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Beschreibuns
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum manuellen Dosieren
von Wägegut auf einen vorgegebenen Sollwert mittels einer elektronischen Waage mit
einer Digitalanzeige, mit einer Analoganzeige und mit einer digitalen Eingabetastatur
zur Eingabe des Sollwertes der Dosierung.
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Weiter bezieht sich die Erfindung auf eine elektronische Waage zur
Durchführung eines solchen Dosierverfahrens mit einem Meßwertaufnehmer, mit einer
elektronischen Auswerteeinheit, mit einer digitalen und einer analogen Anzeige,
wobei beide Anzeigen von der elektronischen Auswerteeinheit angesteuert werden,
und mit einer digitalen Eingabetastatur zur Eingabe des Sollwertes der Dosierung.
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Bei den üblichen Verfahren zum manuellen Dosieren und bei den dazu
eingerichteten elektronischen Waagen erfolgt das Dosieren von 0 beginnend bis zum
Sollwert, wobei die Digitalanzeige und die Analoganzeige synchron bei 0 beginnen
und während der Dosierung bis zum Sollgewicht steigen; der einzige.Unterschied zwischen
Digital- und Analoganzeige besteht darin, daß die Digitalanzeige in Gramm anzeigt,
während die Analoganzeige in Prozent anzeigt (Sollwert entsprechend 100 %). Weiter
ist es bei elektronischen Waagen mit Digitalanzeige bekannt, den Dosiervorgang beim
negativen Sollwert zu beginnen und bei 0 g zu beenden.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zum manuellen Dosieren
und eine für dieses Verfahren ausge-
legte elektronische Waage anzugeben,
die sowohl die digitale Anzeige als auch die analoge Anzeige so einsetzt, daß beide
zusammen eine optimierte Bedienerführung ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einem Verfahren
zum manuellen Dosieren von Wägegut auf einen vorgegebenen Sollwert mittels einer
elektronischen Waage mit einer Digitalanzeige, mit einer Analoganzeige und mit einer
digitalen Eingabetastatur zur Eingabe des Sollwertes der Dosierung nach der Eingabe
des Sollwertes die Digitalanzeige den negativen Sollwert anzeigt und die Analoganzeige
0 % und daß beim Dosiervorgang die Digitalanzeige vom negativen Sollwert bis 0 g
und die Analoganzeige von 0 % bis 100 % läuft.
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Die elektronische Waage zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem
Meßwertaufnehmer, mit einer elektronischen Auswerteeinheit, mit einer digitalen
und einer analogen Anzeige, wobei beide Anzeigen von der elektronischen Auswerteeinheit
angesteuert werden, und mit einer digitalen Eingabetastatur zur Eingabe des Sollwertes
der Dosierung ist dann erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische
Auswerteeinheit einen Speicher und eine Recheneinheit enthält, die es gestatten,
die in der digitalen Anzeige und der analogen Anzeige angezeigten Werte um den im
Speicher abgespeicherten Betrag gegeneinander differieren zu lassen.
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Durch dieses Verfahren und durch die entsprechend aufgebaute elektronische
Waage kann die bequeme digitale Einwaage auf 0 mit der anschaulichen, analogen Anzeige
von 0 % bis 100 % des Sollwertes kombiniert werden.
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Bei allen Dosiervorgängen, unabhängig vom Sollgewicht, braucht sich
die Bedienungsperson nur auf den digitalen Endwert 0 g und/oder den analogen Endwert
100 % zu konzentrieren.
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Vorteilhafterweise besteht dabei die Analoganzeige aus nebeneinanderstehenden
Balken, die in ihrer Helligkeit umgeschaltet werden können, und die Länge der einzelnen
Balken nimmt von 0 % bis 100 % linear von einem Anfangswert bis 0 ab und über 100
% mit der gleichen Steigung wieder zu.
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Dadurch ist der Endwert der Dosierung, die 100%-Spitze des Dreiecks,
gut abschätzbar. Wird die Anzahl der angezeigten Balken so gewählt, daß die Fläche
proportional zum Gewicht steigt, so bewegt sich die Grenzfläche hell/dunkel in der
Analoganzeige bei konstanter Dosiergeschwindigkeit immer schneller auf die Spitze
zu und "zwingt" dadurch die Bedienungsperson, die Dosiergeschwindigkeit zu verringern.
