DE2239998B2 - Waage mit Auswertegerät, Digitalanzeige und einer sich über mehrere Anzeigeeinheiten erstreckenden Null-Grobjustierung - Google Patents
Waage mit Auswertegerät, Digitalanzeige und einer sich über mehrere Anzeigeeinheiten erstreckenden Null-GrobjustierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Waagen mit Auswertegerät, Digitalanzeige und einer sich über mehrere Anzeigeeinheiten
erstreckenden Null-Grobjustierung.
Bei numerisch anzeigenden Waagen sind verschiedenartige Justierungen bekannt. Bei einer ersten Waagengattung
ist die Auflösung der Anzeige, d.h. die kleinste Meßeinheit, z. B. eine Zahlenstufe d, die gleiche
im Null- wie im übrigen Wiegebereich. Solche Waagen geben der Bedienungsperson keine Möglichkeit, eine
feinere Justierung im Nullbereich vorzunehmen. Wenn bei einer Leerwägung, d. h. bei leerer Lastschale, eine
Null angezeigt wird, so kann der Fehler der optimalen Einstellung gegenüber ± 0,5 d betragen.
Bei einer zweiten Waagengaltung ist die Auflösung der Anzeige im Nullbereich zwar feiner als im übrigen
Wiegebereich; bei solchen Waagen ist es aber notwen- h5
dig, eine häufige Nulljustierung vorzunehmen. LJm den Zustand anzuzeigen, bei welchem die Waage erneut justiert
werden muß, ist im allgemeinen eine besondere numerische Fehleranzeige vorgesehen. Um diese besondere
Fehleranzeige /u vermeiden, kann der Nullbereich, d. h. der Lastbereich, der dem Wert Null entspricht,
kleiner als der Lastbereich der übrigen Werte gehalten werden. Dazu müssen aber die Lastbereiche
der Werte + 1 und - 1 größer als 1 d sein. Sie betragen in solchen Fällen z. B. beide 1,25 d, der Nullbereich beträgt
dann 0,5 d und die Lastbereiche der übrigen Werte betragen je 1 d.
Bei diesen beiden Waagenarten dient die numerische Anzeige als einzige Information für die Justierung.
Aus der GB-PS 8 48 330 ist eine rein analog arbeitende,
automatische Einzweck-Waage mit selbsttätiger Austarierung bekannt. Der Meß-Nullpunkt ist hier
durch die Wahl von Brückenwiderständen festgelegt. Wird durch Benutzung anderer Behälter (Container)
das Taragewicht und damit das elektrische Gleichgewicht der Widerslandsbrücke verändert oder änderte
sich dieses Gleichgewicht durch Umgebungseinflüsse, so wird die elektrische Symmetrie selbsttätig wieder
hergestellt, die Vorrichtung also auf Null zurückgestellt, und zwar durch das Nachführen eines verstellbaren
Widerstandes (Potentiometer). Auch die US-PS 29 74 863 beschreibt nur eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Austarieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige, feine Null-Justierung zu schaffen, ohne daß
die Waage dabei erkennen müßte, ob die Lastschale leer ist oder nicht, eine im ganzen Wiegebereich gleichmäßige
Auflösung bei gleichen Lastbereichen für alle Werte zu erreichen, die Häufigkeit der notwendigen
Grobjustierung herabzusetzen, Manipulationen zu Gunsten der Bedienungsperson dabei praktisch unmöglich
zu machen, im übrigen aber die Arbeit des Bedienungspersonals im Vergleich zum Arbeiten mit digitaler
Waagen ohne feine Null-Justierung zu erleichtern.
Die Lösung dieser Aufgabe liegt gemäß der Erfindung darin, daß die Waage zusätzlich zu der Null-Grobjustierung
mit einer sich über den Bereich einer Anzeigeeinheil erstreckenden, selbsttätigen Null-Feinjustierung
ausgerüstet ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß die Waage im ganzen Wiegebereich für das Messen in unter
sich gleichen Meßeinheiten, die kleiner als die Anzeigeeinheiten sind, eingerichtet ist und daß die Null-Feinjustierung
eine Vergleichsschaltung zur Trennung der Fälle, in denen der vom Auswertegerät ermittelte
Meßwert im Null-Bereich liegt, von den Fällen, in denen er außerhalb des Null-Bereichs liegi, zur unterschiedlichen
Weiterleitung der Meßwerte aufweist, wobei der Vergleichsschaltung zweckmäßig eine Ruhekontrolle
zugeordnet ist.
