DE2625476A1

DE2625476A1 - Elektrisches auswertegeraet von waagen mit einer selbsttaetigen einstellung der nullpunktlage

Info

Publication number: DE2625476A1
Application number: DE19762625476
Authority: DE
Inventors: Mathijs Maria Johannes Engels
Original assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Current assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Priority date: 1976-06-05
Filing date: 1976-06-05
Publication date: 1977-12-22
Also published as: FR2353840A1; GB1537596A; FR2353840B1; SE432833B; DE2625476C2; SE7706490L; IT1086179B

Description

PATENTANWÄLTE 26 2 5 Λ 7 6

DIPL-ING. LUDEWIG · dipl.-phys. BUSE · dipl.-phys. MENTZEL

511 2 56 WUPPERTAL 2, den *'<h Juni 1976

Kennwort: "Unsymmetrische NuIlkorrektur, Fall 213"

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

Elektrisches Auswertegerät von Waagen mit einer selbsttätigen Einstellung der Nullpunktlage

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Auswertegerät von Waagen mit einer selbsttätigen Einstellung der Nullpunktlage ihrer Gewichtswert-Anzeige innerhalb eines bestimmten Korrekturbereichs, dessen Bereichsgrenzen einem festen Verhältnis zur gegebenen Anzeigeeinheit des Gewichts stehen.

Die Voraussetzung für eine genaue Gewichtsbestimmung eines auf der Lastschale der Waage aufgebrachten Wiegeguts ist eine exakte Nullpunktlage, von der aus die Gewichtsskala der Gewichtswert-Anzeige ausgeht. Bei einfachen Waagen erfolgt dies mechanisch durch Einstellung des Nullpunkts von Hand. Bei modernen Waagen ist hierzu eine sogenannte Nulltaste vorgesehen, die bein Drücken den vorliegenden Anzeigewert als Nullpunkt für die weitere Gewichtsbestimmung festlegt. Bequemer ist es aber, eine selbsttätige Einstellung der Nullpunktlage zu vollziehen, die bei bekannten Waagen innerhalb einer halben Anzeigeeinheit des Gewichts in Richtung ansteigender oder absteigender Gewichtswerte ausführbar war.

Diese letztgenannten Auswertegeräte von Waagen funktionieren aber nicht in jedem Fall. Beim Wiegen von Fleischwaren kommt es

709851/010B

leicht vor, daß die Lastschale in einem solchen Ausmaß verschmutzt, daß die vorgesehene Bereichsgrenze der selbsttätigen Korrektur überschritten wird. In der Hektik des Geschäftslebens wird dies oft nicht bemerkt, und wenn es auffällt, so bedarf es eines Reinigungslappens und einer zeitaufwendigen Handhabung. Dabei ergeben sich große Sprünge der Nullpunktlage, insbesondere dann, wenn nach längerem Gebrauch die verschmutzte Lastschale der Waage gereinigt worden ist und folglich die Gewichtswert-Anzeige im negativen Richtungssinn sich längs der Gewichtsskala zurückbewegt. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten genügt es auch nicht, wenn man einfach die Bereichsgrenzen des Korrekturbereichs größer setzt, innerhalb dessen eine selbsttätige Einstellung der Nullpunktlage erfolgt. Die Waage wäre nämlich dann zum Wiegen entsprechend kleiner Lasten, deren Gewichtswert in diese Bereichsgrenzen des Korrekturbereichs fällt, nicht mehr verwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Auswertegerät von Waagen der eingangs genannten Art zu entwickeln, welches aufgrund enger Bereichsgrenzen auch eine Gewichtsbestimmung kleiner Lasten zuläßt und dennoch über einen großen Bereich eine selbsttätige Einstellung der Nullpunktlage ermöglicht, die auch bei großen Sprüngen wirksam sind, die sich aufgrund einer negativen Rückstellung des tatsächlichen Nullpunkts nach dem Reinigen einer stark verschmutzten Lastschale ergeben.

Dies wird bei demGerät der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Korrekturbereich nur in Richtung ansteigender Gewichtswerte durch die gegebene Bereichsgrenze beschränkt, aber in Richtung abnehmender Gewichtswerte jeweils unbeschränkt ist und der Korrekturbereich mit der Nullpunkteinstellung jeweils mitwandert, derart, daß jede vollzogene Einstellung der Null-

709851/010B

punktlage jeweils Ausgangspunkt für einen neuen Justiervorgang des Nullpunkts im vollen Umfang des Korrekturbereichs ist.

Da die gegebene Bereichsgrenze bezüglich der Nullpunktlage in Richtung ansteigender Gewichtswerte nur einen kleinen Gewichtsbetrag aufzuweisen braucht, der nur einen Bruchteil der gegebenen Anzeigeeinheit des Gewichts ausmacht, ist zunächst sichergestellt, daß auch beim Auflegen kleinster Lasten die Waage eine Gewichtsbestirnmung ausführt, ohne daß befürchtet werden muß, die Waage würde dies als eine "Verschmutzung" ansehen, auf die sie nur durch Einstellung der Nullpunktlage reagiert. Damit ist sichergestellt, daß auch bei kleinen Lasten exakte Gewichtsbestimmungen mit der Waage ausführbar sind. Andererseits begrenzt auch eine enge Bereichsgrenze des Korrekturbereichs nicht eine selbsttätige Einstellung der Nullpunktlage über größere Gewichtsbereiche hinweg, wenn dies durch allmähliche, starke Verschmutzung der Lastschale erforderlich werden sollte. Eine solche Verschmutzung erfolgt erfahrungsgemäß nicht auf einmal, sondern schrittweise aufgrund zahlreicher aufeinanderfolgender Gewichtsbestimmungen verschiedener Lasten. Da der Korrekturbereich mit der vollzogenen Nullpunktkorrektur mitwandert, steht bei jeder eingestellten Nullpunktlage in Richtung ansteigender Gewichtswerte immer der durch die Bereichsgrenze vorgegebene Gewichtsbetrag zur Verfügung. Man braucht sich daher nicht zu kümmern, ob und in welchem Umfang eine Verschmutzung der Lastschale eingetreten ist, denn die Nullpunktlage stimmt immer, gleichgültig, wieweit_/zu Beginn einer Gewichtsbestimmung das Meßwerk der Waage von bereits auf der Lastschale befindlichen Schmutzteilchen belastet wird. Besonders bemerkenswert ist aber, daß die selbsttätige Einstellung der Nullpunktlage auch dann erfolgt, wenn eine stark verschmutzte Lastschale nach längerem Gebrauch wieder