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Sollte trotzdem einmal eine Überfüllung entstanden sein, so wird diese
durch das zweite Dreieck oberhalb von 100 % eindeutig in der Analoganzeige angezeigt.
In der Digitalanzeige wird die Überfüllung durch den Wechsel des Vorzeichens von
minus" auf "plus" angezeigt.
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Weiterhin kann vorteilhafterweise der im Speicher abgespeicherte Wert
des Sollgewichtes in einem Anzeigefeld oberhalb des 100%-Punktes der analogen Anzeige
digital angezeigt werden und ein Pfeil von diesem Anzeigefeld zum 100%-Punkt vorgesehen
sein. Durch diese Ausgestaltung der Analoganzeige wird der 100%-Punkt als Ende des
Dosiervorganges nochmals besonders betont.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann zusätzlich eine
weitere Eingabetaste und in der elektronischen Auswerteeinheit weitere Rechen- und
Speichermittel vorhanden sein, die es gestatten, die analoge Anzeige jederzeit auf
0 % zurückzusetzen, ohne die digitale Anzeige zu beeinflussen.
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Dabei umfassen die weiteren Rechen- und Speichermittel vorteilhafterweise
einen Speicher, in dem bei Betätigen der weiteren Eingabetaste der in diesem Augenblick
anliegende Nettowert NDT abgespeichert wird, je eine Subtrahiereinheit, die den
im Speicher gespeicherten Wert NDT vom Sollgewicht S bzw. vom Nettowert N subtrahieren,
und einen N - NDT Quotientenbilder, der den Quotienten S - NDT bildet; dieser Quotient
wird dann in der S - NDT anlogen Anzeige angezeigt.
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In dieser Ausgestaltung besteht damit die zusätzliche Möglichkleit,
die Analoganzeige während der Dosierung auf 0 % zurückzusetzen, ohne die digitale
Anzeige und ohne den 100%-Punkt, also den Sollwert der Dosierung, zu beeinflussen.
Ist beispielsweise bereits 90 % des Soll-
gewichtes eindosiert worden
und wird dann durch Betätigen der weiteren Eingabetaste die Analoganzeige auf 0
% zurückgesetzt, so reagiert die Analoganzeige bei der Restdosierung um den Faktor
10 empfindlicher und erleichtert dadurch die genaue Dosierung auf 100 %.
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Das Verfahren und die elektronische Waage zur Durchführung werden
im folgenden anhand der Figuren beschrieben.
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Dabei zeigt: Fig. 1 eine elektronische Waage zum Dosieren, Fig. 2
die analoge und die digitale Anzeige bei Beginn des Dosiervorganges, Fig. 3 die
analoge und die digitale Anzeige bei etwa halb durchgeführtem Dos iervorgang, Fig.
4 die analoge und die digitale Anzeige bei abgeschlossenem Dosiervorgang, Fig. 5
die analoge und die digitale Anzeige bei Überdosierung, Fig. 6 ein Blockschaltbild
der elektronischen Waage, Fig. 7 ein Blockschaltbild der elektronischen Waage in
einer anderen Ausgestaltung und Fig. 8 die analoge und die digitale Anzeige bei
etwa halb durchgeführtem Dosiervorgang nach Rücksetzen der Analoganzeige.
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Die elektronische Waage in Fig. 1 besteht aus einem Unterteil 1, in
dem das Meßsystem untergebracht ist, aus einer Waagschale 3 zur Aufnahme des Wägegutes
- hier als Becherglas 2 gezeichnet - , und einer Anzeige/Bedien-Konsole 5, die über
Stützen 4 mit Handgriffen 11 mit dem Unterteil 1 der Waage verbunden ist. Die Anzeige/Bedien-Konsole
5 enthält eine analoge Anzeige 6 in Form eines LCD-Displays, eine digitale Anzeige
10, eine Tarataste 13 und eine Tastatur 12 zur Eingabe von Zahlenwerten für das
Sollgewicht und damit für den 100%-Wert der analogen Anzeige. Die analoge Anzeige
weist nebeneinanderstehende dunkle Balken 7 auf, die in Fig. 1 ein ausgefülltes
Dreieck bilden. Dies bedeutet 100 %, die Spitze des Dreiecks bildet den 100%-Punkt.
