-
Die Erfindung betrifft eine Waage mit einer elektrischen Schaltvorrichtung zur Aus- oder Anwahl einer Funktion der Waage.
-
Eine solche Waage ist beispielsweise als elektrische Personenwaage zum Messen und Anzeigen des Gewichts einer auf einer Trag- oder Lastplatte der Waage stehenden Person aus der
US 4 082 153 A bekannt. Mittels einer Schaltvorrichtung kann die Waage ein- und ausgeschaltet werden, so dass der Bedarf an elektrischer Energie dieser Waage auf den reinen Mess- und Anzeigevorgang beschränkt werden kann. Zur Auslösung des Schaltvorgangs besitzt die Waage einen Kontaktschalter, der von der Person mit einem Fuß betätigt werden kann. Dieser Kontaktschalter hat die Nachteile, dass er sowohl aufwendig zu verkabeln ist als auch von dem Benutzer erfordert, auf eine exakt definierte Stelle der Waage – nämlich genau den Kontaktschalter – zur Schalterbetätigung zielen zu müssen.
-
Weiterhin ist aus der Bedienungsanleitung „Digitaler kapazitiver Radialfeldsensor MT2.5 – Version 8/99” der Firma EDISEN electronic als Alternative zu dem Kontaktschalter ein Akustikschalter bekannt, der auf Schwingungen durch Antippen der Waage reagiert. Von erheblichen Nachteil bei einem Akustikschalter ist, dass er nicht nur auf eine beabsichtigte Aktion des Benutzers reagiert, sondern unkontrolliert und unerwünscht auch auf Fremdgeräusche. Außerdem sind ständig in Betrieb befindliche Messsysteme bekannt, mit Hilfe deren über Gewichtsänderungen auf der Tragplatte die Waage aktiviert wird. Solche Messsysteme zeichnen sich besonders nachteilig durch eine ständige Stromaufnahme und somit einen hohen Energiebedarf aus.
-
Ferner ist die Kontaktierung einer Elektrode an einer Wägeplatte aus der
DE 199 43 651 A1 bekannt. Hier werden Elektroden zur Messung des Körperwiderstandes genutzt, wobei ein Strom durch die Füsse und den Körper einer zu wiegenden Person zur korrespondierenden Elektrode fliest. Diese Elektroden sind aber nicht zur Auswahl einer Funktion der Waage vorgesehen.
-
Aus der
DE 101 00 571 A1 ist eine Waage mich mechanischer Schaltvorrichtung bekannt, die beim Betreten der Waage die Messelektronik aktiviert.
-
Vorliegender Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Waage der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einfache Schaltmöglichkeit von hoher Funktions- und Betriebssicherheit aufweist.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer Waage der eingangs genannten Art die Schaltvorrichtung eine ein Schaltsignal abgebende Schaltelektrode zur Überwachung der Umgebungskapazität der Schaltelektrode und eine mit dieser elektrisch verbundene Auswerteeinheit für das Schaltsignal aufweist und dass die Verbindung von Schaltelektrode und Auswerteeinheit mechanisch unterbrochen und in dem Unterbrechungsbereich mit einer kapazitiven Koppelstelle versehen ist.
-
Die Schaltvorrichtung reagiert allein auf die Annäherung von Gegenständen mit anderen dielektrischen Eigenschaften als sie die stationäre Umgebung der Schaltelektrode aufweist. Bei einer Personenwaage kann der Gegenstand beispielsweise ein menschlicher Fuß sein, wobei es für die Funktionsweise der Schaltvorrichtung unerheblich ist, ob der Fuß bekleidet ist oder nicht. Bei der erfindungsgemäßen Waage überwacht die mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbundene Schaltelektrode die Umgebungskapazität der Schaltelektrode.
-
Von der elektronischen Auswerteeinheit wird die Umgebungskapazität der Schaltelektrode über die Zeit ausgewertet, und die Auswerteeinheit reagiert bei bestimmten typischen Änderungen der Umgebungskapazität der Schaltelektrode durch ein Signal an nachfolgende Schaltungsteile. Die mit der elektrischen Schaltvorrichtung erfolgende Aus- oder Anwahl einer Funktion der Waage kann beispielsweise im Ein- und gegebenenfalls Ausschalten der Waage bestehen. Sie kann aber beispielsweise auch in einer Belegung oder einem Abruf von Speichern, die zum Beispiel personenbezogene Daten oder frühere Messwerte enthalten, bestehen. Die erfindungsgemäße Waage ist besonders bedienungssicher, da ein genaues Treffen des Schalters, wie es bei einem mechanischen Schalter erforderlich ist, nicht notwendig ist.