709851/0105

gesäubert wird und dadurch ein negativer Sprung der Nullpunktlage erforderlich ist, der unter Umständen ein Vielfaches jenes Gewichts-betrags ausmacht, der bei einem positiven, im Anwachssinne einer Verschmutzung, eintretenden Sprung der Nullpunktlage durch die obere Bereichsgrenze des Korrekturbereichs vorgegeben ist. In Richtung abnehmender Gewichtswerte, also wenn ein negativer Sprung der Nullpunktlage erforderlich ist, ist keine
Beschränkung der selbsttätigen Einstellung vorgesehen. Ein solches Verhalten der Waage wirkt sich auch keineswegs nachteilig
auf den Vorgang einer Gewichtsbestimmung aus, denn negative Sprünge treten nur beim Reinigen der Lastschale ein und nicht beim Aufbringen von Wiegegut. Die vorgesehene Konstruktion des Auswertegeräts zur unbeschränkten Korrektur negativer Sprünge der Nullpunktlage kann folglich von dem Auswertegerät nicht irrtümlich
aufgefaßt werden. Damit ist bei der Erfindung eine selbsttätige Einstellung der Nullpunktlage über große Bereiche möglich, ohne daß hierdurch die Genauigkeit oder Anwendbarkeit der Waage beschränkt wäre. Mit der Erfindung sind diese scheinbar einander
widersprüchlichen Forderungen zum Einklang gebracht.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung sind aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen ersichtlich, auf die nunmehr verwiesen wird. In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Waage mit einem elektrischen Auswertegerät nach der Erfindung,

Fig. 2a bis 2d das Verhalten der mit einem solchen Auswertegerät versehenen Waage in verschiedenen bei Gebrauch der Waage eintretenden Fällen,

Fig. 3 die genauere Erläuterung des Verhaltens anhand der Gewichtswertskala bei verschiedenen Situationen.

709851/01CT5

Die Wiegevorrichtung umfaßt ein Meßwerk 11, ein daran angeschlossenes Auswertegerät 12 und ein Anzeigewerk 13. Das Meßwerk 11 besteht aus einem Gehäuse 14, in dessen Inneren zur eigentlichen Gewichtsbestimmung dienende Saiten angeordnet sind. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Konstruktion mit zwei zusammenwirkenden Saiten 15, 16, die einendig am Gehäuse und anderendig miteinander verbunden sind. An letztgenannter Verbindungsstelle 17 greifen, in sternstrahlenförmiger Anordnung, zu den Saiten 15, 16 zwei Glieder 18, 19 an, von denen das eine 18 mit einer konstanten Referenzkraft, z.B. in Form eines Gewichtsstücks 2O, belastet wird, während das andere Glied 19 zu einem übertragungsgestänge 21 gehört, welches von dem zu messenden Gewicht des auf eine Lastschale 22 aufgebrachten Wiegeguts 10 beaufschlagt wird. Das übertragungsgestänge 21 erzeugt eine zum Vermessenden Gewicht des Wiegeguts 10 proportionale Meßkraft, die über die vorerwähnte Verbindungsstelle 17 anteilsmäßig auf die beiden Saiten 15, 16 einwirkt. Sowohl in dem zur Meßkraft gehörenden Gestänge 21 befinden sich Dämpfungsmittel 23, die hier zwischen der Lastschale 22 und dem Gehäuse 14 angeordnet sind, als auch in den Übertragungsgliedern 18 für die Referenzkraft, wo solche Dämpfungsmittel 24, bestehend aus Kolben und Zylinder, zwischen dem Gewichtsstück 20 und dem Gehäuse 21 angeordnet sind.

An den Saiten 15, 16 befinden sich kombinierte Frequenz-Erreger und -Fühler 25, 26, welche die nach Maßgabe der Referenzkraft und der Meßkraft sich bei den Saiten ergebenden Frequenzen ihrer transversalen Schwingungen ermitteln, die durch geeigneten Saitenquerschnitt bevorzugt entstehen. Diese Frequenzen werden im Auswertegerät rechnerisch ermittelt, wie durch die in Fig. 2 ersichtliche elektrische Verbindungsleitungen 27 verdeutlicht ist. Im Auswertegerät wird in an sich bekannter Weise aus den beiden wegen der unterschiedlichen Belastung zueinander unterschiedli-

709851/01DB

chen beiden Frequenzen der Saiten 15, 16 der zugehörige Gewichtswert ermittelt und in dem bereits erwähnten Anzeigegerät 13 ausgewiesen, der im vorliegenden Fall, bei dem angenommenen Wiegegut 10, den Betrag von 13 654 g" ausmacht. Zum Anzeigewerk 13 gehört aber auch noch ein Preisrechner, dessen Kilopreiseinheit, was nicht näher gezeigt ist, in an sich bekannter Weise einstellbar ist in Abhängigkeit von der Art des zur Wiegung vorliegenden Wiegeguts 10. In Abhängigkeit von dem ermittelten Gewichtswert

