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Elektronische Vägevorrichtung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Wägevorrichtung,
bei der ein Wert voreingestellt wird und eine Korrelation des gemessenen Gewichtes
in Bezug auf den voreingestellten Wert (z.B. ein Verhältnis eines Standard-Körpergewichtes
in Bezug auf eine Körpergröße, ein Verhältnis des gemessenen Gewichtes in Bezug
auf ein gewünschtes Körpergewicht od.dgl.) angezeigt und beurteilt wird.
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Bei einer Wägevorrichtung, bei der ein Wert voreingestellt wird und
eine Korrelation eines gemessenen Körpergewichtes zu dem voreingestellten Wert angezeigt
und beurteilt wird, sind die Eingabeeinrichtungen für die Voreinstellung des Wertes
bislang durch eine Zehnertastatur, einen Digitalschalter oder einen speziell gestalteten
Knopfschalter realisiert worden. Mit diesen Schaltern muß jedoch für jede Stelle
des voreinzustellenden Wertes eine Einstelltaste oder ein Einstellknopf manipuliert
werden, was ein mühsamer Vorgang ist. Weiterhin wird ein Speicher benötigt, der
die eingestellten Werte aufnimmt. Solch eine Vorrichtung ist darüberhinaus für die
Verwendung in allgemeinen elektronischen Wägevorrichtungen sehr teuer.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine sehr einfache
und billige elektronische Wägevorrichtung anzugeben, bei der ein solcher Wert sehr
einfach voreingestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend an Hand der Zeichnungen,
in denen bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind, näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Aufbaus einer Ausführungsform
der elektronischen Wägevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 ein.
,Flußdiagramm, das die Betriebsweise der elektronischen Wägevorrichtung nach Fig.
1 zeigt; Fig. 3 eine Vorderansicht des Bedienungsfeldes der elektronischen Wägevorrichtung
nach Fig. 1; Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine Personenwaage als andere
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 5 eine schematische Vorderansicht
einer Tischwaage als weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 1 zeigt als Blockschaltbild eine Ausführungsform der elektronischen
Wägevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, In dem Blockdiagramm nach Fig.
1 erkennt man einen Microcomputer 1 in Ein-Chip-Ausbildung, der einen A/D-N'andler
la enthält. An den Microcomputer 1 sind ein Wägeteil 2, ein Betriebsartenschalter
3, eine Einstellvorrichtung 4, eine Beurteilungsvorrichtung 5 und eine Anzeigeeinrichtung
6 angeschlossen. Diese Einzelbaugruppen sollen weiter unten beschrieben werden.
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Das Wägeteil 2 arbeitet elektrostatisch, in ihm wird das Gewicht über
einen konventionellen Wägemechanismus in einen Spalt zwischen zwei paralellen Platten
2a umgesetzt, die einen elektrischen Kondensator bilden, der Teil des fre,quenzbestim
menden Schwingkreises eines Oszillators ist. Das Wägeteil 2 kann auch mit induktiven
Elementen, mit einer Kraftmeßdose oder einem Kodierer arbeiten, wobei stets eine
mechanische Änderung in eine elektrische Änderung umgesetzt wird.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind drei Betriebsarten vorgesehen,
nämlich "Körpergröße", "gewünschtes Körperge wicht" und vorbestimmtes Gewicht".
Eine Bedienperson, die die Messung durchführt, kann jede dieser drei Betriebsarten
an einem der drei Schalterknöpfe 3a (Fig. 3) wählen.
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Die Einstellvorrichtung 4 weist einen Einstellschalter 4a auf, bestehend
aus einem Drehschalter. Ein Ende 4a1 des Einstellschalters 4a ist mit dem A/D-Wandler
1a des Microcomputers verbunden und das andere Ende 4a2 ist wahlweise mit einem
der Kontakte A, B, C, D, E, .... in der Einstellvorrichtung verbunden.
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Die Einstellvorrichtung 4 weist veränderbare Widerstände VR1, VR2,
VR3, VR4, VR5 .... auf, die den Kontakten A, B, C, D, E, .... entsprechen. Eine
vorbestimmte Konstant spannung ist an diese veränderbaren Widerstände VR1, VR2,
VR3, VR4, VR5,...
