CH647323A5

CH647323A5 - Waegeverfahren.

Info

Publication number: CH647323A5
Application number: CH11309/79A
Authority: CH
Inventors: Walter Dr Kupper
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1985-01-15
Also published as: US4316516A; DE3036041A1

Description

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PATENTANSPRÜCHE mittelwertkorrigiertwird. Bevorzugt wird jedoch eine einfacher realisierbare Ausbildung der Erfindung, bei der jeweils der

1. Wägeverfahren, bei welchem Inhalt des ersten Speichers um den Differenzmittelwert korri-periodisch digitale gewichtsproportionale Signale erzeugt giert wird. Im Effekt wird also ein neuer Mittelwert des Signals werden, 5 aus n Einzelmesswerten (Signalen) gebildet, und der neue Mittelein einem gegebenen Gewichtswert entsprechendes Signal in wert wird als neuer Bezugswert für den Vergleich mit den neuen einem ersten Speicher gespeichert wird, Signalen (Messwerten) gespeichert.

darauffolgende Signale jeweils mit dem gespeicherten Signal Das erfindungsgemässe Verfahren hat den Vorteil, dass die verglichen werden, Korrektur des Nullpunktes einerseits praktisch vollständig,

die Differenz zwischen dem jeweils neuen und dem gespeicher-10 andererseits jedoch gedämpft erfolgt: Liegen zufällige Signalten Signal mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird Schwankungen vor, so werden die nacheinander ermittelten und nur dann zur Anzeige gelangt, wenn sie mindestens so gross Differenzen sich ändernde Vorzeichen aufweisen und sich quasi ist wie der Schwellwert, und selbst ausmitteln, eine Korrektur des gespeicherten Signals wird eine den Schwellwert nicht erreichende, kleinere Differenz für regelmässig nicht nötig sein. Handelt es sich dagegen um eine

Korrekturzwecke herangezogen wird, 15 Drift, so wird diese nach jeweils einigen Messzyklen ausgegli-

dadurch gekennzeichnet, dass chen. Treten beide Erscheinungen gleichzeitig auf, so ändert sich die kleinere Differenz (D) in einem zweiten Speicher (32) am Effekt nichts : Die auf die Drift zurückzuführenden Anteile abgelegt wird, der Differenzen werden überwiegen («Nettoabweichungen»)

der jeweilige Inhalt des zweiten Speichers (32) mit einem und die Nullpunktkorrektur bewirken.

Grenzwert (G) verglichen wird, 20 Die Erfindung wird nachstehend in Form eines Ausführungs-

der Inhalt des zweiten Speichers (32) bei Erreichen oder beispiels anhand der Zeichnungen erläutert. Für das Beispiel Überschreiten des Grenzwertes (G) durch die Anzahl (n) der wurde eine elektromagnetisch kompensierende Waage bekanngebildeten Differenzen (D) geteilt wird, woraus sich ein Diffe- ter Art gewählt.

renzmittelwert (DMW) ergibt, und In den Zeichnungen sind:

der Differenzmittelwert (DMW) daraufhin bei der Bildung der 25 Fig. 1 eine blockschematische Darstellung der Waage einDifferenz (D) berücksichtigt wird. schliesslich der Gewichtsermittlung, und

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fig. 2 ein Flussdiagramm des Korrekturablaufs.

jeweils der Inhalt des ersten Speichers (24) um den Differenzmit- Die Waage 10 verfügt über einen unter Last temporär auslenk-telwert (DMW) korrigiert wird. baren Lastaufnehmer (Waagschale 12). Die Auslenkung erzeugt

30 in einem Positionsgeber 14 eine Spannung u. Diese Spannung u wird einer Schaltung 16 zugeführt, die einen lastproportionalen

