DE19621375A1

DE19621375A1 - Electronic scales based on electromagnetic force compensation

Info

Publication number: DE19621375A1
Application number: DE1996121375
Authority: DE
Inventors: Christian Oldendorf; Heinz-Gerhard Dr Koehn
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-12-04

Abstract

The device has a measurement sensor with a permanent magnet (12), a solenoid coil (13), a horizontal position sensor (16) and a control amplifier (14). A digital signal processor has a microprocessor (18) for control purposes and data processing, and has an EEPROM (23) to store the scales parameters. There is a display and operating unit (19/29). The EEPROM is located on the circuit card (24) of the horizontal position sensor. The supply voltage to the EEPROM is switched on and off by the microprocessor. A RAM or EEPROM zone is provided in the microprocessor, in which the data from the EEPROM can be overwritten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage mit einem Meßwertaufnehmer nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation, der einen Permanentmagneten, eine stromdurchflossene Spule, einen Lagensensor und einen Regelverstärker umfaßt, mit einer digitalen Signalverarbeitungseinheit, die einen Mikroprozessor zur Steuerung und zur Datenverarbeitung und ein EEPROM zur Speicherung der waagenspezifischen Parameter umfaßt, und mit einer Anzeige- und Bedieneinheit.The invention relates to an electronic scale with a Sensor based on the principle of electromagnetic Force compensation, which is a permanent magnet, a current-carrying one Includes coil, a position sensor and a control amplifier, with a digital Signal processing unit that a microprocessor for control and Data processing and an EEPROM for storing the scale-specific Includes parameters, and with a display and control unit.

Elektronische Waagen dieser Art sind allgemein bekannt und beispielsweise in der DE-PS 31 44 103 beschrieben. Die im EEPROM abgespeicherten waagen spezifischen Daten können z. B. der Temperaturkoeffizient, Ecklastabweichungen oder Daten über das Einlaufverhalten des Meßwertaufnehmers oder die Daten eines eingebauten Kalibriergewichtes sein. Das EEPROM ist häufig mit im Mikroprozessor integriert, sonst ist es in der Nähe des Mikroprozessors auf der Elektronikplatine untergebracht. Electronic scales of this type are generally known and for example in the DE-PS 31 44 103 described. The scales stored in the EEPROM specific data can e.g. B. the temperature coefficient, corner load deviations or data on the run-in behavior of the sensor or the data an installed calibration weight. The EEPROM is often included in the Integrated microprocessor, otherwise it is close to the microprocessor on the Electronics board housed.

Nachteilig an diesen bekannten Waagen ist, daß im Servicefall bei einer Reparatur oder einem Austausch des Meßwertaufnehmers die neuen Daten des Meßwertaufnehmers in das EEPROM auf der Elektronikplatine eingespeichert werden müssen bzw. bei einem Austausch der Elektronikplatine die meßwertaufnehmerspezifischen Daten aus dem EEPROM der defekten Platine ausgelesen werden müssen und in das EEPROM der Austauschplatine übertragen werden müssen.A disadvantage of these known scales is that in the event of service during a repair or an exchange of the transducer the new data of the Sensor is stored in the EEPROM on the electronics board must be or when replacing the electronics board Sensor-specific data from the EEPROM of the defective board must be read out and transferred to the EEPROM of the replacement board Need to become.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Waage der eingangs genannten Bauart anzugeben, die im Servicefall den Austausch des Meßwertaufnehmers oder der Elektronikplatine erleichtert.The object of the invention is therefore a balance of the type mentioned to indicate, in the event of service, the exchange of the sensor or the Electronics board relieved.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das EEPROM auf der Leiterplatte des Lagensensors angeordnet ist und daß die Versorgungsspannung des EEPROMs vom Mikroprozessor ein- und ausschaltbar ist.According to the invention this is achieved in that the EEPROM on the Circuit board of the position sensor is arranged and that the supply voltage of the EEPROM can be switched on and off by the microprocessor.

