CH669847A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen einer Kraft gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Bei einer bekannten Messvorrichtung dieser Art (US-PS 4 299 122) sind zwei parallele Balken, die in Axialrichtung durch eine Kraft belastbar sind, an ihren Enden miteinander verbunden. An der Verbindungsstelle greift auf der einen Seite ein Schwingungserreger und auf der anderen Seite ein Sensor an, die beide als piezo-elektrische Elemente ausgebildet sein können. Die vom Sensor ermittelte Istfrequenz steuert eine Erregerschaltung für Schwingungserreger. Die sich einstellende Resonanzfrequenz ändert sich mit der Kraft. Daher kann man aus der Resonanzfrequenz die Kraft ermitteln. Da die Erregungsfrequenz mit Hilfe der Istfrequenz der Resonanzschwingung nachgeführt wird, ergibt sich eine kleine Erregerleistung.

Bei einer anderen bekannten Messvorrichtung (CH-PS 497 691), bei der ebenfalls zwei parallele Balken an ihren Enden miteinander verbunden und durch eine axiale Kraft belastbar sind, befindet sich ein einziges piezoelektrisches Wandlerelement zwischen den Balken etwa zwischen ihren Enden. Dieses Wandlerelement ist in eine Brückenschaltung einbezogen und dient gleichzeitig als Schwingungserreger

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und Sensor. Anstelle eines einzigen können auch mehrere solcher Wandlerelemente vorgesehen sein.

Es ist auch eine Messvorrichtung bekannt (DE-AS 2 544 887), bei der ein freitragender Balken mit einem Fuss im Gehäuse befestigt ist und einen wirksamen Teil aufweist, der mit dem Fuss über ein elastisches Gelenk verbunden und am freien Ende durch eine Kraft belastbar ist. Ein selbsterregbarer Oszillator weist einen Resonator, zwei polarisierte Magnete und einen Verstärker auf. Der Resonator wird durch einen prismatischen Stab gebildet, der mit einem Ende am Fuss und mit dem anderen Ende am wirksamen Teil des freitragenden Balkens befestigt ist. Die beiden Magnete sind ortsfest auf einander gegenüberliegenden Seiten dieses prismatischen Stabes angeordnet.

Bei den vorstehend beschriebenen Messgeräten ändert sich bei gegebener Belastung die Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der Temperatur. Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Weg zur Korrektur der Temperaturfehler anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Istfrequenz der zweiten Resonanzschwingung eine andere Abhängigkeit von der Temperatur hat als die Istfrequenz der ersten Resonanzschwingung. Aus beiden Frequenzen kann man daher eindeutig Temperatur-Korrekturwerte ermitteln. Auf diese Weise wird das Messergebnis von der Umgebungstemperatur unabhängig.

Die Ausführung nach Anspruch 2 ergibt die grösste Amplitude, so dass sich ein ausgeprägtes Messsignal für den Istwert der Resonanzschwingung ergibt.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 kommt man mit einem gemeinsamen Schwingungserreger für die Grundfrequenz und die Oberwelle aus, weil es sich bei der dritten Oberwelle um eine ungeradzahlige Oberwelle handelt. Hierbei hat die dritte Oberwelle die grösste Amplitude von allen diesen Oberwellen.

Die Messung einer Zugkraft nach Anspruch 4 hat den Vorteil, dass der Messbereich nicht - wie bei einer Druckkraft, die auch gemessen werden kann - durch die Knickkraft nach oben begrenzt ist.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Messverfahrens ist im Anspruch 5 gekennzeichnet. Der Balken bildet zusammen mit der Erregerschaltung eine Oszillatoreinrichtung für beide Frequenzen. Der Balken stellt den Resonanzkreis dar, und die Erregerschaltung gibt die erforderliche Schleifenverstärkung und Rückkoppelung. Mit Hilfe der Resonanzfrequenzen beider Schwingungen kann dann eine temperaturabhängige Korrektur vorgenommen werden.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 ist es wichtig, dass sowohl der Schwingungserreger als auch der Sensor jeweils zwei zusammenwirkende Teile aufweist, die je an einem Balken angebracht sind. Hiermit ist in besonders hohem Masse eine symmetrische Anregung der Balken gesichert. Bei der Abnahme des Schwingungssignals addieren sich die Bewegungen beider Balken. Ausserdem wird eine Abstrah-lung der Schwingungsenergie an die Umgebung und damit eine lästige Geräuscherzeugung vermieden.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 7 kann mit dem mittig angeordneten Schwingungserreger gleichzeitig die Schwingungsenergie für die Grundschwingung und für eine ungeradzahlige Oberschwingung zugeführt werden. Der demgegenüber versetzte Sensor vermag eine ausgeprägte Komponente beider Schwingungen aufzunehmen.

