DE2326946A1

DE2326946A1 - Druck-messgeraet

Info

Publication number: DE2326946A1
Application number: DE19732326946
Authority: DE
Inventors: Jon Peer
Original assignee: Precisa AG Rechenmaschinenfabrik
Current assignee: Precisa AG Rechenmaschinenfabrik
Priority date: 1972-01-28
Filing date: 1973-05-26
Publication date: 1974-03-14
Also published as: DE2326946B2

Description

Druck-Messgerät Die Erfindung betrifft ein Druck-Messgerät mit elektrischer Kraftkompensation.
Die bereits bekannten Druck-Messgeräte mit elektrischer Kraftkompensation weisen den Nachteil auf, dass sowohl der für die Kompensation er£orderliche elc'ktrische Strom als auch ein zur Berücksichtigunef einer zum Beispiel durch ein ufnahmegefäss gebildeten Vorlast erforderlicher Korrektur strom für eine Nullpunktverschiebung des Systems durch dieselbe elektromagnetische Spule fliessen, -wodurch der Nessbereich des Gerätes jewe3.ls um den Korrekturwert verkleinert wird, was insebondere bei der Verwendung von im Verhältnis zum Flessbereich relativ schweren Aufnahmegefässen sehr nachteilig ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Druck-Messgerätes dass diese Nachteile nicht aufweist.
Das erfindungsgemässe Druck-Messgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass das eine Gegenkraft auf den Druckfühler ausübende Magnetspulensystem mindestens zwei voneinander unabhängig regulierbare Magnetspulen aufweist, wobei die eine Magnetspule zur Einstellung einer Vorlast mit einem ersten regulierbaren Schaltkreis und die zweite Magnetspule zur Feststellung der zu bestimmenden Kraft mit einem mit einer die Lage des Druckfühlers abtastenden Anordnung und einer in Krafteinheiten geeichten die durchfliessende Stromstärken messende Messvorrichtung versehenen zweiten regulierbaren Schaltkreis, verbunden ist.
Um das Magnetspulensystem möglichst klein halten zu können, ist es zweckmässig, wenn es über eiflen Hetelarm mit dem Druckfi}hler verbunden ist.
Es ist vorteilhaft, wenn das Messgerät zur Abtastung der Lage des Drudrfahlers ein photoelektrisches System aufweist.
Um eine möglichst reibungsfreie und parallele Führung des Druckfühlers zu erhalten, ist es zweckmässig, wenn die Führung des Druckfühlers durch eine Parallelogram-Fuhrung gebildet wird, und das Magnetspulen System über einen als Hebelarm ausgebildeten Parallelogram-Arm mit dem+Druckfühler verbunden ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemässen Druck-Messgerätes; und Figur 2 ein Schaltschema des in Figur 1 dargestellten Messgerätes.
Ein wle in Figur 1 dargestelltes Druck-Messgerät kann zum Beispiel zum-Messen der Dichte (Auftrieb) der Feuchtigkeitsaufnahme oder des Gewichtes von Gegenstcnden, der Fadenspannung oder der Federkraft von Federn, verwendet werden.
Das eine Gegenkraft auf den Druckfühler 1. ausübende Magnetspulensystem 2 eist wie aus der Zeichnung ersichtlich zwei voneinander unabhängig regulierbare Magnetspulen 3 und 4 auf. Die eine Magnetspule 3 ist zur Einstellung einer Vorlast mit einem ersten regulierharen Schaltkreis und die zweite Magnetspule 4 zur Feststellung der zu bestimmenden Kraft mit einem zweiten Schaltkreis verbunden, wobei der letztere mit einer die Lage des Druckfühlers 1 abtastenden photoeiektrischen Anordnung 5 und einer in Krafteinheiten geeichten, die durchfliessende Stromstärke messenden Messvorrichtung 3 (Figur 2) versehen ist.
Um einerseits den Druckfühler 1 parallel verschiebbar zu führen und anderseits das Magnetspulensystem 2 möglichst klein ausbilden zu können, wird die Führung des Druckfühlers 1 durch eine Parallelogram-Führung 6,7,8 gebildet, und das Magnetspulensystem 2 über einen als Hebelarm ausgebildeten Parallelogram-Arm 8 mit dem Druckfühler 1 verbunden.
Um das Messgerät in allen Orientierungslagen gebrauchen zu können, ist das Parallelogram-Führungssystem 6,7,8 durch Anordnung von Gegengeichten so ausbalanciert, dass es Lageunabhängig ist.
Wenn das Spulesystem 2 so ausgebildet ist, dass auf dem fest mit dem Druckfühler 1 verbundenen Aufgeteller 9 beispielsweise maximal 200 gr gemessen werden können, dann kann der Druckfühler I einen im Messgerätgehäuse 10 schwenkbar gelagerten einarmigen Hebel II mit einer zweiten Auflageteiler 12 verbunden sein Dabei stellt der Hebel 11 einen Teil einer zweiten Parallelogram-Führung 13 dar und. der zweite Auflageteller 12 ist zu seiner Parallelverschiebung mit einem parallel zum Druckfühler 1 bewegbaren Teil 14 der zweiten Parallelogram-Führung 13 verbunden. Auch dieses; zweite Parallelogramsystem ist mittels Gegengewichten aus balanciert und unabhängig von der Lage des Messgerätes.
Wenn num das Untersetzungsverhältnis- des einarmigen Hebels.
10:1 beträgt, dann kann mit den gleichen Magnetspulensytem 2 ein Gewicht von 2kg. gemessen werden.
Wirkt nun einem Kraft K auf den Auflagetelier 9, dann erfolgt eine Auslenkung des Hebelarmes 8 und somit der Fahne 15 der photoelektrischen Abtastanordnung. 5.
Dies hat, wie aus Figur 2 ersich.tlich, zur Folge, dass die Phototransistoren 16 und 17 verschieden stark von der Lampe 18 beleuchtet werden und mit Hilfe des Verstärkers 19- am Eingang des Proportional-Integral-Reglers 20 eine Spannung UR bewirken Der Regler 20 verursacht darauf einen Stromfluss I1 durch den Widerstand 21 und die Spule 4 bis die Fahne 15 sich wieder in einer symetrischen Lage bezüglich der beiden Phototransistoren 16 und 17 befindet und diese wieder gleich stark beleuchtet werden, was zur Evol.ge hats dass = 0 ist und der Strom I1 konstant leib.
Da der Strom I1 proportional zu dei auf den Auflageteller 9 wirkenden Kraft ist, kann die letztere am Digitalvoltmeter 22 abgelesen werden. Geeicht wird die Schaltung rnit Hilfe des veränderlichen Widerstandes 21.
Der vom Digitalvoltmeter 22 gemessene. analoge Spannungswert UM erscheint am Ausgang desselben als binär codierter Digitalwert. Soll nun die zum Beispiel durch ein Gefäss bewirkte Kraft K nicht gemessen werden, sondern nur das in dieses Gefäss einzugiessende Gut, dann betätigt man mittels. dem Schalter 23 einen Speicher 24, der diesen binär codierten Digitalwert speichert. Der an den Speicher 24 angeschlossene Digital-Analog-Wandler 25 wandelt den binär codierten Wert wieder in eine analoge Spannung Up = UM um, worauf die Stromkonstantschaltung 26 einen lastunabhängigen konstanten Strom 12 liefert, der proportional U = Upl ist.
p N Somit übernimmt nun die Magnetspule 3 die ursprünglich von der Magnetspule 4 besorgte elektromagnetische Krafterzeugung und I1 sowie UM werden Null.
Der Arbeitsbereich der Magnetspule d steht somit vollständig für den Messvorgang zur Verfügung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

( 9 Druclc-Messgerät mit elektrischer Karftkompensation, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Gegenkraft auf den Druckfühler (1) ausübende IJIagnetspulensystem (2) mindestens zwei voneinander unabhängig regulierbare Magnetspulen aufeist, wobei die eine Magnetspule (3) zur Einstellung einer Vorlast mit einem ersten regulierbaren Schaltkreis und die zweite Magnetspule (4) zur Feststellung der zu bestimmenden Kraft mit einem mit einer die Lage des Druckfühlers abtastenden Anordnung (5) und einer in Krafteinheiten geeichten, die durchfliessende Stromstärken messende Messvorrichtung (22) versehenen zweiten regulierbaren Schaltkreis, verbunden ist.
2. Messgerät nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetspulensystem über einen Hebelarm (8) mit dem Druckfühler (1) verbunden ist.
3. Messgerät nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass es zur Abtastung der Lage des Druckfühlers (1) ein photoelektrisches System (5) aufweist.
4. Messgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung des Druckfühlers (1) durch eine Parallelograrn-Führung (6,7,8) gebildet wird, und das Ma9netsrulensystem (2) über einen als Hebelarm ausgebildeten Parallelogram-Arm (8) mit-dem Druckfühler (1) verbunden ist.
5. Messgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelogrvm*Führung (6,7,8) lageunabhängig ausgebildet ist.
6. Messgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dass der Druckfühler (1) über einen im-Messgerätgehäuse (10) schwenkbar gelagerten Hebelarm (11) mit einem zweiten Druckmesspunkl (12) verbunden ist.
7. Messgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (II) einen Teil einer Parallelogram-Führung (11,13,14) darstellt, der Druckmesspunkt sich auf einem parallel zum Druckfühler (1) bewegharen Teil (14) der Parallelogram-Führung befindet, und die letztere lageunabhängig ausgebildet ist.
8. Messgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung wie in Figur 2 dargestellt, ausgebildet ist.

L e e r s e i t e