DE2519727A1

DE2519727A1 - Justierbare messvorrichtung, insbesondere waage

Info

Publication number: DE2519727A1
Application number: DE19752519727
Authority: DE
Inventors: Mathijs Maria Johannes Engels
Original assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Current assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Priority date: 1975-05-02
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1976-11-11
Also published as: FR2309836B1; GB1494302A; US4070900A; DE2519727B2; IT1062090B; FR2309836A1

Description

Dlpl.-lng. Ludewig ? R 1 Q 7 ? 7

Dipl.-P'nys. Mentzel

Patentanwälte
Wuppertal-Barmen
uJSiU Td 553611/12

pertal-Barmen
iU Td. 553611/12

Kennwort_: "Fall 204,11"

Elektronisches Justieren II"

Firma Maatschappij van Berkel's Patent N.V., Rotterdam/Niederlande

Justierbare Meßvorrichtung, insbesondere Waage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung, insbesondere eine Waage, mit einem Meßwerk, insbesondere mit einer oder mehreren vom zu bestimmenden Gewicht belasteten schwingenden Saiten, und mit einer damit verbundenen elektrischen Auswertungseinrichtung zur Wandlung des eingehenden Meßsignals, insbesondere der Schwingungsfrequenz der Saiten, in einen auf einem angeschlossenen Anzeigewerk vorzugsweise digital auszuweisenden Meßwert, insbesondere Gewichtswert.

Meßvorrichtungen zur Gewichtsbestimmung, die sich durch gute Meßgenauigkeit auszeichnen, umfassen Meßdosen mit zwei schwingenden Saiten, die außer von dem zu bestimmenden Gewicht noch von einer festen Referenzkraft belastet werden und deren Schwingungsfrequenzen zur Ermittlung des Gewichtswerts dienen (DT-AS 1 279 379). Präzise arbeitende Meßvorrichtungen dieser Art erfordern aber aufwendige Justierarbeiten, die einen beträchtlichen Teil der Herstellungskosten verschlingen. Bei solchen zur Gewichtsbestimmung dienenden Meßvorrichtungen muß zunächst die Null-Lage und dann die richtige Anzeige bei Höchstlast eingestellt werden. Weiterhin muß noch ein verbleibender Bogenigiler in der Meßkennlinie, welche die Beziehung zwischen dem Meßsignal und dem zugehörigen Gewichtswert herstellt, wegjustiert werden. Im Ergebnis erhält man nach mühevoller Justierung schließlich in einem beschränkten Meßbereich eine lineare Kennlinie.

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Bei Vorrichtungen zur Gewichtsbestimmung dieser Art ist es auch bekannt, mit weiteren Justiermitteln einen kubischen Linearitätsfehler des Meßwertes zu korrigieren (DT-PS 1 958 976) , wodurch sich eine Erweiterung des Meßbereichs erzielen läßt. Die in diesem Falle zur Durchführung der erforderlichen Justierungen benötigten Stellglieder sind zahlreich und der Arbeitsaufwand zur Durchführung der genauen Einstellung ist noch größer. Grundsätzlich wachsen mit steigender Genauigkeit einer Meßvorrichtung die Kosten zur Durchführung der hierzu notwendigen Justierung überproportional.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die sich durch eine hohe Meßgenauigkeit auszeichnet und dabei mit einfachen, schnell auszuführenden Einrichtungsarbeiten auskommt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die mechanischen Glieder des Meßwerks und deren gegenseitige Verbindungen unverstellbar ausgebildet sind und die zur Erlangung des richtigen Meßwerts im Anzeigewerk erforderliche Justierarbeit durch η Festwerte eingebende Rechenglieder der Auswertungseinrichtung ausführbar ist, wobei die rechenwirksame Schaltung in der Auswertungseinrichtung der Addition der η Glieder eines Polynoms η-ten Grades entspricht, dessen unabhängig Veränderliche das Meßsignal und dessen abhängig Veränderliche der gesuchte Meßwert sind, und die Größe der η Koeffizienten dieser Glieder den vorgenannten η Festwerten gleich ist.