Die genaue Lage nach Anspruch 8 eignet sich besonders bei Verwendung der dritten Oberwelle als Oberschwingung. Einerseits wird diese Oberschwingung nahe ihrer Grösstam-

plitude und andererseits die Grundschwingung ebenfalls mit einer ausreichenden Amplitude erfasst.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 9 kann man mit Hilfe des Oberschwingungszweiges die Oberschwingung s gesondert behandeln und verstärken, so dass sie dem verstärkten Signal des Grundschwingungszweiges in einem vorbestimmten, vorzugsweise einstellbaren Verhältnis beigemischt werden kann. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass für die Oberschwingung eine ausreichende Anregungs-10 energie zur Verfügung steht.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 10 wird die Erregerlei-stung so geregelt, dass die Messsignale eine bestimmte, ihre Auswertung ermöglichende Grösse haben.

Zweckmässig sind die Phasenkorrekturglieder nach 15 Anspruch 11. Für die Grundschwingung genügen kleine Korrekturwerte. Für die Oberschwingungen können erhebliche Phasendrehungen erforderlich sein, für die dritte Oberwelle beispielsweise eine Phasenumkehr.

Bei Anwendung der Merkmale des Anspruchs 12 entfallen 20 Phasenverschiebungen aufgrund der Induktivität der Spulen der Schwingungserreger und damit verbundene Messfehler.

Mit Hilfe der Ausgestaltung nach Anspruch 13 ist sichergestellt, dass trotz der Änderungen der Oberschwingung, die bei einer Kraftänderung auftreten, die Selektionsfilteranord-25 nung ihre Mittelfrequenz immer genau auf die vorhandene Oberschwingungsfrequenz abstimmt. Damit werden die bei einem festen Filter bei einer Frequenzänderung auftretenden Phasendehnungen vermieden.

Die Merkmale des Anspruchs 14 erlauben einen besonders 30 einfachen Aufbau des von der Oberschwingungsfrequenz abhängigen Taktgebers.

Mit der Anlaufschaltung nach Anspruch 15 kann eine Erregung auch der Oberschwingung eingeleitet werden, so dass nach kurzer Zeit die Phasenverriegelung erfolgt und das 35 Selektionsfilter normal arbeiten kann.

Bei der Frequenzermittlungsschaltung nach Anspruch 16 erhält man an den Frequenzsignalausgängen auf einfache Weise Signale mit den zu ermittelnden Frequenzen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der 40 Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kraftmessvorrichtung mit zugehöriger Schaltung,

Fig. 2 eine Ausführungsform eines Sensors,

Fig. 3 eine Ausführungsform eines Schwingungserregers,

Fig. 4 das Schwingungsverhalten eines Balkens und

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Erregerschaltung.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Vorrichtung 1 zum Messen so der Zugkraft S weist zwei Balken 2 und 3 auf, die gerade sind und parallel zueinander verlaufen. Sie sind über Gelenke mit zwei Querverbindern 4 und 5 verbunden, von denen der eine über einen Träger 6 ortsfest gehalten und der andere durch die Zugkraft S belastet ist. Die veranschaulichten Gelenke 55 bilden daher je zwei Knotenpunkte 7 und 8 sowie 9 und 10 für die beiden Balken 2 und 3. Jeder Balken kann zwischen diesen Knotenpunkten mit seiner Grundschwingung oder einer Oberschwingung schwingen.

Etwa in der Mitte der Balken 2 und 3 ist ein Schwingungs-60 erreger 11 vorgesehen, der einen mit dem Balken 2 verbundenen permanenten Magneten 12 und eine mit dem Balken 3 verbundene Antriebsspule 13 aufweist. In einem Abstand von 15 bis 25% vorzugsweise etwa 20% der Balkenlänge von den Knotenpunkten 8 und 10 ist ein Sensor 14 vorgesehen, 65 der einen mit dem Balken 2 verbundenen Permanentmagneten 15 und eine mit dem anderen Balken 3 verbundene Induktionsspule 16 aufweist. Wird dem Schwingungserreger 11 ein periodischer Erregerstrom Ie zugeführt, schwingen die

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beiden Balken 2 und 3 gegensinnig zueinander. Durch die Schwingungsbewegung wird in der Induktionsspule 16 des Sensors 14 ein Messsignal Ui in der Form einer Spannung induziert, die proportional der Geschwindigkeit der Balkenbewegungen relativ zu einander ist.