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angelegt und Ausgangsspannungen, die mit diesen veränderbaren Widerständen
VR VR1, VR2, VR3, VR4, VR5, .... eingestellt werden, stehen an den Kontakten A,
B, C, D, E, .... der Einstellvorrichtung. Die Person, die die Messung durchführt,
wählt daher eine Betriebsart am Betriebsartenschalter 3 und wählt einen Kontakt
(beispielsweise A) mit dem Schalter 4a, dreht den einstellbaren Widerstand VR1,
der mit dem Einstellschalter 4a verbunden ist, und stellt im Falle der Betriebsart
"Körpergröße" ihre Körpergröße ein, stellt im Falle der Betriebsart "gewünschtes
Körpergewicht11 ein gewünschtes Körpergewicht ein oder stellt im Falle der Betriebsart
"vorbestimmtes Gewicht ein vorbestimmtes Gewicht ein, während sie die numerischen
Zeichen beobachtet, die auf der Anzeigeeinrichtung 6, die später noch beschrieben
wird, angezeigt werden. Die Person kann sich überzeugen, ob der gewünschte Wert
korrekt eingestellt ist, indem sie die genannten numerischen Zeichen abliest. Bei
der vorliegenden Ausführungsform hat die Einstellvorrichtung fünf Kontakte oder
Kontaktpunkte. Wenn eine
größere Zahl von Personen gemessen werden
soll oder wenn eine größere Zahl von Neßgeräten ermittelt werden soll, muß die Zahl
der Kontakte entsprechend gesteigert werden. Andererseits kann die Zahl der Kontakte
verringert werden, wenn nur eine geringere Zahl von Personen gemessen werden soll
oder wenn eine verringerte Zahl von Meßwerten ermittelt werden soll. Anstelle des
Drehschalters können auch Druckschalter A1, B1, C1> D1 und E1, die den einstellbaren
Widerständen VR1, VR2, VR3, VR4 und VR5 zugeordnet sind, verwendet werden, um den
Betrieb zu erleichtern.
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Die Beurteilungsvorrichtung 5 zeigt das Ergebnis der Auswertung einer
Korrelation zwischen einem eingestellten Wert und einem gemessenen Wert an. Diese
Auswertung wird vom blicrocomputer durchgeführt. Im Falle der Betriebsart "Körpergröße"
wird beispielsweise ein Standard-Körpergewicht fiir die jeweilige Körpergröße errechnet
und im icrocomputer 1 gespeichert. Wenn das vom Wageteil 2 gewogene Körpergewicht
extrem schwerer ist, leicht schwerer ist, gleich dem, leichter als oder extrem leichter
ist als das Standard-Körpergewicht, dann wird eine entsprechende Lampe eines Lampenfaldes
5a der Beurteilungsvorrichtung 5 eingeschaltet, die anzeigt "viel zu schwer", "etwas
zu schwer", "richtig", "etwas zu leicht" oder "viel zu leicht". Auf diese Weise
wird das gemessene Körpergewicht in Bezug zur Körpergröße beurteilt.
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Im Falle der Betriebsart "gewiinschtes Körpergewicht" wird die entsprechende
Lampe 5a eingeschaltet, um an der Beurteilungsvorrichtung anzuzeigen "viel zu schwer",
etwas zu schwer", "richtig", "etwas zu leicht" oder "viel zu leicht" für das gewünschte
Körpergewicht anstelle der Höhe. Auf diese Weise wird ein Bereich, in dem das gemessene
Körpergewicht liegt, relativ zum gewünschten Körpergewicht beurteilt.
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Im Falle der Betriebsart "vorbestimmtes Gewicht" wird ein Summer oder
eine Lampe 5b in der Beurteilungsvorrichtung 5 erregt, wenn das vorbestimmte Gewicht
iiberschritten wird, wodurch die betreffende Person auf diese Tatsache hingewiesen-
wird.
