DE3504735C1

DE3504735C1 - Nullpunkt-Korrekturschaltung für eine Wiegemaschine

Info

Publication number: DE3504735C1
Application number: DE3504735A
Authority: DE
Inventors: Takashi Kobe Hirano
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-12
Publication date: 1986-09-25
Also published as: US4583605A; GB2171206B; GB8503918D0; GB2171206A

Description

— eine Anordnung zum jeweiligen Messen des Tara-Gewichtes (b„) an einer Mehrzahl von Punkten (P_n) der Kurve, die durch mehrere Wiegezyklen voneinander getrennt sind, vorgesehen ist,

— die Speicheranordnung (26, 28) zum Speichern des jeweils gemessenen Tara-Gewichts (b„) und der Gradienten (a„) entsprechend der geradlinigen Verbindung von zwei aufeinanderfolgenden Punkten ausgebildet ist,

— der Zähler (22) die Anzahl der Wiegezyklen von jedem Punkt (P_n) an unter Erzeugung eines dieser Anzahl entsprechenden Ausgangszählwertes (ty zählt,

— ein Multiplizierer (18) zum Errechnen des Produktes a„x des betreffenden Gradienten mit dem jeweiligen Zählwert (x) vorgesehen ist und

— der Subtrahiererschaltung (30, 32) das vom Multiplizierer (18) errechnete Produkt (a„x) und das gemessene Tara-Gewicht zur Subtraktion vom Brutto-Gewicht zugeführt sind (Fig. 3).

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vorgesehen ist und

— der Subtrahiererschaltung (24) der durch die Recheneinheit (18, 20) errechnete Wert als zu substrahierendes Tara-Gewicht zugeführt ist (Fig-2).

2. Nullpunkt-Korrekturschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß

— die Speicheranordnung zum Speichern des Tara-Gewichts (b„) für eine Mehrzahl von Punkten (P_n) der Kurve und der Anzahl (N_n) der Wiegezyklen zwischen den jeweils aufeinanderfolgenden Punkten (P_n, P_n+ 1) ausgebildet ist,

— der Zähler die Anzahl der Wiegezyklen von jedem Punkt (P_n) an unter Erzeugung eines dieser Anzahl entsprechenden Ausgangszählwertes (x) zählt,

— eine Recheneinheit zum Errechnen der Gradienten a„ entsprechend der geradlinigen Verbindung zweier benachbarter Punkte (P_n, P_n+ 1) gemäß der Gleichung

a_n = (b_n+, — b„)IN_n

sowie des Gewichts b_x des zurückgebliebenen

4. Nullpunkt-Korrekturschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß

—

eine Anordnung zum jeweiligen Messen des Tara-Gewichtes (b_n) an einer Mehrzahl von Punkten (P_n) der Kurve, die durch mehrere Wiegezyklen voneinander getrennt sind, vorgesehen ist, eine Anordnung zum Errechnen der Gradienten (a„) von benachbarte Punkte verbindenden geraden Linien aus den den betreffenden Punkten entsprechenden gemessenen Tara-Gewichten und den entsprechenden Anzahl (N_n) der Wiegezyklen zwischen den benachbarten Punkten vorgesehen ist,

die Speicheranordnung (26, 28) zum Speichern der jeweils gemessenen Tara-Gewichte (b_n) und des für das vorangehende Punktepaar errechneten Gradienten ausgebildet ist, der Zähler (34) die Anzahl der Wiegezyklen von jedem Punkt (P_n) an unter Erzeugung eines dieser Anzahl entsprechenden Ausgangszählwertes (ty zählt,

ein Multiplizierer (50) zum Errechnen des Produktes aus dem errechneten Gradienten und dem jeweiligen Zählwert (x) vorgesehen ist und der Subtrahiererschaltung (48, 52) das vom Multiplizierer (18) errechnete Produkt und das gemessene Tara-Gewicht zur Subtraktion vom Brutto-Gewicht zugeführt sind (F i g. 4).