28, der digital in einem Anzeigefenster des Anzeigewerks 13 erscheint, wird auch noch der diesem Gewichtswert entsprechende Preiswert 29 in einem entsprechenden Ablesefenster digital ausgewiesen. Im vorliegenden Falle erkennt man die Angabe "2.50 DM". Zu dem Anzeigewerk 13 kann aber auch noch ein Drucker gehören, der die angegebenen Festwerte, wie Datum, Kilopreis, Warenart etc., einerseits und die nach dem individuellen Gewicht des Wiegeguts 1O ermittelten Daten, wie Gewichtswert 28 und Preiswert

29, auf einem Aufzeichnungsträger 30 festhält. Dieser Aufzeichnungsträger 3O kann auch als Aufklebeetikett auf das gewogene Wiegegut 10 aufgebracht werden.

Im vorliegenden Falle interessieren beim Auswertegerät 12 die nur aus Fig. 1 dargestellten Bauteile,deren Art und Wirkungsweise nunmehr näher beschrieben wird. Der Eingang"des Aufzeichnungsträgers sind die bereits erwähnten elektrischen Verbindungsleitungen 27, welche die Informationen über die beiden Frequenzen der Saiten 15, 16 in das Gerät 12 einführen. Diese Eingabe ist auch dann wirksam, wenn ein Wiegegut 10 nicht auf der Lastschale 22 sich befindet und es um die Bestimmung der Nullpunktlage geht.

709851/0105

Das Auswertegerät ist dabei derart wirksam, daß in fortlaufender Folge innerhalb von kurzen Zeitabständen,ζ.E. alle Sekunden, die Vorrichtung eine Gewichtsbestimmung ausführt. Es ergibt sich dabei eine Meßreihe zahlreicher aufeinanderfolgender Einzelresultate und zwar nicht nur bei einem Wiegegut 10 zu dessen Lastgewichtsermittlung, sondern auch bei leerer bzw. verschmutzter Lastschale 22 zur Ermittlung des gerade vorliegenden Nullpunkts. Dabei ist das Auswertegerät 12 dazu eingerichtet, daß eine Anzeige des Gewichtswerts bzw. Nullpunkts in dem Anzeigewerk 13 nur dann ausgeführt wird, wenn in der vorerwähnten Meßreihe eine bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Einzelresultaten wertmäßig einander exakt übereinstimmen. Dadurch werden Schwankungen des Gewichts, die sich durch Störungen ergeben, im Hinblick auf das Anzeigewerk 13 unwirksam. Es genügt dabei, wie die Praxis zeigte, wenn man zur Anzeige eines Gewichtswerts zwei einander übereinstimmende, aufeinanderfolgende Einzelresultate in der Meßreihe der Gewichtsbestimmungen verlangt.

Die aus der Meßreihe sich ergebenden Einzelresultate, gleichgültig, ob im Fall eines Lastgewichts oder im Falle einer Nullpunktbestimmung, werden in einem Resultatspeicher 31 festgehalten. Das Auswertegerät 12 umfaßt aber auch einen aus der vorhergehenden Messung auf eine bestimmte Nullpunktlage eingestellten Nullstandspeicher 32, die zunächst weiter gültig ist. Zwischen dem Resultatspeicher 31 einerseits und dem Nullstandsspeicher 32 andererseits, sind, über je einen Eingang sowohl ein Komparator als auch ein Subtraktor 34 angeschlossen. Der Komparator 33 stellt zunächst fest, ob das über die eine Eingangsleitung 36 eingehende neue Einzelresultat der Gewichtsbestimmung in der Meßreihe ausserhalb oder innerhalb eines Korrekturbereichs gegenüber dem im Nullstandsspeicher 32 vorliegenden Einzelresultats der vorausgehenden Nullpunktbestimmung liegt, dessen Nullpunktstand über

709851/0105

-β-

die erwähnte weitere Eingangsleitung 37 in den Komparator 33 eingeht. Liegen die beiden Vergleichswerte außerhalb dieses Korrekturbereichs, so wird der Komparator 33 nicht wirksam. Der vorerwähnte Subtraktor 34 erhält aber immer durch entsprechende Eingangsleitungen 38, 39 die beiden vorerwähnten Einzelresultate aus dem Resultatspeicher 31 einerseits und dem Nullstandsspeicher 32 andererseits und zieht sie gegeneinander ab. Der nach dieser Differenzbildung sich ergebende Steuerimpuls wird über eine Ausgangsleitung 40 zum Subtraktor 34 an das Anzeigewerk 13 abgegeben, wo, ggfs. nach entsprechender rechnerischer Umformung, die Gewichtswerte 28 einerseits und/oder die Preiswerte 29 andererseits angezeigt und ggfs. auf dem Aufzeichnungsträger 30 schriftmäßig festgehalten werden.

Sofern aber das vom Resultatspeicher 31 über dieEingangsleitung 36 eingegebene letzte Meßergebnis der Meßreihe innerhalb eines bestimmten Korrekturbereichs bezüglich der im Nullstandspeicher 32 festgehaltenen Nullpunktlage liegt, aber demgegenüber doch merklich abweicht, so wird der Komparator 33 tätig; denn er weiß, daß die beiden miteinander zu vergleichenden Einzelresultate aus 31 einerseits und 32 andererseits, im Sinne einer Korrektur der Nullpunktlage, jetzt auszuwerten sind.

