DE3120548A1 - Differenz-wiegesystem mit verbessertem signal/rausch-verhaeltnis - Google Patents

Description

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mein ZEicHENi Larson-1 22. Mai 1981

Stewart B. Blodgett
Houston, Texas, U.S.A.

Differenz-Wiegesystem mit verbessertem Signal/Rausch-Verhältnis

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der USA-Patentanmeldung Serial· No. 153,591 vom 27. Mai 1980 beansprucht.

Professional Representative before the European Patent Office

Poitiditdritonto MOndign Nr. 177520-805 ■ Otulidi· Apolh«k«r- u. XrzUbank «G MOnchin Nr. OO6IO1SOO (BLZ 7009CiOo) Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum schnellen Wiegen von Güterchargen, und zwar insbesondere auf eine Wiegevorrichtung dieser Bauart, welche eine Verschlechterung der Wiegegenauigkeit, hervorgerufen durch verschiedene beim tatsächlichen Betrieb einer derartigen Vorrichtung auftretende Bedingungen, vermindert und auf diese Weise die Wiegegenauigkeit erhöht.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Wiegevorrichtung mit einer Wiegezelle der Federausgleichsart, die ein elektrisches Ausgangssignal proportional zum Gewicht erzeugt. Die beim Betrieb einer derartigen Wiegezelle auftretenden Bedingungen verschlechtern die Genauigkeit der Wiegezelle. Beispielsweise werden bei der Netto- oder Brutto-Gewichtsabfüllung von Gütern in der Form von großen Stücken durch das Auftreffen der Stücke beim Landen unerwünschte Signale hervorgerufen, welche das Wiege- oder Gewichtssignal überdecken oder in anderer Weise stören. In gleicher Weise tragen auf die Wiegezelle übertragene Schwingungen und der elektrische Geber, beispielsweise durch Schaltübergangsvorgänge, ebenfalls unerwünschte Signalkomponenten zu den Gewichtssignalen bei. Diese unerwünschten Signale oder Signalkomponenten werden im folgenden als Rauschen bezeichnet und werden dem Wiege- oder Gewichtssignal überlagert und begrenzen somit das kleinste durch die Wiegezelle genau feststellbare Gewichtsinkrement.

Der Aufschlageffekt einzelner Teile oder Stücke des abzuwiegenden Guts hinsichtlich der Wiegegenauigkeit kann dadurch gewürdigt werden, daß man die Tatsache ins Auge faßt, daß nämlich ein kantig auf einen Wiegebehälter auftreffendes "Kartoffel chip" ein Augenblickssignal erzeugen kann, welches doppelt so groß ist wie wenn das gleiche Chip flach auf die anderen Chips im Wiegebehälter auftrifft. Ein großes Chip wiegt ungefähr 1/8 Unze, so daß der dadurch hervorgerufene

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Schlag ein Wiegeergebnis zur Folge haben könnte, welches tatsächlich um 1/8 Unze niedriger liegt als der Gewichtstrennpunkt, weil das mit seiner Kante landende Chip durch die Skala als 1/4 Unze wiegend angesehen würde. Das oben erwähnte Vibrations- oder Schwingungsproblem macht die Verwendung langsamerer Wiegezellen erforderlich- Eine gegebene Federaufhängung besitzt die kürzeste Beruhigungszeit dann, wenn die Aufhängung kritisch gedämpft ist. Unter diesen Bedingungen ist die Beruhigungszeit gleich einem Zyklus (einer Schwingung) der Eigenfrequenz der Aufhängung. Wenn die Aufhängung versteift ist, um so die Eigenfrequenz zu verdoppeln, so wird der Lauf oder der Weg der Aufhängung für ein gegebenes Gewichtsinkrement um einen Faktor Vier vermindert. Anders ausgedrückt erzeugt eine gegebene Vibrationsamplitude ein Signal, welches ein viermal so großes Gewicht repräsentiert, wenn die Ansprechgeschwindigkeit der Aufhängung verdoppelt wird.

