CH648121A5 - Einrichtung zum messen von kraeften, insbesondere gewichten. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäss dem Ober- den noch merkbare Messfehler und insbesondere Linearitäts-

begriff des Anspruchs 1. abweichungen entstehen.

Bekannte Waagen weisen eine bewegbar von einem Ge- Dieses Ziel wird durch eine Einrichtung der einleitend ge-

stell gehaltene Waagschale, einen Lagesensor, um deren Lage nannten Art gelöst, wobei die Erfindung ausgehend von der bezüglich des Gestells zu ermitteln, und einen elektrodynami- 65 aus der Schweizerpatentschrift 613 279 bekannten Einrich-

schen Kraftkompensator auf, der aus einem am Gestell befe- tung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist.

stigten Permanentmagneten und einer bezüglich diesem be- Zweckmässige Ausgestaltungen der Einrichtung ergeben wegbaren, mit der Waagschale verbundenen Spule gebildet sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Bei der Benutzung der erfindungsgemässen Einrichtung kann den Wicklungen zusätzlich zu dem zur Kraftkompensation dienenden Gleichstrom bzw. den zur Kraftkompensation dienenden Gleichströmen mindestens noch ein Wechselstrom zugeführt werden, der in Abhängigkeit von der zu messenden und zu kompensierenden Kraft derart eingestellt wird, dass die im Kraftkompensator anfallende Gesamt-Verlustwärme-leistung von der Grösse der Kraft unabhängig ist. Dieser Wechselstrom kann derart durch die Wicklungen geschickt werden, dass sich seine Wechseldurchflutungen im wesentlichen kompensieren. Es werden daher auch fast keine Wechselkräfte erzeugt.

Es ist zwar bei der praktischen Verwirklichung der Einrichtung im allgemeinen kaum möglich, Wicklungen derart herzustellen, dass der diese durchströmende Wechselstrom bzw. die diese durchströmenden Wechselströme sich vollständig kompensierende Durchflutungen erzeugen. Die sich nicht kompensierenden Reste der Wechseldurchflutungen und Wechselkräfte können jedoch ohne weiteres sehr viel kleiner gehalten werden, als die bei einer Waage gemäss der deutschen Auslegeschrift 27 22 093 entstehenden Wechseldurchflutungen und -kräfte.

Da es sich bei den bei der erfindungsgemässen Einrichtung verbleibenden, d.h. nicht-kompensierten Wechselkräften eben um Kräfte handelt, deren Richtungen abwechselnd ändern, kompensieren sie sich bei Mittelung über eine ganze Periode. Im Gegensatz zu der aus der schweizerischen Patentschrift 613 279 bekannten Waage, bei der Bifilaritäts-Abweichungen eine beträchtliche Nichtlinearität zurFolge haben, bewirken kleine Ungleichheiten der Wicklungen bei der erfindungsgemässen Einrichtung keine merkbare Nichtlinearität.

Der Erfindungsgegenstand soll nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Zeichnung zeigen die Figur 1 einen schematischen Schnitt durch eine Waage sowie ein Blockschema von deren Elektronikteil,

die Figur 2 einen Schnitt durch einen Abschnitt der Spulen-Wicklungen, in grösserem Massstab,

die Figur 3 ein Schaltschema von einigen Elementen des Elektronikteils,

die Figur 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung des zeitlichen Verlaufs verschiedener Ströme beim Wägen einer Last und die Figur 5 ein dem in der Figur 4 dargestellten Diagramm entsprechendes Diagramm, aber beim Wägen einer schweren Last.

In der Figur 1 ist eine Einrichtung zum Messen von Kräften, nämlich eine Waage dargestellt. Diese weist ein Gehäuse auf, das zusammen mit den Teilen 3,5 und weiteren, starr miteinander verbundenen Teilen den festen Support 1 der Waage bildet. An diesem ist mit einer Parallelführung bildenden und mit Biegegelenken 9 versehenen Lenkern 7 ein Kraftaufnehmer 11 vertikal bewegbar gehalten, der an seinem oberen Ende mit einer Waagschale 13 zum Tragen der zu wägenden Last versehen ist.

