DE2528141B1 - Elektromagnetisch kompensierende waege- oder kraftmessvorrichtung mit tarieranordnung - Google Patents
Elektromagnetisch kompensierende waege- oder kraftmessvorrichtung mit tarieranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch kompensierende Wäge- oder Kraftmeßvorrichtung mit
einer in dem Arbeitsspalt einer Magnetanordnung vorgesehenen Spule, die einem beweglichen Teil der Vorrichtung
zugeordnet ist und mit diesem unter der Einwirkung einer Kraft aus einer voreingestellten Gleichgewichtslage
relativ zu der Magnetanordnung ausgelenkt wird, einem einen Lagenindikator, einen Leistungsverstärker
und die Spule umfassenden Kompensationskreis, der bei einer Auslenkung einen zu deren
Amplitude proportionalen Kompensationsstrom durch die Spule fließen läßt, einem mit einer digital arbeitenden
Meßwertanzeigeeinrichtung verbundenen Analog-DigitaI(A/D)-Wandler und einer Tarieranordnung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung derart auszugestalten,
daß praktisch unabhängig von dem Gewicht des auszutarierenden Teiles mit relativ geringem Aufwand ein
optimaler Meßbereich erhalten bleibt.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehen, daß die Tarieranordnung einen Speicher und
einen Digital-Analog(D/A)-Wandler in Reihe geschaltet umfaßt, von denen der Eingang des Speichers mit
dem Ausgang des mit der Anzeigeeinrichtung verbundenen A/D-Wandlers und der Ausgang des D/AWandlers
mit der Spule verbunden ist und dadurch einen parallel zum Kompensationskreis geschalteten
Tarierkreis bildet.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Meßbereich des Kompensationskreises bei dem Austarieren durch das Gewicht des auszutarierenden Teiles in keiner Weise eingeschränkt wird.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Meßbereich des Kompensationskreises bei dem Austarieren durch das Gewicht des auszutarierenden Teiles in keiner Weise eingeschränkt wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der in der Tarieranordnung vorgesehene
D/A-Wandler nicht sehr hochwertig zu sein braucht. Es ist lediglich ein geringes Driftverhalten im statischen
Zustand erforderlich, während an die Linearität und den Eichfaktor keine großen Anforderungen gestellt zu
werden brauchen. Denn eventuelle Abweichungen zwisehen dem von dem Kompensationskreis für den Tariervorgang
erzeugten Kompensationsstrom und dem bei der Übernahme des Tariervorganges von der
Tarieranordnung erzeugten Tarierstromes werden durch nachfolgende Nachtariervorgänge vollständig
kompensiert. Diese Nachtariervorgänge erfolgen so lange, bis die Anzeigeeinrichtung den Wert Null anzeigt,
während die Tarieranordnung den für den Tariervorgang erforderlichen Tarierstrom durch die Spule
schickt.
Die erfindungsgemäße Tarieranordnung ist mit Vorteil anwendbar sowohl bei einer Ausführungsform
einer elektromagnetisch kompensierenden Vorrichtung, bei der der Kompensationskreis einen Meßwiderstand
umfaßt, zu dem der A/D-Wandler parallel geschaltet ist, als auch bei einer Ausführungsform, bei der
der Kompensationskreis in Reihenschaltung einen in Abhängigkeit von der Auslenkrichtung angesteuerten,
zusammen mit einem Taktoszillator den A/D- Wandler bildenden Vorwärts-Rückwärts(V/R)-Zähler und einen
mit seinem Digitaleingang mit dem Zählerausgang verbundenen D/A-Wandler umfaßt, dessen Analogausgang
mit der Spule verbunden ist.
Vorteilhafterweise umfaßt bei der Ausführungsform
Vorteilhafterweise umfaßt bei der Ausführungsform
mit Meßwiderstand die Tarieranordnung eine dem Speicher vorgeschaltete Addiereinrichtung, während
bei der Ausführungsform mit V/R-Zähler die Tarieranordnung bevorzugt einen dem Speicher vorgeschaltete
V/R-Zähler aufweist, dessen Eingänge mit den entsprechenden Eingängen des V/R-Zählers im Kompensationskreis
verbunden sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Tarieranordnung ein Steuerwerk, das bei Betätigung
einer zugeordneten Tariertaste den Tariervorgang so lange wiederholt, bis die Meßwertanzeigeeinrichtung
den Wert Null anzeigt.
