FR2634882A1

FR2634882A1 - ELECTRONIC SCALE WITH CORNER LOAD SENSOR

Info

Publication number: FR2634882A1
Application number: FR8904665A
Authority: FR
Inventors: Guenther Maaz; Udo Wedeken; Eduard Bierich
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1988-04-11
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1990-02-02
Anticipated expiration: 2009-04-10
Also published as: DE3811942C2; GB8907736D0; FR2634882B1; CH677533A5; JP2637230B2; DE3811942A1; GB2219096A; JPH0228521A; GB2219096B

Abstract

Balance électronique à plateau en haut. Le plateau de charge 34 repose sur un récepteur de charge 2 par l'intermédiaire d'un sous-plateau 20 élastiquement flexible. Au récepteur de charge 2 est fixée une plaque 24 plane portant au moins trois capteurs de distance 25 qui mesurent les déformations verticales du sous-plateau 20 relativement à la plaque 24 qui sont fonction de la grandeur de la charge et de son positionnement sur le plateau de charge 34. Comme capteurs de distance on utilise par exemple des capteurs à courant de Foucault ou des capteurs optiques.Electronic scale with top shelf. The load plate 34 rests on a load receiver 2 by means of an elastically flexible sub-plate 20. To the load receptor 2 is fixed a flat plate 24 carrying at least three distance sensors 25 which measure the vertical deformations of the sub-plate 20 relative to the plate 24 which are a function of the size of the load and its positioning on the plate load 34. As distance sensors, eddy current sensors or optical sensors are used, for example.

Description

i L'invention concerne une balance à plateau en haut, avec un plateau deThe invention relates to a top weighing scale, with a plateau of

charge qui, par l'intermédiaire d'un sous-plateau, prend appui sur un récepteur de charge, et avec au moins un capteur qui mesure les couples transmis par le plateau de charge au récepteur de charge. load which, via a sub-tray, is supported on a load receptor, and with at least one sensor that measures the torques transmitted by the load plate to the load receptor.

Des balances de ce genre sont connues, par exemple cel- Scales of this kind are known, for example,

le que décrit le EP 00 55 633. Dans ces balances, il est prévu des extensomètres à fil d'acier pour déterminer le couple, mais, en raison de la faible valeur de son signal de sortie, il est nécessaire d'utiliser une électronique d'exploitation entraînant une dépense élevée. D'autre part, il est prévu dans ces balances des capteurs de distance EP 00 55 633. In these scales, steel wire extensometers are provided for determining the torque, but because of the low value of its output signal, it is necessary to use electronics. operating costs resulting in a high expense. On the other hand, it is provided in these scales distance sensors

capacitifs qui mesurent le déplacement horizontal du sup- capacitors that measure the horizontal displacement of the

port de plateau par rapport à des points fixes solidaires de la boite de la balance. Si la hauteur de la balance tray port relative to fixed points integral with the scale box. If the height of the scale

doit rester peu importante, ce mouvement horizontal est né- should remain small, this horizontal movement is

anmoins très petit et, de façon correspondante, le signal de sortie obtenu est lui aussi petit. De plus, dans ce cas, la flexibilité du parallélogramme articulé de guidage qui, fréquemment, n'est pas linéaire, entre dans le résultat de la mesure, de sorte que le calcul du couple n'en est rendu que plus difficile. Dans les deux modes de réalisation, la présence des capteurs augmente notablement la hauteur hors however, very small and, correspondingly, the output signal obtained is also small. Moreover, in this case, the flexibility of the articulated guide parallelogram, which frequently is not linear, enters into the result of the measurement, so that the computation of the torque is only made more difficult. In both embodiments, the presence of the sensors significantly increases the height off

tout de la balance.all of the balance.

