EP0352312A1 - Waage und verfahren zur eichung und zum betrieb der waage - Google Patents

Waage und verfahren zur eichung und zum betrieb der waage

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Publication number
EP0352312A1
EP0352312A1 EP19890901052 EP89901052A EP0352312A1 EP 0352312 A1 EP0352312 A1 EP 0352312A1 EP 19890901052 EP19890901052 EP 19890901052 EP 89901052 A EP89901052 A EP 89901052A EP 0352312 A1 EP0352312 A1 EP 0352312A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mass
weight
balance
dynamometer
load carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19890901052
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mario Gallo
Johannes Wirth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wirth Gallo Messtechnik AG
Original Assignee
Wirth Gallo Messtechnik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wirth Gallo Messtechnik AG filed Critical Wirth Gallo Messtechnik AG
Publication of EP0352312A1 publication Critical patent/EP0352312A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/01—Testing or calibrating of weighing apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G21/00—Details of weighing apparatus
    • G01G21/24—Guides or linkages for ensuring parallel motion of the weigh-pans
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/002—Means for correcting for obliquity of mounting

Definitions

  • the present invention relates to a scale as a real mass meter, in which the weight of the goods to be weighed is compared with the weight of a reference mass, which scale only has to be calibrated by the manufacturer, and the mass without re-calibration, both when misaligned and when gravitational acceleration g deviates from the normal value of the goods to be weighed correctly, whereby the misalignment can amount to a noticeable reduction in the acceleration due to gravity.
  • Such scales are known per se, for example from CH-PS 492 961 and CH Pat. Anm. 03 791 / 87-5. Like the old - purely mechanical - shop scales with weight stones or the tilt scales, they work according to the principle of constantly comparing the mass of the weighing sample with the reference mass.
  • those which are disclosed in the two cited documents consist of two force gauges which are hardcuffed by means of a sensor.
  • the object that is to be achieved with the present invention is to create a balance that compares the weight of the goods to be weighed with the weight of a reference mass, and whose independence from misalignment and local deviations from the standard value of gravitational acceleration is achieved with little effort.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a first exemplary embodiment with a direct-acting reference mass
  • FIG. 2 shows a schematic view of a second exemplary embodiment with a translated reference mass
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment with an elastically reducing parallel guide and direct-acting reference mass
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment translated more effective
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment with a removable weighing pan.
  • the first exemplary embodiment according to FIG. 1 consists of a frame 1, a load carrier 2, which is guided in parallel by two plates 4, 5, which are mounted in joints 3.
  • the weight of the goods to be weighed - represented by a weight stone 8 in FIG. 1 - is transferred to a dynamometer 7 via a stilt 6.
  • the load carrier 2 is hard bound.
  • a mass 9 is also attached to the load carrier 2.
  • the effective weights of the plates 4, 5, the weight of the load carrier 2 and that of the mass 9 together form the reference force which acts on the dynamometer 7 when the load carrier 2 is empty.
  • the electrical signals emitted by the dynamometer - analog or digital - are fed into a computer 10 via a cable 11.
  • the computer 10 is connected to the frame. It goes without saying in the sense of the invention to make the cable 11 so long that the computer 10 can stand on its own.
  • the embodiment according to FIG. 2 is basically constructed in the same way as that of FIG. 1. The change lies in the way in which the mass 9 is fastened and acts. With the frame 1, a support 13 is fixedly connected, which carries a lever 15 on a joint 14.
  • the mass 9 is attached. Their weight acts on the load carrier 2 via a tension band 16 which is articulated both on the load carrier 2 and on the lever 15.
  • the present has the advantage that the mass 9 can be made smaller, as a result of which the weight of the scales is reduced.
  • FIG. 3 A further exemplary embodiment is shown in FIG. 3.
  • the lower part of the force meter is known from CH patent application 03040 / 87-4. He be stands from a base plate 32 on which a frame 21 is attached. Two plates 25, 28 articulated on this frame 21 and with band joints 26, 27 on a load carrier 22.
  • a stilt 17 runs diagonally through the parallel guide formed by the elements mentioned, which transmits the forces to be measured to the dynamometer 7.
  • a weighing plate 36 is attached to the load carrier 22, which in turn carries the mass 9.