Die Erfindung erspart die bisher notwendige mühevolle Justierarbeit der mechanischen Glieder im Meßwerk. Die Erfindung paßt in der Auswertungseinrichtung die Festwerte so an das vom unjustiert bleibenden Meßwerk ausgehende individuelle Meßsignal an, daß im Anzeigewerk der exakte Meßwert angezeigt wird. Die bisher durch die Justierarbeit an den mechanischen

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Gliedern erforderlichen Abstimmungen der mechanischen Eigenschaften im Meßwerk werden nunmehr durch die wesentlich einfachere und genauere Anpassung der Rechenglieder in der Auswertungseinrichtung an das spezifische Meßsignal eines jeden Meßwerks ersetzt. Diese Anpassung erfolgt bei der Erfindung auf denkbar einfache Weise, weil lediglich geeignete Festwerte, die sich nach den speziellen mechanischen Eigenschaften des gerade vorliegenden Meßwerks richten, von den Rechengliedern in den Rechner eingegeben werden brauchen, wo sie nach Art eines Polynoms η-ten Grades durch übliche Additions- und Multiplikationsschaltungen verarbeitet werden.· Mit Steigerung der Genauigkeit des erfindungsgemäßen Meßgeräts wachsen die zur Einstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlichen Kosten nicht mehr wesentlich an. Solche Rechenvorgänge lassen sich von einem modernen Mikro-Computer leicht realisieren.

Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung genauer entnehmbar, wo auch weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung herausgestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Ansicht den Aufbau einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zur Massen- oder Kraftbestimmung einer Last,

Fig. 2 ein Diagramm mit verschiednen Kennlinien, anhand welchen die bisher erforderlichen umständlichen Justierarbeiten bei bekannten Vorrichtungen zur elektrischen Massen- und Kraftbestimmung deutlich werden.

Das in Fig. 1 gezeigte Meßwerk 11 ist ein Massen- und Kraftmesser von üblicher Bauart. Im vorliegenden Falle handelt es sich um eine Waage zur Gewichtsbestimmung einer Last 10.

Das in einem Gehäuse 12 befindliche Meßwerk umfaßt zwei Saiten 13, 14, die einendig, bei 15, l6, am Gehäuse 12 befestigt sind,

während 609846/0BA3

die anderen Enden bei 17 miteinander verbunden sind. An dieser Verbindung 17 greifen in sternstrahlenförmiger Anordnung zu den Saiten 13, 14 zwei Endglieder von zwei Übertragungsgestängen 18, 19 an, die zur Zuleitung von Kräften R, P dienen. Das eine Übertragungsgestänge 18 erzeugt die eine Kraft, nämlich eine Referenzkraft R, durch die Schwerkraft eines vorgegebenen Gewichtstücks 20. Statt dessen könnte man auch eine Referenzkraft durch Federkräfte erzeugen. Die andere, zu messende Kraft P wird von denvübertragungsgestänge 19 aus dem zu bestimmenden Gewicht G der Last 10 bestimmt. Die Last 10 ruht auf einer Lastschale 21 der Waage, die über Parallelogrammgelenke 22 parallel zum Gehäuse 12 auf- und abgeführt ist. Das Gewicht G der Last 10 wirkt dabei, von der Lastschale21 aus, auf das gegenüberliegende Ende des vorerwähnten Übertragungsgestänges 19.

In Abhängigkeit von der Geometrie dem Meßwerk 11 befindlichen Bauteile kommen bei den gewählten Verhältnissen bestimmte Referenzkräfte R und Meßkräfte P an den Saiten 13, 14 zur Entfaltung, wobei die resultierende Kraft die beiden Saiten 13, 14 spannt. Während die Referenzkraft R einen konstanten Anteil für diese Spannkraft liefert, verändert sich der Anteil der Meßkraft P in Abhängigkeit von dem durch die jeweilige Last 10 wirksam werdenden Gewicht G. Daher sind die resultierenden Saitenspannkräfte abhängig von dem Gewicht der zu messenden Last 10. Dementsprechend bilden sich bei Schwingungserregung der beiden Saiten 13, 14 entsprechende Eigenschwingungen, der Saiten aus, die von Schwingungsfühlern 23, 24 abgetastet und an ein Frequenzmeßgerät 25 abgegeben werden. Diese Schwingungsfühler 23, 24 dienen zugleich als Erreger für die Querschwingungen der beiden Saiten 13, 14, was auf magnetischem Wege erfolgt.