Es sei ein spezielles sich auf die Vibration beziehendes Beispiel betrachtet: Eine 1/10 Sekunden-Wiegezelle mit einem Wiegebehälter, beweglichen Gliedern und einer Last von 62 Unzen wird sich nur um 25 Millionstel eines Zolls (0,000025 Zoll) bewegen, wenn 1/64 Unzen hinzugegeben werden. Die Vibration für eine konventionelle 1/10 Sekunden-Wiegezelle einer automatischen Wiegemaschine wird diejenige wesentlich übersteigen, die dem mit einem Gewicht von 1/64 Unzen in Verbindungen stehenden Signal entspricht, und somit werden die durch die Vibrationen auf die Genauigkeit der Wiegezelle ausgeübten Einschränkungen klar.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die bei Betriebsbedingungen auftretenden Vibrationsfrequenzen sich im Bereich von 0,3 bis 60 Hertz variieren, wohingegen die Eigenfrequenzen der Wiegezellen zwischen 3 bis 10 Hertz variieren. Eine Mehrfachskalen-Wiegemaschine kann 20 Eingabevorrichtungen umfassen, die zu verschiedenen Zeitpunkten ein- und ausgeschaltet werden. Die Antriebsmotoren für die Maschine können Frequenzen von 20 bis 30 Hertz erzeugen, wohingegen die zugehörigen V-Bänder, Getriebe und Oszillationsglieder eine Viel-

zahl von Frequenzen hervorrufen. Ferner erzeugen Abdichtbackenschlitten, Kurbelarme und'Formträger Frequenzen unterhalb der Eigenfrequenzen der Wiegezellen. Darüber hinaus werden einige der stärksten Vibrationen durch den Boden übertragen, wobei diese Vibrationen sich dadurch ergeben, daß Gabelstapler, Förderbänder, Vibrations-Produktverteilungssysterne und dgl. verwendet werden. Die oben erwähnten Vibrationen erscheinen somit in dem durch die Wiegezelle erzeugten Gewichtssignal als eine Mischung aus Komponenten sich ändernder Frequenzen und ändernder Phasenbeziehungen.

Das oben erwähnte elektrische Geberrauschen kann entweder Strahlungsrauschen oder Leitungsrauschen sein, wobei das störendste Rauschen durch Spannungseinschwingvorgänge hervorgerufen wird. Schwingungs- oder Vibrations-Eingabevorrichtungen können 2000 Volt-Übergangsvorgänge hervorrufen, wobei Elektromagnete und Relais ebenfalls beträchtliche Übergangsvorgänge erzeugen.

Wie weiter unten im einzelnen erläutert werden wird, bringt die Erfindung eine beträchtliche Verbesserung hinsichtlich des Verhältnisses aus dem durch eine Gewichts- oder Wiegezelle erzeugten Wiegesignal und dem Rauschen, hervorgerufen durch Aufschlag, Vibration und elektrischen Geber-Betrieb; ein Aspekt der Erfindung betrifft die Anordnung einer mechanischen Dämpfung für diesen Zweck. Auf zwei US-Patente sei in diesem Zusammenhang hingewiesen. Zum einen auf US-PS 2 793 026 (Giardino u.A.) und auf US-Re-Issue-Patent Nr. 28,303 (Blodgett).

US-PS 2 793 026 beschreibt eine Federausgleichs-Wiegevorrichtung für schnelle Wiege- und Prüfoperationen, und zwar mit einem Paar von Federaufhängungen, die einzeln mit einem gemeinsamen Träger durch entsprechende Dämpfmechanismen verbunden sind. Eine der Aufhängungen umfaßt eine Waagschale,, und eine Kondensatorplatte steht mit jeder Aufhängung in Verbindung. Die Relativbewegung (die dann auftritt, wenn die Aufhängungen sich bezüglich einander bewegen) zwischen den

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Platten bewirkt eine Änderung des Abstands zwischen den Kondensatorplatten und somit eine Änderung des durch ein zugehöriges elektrisches Meßinstrument abgefühlten Ausgangssignals. US-PS 2 793 026 sieht eine Einstellung zur Verhinderung einer unerwünschten Kupplung zwischen den zwei Aufhängungen vor.

Das US-Re-Issue-Patent 28,303 beschreibt dynamisch kompensierte Wiegenskalen, wo eine geschwindigkeitsempfindliche Kupplung zwischen einer Waagschalenaufhängung und einer Kompensatoraufhängung vorgesehen ist. Dieses Patent erwähnt, daß die Dämpfung der Waagschalenaufhängung zweckmäßig sein kann. Betonung des Patents liegt auf der Auftreffkompensation und auf der Geschwindigkeitsabfühlung. Zum weiteren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei besonders·auf dieses Patent hingewiesen und Bezug genommen.

Zusammenfassung der Erfindung. Erfindungsgemäß wird ein Wiegesystem vorgesehen, welches eine beträchtliche Verminderung der Verschlechterung des Wiegesignals ermöglicht, und zwar verglichen mit sämtlichen bekannten Wiegesystemen einschließlich der oben genannten Wiegensysteme. Das erfindungsgemäße Wiegesystem sieht insbesondere eine Verbesserung des Verhältnisses aus Gewichtssignal zu Rauschen vor, wobei das Rauschen hervorgerufen ist durch Vibration, Schlag (Auftreffen) und den elektrischen Geber, d.h. Rauschen aller bei Wiegesystemen auftretenden Grundtypen. Die Erfindung hat sowohl mechanische als auch elektrische Aspekte, wobei diese Aspekte in Kombination eine optimale Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses liefern. Der mechanische Aspekt der Erfindung selbst sieht jedoch eine beträchtliche Verbesserung hinsichtlich mindestens einer Rauschkategorie vor, und zwar verglichen mit sämtlichen bekannten Wiegesystemen, die untersucht wurden, und auch hinsichtlich der Wiegesysteme der beiden oben genannten US-Patente.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Differenz- oder Differential-Wiegesystem vorgesehen, welches eine Primäraufhängung einschließlich einer Waagschale zur

Aufnahme eines zu wiegenden Gutes umfaßt, wobei ferner eine zweite Aufhängung mit einer Eigenfrequenz vorgesehen ist, die mit der der Primäraufhängung übereinstimmt, und wobei ferner erste Dämpfungsmittel zur Dämpfung der Bewegung der Primäraufhängung bezüglich Erde dienen, während zweite Dämpfungsmittel zur Dämpfung der Bewegung der Sekundäraufhängung relativ zur Erde dienen, und wobei schließlich dritte Dämpfungsmittel die primären und sekundären Aufhängungen derart kuppeln, daß eine Dämpfung der Relativbewegung zwischen den Aufhängungen erzeugt wird, und wobei darüber hinaus auf Versetzung ansprechende Mittel vorgesehen sind, die auf relative Versetzung der beiden Aufhängungen ansprechen und dementsprechend eine Ausgangsgröße erzeugen. Durch das Vorsehen dieser drei Dämpfungsmittel in Kombination wird der sogenannte mechanische Aspekt der Erfindung gebildet, was die oben genannten verbesserten Ergebnisse zur Folge hat.

Der elektrische Aspekt der Erfindung betrifft das Vorsehen einer elektrischen Signalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung eines mit der Versetzung in Beziehung stehenden Ausgangssignals, wobei die Schaltung einen Differentialverstärker und ein Tiefpaßfilter aufweist. Die auf Versetzung ansprechenden Mittel weisen vorzugsweise einen elektrischen Versetzungswandler auf, und zwar einschließlich eines Paars von parallelgeschalteten Abfühlspulen oder Wicklungen, die auf einer der Aufhängungen angeordnet sind, um die relative Versetzung zwischen den Wicklungen und einem Kern, angeordnet auf der anderen Aufhängung, abzufühlen. Der Ausgang der zwei Fühlwicklungen ist mit den zwei Eingängen des Differentialverstärkers verbunden. Der Differentialverstärker vermindert das an seinen beiden Eingängen auftretende Rauschen, in erster Linie das elektrische Geber-Rauschen, beträchtlich. Das Tiefpaßfilter liegt am Ausgang des Differentialverstärkers und besitzt eine Grenzfrequenz auf oder oberhalb der Eigenfrequenz der beiden Aufhängungen. Frequenzen unterhalb der Eigenfrequenz der Wiegezellenaufhängungen enthalten Wiegesignälinformation und sollten nicht herausgefiltert werden; Frequenzen oberhalb dieser Eigenfrequenz

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können sicher herausgefiltert werden. Einzelheiten werden weiter unten noch erläutert werden.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer gemäß der Erfindung aufgebauten Differenz- oder Differential-Wiegezelle;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild des Versetzungs- oder Verschiebe-Wandlers der Fig. 1 in Verbindung mit der elektrischen Signalverarbeitungsschaltung.

Im folgenden seien bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Grundelemente des erfindungsgemäßen Wiegesystems. Das System umfaßt, wie gezeigt, eine im ganzen mit 10 bezeichnete primäre Federaufhängung und eine im ganzen mit 12 bezeichnete sekundäre Federaufhängung, die beide auf einer gemeinsamen Basis 14 angeordnet sind. Die primäre Federaufhängung 10 weist eine auf der Basis 14 angeordnete Tragstange oder Säule 16 auf, die über Biegeplatten 18a und 18b mit einer sich vertikal erstreckenden Waagenstange 20 verbunden sind. Eine auf der Stange 20 angeordnete Schale 22 dient zur Aufnahme eines Trogs oder Behälters 24, dem ein von einer Materialversorgungseinheit 25, wie beispielsweise einer Schwingungseingabevorrichtung kommendes Gut zugeführt wird. Man erkennt, daß die Zufuhr eines Guts zum Behälter 24 eine proportionale lineare nach unten gerichtete Versetzung der Waagenstange 20 zur Folge hat. Ein Dämpfer oder ein Puffer 26 ist am Boden der Waagenstange 20 zur Dämpfung von deren Bewegung angeordnet.

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Die sekundäre Federaufhängung 12 ist in gleichartiger Weise aufgebaut und weist eine Tragstange oder Säule 28 auf, die ein Paar von Biegeplatten 30a und 30b trägt, welche ihrerseits mit einem vertikalen Stangenglied oder einer Waagenstange 32 verbunden sind, wobei ferner mit der Stange 32 ein Puffer 34 in Verbindung steht.

Ein an Stange 32 befestigter Tragarm 36 dient zur Halterung eines Kernglieds 38, welches einen Teil eines weiter unten im einzelnen beschriebenen Niederspannungs-Versetzungswandlers (LVDT = low voltage displacement transducer) 40 bildet. Eine Spule 42 wird von einem Tragarm 44 getragen, der seinerseits mit der Waagenstange 20 der primären Federaufhängung in Verbindung steht. Im allgemeinen sind Kern 38 und Spule derart angeordnet, und die Spule 42 ist derart geschaltet, daß jede Relativbewegung zwischen beiden ein entsprechendes Ausgangssignal zur Folge hat, welches an eine elektrische Verarbeitungsschaltung 48 angelegt wird, die den Betrieb eines Abschaltventils und Betätigers 50 für die Materialversorgung 25 steuert.

Der Kolben 46a des Dämpfers 46 ist ebenfalls mit dem Tragarm 36 verbunden, wohingegen der Zylinder 46b des Dämpfers an der Waagenstange 20 befestigt ist. Der Dämpfer 46 soll eine Darstellung einer Dämpfungsverbindung zwischen den primären und sekundären Federaufhängungen veranschaulichen, wobei andere auf dem Gebiet der Technik bekannte Dämpfungsmittel verwendet werden können.

Die Eigen- oder Resonanzfrequenzen der Federaufhängungen 10 und 12 sind derart gewählt, daß sie so nahe identisch sind wie möglich. Die LVDT-Vor richtung 40 liefert, wie oben erwähnt,, ein Ausgangssignal (oder eine Änderung eines konstanten Ausgangssignals) nur dann, wenn sich eine Aufhängung bezüglich der anderen bewegt, und liefert kein Ausgangssignal (oder eine Änderung des Ausgangssignals) für Bewegungen, wo beide

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Aufhängungen um eine gleiche Größe bezüglich Grund oder Erde versetzt werden. Theoretisch gibt es keine Relativbewegung zwischen den beiden Aufhängungen und somit keine Signaländerung bei Vibration der Befestigungsplatte 14. In der Praxis ist jedoch eine vollkommene Dämpfung und Abstimmung der Eigenfrequenzen der Aufhängungen nicht möglich, weil sich die Eigenfrequenz und die Dämpfung der primären Aufhängung 10 mit dem darauf aufgebrachten Gewicht ändert. Andererseits liefert diese allgemeine Lösungsmöglichkeit der Anpassung und Dämpfung der beiden Aufhängungen eine Verbesserung um einen Faktor Zwanzig hinsichtlich des Signal/Rausch-Verhältnisses gegenüber konventionellen Wiegensystemen dieser allgemeinen Bauart.

Der Puffer oder die Dämpfungskupplung 46 zwischen den beiden Aufhängungen liefert eine weitere Verbesserung gegenüber konventionellen Systemen. Die Pufferkupplung ist eine geschwindigkeitsempfindliche Kupplung; wenn die Primäraufhängung oder -Suspension 10 langsam bewegt wird/ wie dies bei der Hinzufügung von Gewicht während eines Füllvorgangs der Fall ist, so überträgt der Kupplungspuffer 46 sehr wenig Kraft auf die Sekundäraufhängung 12. Wenn andererseits die Primäraufhängung 10 schneller angetrieben wird als deren Eigenfrequenz, wie dies während der überschwingperiode infolge des Auftreffens von auf der Primäraufhängung auftreffenden Warenteilen der Fall ist, so ist die Kupplung viel steifer, d.h. setzt einen beträchtlich erhöhten Widerstand entgegen. Diese Steifheitserhöhung bewirkt die Bewegung der Sekundäraufhängung 12 und vermindert dadurch die Relativbewegung zwischen den beiden Aufhängungen, was seinerseits die Größe des durch die LVDT-Vorrichtung 40 erzeugten überschwingsignals zur Folge hat. Die Verwendung des Zwischenkupplungspuffers 46 vermindert auch die Relativbewegung zwischen den beiden Aufhängungen, die - wie oben erwähnt - durch die nicht vermeidbare Fehlanpassung bei den Eigenfrequenzen und der Dämpfung zwischen den beiden Aufhängungen hervorgerufen wird.

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Obwohl die in Fig. 1 dargestellte mechanische Konstruktion eine beträchtliche Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses, d.h. des Verhältnisses zwischen dem Gewichtssignal und dem durch Vibration, Aufschlag und dgl. erzeugten Signal, liefert, so enthält doch das resultierende Ausgangsgewichtssignal noch immer einige Schwingungs (Vibrations)- und Aufschlag-Rauschkomponenten sowie auch Rauschkomponenten, die auf den elektrischen Geber zurückzuführen sind. Wie oben erwähnt, bezieht sich ein zweiter Aspekt der Erfindung auf die Verminderung des verbleibenden Rauschens und umfaßt in diesem Zusammenhang die elektrische Verarbeitungsschaltung 48.

In Fig. 2 ist ein schematisches Schaltbild der durch Block 48 in Fig. 1 gezeigten elektrischen Verarbeitungsschaltung dargestellt, und zwar zusammen mit einem Schaltbild des elektrischen Versetzungswandlers 40. Betrachtet man zunächst den Wandler 40, so erkennt man, daß ein Oszillator 52 eine Eingangswechselspannung an eine Primärwicklung 54 der LVDT-Vorrichtung 40 anlegt. Die Spule oder Wicklung 54 ist an der Primäraufhängung zusammen mit einem Paar von parallelgeschalteten Sekundärwicklungen oder Spulen 42a und 42b befestigt, welche die in Fig. 1 gezeigte Spule 42 bilden. Der Kern 38 bewirkt die Induzierung einer Spannung in den Wicklungen 42a und 42b. Die Relativbewegung des Kerns 38 und der Sekundärwicklungen 42a und 42b ergibt eine Änderung des in den Sekundärwicklungen induzierten Signals.

Die Signalverarbeitungsschaltung 48 weist ein Paar von Dioden 56 und 58 auf, die zur Gleichrichtung der von Sekundärwicklungen 42a und 42b der LVDT-Vorrichtung 40 kommenden Signale dienen. Die gleichgerichteten Signale werden in die invertierenden und nichtinvertierenden Eingänge eines Operationsverstärkers 60 eingegeben, der zusammen mit geeigneten Widerständen 62, 64, 66 und 68 eine Differential (Differenz)-Verstärkerschaltung 70 bildet. Die Ausgangsgröße des Differenzverstärkers 70 repräsentiert die Differenz zwischen den beiden Eingangssignalen und ist somit proportional zur Relativ-

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bewegung zwischen den Gewichtszellenaufhängungen 10, 12. Wenn - wie oben erwähnt - der Kern 38 stationär bezüglich den Sekundärwicklungen 42a, 42b ist, so tritt keine Änderung im Ausgangssignal auf. Obwohl ferner eine Änderung des Ausgangssignals für die Relativbewegung der Aufhängungen in jeder Richtung erzeugt wird, so ist jedoch von grundsätzlichem Interesse die relative Abwärtsbewegung der Primäraufhängung 10, wie sie beim Füllen des Behälters 24 auftritt. In jedem Falle wird das an beiden Eingängen der Operationsverstärker auftretende Rauschen am Ausgang um ungefähr das Tausendfache reduziert. Dieses Rauschen ist in erster Linie Rauschen des elektrischen Gebers.

Der Ausgang der Differenzverstärkerschaltung 70 liegt am Eingang eines mehrere Abschnitte aufweisenden aktiven Tiefpaßfilters 72 vierter Ordnung. Das Filter 72 weist ein Paar von in Reihe geschalteten Operationsverstärkern 74 und 76. auf, ferner ein erstes Paar von Kondensatoren 78 und 80, wobei jeder zwischen dem Ausgang und einem Eingang des zugehörigen Operationsverstärkers liegt, und ferner ist ein zweites Paar von Kondensatoren 82 und 84 zwischen den gleichen Eingang des zugehörigen Operationsverstärkers und Erde geschaltet, und schließlich sind acht. Widerstände 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 100 in der gezeigten Weise angeschaltet. Die Grenzfrequenz des Filters 72 liegt bei oder etwas oberhalb den Eigenfrequenzen der Gewichts- oder Wiegezellenaufhängungen. Frequenzen höher als die Eigenfrequenz der Wiegezelle können in sicherer Weise aus dem Eingangssignal vom Differentialverstärker 72 herausgefiltert werden, weil dieser Teil des Frequenzspektrums keine brauchbare Information enthält. Frequenzen unterhalb der Eigenfrequenz der Wiegezelle sollten jedoch nicht herausgefiltert werden, weil das Rauschen bei diesen Frequenzen nicht vom Wiege- oder Gewichtssignal unterschieden werden kann. Zudem verlangsamt das Niederfrequenzfiltern die Ansprechzeit des Gesamtsystems.

Das erfindungsgemäße Wiegesystem liefert - wie oben erwähnt bessere Ergebnisse verglichen mit sämtlichen oben geschilderten bekannten Systemen. Es wurden Versuche ausgeführt, bei denen die mechanischen Aspekte des erfindungsgemäßen Systems in der folgenden Weise verglichen wurden:

1) mit konventionellen grundsätzlichen Federaufhängungssystemen,,

2) mit dem System gemäß US-Re-Tssue-Patent 28,303 und

3) mit dem System gemäß US-PS 2 793 026, wobei der Vergleich ausgeführt wurde für

a) eine 60 Hertz-Vibration oder Schwingung, hervorgerufen durch eine Schwingungseingabevorrichtung,

b) für Auftreffgeräusch (Herabfallen einer Stahlkugel),

c) für das Rauschen (Vibration) einer mit 370 Umdrehungen pro Minute umlaufenden Welle mit exzentrischer Belastung und

d) mit dem Rauschen (Vibration), hervorgerufen durch einen Motor und Vorgelegewelle mit den Antrieb hervorrufenden V-Bändern. Die Ergebnisse dieser Versuche ergaben eine Verminderung hinsichtlich der Auswirkungen von sowohl Schlaggeräusch als 60 Hertz-Vibration verglichen mit dem System gemäß US-PS 2 793 026, eine Verminderung der Auswirkungen der 60 Hertz-Schwingung, des 370 Umdrehungen pro Minute-Geräuschs und des Motorgeräuschs verglichen mit dem System gemäß US-Re-Issue-Patent 28,303,und sowie eine Verminderung in sämtlichen Kategorien hinsichtlich konventioneller Systeme. Im Hinblick auf die Hinzufügung des erfindungsgemäßen elektrischen Signal-Verarbeitungsaspekts liefert die Kombination bessere Ergebnisse in sämtlichen Kategorien verglichen mit sämtlichen bekannten Systemen. Die Versuche zeigen in der Tat, daß die Effekte des Rauschens oder Geräuschs in sämtlichen vier Kategorien fast vollständig eliminiert wurden.

Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 2 die beiden Aufhängungen aufeinanderzuweisen; man erkennt, daß auch andere Anordnungen möglich sind, und daß beispielsweise die beiden Aufhängungen auf einer Linie oder in stapelartiger Beziehung angeordnet sein können. Abwandlungen der Erfindung sind möglich ο

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Die Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt werden:

Es wird ein Differenz-Wiegesystem vorgesehen, welches eine primäre Aufhängung mit einer zugehörigen Waagschale zur Aufnahme des wiegenden Gutes besitzt/ sowie eine sekundäre Aufhängung mit einer Eigenfrequenz angepaßt an die der primären Aufhängung, und wobei ferner ein elektrischer Versetzungswandler vorhanden ist, um eine Ausgangsgröße entsprechend der relativen Versetzung zwischen den zwei Aufhängungen zu erzeugen. Dämpfung gegenüber Erde wird für jede Aufhängung vorgesehen, und zwar in Kombination mit einer Dämpfung der Relativbewegung zwischen den Aufhängungen. Die zwei Eingänge eines Differentialverstärkers sind mit den Ausgängen eines Paars von Fühlspulen des Versetzungswandlers verbunden. Ein Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz auf oder nahe der Eigenfrequenz der Aufhängungen liegt am Ausgang des Differentialverstärkers.

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Claims (8)

1. Ansprüche

   Differenz-Wiegesystem, gekennzeichnet durch

   eine Primäraufhängung (10) mit Gewichttragmitteln, eine Sekundäraufhängung (12) mit einer Eigenfrequenz im wesentlichen angepaßt an die der Primäraufhängung (10), erste Dämpfungsmittel (26) zur Dämpfung der Bewegung der Primäraufhängung (10) relativ gegenüber Erde, zweite Dämpfungsmittel (34) zur Dämpfung der Bewegung der Sekundäraufhängung bezüglich Erde, dritte Dämpfungsmittel (46) zur Kupplung der Primär- und Sekundäraufhängungen (10, 12) derart, daß eine Dämpfung der Relativbewegung zwischen Primär- und Sekundäraufhängungen (10, 12) erzeugt wird, und auf die Versetzung ansprechende Mittel (40), welche auf die Relativversetzung zwischen Primär- und Sekundäraufhängungen ansprechen, um dementsprechend eine Ausgangsgröße zu erzeugen.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Mittel (48) vorgesehen sind, die zur Verarbeitung der Ausgangsgröße der auf Versetzung ansprechenden Mittel (40) dienen, wobei diese elektrischen Mittel ein Tiefpaßfilter (77) umfassen, dessen Grenzfrequenz auf oder oberhalb der Eigenfrequenz der Aufhängungen angeordnet ist.
3. 3. System nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Versetzung ansprechenden Mittel einen elektrischen Versetzungswandler (40) aufweisen, und zwar einschließlich eines Kerns (38) angeordnet auf einer der Aufhängungen und einer damit zusammenarbeitenden Spule angeordnet auf der anderen der Aufhängungen.
4. 4. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch elektrische Verarbeitungsmittel (48) zur Verarbeitung der Ausgangsgröße der auf Versetzung ansprechenden Mittel (40), wobei die auf Versetzung ansprechenden Mittel ein Paar von Abfühlspulen (42a, 42b) angeordnet auf einer der Aufhängungen aufweisen, um die Relativversetzung zwischen den Aufhängungen abzufühlen, und wobei die elektrischen Signalverarbeitungsmittel einen Differentialverstärker (70) umfassen, der ein Paar von Eingängen besitzt, die in entsprechender Weise mit dem erwähnten Paar von Spulen verbunden sind.
5. 5. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signalverarbeitungsmittel ferner ein Tiefpaßfilter (77) verbunden mit dem Ausgang des Differentialverstärkers (70) aufweisen, und wobei das Filter eine Grenzfrequenz besitzt, die mindestens so hoch liegt wie die Eigenfrequenz der Aufhängungen.

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6. 6. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Diodengleichrichter (56,68) zwischen den Eingängen des Differentialverstärkers und den Abfühlspulen liegt.
7. 7. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche/ insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Dämpfungsmittel einen Puffer (46) aufweisen, der einen mit einer der Aufhängungen verbundenen Kolben (46a) sowie einen Zylinder aufweist, der auf der anderen der Aufhängungen angeordnet ist, und wobei die ersten und zweiten Dämpfungsmittel ferner Puffer (26, 34) umfassen, die zwischen den entsprechenden Aufhängungen und einer gemeinsamen Erdplatte liegen.
8. 8. Differenz-Wiegesystem mit einer Primäraufhängung mit Mitteln zur Aufnahme eines zu wiegenden Guts, einer Sekundäraufhängung mit einer Eigenfrequenz angepaßt an die der Primäraufhängung, Dämpfungsmitteln zur Dämpfung der Bewegung der Primär- und Sekundäraufhängungen bezüglich Erde, und mit elektrischen auf die Versetzung ansprechenden Mitteln (40), welche auf die Relativversetzung zwischen den Aufhängungen ansprechen und ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal der Relativversetzung der Aufhängungen erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß

   eine elektrische Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen ist, um das elektrische Ausgangssignal zu verarbeiten, und wobei die elektrische Signalverarbeitungsschaltung einen Differentialverstärker (70) aufweist, der ein Paar von Eingängen besitzt zum Empfang eines solchen elektrischen Ausgangssignals an den erwähnten Eingängen, und wobei die elektrische Signalverarbeitungsschaltung ferner ein Tiefpaßfilter (77) aufweist, welches mit dem Ausgang des Differentialverstärkers verbunden ist und eine Grenzfrequenz auf oder oberhalb der Eigenfrequenz der Aufhängungen besitzt.