Ein als Ganzes mit 21 bezeichneter, elektrodynamischer Kraftkompensator weist einen am Support-Teil 3 befestigten Magneten 23 auf, der als Topfmagnet ausgebildet ist und einen permanentmagnetischen Kern 25 aufweist, während der eigentliche Topf aus magnetisch weichem Material besteht. Der eine Rand des Topfes begrenzt zusammen mit einer am freien Ende des Kerns 25 angeordneten Polscheibe einen kreisringförmigen Luftspalt 27. Der Kraftkompensator 21 weist ferner eine Spule 29 mit einem starr am Kraftaufnehmer 11 befestigten, aus nicht-ferromagnetischem Material bestehenden Spulenkörper 31 und zwei sich mindestens im wesentlichen im Luftspalt 27 befindenden Wicklungen 33 und 35 auf. Die beiden Anschlüsse der Wicklung 33 sind mit 33a und

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33b und die beiden Anschlüsse der Wicklung 35 mit 35a und 35b bezeichnet.

Die beiden Spulen-Wicklungen 33 und 35 sind räumlich möglichst nahe beieinander angeordnet. Die beiden Wicklun-5 gen 33,35 sind ferner derart ausgebildet, dass sie, wenn sie von identischen Gleichströmen gleichsinnig durchströmt werden, Magnetfelder erzeugen, die in bezug auf ihre Stärke und räumliche Verteilung möglichst identisch sind. Insbesondere sollen die zwei parallel zur Achse der Mehrfach-Spule 29 ge-io richteten Kräfte, die infolge der Wechselwirkung zwischen den von den Wicklungen erzeugten Magnetfeldern mit dem vom Magnet 23 erzeugten Feld entstehen, im wesentlichen die gleiche Richtung und Grösse haben. Die genannten Kräfte sollen dabei höchstens 20%, zweckmässigerweise höchstens 15 10%, vorzugsweise höchstens 2% voneinander abweichen. Des weitern soll die induktive Kopplung zwischen den beiden Wicklungen 33 und 35 möglichst gross sein. Der Kopplungsfaktor soll mindestens 0,8, vorzugsweise mindestens 0,9 und beispielsweise 0,98 bis 1 betragen. Ferner sind auch die ohm-20 sehen Widerstände der beiden Wicklungen mindestens annähernd gleich gross.

Die beiden Wicklungen 33 und 35 haben zweckmässigerweise die gleiche Anzahl Windungen. Sie können beispielsweise gemäss der Figur 2 derart gewickelt sein, dass in jeder 25 Lage der Wicklung jeweils eine Windung 33c der Wicklung 33 neben einer Windung 35c der Wicklung 35 hegt. Eine andere Möglichkeit bestände darin, die beiden Wicklungen derart anzufertigen, dass abwechselnd eine Lage Windungen der Wicklung 35 und eine Lage Windungen der Wicklung 33 auf-3o einanderfolgen.

Die Waage ist mit einem Elektronikteil 41 versehen. Dieser weist eine mit dem Lagesensor 37 verbundene Lage-Erfas-sungs-Schaltung 43 auf. Deren Ausgang ist mit einem Gleichstromregler 45 verbunden. Eine als Ganzes mit 47 bezeichne-35 te, steuerbare Wechselstromquelle weist einen steuerbaren Impulsgeber 49 und einen Stromwandler 51 mit einer mit dem Ausgang des Impulsgebers 49 verbundenen Primärwicklung 51a und einer Sekundärwicklung 51b auf. Die beiden End-Anschlüsse der Sekundärwicklung 51b sind mit 51c bzw. 51d « bezeichnet. Der End-Anschluss 51c ist mit dem einen An-schluss 33a der Spulen-Wicklung 33 und der End-Anschluss 51d mit dem Anschluss 35a der Spulen-Wicklung 35 verbun- • den. Die Sekundärwicklung 51b ist ferner noch mit einer Mittel-Anzapfung 5le versehen, die an den Ausgang des Gleich-45 stromreglers 45 angeschlossen ist. Die beiden andern Anschlüsse 33b und 35b der Wicklung 33 bzw. 35 sind miteinander und über eine Strom-Mess-Schaltung 53, die unter anderem einen Analog/Digital-Wandler enthält, mit der elektrischen Masse verbunden. Der Ausgang des Analog/Digital-50 Wandlers ist mit einem digitalen Anzeigeteil 55 verbunden. Ein Ausgang der Strom-Mess-Schaltung 53 ist mit dem Eingang des Impulsgebers 49 verbunden.