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Die Anzeigeeinrichtung 6 erzeugt eine digitale Anzeige der voreingestellten
Werte (wie Körpergröße, gewünschtes Körpergewicht, vorbestimmtes Körpergewicht),
die mittels der veränderbaren Widerstände VR1, VR2, VR3, VR4, VR5, .... der Einstellvorrichtung
4 eingestellt werden. Die Anzeigeeinrichtung zeigt ferner das gemessene Gewicht
und weiterhin alternativ eine Abweichung von einem Standard-Gewicht für die betreffende
Größe bei der Betriebsart Körpergröße und eine Abweichung von einem gewünschten
Körpergewicht bei der Betriebsart "gewünschtes Körpergewicht" an.
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Eine Ablauffolge bei der Betriebsart Körpergröße wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 2 erläutert.
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Der Ein/Aus-Schalter 7 (Fig. 3) wird bei ersten Schritt 101 geschlossen.
Als zweiter Schritt 102 wird ein Anfangswert eingestellt, als dritter Schritt 103
wird eine Schwingfrequenz f eines Oszillators 2b unter der Bedingung abgelesen,
daß kein Gewicht auf das Wägeteil 2 aufgelegt ist. Die Frequenz zu diesem Zeitpunkt
ist f , und ist null-fz, wenn kein Gewicht eingestellt ist. Als vierter Schritt
104 wird der Zustand des Betriebsartenschalters beurteilt. Da vorliegend die Betriebs-art
'tKörpergröße" eingestellt ist, fährt das Programm mit einem fünften Schritt 105
fort, wenn der Einstellschalter 4a eingeschaltet wird, wodurch die von den veränderbaren
Widerständen VR1, VR2, VR3, VR4 und VR5 eingestellten- Spannungen von dem A/D-Wandler
la gelesen und in einen GrOenwert umgewandelt werden. Als sechster Schritt 106 wird
der so eingestellte
Größenwert angezeigt und als siebenter Schritt
107 wird aus dem Größenwert ein zugehöriges Standard-Körpergewicht ermittelt. Als
achter Schritt 108 wird dann das Größenkennzeichen gesetzt, um eine Schleife 12
während einer Periode zu bilden, in der der Einstellschalter 4a eingeschaltet ist.
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Der Größenwert wird auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt.
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Wenn der EinstellschaZter während des vierten Schrittes 104 nicht
eingeschaltet ist, dann fährt das Programm bei einem neunten Schritt 109 fort, wo
eine Schwingfrequenz f des Oszillators des Wägeteils 2 gelesen wird. Die Oszillatorfrequenz
f des Zustandes, wenn kein Gewicht aufliegt, wird von der z Frequenz f abgezogen
und die resultierende Frequenz f wird w in das Gewicht umgewandelt und wird als
zehnter Schritt 110 angezeigt. Wenn das Gewicht sich während eines elften Schrittes
111 stabilisiert hat (eine Schleife 122 wird so oft durchlaufen, bis das Gewicht
stabilisiert ist), fährt das Programm in einem zwölften Schritt 112 fort, bei dem
der Zeitgeber, der gesetzt worden war, damit beginnt, abwärts zu zählen. Wenn dar
Zeitgeber bei einem nächsten dreizehnten Schritt 113 nicht null ist, dann beurteilt
der vierzehnte Schritt 114, ob das Größenkennzeichen eins ist oder nicht. Wenn das
Größenkennzeichen nicht eins ist, dann wird eine Schleife 123 wiederholt und das
beim zehnten Schritt 110 angezeigte Gewicht wird angezeigt, bis der Zeitgeber im
dreizehnten Schritt 113 den Wert null erreicht. Wenn der Zeitgeber im dreizehnten
Schritt 113 den Wert null erreicht1 dann fährt das Programm mit einem fünfzehnten
Schritt 115 fort, bei dem die Stromversorgung abgeschaltet wird, um den Betrieb
zu beenden.
