DE2201106C2 - Elektromagnetisch kompensierende Waage - Google Patents
Elektromagnetisch kompensierende WaageInfo
- Publication number
- DE2201106C2 DE2201106C2 DE2201106A DE2201106A DE2201106C2 DE 2201106 C2 DE2201106 C2 DE 2201106C2 DE 2201106 A DE2201106 A DE 2201106A DE 2201106 A DE2201106 A DE 2201106A DE 2201106 C2 DE2201106 C2 DE 2201106C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- load
- compensation coil
- zero position
- pulses
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G7/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups
- G01G7/02—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electromagnetic action
- G01G7/04—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electromagnetic action with means for regulating the current to solenoids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S177/00—Weighing scales
- Y10S177/05—Magnets
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
22 Ol 106
schiedlichen Aufstellungsorten können sich auch Veränderungen des Magnetfeldes aufgrund von Temperatur-Schwankungen
und/oder Altern der Magnete als Fehlerquellen bemerkbar machen. Solche Fehlerquellen
können mit der bekannten Waage aber nicht bzw. nur unzureichend unterdrückt werden.
Bei einer anderen bekannten Waage der eingangs genannten Art (US-PS 33 22 222; Fig. 2 und 3) wird die
Referenz-K.ompensationsspule von einem Regler mit einem Strom beaufschlagt, welcher den Referenzteil in
seine Nullage zurückführt, wobei der Strom durch einen konstanten Wirkwiderstand geleitet und die daran abfallende
Spannung (Referenz-Spannung) ein Maß für das Gewicht des Referenzteils bildet Diese Referenz-Spannung
hat wegen der voraussetzungsgemäß konstanten Masse des Referenzteils einen im wesentlichen
konstanten Wert, der aber relativ kleinen Änderungen durch Störgrößen unterworfen ist und rwar entsprechend
der Temperatur- und alterungsbedingten Schwankungen des Magnetfeldes im Luftspalt des zugehörigen
Magnetsystems. Weitere Störgrößen sind durch Abweichungen von der genauen vertikalen Lage des
Referenzteils (Schrägstellung der Waage) gegeben und schließlich treten durch Wechsel des Aufstellungsortes
bedingte Änderungen der Erdbeschleunigung und Beschleunigungskräfte durch Vibrationen oder sonstige
Erschütterungen auf.
Der von einem ersten Regler der Last-Kompensationsspule zugeführte Strom wird ebenfalls durch einen
gesonderten Wirkwiderstand geleitet, wobei die daran abfallende Spannung (Last-Spannung) ein Maß für die
Last bildet, welches aber durch die voranstehend beim Referenzteil erwähnten Störgrößen verfälscht ist, die
gleichermaßen auch den Stromfluß durch die Last-Kompensationsspule
beeinflussen.
Bei dieser bekannten Waage wird zur Eliminierung der Störgrößen die Differenzspannung der Last-Spannung
und Referenzspannung gebildet und der Quotient aus dieser Differenz und der Referenz-Spannung zur
Gewinnung des Resultats der Lastbestimmung verwendet.
Hierzu kann bei geringen Genauigkeitsanforderungen die Quotientenbildung durch Zuführung von Differenzspannung
und Referenz-Spannung zur beweglichen bzw. stationären Spule eines mechanischen Anzeigeinstruments
erfolgen, oder es wird jede der beiden Spannungen digitalisiert und der Quotient digital ermittelt
und angezeigt. Im Prinzip erfolgt also bei dieser Waage die Resultatgewinnung dadurch, daß ein der Last entsprechender,
noch mit Fehlern behafteter Meßwert gewonnen wird, der nachträglich eine Korrektur mittels
eines gesondert gewonnenen weiteren Meßwertes erfährt.
Nachteilig bei der soweit erläuterten Waage ist, daß zur Resultatgewinnung bzw. für dessen Ablesung ein
aufwendiges Gerät — Spannungsverhältnismesser — erforderlich ist.
Ein weiterer Mangel der bekannten Waage liegt in Folgendem: nach bekannten Regeln der Fehlerrechnung
addieren sich die Fehler von Einzelwerten, welche miteinander multipliziert oder ins Verhätlnis gesetzt
werden, mit guter Näherung zu einem Gesamtfehler im Resultat. Hier werden nun bei jeder Wägung prinzipgemäß
zwei Einzelwägungen vorgenommen, nämlich die des Lastteils und die des Referenzteils. Wenn nun beide
Einzelwägungen beispielsweise den gleichen relativen Fehler aufweisen, so ist das Resultat mit dem doppelten
Fehler der Einzelwägung behaftet.
Schließlich ist durch die DE-AS 12 62 630 (Zusatz zu dem auf den Gegenstand der eingangs genannten DE-AS
11 94 167 erteilten Patent) eine Waage bekanntgeworden,
welche auf eine Verbesserung der Gewichtsanzeige bei der eingangs beschriebenen Waage abzielt.
Wenn damit auch die im Zusammenhang mit der zu Anfang beschriebenen Waage aufwendige Anzeige bestätigt
wird, so kann die hier vorgeschlagene Lösung immer noch nicht befriedigen.
