DD245720A1 - Vorrichtung zur kraftmessung unter einfluss wechselnder beschleunigung - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung zur Kraftmessung unter wechselndem Beschleunigungseinfluss ist vorzugsweise zur Waegung in Transport- und Umschlagprozessen geeignet. Ihr Vorteil ist, dass sie hinreichend genaue Messwerte liefert, ohne dass der Transport- oder Umschlagprozess waehrend des Waegens verlangsamt oder unterbrochen werden muss. Eine Verarbeitungseinheit ermittelt aus dem Ausgangssignal eines oder mehrerer Kraftaufnehmer in Verbindung mit dem Ausgangssignal eines Beschleunigungskomperators den statischen Anteil der gemessenen Kraft bzw. den Wert der Masse des zu waegenden Koerpers. Mit Hilfe eines Beschleunigungsaufnehmers wird die Zeitverzoegerung zwischen der Messwertaufnahme des Kraftaufnehmers und des Beschleunigungskomperators festgestellt und in der Verarbeitungseinheit durch geeignete Massnahmen verhindert, dass hieraus eine Messwertverfaelschung entsteht.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

In Transport- und Umschlagprozessen ist es erforderlich, die Masse der bewegten Güter ohne Unterbrechung des Prozesses mit hinreichender Genauigkeit zu bestimmen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zweckmäßig z. B. in Kran-, Gleis-, Fuhrwerks- und Behälterwaagen eingesetzt werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Vorrichtungen bekannt, die elektronisch mit oder ohne zusätzliche Beschleunigungsmessung den statischen Kraftanteil bei dynamischen Wägevorgängen ermitteln. Aus der DE-OS 1774137 ist eine elektrische Wägevorrichtung für sich bewegende Massen bekannt, die mittels Kraftmeßdose und Beschleunigungsaufnehmer die Kraft und die Beschleunigung bestimmt. Beide Werte werden elektrisch so miteinander verknüpft, daß durch das vom Beschleunigungsaufnehmer abgegebene Signal der dynamische Anteil des von der Kraftmeßdose abgegebenen Signals, eleminiert wird. Infolge der analogen Meßwertverarbeitung, dem großen Toleranzbereich sowie der Nichtlinearität der Meßwertaufnehmer treten bei dieser Vorrichtung ausgeprägte Meßfehler auf, die nur durch ständiges aufwendiges Kalibrieren zu vermeiden sind. Weiter wird eine Vorrichtung unter der Registriernummer DD-WP 212847 vorgestellt, die Gewichtskräfte unter Beschleunigungseinwirkung nach dem Prinzip ermittelt, daß Beschleunigung und Kraft voneinander unabhängig, gleichzeitig und gleichgerichtet im Raum gemessen werden und daraus in einem Mikroprozessor die Masse bestimmt wird. Die Entwicklung von in der Wägetechnik eingesetzten Kraftmeßdosen hat einen technischen Stand erreicht, der unter statischen Bedingungen das Messen von Gewichtskräften bis 0,03% v. E. ermöglicht, während, während die zur Zeit gefertigten und für diesen Anwendungsfall geeigneten Beschleunigungsaufnehmer einen um Größenordnungen höheren Fehler aufweisen. Bei der vorgeschlagenen Lösungsvariante geht der Fehler des Beschleunigungsaufnehmers linear in das Meßergebnis ein. Weiterhin ist eine Vorrichtung unter DD-WP 217308 bekannt, die Kraft-und Beschleunigungsaufnehmer in einer Meßdose vereint. Beide Aufnehmer arbeiten nach dem gleichen Wirkprinzip. Kraft und Beschleunigung werden am gleichen Ort, gleichberechtigt und zeitparallel gemessen. Nachteilig wirkt sich aus, daß die Beschleunigungsaufnahme mit einer seismischen Masse erfolgt, diefür hohe Empfindlichkeiten in Abhängigkeit von der Elastizität der ,Biegefeder relativ groß sein muß. Daraus resultiert ein erhöhtes Überschwingen der Beschleunigungsfunktion, welches die zeitparallele Messung mit der Masse erheblich erschwert. Unter der Registrierung DD-WP G 01 G/261262 ist eine Vorrichtung bekannt, die mit einer Geschwindigkeitsmeßeinrichtung für Lastseile von Kranen den günstigsten Meßzeitpunkt bestimmt und die Schnittpunkte des Funktionsverlaufes der Gewichtskraft F(t) mit der fiktiven Geraden der statischen Beschleunigung und die Minima sowie Maxima der Funktion F(t) ermittelt und in einer Verarbeitungseinheit die Gewichtskraft berechnet. Diese Vorrichtung liefert nur dann hinreichend genaue Meßwerte, wenn es sich bei den auftretenden ungleichförmigen Beschleunigungen um ungestörte gedämpfte Schwingungen handelt. Die bekannten technischen Lösungen berücksichtigen Ungenauigkeiten und Drift der Beschleunigungsaufnehmer sowie Nichtlinearitäten der Kennlinie nur unzureichend, was eine Verfälschung des Meßergebnisses zur Folge hat.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei kombinierten und gleichzeitigen Kraft- und Beschleunigungsmessungen unter wechselndem Beschleunigungseinfluß den Fehleranteil der Beschleunigungsmessung zu verringern und die zur Bestimmung des statischen Anteils der Kraft erforderliche Meßzeit zu verkürzen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die zu lösende Aufgabe besteht darin, eine geeignete Beschleunigungsmessung zu finden. Dabei soll von der bekannten Erscheinung ausgegangen werden, daß die Beschleunigung Nullstellen aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, einen Beschleunigungskomperator zu verwenden, der nur beim Über- oder Unterschreiten eines vorgegebenen Beschleunigungswertes einen Impuls oder einen Signalwechsel liefert, der eine gleichzeitige Messung der Kraft auslöst.

