DE2702842A1

DE2702842A1 - Waage mit digital- und analoganzeige

Info

Publication number: DE2702842A1
Application number: DE19772702842
Authority: DE
Inventors: Mario Dr Gallo; Johannes Wirth
Original assignee: Wirth Gallo and Co
Current assignee: Wirth Gallo and Co
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1977-01-25
Publication date: 1977-12-15
Also published as: NL7701146A; CH595620A5; US4076088A; FR2354545A1

Description

Vertreter; Stuttgart, äen 2h. Jan. I977

Patentanwalt P24y2 /22

Dipl.-Ing. Max Bunke / 2702842

Lessingstr. 9 V

7000 Stuttgart 1

Anmelder;

WIRTH, GALLO & CO. CH-8OJ52 Zürich Sonnenbergstr. 55

mit Digital- und Analogarizeige

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Waage mit digitaler Anzeige des Wiigeresultates mit einer zusätzlichen Vorrichtung zur analogen Darstellung dieses Wägeresultates.

Waagen dieser Gattung sind an sich bekannt, so z.B. Substitutionswaap.en mit Sr.haltgewichten, bei welchen die substituierten Gewichte digital angezeigt v/erden. Das nicht substituierte Gewicht in der feinsten Gewichtsdekade wii^d mittels eines mechanischen Zeigers oder eines projizier-ten Lichtzeigers- also analog - dargestellt. Es sind auch Kandelswaagen bekannt, bei denen die Anzeige der groben Wägeeinheiten - z.B. ae.v Kilogramme - in Form von Ziffern, die feineren Einheiten bis zu den Grammen mittels eines Zeigers angezeigt werden. Bei allen diesen Waagen ist die Anzeige des W'igeresultates auf eine Digital- und eine Analoganzeige aufgeteilt.

Ebenfalls sind Waagen, insbesondere Neigungswaagen bekannt, bei denen das Wägeresultat mittels eines Lichtzeigers analog dargestellt, gleichzeitig aber über eine Kode-Scheibe digital ermittelt wird. Das Wägeresultat erscheint also sowohl in analoger, als auch in digitaler Form. Letztere vor allem zum Zwecke der arithmetischen Weiterverwendung der WägeresuItate.

Fall 126

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Bei den genannten Analoganzeigen in Form von Skalen und Zeigerwerken ist naturgemäss die absolute Auflösung über den ganzen Arbeitsbereich der Waage konstant und gleich der feinsten Anzeigestufe. Bei den erstgenannten Waagen mit aufgeteilter Anzeige wird nur ein kleiner Teil des ganzen Wägebereiches analog angezeigt; innerhalb dieses kleinen Teiles ist aber wiederum die absolute Auflösung konstant und gleich der feinsten Anzeigestufe.

Beim Einsatz von Waagen an Abpackstrassen, als Abfüll-, Sortier-, und Förderbandwaagen sind im allgemeinen vorgegebene Wägeresultate zu erzielen. Dabei ist es technisch nicht von Belang, wie gross das Wägeresultat absolut ist, sondern wie es im Verhältnis zum Vorgegebenen steht.

Für solche Sollwert- Istwertvergleiche sind digitale Darstellungen erfahrungsgemäss wenig geeignet. Substitutionswaagen der erwähnten Art sind ungeeignet, weil die Annäherung des Istwertes an den Sollwert erst erkannt werden kann, wenn die Differenz der beiden Werte innerhalb der analog dargestellten feinsten Dekade istj für Manipulationen bleibt dem Bediener beispielsweise einer Abfüllstation zu wenig Zeit.

Bei Zeigerwaagen mit getrennter digitaler Anzeige der groben Wägeeinheiten - beispielsweise der Kilogramme - müssen ständig zwei Anzeigen überwacht werden, was erfahrungsgemäss zu rascher Ermüdung und zu Fehlbeurteilungen führt.

Soll das Wägeresultat nur auf Grund der Analogskala einer digital anzeigenden Waage mit zusätzlicher Analoganzeige beurteilt werden, so können an die Auflösung der Analogskala nur bescheidene Ansprüche gestellt werden: da projizierte Skalen, die an einem Fenster vorbeiziehen, für Abfüll- oder ähnliche Zwecke nicht verwendet werden können, da sie in der Bev/egung kaum abgelesen werden können, müssen stehende Skalen mit Zeigern oder zeigerähnlichen Vorrichtungen eingesetztwerden. Dies schränkt die darstellbare Auflösung ausserordentlich ein. Sol] eine Skala eine Auflösung von 1 in 10^ der grösstmög-

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lichen Anzeige aufweisen und pro Anzeigeschrift etwa 1 mm beanspruchen, so resultiert daraus eine Skalenlänge von 10 m, was kaum realisierbar erscheint.

Die bisher erwähnten Waagen gehören alle der Gattung der analog ermittelnden an. Bei Verwendung von digital ermittelnden Waagen, z.B. Saitenwaagen nach den Schweizer Patenten 447 653 oder 492 961 muss aus dem digital oder numerisch vorliegenden Wägeresultat zuerst ein Analogwert erzeugt werden. Diesen mittels Skala und zeigerartiger Vorrichtung darzustellen bedeutet eine Verschlechterung der angezeigten Auflösung um ca. das Hundertfache.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Waage mit digitaler Anzeige des Wägeresultates mit einer zusätzlichen Analoganzeige zu versehen, deren Auflösung bezüglich der Gesamtkapazität der Anzeige variabel ist, dergestalt dass die Bedeutung der dargestellten Grosse für den Beobachter von ihrem numerischen Wert abhängig ist. Eine solche Anzeigevorrichtung wird besonders an Stellen gefordert, an denen Sollwert- Istwertvergleiche vorgenommen werden müssen, wie z.B. bei Einwägeeinrichtungen (Abfüll-, Sortier-, Forderbandwaagen). Dabei besteht allgemein das Interesse, kleine Sollwert-Istwert-Abweichungen mit grösserer Genauigkeit zu erkennen als grosse. Im Extremfall wird verlangt, dass die kleinen Abweichungen mit der apparativ grösstmöglichen Genauigkeit angezeigt werden, beispielsweise mit einer Auflösung 1 in ICp bezüglich des grösstmöglichen Anzeigewertes, während für die grösseren Abweichungen eine Anzeigegenauigkeit von mindestens 10 % durchaus genügt.

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die zusätzliche Analoganzeige aus mindestens einer in einer Reihe angeordneten Gruppe von gleichartigen optisch aktivierbaren Elementen besteht, die je einem Wertebereich zugeordnet sind, dass der grösste anzeigbare Wertebereich mindestens zehnmal grosser ist als der kleinstmögliche und dass jeweils alle Elemente vom niedrigsten bis zum anzuzeigenden aktiviert sind.

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— Jt —

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In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Es zeigen	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	1»
Pig.	5
Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9
Fig.

ein erstes Ausführungsbeispiel,

die Anzeigevorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels,

ein zweites Ausführungsbeispiei einer Anzeigevorrichtung,

ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung,

ein viertes Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung,

eine Variante zu den vier vorstehenden Ausführungsbeispielen einer Anzeigevorrichtung,

eine Variante zu Fig. Ί oder 5,

eine Variante zu Fig. 7

eine weitere Variante zu Fig. 7 und 8,

Fig. 10 dasselbe Ausführungsbeispiel wie Fig. 9 mit einer anderen Anzeige

Fig. 11,12,

eine weitere Ausführung mit Anzeige verschiedener Werte,

Fig. I¹I das Schema einer ersten Wertebereichs-Verteilschaltung, Fig. 15 das Schema einer Grundschaltung,

Fig. l6 das Schema einer zweiten Wertebereichsschaltung,

Fig. 17 das Schema eines Ausführungsbeispiels der Schaltung der Vorrichtung gemäss Fig. 11,12,13·

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbiespiels des Er,findungsgedankens, bestehend aus einer Saitenwaage 500, einer Auswertungs- und Anzeigevorrichtung 501 und einer Analoganzeige 502. Die Saitenwaage 500 besteht aus einem Gestell 503, an dem zwei Saiten 504 und 505 befestigt sind. Die beiden unteren Enden der Saiten 504,505 sind zusammen an einem Spannkopf 506 befestigt,

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an dem das Gewicht einer Referenzmasse 507 und eine dem Gewicht einer zu bestimmenden Masse 508 proportionale Kraft angreifen. Die Rcfercnsmasse 507 ist über eine Parallelführung 509 am Gestell 503 angelenkt. Die zu bestimmende Masse 508 liegt auf einem Lastträger 510, der ebenfalls über- eine weitere Parallelführung 511 am Gestell angelenkt ist. Das Gewicht der Masse 5O8 wird über ein Seileck 512 auf den Kraftverteiler 506 übertragen. Neben jeder Saite 504,505 befinden sich zwei Erreger- und Abnehmerköpfe 513»5^-^_t mit denen die Schwingungen der Saiten 504,505 aufgenommen und mittels der Leitungen 515 an die Auswertungs- und Anzeigevorrichtung 501 weitergegeben werden. In der Auswertungs- und Anzeigevorrichtung wird aus den Frequenzen der beiden Saiten in an sich bekannter Wsise die Grosse der Masse 508 ermittelt und digital angezeigt. Die digitale Anzeige erfolgt im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 auf einem fünfstelligen Anzeigefeld 516, das durch ein zusätzliches Vorzeichenfeld 517 ergänzt ist. Von der Auswertungs- und Anzeigevorrichtung führt eine als Leitung 518 dargestellte Verbindung zur Analoganseige 502, die in Fig. 2 detailliert dargestellt und erläutert ist.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der analogen Anzeigevorrichtung. In einem Rahmen 1 sind zwei Reihen 2,3 von optisch aktivierbaren Elementen El bis E20 und E-I bis E-IO angeordnet. Nach jedem fünften Element finden sich Doppelmarken 4,5,6,7» die die Reihe der Elemente El bis E20 und E-I bis E-IO in gleich lange Abschnitte gliedern. Die Doppelmarken 4 bis 7 können permanente Farbmarkierungen sein, oder aber gleichseitig mit den Elementen E5, ElO, EI5 und E-5 aktiviert werden.

Unter einem optisch aktivierbaren Element wird eine Vorrichtung in Flächen-, Linien- oder Punkteform verstanden mit zwei alternativ wählbaren optischen Zuständen, beispielsweise: dunkel - hell, durchsichtig - undurchsichtig, Farbe A - Farbe B. Beispiele dazu: Glimm- und Glühlampen, Anzeigeklappen, Leuchtdioden, Flüssigkristalle.