Der Impulsgeber 49 weist eine in der Figur 3 dargestellte Konstant-Gleichstromquelle 61 auf, deren Ausgang über ein 55 beispielsweise elektronisches Schaltorgan 63 wahlweise direkt oder über die Stromwandler-Primärwicklung 51a mit der elektrischen Masse verbindbar ist. Die von einem Ausgang der Strom-Mess-Schaltung 53 zum Impulsgeber 49 führende Verbindung ist mit dem Steuer-Eingang eines zum Impulsge-6o ber 49 gehörenden Zeitgebers 65 verbunden. Dessen Ausgang ist mit dem Steuer-Eingang des Schaltorgans 63 verbunden.

Bei unbelasteter Waagschale 13 befindet sich der Kraftaufnehmer 11 und die Mehrfach-Spule 29 bezüglich des Supports 1 in einer vorgegebenen Ruhelage. Wenn nun eine zu 65 wägende Last auf die Waagschale 13 gebracht wird, ist diese Last bestrebt, den Kraftaufnehmer und die Spule nach unten auszulenken. Diese Auslenkung wird mittels des Lagesensors 37 erfasst. Der Regler 45 führt dann der Mittel-Anzapfung

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51e der Stromwandler-Sekundärwicklung 51b einen Gleich- den Last auf die Waagschale auf einen zeitlich konstanten ström I] zu. Dieser wird in zwei mindestens annähernd gleich Wert eingeregelt worden ist.

grosse Teile aufgezweigt, von denen jeder durch eine der Der Impulsgeber 49 führt der Primärwicklung 51a des

Wicklungen 33 bzw. 35 hindurch geleitet wird. Bei den An- Stromwandlers eine Folge von Rechteck-Impulsen zu. Der schlüssen 33b, 35b werden die beiden Gleichstrom-Teile wie- 5 zeitliche Stromverlauf dieser Impulsfolge ist in den mittleren der vereinigt und gelangen dann über die Strom-Mess-Schal- Diagrammen der Figuren 4 und 5 dargestellt, wobei der tung 53 und die elektrischen Masseverbindungen zum Regler Strom, der immer die gleiche Polarität hat, mit I2 bezeichnet 45 zurück. Die beiden Gleichstrom-Hälften erzeugen in der ist. Die Rechteck-Impulse wiederholen sich unabhängig von Spule 29 zwei weitgehend identische, magnetische Felder, die der Grösse des zu wägenden Gewichts und des Gleichstroms zusammen mit dem vom Magneten 23 erzeugten Magnetfeld io Ii nach einer konstanten Periodendauer T. Ferner hat auch eine der Auslenkung des Kraftaufnehmers 11 entgegenwir- die Impulshöhe oder Stromamplitude unabhängig von der kende Kraft erzeugen. Der Regler 45 regelt den Gleichstrom Grösse des Stroms L den konstanten Wert I0. Dagegen steuert L derart, dass der Kraftaufnehmer auch bei belasteter Waag- der Zeitgeber 65 das Schaltorgan 63 derart, dass die Impulsschale praktisch in seiner Ruhelage bleibt. Der Gleichstrom Ii dauer d gemäss der folgenden Beziehung von der Grösse des ist proportional zum Gewicht der sich auf der Waagschale be- is Gleichstroms I, abhängig ist:

findenden Last. (Falls die Waage derart konzipiert sein sollte,

dass bereits bei lastfreier Waagschale ein Gleichstrom fliesst, d=(l +Ii/I0) T/2.

ist mindestens noch der Differenzstrom zwischen belastetem und unbelastetem Zustand proportional zum Gewicht.) Die Die untersten Diagramme der Figuren 4 und 5 zeigen den

Strom-Mess-Schaltung 53 führt dann dem Anzeigeteil 55 ein 20 zeitlichen Verlauf des Wechselstroms I3, der in der Sekundär-die Grösse von I[ darstellendes Digital-Signal zu, so dass der Wicklung 51b dem Gleichstrom L überlagert wird. Die PeriAnzeigeteil das Gewicht der zu messenden Last anzeigt. Die odendauer dieses Wechselstroms ist gleich der Periodendauer Waage ist im übrigen derart konzipiert, dass der Betrag des T der in den mittleren Diagrammen dargestellten Impulsfol-Gleichstroms im vorgesehenen Wägebereich unter einem ge. Die den Wechselstrom bildenden, aufeinanderfolgenden,