  • the weighing sample is again symbolized by the weight stone 8.
  • the hard restraint takes place here also via the stilt 17 and the dynamometer 7.
  • a stop 35 is provided in order to protect the elastic parallel guide against overload.
  • the connection from the dynamometer 7 to the computer 10 again takes place via the cable 11.
  • the weight of the mass 9 is again introduced via a translation.
  • On the upper plate 23, one end of a lever 18 is attached, which carries the mass 9 at its other end.
  • the other parts of the scales are the same as in the exemplary embodiment according to FIG. 3.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 5 is based - for example - on that according to FIG. 3.
  • the inventive concept also includes building on the exemplary embodiment according to FIG. 4.
  • a supporting structure for example a plate 29, is fastened on the load carrier 22 here.
  • This plate 29 carries four pins 30 (only two of them are shown in FIG. 5 because of the side view). These pins 30 are inserted into suitable fits 31, which are attached to the underside of a weighing pan 37, which can now be removed.
  • the four pins 30 are the only mechanical parts which are led out of a closed casing 38 through openings 39.
  • the weighing pan 37 is not part of the reference mass here. It is further included in the inventive concept to provide the plate 29 with a number of pins 30 which differs from four. In the case of a round weighing pan 37, three pins 30 prove to be useful; when using a small weighing pan - as is usual with analytical balances - a single pin 30 is displayed. In the latter case, the plate 29 can be omitted and the pin 30 is attached directly to the load carrier 22. It goes without saying that this also means that Number - and possibly also the execution - of the fits 31 is changed accordingly.
  • FIG. 5 Another exemplary embodiment, not shown (the reference numerals refer to elements in FIG. 5), consists in that a plurality of dynamometers 7 - for example three of them - are fastened on a base plate 32.
  • Each dynamometer 7 carries in principle the same mass 9 on which a pin 30 is attached.
  • Each dynamometer 7 with its mass 9 is enclosed in a casing 38 with an opening 39 from which the pin 30 protrudes.
  • the number and arrangement of the pins 30 corresponds to a number and arrangement of fits 31 on the underside of a weighing bridge which is carried by the aforementioned dynamometers 7 with the aid of the pins 30.
  • Each dynamometer 7 is calibrated as described below.
  • the weight of the goods to be weighed is determined by adding up the weight results of the individual dynamometers in the computer 10.
  • the masses 9 can be dispensed with.
  • Both the calibration and the determination of the reference forces of the individual dynamometers are then essentially based on the mass of the weighing bridge alone.
  • a common prerequisite for all the exemplary embodiments mentioned is the use of a dynamometer 7 corresponding to the prior art, in which the force introduced is clearly converted into an electrical signal. If this is a digital electrical signal, such as in the case of piezo quartz or vibrating string transducers, further processing is carried out directly by the computer 10.
  • an AD converter is used between the dynamometer 7 and the computer 10 interposed.
  • Linearization and computational compensation of the temperature response of the dynamometer 7 or, if need be, of the entire dynamometer are still state of the art. The linearized and temperature-compensated balance is now verified by the manufacturer.
  • empty scale means "balance in reference state". For the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4, this means literally: there is nothing on the laser carrier 2 or the weighing plate 36. For the exemplary embodiment according to FIG. 5, the weighing pan 37 is removed. When the scale is empty and horizontal, the computer (10) determines a reference value Ri or R2.
  • the values determined by the computer (10) are M 1 and M 2 . These four values are first stored in a read-only memory assigned to the computer (10).
  • R 1 V + a (g o + ⁇ g) m R cos ⁇ 1
  • R 2 V + a (g o + ⁇ g) m R cos ⁇ 2
  • V elastic preload
  • a proportionality factor m
  • ⁇ i angle of inclination of the balance
  • M 1 V + a (g o + ⁇ g ) (m R + m L ) cos ⁇ 1
  • M 2 V + a (g o + ⁇ g ) (m R + m L ) cos ⁇ 2
  • R 1 V + cm R (1)
  • M 1 V + c (m R + m L ) (3)
  • M 2 V + c (m R + m L ) ⁇ (1 + e) (4)
  • R x V + a (g o + ⁇ g) m
  • R cos ⁇ x V + ag (1 + h x ) m
  • the calibration values R 1 and L 1 and the mass value m L of the calibration weight have to be finally saved.
