DE7722255U1

DE7722255U1 - ELECTRODYNAMIC SCALE

Info

Publication number: DE7722255U1
Application number: DE19777722255
Authority: DE
Original assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Current assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1978-08-31

Description

DiPL-ING. LUDEWIG · dipl-phys. BUSE · dipl.-phys. MENTZELDiPL-ING. LUDEWIG graduate phys. BUSE graduate phys. MENTZEL

511 56 WUPPERTAL 2, den 12.7.1977511 56 WUPPERTAL 2, July 12th, 1977

Kennwort: "Einspielzeitverkürzung" Password : "shortening of the break-in period"

Maatschappij van Berkel's 'Patent N.V., Rotterdam/NieäerlandeMaatschappij van Berkel's' Patent N.V., Rotterdam / Nieäerlande

Elektrodynamische WaageElectrodynamic balance

K_nJ Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrodynamische Waage mit wenigstens einer schwingenden Saite, die belastet ist von einer gewichtsmäßig zu bestimmenden, auf einer Lastschale befindlichen Last und mit einem die Saitenschwingungen erzeugenden Frequenzerreger sowie einem die vorliegende Meßfrequenz elektrisch abfühlenden Frequenzaufnehmer, der an ein elektronisches Auswerte- und insbesondere numerisches Anzeigegerät angeschlossen ist, und mit einer die Einspielbewegung der Lastschale bestimmenden Dämpfungseinrichtung. K _n J The invention relates to an electrodynamic balance with at least one vibrating string which is loaded by a load to be determined in terms of weight and located on a load shell and with a frequency exciter that generates the string vibrations and a frequency pickup that electrically senses the present measurement frequency and that is connected to a electronic evaluation and in particular numerical display device is connected, and with a damping device which determines the insertion movement of the load tray.

Bei Waagen aller Art werden Dämpfungseinrichtungen verwendet, um störende Erschütterungen aus der Umwelt auf die Waage und Störeinflüsse durch die aufgelegte Last innerhalb der Waage für die Ermittlung des Gewichts unwirksam zu machen. Ein wichtiger Dämpfungszweck bei Waagen liegt darin, die Einspielzeit des Meßwerks bis zur Anzeige des endgültigen, richtigen Gewichtswerts zu verkürzen. Jedes Meßwerk einer Waage deformiert sich unter den Wirkungen der Last. Je steifer das Meßsystem ist, um so kleiner sind die Deformationen und der Meßweg, aber um so höher liegt die Resonanzfrequenz der Waage.Damping devices are used in all types of scales to prevent disruptive vibrations from the environment on the scales and to prevent interference to make it ineffective for the determination of the weight by the applied load within the scales. An important damping purpose in scales is to reduce the running-in time of the measuring mechanism to Shorten the display of the final, correct weight value. Every measuring mechanism of a scale deforms under the effects of the Load. The stiffer the measuring system, the smaller the deformations and the measuring path, but the higher the resonance frequency the scales.

Elektrodynamische Waagen mit schwingenden Saiten sind ein steifes Meßsystem mit hohen Resonanzfrequenzen, die bei ausreichenderElectrodynamic scales with vibrating strings are a rigid measuring system with high resonance frequencies that, when sufficient

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Firma Maatschappij van Berkel's Patent N.V.Maatschappij van Berkel's Patent N.V.

