DE2601151B1 - Verfahren und einrichtung zur kompensation der die empfindlichkeit und genauigkeit beeinflussenden groessen von elektromechanischen waagen - Google Patents

Description

• Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe bei
• dem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Istwert des Referenzgewichts unter den jeweils herrschenden Betriebsbedingungen mittels der Waage ermittelt und registriert wird, daß hierauf ein Quotient aus dem ermittelten Istwert und dem Sollwert des Referenzgewichts gebildet wird, der in Form eines Korrekturfaktors festgelegt wird, und daß dann der jeweilige Meßwert eines zu wägenden Gutes vor dessen Anzeige mit dem Korrekturfaktor multipliziert wird.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird als Referenzgewicht die zulässige Höchstlast verwendet.
• Weiterhin ist hierzu bei einer Einrichtung zur Durchführung des vorstehend genannten, erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß zwischen den Analog-Digital-Wandler und die Anzeigeeinrichtung ein Kleinrechner geschaltet ist, dem ein manuell einstellbarer Speicher, vorzugsweise in Form eines Contraves-Schalters, ein elektromagnetischer Speicher oder ein Halbleiterspeicher, vorzugsweise in Form eines RAM- oder Direktzugriffspeichers, zugeordnet ist.
• Gemäß der Erfindung kann dann jeweils in zweckmäßig erscheinenden Abständen, beispielsweise von ein bis zwei Wochen, bei verhältnismäßig beständigen äußeren Bedingungen oder aus Sicherheitsgründen auch am Anfang jedes Arbeitstages der Korrekturfaktor ermittelt und entsprechend eingespeichert werden. Durch die Multiplikation des ermittelten Korrekturfaktors mit dem jeweiligen Meßwert des zu wägenden Gutes sind somit gemäß der Erfindung alle Größen berücksichtigt und gleichzeitig kompensiert, die die Wägung in irgendeiner Weise fehlerhaft beeinflussen könnten.
• Vorteilhafterweise kann zur Vermeidung von Rundungsfehler der Korrekturfaktor in dem Kleinrechner so gebildet werden, daß er immer kleiner als list, oder die höchstwertige Stelle des Korrekturfehlers wird mit 10-bewertet Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert, in welcher schematisch eine Einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist.
• In der Zeichnung ist einer Waage 1 mit einer schematisch dargestellten Waagschale la in bekannter Weise ein Analog-Digital-Wandler 2 nachgeschaltet.
• Zwischen dem Analog-Digital-Wandler 2 und einer der üblicherweise verwendeten Anzeigeeinrichtungen 4 ist ein Kleinrechner 3 vorgesehen, welchem ein Speicher 5 zugeordnet ist. Der Speicher 5 kann ein mechanischer Speicher, beispielsweise in Form eines Contraves-Schalters sein; genauso gut kann aber auch ein elektromagnetischer oder ein Halbleiterspeicher verwendet werden.
• Die beiden letztgenannten Speicher haben jedoch den Nachteil, daß nach Abschaltung der Versorgungsspannung der jeweilige Speicherinhalt verlorengegangen ist und wieder neu eingegeben werden muß. Ferner ist in der Zeichnung noch ein vorzugsweise der Höchstlast entsprechendes Referenzgewicht 6 dargestellt, das zur Bestimmung des Korrekturfaktors benötigt wird.
• Zur Ermittlung des Korrekturfaktors muß die Waage zuerst in entlastetem Zustand tariert werden. Danach wird das Referenzgewicht 6, vorzugsweise die Höchstlast, auf die Waagschale ia der Waage 1 aufgelegt und sein Wert bestimmt; der Sollwert dieses Referenzgewichts 6 beträgt m. Ferner wird die höchstwertige Stelle des zu bestimmenden Korrekturfaktors auf 0 eingestellt Hierdurch wird dem Kleinrechner 3 zu erkennen gegeben, daß nunmehr der Korrekturfaktor ermittelt werden soll. In dem Kleinrechner wird dann automatisch der Quotient aus dem bekannten Sollwert m und dem ermittelten Istwert M des Referenzgewichts gebildet; der Korrekturfaktor F erscheint dann in der Anzeigeeinrichtung 4 und kann beispielsweise manuell in den Speicher 5 eingegeben werden. Wenn es sich bei dem Speicher 5 um einen elektromagnetischen oder um einen aus Halbleiter aufgebauten Speicher handelt, wird der ermittelte Korrekturfaktor parallel zu seiner Anzeige in der Anzeigeeinrichtung 4 gleichzeitig automatisch in den Speicher 5 eingegeben. Nach der Einspeicherung des Korrekturfaktors F in dem Speicher 5, bei welchem es sich, um die bei Präzisions- und Feinwaagen geforderte Genauigkeit zu erreichen, um einen sechsstelligen Faktor handelt, kann nunmehr mit dem normalen Wägebetrieb begonnen werden.
• Nach Abnahme des Referenzgewichts 6 wird dann auf die Waagschale eine bestimmte Menge des zu wägenden Gutes aufgebracht. Der ermittelte Nettowert N des zu wägenden Gutes wird dann in dem Kleinrechner 3 mit dem in dem Speicher 5 gespeicherten Korrekturfaktor F multipliziert und anschließend erscheint in der Anzeigeeinrichtung ein Anzeigewert A = F N, welcher das tatsächliche Gewicht des gewogenen Gutes darstellt.
• Abschließend soll die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der vorstehend beschriebenen Einrichtung anhand eines Zahlenbeispiels verdeutlicht werden. Die einzelnen Werte betragen Sollwert m des Referenzgewichts.... 1 kg Istanzeige I in der Anzeigeeinrichtung 4 der Waage ... 123 4440 Soll-Anzeigewert S der Waage .. . 100 000 s Korrekturfaktor F = Sl = . ... 0,810083 korrigierter Anzeigewert des Referenzgewichtes m = F I = 123440 0,810083 100000 Hierbei ist die Rechnung mit einer sogenannten 5/4-Rundung durchgeführt worden.