Ein besonders wirksames Ausführungsbeispiel eines Sensors 114 ist in Fig. 2 veranschaulicht. Es werden um 100 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Ein Permanentmagnet 115, der in Querrichtung nebeneinander als Südpol S und als Nordpol N magnetisiert ist, steht einer Induktionsspule 118 gegenüber, deren Achse parallel zu den Balken verläuft.

Ein besonders wirksames Ausführungsbeispiel eines Schwingungserregers 111 ist in Fig. 3 veranschaulicht. Ein Permanentmagnet 112, der ebenfalls in Querrichtung nebeneinander als Südpol S und Nordpol N magnetisiert ist, befindet sich im Inneren einer Antriebsspule 113, die aus dem Träger 117 aus nicht magnetisierbarem Material besteht.

Eine Erregerschaltung 18, die in Verbindung mit Fig. 5 noch näher erläutert wird, empfängt an ihrem Eingang 19 das Messsignal Ui und gibt über ihren Ausgang 20 den Erregerstrom Ie an den Schwingungserreger 11 ab. Die Erregerschaltung 18 ist so beschaffen, dass der Erregerstrom die Balken in ihren Resonanzzustand bezüglich ihrer Grundschwingung Fi und ihrer dritten Oberschwingung F3 bringt, wie es schematisch in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Grundschwingung Fi jedes Balkens erfolgt zwischen der voll ausgezogenen Linie Fi und der gestrichelten Linie. Die Amplitude der dritten Oberschwingung F3 ist erheblich kleiner als veranschaulicht und der Grundschwingung überlagert.

Ein Teil der Erregerschaltung 18 wird als Frequenzermittlungsschaltung 21 ausgenutzt. An ihren Ausgängen 22 und 23 stehen die ermittelten Resonanzfrequenzen f 1 und f3 für die Grundschwingung und für die dritte Oberschwingung zur Verfügung. Die beiden Frequenzen werden einer Auswerteschaltung 24 zugeführt, welche einen Rechner und einen Datenspeicher mit einem Eingang 25 aufweist. Aus den eingegebenen Daten und den Frequenzen fi und f3 kann ein Signal für die Grösse der Kraft S errechnet und am Ausgang 26 abgegeben werden, beispielsweise an eine Azeigeeinrich-tung 27.

Die Oberschwingungen sind hier mit einer Ordnungszahl bezeichnet, die sich auf eine Grundschwingung mit der Ordnungszahl 1 bezieht. Aufgrund der Temperatur und des Querschnitts der Balken stehen die Resonanzfrequenzen dieser Schwingungen nicht notwendigerweise in einem genau geradzahligen Verhältnis zueinander.

Der Aufbau der Erregerschaltung ergibt sich aus Fig. 5. Sie bildet zusammen mit der Balkenanordnung eine Oszillator-Einrichtung, von der die Balken den Resonanzkreis darstellen und die Erregerschaltung die erforderliche Schleifenverstärkung und Rückkopplung ergibt. Dies hat zur Folge, dass sich das System automatisch auf die Resonanzfrequenzen der Balken einstellt. Es ist daher möglich, die Balken gleichzeitig mit den Resonanzfrequenzen f 1 und f3 der Grund- und der Oberschwingung zum Schwingen zu bringen. Das Messsignal Ui wird über einen Vorverstärker AI einem Grundschwingungszweig 28 und einem Oberschwingungszweig 29 zugeführt. Der Grundschwingungszweig 28 weist eine Phasenkorrekturschaltung PCI und ein Verstärker A2 auf. Da im Messsignal Ui die Grundschwin-gung annähernd mit der Grundschwingung im Erregerstrom Ie in Phase ist, braucht in der Phasenkorrekturschaltung PCI nur eine geringfügige Korrektur vorgenommen zu werden. Der Oberschwingungszweig 29 weist einen Hochpassfilter HPF, eine Phasenkorrekturschaltung PC2, einen Selektionsfilter SF und einen Verstärker A3 auf. Im Messsignal U1 ist die dritte Oberschwingung phasenverkehrt mit Bezug auf die dritte Oberschwingung im Erregerstrom Ie enthalten. Deshalb besorgt die Phasenkorrekturschaltung PC2 eine Phasenumkehr. Das Ausgangssignal des Zweiges 28 wird über einen Summationswiderstand R1 einem Summationsverstärker A4 zugeführt, dem über einen Summationswiderstand R2 auch das Ausgangssignal des Zweiges 29 zugeführt wird, das an einem Potentiometer PI abgegriffen wird, um das Verhältnis der Grundschwingung und der Oberschwingung im Ausgangssignal so zu wählen, dass eine ausgeprägte dritte Oberschwingung im Balken vorhanden ist. Das im Vorverstärker AI verstärkte Messsignal Ui wird auch einer automatischen Verstärkerregelung AGC zugeführt, welche die Amplitude des verstärkten Messsignals mit einem an einem Potentiometer P2 einstellbaren Sollwert vergleicht und in Abhängigkeit davon die Verstärkung des Summationsverstärkers A4 so einregelt, wie es schematisch durch ein Potentiometer P3 im Rückführungskreis veranschaulicht ist, dass die Messsignalamplitude dem Sollwert entspricht. Der Ausgangswert des Summationsverstärkers A4 wird über einen Spannungs-Strom-Wandler U/Ie und eine Endstufe E dem Schwingungserreger 11 als Strom Ie zugeführt.

Damit die Oberschwingung, hier also die dritte Oberwelle, sauber herausgefiltert werden kann, ist ausser dem Hochpassfilter HPF, das für tiefere Frequenzen sperrt, das Selektionsfilter SF verwendet, dessen die Filterfunktion bestimmende Mittelfrequenz durch von einem Taktgeber 30 erzeugte Taktimpulse it bestimmt ist, die über eine Leitung 31 mit einer Taktfrequenz ft mit dem N-fachen der Oberschwingungsfrequenz f3 zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist der eine Eingang 31 einer Phasen Verriegelungsschaltung PLL über einen Komparator Kl mit dem Ausgang des Vestärkers A3 des Oberschwingungszweiges 29 und der zweite Eingang 32 über einen Teiler T mit dem Ausgang 33 der Phasenverriegelungsschaltung verbunden. Letztere besteht in üblicher Weise aus der Reihenschaltung eines Phasenkomparators, eines Tiefpassfilters und eines spannungsgesteuerten Oszillators. Die Taktfrequenz ft ist ein ganzzahliges Vielfaches der Oberschwingungsfrequenz f3. N hat beispielsweise den Wert 64. Mit Hilfe der Potentiometer P4 und P5 kann das Selektionsfilter SF zusätzlich eingestellt werden. Es handelt sich um ein sogenanntes «tracking filter», beispielsweise vom Typ MF 10 der Firma National. Weil die Mittelfrequenz des Selektionsfilters SF der Resonanzfrequenz f3 der Oberschwingung nachgeführt wird, ist gewährleistet, dass das Filter sehr genau auf diese Frequenz f3 abgestimmt ist, die dritte Oberschwingung also verstärkt wird, während alle anderen Frequenzen kräftig gedämpft werden.

Eine Anlaufschaltung 34 weist eine logische Schaltung mit zwei Nand-Glieder N1 und N2 auf. Das Nand-Glied N2 speist den Summationsverstärker A4 über einen dritten Summationswiderstand R3 mit wahllos auftretenden Rechteckimpulsen immer dann, wenn der Ausgang 35 des Kompa-rators Kl Rechteckimpulse vorhanden sind und gleichzeitig durch das Auftreten eines Signals 0 an einem weiteren Ausgang 36 der Phasenverriegelungsschaltung PLL angezeigt wird, dass noch keine Phasenverriegelung erfolgt ist. Tritt am Ausgang 36 dagegen bei Verriegelung das Signal 1 auf, also im Normalbetrieb, bleibt das Nand-Glied N2 gesperrt. Die unregelmässig auftretenden Rechteckimpulse erzeugen eine Schwingung mit unterschiedlichen Frequenzen. Aufgrund des Aufbaus der Erregerschaltung 18 dominieren in Kürze die Grundschwingung und die dritte Oberschwingung, so dass der Normalbetriebszustand rasch erreicht wird.

Bei einer solchen Erregerschaltung 18 kann die Frequenzermittlungsschaltung 21 einen sehr einfachen Aufbau haben. Es braucht lediglich der Ausgang 22 über einen Komparator K2 mit dem Ausgang des Verstärkers A2 im Grund-

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schwingungszweig 28 und der Ausgang 23 mit dem Ausgang 35 des Komparators Kl des Oberschwingungszweiges 29 verbunden zu werden. Am Ausgang 22 treten dann Rechteckimpulse mit der Resonanzfrequenz fi der Grundschwingung, dem Ausgang 23 Rechteckimpulse mit der Resonanzfrequenz f3 der dritten Oberschwingung auf.

Die Frequenz des Balkens lässt sich wie folgt beschreiben:

fn =

2• l2 Vq.A

E -I

1 +-

l2

E • I • %2

(1) 10

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Da Co und Ci unter Normalbedingungen bekannt sind, ergibt sich unmittelbar aus der Resonanzfrequenz fi der Grundschwingung die zu ermittelnde Kraft S.

Zur Verbesserung der Messgenauigkeit sollte allerdings noch die Umgebungstemperatur berücksichtigt werden. Denn die Werte Co und Ci enthalten Grössen, welche temperaturabhängig sind, nämlich 1,1, q, A und E. Diese Temperaturabhängigkeit lässt sich berücksichtigen, wenn die Werte Co und Ci aus beiden Gleichungen (2) und (3) mit Hilfe der Frequenzen f i und f3 ermittelt werden. So ergibt sich bei Eliminierung von Ci wobei fn = n-te Resonanzfrequenz n = Ordnungszahl für Schwingung 1 = Länge des Balkens E = Elastizitätsmodul I = Trägheitsmoment g = Dichte des Balkens A = Querschnittsfläche des Balkens S = Axialkraft

Hieraus ergeben sich die Frequenzen der Grundschwingung und der dritten Oberschwingung nach Quadrierung

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■9 ff)

(7)

f? = Co + Q • S

ff = 81 • Co +-Ci • S

mit den zusammenfassenden Ausdrücken

C0 :

E- I

n2 E • I

4 l4 • e • A 4 l3 • M

C.--

1 1

4- I2- e- A 41 • M

wobei M = Masse des Balkens.

Bereits aus Gleichung (2) lässt sich die Axialkraft wie folgt berechnen 45

S =

f?~Co Ci

Der Wert Ci ist ebenfalls temperaturabhängig, da die Balken-20 länge 1 in ihn eingeht. Da diese Länge bei Normaltemperatur sowie der Ausdehnungskoeffizient aber bekannt sind, kann man bei Kenntnis der Umgebungstemperatur den Wert Ci berechnen. Die Umgebungstemperatur kann entweder gemessen oder aus Co ermittelt werden, da sich Co nur in 25 Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Man kann aber

(2) auch die Umgebungstemperatur anhand der Frequenzen f 1 und {3 ermitteln, da sich diese Frequenzen in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedlich ändern. Die Grund-schwingungs-Resonanzfrequenz fi ändert sich mit steigender

(3) 30 Temperatur sehr viel stärker als die Oberschwingungs-

Resonanzfrequenz f3. Wenn man daher die beiden Frequenzen in irgendeiner Rechenvorschrift miteinander verknüpft, sei es im Wert Co, sei es in einem Quotienten, ergibt sich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen diesem Ver-

(4) 35 knüpfungswert und der Temperatur. Man kann daher Ci bei

Kenntnis von f 1 und f3 mit dem Rechner der Auswerteschaltung 24 berechnen lassen.

Die Knotenpunkte können auch an anderer Stelle dadurch

(5) gebildet werden, dass die Balken 2 und 3 durch je eine Lasche 40 nahe ihren Enden miteinander verbunden werden. Zur

Ermittlung der Axialkraft kann man auch die Resonanzfrequenzen anderer Schwingungen als der Grundschwingung bzw. der dritten Oberschwingung verwenden. Insbesondere kann die zweite Oberwelle hierzu verwendet werden, was aber eine Erregung an einer anderen Stelle als an der Mitte und damit eine höhere Erregerenergie erfordert. Bei höheren

(6) Oberschwingungen muss man mit einer kleineren Schwingungsamplitude vorliebnehmen.

2 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

1. 669847

   PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Messen einer Kraft, wobei die Kraft S einen Balken in Axialrichtung belastet, der Balken in Resonanzschwingungen versetzt wird, die Istfrequenz f der Resonanzschwingungen festgestellt wird und hieraus die Kraft nach der Beziehung ermittelt wird, wobei Co und Ci Grössen sind, die von den Eigenschaften des Balkens abhängen, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken gleichzeitig durch zwei Frequenzen, die etwa in dem Verhältnis zweier ganzer Zahlen zueinander stehen, in den Resonanzzustand erregt wird, und dass aus den beiden sich ergebenden Istfrequenzen (fi, f3) Werte zur temperaturabhängigen Korrektur von Co und Ci ermittelt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der beiden Frequenzen (f i) die Grundfrequenz ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die andere der beiden Frequenzen (f3) der 3. Oberwelle entspricht.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft S als Zugkraft auf den Balken aufgebracht wird.
5. 5. Vorrichtung zum Messen einer Kraft zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der ein in Axialrichtung mit der zu messenden Kraft S belastbarer Balken an zwei axial versetzten Stellen zur Bildung je " eines Knotenpunktes gegen seitliche Auslenkung gesichert ist, ein Schwingungserreger am Balken angreift, dem Balken ein Sensor zugeordnet ist, der ein Messsignal zur Feststellung der Istfrequenz abgibt, und eine Erregerschaltung vorgesehen ist, welche die Erregungsfrequenz mit Hilfe der Istfrequenz der Resonanzfrequenz nachführt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (11) ausser einer Grundschwingung des Balkens (2,3) eine der Grundschwingung überlagerte Oberschwingung erzeugt und dass eine Frequenzermittlungsschaltung (21) vorgesehen ist, die aus dem Messsignal (Ui) die Werte der Resonanzfrequenzen (fi, f3) der Grundschwingung und der Oberschwingung ermittelt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der zwei Balken an ihren Enden über gemeinsame Kraftangriffselemente miteinander verbunden und an ihren Knotenpunkten gegeneinander festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger zwei zusammenwirkende Teile (12,13) aufweist, die je an einem Balken angebracht sind, und dass der Sensor (14) ebenfalls zwei zusammenwirkende Teile (15, 16) aufweist, die je an einem Balken angebracht sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (11) etwa in der Mitte zwischen den Knotenpunkten (7-10) und der Sensor (14) zwischen dem Schwingungserreger und dem Knotenpunkt angeordnet ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) einen Abstand von 15 bis 25%, vorzugsweise etwa 20%, vom Knotenpunkt (8,10) hat.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerschaltung einen mit dem Sensor (14) verbundenen Eingang (19), einen mit einem ersten Verstärker (A2) versehenen Grundschwingungszweig (28), einen mit einer Selektionsfilteranordnung (SF) und einem zweiten Verstärker (A3) versehenen Oberschwingungszweig (29) und ein dem Ausgang vorgeschaltetes, die verstärkten Signale beider Zweige aufnehmendes Summa-tionsglied (A4) aufweist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Summationsglied (A4) ein Summations-verstärker mit einer AGC-Regelung ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass beide Zweige je ein Phasenkorrektur-glied (PCI, PC2) aufweisen.
12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Summationsglied (A4) und Schwingungserreger (11) ein Spannungs-Strom-Wandler (U/Ie) geschaltet ist.
13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Selektionsfilteranordnung (SF) ein Bandfilter mit durch Taktimpulse (ii) vorgebbarer Selektionsfrequenz aufweist und dass ein Taktgeber (30) vorgesehen ist, dessen Frequenz (ft) der Frequenz (f3) der Oberschwingung im Oberschwingungszweig (29) nachgeführt wird.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgeber (30) eine Phasenverriegelungsschaltung (PLL) aufweist, deren erster Eingang (31) über einen Komparator (Kl) mit einem dem zweiten Verstärker (A3) nachgeschalteten Abschnitt des Oberschwingungszweiges (29) und deren zweiter Eingang (32) über einen 1 : N-Teiler (T) mit deren Ausgang (33) verbunden ist.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Anlaufschaltung (34), bei der das Summationsglied (A4) einen weiteren Eingang hat, der über eine logische Schaltung (NI, N2) ein Rechtecksignal zugeführt erhält, wenn der erste Eingang (31) der Phasen Verriegelungsschaltung Spannung führt und diese Schaltung noch nicht verriegelt ist.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzermittlungsschaltung (21) unter Ausnutzung der Erregerschaltung ( 18) gebildet ist und zwei Frequenzsignalausgänge (22,23) aufweist, die je über einen Komparator (Kl ; K2) mit einem dem ersten bzw. zweiten Verstärker (A2 ; A3) nachgeschalteten Abschnitt des Grundschwingungszweiges (28) bzw. des Oberschwingungszweiges (29) verbunden sind.