Im Falle der Wirksamkeit des Komparators 33 wird ein Steuerimpuls über eine Ausgangsleitung 41 an einen Diskriminator 35 wei-

709851/010B

-*- ΛΑ

tergegeben, der über eine weitere Leitung 42 unter folgenden Bedingungen einen neuen Steuerbefehl an den Nullstandsspeicher weitergibt, um dort eine neue Nullpunktlage festzuhalten, welche soeben vom Resultatspeicher 31 als letzter Gewichtsbestinmung der Meßreihe ermittelt wurde. Der Diskriminator 35 erhält im Falle einer eingetretenen Änderung der Nullpunktlage vom Komparator über die Ausgangsleitung 41 den sich ergebenden Differenzwert. Dabei spricht der Diskriminator 35 nicht nur auf den absoluten Betrag dieses Differenzwerts an, sondern auch auf das "Vorzeichen" dieses Differenzbetrags, also darauf, ob bei dieser Differenzbildung ein positives oder negatives Ergebnis sich ergibt. Ist nach dem neuen Resultat die Nullpunktlage wertmäßig größer als die im Nullstandsspeicher 32 eingegebene bisherige Nullpunktlage, so liegt ein positiver Sprung der Nullpunktlage vor, und der Diskriminator 35 überprüft, ob dieser positive Sprung kleiner ist als eine bestimmte vorgegebene Bereichsgrenze des ihm vorgegebenen Korrekturbereichs. Diese den Korrekturbereich bestimmende Bereichsgrenze wird üblicherweise in einem bestimmten gewünschten festen Verhältnis zur gegebenen Anzeigeeinheit des Gewichts gewählt, welche sich aus der Art und der Genauigkeit der vorliegenden Waage ergibt, üblicherweise wählt man für die Bereichsgrenze des Korrekturbereichs einen Betrag von 25 % der vorgegebenen Anzeigeeinheit. Geht man beispielsweise davon aus, daß die Anzeigeeinheit des Gewichts bei der vorliegenden Waage 1 g (Gramm), ist, so ergibt sich als Bereichsgrenze mit vorerwähnter Voraussetzung ein Betrag von 0,25 g.

Ist in dem vorerwähnten Beispiel ein positiver Sprung von nur 0,2 g gegenüber dem bisher geltenden Nullpunkt vom Komparator 33 ermittelt worden, so liegt dieser neue Wert innerhalb der im Diskriminator 35 vorgegebenen Bereichsgrenze des Korrekturbereichs, weshalb der Diskriminator 35 diesen geänderten Wert

709851/0105

Λ1 -to-

über die Steuerleitung 42 an den Nullstandsspeicher 32 weitergibt und die ihn auf diesen neuen Wert einstellt. In diesem Fall hat der Diskriminator 35 eine "Verschmutzung" festgestellt und den sonstjiaraus entstehenden Fehler bei der Gewichtsbestimmung selbsttätig korrigiert. Diese Korrektur hat aber zur weiteren Voraussetzung, daß wenigstens zwei aufeinanderfolgende Einzelresultate der Meßreihe diesen positiven Sprung in der vorgegebenen Höhe feststellen, denn, wie bereits erwähnt wurde, spricht das Auswertegerät zu irgendwelchen Anzeige- und Korrekturfunktionen nur dann an, wenn eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Einzelresultate, nämlich mindestens zwei, einander wertmäßig gleich sind. Dies gilt für die ganze Betrachtung, weil dadurch Störungen durch Erschütterungen der Waage in Folge eines aufgebrachten Wiegeguts oder in Folge von Schwankungen des Untergrunds leicht unwirksam gesetzt werden können.

Stellt der Diskriminator 35 auf diese Weise nur eine "anwachsende Verschmutzung" der Lastschale 22 fest, so kommt es zu einer entsprechenden Korrektur des Nullstandsspeichers 32 auf diesen neuen Wert. Bei der nachfolgenden Bestimmung des Lastgewichts eines Wiegeguts 10 liegen dann bei der bereits oben beschriebenen Wirksamkeit im Bereich des Subtraktors 34 exakte Werte hinsichtlich der tatsächlichen Nullpunktlage vor, weshalb eine einwandfreie Gewichtsbestimmung und Anzeige erhalten wird.

Nun kann es sich ergeben, daß eine stark verschmutzte Lastschale 22 schließlich gesäubert wird, wodurch Schmutzpartikel entfernt werden, die betragsmäßig vielfach größer sind, als die Entfernung der vorgegebenen Bereichsgrenze bezüglich der Nullpunktlage im Korrekturbereich. In diesem Falle liegt aber ein auf abnehmende Gewichtswerte hingerichteter negativer Sprung der Nullpunktlage vor. Dies stellt, wie bereits erwähnt wurde, der Dis-

