DE3132267C2

DE3132267C2 - Temperaturkompensationsanordnung an einer Wägezelle mit Dehnungsmeßstreifen

Info

Publication number: DE3132267C2
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: 1986-04-10
Also published as: DE3132267A1

Abstract

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 Widerstandsbrücke, bei der zur Einsparung eines besonderen Sensors für die Temperaturmessung der durch den temperaturabhängigen Widerstand an der Speisediagonalen temperaturabhängige, speiseseitige Innenwiderstand der Widerstandsbrücke als Temperatursensor für eine elektrische Temperaturmeßeinrichtung dient, deren Ausgangssignale gespeicherte Korrekturwerte adressieren. Als Temperaturmeßeinrichtung wird zweckmäßig die zur Messung der Meßdiagonalspannung der Widerstandsbrücke vorgesehene elektrische Meßeinrichtung herangezogen. Verwendet wird die Schaltungsanordnung bei elektrischen Wägeeinrichtungen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturkompensationsanordnung an einer Wägezelle mit Dehnungsmeßstreifen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

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.

Eine wichtige Einflußgröße für Wägezellen stellt die Umgebungstemperatur dar. Eine Temperaturänderung ruft einen Temperaturgang der Empfindlichkeit und des Nullpunktes der Wägezelle hervor. Aus der DE-AS 48 968 ist es bei einer Temperaturkompensationsanordnung der eingangs genannten Art 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 Spcisediagonalen der Dehnungsmeßstreifenbrücke liest, zu kondensieren. 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 ist aus der DE-OS 25 15 472 bei einer Waage mit Wägezelle bekannt, die Fehler nicht mehr direkt in der Wägezelle zu kompensieren, sondern Korrekturwerte zu speiehern, die anschließend dem Meßergebnis hinzugefügt werden. Sind die Fehler von einer Einflußgröße hervorgerufen, so muß diese Einfiußgröße 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.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Temperaturkompensationsanordnung an einer Wägezelle mit Dehnungsmeßstreifen zu schaffen, bei der der Aufwand an der Wägezelle, die den Temperaturschwankungen unterliegt, möglichst gering ist und mit der sowohl Nullpunktsfehler als auch der Fehler der Empfindlichkeit ausgeglichen werden können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbe 'spiel anhand eines Blockschaltbildes erläutert.

In der Figur ist eine Widerstandsbrücke 1 aus Dehnungsmeßstreifen dargestellt, die auf einer nicht dargestellten Meßfeder einer Wägezelle aufgeklebt sind. Speiseanschlüsse 2 und 3 der Widerstandsbrücke 1 sind über einen Umschalter 4 an eine Speisespannungsversorgung 5 angeschlossen. Ein Kontaktpaar 6,7 des Umschalters 4 ist mit einem Eingang einer universellen Meßeinrichtung, die Bsstandteil einer Auswerteeinrichi.ung 8 ist, verbunden. Diese Meßeinrichtung gestattet sowohl die Messung der Meßdiagonalspannung der Widerstandsbrücke 1 über Leitungen 9 und 10 als auch eine Messung des Innenwiderstandes der Widerstandsbrükke 1 über das Kontaktpaar 6, 7 des Umschalters 4. Der gemessene Innenwiderstand stellt dabei ein Maß für die Temperatur an der Widerstandsbrücke 1 dar, denn der Innenwiderstand auf der Speiseseite der Widerstandsbrücke 1 wurde durch einen temperaturabhängigen Widerstand 11 temperaturabhängig. Digitalisierte Werte des jeweils gemessenen Innenwiderstandes dienen dazu, in einer in der Auswerteeinrichtung 8 enthaltenen Speicheranordnung vorgegebene Korrekturwerte abzurufen, die den über die Leitungen 9 und 10 gemessenen Meßdiagonalspannungen hinzugefügt v/erden. Die korrigierten Meßsignale sind einem Ausgeber 12 zu entnehmen.

Bei den zu speichernden Korrekturwerten handelt es sich im wesentlichen um Nullpunktskorrekturwerte. Der Fehler der Empfindlichkeit wird schon durch den an

der Speisediagonalen der Widerstandsbrücke liegenden
temperaturempfindlichen Widerstand weitgehend korrigiert Verbleibende Restfehler der Empfindlichkeit
können jedoch auch durch Empfindlichkeitskorrekturwerte, die in einer weiteren Speicheranordnung enthalten sind, korrigiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

10

15

20

J5

40

45

SO

55

SO

65

Claims

Patentansprüche:

1. Temperaturkompensationsanordmmg an einer Wägezelle mit Dehnungsmeßstreifen, die auf einer Meßfeder angebracht und als Widerstandsbrücke geschaltet sind, und einem zu der Speisediagonalen der Widerstandsbrücke in Serie liegenden temperaturabhängigen Widerstand zur Kompensation des Temperaturfehlers des Elastizitätsmoduls der Meßfeder sowie mit einer die Meßdiagonalspannung der Widerstandsbrücke messenden elektrischen Auswerteeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den temperaturabhängigen Widerstand (11) an der Speisediagonalen temperaturabhängige, speiseseitige Innenwiderstand der Widersiandsbrücke (1) als Temperatursensor für eine elektrische Temperaturmeßeinrichtung vorgesehen ist und daß dk Auswerteeinrichtung (8) dergestalt ausgebildet ist. daß abhängig von dem die Temperatur darstellenden Ausgangssignal der elektrischen Temperaturmeßeinnchtung in einer Speicheranordnung gespeicherte, bestimmten Temperaturbereichen zugeordnete Nullpunktskorrekturwerte abrufbar sind und mit diesen Nullpunktskorrekturwerten ein die Meßdiagonalspannung der Widerstandsbrükke darstellender Meßwert korrigierbar ist.

2. Temperaturkompensationsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (8) eine universelle Meßeinrichtung aufweist mit der wechselweise der speiseseitige Innenwiderstand der Widerstsudsbrücke (1) oder deren Meßdiagonalspannui.g meßbar ist.

3. Temperaturkompensationsan rdnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten Speicheranordnung Empfindiichkeitskorrekturwerte gespeichert sind und daß die Auswerteeinheit (8) dergestalt ausgebildet ist, daß der Meßwert mit diesen Empfindlichkeitskorrekturwerten um jenen Teil des Fehlers der Empfindlichkeit korrigierbar ist, der nicht durch den temperaturabhängigen Widerstand (11) kompensiert wird.