Zweckmäßig ist die Waage für das Messen in ein Zehntel der Größe der Anzeigeeinheiten aufweisenden
Meßeinheiten eingerichtet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Anzeigeeinheit die Einheit der kleinsten
Anzeigestelle der Anzeigevorrichtung gewählt, und es sind ein Speicher für einen die sich bei einer Wägung
im Null-Bereich ergebenden Meßeinheiten angebenden Justierwert und zwei Rechenwerke für dessen selbsttätige
Berichtigung bei einer neuen Null-Wägung vorgesehen, wobei der Anzeigevorrichtung ein mit dem Auswertegerät
verbundenes erstes Rechenwerk zum selbsttätigen Subtrahieren des Justierwertes von dem
vom Auswertegerät bei jeder Lastwägung ermittelten Meßwert und zum Weiterleiten des Subtraktionsergebnisses
an die Anzeigevorrichtung vorgeschaltet ist,
während das zweite Rechenwerk für die Speicherwerte über ein UND-Glied mit dem Auswertegerät und mit
der Vergleichsschaltung verbunden ist.
In d^r Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Waage schematisch dargestellt.
F i g. 1 ist ein Schema der ganzen Waage, teilweise im Schnitt, während
F i g. 2 ein Schaltbild der Feinjustiervorrichtung darstellt.
Die in F i g. 1 dargestellte Waage weist ein Gestell 1 und eine Lastschale 2 auf. Diese ist mittels zweier Lenker
3, 4 am Gestell 1 parallel geführt. Am Arm 5 des Gestells I smd zwei querschwingende Saiten 6 V-förmig
angebracht. Ihre unteren Enden sind an einem Körper 7 befestigt. Eine Masse 8 ist am Arm 9 des
Gestells 1 mittels Lenker 10 parallel geführt, sie ist mit dem Körper 7 verbunden und dient somit als Vorspannmasse
für die Saiten 6. Die Lastschale 2 ist mittels eines Drahtzuges 11 sowohl mit dem Arm 5 als auch
mit dem Körper 7 verbunden. Durch diese bekannte Anordnung werden die Saiten 6 vom Gewicht der Masse
8 in gleichem Ausmaß und von einer dem Gewicht der zu messenden Masse der Last 12 proportionalen
Kraft in ungleichem Ausmaß be- bzw. entlastet. Am Gestell 1 sind weiter zwei Erreger- und Abnehmerköpfe
13 angebracht, die mit einem Auswertegerät 14 verbunden sind. In diesem Auswertegerät 14 werden bekannterweise
die Frequenzen der vom Gewicht der bekannten Masse 8 in gleichem Ausmaße vorbelasteten
und über den Drahtzug 11 und den Körper 7 zusätzlich
vom Gewicht der zu ermittelnden Masse der Last 12 in unterschiedlichem Ausmaße belasteten Saiten 6 verglichen.
Aus dem Vergleich dieser Frequenzen wird in an sich bekannter Weise im Auswertegerät 14 die Größe
der Masse der Last 12 ermittelt.
Das Auswertegerät 14 isi über die Null-Feinjustiervorrichtung
15 mit der Anzeigevorrichtung 16 verbunden, die das endgültige Ergebnis der Wägung digital
anzeigt. Die Auflösung der beschriebenen Waage, d. h. die kleinste Stelle des aus dem Auswertegerät 14 kornmenden
Resultates, entspricht der Meßeinheit m, mit welcher die Waage die Masse der auf ihrer Lastschale 2
aufgelegten Last 12 über den ganzen Wiegebereich mißt. Die Anzeigevorrichtung 16 ist derart ausgebildet,
daß ihre kleinste Stelle 17, d.h. eine Anzeigeeinheit d, zehn Meßeinheiten m entspricht. V/enn also z. B. die
Waage die Masse der Last 12 in 0,1 Gramm mißt, so zeigt die Stelle 17 nur ganze Gramme an. Als Nullbereich
der Waage wird der Bereich definiert, für welchen die Waage Massen zwischen Cl m und 9 m ermittelt.
Für diesen ganzen Bereich zeigt die Anzeigevorrichtung 16 — da sie keine Stelle für 1 m auf weist —
stets das Gewicht null. Erst wenn die Waage 10 m, d. h.
1 d ermittelt, zeigt die Anzeigevorrichtung 16 das Gewicht 1 d.