L'invention a pour but de proposer un mode de réalisa- The aim of the invention is to propose a method of

tion de balance à plateau en haut avec capteur de charge top weighing scale with load cell

de coin qui ne nécessite qu'une faible dépense pour les cap- corner that requires only a small amount of money for

teurs et pour l'électronique d'exploitation et qui n'entraî- operators and for operational electronics and which does not

ne pas pratiquement d'augmentation de la hauteur hors tout do not practically increase the overall height

de la balance.of the balance.

Ce résultat est obtenu par l'invention grace au fait que This result is obtained by the invention thanks to the fact that

le plateau inférieur est élastiquement flexible, qu'une pla- the lower plate is elastically flexible,

que sensiblement plane est fixée au récepteur de charge et that substantially flat is attached to the load receptor and

qu'au moins trois capteurs de distance sont fixés à la pla- at least three distance sensors are attached to the

que et mesurent les déformations verticales du plateau in- that and measure the vertical deformations of the in-

férieur par rapport à la plaque qui sont fonction de la grandeur de la charge et de la position de celle-ci sur le plateau de charge. Grace à l'utilisation du déplacement vertical du plateau inférieur, il est possible d'augmenter lower than the plate which is a function of the size of the load and the position of the load on the load plate. Thanks to the use of the vertical displacement of the lower plate, it is possible to increase

fortement la distance entre les capteurs et le point de fi- the distance between the sensors and the point of

xation du plateau inférieur sur le récepteur de charge par the bottom plate on the charge receiver by

rapport à ce qu'elle est lorsqu'on utilise le mouvement ho- compared to what it is when one uses the ho-

rizontal; il en résulte que le signal de sortie des cap- zontal; as a result, the output signal from

teurs de distance est sensiblement plus fort et que la hau- distance is significantly stronger and the

teur hors tout de la balance n'est pratiquement pas influ- The overall weight of the scale is virtually unaffected.

encée. Du fait que les capteurs de distance sont fixés à une plaque qui est elle-même fixée au récepteur de charge, la flexibilité du parallélogramme articulé de guidage ne Encee. Because the distance sensors are attached to a plate which is itself attached to the load receptor, the flexibility of the articulated guide parallelogram

génère pas de signal des capteurs de sorte que les proprié- generates no signal from the sensors so that the properties

tés du parallélogramme articulé n'entrent pas dans le résul- articulated parallelograms do not enter into the result of

tat de la mesure.state of the measure.

Des développements avantageux de l'invention ressortent Advantageous developments of the invention stand out

des sous-revendications.subclaims.

L'invention est décrite ci-après en référence au dessin schématique dans lequel: la figure 1 est une vue perspective d'ensemble de la balance; la figure 2 est une vue en section transversale de la balance avec un schémabloc de l'électronique; The invention is described below with reference to the schematic drawing in which: FIG. 1 is an overall perspective view of the balance; Figure 2 is a cross-sectional view of the scale with schemablock of the electronics;

la figure 3 montre en vue par-dessus un exemple de réa- Figure 3 shows a view over an example of

lisation du plateau inférieur; la figure 4 montre en élévation latérale un capteur de distance optique; la figure 5 représente une coupe du capteur de distance optique selon la figure 4 effectuée suivant la ligne en the lower plateau; Figure 4 shows in side elevation an optical distance sensor; FIG. 5 represents a section of the optical distance sensor according to FIG. 4 taken along the line

traits mixtes V-V.mixed lines V-V.

Dans la vue d'ensemble de la balance que montre la fi- In the overview of the balance shown in the table

gure 1, on peut voir la botte 3, la balance 34, l'affichage 19, une touche de tare 12 et d'autres touches de commande 35. FIG. 1 shows boot 3, scale 34, display 19, tare key 12 and other control keys 35.