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Kompensation der die Empfindlichkeit und Genauigkeit beeinflussenden Größen von elektromechanischen Waagen, insbesondere Präzisions- und Feinwaagen, mit einem nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler und einer Anzeigeeinrichtung, mit Hilfe eines Referenzgewichts, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert (M) des Referenzgewichts (6) unter den jeweils herrschenden Betriebsbedingungen mittels der Waage (1) ermittelt und registriert wird, daß hierauf ein Quotient aus dem ermittelten Istwert (M) und dem Sollwert (m) des Referenzgewichts (6) gebildet wird, der in Form eines Faktors (F) festgelegt wird, und daß dann der jeweilige Meßwert-des zu wägenden Gutes vor dessen Anzeige mit dem Korrekturfaktor (F) multipliziert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzgewicht (6) die zulässige Höchstlast verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Korrekturfaktor (F) mechanisch, elektronisch oder elektromagnetisch gespeichert wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Rundungsfehlern der Korrekturfaktor (F) so gebildet wird, daß er kleiner als list
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Rundungsfehlern die höchstwertige Stelle des Korrekturfaktors (F) mit 10-t bewertet wird.
6. 6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Quotienten aus dem Ist- (M) und Sollwert (m) des Referenzgewichts (6), d. h. des Korrekturfaktors (F1 zwischen den Analog-Digital-Wandler (2) und die Anzeigeeinrichtung (4) ein Kleinrechner (3) geschaltet ist, dem ein Speicher (5) zugeordnet ist.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein manuell einstellbarer Speicher in Form eines Contraves-Schalter ist.
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kleinrechner (3) ein elektromagnetischer Speicher zugeordnet ist.
9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kleinrechner (3) ein Halbleiterspeicher in Form eines RAM- oder Direktzugriffsspeichers zugeordnet ist.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kompensation der die Empfindlichkeit und Genauigkeit beeinflussenden Größen von elektromechanischen Waagen, insbesondere Präzisions- und Feinwaagen mit einem nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler und einer Anzeigeeinrichtung, mit Hilfe eines Referenzgewichtes. Der vorstehend verwendete Begriff Feinwaagen umfaßt alle Arten von Analysen-und Mikrowaagen.

   Bei allen derartigen Waagen muß für den nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler zum Vergleich eine Referenz bzw. eine Bezugsgröße vorgesehen sein, damit ein dem analogen Meßsignal entsprechendes Digitalsignal erhalten werden kann. Bei einer bekannten Ausführungsform von elektromagnetisch kompensierenden Waagen wird hierzu eine elektronische Referenz, beispielsweise eine Referenzdiode zusammen mit einer ihr zugeordneten Schaltung, verwendet. Diese Referenzmethode ist jedoch schaltungstechnisch sehr aufwendig und erfordert- hochgenaue, elektronische Bauelemente, die sehr teuer sind. Obendrein lassen sich bei dieser Referenzmethode Langzeiteffekte, wie beispielsweise ein Driften oder eine Temperaturbeeinflussung, nicht in dem erforderlichen Maße ausschließen, damit die geforderten Genauigkeiten erreicht und zuverlässig gewährleistet werden können.

   Bei einer weiteren bekannten, elektromagnetisch kompensierenden Wägevorrichtung sind zwei ringförmige Spulen, nämlich eine dem Lastteil zugeordnete Lastspule und eine dem Referenzteil zugeordnete, an einem mit einem konstanten Gewicht belasteten Träger befestigte Referenzspule in demselben magnetischen System, nämlich in einem Luftspalt zwischen einem Gehäuse aus magnetischem Material und dem zentrisch darin angeordneten Permanentmagneten vorgesehen.

   Hierbei sind die beiden Spulen mittels elastischer Aufhänger unabhängig voneinander beweglich und parallel geführt; Auslenkungen, beispielsweise bei einem Wägevorgang, werden jeweils mittels eines Paars Nullagendetektoren festgestellt. Mit Hilfe einer aufwendigen Schaltungsanordnung werden die Spulen durch entsprechende Kompensationsströme in ihre Ausgangslage zurückgebracht, wobei dann die mechanischen Kräfte den zu kompensierenden Größen entsprechen und der Kompensationsstrom der Lastspule, gesteuert durch eine zugeordnete Schaltung, periodisch zugeführt wird.

   Bei dieser bekannten Wägevorrichtung wird somit ständig eine Referenzmasse mitgeführt, damit die Waage als Quotientenmesser arbeiten kann, indem immer der Quotient aus der zu wägenden Masse und der Referenzmasse gebildet wird. Eine solche Einrichtung ist jedoch sehr aufwendig, da praktisch zwei Waagen in einer Waage vorgesehen sein müssen. Außerdem ergeben sich wesentliche Schwierigkeiten bei der Parallelführung, da sich beispielsweise bei einer koaxialen Anordnung der Referenzmasse und des Wägeteils unterschiedlich lange Parallellenker ergeben, die in Abhängigkeit von der tatsächlichen Stellung sowie dem Aufstellungsort der Waage und in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen, wie insbesondere der Temperatur, im Bereich der erforderlichen hohen Genauigkeiten starke Abweichungen zeigen. Obendrein erfordern solche doppelten Parallelführungen eine hochgenaue Auswahl der Materialien sowie eine sehr genaue Herstellung der Parallellenker (DT-AS 22 33 850).

   Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, bei welchem bzw. welcher mit einem äußerst geringen Schaltungsaufwand irgendwelche Fehlergrößen, wie beispielsweise die durch den Aufstellungsort bedingte Erdfeldabhängigkeit, die Umgebungseinflüsse, wie Temperatur-, Feuchtigkeitsänderungen u. ä die Streuungen und Alterungen der Bauelemente und der Versorgungseinrichtungen sowie die Änderungen der geometrischen, elektrischen und elektromechanischen Kenndaten, vollständig ausgeschlossen sind.