Dämpfung kurze Einspielzeiten bewirken. Aufgabe der Erfindung ist '■■ Cushioning cause short break-in times. The object of the invention is ' ■■

es aber, die Meßzeiten solcher Saitenwaagen weiter zu verringern, Jit is, however, to further reduce the measuring times of such string scales, J

und die Wiegegeschwindigkeit und Meßgenauigkeit derartiger Waagen ίand the weighing speed and measurement accuracy of such scales ί

weiter zu steigern. ίto increase further. ί

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Dämpfungsein- ;. richtung der eingangs erwähnten Waage aus einem mit der Lastschale 1 beweglichen Permanentmagneten und einer demgegenüber elektromagnetisch wechselwirksam angeordneten, ruhenden Spule besteht, deren ; Magnetfeld gegenphasig zur Störung ausgebildet ist. Im einfachsten
Fall verwendet man eine starre Verbindung des Permanentmagneten mit der Lastschale und läßt ihn von der Spule umschließen.This is achieved according to the invention in that the attenuation input;. direction of the above-mentioned scales consists of a permanent magnet movable with the load tray 1 and a stationary coil, which is arranged in an electromagnetically interacting manner on the other hand; Magnetic field is formed in phase opposition to the disturbance. In the simplest
In this case, a rigid connection between the permanent magnet and the load shell is used and the coil encloses it.

Es zeigt sich, daß sich damit die Einspielzeit der Waage deutlich
herabsetzen läßt auf einen Wert, der von der Resonanzfrequenz des
Meßwerks nicht mehr beschränkt ist. Der Dämpfungsvorgang vollzieht
sich durch gegenphasig zu den Störungen wirksame magnetische Kräfte zwischen dem Dauermagnet und der Spule, deren Steuerung exakt
und mühelos von den ohnehin als Bestandteil des Meßwerks vornan- i denen Frequenzaufnehmern bewirkt wird. Diese Störungen werden da- * bei an der für die Frequenzermittlung der Störung ohnehin meßem- · pfindlichsten Stelle abgeleitet, nämlich der Meßsaite, weshalb
die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Dämpfung überraschend wirkraächtig ist.It can be seen that the break-in time of the balance is clearly evident
can be reduced to a value that depends on the resonance frequency of the
Measuring mechanism is no longer restricted. The damping process takes place
magnetic forces between the permanent magnet and the coil acting out of phase with the disturbances, their control exactly
and is easily effected by the frequency pickups, which are already part of the measuring mechanism. These disturbances are derived at the point that is most sensitive to the frequency determination of the disturbance, namely the measuring string, which is why
the effectiveness of the damping according to the invention is surprisingly effective.

Man verwendet zwar elektromagnetische Stellvorrichtungen zur Änderung der Vorspannung von Meßsaiten (DT-AS 21 56 642), um einen \ Linearitätsfehler der Anzeige zu korrigieren, doch sind diese j Stellvorrichtungen nicht für die Bewegungsdämpfung verwendbar,
vielmehr sind hierfür Dämpfer mit viskoser·. Füllung vorgesehen.Although using electromagnetic actuating devices for changing the bias voltage of Meßsaiten (DT-AS 21 56 642), a \ linearity error of indication to correct, but these j adjusting devices are not suitable for the motion damping,
rather, dampers with a viscous ·. Filling provided.

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Man verwendet Permanentmagnete und Tauchspulenrwar bei elektromagnetischen Kompensations-Wägevorrichtungen (DT-OS 25 02 917), doch sind diese Bauteile Bestandteil des eigentlichen Meßwerks und keiner Dämpfungssteuerung, denn der im Gleichgewichtszustand fließende Kompensationsstrom wird als Maß zur Ermittlung des Gewichts der Last verwendet. Störungen sind auf diese Weise nicht zu beseitigen.Permanent magnets and moving coils are used in electromagnetic Compensation weighing devices (DT-OS 25 02 917), but these components are part of the actual measuring mechanism and not any Damping control, because the compensation current flowing in the equilibrium state is used as a measure for determining the weight of the Load used. Faults cannot be eliminated in this way.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt.The invention is shown schematically in the drawing.

Die Waage besitzt ein Meßwerk 10, welches wenigstens eine schwingungsfähig gelagerte Meßsaite 11 umfaßt. Diese kann repräsentativ für ein mehrsaitiges System angesehen werden, welches beispielsweise außer einer Meßsaite noch eine Referenzsaite umfaßt und wo auch Referenzkräfte neben den von der Last herrührenden Meßkraft | wirksam sind. An der Meßsaite 11 befindet sich ein zugleich als Frequenzaufnehmer wirksamer Frequenzerreger 12, der die MeßsaiteThe balance has a measuring mechanism 10, which is at least one capable of oscillation mounted measuring string 11 includes. This can be viewed as representative of a multi-string system, which for example besides a measuring string also includes a reference string and where also reference forces in addition to the measuring force resulting from the load | are effective. On the measuring string 11 there is a frequency exciter 12 which is also effective as a frequency pick-up and which controls the measuring string

11 zu den gestrichelt angedeuteten Transversalschwingungen 13 anregt. Die Meßsaite 11, die einendig an einem Festpunkt 15 des Waagengestells angebracht ist, steht unter dem Krafteinfluß der auf einer Lastschale 16 befindlichen Last, die entweder unmittelbar oder in der Regel mittelbar durch nicht näher gezeigte, Hebelübersetzungen und Führungen auf das andere Ende 17 der Meßsaite 11 einwirkt und deren mechanische Spannung bestimmt. Hierdurch wird die Eigenfrequenz der Meßsaite 11 verändert, womit ein Maß zur Ermittlung des Gewichts der Last 14 erlangt wird. Der Frequenzaufnehmer11 stimulates the transverse oscillations 13 indicated by dashed lines. The measuring string 11, which ends at a fixed point 15 of the balance frame is attached, is under the force of the load on a load tray 16, either directly or, as a rule, acts indirectly on the other end 17 of the measuring string 11 through lever ratios and guides not shown in detail and their mechanical tension is determined. As a result, the natural frequency of the measuring string 11 is changed, which is a measure for determination of the weight of the load 14 is obtained. The frequency pickup

12 fühlt die Meßfrequenz 13 ab, führt siü einem Verstärker 18 zu, der ein der Meßfrequenz entsprechendes Signal an ein elektronisches Auswertegerät 19 weiterleitet, das eine numerische Gewichtsanzeige 20 in einem zugehörigen Anzeigegerät 21 bewirkt.12 senses the measuring frequency 13, feeds it to an amplifier 18, which forwards a signal corresponding to the measuring frequency to an electronic evaluation device 19, which has a numerical weight display 20 causes in an associated display device 21.

Mit der Lastschale 6 beweglich, vorzugsweise unmittelbar in starrer Verbindung, ist ein Permanentmagnet 22 angeordnet, der von einerMovable with the load tray 6, preferably directly in a rigid manner Connection, a permanent magnet 22 is arranged by a

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Spule 23 umfaßt wird. Der die Spule 23 speisende elektrische Strom wird erfindungsgemäß von der Saitenfrequenz 13 der Meßsaite abgeleitet, die auch den Störungen beim Einspielen des Meßwerks 10 unterworfen ist. Solche Störungen entstehen beim Auflegen der Last 14 auf die Lastschale 16 oder beim Bewegen der Last 14 auf der Lastschale 16. Die Störfrequenzen sind vornehmlich Longitudinalschwingungen. Sie überlagern sich mit der Meßfrequenz und werden als modulierte Frequenzen vom Frequenzaufnehmer 12 erfaßt, der über den Verstärker 18 frequenzmodulierte Signale an einen nachgeschalteten Frequenz-Modulations-Detektor 24 weiterleitet, der die Störfrequenz in ein analoges Spannungssignal v1 umwandelt und über einen Frequenzfilter 25 an einen Verstärker 26 weiterleitet.Coil 23 is included. The electric current feeding the coil 23 is derived according to the invention from the string frequency 13 of the measuring string, which is also subject to the disturbances when the measuring mechanism 10 is loaded is. Such disturbances arise when the load 14 is placed on the load tray 16 or when the load 14 is moved on the Load shell 16. The interference frequencies are primarily longitudinal vibrations. They are superimposed with the measuring frequency and become detected as modulated frequencies by the frequency pickup 12, the frequency-modulated signals via the amplifier 18 to a downstream Frequency modulation detector 24 forwards, which converts the interference frequency into an analog voltage signal v1 and a Frequency filter 25 forwards to an amplifier 26.

