DE3743073A1

DE3743073A1 - Electromagnetic force-compensating balance having an optical position sensor

Info

Publication number: DE3743073A1
Application number: DE19873743073
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr Maaz; Udo Dr Wedeken; Eduard Bierich; Eberhard Stadler
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1988-07-07

Abstract

For a balance following the principle of electromagnetic force compensation, having a cylindrical permanent magnet system (14), a magnet cover (73/74) and having a coil (13) for generating the opposing force, it is proposed to accommodate the transmitter (71) and the receiver (72) of the optical position sensor within the magnet cover (73/74). The slit aperture (20) of the optical position sensor, which projects from below into the region between the transmitter (71) and the receiver (72), then forms a compact unit with a carrier (7) - for example the end of a reduction lever - and the coil (13), and mutual displacements in the case of temperature changes and temperature gradients occur only minimally. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Waage nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation mit einem zylindrischen Permanentmagnetsystem, mit einem Magnet deckel, der zumindest teilweise aus einem Material hoher Permeabilität besteht und zur magnetischen Abschirmung des Permanentmagnetsystems dient, mit einer Spule im Luft spalt des Permanentmagnetsystems zur Erzeugung der be lastungsabhängigen Gegenkraft, mit einem optischen Lagensensor und mit einem Regelverstärker zur Regelung des Stromes durch die Spule.The invention relates to a scale based on the principle electromagnetic force compensation with one cylindrical permanent magnet system, with a magnet lid, at least partially made of a high material Permeability exists and for magnetic shielding of the Permanent magnet system is used with a coil in the air gap of the permanent magnet system to generate the be load-dependent counterforce, with an optical Position sensor and with a control amplifier for controlling the Current through the coil.

Waagen dieser Art sind allgemein bekannt und beispiels weise im DE-GM 84 16 544 beschrieben. Sender und Empfänger des optischen Lagensensors befinden sich dort am gehäuse festen Systemträger, während die Schlitzblende des optischen Lagensensors am Ende des Übersetzungshebels befestigt ist. In Fig. 1 ist das Prinzip des optischen Lagensensors nochmal zur Erläuterung gezeigt: Ein Sender 102 sendet Licht aus, das durch den Schlitz 107 in einer Schlitzblende 106 teilweise auf die beiden lichtempfindlichen Flächen 104 und 105 eines optischen Empfängers 103 fällt. Der Sender 102 und der Empfänger 103 sind an gehäusefesten Teilen 101 befestigt, während die Schlitzblende 106 mit den beweglichen Teilen der Waage verbunden ist und sich mit diesen - in Fig. 1 in senk rechter Richtung - bewegt; dadurch ändert sich die Licht verteilung auf den beiden lichtempfindlichen Flächen 104 und 105 und es ergibt sich ein der Auslenkung der Schlitz blende 106 proportionales elektrisches Differenzsignal. (Die Form und die Bauart des Schlitzes sind dabei für die Funktion unwesentlich; auch ein rundes Loch in einem Blech oder ein lichtdurchlässiger Bereich in einer ansonsten lichtundurchlässig beschichteten Glasplatte - um nur zwei Beispiele zu nennen - sollen unter "Schlitzblende" ver standen werden. Ebenso soll unter "Licht" z.B. auch infrarotes oder ultraviolettes Licht verstanden werden.)Scales of this type are generally known and are described, for example, in DE-GM 84 16 544. The transmitter and receiver of the optical position sensor are located there on the system-fixed system carrier, while the slit diaphragm of the optical position sensor is attached to the end of the translation lever. The principle of the optical position sensor is shown again in FIG. 1 for explanation: A transmitter 102 emits light that partially falls through the slit 107 in a slit diaphragm 106 onto the two light-sensitive surfaces 104 and 105 of an optical receiver 103 . The transmitter 102 and the receiver 103 are attached to fixed to the housing parts 101, while the slit diaphragm 106 is connected to the moving parts of the balance and with this - in Figure 1 in the direction perpendicular right - moves. this changes the light distribution on the two light-sensitive surfaces 104 and 105 and it results in a deflection of the slit aperture 106 proportional electrical difference signal. (The shape and design of the slot are insignificant for the function; also a round hole in a sheet or a translucent area in an otherwise opaque coated glass plate - to name just two examples - should be understood as "slot diaphragm""Light" should also be understood to mean, for example, infrared or ultraviolet light.)

Es ist weiterhin aus der DE-OS 30 33 272 bekannt, Sender und Empfänger des optischen Lagensensors am Permanent magnetsystem zu befestigen.It is also known from DE-OS 30 33 272, transmitter and receiver of the optical position sensor on the permanent to fix the magnet system.

Nachteilig an allen diesen bekannten Ausführungen ist, daß der optische Lagensensor, der ja die Lage der Spule im Luftspalt des Permanentmagnetsystems erfassen soll, verhältnismäßig weit von dieser entfernt ist. Dies kann zum Beispiel aufgrund von Temperaturänderungen und/oder Tempe raturgradienten zu einer Relativverschiebung zwischen Spule und Lagensensor führen und damit die Genauigkeit der Waage beeinträchtigen.A disadvantage of all these known designs is that the optical position sensor, which is the position of the coil in the To detect the air gap of the permanent magnet system, is relatively far from this. This can lead to Example due to temperature changes and / or temp rature gradient to a relative displacement between the coil and position sensor and thus the accuracy of the scale affect.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, aus dem Permanent magnetsystem, der Spule und dem optischen Lagensensor eine kompakte Einheit zu bilden, die Temperaturunterschiede und dadurch verursachte Lagenänderungen minimiert.The object of the invention is therefore from the permanent magnet system, the coil and the optical position sensor compact unit to form the temperature differences and changes in position caused by this are minimized.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einer Waage der eingangs genannten Art der Sender und der Empfänger des optischen Lagensensors innerhalb des Magnetdeckels untergebracht sind.According to the invention this is achieved in that Scales of the type of transmitters and the Optical position sensor receiver within the Magnetic cover are housed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter ansprüchen.Advantageous configurations result from the sub claims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 2 bis 11 beschrieben. Die Fig. 1 wurde bereits beim Stand der Technik erläutert.The invention is described below with reference to FIGS. 2 to 11. The FIG. 1 was already explained in the prior art.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Waage, Fig. 2 shows a longitudinal section through the scale,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Übersetzungshebel aus Fig. 2, Fig. 3 is a plan view of the translation lever of FIG. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Magnetdeckel aus Fig. 2, Fig. 4 is a plan view of the magnet cover shown in Fig. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Magnetdeckel in einer zweiten Ausgestaltung, Fig. 5 is a plan view of the magnetic cover in a second embodiment,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Magnetdeckel in einer dritten Ausgestaltung, Fig. 6 is a plan view of the magnetic cover in a third embodiment,

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Magnetdeckel in einer vierten Ausgestaltung, Fig. 7 is a plan view of the magnetic cover in a fourth embodiment,

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Magnetdeckel in einer fünften Ausgestaltung, Fig. 8 is a plan view of the magnetic cover in a fifth embodiment,

Fig. 9 einen Schnitt durch den Magnetdeckel und das Permanentmagnetsystem in einer anderen Materialkombination, Fig. 9 shows a section through the magnetic lid and the permanent magnet system in a different material combination,

Fig. 10 eine Draufsicht auf den Übersetzungshebel in einer anderen Ausgestaltung und Fig. 10 is a plan view of the transmission lever in another embodiment and

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der Quertraverse aus Fig. 10 in einer anderen Ausgestaltung. FIG. 11 shows a perspective view of the cross-beam from FIG. 10 in another embodiment.

Die elektrische Waage in Fig. 2 besteht aus einem gehäuse festen Systemträger 1, an dem über zwei Lenker 4 und 5 mit den Gelenkstellen 6 ein Lastaufnehmer 2 in senkrechter Richtung beweglich befestigt ist. Der Lastaufnehmer 2 trägt in seinem oberen Teil die Lastschale 3 zur Aufnahme des Wägegutes und überträgt die der Masse des Wägegutes ent sprechende Kraft über ein Koppelelement 11 auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels 7. Der Übersetzungshebel 7 ist durch zwei Federgelenke 8 am Systemträger 1 gelagert. Am längeren Hebelarm des Übersetzungshebels 7 ist eine Spule 13 befestigt. Die Spule 13 befindet sich im Luft spalt eines Permanentmagnetsystems 14 und erzeugt die belastungsabhängige Gegenkraft. Die Größe des Stromes durch die Spule 13 wird dabei in bekannter Weise durch den optischen Lagensensor 20, 21, 22 und den Regelverstärker 16 so geregelt, daß Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Wägegutes und der elektromagnetisch erzeugten Gegenkraft herrscht. Der elektrische Anschluß 23 zur Spule 13 ist dabei in Fig. 2 nur ganz schematisch angedeutet. Der Strom durch die Spule 13 erzeugt am Meßwiderstand 15 eine Meß spannung, die einem Analog/Digital-Wandler 17 zugeführt wird. Das digitalisierte Ergebnis wird von einer digitalen Signalverarbeitungseinheit 18 übernommen und in der An zeige 19 digital angezeigt.The electrical scale in Fig. 2 consists of a housing-fixed system carrier 1 , to which a load receiver 2 is fastened in a vertical direction by means of two links 4 and 5 with the articulation points 6 . The load receiver 2 carries in its upper part the load shell 3 for receiving the goods to be weighed and transmits the force corresponding to the mass of the goods to be weighed via a coupling element 11 to the shorter lever arm of the translation lever 7 . The transmission lever 7 is supported on the system carrier 1 by two spring joints 8 . A coil 13 is attached to the longer lever arm of the transmission lever 7 . The coil 13 is in the air gap of a permanent magnet system 14 and generates the load-dependent counterforce. The size of the current through the coil 13 is controlled in a known manner by the optical position sensor 20 , 21 , 22 and the control amplifier 16 so that there is a balance between the weight of the goods to be weighed and the electromagnetically generated counterforce. The electrical connection 23 to the coil 13 is only indicated schematically in FIG. 2. The current through the coil 13 generates a measuring voltage across the measuring resistor 15 , which is fed to an analog / digital converter 17 . The digitized result is taken over by a digital signal processing unit 18 and displayed digitally in the display 19 .

Der optische Lagensensor besteht aus dem Strahlungs sender 21, dessen Stromversorgung der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurde, dem Strahlungsempfänger 22 und der Schlitzblende 20. Der Strahlungssender 21 und der Strahlungsempfänger 22 sind am Deckel 24 des Permanent magnetsystems 14 befestigt, nähere Einzelheiten werden später anhand von Fig. 4 erläutert. Die Schlitzblende 20 ist am Übersetzungshebel 7 befestigt. Die Schlitz blende 20 befindet sich dabei etwa in der Verlängerung der Achse der Spule 13 auf der gegenüberliegenden Seite des Übersetzungshebels 7. Durch diese Anordnung bilden das hintere Ende des Übersetzungshebels 7, die Spule 13 und die Schlitzblende 20 eine kompakte, geometrisch sehr stabile Einheit.The optical position sensor consists of the radiation transmitter 21 , the power supply of which has been omitted for the sake of clarity, the radiation receiver 22 and the slit diaphragm 20th The radiation transmitter 21 and the radiation receiver 22 are attached to the lid 24 of the permanent magnet system 14 , further details will be explained later with reference to FIG. 4. The slit diaphragm 20 is attached to the transmission lever 7 . The slot aperture 20 is located approximately in the extension of the axis of the coil 13 on the opposite side of the transmission lever 7 . As a result of this arrangement, the rear end of the transmission lever 7 , the coil 13 and the slit diaphragm 20 form a compact, geometrically very stable unit.

Der Übersetzungshebel 7 ist in Fig. 3 nochmal alleine in Draufsicht in einer beispielhaften Ausgestaltung gezeigt. Außer der schon beschriebenen Spule 13 und der Schlitz blende 20 erkennt man eine vordere Quertraverse 9, die die beiden Federgelenke 8 trägt und auf deren gegenüber liegenden Seite das Koppelelement 11 mittels einer Mutter 10 auf einem Gewindestift 12 befestigt ist. Die Dicke der vorderen Quertraverse 9 bestimmt also die Länge des kürzeren Hebelarms des Übersetzungshebels 7.The transmission lever 7 is shown again in FIG. 3 alone in a top view in an exemplary embodiment. In addition to the already described coil 13 and the slit aperture 20 , a front cross-member 9 can be seen, which carries the two spring joints 8 and on the opposite side of which the coupling element 11 is fastened by means of a nut 10 on a threaded pin 12 . The thickness of the front crossmember 9 thus determines the length of the shorter lever arm of the transmission lever 7 .

Fig. 4 zeigt in einer Draufsicht auf den Magnetdeckel 24 in einer gegenüber den Fig. 2 und 3 vergrößerten Dar stellung die Einzelheiten des optischen Lagensensors. Der Strahlungssender 21 befindet sich auf einer kleinen Pla tine 26, der Strahlungsempfänger 22 befindet sich ebenfalls auf einer kleinen Platine 27. Beide Platinen sind in einem Teil 25 befestigt, zum Beispiel eingeklebt. Das Teil 25 weist neben der Öffnung 28 für die beiden Platinen eine zylindrische Außenfläche auf, mit der es in ein ent sprechendes rundes Loch im Magnetdeckel 24 paßt. Dadurch ist eine senkrechte Verschiebbarkeit von Sender und Empfänger gegeben. Die Fixierung nach der Montage und Justage erfolgt in bekannter Weise z.B. durch eine nicht dargestellte Madenschraube. Kann auf die Justierbarkeit verzichtet werden, so kann selbstverständlich das Teil 25 wegfallen und das etwa rechteckige Loch 28 befindet sich direkt im Magnetdeckel 24 (in Fig. 4 muß man sich dazu nur den Kreis 25 wegdenken.). Weiter erkennt man in Fig. 4 die Fahne 20, die am Übersetzungshebel 7 befestigt ist und von unten in die Öffnung 28 hineinragt. Fig. 4 shows a plan view of the magnetic cover 24 in an enlarged position compared to FIGS . 2 and 3 Dar the details of the optical position sensor. The radiation transmitter 21 is located on a small board 26 , the radiation receiver 22 is also located on a small board 27 . Both boards are fastened in a part 25 , for example glued in. The part 25 has in addition to the opening 28 for the two boards on a cylindrical outer surface with which it fits into a corresponding round hole in the magnetic cover 24 . This allows the transmitter and receiver to be moved vertically. The fixation after assembly and adjustment is carried out in a known manner, for example by a grub screw, not shown. If the adjustability can be dispensed with, the part 25 can of course be omitted and the approximately rectangular hole 28 is located directly in the magnetic cover 24 (in FIG. 4, one only has to imagine the circle 25 ). Next to 4, the flag 20, which is attached to the transmission lever 7 and protrudes from below into the opening 28 seen in FIG..

Fig. 5 zeigt den Magnetdeckel in einer zweiten Ausge staltung. Der Magnetdeckel 34 weist hier ein rundes Loch 33 und einen Schlitz 35 längs eines Durchmessers auf. Der Schlitz 35 hat etwa eine Tiefe von 1/2 bis 2/3 der Dicke des Magnetdeckels 34. Im Schlitz 35 sind zwei längliche Platinen 36 und 37 befestigt, wobei die Pla tine 36 den Strahlungssender 31 trägt und die Platine 37 den Strahlungsempfänger 32. Die rückseitigen Anschlüsse 38 des Strahlungssenders 31 ragen durch die Platine 36 hindurch und sind dort im Loch 33 gut zugänglich für den elektrischen Anschluß. Genauso ragen die Anschlüsse 39 des Strahlungsempfängers 32 durch die Platine 37 hindurch und können dort ebenfalls elektrisch angeschlossen werden. Durch den Schlitz 35 ist ein Tiefenanschlag für die Platinen vorhanden, so daß eine sehr reproduzierbare Be festigung - zum Beispiel Klebung - der Platinen im Magnet deckel 34 möglich ist. Selbstverständlich braucht der Schlitz nicht die volle Länge des Durchmessers des Magnet deckels 34 zu besitzen, es reicht eine Länge entsprechend der Länge der Platinen 36 und 37. Genauso kann der Schlitz 35 seitlich etwas versetzt sein, falls man für die Anschlüsse 38 mehr Platz braucht als für die Anschlüsse 39 oder umgekehrt. Weiter erkennt man in Fig. 5 wieder die Schlitzblende 20, die mit dem beweglichen Teil der Waage verbunden ist. Fig. 5 shows the magnetic cover in a second configuration. The magnetic cover 34 here has a round hole 33 and a slot 35 along one diameter. The slot 35 has a depth of about 1/2 to 2/3 of the thickness of the magnetic cover 34 . In the slot 35 , two elongated boards 36 and 37 are attached, the board 36 carries the radiation transmitter 31 and the board 37 the radiation receiver 32nd The rear connections 38 of the radiation transmitter 31 protrude through the circuit board 36 and are easily accessible in the hole 33 for the electrical connection. In the same way, the connections 39 of the radiation receiver 32 protrude through the circuit board 37 and can also be electrically connected there. Through the slot 35 , a depth stop for the boards is available, so that a very reproducible loading - for example gluing - the boards in the magnetic cover 34 is possible. Of course, the slot does not need to have the full length of the diameter of the magnetic cover 34 , a length corresponding to the length of the plates 36 and 37 is sufficient. Likewise, the slot 35 can be slightly offset laterally if more space is required for the connections 38 than for the connections 39 or vice versa. Next to 5 seen in FIG. Again the slit diaphragm 20, which is connected to the movable part of the scale.

In Fig. 6 ist eine dritte Ausgestaltung des Magnetdeckels gezeigt. Der Magnetdeckel 44 weist hier nur einen Schlitz 45 längs eines Durchmessers auf, der in der Mitte so weit vertieft ist, daß hier eine Öffnung 43 entsteht. Durch diese Öffnung 43 ragt von unten die Schlitzblende 20 hindurch. Der Strahlungssender 41 ist auf einer länglichen Platine 46 montiert, wobei hier davon ausgegangen ist, daß die Kontaktierung auf der Vorderseite erfolgt und die Platine mit der Rückseite und der Unterkante direkt an der Seitenfläche bzw. an der Unterseite des Schlitzes 45 anliegen kann. Die elektrischen Anschlüsse erfolgen dann an dem Teil der Platine 46, der über den Magnetdeckel 44 hinausragt. Die Verbindung von Platine und Magnetdeckel kann wieder durch Kleben erfolgen. In gleicher Weise erfolgt die Befestigung und Kontaktierung des Strahlungs empfängers 42 auf einer länglichen Platine 47. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt in der einfachen Fertigbarkeit, da sich die Bearbeitung des Magnetdeckels auf einen Fräs vorgang für den Schlitz 45 einschließlich der Öffnung 43 beschränkt. In FIG. 6, a third embodiment of the magnetic cover is shown. The magnetic cover 44 here has only one slot 45 along a diameter which is deepened in the middle to such an extent that an opening 43 is formed here. The slit diaphragm 20 projects through this opening 43 from below. The radiation transmitter 41 is mounted on an elongated board 46 , here it is assumed that the contact is made on the front and the board with the back and the bottom edge can rest directly on the side surface or on the underside of the slot 45 . The electrical connections are then made on the part of the circuit board 46 which projects beyond the magnetic cover 44 . The circuit board and the magnetic cover can be connected again by gluing. In the same way, the attachment and contacting of the radiation receiver 42 takes place on an elongated circuit board 47 . The advantage of this configuration lies in the ease of manufacture, since the machining of the magnetic cover is limited to one milling process for the slot 45 including the opening 43 .

Eine vierte Ausgestaltung des Magnetdeckels ist in Fig. 7 gezeigt. Hier weist der Magnetdeckel 54 ein mittiges Loch 55, das rund oder - wie gezeichnet - etwa rechteckig sein kann, und zwei gestrichelt gezeichnete radiale Bohrungen 50 und 53, die von gegenüberliegenden Stellen des Außenrandes bis zum mittigen Loch 55 verlaufen, auf. Diese radialen Bohrungen 50 und 53 verlaufen nicht mittig im Magnetdeckel 54, sondern sind so weit nach oben versetzt, daß sie die obere Begrenzungsebene anschneiden und dort schmale Schlitze 57 und 58 entstehen. Diese Ausgestaltung ist für solche Strahlungssender und -empfänger gedacht, die auf einer kleinen Kreisplatte mit einer Fahne als Ver längerung aufgebaut sind. Diese Fahne kann dann durch die schmalen Schlitze ragen, so daß die schmalen Schlitze gleichzeitig für eine Verdrehsicherung von Sender und Empfänger sorgen. In Fig. 7 ist daher der Strahlungs sender 51 nur gestrichelt innerhalb der Bohrung 50 ge zeichnet und nur seine Fahne 59 ist im schmalen Schlitz 58 zu erkennen. Genauso erkennt man vom gestrichelt gezeich neten Strahlungsempfänger 52 nur die Fahne 56 im schmalen Schlitz 57.A fourth embodiment of the magnetic cover is shown in FIG. 7. Here, the magnetic cover 54 has a central hole 55 , which can be round or - as drawn - approximately rectangular, and two radial bores 50 and 53 , shown in dashed lines, which run from opposite locations on the outer edge to the central hole 55 . These radial bores 50 and 53 do not run centrally in the magnetic cover 54 , but are offset so far up that they cut the upper boundary plane and narrow slots 57 and 58 are formed there. This embodiment is intended for such radiation transmitters and receivers, which are built on a small circular plate with a flag as an extension. This flag can then protrude through the narrow slots, so that the narrow slots simultaneously ensure that the transmitter and receiver are secured against rotation. In Fig. 7, the radiation transmitter 51 is therefore only dashed lines within the bore 50 ge and only its flag 59 can be seen in the narrow slot 58 . Likewise, from the radiation receiver 52 shown in dashed lines, only the flag 56 in the narrow slot 57 can be seen .

In Fig. 8 ist eine fünfte Ausgestaltung des Magnet deckels gezeigt. Der Magnetdeckel 64 weist hier einen Schlitz 65, ein mittiges Loch 63 und eine radiale Bohrung 60 senkrecht zum Schlitz 65 auf. Die radiale Bohrung 60 ist, genauso wie bei Fig. 7 beschrieben, so weit nach oben versetzt, daß ein schmaler Schlitz 68 entsteht, in der die Fahne 69 des Strahlungssenders 61 geführt wird. Der Strahlungsempfänger 62 sitzt auf einer Platine 67, die im Schlitz 65 festgeklebt ist. Die Kontaktierung des Strahlungsempfängers 62 kann entweder auf der Rückseite der Platine 67 im hinteren Teil 66 des mittigen Loches 63 er folgen. Genausogut kann die Platine 67 jedoch - wie bei Fig. 6 gezeichnet - länger ausgebildet werden und die Kon taktierung kann im Bereich außerhalb des Magnetdeckels 64 erfolgen. Diese Ausgestaltung ist besonders günstig, wenn der Strahlungssender 61 in runder Bauform vorliegt, während der Strahlungsempfänger 62 in flacher Bauform vorliegt.In Fig. 8, a fifth embodiment of the magnetic cover is shown. The magnetic cover 64 here has a slot 65 , a central hole 63 and a radial bore 60 perpendicular to the slot 65 . The radial bore 60 is, as described in FIG. 7, offset so far up that a narrow slot 68 is formed in which the flag 69 of the radiation transmitter 61 is guided. The radiation receiver 62 sits on a circuit board 67 which is glued in the slot 65 . The contacting of the radiation receiver 62 can either follow it on the back of the circuit board 67 in the rear part 66 of the central hole 63 . Just as well, the circuit board 67 can - as drawn in FIG. 6 - be made longer and the contacting can take place in the area outside the magnetic cover 64 . This configuration is particularly favorable if the radiation transmitter 61 is of a round design, while the radiation receiver 62 is of a flat design.

Bisher ist davon ausgegangen worden, daß der Magnetdeckel ganz aus einem Material besteht; damit der Magnetdeckel seine abschirmende Funktion erfüllt, muß dies Weicheisen oder ein ähnliches Material hoher Permeabilität sein. Es ist jedoch auch möglich, den Magnetdeckel als Sandwich- Konstruktion aus zwei verschiedenen Materialien aufzubauen. Dies ist in Fig. 9 gezeigt. Der Magnetdeckel besteht hier aus einer Scheibe 73 aus beliebigem Material und einer dünnen Hülse 74 aus Weicheisen. Die Scheibe 73 hat hier ein mittiges Loch 70, das in der oben beschriebenen Weise den Strahlungssender 71 und den Strahlungsempfänger 72 der optischen Abtastung trägt; in das Loch 70 ragt von unten die Schlitzblende 20 hinein. Das Permanentmagnetsystem 14, die Spule 13 und der Übersetzungshebel 7 können wie in Fig. 1 ausgestaltet sein. Die Scheibe 73 kann in einer der oben beschriebenen verschiedenen Ausgestaltungen ausgeführt sein, wobei je nach Ausführung die Weicheisenhülse 74 oben ganz geschlossen sein kann oder oben ein mittiges Loch aufweist.So far it has been assumed that the magnetic cover consists entirely of one material; In order for the magnetic cover to perform its shielding function, this must be soft iron or a similar material with high permeability. However, it is also possible to construct the magnetic lid as a sandwich construction from two different materials. This is shown in Figure 9. The magnetic cover here consists of a disk 73 made of any material and a thin sleeve 74 made of soft iron. The disk 73 here has a central hole 70 which carries the radiation transmitter 71 and the radiation receiver 72 of the optical scanning in the manner described above; the slit diaphragm 20 projects into the hole 70 from below. The permanent magnet system 14 , the coil 13 and the transmission lever 7 can be configured as in FIG. 1. The disk 73 can be embodied in one of the various configurations described above, depending on the embodiment the soft iron sleeve 74 can be completely closed at the top or has a central hole at the top.

In Fig. 10 ist nochmals der Übersetzungshebel in einer anderen Ausgestaltung gezeigt. Der Übersetzungshebel 77 ist hier am Ende gabelförmig in zwei Teile 76 und 78 aufge spalten. Eine Quertraverse 75 verbindet diese beiden Teile 76 und 78 und trägt auf der Unterseite die Spule 13 und auf der Oberseite die Schlitzblende 20. Die Quer traverse 75 kann zum Beispiel aus demselben Material wie der Übersetzungshebel 76, 77, 78 bestehen - zum Beispiel aus Aluminium oder Messing. Sie kann aber auch aus Keramik bestehen, um die in der Spule 13 erzeugte Wärme nicht so stark zum Übersetzungshebel 76, 77, 78 zu übertragen. Die Schlitzblende könnte dann zum Beispiel auch als dünne Scheibe mit Schlitz einstückig mit der Quertraverse 75 ausgeformt sein. Die Richtung der Schlitzblende - parallel zur Quertraverse 75 oder parallel zum Teil 77 des Übersetzungshebels - ist dabei beliebig. Genauso kann selbstverständlich auch in allen vorher beschriebenen Ausgestaltungen, bei denen der Übersetzungshebel 7 direkt als Träger für die Spule 13 und die Schlitzblende 20 diente, die Ebene der Schlitzblende senkrecht - wie ge zeichnet - oder parallel zum Übersetzungshebel 7 liegen. Der Magnetdeckel muß dann nur entsprechend jeweils um 90° gedreht werden.In Fig. 10, the transmission lever is again shown in a different configuration. The translation lever 77 is forked at the end in two parts 76 and 78 up. A crossbar 75 connects these two parts 76 and 78 and carries the coil 13 on the underside and the slit diaphragm 20 on the top. The cross traverse 75 can for example consist of the same material as the transmission lever 76 , 77 , 78 - for example aluminum or brass. However, it can also consist of ceramic in order not to transmit the heat generated in the coil 13 so strongly to the transmission lever 76 , 77 , 78 . The slit diaphragm could then, for example, also be formed in one piece with the crossbar 75 as a thin disk with a slit. The direction of the slit diaphragm - parallel to the crossbar 75 or parallel to part 77 of the transmission lever - is arbitrary. In the same way, of course, in all of the configurations described above, in which the transmission lever 7 served directly as a carrier for the coil 13 and the slit diaphragm 20 , the plane of the slit diaphragm is vertical, as shown, or parallel to the translation lever 7 . The magnetic cover then only has to be turned 90 ° accordingly.

In Fig. 11 ist nochmal eine gegenüber Fig. 10 abgewandelte Bauart der Quertraverse gezeigt. Diese Quertraverse 85 ist als Stanzbiegeteil mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet. Der waagerechte Steg des U ist dabei auf beiden Seiten länger ausgebildet, so daß Laschen 83 und 84 entstehen, mit denen die Quertraverse 85 von unten an die beiden Teile 76 und 78 des Übersetzungshebels 77 (in Fig. 10) angeschraubt werden können. Der eine senkrechte Steg 87 weist über seine gesamte Länge die gleiche Höhe auf, während der andere Steg 86 in der Mitte verlängert ist, so daß eine Schlitz blende 80 entsteht. Diese Variante erlaubt eine sehr einfache Herstellung der Quertraverse und der Schlitz blende. FIG. 11 again shows a type of cross-beam modified compared to FIG. 10. This crossbar 85 is designed as a stamped and bent part with a U-shaped cross section. The horizontal web of the U is longer on both sides, so that tabs 83 and 84 are formed, with which the crossbar 85 can be screwed from below to the two parts 76 and 78 of the transmission lever 77 (in FIG. 10). One vertical web 87 has the same height over its entire length, while the other web 86 is extended in the middle, so that a slit aperture 80 is formed. This variant allows a very simple manufacture of the crossbar and the slit diaphragm.

Claims

1. Balance based on the principle of electromagnetic force compensation

- with a cylindrical permanent magnet system,
with a magnetic cover, which at least partially consists of a material of high permeability and is used for magnetic shielding of the permanent magnet system,
- With a coil in the air gap of the permanent magnet system to generate the load-dependent counter force,
- With an optical position sensor and
- with a control amplifier for regulating the current through the coil,

characterized in that the transmitter ( 21 , 31 , 41 , 51 , 61 , 71 ) and receiver ( 22 , 32 , 42 , 52 , 62 , 72 ) of the optical position sensor within the magnetic cover ( 24 , 34 , 44 , 54 , 64 , 73 / are housed 74).

2. Scales according to claim 1, characterized in that the magnetic cover ( 24 , 34, ) has a central hole ( 28 , 33 ).

3. Scales according to claim 2, characterized in that the magnetic cover ( 34 ) additionally sets a slot ( 35 ) along a diameter or so slightly laterally that it still meets the central hole ( 33 ).

4. Scales according to claim 1, characterized in that the magnetic cover ( 44 ) has a slot ( 45 ) approximately along a diameter and that this slot ( 45 ) in the middle of the magnetic cover ( 44 ) is recessed so far that at this point a through opening ( 43 ) is ent.

5. Balance according to claim 1, characterized in that the magnetic cover ( 54 ) has a central hole ( 55 ) and two radial bores ( 50 , 53 ) which run from opposite locations of the outer edge to the central hole ( 55 ).

6. Scales according to claim 1, characterized in that the magnetic cover ( 64 ) a central hole ( 63 ), a slot ( 65 ) along a diameter or so slightly offset laterally that it still meets the central hole ( 63 ), and has a radial bore ( 60 ) perpendicular to the slot ( 65 ), which ends in the central hole ( 63 ).

7. Balance according to one of claims 5 or 6, characterized in that the radial (s) bore (s) ( 50 , 53 , 60 ) does not run / run in the middle of the magnetic cover ( 54 , 64 ), but to the upper or lower limit level is / are offset.

8. Balance according to claim 7, characterized in that the radial (s) hole (s) ( 50 , 53 , 60 ) cuts / cut the upper or lower boundary plane.

9. Balance according to one of claims 1 to 8, characterized in that the magnetic cover ( 24 , 34 , 44 , 54 , 64 ) consists entirely of a material of high permeability.

10. Scales according to one of claims 1 to 8, characterized in that the magnetic cover ( 73 ) consists of any material and on the one boundary plane loading a layer ( 74 ) made of a material with high permeability.

11. Balance according to one of claims 1 to 10, characterized in that a carrier ( 7 , 75 , 85 ) extends approximately along a diameter at least partially through the permanent magnet system ( 14 ) and on the top or bottom the coil ( 13th ) and on the opposite side carries the slit diaphragm ( 20 , 80 ) of the optical position sensor.

12. Scales according to claim 11, characterized in that the carrier ( 85 ) is designed as a stamped and bent part with a U-shaped cross section, the slit diaphragm ( 80 ) of the optical position sensor being formed by the extension of one of the legs ( 86 ).

13.Scale according to claim 11, characterized in that the carrier ( 75 ) consists of ceramic.