7098B1/010B

kriminator 35 fest und reagiert demgegenüber anders, als beim positiven Sprung. Bei einem negativen Sprung der Nullpunktlage liegt nämlich beim Diskriminator 35 keine eigentliche Beschränkung des Korrekturbereichs vor, denn der Diskriminator 3 5 stellt in solchen Fällen, wo es um die "Nullpunktlage" und nicht um die "Lastgewichtsermittlung" eines Wiegeguts 10 geht, zutreffend fest, daß es sich bei einem so großen negativen Sprung nur um eine gründliche Reinigung der Lastschale 22 handeln kann. Es wird daher auch in diesem Fall über die Steuerleitung 42 ein entsprechender Korrekturimpuls an den Nullstandsspeicher 32 gegeben, der sich auf den nunmehr maßgeblichen neuen Wert der Nullpunktlage einstellt. Diese ist dann wieder bei der Wirksamkeit des Substraktors während der nachfolgenden Messung maßgebend, über den vorgeschalteten Komparator ist dabei immer sichergestellt, daß unabhängig von der Höhe der eingestellten Nullpunktlage immer der vorerwähnte volle Korrekturbereich zur etwaigen Neueinstellung des Nullpunkts zur Verfügung steht. Eine schmutzige Lastschale 22 kann also ruhig noch schmutziger werden', das erfindungsgemäße Auswertegerät berücksichtigt dies ebenso, wie eine gründliche Reinigung, die unter Umständen sogar größer ist, als die gegebene Anzeigeeinheit des Gewichts der Waage. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf diese Weise gut unterscheiden, ob es sich um Gewichtsbestimmungen von Lasten oder nur um notwendige Korrekturen des Nullpunkts handelt. Damit sind alle in der Praxis eintretenden Fälle gut erfaßt und selbst für extreme Fälle eine vollautomatische Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung sichergestellt.

In manchen Fällen könnte es vorkommen, daß z.B. ein Windstoß, der die Lastschale 22 von unten erfaßt, einen negativen Sprung der Nullpunktlage feststelle, der unter Umständen mehrere aufeinanderfolgende Einzelresultate in der Meßreihe gleich läßt,

709851/0105

was aber schon sehr selten vorkommt. Dies kann man bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung leicht berücksichtigen, indem man eine besondere Sicherheit im Falle großer negativer Sprünge der Nullpunktlage einbaut. Stellt der Diskriminator 35 nämlich fest, daß der negative Sprung größer ist als die gewichtsmäßige Entfernung der oben erwähnten vorgegebenen Bereichsgrenze gegenüber dem geltenden Nullpunkt im Korrekturbereich, so sorgt der Diskriminator dafür, daß in der Meßreihe anzahlmäßig mehr übereinstimmende Einzelresultate für die Nullpunktbestimmung erforderlich sind, um überhaupt eine Nullpunkt-Korrektur zur Auslösung zu bringen. Die dabei geforderte Anzahl übereinstimmender Einzelresultate sollte beträchtlich größer sein als jene Anzahl, die für die Anzeige eines Gewichtswerts einander wertmäßig übereinstimmen müssen, um Störungen auszuschalten. Vorzugsweise wird man die im Falle großer negativer Sprünge vorgesehene Anzahl übereinstimmender Einzelresultate vielfach größer machen als die sonst für eine Anzeige erforderliche Stückzahl.

Schließlich empfiehlt es sich, um auch plötzliche Änderungen der Einstellung der Vorrichtung zu vermeiden, welche die Bauteile der Vorrichtung beeinträchtigen könnten, für eine stufenweise Korrektur der Nullpunktlage zu sorgen. Hierzu sieht die Erfindung vor, die bei einem vorgegebenen Sprung der Nullpunktlage sich ergebenden Änderungen stufenweise in kleinen Teilschritten auszuführen, die im Zuge der Gewichtsbestimmungen innerhalb der Meßreihe nacheinander zur Wirkung gebracht werden. Die dabei eintretenden Weiten der Teilschritte sind kleiner, höchstens aber gleich wie die bereits mehrfach erwähnte gewichtsmäßige Entfernung der gegebenen Bereichsgrenze im Korrekturbereich gegenüber dem geltenden Nullpunkt. Erfolgt nämlich die Änderung in kleinen Teilschritten, so braucht die Vorrichtung nicht nutztlos in manchen Fällen einen großen, z.B. negativen Sprung, ausführen,

709851/0105

»5 -M-

der nur vorläufig war und daher doch auf einer seltenen Störungseinwirkung beruhte, die nicht von einer endgültigen Reinigung der Lastschale 22 herkam. Die Vorrichtung hat sich dann nur wenig von dieser letztlich doch vorhandenen Störung beeinflussen lassen und erreicht entsprechend schnell den jeweils gültigen beständigen Wert ihrer Nullpunktlage. Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt sich somit zwar schnell auf eine neue Situation ein, vollführt aber, wenn es sich um große Sprünge handelt, die Änderungen nur in kleinen Teilschritten, so daß etwa eintretende rückläufige Tendenzen nicht erst eine größere Korrektur abwarten brauchen, sondern schneller zu dem endgültigen Wert der Nullpunktlage führen. Große Sprünge werden damit zwar langsamer korrigiert, doch werden damit etwaige Störungen noch wirksamer ausgeschaltet, denn die Praxis zeigt, daß große Sprünge nur in seltenen Fällen auf tatsächliche Aufbringungen oder Beseitigungen von Schmutz zurückzuführen sind. All dies wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung selbsttätig miterfaßt. Die Weite solcher Teilschritte kann z.B. nur 10 % der Anzeigeeinheit des Gewichts ausmachen.

Wirkungsmäßig ist dies anhand der Fig. 2a bis 2d schematisch verdeutlicht. Es ist eine Waage 43 gezeigt, die in ihrem Inneren das Meßwerk und das erfindungsgemäße Auswertegerät enthält und ein daran angeschlossenes Anzeigewerk 13. Im Falle der Fig. 2a ist auf die Lastschale 22 aufgrund der vorausgegangenen Messung ein Schmutzteilchen 44 liegengeblieben. Das Anzeigewerk 13 stellt sich aber aufgrund des vorbeschriebenen Aufbaus der Vorrichtung auf den Gewichtswert "Null" ein. Das Meßwerk stellt zwar ein kleines Gewicht aufgrund der Verschmutzung 44 fest, das Auswertegerät deutet aber diesen kleinen Gewichtswert richtig als "Verschmutzung¹¹ und steuert entsprechen d as Anzeigewerk 13. Dieses Schmutzteilchen 44 ist nämlich nur in kleinen positiven Stufen gegenüber der jeweils vorausgehenden Nullpunktlage zustande gekommen, die unterhalb der erwähnten Bereichsgrenze des Korrekturbereichs lagen.

