-
Die Erfindung bezieht sich auf eine digitale Wägevorrichtung, umfassend
- – einen Kraftaufnehmer, der ein einer eingeleiteten Kraft entsprechendes, analoges Sensorsignal erzeugt,
- – einen Integrator, der das Sensorsignal als bei Betrieb dauerhaft an ihn angelegtes Messsignal sowie einen zeitweise an ihn angelegten Arbeitspegel eines Referenzsignals integriert,
- – einen dem Integrator nachgeschalteten Komparator, der ein Integrator-Ausgangssignal mit einem Schwellenwert vergleicht und bei Erreichen des Schwellenwertes jeweils eine Pulsflanke eines Pulssignals auf einer Komparatorpulsleitung erzeugt,
- – Schaltsteuermittel, die in Abhängigkeit von dem Pulssignal einen Schalter zum zeitweise Anlegen des Arbeitspegels des Referenzsignals an den Integrator ansteuern,
- – Wertbestimmungsmittel, die auf Basis einer von Zeitbestimmungsmitteln erfassten Dauer derjenigen Intervalle, während derer der Arbeitspegel des Referenzsignals an den Integrator angelegt ist, das Sensorsignal repräsentierende Wägewerte bestimmen, sowie Abgleichmitteln, die auf Basis eines von einer Abgleichparameterquelle erzeugten und einen codierten Wert eines Abgleichparameters repräsentierenden Abgleichsignals die Wägewerte abgleichen.
-
Derartige Wägevorrichtungen sind allgemein bekannt. Es handelt sich dabei um Wägevorrichtungen mit einem sogenannten integrierenden A/D-Wandler zur Analog/Digital-Wandlung des analogen Sensorsignals. Das Prinzip des integrierenden A/D-Wandlers ist in vielfältigen Varianten seit Langem bekannt. Beispielhaft seien hier die
DE 21 14 141 , die
DE 28 20 601 C2 sowie die
DE 100 40 373 A1 genannt. Eine weitere, gattungsgemäße Schaltung ist aus der
DE 36 42 495 A1 bekannt.
-
Beim integrierenden A/D-Wandler wird das Messsignal an einen Eingang eines als Integrator beschalteten Operationsverstärkers angelegt. Zur Beschaltung als Integrator wird der Ausgang des Operationsverstärkers über einen Kondensator mit seinem Messsignal-Eingang verbunden. Ebenfalls mit dem Messsignal-Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist die Zuleitung für ein Gleichspannungs-Referenzsignal. Dieses Referenzsignal wird nur zeitweise mit einem Arbeitspegel zugeschaltet. während der übrigen Zeit liegt es mit einem betragsmäßig niedrigeren Ruhepegel an oder ist vollständig von dem Eingang des Operationsverstärkers getrennt. Während eines ersten Taktanteils eines Messtaktes, in dem der Arbeitspegel des des Wägewertes verstanden. Dies umfasst beispielsweise die Kompensation von Störeinflüssen, wie z. B. Temperatur, Materialkriechen etc., die Berücksichtung von individuellen Vorrichtungseigenschaften, wie z. B. fertigungsbedingte Toleranzen und das Justieren der Vorrichtung. Besonders wichtige Störeinflüsse sind oft die aktuelle Temperatur der Messzellen sowie fertigungsbedingte Toleranzen im mechanischen und/oder elektronischen Aufbau. Je nach Art des jeweiligen Abgleichparameters kann die Abgleichparameterquelle daher beispielsweise ein Sensor, wie etwa ein Temperatursensor, oder ein Speicher, in dem Abgleichparameter beispielsweise bei der Fertigung hinterlegt wurden, sein. Auch andere Varianten der Abgleichparameterquelle, deren spezielle Ausführung für die vorliegende Erfindung nicht von Belang ist, sind denkbar.
-
Insbesondere bei dezentralen Systemen mit mehreren Wägezellen und einer zentralen Auswertung der Messergebnisse, müssen die Abgleichparameter von dem Ort ihrer Messung bzw. ihrer Hinterlegung, d. h. aus dem räumlichen Bereich des Kraftaufnehmers oder der Digitalisierungselektronik, zu demjenigen Ort übermittelt werden, an dem der rechnerische Abgleich der Messwerte erfolgt. Hierzu sind drahtgebundene, funkstrecken- und transpondergestützte Übermittlungsvarianten bekannt. Diese sind jedoch in der Regel mit zusätzlichem mechanischem und/oder elektronischem Aufwand verbunden.
