DE2247814C2

DE2247814C2 - Elektronische Wägeeinrichtung

Info

Publication number: DE2247814C2
Application number: DE2247814A
Authority: DE
Inventors: Stanley Arlyn Sylvania Ohio Deitemeyer; Richard Charles Temperance Mich. Loshbough; Roger Burton Sylvania Ohio Williams Jun.
Original assignee: Reliance Electric Co
Current assignee: Toledo Scale Corp
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-09-29
Publication date: 1984-12-20
Also published as: CH544293A; JPS5514372B2; CA944372A; AR200388A1; BR7206814D0; AU4708972A; NL7212589A; JPS4843668A; FR2154754A1; GB1375610A; FR2154754B1; US3709309A; BE789171A; AU461625B2; SE373208B; DE2247814A1; IT965356B; NL176708C

Description

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IO

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Das Ausgangssignal des Verstärkers 12 wird über den Widerstand 42 und den normalerweise geschlossenen Schalter 43 über den Speicher 14 und das Tiefpaßfilter 16 der Anzeigeeinrichtung 24 zugeführt.

Um den Ausgang der elektronischen Wägeeinrichtung und damit die Anzeigeeinrichtung 24 auf Null einzujustieren, wenn sich kein Gewicht auf der Wägeeinrichtung befindet, ist der einstellbare Widerstand 48 vorgesehen, der zur Grobeinstellung dient Eine Feinjustierung erfolgt mittels des einstellbaren Widerstandes 46. Schließlich findet der einstellbare Widerstand 49 zur Umschaltung der einzelnen Wägebereiche Verwendung.

Unerwünschte Einflus.se, die vor allem durch Temperaturänderungen oder durch Alterungserscheinungen in den Verstärkern 30, 31, 35 und 41 hervorgerufen werden, können nun bewirken, daß das Ausgangs-Analogsignal verfälscht wird, die Nulleinstellung der elektronischen Wägeeinrichtung somit driftet Im folgenden sei nun die Funktion derjenigen Schaltungsteile erläutert, die einen selbsttätigen Nullabgleich des Verstärkers 12 bewirken.

Wird der Schalter 52 geschlossen, so gelangt das Ausgangssignal des Verstärkers 41 an den Eingang des Operationsverstärkers 54, der zusammen mit dem Kondensator 55 eine integrierende Schaltung bildet Der Ausgang des Verstärkers 54 ist über den Widerstand 56 und den als Umkehrverstärker ausgebildeten Verstärker 57 sowie den Widerstand 58 mit dem Eingang des Verstärkers 41 verbunden.

Die Schalter 43 und 52 werden vorzugsweise durch elektronische Schaltelemente, beispielsweise durch Feldeffekttransistoren gebildet Der Univibrator 62 triggert den Taktgeber, indem er beispielsweise bei Verwendung einer 60-Hz-Stromquelle 61 pro Sekunde 120 Impulse liefert Diese vom Univibrator 62 gelieferten Taktimpulse sind in Zeile A der F i g. 3 veranschaulicht

Der vom Univibrator 62 gelieferte Taktimpuls betätigt den Taktgeber 60, der den Schalter 43 öffnet und damit für eine kurze Zeitspanne den Ausgang des Verstärkers 12 vom Speicher 14 abtrennt Der Schaltzustand des Schalters 43 ist in Zeile B der F i g. 3 dargestellt

Nach dem öffnen des Schalters 43 wird die Stromversorgung 29 abgeschaltet so daß der Verstärker 12 kurzzeitig kein Eingangssignal vom Wardler 11 erhält. Der Schaltzustand der Stromversorgung 29 ist in Zeile Cder F i g. 3 veranschaulicht

Wenn nun der Endverstärker 41 im Verstärker 12 noch ein Ausgangssigna) liefert, so beruht dies auf einem der oben erwähnten unerwünschten Einflüsse (Temperaturschwankungen, Alterung von Bauelementen usw.). Um insoweit nun einen Nullabgleich durchzuführen, schließt der Taktgeber 60 den Schalter 52, was in Zeile D der F i g. 3 dargestellt ist Das Ausgangssignal des Verstärkers 41 wird durch die vom Verstärker 54 und vom Kondensator 55 gebildete integrierende Schaltung integriert Das integrierte Signal wird über den Umkehrverstärker 57 dem Eingang des Verstärkers 41 zugeführt, wodurch das Ausgangssignal dieses Verstärkers 41 auf Null zurückgeführt wird.

Sobald der Schalter 52 wieder geöffnet ist, wird die Stromversorgung 29 eingeschaltet und der Schalter 43 geschlossen, so daß wieder ein analoges Ausgangssignal vom Verstärker 12 zum Speicher 14 gelangt.

Um nun in der Zeitspanne, in der der Schalter 43 während des vorstehend beschriebenen Nullabgleiches des Verstärkers 12 geöffnet ist, eine Unterbrechung der Anzeige in der Anzeigeeinrichtung 24 zu vermeiden, ist der Speicher 14 vorgesehen. Solange der Schalter 43 geschlossen ist, wird der Kondensator 63 auf eine Spannung aufgeladen, die dem gerade vorhandenen Analogsignal entspricht Wird der Schalter 43 dann für die Durchführung des Nullabgleiches des Verstärkers 12 kurzzeitig geöffnet so hält der geladene Kondensator 63 das zuletzt vorhandene Analogsignal fest und bewirkt damit eine konstante Anzeige in der Anzeigeeinrichtung 24.

Das zwischen dem Speicher 14 und der Anzeigeeinrichtung 24 vorgesehene Tiefpaßfilter 16 besitzt eine Grenzfrequenz, die unterhalb der Frequenz liegt mit der die Taktsteuerschaltung 15 das Analogsignal des Wandlers 11 periodisch unterbricht Dadurch wird eine zweckmäßige Mittelwertbildung durchgeführt und es werden hochfrequente Störungen von der Anzeigeeinrichtung 24 ferngehalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

22 37 814 1 2 Gleichstrom-Analogsystem der Wägeeinrichtung verPatentansprüche: hindert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

1. Elektronische Wägeeinrichtung, enthaltend ei- kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst nen Wandler zur Erzeugung eines elektrischen Ana- 5 Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Iogsignals entsprechend dem zu messenden Ge- Gegenstand der Unteransprüche.

wicht einen Verstärker zur Verstärkung des Ana- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Iogsignals und eine Einrichtung zur Anzeige des ge- Zeichnupg veranschaulicht Es zeigt

messenen Gewichtes, dadurch gekenn- Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungigemäßen zeichnet, daß an den Ausgang des Verstärkers io elektronischen Wägeeinrichtung,

(12) eine Schaltung (13) zum Nullabgleich des Ver- F i g. 2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles der stärkers (12) angeschlossen ist und eine Taktsteuer- elektronischen Wägeeinrichtung gemäß F i g. 1, schaltung (15) vorgesehen ist die periodisch das F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion. Analogsignal des Wandlers (11) unterbricht die Die in Fig. 1 in einem Blockschaltbild dargestellte Nullabgleichsschaltung (13) betätigt und während i; elektronische Wägeeinrichtung enthält einen Wandler des Nullabgleich.es das Gewichtssignal in einem an 11 zur Erzeugung eines elektrischen Analogsignals entdie Anzeigeeinrichtung (24) angeschlossenen Spei- sprechend dem zu messenden Gewicht einen Verstärcher(14) festhält ker 12 zur Verstärkung des Analogsignales, eine Schal-

2. Elektronische Wägeeinrichtung nach An- tung 13 zum Nullabgleich des Verstärkers 12, einen spruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zwischen 20 Speicher 14, eine Taktsteuerschaltung 15, ein Tiefpaßfildem Speicher (14) und der Anzeigeeinrichtung (24) ter 16 sowie eine Anzeigeeinrichtung 24.

ein Tiefpaßfilter (16) vorgesehen ist, dessen Grenz- Die Nullabgleichsschaltung 13 ist an den Ausgang des frequenz unterhalb der Frequenz liegt mit der die Verstärkers 12 angeschlossen. Die Taktsteuerschaltung Taktsteuerschaltung (15) das Analogsignal des 15 unterbricht periodisch das Analogsignal des Wand-Wandlers (U) periodisch unterbricht 2s lers 11, betätigt die Nullabgleichsschaltung 13 und hält

3. Elektronische Wägeeinrichtung nach An- während des Nullabgleiches das Gewichtssignal in dem spruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Taktsteu- Speicher 14 fest

erschaltung (15) einen Taktgeber (60,61,62) enthält, Diese Funktion wird im einzelnen anhand des in

der periodisch die Stromversorgung (29) des Wand- F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläu-

lers (11) ein- und ausschaltet und einen den Ausgang 30 tert

des Verstärkers (J2) mit der Nuiiabgieichsschaiiung Der Wandler ίϊ besteht aus einer Brückenschaltung

(13) verbindenden Schalter (52) sowie einen den von vier Widerständen 28. An die eine Brückendiagona-Ausgang des Verstärkers (Yi; mit dem Speicher (14) Ie ist eine Stromversorgung 29 angeschlossen, während verbindenden Schalter^43) betätigt die andere Brückendiagonale mit dem Eingang des Ver-

4. Elektronische Wägeeir. ichtung nach An- 35 stärkers 12 verbunden ist Der Verstärker 12 enthält spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullab- Operationsverstärker 30, 31, 35 und 41 sowie Widergleichsschaltung (13) eine integrierende Schaltung stände 32,33,34,36,37,38,39,40 und 49.

(54, 55) enthält, die während des Nullabgleichs mit Die Nullabgleichsschaltung 13 enthält Operationsver-

ihrem Eingang an den Ausgang des Verstärkers (12) stärker 54, 57, Widerstände 53, 5fr. 58, 59 sowie einen

und mit ihrem Ausgang über einen Umkehrverstär- 40 Kondensator 55.

ker (57) an den Eingang des Verstärkers (12) ange- Der Speicher 14 enthält einen Operationsverstärker

schlossen ist. 44, einen Kondensator 63 sowie Widerstände 46,47 und

5. Elektronische Wägeeinrichtung nach Anspruch 64.

1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (14) Die Taktsteuerschaltung 15 enthält einen Taktgeber

einen Operationsverstärker (44) sowie einen Kon- 45 60, eine Wechselstromquelle 61 sowie einen Univibrator

densator (63) enthält. 62.

Außer dem Tiefpaßfilter 16 und der Anzeigeeinrich-

j§ tung 24 enthält die Schaltung gemäß F i g. 2 noch einen

^'I einstellbaren Widerstand 48 zwischen dem negativen [ΐ ca Pol der Stromversorgung 29 und der Nullabgleichsij: Die Erfindung betrifft eine elektronische Wägeein- schaltung 13, ferner Schalter 43 und 52 sowie einen Will richtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspru- derstand 42 zwischen dem Ausgang des Verstärkers 12 U ches 1. und dem vor dem Eingang des Speichers 14 angeordne-■| Eine solche Wägeeinrichtung ist aus der US-PS ten Schalter 43.

\i 35 65194 bekannt. 55 Die Funktion der elektronischen Wägeeinrichtung ist

I?, Bei elektronischen Wägeeinrichtungen der im Ober- im einzelnen wie folgt:

ΐ:¹ begriff des Anspruches 1 genannten Art tritt das Pro- Die vom Wandler 11 abgenommenen positiven und : blem auf, daß unerwünschte Gleichstromsignale, die negativen analogen Ausgangssignale gelangen zu den durch Temperaturänderungen oder durch eine Alterung Operationsverstärkern 30, 31. Ihre Differenzverstäre,,j von Schaltungselementen hervorgerufen werden, das 60 kung wird durch die Widerstände 32 bis 34 bestimmt v, dem gemessenen Gewicht entsprechende Analogsignal Der Ausgang des Verstärkers 31 ist durch den Widerverfälschen können. stand 36 mit dem einen Eingang des Verstärkers 35 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbunden, während der Ausgang des Verstärkers 30 elektronische Wägeeinrichtung der im Oberbegriff des über einen aus den Widerständen 37 und 38 bestehen-Anspruches 1 vorausgesetzten Art so auszubilden, daß 65 den, einstellbaren Spannungsteiler mit dem zweiten Eindas Auftreten unerwünschter, durch Temperaturände- gang des Verstärkers 35 verbunden ist. Die Verstärker : rungen und Alterung von Schaltungselementen, wie 30,31 und 35 wirken als Vorverstärker und der nachfol-Verstärkern, hervorgerufener Gleichstromsignale im gendc Verstärker 41 als Endverstärker.