Das Auswertegerät 14 ist über esne Leitung 18 mit einer Nullbereich-Schaltung 19 verbunden (Fig. 2), in
welcher ermittelt wird, ob die auf der Lastschale 2 der Waage befindliche Last 12 eine Masse hat, die innerhalb
des Nullbereiches (d. h. zwischen 0 m und 9 m) «.o
liegt oder nicht. Über eine Leitung 20 ist die Waage mit einer Ruhekontrolle 21 verbunden. Diese Schaltung
läßt Wägungen nur dann zu, wenn die Last 12 »ruhig« ist, d.h. wenn der Veigleich zweier nacheinander folgender
Messungen eine Differenz mit einem absoluten Betrag kleiner als I m (0,1 g) ergibt. Die Ausgangssignale
der Schaltungen 19 und 21 sind einem UND-Glied 22 zugeführt, dessen Ausgang mit einem zweiten
UND-Glied 23 verbunden ist. Eine Leitung 24 verbindet das Auswertegerät 14 mit dem L'ND-Glied 23, Jessen
Ausgang mit einem ersten Rechenwerk 25 verbunden ist. Dieses Rechenwerk 25 ist über einen Speicher
26 mit noch einem Rechenwerk 27 verbunden. Im Rechenwerk 25 ist (bei diesem Beispiel) der Wert 5 m fest
verdrahtet.
Wird die Waage eingeschaltet und liegt keine Last auf der Lastschale 2. so stellt die Schaltung 19 fest, daß
die gemessene Masse der leeren Lastschale im Nullbereich iiegt. Desgleichen stellt die Ruhekontrolle 21 fest,
daß die Last ruhig ist. Die UND-Glieder 22, 23 reagieren entsprechend, und die Leitung 24 wird mit dem Rechenwerk
25 verbunden. Ist die Waage in diesem Augenblick ideal justiert, so wird der Wert 5 m — d. h.
der Mittelwert des Nullbereiches — als natürliches Resultat der Wägung übermittelt. Im Rechenwerk 25 wird
von diesem Wert der fest verdrahtete Wert 5 m abgezogen und das Resultat, hier 0 m, im Speicher 26 gespeichert
und gleichzeitig dem Rechenwerk 27 zugeführt.
Im Rechenwerk 27 wird der Wert 0 m von dem über eine Leitung 28 erhaltenen Wert 5 m abgezogen und
das Resultat — d. h. 5 m — in der Anzeigevorrichtung 16 angezeigt. Da dieses Resultat — 5m — kleiner als
1 d ist, erscheint an der Stelle 17 nur eine Null.
Wird die gleiche Wägung z. B. nach 2 Stunden vorgenommen, so kommt es vor, daß die Waage 1 z. B. wegen
Erwärmung oder sonstigen Einflüssen nicht mehr so genau justiert geblieben ist. Es wird angenommen,
daß eine Wägung der Leeren Lastschale 2 z. B. den Wert 8 m ergibt. Im Rechenwerk 25 wird von diesem
Wert der verdrahttte Wert 5 m abgezogen und das Resultat — d. h. 3 m — ersetzt im Speicher 26 den vorher
gespeicherten Wert 0 m. Im Rechenwerk 27 wird vom erhaltenen natürlichen Resultat 0,8 d der Speicherwert
3 m abgezogen und das Resultat, nämlich 5 m, der Anzeigevorrichtung 16 zugeführt. Auch in diesem Falle erscheint
an der Stelle 17 nur eine Null.
Wird jetzt auf die Lastschale 2 eine Last 12 einer Masse von z. B. 280 m aufgelegt, so gelangt über die
Leitung 28 der Meßwert 288 m in das Rechenwerk 27. Der gespeicherte Wert 3 m wird von diesem Wert
288 m abgezogen und der korrigierte Wert, d. h. 285 m der Anzeigevorrichtung 16 zugeführt, wo er wiederum
als 28 d erscheint. Dieser angezeigte Wert liegt genau in der Mitte des Wiegebereiches von 28 d, wie es einer
genauen Wägung einer Masse von 28 d bei einer auf 5 m korrekt justierten Waage entspricht. Da die Leitung
24 nicht mit dem Rechenwerk 25 verbunden wurde, bleibt der Wert 3 m weiter im Speicher 26 gespeichert.
Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich während der Dauer des Betriebes der Waage. Bei Wägung
von Lasten, deren Massen außerhalb des Nullbereiches liegen, wird stets der im Speicher 26 gespeicherte Wert
von dem natürlichen Resultat der Wägung im Rechenwerk 27 abgezogen. Bei Wägungen, deren Resultat im
Nullbereich liegt, wird der ermittelte Wert im Rechenwerk 25 wie beschrieben behandelt; die neue Differenz
mit dem Wert 5 m ersetzt jeweils die alte im Speicher 26.