  • the sizes R 2 , M 1 , M 2 and L 2 can be deleted after the size P (G1. (12)) has been formed from them.
  • the zero value range can be symmetrical or asymmetrical, depending on the drift behavior and the calibration regulations.
  • the determination of the reference quantity R x is a prerequisite for each subsequent weighing when the computer 10 is switched on.
  • the weighing pan 37 must be removed in the exemplary embodiment according to FIG. 5.
  • the weight of the weighing pan 37 then effects the first weighing after the determination of the reference quantity R x and is automatically subtracted as a tare from all subsequent weighing results. If another weighing pan 37 is to be put on, the scales according to the invention return to the reference state, R x is determined again, and the weight of the new weighing pan 37 is stored as a new tare. Further tare operations, which are susceptible to the state of the art, must be carried out by the operator of the scale.

Landscapes

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  • Cash Registers Or Receiving Machines (AREA)

Description

Waage und Verfahren zur Eichung und zum Betrieb der Waage
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Waage als echten Massenmesser, bei der das Gewicht des Wägegutes mit dem Gewicht einer Referenzmasse verglichen wird, welche Waage nur beim Hersteller geeicht werden muss und sowohl bei Schiefstellung als auch bei vom Normalwert abweichender Schwerebeschleunigung g ohne Nacheichung die Masse des Wägegutes richtig ermittelt, wobei die Schiefstellung einer merklichen Verkleinerung der Schwerebeschleunigung gleichkommen kann. Solche Waagen sind an sich bekannt, beispielsweise aus der CH-PS 492 961 und der CH Pat. Anm. 03 791/87-5. Diese arbeiten, wie die alten - rein mechanischen - Krämerwaagen mit Gewichtsteinen oder die Neigungswaagen, nach dem Prinzip des stetigen Vergleichs der Masse des Wägegutes mit der Referenzmasse. Anders als die einspielenden und selbsteinspielenden mechanischen Waagen bestehen diejenigen, die in den zwei genannten Schriften offenbart sind, aus zwei über je einen Fühler hart gefesselten Kraftmessern.
Ferner sind auch einfache Kraftmesser bekannt, die als Waagen benützt werden. Diese sogenannten Waagen arbeiten aber nur unter folgenden Bedingungen korrekt:
- Korrekte Nivellierung
- örtliche Eichung mit einer Eichlast bekannter Masse
- erschütterungsfreier Wägebetrieb.
Die Aufgabe, die mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, liegt in der Schaffung einer Waage, die das Gewicht des Wägegutes mit dem Gewicht einer Referenzmasse vergleicht, und deren Unabhängigkeit von Schiefstellung und lokalen Abweichungen vom Normwert der Schwerebeschleunigung mit kleinem Aufwand erreicht wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe trägt die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale in bezug auf die Vorrichtung und jene des Patentanspruches 12 in Bezug auf das Verfahren.
Anhand der beiliegenden Zeichnung werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Ansicht eines~ersten Ausführungsbeispieles mit direkt wirkender Referenzmasse, Fig. 2 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles mit übersetzter Referenzmasse, Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit elastisch untersetzender Parallelführung und direkt wirkender Referenzmasse Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel mit übersetzt wirkender
Referenzmasse. Fig, 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel mit abnehmbarer Waagschale.
Das erste Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 besteht aus einem Gestell 1, einem Lastträger 2, der durch zwei Platten 4,5, die in Gelenken 3 gelagert sind, parallel geführt wird. Das Gewicht des Wägegutes - in Fig. 1 durch einen Gewichtstein 8 dargestellt - wird über eine Stelze 6 auf ein Dynamometer 7 übertragen. Dadurch ist der Lastträger 2 hart gefesselt.
