DE3144103C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Waage nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompen­ sation mit einer Lastschale zur Aufnahme des Wägegutes, mit einer stromdurchflossenen Spule im Feld eines Per­ manentmagnetsystems zur Erzeugung einer lastproportio­ nalen Gegenkraft, mit einem eingebauten, anhebbaren/ absenkbaren Kalibriergewicht, mit einer Auswerteelek­ tronik und mit einer Anzeige des Wägeresultates. Waagen dieser Art sind z.B. aus der US-Patentschrift Nr. 41 56 361 bekannt.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine elektrische Waage nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraft­ kompensation mit einer Lastschale zur Aufnahme des Wäge­ gutes, mit einer stromdurchflossenen Spule im Feld eines Permanentmagnetsystems zur Erzeugung einer lastproportio­ nalen Gegenkraft, mit einer Hebelübersetzung zwischen Lastschale und stromdurchflossener Spule, mit einem Kalibrierhebel, der über ein Koppelglied in eine kraft­ übertragende Verbindung zum Lastaufnehmer oder einem Teil der Hebelübersetzung gebracht werden kann, mit einer Auswerteelektronik und mit einer Anzeige des Wägeresul­ tates.

Verbesserungswürdig an diesen bekannten Ausführungsformen ist, daß bei der Bauart mit Kalibriergewicht das Soll­ gewicht des Kalibriergewichtes der Waage das Kalibrier­ gewicht genau auf diesen Gewichtswert abgeglichen werden muß. Dieser Abgleich ist zum einen sehr arbeitsintensiv, zum anderen birgt er die Gefahr in sich, daß durch ver­ sehentliches zu starkes Abtragen das Kalibriergewicht zu leicht und damit unbrauchbar wird. Daneben be­ schädigt der Abgleich, der im allgemeinen durch Ab­ feilen vorgenommen wird, die polierte Oberfläche des Kalibriergewichtes, so daß beispielsweise die Feuchtig­ keitsaufnahme des Kalibriergewichtes größer wird.

Auch bei der Bauart mit Kalibrierhebel erfordert die genaue Justierung der beim Kalibrieren vom Kalibrier­ hebel über das Koppelglied auf das Wägesystem übertragenen Kraft auf ihren Sollwert entweder einen Massenabgleich des Kalibrierhebels, so daß wieder die bereits oben be­ schriebenen Nachteile in Kauf genommen werden müssen oder die Justierung erfolgt durch Verschieben des Koppel­ elementes, also durch eine Hebelarmänderung. Dies er­ fordert jedoch Verschiebeelemente, beispielsweise in Form von Schrauben, was einen zusätzlichen mechanischen Auf­ wand bedingt und außerdem wieder eine Vergrößerung der Oberfläche bewirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Herstellung des Kalibriergewichtes bzw. des Kalibrierhebels zu verein­ fachen und eine Vergrößerung der feuchteaufnehmenden Oberfläche zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Kalibriergewicht gewichtsmäßig nicht abgeglichen wird bzw. die Kraftwirkung des Kalibrierhebels nicht abge­ glichen wird und daß in der Auswerteelektronik ein Speicherelement vorhanden ist, in dem der individuelle Gewichtswert des Kalibriergewichtes bzw. die individuelle Kraftwirkung des Kalibrierhebels digital gespeichert ist.

Das Abgleichen des Kalibriergewichtes bzw. des Kalibrier­ hebels auf seinen Sollwert entfällt also ganz, es wird ersetzt durch eine einmalige Bestimmung des Gewichts­ wertes des Kalibriergewichtes bzw. der Kraftwirkung des Kalibrierhebels und die Einspeicherung dieses Wertes in ein dafür vorgesehenes Speicherelement.

Zweckmäßigerweise wird bei direkt tragenden Waagen das Kalibriergewicht mittig unterhalb der Lastschale ange­ ordnet, wodurch beim Kalibriervorgang keine Eckbelastung auftritt. Außerdem wird die Masse des Kalibriergewichtes zweckmäßigerweise so gewählt, daß beim Absenken des Kali­ briergewichtes die Waage mit 90 . . . 100% der Höchstlast belastet wird. Dadurch wird das Nutzsignal beim Kalibrier­ vorgang möglichst groß, so daß sich zufällige Fehler und Rundungsfehler in der digitalen Auswerteelektronik am geringsten auswirken.