ίο Auch bei der Waage gemäß der DE-AS 12 62 630
werden eine Last-Kompensationsspule und eine Referenz-Kompensationsspule in unterschiedlichen Luftspalten
eines gemeinsamen Magnetsystems verwendet. Die Last-Kompensationsspule liegt in Reihe über einen
einstellbaren Widerstand und einen Strommesser an einer (konstanten) Gleichstromquelle. Ebenso ist die Referenz-Kompensationsspule
an diese Gleichstromquelle in Reihe über einen anderen einstellbaren Widerstand und einen anderen Strommesser angeschaltet. Für die
Anzeige der Nullage ist beschrieben, daß an sich bekannte mechanische oder elektrische Mittel Verwendung
finden können, ohne daß nähere Angaben gemacht sind, wie dies geschehen soll.
Beim Betrieb dieser bekannten Waage muß wie folgt vorgegangen werden: Der erste Widerstand wird solange
(von Hand oder mit einer nicht erläuterten Vorrichtung) verstellt, bis der Lastteil seine Nullage einnimmt.
Dann wird der zugehörige Strommesser abgelesen und der Wert notiert.
In gleicher Weise wird der andere Widerstand solange verstellt, bis der Referenzteil seine Nullage einnimmt,
worauf dann der entsprechende Strommesser abgelesen und dieser Wert notiert wird.
Schließlich muß dann noch das Verhältnis der abgelesenen Ströme gebildet und das Wägeergebnis errechnet werden (beispielsweise handschriftlich). Abgesehen davon, daß die bekannte Waage kein fertiges Wägeergebnis liefert, sondern noch eine geistige Betätigung der Bedienungsperson mit entsprechender Unbequemücnkeit und zusätzlicher Fehlerquelle voraussetzt, haftet dieser Waage auch noch der weiter oben schon beschriebene Mangel an, daß sich nach den bekannten Regeln der Fehlerrechnung die Fehler von Einzel werten, welche miteinander multipliziert oder ins Verhältnis gesetzt werden, zu einem Gesamtfehler im Resultat addieren.
Schließlich muß dann noch das Verhältnis der abgelesenen Ströme gebildet und das Wägeergebnis errechnet werden (beispielsweise handschriftlich). Abgesehen davon, daß die bekannte Waage kein fertiges Wägeergebnis liefert, sondern noch eine geistige Betätigung der Bedienungsperson mit entsprechender Unbequemücnkeit und zusätzlicher Fehlerquelle voraussetzt, haftet dieser Waage auch noch der weiter oben schon beschriebene Mangel an, daß sich nach den bekannten Regeln der Fehlerrechnung die Fehler von Einzel werten, welche miteinander multipliziert oder ins Verhältnis gesetzt werden, zu einem Gesamtfehler im Resultat addieren.
Zwar ist in der DE-AS 12 62 630 noch der Vorschlag
enthalten, statt einer gesonderten Ablesung jedes Strommessers eine Vorrichtung zu verwenden, die das
Verhältnis der Ströme unmittelbar anzeigt, z. B. ein Kreuzspulinstrument, jedoch geht diese Lösung nicht
über den Stand der Technik hinaus, wie er weiter oben anhand der US-PS 33 22 222 erläutert wurde, ganz abgesehen
davon, daß in der DE-AS 12 62 630 überhaupt nicht angegeben ist, wie die Einstellung der Ströme
durch die Last- und Referenz-Kompensationsspulen zur Zurückführung in die jeweiligen Nullagen bzw. die Verstellung
der entsprechenden Widerstände selbsttätig von der Waage durchgeführt werden soll.
Insgesamt ist also bei den bisher bekanntgewordenen Waagen als nachteilig festzuhalten, daß die Gewinnung
des Wägeergebnisses und die entsprechende Anzeige aufwendig und kompliziert ist, und daß die Beseitigung
möglicher Fehlerquellen nicht ausreichend ist, um hohen Ansprüchen gerecht zu werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Waage der im Oberbegriff des Anspruchs I vorausgesetzten
Art so weiter zu bilden, daß die Gewinnung des
22 Ol 106
Wägeergebnisses — also eine in Gewichtseinheiten ablesbare
Anzeige oder ein das Wägeergebnis darstellendes digitales oder analoges Signal — unter Berücksichtigung
der mit dem Referenzteil feststellbaren, das Wägeergebnis verfälschenden Störgrößen, die durch Veränderung
der Erdbeschleunigung oder durch eine Schrägstellung der Waage oder durch Veränderungen des Magnetfeldes
aufgrund von Temperaturschwankungen und oder Altern der Magnete hervorgerufen, vereinfacht
wird, so daß auch in Gewichtseinheiten geeichte handelsübliche Analog- oder Digital-Voltmeter einsetzbar
sind, wodurch der Aufwand für die Darstellung des Wägeergebnisses verringert wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale.
Die Korrektur der Fehlerquellen erfolgt bei der Erfindung nicht allein durch eine Referenzspule. Vielmehr
wird in neuartiger Weise die Korrektur der systembedingten Meßfehler, die durch Änderungen der Erdbeschleunigung,
durch Temperaturschwankungen und Schrägstellung der Waage bedingt sind, durch eine Änderung
der vom Permanentmagneten des Magnetsystems gegebenen magnetischen Feldstärke vorgenommen.
Zu diesem Zweck wird die Referenz-Kompensationsspule immer von einem konstanten Strom durchflossen.
Die durch die Fehlermöglichkeiten bedingten Lageänderungen des Referenzteils steuern eine ortsfeste
Spule zur Änderung der magnetischen Feldstärke, so daß die Lastkompensation unabhängig von den systembedingten
Meßfehlern wird.
Es wird also — bei Abwesenheit anderer Fehlerquellen — der Strom durch die ortsfesten Korrekturspulen
von dem im Referenzteil enthaltenen zweiten Regler so eingestellt, daß unabhängig von Alters- oder Temperatureinflüssen,
denen das Magnetsystem unterworfen ist, sich immer das gleiche Magnetfeld im Luftspalt einstellt,
mit der Folge, daß der Strom durch die Last-Kompensationsspule ein genaues Maß für die Last darstellt. Da der
Strom das Wägeergebnis repräsentiert, kann die zu messende Last in einfacher Weise als Spannung auf einem
üblichen Analog- oder Digitalvoltmeter abgelesen werden.
Wenn weitere Fehlerquellen auftreten — z. B. Schrägstellung oder Änderung der Beschleunigung —
erfolgt ebenfalls eine auch diese Störgrößen berücksichtigende Änderung des Luftspalt-Magnetfeldes dergestalt,
daß immer der Strom durch die Last-Kompensationsspule der Masse des Lastteiles proportional und
damit fehlerfrei ein Maß für die zu bestimmende Last ist. Zur Resultatgewinnung genügt es daher wie gesagt, mii
einem einfachen Meßgerät diesen Strom bzw. den von ihm erzeugten Spannungsabfall an einem Widerstand zu
messen und darzustellen.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben
und in der Zeichnung dargestellt
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zeichnung zu entnehmen, deren einzige Figur einen Schnitt
durch eine balkenlose oberschalige Waage sowie — in Blockform — die wesentlichen Teile der elektrischen
Schaltung zeigt, wobei alle für das Wesen der Erfindung nicht wichtigen Details der besseren Übersichtlichkeit
halber weggelassen sind.
Der Lastteil 1 besteht aus einem im wesentlichen geschlossenen,
zylindrischen Hohlkörper, welcher seinerseits den prinzipiell gleich aufgebauten, jedoch kleineren
Referenzteil 2 umschließt Innerhalb des Referenzteils 2 ist das Korrekturspulensystem 3 angeordnet.
Der Lastteil 1 wird durch die Federn 4,4' in vertikaler
Richtung elastisch geführt, der Referenzteil 2 durch die Federn 5,5'. Die Federn 4,4' bzw. 5,5' sind ihrerseits mit
bekannten Mitteln am Gehäuse befestigt.
In der Nähe der oberen und unteren Enden von Referenzteil
2 und Lastteil 1 sind die kapazitiv arbeitenden Abtastvorrichtungen 6,6' bzw. 7, T angeordnet.
Der runde Magnettopf 8 umgibt die beiden zylindrisehen Permamentmagnete 9, 9', welche zusammen mit dem Kern 10 den inneren Teil des Magnetsystems bilden.
Der runde Magnettopf 8 umgibt die beiden zylindrisehen Permamentmagnete 9, 9', welche zusammen mit dem Kern 10 den inneren Teil des Magnetsystems bilden.
Ortsfest den beiden Magneten 9, 9' zugeordnet sind die beiden untereinander elektrisch verbundenen ringförmigen
Korrekturspulen ii bzw. Ii'. Im Luftspalt 14
zwischen dem Kern 10 und dem Magnettopf 8 befinden sich, vertikal beweglich und konzentrisch zueinander,
die Last-Kompensationsspulen 12 (außen) und 13 (innen). Die Spulen 12 bzw. 13 sind mit dem Lastteil 1 bzw.
dem Referenzteil 2 fest verbunden.
Der Wägevorgang ist bekanntlich folgender: Eine Last 15 wird auf die am oberen Ende des Lastteils 1
angebrachte Lastschale 16 gelegt. Dadurch wird der Lastteil 1 vertikal aus seiner Nullage ausgelenkt, die
Abtastung 7, T erfährt eine Änderung ihrer Kapazitäten. Diese Änderung steuert den Oszillator 17 an. Das
resultierende Signal aus dem Oszillator 17 wird gleichgerichtet im Gleichrichter 18, verstärkt im Verstärker
19 und kompensiert durch elektromagnetische Kraftwirkung in der Last-Kompensationsspule 12 die Auslenkung,
so daß der Lastteil 1 praktisch wieder in die Nullage zurückgeführt wird. Die Größe des Kompensationsstroms ist proportional der zu messenden Last und kann
als digitalisierte Spannung auf dem Digitalvoltmeter 20 abgelesen werden.
Der Referenzteil 2 von konstanter Masse wird durch einen Strom, welcher die Spule 13 durchfließt in seiner
Nullage gehalten. Dieser Strom ist konstant; er wird der Konstantstromquelle 22 entnommen, welche mit einer
sehr stabilen Konstantspannungsquelle 21 als Referenz verbunden ist.