709851/0105

-w-

Dies wird auch aus Fig. 2 b ersichtlich, wo zu diesem kloinen Schmutzteilchen 44 ein weiteres kleines Schmutzteilchen 44' hinzugekommen ist. Aus bereits erwähnten Gründen zeigt auch in diesem Fall das Anzeigegerät 13 den Gewichtswert "Null" an, obwohl das Meßwerk der Waage 43 noch stärker als im Falle der Fig. 2a von einem Gewicht belastet ist.

Im Fall der Fig. 2c sind schließlich beide Schmutzteilchen, wie aus der leeren Lastschale 22 zu erkennen ist, entfernt worden. Da es sich hier um einen "negativen Sprung" der Nullage handelt, bleibt die Gewichtsanzeige "Null" bestehen, wie bereits oben näher erklärt wurde.

Im Falle der Fig. 2d wirkt, wie durch Pfeile 4 5 verdeutlicht, ein Windstoß unter die Lastschale 22 der Waage 4 3. Auch wenn dieser Windstoß längere Zeit konstant sein sollte, hat dies, wie Fig. 2 d verdeutlicht, keinen Einfluß auf eine Abweichung der Anzeige "Null" im Anzeigewerk 13, weil die erforderliche höhere Stückzahl übereinstimmender Einzelresultate in der Meßreihe nicht

erreicht wurde. Diese Stückzahl liegt nur vor, wenn, entsprechend Fig. 2c, ein beständiger negativer Sprung der Nullpunktlago erfolgt, der sich über zahlreiche aufeinanderfolgende Einzelresultate mit gleichem Viert bemerkbar macht. Dies führt erst zu einer Korrektur, wie im einzelnen bereits erklärt wurde.

In Fig. 3 sind diese Möglichkeiten anhand von Skalen noch ausführlicher erläutert. Mit den Buchstaben a bis f sind sechs verschiedene Situationen bezeichnet.Links in der Fig. ist, als Doppelachse 50, die nach oben negative und nach unten positive Gewichtswerte umfaßt, eine "absolute Gewichtsskala" angegeben, die von der Art des verwendeten Meßwerks 11 vorgegeben ist und für alle nachfolgenden Fälle a bis f gelten soll. Diese absolute Ge-

709851/010S

2626476

Wichtsskala 50 soll mit ihrem Wert "Null" jenen Arbeitspunkt ein-. Meßwerks kennzeichnen, bei dem die Lastschale 22 leer und :il>rc>lut sauber ist. In diesem Zustand wird, wie der Fall Fig. 3a verdeutlicht, die zugehörige Gewichtsskala 51 die dort daraentol 1 te Position hinsichtlich der absoluten Skala 50 einnehmen, v/o die beiden Gewichtswerte "Null" in ihrer Lage miteinander übereinstimmen. Zu dieser Gewichtsskala 51 gehört die links davon eingezeichnete Anzeigemarke 52, die bei absolut leerer Lastschale 22 natürlich mit ihrer Spitze den Wert "Null" auf der tatsächlichen Gewichtsskala 51 zeigt, die allerdings mit der absoluten Skala 50 in diesem Fall wertemäßig übereinstimmt.

Wenn im Zusammenhang mit Fig. 3 von Gewichtsskalen 51 und Anzeigemarken 52 die Rede ist, so braucht es sich bei der tatsächlichen Verwirklichung der Waage nicht um eine solche "Analog-Anzeige" zu handeln, vielmehr kann es, wie bei modernen Waagen überwiegend, eine "Digitalanzeige" sein, von der auch im vorliegenden Falle auszugehen ist. Die Anzeige kommt im letztgenannten FaU dadurch zustande, daß, wie schon Fig. 1 zeigte, in ein err AMer;«"«- fenster die maßgeblichen Ziffern des Gewichtswert.s 2b err:ch ?ir,i n. Die Fig. 3 bringt nur die prinzipiellen Überlegungen, die anlwu.fi einer Analoganzeige anschaulicher erläutert werden kennen, aber sinngemäß natürlich auch für so eine Digitalanzeige ge.¹ ten.

Für den übergang in Fig. 3b sei angenommen, daß aufgrund längeren Gebrauchs nunmehr die Lastschale 22 verschmutzt sei, so daß die aus dem Fall Fig. 3a geltende Nullpunktlage nicht mohr stimmt« Im Bereich der Anzeigemarke 52 des Falls Fig. 3a ist der Korrekturbereich mit seinen Bereichsgrenzen angedeutet in Verlaufsrichtung der Gewichtsskala. Ausgehend von der dort mit der Hilfslinie 53 angedeuteten Nullpunktlage erstreckt sich der Korrekturbereich im Sinne ansteigender Gewichtswerte um ein festes Teilstück 60 bis zu einer Bereichsgrenze 54, etwa zu dem oben beispielsweise

709851/0105

BAD ORIGINAL

angenommenen Wert 0,25 g), dessen Höhenlage bezüglich der Gewichtsskala 51 bei 54 angedeutet worden ist. Nach den negativen Werten hin ist aber, wie bereits erwähnt wurde, der durch die Klammer dort angedeutete Korrekturbereich 55 ausweislich des gestrichelt eingezeichneten Pfeils, praktisch unbegrenzt. Die im Falle der Fig. 3b angenommene Verschmutzung äußert sich als ein "positiver Sprung".des Nullpunkts, der wertmäßig, wie aus der gestrichelten Hilfslinie 56 erkennbar ist, innerhalb des Korrekturbereichs 55 gegenüber dem vorausgehenden Fall Fig. 3a sich befindet. Gemäß den vorausgehenden Erläuterungen kommt es somit zu einer Nullpunktkorrektur, die zu Folge hat, daß die Gewichtsskala 51 sich gegenüber der absoluten Gewichtsskala 50 um den Betrag 57 nach oben verschiebt, so daß bei leerer, wenn auch verschmutzter Lastschale 22 die Anzeigemarke 52 den Gewichtswert "Null" anvisiert.

Bei den übergängen zum Fall der Fig. 3c und schließlich 3d wiederholt sich dieser Vorgang jeweils, wobei jeweils eine wachsende Verschmutzung der Lastschale angenommen wird, die aber jeweils gegenüber dem vorausgehenden Fall nur so groß ist, daß sie innerhalb des Korrekturbereichs 55 liegt. Durch eine weitere Verschiebung kommt im Falle der Fig. 3c, bezogen auf die absolute Skala 50, eine Verschiebung im Umfang des E5etrags 58 zustande, der schließlich im Fall der Fig. 3d auf den großen Betrag 59 anwächst. Obwohl, ausweislich der gestrichelten HiLfslinie 46,die Nullpunktlage der zugehörigen Gewichtsskala 51 beträchtlich gegenüber ihrem Ausgangswert in Fig. 3a entfernt im , der ein Vielfaches dos Potrages der nach oben weisenden Bereichsgronzo 54 ausmacht, zeigt auch im Falle der Fig. 3d die Anzeigenmarke 52 auf diesen Gewichtswert "Null", wie es in dor Praxis beim Gebrauch der Waage erwünscht ist. Die dabei eingetretene Vorschiebung 59 wird rechnerisch vom Auswertegerät kompensiert, obwohl

709851/0105

2 6 2 b A 7 B

-w-

sie natürlich von dem Meßwerk, wie anhand der Position 46 an der absoluten Gewichtsskala ablesbar ist, eine merkbare Gewichtserhöhung festgestellt wird.

Beim übergang in die Fig. 3e soll es zu einer gründlichen Säuberung der Lastschale 22 kommen, wo alle vorausgehenden Verschmutzungen entfernt sind. Damit spricht das Meßwerk bei der nunmehr erfolgenden Bestimmung des Nullpunkts auf den aus der Hilfslinie 47 ablesbaren Betrag an, der höhenmäßig gemäß der Voraussetzung natürlich mit der Hilfslinie 53 der Fig. 3a wieder übereinstimmen muß. Nun ist ein Sprung der Nullpunktlage erforderlich, der betragsmäßig der vorerwähnten Verschiebung 59 der Fig. 3d gleich ist. Dies kann die erfindungsgemäße Vorrichtung aber ohne weiteres ausführen, weil auch der dabei erforderliche negative Sprung innerhalb des erfindungsgemäß gestalteten Korrekturbereichs 55 in der vorausgehenden Situation bei Fig. 3d liegt. Es kommt daher, wie aus Fig. 3d ersichtlich, zu einer Rückstellung der Nullpunktlage der Gewichtsskala 51 in ihre Position, die derjenigen des Falls Fig. 3a grundsätzlich entspricht. Ausweislich der Anzeigemarke 52 beginnt das Meßwerk von dieser Stelle an zu arbeiten, wenn es nun zur Auflage einer gewichtsmäßig zu bestimmenden Last kommt.

Diese letztgenannte Situation ist anhand der Fig. 3f verdeutlicht. Dabei soll, wie auch im Fall der Fig. 3e, die Lastschale wieder einwandfrei sauber sein. Daher hat sich die Nullpunktlage, wie aus der gestrichelten Hilfslinie 47 ersichtlich, nicht verändert. Der Korrekturbereich 55 nimmt dabei die bereits aus Fig. 3e ersichtliche Höhenlage ein. Nun ist im Falle der Fig.3f eine kleine Last auf die Lastschale 22 aufgebracht worden. In der Meßreihe der fortlaufend wiederholten Gewichtsbestimmungen kommt es zu einem entsprechenden Sprung des ermittelten Einzel-

7098 B1/0105

resultats gegenüber der Nullpunktlage, der angenommenerweise 3 g (Gramm) ausmachen soll. Dieser Sprung ist wesentlich größer, als der durch die Lage der oberen Eereichsgrenze 54 in den Korrekturbereich 55 hochstzulässige Sprung. Die Vorrichtung stellt dann natürlich fest, daß dies keine Verschmutzung sondern eine Gewichtsbestimmung ist, weshalb, wie bereits erwähnt wurde, in Fig. 3f die Gewichtsskala 51 ihre vorausgehende Position beibehält, aber die Anzeigemarke 52' bis zu dem entsprechenden Gewichtswert "3 g" entlang der Gewichtsskala nach oben geht.

Es versteht sich natürlich, daß die Erfindung nicht nur auf die Korrektur der Nullpunktlage bei einer Gewichtsanzeige sondern entsprechenderweise auch auf die Korrektur der Nullpunktlage bei einer Preiswert-Anzeige wirksam sein könnte. Auf die Benennung und Art der Skala kommt es natürlich nicht an. Ebenso wäre es denkbar, die Erfindung nicht nur bei Waagen sondern auch bei anderen Meßinstrumenten einzusetzen, wo eine selbsttätige Justierung der Nullpunktlage erwünscht ist.