Das EEPROM auf der Leiterplatte des Lagensensors ist damit Bestandteil des Meßwertaufnehmers und wird im Servicefall mit dem Meßwertaufnehmer getauscht, ohne daß ein Eingriff in die allgemeine Elektronikplatine der Waage notwendig ist. Die Daten im EEPROM können bereits im Werk eingespeichert werden, nachdem der zugehörige Meßwertaufnehmer vermessen wurde. Der Meßwertaufnehmer einschließlich EEPROM wird damit eine leicht austauschbare Einheit. Beim Tausch einer defekten Elektronikplatine ist ebenfalls kein zusätzlicher Datentransfer notwendig, da alle Daten auf dem EEPROM beim Meßwertaufnehmer erhalten bleiben. - Durch die Ausschaltmöglichkeit der Versorgungsspannung des EEPROMs, die im Prinzip schon aus der DE-OS 29 23 882 bekannt ist, wird dem Umstand Rechnung getragen, daß der Meßwertaufnehmer mit seinen vielen mechanischen Bauteilen enger Toleranz empfindlich gegen Wärmequellen und daraus resultierende Temperatur gradienten ist. Der Mikroprozessor wird also so programmiert, daß er das EEPROM nur kurz einschaltet, die gespeicherten Daten ausliest und anschließend die Versorgungsspannung für das EEPROM wieder ausschaltet.The EEPROM on the circuit board of the position sensor is therefore part of the Sensor and is used for servicing with the sensor exchanged without interfering with the general electronics board of the scale necessary is. The data in the EEPROM can already be stored in the factory after the associated transducer has been measured. Of the Sensor, including EEPROM, becomes an easily replaceable one Unit. When replacing a defective electronic board, there is also no additional data transfer necessary, since all data on the EEPROM at The sensor is retained. - By switching off the Supply voltage of the EEPROM, which in principle already comes from the DE-OS 29 23 882 is known, the fact is taken into account that the Sensor with its many mechanical components with close tolerance sensitive to heat sources and the resulting temperature is gradient. The microprocessor is therefore programmed so that it EEPROM only switches on briefly, reads the stored data and then the supply voltage for the EEPROM switches off again.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements result from the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung beschrieben, die den Meßwertaufnehmer der Waage im Schnitt und ein Blockschaltbild der Elektronik zeigt.The invention is described below with the aid of a schematic drawing described, which the transducer of the scale on average and a Block diagram of the electronics shows.

Der dargestellte Meßwertaufnehmer besteht aus einem gehäusefesten Systemträger 1, an dem über zwei Lenker 4 und 5 mit den Gelenkstellen 6 ein Lastaufnehmer 2 in senkrechter Richtung beweglich befestigt ist. Der Lastaufnehmer 2 trägt in seinem oberen Teil die Lastschale 3 zur Aufnahme des Wägegutes und überträgt die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft über ein Koppelelement 9 mit den Dünnstellen 10 und 11 auf den Lastarm des Übersetzungshebels 7. Der Übersetzungshebel 7 ist durch ein Kreuzfedergelenk 8 am Systemträger 1 gelagert. Am Kompensationsarm des Übersetzungshebels 7 ist ein Spulenkörper mit einer Spule 13 befestigt. Die Spule 13 befindet sich im Luftspalt eines Permanentmagnetsystems 12 und erzeugt die Kompensationskraft. Die Größe des Kompensationsstromes durch die Spule 13 wird dabei in bekannter Weise durch den Lagensensor 16 und den Regelverstärker 14 so geregelt, daß Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Wägegutes und der elektromagnetisch erzeugten Kompensationskraft herrscht. Der Kompensationsstrom erzeugt am Meßwiderstand 15 eine Meßspannung, die einem Analog/Digital-Wandler 17 zugeführt wird. Das digitalisierte Ergebnis wird von einer digitalen Signalverarbeitungselektronik 18 (Mikroprozessor) übernommen und in der Anzeige 19 digital angezeigt. Die Bedienung der Waage erfolgt durch die Bedienungstasten 29. Die einzelnen Bauelemente der Elektronik werden über Leitungen 21 von einem Netzteil oder einer Batterie 20 mit Spannung versorgt.The sensor shown consists of a system-fixed system carrier 1 , to which a load sensor 2 is movably attached in the vertical direction via two links 4 and 5 with the articulation points 6 . The load receiver 2 carries in its upper part the load pan 3 for receiving the goods to be weighed and transmits the force corresponding to the mass of the goods to be weighed via a coupling element 9 with the thin points 10 and 11 to the load arm of the transmission lever 7 . The transmission lever 7 is supported by a cross spring joint 8 on the system carrier 1 . A bobbin with a coil 13 is attached to the compensation arm of the transmission lever 7 . The coil 13 is located in the air gap of a permanent magnet system 12 and generates the compensation force. The size of the compensation current through the coil 13 is controlled in a known manner by the position sensor 16 and the control amplifier 14 so that there is a balance between the weight of the weighing sample and the electromagnetic compensation force. The compensation current generates a measuring voltage at the measuring resistor 15 , which is fed to an analog / digital converter 17 . The digitized result is taken over by digital signal processing electronics 18 (microprocessor) and displayed digitally in the display 19 . The scale is operated using the control buttons 29 . The individual components of the electronics are supplied with voltage via lines 21 from a power pack or a battery 20 .

Die vorstehend kurz beschriebenen Teile der Waage sind sowohl in ihrem Aufbau als auch in ihrer Funktion allgemein bekannt, so daß auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.The parts of the scale briefly described above are both in their structure as well known in their function, so that on a detailed Description can be dispensed with.

