DE3716786A1

DE3716786A1 - Waage mit einem kraft-frequenzumsetzer als lastfuehler

Info

Publication number: DE3716786A1
Application number: DE19873716786
Authority: DE
Inventors: Yuzuru Nishiguchi
Original assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Current assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1987-11-26
Also published as: GB2190748A; GB8711377D0; JPS6345520A

Description

Die Erfindung betrifft eine Lastmeßvorrichtung, insbesondere eine Waage mit einem Lastsensor, der ein Schwingungselement aufweist, dessen Eigenfrequenz sich in Abhängigkeit von einer in Axialrichtung auf das Schwingungselement einwirkenden Kraft ändert.

Mit Hilfe solcher Schwingungs-Lastfühler mit einem Schwingungselement in Form einer Schwingsaite oder eines Stimmgabelschwingers können Kräfte (Druck, Zug) sowie Lasten bzw. Gewichte dadurch gemessen werden, daß die Änderung der Schwingungsfrequenz des Schwingers erfaßt wird. Die Eigenfrequenz des Schwingers steht in einem vorgegebenen Verhältnis zu der in Axialrichtung auf ihn einwirkenden Kraft. Dieses Verhältnis ist allerdings nicht linear, so daß Messungen praktisch nur dann vorgenommen werden können, wenn die Nichtlinearität mit Hilfe eines Mikroprozessors kompensiert wird. Eine unter Verwendung eines solchen Schwingers hergestellte Waage bekommt daher einen komplizierten Aufbau und wird teuer. Auch ist das Anwendungsfeld bekannter Waagen beschränkt.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer bekannten Waage mit einem Stimmgabelschwinger als Schwingungselement. Die Waage weist eine feststehende Stütze 1, eine bewegliche Stütze 2 als Lastträger und zwei horizontale Verbindungsstangen 3 und 4 auf, die mittels vier elastischer Abschnitte 5, die nachfolgend als Gelenke bezeichnet werden sollen, mit den beiden Stützen verbunden sind. Die Stützen 1 und 2 und die Stangen 3 und 4 bilden ein Parallelogrammgestänge. Eine Waagschale ist am oberen Ende der beweglichen Stütze 2 angeordnet. Die feststehende Stütze 1 ist mit einem einstückig ausgebildeten Arm 7 versehen, der sich horizontal in Richtung auf die bewegliche Stütze 2 erstreckt. Die bewegliche Stütze 2 ihrerseits weist einen einstückigen Vorsprung 8 auf, der horizontal in Richtung auf die feststehende Stütze 1 vorsteht. Zwischen dem Arm 7 und dem Vorsprung 8 ist ein Stimmgabelschwinger 9 mit Hilfe biegsamer Aufhänger 10 befestigt. Gemäß Darstellung in Fig. 1 sind die Stützen 1 und 2 und die Verbindungsstangen 3 und 4 als ein einstückiger Körper etwa durch Stanzen oder Druckguß ausgebildet. Das Gestänge kann aber auch aus einzelnen Teilen zusammengesetzt werden. Wenn eine zu messende Last W auf die Waagschale 6 gesetzt wird, wird eine Axialkraft F einer der Last W entsprechenden Größe auf den Stimmgabelschwinger 9 übertragen. Wenn der Stimmgabelschwinger 9 auf bekannte Weise in Schwingungen versetzt wird, dann ändert sich seine Schwingungsfrequenz f abhängig von der Axialkraft F. Durch Messen der Schwingungsfrequenz f ist es möglich, die Axialkraft F und damit die Last W zu bestimmen.

Die Frequenz f, die sich bei Einwirkung der Axialkraft F einstellt, ergibt sich aus nachfolgender Gleichung (1), in der f ₀ die sich im lastfreien Zustand einstellende Frequenz und K eine Konstante des Stimmgabelschwingers 9 ist:

f = f ₀ (1 + K · F)^1/2 (1)

Fig. 2(a) zeigt den Zusammenhang zwischen der Axialkraft F und der Frequenz f. Ohne Last schwingt der Stimmgabelschwinger 9 mit der Frequenz f ₀. Wenn auf ihn demgegenüber eine Zugkraft ausgeübt wird, erhöht sich die Frequenz, während sie sich bei Ausübung einer Druckkraft verringert. Die weitere Betrachtung soll auf den Fall einer Zugkraft beschränkt werden, weil in den meisten Fällen das Schwingungselement einer Zugkraft ausgesetzt wird.