Entsprechend wird bei der Bauart mit Kalibrierhebel die Massenverteilung des Kalibrierhebels und die Lage des Koppelgliedes zweckmäßigerweise so gewählt, daß beim Absenken des Kalibrierhebels die Waage mit 90 . . . 100% der Höchstlast belastet wird.

Das Speicherelement wird vorteilhafterweise als EPROM- Speicher ausgebildet, so daß die Möglichkeit besteht, nach längerer Zeit den evtl. geringfügig veränderten Gewichtswert des Kalibriergewichtes bzw. des Kalibrier­ hebels neu einzuspeichern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben:

Fig. 1 zeigt schematisch eine elektrische Waage mit Kalibriergewicht im Schnitt und die zugehörige Elektronik als Blockschaltbild.

Fig. 2 zeigt schematisch eine elektrische Waage mit Kalibrierhebel im Schnitt und die zugehörige Elektronik als Blockschaltbild. Die Waage befindet sich dabei in Kalibrierstellung.

Fig. 3 zeigt den Kalibrierhebel aus Fig. 2 in der normalen Wägestellung.

Die Waage in Fig. 1 besteht aus einem beweglichen Lastauf­ nehmer 2, der die Lastschale 3 trägt und über zwei Lenker 4 und 5 in Form einer Parallelführung mit dem ortsfesten Teil 1 der Waage verbunden ist.

Als Gelenke dienen jeweils Blattfedern 6 an den Enden der Lenker 4 und 5. Der Lastaufnehmer 2 trägt an einem vorstehenden Arm 29 eine Spule 11, die mit dem Feld eines ortsfesten Permanentmagnetsystems 10 in Wechselwirkung steht. Der Lagensensor 21 tastet die Lage des Lastauf­ nehmers 2 ab und liefert über einen Regelverstärker 22 den zur Kompensation der Belastung notwendigen Strom. Dieser Kompensationsstrom wird über bewegliche Zuleitungen 30 der Spule 11 zugeführt und durchfließt gleichzeitig den Meßwiderstand 23. Am Meßwiderstand 23 wird eine strompro­ portionale Meßspannung abgegriffen, in einem Analog/ Digital-Wandler 26 digitalisiert, in einer digitalen Auswerteelektronik 27 verarbeitet und in der Digital­ anzeige 28 angezeigt. Die Einzelheiten dieser Waagen­ elektronik sind allgemein bekannt und daher hier nicht näher erläutert.

Weiter hat der Lastaufnehmer 2 in seinem oberen Bereich einen umlaufenden Wulst 20. Mittels einer Hubvorrichtung 19 läßt sich das ringförmige Kalibriergewicht 18 auf diesen Wulst 20 absenken, um die Kalibrierung durchzu­ führen, und wieder anheben. In der Fig. 1 ist das Kali­ briergewicht 18 in der abgesenkten Stellung gezeichnet. Beim Absenken wird ein Schaltelement 24 betätigt, das in der Elektronik 27 das Kalibrierprogramm aufruft. Der Istwert des individuellen Kalibriergewichtes ist in einem Speicherelement 17 digital abgespeichert und kann von der Auswerteelektronik 27 beim Kalibriervorgang abgerufen werden. Ist die Auswerteelektronik 27 durch einen Mikro­ prozessor realisiert, kann das Speicherelement 17 selbst­ verständlich auch in den Arbeitsspeicher dieses Mikro­ prozessors integriert sein.

Fig. 2 zeigt eine elektrische Waage mit Kalibrierhebel. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit den gleichen Be­ zugszeichen bezeichnet. Der Lastaufnehmer 2 ist wieder über zwei Lenker 4 und 5 in Form einer Parallelführung mit dem ortsfesten Teil 1 der Waage verbunden. Die von der Waagschale 3 auf den Lastaufnehmer 2 übertragene Kraft wird über ein Koppelband 9 auf den kürzeren Hebel­ arm des Hebels 7 übertragen. Der Hebel 7 ist mit einem Kreuzfedergelenk 8 am ortsfesten Teil 1 der Waage ge­ lagert. Am längeren Hebelarm des Hebels 7 greift die von der stromdurchflossenen Spule 11 erzeugte lastproportionale Gegenkraft an. Die zugehörige Elektronik ist wie in Fig. 1 aufgebaut. Weiter ist mit dem längeren Hebelarm des Hebels 7 ein dünnes Spannband 16 als Koppelglied zum Kalibrier­ hebel 12 verbunden. Dieser Kalibrierhebel 12 ist durch ein Federgelenk 13 am ortsfesten Teil 1 der Waage gelagert. Der Schwerpunkt des Kalibrierhebels 12 befindet sich auf der Seite eines Gegengewichtes 14 und sorgt dafür, daß in der in Fig. 2 gezeichneten Kalibrierstellung über das Spannband 16 eine definierte, durch die Masse und Geometrie des Kalibrierhebels festgelegte, nach oben gerichtete Kraft auf den längeren Hebelarm des Hebels 7 übertragen wird. Dadurch wirkt der Kalibrierhebel 12 in Kalibrierstellung wie eine auf die Lastschale auf­ gelegte Last.

In der normalen Wägestellung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, wird durch Drehung der Schaltnocke 15 um ihre Dreh­ achse 25 das Gegengewicht 14 angehoben und der Kalibrier­ hebel dadurch etwas gedreht, so daß das dünne Spannband 16 entlastet wird und ausknickt. In diesem ausgeknickten Zu­ stand stellt das Spannband 16 keine kraftübertragende Verbindung mehr dar, so daß trotz festgelegtem Kalibrier­ hebel 12 sich der Hebel 7 - innerhalb des durch die Kraft­ kompensationsvorrichtung gegebenen geringen Bereiches - frei bewegen kann. Weiter ist an der Schaltnocke 15 das Schaltelement 24 angedeutet, das bei Drehung der Schalt­ nocke 15 ebenfalls betätigt wird und in der Elektronik 27 das Kalibrierprogramm aufruft.

Claims (6)

1. Elektrische Waage nach dem Prinzip der elektro­ magnetischen Kraftkompensation mit einer Last­ schale zur Aufnahme des Wägegutes, mit einer strom­ durchflossenen Spule im Feld eines Permanentmagnet­ systems zur Erzeugung einer lastproportionalen Gegenkraft, mit einem eingebauten, anhebbaren/ absenkbaren Kalibriergewicht, mit einer Auswerte­ elektronik und mit einer Anzeige des Wägeresultates, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalibriergewicht (18) gewichtsmäßig nicht abgeglichen ist und daß in der Auswerteelektronik (27) ein Speicherelement (17) vorhanden ist, in dem der individuelle Gewichts­ wert des Kalibriergewichtes (18) digital gespeichert ist.

2. Elektrische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kalibriergewicht (18) mittig unterhalb der Lastschale (3) eingebaut ist.

3. Elektrische Waage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Kalibrier­ gewichtes so gewählt ist, daß beim Absenken des Kalibriergewichtes die Waage mit 90 . . . 100% der Höchstlast belastet wird.

4. Elektrische Waage nach dem Prinzip der elektro­ magnetischen Kraftkompensation mit einer Lastschale zur Aufnahme des Wägegutes, mit einer stromdurch­ flossenen Spule im Feld eines Permanentmagnetsystems zur Erzeugung einer lastproportionalen Gegenkraft, mit einer Hebelübersetzung zwischen Lastschale und stromdurchflossener Spule, mit einem Kalibrierhebel, der über ein Koppelglied in eine kraftübertragende Verbindung zum Lastaufnehmer oder einem Teil der Hebelübersetzung gebracht werden kann, mit einer Auswerteelektronik und mit einer Anzeige des Wäge­ resultates, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft­ wirkung des Kalibrierhebels (12) nicht abgeglichen ist und daß in der Auswerteelektronik (27) ein Speicherelement (17) vorhanden ist, in dem die individuelle Kraftwirkung des Kalibrierhebels (12) digital gespeichert ist.

5. Elektrische Waage nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Massenverteilung des Kalibrier­ hebels (12) und die Lage des Koppelgliedes (16) so gewählt sind, daß beim Absenken des Kalibrierhebels (12) die Waage mit 90 . . . 100% der Höchstlast be­ lastet wird.

6. Elektrische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (17) als EPROM-Speicher ausgebildet ist.