La figure 2 montre schématiquement en coupe la balan- Figure 2 shows schematically in section the balancing

ce, la botte 3 étant dans une large mesure supprimée. Le système de pesage est constitué par un support de système 1 auquel un récepteur de charge 2 est fixé déplaçable dans le sens vertical à l'aide de deux pièces de guidage 4 et 5, avec les articulations 6. Le récepteur de charge 2 transmet this, the boot 3 being largely suppressed. The weighing system is constituted by a system support 1 to which a load receptor 2 is fixed displaceable in the vertical direction by means of two guide pieces 4 and 5, with the hinges 6. The load receptor 2 transmits

au bras de charge du levier démultiplicateur 7, par l'inter- to the load arm of the gear lever 7, through the

médiaire d'un élément coupleur 9, la masse du produit pesé. mediator of a coupler element 9, the mass of the weighed product.

Le levier démultiplicateur 7 est monté sur le support de système 1 au moyen d'un joint de cardan à ressort 8. Un corps de bobine avec une bobine 11 est fixé au bras de com- The reduction lever 7 is mounted on the system support 1 by means of a spring-loaded universal joint 8. A coil body with a coil 11 is attached to the compression arm

pensation du levier démultiplicateur 7. La bobine 11 est si- Think of the gear lever 7. The spool 11 is

tuée dans l'entrefer d'un système d'aimant permanent 10 et produit la force de compensation. La grandeur du courant de compensation fourni par la bobine 11 est régulée de façon killed in the gap of a permanent magnet system 10 and produces the compensation force. The magnitude of the compensation current supplied by the coil 11 is regulated so

connue en soi par un capteur de position 16 et un amplifica- known per se by a position sensor 16 and an amplification

teur de réglage 14 de façon à faire régner l'équilibre entre setting 14 so as to balance the balance between

le poids du produit pesé et la force de compensation produi- the weight of the product weighed and the compensating force

te par électromagnétisme. Le courant de compensation donne naissance dans une résistance de mesure 15 à une tension de by electromagnetism. The compensation current gives rise in a measuring resistor to a voltage of

mesure qui est transmise à un convertisseur analogique numé- which is transmitted to a digital analogue converter

rique 17. Le résultat converti en numérique est reçu par une 17. The result converted to digital is received by a

unité de traitement de signaux numériques et affiché numé- digital signal processing unit and displayed numerically

riquement dans l'affichage 19. Ces parties du système de pe- only in the display 19. These parts of the system of

sage de la balance électronique sont connues d'une façon gé- of the electronic scale are known in a general way.

nérale et ne sont donc décrites ci-dessus que succinctement. neral and are therefore described above only briefly.

La liaison du plateau de balance 34 avec le récepteur The connection of the scale plate 34 with the receiver

de charge 2 s'effectue au moyen d'un sous-plateau 20 flexi- load 2 is effected by means of a flexible sub-tray 20.

ble élastiquement qui, d'une part, est lui-même relié à 1' aide de vis 28 par l'intermédiaire d'une entretoise 27 au elastically which, on the one hand, is itself connected by means of screws 28 via a spacer 27 to

récepteur de charge 2 et qui, d'autre part, supporte à l'ai- load receptor 2 and which, on the other hand, supports the

de d'un élément d'appui 30 le plateau de balance 34. La dé- of a supporting element 30 the scale plate 34. The de-

formation de cintrage du sous-plateau 20 qui dépend de la grandeur de la charge reposant sur le plateau de balance et bending formation of the sub-tray 20 which depends on the size of the load resting on the scale plate and

de la position de cette même charge sur le plateau de balan- the position of this same load on the plateau of

ce est déterminée par au moins trois capteurs de distance. it is determined by at least three distance sensors.