Wiegeguts aus den Werten a„
chend der Gleichung

b_x = a_nx + b_n.

vorgesehen ist und

der Subtrahiererschaltung der durch die Recheneinheit errechnete Wert als zu subtrahierendes Tara-Gewicht zugeführt ist.

n und xentspre- 60 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nullpunkt-Korrekturschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine unvermeidbare Schwierigkeit bei automatischen Wiegemaschinen für pulverförmiges Wiegegut besteht darin, daß im Wiegebehälter oder der Waagschale immer etwas Wiegegut zurückbleibt und sich dort im Verlauf der zyklischen Wiegeoperationen ansammelt, so daß der Nullpunkt der Wägung immer mehr von seiner

ursprünglichen Position abweicht Eine Einrichtung zur automatischen Korrektur einer solchen Nullpunktverschiebung ist beispielsweise aus der JA-OS 52-100259 bekannt Bei dieser Einrichtung wird das Gewicht der leeren Waagschale bei jedem Wiegezyklus "or dem Beschicken mit dem Wiegegut ermittelt und gespeichert, und das auf diese Weise ermittelte Tara-Gewicht wird bei der folgenden Wägung vom Gewicht der gefüllten Waagschale abgezogen. Bei dieser Einrichtung muß jedoch die Wiegeoperation bei jedem Zyklus so lange unterbrochen werden, daß sich der Wiegemechanismus zur genauen Ermittlung des Gewichtes der leeren Waagschale stabilisieren kann, was die Zykiusdauer der Wiegemaschine in unerwünschter Weise verlängert Um dieses Problem wenigstens teilweise zu beheben, ist es aus der genannten Offenlegungsschrift bekannt, das Tara-Gewicht nur von Zeit zu Zeit, nicht jedoch bei jedem Wiegezyklus zu ermitteln. Hierdurch läßt sich zwar die Verlängerung der Zyklusdauer reduzieren, in der Waagschale wird sich dabei jedoch um so mehr zurückgebliebenes Wiegegut ansammeln und der Nullpunkt wird um so mehr auswandern, je langer die Zwischenräume gemacht werden.

Eine ähnliche Nullpunktkorrektur- oder Tarierschaltung, bei der das Taragewicht beispielsweise nur bei jedem zehnten Wiegezyklus ermittelt und das ermittelte Tara-Gewicht dann während der folgenden Wiegezyklen vom Gewicht der gefüllten Waagschale abgezogen wird, ist auch aus der DEOS 23 23 750 bekannt.

Durch die vorliegende Erfindung soll dementsprechend eine Nullpunkt-Korrektureinrichtung angegeben werden, die im Effekt ebenso wirksam ist, wie die oben erwähnte bekannte Wiegeeinrichtung, bei der das Leergewicht bei jeder Wiegeoperation bestimmt ist, ohne daß hierfür jedoch eine Unterbrechung des normalen Wiegezyklus erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche angegebenen Merkmale gelöst.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine feste Beziehung zwischen der Menge und damit dem Gewicht des in einer vorgegebenenen Waagschale zurückbleibenden Wiegegutes und der Anzahl der Wiegezyklen besteht, wenn die physikalischen Parameter, wie Teilchengröße und Dichte des pulverförmigen Wiegegutes und die Wiegebedingungen festliegen. Bei der Erfindung wird die Existenz einer solchen Beziehung, die als Kurve dargestellt werden kann, ausgenützt. Anstelle einer solchen Kurve kann man auch einen geknickten Linienzug verwenden, indem man bestimmte Punkte der Kurve auswählt und diese sukzessive durch gerade Linien verbindet und dadurch die Kurve annähert, wenn die Auswahl der Punkte entsprechend vorgenommen wird. Durch eine solche Interpolation läßt sich die Nullpunktkorrektur schnell und genau bewirken.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips und

F i g. 2, 3 und 4 Blockdarstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In den Zeichnungen sind jeweils entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die in F i g. 1 dargestellte, im Ursprung Odes Koordinatensystems beginnende Kurve stellt den Zuwachs des Tara-Gewichts (Ordinate) durch das in der Waagschale zurückbleibende Wiegegut in Abhängigkeit von der Anzahl N (Abszisse) der Wiegezyklen dar. Wie oben erwähnt, liegt diese Kurve im wesentlichen fest wenn die Wiegemaschine, das zu wiegende Gut cder Produkt und die Wiegebedingungen fest vorgegeben sind. Die Kurve A kann also als natürliche Kennlinie für einen vorgegebenen Fall oder Wiegeprozeß angesehen werden. Wenn die Lage der Punkte Pi, P₂, - - - P_n. P_n+1... auf der Kurve geeignet gewählt wird, wie es beispiebweise in der