Vorteilhafterweise sind der D/A-Wandler im Kompensationskreis
und/oder der in der Tarieranordnung mit einer Referenzeinrichtung vorgesehen, die bevorzugt
eine Zener-Diodenreferenz oder eine Massenreferenz ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt schematisch
F i g. 1 ein Blockschaltbild des elektronischen Teiles einer elektromagnetisch kompensierenden Wäge- oder
Kraftmeßvorrichtung mit erfindungsgemäßer Tarieranordnung und
F i g. 2 eine andere Ausführungsform einer elektromagnetisch kompensierenden Wäge- oder Kraftmeßvorrichtung
ebenfalls mit erfindungsgemäßer Tarieranordnung.
Nach der Zeichnung umfaßt eine elektromagnetisch kompensierende Wäge- oder Kraftmeßvorrichtung 10
eine nicht gezeigte Magnetanordnung, in deren ebenfalls nicht gezeigten Luftspalt eine Kompensationsspule
12 angeordnet ist.
Die Kompensationsspule 12 ist mit dem nicht gezeigten beweglichen Teil der Vorrichtung verbunden.
Außerdem ist mit der Kompensationsspule 12 ein Lagenindikator 14 verbunden, der anzeigt, ob sich die
Kompensationsspule 12 in dem Luftspalt der Magnetanordnung in einer voreingestellten Gleichgewichtslage
befindet oder unter der Einwirkung einer Kraft ausgelenkt ist.
Nach der Zeichnung weist der Lagenindikator 14 zwei richtungsabhängige Ausgangsleitungen 16 und 18
auf, von denen jede mit einem eigenen Eingang eines Verstärkers 20 verbunden ist Der Ausgang des Verstärkers
20 ist durch eine Leitung 22 mit einem Ende eines Meßwiderstandes 24 verbunden, dessen anderes
Ende über eine Leitung 26 mit einem Ende der Kompensationsspule 12 verbunden ist Das andere Ende der
Kompensationsspule 12 ist ebenso wie der Verstärker 20 geerdet.
Der Lagenindikator 14, dessen Ausgangsleitungen 16,18, der Verstärker 20, die Leitung 22, der Meßwiderstand
24, die Leitung 26 und die Kompensationsspule 12 bilden den Regelkreis der elektromagnetisch kornpensierenden
Vorrichtung 10. Solange sich die Kompensationsspule 12 in der voreingestellten Gleichgewichtslage
befindet, liefert der Lagenindikator 14 kein Signal zum Verstärker 20, der somit auch über die Leitung
22 keinen Strom abgibt. Sobald jedoch die Kornpensationsspule 12 aus ihrer Gleichgewichtslage ausgelenkt
wird, zeigt der Lagenindikator 14 die Auslenkung richtungsabhängig an und veranlaßt den Verstärker 20,
einen ebenfalls richtungsabhängigen Kompensationsstrom Ii über die Leitung 22, den Meßwiderstand 24
und die Leitung 26 zur Kompensationsspule 12 fließen zu lassen, so daß diese in ihre voreingestellte Gleichgewichtslage
zurückgeführt wird.
Nach F i g. 1 ist ein AnaIog-DigitaI(A/D)-Wandler 28
parallel zu dem Meßwiderstand 24 geschaltet. Bei den dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser A/D-Wandler
28 ein Digitalvoltmeter, welches die über den Meßwiderstand 24 abfallende Spannung mißt und in digitaler
Form zu einer einen Speicher, Dekoder und Anzeigetreiber sowie eine Anzeige umfassenden Anzeigeeinrichtung
30 weiterleitet.
