oben in Figur 3 dargestellt, zusammen mit einigen signifikanten weiteren Signalen: Während dieser Zeitspanne endet der oben erwähnte Zyklus von 4096 Taktimpulsen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom i an das Kompensationssystem geschaltet (Ein- io schaltflanke 48), und der Schalter 25 schaltet die Taktimpulse vom Restzähler 28 auf den Messzähler 26. Kurz vorher wird der Stand des Messzählers 26 (Ladeimpuls 50) in den Zwischenspeicher I übertragen und der Messzähler auf Null gesetzt (Impuls 52). Kurz danach wird der Stand des Restzählers 28 in den 15 Zwischenspeicher II übertragen (Ladeimpuls 54) und dann der Restzähler auf Null gesetzt (Impuls 56). Das Ubertragen der Zählerstände und nachfolgende Nullsetzen der Zähler muss so nahe wie möglich beim Rampenstart erfolgen, damit die Rampe möglichst weitgehend für wechselnde Lastverhältnisse ausge- 20 nützt werden kann.

Die unteren Kurvenzüge in Figur 2 zeigen die periodische Übernahme der Zählerstände von den Zwischenspeichern I und II (27 bzw. 29) in den Mikrocomputer 30: Ladeimpulse 58 bzw. 60, jeweils nach einer Flanke 62 der Signalfolge 64, wobei die 2s Flanke 62 einen Unterbrechungsbefehl (Interrupt) erzeugt.

Dieser löst die Schritte gemäss dem Flussdiagrammteil nach Figur 4 aus: der Mikrocomputer 30 (CPU 33) kontrolliert jeweils die Übereintstimmung der Summe der Inahlte der Zwischenspeicher I (27) und II (29) mit dem im ROM 34 gespeicherten 30 Festwert von 4096. Tritt ein Fehler auf, der zu einer Abweichung führt, so liefert der Mikrocomputer ein Fehlersignal, das eine Fehlermeldelampe 66 neben der Anzeige 44 aufleuchten lässt. Ergibt dagegen die Kontrolle, dass die genannte Summe dem Sollwert entspricht, so ist damit das richtige Funktionieren 35 von Zeitbasiszähler 18, Messzähler 26 (und Restzähler 28) sowie Mikrocomputer 30 (CPU 32 und ROM 34) festgestellt.

Vom Zeitbasiszähler 18 werden alle periodisch wiederkehrenden Signale abgeleitet.

Die Zwischenspeicher I und II sind nicht prinzipiell erfor- 40 derlich, jedoch zweckmässig, weil dadurch eine gewisse Unabhängigkeit des Mikrocomputers vom übrigen Digitalteil ermöglicht wird. Ihre Funktion könnte u.U. auch von entsprechenden

Speicherteilen (RAM) im Mikrocomputer 30 übernommen werden.

Vorsorglich sei darauf hingewiesen, dass die Zwischenzeit 46 einen Teil des vorgegebenen zeitlichen Intervalls darstellt; sie beginnt mit dem Zeitpunkt T (Figur 2) und endet bei T0, wenn der Spannungsabfall der Rampe 19 beginnt. Der Zeitpunkt T0 liegt 12 Taktimpulse nach dem Vollaufen des Zeitbasiszählers 18.

Gemäss dem Vorgehen, wie es in der erwähnten US-Patentschrift 3 786 884 beschrieben ist, wird das anzuzeigende Gewicht aus Einzelzählungen während einer Vielzahl von Rampen 19 totalisiert. Im obigen Beispiel, das von dieser Arbeitsweise ausgeht, wird das Zwischenresultat jeder Einzelzählung mit dem entsprechenden Sollwert (Taktimpulse je Intervall) verglichen. Alternativ könnte ein Sollwert gespeichert sein, welcher der Taktimpulssumme aller für ein Endresultat ausgewerteten Rampen entspricht, und mit der Summe der Taktimpulse für alle Messzeiten plus alle Restzeiten innerhalb des ganzen Zyklus verglichen werden. Die beispielsgemässe Variante hat zwei Vorteile: Erstens geringer Speicherbedarf in den Zwischenspeichern I und II, zweitens raschere Fehlermeldung. Die zweite Variante dagegen hätte den Vorteil, dass gleichzeitig noch die Summation über alle Rampen (Intervalle) überprüft würde. Natürlich wäre es auch möglich, beide Varianten zu kombinieren.

Für die Anwendung der Erfindung spielt es im Prinzip keine Rolle, ob, wie im Ausführungsbeispiel, unter Verwendung von Mess- und Restzählern kleiner Kapazität jeweils Zwischensummen in den Mikrocomputer übertragen und dort weiter verarbeitet werden oder ob Zähler grösserer Kapazität verwendet werden, deren Zählerstände erst bei Ablauf der ganzen Integrationszeit über n Intervalle in den Mikrocomputer übertragen werden.

Man könnte auch die Intervalle noch unterteilen, d.h. beispielsweise zweimal je Intervall die Stände von Mess- und Restzähler in den Mikrocomputer geben, sofern die Übernahme der Zählerstände rasch genug erfolgt; man käme dann mit Zählern 26,28 noch kleinerer Kapazität aus. Ferner wäre es (bei genügend kleiner Taktfrequenz bzw. genügend schnellem Mikrocomputer) möglich, direkt in den Mikrocomputer einzuzählen.

Die Erfindung ist auf alle Waagen anwendbar, die das Gewichtsergebnis während lastabhängigen Bruchteilen von vorgegebenen zeitlichen Intervallen durch Abzählen von Taktimpulsen ermitteln.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE ausgebildet sein, dass der Messzähler, nach Übernahme des

1. Digital anzeigende Waage, umfassend einen Taktfre- Zählerstandes in einen Speicher und Rücksetzen des Zählers quenzgeber und einen von diesem während gewichtsabhängigen auf Null, für die Restzeit als Restzähler arbeitet. Dies geht aber Teilen von vorgegebenen zeitlichen Intervallen beaufschlagten nur so lange, wie die Taktfrequenz einen (mässig hohen) Grenz-Zähler, mit einem Speicher zur Aufnahme der jeweils Ge- 5 wert nicht überschreitet (Übernahme des Zählerstandes und wichtswerte darstellenden Zählergebnisse, und mit einer Anzei- Rücksetzen müssen zwischen zwei Taktimpulsen geschehen), ge für die gespeicherten digitalen Gewichtswerte, gekennzeich- Um diese Einschränkung zu vermeiden, wird eine Ausbildung net durch eine Einrichtung zum Zählen der Taktimpulse wäh- bevorzugt, bei der die Zähleinrichtung einen separaten Rest-rend der Restzeit der vorgegebenen zeitlichen Intervalle und zeit-Zähler umf asst.

eine Einrichtung zum Vergleich der Summe der während der 10 Die Vergleichseinrichtung kann in bekannter Weise aus dis-

Messzeit und während der Restzeit gezählten Taktimpulse mit kreten Komponenten aufgebaut sein (Komparatorschaltung mit der den ganzen zeitlichen Intervallen entsprechenden Taktim- Summierwerk). Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der pulssumme. die Vergleichseinrichtung Bestandteil eines Mikrocomputers ist.
2. Digital anzeigende Waage nach Anspruch 1, dadurch ge- Zweckmässigerweise umfasst dabei der Mikrocomputer einen kennzeichnet, dass die Zähleinrichtung einen separaten Rest- 15 Festwertspeicher (ROM), in welchem als Vergleichswert die zeit-Zähler (28) umfasst. Taktimpulssumme eines ganzen zeitlichen Intervalls gespeichert
3. Digital anzeigende Waage nach Anspruch 1 oder 2, ist. Eine andere Möglichkeit wäre die, jeweils den Zählerstand dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung Be- eines Zeitbasiszählers am Ende jedes Intervalls abzuspeichern standteil eines Mikrocomputers (30) ist. und zum Vergleich heranzuziehen.
4. Digital anzeigende Waage nach Anspruch 3, dadurch ge- 20 ßej jgj- Ausgestaltung der FFE-Schaltung ist es zweckmäs-kennzeichnet, dass der Mikrocomputer (30) einen Festwertspei- sjg) der Vergleichseinrichtung einen von dieser gesteuerten, der eher (ROM) (34) umfasst, in welchem als Vergleichswert die Anzeige zugeordneten Signalgeber nachzuschalten. Dieser Si-Taktimpulssumme eines ganzen zeitlichen Intervalls gespeichert gnalgeber kann zweckmässigerweise eine Fehlermeldelampe ist.

sein.
5. Digital anzeigende Waage nach einem der Ansprüche 1 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichseinrichtung anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen sind ein von dieser gesteuerter, der Anzeige zugeordneter Signalge- Figur 1 ein Blockschema der Anordnung,

ber (66) nachgeschaltet ist. Figur 2 und Figur 3 je eine Darstellung von Signalfolgen,

und

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Figur 4 ein Ausschnitt aus einem Flussdiagramm des Mikro-computers.