Der Frequenzfilter 25 dient zur Sperrung unerwünschter Resonanzen im System. Der Verstärker 26 erzeugt nun einen die Spule 23 durchfließenden ausreichenden Strom, der exakt mit den Störfrequenzen an der Meßsaite 11 synchronisiert ist. Sofern das Meßwerk 10 solchen Störungen unterworfen und noch nicht zur Ruhe gelangt ist, wird eine im Gegensinne wirksame Kraft von der Spule 23 auf den Permanentmagneten 22 ausgeübt. Durch diese der Störbewegung genau entgegengerichtete Kraft wird nahezu verzögerungsfrei die Ruhelage des Meßwerks 10 wieder hergestellt. Bei ausreichender Bemessung der verschiedenen Bauteile ist eine überraschend wirksame, sehr hohe Dämpfung erzielbar. Damit lassen sich störende Einflüsse von Schwingungen des Bodens in der Umgebung der Waage oder von Seiten der Last auf der Lastschale schnellstens unwirksam machen.The frequency filter 25 is used to block unwanted resonances in the system. The amplifier 26 now generates a coil 23 flowing through it sufficient current that is exactly synchronized with the interference frequencies on the measuring string 11. If the measuring mechanism 10 such Is subject to disturbances and has not yet come to rest, an opposing force from the coil 23 is applied to the Permanent magnets 22 exercised. Due to this force, which is directed exactly in the opposite direction to the disturbing movement, the rest position becomes almost instantaneously of the measuring mechanism 10 is restored. If the various components are adequately dimensioned, a surprisingly effective very high damping achievable. This eliminates the disruptive effects of vibrations in the floor in the vicinity of the scale or from the sides make the load on the load tray ineffective as quickly as possible.

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56 WUPPERTAL 2, den 12.7.1977 Kennwort: "Einspielzeitverkürzung"56 WUPPERTAL 2, July 12th, 1977 Password: "shortening of the playing time"

Aufstellung der Bezugszeichen:List of reference symbols:

1010 MeßwerkMeasuring mechanism 1111th MeßsaiteMeasuring string 1212th Frequenzerreger und -aufnehmerFrequency exciter and transducer 1313th Transversalschwingung, MeßfrequenzTransverse oscillation, measuring frequency 1414th Lastload 1515th Festpunkt von 11Fixed point of 11 1616 LastschaleLoad tray 1717th Ende von 11End of 11 1818th Verstärkeramplifier 1919th AuswertegerätEvaluation device 2020th GewichtsanzeigeWeight display 2121 AnzeigegerätDisplay device 2222nd PermanentmagnetPermanent magnet 2323 SpuleKitchen sink 2424 FrequenzdetektorFrequency detector 2525th FrequenzfilterFrequency filter 2626th Verstärkeramplifier 2727 SpeisestromSupply current

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Claims

Expectations :

1. Electrodynamic balance with eLnem at least one oscillating

String comprehensive measuring system, which is loaded by a weight to be determined, located on a load pan load m a frequency exciter generating the string vibrations and a frequency that electrically senses the present measurement frequency transducer, which is connected to an electronic evaluation and display device, and with the import movement of the MeEsystems determining damping device, thereby characterized in that the damping device has a permanent magnet (22) and movable with the load shell (16) has an oppositely electromagnetically interactively arranged, Q) stationary coil (23), the magnetic field of which is in phase opposition to Disorder is formed.

2 «, balance according to claim 1, characterized in that the permanent magnet (22) is rigidly connected to the load tray (16).

3. Scales according to claim 1 or 2, characterized in that the permanent magnet (22) is arranged in the interior of the coil (23).

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