Am Lastträger 2 ist ferner eine Masse 9 befestigt. Die wirksamen Gewichte der Platten 4,5, das Gewicht des Lastträgers 2 und das der Masse 9 bilden zusammen die Referenzkraft, die bei leerem Lastträger 2 auf das Dynamometer 7 wirkt. Die vom Dynamometer abgegebenen elektrischen Signale - analog oder digital - werden über ein Kabel 11 in einen Rechner 10 eingespeist. In Fig. 1 ist der Rechner 10 mit dem Gestell verbunden. Es ist selbstverständlich im Sinne der Erfindung, das Kabel 11 so lang zu machen, dass der Rechner 10 für sich stehen kann. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist grundsätzlich gleich aufgebaut wie jenes von Fig. 1. Die Aenderung liegt in der Art, wie die Masse 9 befestigt ist und einwirkt. Mit dem Gestell 1 ist eine Stütze 13 fest verbunden, die an einem Gelenk 14 einen Hebel 15 trägt. Am Ende des Hebels 15 ist die Masse 9 befestigt. Ihr Gewicht wirkt über ein sowohl am Lastträger 2, als auch am Hebel 15 gelenkig gelagertes Zugband 16 auf den Lastträger 2. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel hat das vorliegende den Vorteil, dass die Masse 9 kleiner gemacht werden kann, wodurch das Gewicht der Waage sinkt. Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. Der untere Teil des Kraftmessers ist bekannt aus der CH-Patentanmeldung 03040/87-4. Er be steht aus einer Grundplatte 32, auf der ein Gestellt 21 befestigt ist. Zwei Platten 25, 28 an diesem Gestell 21 und mit Bandgelenken 26, 27 an einem Lastträger 22 angelenkt. Zwischen dem oberen Teil des Lastträgers 22 und dem unteren Teil des Gestells 21 verläuft diagonal durch die von den genannten Elementen gebildete Parallelführung eine Stelze 17, die die zu messenden Kräfte auf das Dynamometer 7 überträgt. Auf dem Lastträger 22 ist eine Waagplatte 36 befestigt, die ihrerseits die Masse 9 trägt. Das Wägegut ist wiederum durch den Gewichtsstein 8 versinnbildlicht. Die harte Fesselung erfolgt auch hier über die Stelze 17 und das Dynamometer 7. Zusätzlich ist ein Anschlag 35 vorgesehen, um die elastische Parallelführung vor Ueberlast zu schützen. Die Verbindung vom Dynamometer 7 zum Rechner 10 erfolgt wiederum über das Kabel 11. In Fig. 4 wird das Gewicht der Masse 9 wiederum über eine Uebersetzung eingeführt. An der oberen Platte 23 ist das eine Ende eines Hebels 18 befestigt, der an seinem anderen Ende die Masse 9 trägt. Die übrigen Teile der Waage sind gleich, wie im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3. Das Ausführungsbeilspiel gemäss Fig. 5 beruht - beispielsweise - auf jenem gemäss Fig. 3. Es ist jedoch im Erfindungsgedanken mitenthalten, auf dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 aufzubauen. Anstelle der Waagplatte 36 ist hier ein Tragwerk, beispielsweise eine Platte 29, auf dem Lastträger 22 befestigt. Diese Platte 29 trägt vier Stifte 30 (in Fig. 5 sind der Seitenansicht wegen nur zwei davon dargestellt). Diese Stifte 30 werden in geeignete Passungen 31 eingeführt, welche auf der Unterseite einer - nun abnehmbaren - Waagschale 37 angebracht sind. Die vier Stifte 30 sind die einzigen mechanischen Teile, die aus einer geschlossenen Verschalung 38 durch Oeffnungen 39 herausgeführt sind. Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1 bis 4 ist die Waagschale 37 hier nicht Teil der Referenzmasse. Es ist weiter im Erfindungsgedanken enthalten, die Platte 29 mit einer von vier abweichenden Zahl von Stiften 30 zu versehen. Im Falle einer runden Waagschale 37 erweisen sich drei Stifte 30 als zweckmässig; bei Verwendung einer kleinen Waagschale - wie bei Analysenwaagen üblich - ist ein einziger Stift 30 angezeigt. Im letztgenannten Fall kann auf die Platte 29 verzichtet werden, und der Stift 30 wird direkt auf dem Lastträger 22 angebracht. Es ist selbstverständlich, dass damit auch die Zahl - und allenfalls auch die Ausführung - der Passungen 31 entsprechend verändert wird.