-
Da auf mechanische, bewegliche Bauteile verzichtet werden kann, ist die erfindungsgemäße Waage zudem sehr betriebssicher und verschleissunanfällig. Die Schaltvorrichtung führt außerdem zu einem niedrigen Energiebedarf, und durch den einfachen Aufbau mit wenigen Elementen ist die Waage auch in Großserienfertigung kostengünstig herzustellen. Von großer Bedeutung insbesondere bei regelmäßig in feuchten Badräumen eingesetzten Personenwaagen ist die hohe Verschmutzungssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
Besonders vorteilhaft ist zudem das Vorsehen eines Unterbrechungsbereichs in der Verbindung von Schaltelektrode und Auswerteeinheit, wobei die physische, d. h. mechanische, Unterbrechung mittels einer kapazitiven Koppelung elektrisch überwunden wird: Dadurch wird eine sehr betriebssichere und einfach herzustellende Kontaktierung der Schaltelektrode erreicht; insbesondere kann die galvanische Verbindung zwischen Auswerteeinheit und Schaltelektrode auf diese Weise unterbrochen sein, und auf z. B. eine Schraubverbindung zwischen verschiedenen Bauteilen innerhalb der elektrischen Verbindung von Schaltelektrode und Auswerteeinheit kann verzichtet werden. Erfindungsgemäß wird ohne zusätzlichen Teile- und Montageaufwand eine betriebssichere elektrische Kontaktierung der Schaltelektrode erreicht.
-
Der Aufbau der Waage ist besonders einfach, wenn die Koppelstelle in der Form eines Kondensators, z. B. eines Plattenkondensators, einerseits die Schaltelektrode oder ein elektrisch mit der Schaltelektrode verbundenes Bauteil und andererseits eine mittels einer elektrischen Leitung mit der Auswerteeinheit verbundene Koppelelektrode aufweist. Auf diese Weise bildet entweder die Schaltelektrode selbst oder ein mit ihr elektrisch verbundenes Bauteil, z. B. eine Wägezelle, an der die Schaltelektrode angeordnet ist, eine der Kondensatorelektroden. Eine weitere Kondensatorelektrode wird von der Koppelelektrode gebildet. Dabei lässt sich die Koppelelektrode ohne großen Aufwand und günstig herstellen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Koppelelektrode eine Metallfläche aufweist. Als kostengünstige elektrische Leitung kann beispielsweise eine flexible Leiterplatte (auch unter dem Begriff Folienverbinder bekannt) Verwendung finden.
-
Grundsätzlich ist die Art der Lasterfassung der erfindungsgemäßen Waage nicht eingeschränkt. Jedoch wird ein hochpräzises Messergebnis erzielt und die Bauteilanzahl der Waage kostensenkend vermindert, wenn gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zur Lasterfassung eine ein elektrisches Signal abgebende, elektrisch mit einer Auswerteschaltung für das Signal kontaktierte und elektrisch mit der Schaltelektrode verbundene Wägezelle vorgesehen ist
-
Dabei ist es für eine hohe Messsicherheit und für eine Herstellbarkeit der Waage auch in sehr großen Stückzahlen von besonderem Vorteil, wenn die Wägezelle mittels einer flexiblen Leiterplatte mit der Auswerteschaltung kontaktierte Dehnungsmessstreifen (DMS) aufweist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann dann die Koppelelektrode mit nur äußerst geringen Mehrkosten hergestellt werden, wenn die Koppelelektrode ein einziges Bauteil bildend mit der flexiblen Leiterplatte verbunden ist.
-
Die Koppelelektrode könnte in beliebiger Art in einem Abstand von der Wägezelle angebracht sein, so dass sie gemeinsam mit der Wägezelle einen Kondensator der kapazitiven Koppelstelle bildet. Demgegenüber ist der Aufbau der Waage vorteilhaft erheblich vereinfacht, wenn die Koppelelektrode elektrisch isolierend mit der Wägezelle verbunden ist. Das kann besonders gut dadurch realisiert werden, dass die Koppelelektrode an die Wägezelle angeklebt ist, wobei der Klebstoff ein elektrischer Isolator ist.
-
Die Erfindung kann beliebig ausgeführt werden. Nachfolgend wird eine Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt
-
1 eine erfindungsgemäße Waage in perspektivischer Ansicht,
-
2 eine Seitenansicht aus Richtung II der Waage nach 1 und
-
3 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf die Waage nach 1.