Strom erzeugt. Dieser Strom i wird einer Kompensationsspule 18 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wägeverfahren, bei zugeführt, die, mit dem Lastaufnehmer fest verbunden, im welchem periodisch digitale gewichtsproportionale Signale Luftspalt eines Permanentmagnetsystems beweglich angeordnet erzeugt werden, ein einem gegebenen Gewichtswert entspre- ist. Die elektromagnetische Kraftwirkung des Spulenstroms i chendes Signal in einem ersten Speicher gespeichert wird, dar- bewirkt die Rückführung des Lastaufnehmers in seine Soll- bzw. auffolgende Signale jeweils mit dem gespeicherten Signal vergli- Gleichgewichtsposition. Dem lastproportionalen Strom i entchen werden, die Differenz zwischen dem jeweils neuen und dem spricht ein ebenfalls in der Schaltung 16 erzeugtes digitales gespeicherten Signal mit einem vorgegebenen Schwellwert ver- Gewichtssignal S, welches einer digitalen Anzeige 20 zugeführt glichen wird und nur dann zur Anzeige gelangt, wenn sie wird.

mindestens so gross ist wie der Schwellwert, und eine den Dabei umfasst das Gewichtssignal S jedenfalls bei höher

Schwellwert nicht erreichende, kleinere Differenz für Korrektur- auflösenden Waagen regelmässig wenigstens eine Stelle mehr als zwecke herangezogen wird. der Anzeige sichtbar werden.

Derartige Wägeverfahren zur automatischen Nullpunktkor- Zur Berücksichtigung eines Gefässgewichtes (Tara) und/oder rektur sind bereits bekannt geworden. So beschreibt die US- 45 einer Totlast dient eine Tarierschaltung: Beim Wägebeginn wie Patentschrift 3 665169 ein Wägeverfahren, bei dem eine den auch nach dem Wägen eines leeren Gefässes wird ein Tarier-

Schwellwert nicht erreichende (kleinere) Differenz bewirkt, dass Schalter 22 betätigt. Dies bewirkt, dass das digitale Signal S in sofort das neue Messsignal statt des alten im ersten Speicher) einem Speicher I (24) gespeichert und in der Folge jeweils in gespeichert wird, d. h. das gespeicherte Signal wird durch das einer Subtrahierschaltung 26 vom (neuen) Signal S abgezogen neue Signal ersetzt, die Differenz wirkt sich also sofort mit ihrem 50 wird. Bei Gleichheit beider Signale, des gespeicherten und des vollen Wert aus. Dieses bekannte Verfahren birgt den Nachteil in neuen (also z. B. nach einem Tarieren vor der Zugabe von sich, dass auch zufällige, vorübergehende Schwankungen des Wägegut in das Gefäss), wird die resultierende Differenz D Null Signals sofort voll korrigiert werden. Es stellte sich daher die betragen; die Anzeige 20 wird entsprechend angesteuert. Wird in

Aufgabe, eine automatische Nullpunktkorrektur ohne den der Folge Wägegut eingewogen, so gibt die jeweilige Differenz D

erwähnten Nachteil zu finden, also zur zuverlässigen Korrektur 55 das Nettogewicht wieder, das in der Anzeige 20 erscheint.

einer etwa auftretenden Drift, aber ohne zufällige Schwankun- Die insoweit bekannte und nur in grossen Zügen dargestellte gen zu stark zu berücksichtigen. Waage wurde ausführlich beschrieben, beispielsweise in der US-

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Patentschrift 3786 884, aufweiche hinsichtlich Details hiermit kleinere Differenz in einem zweiten Speicher abgelegt wird, dass verwiesen wird.

der jeweilige Inhalt des zweiten Speichers mit einem Grenzwert 60 In Ausgestaltung der Erfindung ist die bekannte Waage zur verglichen wird, dass der Inhalt des zweiten Speichers bei Unterdrückung von Nullpunktsschwankungen wie folgt modifi-

Erreichen oder Überschreiten des Grenzwertes durch die Anzahl ziert. Die Differenz D zwischen dem Signal S und dem Wert im der gebildeten Differenzen geteilt wird, woraus sich ein Diffe- Speicher I (24) wird in einem Komparator 28 mit einem festen renzmittelwert ergibt, und dass der Differenzmittelwert darauf- Schwellwert Sw verglichen. Dieser Schwellwert kann beispiels-hin bei der Bildung der Differenz berücksichtigt wird. 65 weise einer Einheit der letzten anzeigbaren Stelle des digitalen

Die Berücksichtigung des Differenzmittelwerts könnte bei- Wägeresultates entsprechen: Ist die Differenz D grösser, so wird spielsweise dergestalt geschehen, dass das neue Signal jeweils vor vermutet, dass es sich um eine (echte) Gewichtsänderung han-dem Vergleich mit dem gespeicherten Signal um den Differenz- delt, und eine Steuerschaltung 30 veranlasst die Anzeige von D.

