DE2360965A1 - Elektrischer massen- und kraftmesser - Google Patents
Elektrischer massen- und kraftmesserInfo
- Publication number
- DE2360965A1 DE2360965A1 DE2360965A DE2360965A DE2360965A1 DE 2360965 A1 DE2360965 A1 DE 2360965A1 DE 2360965 A DE2360965 A DE 2360965A DE 2360965 A DE2360965 A DE 2360965A DE 2360965 A1 DE2360965 A1 DE 2360965A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- force
- strings
- measuring
- string
- evaluation device
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/10—Measuring force or stress, in general by measuring variations of frequency of stressed vibrating elements, e.g. of stressed strings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
- G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
- G01G3/16—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of frequency of oscillations of the body
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
51 Kennwort:"Lineare Saitenwaage"
Firma Maatschappij van Berkel's Patent N.V.,Rotterdam/Niederlande
Elektrischer Massen- und Kraftmesser
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Massen- und
Kraftmesser, umfassend einerseits ein Messwerk mit zwei einendig verbunden, von einer festen Referenzkraft gemeinsam
vorgespannten schwingenden Saiten, die zusätzlich durch eine von der zu vermessenden Last ausgehende proportionale
Messkraft gemeinsam belastet sind, und andererseits ein an einem insbesondere digitalen Anzeigewerk angeschlossenen
elektronischen Auswertegerät.
/— . ■-■"■-Derartige
Vorrichtungen sind bereits bekannt (DT-PS 1 279 379) und werden in Waagen zur Gewichtsbestimmung von Lasten verwendet.
Von dem Verbindungspunkt der beiden Saiten S,,S2 aus gehen die
zur Vorspannung dienende Referenzkraft R und die Messkraft P
sternstrahlenförmig aus. Damit wenigstens;in einem begrenzten Messbereich
eine annehmbare lineare Beziehung zwischen der jeweils wirkenden wahren Messkraft P und dem im Anzeigewerk angegebenen
Gewichtswert G der zu vermessenden Last vorliegt, muss diese
Sternanordnung der Saiten S1YS2 und Kräfte R,P einer bestimmten
Geometrie genügen. Dabei wird das Anzeigewerk von einem Steuerimpuls des Auswertegeräts beaufschlagt, der sich aus den
Frequenzwerten F1,Fn der beiden Saiten S, und S„ als das
-wertr- -1 2 12
Frequenzverhältnis (F1 - F2) s F2 darstellt. Reale Saiten erfüllen
- trotz der gegenüber der Theorie auftretenden Fehlern, wie z.B. aufgrund einer Biegefestigkeit der Saite"* - durch bauliche
Einschaltung von Kompensationsgliedern ebenfalls die nachfolgende
Formel, welche für eine ideale, undehnbare, unbegrenzt biegsame
Saite hergeleitet ist:
SÖ98H/Ö139 _2-
■" it *■*
F = l/2r Q
l-
wobei F die Eigenfrequenz,, Q die Saitenspannkraft, £ die Länge
und m die Masse der Saite ist. Diese Beziehung gilt auch für die vorerwähnte sternförmige Anordnung von zwei Saiten
S-, S„ im Messwerk für jede der beiden Saitenfrequenzen F ,F-,
wobei die zugehörige Saitenspannkraft Q ,Q. jeder Saite sich
aus einer linearen Kombination der beiden wirksamen Kräfte R,P ergeben:
Q1 = X1- P + Y1 . R (2)
Q2 = X2- P + Y2 . R . O)
Die vier Koeffizienten X1 bis Y2 geben in Längsrichtung der
beiden Saiten S1 bzw. S« die Kraftkomponenten der Meßkraft
P einerseits, nämlich X1 und X2, und der Referenzkraft R, nämlich
Y1 und Y2, anl Die oben erwähnte näherungsweise lineare
Beziehung zwischen der wirksamen wahren Messkraft P im Meeswerk und dem angezeigten Gewichtswert G erhält man in einem
Meßbereich von etwa(P;Rjail
10 nur unter der zweifachen Baubedingung,
daß nämlich einerseits Y1=^ ist' also die Wirkungsrichtung
der Referenzkraft R in Richtung der Winkelhalbierenden der beiden Saiten 8.,S2 angeordnet liegt, und andererseits daß -X2 = 3'X1 ist,
also durch die jeweilige Messkraft P die Saite S1 dreimal mehr
gespannt, als die Saite S2 entspannt wird.
Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht in der vorerwähnten
starken Beschränkung des Messbereichs, weshalb zur Gewichtsbestimmung
von Lasten anderer Größe konstruktive Änderungen am Messwerk erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil
liegt aber in der lediglich näherungsweisen Proportionalität zwischen dem wahren Gewicht der zu messenden Last bzw. der
Meßkraft P
davon ausgelösten einerseits und dem angezeigten Gewichtswert G andererseits,zwischen denen - abgesehen von
einzelnen individuellen Punkten - stets eine mehr oder weniger
800824/0139
— 3—
große Abweichung vorliegt. Innerhalb des Messbereichs hat
nämlich in einem Frequenzverhältnis-Gewichts-Diagramm die Charakteristik dieses Messwerks die Gestalt einer einen Wendepunkt
aufweisenden flachen Kurve, während die Ärbeitskurve des
Anzeigegerätes demgegenüber eine gerade Linie ist. Hierdurch
ist die Auflösungsgenaüigkeit der Gewichtsangabe beschränkt und
die Teilung des Messbereichs darf nicht allzu fein sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Massen- und
Kraftmesser der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, bei dem innerhalb eines weiten Messbereichs eine streng lineare Beziehung
zwisden der von der Last im Meßwerk ausgelösten wirksamen
wahren Messkraft P einerseits und dem angezeigten Gewichtswert
G im Anzeigewerk andererseits besteht. ■
Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht,
daß das Auswertegerät elektronische Bauteile aufweist, welche die beiden eingehenden Frequenzsignale F1, F_ der ersten und der
2 2 zweiten Saite in einen Ausgangswert gemäß (aF, ~ bF- ) :
2 2 i- z.
(cFT + dF0 ) wandeln und an das nachgeschaltete Anzeigewerk abgeben,
wobei das Verhältnis der im Auswertgerät eingegebenen Divisorkonstanten des Frequenzquadrats der ersten Saite zu demjenigen
der zweiten Saite, nämlich c:d, gleich ist dem Verhältnis der
Sinuswerte der beiden Winkel im Messwerk zwischen der Wirkungsrichtung der Messkraft P und dem Längsverlauf der ersten Saite
einerseits und der Wirkungsrichtung der Messkraft P und dem
Längsverlauf der zweiten Saite andererseits.
Damit lässt sich, wie nachfolgend im einzelnen dargelegt werden
soll, in einem beliebig grossen Messbereich eine streng lineare
Beziehung zwischen dem im Anzeigewerk erscheinenden Gewichtswerte G und der zu messenden wahren Last, bzw. der von ihr
ausgehenden, im Messwerk wirksamen proportionalen Messkraft, herstellen.
Hierzu braucht lediglich die geschilderte bauliche Abstimmung zwischen den elektronischen Bauteilen im Auswertegerät einerseits
und den Winkeln im Messwerk andererseits vorzuliegen.
> ι f η 1 ά ü ' ■ -4-
Dabei ist der elektronische Aufbau des Auswertegeräts bezogen auf die heute gegebenen Möglichkeiten verhältnismäßig einfach und
seine Wirkungsweise äußeräb zuverlässig. Durch Wahl geeigneter
Winkelverhältnisse lässt sich, wie noch gezeigt wird, der Aufbau des Auswertegeräts noch wesentlich einfacher gestalten.
In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 teilweise im Längsschnitt und schematisch den
Aufbau des erfindungsgemäßen Massen- und Kraftmessers,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung ein Teilstück des erfindungsgemäßen Messwerks,
Fig. 3 und 4 zwei weitere Ausführungsformen des vorerwähnten
Teilstücks des Messwerks für eine hinsichtlich des Auswertegeräts besonders einfach
gestaltete Vorrichtung nach der Erfindung.
In Fig. 1 ist die Vorrichtung nach der Erfindung in ihrer Anwendung
zur Gewichtsbestimmung von Lasten 10, also als Waage, verwirklicht.