-
Die Darstellungen sämtlicher Figuren sind rein schematisch, und es bezeichnen gleiche Bezugszeichen sich jeweils entsprechende Elemente. 1 zeigt eine als Personenwaage ausgebildete Waage 1 mit einer Grundplatte 2 und einer auch als Lastplatte bezeichneten Tragplatte 4. Sowohl Grundplatte 2 als auch Tragplatte 4 sind aus Glas hergestellt. Zwischen Grundplatte 2 und Tragplatte 4 ist eine Wägezelle 6 angeordnet, die über einen Befestigungsteller 8 mit der Grundplatte 2 und einen Befestigungsteller 10 mit der Tragplatte 4 verbunden ist. Darüber hinaus weist die Waage 1 eine Anzeigeeinheit 12 und – zur Auswertung von mittels der Wägezelle 6 erfassten Messwerten und deren Aufbereitung für eine Darstellung in der Anzeigeeinheit 12 – eine Auswerteschaltung 14 auf. Dadurch wird das Gewicht einer auf der Tragplatte 4 lastenden Masse, insbesondere einer Person, in der Anzeigeeinheit 12 angegeben.
-
Der mit der Tragplatte 4 verbundene Befestigungsteller 10 bildet eine Schaltelektrode 18 eines kapazitiven Näherungsschalters einer elektrischen Schaltvorrichtung zur Aus- oder Anwahl einer Funktion der Waage 1, nämlich in diesem Fall zum Einschalten der Waage 1. Das Ausschalten der Waage 1 erfolgt hier automatisch nach einer voreingestellten Zeitverzögerung, in der üblicherweise der Wiegevorgang abgeschlossen ist. Die einer Überwachung der Umgebungskapazität dienende Schaltelektrode 18 ist an eine Auswerteeinheit 20 für ein von der Schaltelektrode 18 abgegebenes Schaltsignal mittels einer Verbindung 22 elektrisch angebunden. Dazu ist die Schaltelektrode außerdem mit der Wägezelle 6 elektrisch kontaktiert.
-
Eine Seitenansicht aus Richtung II der Waage 1 aus 1 ist in 2 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die durch eine elektrische Leitung gebildete Verbindung 22 von Schaltelektrode 18 und Auswerteeinheit 20 in einem Unterbrechungsbereich 24 physisch getrennt ist. In dem Unterbrechungsbereich 24 weist die Verbindung 22 eine kapazitive Koppelstelle auf. Diese Koppelstelle ist als Kondensator aufgebaut, wobei eine Kondensatorelektrode von der Wägezelle 6 und die andere Kondensatorelektrode von einer mit der Auswerteeinheit 20 verbundenen Koppelelektrode 26 gebildet wird. Den Kondensator bildend ist die Koppelelektrode 26 auf die Wägezelle 6 aufgeklebt. Dabei bildet der Klebstoff einen elektrischen Isolator.
-
Die Wägezelle 6 weist zur Lasterfassung Dehnungsmessstreifen 28 auf, die in Abhängigkeit einer auf die Tragplatte 4 wirkenden Last ein elektrisches Signal an die Auswerteschaltung 14 abgeben. Dazu sind die Dehnungsmessstreifen 28 der Wägezelle 6 mit der Auswerteschaltung 14 mittels einer flexiblen Leiterplatte 30 elektrisch verbunden.
-
Der 3 zu entnehmende Ausschnitt einer Draufsicht auf die Waage nach 1 verdeutlicht, dass die eine Metallfläche 32 aufweisende Koppelelektrode 26 ein einziges Bauteil bildend mit der flexiblen Leiterplatte 30 verbunden und somit integraler Bestandteil der flexiblen Leiterplatte 30 ist. Außerdem ist zu erkennen, dass die Wägezelle 6 in diesem Ausführungsbeispiel an ihrer Oberseite mit vier Dehnungsmessstreifen 28 versehen ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Waage
- 2
- Grundplatte
- 4
- Tragplatte
- 6
- Wägezelle
- 8
- Befestigungsteller
- 10
- Befestigungsteller
- 12
- Anzeigeeinheit
- 14
- Auswerteschaltung
- 18
- Schaltelektrode
- 20
- Auswerteeinheit
- 22
- Verbindung
- 24
- Unterbrechungsbereich
- 26
- Koppelelektrode
- 28
- Dehnungsmessstreifen
- 30
- Flexible Leiterplatte
- 32
- Metallfläche
