DE2601165B2 - Eichfähige, elektromagnetisch kompensierende Waage - Google Patents
Eichfähige, elektromagnetisch kompensierende WaageInfo
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Description
keit 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 (DE-AS
22 33 850).
Weiterhin ist eine Waage der eingangs genannten Gattung bekannt, bei der die Hebelanordnung ein
zweiarmig ausgebildeter Hebel ist, der zum Anheben der Waagschale und gleichzeitigen Absenken des
Referenzgewichtes mittels eines Elektromagneten verschwenkbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber, die gattungsgemäße Waage derart weiterzubilden, daß eine
einfache mechanische Betätigung in Verbindung mit verringertem Bauraum der gesamten Hebelanordnung
und hierdurch betätigte Einrichtungen mit geringem Aufwand möglich ist.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Waage vorgesehen, daß die
Hebeleinrichtung zwei getrennte Hebel aufweist, die mit ihrem einen Ende jeweils an einer der Kurvenscheiben
einer Kurvenscheibenanordnung in Anlage gehalten sind und mit ihren anderen Enden, der eine an der
Steuereinrichtung und der andere an der Hubeinrichtung eingreifen.
Vorteilhafte Weitergestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in Verbindung mit einem sowohl konstruktiv als
auch schaltungstechnischen Aufwand möglich ist, zu jeder Zeit die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der
Wägungen einer Waage zu überprüfen bzw. wieder herzustellen.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigen
F i g. 1A schematisch eine eichfähige, elektromechanische
Waage gemäß der Erfindung in Wägestellung;
F i g. 1B eine der F i g. 1A entsprechende Waage in
Tarierstellung;
Fig. IC eine der Fig. IA entsprechende Waage in
einer Stellung, in welcher der Istwert eines Referenzgewichtes bestimmt wird und
Fig.2 eine Darstellung der in Fig. IA bis IC
dargestellten Waage und ihr zugeordneter Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Fig. IA sind die in Zusammenhang mit der
Erfindung wichtigen Teile einer eichfähigen, elektromechanischen Waage 1 dargestellt. Eine Waagschale la ist
auf einen Träger 2 aufgesetzt, welcher über eine Parallelführung 2a an einem schematisch angedeuteten
Waagengehäuse \b angelenkt ist. Ein Hubmechanismus 3 ist in Fig. IA so weit abgesenkt, daß eine Wägung
durch ihn nicht beeinflußt wird. Ein Topfmagnet 4 und eine in diesem bewegliche Spule 5 ist innerhalb des
Hubmechanismus angeordnet; an der Spule 5 ist ein Gehänge 6 angebracht, an welchem der Träger 2 mittels
einer nicht näher bezeichneten Querverbindung befestigt ist. Unter der Parallelführung 2a ist in F i g. 1A ein
Referenzgewicht 7 angeordnet, das mittels einer Absenkeinrichtung 8 von dem Gehänge 6 abgehoben ist.
Ferner ist in F i g. 1A eine mechanisch oder mittels eines
Motors betätigbare Antriebswelle 11 dargestellt, an welcher ähnlich ausgebildete Kurvenscheiben 9 und 10
so befestigt sind, daß sie, wie in F i g. 1A dargestellt, um
180° gegeneinander versetzt sind. An den beiden Kurvenscheiben 9 und 10 liegen Rollen 16 und 17 an, die
jeweils an dem einen Ende von Hebeln 12 bzw. 13 drehbar gelagert sind. Die beiden anderen Enden der
Hebel 12 und 13 sind jeweils mit Federn 15 bzw. 14 verbunden, die zwischen dem schematisch dargestellten
Gehäuse Ib und der Absenkeinrichtung 8 bzw. dem Hubmechanismus 3 befestigt sind. Die beiden Hebel 12
und 13 sind in der dargestellten Ausführungsform etwa in der Mitte an dem Waagengehäuse Ibangelenkt.
ίο Wie aus Fig. IA zu ersehen ist, ist in ihr die
Wägstellung der eichfähigen Waage i wiedergegeben. Hierbei ist der Hubmechanismus 3 so weit abgesenkt,
daß die auf dem Träger 2 aufgesetzte Waagschale 1 und damit die Wägung selbst nicht beeinflußt wird. Das
Referenzgewicht 7 ist mittels der Absenkeinrichtung 8 von dem Gehänge 6 abgehoben. Die Antriebswelle 11
und die auf ihr befestigten Kurvenscheiben 9 und 10 befinden sich in ihrer Ausgangsstellung, und an den
Kurvenscheiben 9 und 10 liegen die Rollen 16 und 17 unter der Wirkung der Federn 14 und 15 an, die in
F i g. 1A vorzugsweise Zugfedern sind.