Eine Tarieranordnung 50 ist mit Abzweigungsleitungen mit den Verbindungsleitungen zwischen dem A/D-Wandler
28 und der Anzeigeeinrichtung 30 verbunden. Die Tarieranordnung 50 umfaßt in Reihenschaltung
eine Addiereinrichtung 52, einen Speicher 54 und einen eigenen Digital-Analog(D/A)-Wandler 56 sowie ein
einen Oszillator umfassendes Steuerwerk 58, dessen Eingang über eine Tariertaste 60 ansteuerbar ist und
das über eine Ausgangsleitung mit dem A/D-Wandler 28, eine zweite Ausgangsleitung mit der Addiereinrichtung
52 und über eine dritte Ausgangsleitung mit dem Speicher 54 verbunden ist. Außerdem ist der Ausgang
des D/A-Wandlers 56 der Tarieranordnung 50 über eine Leitung 62 mit demselben Ende der Kompensationsspule
12 wie die Leitung 26 verbunden.
Die erfindungsgemäße Tarieranordnung 50 arbeitet in der folgenden Weise:
Sobald das auszutarierende Teil auf die Vorrichtung 10 eine Kraft ausübt, wird die Kompensationsspule 12
aus ihrer Gleichgewichtslage ausgelenkt, so daß der Lagenindikator 14 den Verstärker 20 veranlaßt, den
Kompensationsstrom Ii durch die Spule 12 fließen zu lassen. Der Kompensationsstrom Ii erzeugt in dem
Meßwiderstand 24 einen Spannungsabfall, der von dem A/D-Wandler 28 registriert und der Anzeigeeinrichtung
zugeführt wird.
Wenn die Tariertaste 60 betätigt wird, veranlaßt das Steuerwerk 58 die Addiereinrichtung 52, die vom A/D-Wandler
28 während des Tariervorganges gelieferten Werte aufzuaddieren, um den auszutarierenden Meßwert
zu erhalten. Dieser auszutarierende Meßwert wird dann im Speicher 54 eingespeichert und von diesem an
den D/A-Wandler 56 der Tarieranordnung 50 angelegt. Der D/A-Wandler 56 liefert einen dem an ihm angelegten,
digitalen Meßwert entsprechenden Tarierstrom I2, der über die Kompensationsspule 12 fließt. Die zur
Austarierung erforderliche Gewichtskompensation wird somit von dem Tarierstrom I2 übernommen, während
der von dem Verstärker 20 gelieferte Kompensationsstrom Ii entsprechend der Summengleichung von
dem aus Lagenindikator 14, Verstärker 20, Meßwiderstand 24 und Kompensationsspule 12 gebildeten Regelkreis
gesteuert den Wert Null annimmt, so daß der A/D-Wandler 28 die Anzeige des Wertes Null in der
Anzeigeeinrichtung 30 veranlaßt.
Linearitätsabweichungen und Eichfaktorveränderungen bei dem D/A-Wandler 56 der Tarieranordnung 50
werden mittels der Addiereinrichtung 52 kompensiert Solche Linearitätsabweichungen und Eichfaktorveränderungen
führen dazu, daß der Tarierstrom I2 ungleich dem Kompensationsstrom Ii ist. Eine solche Abweichung
wird jedoch durch nachfolgende Nachtariervorgänge ausgeglichen. Tritt eine solche Abweichung in
der Stromstärke zwischen dem bei der Einleitung des Tariervorganges ursprünglich fließenden Kompensationsstromes
Ii und dem von dem D/A-Wandler 56 erzeugten Tarierstrom I2 auf, so registriert der A/D-Wandler
28 diesen Differenzstrom und bringt ihn zur Anzeige. Mittels des Steuerwerkes 58 wird dann in der
Addiereinrichtung 52 dem von dem D/A-Wandler 56
erzeugten Tarierstrom h der noch registrierte Differenzstrom
hinzu addiert. Diese Nachtariervorgänge laufen dabei so lange ab, bis der A/D-Wandler 28 keinen
Spannungsabfall über den Meßwiderstand 24 mehr registriert. Das auszutarierende Teil ist dann vollständig
ausgeglichen, während für den nachfolgenden eigentlichen Meßvorgang der gesamte Meßbereich des
Regelkreises und des A/D-Wandlers 28 noch uneingeschränkt zur Verfügung stehen.
Diese additive Austarierung ist somit mit hoher Genauigkeit mittels eines D/A-Wandlers 56 möglich, für
den lediglich eine geringe Drift erforderlich ist, während Linearität, Eichfaktor und andere Größen von geringer
Bedeutung sind, da hierdurch verursachte Abweichungen durch die vorstehend beschriebenen Nachtariervorgänge
ausgeglichen werden können mittels der Addiereinrichtung 52, die hierfür vorgesehen ist.