Sei der Beschleunigungskomperator auf Null (a = 0) eingestellt, so ist die ermittelte Kraft die Gewichtskraft. Es ist eine bekannte Tatsache, daß mit Komperatoren eine höhere Meßgenauigkeit erzielt werden kann als mit analogen Gebern.

Bei Komperatoren entfallen auch Nichtlinearitäten der Kennlinie und Drifterscheinungen lassen sich besser beherrschen. Die Drift des Nullpunktes ist leicht zu korrigieren und das Übertragungsverhalten spielt keine Rolle.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese Vorrichtung besteht aus einem Kraftaufnehmer 1, dessen Meßsignal zeitlich diskret abgetastet, gewandelt und einer Verarbeitungseinheit 4 zur Verfügung gestellt wird. Weiterhin besteht die Vorrichtung aus einem Beschleunigungskomperator 2 und einem Beschleunigungsaufnehmer 3, die ebenfalls mit der Verarbeitungseinheit 4 verbunden sind. In Abhängigkeit des Beschleunigungskomperators 2 werden die Werte des Kraftaufnehmers 1 in der Verarbeitungseinheit 4 verifiziert und abgespeichert. Die zwischen der Meßwertaufnahme der Kraft und dem Gültigkeitssignal des Beschleunigungskomparators liegende Zeitverzögerung At (Figur2), die von der einwirkenden Beschleunigungsgröße abhängig ist, wird durch die Verarbeitungseinheit 4 in Zusammenarbeit mit dem Beschleunigungsaufnehmer 3 rückwirkend kompensiert, indem aus der Kraft F* die Kraft Fs bestimmt wird (Figur 2). Die in der Verarbeitungseinheit 4, bei der es sich vorzugsweise um einen Mikrorechner handelt, ermittelte Gewichtskraft Fs stehtfür weitere Anwendungsfälle (z. B. Anzeige auf Display) zur Verfügung..

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Kraftmessung unter dem Einfluß wechselnder Beschleunigung bei der Kraft und Beschleunigung gleichzeitig gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsaufnehmer ein Komperator (2) ist.

2.. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Anstieg des von einem Beschleunigungsaufnehmer (3) abgegebenen Meßsignals die Zeitverzögerung zwischen Meßwertaufnahme des Kraftaufnehmers und des Beschleunigungskomperators eleminiert wird.