Wenn nach der Durchführung einer Wägung die Waage austariert werden soll, wird sie in die in F i g. 1B
wiedergegebene Tarierstellung gebracht. Hierzu wird die Antriebswelle 11 mechanisch von Hand oder mit
Hilfe eines nicht dargestellten Motors zusammen mit den auf ihr befestigten Kurvenscheiben 9 und 10 im
Uhrzeigersinn um 90° gedreht. Durch diese Drehung wird die Lage des Referenzgewichtes 7 nicht beeinflußt,
so daß es in der angehobenen Stellung verbleibt. Dagegen wird die Waagschale 1 von dem Träger 2
abgehoben, da gesteuert durch die Kurvenscheibe 9 der Hubmechanismus 3 über den Hebel 13 angehoben
worden ist. Sobald die Waage die in F i g. 1B wiedergegebene Stellung einnimmt, wird von einem
nicht dargestellten Mikroschalter ein Steuerimpuls an eine automatische Tariereinrichtung abgegeben, und
dadurch ein ebenfalls nicht dargestelltes Meßwerk oder eine Anzeigeeinrichtung auf Null zurückgestellt.
Wenn nunmehr im Anschluß an die vorbeschriebene Tarierung eine Wägung des Referenzgewicht.es vorgenommen
werden soll, wird die Waage in die in F i g. IC wiedergegebene Stellung gebracht. Hierzu wird die
Antriebswelle 11 zusammen mit den auf ihr befestigten
« Kurvenscheiben 9 und 10 im Uhrzeigersinn um weitere
90° gedreht. Hierdurch wird dann das Referenzgewicht mittels der Absenkeinrichtung 8 auf das Gehänge 6
abgesenkt, da gesteuert durch die Kurvenscheibe 10 der Hebel 12 durch die Feder 15 in die in Fig. IC
dargestellte Lage gebracht ist. Mittels eines zweiten, ebenfalls nicht dargestellten Mikroschalters wird dann
ein weiterer Steuerimpuls an eine nicht dargestellte elektronische Einrichtung der Waage abgegeben,
woraufhin dann der Istwert des Referenzgewichtes 7 festgestellt und registriert wird. Mit Hilfe dieses
Istwertes des Referenzgewichts 7 kann dann ein Korrekturfaktor ermittelt werden, wie anhand von
F i g. 2 noch näher beschrieben wird.
Nach Durchführung der Wägung des R.eferenzgewichtes 7 wird die Waage 1 dadurch wieder in die in
Fig. IA dargestellte Wägstellung zurückgebracht, daß
die Antriebswelle 1 und damit die mit ihr verbundenen Kurvenscheiben 9 und 10 entgegen dem Uhrzeigersinn
um 180° zurückgedreht werden.
In F i g. 2 ist der in Blockform dargestellten Waage 1 mit der Waagschale la in bekannter Weise ein
Analog-Digital-Wandler 20 nachgeschaltet. Ferner ist in Fig.2 zwischen der Waagschale la und der Waage 1
das mittels der Absenkeinrichtung anhebbare bzw. absenkbare Referenzgewicht 7 dargestellt. Links unten
ist in Fig.2 der in Fig. IA bis IC im einzelnen
dargestellte Steuermechanismus schematisch in Form eines Schalthebels 18 angedeutet.
Zwischen dem Analog-Digital-Wandler 20 und einer der üblicherweise verwendeten Anzeigeeinrichtungen
22 ist ein Kleinrechner 21 vorgesehen, welchem ein Speicherregister 23 zugeordnet ist. Das Speicherregister
kann ein mechanischer Speicher, beispielsweise in Form eines Contraves-Schalters, sein; genauso gut kann
aber auch ein elektromagnetischer oder ein aus Halbleitern aufgebauter Speicher verwendet werden.
Hierbei haben jedoch die beiden letztgenannten Speicher den Nachteil, daß nach Abschaltung der
Versorgungsspannung der jeweilige Speicherinhalt verloren gegangen ist und wieder neu eingegeben
werden muß.
Zur Ermittlung eines Korrekturfaktors F muß die Waage in dem entlasteten, in F i g. 1B dargestellten
Zustand tariert werden. Danach wird, wie anhand von Fig. IC vorstehend im einzelnen beschrieben wird, das
Referenzgewicht 7 auf das Gehänge 6 abgesenkt und sein Istwert M bestimmt; der Sollwert des Referenzgewichts
7 beträgt m. In dem Kleinrechner wird dann automatisch der Quotient aus dem bekannten Sollwert
m und dem ermittelten Istwert M des Referenzgewichts 7 gebildet; der Korrekturfaktor Ferscheint dann in der
Anzeigeeinrichtung 4 und kann beispielsweise manuell in das Speicherregister 23 eingegeben werden. Wenn es
sich bei dem Speicherregister 23 um einen elektromagnetischen oder um einen aus Halbleitern aufgebauten
Speicher handelt, kann der ermittelte Korrekturfaktor F parallel zu seiner Anzeige in der Anzeigeeinrichtung 4
automatisch in das Speicherregister 5 eingegeben werden. Nach der Einspeicherung des Korrekturfaktors
F in dem Speicherregister 23, 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.