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Ein Meßwertgeber 25 ermittelt hier das Frequenzverhältnis der beiden Saiten 13, 14. Dieses Frequenzverhältnis ist von der Größe der wirkenden Last 1o abhängig. Dieser Meßwertgeber 25 ist das Eingangsglied des elektronischen Auswertungsgeräts 26, dessen Ausgangsglied ein Anzeigewerk 27 ist, wo im Ablesefenster 28 das Gewicht G der zu vermessenden Last 1o in Ziffern digital angezeigt wird.

Bisher mußte ein solches Massen- bzw. Kraft-Meßwerk 11 mechanisch einjustiert werden, was durch Verstellungen an verschiedenen, die Baulänge und die Verbindung der mechanischen Glieder bestimmenden Verbindungen bewirkt werden mußte. Solche Einstellungen wurden zunächst durch Verschiebungen der Befestigungspunkte 15, 16 der beiden Saiten 13,14 sowie durch Lageänderungen der Verbindungsstelle 17 ausgeführt. Ferner werden Justierungen durch Verschiebungen des Vergleichsgev/icht-Stückes 2o im Übertragungsgestänge 18 sowie durch Einstellungen der verschiedenen Gelenkpunkte 29 und Hebellängenänderungen in den beiden Übertragungsgestängen 18, 19 durchgeführt. Durch Verstellungen in diesen Bereichen mußte, was anhand der Fig. 2 erläutert wird, bislang die jeweilige individuelle Meßwerk-Charakteristik I in die richtige endgültige Kurvenform V umgewandelt werden, damit im Anzeigewerk der zugehörigen elektronischen Auswertungseinrxchtung der exakte Gewichtswert erscheint.

In Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit verschiedenen Kennlinien eines solchen Meßwerks 11, wo als Ordinate das Frequenzverhältnis der beiden Saiten aufgetragen ist, während die Abszisse das zugehörige Gewicht G der zu bestimmenden Last 1o angibt. Die Charakteristik eines noch unjustierten Meßwerks 11 hat nach der Montage zunächst das durch die ausgezogen gezeichnete Kurve I ersichtliche Aussehen. Um die Arbeitsweise des Meßwerks mit den Gegebenheiten der Auswertungseinrxchtung abzustimmen, damit im Anzeigewerk der zum jeweiligen Frequenzverhältnis stets richtige Gewichtswert G erscheint, mußte bisher eine mehrfache mechanische Justierung durchgeführt werden, mit welcher die Charakteristik nach Kurve I schrittweise abgeändert wurde. Zunächst einmal mußte die Null-Lage

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der Meßkurve abgeändert werden, wodurch sich der aus II aus Fig. 2 ersichtliche Kurvenverlauf ergab. Dann war es erforderlich, eine Bereichsänderung durchzuführen, wodurch die Kurve sich in die Form III verändern ließ. Hiervon ausgehend mußten dann Linearitäts-Justierungen durchgeführt werden, die zunächst einen sogenannten "Bogenfehler" beseitigen mußten, wodurch sich der Kurvenverlauf IV ergab und schließlich erhielt man durch Beseitigung von Kubik-Fehlern den aus der endgültigen Charakteristik V der Fig. 2 ersichtlichen Kurvenverlauf, der sich schon recht gut an die gewünschte lineare Beziehung zwischen G und dem Frequenzverhältnis anlehnt, wie sie durch die dünne Hilfslinie 30 in Fig. 2 veranschaulicht wurde. Diese erwünschte lineare Beziehung ist aber nur auf den Meßbereich G = Null bis G=G beschränkt, denn im weiteren Kurvenverlauf nimmt die Charakteristik V einen von dieser Linearität 30 stark abweichenden Verlauf. Zur Ausführung all dieser Justierarbeiten ist ein hochqualifiziertes Personal und viel Arbeitszeit erforderlich gewesen.