Wert I0 bleibt. 2s positiven und negativen Impulse sind, wenn I) nicht gerade

Den beiden Wicklungen 33,35 wird nun zusätzlich zum den Wert Null hat, voneinander verschieden, und zwar umso Gleichstrom von den beiden End-Anschlüssen 5 lc, 5 ld der mehr, je grösser der Betrag von L ist. Die Dauer der einen Im-Stromwandler-Sekundärwicklung 51b her noch ein Wechsel- pulse des Wechselstroms nämlich im gezeichneten Fall die ström zugeführt, dessen momentane Grösse den Wert I3 habe. Dauer der positiven Impulse, ist gleich der Dauer d, während Der Wechselstrom tritt beispielsweise beim Anschluss 33a in 30 die Dauer der negativen Impulse die Grösse T-d hat. die Wicklung 33 ein, durchströmt zuerst die Wicklung 33 und Die von den Gleichstrom-Teilen und dem diesen überla-danach im entgegengesetzten Umlauf- oder Drehsinn die gerten Rechteck-Impuls-Wechselstrom in den beiden Wick-Wicklung 35, aus der er beim Anschluss 35a wieder austritt. lungen 33,35 insgesamt freigesetzte Wärmeleistung ist nun Der momentane Strom hat also beispielsweise in der Wiek- eben so gross, dass ihr über eine oder mehrere Perioden gemit-lung 33 die Grösse It/2+13 und in der Wicklung 35 die Grösse 35 telter Mittelwert einen konstanten Wert hat. Dadurch wird I]/2 -13. gewährleistet, dass die von den Gleichstrom-Teilen allein er zeugte, von der Grösse I] abhängige Verlustwärme keine Wie erwähnt, ist der Kopplungsfaktor der beiden Wiek- Messfehler verursacht.

lungen 33,35 mindestens annähernd gleich 1. Da die beiden Da der Wechselstrom die beiden Wicklungen 33,35 in

Spulen für den Wechselstrom I3 gegengekoppelt sind, hat ihre 40 entgegengesetztem Dreh- bzw. Umlaufsinn durchströmt und Induktivität für den Wechselstrom annähernd den Wert Null, da die beiden Wicklungen 33,35 im übrigen soweit als mög-Die beiden Wicklungen stellen daher für den Wechselstrom lieh identisch sind, kompensieren sich die vom Wechselstrom einen annähernd rein ohmschen Widerstand dar. Dement- erzeugten Wechsel-Magnetfelder in jedem Zeitpunkt annä-sprechend verursachen sie auch keine merkbaren Phasenver- hernd. Falls wegen geringfügigen Unterschieden der beiden Schiebungen, so dass unter anderem die Phasenwinkel der an 45 Wicklungen 33,35 in diesen ein kleines magnetisches Wech-den beiden Wicklungsanschlüssen 33a, 3 5a anliegenden selfeld entstehen sollte, kann dieses zusammen mit dem vom

Wechselspannungen praktisch genau 180° gegeneinander ver- Magneten 23 erzeugten, statischen Feld an der Spule 31 anschoben sind. greifende Wechselkräfte erzeugen. Diese sind jedoch minde-

Die durch die beiden Wicklungen 33,35 strömenden stens im allgemeinen viel kleiner als die infolge des Gleich-

Gleichstrom-Teile und der ihnen überlagerte Wechselstrom I3 50 Stroms Ii auftretenden Kräfte. Im übrigen mittein sich die erzeugen in den beiden Wicklungen 33,35 Wärme. Wechselkräfte bei Mitteilung über eine Periode oder über

Der Wechselstrom wird nun derart gesteuert, dass die mehrere Perioden aus. Die Frequenz des Wechselstroms beSumme der in den beiden Spulen-Wicklungen 33,35 erzeug- trägt zweckmässigerweise mindestens 100 Hz und höchstens ten Wärmeleistungen bei Mitteilung über eine ganze Wechsel- etwa 10 bis 20 kHz. Der Kraftaufnehmer 11 vermag dann we-stromperiode für alle unterhalb IQ liegenden Werte des 55 gen seiner mechanischen Trägheit und der verschiedenen