Ein weiteres, nicht gezeichnetes, Ausführungsbeispiel (die Bezugszeichen beziehen sich auf Elemente in Fig. 5) besteht darin, dass eine Mehrzahl von Dynamometern 7 - beispielsweise deren drei - auf einer Grundplatte 32 befestigt sind. Jedes Dynamometer 7 trägt eine im Prinzip gleiche Masse 9, auf der ein Stift 30 befestigt ist. Jedes Dynamometer 7 mit seiner Masse 9 ist eingeschlossen in eine Verschalung 38 mit einer Oeffnung 39, aus der der Stift 30 herausragt. Der Zahl und Anordnung der Stifte 30 entspricht eine Zahl und Anordnung von Passungen 31 an der Unterseite einer Waagbrücke, die von den genannten Dynamometern 7 mithilfe der Stifte 30 getragen wird. Jedes Dynamometer 7 wird geeicht, wie nach-, folgend beschrieben. Die Ermittlung des Gewichtes des Wägegutes erfolgt durch Aufsummieren der Gewichtsresultate der einzelnen Dynamometer im Rechner 10. Bei schwerer Waagbrücke kann auf die Massen 9 verzichtet werden. Sowohl die Eichung als auch die Bestimmung der Referenzkräfte der einzelnen Dynamometer beruhen dann im Wesentlichen auf der Masse der Waagbrücke allein. Gemeinsame Voraussetzung für alle genannten Ausführungsbeispiele ist die Verwendung eines dem Stand der Technik entsprechenden Dynamometers 7, bei dem die eingeleitete Kraft eindeutig in ein elektrisches Signal umgesetzt wird. Ist dieses ein digitales elektrisches Signal, wie beispielsweise bei Piezoquarz - oder Schwingsaiten-Wandlern, so erfolgt die Weiterverarbeitung direkt durch den Rechner 10. bei analogen elektrisehen Signalen, wie beispielsweise bei Dehnmessstreifen-Wandlern, wird zwischen Dynamometer 7 und Rechner 10 ein AD-Wandler zwischengeschaltet. Immer noch Stand der Technik sind Linearisierung und rechnerische Kompensation des Temperaturganges des Dynamometers 7 oder allenfalls des ganzen Kraftmessers. Die so linearisierte und temperaturkompensierte Waage wird nun beim Hersteller geeicht.
Das Eichverfahren besteht aus folgenden Massnahmen: Die erste Eichung wird bei horizontaler Waage vorgenommen (Neigungswinkel α1 ); die zweite mit schiefgestellter Waage (α2). Obwohl prinzipiell α1 = 0 angestrebt wird, ist dies einerseits nie mit völliger Sicherheit realisierbar, anderseits - wie gezeigt wird - auch nicht nötig. Der nachfolgend wieder holt verwendete Begriff "leere Waage" bedeutet immer "Waage im Referenzzustande". Für die Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 1 bis 4 heisst dies wörtlich: Es befindet sich nichts auf dem Lassträger 2 bzw. der Waagplatte 36. Für das Ausführungsbeispiel gemäss Fig 5 heisst es: Die Waagschale 37 ist abgenommen. Bei leerer und horizontaler Waage wird vom Rechner (10) je ein Referenzwert Ri bzw. R2 ermittelt. Dann wird die Waage - wiederum je horizontal und schiefgestellt - mit einem Voll-Last bewirkenden Eichgewicht der Masse m belastet. Die vom Rechner (10) ermittelten Werte sind M1 bzw. M2 . Diese vier Werte werden zunächst gespeichert in einem dem Rechner (10) zugeordneten Festwertspeicher.
Eich- und Wägeverfahren beruhen nun auf folgenden Ueberlegungnen und
Rechnungen:
Da grundsätzlich mit einer, an sich nicht genau bekannten, elastischen
Vorlast ausgegangen wird, gilt für die Referenzwerte
R1 = V + a(go +Δg)mR cos α1
R2 = V + a(go + Δg)mR cos α2
wo V = elastische Vorlast a = Proportionalitätsfaktor mR = wirksame Referenzmasse αi = Neigungswinkel der Waage
Δg = Abweichung der Schwerebeschleunigung vom Normwert g0 , wobei Δg≷0. g = go +Δg.