Bei der Erfindung verwendet man ein Auswertungsgerät 26, welches auf den in Fig. i ersichtlichen Aufbau sich zurückführen läßt. Irgendwelche mechanischen Justiermittel im Bereich des Meßwerks 11 brauchen nicht vorgesehen zu sein, vielmehr werden die mechanischen Bauteile, ohne Rücksicht auf die später zu erwartenden Meßfehler, zusammenmontiert. Das fertige Meßwerk 11 weist somit nach der Montage eine Kennlinie mit spezifischen Meßfehlern auf, wie sie beispielsweise durch die oben behandelte Kurve I von Fig. 2 vorgegeben ist. Durch den besonderen Aufbau des Auswertungsgeräts 26 werden die individuellen Meßfehler von selbst berücksichtigt, wobei es nur erforderlich ist, zu den spezifischen Eigenschaften dieses Meßwerks passende Festwerte in die Recheneinrichtung einzugeben. Diese Festwerte lassen sich einfach, genau und schnell durch Testgewichte mit dieser Auswertungseinrichtung ermitteln. Die hierzu erforderliche Verfahrensweise läuft bei Inbetriebnahme der Vorrichtung wie folgt ab:

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Es wird davon ausgegangen, daß das Meßwerk ii eine Meßwert-Charakteristik nach Art der Kurve I von Fig. 2 aufweist. Wegen besserer Übersichtlichkeit der Darstellung wird nachfolgend beim Meßsignal von der ermittelten Frequenz f gesprochen, als ob nur eine Saite vorhanden wäre, was im Rahmen der Erfindung auch möglich ist, wie noch gezeigt werden wird, obwohl beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im Meßwertgeber 25 ein Frequenzverhältnis der beiden Saiten 13, 14 auftritt. Die nachfolgenden Erläuterungen gelten für beide Ausführungsmöglichkeiten. Bezogen auf Fig. 1 ist an allen nachfolgenden Stellen, wo von der Schwingungsfrequenz f gesprochen wird, das Frequenzverhältnis zu setzen. Das zu ermittelnde Gewicht G läßt sich ausgehend von der zugehörigen Frequenz f immer darstellen durch die Formel:

G= a_Q- + a_±f + a₂f² + a₃f³ + ...a_nfⁿ (l)

Durch geschickte Wahl der Koeffizienten a , a. ... a kann man eine beliebig exakte Beziehung zwischen der auftretenden Frequenz f und dem gesuchten Gewichtswert G erzielen. In vielen praktischen Fällen genügt es, lediglich die vier ersten Glieder des Polynoms (l) zu berücksichtigen. Die erfindungsgemäße Auswertungseinrichtung 26 hat einen dementsprechenden Aufbau. Sie umfaßt drei Multiplikationsglieder 31, 32, 33, die mit dem vom Meßwertgeber 25 kommenden Eingangssignal f durch die Verbindungsleitung 3^ beaufschlagt werden. Diese Multiplikationsglieder 31, 32, 33 sind in abwechselnder Reihenfolge in einer Reihe mit Additionsgliedern 35, 36, 37 angeordnet und durch dazwischenliegende Schaltverbindungen 38, 39, 40, 41 und 42 miteinander verbunden.

Weiterhin sind das erste Multiplikationsglied 31 sowie jedes der nachfolgenden Additionsglieder 35, 36 und-37 über Leitungen 47, 48, 49, 50 mit einem einen Festwert in die Recheneinrichtung eingebenden Rechenglied 43, 44, 45, 46 verbunden. Diese Festwert-Glieder 43, 44, 45, 46 stehen über eine Leitung 51 mit einem Steuerglied 52 in Verbindung, welches bei jedem Rechenvorgang die Eingabe der Festwerte in den Rechner veranlaßt. Die vom letzten Additionsglied 37 kommende Ausgangsleitung 53 führt das Ausgangs-

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nachträgnC· geänderi

signal zum Anzeigewerk 27« wo im Anlesefenster 28 der ermittelte Gewichtswert G zahlenmäßig erscheint.