Fig. 2(b) ist eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 2(a) schraffierten Bereiches. Eine Strich-Punkt-Linie, die den Punkt der maximalen Axialkraft Fm und der maximalen Frequenzabweichung Δ fm mit dem Nullpunkt verbindet, an dem die Axialkraft null ist, stellt den Idealfall eines linearen Zusammenhangs dar. In der Praxis weicht die Frequenzabweichung um einen Linearitätsfehler e von dem idealen Verlauf ab. Der maximale Linearitätsfehler beläuft sich auf 1,2% der maximalen Frequenzabweichung Δ fm, wenn der Dynamikbereich Δ f ₀ 10% beträgt, und auf 2,3% von Δ fm, wenn der Dynamikbereich Δ f ₀ 20% beträgt. Ohne komplizierte Berechnung mit Hilfe eines Mikrocomputers läßt sich deshalb der Linearitätsfehler e nicht genau kompensieren. Selbst bei der Durchführung einer Korrektur durch entsprechende Berechnung, bleibt immer noch ein nicht zu vernachlässiger Fehler zurück. Daher ist es praktisch unmöglich, den Dynamikbereich Δ fm/f ₀ größer als 10% zu wählen, wodurch der Meßbereich begrenzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lastmeßvorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, bei der über einen weiten Meßbereich ein im wesentlichen linearer Zusammenhang zwischen der Last und der Frequenzänderung gegeben ist und somit eine genaue Messung durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindunsgemäß durch eine Lastmeßvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgendend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bekannten Waage mit Kraft-Frequenzumsetzer,

Fig. 2(a) und 2(b) grafisch den Zusammenhang zwischen der auf einen Stimmgabelschwinger einwirkenden Kraft und der Schwingungsfrequenz,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Waage gemäß der Erfindung,

Fig. 4(a) und 4(b) schematische Ansichten zur Erläuterung der Funktionsweise der in Fig. 3 gezeigten Waage,

Fig. 5(a), 5(b) und 5(c) Kennlinien der Waage von Fig. 3,

Fig. 6 die Kraft-Dehnungs-Kennlinie einer ringförmigen Feder,

Fig. 7 den Zusammenhang einer zu messenden Last und der auf das Schwingungselement der Waage von Fig. 3 einwirkenden Axialkraft,

Fig. 8(a) und 8(b) Seitenansichten anderer Ausführungsformen der Waage gemäß der Erfindung,

Fig. 9 eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung, hier als Druckmeßgerät ausgebildet, und

Fig. 10 und 11 Seitenansichten weiterer Ausführungsformen der als Lastzelle ausgebildeten Erfindung.

Fig. 3 zeigt den Aufbau einer Ausführungsform einer hier als Waage bezeichneten Lastmeßvorrichtung, die, wie sich später zeigen wird, auch zu anderen Zwecken als zum Wägen einsetzbar ist. Bei dieser Ausführungsform sind Teile die denen von Fig. 1 ähnlich sind, mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. 1 bezeichnet. Eine ringförmige Feder 11 ist in dem biegsamen Aufhänger 10 für die Halterung des Stimmgabelschwingers 9 vorgesehen. Im übrigen gleicht der Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Waage dem der bekannten Waage von Fig. 1.

Unter Bezug auf die in den Fig. 4(a) und 4(b) schematisch gezeigten Hauptkonstruktionsmerkmale soll nun die Arbeitsweise der Waage von Fig. 3 erläutert werden. Fig. 4(a) zeigt den Zustand, bei dem keine Last auf der Waagschale 6 liegt. Wenn ein Gewicht W auf die Waagschale 6 gelegt wird, wird die ringförmige Feder 11 gemäß Darstellung in Fig. 4(b) gedehnt, und die horizontalen Verbindungsstangen 3 und 4, die je die Länge L aufweisen, werden um einen Winkel R verschwenkt, so daß sich die bewegliche Stütze 2 um den Betrag y = L · R nach unten bewegt. Die elastische Reaktionskraft des Gestänges rührt von den Gelenken 5 her und erzeugt ein Gegenmoment T in bezug auf das Gewicht W. Da der Neigungswinkel R und die vertikale Veschiebung y sehr klein sind, kann angenommen werden, daß das Gestänge als Antwort auf die vertikale Verschiebung y der beweglichen Stütze 2 die elastische Reaktionskraft k · y erzeugt, wobei k eine Ersatzfederkonstante des Gestänges für die vertikale Verschiebung y ist. Wie aus Fig. 4(b) ersichtlich, ist die vertikale Verschiebung y der Stütze 2 gleich der Dehnung der Feder 11.