Den einzelnen Elementen sind in Fig.2 folgende Wertebereiche W zugeordnet : '

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	*-Sr-*	4	W	< 0,4
		4	W	< 1,4
- (keine Anzeige)	0,0	4	V/	< 2,4
El	0,5	4	W	< 3,9
E2	1,5	4	W	< 6,9
E3	2,5	<	W	< 9,9
E4	4,0		W	< 14,9
E5	7,0		W	< 24,9
E6	10,0		W	< 39,9
E7	15,0	W	< 69,9
E8	25,0	W	< 99,9
E9	40,0
ElO	70,0

E19	4000,0 <	W<6999,9
E20	7000,0 ^	W<9999,9
- (keine Anzeige)	0,0 4	W < -0,4
E-I	-0,5 <	W < -1,4
E-2	-1,5 <	W < -2,4
E-3	-2,5 <	W < -3,9
E-4	-4,0 «	W < -6,9
E-5	-7,0 «	W < -9,9

-70,0 « W< -99,9

In der Darstellung gemäss Fig. 2 sind die Elemente El bis E8 optisch aktiviert, die Vorrichtung zeigt also an, dass gemäss obenstehender Tabelle der beobachtete Wert im Bereiche zwischen 25,0 und 39,9 liegt,

Per rechte Teil der Anzeigevorrichtung, gemäss Fig. 2, ist doppelt so lang wie der linke und gemäss der logarithmischen Skala umfasst er einen 100 mal grosseren Wertebereich. Der Einsatz einer solchen Vor-

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richtung ist überall dort gegeben, wo ein Sollwert von der einen Seite her angenähert wird, wie beispielsweise bei einei* Abfüllwaage : Auf der rechten Gkalenseite wird die noch zuzugebende Menge des Wägegutes angegeben, auf der linken Skalenseite ein allfälliges Ueberfüllen angezeigt.

Die Abweichung von der Systematik bei der Definition des zu den Elementen El und E-I gehörenden Wertebereiches ist durch die Absicht begründet, den Nullbereich erst mit 0,5 zu verlassen.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Der Rahmen 1, der auch Teil einer Gerätefrontplatte sein kann, enthält drei Gruppen 10,11,12 von optisch aktivierbaren Elementen E-I bis E-9 und El bis El8. Jede Gruppe 10,11,12 enthält neun Elemente. Zusätzlich zu den Elementen E-I bis E-9 und El bis El8 enthält dieser Rahmen 1 ein optisch aktivierbares Element EO. Die Zuordnung von Elementen und Wertebereichen W ist hier folgende :

E-9	-0,8 <	W	<	-0,9
E-8	-0,7 4	'> W	<	-0,9
E-7	: W	-0,8

E-3	-0,3 s	<	-0,4
E-2	-0,2 <	<	-0,3
E-I	-0,1 <	<	-0,2
EO	-0,1	<	+ 0,1
El	+0,1 <	<	+0,2
E2	0,2 <	<	0,3
ί W
? w
ί W
W
; w
: W

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E9	0,9 <
ElO	1,0 <
Ell	2,0 <
: W <
f W <
: W <
: 1,0
: 2,0
: 3,0

El8 9,0 « W < 10,0

Eine Neunergruppe von optisch aktivierbaren Elementen umfasst also jeweils eine Dekade. Es ist selbstverständlich, dass die Anzahl der Dekaden auf jeder Seite des Elementes EO um soviel vergrössert werden kann, als im besonderen Anwendungsfall sinnvoll ist und der Auflösung und Messkapazität des Instrumentes entspricht, dessen Messwerte angezeigt werden sollen.

Die einzelnen Gruppen 10,11,12 und das Element EO sind voneinander durch Zwischenräume 13 getrennt.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 3 zeigt an, dass der Messwert im Bereiche 3,0 < W < 4,0 liegt.

Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 weist sechs Gruppen 20,21,22,23,2¹I, 25 von optisch aktivierbaren Elementen auf, die im Rahmen 1 angeordnet sind. Jede der Gruppen 20 bis 25 enthält sechs optisch aktivierbare Elemente E-8 über EO bis E16. Das Element EO enthält den Nullbereich. Innerhalb einer Gruppe wächst der angezeigte Wert um etwa den Faktor 3, sodass die Zuordnung an optisch aktivierbarem Element und Wertebereich W die folgende ist :

E-8 -10,0 < W < -7,5

E-7 - 7,5 < W < -5,5

E-6 - 5,5 < W < -1,0

E-5 - 4,0 < W < -3,0

E-H - 3,0 4 W < -2,3 E-3 - 2,3 < W < -1,7

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E-2 -1,7 « W < -1,3

E-I -1,3 < W < -1,0

EO -1,0 < W < +1,0

El E2 E3

E5 E6 E7 E8 E9

+ 1,0 <	W	<	1,3
1,3 <	W	<	1,7
1,7 «	W	<	2,3
2,3 <	W	<	3,0
3,0 <	W	^<	¹IjO
4,0 <	W	<	5,5
5,5 ^	W	<	7,5
7,5 «	W	<	10,0
10,0 <	W	<	13,0

E16 75,0 < W < 100,0 Der bei Fig. k angezeigte Wert ist somit im Bereich 30 < und < ¹IO.

Die Gruppen 20 bis 25 von Elementen sind optisch dadurch gegliedert, dass die Breite der Elemente, quer zur Richtung steigender Werte, innerhalb einer Gruppe zunimmt.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Acht Gruppen 30,31,32,33, 3^,35,36,37 von optisch aktivierbaren Elementen sind in zwei gleich grosse Säulen 38,39 angeordnet. Jede Gruppe 30 bis 37 besteht aus vier optisch aktivierbaren Elementen E-16 bis E16. Der Nullbereich wird wiederum vom Element EO angezeigt. Die Wertebereichszuordnung ist symmetrisch bezüglich des Nullbereiches und wird der Platzersparnis wegen nur für die positive Seite angegeben :

EO -1 < W < +1

El	+ 1 <	w <	+ 2
E2	2 <	w <	j=-
E3	¹I «	W <	7
Eu	7 < 709	W < 850	10 /0655

E5 E6 E7

10 <	20
20 <	40
40 <	70
: W <
ί W <
: W <

El6 7000 ^ W < 10¹OOO

Ueber jeder Säule 38,39 ist ein dem jeweils gültigen Vorzeichen entsprechendes ebenfalls optisch aktivierbares Vorzeichensignal 40,41 angebracht. Die Gruppen 30 bis 37 sind durch Abstände voneinander optisch getrennt.

Fig. 6 zeigt eine kombinierte Variante zu den bisherigen Ausführungsbeispielen. Der anzuzeigende Wert umfasst - wie bei Fig. 5 - vier Dekaden. Die erste Dekade ist in neun Wertebereiche aufgeteilt, wie bei Fig. 2, die weiteren in vier Wertebereiche, wie bei Fig. Jede Dekade wird durch eine Gruppe 50,51,52,53 von optisch aktivierbaren Elementen El bis E21 gebildet. Der Nullboreich wird durch das Element EO angezeigt. Die Gruppen 50 bis 53 sind in einer Säule übereinander angeordnet. Unterhalb der Gruppe 50 befindet sich ein ebenfalls optisch aktivierbares Vorzeichensignal

Die V/erteberoichsZuordnung ist :

EO -1 4 W +1

El 1 < W 2

E9 9 < W < 10

ElO 10 « W < 20

Eil 20 < W 40

E12 40 < W 70

E13 70 £ W 100

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E21 7000 4 VI < lO'OOO

In der Darstellung gemäss Fig. 6 ist der angezeigte Wert im Bereich -¹IO 4 VI < -70. Auch hier erfolgt die optische Trennung der Gruppen 50 bis 53 durch Zwischenräume.

Fig. 7 zeigt eine Variante zu Fig. 4 oder Fig. 5· Die Anzeige ist in sechs Gruppen 60,61,62,63,64,65 zu je vier optisch aktivierbaren Elementen E-12 bis E12 aufgeteilt. Zwischen dem positiven und dem negativen Bereich liegt der Nullbereich, der durch das Element EO angezeigt wird. Unterhalb der Gruppen 60 bis 62 resp. 63 bis 65 finden sich zwei Vorzeichenanzeigefelder 66,67, die ebenfalls optisch aktiviert werden. Wachsende Werte innerhalb einer Gruppe schreiten von unten nach oben fort, der wachsende Viert der Gruppe verläuft von innen nach aussen.

Wird die Wertebereichsaufteilung gemäss Fig. 4 gewählt, so zeigt die Vorrichtung gemäss Fig. 7 den Wertebereich -13,0 < W < -17,0; wird die Wertebereichsaufteilung gemäss Fig. 4 gewählt, so entspricht der angezeigte Wert -200 < W < -400.

In Fig. 8 ist eine Variante zu Fig. 7 dargestellt. Jede der Gruppen 60 bis 65 ist in fünf Elemente aufgeteilt, deren Nummern somit von E-15 über EO zu EI5 verlaufen. Das Element EO zeigt den Nullbereich an, in der Darstellung der Fig. 8 ist es das einzige aktivierte Element; der angezeigte Wert liegt - da die Wertebereichsaufteilung gemäss Fig. 2 verwendet wird - im Bereich -0,5 < W < +0,5.

Fig. 9 zeigt eine weitere Variante zu den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 7 und 8. Die Anzeigevorrichtung ist hier in sieben Gruppen 70,71,72 73,74,75,76 zu je fünf Elementen aufgeteilt. Die Numerierung der Elemente beginnt in der linken unteren Ecke mit El und läuft in der Gruppe 70 bis E5; die Gruppe 71 beginnt mit E6. Das oberste Element der Gruppe 76

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trägt somit die Nunraer E35. Ueber jeder Gruppe 70 bis 76 von Elementen befindet sich eine Marke 80,81,82,83,84,85,86, die ebenfalls optisch aktivierbar ist. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 ist die Marke 82 aktiviert. Sie bezeichnet, dass der Nullbereich durch das oberste Element E15 der Gruppe 72 angezeigt wird. Die Stellung des Nullbereiches ist also wählbar, eine Möglichkeit, die beispielsweise für Dosierwaagen mit mehreren einzuwägenden Komponenten vorgesehen ist. Das Ausr führungsbeispiel gemäss Fig. 9 zeigt - bei Wahl der Wertebereichsaufteilung gemäss Fig. 2 - den Wert im Bereich -40 < W < 69,9.

In Fig. 10 ist dasselbe Ausführungsbeispiel wie das in Fig. 9 gezeigte nocheinnial dargestellt. Die Anzeige des Nuilbereiches wird vom Element E25 übernommen; die Marke 84 ist aktiviert, der angezeigte Wert liegt im Bereich -0,5 < W < +0,5.

In den Fig. 11,12,13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Auf dem Rahmen 1 sind 64 optisch aktivierbare Elemente in einem Quadrat angeordnet. Die Elemente sind von El bis E64 in der angedeuteten Art und Weise, analog dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 numeriert. Der durch strichpunktierte Linien 90,91 abgegrenzte Quadrant ist gewissermassen die "Urzelle" der Anzeigevorrichtung, die durch Punkt- und Achsenspiegelung in die drei restlichen Quadranten fortgesetzt wird. Befindet sich der anzuzeigende Wert im ersten - positiven - Wertebereich ausserhalb des Nullbereiches, so werden die vier Elemente E28» E29,E36,E37 rund um das Zentrum 92 des Anzeigefeldes aktiviert. Der nächste Wertebereich enthält die vier Elemente E27,E3O,E35,E38, sodass bei zunehmendem - positiven - Anzeigewert das aktivierte Anzeigefeld zunächst höher wird. Ist die volle Höhe erreicht, werden die Elemente E2O,E21,E44,E45 aktiviert und das aktivierte Feld wird - bei grösserer Breite - wieder an Höhe zunehmen. Gelangt die Wertebereichsverteilung gemäss Fig. 5 zur Anwendung, so ist der in Fig. 11 dargestellte Wert im Bereich +100 ^ W < 200.

Für Werte im negativen Bereich wird eine komplementäre Darstellung verwendet. Die dem ersten - negativen - Wertebereich entsprechenden Elemente sind E4,E5,E6O,E61. Dann gewinnt das aktivierte Anzeigefeld an

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Höhe. Ist die Gesamthöhe erreicht, werden die Elemente E12,E13,E52, E53 aktiviert, bis - nahezu - das ganze Anzeigefeld aktiviert ist. Die Elemente Ε25,Ε32,Ε33,ΞΊΟ werden im negativen Bereich nicht aktiviert, damit keine Unsicherheit über die Bedeutung des voll aktivierten Feldes entsteht. Der negative Bereich ist im vorstehenden Ausführungsbeispiel also kleiner als der positive. Es ist selbstverständlich möglich, den positiven Bereich kleiner zu machen als den negativen. Fig. 12 zeigt einen Wert im Bereich -20 <: W < -40 bei Verwendung der gleichen Wertebereichszuordnung wie Fig. 10.

Die Darstellung des Nullbereiches ist in Fig. 13 gezeigt. Die Elemente E19 bis E22,E27,E3O,E35,E38,E43 bis E46 werden aktiviert, falls der darzustellende Wert in den Nullbereich fällt. Es entsteht dann ein Kranz von aktivierten Elementen, der leicht identifizierbar ist.

Fig. Ii zeigt das Schema einer ersten Schaltung zur Verteilung der Messwerte auf die einzelnen Wertebereiche. Die zu Grunde gelegte Wertebereichsskala ist die in den Fig. 2,8,9,10 verwendete. Die Numerierung der optisch aktivierbaren Elemente ist diejenige von Fig. 2.

Die digitalen Messwerte werden bit-parallel und wort-parallel an die Schaltung in Fig. 14 abgegeben, und zwar an fünf Dekaden DO,D1,D2,D3, ΟΙ. Jede Dekade DO bis D** wandelt einen im BCD-Kode anstehenden Wert in den Dezimalkode um, wobei die Zehnerpotenzwerte folgendermassen zugeordnet sind :

DO	von	0,	0	bis	0,9
Dl	von	1,	0	bis	9
D2	von	10		bis	90
D3	von	100		bis	900
Dl»	von	1000		bis	9000

sodass der höchste darstellbare Wert 9999,9 beträgt. Die Funktionsweise der Schaltung wird anhand einiger Messwert-Wertebereichszuordnungen erläutert :

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Sei der Messwert 0,4. Die Dekade DO hat vier BCD-Eingänge DOA, DOB, DOC, DOD, mit den zugehörigen Wertigkeiten 1,2,4,8. Nur am Eingang DOC erscheint eine dem logischen Zustand EINS entsprechende Spannung. Die Dekade DO hat 10 Ausgänge DOO bis D09. Gemäss der internen Schaltung solcher - kommerziell erhältlicher - Dekaden erscheint am Ausgang DO¹J ebenfalls eine EINS. Die Ausgänge DOO bis D04 sind einem ODER-Tor 100, die Ausgänge D05 bis D09 einem ODER-Tor 101 zugeführt. Daher erscheint am Ausgang des ODER-Tores ±00 eine EINS, die einem UND-Tor 103 zugeführt wird. Der andere Eingang des UND-Tores 103 wird von einem Ausgang DIl gespeist, der auf NULL steht, da die Dekade Dl lauter NULLEN an ihren Eingängen DIA, DlB, DlC, DlD aufweist. Der Ausgangswprt-. des UND-Tores 103 ist also NULL. Das Element El bleibt unaktiviert, was der Wertebereichszuordnung entspricht, die den Wert 0,4 in den Nullbereich verweist, der in Fig. 2 nicht angezeigt wird. Der nächste betrachtete Messwert sei 1,4 : Das für die Dekade DO für den Wert 0,4 Gesagte bleibt erhalten, zusätzlich erscheint am Eingang DlA eine EINS, die am Ausgang DIl ebenfalls eine EINS bewirkt. Das UND-Tor 103 schaltet also durch und gibt eine EINS an ein ODER-Tor 107, dessen EINS am Ausgang das Element El aktiviert. Die EIMS vom Ausgang DIl aktiviert aber gleichzeitig auch ein ODER-Tor 108, das seinerseits die einen Eingänge zweier UND-Tore 109,110 aktiviert. Da jedoch die anderen Eingänge der UND-Tore 109,110 auf NULL bleiben, zeitigt dies keine Aenderung des Schaltzustandes.

Sei der betrachtete Messwert 7,7 : Die Zustände EINS erscheinen an den Dekaden-Eingängen DOA, DOB, DOC, DIA, DlB, DlC und, durch die interne Logik der Dekaden DO und Dl bewirkt, an den Ausgängen D07 und D17. Die EINS an D07 aktiviert je einen Eingang der UND-Tore 102, 104,106. Deren zweite Eingänge bleiben jedoch auf NULL, sodass keine Wirkung an den Ausgängen der UND-Tore 102,104,106 entsteht. Die EINS am Ausgang D17 aktiviert ein ODER-Tor 111, das die EINS sowohl an das Element E5 als auch an ein ODER-Tor 112 überträgt. Die EINS vom ODER-Tor 112 zeitigt an nachgeschalteten UND-Toren 113, 111 keine Wirkung, da die anderen Eingänge dieser UND-Tore 113,H¹* auf NULL bleiben. Neben dem Element E5 wird aber auch eine Pulsformer-Stufe

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aktiviert, die ihrerseits das Element E¹I und eine Pulsformerstufe aktiviert. Dieser Zustand pflanzt sich über Pulsformer stufen 117,118 auf die Elemente E3,E2,E1 fort. Damit ist dafür gesorgt, dass vom akti'/iex'ten Element an bis zum Element El alle Elemente aktiviert werden.