Nachdem das Referenzgewicht 7 von dem Gehänge 6 wieder abgehoben ist (siehe Fig. IA), kann auf die
Waagschale eine bestimmte Menge des zu wägenden Gutes aufgebracht werden. Der ermittelte Nettowert Λ
des zu wägenden Gutes wird dann in dem Kleinrechnei 21 mit dem in dem Speicherregister 23 gespeicherter
Korrekturfaktor F multipliziert, und es erscheint dann ir der Anzeigeeinrichtung 4 ein Anzeigewert A = FJV
welcher dann das tatsächliche Gewicht des gewogener Gutes darstellt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Eichfähige, elektromagnetisch kompensierende Waage, insbesondere Präzisions- oder Feinwaage,
mit Wäge- und Tariereinrichtung in Form eines Waagschalenträgers, einem Analog/Digital-Wandler,
einer Anzeigeeinrichtung, einer Steuereinrichtung zum Auflegen und Abheben eines Referenzgewichtes
und einer Hubeinrichtung zum Abheben der Waagschale von ihrem Träger mittels einer Hebelanordnung,
dadurchge kennzeichnet, daß die Hebeleinrichtung zwei getrennte Hebel (12,13)
aufweist, die mit ihrem einen Ende (über Rallen 16, 17) jeweils an einer der Kurvenscheiben (10,9) einer
Kurvenscheibenanordnung in Anlage gehalten sind und mit ihren anderen Enden, der eine an der
Steuereinrichtung (8) und der andere an der Hubeinrichtung (3) angreifen.
2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibenanordnung zwei ähnlich
ausgebildete Kurvenscheiben (9,10) aufweist, die um etwa 180° gegeneinander verdreht auf einer die
Kurvenscheibenanordnung tragenden Welle (11) befestigt sind.
3. Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Hebel (12, 13) de«
Hebelmechanismus mittels Federn (15,14) in Anlage: an den Kurvenscheiben (9,10) gehalten sind.
4. Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn als Zugfedern (14, 15) an den
Enden der Hebel (13, 12) angebracht sind, mit welchen diese an der Absenkeinrichtung (8) bzw.
dem Hubmechanismus (3) angreifen.
5. Verfahren zur Kompensation der die Empfindlichkeit und die Genauigkeit beeinflussenden Größen
von eichfähigen, elektromechanischen Waagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Istwert (M) des Referenzgewichts (7) unter den jeweils herrschenden
Betriebsbedingungen mit der Waage (1) ermittelt und registriert wird, daß hierauf ein
Quotient aus dem ermittelten Istwert (M) und dem Sollwert (m) des Referenzgewichts (7) 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 Korrekturfaktoir (F)manvp\iX\zr\ wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte, Korrekturfaktor (F)
mechanisch, elektronisch oder elektromagnetisch gespeichert wird.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung des Quotienten aus dem Ist- (M) und dem Sollwert (m)des Referenzgewichts (7), d. h. des
Korrekturfaktors (F) zwischen den Analog/Digital-Wandler (20) und die Anzeigeeinrichtung (4) ein
Kleinrechner (21) geschaltet ist, dem ein Speicher (23) zugeordnet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Kleinrechner (21) zugeordnete
Speicher ein manuell einstellbarer Speicher in Form eines Contraves-Schalters, ein elektromagnetischer
Speicher oder ein aus Halbleitern aufgebauter Speicher in Form eines RAM- oder Direktzugriffsspeichers
ist.
Die Erfindung betrifft eine eichfähige, elektromagnetisch kompensierende Waage, insbesondere Präzisionsoder Feinwaage, mit Wäge- und Tariereinrichtung in
Form eines Waagschalenträgers, einem Analog/Digital-Wandler, einer Anzeigeeinrichtung, einer Steuereinrichtung
zum Auflegen und Abheben eines Referenzgewichtes und einer Hubeinrichtung zum Abheben der
Waagschale von ihrem Träger mittels einer Hebelanordnung.
ίο 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 eichfähigen, elektromagnetisch kompensierenden Waagen wird hierzu eine elektronische
Referenz, beispielsweise eine Referenzdiode mit einer ihr zugeordneten Schaltung, verwendet, welche
von außen an- und abachaltbar sind. Diese Referenzmethode ist jedoch schaltungstechnisch sehr aufwendig
und erfordert hochgenaue Bauelemente, wie Widerstände, Verstärker, Magnetsysteme u. ä., die sehr teuer sind.
Trotz des schaltungstechnischen Aufwandes lassen sich jedoch gewisse Langzeiteffekte, wie beispielsweise ein
Driften, odor eine TemperaturbeeinfJussung, nicht in dem erforderlichen Maß ausschließen, damit die
geforderten Genauigkeiten erreicht und zuverlässig gewährleistet werden können. Derartige Langzeiteffekte
wirken sich jedoch bei eichfähigen Waagen besonders nachteilig aus, da diese verplombt sind und
eine Nacheichung der Empfindlichkeit innerhalb der Eichperioden, im allgemeinen zwei Jahre, nicht zulässig
und damit nicht möglich ist.
Bei einer weiteren bekannten, elektromagnetisch kompensierenden Wägevorrichtung, die auch als
eichfähige Waage ausgebildet werden kann, 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 arbeilen 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 beispielsv/eise bei einer koaxialen Anordnung der Referennmasse und des
Wägeteils unterschiedlich lange Parallellenker ergeben, die in Abhängigkeit von der tatsächlichen Stellung
sowie dem Aufstellungsort der Waage und in Abhängig-
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