In F i g. 2 sind gleiche Teile wie in F i g. 1 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei diesen Bezugsziffern
die Ziffer 1 zur Unterscheidung vorgesetzt ist.
Nach Fig.2 umfaßt die Vorrichtung 110 ebenfalls
eine Kompensationsspule 112, einen Lagenindikator 114 mit zwei Ausgangsleitungen 116, 118 und einen
richtungsabhängig angesteuerten Verstärker 120. Jedoch sind an Stelle des bei der in F i g. 1 dargestellten
Ausführungsform vorgesehenen Meßwiderstandes 24 bei der in der F i g. 2 dargestellten Ausführungsform
ein Vorwärts-Rückwärts(V/R)-Zähler 129 über zwei UND-Gatter 125 und 127 einerseits über Leitungen 121
und 123 mit dem Verstärker 120 und andererseits mit dem Taktoszillator eines Steuerwerkes 132 an seinen
Eingängen V und R verbunden ist. Die Ausgänge des V/R-Zählers 129 stehen mit zugeordneten Eingängen
eines Digital-Analog(D/A)-Wandlers 134 in Verbindung, dessen Ausgang über die Leitung 126 mit dem
nicht geerdeten Ende der Kompensationsspule 112 verbunden
ist. Im übrigen sind die Ausgänge des V/R-Zählers 129 mit einer einen Speicher, einen Dekoder und
einen Anzeigetreiber sowie eine Anzeige umfassenden Anzeigeeinrichtung 130 verbunden.
ίο Die Tarieranordnung 150 der in F i g. 2 dargestellten
Ausführungsform umfaßt ebenso wie die in der F i g. 1 dargestellte Ausführungsform in Reihe hintereinander
einen Speicher 154 und einen D/A-Wandler 156, dessen
Ausgang über die Leitung 162 mit der zur Kompensationsspule 112 führenden Leitung 126 verbunden ist. Jedoch
ist außerdem bei der in der F i g. 2 dargestellten Ausführungsform ein V/R-Zähler 151 an Stelle der bei
der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform vorgesehenen Addiereinrichtung vorgeschaltet.
Den beiden D/A-Wandlern 134 und 156 ist nach Fig.2 eine eigene Referenzeinheit 138 bzw. 139 zugeordnet.
Diese Referenzeinheit kann eine Zener-Dioden- oder eine Massenreferenz umfassen.
Auch bei der in der Fig.2 dargestellten Ausführungsform wird ebenso wie bei der in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsform eine Differenz zwischen dem ursprünglich bei Einleitung des Tariervorganges von dem D/A-Wandler 134 erzeugten Kompensationsstrom und dem dann von dem D/A-Wandler 156 übernommenen Tarierstrom durch Nachtariervorgänge der beschriebenen Art kompensiert.
Auch bei der in der Fig.2 dargestellten Ausführungsform wird ebenso wie bei der in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsform eine Differenz zwischen dem ursprünglich bei Einleitung des Tariervorganges von dem D/A-Wandler 134 erzeugten Kompensationsstrom und dem dann von dem D/A-Wandler 156 übernommenen Tarierstrom durch Nachtariervorgänge der beschriebenen Art kompensiert.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Elektromagnetisch kompensierende Wägeoder Kraftmeßvorrichtung mit einer in dem Arbeitsspalt
einer Magnetanordnung vorgesehenen Spule, die einem beweglichen Teil der Vorrichtung
zugeordnet ist und mit diesem unter der Einwirkung einer Kraft aus einer voreingestellten Gleichgewichtslage
relativ zu der Magnetanordnung ausgelenkt wird, einem einen Lagenindikator, einen Leistungsverstärker
und die Spule umfassenden Kompensationskreis, der bei einer Auslenkung einen zu deren Amplitude proportionalen Kompensationsstrom durch die Spule fließen läßt, einem mit einer
digital arbeitenden Meßwertanzeigeeinrichtung verbundenen Analog-Digital(A/D)-Wandler und
einer Tarieranordnung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Tarieranordnung (50; 150) einen Speicher (54; 154) und einen Digital-Analog(D/A)-Wandler
(56; 156) in Reihe geschaltet umfaßt, von denen der Eingang des Speichers (54; 154)
mit dem Ausgang des mit der Anzeigeeinrichtung (30; 130) verbundenen A/D-Wandlers (28; 129 und
132) und der Ausgang (62; 162) des D/A-Wandlers (56; 156) mit der Spule (12, 112) verbunden ist und