Die Vorrichtung besteht aus drei miteinander in elektrischer Verbindung stehenden Vorrichtungsteilen, nämlich
einem Messwerk 11, einem Auswertegerät 12 und einem Anzeigewerk 13,
Das Messwerk 11 besitzt ein in einem Gestell 25 angebrachtes Gehäuse 14, in dessen Inneren zwei Saiten S3^S2 angeordnet
sind. Die Saiten sind mit ihrem änen Ende 15 bzw. 16 am Gehäuse befestigt, während ihre beiden anderen Enden bei 17 miteinander
verbunden sind. An dieser Verbindung 17 greifen zugl-eich, in
sternstrahlenförmiger Anordnung zu diesen Saiten S1,S zwei Glieder
18,19 an zur gemeinsamen übertragung von Kräften auf die
beiden Saiten S ,S2.
Das eine Glied 19 beaufschlagt die beiden Saiten S1, S2
mit einer Referenzkraft R, die von der Schwerkraftwirkung eines bestimmten Gewichtstückes 22 ausgeht. Das Gewichtstück
2360985
ist durch parallele am Gehäuse 14 gelagerte Gelenkhebel 23,24
vertikalbeweglich geführt. Die Justierungen sind nicht näher
gezeigt., Mitbeweglich mit dem Gewichtsstück 22 ist über eine Stange 26 ein Dämpfungskolben 27 angeschlossen,
der in einen mit dem Gehäuse 14 verbundenen Dampfungszylinder
28 eingreift, über das Glied 19 wirkt das Gewichtstück 22 mit
einer entsprechenden Referenzkraft R auf die beiden Saiten
S1'S2 e^n' w^e auch in der Fig. 2 schematisch durch die
Wirkungsrichtung des eingezeichneten Pfeiles 29 am Endglied angedeutet ist.
Das Glied 18 gehört zum Wirkende eines übertragungsgestänges 20,
welches von dem zu messenden Gewicht deraufgelegten Last 10
beaufschlagt wird. Die Last 10, hier als Paket dargestellt, wirkt
auf eine Waagenbrücke 30 ein, die über parallele Gelenkstücke 31,31
mit dem Gestell 25 verbunden ist. Die auf der Waagenbrücke 30 ruhende
Last 10 drückt, als erstes Glied des übertragungsgestänges
20, auf einen Stößel 33/ dessen unteres Ende auf den einen Arm
eines Winkelhebeis 34 einwirkt, dessen Lager 35 ravt dem Gehäuse
14 fest verbunden ist. Das; vorerwähnte Endglied 18 greift über
eine die wirksame Hebellänge des anderen Arms. 21 bestimmende
Justiereinrichtung 36 an diesem Win^elhebel 34 an· Diese
Justiereinrichtung kann z.B. wie dargestellt ist, aus einer mit einem Drehknopf versehenen Gewindespindel und einer auf dieser
Spindel laufenden Mutter bestehen, die zum einendigen Angriff
des Endgliedes 18 dient. Dieses übertragungsgestänge 20 erzeugt
eine zur vermessenden Last 10 proportionale Messkraft
P, die größenmäßig von der Hebelübersetzung abhängt und richtungsmäßig
über das Endglied l8 auf die beiden Saiten S,,S2 einwirkt,
wie durch den Pfeil 37 auch in der Figur 2 verdeutlicht ist. ' Zwischen der Waagenbrücke 30 und dem Gestell 25 befindet
sich eine entsprechende Dämpfungsvorrichtung-38,39.
Die Gestänge 19,20 zur Ausübung der Messkraft P einerseits
und der Referenzkräft R andererseits auf die beiden Saiten
S1^S2 können'von beliebiger anderer Bauart sein, wie auch andere
Dämpfungseinrichtungen 27,28 bzw. 38,29 verwendet werden können.
Es kommt lediglich darauf an, eine vorgegebene feste Referenzkraft R und eine zur bestimmenden Last 10 proportionale Messkraft
P gemeinsam auf beide Saiten S1,S2 einwirken zu lassen, wobei
die Winkel zwischen dem die Messkraft P übertragenden Endglied 18 und den beiden Saiten S1, S2 mit dem Auswertegerät
12 abgestimmt sein müssen.
Das Auswertegerät 12 besitzt eine Reihe von an sich bekannten elektronischen
Bauteilen, deren Art und Schaltung durch das Schema in Fig. 1 beschrieben ist. Die Anschlußstellen für dieses Auswertegerät
12 liegen noch innerhalb des Messwerks 11 bei den beiden Saiten S1, S2 und bestehen jeweils aus einem kombinierten
Erreger und Frequenzfühler 40,41, der an beiden Saiten S ,S„ angeordnet
ist und auf elektromagnetischem Wege die einen hierfür geeigneten Querschnitt aufweisenden Saiten S1 ,S0 inltransversale
χ ^ I Schwingungen versetzt.
Anhand der Fig, 2 ist erkennbar, daß die beiden Kräfte P,R in
Richtung des strichpunktiert eingezeichneten Längsverlaufs 42,43 der beiden Saiten SwS2 sich in die vier Kraftkomponenten X1-P
sowie X2* P einerseits und in Y1* R und Y2-R andererseits
aufspalten. Durch vektorielle Addition dieser Kraftkomponenten erhält man die aus der oben erwähnten Formel (2) und (3)
sich ergebenden Saitenspannkräfte Q1 bzw. Q2, welche in ihrer
vektoriellen Länge auch in Fig. 2 eingezeichnet sind. Nach der oben erwähnten FormelQ.) ergeben sich gemäß den jeweils wirksamen Saitenspannkräften Q1, Q2 zu den von den Frequenzfühlern
.40,41 abgegriffenen Eigenfrequenzen *\,F2 der beiden Saiten SwS2
die Beziehungen:
(4)
(5) 1 m
Diese Frequenzfühler 40,41 sind über elektrische Leitungen 44
45 mit den verschiedenen elektronischen Bauteilen innerhalb des Auswertegeräts 12 verbunden. In ieäiSiäSiieeGerät führen die
S0Ö824/Q.13Ö . -7-
Leitungen 44,45 zunächst zu einem den Frequenzwert F, der ersten
Saite S, bzw. den Frequenzwert F- der zweiten Saite S2 bestimmenden
Eingangsglied 50 bzw. 50',. an welches jeweils ein
Quadrierungsglied 51,51* zur ERmittlung der jeweiligen Frequenz-
2 2
wertquadrate F. ,F angeschlossen ist. Die elektrischen Leitungen 44,45 der beiden Frequenzfühler 40,41 können natürlich
auch unmittelbar an einem sofort die Frequenzwertquadrate
2 2
F, ,F„ ermittelnden elektronischen Bauteil angeschlossen sein.
F, ,F„ ermittelnden elektronischen Bauteil angeschlossen sein.
Hinter diesen Quadrierungsgliedern 51,51' gabeln sich die
Signalleiter in jeweils zwei Zweige 52,52'; 53,53', die zu"
je einem einen konstanten Wert a,b,c,d eingebenden Multiplikationsglied
54,54' führen, welches zur Ermittlung
2
der Produkte zwischen den beiden Frequenzwertquadraten F, -,F-
und den vier konstanten Werten a bis d dienlich ist. Das Multiplikationsglied
54' des zu F1 gehörenden Zweiges 52' ist
über ein Additionsglied 56 mit dem Multiplikationsglied 55' des
zu F2 gehörenden Zweiges 53V verbunden. -Die beiden anderen
Multiplikationsglieder 54,55 sind über zwei Leitungen mit einem Substraktionsglied 57 verbunden. Die Ausgänge
des Additionsgliedes 56 und des Substraktionsgliedes 57 sind schließlich über zwei Signalleiter 58,58' an ein Divisionsglied 59 angeschlossen, welches über eine Ausgangsleitung 60 mit
dem Anzeigewerk 13 verbunden ist, wo auf digitalem Wege der Gewichtswert
G der zu messenden Last 10 angegeben wird. Das Anzeigewerk 13 kann auch einen Drucker umfassen, der auf einem Papierstreifen
61 den ermitteltem Gewichtswert G festhält.