-
Aus der
DE 26 26 966 A1 ist eine Wägevorrichtung mit dezentraler Anordnung mehrerer Wägezellen bekannt. Jede Wägezelle führt eine Teildigitalisierung der von ihrem analogen Sensor erzeugten Messspannung durch. Insbesondere wird die Messspannung abwechselnd zu einer Referenzspannung, taktweise zusammen mit der Ausgangsspannung eines Rampen- oder Sägezahngenerators einem Komparator zugeführt, der an seinem zweiten Eingang auf Masse liegt. Die Dauer zwischen der Aufschaltung der Messspannung und dem Erreichen des Nulldurchgangs durch die Summe aus Rampen- und Messspannung ist repräsentativ für die Messspannung. Daher wird mit Beginn der Aufschaltung ein Vorwärts/Rückwärtszähler angeworfen und bei Erreichen des Nulldurchgangs von einem Komparatorausgangspuls wieder gestoppt. Während dieser Zeitspanne erzeugt der Vorwärts/Rückwärts-Zähler Zählimpulse, die über eine abgeschirmte Leitung an eine zentrale Auswerteschaltung übermittelt werden. Dort laufen die Zählimpulse in einen Zähler, die ihre Anzahl feststellt und diese Anzahl als vorläufiges Messergebnis interpretiert. Zwischen solchen einzelnen Messtakten finden Eichtakte statt, in denen z. B. das Vorzeichen der Rampenspannung, die Konformität der Synchronisation der A/D-Wandlerkomponenten mit vorgegebenen Toleranzen und/oder andere Betriebsparameter in einen Puls bestimmter Länge codiert und auf derselben abgeschirmten Leitung an die zentrale Auswerteschaltung übermittelt werden. Aufgrund ihrer größeren Länge können diese Pulse von den Zählimpulsen unterschieden werden, sodass sie nicht in das vorläufige Messergebnis einfließen, sondern gesondert ausgewertet werden. Ihre Auswertung fließt dann in die Beurteilung und Weiterverarbeitung des vorläufigen Messergebnisses mit ein. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die hohe zeitliche Auslastung der abgeschirmten Leitung. Diese ist während des gesamten Messtaktes durch die Übermittlung von Zählimpulsen belegt. Zur Übermittlung der sonstigen Betriebsdaten müssen eigens Eichtakte zwischen den Messtakten eingerichtet werden. Dies reduziert die erreichbare Datenrate von den Messzellen zur zentralen Auswerteeinheit erheblich. Zudem muss die Leitung sehr gut abgeschirmt sein, da sie mit den Zählimpulsen ein sehr hochfrequentes Signal zu übertragen hat, das insbesondere bei langem Übertragungsweg störungs- und dispersionsanfällig ist. Entsprechend hoch und damit kostspielig ist der zu treibende Aufwand; gleichzeitig ist die erzielbare Reichweite beschränkt.
-
Aufgabenstellung
-
Ausgehend von einer gattungsgemäßen Vorrichtung ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Übermittlung von Abgleichparametern von der Abgleichparameterquelle zum Ort des rechnerischen Messwertabgleichs zu vereinfachen.
-
Darlegung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Abgleichparameterquelle mit der Komparatorpulsleitung verbunden ist und das Abgleichsignal zeitlich im Anschluss an die Pulsflanke in die Komparatorpulsleitung einspeist.
-
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist die an sich bekannte funktionelle Doppelbelegung einer ohnehin zwingend erforderlichen Signalleitung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, hierzu eine Leitung zu verwenden, die während des Messvorgangs nur sporadisch und in zeitlich in etwa vorhersehbaren Intervallen für ihre eigentliche Aufgabe Messtakten eingerichtet werden. Dies reduziert die erreichbare Datenrate von den Messzellen zur zentralen Auswerteeinheit erheblich, Zudem muss die Leitung sehr gut abgeschirmt sein, da sie mit den Zählimpulsen ein sehr hochfrequentes Signal zu übertragen hat, das insbesondere bei langem Übertragungsweg störungs- und dispersionsanfällig ist. Entsprechend hoch und damit kostspielig ist der zu treibende Aufwand; gleichzeitig ist die erzielbare Reichweite beschränkt.