dadurch einen parallel zum Kompensationskreis geschalteten Tarierkreis bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kompensationskreis einen Meßwiderstand (24) umfaßt, zu dem der A/D-Wandler
(28) parallel geschaltet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kompensationskreis in Reihenschaltung einen in Abhängigkeit von der Auslenkrichtung
angesteuerten, zusammen mit einem Taktoszillator (132) den A/D-Wandler bildenden Vorwärts-
Rückwärts(V/R)-Zähler (129) und einen mit seinem Digitaleingang mit dem Zählerausgang verbundenen
D/A-Wandler (134) umfaßt, dessen Analogausgang mit der Spule (112) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tarieranordnung (50) eine dem
Speicher (54) vorgeschaltete Addiereinrichtung (52) umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tarieranordnung (150) einen dem
Speicher (154) vorgeschalteten V/R-Zähler (151) aufweist, dessen Eingänge (V, R) mit den entsprechenden
Eingängen (V, R) des V/R-Zählers (129) im Kompensationskreis verbunden sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tarieranordnung (50; 150) ein Steuerwerk (58; 132) umfaßt, das bei Betätigung einer zugeordneten Tariertaste
(60; 160) den Tariervorgang so lange wiederholt, bis die Meßwertanzeigeeinrichtung (30;
130) den Wert Null anzeigt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der D/AWandler
(134) im Kompensationskreis und/oder der (56; 156) in der Tarieranordnung (50; 150) mit einer
Referenzeinrichtung (138,139) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzeinrichtung (138, 139)
eine Zener-Diodenreferenz ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzeinrichtung (138, 139)
eine Massenreferenz ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752528141 DE2528141C2 (de) | 1975-06-24 | Elektromagnetisch kompensierende Wäge- oder Kraftmeßvorrichtung mit Tarieranordnung | |
CH769776A CH599542A5 (de) | 1975-06-24 | 1976-06-16 | |
JP51069861A JPS523467A (en) | 1975-06-24 | 1976-06-16 | Electromagnetic compensation weighing device |
US05/697,260 US4074781A (en) | 1975-06-24 | 1976-06-17 | Electromagnetically compensating weighing or dynamometer apparatus |
GB25646/76A GB1529768A (en) | 1975-06-24 | 1976-06-21 | Electromagnetically compensating weighing or dynamometer apparatus |
FR7618885A FR2315688A1 (fr) | 1975-06-24 | 1976-06-22 | Dispositif de pesee ou dispositif dynamometrique a compensation electromagnetique avec dispositif de tarage comprenant une memoire et un convertisseur numerique-analogique |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752528141 DE2528141C2 (de) | 1975-06-24 | Elektromagnetisch kompensierende Wäge- oder Kraftmeßvorrichtung mit Tarieranordnung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2528141A1 DE2528141A1 (de) | 1976-06-10 |
DE2528141B1 true DE2528141B1 (de) | 1976-06-10 |
DE2528141C2 DE2528141C2 (de) | 1977-01-20 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2315688A1 (fr) * | 1975-06-24 | 1977-01-21 | Sartorius Werke Gmbh | Dispositif de pesee ou dispositif dynamometrique a compensation electromagnetique avec dispositif de tarage comprenant une memoire et un convertisseur numerique-analogique |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2315688A1 (fr) * | 1975-06-24 | 1977-01-21 | Sartorius Werke Gmbh | Dispositif de pesee ou dispositif dynamometrique a compensation electromagnetique avec dispositif de tarage comprenant une memoire et un convertisseur numerique-analogique |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS523467A (en) | 1977-01-11 |
FR2315688A1 (fr) | 1977-01-21 |
DE2528141A1 (de) | 1976-06-10 |
GB1529768A (en) | 1978-10-25 |
FR2315688B1 (de) | 1980-11-14 |
US4074781A (en) | 1978-02-21 |
CH599542A5 (de) | 1978-05-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |