DE3132267A1

DE3132267A1 - Schaltungsanordnung an einer waegezelle

Info

Publication number: DE3132267A1
Application number: DE19813132267
Authority: DE
Inventors: Harald Ing.(Grad.) 7517 Waldbronn Fritz; Heinrich Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Schröder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-08-14
Filing date: 1981-08-14
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE3132267C2

Description

Schaltungsanordnung an einer Wägezelle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung an einer Wägezelle mit auf einer Meßfeder angebrachten, als Widerstandsbrücke verschateten Dehnungsmeßstreifen und einem zu der Speisediagonalen der Widerstandsbrücke in Serie liegenden temperaturabhängigen Widerstand zur Kompensation des Temperaturfehlers des Elastizitätsmoduls der Meßfeder sowie mit einer elektrischen Meßeinrichtung für die Meßdiagonalspannung der Widerstandsbrücke.
Wie die meisten Meßwertaufnehmer oder Sensoren weisen auch Wägezellen systematische Fehler auf, welche die Umsetzung des Wertes der zu messenden Größe in die weiterzuverarbeitende elektrische Größe meist abhängig von einer Einflußgröße in vorgegebener Weise verfälschen.
reine wichtige Eiilflußgröße für Wägezellen stellt die Umgebungstemperatur dar. Eine Temperaturänderung ruft einen Temperaturgang der Empfindlichkeit und: des Nullpunktes der Wägezelle hervor. Es war bekannt, den Empfindlichkeitsfehler bei einer Wägezelle, der hauptsächlich vom temperaturabhängigen Elastizitätsmodul des Materials der Meßfeder hervorgerufen wird, durch einen temperaturabhängigen Widerstand, der in Serie mit der Speisediagonalen der Dehnungsmeßstreifenbrücke liegt, zu kompensieren (DE-AS 14 48 968). Es ist auch möglich, den Nullpunktsfehler dadurch auszugleichen, daß entsprechend bemessene, temperaturabhängige Widerstände in einander diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen eingefügt wurden. Der Aufwand für diese innere Fehlerkompensation direkt am Meßwertaufnehmer wäre beträchtlich.
In letzter Zeit wurde eine andere Philosophie des Meßfehlerausgleichs bei Sensoren diskutiert. Immer mehr Meßgeräte geben die elektrisch gemessenen Meßwerte als Digitalwerte aus. Oft enthalten sie auch weiterverarbeitende Geräte für diese Digitalwerte. Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, die Fehler nicht mehr direkt in den Sensoren zu kompensieren, sondern Korrekturwerte zu speichern, die anschließend dem Meßergebnis hinzugefügt werden. Sind die Fehler von einer Einflußgröße hervorgerufen, so muß diese Einflußgröße gemessen werden, damit der ihrem jeweiligen Wert zugeordnete Korrekturwert richtig abgerufen werden kann. Es sind also neben Speichern und Addiereinrichtungen für diese Art der Fehlerkorrektur zusätzliche Meßsensoren und Meßeinrichtungen notwendig. Die Speicherung der Korrekturwerte und die rechnerische Verarbeitung dieser Werte kann einem ohnehin in modernen digitalen Meßeinrichtungen vorhandenen Mikroprozessor übertragen werden und erfordert deshalb kaum zusätzlichen Aufwand. Dagegen liegt ein dringende:, Bedürfnis dafür vor, den Aufwand auf der Sensorseite der Einflußgröße, die den Fehler hervorruft, möglichst zu vereinfachen.
Bei einer oben angeführten Schaltungsanordnung wird dieses Bedürfnis gemäß der Erfindung dadurch gestillt, daß der durch den temperaturabhängigen Widerstand an !der Speisediagonalen ebenfalls temperaturabhängige, speiseseitige Innenwiderstand der Widerstandsbrücke als Temperatursensor für eine elektrische Temperaturmeßeinrichtlmg vorgesehen ist, mit deren Ausgangssignalen mindestens ein Speicher, der Korrekturwerte für die Meßdiagonaispannung der Widerstandsbrücke enthält, adressierbar ist.
Mit Hilfe der Erfindung wird also der Meßwertaufnehmer, dessen Ausgangswerte korrigiert werden sollen, selbst als Sensor für die den Fehler hervorrufende Einflußgröß, verwendet.
Eine weitergehende Verringerung des Aufwandes ist da.-durch möglich, dal3 als Meßeinrichtung für die in einen elektrischen Wert überführte Temperatur die Meßeinrichtung für die Meßdiagonalspannung der Brückenschaltung verwendet wird. Nach Jeder Messung der Meßdiagonalspannung kann dann die Meßeinrichtung umgeschaltet werden, um nach der Feststellung des Wertes einer Last den Temperaturwert zu ermitteln, dem ein Korrekturwert in einem Speicher zugeordnet ist.
Bei den zu speichernden Korrekturwerten handelt es sich im wesentlichen um Korrekturwerte für den Nullpunktsfehler. Der Empfindlichkeitsfehler wurde schon durch den an der Speisediagonalen der Widerstandsbrücke liegenden temperaturempfindlichen Widerstand weitgehend korrigiert.
Verbleibende Restfehler der Empfindlichkeit können jedoch auch durch weitere Korrekturwerte, die in einem zweiten Speicher enthalten sind, korrigiert werden.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel, das durch ein Blockschaltbild dargestellt ist, erläutert.
In der Figur stellt 1 eine Widerstandsbrückenschaltung aus Dehnungsmeßstreifen dar, die auf einer nicht.dargestellten Meßfeder einer Wägezelle aufgeklebt sind. Speiseanschlüsse 2 untl 3 der WicLerstandsbrücke 1 sind!über einen Umschalter + an eine ';peisespannungsversorgung 5 angeschlossen. Ein zweites Kontaktpaar 6 und 7 des Umschalters 4 ist mit einem Eingang einer universellen Meßeinrichtung 8 verbunden. Diese Einrichtung 8 gestattet sowohl die Messung der Meßdiagonalspannung der Brükkenschaltung 1 über Leitungen 9 und 10 als auch eine Messung des Innenwiderstandes der Brückenschaltung 1 über die Kontakte 6 und 7 des Umschalters 4. Der gemessene Innenwiderst:ind stellt dabei ein Maß für die Temperatur an der Iv,eßbrücke 1 dar, denn der Innenwiderstand auf der Speiseseite der Meßbrücke 1 wurde durch einen temperaturabhängigen Widerstand 11 temperaturabhängig.
Digitalisierte Werte des jeweils gemessenen Innenwiderstandes dienen dazu, in einem in der Meßeinrichtung 8 enthaltenen Speicher vorgegebene Korrekturwerte abzurufen, die den über die Leitungen 9 und 10 gemessenen Meßdiagonalspannungen hinzugefügt werden. Die korrigierten Meßwerte sind einem Ausgeber 12 zu entnehmen.
4 Patentansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

Pat entansprüche Schaltungsanordnung an einer Wägezelle mit auf einer Meßfeder angebrachten, als Widerstandsbrücke verschalteten Dehnungsmeßstreifen und einem zu der Speisediagonalen der Widerstandsbrücke in Serie liegenden temperaturabhängigen Widerstand zur Kompensation des Temperaturfehlers des Elastizitätsmoduls der Meßfeder sowie mit einer elektrischen Meßeinrichtung für die Meßdiagonalspannung der WiderstandsbrUcke, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der durch den temperaturabhängigen Widerstand (11) an der Speisediagonalen temperaturabhängige, speiseseitige Innenwiderstand der Widerstandsbrücke (1) als Temperatursensor für eine elektrische Temperaturmeßeinrichtung vorgesehen ist, mit deren Ausgangssignalen mindestens ein Speicher, der Korrekturwerte für die Meßdiagonalspannung der Widerstandsbrücke (1) enthält, adressierbar ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßeinrichtung (8) für die Meßdiagonalspannung gleichzeitig als Temperaturmeßeinrichtung dient.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in einem ersten Speicher Korrekturwerte für den Nullpunktsfehler der Widerstandsbrücke gespeichert sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in einem zweiten Speicher Korrekturwerte für den restlichen Empfindlichkeitsfehler gespeichert sind.