-
Ausgehend von einer gattungsgemäßen Vorrichtung ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Übermittlung von Abgleichparametern von der Abgleichparameterquelle zum Ort des rechnerischen Messwertabgleichs zu vereinfachen.
-
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Abgleichparameterquelle mit der Komparatorpulsleitung verbunden ist und das Abgleichsignal zeitlich im Anschluss an die Pulsflanke in die Komparatorpulsleitung einspeist.
-
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist die an sich bekannte funktionelle Doppelbelegung einer ohnehin zwingend erforderlichen Signalleitung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, hierzu eine Leitung zu verwenden, die während des Messvorgangs nur sporadisch und in zeitlich in etwa vorhersehbaren Intervallen für ihre eigentliche Aufgabe benötigt wird. Eine solche Leitung ist die Komparatorpulsleitung. Wie oben erläutert, ist es die vornehmliche Aufgabe der Komparatorpulsleitung, eine Pulsflanke zu übermitteln, die jeweils denjenigen Zeitpunkt anzeigt, zu dem die Abintegration des Mess- und des Referenzsignals beendet ist und der Arbeitspegel des Referenzsignals wieder vom Integratoreingang getrennt werden muss. Während des gesamten übrigen Messzyklus, d. h. der Aufintegration des Messsignals und der Abintegration von Mess- und Referenzsignal, ist die Komparatorpulsleitung im Wesentlichen unbenutzt. Die Erfindung sieht nun vor, diese Leitung während der Zeit ihrer Nichtbenutzung für eine zweite Aufgabe, nämlich die Übermittlung eines Abgleichparameterwertes zu verwenden.
-
Es mag zunächst erstaunen, dass die Übermittlung des Abgleichparameterwertes an die am Endpunkt der Komparatorpulsleitung angeordneten Schaltsteuermittel sinnvoll ist. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass typischerweise die Schaltsteuermittel zusammen mit den Abgleichmitteln und, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, auch mit den Wertbestimmungsmitteln und den Zeitbestimmungsmitteln in einem Mikroprozessor integriert sind. Die physikalische Leitung verläuft somit bevorzugt zwischen dem Komparatorausgang und dem Mikroprozessor; lediglich die rechnerische Verwertung der unterschiedlichen, auf derselben physikalischen Leitung übertragenen Daten innerhalb des Mikroprozessors ist verschieden. Bei Ausführungsformen, bei denen die Schaltsteuermittel physikalisch von den Abgleichmitteln getrennt sind, kann selbstverständlich ein physikalischer Leitungsabzweig vorgesehen sein, sodass sowohl die Schaltsteuermittel als auch die Abgleichmittel mit der Komparatorpulsleitung verbunden sind.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Abgleichparameterquelle den Abgleichparameterwert als Länge eines digitalen Pulses codiert, der mit der Pulsflanke startet. Wie oben erläutert, besteht die wesentliche, von dem Komparator zu den Schaltsteuermitteln zu übermittelnden Information in einem Zeitpunkt, der insbesondere als die Übermittlung einer Pulsflanke codiert ist, wobei sowohl flanken wie auch pegelgetriggerte Elektronik Einsatz finden kann. Hieraus folgt, dass der Zeitpunkt, zu dem der Pegel der Komparatorpulsleitung auf sein Ausgangsniveau zurückkehrt, für den eigentlichen A/D-Wandlungsvorgang unerheblich ist, solange diese Rückkehr vor dem Ende des aktuellen Aufintegrationsvorgangs erfolgt, dieser Zeitpunkt mit einer erneuten Pulsflanke signalisiert werden kann (genau genommen wäre eine Rückkehr vor Ende des Abintegrationsintervalls ausreichend; dessen Dauer ist aber von der Größe des Messsignals abhängig und kann nicht vorhergesehen werden). Bevorzugt ist daher vorgesehen, den Zeitpunkt der Rückkehr des Komparatorpulses zu seinem Ausgangspegel bzw. die Dauer des Komparatorpulses als Maß für den zu übermittelnden Abgleichparameter zu verwenden. Hierbei sind unterschiedliche Varianten absoluter oder relativer Codierungen denkbar. Möglich ist auch eine Komposition von Teilinformationen in aufeinander folgenden Messzyklen. So ist es beispielsweise möglich, dass die Abgleichparameterquelle den Abgleichparameterwert als Längen einer Mehrzahl digitaler Pulse codiert, die in aufeinanderfolgenden Zyklen jeweils mit der Pulsflanke starten. Deren summierte Längen können den Abgleichparameterwert repräsentieren. Alternativ kann auch die Relation übermittelter Pulslängen in aufeinanderfolgenden Zyklen den Abgleichparameterwert codieren. Beispielsweise kann in einem ersten Zyklus ein bekannter, vorgegebener Referenzwert und in einem zweiten Zyklus der aktuelle Abgleichparameterwert als Bruchteil des Referenzwertes übermittelt werden, wobei die zeitlichen Längen der übermittelten Pulse das gleiche Bruchteilverhältnis aufweisen.
