CN105705918A - 具有能拆卸的气候模块的比较器式称量器 - Google Patents

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本诺·加策迈尔
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Abstract

本发明涉及一种比较器式称量器，其具有称量室(16)、包围称量室(16)的防风部(18、20、22)、以能拆卸的方式布置在称量室(16)中的气候模块(34)、布置在比较器式称量器中的处理器(32)、布置在比较器式称量器上的数据输入单元，以及数据传输路径，利用数据传输路径能够使数据在所述气候模块(34)与所述处理器(32)之间进行交换，其中，处理器(32)如下这样地构造，即，处理器基于称量物件的密度由称量室(16)中的空气压力、空气密度和空气温度获知至少受检体的空气浮力和/或浮力校正因数。本发明还涉及一种气候模块，其用于以能松开的方式电联接到比较器式称量器上，其中，气候模块(34)形成封闭的结构单元并且具有空气压力传感器(62)、空气湿度传感器(54)和空气温度传感器(52)以及能够将数据发送到气候模块外面的处理器的数据传输路径的一部分。本发明最后还涉及一种用于运行比较器式称量器的方法，比较器式称量器具有称量室(16)，称量室通过防风部相对周边环境分隔开，并且在称量室中布置有空气压力传感器(62)、空气湿度传感器(54)和空气温度传感器(52)，其中，传感器(52、54、62)与处理器(32)联接，并且其中，对形式为受检体(B)的称量物件以及至少一个参考重物(A)进行称量，其特征在于具有以下步骤：-借助传感器(52、54、62)获知称量室(16)中的空气压力、空气湿度和空气温度；-将待确定质量的称量物件的密度输入到比较器式称量器中；-由空气压力、空气湿度和空气温度和称量物件的密度获知至少受检体(B)的空气浮力和/或浮力校正因数；以及-确定受检体(B)经校正的常规的称量值。

Description

具有能拆卸的气候模块的比较器式称量器
技术领域
本发明涉及一种比较器式称量器以及一种用于运行具有称量室的比较称量器的方法，该称量室通过防风部与周边环境分隔开。此外，本发明还涉及这种比较器式称量器的气候模块。
背景技术
本发明所涉及的电子比较器式称量器以对比测量的方式工作。在多次称量过程中，将已知质量作为参考对象与受检体的质量进行对比。这些受检体尤其是用于其他称量器的参考质量。本发明尤其涉及到用于例如在根据OIMLR111-1的精确度等级E1至F2中的质量对比的高分辨率的电子的比较器式称量器。针对这些质量对比，借助外部的气候传感器来确定空气密度，空气密度影响砝码的浮力，也就是说称量物件的浮力。
对于比较器式称量器来说已公知的是，通过在两个预先已知了质量和密度的参考对象之间进行对比测量来确定空气浮力。
还公知的是，温度、空气压力和湿度也影响称量器本身，尤其是影响称量单元。出于这种原因，为了补偿周边环境参数变化时称量器显示出的变化，在设备中储存有例如形式为曲线或图表的校正因数。为此，尤其是在称量单元的区域中布置有温度和空气湿度传感器，然后，经由它们与变化的周边环境条件(也被称为气候变化)相关地自动实现对称量器本身的校正。
因此，在DE3714540C2中描述了一种用于对高分辨率的、电子的称量器进行自动校准的方法，在该方法中，为了对称量器本身进行校准考虑了在外部检测到的周边环境影响，譬如温度变化和湿度变化。相应的校准因数由计算机来获知并对称量结果进行校正。
由DE29912867U1公知了一种分析称量器，其具有针对周边环境参数的测量值接收器，在分析称量器中，在称量室的后壁上设置有显示器。在该显示器中显示称量室中的温度和称量室中的空气湿度，以及一般普遍存在的空气压力。在此假设的是，在潮湿的空气中湿气占据了称量物件的表面，这与空气湿度的变化有关。因此，经由显示器使操作员得到了如下信息，即，例如在空气湿度发生变化的情况下称量物件应当较长时间地放置在称量室中，以便使湿气占据达到稳定的最终值。如果出现强烈的空气压力变化，那么操作员可以通过如下方式进行所谓的浮力校正，即，操作员将显示的数据经由输入单元提供给称量器中的处理器。至于温度，其被用于获知与参考温度的偏差并考虑相应的校正参数。
最后，还有气候调节的测量室，在其中安置有精密称量器，测量室中的气候数据被输入到精密称量器中。来自气候调节装置或其传感器的气候数据手动地或自动地馈入到称量器中。
发明内容
本发明的任务是，提供一种比较器式称量器，其是紧凑的并且确保以更小的耗费实现改进的测量精确度。
为了解决该任务，根据本发明设置有比较器式称量器，其具有称量室、包围称量室的防风部、以能拆卸的方式布置在称量室中的气候模块、布置在比较器式称量器中的处理器、布置在比较器式称量器上的数据输入单元以及能够使数据在气候模块与处理器之间进行交换的数据传输路径。为了解决该任务还设置有用于以能松开的方式电联接到比较器式称量器上的气候模块，其中，气候模块形成封闭的结构单元并且具有空气压力传感器、空气湿度传感器和空气温度传感器以及能够将数据发送给处在气候模块外的处理器的数据传输路径的一部分。
本发明基于以下基本思路，即，将对于称量值的气候补偿所必需的全部构件和功能都整合在比较器式称量器中。因此不需要外部的计算机、传感器等。取而代之的是，可以给使用者提供紧凑的测量实验室，其甚至能够以可运输的方式实施。因为气候模块是能替换的(也就是能够以非破坏性的方式从称量器松开)，所以根据需要可以将它寄送给外部的研究所或服务供应商用以校准。在此期间，比较器式称量器可以通过如下方式继续运行，即，使用替换的气候模块。因此，可以总是轮流地对其中一个或(在多个比较器式称量器的情况下)多个气候模块进行校准，而利用其他气候模块进行测量。
在气候模块方面所得到的另外的优点是，可以改装旧式的称量器。为此，除了数据传输路径之外仅须补充处理器的软件。
在精确度方面，根据本发明的比较器式称量器的优点在于，在防风部中(而并不仅在称量器所处的房间中)测量气候数据。因此，确切地获知了对于浮力而言重要的空气密度。此外，因为浮力值被自动转送到处理器，所以实际上杜绝了譬如根据DE29912867U1将值从所谓的校准证传输到校准软件中时可能的传输错误。
根据实施方式设置的是，气候模块借助电插接部与处理器连接。插接部可以整合到用于将气候模块安装在精密称量器中的机械容纳部中。以该方式，当在防风部内将气候模块布置在其位置上时，则自动地建立起至处理器的数据传输路径。
根据备选的实施方式设置的是，气候模块借助无线传输与处理器联接。在该情况下，气候模块可以布置在防风部内的任意位置中，例如布置在使气候模块受干扰最少的边界壁上，而无需考虑是否可以在该位置上有意义地布置插接部。此外，取消插接部反而有利的是，可以使称量腔的内室更平滑，进而可以以能更好清洁的方式实施。
优选地，气候模块包含有空气压力传感器、空气湿度传感器和空气温度传感器。利用这些传感器可以接收对于精确测量而言重要的气候数据。
可以附加地设置的是，在气候模块内部存在有用于确定称量室中的电离度的传感器，该传感器与处理器联接。由此，可以确定附加的参数并且在对称量值进行校正时可以被考虑到。与所确定的电离度相关地，由处理器产生输出信号，例如以便通过如下方式主动地改变电离度，即，使用从达到特定的电离度起被激活的电离装置。此外，显示器也可以向使用者指示出称量室内的电离度过高并应当进行去电荷。
也可以设置的是，在气候模块中存在与处理器联接的光传感器。由此，可以再次确定另外的参数并且在对称量值进行校正时可以被考虑到。处理器可以从预先给定的光入射起发送输出信号。因此能够确定光入射对称量过程的影响，以便必要时在过程本身中采取措施。也可以显示出输出信号。
根据实施方式设置的是，如下这样地构造处理器，即，其基于称量物件的密度地从称量室中的空气压力、空气湿度和空气温度获知至少受检体的空气浮力以及浮力校正因数。以该方式，可以由气候模块时间上同步地获得在计量学上可溯的气候值用以验收称量值，处理器能够利用这些气候值校正称量值。
根据实施方式，在气候模块内部设置有电子的存储器，尤其是EEPROM，其能够从外部进行读取，并且在其上能够储存有针对气候模块的校准值和校正值。为了调节，校准值可以被储存在气候模块上的电子的存储器上，尤其是EEPROM上。这在外部供应商那里进行。当之后又将气候模块联接到比较器式称量器上时，这些数据被直接提供给称量器的处理器。附加地，尤其可以将其中至少一些用于进行传感器校准的以下信息储存在存储器中：校准证的编号、当前的校准值、校准日期、校准实验室和处理人员的名称以及校准历史。在气候模块的存储器上也可以储存所谓的针对每个气候参量的不确定度值，从而例如为了计算空气密度那样也同样通过比较器式称量器来计算空气密度的不确定度。
根据设计方案设置的是，气候模块也能够在称量器外作为独立的单元使用，并且能够经由I2C总线联接到PC的USB端口上。这便于进行外部的校准。此外，气候模块可以在其他应用中被用来接收气候参量，而无需将其联接到称量器上。为此，气候模块的电路板可以以很少的耗费具有插塞突起部，以便可以联接到USB适配器上。
为了解决上述任务，此外还设置了一种用于运行具有称量室的比较器式称量器的方法，称量室通过防风部相对周边环境分隔开，并且在称量室中布置有空气压力传感器、空气湿度传感器和空气温度传感器，其中，这些传感器与处理器联接，并且其中，形式为受检体的称量物件以及至少一个参考重物被称量。在此设置的是，借助传感器获知称量室中的空气压力、空气湿度和空气温度。此外，还将待确定质量的称量物件的密度输入到比较器式称量器中。此外，由空气压力、空气湿度、空气温度和称量物件的密度获知至少受检体的空气浮力以及浮力校正因数。最后，确定受检体的经校正的常规的称量值。
根据本发明的方法在称量过程中由称量室中的大量参数确定当前的空气密度，而不是如在DE29912867U1中所建议的那样仅借助空气压力。经由实际的当前的空气密度和称量物件的密度获知至少受检体的空气浮力以及浮力校正因数并且因此获知经校正的常规的质量。除了进行密度输入之外，所有其他的数据输入都自动地进行，也就是说非手动地将温度、空气湿度以及空气压力输入到处理器中，这些数据经由传感器电子式地进入处理器中。
为了进行密度确定，不强制性地(也不排除)使用两种不同的参考重物或参考物体，而是也可以用一个参考重物来工作。
当然，由于在称量单元内基于气候变化产生的变化也可以对所获知的值进行附加的补偿。
为了获知防风部中的浮力而进行对相应的数据的测量的优点在于，确切地获知了对于浮力而言重要的空气密度。
由于浮力值被自动地转送给处理器，所以可以实际上杜绝譬如根据DE29912867U1将值从所谓的校准证传输到校准软件中时可能的传输错误。
由空气压力、空气湿度和空气温度以及参考重物的密度不仅获知了待获知重量的称量物件的空气浮力，而且也获知了参考重物的空气浮力，以便确定参考重物的以其空气浮力校正过的质量。
可以附加地设置，确定称量室中的电离度并且与所获知的电离度相关地由处理器给出输出信号。还可以设置，经由光传感器确定称量室中的光入射，并且优选地从预先给定的光入射起由处理器发送输出信号。关于此优点参考之前的阐述。
附图说明
本发明的另外的特征和优点由下面的说明书并且由下面的参考用的附图得到。在附图中：
-图1示出根据本发明的比较器式称量器的分解视图；
-图2示出根据本发明的气候模块的立体图，该气候模块能够用在根据本发明的比较称量器中；
-图3示出不具有外壳体的根据图2的气候模块的侧视图；
-图4示出同样不具有外壳体的图2的气候模块的俯视图；并且
-图5示出流程图，其反映了根据本发明的方法。
具体实施方式
在图1中示出了高分辨率的电子的比较器式称量器，在该实施例中，该比较器式称量器能够实现在根据OIMLR111-1的精确度等级E1–F2中的质量对比。
比较器式称量器包括具有基座12的称量单元14，未详细示出的称量系统10安装到该称量单元中。此外，称量单元14还包括称量室16，其由防风部构成，该防风部具有能调节的侧壁18、前壁20以及后壁22。经由防风部可以使称量室16相对周边环境分隔开。称量盘24用于撑托称量物件。
在此实施为单独的部分的电子的评估系统26经由线缆28与称量单元14电联接。与评估系统26联接的显示单元30既用作显示器也用作数据输入单元。
在电子的评估系统26中尤其是安装有处理器32，其获得来自称量单元14的数据。
在称量室16中设置有实施为结构上独立的单元的气候模块34，该气候模块经由能松开的插接部能够机械地与后壁22联接(也就是能以非破坏性的方式松开地安装)，而且优选不借助工具的帮助。
为此，后壁22具有两个彼此间隔开的缝隙36，在气候模块的外壳体40上的挠性的卡锁钩38(也参见图2)锁入到这些缝隙中。
在图2至图4中详细示出了气候模块34。
外壳体40具有许多开口42，外壳体40的内部经由这些开口进入到称量室16中，并且成为称量室16的部分，从而使在称量室16内部的气候与外壳体40的内部中的气候相应。
气候模块34电子式地经由电插接部与在后壁22中的相应的插头容纳部44联接。插头容纳部44与处理器32处于电连接。插头46以在气候模块34上的接触部48插入到插头容纳部44中。因此，插头46形成电插接部的模块侧的部分。
作为电插接部的备选地，可以使用无线传输，例如WLAN或蓝牙。
电插接部(或作为备选地使用的无线传输)形成数据传输路径，利用其能够将数据从气候模块34向处理器32传输并且在必要时反向传输。
插头46优选是电路板50的区段，在该区段上布置有多个用于检测称量室16中的气候的传感器。因此，在电路板50上设置有空气温度传感器52、空气湿度传感器54、直接布置在开口42附近的光传感器56以及用于检测称量室16中的电离度的传感器58，还设置有电子的存储器60。空气压力传感器62经由支架64与电路板50机械地且电地联接。
传感器中的多个也可以集合成组合的传感器。
壁66封闭了罩状的外壳体40，从而使电路板50的窄的、舌状的、位于图4中壁66右边的区段能够插入到后壁22和插头容纳部44中。
每个传感器48经由相应的接触部48与处理器32联接。同样地，存储器60与处理器32联接。
比较器式称量器根据以下的方法工作，该方法借助图5阐述：
在步骤100和102中，将称量物件(受检重物，也被称为受检体B，以及参考重物A)的密度例如经由显示单元30输入到比较称量器中，该显示单元同时例如也经由触摸屏被用作数据输入单元。备选地，称量物件的密度可以是已经被存储起来的。
将称量物件放置在称量盘24上，更确切地说根据预先给定的流程步骤，例如首先放置参考重物A，然后放置受检体B两次并最后再次放置参考重物A。这涉及到对比称量，在步骤104中从中得到了称量器的显示差。
在步骤106中经由传感器62、54或52获知空气压力、空气湿度和空气温度，然后，将相应的数据转发到处理器32。
在处理器32中确定空气密度，参见步骤108。在步骤110中，利用参考重物A和受检体B的已输入的密度在处理器中获知空气浮力校正因数，并且/或者与空气压力、空气湿度、空气温度以及称量物件的密度相关地获知称量物件的空气浮力，并且在步骤112中确定受检体B的常规的称量值，也就是说，确定受检体B的以其空气浮力校正过的质量并且作为记录被反映在显示单元30中，其中，参考重物的常规的质量114被用到对受检体的常规的质量的确定中。
此外，在存储器60中储存了针对气候模块34的校准值和校正值，它们在对气候模块34进行校准时被存储。
该校准在比较器式称量器外进行。为此，气候模块34容易从称量室16拔出来，而无需松开接线。然后，将气候模块34送到相应的校准研究所，校准研究所将校准证的编号，也就是说新的校准值、校准日期、校准实验室和处理人员的名称和校准历史储存在存储器60中。之后，当将气候模块34再次放在比较器式称量器中时由应用程序读取这些值并直接应用到计算中。
还确定了光传感器56的值和用于确定称量室16中的电离度的传感器58的值。
例如，在光入射提高的情况下，在显示器上提供相应的信号，例如，由于太阳辐射的提高进而称量室中的温度发生变化而使测量不准确。因此，由处理器与光入射相关地给出输出信号。
一旦电离度过高，就激活电离装置，该电离装置对在称量室中的空气进行电离并承担对称量物件进行去电荷，或在称量物件电荷过高之前发出警告。
存储器60优选是EEPROM。
此外，气候模块34与比较器式称量器的其余部分之间的连接经由I2C总线来实现。
气候模块34也能够经由插入了气候模块的USB适配器联接到计算机上，以便对传感器52至58和62进行校准，而无需将气候模块34联接到比较器式称量器上。
如能看到的那样，气候模块如下这样地构造，即，气候模块还能在称量器外作为独立的单元使用，并且经由I2C总线联接到PC的USB端口上。
附图标记列表
10称量系统
12基座
14称量单元
16称量室
18侧壁
20前壁
22后壁
24称量盘
26评估系统
28线缆
30显示单元
32处理器
34气候模块
36缝隙
38卡锁钩
40外壳体
42开口
44插头容纳部
46插头
48接触部
50电路板
52空气温度传感器
54空气湿度传感器
56光传感器
58传感器
60存储器
62空气压力传感器
64支架
66壁
100步骤
102步骤
104步骤
106步骤
108步骤
110步骤
112步骤
114参考重物的常规质量
A参考重物
B受检体

Claims (14)

1.一种比较器式称量器，其具有称量室(16)、包围所述称量室(16)的防风部(18、20、22)、以能拆卸的方式布置在所述称量室(16)中的气候模块(34)、布置在所述比较器式称量器中的处理器(32)、布置在所述比较器式称量器上的数据输入单元、以及数据传输路径，利用所述数据传输路径能够使数据在所述气候模块(34)与所述处理器(32)之间进行交换，其中，所述处理器(32)如下这样地构造，使得所述处理器基于称量物件的密度由所述称量室(16)中的空气压力、空气密度和空气温度获知至少受检体的空气浮力和/或浮力校正因数。
2.根据权利要求1所述的比较器式称量器，其特征在于，所述气候模块(34)借助电插接部与所述处理器(32)连接。
3.根据权利要求1所述的比较器式称量器，其特征在于，所述气候模块(34)借助无线传输与所述处理器(32)联接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的比较器式称量器，其特征在于，所述气候模块(34)包含空气压力传感器(62)、空气湿度传感器(54)和空气温度传感器(52)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的比较器式称量器，其特征在于，在所述气候模块(34)中存在有与所述处理器(32)联接的、用于确定所述称量室(16)中的电离度的传感器(58)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的比较器式称量器，其特征在于，在所述气候模块(34)中存在有与所述处理器(32)联接的光传感器(56)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的比较器式称量器，其特征在于，如下这样地构造所述处理器(32)，使得所述处理器基于所述称量物件的密度地由所述称量室(16)中的空气压力、空气湿度和空气温度获知至少受检体的空气浮力或浮力校正因数。
8.一种气候模块，其用于以能松开的方式电联接到根据前述权利要求中任一项所述的比较器式称量器上，其中，所述气候模块(34)形成封闭的结构单元并具有空气压力传感器(62)、空气湿度传感器(54)和空气温度传感器(52)以及能够将数据发送到所述气候模块之外的处理器的数据传输路径的一部分。
9.根据权利要求8所述的气候模块，其特征在于，设置有电子存储器(60)，所述电子存储器能够从外部进行读取并且在所述电子存储器上能够储存针对所述气候模块(34)的校准值和校正值。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的气候模块，其特征在于，所述气候模块也能够在称量器之外作为独立的单元使用，并且能够经由I2C总线联接到PC的USB端口上。
11.一种用于运行比较器式称量器的、特别是用于运行根据权利要求1至7中任一项所述的比较器式称量器的方法，所述比较器式称量器具有称量室(16)，所述称量室通过防风部相对周边环境分隔开，并且在所述称量室中布置有空气压力传感器(62)、空气湿度传感器(54)和空气温度传感器(52)，其中，所述传感器(52、54、62)与处理器(32)联接，并且其中，对形式为受检体(B)的称量物件以及至少一个参考重物(A)进行称量，其特征在于具有以下步骤：
-借助所述传感器(52、54、62)获知所述称量室(16)中的空气压力、空气湿度和空气温度；
-将待确定质量的称量物件的密度输入到所述比较器式称量器中；
-由空气压力、空气湿度和空气温度和称量物件的密度获知至少所述受检体(B)的空气浮力和/或浮力校正因数；以及
-确定所述受检体(B)经校正的常规的称量值。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，确定所述称量室(16)中的电离度并且与所获知的电离度有关地由所述处理器(32)送出输出信号。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的方法，其特征在于，经由所述称量室(16)中的光传感器(56)确定光入射，并且优选从预先给定的光入射起地由所述处理器(32)送出输出信号。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述传感器(52-58、62)中的至少一些是独立的、能与比较器式称量器(10)的其余部分解除联接的气候模块的部分，所述气候模块为了校准从所述比较器式称量器(10)的其余部分松开，其中，校准值和校正值存储在所述气候模块(34)上的存储器(60)上。
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