Das im Auswertegerät 12 von den beiden Frequenzen F-.,F2 an das
Anzeigewerk 13 abgegebene Ausgangssignal beträgt nach dem vorbeschriebenen elektronischen Aufbau
a»F.2 - b»F02
(6)
d.F2 2
-8-
SÖ9824/Ö13.3
— 8 — '
Solange nicht die erfindungsgemäße Abstimmung zwischen dem
geometrischen Aufbau im Messwerk 11 und den eingegebenen Konstanter c,d im Auswertegerät 12 vorliegt, ergibt sich eine Diskrepanz
zwischen dem wahren Gewicht der Last 10 und dem angezeigten Gewichtswert G im Anzeigewerk 13. Dies liegt offenbar darin begründet,
daß der angezeigte Gewichtswert G im Anzeigewerk 13 zwar linear vom eintreffenden Ausgangssignal gemäß Formel (6) des
Auswertegerätes 12 gesteuert wird, aber im allgemeinen eine entsprechende Linearität zwischen diesem Ausgangssignal und
dem wirksamen wahren Gewicht der Last 10 nicht besteht. Die von der Last IO im Messwerk ausgeübte proportionale Messkraft P ist
somit gewöhnlich nicht eine lineare Größe zu dem von ihr ausgelösten Ausgangssignal (6) im Auswertegerät 12. Durch eine einfache
geometrische Bedingung im Aufbau des Messwerks lässt sich aber in einem beliebig weiten Messbereich eine ideale streng lineare
Beziehung zwischen dem die Gewichtswertanzeige G steuernden Ausgangssignal (6) und dem wahren Gewicht der Last bzw. der von ihr
hervorgerufenen proportionalen Messkraft P erzielen, die
sichtig wird, wenn man für die beiden Frequenzwertquadrate F1,
F„ nach der Gleichung (4) und (5) die Saitenspannkräfte
Q1 und Q2 in den Ausdruck für das Ausgangssignal (6) einführt und
dann diese Saitenspannungskräfte nach der oben erwähnten Gleichung (2) und (3) durch die beiden wirksamen Kräfte, nämlich die
Referenzkraft R und die Messkraft P ausdrückt, womit sich ergibt:
(c· Y3^dY2) R+ (CX^dX2)P (7) .
und man dann verlangt, daß dieser Ausdruck (7) proportional sein
soll dem wirksamen wahren Gewicht der zu vermessenden Last 10. In diesem Ausdruck (7) sind die ersten Summanden von Zähler und
Nenner bei einer gegebenen Konstruktion des Messwerks stets konstante Grossen. Dann ergibt sich aber die gewünschte lineare
Beziehung, wenn in dem Ausdruck (7) der zweite Summand des Nenners verschwindet. Dies wird offenbar durch folgende
-9-
504624/0134
. - v;; ■ :- .-.Λ= 2360985-
— Q — -■■"."
Konstruktionsbedingungen zwischen den Kraftkomponenten Χ,,Χ
des Messwerks und den eingegebenen konstanten Werten c,d in den
Multiplikationsgliedern des Auswertegeräts 12 erfüllt,
_c X9
= -TT- (8>
Durch den bekannten trigonometrischen Satz, daß sich die Seiten
eines Dreiecks wie die Sinuswerte der gegenüberliegenden Dreieckswinkel
verhalten, lässt sich die Konstruktionsbedingung (8) auch durch die aus Fig. 2 entnehmbaren Winkelbeziehungen in die
äquivalente Konstruktionsbedingung umformen:
^c _ sin.o£
~T~ sin. a (97
~T~ sin. a (97
Daraus folgt, daß das Verhältnis dieser Konstanten * gleich
sein muss dem Verhältnis der Sinuswerte der beiden Winkel <s£ β
im Messwerk 11 zwischen der durch das Endglied 18 bestimmten
Wirkungsrichtung der Messkraft P und dem Längsverlauf 42 der ersten
Saite S, einerseits und der Wirkungsrichtung dieser"Messkraft
P und dem Längsverlauf 43 der zweiten Saite S2 andererseits.
Das bedeutet, daß drei dieser vier Baugrößen, z.B.·. c,d und e<
bequem gewählt werden können und eine ideale Linearität zwischen dem wahren Gewicht rnsvk der Last 10 und der Gewichtsanzeige G
sich dann immer ergibt, wenn die vierte Grosse, im vorliegenden
Beispiel der Winkel /* ,nach der vorerwähnten Baubeziehung (9)
bestimmt wird. Die übrigen Baugrössen der Vorrichtung, nämlich
der Verlauf der Resultierenden R und deren Kraftkomponenten
Y1 und Y2.im Messwerk 11 bzw. die eingegebenen konstanten Werte
a,b im Auswertegerät 12 sind immer frei wählbar und werden d*her
konstruktiv am bequemsten ausgesucht. Solche besonders praktischen Verhältnisse sind in Fig. 3 und 4 für zwei verschiedene
Ausführungsbeispiele veranschaulicht, wo jeweils nur das wichtigste Teilstück des zugehörigen Messwerks II1 bzw. II'1
entsprechend der Darstellung von der Fig. 2 gezeigt ist.
> ,/ / di 4 ^ α - —10—
-leim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist bei dem dargestellten Messwerk II11 dfe durch das angreifende Endglied 18" bestimmte
Wirkungsrichtung der Messkraft P senkrecht zur Winkelhalbierenden, die als strichpunktierte Linie 62 angedeutet ist,
zwischen den beiden Saiten S1 ,Sj angeordnet. Der Winkeln " ist
dann gleich dem Winkel/*1 ' weil die beiden Saiten S1, S2 einen
rechten Winkel zwischen sich einschließen. Das für die Wirkungsrichtung der Referenzkraft R maßgebliche Endglied 19"
verläuft dann in Richtung der Winkelhalbierenden 62. Das zugehörige Auswertegerät hat hier wenige und besonders einfache
elektronische Bauelemente, denn die eingegebenen konstanten Werte a=b=c=d können gleich eins sein. Das bedeutet, daß
man hier die in Fig. 1 gezeigten Multiplikationsglieder 54,54' und 55,55' einfach weglassen und die iieitungs zweige
52,52' und 53,53" unmittelbar an dLe Glieder 57 bzw. 56 anschließen;
kann. Die vom Auswertegerät 12 an das Anzeigegerät abgegebenen Steuerimpulse sind hier gleich dem Quotienten aus
2 2 der Differenz der beiden Frequenzquadrate (F1 -F_ ) einerseits
2 2 und der Summe der Frequenzquadrate (F. +F2 ) andererseits.
[Eine noch einfachere Ausbildung ergibt sich, wenn man die Geometrie des Messwerks II1 gemäß Fig. 3 wählt. In diesem
Fall liegt das die Wirkungsrichtung der Messkraft p bestimmende Endglied 18' in Verlängerung der ersten Saite S1. Das für die
Wirkungsrichtung der Referenzkraft R maßgebliche andere Endglied 19' kann hier in Richtung der Winkelhalbierenden zwischen den
beiden Saiten S.,,S2 angeordnet sein, wobei auch dieser Winkel
ein rechter sein kann. Aus diesem Grunde ist dann auch der Winkel /^ ein rechter, wie sich aus der geometrischen Beziehung der
Sg. 3 ohne weiteres ergibt. Der Winkel 0^iSt hier immer gleich
Null. Im elektronischen Auswertegerät können auch hier drei der eingegebenen konstanten Werte bei den Frequenzquadraten
a=b=d=l gewählt werden, aber für den vierten Wert c ergibt sich nach der Baubedirigung immer Null. Damit beträgt
das vom Auswertegerät 12 an das Anzeigewerk 13 abgegebene Ausgangssignal,
ausgehend von dem Ausdruck (6), hier lediglich 2 2
gg, g
2 2 2
- F_ ) : F2 . Bei dieser Ausbildung brauchen auch hier die
509824/0133
in Fig. 1 gezeigten Multiplikationsglieder 54 und 55,55' nicht
vorhanden zu sein, vielmehr können die zu ihnen führenden
Leitungszweige 52 und 53,53' direkt an die nachfolgenden Bauelemente 57 und 59 angeschlossen sein. Wegen c=0 ist der
Leitungszweig 52' ganz weggelassen und auch das Summationsglied
56 entfernt, denn der Leitungszweig 53' wird unmittelbar
an dem letzten elektronischen Bauteil des Auswertegeräts 12, nämlich dem Divisionsglied 59, angeschlossen.
Damit ist es möglich, bei einfachem Aufbau der Vorrichtung
eine exakte Linearität zwischen dem wahren Gewichtswert der Last 10 und dem vom Anzeigewerk 13 angegebenen Gewichtswert
G herzustellen und dabei einen grossen Messbereich auszunutzen." Dabei ist eine extreme Peineinteilung des Messbereichs möglich.
Die Einjustierung der einzigen geometrischen Bedingung
in Abstimmung mit den Werten der elektronischen Bauteile des
Auswertegeräts 12 ist einfach. Durch die mechanischen Bauteile der Vorrichtung können, -wenn man eine kostenaufwendige
Präzisionsherstellung vermeiden will, noch leichte Unlinearitäten in der Arbeitsweise der Vorrichtung eintreten.
Diese lassen sich aber durch eine gegenläufige entsprechende Verstimmung der Konstruktionsbedingung (9) leicht wieder
kompensieren. Hierzu ist, wie Fig. 3 und 4 verdeutlichen, ein Stellglied 63' bzw. 63'' am Gehäuse des .Messwerks angebracht,
welches eine kleine Winkelabweichung des die Wirkungsrichtung
die. Messkraft P bestimmende! Endglieds 18' bzw. 18'' gestattet.
Am einfachsten besteht ein solches Stellglied aus einer verschraubbaren
Spindel, die an ihrem einen Ende ein Stellrad zur Betätigung der Spindel bei der Justierung der Vorrichtung
aufweist und mit ihrem anderen Ende auf das.Endglied Ιδ',ΐδ11
einwirkt.
9824/0139
Claims (4)
1.) Elektrischer Massen- und Kraftmesser umfassend einerseits ein
— Messwerk mit zwei einendig verbundenen von einer festen Referenzkraft gemeinsam vorgespannten schwingenden Saiten,
die zusätzlich durch eine von der zu vermessenden Last ausgehende proportionale Messkraft gemeinsam belastet sind,
und andererseits ein an einem insbesondere digitalen Anzeigewerk angeschlossenen elektronischen Auswertegerät, d a d u r ch
gekennzeichnet, daß das Auswertegerät (12) elektronische Bauteile (50 bis 59) aufweist, welche die beiden
eingehenden Frequenzsignale (F1,F„) der ersten und zweiten
Saite (S1,S2) in einen Ausgangswert gemäß
* *1 - b F2 2
c F1 2 + d F2 2
wandeln und an das nachgeschaltete Anzeigewerk (13) abgeben, wobei das Verhältnis der im Auswertegerät (12) eingegebenen
Divisorkonstanten des Frequenzwertquadrats der ersten Saiten (S1) zu demjenigen der zweiten Saite (S2), mämlich c:d,
gleich ist dem Verhältnis der Sinuswerte der beiden Winkel {Kiß) im Messwerk (11) zwischen der Wirkungsrichtung (18) der
Messkraft (ρ) und dem Längsverlauf (42) der ersten Saite (S1)
einerseits und der Wirkungsrichtung (18) der Messkraft (P) und dem Längsverlauf (43) der zweiten Saite (S2) anderersäts.
2. Massen- und Kraftmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die von den elektronischen Bauteilen (54,54*;55,55')
dsm Auswertegerät (12) eingegebenen Konstanten (a,b,c,d)
der beiden Frequenzwertquadrate (F1 2,F22) gleich eins sind,
wobei die Wirkungsrichtung (18") der Messkraft (P) senk-
£09024/0149
recht zur Winkelhalbierenden (62) zwischen den beiden Saiten
.(S-,S2) angeordnet ist. ' ;
3. Massen- und Kraftmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsrichtun^ (181) der Messkraft
(P) in Verlängerung-..der" ersten Saite (S,) angeordnet ist
und daß das Auswertegerät keine elektrische Verbindung
(52') für ein eiektronisches Bauteil (54') zur Bildung des
zur ersten Frequenz gehörenden,Summanden (cF, )
des Devisors besitzt, während die übrigen eingegebenen Konstanten (a>b,d) der Frequenzquadrate gleich eins sind.
4. Massen- und Kraftmesser nach einem oder mehreren der.Ansprüche
1-3, gekennzeichnet durch eine die Wirkungsrichtung (18', 18'')
der Messkraft (p) verändernde Stelleinrichtung (63',63'')
zur auf einen Kompensationswert von mechanischen Baufehlern
der Kraftübertragungsglieder"einstellbaren Verstimmung
des Sinuswertverhältnisses (sinoc : sin/3).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2360965A DE2360965A1 (de) | 1973-12-07 | 1973-12-07 | Elektrischer massen- und kraftmesser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2360965A DE2360965A1 (de) | 1973-12-07 | 1973-12-07 | Elektrischer massen- und kraftmesser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2360965A1 true DE2360965A1 (de) | 1975-06-12 |
Family
ID=5900135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2360965A Pending DE2360965A1 (de) | 1973-12-07 | 1973-12-07 | Elektrischer massen- und kraftmesser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2360965A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4270384A (en) * | 1978-01-26 | 1981-06-02 | Wirth, Gallo & Co. | Mass and force meter |
WO1988008520A1 (en) * | 1987-04-27 | 1988-11-03 | Licencia Találmányokat Értékesito^" És Innovációs | Oscillating wire transducer for measuring stresses, elongations and forces |
-
1973
- 1973-12-07 DE DE2360965A patent/DE2360965A1/de active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4270384A (en) * | 1978-01-26 | 1981-06-02 | Wirth, Gallo & Co. | Mass and force meter |
WO1988008520A1 (en) * | 1987-04-27 | 1988-11-03 | Licencia Találmányokat Értékesito^" És Innovációs | Oscillating wire transducer for measuring stresses, elongations and forces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3417212C2 (de) | Kraftwandler | |
DE2524605A1 (de) | Vorrichtung zum messen von mechanischer arbeit und leistung | |
EP0151479A2 (de) | Steuervorrichtung | |
DE2900614C3 (de) | Kraftmeßwandler | |
DE2556428B2 (de) | Wägevorrichtung | |
DE2519727A1 (de) | Justierbare messvorrichtung, insbesondere waage | |
DE8328722U1 (de) | Kraftmeßvorrichtung | |
DE2831407C3 (de) | Elektronische Meßeinrichtung für analoge elektrische Signale | |
DE1448903B2 (de) | Fotoelektrische abtastvorrichtung | |
DE1473383A1 (de) | Waegesystem fuer Flugzeuge | |
DE2040987C3 (de) | Vorrichtung zur Lastanzeige W & T Avery Ltd, Birmingham | |
DE69406057T2 (de) | Werkzeug zum Messen eines Drehmoments, wie z.b. ein elektronischer Drehmomentschlüssel | |
DE3141767A1 (de) | Kraftwandler | |
DE2360965A1 (de) | Elektrischer massen- und kraftmesser | |
DE3021734C2 (de) | Anordnung von einachsigen Meßkraftaufnehmern zur Messung kleiner Gewichte | |
DE2350904A1 (de) | Vorrichtung zur angabe des betriebsradius und der laenge des auslegers eines krans | |
DE1773130B2 (de) | Analogwandler | |
DE2857525A1 (de) | Massen- und kraftmesser | |
DE7343473U (de) | Elektrischer Massen- und Kraftmesser | |
DE2307977A1 (de) | Schaltungsanordnung, welche eine messbruecke aufweist | |
DE3226386A1 (de) | Vorrichtung zur dreidimensionalen kraftmessung | |
DE2931029C2 (de) | Balgengerät mit Anzeigevorrichtung | |
DE750780C (de) | Anordnung zur elektrischen Durchfuehrung von Rechenvorgaengen mit Hilfe von zu Netzwerken zusammengesetzten Schaltelementen | |
DE2946175A1 (de) | Einrichtung zum tragen der last oder eines lasttraegers in einer elektromagnetischen waage | |
DE2627303A1 (de) | Vorrichtung zur elektromechanischen wandlung einer physikalischen groesse in eine elektrische groesse |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHN | Withdrawal |