DE2949195A1

DE2949195A1 - Elektronische waage

Info

Publication number: DE2949195A1
Application number: DE19792949195
Authority: DE
Inventors: Masamichi Hino; Seiichi Itani
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1979-03-14
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1980-09-25
Also published as: AU523100B2; AU5294379A; US4285411A

Description

Kubota

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER FP-0957

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine elektronische Waage der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art.

Dabei handelt es sich insbesondere um eine mit einem Dehnungs-Lastmeßwertgeber ausgestattete elektronische Waage mit einer beispielsweise zum Wiegen von Babies, zur Preisermittlung od.dgl. eingerichteten Skala.

Elektronische Waagen mit Dehnungs-Lastmeßwertgeber haben sich als sehr stabil erwiesen, weil der Meßwertgeber keine beweglichen Elemente enthält. Dies ist bei Babywaagen besonders vorteilhaft, weil die Kleinkinder beim Auflegen auf die Objektauflage keine Schaukelbewegungen oder dgl. spüren.

Da jedoch Babies beim Wiegen selten still liegen, bereitet es Schwierigkeiten, ihr Körpergewicht mit einer elektronischen Waage zu ermitteln, weil sich das angezeigte Gewicht mit jeder Bewegung des Kleinkindes verändert. Dieser Effekt wirkt sich besonders nachteilig bei Reihenuntersuchungen bzw. in Kinderkliniken aus, wo eine große Anzahl von Babies in möglichst kurzer Zeit zu wiegen ist. Die Einzelmessung dauert dann besonders bei unruhigen Babies besonders lange.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Waage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch unter den vorstehend geschilderten Umständen das Gewicht von Babies od.dgl. leicht und schnell ermittelt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben, vorteilhafte Weiterbildungen

030039/0596

Kubota

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER FP-0957

des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet .

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäß ausgestalteten elektronischen Waage besteht darin, daß sie den angezeigten Meßwert nur solange verändert, bis ein bestimmter Stabilisierungszustand eingetreten ist. Der diesem Zustand entsprechende Meßwert wird dann fortlaufend angezeigt.

Die erfindungsgemäß ausgestaltete elektronische Waage eignet sich somit insbesondere zum Wiegen von "unruhigen Objekten"wie Babies od.dgl., weil die Waage in der Lage ist, trotz der Bewegungen einen Stabilisierungszustand zu erkennen und einen entsprechenden Meßwert beständig anzuzeigen, der daraufhin einfach und genau abgelesen werden kann. Selbstverständlich eignet sich die erfindungsgemäße elektronische Waage auch für Anwendungsfälle in Verbindung mit einer Preisermittlungsskale und dergleichen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der bei Erreichen eines Stabilisierungszustands ermittelte Gewichtswert solange aufrechterhalten, bis der neueste Gewichtswert einen Vorgabewert unterschreitet. Dann erst wird der Anzeige-Erhaltungszustand aufgehoben. Das heißt:

Wenn nach Erreichen des Stabilisierungszustands der gewogene Gegenstand wieder von der Waage entnommen wird, löscht die Anzeige automatisch den vorher angezeigten Meßwert, was die Arbeit mit der erfindungsgemäßen elektronischen Waage sehr erleichtert.

In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden in Verbindung mit aufeinanderfolgenden Taktimpulsen Digitaldaten gewonnen und miteinander verglichen. Wenn aufeinanderfolgende Digitaldaten gleich oder zumindest

030039/0596

Kubota TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER FP-0957

- 10 -

ungefähr gleich bleiben, so daß die Differenz zwischen ihnen in einem den Wert null einschließenden vorgegebenen Bereich bleibt, dann wird daraus das Erreichen des Stabilisierungszustands festgestellt. Dabei läßt sich ein Stabilisierungszustand auf elektrische Weise und in Verbindung mit einem Wandler wie beispielsweise einer Lastmeßzelle ermitteln. In diesem Fall tritt keine mechanische Verlagerung der Lastmeßzelle ein.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können der nachstehenden Figurenbeschreibung entnommen werden.

Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Waage,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Gewichtsanzeige,
Fig. 3A und 3B eine graphische Gegenüberstellung des

zeitabhängigen Verhaltens einer Last (Ordinate) und der zugehörigen Anzeigedaten, Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Meßbereich-Einstellschaltung;

Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Meßbereichverstellung, worin auf der Ordinate der Anzeigewert und auf der Abszisse das Gewicht aufgetragen ist,

Fig. 6 und 7 Blockschaltbilder verschiedener Stabilisierungszustand-Detektoren, und

9/0.,

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

Kubota FP-0957

- 11 -

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren erfindungsgemäßen elektronischen Waage.

Bei dem in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiel einer elektronischen Waage ist eine Objektwanne 1 mechanisch mit einem Dehnungstyp-Lastmeßwertgeber 3 verbunden, der eine dem Gewicht eines in die Objektwanne 1 gelegten, nicht dargestellten Gegenstands entsprechende Analogspannung abgibt und - nach Verstärkung in einem Verstärker 5 - einen Analog/Digitalwandler 7 zuführt. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 5 kann über ein Justierglied, im vorliegenden Fall über einen veränderlichen Widerstand 51 verändert werden, um den Meßbereich zu verändern. Mit Zugang jedes Taktimpulses aus einem Taktimpulsgenerator 33 (beispielsweise über ein nicht dargestelltes Sperrglied) erzeugt der Analog/Digitalwandler 7 Digitaldaten, welche dem jeweils anliegenden Analogsignal entsprechen. Somit sind die Ausgangsdaten des Analog/Digitalwandlers 7 auf das Gewicht des aufgelegten Objekts bezogen, und diese werden über eine weiter unten in Verbindung mit Fig. 4 und 5 noch beschriebene Meßbereich-Einstellschaltung 9 parallel einem Stabilisierungszustand-Detektor 11, einem Anzeigepuffer 21 sowie einem Komparator 37 zugeführt.

Der Stabilisierungszustand-Detektor 11 hat die Aufgabe, zu erkennen, ob das vom Meßwertgeber 3 kommende Analogsignal und somit auch die aus dem Wandler 7 kommenden Digitaldaten einen Stabilisierungszustand erreicht haben, und enthält bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 drei in Kaskade geschaltete Register 111a, 111b, 111c sowie einen Koinzidenzdetektor 112. Mit jedem aus dem Taktimpulsgenerator 33 zugehenden Taktimpuls führen die drei hintereinander geschalteten Register 111a, 111b, 111c Verschiebeoperationen der in ihnen gespeicherten Digitaldaten in Richtung auf die nächste Stufe durch.

030039/0596

Kubota

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER FP-9957

- 12 -

Die Ausgänge der Meßbereich-Einstellschaltung 9 sowie der Register 111a bis 111c gehen alle in den Koinzidenzdetektor 112, und dieser stellt fest, ob alle vier Digitaldaten-Abschnitte aus den Schaltungsblöcken 9, 111a, 111b und 111c miteinander übereinstimmen. Zu diesem Zweck enthält der Detektor 112 beispielsweise ein NOR-Glied und ein UND-Glied (nicht dargestellt). Sobald der Detektor 112 eine Koinzidenz der genannten vier Digitaldaten-Abschnitte feststellt, gibt er einen hochliegenden Ausgang zu einem Eingang eines Sperrgliedes 13 ab, welches seinen Sperreingang von dem Komparator 37 bezieht. Der Komparator 37 vergleicht einen aus einem Referenzwertgeber 35 kommenden gegebenen Referenzwert, der beispielsweise dem kleinsten Anzeigegewicht von zwei Gramm entspricht, mit den von der Meßbereich-Einstellschaltung 9 bezogenen Digitaldaten und gibt einen hohen Ausgang ab, sobald der Gewichtswert kleiner als der Referenzwert wird. Der Ausgang des Komparators 37 geht auch zum K-Eingang eines J-K-Flip-Flop 15, dessen J-Eingang mit dem Ausgang des Sperrgliedes 13 verbunden ist. Die Taktimpulse des Generators 33 gehen zum Takteingang CL von Flip-Flop 15 und zu einem Eingang eines Sperrgliedes 17, dessen Sperreingang mit dem Ausgang eines ODER-Gliedes 31 verbunden ist. Letzteres ist mit einem Eingang an den Q-Ausgang von Flip-Flop 15 angeschlossen, und der Rücksetzanschluß R von Flip-Flop 15 ist mit einem Schalter 19 verbunden.

Dieser Schalter 19 befindet sich außerhalb des nicht dargestellten Gehäuses der elektronischen Waage und kann dort manuell betätigt werden. Durch Umschalten dieses Schalters 19 kann zwischen folgenden zwei Betriebsarten gewählt werden: Entweder bleibt der Meßwert auf einem gewählten Anzeigewert stehen, nachdem ein Stabilisierungszustand festgestellt wurde, oder es erfolgt überhaupt keine Meßwertfixierung und stattdessen wird immer der neueste Gewichts-

030 0 39/0596

Kubota

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER _r p_Q957

- 13 -

wert angezeigt. Ist im vorliegenden Fall der Schalter 19 offen, dann wird nach hergestellter Stabilisierung ein konstanter Meßwert angezeigt. Ist dagegen der Schalter 19 geschlossen,*dann wird normalerweise immer der neustes Gewichtswert angezeigt, eine Meßwertfixierung findet nicht statt.

In den Anzeigepuffer 21 gehen außer den bereits erwähnten Digitaldaten aus der Meßbereich-Einstellschaltung ein Ausgangssignal des Sperrgliedes 17, welches als Speicheraktiviersignal dient, über einen Anzeigetreiber 23 werden die im Anzeigepuffer 21 gespeicherten Digitaldaten auf einer Anzeigeeinheit 25 digital zur Anzeige gebracht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Der Anzeigetreiber 23 kann beispielsweise einen an sich bekannten Segmentdecoder enthalten. Gemäß Fig. 2 umfaßt die Anzeigeeinheit 25 vier Ziffernstellen mit ie sieben Anzeigeseqmenten in Form einer "8". Durch entsprechende Ansteuerung können so auf ieder Ziffernstelle die Zahlen von 0 bis 9 in bekannter Weise darqestellt werden.

Durch Betätigung eines ebenfalls außerhalb des nicht dargestellten Gehäuses zugänglichen Schalters 27 kann der auf der Anzeigeeinheit 25 dargestellte Zahlenwert für einen vorbestimmten Zeitraum zur Anzeige gebracht werden, der beispielsweise durch einen Zeitgeber 29 bestimmbar ist. Wird über den Schalter 27 der Ansteuereingang des Zeitgebers angesteuert, dann gibt dieser für die Dauer des festgelegten Zeitraumes von beispielsweise acht Sekunden einen hochliegenden Ausgang zu dem anderen Eingang des ODER-Glieds ab.

030039/0596

Kubota

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

FP-09S7

95

- 14 -

Für die nachstehende Betriebsbeschreibung der in Fig. 1 schematisch dargestellten elektronischen Waage sei zunächst angenommen, daß der Schalter 19 offen ist.

Wird jetzt ein zu wiegendes Objekt in die Wanne 1 gelegt, dann erzeugt der Meßwertgeber 3 eine analoge Spannung, die der Analog/Digitalwandler 7 mit jedem Taktimpuls aus dem Generator 33 in Digitaldaten umsetzt und über die Meßbereich-Einstellschaltung 9 in den Stabilisierungszustand-Detektor 11 eingibt. Wenn mit dem Taktimpuls t beispielsweise die Digitaldaten d zum Eingang des Detektors 11 gelangen, dann wandern die Digitaldaten d .. vom unmittelbar vorausgehenden Taktimpuls t _. aus Register 111a in den Koinzidenzdetektor 112. Gleichzeitig wandern auch die Digitaldaten d _₂ vom Taktimpuls t _ aus Register 111b, und die Digitaldaten d , von Taktimpuls t _₃ aus Register 111c in den Koinzidenzdetektor 112. Letzterer stellt nun fest, ob die zuvor genannten vier Datenabschnitte d , d . , d _ und d ., einan'-

n n—1 n—2. n—J

der gleichen, und wenn dies der Fall ist, wird mit dem Taktimpuls t ein hochliegender Ausgang abgegeben.

Wenn dagegen der Komparator 37 einen hochliegenden Ausgang abgibt und der neueste Digitalwert d gleich oder kleiner als der Referenzwert (beispielsweise d ) ist, dann

gibt der Komparator 37 bereits zu Beginn der Gewichtsmessung einen hochliegenden Ausgang, und danach normalerweise einen tiefliegenden Ausgang ab. Wenn jetzt zum Zeitpunkt t von dem Stabilisierungszustand-Detektor 11 ein hochliegender Ausgang bezogen wird, dann hatte der Ausgang des Komparators 37 bereits einen niedrigen Pegel. Folglich ist der Sperrzustand von Sperrglied 13 aufgehoben und Flip-Flop 15 wird mit Taktimpuls t gesetzt; sein Ausgang geht hoch und versetzt das Sperrglied 17 in Sperrzustand. Die

ch d

030

Folge ist, daß nach dem Taktimpuls t der Anzeigepuffer 21

TER MEER · MÖLLER · STEINMGISTER

Kubota FP-0957

- 15 -

keine Taktimpulse mehr vom Generator 33 erhält und auch keine neuen Digitaldaten mehr aufnehmen kann.

Da vor dem Zeitpunkt t der Detektor 11 noch keinen Stabilisierungszustand festgestellt hatte, stand das Sperrglied 17 ebenfalls nich nicht im Sperrzustand, und der Anzeigepuffer 21 erhielt immer noch mit jedem Taktimpuls die neuesten Digitaldaten aus der Meßbereich-Einstellschaltung 9. Folglich wurde bis zum Zeitpunkt t stets der neueste Gewichts-Meßwert auf der Anzeigeeinheit 25 dargestellt; siehe Fig. 3B.

Sobald der Stabilisierungszustand-Detektor 11 einmal das hochliegende Stabilisierungssignal abgegeben hat, erhält der Anzeigepuffer keine neuen Daten mehr. Folglich zeigt ab sofort die Digitalanzeige 25 fortlaufend den Wiegewert D (Fig. 3B) an, welcher dem Gewichtswert G von Fig. 3A entspricht.

20

25

30

Wird später das zu wiegende Objekt aus der Wanne 1 entnommen, dann vermindert sich gemäß Fig. 3A sofort die Belastung des Meßwertgebers 3, und die vom Verstärker 5 abgegebene analoge Spannung sinkt gemäß Fig. 3A ab. Zu einem gegebenen Zeitpunkt t gibt der Komparator 37 einen

el

hochliegenden Ausgang ab. Zu diesem Zeitpunkt t_ wird der

el

neueste Digitalwert d kleiner als der durch den Referenzwertgeber 35 bezogene Referenzwert d.

(d £ d ). Da der

η a

Speicherzustand des Flip-Flop 15 umkehrt, wird der Sperrzustand von Sperrglied 17 aufgehoben, während das andere Sperrglied 13 wieder den Sperreingang erhält. Folglich gelangen ab sofort wieder Taktimpulse aus dem Generator 33 über Glied 17 in den Anzeigepuffer 21, so daß vom Zeitpunkt t_a ab der Anzeigepuffer 21 wiederum die neuesten Sigigaldaten erhält und auf der Anzeigeeinheit 25 zur

030039/0596

Kubota TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTFR FP-0957

- 16 -

Darstellung bringt.

Die obigen Erläuterungen lassen sich im Ergebnis wir folgt zusammenfassen: Bei jedem Wiegevorgang wird solange immer der neueste Gewichtwert digital auf der Digitalanzeige 25 angezeigt, bis ein Stabilisierungszustand erreicht wird. Danach wird solange der dem Stabilisierungszustand entsprechende Wiegewert D angezeigt, bis der neueste Gewichtswert d kleiner als der Referenzwert d wird.

η a

Folglich wird zwischen Zeitpunkt t und Zeitpunkt t auf der Anzeige 25 immer der gleiche Wert D angezeigt, auch wenn das gemessene Gewicht Scnwankungen unterliegt, wie dies beispielsweise in Fig. 3A dargestellt ist. Auf die Anzeige 25 hat dies überhaupt keinen Einfluß. Folglich bleibt der Anzeigewert auf der Anzeigeeinheit 25 stabil ohne Rücksieht auf den Zustand des in die Wanne 1 gelegten Objekts. Das Gewicht läßt sich bequem und ungestört ablesen. Erst wenn das Objekt aus der Wanne 1 genommen wird, so daß der neueste Gewichtswert d kleiner als der Vorgabe- oder Referenzwert d wird, wird der Anzeigezustand automatisch

Cl

aufgehoben und die Waage für den nächsten Wiegevorgang vorbereitet. Dafür ist keine besondere Bedienungsmaßnahme erforderlich. Selbstverständlich kann zur Aufhebung eines solchen Anzeigezustands für besondere Betriebsarten auch ein entsprechender Schalter od.dgl. vorhanden sein.

Wenn dagegen der Schalter 19 geschlossen ist, bleibt Flip-Flop 15 normalerweise rückgesetzt und sein Ausgang Q niedrig. Folglich sperrt Glied 17 nicht; der Anzeigepuffer 21 erhält sämtliche erzeugten Taktimpulse aus Generator Damit speichert der Anzeigepuffer 21 stets die neuesten Digitaldaten, wie sie über die Schaltung 9 aus dem Analog/ Digitalwandler 7 kommen. In dieser Betriebsart wird auf der Anzeigeeinheit 25 immer der jeweils neueste Gewichtswert dargestellt.

030039/0596

Kubota

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER FP-0957

- 17 -

Wenn nach Schließen des Schalters 19 zur Aufhebung der permanenten Datenanzeige auch noch der Schalter 27 betätigt wird, dann gibt der Zeitgeber 29 beispielsweise acht Sekunden lang einen hochliegenden Ausgang an das 5 ODER-Glied 31 ab, und dieses veranlaßt durch einen hochliegenden Ausgang die Sperrung von Sperrglied 17. Jetzt gibt für den genannten Zeitraum der Analog/Digitalwandler 7 die Digitaldaten ab, die zu Anfang des durch den Zeitgeber 29 festgelegten Zeitraumes vorhanden waren. Diese Digitaldaten speichert der Anzeigepuffer 21 ebenfalls diese acht Sekunden lang und bringt sie auf der Anzeigeeinheit 25 zur Darstellung. Auf diese Weise kann selbst bei durchgeschaltetem Schalter 19 die Gewichtsangabe auf der Anzeige 25 durch den Schalter 27 fixiert werden, um beispielsweise mit Sicherheit fehlerfrei gelesen und abgeschrieben zu werden.

Es besteht auch die Möglichkeit,auf den manuell betätigbaren Schalter 19 sowohl in der vorstehend beschriebenen Schaltung gemäß Fig. 1 als auch in der weiter unten beschriebenen Schaltung gemäß Fig. 8 zu verzichten.

Nachstehend wird in Verbindung mit Fig. 4 und 5 die Meßbereich-Einstellschaltung 9 beschrieben. Diese Schaltung 9 dient Justierzwecken, um beispielsweise zu erreichen, daß beim Auflegen eines Objektes mit bekanntem Gewicht auf die Wanne 1 dieser bekannte Gewichtswert auch genau auf der Anzeige 25 erscheint. Die Einstellschaltung 9 enthält einen Zahlenwert-Stellschalter 91 für die Eingäbe eines numerischen Wertes und eine Multiplikatorstufe 92 für die Bereichsnachstellung. Mit jedem Taktimpuls erhält die Multiplikatorstufe 92 die Digitaldaten aus dem Analog/Digitalwandler 7. über den Stellschalter 91 kann ein numerischer Wert eingegeben werden,der kleiner als

030039/0596

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER ίϋϋ not-,

. .. . .__ Γ r~l)j3 7

- 18 -

0,9999 ist, und die diesem Zahlenwert entsprechenden Digitaldaten erhält die Multiplikatorstufe 92. Beträgt der über den Stellschalter 91 eingegebene numerische Wert "0,9999", dann erfolgt gemäß Fig. 5 mit Kurve al eine Erweiterung des Meßbereichs, und zwar mit Hilfe eines veränderbaren Widerstands 51. Beim Justieren des Meßbereichs wird über den Stellschalter 91 deshalb ein numerischer Wert eingegeben, der kleiner als dieser Wert "0,9999" ist. Im Endeffekt wird über den Stellschalter 91 ein numerischer Wert mit dem Ziel eingegeben, daß beim Auflegen eines Objektes mit bekanntem Gewicht auf die Wanne 1 dieses bekannte Gewicht auch auf der Anzeige 25 erscheint. Jetzt liegt eine normale Meßbereich-Charakteristik vor, und diese ist in Fig. 5 durch Kurve a dargestellt.

15

Das Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, daß die

beiden Stellen des numerischen Wertes mit der größten Bedeutung fest auf "9" eingestellt werden, während die beiden Stellen mit der geringeren Bedeutung mit Hilfe des Stellschalters 91 verändert werden können. Aus diesem Grund ist nur eine kleine Zahl von Multiplikationsschritten seitens der Multiplikatorstufe 92 erforderlich. Der Meßbereich-Einstellschaltung 9 kann mit Vorteil der veränderbare Widerstand 51 gemäß Fig. 1 zugeordnet werden. In diesem Fall läßt sich die Grob-Justierung über den veränderbaren Widerstand 51 und die Fein-Justierung über die Einstellschaltung 9 durchführen. Dann benötigt der Stellschalter 91 nur wenige Ziffernstellen, und dennoch ist eine Justierung über einen großen Bereich hinweg möglich.

30

Durch Kombination der Multiplikatorstufe 92 mit der

Meßbereich-Einstellschaltung 9 ist eine stabile Meßbereichjustierung möglich, die nicht durch Umwelteinflüsse wie

030039/Qo

Kubota

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTCR FP-0957

- 19 -

Temperatur, Feuchtigkeit und dergleichen beeinflußt werden kann. Da ferner der Stellschalter 91 eine digitale Eingabe numerischer Zahlenwerte ermöglicht, läßt sich auf einfache Weise eine sehr genaue Justierung erzielen.
5

In Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4
ist der Analog/Digitalwandler 7 so ausgebildet, daß sich
durch Vervielfachung des Wertes "0,9999" mit Stufe 92
gemäß Kurve al von Fig. 5 eine Uberschuß-Bereichscharakteristik ergibt. Durch Vervielfachung des Wertes "1,1111" mit Stufe 92 kann eine reduzierte Bereichscharakteristik gemäß Kurve a2 in Fig. 5 erzielt werden. Anstelle der Multiplikatorstufe 92 könnte die in Fig. 4 dargestellte Meßbereich-Einstellschaltung 9 auch eine Teilerstufe enthalten.

15

Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild eines abgewandelten
erfindungsgemäßen Stabilisierungszustand-Detektors 11;
er enthält ein einziges Register 113, einen Koinzidenzdetektor 114, ein Schieberegister 115 für beispielsweise

vier Bits und ein UND-Glied 116. Das Schieberegister 113
erhält von der Meßbereich-Einstellschaltung 9 jeweils die
neuesten Digitaldaten, speichert sie und schiebt dabei
die vorhergehenden Daten mit jedem Taktimpuls in den
Koinzidenzdetektor 114. Erhält beispielsweise das Register 113 den neuesten Digitalwert d , dann schiebt es ausgangsseitig den vorhergehenden Digitalwert d _. in den Koinzidenzdetektor 114 weiter, welcher beide Werte miteinander
vergleicht und einen hochliegenden Ausgang abgibt, wenn
beide Datenabschnitte d_n und d_n-1 gleich sind. Der Ausgang

von Detektor 114 geht zu dem beispielsweise vier Speicherzellen umfassenden Schieberegisters 115, welches mit jedem Taktimpuls aus dem Generator 33 sequentielle Schiebeoperationen durchführt. Die Inhalte sämtlicher Zellen des

030 0 39/0596

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Kubota

EP-095—

- 20 -

Schieberegisters 115 gelangen an je einen von vier Eingängen von UND-Glied 116 im Parallelbit-Betrieb. Sobald dieses UND-Glied 116 viermal nacheinander übereinstimmende Ausgänge vom Koinzidenzdetektor 114 aufnimmt, gibt er einen hochliegenden Ausgang als Kennzeichen einer eingetretenen Stabilisierung ab.

Bei einem anderen, in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Stabilisierungszustandsdetektors 11 ist einem Register 113 eine Subtraktionsstufe 117 nachgeschaltet, und ferner sind ein Referenzwertgeber 118 und ein Komparator 119 vorhanden. Das Register 113 schiebt mit jedem Taktimpuls von Generator 33 zuvor gespeicherte Daten weiter und nimmt neue Digitaldaten auf, wie beim Ausführungsbeispiel von Fig. 6. Der Subtraktionsvorgang in Stufe 117 erfolgt ebenfalls mit jedem Taktimpuls.

Beispielsweise führt die Subtraktionsstufe 117 die

Subtraktionsoperation Jd -

20 nis an den Komparator 119 weiter,

durch und gibt das Ergebder über seinen zweiten

Eingang eines Referenzwerts d aus dem Referenzwertgeber 118 erhält. Wenn das Subtraktionsergebnis aus der Subtraktionsstufe 117 gleich oder kleiner als der im Referenzwertgeber

118 eingestellte Referenzwert d ist, d.h. wenn Id - d ,1 = ³ r In n-1j

erreicht ist, so gibt Komparator 119 ein hochliegendes Aus- ' gangssignal ab, welches als Kennzeichen für eine erreichte Stabilisierung gilt. Mit anderen Worten: Die Schaltung von Fig. 7 gibt einen hochliegenden Ausgang ab, wenn der Unterschied zwischen dem neuesten und dem zuvor eingegangenen Digitalwert kleiner als d ist. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, diesen Referenzwert d so zu wählen, daß er möglichst klein ist oder sogar den numerischen Wert null hat.

030039/0596

Kubota

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER FP-0957

- 21 -

Wenn auch die in Verbindung mit den Fig. 1, 6 und 7 beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Stabilisierungszustands-Detektors 11 mit Elementen der digitalen Datenverarbeitung ausgestattet sind, so liegt es doch durchaus im Rahmen der Erfindung und ist dem Fachmann freigestellt, andere Mittel und Abwandlungen zu verwenden .

Das in Fig. 8 als Blockschaltbild dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektronischen Waage ist dem von Fig. 1 weitgehend ähnlich und unterscheidet sich im wesentlichen nur darin, daß hier ein Stabilisierungszustand-Detektor 11' in Analogtechnik verwendet wird. Deshalb ist der Detektor 11' an den Ausgang des Verstärkers 5 angeschlossen, und ebenso der für Zwecke der Analogtechnik als Operationsverstärker ausgebildete Komparator 37". Der andere Eingang des Komparators 37' ist mit einer Referenz-Pegeleinstellstufe 35' verbunden, deren Referenzpegel so eingestellt ist, daß er der kleinsten anzeigbaren Einheit entspricht. Dieser Referenzwert ist dem vom Referenzwertgeber 35 in Fig. 1 abgegebenen Referenzwert d ähnlich.

Einzelheiten des Detektors 11' sind nicht dargestellt. Er kann beispielsweise als Element mit Ladungsübertrager etwa als Eimerkettenspeicher, als ladungsgekoppelter Speicher oder dergleichen oder als Komparator ausgebildet sein, oder ein solches Element enthalten. In Abhängigkeit von den Taktimpulsen des Generators 35 gibt der Stabilisierungszustand-Detektor 11' einen Ausgang an das Sperrglied 13 ab, und der Ausgang von Komparator 37' geht zu einem Eingang eines ODER-Gliedes 39, dessen zweiter Eingang mit dem Schalter 19 verbunden ist. Somit gibt ODER-Glied 39 einen hochliegenden Ausgang ab, wenn es einen hochliegenden Ausgang vom Komparator 37' aufnimmt oder wenn

030039/0596

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

Kubota FP-0957

- 22 -

der Schalter 19 manuell durchgeschaltet ist. Der Ausgang von ODER-Glied 39 geht zum Sperreingang von Sperrglied und ferner zum Rücksetzeingang R von Flip-Flop 15', dessen Setzeingang S den Ausgang von Sperrglied 13 aufnimmt.

Zwar wurde bei den zuvor beschriebenen Ausführungen der Referenzwert oder Pegel des Referenzwertgebers 35 bzw. 35* auf den kleinsten Anzeigewert der Anzeige 25 abgestimmt. Stattdessen kann aber auch ein Datenwert ver wendet werden, der größer oder gleich null ist.

15

Ferner kann statt des zuvor beschriebenen Digital-Zahlenwertstellschalters eine besondere Steuerschaltung verwendet werden, die solchen Digitalschalter enthält oder bildet.

Schließlich kann der Detektor 11 oder 11* so ausgebildet sein, daß er entweder die in Fig. 7 gegebene Bereichsgenauigkeit ausnutzt oder dann sein Stabilisierungssignal abgibt, wenn ganz bestimmte Bewegungsbedingungen oder zu erwartende Bewegungen eines auf die Schalte gelegten Objektes eintreten.

25

Claims

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

Beim Europilichen Patentamt zugelassene Vertreter Prof. Representatives before the European Patent Office - Mandatalrea agree* pres !'Office europeen des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister Dipl.-lng. F. E. Müller _e. . .. ,

Triftstrasse 4, Siekerwall 7,

D-8000 MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

FP-0957 6. Dezember 1979

Mü/Gdt/vL

KUBOTA LTD.

22, Funade-machi 2-chome Naniwa-ku, Osaka-shi
Osaka-fu, Japan

Elektronische Waage

Prioritäten: 14. März 1979, Japan, Ser.Nr. 30269/1979 5. Juni 1979, Japan, Ser.Nr. 71015/1979

PATENTANSPRÜCHE

iy Elektronische Waage mit einer Auflage für ein zu wiegendes Objekt und einem mit der Auflage gekoppelten Analogsignalgeber, der ein dem Gewicht eines auf die Auflage gelegten Objektes entsprechendes Analogsignal erzeugt, gekennzeichnet durch

030Ü39/0596
ORIGINAL INSPECTED

Kubota

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER FP-0957

- einen aus dem Analogsignal dem Objektgewicht entsprechende Digitaldaten erzeugenden Analog/Digitalwandler (7) ,

- einen an den Analog/Digitalwandler angeschlossenen Digitalspeicher (21),

- einenDigitalanzeiger (25) zur Anzeige des Objektgewichts entsprechend den im Digitalspeicher vorhandenen Daten,

- einen Stabilisierungszustand-Detektor (11), der an den Analogsignalgeber (3) und/oder an den Analog/ Digitalwandler (7) angeschlossen ist und in Abhängigkeit vom Analogsignal und/oder den Digitaldaten feststellt, wann die Objektauflage (1) nach dem Auflegen des Objektes zum ersten Mal einen im wesentlichen stabilen Zustand erreicht, und

- eine Anzeige-Halteschaltung (15 ...), die in Abhängigkeit vom Ausgang des Stabilisierungszustand-Detektors den Anzeigewert der Digitalanzeige (25) bei Erreichen des stabilen Gewichtszustands festhält.
2. Elektronische Waage nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch ein Sperrglied (17) in der Anzeige-Halteschaltung, das in Abhängigkeit vom Ausgang des Stabilisierungszustand-Detektors (11) eine Einspeicherung neuer Digitaldaten in die Digitalspeicher (21) verhindert.
3. Elektronische Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/Digitalwandler (7) das Analogsignal in Abhängigkeit

030039/0596

Kubota TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER FP-0957

von Taktimpulsen, die ein Taktimpulsgenerator (33) in vorgegebenen Zeitabständen erzeugt, in die Digitaldaten umsetzt.
4. Elektronische Waage nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungszustand-Detektor (11) in Abhängigkeit von den Taktimpulsen die Digitaldaten aus dem Analog/Digitalwandler (7) übernimmt und die Entscheidung, ob der stabile Zustand erreicht ist, auf der Grundlage von mindestens zwei zu unterschiedlichen Taktzeiten empfangenen Digitaldaten-Abschnitten trifft.
5. Elektronische Waage nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungszustand-Detektor (11) einen Stabilzustand-Ausgang abgibt, wenn mindestens zwei zu unterschiedlichen Taktzeiten empfangene Digitaldaten-Abschnitte im wesentlichen gleich sind.
6. Elektronische Waage nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungszustand-Detektor (11) mindestens zwei in Reihe geschaltete Register (111a ...), durch welche die Digitaldaten mit jedem Taktimpuls hindurchgeschoben werden, und einen Koinzidenzdetektor (112) aufweist, der bei Feststellung einer Übereinstimmung von mindestens zwei in den Registern gespeicherten Digitaldaten-Abschnitten ein die Stabilisierung anzeigendes Ausgangssignal abgibt.
7. Elektronische Waage nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Stabi lisierungszustand-Detektor (11) folgende Baugruppen aufweist:

030039/0596

Kubota

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER FP-0957

- ein Register, das in Abhängigkeit der Taktimpulse die Digitaldaten vom Analog/Digitalwandler (7) übernimmt und wieder abgibt,

- einen Koinzidenzdetektor, der die Digitaldaten an Ein- und Ausgang des Schieberegisters auf Übereinstimmung überprüft,

- ein Schieberegister mit mehreren Speicherstellen, welches das Ausgangssignal des Koinzidenzdetektors aufnimmt und entsprechend dem Takt der Taktimpulse abschnittweise verschiebt, und

- ein die Inhalte sämtlicher Speicherzellen des Schieberegisters auf Übereinstimmung abtastender zweiter Koinzidenzdetektor, dessen Ausgangssignal den Stabilzustand anzeigt.
8. Elektronische Waage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungszustand-Detektor (11) dann einen Stabilzustand-Ausgang abgibt, wenn die Differenz zwischen mindestens zwei zu verschiedenen Taktzeiten aufgenommenen Digitaldaten-Abschnitten kleiner als ein bestimmter Wert wird.
9. Elektronische Waage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungszustand-Detektor (11) folgende Baugruppen aufweist:

- ein Register (113), das in Abhängigkeit von den Taktimpulsen des Taktimpulsgenerators (33) die Digitaldaten vom Analog/Digitalwandler (7) übernimmt und wieder abgibt,

- eine Subtraktionsstufe (117) zur Ermittlung einer Differenz zwischen den Digitaldaten an Eingang und Ausgang des Registers, und

030 0 39/0596

Kubota

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER < FP-0957

- einen Komparator (119) , der feststellt, wann der Differenzausgang der Subtraktionsstufe kleiner wird als ein Vorgabewert und daraufhin den Stabilzustand-Ausgang erzeugt.
10. Elektronische Waage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Digitalspeicher (21) eine Einrichtung zugeorndet ist, durch die in Abhängigkeit von den Taktimpulsen des Taktimpulsgenerators die von dem Analog/Digitalwandler (7) bezogenen Digitaldaten erneut gespeichert werden.
11. Elektronische Waage nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige-Halteschaltung ein Sperrglied (z.B. 17) enthält, welches bei Auftreten des Stabilzustandsignals am Stabilisierungszustand-Detektor (11) die Weitergabe von Taktimpulsen vom Taktimpulsgenerator zum Digitalspeicher (21) verhindert.
12. Elektronische Waage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungszustand-Detektor (11) das vom Analogsignalgeber (3) gelieferte Analogsignal bei jedem Taktimpuls eines Taktimpulsgenerators aufnimmt, mindestens zwei mit verschiedenen Taktimpulsen empfangene Analogsignale vergleicht und ein Stabilzustand-Ausgangssignal abgibt, wenn die festgestellte Differenz zwischen den Analogsignalen kleiner als ein Vorgabewert ist.

030039/0596

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

Kubota FP-0957
13. Elektronische Waage nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an den Analogsignalgeber (3) und/oder den Digitalsignalgeber (7) angeschlossenen Detektor, der feststellt, wenn ein Analogsignal und/oder ein Digitalsignal nach Eingang des Stabilzustand-Ausgangs kleiner wird als ein Vorgabewert, und durch eine Freigabeschaltung, die aufgrund eines Detektorausgangssignals den Anzeigehaltezustand der Anzeige-Halteschaltung aufhebt.
14. Elektronische Waage nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (19) zur Erregung der die Anzeige-Halteschaltung (15 ...) außer Funktion setzenden Einrichtung.
15. Elektronische Waage nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine die Digitaldaten von dem Analog/Digitalwandler (7) aufnehmende Meßbereich-Einstellstufe (9) mit einer Eingabe für einen numerischen Meßbereichwert, der kleiner als eins ist; und durch eine Multiplikator- und/oder Teilerstufe (92) , welche den numerischen Meßbereichswert und die Digitaldaten multipliziert und/oder dividiert.
16. Elektronische Waage nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen das Analog signal aus dem Analogsignalgenerator (3) verstärkenden Verstärker (5) und eine zweite Meßbereich-Einstellstufe, welche die Meßbereich-Verstellung durch Änderung dea Verstärkungsfaktors dieses Verstärkers bewirkt.

03CC39/0596

TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER

Kubota FP-0957
17. Elektronische Waage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch die numerische Meßbereich-Eingabe eine Stelle mit einer höheren Signifikanz fest-und eine Stelle mit geringerer Signifikanz variabel vorgebbar ist, so daß über die zweite Meßbereich-Einstellstufe eine Grob- und über die numerische Meßbereicheingabe eine Feinjustierung des Meßbereichs erfolgt.

030039/0596