Ein leeres Feld bedeutet 0 % und oberhalb von 0 % erscheint zuerst links ein langer
Balken, dann zwei, drei usw. (siehe Fig.3) bis das ganze Dreieck bis zur Spitze
ausgefüllt ist. Oberhalb von 100 % werden die Balken wieder länger und erzeugen
ein zweites Dreieck (siehe Fig. 5). Zusätzlich ist oberhalb des 100%-Punktes das
vorgewählte Sollgewicht 8 digital angezeigt und ein Pfeil 9 zeigt auf den 100%-Punkt.
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Der Ablauf einer Dosierung und das Zusammenspiel der analogen und
digitalen Anzeige soll nun anhand der Fig. 2 bis 5 erläutert werden. Nach dem Tarieren
des leeren Gefäßes mittels der Tarataste 13 wird zuerst das Sollgewicht über die
Tastatur 12 eingegeben und durch Drücken der Taste "SO" der Tastatur 12 in einen
Speicher der digitalen Auswerteeinheit eingespeichert. Die Analoganzeige 6 zeigt
0 % (kein Balken dunkel), die Digital-
anzeige 10 zeigt den negativen
Sollwert an (als Beispiel wurden 600,0 g gewählt) und im zusätzlichen Anzeigefeld
8 oberhalb des 100%-Punktes der Analoganzeige erscheint der Sollwert von 600,0 g
(Fig. 2). Beim jetzt folgenden Dosieren läuft die Digitalanzeige 10 vom negativen
Sollwert bis 0 g und die Analoganzeige von 0 % bis 100 %. Dabei ist die Differenz
zwischen Digitalanzeige und Analoganzeige immer gleich dem Sollwert - vorausgesetzt
man rechnet die Prozent-Angabe der Analoganzeige wieder in Gramm um. Als Beispiel
dafür ist in Fig. 3 der Zustand etwa nach der halben Dosierung dargestellt. Es wurden
bereits 299,5 g eingefüllt, die Digitalanzeige 10 zeigt die noch fehlende Menge
von 300,5 g mit negativem Vorzeichen an, die Analoganzeige 6 zeigt knapp 50 % an.
In Fig. 4 ist das Ende der Dosierung gezeigt: Die Digitalanzeige 10 zeigt 0 g an
und die Analoganzeige 6 zeigt 100 % an.
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Würde jetzt weiter dosiert werden, wie in Fig. 5 angenommen, so würde
die Digitalanzeige 10 positive Werte anzeigen und die Analoganzeige 6 würde in den
Überlaufbereich gehen und ein zweites Dreieck 7' aus Balken aufbauen. Die Überfüllung
würde also sowohl durch das positive Vorzeichen der Digitalanzeige, als auch durch
den Beginn eines zweiten Bereiches 7' in der Analoganzeige als auch durch das Vorrücken
der dunklen Balken über den mit dem Pfeil 9 bezeichneten 100%-Punkt 21 hinaus, angezeigt.
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Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild der elektronischen Waage vor allem
mit der Anzeigesteuerung der analogen und digitalen Anzeige. Die Mechanik ist nur
durch die Waagschale 3 angedeutet, der Meßwertaufnehmer mitsamt dem
eventuell
notwendigen Analog/Digital-Wandler ist ebenfalls nur schematisch durch den Kasten
23 wiedergegeben, da seine Wirkungsweise bekannt ist und für die Erfindung keine
Rolle spielt. Das digitale Wägesignal gelangt in eine elektronische Auswerteeinheit
14, die beispielsweise durch einen Mikroprozessor realisiert sein kann. Von diesem
Brutto-Wägesignal wird zunächst in einer Subtrahiereinrichtung 20 der Wert im Taraspeicher
22 abgezogen, wobei der Taraspeicher 22 durch Betätigen der Tarataste 13 mit dem
gerade anliegenden Brutto-Wägesignal geladen werden kann. Der über die Tastatur
12 eingegebene Sollwert für die Dosierung wird im Speicher 15 abgelegt und dem Anzeigetreiber
17 für die zusätzliche digitale Anzeige 8 zugeführt. Ein Quotientenbildner 24 bildet
weiter den Quotienten aus dem aktuellen Nettowert und dem Sollwert im Speicher 15
und gibt diesen Prozent-Wert über den Anzeigewandler 18 auf die analoge Anzeige
6. Weiter ist eine Subtrahiereinrichtung 16 vorhanden, die den aktuellen Netto-Wert
um den Sollwert im Speicher 15 vermindert und über den Anzeigetreiber 19 der Digitalanzeige
10 zuführt.