Wenn bei der bekannten Waage von Fig. 1 das zu messende Gewicht W aufgelegt wird, wird ein geringer Teil des Gewichts W proportional der Verschiebung y, nämlich k · y von der elastischen Reaktionskraft der Gelenke 5 des Gestänges aufgehoben und wirkt sich nicht auf den Stimmgabelschwinger 9 aus.

Bei der erfindungsgemäßen Waage ist die Verschiebung y nicht proportional dem zu messenden Gewicht W, sondern die relative Verschiebung y/W nimmt bei einer Zunahme des Gewichts W ab. Das bedeutet, das Verhältnis von k · y zum Gewicht W, also k · y/W wird bei einer Zunahme von W geringer. Dies führt dazu, daß bei einem allmählichen Anstieg des Gewichts W das Verhältnis von tatsächlich auf den Stimmgabelschwinger 9 einwirkender Axialkraft F zum Gewicht W, das heißt F/W, allmählich ansteigt, derart, daß der Zusammenhang zwischen dem Gewicht W und der Frequenzänderung Δ f linear wird. Damit die relative Verschiebung y/W bei der erfindungsgemäßen Waage mit zunehmenden Gewicht W abnimmt, ist die ringförmige Feder 11, die eine nichtlineare Charakteristik hat, wobei ihre Federkonstante mit zunehmender Zugkraft zunimmt, zwischen dem Stimmgabelschwinger 9 und einem festen Punkt, das heißt also im Kraftübertragungsweg angeordnet.

Theoretisch stellt sich das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip wie folgt dar. Gleichung (1) kann in nachstehende Gleichung (2) umgewandelt werden:

f/f ₀ = 1 + Δ f/f ₀ = (1 + K · F)^1/2 (2)

Bei der erfindungsgemäßen Lösung nimmt das Kraftübertragungsverhältnis F/W entsprechend der Zunahme des Gewichts W zu, wie durch nachfolgende Gleichung (3) ausgedrückt, während bei der bekannten Waage die tatsächlich auf den Stimmgabelschwinger 9 einwirkende Axialkraft dem Gewicht gleich ist oder in einem konstanten Verhältnis zu ihm steht.

F/W = (a/K) · [1 + (a/4) · W] (3)

In Gleichung (3) ist a eine Konstante, die nach praktischen Bedürfnissen ausgewählt werden kann.

Durch Umwandlung von Gleichung (3) und Einsetzen in Gleichung (2) erhält man die folgenden Gleichungen (4), (5) und (6):

1 + K · F = (1 + a · W/2)¹/² (4)
(1 + K · F)¹/² = 1 + a · W/2 (5)
Δ f/f ₀ = a · W/2 (6)

Wie aus Gleichung (6) erkennbar, ist die Frequenzänderung Δ f exakt proportional dem Gewicht W. Damit verschwindet also der Linearitätsfehler e vollständig, solange Gleichung (3) erfüllt ist. Somit wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst.

Die Fig. 5(a), 5(b) und 5(c) sind grafische Darstellungen, die die Eigenschaften bzw. Kennlinien der erfindungsgemäßen Waage zeigen. Fig. 5(a) zeigt den Zusammenhang zwischen dem Gewicht W und der Axialkraft F. Die tatsächlich auf den Stimmgabelschwinger 9 einwirkende Axialkraft F nimmt mit dem Quadrat des Gewichts W zu. Fig. 5(b) zeigt den Zusammenhang zwischen dem Gewicht W und dem Verhältnis F/W der Axialkraft F zum Gewicht W. Das Verhältnis F/W steigt mit der Zunahme von W linear an.

Bei der Erfindung ist die Kennlinie des Verhältnisses F/W nicht auf die in Fig. 5(b) dargestellte beschränkt. Sie kann vielmehr beliebig gewählt werden, wie nachfolgend erläutert werden soll.

Wenn Gleichung (3) unter Verwendung von Gleichung (6) umgeschrieben wird, erhält man nachstehende Gleichung (7).

F/W = (a/K) · [1 + Δ f/(2 · f ₀)] (7)

Fig. 5(c) zeigt den Zusammenhang zwischen Δ f/f ₀ und F/W für verschiedene Werte von F/W = a/K als Parameter ausgehend vom Nullpunkt Δ f = 0. Beispielsweise werden der Meßbereich auf 20% von Δ f/f ₀ und das Kraftübertragungsverhältnis F/W = a/K nahe dem Nullpunkt auf 80% eingestellt und F/W bei maximaler Last auf 88% eingestellt. Dann kann der Wert in der Mitte dazwischen auf einer diese beiden Punkte verbindenden Linie ausgewählt werden. Allgemein ergibt sich aus Gleichung (7), daß, wenn F/W am Nullpunkt als Bezug gewählt wird, F/W um 5% zunehmen kann entsprechend einer Zunahme von Δ f/f ₀ um 10%.

Wie sich aus dem Vorhergehenden ergibt, kann die Kraftverteilung bei der erfindungsgemäßen Waage wie folgt ausgedrückt werden:
Gewicht W = (Kraft k · y vom Gestänge aufgenommen) + (auf den Stimmgabelschwinger einwirkende Axialkraft F).

Fig. 6 zeigt grafisch den Zusammenhang zwischen der Axialkraft F und der Dehnung y der ringförmigen Feder 11. Am Anfang läßt sich die Feder 11 leicht dehnen. Mit zunehmender Axialkraft F wird der Dehnung der Feder 11 mehr Widerstand entgegengesetzt, so daß das Dehnungsverhältnis y/F kleiner wird. In gleicher Weise nimmt die relative Verschiebung y/W ab. Dies ist in Fig. 7 gezeigt. Das bedeutet, der Anstieg der vom Gestänge aufgefangenen Kraft k · y wird mit zunehmenden Gewicht W geringer. Anders ausgedrückt, das Kraftübertragungsverhältnis F/W zum Stimmgabelschwinger 9 nimmt mit zunehmenden Gewicht W zu. Die F-W-Kennlinie in Fig. 7 entspricht der theoretischen Kennlinie von Fig. 5(a). Wenn diese Kennlinien übereinstimmen, wird der Linearitätsfehler e Null.

Verschiedene Versuche haben bestätigt, daß der relative Linearitätsfehler e/Δ fm sich bei der Ausführungsform von Fig. 3 auf lediglich ±0,01% beläuft, wenn der Dynamikbereich oder Meßbereich Δ fm/f ₀ auf 10% eingestellt ist. Dieser Fehler ist hundertmal kleiner als der der bekannten Waage.

Die Erfindung gestattet die Verwendung verschiedenster Formen für die nichtlineare Feder anstelle der in der voranstehenden Ausführungsform beschriebenen Ringform. Die Federkonstante der nichtlinearen Feder muß entsprechend der Dehnung zunehmen.

Fig. 8(a) ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Waage gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird der in der US-PS 45 44 858 beschriebene Schwingungssensor als Kraft-Frequenzumsetzer eingesetzt. Ein Stimmgabelschwinger 9 ist einstückig mit einem Hebel 12, einer Basis 13 und einem Zugband 14 ausgebildet. Die Basis 13 ist an dem Arm 7 befestigt, und das untere Ende des Zugbands 14 ist am Vorsprung 8 befestigt. In der Mitte des Zugbands 14 befindet sich eine ringförmige Feder 11 mit nichtlinearer Kennlinie. Funktion und Leistung dieser Ausführungsform der Erfindung sind gleich jenen der vorangegangenen Ausführungsform, so daß eine detaillierte Erläuterung entfallen kann. Es sei aber angemerkt, daß die ringförmige Feder 11 in gleicher Weise, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, in Reihe mit dem Stimmgabelschwinger angeordnet sein könnte. Grundsätzlich gilt, daß die Feder 11 zwischen dem Stimmgabelschwinger 9 und einem ortsfesten Teil oder zwischen dem Stimmgabelschwinger 9 und einem beweglichen Teil anzuordnen ist.

Fig. 8(b) zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird anstelle der ringförmigen Feder 11 eine Blattfeder 11′ mit nichtlinearer Kennlinie verwendet. Ein Seite der Blattfeder 11′ ist an dem Hebel 12 befestigt, während das Zugband 14 am freien Ende der Blattfeder 11′ angebracht ist. Wenigstens eine der einander zugewandten Flächen von Hebel 12 und Blattfeder 11′ ist gekrümmt, so daß der Abstand zwischen diesen Flächen in nichtlinearer Weise in Richtung auf das freie Ende von Hebel und Blattfeder größer wird. Bei dieser Anordnung verschiebt sich der Berührungspunkt zwischen beiden entsprechend der Zunahme der Verschiebung y, so daß die wirksame Länge der Blattfeder 11′ mit zunehmender Zugkraft kürzer und damit die Federkonstante größer wird. Man erhält so dieselbe Kennlinie, wie sie in Fig. 6 für die ringförmige Feder 11 dargestellt ist. Dementsprechend ergibt sich bei der in Fig. 8(b) dargestellten Waage die Linearität in gleicher Weise wie bei der von Fig. 8(a).

Fig. 9 ist eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform dient der Druckmessung. Die Vorrichtung umfaßt eine Grundplatte 20 und einen auf dieser vorgesehenen Balg 21. In den Balg 21 wird über ein Loch 22 in der Grundplatte 20 der zu messende Druck eingeführt. Mit der Grundplatte 20 sind einstückig eine Stütze 23, ein elastischer Abschnitt oder Gelenk 24 und ein Hebel 25 ausgebildet. Zwischen dem freien Ende des Hebels 25 und der Grundplatte 20 ist über eine ringförmige Feder 11 ein Stimmgabelschwinger 9 befestigt. Das obere Ende des Balgs 21 ist mit der Unterseite des Hebels 25 verbunden. Wenn der Druck im Balg 21 ansteigt und sich dieser ausdehnt, dann wird die ringförmige Feder 11 gedehnt. Gleichzeitig wird der Hebel 25 leicht um das Gelenk 24 verschwenkt. Da, wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen die Dehnung der Feder 11 nicht proportional der Druckzunahme ist. nimmt das Verhältnis der vom Balg 21 aufgefangenen Kraft und der elastischen Reaktionskraft des Gelenks 24 zum Druck mit zunehmenden Druck ab. Daher ist die Zunahme der auf den Stimmgabelschwinger 9 einwirkenden Dehnungskraft größer als die Zunahme des Drucks, so daß eine dem einwirkenden Druck proportionale Frequenzänderung erreicht wird.

Die Fig. 10 und 11 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung. Bei diesen Ausführungsformen ist die Vorrichtung in Form einer Lastzelle ausgebildet, die die Kombination aus einem Prüfring und einem Stimmgabelschwinger umfaßt. Fig. 10 zeigt eine Zuglastzelle mit einem Prüfring 30 und einem innerhalb des Rings mittels biegsamer Aufhänger 10 und einer gekrümmten Feder 31 angeordneten Stimmgabelschwingers 9. Wenn Kräfte W ausgeübt werden, um den Prüfling 30 auseinanderzuziehen, werden die Kraft und die Dehnung nicht direkt sondern über die gekrümmte Feder 31 auf den Stimmgabelschwinger 9 übertragen. Die gekrümmte Feder 31 besitzt eine nichtlineare Beziehung zwischen der Axialkraft F und der Verschiebung y ähnlich der ringförmigen Feder der vorangehenden Ausführungsform. Auf diese Weise kann die Linearität der Frequenzänderung f des Stimmgabelschwingers 9 wesentlich verbessert werden.

Fig. 11 zeigt eine Drucklastzelle mit einem Prüfring 30, einem Stimmgabelschwinger 9, biegsamen Aufhängern 10 und einer gekrümmten Feder 31. Auch bei dieser Ausführungsgform läßt sich in gleicher Weise wie bei der von Fig. 10 eine Verbesserung der Linearität erreichen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die nichtlineare gekrümmte Feder 31 auch mit anderen Federmechanismen als den in den Fig. 10 und 11 gezeigten Prüfringen 30 kombiniert werden kann. Beispielsweise könnte bei der in Fig. 8(a) dargestellten Ausführungsform die ringförmige Feder 11 entfallen und die gekrümmte Feder zwischen dem Zugband 14 und dem Vorsprung 8 vorgesehen werden.

Wie voranstehend erläutert, ergeben sich mit der Waage oder Lastmeßvorrichtung gemäß der Erfindung folgende Vorteile:

1) Durch Einsetzen einer nichtlinearen Feder einfachen Aufbaus wie einer ringförmigen Feder oder einer gekrümmten Feder zwischen dem Schwingungslastfühler oder Kraft-Frequenzumsetzer und einem ortsfesten Teil oder im Lastübertragungsweg kann die Nichtlinearität des Lastfühlers im wesentlichen beseitigt werden, so daß man eine billige und genaue Waage oder Lastmeßvorrichtung erhält.
2) Die Last kann ohne Verwendung eines Mikroprozessors linear gemessen werden. Wenn die Nichtlinearität durch Berechnung mittels eines Mikrocomputers oder anderer elektronischer Schaltungen kompensiert wird, kann die Kompensation durch einfache Mittel kompensiert und die Linearität stark verbessert werden.
3) Bei der bekannten Waage ist der Meßbereich der Frequenz Δ fm/f ₀ wegen der Nichtlinearität des Lastfühlers auf etwa 10% beschränkt. Bei der vorliegenden Erfindung kann der Meßbereich infolge der Abschwächung der Grenzen für die Linearität auf 20% oder mehr erweitert werden. Dies bedeutet, daß Fehler infolge einer Drift und Verschiebung des Nullpunkts, eine Hysteresis und Nichtreproduzierbarkeit relativ veringert werden können. Auf diese Weise wird die Genauigkeit nicht nur in bezug auf die Linearität erhöht.

Claims

1. Lastmeßvorrichtung umfassend einen Lastfühler mit einem Schwingungselement (9), dessen Schwingungsfrequenz sich nach Maßgabe der auf das Schwingungselement einwirkenden Kraft (F) ändert, gekennzeichnet durch eine nichtlineare Feder (11, 11′, 31) zur Übertragung der zu messenden Last auf den Lastfühler (9) in einem Verhältnis, das sich abhängig von der zu messenden Last ändert, derart, daß die Frequenzänderung des Lastfühlers (9) proportional der zu messenden Last ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Feder (11, 11′, 31) so gestaltet ist, daß das Verhältnis F/W der auf den Lastfühler (9) einwirkenden Kraft F zur zu messenden Last W sich linear mit der Last W ändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Feder (11, 11′, 31) so gestaltet ist, daß ihre Federkonstante mit zunehmender Zugkraft oder Druckkraft zunimmt oder abnimmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Feder (11) eine ringförmige Feder ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Feder (31) eine gekrümmte Feder ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Feder eine Blattfeder (11′), ist, deren wirksame Länge mit Zunahme der ausgeübten Last kürzer wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastfühler (9) zwischen einem ortsfesten Teil (1, 7) und einem Gestänge (2, 3, 4), auf das die zu messende Last einwirkt, angeordnet ist und daß sich die nichtlineare Feder zwischen dem Lastfühler (9) und dem ortsfesten Teil (1) befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (2, 3, 4) ein Parallelogrammgestänge ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastfühler (9) zwischen einem ortsfesten Teil (1, 7) und einem Ende eines Hebels (12) angeordnet ist und die nichtlineare Feder (11) zwischen dem anderen Ende des Hebels (12) und einem Gestänge (2, 3, 4), auf das die zu messende Last einwirkt, angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (2, 3, 4) ein Parallelogrammgestänge ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastfühler (9) über die nichtlineare Feder (11) zwischen einem freien Ende eines Hebels (25) und einem ortsfesten Teil (20) angeordnet ist und sich zwischen dem Hebel (25) und dem ortsfesten Teil (20) ein Balg (21) sich befindet, wobei die zu messende Last als Druck in den Balg eingeführt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastfühler (9) über die nichtlineare Feder (31) in einem Prüfring (30) angeordnet ist.

13. Vorrichtungn nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Feder (31) eine gekrümmte Feder ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastfühler (9) ein Stimmgabelschwinger ist.