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Ist die Differenz D dagegen kleiner als der Schwellwert Sw, so wird sie als Ergebnis einer Störung betrachtet, und die Anzeige bleibt unverändert.

Die kleinere Differenz D wird in einem Speicher II (32) gespeichert, ebenso alle folgenden kleineren Differenzen D, jeweils unter Berücksichtigung des Vorzeichens der Differenz. Nach jedem Abspeichern eines neuen Wertes D im Speicher II (32) wird dessen kummulierter Inhalt in einem Komparator 34 mit einem festen Grenzwert G verglichen. Dieser Grenzwert G kann z. B. 2 Einheiten der letzten anzeigbaren Stelle betragen. Erreicht oder übersteigt der Inhalt des Speichers II (32) den Wert G, so wird er in einem Teiler 36 durch n geteilt, n ist eine ganze Zahl und repräsentiert die Anzahl Differenzen D < Sw (einschliesslich der Fälle D = 0, also Signal S = Wert im Speicher I), gezählt in einem Zähler 38, seit der letzten Gewichtsänderung (indiziert durch D > Sw) oder seit der letzten Korrektur des Inhalts von Speicher I (24). Der sich bei der Teilung durch n ergebende Differenzmittelwert (DMW) wird dem Inhalt des Speichers I (24) zugeschlagen bzw. von ihm abgezogen, je nach dem Vorzeichen von DMW. Nach erfolgter Korrektur werden sowohl der Speicher II (32) als auch der Zähler 38 auf Null zurückgesetzt; beides geschieht ebenso bei Gewichtsänderungen (D > Sw).

Es kann der- an sich natürlich erwünschte-Fall eintreten,

dass die Waagenanzeige beim Fehlen von Störungen über längere Zeit sehr stabil bleibt. Dies kann dazu führen, dass der Zähler 38 seine Kapazität erreicht, bevor der Inhalt des Speichers II (32) den Grenzwert G erreicht hat. Für solche Fälle wäre es zweckmässig vorzusehen, dass ein carry-Impuls beim Überlaufen 5 des Zählers 38 den Speicher II (32) löscht bzw. auf Null zurücksetzt.

Das beschriebene Verfahren kann durch einen diskreten Schaltungsaufbau konventioneller Art realisiert werden. Die in Fig. 1 summarisch gekennzeichneten Elemente und Baugruppen io sind dem Fachmann geläufige, marktgängige Komponenten. Bevorzugt wird derzeit eine Realisierung, die sich der Möglichkeiten der Mikrocomputer bedient. Dabei werden sämtliche beschriebenen Funktionen des Speicherns und Vergleichens ausgeführt und gesteuert von den bekannten, entsprechend 15 aufeinander abgestimmten Funktionsgruppen Mikroprozessor (CPU, central processing unit), Festwertspeicher (ROM, read only memory) und Arbeitsspeicher (RAM, random access memory). Der Ablauf eines Korrekturvorganges ist beispielsweise durch das Flussdiagramm der Fig. 2 verdeutlicht. 20 Es sei anschliessend betont, dass die Erfindung nicht nur bei elektromagnetisch kompensierenden Waagen gemäss dem Ausführungsbeispiel anwendbar ist, sondern für alle Waagen mit periodisch erzeugten digitalen Gewichtssignalen geeignet ist,

also z.B. auch für Waagen mit transversal schwingenden Saiten 25 oder mit Dehnungsmessstreifen als Messgebern.

M

2 Blatt Zeichnungen