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Selbstverständlich können die eben kurz beschriebenen datenverarbeitenden
Funktionen in einem hochintegrierten Baustein zusammengefaßt sein und softwaremäßig
programmiert werden. Dies kann jeder Elektronikfachmann anhand des beschriebenen
Ablaufs und des Blockschaltbildes in Fig. 6 leicht durchführen.
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Selbstverständlich kann der Sollwert der Dosierung auch durch einen
übergeordneten Rechner der elektronischen Auswerteeinehit vorgegeben werden statt
der manuellen Eingabe über die Eingabe-Tastatur.
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Die Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild der elektronischen Waage in einer
anderen Ausgestaltung. Gleiche Funktionsbausteine sind durch die gleichen Bezugszahlen
wie in Fig. 6 bezeichnet. Die Ausgestaltung nach Fig. 7 weist zusätzlich zu den
bereits anhand der Fig. 6 erläuterten Funktionsbausteinen einen Speicher 27 und
zwei Subtrahiereinheiten 25 und 26 auf. In den Speicher 27 wird bei Betätigen der
Taste 28 "DT" während des Dosiervorganges der in diesem Augenblick anliegende Nettowert
NDT eingespeichert. Dieser Wert NDT wird dann in der Subtrahiereinheit 25 vom Sollwert
S (aus dem Speicher 15) abgezogen und in der Subtrahiereinheit 26 vom Nettowert
N abgezogen. In dem Quotientenbildner 24 wird dann also der N - NDT Quotient s NDt
gebildet und über den Anzeigewandler 18 an S - NDT die analoge Anzeige 6 weitergegeben.
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Wird beispielsweise nach dem Dosieren von 299,5 g (Zustand gemäß Beispiel
in Fig. 3) die Taste 28 betätigt, so wird in den Speicher 27 der Wert 299,5 g für
NDT eingespeichert. Da in diesem Augenblick N = NDT ist, ist der Quotient N NDT
5 N NDT Null, die analoge Anzeige zeigt also 0 % an. Die digitale Anzeige 10 wird
durch diese Operation nicht beeinflußt, zeigt also weiterhin - 300,5 g an. Dieser
Zustand ist in Fig. 8 gezeigt.
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Wird jetzt weiter dosiert, so steigt die analoge Anzeige 6 bis zum
Erreichen des Sollgewichtes (N = S) auf 100 % an.
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Die Empfindlichkeit der analogen Anzeige ist also durch das Null-Stellen
bei etwa halbem Sollgewicht etwa verdoppelt worden. Entsprechend größer ist damit
die Dosiergenauigkeit der analogen Anzeige.
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In entsprechender Weise kann die Empfindlichkeit der analogen Anzeige
6 durch Betätigen der Taste 28 nach dem Dosieren von z.B. 90 % des Sollgewichtes
um den Faktor 10 erhöht werden oder durch Betätigen nach dem Dosieren von z.B. 98
% des Sollgewichtes um den Faktor 50 erhöht werden.
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Selbstverständlich können in der digitalen Auswerteeinheit 14 in Fig.
7 Grenzwerte vorgegeben werden, die z.B.
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oberhalb von 99 % des Sollgewichtes die Taste 28 sperren, um eine
nicht sinnvolle Erhöhung der Auflösung der analogen Anzeige über die Auflösung der
digitalen Anzeige hinaus zu vermeiden. Beispielsweise könnte die Taste 28 bis zu
99 % des Sollgewichtes die eben beschriebene Empfindlichkeitserhöhung der analogen
Anzeige bewirken, während sie oberhalb von 99 % des Sollgewichtes den Abschluß der
Dosierung (beispielsweise Ausdruck des dosierten Ist-Gewichtes) bewirkt.
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Ohne das Betätigen der Taste 28 ist in dem Speicher 27 die Zahl 0
abgespeichert, die Ausgestaltung nach Fig. 7 arbeitet dann also genauso wie die
Ausgestaltung nach Fig. 6.