Bei der Beschränkung der Gleichung (l) auf die vier ersten

Glieder kommt es nur darauf an, die vier ersten Koeffizieten a , a., a„, a, zu ermitteln. Zu diesem Zweck belastet man die Meßvorrichtung mit viergeeichten Gewichten Gl, G2, G3 und G4, welche vorteilhafterweise derart gewählt werden,; daß z.H. Gl = Null ist, G4 der vollen Last entspricht, G3 zwei drittel der Vorlast ausmacht und G2 ein drittel der Vollast betragt. Bei diesem Testverfahren zur Ermittelung der vier Festwerte wird die geschilderte Schaltung des Auswertungsgeräts 26 verwendet, wobei man die vorerwähnten Festwertglieder 43, 44, 45, 46 zunächst auf vier beliebige, konstante Werte einstellt. Am bequemsten ist es, die Festwertglieder 43, 44 und 46 bei diesem Testverfahren gleich Null zu setzen und lediglich beim Rechenglied 45 einen Festwert a. = 1 zu verwenden. Dies hat zur Folge, daß flir die vier geeichten Gewichte die Gl, G2, G3 und G4 sich vier verschiedene ermittelte Frequenzen fl, f2, f3 und f4 ergeben, die einfach im Ablesefenster 28 des Anzeigewerks 27 abgelesen werden können. Mit diesen vier Paaren flir G und F erhält man somit aus der Formel (l) vier Gleichungen zur Ermittlung dor Koeffizienten a , a., a₂ und a,, wofür sich die Ergebnisse a = A, a. = B, a« = C und a, = D ergeben. Diese Koef f izie t e.nermittlung könnte, wenn die Vorrichtung 26 ein Mikro-Comput.er ist, auch von dieser Vorrichtung selbst vorgenommen werden. Über das vorerwähnte Steuerglied 52 werden, wie aus Flg. l ersichtlich ist, den Rechenglledern 43, 44, 45, 46 diese ermittelten Individuellen Festwerte A, B, C und D eingegeben, welche für das hler vorliegende Meßwerk 11 spezifisch sind. Damit 1st die Vorrichtung zur exakten Ermittlung aller Gewichtswerte G

endgültig eingerichtet. Außer der einfachen und schnellen Krmittlung und Eingabe dieser Festwerte A bis D brauchen keinerlei zeltaufwendige Justierungsarbeiten durchgeführt werden, Entsprechend dem individuellen Verhalten der einzelnen Meßwerke 11 erhält jede Vorrichtung durch das geschilderte einleitende Testverfnhren seine spezifischen Festwerte A bis D.

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Wird nun irgend eine Last 6 auf die Lastschale 21 des Meßwerks 11 gelegt, so leitet der Meßwertgeber 25 über die Verbindung 34 zunächst ein Signal an das Multiplikationsglied 31, welches zugleich vom ersten Rechenglied 4 3 mit dem eingestellten Festwert D beaufschlagt wird. An das nächstfolgende Additionsglied 35 gelangt über die Schaltverbindung 38 das Signal D f. Im selben Additionsglied 35 wird vom benachbarten Rechenglied 44 über die Schaltverbindung 48 der nächste Festwert C eingegeben, so daß zum übernächsten Multiplikationsglied 32 durch die Schaltverbindung 39 ein Signal entsprechend D f+ C läuft. Im Multiplikationsglied 32 wird über die Leitung 34 noch einmal die Frequenz f eingegeben, so daß über die nächste Ver-

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bindung 4o das Signal Df +Cf zum nachfolgenden Additions-

glied 36 läuft. Hier gelangt vom Rechenglied 4 5 über die Leitung 49 der zugehörige Festwert B, weshalb über die nächste Verbin-

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dungsleitung 41 das Signal Df + C f + B zum nachfolgenden Multiplikationsglied 33 läuft, wo über die Verbindungsleitung erneut die Frequenz f eingegeben wird. In der nachfolgenden Verbindungsleitung 42 zum letzten Additionsglied 37 erscheint damit ein Signal entsprechend Df + Cf + Bf. Im

Additionsnlied

wird über die Schaltverbindung 5o vom Rechenglied 46 der zugehörige letzte Festwert A abgegeben, weshalb an der Ausgangs-

i 3 2 leitung 53 zum Anzeigewerk 27 das endgültige Signal D f +Cf +Bf+A auftritt. Damit erhält man im Ablesefenster 28 den genauen Gewichtswert, obwohl das Meßwerk 11, wie bereits erwähnt wurde, die in Kurve I in Fig. 2 gezeigten Verhältnisse aufweist. Ks ist keine mechanische Justierung hinsichtlich Nullago, Meßbereich und Linearität erforderlich. Die ermittelten Festwerte A bis D können von Hand oder durch das Steuerglied 52 automatisch in den Rechner 26 eingebracht werden.

In manchen Fällen kann es auch vorteilhaft sein statt nur vier geeichter Gewichte G1,G2,G3 und G4 eine größere Zahl von geeichten Gewichten zu verwenden und bei der Ermittlung der gesuchten Koeffizienten auf statistischem Weg den Mittelwert zu bestimmen.