Die Notwendigkeit, die Konstantspannungsquelle 21 sehr stabil zu halten, bedingt einen beträchtlichen Aufwand.
Dieser Aufwand kann merklich verringert werden, d. h. es kann eine relativ instabile Konstantspannungsquelle
21 verwendet werden, wenn man sie gleichzeitig als Referenz für das Digitalvoltmeter 20 benutzt.
In dieser bevorzugten Ausführung wirken sich Schwankungen des Sollspannungswertes auf den Strom in der
Spule 13 wie auf die Anzeige im Digitalvoltmeter 20 gleichermaßen aus, und die Richtigkeit der Anzeige
bleibt unbeeinflußt
Die Abtasivorrichtung 6, 6' sorgt für die genaue Einhaltung
der Nullage; bei auftretenden Abweichungen von der Nullage tritt in der gleichen Weise wie oben bei
der Kompensation des Lastteils beschrieben der Regelkreis 23,24,25 in Funktion und der die Korrekturspulen
11, 11' durchfließende Strom wird so lange vergrößert
oder verkleinert bis sich das resultierende Magnetfeld so eingestellt hat daß die — entsprechend geänderte —
Kompensationskraft aus dem konstanten Strom in der Spule 13 die — konstant gebliebene — Masse des Referenzteils
wieder gerade in ihrer Nullage hält
Da das Magnetfeld für Referenzteil 2 und Lastteil 1
Da das Magnetfeld für Referenzteil 2 und Lastteil 1
es das gleiche ist wirkt sich die Änderung des Magnetfeldes auch auf das Wägeergebnis aus. Angenommen, es
wird eine Wägung vorgenommen an einem Ort, der tiefer liegt als derjenige, an welchem die Waage justiert
22 Ol
wurde, also eine höhere Erdbeschleunigung aufweist. Die höhere Erdbeschleunigung wird der — konstanten
— Masse des Referenzteils 2 eine größere Kraft verleihen. Folglich wird der Referenzteil 2 eine Auslenkung
nach unten erfahren, da der Kompensationsstrom konstant ist. Die Abtastung 6, 6' spricht an und regelt über
den Strom in den Korrekturspulen 11 das Magnetfeld auf einen größeren Wert ein, bis der Referenzteil 2 die
Nullage wieder eingenommen hat. Die zu bestimmende Masse 15 erzeugt ebenfalls eine vergrößerte Kraft nach
unten, so daß bei unverändertem Magnetfeld der gemessene Kompensationsstrom nicht der — höhenunabhängigen
— Masse proportional gewesen wäre, sondern einen zu großen Wert angenommen hätte. Durch die
Verstärkung des Magnetfeldes genügt nun aber ein entsprechend geringerer Strom, d. h. ein Strom mit einem
Wert proportional der Masse.
Auf diese Weise können Änderungen des Betrages der Erdbeschleunigung sich auf das Meßergebnis nicht
mehr auswirken, die Waage wird also unabhängig von der Höhe des Aufstellungsortes für gleiche Massen gleiche
Wägeergebnisse liefern, also nach dem Prinzip des Massenvergleichs arbeiten.
Der gleiche Vorteil ergibt sich hinsichtlich Fehlern, die sonst aus einer leichten Schrägstellung der Waage
resultieren. Bei einer Kraftkompensation wird bei Abweichungen von der Vertikalen stets nur die Cosinuskomponente
der von der Last erzeugten Kraft gemessen, was hier jedoch ohne Auswirkung auf das Wägeergebnis
bleibt, da in gleicher Weise wie oben beschrieben das Magnetfeld verändert wird — allerdings hier stets
im Sinne einer Abschwächung der magnetischen Feldstärke —, bis die Größe des Kompensationsstroms wieder
ein wahres Maß für die zu wägende Last darstellt.
Aus dem oben Gesagten folgt zwangsläufig die Ausschaltung der weiter genannten Fehlerquelle, nämlich
derjenigen aus Änderungen des Magnetfeldes aufgrund von Temperaturschwankungen und/oder Altern des
Magneten. In diesen Fällen stellen die Korrekturspulen 11 durch entsprechende Veränderung ihres Erreger-Stroms
die ursprüngliche magnetische Feldstärke wieder her.
Im Gegensatz zur Wirkungsweise beim Kompensieren der ersterwähnten beiden Fehlerquellen, bei welcher
das Magnetfeld jeweils automatisch auf einen entsprechend höheren oder niedrigeren Wert eingeregelt
wird, sorgt die automatische Kompensation im letztgenannten Fall für eine Konstanthaltung des Magnetfeldes.
Es versteht sich von selbst, daß beim praktisch häufigen
Fa!! des gleichzeitigen Vorhandenseins von mehr als einem der erwähnten Störeinflüsse diese gleichzeitig
kompensiert werden, also die resultierende Magnetfeldabweichung die Summe aller Einzelfehler ausgleicht
Die symmetrisch paarweise Anordnung der Abtastvorrichtung 6,6' und 7, T erfüllt folgenden Zweck: Bei
Temperaturschwankungen werden Lastteil 1 und Referenzteil 2 Dimensionsänderungen erfahren, welche sich
hauptsächlich in vertikaler Richtung auswirken werden. Durch die dargestellte Anordnung der Abtastvorrichtungen
werden die daraus resultierenden Änderungen der Kapazitäten sich jeweils aufheben, so daß keine
Änderung des Abtastsignals eintritt und demzufolge keine das Meßergebnis verfälschende Änderung der
Ströme in den Kompensations- bzw. Korrekturspulen resultiert
Es erweist sich weiterhin als zweckmäßig, den Einfluß der Federkonstanten der Aufhängungen 4, 4' und S, 5'
zu kompensieren, d. h. deren Einfluß auf die Auslenkung von Last- und Referenzteil, beispielsweise unter dem
Einfluß von Temperaturschwankungen, zu eliminieren. Eine Möglichkeit dazu besteht darin, dafür eine elektrostatisch
arbeitende Vorrichtung zu wählen. Durch entsprechende Dimensionierung der Kondensatoren sowie
der an diese angelegten Spannung kann die Rückstellkraft der elastischen Aufhängungen bei Abweichungen
von der Sollposition von Last- und Referenzteil im praktisch interessierenden Bereich jeweils gerade kompensiert
werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden vorteilhafterweise die kapazitiven Abtastvorrichtungen 6, 6'
und 7, T für diesen Zweck herangezogen. Das kann auf einfache Weise dadurch geschehen, daß der zur Signalgebung
für die Auslenkungen unter Last verwendeten hochfrequenten Wechselspannung eine Gleichspannung
von beispielsweise einigen hundert Volt überlagert wird.
Die entsprechenden Gleichspannungsquellen sind in der Zeichnung mit 26 und 27 bezeichnet. Sie sind zu
Justierzwecken in einem gewissen Bereich einstellbar. Die Widerstände 28 und die Kapazitäten 29 dienen in
bekannter Weise zur Trennung von Gleichspannung und Wechselspannung.
Das beschriebene Beispiel stellt eine besonders vorteilhafte, einfache Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Waage dar, welche Wägungen mit einer Genauigkeit von wenigstens i0~5 durchzuführen gestattet.
Es ist ohne weiteres möglich, weitere Formen nach dem Prinzip der Erfindung zu gestalten, so z. B. durch
Einschluß von Bestandteilen, die ein Tarieren ermöglichen und/oder das Nachschalten von Registrier- oder
Auswerteeinrichtungen, um den Wägevorgang auf bekannte Weise zu automatisieren. Auch ist das erfindungsgemäße
Prinzip der Anpassung des Magnetfeldes nicht auf balkenlose Waagen beschränkt, sondern kann
gleichermaßen bei Balkenwaagen angewendet werden.
Weiterhin kann anstelle der oberschaligen Waage auch eine solche mit unten hängender Lastschale gewählt
werden. Ferner kann die Aufhängung von Last- und Referenzteil rein magnetisch, also ohne mechanische
Halteelemente vorgenommen werden. Bei Ausführung der Waage mit digitaler Anzeige kann beispielsweise
bei Verwendung eines Digitalvoltmeters eine Wägebereichserweiterung mit gleichzeitiger Vergrößerung
der Zahl der angezeigten Dezimalen durch Zuschalten von Kompensationsstromstufen mit separater Anzeige
erreicht werden.
Claims (5)
1. Elektromagnetisch kompensierende Waage, ten Last-Kompensationsspule, sowie einer auf diese
enthaltend ein Wägesystem mit einem beweglich ge- 5 Auslenkung ansprechenden ersten Abtastvorrichtung
führten, von der zu bestimmenden Last aus einer und einem von dieser beaufschlagten ersten Regler, der
Nullage auslenkbaren Lastteil mit einer in einem er- die Last-Kompensationsspule mit einem den Lastteil in
sten Luftspalt eines Magnetgesteiis angeordneten seine Nullage rückführenden, ein Maß für die zu bestim-Last-Kompensationsspule, sowie mends Last bildenden elektrischen Strom speist, und
einer auf diese Auslenkung ansprechenden ersten io ferner enthaltend
Abtastvorrichtung und ein Korrektursystem mit einem beweglich geführten,
einem von dieser beaufschlagten ersten Regler, der von einer konstanten Masse aus einer Nullage auslenk-
die Last-Kompensationsspule mit einem den Lastteil baren Referenzteil mit einer in dem ersten oder einem
in seine Nullage rückführenden, ein Maß für die zu weiteren Luftspalt des Magnetgestells angeordneten
bestimmende Last bildenden elektrischen Strom is Referenz-Kompensationsspule,
speist, und ferner enthaltend eine auf diese Auslenkung ansprechende und einen
ein Korrektursystem mit einem beweglich geführ- zweiten Regler beaufschlagende zweite Abtastvorrichten, von piner konstanten Masse aus einer Nullage tung und
ausletikbaren Referenzteil mit einer in dem ersten eine die Referenz-Kompensationsspule mit einem der
oder einem weiteren Luftspalt des Magnetgestells 20 Auslenkung aus der Nullage entgegenwirkenden elekangeordneten Referenz- Kompensationsspule, trischen Strom speisende Quelle,
eine auf diese Auslenkung ansprechende und einen Durch die DE-AS 11 94 167 ist bereits eine Waage
zweiten Regler beaufschlagende zweite Abtastvor- dieser Ar*, bekanntgeworden, bei der von einem Generichtung und eine die Referenz-Kompensationsspule rator Impulse erzeugt werden, die über einen Impulsformit einem der Auslenkung aus der Nullage entge- 25 mer dauernd zur Referenz-Kompensationsspule gelangenwirkenden elektrischen Strom speisende Quelle, gen. Der Impulsformer wird von der zweiten Abtastvordadurchgekennzeichnet, richtung gesteuert und beeinflußt dadurch die Dauer
daß die Referenz-Kompensationsspule (13) von ei- und/oder Höhe der Impulse in der Weise, daß der Refenem konstanten Strom durchflossen ist, daß zusatz- renzteil immer in seiner Nullage bleibt
lieh zu der beweglichen, im gleichen Luftspalt (14) 30 Die gleichen Impulse werden auch der La£t-Kompenwie die Last-Kompensationsspule (12) befindlichen sationsspule zugeführt allerdings nicht dauernd, viel-Referenz-Kompensationsspule (13) eine das Ma- mehr wird nur eine vorgestimmte Anzahl während einer
gnetfeld im Luftspalt (14) beeinflussende, ortsfest am Periode zugeführt, die eine vorgegebene Vielzahl von
Magnetgestell angeordnete Korrekturspule(n) (U, Impulsen umfaßt Diese genannte Zahl von Impulsen
11') vorgesehen ist deren Strom abhängig von der 35 wird mittels der ersten Abtastvorrichtung so bestimmt
örtlichen Lage der Referenz-Kompensationsspule daß der Lastteil bestrebt ist immer seine Nullage einzu-(13) ist, und daß der zweite Regler (23, 24, 25) die nehmen. Daß Wägeergebnis wird dabei durch Auszäh·
Korrekturspule(n) (11,11') in? Sinne einer Überfüh- len der Impulse gewonnen, die während einer Periode
rung des Referenzteiles (2) in die Nullage speist der Last-Kompensationsspule zugeführt sind. Der so-
2. Waage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 40 weit bekannten Waage haften verschiedene Nachteile
eine einzige gemeinsame Konstantspannungsquelle an. Da das Wägeergebnis durch die Anzahl von Impul-(21) als Referenz sowohl für die Konstantstromquel- sen innerhalb einer Periode bestimmt wird, hängt die
Ie (22) des Referenzteiles (2) als auch für ein die zu Genauigkeit bzw. die Auflösung der Waage von der
bestimmende Last darstellendes Anzeigegerät (20). maximalen Zahl von Impulsen je Periode ab. Im Sinne
3. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- 45 einer hohen Genauigkeit muß die Zahl der Impulse je
net, daß sie balkenlos ist und daß sowohl der Lastteil Periode daher groß sein. Da die Dauer jeder Periode
(1) als auch der Referenzteil (2) sowie die Korrektur- aber nicht beliebig lang gewählt werden kann, sondern
spule(n) (11, 11') im wesentlichen rotationssymme- so klein zu bemessen ist, daß insbesondere bei kleinen
trisch aufgebaut und wenigstens teilweise innerhalb Lasten zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsgrupeines ortsfesten Topfmagnetsystems (8,9,9', 10) an- 50 pen der Perioden kein Absacken des Lastteils erfolgt,
geordnet sind. muß insgesamt die Folgefrequenz der Impulse sehr
4. Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- hoch gewählt werden. Dies führt aber zu einem erheblinet daß Lastteil (1), Referenzteil (2) und Korrektur- chen und mit Kosten verbundenen Aufwand und kann
spule(n) (11, 11') im wesentlichen konzentrisch zu- zusätzliche Fehlerquellen bringen.
einander angeordnet sind. 55 Als ungünstig ist es auch anzusehen, daß wegen der
5. Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- besonderen Art der Gewinnung des Wägeergebnisses
net, daß die Abtastvorrichtungen (7, T bzw. 6,6') von eine speziell ausgebildete, relativ komplizierte Anord-Lastteil (1) und Referenzteil (2) derart jeweils paar- nung für die optische Darstellung des gemessenen Werweise symmetrisch zueinander angeordnet sind, daß tes vorauszusetzen ist. So lassen sich beispielsweise han-Längenänderungen in der Hauptrichtung von Last- 60 delsübliche Voltmeter oder Digitalvoltmeter bei der be-
und Referenzteil wenigstens näherungsweise keine kannten Waage nicht für die Anzeige verwenden.