Für die Voll-Lastwerte M1 und M2 gilt ferner
M1 = V + a(go +Δg)(mR + mL )cos α1 M2 = V + a(go + Δg)(mR + mL )cos α2
Es darf davon ausgegangen werden, dass sowohl V, als auch a, mR ,α1 ,α2 und Δg nicht genau bekannt sind. Für die rechnerische Behandlung werden einige Umformungen vorgenommen: Es sei a(go +Δg)cos α1 = ago(1+h1) = ag, da sich Schiefstellung gleich auswirkt, wie eine Aenderung von g. Ferner sei a(go +Δg)cos α2 = ago(1+h2)
= ag(1+e) Nennt man noch ag = c, so gilt
R1 = V + cmR (1)
R2 = V + cmR(1+e) (2)
M1 = V + c(mR + mL) (3) M2 = V + c(mR + mL)·(1+e) (4)
Der interessierende Differenzwert zwischen Voll-Last und Referenzwert ist dann
L1 = M1 - R1 = cmL (5)
L2 = M2 - R2 = cmL(1+e) (6)
Diese Werte L1 ,L2 werden ebenfalls gespeichert. Daran schliessen sich noch einige rechnerische Verarbeitungen an, die nachfolgend erläutert sind.
Bei einer Wägung einer unbekannten Masse mx unter unbekannten Schwere- und Neigungsverhältnissen gilt für den Referenzwert (bei leerer Waage)
Rx = V + a(go +Δg )mR cos αx = V + ag(1+hx)mR
= V + cmR(1+x) (7) mit 1 = cO+x). Aus
Mx = V + c(1+x)(mR + mx) folgt
Lx = c(1+x)mx (8)
Die aus der Eichung bekannten Grossen sind: R1, R2, L1, L2 und mL; die apparativen Unbekannten sind: c, mR , e, V. Diese ergeben sich, wie folgt: Aus (5): c = L1/m (9)
Aus (5) und (6): e = (L2 - L1)/L1 (10)
Aus (1), (2) und (10): mR = mL(R2 - R1)/(L2 - L1) (11) Setzt man für (R2 - R1)/(L2 - L1) = P (12) so schreibt sich (11) als mR = PmL (13)
Schliesslich folgt aus (1) und (12) V = R1 - cmR
= R1 - PL1 (14)
Unter Berücksichtigung von (9), (13) und (14) erhält man aus (7) 1+x = (Rx - V)/cmR = (Rx -(R1 - PL1))/PL1 (15)
Damit erhält man aus (8) für die gesuchte Grosse mx : mx = x/c(1+x)
= P/(Rx -(R1 - PL1)) (16)
Damit sind für die Ermittlung der unbekannten Masse nur die Eichwerte R1 und L1 und der Massenwert mL des Eichgewichtes endgültig zu speichern. Die Grossen R2 , M1, M2 und L2 können gelöscht werden, nachdem die Grosse P (G1.(12)) daraus gebildet wurde. Für die in (16) explizit vorkommende Referenzgrösse Rx gilt Folgendes: Es ist Stand der Technik, im Rechner 10 einen kleinen Bereich zu defi nieren, den sog. Nullwertbereich. Ist der von der Waage ermittelte Messwert innerhalb dieses Nullwertbereiches, so wird die Waage vom Rechner als leer interpretiert, und der ermittelte Messwert wird als neuer Nullwert gesetzt. Der Nullwertbereich kann symmetrisch oder asymmetrisch gestaltet sein, je nach dem Driftverhalten und den Eichvorschriften. Befindet sich nun die erfindungsgemässe Waage im Referenzzustande (leere Waage, bzw. Waagschale 37 entfernt), und fällt die ermittelte Referenzgrösse Rx in den Nullwertbereich, so wird Rx gespeichert, allenfalls korrigiert um die innnerhalb des Nullwertbereiches zulässige Abweichung. Bis der Referenzzustand wieder eintritt, gilt der gespeicherte Wert Rx für alle folgenden Wägungen.
Die Ermittlung der Referenzgrösse Rx ist bei der Einschaltroutine des Rechners 10 Voraussetzung für jede nachfolgende Wägung. Zu diesem Zweckemuss beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 die Waagschale 37 abgenommen werden. Das Gewicht der Waagschale 37 bewirkt dann die erste Wägung nach der Ermittlung der Referenzgrösse Rx und wird als Tara von allen nachfolgenden Wägeresultaten automatisch subtrahiert. Soll eine andere Waagschale 37 aufgesetzt werden, so kehrt die erfindungsgemässe Waage in den Referenzzustand zurück, Rx wird neu ermittelt, und das Gewicht der neuen Waagschale 37 wird als neue Tara gespeichert. Anfällige weitere Tara-Operationen sind - dem Stande der Technik entsprechend - vom Bediener der Waage vorzunehmen.
Jeder Wägung geht also im Prinzip die Ermittlung der lokalen und momentanen Referenzgrösse R voraus, die vorübergehend gespeichert wird; die Wägung liefert den Wert Lx = Mx - Rx , woraus - wie gezeigt - der Massenwert m des Wägegutes berechnet wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1.Waage als echter Massenmesser, bei der das Gewicht des Wägegutes mit dem Gewicht einer Referenzmasse verglichen wird, welche Waage nur beim Hersteller geeicht werden muss und sowohl bei Schiefstellung als auch bei vom Normalwert abweichender Schwerebeschleunigung g ohne Nacheichung die Masse des Wägegutes richtig ermittelt, wobei die Schiefstellung einer merklichen Verkleinerung der Schwerebeschleunigung gleichkommen kann.,dadurch gekennzeichnet,
- dass ein einziges Dynamometer (7) vorhanden ist, sowohl zur Messung der wirksamen Gewichtskräfte einer festen Masse (9) und weiterer schwerer Teile der Kraftübertragungskette, zuzüglich elastischer Kräfte, die zusammen die Referenzkraft bilden, als auch, bei belasteter Waage, zur Messung der Summe aus Referenzkraft und wirksamer Gewichtskraft des Wägegutes,
- dass ein Rechner (10) mit Festwertspeicher vorhanden ist, zur Speicherung der bei der Eichung ermittelten Grossen und zur Bestimmung der des richtigen Massenwertes (m ) des Wägegutes aus den bei der Eichung gespeicherten und den bei der Ermittelung der Referenzkraft und anschliessenden Wägung aufgenommenen Grossen R1, R2, L1 , L2, Rx, und Lx, und dass im Rechner (10) ein Nullwertbereich vorbestimmt gespeichert ist
2. Waage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Waage besteht aus einem Gestell (1), einem durch zwei Platten (4, 5) parallel geführten Lastträger (2), der das Gewicht des Wägegutes, das wirksame Gewicht einer Masse (9) und der weiteren beweglichen Teile (2, 4, 5) der Waage über eine Stelze (6) an. das einzige Dynamometer (7) überträgt, so dass das einzige Dynamometer (7) dauernd von den wirksamen Gewichten der Masse (9), des Lastträgers (2), der Platten (4, 5) und der Stelze (6) beaufschlagt ist, die zusammen die Referenzkraft bilden, und
- dass bei einer Wägung das Gewicht des Wägegutes von der Stelze (6), zusätzlich zur Referenzkraft, auf das Dynamometer übertragen wird.
3. Waage nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse (9) fest mit dem Lastträger (2) verbunden ist.
4. Waage nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Hebel (15) vorhanden ist, wobei die Masse (9) am einen Ende des Hebels (15) befestigt, das andere Ende des Hebels (15) über ein Gelenk (14) mit dem Gestell (1) verbunden ist, und dass zwischen den zwei Enden des Hebels (15) ein Zugband (16) vorhanden ist, das den Hebel (15) gelenkig mit dem Lastträger (2) verbindet, dergestalt dass die Gewichtskraft der Masse (9) übersetzt auf das Dynamometer (7) einwirkt.
5. Waage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Waage besteht aus einem Gestell (21), einem durch zwei Platten (23, 24) parallel geführten Lastträger (22), wobei die Platten (23, 24) sowohl mit dem Gestell (21), als auch mit dem Lastträger (22) durch elastische Bandgelenke (25 bis 28) verbunden ist,
- dass das Dynamometer (7) diagonal in die von den Elementen (21 bis 28) gebildete Parallelführung eingebaut ist, und von einer Stelze (17), die mit dem Lastträger (22) verbunden ist, beaufschlagt wird,
- dass die Kraft, die die Stelze (17) auf das Dynamometer (7) überträgt, besteht aus den wirksamen Gewichtskräften einer Masse (9) und der Teile (22 bis 28), zusätzlich zu einer eistischen Vorlast, im Referenzzustande der Waage, und im belasteten Zustande zusätzlich der wirksamen Gewichtskraft des Wägegutes.
6. Waage nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse (9) mit dem Lassträger (22) fest verbunden ist.
7. Waage nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Hebel (18) vorhanden ist, dessen eines Ende mit der Platte (23) verbunden ist, und dessen anderes Ende die Masse (9) trägt, dergestalt, dass die Gewichtskraft der Masse (9) übersetzt auf den Lastträger einwirkt.
8. Waage nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastträger (22) eine fest mit ihm verbundenen Waagplatte (36) trägt zur Aufnahme des Wägegutes.
9. Waage nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastträger (22) eine fest mit ihm verbundenen Platte (29) trägt, die mit mindestens einem Stifte (30) versehen ist, dass ferner eine Verschalung (38) vorhanden ist, die mit einer der Zahl der Stifte entsprechenden Zahl von Oeffnungen (39) die Waage umschliesst, dass die Stifte (30) durch die Oeffnungen (39) herausragen und jeder Stift 30 in eine Passung (31) an der Unterseite einer aufsetzbaren Waagschale (37) eingefahren werden kann.
10. Waage nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Stift (30) vorhanden ist, der unter Weglassung der Platte (29) direkt auf dem Lastträger (22) angebracht ist.
11. Waage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, -dass das Dynamometer (7) in mehrfacher Ausführung vorhanden ist,
-dass alle Dynometer (7) mit je einem Stift (30) versehen sind und mit dessen Hilfe gemeinsam eine Waagbrücke tragen, die an ihrer Unterseite eine Zahl und Anordnung von Passungen (31) aufweiset, die der Zahl und Anordnung der Dynamometer (7) entspricht, -dass der Rechner (10) und sein Festwertspeicher die Werte R1,R2,L1, L2, Rx, und Lx jedes Dynamometers (7) speichert und daraus den Massenwert (mx) des Wägegutes aus der Summe der Resultate der einzelnen Dynamometer bildet.
12. Verfahren zur Eichung und zum Betrieb einer Waage nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
- dass bei der Eichung sowohl in horizontaler Lage (Index 1), als auch bei Schiefstellung um den Winkel α2 (Index 2) die Messwerte der leeren Waage (Referenzgrössen R1 , R2) und die Messwerte der mit der Voll -Last entsprechenden Masse (mL) belasteten Waage (M1 , M2) durch den Rechner (10) festgestellt und gespeichert werden, woraus der Rechner die Grossen L1 = M1 - R1
L2 = M2 - R2 und P = (R2 - R1)/(L2 - L1) bildet, worauf die Werte M1, R2, M2, und L2 wieder gelöscht und nur die Werte R1, L1, und P gespeichert bleiben, und zusätzlich die Grosse mL eingegeben wird,
- dass bei Wägung einer unbekannten Masse unter unbekannten Schiefstellungs- und Schwereverhältnissen die Waage im Referenzzustande zuerst die
Referenzgrösse (Rx ) und dann, im belasteten Zustande, die Grosse Mx feststellt, woraus die Grosse Lx= Mx- Rx gebildet, und zusammen mit Rx , vorübergehend gespeichert wird,
- dass aus den im Festspeicher vorhandenen Grossen (R1, L1, P, mL) und den neu aufgenommenen und vorübergehend gespeicherten Werten (Rx , Lx ) die wahre Grosse der zu bestimmenden Masse (mx) berechnet wird nach der
Formel m Lx.ιm_,.P Rx - (R-J-PLT)
13. Verfahren nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzgrösse (Rx )ermittelt wird, sobald sich die Waage im Nullwertbereich befindet.
14. Verfahren nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wägung nach der Bestimmung der Referenzgrösse (Rx ) als Tarawert von jedem nachfolgenden Wägeresultat subtrahiert wird.
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