Gleichstroms einen konstanten Wert hat. Dämpfungswirkungen den Wechselkräften praktisch nicht zu

Die Steuerung des Wechselstroms soll anhand der Figu- folgen.

ren 4 und 5 erläutert werden. Die Figuren 4 und 5 weisen je Die in der Zeichnung dargestellte und beschriebene Waa-

drei Diagramme auf, die die Grösse von drei Strömen Ih I2 ge ist zum Wägen von Massen bis in der Grössenordnung von und I3 in Abhängigkeit von der Zeit t veranschaulichen. Die «0 beispielsweise 1 kg vorgesehen. Bei einer derartigen Waage Figur 4 zeigt die Ströme beim Wägen einer relativ leichten ändert der Gleichstrom I) seine Polarität normalerweise nicht Last, bei der der Gleichstrom Ii etwa einen Viertel des vorge- und variiert also zwischen Null und dem beispielsweise positi-sehenen Maximal-Stroms I0 beträgt. Die Figur 5 zeigt dage- ven Maximalwert I0. Bei Waagen, die zum Ermitteln grösse-gen die Ströme für den Fall einer schweren Last, bei deren rer Gewichte dienen, wird zwischen der Waagschale und der Wägung der Gleichstrom Ii ungefähr drei Virtel des vorgese- «s spuie des Kraftkompensators zweckmässigerweise ein Hebel-henen Maximal-Stroms I0 beträgt. In den beiden obersten werk zwischengeschaltet, das die auf die Spule übertragene Diagrammen der Figuren 4 und 5 ist die Grösse des Gleich- Kraft herabsetzt. Bei einer derartigen Waage führt der stroms I] ersichtlich, der nach dem Aufbringen der zu wägen- Gleichstromregler den Wicklungen unter Umständen manch-

mal einen positiven und manchmal einen negativen Gleichstrom zu. Es sei nun daraufhingewiesen, dass die steuerbare Wechselstromquelle auch bei einer derart modifizierten Waage im wesentlichen gleich ausgebildet sein kann, wie die Wechselstromquelle 47. Dabei ist lediglich dafür zu sorgen, dass der Betrag des Gleichstroms kleiner als I0 bleibt.

Der zur Konstanthaltung der in der Spule des Kraftkom-pensators anfallenden Wärmeleistung dienende Wechselstrom könnte statt des rechteckförmigen zeitlichen Verlaufs zum Beispiel auch einen sinusförmigen zeitlichen Verlaufhaben. In diesem Fall wäre dann statt der Rechteckbreite beispielsweise die Amplitude in Abhängigheit vom Gleichstrom zu regeln.

Des weitern bestände die Möglichkeit, die Spule des Kraftkompensators mit drei Wicklungen auszurüsten und die einen Anschlüsse von allen drei Wicklungen miteinander zu verbinden. Die andern Enden der drei Wicklungen könnten dann mit verschiedenen Polen einer steuerbaren Drehstromquelle verbunden werden. Ferner wäre noch in irgend einer Weise der Gleichstrom für die Kraftkompensation einzuspeisen, wobei es nicht unbedingt erforderlich ist, dass über alle drei Wicklungen ein gleich grosser Gleichstrom-Teil fliesst. Während also bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Spulen-Wicklungen vorhanden sind, in die gewissermassen Wechselströme mit um 180° gegeneinan-

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der verschobenen Phasenwinkeln eingespiesen werden, würden den drei Spulen-Wicklungen bei der Drehstromvariante um Phasenwinkel von 120° gegeneinander verschobene Wechselströme zugeführt. Bei entsprechender Steuerung der Drei-s phasen-Wechselströme könnte auch eine Konstanthaltung der Wärmeleistung erzielt werden, ohne dass durch die Wechselströme Magnetfelder erzeugt würden.

Man könnte die Spule sogar mit noch mehr als drei Wicklungen ausrüsten und diesen derart Gleichstrom-Teile und io Wechselströme zuführen, dass in den Wicklungen insgesamt eine kraftunabhängige Wärmeleistung freigesetzt wird, ohne dass die Wechselströme Magnetfelder erzeugen.