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Wenn das Gr*ßenkennzeichen im vierzehnten Schritt 114 gesetzt ist,
dann wird das Programm während des sechzehnten Schrittes 116 für eine Weile verzögert,
d.h. das im zehnten Schritt 110 angezeigte Gewicht wird weiterhin angezeigt. Ein
siebenzehnter Schritt 117 findet dann eine Differenz zwischen dem Standard
-görpergeicht,
das im siebenten Schritt 107 ermittelt worden ist, und dem zu diesem Zeitpunkt gemessenen
Gewicht, und zeigt die Differenz an. Ein achtzehnter Schritt 118 beurteilt den Bereich,
der während des siebenzehnten Schrittes 117 gefunden worden ist, d.h. ob 'viel zu
schwer", ein wenig zu schwer", "richtig?', ein wenig zu leicht" oder "viel zu leicht"
einzuschalten ist. Ein neunzehnter Schritt 119 schaltet dann eine dem ermittelten
Bereich entsprechende Lampe ein.
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Das Programm wird während des zwanzigsten Schrittes 120für eine Weile
verzögert, um die Differenz anzuzeigen, die im siebenzehnten Schritt 117 angezeigt
worden ist. Es wird dann in eine Schleife 124 eingetreten, und die oben beschriebene
Differenz und das im zehnten Schritt 110 ermittelte Gewicht werden alternierend
angezeigt, bis der Zeitgeber den Wert null erreicht hat, wodurch die vorbeschriebene
Schrittfolge beendet ist.
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Obgleich zuvor die Betriebsart 'Körpergröße" beschrieben worden ist,
können ebenfalls die Betriebsarten "gewünschtes Körpergewicht11 und "vorbestimmtes
Körpergewicht" gemäß einem ähnlichen Flußdiagramm ausgeführt werden.
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In Fig. 4 ist schematisch eine Personenwaage als weitere Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Während bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform fünf
veränderbare Widerstände VR1, VR2, VR3, VR4 und VR5 als Einrichtung zur Voreinstellung
eines Wertes dargestellt waren, ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 nur ein
einziger einstellbarer Widerstand VR1 vorgesehen. Für den Gebrauch der Personenwaage
nach Fig. 4 kann ein Benutzer seine Körpergröße als Wert mit Hilfe des einstellbaren
Widerstandes VK1 einstellen, bevor er die Waage betritt, sodaß eine Anzeige erzeugt
wird, die ihm sagt, ob sein Körpergewicht in Bezug auf seine Körpergröße richtig
oder entsprechend abweichend ist, wobei die Anzeige nach der oben beschriebenen
Art erfolgt.
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Fig. 5 zeigt schematisch eine Tischwaage als weitere Ausführungsform
der Erfindung. Diese Tischwaage ist als Haushaltsküchenwaage geeignet und weist
einen einzigen einstellbaren Widerstand VR1 und einen Summer oder ein lichtewittierendes
Element 5b als Beurteilungsvorrichtung auf. Im Gebrauch kann der Benutzer ein vorbestimmtes
Gewicht mit Hilfe des veränderbaren Widerstandes VR1 einstellen, bevor er mit dem
Wiegen beginnt, sodaß der Summer bzw. das lichtemittierende Element 5b erregt werden,
wenn das vorbestimmte Gewicht erreicht ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird von einstellbaren Widerständen
VR1, VR2, VR3, VR4, VR5, .... als Einstelleinrichtung Gebrauch gemacht. Daher lassen
sich folgende Ergebnisse erzielen.
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1.) Kommerziell erhältliche Einstellwiderstinde können verwendet werden,
die billiger sind, als eine Zehnertastatur, als Digitalschalter oder speziell gestaltete
Tastknöpfe, die bislang verwendet wurden. Eine elektronische geeinrichtung kann
daher billigst hergestellt werden.
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2.) Sobald die einstellbaren Widerstände eingestellt sind, bleiben
sie unverändert. Die einstellbaren Widerstände erzeugen daher gleiche Ausgangsspannungen,
bis sie neu eingestellt werden, es ist keine Speichereinheit notwendig.
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3.) Die Werte können sofort mittels Knöpfen an den veränderbaren Widerständen
in analoger Weise eingestellt werden, anstelle einer Einstellung Stelle für Stelle,
wie sie mittels Zehnertastatur und Digitalschaltern durchgeführt wird. Der Betrieb
der Vorrichtung ist daher sehr einfach.
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4.) De Anzahl der einstellbaren Widerstände, die die Einstelleinrichtung
bilden, kann nach den jeweiligen Bedüfnissen
gesteigert oder verringert
werden.