Nun kann der Fall eintreten, daß bei leeren Lastschalen die Anzeigevorrichtung 16 den Wert 1 d anzeigt.
Dies bedeutet, daß die Feinjustierung nicht mehr genügt, um das natürliche Resultat der Waage bei Leerwägung
im Nullbereich zu halten. In diesem Falle muß die Waage mittels der schematisch dargestellten Grob-
justierung 29 von Hand wieder richtig gestellt werden. Vorzugsweise arbeitet diese Grobjustierung 29 mit
Schritten 30 von 5 m. Die Bedienungsperson wird demnach die Grobjustiervorrichtung 29 von Hand so lange
bedienen, bis die Anzeigevorrichtung 16 bei leerer Waagschale 2 wieder Null anzeigt.
Wie aus dem Vorstehenden iicrvorgeht. arbeitet also
die Anzeigevorrichtung 16, als ob neben der Stelle 17 eine um eine Ordnung kleinere Stelle vorhanden wäre,
deren Position jedoch nicht gezeigt wird. Die Abrundung erfolgt in Schritten von 1 d, wobei die Kippstelle
oberhalb zwischen 9 m und 10 m, 19 m und 20 m, usw., liegt.
Nicht dargestellt und nicht erläutert ist hier die Ablaufsteuerungsschaltung,
die die verschiedenen Vorgänge koordiniert und steuert, da diese Steuerung beliebiger
Bauart sein kann und zum Verständnis der Erfindung nicht notwendig ist.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine sogenannte Saitenwaage, z. B. nach schweizerischer
Patentschrift 4 47 653, dargestellt. Das beschriebene Verfahren ist aber auch im Zusammenhang mit anderen
Gattungen von Waagen anwendbar, z. B. mit Neigungswaagen mit elektro-optischer, statischer, paralleler
Ablesung des Neigungswinkels über eine mehrspurige Kodenscheibe oder mit dynamischer Ablesung des
Neigungswinkels über eine einspurige Kodenscheibe.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Waage mit Auswertegerät, Digitalanzeige und einer sich über mehrere Anzeigeeinheiten erstrekkenden
Null-Grobjustierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage zusätzlich zu der Null-Grobjustierung mit einer sich über den Bereich
einer Anzeigeeinheit erstreckenden, selbsttätigen Null-Feinjustierung (15) ausgerüstet ist.
>o
2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage im ganzen Wiegebereich für das
Messen in unter sich gleichen Meßeinheiten, die kleiner als die Anzeigeeinheiten sind, eingerichtet
ist und daß die Null-Feinjustierung (S5) eine Vergleichsschaltung (19) zur Trennung der Fälle, in denen
der vom Auswertegerät (14) ermittelte Meßwert im Nulf-ßereich liegt, von den Fällen, in denen
er außerhalb des Null-Bereichs liegt, zur unterschiedlichen Weiterleitung der Meßwerte aufweist,
wobei der Vergleichsschaltung (19) zweckmäßig eine Ruhekontrolle (21) zugeordnet ist.
3. Waage nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Waage für das Messen in ein Zehntel der Größe der Anzeigeeinheiten aufweisenden
Meßeinheiten eingerichtet ist.
4. Waage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeeinheit
die Einheit der kleinsten Anzeigestelle (17) der Anzeigevorrichtung (16) gewählt ist, und daß
ein Speicher (26) für einen die sich bei einer Wägung im Null-Bereich ergebenden Meßeinheiten angebenden
Justierwert und zwei Rechenwerke (27. 25) für dessen selbsttätige Berichtigung bei einer
neuen Null-Wägung vorgesehen sind, wobei der Anzeigevorrichtung (16) ein mit dem Auswertegerät
(14) verbundenes erstes Recbenwerk (27) zum selbsttätigen Subtrahieren des justierwertes von
dem vom Auswertegerät (14) bei jeder Lastwägung ermittelten Meßwert und zum Weiterleiten des
Subtraktionseigebnisses an die Anzeigevorrichtung (16) vorgeschaltet ist, während das zweite Rechenwerk
(25) für die Speicherwerte über ein UND-Glied (23) mit dem Auswertegerät (14) und mit der
Vergleichsschaltung (19) verbunden ist.
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