Weiter weist die Waage ein EEPROM 23 auf, das zusammen mit dem Lagensensor 16 auf einer Leiterplatte 24 angeordnet ist. Das EEPROM 23 ist über einen Schalter 22 mit der Spannungsversorgung 20 verbunden. Der Schalter 22 wird vom Mikroprozessor 18 mittels einer Leitung 25 angesteuert, so daß der Mikroprozessor 18 bestimmt, ob und wann das EEPROM 23 mit Spannung versorgt wird. Ist der Schalter 22 geschlossen, das EEPROM 23 also mit Spannung versorgt, so kann der Mikroprozessor 18 über die Leitung 26 Daten in das EEPROM 23 einschreiben oder auslesen. Beispielsweise kann der Mikroprozessor 18 nach jeder Unterbrechung der Versorgungsspannung 20 den Schalter 22 für kurze Zeit schließen und die im EEPROM 23 gespeicherten Daten übernehmen. Dazu weist der Mikroprozessor 18 vorteilhafterweise ein RAM- oder EEPROM-Bereich 27 auf, in den die Daten vom EEPROM 23 überschrieben und zwischengespeichert werden können. Dadurch stehen diese Daten dem Mikroprozessor 18 jederzeit zu Rechen- und Korrekturzwecken zur Verfügung, ohne daß er jedesmal das EEPROM 23 aktivieren muß.The balance also has an EEPROM 23 , which is arranged together with the position sensor 16 on a printed circuit board 24 . The EEPROM 23 is connected to the voltage supply 20 via a switch 22 . The switch 22 is controlled by the microprocessor 18 by means of a line 25 , so that the microprocessor 18 determines whether and when the EEPROM 23 is supplied with voltage. If the switch 22 is closed, ie the EEPROM 23 is supplied with voltage, the microprocessor 18 can write or read data into the EEPROM 23 via the line 26 . For example, the microprocessor 18 can close the switch 22 for a short time after each interruption of the supply voltage 20 and take over the data stored in the EEPROM 23 . For this purpose, the microprocessor 18 advantageously has a RAM or EEPROM area 27 , in which the data from the EEPROM 23 can be overwritten and buffered. As a result, this data is available to the microprocessor 18 at any time for computing and correction purposes without having to activate the EEPROM 23 each time.

Dadurch ist sichergestellt, daß nach einer Reparatur der Waage, bei der ja die gesamte Spannungsversorgung der Waage unterbrochen werden muß, der Mikroprozessor 18 die eventuell geänderten Daten des EEPROMs 23 übernimmt und in seinem eigenen Speicherbereich 27 abspeichert. Falls einzelne Daten des Meßwertaufnehmers - wie z. B. die Auflösung des Meßergebnisses in Einer-, Zweier- oder Fünfer-Schritten - durch den Bediener der Waage verändert werden können, so wird jede Änderung zunächst im Bereich 27 des Mikroprozessors 18 zwischengespeichert und nach Abschluß der Änderung wird die Versorgungsspannung des EEPROMs vom Mikroprozessor 18 kurz eingeschaltet und die geänderten Daten werden vom Mikroprozessor 18 in das EEPROM 23 übertragen und dort endgültig abgespeichert.This ensures that after a repair of the scale, in which the entire voltage supply to the scale must be interrupted, the microprocessor 18 takes over the possibly changed data of the EEPROM 23 and stores it in its own memory area 27 . If individual data of the transducer - such. B. the resolution of the measurement result in one, two or five steps - can be changed by the operator of the scale, each change is first stored in the area 27 of the microprocessor 18 and after the change is complete, the supply voltage of the EEPROM is from the microprocessor 18 switched on briefly and the changed data are transferred from the microprocessor 18 into the EEPROM 23 and finally stored there.

Der in der Figur als mechanischer Schalter dargestellte Schalter 22 wird selbst verständlich normalerweise als FET-Schalter realisiert. Da die Stromaufnahme des EEPROMs 23 nicht groß ist, kann das EEPROM häufig auch an einen Ausgang des Mikroprozessors 18 direkt angeschlossen werden, der softwaregesteuert auf 0 Volt oder auf Versorgungsspannungspotential gehalten wird.The switch 22 shown in the figure as a mechanical switch is of course normally implemented as a FET switch. Since the current consumption of the EEPROM 23 is not great, the EEPROM can often also be connected directly to an output of the microprocessor 18 , which is kept under software control at 0 volts or at supply voltage potential.

Claims

1. Electronic scale with a transducer based on the principle of electromagnetic force compensation, which comprises a permanent magnet ( 12 ), a current-carrying coil ( 13 ), a position sensor ( 16 ) and a control amplifier ( 14 ), with a digital signal processing unit, which has a microprocessor ( 18 ) for control and data processing and an EEPROM ( 23 ) for storing the scale-specific parameters, and with a display and operating unit ( 19/29 ), characterized in that the EEPROM ( 23 ) on the circuit board ( 24 ) of the position sensor ( 16 ) is arranged and that the supply voltage of the EEPROM ( 23 ) can be switched on and off by the microprocessor ( 18 ).

2. Electronic balance according to claim 1, characterized in that a RAM or EEPROM area ( 27 ) is provided in the microprocessor ( 18 ), in which the data from the EEPROM ( 23 ) can be overwritten.

3. Electronic balance according to claim 2, characterized in that the microprocessor ( 18 ) briefly switches on the power supply of the EEPROM ( 23 ) after each interruption of the entire voltage supply of the balance, which reads the data stored in the EEPROM ( 23 ) and in the RAM or EEPROM area ( 27 ) saves.