Wie aus den Fig. 3a bis f ersichtlich, wandert der Korrekturbereich 55 jeweils mit der eingestellten Nullpunktlage mit, so daß für einen dann wieder eintretenden weiteren "positiven Sprung" des Nullpunkts, der in das Teilstück 60 des Korrekturbereichs 55 unterhalb der Bereichsgrenze fällt, der volle Korrekturbereich 55 wieder zur Verfügung steht. Eine solche Verfahrensweise ist für eine Nullpunktkorrektur ungewöhnlich, aber sehr erfolgreich.

7098 B1/0105

PATENTANWÄLTE 262b47Ö

PIPL.-ING. LUDEWIG · dipl-phys. BUSE · dipl.-phys. MENTZEL

_t WUPPERTAL 2, den

Kennwort; "Unsymmetrische Mullkorrektur, Fall 213"

Aufstellung der Bezugszeichen:

10 Wiegegut

11 Meßwerk

12 Auswertegerät

13 Anzeigewerk

14 Gehäuse

15 erste Saite

16 zweite Saite

17 Verbindungspunkt von 15,16

18 übertragungsglied

19 Übertragungsglied

20 Gewichtsstück

21 Übertragungsgestänge

22 Lastschale

23 Dämpfungsmittel

24 Dämpfungsmittel

25 Frequenz-Erreger-Fühler

26 Frequenz-Erreger-Fühler

27 elektrische Verbindungsleitung

28 Gewichtswert

29 Preiswert

30 Aufzeichnungsträger

31 Resultatspeicher

32 Nullstandsspeicher

33 Komparator

34 Subtraktor

35 Diskriminator

36 Eingangsleitung zu

37 Eingangsleitung zu

38 Eingangsleitung zu 34

39 Eingangsloitung zu 34

40 Ausgangs leitung von 34

41 Ausgangsleitung von 33

42 elektrische Leitung

43 Waage

44 erstes Schnmtzteilchen 44' zweites Sclmutzteilchen 4 5 Windpfeil

46 Hilfslinie in Fig.3d

47 Hilfslinie in Fig.3e

50 Doppelachse, absolute Gewichtsskala

51 tcitStichliche Gewichtsskala

52 Anzeigemarke

52' Anzeigemnrke von Fig.3f

53 Hilfslinie

54 Hereichsgrenze von 55

55 Korrekturberoich

56 Hilfslinie

57 Verschiebung in Fig.3b

58 Verschiebung in Fig.3c

59 Verschiebung in Fig.3d

60 gewichtsmnßIge Entfernung der liereichr.gronzo von der Nu 11 punk ti u< je

7 0 9 8 5 1 / 0 1D

.«12-L e e r s e i \ e

Claims

DiPL-ING. LUDEWIG · dipl.-phys. BUSE ■ dipl.-phys. MENTZEL

56 WUPPERTAL 2, den

Kennwort; "Unsymmetrische Nullkorrektur, Fall 213"

Patentansprüche:

.} Elektrisches Auswertegerät von Waagen mit einer selbsttätigen Einstellung der Nullpunktlage ihrer Gewichtswert-Anzeige innerhalb eines bestimmten Korrekturbereichs, dessen Bereichsgrenzen in einem festen Verhältnis zur gegebenen Anzeigeeinheit des Gewichts stehen, dadurch gekennzeichnet ,daß der Korrekturbereich (55) nur in Richtung ansteigender Gewichtswerte durch die gegebene Bereichsgrenze (54) beschränkt, aber in Richtung abnehmender Gewichtswerte unbeschränkt ist und der Korrekturbereich (55) mit der Nullpunkteinstellung (53;56;46; 47) jeweils mitwandert, derart, daß jede vollzogene Einstellung der Nullpunktlage jeweils Ausgangspunkt für einen neuen Justiervorgang des Nullpunkts im vollen Umfang des Korrekturbereichs (55) ist.
2. Auswertegerät nach Anspruch 1, bei dem die Nullpunkt-Korrektur erst dann auslösbar ist, wenn in einer Meßreihe von fortlaufend selbsttätig wiederholten Gewichtsbestimmungen wenigstens zwei aufeinanderfolgende Einzelresultate der Nullpunkteinstellung einander gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem weiten, auf abnehmende Gewichtswerte(Fig. 3d auf e) hin gerichteten Sprung (46,47) der Nullpunktlage, dessen Sprung-Weite (59) jeweils größer ist als die gewichtsmäßige Entfernung (60) der gegebenen Bereichsgrenze (54) vom geltenden Nullpunkt im Korrekturbereich (55), anzahlmäßig mehr übereinstimmende Einzelresultate der Nullpunktbestimmung zur Auslösung der erforderlichen Nullpunkt-Korrektur erforderlich sind als bei

709851/01DS

eineiti richtungsmäßig beliebigen, kurzen Sprung, (Fig. 3a auf b) , dessen Sprung-Weite (57), dem Gewichts-Betrag nach, innerhalb der von der gegebenen Bereichsgrenze (54) des Korrekturbereichs (55) bestimmten Entfernung zum geltenden Nullpunkt liegt.

Auswertegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem vorgegebenen Sprung (57,59) der Nullpunktlage die erforderliche Nullpunkt-Korrektur stufenweise, im Zuge der Gewichtsbestimmungen innerhalb der Meßreihe, in kleinen Teilschritten ausführbar ist, deren TeiIschritt-Weite gegenüber der gewichtsmäßigen Entfernung (60) der gegebenen Bereichsgrenze (54) zum geltenden Nullpunkt im Korrekturbereich (55) kleiner/gleich ist.

709851/0105