ίο Zeichnung dargestellt ist, kann die Kurve A durch einen geknickten Linienzug angenähert werden, der dadurch entsteht, daß man diese Punkte sukzessive durch gestrichelt dargestellte Gerade verbindet. Die Tara-Werte an diesen Punkten P₁, P₂..., P_n, P_n+1 seien mit 6|, fa,... b„, i>n+i, .-■ bezeichnet und die Anzahl der Wiegezyklen zwischen O und Pi, zwischen Pi und P₂, usw. seien mit /Vo, Ni,... bezeichnet. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Tara-Wert an irgendeinem Punkt P_x auf der Kurve A zwischen den Punkten P_n und P_n+I durch den Tara-Wert b_x am Punkt P_x' auf der Geraden P_nP_n+!ersetzt, was dem Ordinatenwert des Punktes P_x entspricht

Wenn die Anzahl der Wiegezyklen zwischen P_n und P_x (oder P_x') mit χ bezeichnet wird, ist b_x offensichtlich durch die folgenden Gleichungen bestimmt:

b_x = a„x + b„

wobei

a„ = (b„+i — U_n)IN_n

ist. Wenn also die Einrichtung mit einer Zählvorrichtung versehen wird, die die Anzahl der Wiegezyklen von jedem Punkt an automatisch zu zählen beginnt und einen entsprechenden Ausgangszähler χ liefert, und eine Speicheranordnung zum Speichern des Tara-Wertes b_n für jeden Punkt und des Gradienten a„ der den betreffenden Punkt mit dem nächsten Punkt verbindenden Geraden vorgesehen wird, kann b_x durch ein geeignetes Rechenwerk errechnet werden.

in Fig. 2 ist schematisch eine Wiegeeinheit 10 zum zyklischen Wiegen eines Wiegegutes und Erzeugen entsprechender Gewichtswerte, die einem Subtrahierer 24 zugeführt werden, dargestellt. Gleichzeitig mit der Erzeugung jedes Gewichtswertes wird dieser von Zählern 14 und 16 wahrgenommen und der Zählwert in den Zählern um 1 erhöht. Der Ausgangszählwert des Zählers 14 wird einer Leseschaltung 16 zum Zugriff eines Speichers 12 zugeführt, in dem die oben erwähnten Gradienten ao, a\,aj...,a„,... und die Tara-Werte O,bt,b₂... für die verschiedenen ausgewählten Punkte gespeichert sind. Die Leseschaltung 16 ist so ausgebildet, daß sie den Speicher 12 adressiert und einem Multiplizierer 18 bzw. einem Addierer 20 den Gradientenwert ao und den Tara-Wert 0 zuführt, bevor der Zähler 14 den Zählwert No zählt, ferner den Gradienten a\ und den Tara-Wert £>, vor dem Zählwert N\ ...; den Gradienten a_n und den Tara-Wert b„ vor N_n ... usw. Jedesmal wenn die Leseschaltung 16 den Gradienten und den Tara-Wert, die aus dem Speicher 12 herausgelesen werden, ändert, setzt sie auch den Zähler 22 zurück. Der Zähler 22 wird also die Wiegezyklen χ jeweils von den verschiedenen Punkten P_n an zählen. Der Ausgangszählwert χ des Zählers 22 wird dem Multiplizierer 18 zugeführt, indem er mit dem entsprechenden, vom Speicher 12 gelieferten Gradienten a„ multipliziert wird, und das resultierende Produkt a_nx wird dem Addierer 20 zugeführt, in dem es zu dem

vom Speicher 12 gelieferten Tara-Wert b„ hinzuaddiert wird, um den angenäherten Tara-Wert b_x für den Punkt P_x entsprechend der obigen Gleichung (1) zu erzeugen. Dieser Tara-Wert wird im Subtrahierer von dem von der Wiegeeinheit erzeugten Gewichtswert abgezogen, wodurch ein nullpunktkorrigiertes Gewichtswertsignal erzeugt wird. Der Zähler !6 wird zurückgesetzt, wenn die Waagschale gereinigt wird, um den Anfangszustand wiederherzustellen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 entsprechen die Schaltungskomponenten 14,16, 18 und 22 den gleich bezeichneten in F i g. 2 hinsichtlich Aufbau und Arbeitsweise; der Speicher 26 speichert jedoch nur die Gradienten an, a\, ... a„ .... und der Multiplizierer 18 erzeugt wiederum das Produkt a„x. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß F i g, 1 ist ein Speicher 28 vorgesehen, um das Gewichtswert-Ausgangssignal von der Wiegeeinheit 10 zu speichern, wenn diese entladen und noch nicht wieder erneut beladen worden ist. Der Speicher 28 wird gleichzeitig mit dem Zähler 22 zurückgesetzt, so daß er jedesmal einen echten oder gemessenen Tara-Wert entsprechend b„ speichert, der in einem Subtrahierer 30 anstelle des erwähnten Wertes b„ vom Gewichtssignal der Wiegeeinheit 10 abgezogen wird. Dementsprechend wird ein nullpunktkorrigierter Gewichtswert dadurch erhalten, daß man den Ausgangswert a„x des Multiplizierers 18 vom Ausgangswert des Subtrahierers 30 in einem weiteren Subtrahierer 32 subtrahiert, und dieser Wert sollte näher am wahren Wert liegen, als der Ausgangswert des Subtrahierers 24 in F i g. 2.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist so ausgebildet, daß sie die Gradienten zusätzlich zu den Tara-Werten aus den gemessenen Werten gewinnt. Wie dargestellt, ist der Ausgang der Wiegeeinheit 10 mit dem Zähler 34, dem Speicher 36 und Subtrahierern 38 und 48 gekoppelt. Der Zähler 34 zählt die Anzahl der Wiegezyklen der Wiegeeinheit 10 und liefert einen Zahlwert χ entsprechend den Zählern 14 und 22 der F i g. 3, außerdem erzeugt er jedesmal bei einem bestimmten Zählwert N ein Steuersignal T. Der vorgegebene Zählwert N kann fest sein, vorzugsweise wird der Zähler 34 jedoch so programmiert, daß sich N in entsprechender Weise ändert, wie jVo, N_t, N2 in Fig. 1, d.h., daß die Abstände zwischen den MeSpunktcn laufend größer werden. Der Ausgangszählwert χ wird einem Eingang eines Dividierers 40 und eines Multiplizierers 50 zugeführt. Das Steuerausgangssignal Γ wird einer Verzögerungseinheit 44 zugeführt Die Verzögerungseinheit 44 verzögert das Steuersignal Tbis die Wiegeeinheit 10 bei ihrem N-tem Wiegezyklus entladen worden ist (jedoch noch nicht wieder beladen wurde). Das verzögerte Steuersignal Γ wird einer Steuerklemme des Zählers 34 zugeführt, um diesen zu löschen, und ferner Steuerklemmen von Speichern 36 und 46, um diese aufzutasten. Das Ausgangssignal des Speichers 36 wird den zweiten Eingängen der Subtrahierer 38 und 48 zugeführt, deren Ausgangssignale dem Dividierer 40 bzw. einem weiteren Subtrahierer 52 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Dividierers 40 wird einem Multiplizierer 42 zugeführt, in dem es mit getrennt festgelegten Konstanten K] multipliziert wird, die von einem geeigneten, nicht dargestellten Register oder ROM geliefert werden. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 42 wird dem Speicher 46 zugeführt, dessen Ausgang über einen einpoligem Umschalter 54 dem zweiten Eingang des Multiplizierers 50 zugeführt wird, dessen Ausgang dem zweiten Eingang des Multiplizierers 52 zugeführt wird.

Wenn die Operation im Ursprung O der F i g. 1 beginnt, schaltet der Schalter 54 in die der dargestellten Position entgegengesetzte Position, so daß der einen Klemme des Multiplizierers 50 von einer nicht dargestellten Quelle eine andere Konstante K2 zugeführt wird. Der Wert der Konstante K2 ist der Gradient der Geraden OP\ und ist vorzugsweise gleich ao der obigen Ausführungsformen gewählt. Da der Speicher 36 noch nicht freigegeben oder aufgetastet ist und sein Inhalt gleich 0 ist, wird das Ausgangsgewicht W_x der Wiegeeinheit 10 entsprechend dem Zählwert χ des Zählers 34 dem Subtrahierer 52, so wie es ist, zugeführt. Andererseits wird der Ausgangswert χ des Zählers 34 mit der Konstanten Ki im Multiplizierer 50 multipliziert, und das resultierende Produkt Kix wird dem anderen Eingang des Subtrahierers 52 zugeführt. Der Subtrahierer 52 wird also einen nuUpunktkorrigierten Gewichtswert W_x — Kixoazr näherungsweise gleich W_x — an* liefern, bis der Punkt P\ der F i g. 1 erreicht ist.

Wenn der Zählwert des Zählers 34 den Wert N₀ erreicht, wird der Tara- oder Gewichts-Restwert b\ entsprechend dem Punkt P\ zum ersten Mal dem Subtrahierer 38 zugeführt und dann wie er ist, zum Dividierer 40 übertragen, da der Inhalt des Speichers 36 nach wie vor 0 ist. Der Dividierer 40 hat dann jedoch bereits den Zählwert No vom Zähler 34 erhalten und liefert daher ein Ausgangssignal des Wertes b\INo, d. h. den Gradienten ao der Geraden OP\ an den Multiplizierer 42. Der Multiplizierer 42 multipliziert, wie oben beschrieben, diesen Eingangswert mit der Konstanten K\ und liefert das resultierende Produkt K\ao an den Speicher 46. K] ist ein Korrekturfaktor, der vorgegeben ist, um den Gradienten ao für a\ zu substituieren und ist generell so gewählt,daß a_n+\ näherungsweise gleich K\a_n\st.

Der Zähler 34 wird dann gelöscht, und die Speicher 36 und 46 werden durch das Steuersignal Γ von der Verzögerungseinheit 44 freigegeben, und gleichzeitig nimmt der Schalter 54 die alte Position ein. Die Speicher 36 und 46 speichern dementsprechend ihre Eingangssignale b\ bzw. Ki an. Wenn also der Gewichts-Ausgangswert der Wiegeeinheit 10 entsprechend dem Zählwert χ des Zählers 34 nach dem Punkt P\ gleich W_x ist, wird der Ausgangswert des Subtrahierers 52 gleich

sein, was näherungsweise gleich

ist. Allgemein gesprochen, ist der Ausgangswert des Subtrahierers 52 zwischen den Punkten P_n und Pn+ ι nahezu gleich groß

W_x - (a_nx + b„),

da die Inhalte der Speicher 36 und 46 jedesmal aktualisiert werden, wenn der Zähler 34 den vorgegebenen Zählwert abgibt Dieser Korrekturbetrag a„x + b„ stimmt mit dem der ersten beiden Beispiele überein.

Bei den Ausführungsformen gemäß F i g. 3 und 4 ist es erforderlich, das Gewichtssignal der leeren Waagschale jedesmal bei dem vorgegebenen Zählwert abzugreifen, und die Wiegeeinheit muß sich dabei im stabilen Zustand befinden. Wenn jedoch die Wiegeeinheit in jedem Zyklus jeweils erst nach Erreichen des stabilen Zustandes wieder mit Wiegegut beschickt wird, ergibt sich gegenüber dem oben erwähnten Stand der Technik kei-

ne Zeitersparnis. Bei diesen Ausführungsformen ist es daher zweckmäßig, Mittel vorzusehen, die die Beschikkungsoperation der Wiegeeinheit nur dann verzögert, wenn ein Tara-Wert abgegriffen werden soll.

Bei den obigen Ausführungsformen wurden die numerischen Werte a„ und b„ im Speicher gespeichert, und das Tara-Gewicht wurde aus ihnen und dem Zählwert χ errechnet. Selbstverständlich können auch die numerischen Werte b„, n_n+\ und N_n gespeichert werden, um den Tara-Wert aus diesen und dem Zählwert χ zu errechnen, da a„ durch die obige Gleichung (2) gegeben ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Nullpunkt-Korrekturschaltung für eine Wiegemaschine, bei der nach dem Entladen unvermeidlich etwas Wiegegut in der Waagschale zurückbleibt und das Tara-Gewicht durch das Gewicht des zurückgebliebenen Wiegeguts mit der Anzahl der Wiegezyklen entsprechend einer bestimmten Kurve ansteigt, mit einer Taragewicht-Speicheranordnung, einem Zähler zum Zählen der Wiegezyklen und einer Subtrahiererschaltung zum Subtrahieren eines Tara-Gewichtes von einem bei einer Wägung ermittelten Brutto-Gewicht, dadurch gekennzeichnet, daß

die Speicheranordnung (12) zum Speichern des Tara-Gewichts B_n (n = 1,2,...) für eine Mehrzahl von Punkten (P\, P₂,...) der Kurve und der Gradienten a„ entsprechend der geradlinigen Verbindung zweier benachbarter Punkte, ausgebildet ist,

der Zähler (22) die Anzahl der Wiegezyklen von jedem Punkt (P_n) an unter Erzeugung eines dieser Anzahl entsprechenden Ausgangszählwertes (x) zählt,

eine Recheneinheit (18, 20) zum Errechnen des Gewichts b_x des zurückgebliebenen Wiegeguts aus den Werten a„, b„ und * entsprechend der Gleichung

b_t = a„x + b„,

3. Nullpunkt-Korrekturschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß