DE3832561C2

DE3832561C2 -

Info

Publication number: DE3832561C2
Application number: DE3832561A
Authority: DE
Inventors: Henning Dipl.-Ing. 2380 Schleswig De Franke
Original assignee: Kuehnezug Hebezeuge 2381 Schuby De GmbH
Current assignee: Kuehnezug Hebezeuge 2381 Schuby De GmbH
Priority date: 1988-09-24
Filing date: 1988-09-24
Publication date: 1991-02-21
Also published as: DE3832561A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schal tungsanordnung zum Bestimmen der Masse eines schweren Körpers.

Ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. des An spruchs 5 sind aus der US 27 58 830 bekannt. Dabei wird ein elektro-mechanisches Wattmeßgerät eingesetzt.

Derartige elektro-mechanische Wattmeßgeräte sind nicht ausreichend genau.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte Verfahren bzw. die vorbekannte Schaltungs anordnung derart weiterzubilden, daß die Masse eines schweren Körpers mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 4 geben vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens an. Gegenstand der An sprüche 5 bis 8 ist eine Schaltungsanordnung zur Durch führung dieses Verfahrens.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanord nung zur Durchführung des hier vorgeschla genen Verfahrens,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Meßanordnung, und

Fig. 3 eine zeitliche Darstellung der zu erfas senden Größen.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsanord nung zur Durchführung des Verfahrens bestehend aus ei ner Meßschaltung und einer Auswerteschaltung. Die Meß schaltung dient dazu, Signale zu erzeugen, aus denen die von dem Elektromotor jeweils aufgenommene Wirklei stung erfaßt werden kann. Diese Signale werden auf eine Mikroprozessoreinheit (MPU) gegeben, die über wenig stens einen Tabellenspeicher verfügt. Das Ergebnis wird sodann auf einer Digitalanzeige angegeben.

Fig. 2 zeigt die Einzelheiten der Schaltungsanordnung. Diese besteht aus einem Operationsverstärker 10, der die Spannung über einer der Ankerwicklungen des Elek tromotors mißt, sowie einem zweiten Operationsverstär ker, der den Strom durch eine der Ankerwicklungen des Elektromotors mißt. Das Ausgangssignal des ersten Ope rationsverstärkers wird auf einen ersten Fensterkompara tor 14 gegeben, der einen Impuls erzeugt, dessen Breite der während eines Umlaufs des Motors der Ankerwicklung anliegenden Spannung entspricht. Ein zweiter Fenster komparator 16 erzeugt einen Impuls, dessen Breite der während eines Umlaufs des Elektromotors durch dessen Ankerwicklung fließenden Stroms entspricht.

Fig. 3 verdeutlicht, wie die Fensterkomparatoren 14, 16, an denen jeweils eine Sinusschwingung anliegt, Si gnale erzeugen, deren Breite der Amplitude der Sinus schwingung entspricht. Fig. 3 verdeutlicht weiter, daß der zeitliche Abstand zwischen dem sinusförmigen Ver lauf der Spannung und derjenigen des Stromes eine Aus sage über den Phasenwinkel ϕ macht.

Diese Signale werden über Optokoppler 22 bzw. 24 an die Auswerteschaltung weitergegeben. Diese Auswerteschal tung weist wenigstens einen Tabellenspeicher auf, in den eine Sinustabelle eingelesen ist. In einem zweiten Tabellenspeicher ist eine Cosinustabelle eingelesen.

Die Ermittlung der Wirkleistung erfolgt anhand folgen der Formel:

P = K(1/sin T_u) (1/sin T_i) cos ϕ

Durch einfache Multiplikation der für die jeweiligen Werte aus den Tabellenspeichern ausgelesenen Werte wird somit die Wirkleistung (bzw. ein zu der Wirkleistung im wesentlichen proportionaler Wert) ausgelesen. Dieser Wert entspricht der von dem Elektromotor gehaltenen Last und damit der Masse des zu wiegenden schweren Kör pers.

Durch Vorsehung eines weiteren Tabellenspeichers, der die jeweilige Motortemperatur berücksichtigt, kann die Genauigkeit weiter erhöht werden. Es ist zu erwarten, daß die Stabilität dieser Meßvorrichtung so groß ist, daß eine Eichfähigkeit erreicht werden kann.

Die weiter vorgeschlagene Ausgabe des Meßergebnisses nur dann, wenn mehrere nacheinander ermittelte Meßer gebnisse zumindest im wesentlichen übereinstimmen, ver hindert Meßfehler und stellt zum anderen sicher, daß während einer Beschleunigungsphase sich ergebende Meß werte nicht ausgegeben werden.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen der Masse eines schweren Körpers, bei dem der schwere Körper durch einen aus ei nem Elektromotor und einer Seilwinde bestehenden Elek trozug oder Hubwerk bewegt wird, die von dem Elektromo tor bei Bewegen des schweren Körpers aufgenommene Wirk leistung erfaßt wird und die Masse des schweren Körpers aus der bei Bewegen des schweren Körpers aufgenommenen Wirkleistung ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Elektromotor aufgenommene Wirkleistung durch Messen der Spannung über wenigstens einer der Ankerwick lungen, Messen des Stromes durch wenigstens eine der An kerwicklungen und Messen des Phasenwinkels ϕ zwischen Ankerspannung und Ankerstrom unter Verwendung wenigstens eines zuvor entsprechend mit Sinusfunktionswerten be schriebenen Tabellenspeichers ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines zweiten Tabellenspeichers, in den Kennlinienwerte des jeweiligen Elektromotors eingelesen sind.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ge kennzeichnet durch Erfassen der jeweiligen Temperatur des Elektromotors und Berücksichtigen der Temperatur bei dem Ermitteln der Masse des schweren Körpers aus der von dem Elektromotor aufgenommenen Wirkleistung.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ermitteln der von dem Motor aufge nommenen Wirkleistung über mehrere Umläufe des Elektro motors und Ausgeben eines Meßergebnisses bei Stabilisie rung der einzeln ermittelten Meßergebnisse.

5. Schaltungsanordnung zum Bestimmen der Masse eines durch einen aus einem Elektromotor und einer Seilwinde bestehenden Elektrozug oder Hubwerk bewegten schweren Körpers, mit einer Einrichtung zum Erfassen der von dem Elektromotor bei Bewegen des schweren Körpers aufgenom menen Wirkleistung und zum Ermitteln der Masse des schweren Körpers aus der bei Bewegen des schweren Kör pers aufgenommenen Wirkleistung, gekennzeichnet durch

- einen ersten Operationsverstärker (10) zum Messen der Spannung über einer der Ankerwicklungen des Elektro motors,
- einen zweiten Operationsverstärker (12) zum Messen des Stromes durch eine der Ankerwicklungen des Elektro motors,
- einen ersten Fensterkomparator (14) zum Erzeugen eines Impulses, dessen Breite der während eines Umlaufs des Motors an der Ankerwicklung anliegenden Spannung entspricht,
- einen zweiten Fensterkomparator (16) zum Erzeugen eines Impulses, dessen Breite der während eines Umlaufs des Motors durch die Ankerwicklung fließenden Stroms entspricht,
- eine Einrichtung zum Erfassen der dem Phasenwinkel entsprechenden zeitlichen Differenz der Mitten dieser Impulse, und
- eine mit einem Mikroprozessor (18) und wenigstens einem Tabellenspeicher (20) versehenen Auswerteschal tung.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, gekennzeich net durch Optokoppler (22, 24) zum Übertragen der Aus gangssignale des ersten bzw. des zweiten Fensterkompara tors (14, 16) zu der Auswerteschaltung.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, da durch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen zweiten Tabellenspeicher (24) aufweist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung eine Einrichtung zum Berücksichtigen der Temperatur des Elektromo tors aufweist.