Änderungen des Ausgangssignals bewirken. Wenn eine Waage höheren Ansprüchen gerecht werden und sehr genaue Ergebnisse liefern soll, ist es erfor-
derlich, eventuelle Fehlerquellen möglichst vollständig
es zu unterdrücken. Hinsichtlich dieses Aspektes kann die bekannte Waage aber nicht als völlig zufriedenstellend
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch korn- eingestuft werden. Neben dem Einfluß der Veränderung
pensierende Waage, enthaltend ein Wägesystem mit ei- der Erdbeschleunigung auf das Wägeergebnis an unter-
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH297571A CH521575A (de) | 1971-03-01 | 1971-03-01 | Waage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2201106A1 DE2201106A1 (de) | 1972-10-26 |
DE2201106C2 true DE2201106C2 (de) | 1985-12-05 |
Family
ID=4245837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2201106A Expired DE2201106C2 (de) | 1971-03-01 | 1972-01-11 | Elektromagnetisch kompensierende Waage |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3688854A (de) |
JP (1) | JPS5028270B1 (de) |
CH (1) | CH521575A (de) |
DE (1) | DE2201106C2 (de) |
FR (1) | FR2128276B3 (de) |
GB (1) | GB1294638A (de) |
IT (1) | IT939170B (de) |
NL (1) | NL176398C (de) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH529999A (de) * | 1971-09-22 | 1972-10-31 | Mettler Instrumente Ag | Waage |
CH547486A (de) * | 1972-07-28 | 1974-03-29 | Mettler Instrumente Ag | Kraft- oder massenmesser. |
US3915017A (en) * | 1973-08-30 | 1975-10-28 | Us Health | Portable ultrasonic radiometer |
DE2400881C2 (de) * | 1974-01-09 | 1982-11-18 | Sartorius GmbH, 3400 Göttingen | Elektromagnetisch kompensierende Waage |
US3955638A (en) * | 1975-03-05 | 1976-05-11 | Voland Corporation | Precision balance |
CH586897A5 (de) * | 1975-07-22 | 1977-04-15 | Mettler Instrumente Ag | |
DE2535758C3 (de) * | 1975-08-11 | 1979-08-02 | Sartorius Gmbh, 3400 Goettingen | Elektromagnetisch kompensierende, balkenlose Kraftmeß- oder Wägevorrichtung |
CH593481A5 (de) * | 1975-11-18 | 1977-12-15 | Mettler Instrumente Ag | |
DE2556117C3 (de) * | 1975-12-12 | 1981-04-30 | Sartorius GmbH, 3400 Göttingen | Elektromagnetisch kompensierende Kraftmeßvorrichtung |
DE2604437C3 (de) * | 1976-02-05 | 1981-01-15 | Sartorius Gmbh, 3400 Goettingen | Elektromagnetisch kompensierende KraftmeB- oder Wägevorrichtung |
CH625342A5 (de) * | 1976-12-18 | 1981-09-15 | Sauter August Gmbh | |
DE2658628C3 (de) * | 1976-12-23 | 1982-01-07 | Sartorius GmbH, 3400 Göttingen | Elektromagnetisch kompensierende Kraftmeß- oder Wägevorrichtung |
CH613279A5 (de) * | 1977-06-15 | 1979-09-14 | Mettler Instrumente Ag | |
CH623133A5 (de) * | 1977-12-06 | 1981-05-15 | Mettler Instrumente Ag | |
CH630462A5 (de) * | 1978-04-19 | 1982-06-15 | Mettler Instrumente Ag | Waage mit elektromagnetischer lastkompensation. |
DE2853073C2 (de) * | 1978-12-08 | 1987-01-29 | Sartorius GmbH, 3400 Göttingen | Oberschalige, elektromagnetisch kraftkompensierende Wägevorrichtung |
DE3002462C2 (de) * | 1980-01-24 | 1987-01-29 | Sartorius GmbH, 3400 Göttingen | Elektrische Waage |
CH645463A5 (de) * | 1980-06-06 | 1984-09-28 | Mettler Instrumente Ag | Waage mit elektromagnetischer kraftkompensation. |
CH652501A5 (de) * | 1980-07-31 | 1985-11-15 | Sartorius Gmbh | Waage mit elektromagnetischer kraftkompensation. |
CH647322A5 (de) * | 1980-08-22 | 1985-01-15 | Mettler Instrumente Ag | Waage mit elektromagnetischer kraftkompensation. |
CH655182A5 (de) * | 1982-02-10 | 1986-03-27 | Mettler Instrumente Ag | Elektromagnetisch kompensierende waage. |
CH658722A5 (de) * | 1983-03-23 | 1986-11-28 | Mettler Instrumente Ag | Waage mit die fallbeschleunigung am aufstellungsort beruecksichtigender gewichtsanzeige. |
JPS59230117A (ja) * | 1983-06-10 | 1984-12-24 | Shimadzu Corp | 電磁力発生装置 |
IT1185128B (it) * | 1985-06-28 | 1987-11-04 | Dataprocess Spa | Trasduttore di massa a compensazione elettromagnetica |
CH675480A5 (de) * | 1988-07-26 | 1990-09-28 | Mettler Toledo Ag | |
FR2657692B1 (fr) * | 1990-01-30 | 1994-09-09 | Pliskine Robert | Balance electronique a tare commandee. |
JP4802639B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-10-26 | 株式会社島津製作所 | 電磁力平衡式電子天びん |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2407513A (en) * | 1943-10-15 | 1946-09-10 | Exact Weight Scale Co | Tare weight compensating apparatus for weighing scales |
US2880985A (en) * | 1953-09-03 | 1959-04-07 | Koehring Co | Load-measuring device |
US3079792A (en) * | 1959-07-24 | 1963-03-05 | E H Res Lab Inc | Electronic force balancing device |
US3182495A (en) * | 1961-01-10 | 1965-05-11 | Johnson Clarence | Force measuring instrument |
US3172493A (en) * | 1961-07-17 | 1965-03-09 | Oskar Glemser | Apparatus for the continuous measurement of variations in the weight of a substance |
US3186504A (en) * | 1961-09-08 | 1965-06-01 | Philips Corp | Weighing apparatus |
DE1194167B (de) * | 1961-09-08 | 1965-06-03 | Philips Nv | Wiegevorrichtung |
DE1262630B (de) * | 1962-01-16 | 1968-03-07 | Philips Nv | Wiegevorrichtung |
US3092197A (en) * | 1962-03-05 | 1963-06-04 | Howard W Ecker | Electromagnetic balance |
US3142349A (en) * | 1962-06-15 | 1964-07-28 | Blodgett Mfg Company | Dynamically compensated weighing scales |
US3322222A (en) * | 1964-11-12 | 1967-05-30 | Baur Fritz | Compensated electromagnetic balance |
US3519095A (en) * | 1969-08-01 | 1970-07-07 | Artek Syst Corp | Precision electromagnetic balance |
-
1971
- 1971-03-01 CH CH297571A patent/CH521575A/de not_active IP Right Cessation
- 1971-08-02 GB GB36296/71A patent/GB1294638A/en not_active Expired
- 1971-09-23 NL NLAANVRAGE7113056,A patent/NL176398C/xx not_active IP Right Cessation
- 1971-11-09 US US196886A patent/US3688854A/en not_active Expired - Lifetime
- 1971-11-10 IT IT30900/71A patent/IT939170B/it active
- 1971-11-25 JP JP46094147A patent/JPS5028270B1/ja active Pending
- 1971-12-02 FR FR7143357A patent/FR2128276B3/fr not_active Expired
-
1972
- 1972-01-11 DE DE2201106A patent/DE2201106C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL176398C (nl) | 1985-04-01 |
CH521575A (de) | 1972-04-15 |
DE2201106A1 (de) | 1972-10-26 |
FR2128276A3 (de) | 1972-10-20 |
IT939170B (it) | 1973-02-10 |
JPS5028270B1 (de) | 1975-09-13 |
US3688854A (en) | 1972-09-05 |
GB1294638A (en) | 1972-11-01 |
NL7113056A (de) | 1972-09-05 |
NL176398B (nl) | 1984-11-01 |
FR2128276B3 (de) | 1974-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2201106C2 (de) | Elektromagnetisch kompensierende Waage | |
DE2239998C3 (de) | Waage mit Auswertegerät, Digitalanzeige und einer sich über mehrere Anzeigeeinheiten erstreckenden Null-Grobjustierung | |
CH640051A5 (de) | Beschleunigungsmesser zur bestimmung des vertikalwinkels. | |
DE2233850A1 (de) | Waage | |
DE2502917A1 (de) | Elektromagnetische kompensations- waegevorrichtung | |
DE2556602C3 (de) | Wägevorrichtung mit elektromagnetischer Lastkompensation | |
DE2643437B2 (de) | Elektromagnetische Kompensations-Wägevorrichtung | |
DE3419218A1 (de) | Verfahren zur optischen gewichtsdarstellung bei dosiervorgaengen sowie dosierwaage zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2940083A1 (de) | Frequenzgenerator | |
DE2207507A1 (de) | Kraftmeßgerät | |
DE2038214C3 (de) | Waage mit elektromagnetischem Lastausgleich | |
EP0271644B1 (de) | Verfahren zur Linearisierung einer elektronischen Waage | |
DE2239995A1 (de) | Elektronischer massen- und kraftmesser | |
DE102016106695B4 (de) | Elektromagnetisch kompensierende Balkenwaage, Verfahren zu deren Kalibrierung und Verfahren zur Bestimmung eines Testgewichts | |
DE2658628C3 (de) | Elektromagnetisch kompensierende Kraftmeß- oder Wägevorrichtung | |
EP3591352B1 (de) | Kibble-waage | |
DE2556181B2 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Messen der Ganggenauigkeit einer elektronischen Uhr | |
DE3714916C2 (de) | ||
DE2924081C2 (de) | Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation | |
DE10259719B4 (de) | Verfahren zur Minimierung des Fehlers einer Messgröße | |
DE2918611C2 (de) | Gerät zur Messung einer ionisierenden Strahlung mit einer daran anschließbaren Meßsonde und Verfahren zur Einstellung eines Widerstandes der Meßsonde | |
DE69208702T2 (de) | Elektronische Waage | |
DE3007426A1 (de) | Schaltungsanordnung mit einem kondensator im rueckkopplungszweig eines operationsverstaerkers | |
DE2535758A1 (de) | Elektromagnetisch kompensierende, balkenlose kraftmess- oder waegevorrichtung | |
DE7200812U (de) | Elektromagnetische Kompensationsvorrichtung für eine Waage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |