DE2239995C3

DE2239995C3 - Elektronischer Massen- und Kraftmesser

Info

Publication number: DE2239995C3
Application number: DE2239995A
Authority: DE
Inventors: Mario Zuerich Gallo; Domenic Uster Melcher
Original assignee: Wirth Gallo & Co Zuerich (schweiz)
Current assignee: Wirth Gallo & Co Zuerich (schweiz)
Priority date: 1972-05-16
Filing date: 1972-08-14
Publication date: 1975-04-30
Also published as: NL7211325A; IT967353B; SE385502B; DE2239995B2; FR2184688A1; CA950485A; DE2239995A1; CH538678A; FR2184688B1; DD99223A5; US3885427A

Description

durchführbar wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Meßgenauigkeit zu erhöhen, ohne daß die Meßzeit ungebührend verlängert wird, so daß die Ungenauig-

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Massen- 25 keit der Nulljustierung zusammen mit der des Er- und Kraftmesser mit einem Auswertegerät und einer gebnisses R auf einen Bruchteil einer Anzeigestufe d Anzeigevorrichtung, bei welchem die zu messende reduziert werden kann.

Größe mittelbar und in entgegengesetztem Sinne auf Die Lösung dieser Aufgabe liegt gemäß der Erfin-

die Spannung zweier durch elektronische Mittel zu dung darin, daß vor dem Auswertegerät ein die Querschwingungen angeregter, vorgespannter Saiten 30 Schwingungsfrequenz der bei Belastung die höhere einwirkt und bei dem das Auswertegerät zur Berech- Frequenz aufweisenden Saite vervielfachender, phasennung der in der Anzeigevorrichtung anzuzeigenden starrer Vervielfacher angeordnet ist.
Größe ein die Frequenzänderungen auswertendes Ge- Dank der einseitigen Frequenzvervielfachung miträt ist. tels des Vervielfachers gelingt es. auf einfache Weise

Massen- oder Kraftmesser dicer Gattung sind z. B. 35 und mit einer kleinen Zahl von Schaltelementen das aus den schweizerischen Patentschriften 447 653 und Auflösungsvermögen von Massen- oder Kraftmessern 492 961 und aus der USA.-Patentschnft 3 423 999 der geschilderten Art erheblich zu steigern, ohne daß bekannt. zur Erzielung kurzer- Meß- und Wägezeiten am

Die Arbeitsweise dieser bekannten Meßvorrichtun- mechanischen Aufbau des Messers irgendwelche Ängen läßt sich durch die Formel 40 derungen vorgenommen w .irden müssen. Das Auf-

^₁ lösungsverir.ögen und die Justierbarkeit der Null

• C_x C.,~ R können durch diese Frequenzvervielfachung mit Be-

^ zug auf d so fein gemacht werden, daß die kombi-

ausdrücken, wobei F₁ die Frequenz der von der nierte Unsicherheit der Null und der Massen- oder Meßgroße her zusätzlich belasteten Saite S₁, F., die 45 Kraftmessung die Größe der feinsten Zahlenstufe d Frequenz der entlasteten Saite S_v R das Ergebnis der der digitalen Anzeige nie überschreitet, ohne dabei Wägrng und C₁, C₂ je eine ganzzahlige Konstante eine längere Meßzeit bei sonst gleichen Eigenschaften bedeuten; R wird nur dann eine ganze Zahl, wenn der Anlage zu bedingen.

P₁ In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

' C_{1 S}o Erfindung schematisch dargestellt.

² F i g. 1 ist ein Schema einer Waage und

eine ganze Zahl ist. F i g. 2 ein Blockschaltbild ihres Auswertegerätes.

Da das Auswertegerät auf digitaler Basis arbeitet. Nach F i g. 1 weist die Waage ein Gestell 1 und

können aber mir ganze Zahlen ermittelt, verarbeitet eine Lastschale 2 auf. Diese ist mittels zweier Len- und angezeigt werden. Das Ergebnis R der Wägung 55 ker 3, 4 am Gestell 1 parallel geführt. An einem wird deshalb in allen Fällen, in welchen es auf Grund Arm 5 des Gestells 1 sind zwei querschwingende des Wertes der Last nicht ganzzahlig wird, auf-odei Saiten 60, 6b V-förmig angebracht. Ihre unteren abgerundet angezeigt. Ist d die feinste Zahlenstufe Enden sind an einem Körper 7 befestigt. Eine Masse 8 der Anzeige (Anzeigegenauigkeit), so wird die ange- ist an einem Arm 9 des Gestells I mittels Lenker 10 xeigte Zahl immer als R±d/2 zu interpretieren sein. 60 parallel geführt, sie ist mit dem Körper 7 verbunden Dabei ist vorausgesetzt, daß der Massen- oder Kraft- und dient somit als Vorspannmasse für die Saiten 6a, messer genau auf Null justiert ist. Ist dies nicht der 6b. Die Lastschale 2 ist mittels eines verzweigten Fall, sondern ist die Nulljustierung auf d,'2 genau, so Drahtzuges 11 sowohl mit dem Arm 5 als auch mit werden die Ungenauigkciten des Nullbereiches und dem Körper 7 verbunden. Durch diese bekannte Andes Resultates bei den bekannten Bauarten kombi- 65 Ordnung werden die Saiten 6a, 6 b von einer dem niert zu R s. d. Gewicht der zu messenden Masse der Last 12 pro-

Ein Massen- und Kraftmesser der bekannten Art. portionalen Kraft belastet. Am Gestell 1 sind weiter in dessen Auswertegerät die zu ermittelnde Größe zwei Erreger-und Abr.ehmerköpfe 13,14 angebracht,

die mit einem Auswertegerät IS verbunden sind. In diesem werden in bekannter Weise die Frequenzen der vom Gewicht der Vorspannmasse 8 in gleichem Ausmaße vorbelasteten und über d-.ni Drahtzug Il und den Körper 7 zusätzlich vom Gewicht der zu ermittelnden Masse der Last 12 in unterschiedlichem Ausmaße belasteten Saiten 6 a, 6b verglichen. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel wird die Saite 6a von der Last 12 zusätzlich belastet, während die Saite 6 b dank der Ausbildung des Drahtzuges 11 entlastet wird. Aus dem Vergleich der sich daraus eigebenden unterschiedlichen Frequenzen der Schwingungen der Saiten 6 a, 6 b wird in an sich bekannter Weise die Größe der Masse der Last 12 ermittelt und in der Anzeigevorrichtung 16 angezeigt.

Die Frequenz F₉ wird vom Abnehmerkopf 14 einem ersten Zähler 17 zugeleitet (F i g. 2), die Frcquenz F₁ vom Abnehmerkopf 13 dagegen einem phasenstarren Vervielfacher 18, über welchen sie vervielfacht in einen Gewichtszähler 19 und einen Hilfszähler 20 gelangt. Über eine Leitung 21 ist der Ausgang des Gewichtszählers 19 mit dem Eingang einer Schaltung 23 verbunden, die der selbsttätigen Justierung des Nullbereiches der Waage dient. Als Nullbereich wird im allgemeinen der Bereich definiert, für welchen die Waage Massen zwischen 0,0d und 0,9 d ermittelt. Der Ausgang der Schaltung 23 ist über eine Leitung 22 mit den beiden Zählern 19, 20 verbunden.

Die Ausgänge der beiden Zähler sind über eine Ruhekontrolle 24 mit der Ablaufsteuerung 25 verbunden.

Diese Ruhekontrolle 24 läßt Anzeigen nur dann zu, wenn die Last 12 »ruhig« ist, d.h., wenn der Vergleich zweier nacheinander folgender Wägungen eine Differenz mit einem absoluten Betrag kleiner als 0,1 d ergibt. Im Zähler 17 wird eine vorbestimmte, feste Anzahl von Perioden der Frequenz F₁ gezählt. Diese vorbestimmte Anzahl von Perioden bestimmt die Meßzeit, während welcher die ganzen Perioden de» vervielfachten Frequenz F₁ in den Zählern 19,20 gezählt werden. Die Ablaufsteuerung 25 erzeugt alle für die Abwicklung der Messungen notwendigen Signale für die anderen Elemente des Auswertegerätes.

Würde die Frequenz F₁ unter Umgehung des Verso vielfachers 18 direkt dem Gewichtszähler 19 und dem Hilfszähler 20 zugeleitet, so würde die angestrebte Genauigkeit der Anlage eine viel zu lange Meßzeit erfordern. Dank dem Vervielfacher 18 kann die Meßzeit kurz gehalten und die gewünschte Genauigkeit erreicht werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Vervielfacher 18 einen Multiplikationsfaktor 160.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

mittels des Frequenzverhältnisses F₁/F_i in Zahieu-

Patentanspruch· stufen d errechnet und als Resultat R in gleichen

Zahlensrufen d angezeigt wird, weist somit offensicht-

, * Elektronischer Massen- und Kraftmesser mit Hch eine kleinere Genauigkeit der digitalen Ergebnis- « einem Auswertegerät und einer Anzeigevorrich- 5 angabe auf, als auf Grund der Anzeigegenamgkeit d tuns, bei welchem die zu messende Größe mittel- erwartet wird, da die durch das Auswertegerät bebar*und in entgegengesetzem Sinne auf die Span- dingte Steuerung der Abrundung bereits von der nung zweier durch elektronische Mittel zu Quer- Ordnung d ist. Um eine genauere Anzeige des Erschwingungen angeregter, vorgespannter Saiten gebnisses zu erreichen, dergestalt, daß sich sowohl einwirkt und bei dem das Auswertegerät zur Bc- 10 der Nullpunkt des Messers als auch das Meßresultat R rechnung der in der Anzeigevorrichtung anzu- innerhalb eines Bruchteiles einer Anzeigestufe d festzeigenden Größe ein die Frequenzänderung ans- legen ließen, müßte das Auswertegerät mit Zahlenwertendes Gerät ist, dadurch ge kenn- stufen kleiner als d arbeiten. Zum Beispiel müßten zeichnet, daß vor dem Auswertegerät (15) ein die Konstanten C₁ und C₂ und damit die Meßzeit die Schwiügungsfrequenz der bei Belastuna die 15 stark vergrößert werden, um die genugende Anzahl höhere Frequenz aufweisenden Saite {6 a) verviel- ganzer Perioden der Frequenz F₁ während einer gefachender, phasenstarrer Vervielfacher (18) ange- gebenen Anzahl ganzer Perioden der Frequenz F_i zu geordnet ist. " erhalten, oder mindestens eine der beiden Meßsaiten

müßte auf einer mehrfach größeren Frequenz schwinao gen, was beim jetzigen Stand der Technik nur schwer