-
Als eine bevorzugte Realisierung der oben erläuterten Erfindung auf Bauteilebene ist vorgesehen, dass die Abgleichparameterquelle einen Flipflop umfasst, der von dem Pulssignal gesetzt wird, von einem durch das Pulssignal getriggerten Verzögerungsglied nach Ablauf einer dem Abgleichparameterwert entsprechenden Verzögerungszeit rückgesetzt wird und der an seinem Ausgang das so modifizierte Pulssignal in die Komparatorpulsleitung einspeist. In diesem Zusammenhang ist der Begriff des Abgleichparameterwertes weil zu verstehen, sodass die oben erläuterten Varianten der Teilwert- und Referenzwertübermittlung mit umfasst sind.
-
Bei vielen Präzisionswaagen werden mehrere, unterschiedliche Abgleichparameter zur Korrektur der Wägewerte verwendet. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass die Abgleichparameterquelle in aufeinanderfolgenden Zyklen Abgleichsignale, welche Werte unterschiedlicher Abgleichparameter repräsentieren, in die Komparatorpulsleitung einspeist. So können beispielsweise neben Temperatursensordaten nacheinander mehrere, die Fertigungstoleranzen mechanischer und Abstimmungstoleranzen elektronischer Bauteile repräsentierende Abgleichparameter, die in einem Parameterspeicher hinterlegt sind, in der geschilderten Weise übermittelt werden. Der Fachmann wird erkennen, dass hier ein grundsätzlich beliebiges, jedoch strikt einzuhaltendes Protokoll vorgegeben sein muss, welches die korrekte Interpretation der von der Abgleichparameterquelle übermittelten Daten in den Abgleichmitteln ermöglicht.
-
Die vorliegende Erfindung entfaltet ihre Vorteile insbesondere bei einer Weiterbildung, bei der der Kraftaufnehmer, der Integrator, der Komparator, der Schalter und die Abgleichparameterquelle in einem ersten Modul integriert sind und bei der die Schaltsteuermittel, die Zeitbestimmungsmittel, die Wertbestimmungsmittel und die Abgleichmittel in einem zweiten, separaten Modul integriert sind, welches vorzugsweise als ein Mikroprozessor ausgebildet ist. Das zweite Modul kann in einiger Entfernung von dem ersten Modul positioniert sein. Die zwingend erforderliche Verbindung zwischen erstem und zweitem Modul lässt sich, wie bevorzugt vorgesehen, dabei auf ein einzelnes Leitungspaar reduzieren, welches die Module elektrisch verbindet und welches die Komparatorpulsleitung und eine die Schaltsteuermittel und den Schalter verbindende Schaltleitung umfasst. Diese Leitungen, d. h. die Schaltsteuerleitung und die Komparatorpulsleitung sind digitale Leitungen. Unter einer digitalen Leitung wird hier eine Leitung verstanden, über die ein lediglich zwei Pegel umfassendes Informationssignal übermittelt wird. Derartige Leitungen sind besonders störungsresistent, was ihren wesentlichen Vorteil gegenüber analogen Leitungen begründet, bei denen der Informationsgehalt des übermittelten Signals im kontinuierlichen Pegelverlauf liegt.
-
Die Störungsresistenz der digitalen Leitungspaare ermöglicht eine neue Flexibilität bei der Gestaltung komplexer Wägevorrichtungen. So ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass eine Mehrzahl erster Module mechanisch mit einer Wägeplattform verbunden und über jeweils ein Leitungspaar mit einem den ersten Modulen gemeinsamen zweiten Modul verbunden sind. Insbesondere bei Ausführung des zweiten Moduls als mehrkanaliger Mikroprozessor kann der gesamte digitale Anteil der Wägevorgänge zentral in einem Digitalmodul abgearbeitet werden, während die analogen Anteile der Wägung und der Abgleichparametererfassung dezentral in verteilten Wägezellen positioniert ist. Die Verbindung zwischen den Einheiten ist jedoch rein digital, sodass aufgrund der Störungsresistenz der Digitalleitungen eine erhebliche, zuvor nicht da gewesene Flexibilität beim Aufbau komplexer Wägevorrichtungen gegeben ist.
-
Insbesondere erlaubt eine derartige Anordnung die Überwindung von Problemen so genannter digitaler Wägezellen, die der Stand der Technik kennt. Bekannte digitale Wägezellen vereinen nämlich sowohl den Analog- wie auch den Digitalanteil in einem Modul und übermitteln lediglich einen digitalen Messwert an eine nachgeschaltete Auswertungseinheit. Hierbei ist insbesondere die Synchronisierung mehrerer solcher digitaler Wägezellen ein wesentliches Problem, dass bislang nur unzureichend gelöst ist. Die vorliegende Erfindung löst das Synchronisierungsproblem, indem bei einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen ist, dass eine Ausgabe eines Schaltsignals, welches das Anlegen des Arbeitspegels des Referenzsignals an den Integrator veranlasst, von dem gemeinsamen zweiten Modul an die ersten Module gleichzeitig auf allen Schaltleitungen erfolgt. Damit wird der Abintegrationsvorgang in allen Wägezellen simultan gestartet, so dass den im zweiten Modul ermittelten Wägewerten für alle Wägezellen ein gemeinsamer Wägezeitpunkt zugeordnet werden kann, der zudem der zentralen Auswertungseinheit bekannt ist.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen, speziellen Beschreibung sowie den Zeichnungen:
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.
-
In den Zeichnungen zeigen:
-
1: 1 ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
-
2: ein schematisches Timing-Diagramm zur Illustration der Funktion der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Über einen Widerstand 10, der mit dem Ausgang eines in 1 nicht dargestellten Kraftaufnehmers verbunden ist, wird ein der in den Kraftaufnehmer eingeleiteten Gewichtskraft eines zu wiegenden Objektes entsprechender Strom in den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers eingeleitet. Der Operationsverstärker 12 ist als ein Integrator geschaltet, d. h. sein Ausgang ist über einen Kondensator 14 zu dem invertierenden Eingang rückgekoppelt. Dieser ist zusätzlich über einen Widerstand 16 und einen Schalter 18 mit einer nicht näher dargestellten Referenzspannungsquelle verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Verbindung mittels des Schalters 18 zwischen einem schwebendem Zustand und einem mit einem Referenzpotential verbundenen Zustand schaltbar. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Schalter 18 auch zwischen zwei unterschiedlichen Pegeln eines Referenzsignals hin und herschalten. Dem Ausgang des Operationsverstärkers 12 nachgeschaltet ist ein Komparator 20, der das von dem Integrator gelieferte Signal INT mit einem Schwellenwert (hier dem Massepotential) vergleicht und bei Erreichen des Schwellenwertes eine Pulsflanke eines Komparatorpulssignals KIP auf eine Komparatorpulsleitung 22 ausgibt. Mittels einer Schalteinheit (Flipflop) 24, deren Funktion weiter unten näher erläutert wird, wird das Komparatorpulssignal KIP ohne Beeinflussung der erzeugten Pulsflanke modifiziert und als modifiziertes Komparatorpulssignal KIP' in ein Digitalmodul 26 eingeleitet. Das Digitalmodul 26 ist vorzugsweise als ein Mikroprozessor ausgebildet. In der Darstellung von 1 ist eine der in dem Mikroprozessor realisierten Funktionalitäten, nämlich die Schaltsteuermittel 28, die den Schalter 18 ansteuern, separat dargestellt. Die Darstellung erfolgt gemäß der Funktionalität eines getakteten Flipflops, wobei eine vergleichbare Funktionalität jedoch auch mit anderen Bauteilen und insbesondere bei Integration der Schaltsteuermittel in den Mikroprozessor erreicht werden kann. In Abhängigkeit von dem modifizierten Komparatorpulssignal KIP' und weiteren aus anderen Bereichen des Digitalmoduls 26 stammenden Steuersignalen erzeugen die Schaltsteuermittel 28, deren Ausgang mit einer Schaltleitung 30 verbunden sind, ein Schaltsignal AOP, welches den Schalter 18 ansteuert. Mit Ausnahme der Schalteinheit 24 ist eine derartige, digitale Wägevorrichtung grundsätzlich bekannt, sodass die Einzelheiten der Schalteransteuerung und der Digitalwertermittlung hier nicht vertieft ausgeführt werden müssen. Insbesondere dass bevorzugt angewandte Mehrfachrampenverfahren zur Digitalisierung eines analogen Messwertes, das vorzugsweise im Rahmen der Erfindung eingesetzt wird, ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
-
2 zeigt ein Timing-Diagramm, welches das Integratorsignal INT, das Komparatorpulssignal KIP und das Schaltsignal AOP als fette Linien darstellt. Während einer Aufintegrationsphase Iup, während derer das Schaltsignal AOP einen LO-Pegel aufweist und der Schalter 18 geöffnet ist, liegt nur das Messsignal an dem Operationsverstärker 12 an. Das Integratorsignal INT erhöht sich entsprechend. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit endet die Aufintegrationsphase Iup und das Schaltsignal AOP weist einen HT-Pegel auf, sodass der Schalter 18 geschlossen wird und die im Kondensator 14 akkumulierte Ladung abgebaut wird. Das Integratorsignal INT fällt entsprechend. Die Zeitspanne, die erforderlich ist, um das Integratorsignal INT unter einen vorgegebenen Schwellenwert zu senken, ist repräsentativ für die zuvor aufintegrierte Ladung und somit für das Messsignal. Das Erreichen des Schwellenwertes wird von dem Komparator 20 durch Ausgabe einer Pulsflanke des Komparatorpulssignals KIP signalisiert. Die Dauer dieses Abintegrations- oder Messintervalls Im kann mittels geeigneter Zeitmessmittel in dem Digitalmodul erfasst werden. Man beachte, dass das in 2 dargestellte Timing-Diagramm nur eine Variante möglicher Ansteuerungen der A/D-Wandlung darstellt. Andere Varianten können von der vorliegenden Erfindung profitieren. Wesentlich ist, dass ein für das Messsignal repräsentatives Zeitintervall mittels der von dem Komparator 20 erzeugten Pulsflanke und dem Schaltsignal AOP bzw. einem diesem vorgelagerten Steuersignal ermittelt werden kann.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Komparatorpulssignal zur Übertragung weiterer Information modifiziert. Beispielhaft ist in 1 ein Temperatursensor 32 dargestellt, der einen aktuell gemessenen Temperaturwert geeignet codiert und mit diesem einem Zähler 34 setzt. Der Vorgabewert, auf den der Zähler 34 gesetzt wird, ist repräsentativ für die von dem Temperatursensor 32 gemessene Temperatur. Getriggert durch die von dem Komparator 20 erzeugte Pulsflanke des Komparatorpulssignals KIP beginnt der Zähler 34 von dem vorgegebenen Wert herabzuzählen und gibt am Ende des Herabzählvorgangs an seinem Ausgang einen Puls aus. Bei der dargestellten Ausführungsform wird eine als Flipflop ausgeführte Schalteinheit 24 durch die Pulsflanke des Komparatorpulssignals KIP gesetzt. Der von dem Zähler 34 am Ende des Zählvorgangs ausgegebene Puls setzt den Flipflop 24 zurück. Am Ausgang des Flipflops 24 entsteht somit ein Signal KIP', welches einen Puls zeigt, der mit der Pulsflanke des Signals KIP beginnt und dessen Dauer repräsentativ für den von dem Temperatursensor 32 gemessenen Temperaturwert ist. Die Pulsflanke des so modifizierten Komparatorpulssignals KIP' wird in der oben beschriebenen Weise von den Schaltsteuermitteln 28 zur Schaltung des Schalters 18 verwendet. Die Länge des Pulses, die in 2 mit T gekennzeichnet ist, wird in dem Digitalmodul 26 geeignet decodiert und zur Korrektur des ansonsten in der oben erläuterten Weise ermittelten Wägewertes verwendet.
-
Wie bereits erwähnt, kann der Wägewertabgleich ganz unterschiedliche Parameter aus unterschiedlichen Quellen betreffen. Entsprechend können auch die Anforderungen nach der Aktualität der verschiedenen Parameterwerte unterschiedlich sein. So sollte ein typischer Kompensationsparameter, wie z. B. die Temperatur einer Wägezelle ständig aktualisiert werden, während es bei Justierparametern oft ausreicht, sie nur einmal oder nur gelegentlich zu übermitteln. Um hier differenzieren zu können, muss eine entsprechende Kommunikation zwischen dem analogen und dem digitalen Modul stattfinden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass beim Einschalten der Vorrichtung zunächst solche Werte übermittelt werden, die in einem Speicher einer Wägezelle hinterlegt oder in einem speziellen, anfänglichen Justiervorgang ermittelt werden. Danach kann die Vorrichtung in den ”Normal”-Betrieb umschalten, in dem laufend aktualisierte Werte übermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, sporadisch zu von dem Digitalmodul vorgegebenen Zeiten bestimmte Werte zu übermitteln. Hierzu kann das Digitalmodul z. B. das AOP-Signal auf LO-Pegel halten, sodass der Integrator in Sättigung geht. Dieser Zustand kann in der Wägezelle detektiert und als Aufforderung, nachfolgend bestimmte Werte zu übertragen interpretiert werden.
-
Natürlich stellen die in Figuren gezeigten und in der speziellen Beschreibung diskutierten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten anhand gegeben. Diese betreffen insbesondere die konkrete Ausführung der Schalteinheit 24, die nicht zwingend als ein Flipflop ausgebildet sein muss. Auch ist es möglich, den ermittelten Abgleichparameterwert (d. h. den Temperaturwert bei der beschriebenen Ausführungsform) anders als über eine Pulslänge zu codieren. Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass das Digitalmodul 26 ein mehrkanaliger Mikroprozessor ist, der mit einer Mehrzahl von Wägezellen verbunden ist, die jeweils über ein Leitungspaar 22/30 mit ihm verbunden sind. Eine Synchronisierung einer solchen Mehrzahl von Wägezellen kann beispielsweise über die synchrone Ausgabe der den Schalter 18 jeweils schließenden Pulsflanke des Schaltsignals AOP erfolgen. Schließlich sei angemerkt, dass die Trennung zwischen analogen und digitalen Modulen, gemäß den Merkmalen der Ansprüche 6 bis 10 auch bei Wägevorrichtungen ohne erfindungsgemäße Komparationsmittel bzw. ohne erfindungsgemäße Übermittlung von Komparationsparameterwerten realisierbar ist. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch nun zusätzliche Wertübertragungsmechanismen, wie funk-, transponder- oder drahtgebundene Strecken erweitert werden. Beispielhaft kann das Aufmodulieren von zu übermittelnden Werten auf z. B. gemeinsame Versorgungsleitungen genannt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Widerstand
- 12
- Operationsverstärker
- 14
- Kondensator
- 16
- Widerstand
- 18
- Schalter
- 20
- Komparator
- 22
- Komparatorpulsleitung
- 24
- Schalteinheit/Flipflop
- 26
- Digitalmodul
- 28
- Schaltsteuermittel/Flipflop
- 30
- Schaltleitung
- 32
- Temperatursensor
- 34
- Zähler
- INT
- Integratorsignal
- KIP
- Komparatorpulssignal
- KIP'
- modifiziertes Komparatorpulsleitung
- AOP
- Schaltsignal
- Iup
- Aufintegrationsphase
- Im
- Messintervall