Des weitern besteht bei der Verwendung einer Spule mit zwei Wicklungen die Möglichkeit, durch die beiden Wicklun-15 gen je einen Gleichstrom derart hindurch zu schicken, dass die beiden Gleichströme einander entgegengesetzte Magnetfelder erzeugen. Dies erlaubt beispielsweise, sowohl positive als auch negative Kräfte, d.h. Kräfte mit einander entgegengesetzten Richtungen zu kompensieren, indem entsprechend 20 dem Vorzeichen der momentanen Kraft der eine Gleichstrom grösser gemacht wird als der andere.

Ferner sei noch vermerkt, dass der feste Magnet des Kraftkompensators statt eines Permanentmagneten auch eine mit Gleichstrom gespiesene Spule aufweisen könnte, um ein 25 konstantes Magnetfeld zu erzeugen.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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   PATENTANSPRÜCHE ist. Ferner ist ein mit dem Lagesensor und der Spule verbun-

   1. Einrichtung zum Messen von Kräften, insbesondere dener Elektronikteil vorhanden. Beim Wägen wird der Spule Gewichten, mit einem Kraftkompensator (21), der einen Ma- durch eine mit Elektronikteil vorhandene Regelschaltung ein gneten (23) für die Erzeugung eines konstanten Magnetfeldes Strom zugeführt und derart eingeregelt, dass die Spule und in einem Luftspalt (27) und eine sich mindestens teilweise im 5 Waagschale trotz der Belastung der letzteren in ihrer Ruhela-Luftspalt (27) befindende, mit Wicklungen (33,35) versehene ge gehalten werden. Der der Spule zugefüihrte Strom ist dann und bezüglich des Magneten (23) bewegbare Spule (29) auf- ein Mass für das zu bestimmende Gewicht.

   weist, und einem mit den Wicklungen (33,35) verbundenen Wenn der Spule ein Gleichstrom zugeführt wird, ist des-

   Elektronikteil (41), um diesen einen zur Kompensation einer sen Grösse proportional zum Gewicht. Dementsprechend an der Spule (29) angreifenden, zu messenden Kraft dienen- 10 nimmt auch die in der Spule in Wärme umgewandelte, elektri-

   den Gleichstrom und zusätzlich einen in Abhängigkeit von sehe Leistung mit wachsendem Gewicht zu. Diese vom Ge-

   diesem veränderbaren Strom zuzuführen, um die von der wicht abhängige Wärmeerzeugung kann aus verschiedenen Spule (29) erzeugte Wärmeleistung unabhängig von der Gros- Gründen Messfehler verursachen. Es sind nun auch verschie-

   se des zur Kraftkompensation dienenden Gleichstroms kon- dene Einrichtungen bekannt, mit denen derartige Messfehler stant zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronik- 15 eliminiert werden sollen.

   teil (41) zur Erzeugung des zusätzlich zuzuführenden Stromes In der Schweizer-Patentschrift 611418 ist eine Waage ge-oder von zusätzlich zuzuführenden Strömen eine steuerbare offenbart, bei der mit Temperaturfühlern an verschiedenen Wechselstromquelle (47) aufweist und dass die Wicklungen Stellen die lokalen Temperaturen gemessen, gemittelt und (33,35) derart ausgebildet und mit dem Elektronikteil (41) dann für die Durchführung einer Korrektur verwendet wer-verbunden sind, dass sich im Betriebszustand vom Wechsel- 20 den. Durch diese Lösung wird also die Änderung der Wärstrom in der Spule (29) erzeugte Magnetfelder in jedem Zeit- meerzeugung nicht verhindert, und es ist auch nicht möglich, punkt mindestens annähernd kompensieren. die durch die Änderung der Wärmeerzeugung entstehenden
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Fehler vollständig auszuschalten.

   dass die Spule (29) verschiedene Wicklungen (33,35) auf- Aus der deutschen Auslegeschrift 27 22 093 ist nun eine weist, die beim Durchfluss von gleichen Strömen im gleichen 25 Waage bekannt, bei der die in der Spule erzeugte Verlustwär-

   Umlauf-Sinn mindestens annähernd identische Magnetfelder me unabhängig von der Grösse der zu wägenden Last ist. Bei erzeugen, und dass der Elektronikteil (41) derart mit den dieser Waage wird der zur Kraftkompensation dienenden

   Wicklungen (33,35) verbunden ist, dass im Betriebszustand Spule nicht ein Gleichstrom, sondern ein Wechselstrom mit durch jede der letzteren sowohl Gleichstrom als auch Wech- aufeinanderfolgenden positiven und negativen Impulsen zu-

   selstrom hindurchfliesst. 30 geführt, deren Amplituden unabhängig vom Gewicht kon-
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, stant bleiben. Durch Regeln des Breitenverhältnisses zwi-dass der Elektronikteil (41) einen Stromwandler (51) mit einer sehen den positiven und den negativen Impulsen können die Primär- und Sekundärwicklung aufweist, dass die Sekundär- über eine ganze Periode gemittelten, magnetischen Feldstär-wicklung (51b) eine Mittel-Anzapfung (5le) und zwei End- kenund Kräfte verändert werden. Da die momentanen Kräf-Anschlüsse (51c, 51d) aufweist, dass die beiden letzteren je mit 35 te bei jedem Stromimpuls ihre Richtung ändern, entstehen einem Anschluss (33a, 35a) von zwei verschiedenen Wicklun- starke Wechselkräfte, die die Biegelager und andere Elemente gen (33,35) verbunden sind, dass die anderen Anschlüsse der Waage stark beanspruchen. Ferner können störende Ge-(33b, 35b) der beiden Wicklungen (33,35) miteinander sowie räusche entstehen.

   mit dem Elektronikteil (41) verbunden sind und dass der letz- Aus der schweizerischen Patentschrift 613 279 ist es unter tere mit Schaltungsmitteln versehen ist, um den zur Kraft- 40 anderem bekannt, eine Waage zusätzlich zur Spulen-Wickkompensation notwendigen Gleichstrom über die Mittel-An- lung, der ein zur Kraftkompensation dienender Gleichstrom zapfung (51e) und die beiden Hälften der Stromwandler-Se- zugeführt wird, noch mit einer zweiten, bifilaren Spulen-kundärwicklung (51 b) durch die beiden Spulen-Wicklungen Wicklung zu versehen. Dieser wird beim Benutzen der Waage (33,35) hindurch zu leiten. ein Gleichstrom zugeführt, dessen Grösse in Abhängigkeit
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch « vom gewogenen Gewicht so bemssen ist, dass die Summe der gekennzeichnet, dass die verschiedenen Wicklungen (33,35) in den beiden Wicklungen erzeugten Wärmeleistungen eine derart ausgebildet sind, dass ihr Kopplungsfaktor mindestens vom Gewicht unabhängige, konstante Grösse hat. Da eine biannähernd 1 beträgt. filare Wicklung in der Praxis nie wirklich ideal bifilar ist, er-
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch zeugt also auch der der bifilaren Wicklung zugeführte Strom gekennzeichnet, dass die steuerbare Wechselstromquelle (47) so noch eine gewisse Kraft, die einen Messfehler verursacht. Da Mittel aufweist, um einen Wechselstrom zu erzeugen, der aus die von den Strömen in den Wicklungen erzeugten Wärmelei-aufeinanderfolgenden, positiven und negativen Rechteck-Im- stungen proportional zum Quadrat der Stromstärke sind, pulsen gebildet ist und bei dem die Impulse der einen Polarität geht insbesondere auch der angestrebte, lineare Zusammeneine linear von der Grösse des Gleichstroms I] abhängige hang zwischen dem die Waagschale belastenden Gewicht und Dauer d haben, während die Dauer der Impulse der anderen ss dem zur Kraftkompensation zugeführten Strom verloren. Polarität gleich der Differenz T - d ist, wobei T die Perioden- Die Erfindung hat sich nun zum Ziel gesetzt, eine Einrich-dauer bezeichnet. tung zum Messen von Kräften und insbesondere Gewichten zu schaffen, bei der im Kraftkompensator entstehende Wär-

   meverluste von der Grösse der Kraft unabhängig sind. Dabei

   60 sollen aber weder nennenswerte Wechselkräfte erzeugt wer-