Die Schaltung der Dekaden D2,D3 ist mit der von Dl völlig identisch. Bei der Dekade D4 entfällt die Notwendigkeit zur Zusammenfassung der Ausgänge DiJO, D4l, d42, DO, D¹J¹J da keine höhere Dekade vorhanden ist. Ein ODER-Tor, das den ODER-Toren 108,119,120 entsprechen würde, fehlt daher. Ebenso die Notwendigkeit zur Verwendung des Ausganges DUO.

Die Ausgänge aller den Elementen El bis E20 vorgeschalteten Tore sind durch Dioden 121 bis I¹JO geschützt.

In Fig. 15 ist ein Ausführungsbeispiel einer Grundschaltung dargestellt. In einer solchen Grundschaltung v/erden die digital dargestellten Messergebnisse der Waags so aufbereitet, dass sie in einer zusätzlichen analogen Anzeigevorrichtung angezeigt werden können.

Die Verbindung zur Waage besteht in einer Signalleitung I¹IO und drei weiteren Leitungen I¹Il, 1^2, I¹O. Die Resultatübermittlung geschieht im vorliegenden Ausführungsbeispiel bit-seriell und wort-seriell. Das bedeutet also, dass das Wägeresultat auf Leibung I¹IO als eine zeitliche Folge von Rechteckpulsen dargestellt wird. Die Leitung I¹Il dient zur Uebermittlung des Vorzeichens des Wägeresultates. Ist das Vorzeichen positiv, so wird die Leitung I¹Il auf einer der EINS entsprechenden Spannung gehalten. Die Leitung 1^2 ist mit "Gate" bezeichnet : Während der Dauer der Resultatübermittlung ist ihr Potential auf EINS, in der übrigen Zeit auf NULL. Die mit "Clock" bezeichnete Leitung 143 übermittelt die Zeitbasis, also eine regelmässige Folge von EINS-Pulsen, sodass die Wertung der auf Leitung I¹IO übermittelten EINS-Pulse zusammen mit dem auf Leitung 1^2 übermittelten "Gate"-Signal jederzeit feststeht.

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Das "Gate"-Signal von Leitung 142 wird an zwei UND-Tore 144,145 und an einen Inverter 146 übermittelt. Das Vorzeichensignal von Leitung I¹Il speist ein UND-Tor 147 und über einen Inverter 148 ein weiteres UND-Tor 149. Im vorliegenden Ausfiihrungsbeispiel gemäss Pig. 15 kann das Wägeresultat fünf Dekaden aufweisen. Innerhalb einer Dekade ist der Wert seriell BCD-kodiert, sodass das gesamte Wägeresultat 5 x 1 ^: 20 Pulszeiten aufweist. Bei der Uebermittlung eines positiven Wägeresultates erscheint also auf Leitungen 1Ί1 und 142 eine EINS; synchron mit den Taktpulsen auf Leitung 1*13 erscheinen - sofern vorhanden - auf Leitung I¹IO die Signalpulse. Das UND-Tor 145 öffnet nun mit jedem Signalpuls und gibt diesen an die Tore 1¹I7>1¹*9 weiter. Da am UND-Tor 149 aber vom Inverter 148 her einseitig eine NULL anliegt, bleibt es während der ganzen Uebermittlung gesperrt. Das UND-Tor 147 hingegen wird einseitig von der EINS des Vorzeichens, anderseitig von den Signalpulsen gespeist und gibt daher die Signalpulse weiter an ein Schieberegister I50, enthaltend fünf Dekaden 00,01,02,03,D¹J. Vom UND-Tor I¹I¹I her wird dieses Schieberegister 150 getaktet, sodass nach Ablauf der zwanzig Taktpulse das ganze Wägeresultat im Schieberegister gespeichert ist. Jede Dekade DO bis D¹I des Schieberegisters 150 besitzt vier Ausgänge mit Wertigkeiten 1,2,4,8 gemäss dem BCD-Kode.

Nach der Uebermittlung des Wägeresultates fällt das "Gate"-Signal auf Leitung 142 auf NULL zurück, damit springt der Ausgang des Inverters 146 auf EINS. Dieses Ausgangssignal des Inverters 146 speist das Schieberegister 150 und ein weiteres Schieberegister 151» das ebenfalls fünf Dekaden DO bis D4 aufweist, über eine Leitung 152. Diese EINS auf Leitung 152 bewirkt, dass die gespeicherten Signalpulse an den entsprechenden Ausgängen der Dekaden DO bis D4 des Schieberegisters 150 statisch erscheinen, solange das "Gate"-Signal auf MÜLL bleibt. Diese statischen Werte stehen nun zur Wertebereichszusammenfassung - beispielsweise gemäss Fig. 14 - zur Verfügung. Die Aufgabe des Schieberegisters 151 ist identisch zu derjenigen des Schieberegisters 150 für den Fall eines negativen Wägeresultates. In diesem Fall ist das UND-Tor 147 immer gesperrt, das UND-Tor 148 hingegen ist

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für die das Wägeresultat darstellende Pulsfolge offen. Positive Wägeresultate werden also im Schieberegister 150, negative Wägeresultate im Schieberegister 151 eingelassen.

Fig. 16 zeigt das Schema eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Wertebereichsschaltung. Es ist die Schaltung, die die Wertebereichszuordnung erzeugt, die in den Fig. 5,6 zur Anwendung gelangt. Der Einfachheit halber ist nur das positive Anzeigefeld dargestellt. Die Schaltung der die negativen Wertebereiche darstellenden Elemente ist an sich identisch mit der Schaltung der die positiven Wertebereiche darstellenden Elemente, Die Darstellung ist auch auf die Erfassung zweier Dekaden beschränkt.

Acht Leitungen l6o bis 16? führen die statische Darstellung zweier Dekaden im BCD-Kode, beispielsweise der Dekaden Dl und D2 gemäss Fig. 14. Die Wertungen der Leitungen l60, 164 ist 1, der Leitungen I6l, 165 ist 2, der Leitungen 162, 166 ist 4 und der Leitungen 163, I67 ist 8. Die vier Leitungen jeder Dekade sind auf je ein ODER-Tor I68, I69 geführt, die Ausgänge der ODER-Tore I68, I69 speisen ein weiteres, mehrfaches ODER-Tor 170 mit invertierendem Ausgang. Die weiteren, in Fig. l6 nicht belegten Eingänge des ODER-Tores 170 werden von zu allfälligen weiteren Dekaden gehörigen, zu den ODER-Toren 168, 169 analogen Ausgängen gespeist. Der Ausgang des ODER-Tores 17Φ bildet den einen, eine das Ausgangssignal des Inverters 146, gemäss Fig. 15, führende Leitung 152 den anderen Eingang eines UND-Tores 171. Der Ausgang dieses UND-Tores 171 steuert das Anzeige-Element EO. Dieses wird also nur dann angesteuert, wenn die Dekaden D1,D2,D3»D4 der Fig. 14 lauter NULLEN an ihren Ausgängen führen. Ein möglicher Messwert liegt dann im Bereich von 0,0 bis 0,9.

Die Leitungen I6o,l6l,l62 bzw. 164,165,166 sind wiederum zusammengefasst in je einem UND-Tor 172, 173» die an ihren Ausgängen eine EINS führen, wenn die zusammengefassten Leitungen I60 bis 162 bzw* 164 bis 166 alle auf EINS stehen. Dies bedeutet, unter Berücksichtigung der Wertungen der betreffenden Leitungen, jeweils die Darstellung einer 7. Der Ausgang des UND-Tores 172 ist mit der Leitung I63, der

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Ausgang des UND-Tores 173 mit der Leitung I67 je in einem ODER-Tor 182, 183 zusammengefasst. Auf diese Weise ergibt sich die verlangte Wertebereichs Zuordnung gemäss Fig. 5·

Führt das ODER-Tor I83 am Ausgang eine EINS, so wird diese über eine Diode 174 an das Anzeige-Element E8 und zugleich an eine Pulsformerstufe 18Ί - beispielsweise ein Schmitt-Trigger - weitergeleitet. Weitere Pulsformerstufen I85 bis 190 verbinden - wie in Fig. 14 - je weils die Eingänge von benachbarten Anzeige-Elementen, dergestalt dass der Eingang der Pulsformerstufe mit dem um einen Wertebereich höherwertigen Element verbunden ist als der Ausgang. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass das höchstwertige aktivierte Element alle tieferwertigen - mit Ausnahme von EO - ebenfalls aktiviert.

Die Elemente El bis E8 werden alle über vorgeschaltete Dioden bis 181 angesteuert, um die Ausgänge der die Leitungen I60 bis I67 speisenden - in Fig. 16 nicht dargestellten - Schaltelemente, sowie der ODER-Tore 182,183 zu schützen.

Fig. 17 zeigt das Schema einer Schaltung der Anzeigevorrichtung im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 10,11,12. Die in Fig. 17 bezeichneten Elemente E29 bis E32, E21 bis E2¹», E13 bis EI6 und E5 bis E8 entsprechen genau den Elementen gleicher Nummern in dem durch die strichpunktierten Linien 90 und 91 abgegrenzten Quadranten des Anzeigefeldes in Fig. 11. Die Schaltung des ganzen Anzeigefeldes erfolgt dann durch Parallelschaltung der entsprechenden Elemente. Die Entsprechung wird - wie in der Beschreibung zu Fig. 11,12,13 erwähnt durch Punkt- und Achsenspiegelung am Zentrum 92 und den Linien 90 und 91 hergestellt. Jedes der in der Fig. 17 vorkommenden Elemente E5 bis E32 wird von zwei Signalleitungen angesteuert, wobei je eine Signalleitung zur Gruppe mit den Nummern 205 bis 232 und je eine zur Gruppe 305 bis 332 gehört, sodass beispielsweise das Element El4 von den Leitungen 21Ί und 314 angesteuert wird. Die Elemente E30, E21, E22 werden zusätzlich von einer dritten Leitung ¹IOO gespeist. Die Leitungen 205 bis 232 kommen von einer, in Fig. 17 nicht dargestellten,

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Wertebereichsschaltung, beispielsweise gemäss Fig. 16. Die Elemente E29 bis E32 sind der niedrigsten Dekade zugeordnet, die Elemente E21 bis E24 der zweiten, die Elemente E13 bis El6 der dritten und die Elemente Ξ5 bis ES der höchsten. Diese Zuordnung gilt und die Leitungen 205 bis 232 können aktiviert werden, sofern der anzuzeigende Wert positiv ist. Ist er negativ, so wird die Information von einer weiteren - in Fig. 17 nicht dargestellten - Wertebereichsschaltung gleicher Wertebereichszuordnung geliefert, die mit den Elementen E5 bis E32 über die Leitungen 305 bis 332 verbunden ist. Die Verteilung der positiven oder negativen Messwerte an die zwei erwähnten - in Fig. 17 nicht dargestellten - Wertebereichsschaltungen geschieht beispielsweise mit einer Grundschaltung gemäss Fig. 15.

Ist der anzuzeigende Wert im Nullbereich, was beispielsweise mit einer Schaltung genäss Fig. 16 ermittelt wird, so erscheint eine EINS auf der Leitung *100, die die Elemente E30, E21, E22 speist. Auf diese Art entsteht - durch die bereits erwähnte Punkt- und Achsenspiegelung - der in Fig. 13 dargestellte Kranz von aktivierten Elementen. Um die in Fig. 11 gezeigte, einen positiven Messvfert darstellende Aktivierung zu erreichen, sind die Leitungen 205 bis 232 in der dargestellten Weise durch Pulsformer Pl bis P15 verbunden. In Fig. 11 ist das den höchsten Wertebereich darstellende aktivierte Element E13· In Fig. 17 bedeutet dies, dass Leitung 213 die höchstwertige ist, auf der eine EINS erscheint. Durch den Pulsformer P8 wird diese EINS an das Element E24 und den Pulsformer P7 weitergegeben, von da an E23 und P6 und in gleicher Weise bis zum Pulsformer Pl und zum Element E29. Die EINS kann nicht an die Pulsformer Nl bis N15 der negativen Gruppe weitergelangen, da diese durch Dioden 335 bis 362 geschützt sind. In gleicher Weise sind negative Werte, wie der in Fig. 12 gezeigte, durch Dioden 235 bis 262 von der Aktivierung der Pulsformer· Pl bis P15 ausgeschlossen. Um die in Fig. 12 gezeigte, einen negativen Messwert darstellende Aktivierung zu erzielen, sind die Leitungen 305 bis 332 durch gleichartige Pulsformer Nl bis N15 verbunden. Das Element El¹» ist das höchste aktivierte im ersten Quadranten des Arizeigefeldes gemäss Fig. 12; die Leitung 31Ί zeigt daher eine EINS. Diese wird in der

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bereits geschilderten Weise durch die Pulsformer NIl bis N15 an
die Elemente E13 und E5 bis E8 weitergegeben, da für die Darstellung negativer Messwerte die Dekade mit den Elementen E5 bis E8
die niedrigste, die Dekade mit den Elementen E29 bis E32 die höchste Wertigkeit besitzt.

Die Leitung 400 speist die Elemente E30, E21, E22 über Dioden 401
bis 4O3> um Rückwirkungen und unerwünschte Koppelungen zu vermeiden. Nicht dargestellt sind in Fig. 17 diejenigen Dioden, die die Schaltelemente, die die Wertebereichszuordnung besorgen, vor Rückwirkungen schützen.

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Claims

-/■

PATEHTA'J S P RUEC HE 2702842

Waage mit digitaler Anzeige des Wägeresultates und zusätzlicher Analoganzeige, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Analoganzeige aus mindestens einer in einer Reihe angeordneten Gruppe von gleichartigen optisch aktivierbaren Elementen bestallt, die je einem Wertebereich zugeordnet sind, dass der grösste anzeigbare Wertebereich mindestens zehnmal grosser ist als der kleinstmögliche und dass jeweils alle Elemente vom niedrigsten bis zum anzuzeigenden aktiviert sind.
2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente der zusätzlichen Analoganzeige in Vierer-, Fünfer- oder Neunergruppen angeordnet sind.
3. Waage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe von Elementen der zusätzlichen Analoganzeige eine Dekade umfasst.
k. Waage nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Gruppen von Elementen der zusätzlichen Analoganzeige eine Dekade umfassen, sodass der angezeigte Wert pro Gruppe um mindestens den Faktor 3 wächst.
5. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Elemente der zusätzlichen Analoganseige quer zur Richtung steigender Werte innerhalb einer Gruppe von Elementen anwachse;.
6. Waage nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Gruppen durch Zwischenräume optisch voneinander getrennt sind.
7. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Gruppen durch optisch aktivierbare Marken optisch voneinander getrennt sind.
8. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen

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ORIGINAL INSPECTED

von Elementen auf einer einzigen Linie steigender Wertigkeit angeordnet sind. 27 02 84 L
9. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen nebeneinander angeordnet sind, sodass zwei aufeinander senkrechte Linien steigender Wertigkeit entstehen, die eine innerhalb jeder Gruppe, die zweite die Wertigkeit der Gruppe bezeichnend.
10. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass negative Werte durch gleichartige aber gesonderte Gruppen von Elementen angezeigt v/erden.
11. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass negative Werte durch die gleichen Elemente der zusätzlichen Analoganzeige wie die positiven Werte dargestellt, aber zusätzlich durch ein Minus-Zeichen-Symbol kenntlich gemacht werden.
12. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass negative Werte durch Umkehrung der Linie steigender Werte dargestellt werden.
13· Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass kein Element der zusätzlichen Analoganzeige aktiviert wird, falls der angezeigte Wert im Nullbereich ist.
14. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Werte im Nullbereich durch ein besonderes, hierfür vorbehaltenes Element der zusätzlichen Analoganzeige angezeigt wird.
15. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Werte im Nullbereich durch mindestens ein Element angezeigt werden, das auch für die Anzeige anderer Wertebereiche Verwendung findet, das aber für die Anzeige des Nullbereiches zusätzlich gekennzeichnet wird.

"709850/065 5

K-
16. Waage nach Ansprüchen 1 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Mullbereich durch eine nur im Nullbereich vorkommende Kombination der hierfür verwendeten Elemente dargestellt wird.

. t.

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