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nachträglich geändert

Sofern eine größere Genauigkeit der Messung erforderlich ist, um beispielsweise noch eine feinere Gewichtseinteilung der Skala zu erhalten, ist es möglich, anhand der Formel (1) noch ein oder mehrere weitere Glieder dieses Polynoms zu verwenden. Dies hotte für die Auswertungseinrichtung 26 lediglich die Folge, daß sich die Schaltung um eine entsprechende Anzahl von Multiplikationsund Additionsgliedern erweitert und das eine dementsprechend vermehrte Anzahl von Festgliedern zur Anwendung kommt, wie auch im einleitenden Testverfahren zur Ermitllung der Festwerte eines oder mehrere weitere geeichteGewichte zu den bereits erwähnten vier Gewichten hinzugenommen werden müßten. Es kommt nur darauf an, für die Ermittlung der entsprechenden Anzahl von Koeffizienten eine entsprechende Anzahl von Bestinunungsgleichungen aus vorbestimmten Eichgewichten für zu ermittelnde Anzahl von verschiedenen Frequenzen zu erhalten. Für η Glieder der Gleichung (1) würde man η Eichgewichte zur Ermittlung von η Koeffizienten benötigen. Die zugehörige Auswertungseinrichtung 26 würde dabei, in entsprechender Verlängerung des Schaltschemas insgesamt η Rechenglieder für η Festwerte aufweisen.

Weiterhin wäre es auch möglich, zur Durchführung der oben beschriebenen Rechenoperationen einen anderen Aufbau zwischen den einzelnen Rechengliedern zu verwenden, wenn beispielsweise quadrierende und die dritte Potenz bildende Rechenglieder angewandt werden. Es kommt jedenfalls darauf an, eine der Gleichung (1) entsprechende Schaltung der Bauelemente zu verwenden.

Wie weiterhin aus Fig. 1 erkennbar ist, wäre es das Steuerglied 52 die Größe der Festwerte A, B, Abhängig-

möglich, über C und D in

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nachträgllch geändert

keit von weiteren Variablen zu steuern, die auch noch auf andere Weise, als durch Justierungsfehler, das Meßergebnis beeinflussen könnten. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist dies hinsichtlich der Temperatur, der Erdbeschleunigung und hinsichtlich von Erschütterungen der Unterlage der Vorrichtung vorgesehen. Zu diesem Zwecke ist an der Vorrichtung ein Temperaturfühler 54 vorgesehen, der über eine Verbindungsleitung 57 mit dem oben erwähnten Steuerglied 52 für die Festwerte A bis D in Verbindung steht. Ändert sich die Temperatur t der Umgebung der Vorrichtung 11, so wird dies dem Steuerglied 52 mitgeteilt. Das Steuerglied 52 rvegelt nui?, nach einer entsprechenden vorausgehenden Eichung dieses Geräts die vier Konstanten A bis D in der gewünschten Weise. Hierdurch lassen sich Meßfehler höhererOrdnung beseitigen, die bislang nicht auf so übersichtliche und praktische Weise von der Auswertungseinrichtung erfaßt werden konnten.

Da bekanntlich die Gewichtsbestimmung G einer vorgegebenen Masse auch von der Größe der Erdbeschleunigung am Aufstellungsort der Waage abhängig ist, ließe sich ein solcher Fehler auch durch einen Gravitationsfühler 55 bei der Erfindung in ähnlicher Weise beseitigen, wie dies für die Temperatur vorstehend erläutert wurde. Ein solcher Gravitationsfühler 55 stellt die Abweichung der Erdbeschleunigung g fest und meldet über die Verbindungsleitung 57 die festgestellte Änderung dem Steuerglied 52, welches in entsprechender Weise die Festwerte A bis D regelt.

Schließlich könnte auch noch ein auf Erschütterungen des Geräts ansprechender Beschleunigungsfühler 56 vorgesehen sein, der in entsprechender Weise auf das Steuerglied 52 zur schnellen Anpassung der jeden Augenblick geltenden Festwerte A bis D wirksam ist.

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Damit läßt sich durch Verwendung von Mikro-Computern eine hinsichtlich Bedienung und Wirkungsweise einfache und präzise Meßvorrichtung gewinnen.

Die Erfindung ist auch auf Meßvorrichtungen anderer Art anwendbar. So ist es nicht mehr erforderlich, für die Gewichtsbestimmung ein in der in Fig. 1 erkennbaren Weise bekoppeltes Paar von Saiten 13, 14 zu verwenden; vielmehr genügt es, eine einzelne Saite der gewichtsmäßig zu bestimmenden Kraft über ein Gestänge auszusetzen. Im Bedarfsfall könnte man dabei auch auf eine feste Refernzkraft verzichten. Die oben erwähnte Auswertungseinrichtung 26 wäre ohne weiteres in der Lage, durch die geschilderte Ermittlung der Festwerte A bis D auch in diesem Fall die gewünschte Beziehung zwischen Gewicht G und den Frequenzen dieser einzigen Saite vorzusehen.

Bei der Erfindung kommt es, sofern schwingende Saiten hinsichtlich der jeweils herrschenden Frequenzen erfaßt werden sollen, auf eine Frequenzzählung an. Es ist dabei zur weiteren Vereinfachung der Vorrichtung vorteilhaft, möglichst kurze Zähler zu verwenden, die wesentlich einfacher aufgebaut sind. Dies soll aber keineswegs auf Kosten der hohen Auflösung der Frequenzbestimmung gehen, wie auch ein schnelles Ergebnis erzielt sein soll. Dies ist durch die Anwendung sogenannter Microprocesser zu erreichen. Ausgehend von dem Aufbau des in Fig. 1 mit den beiden Saiten 13, 14 gezeigten Meßwerks 11 wird die Anzahl der Schwingungen der Frequenz f1 der einen Saite 14 für kurze Zeiträume gezählt, innerhalb welcher eine Vergleichspaite, z.B. die Saite 13, eine bestimmte kleine Anzahl von Schwingungen, z.B. 16 Schwingungen, ausführt. Dieser Vorgang wird oft, z.B. 4QO mal, wiederholt und die erlangten einzelnen Resultate werden aufaddiert und dann in der bereits geschilderten Weise weiterverarbeitet. In den Computern ist für die Zählung der Impulse nur eine kleine Rechenkapazität erforderlich, weshalb für die weiteren

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Rechenvorgänge zur Verarbeitung des Freguenzergebnisses noch hohe Kapazitäten zur Verfügung stehen. Die lediglich kurzen Zähler sind raumsparsam, verursachen wenige Kosten und erfordern nur eine geringe Wärmeabfuhr.

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Claims

nachträglich geändert

Kennwort; "Fall 2o4, II

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Patentansprüche :

(TI) Justierbare Meßvorrichtung, insbesondere Waage, mit einem Meßwerk, insbesondere mit einer oder mehreren vom zu bestimmenden Gewicht belasteten schwingenden Saiten, und mit einer damit verbundenen elektrischen Auswertungseinrichtung zur Wandlung des eingehenden Meßsignals, insbesondere der Schwingungsfrequenz der Saiten, in einen auf einem angeschlossenen Anzeigewerk vorzugsweise digital anzuzeigenden, gesuchten Meßwert, insbesondere Gewichtswert, da d u r c h gekennzeichnet, daß die machanischen Glieder (13, 14, 18, 19 ) des Meßwerks (11) und deren gegenseitige Verbindungen (29, 15, 16, 17) unverstellbar ausgebildet sind und die zur Erlangung des richtigen Meßwerts (G) im Anzeigewerk (27) erforderliche Justierarbeit durch η Festwerte ( A, B, C, D ) eingebende Rechenglieder (43, 44, 4 5, 46) der Auswertungseinrichtung (26) ausführbar ist, wobei die rechenwirksame Schaltung in der Auswertungseinrichtung (26) der Addition der η Glieder (a , a-f, ...a_nfⁿ) eines Polynoms η-ten Grades entspricht, dessen unabnüngig Veränderliche das Meßsignal (f) und dessen abhängig Veränderliche der gesuchte Meßwert (G) sind, und die Größe der η Koeffizienten (a , a-, ά-, a., ) dieser Glieder den η Festwerten (A, B, C_; D) gleich ist.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auf Temperatur (t),Erdbeschleunigung (g) und Erschütterungen (b) des Meßwerks (11) ansprechende Meßfühler (54, 55, 56 ) aufweist, die eine kompensationswirksame Anpassung der Auswertungseinrichtung (26) steuern.

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