Un seul de ces capteurs de distance est visible à la figure 2 o il se présente comme une bobine plate 25. Cette bobine est fixée sur une plaque 24 en matériau isolant et cette plaque 24 est également fixée au récepteur de charge 2. La bobine 25 jouant le rôle de capteur de distance à courant de Foucault mesure la distance avec le sous-plateau 20 qui est fait en tôle électriquement conductrice. La bobine 25 Only one of these distance sensors is visible in Figure 2 o it is a flat coil 25. This coil is fixed on a plate 24 of insulating material and this plate 24 is also attached to the load receptor 2. The coil 25 acting as an eddy current distance sensor measures the distance with the sub-plate 20 which is made of electrically conductive sheet. The coil 25

est reliée par un càblage 26 mobile à un dispositif d'ex- is connected by a mobile cable 26 to an expander device.

ploitation 13 qui, de façon connue en soi, fait dériver de la variation d'impédance de la bobine 25 un signal de ploitation 13 which, in a manner known per se, derives from the impedance variation of the coil 25 a signal of

distance qui est transmis à l'unité de traitement de si- distance which is transmitted to the processing unit of

gnaux numérique 18. L'unité de traitement de signaux numé- 18. The digital signal processing unit

rique 18 peut alors corriger l'erreur de charge de coin 18 can then correct the corner load error

comme le décrit le DE-PS 30 03 862 déjà cité. as described in DE-PS 30 03 862 already cited.

Naturellement, la bobine 25 peut également consister en un ruban conducteur en forme de spirale disposé sur la Naturally, the coil 25 may also consist of a conductive spiral ribbon disposed on the

face supérieure de la plaque 24.upper face of the plate 24.

A l'aide des capteurs d'écartement 25 fixes sur le ré- With the help of the spacing sensors 25 fixed on the

cepteur de charge 2, la déformation de cintrage du sous- load cell 2, the bending deformation of the sub-

plateau 20 est mesurée alors que des modifications de la position du sousplateau 20 et de la plaque 24 dues par plateau 20 is measured while changes in the position of the sub-plate 20 and the plate 24 due to

exemple à une certaine flexibilité du parallélogramme arti- example to a certain flexibility of the parallelogram

culé de guidage pour le récepteur de charge 2 ne provoquent guide abutment for the load receptor 2 do not provoke

pas de modification du signal de mesure des capteurs de dis- no change of the measurement signal of the dis-

tance 25. La plaque 24 destinée à la fixation des capteurs 25. The plate 24 for fixing the sensors

de position 25 peut être mince car elle a seulement à sup- position 25 can be thin because it only has to sup-

porter les capteurs de position 25 et n'est pas chargée par wear position sensors 25 and is not loaded by

la charge reposant sur le plateau de la balance. the load resting on the scale plate.

lisation du sous-plateau 20. Le sous-plateau est composé d'une partie centrale 22 qui est reliée par quatre vis 28 au capteur de charge 2, et de quatre bras 21 faisant ressort The sub-tray is composed of a central portion 22 which is connected by four screws 28 to the load sensor 2, and four arms 21 springing

qui portent les éléments d'appui 30 pour le plateau de ba- carrying the supporting elements 30 for the platform of

lance 34 proprement dit. La flexion de chaque bras 21 est lance 34 itself. The flexion of each arm 21 is

mesurée respectivement par un capteur de distance en des- measured respectively by a distance sensor

sous des bras 21 conformément à la figure 2. under arms 21 according to Figure 2.

Les figures 4 et 5 montrent un capteur optique pouvant être utilisé au lieu du capteur de distance à courant de Foucault. La figure 4 est une vue en élévation latérale et la figure 5 une coupe effectuée suivant la ligne en traits mixtes V-V de la figure 4. Le capteur de distance optique est constitué par un émetteur optique 32 qui est fixé dans un bloc 23 sur la plaque 24 et par un récepteur optique 33 qui est fixé dans un bloc 29 également sur la plaque 24. Sur le Figures 4 and 5 show an optical sensor that can be used instead of the eddy current distance sensor. FIG. 4 is a side elevational view and FIG. 5 a section taken along the phantom line VV of FIG. 4. The optical distance sensor consists of an optical transmitter 32 which is fixed in a block 23 on the plate 24 and an optical receiver 33 which is fixed in a block 29 also on the plate 24. On the

trajet des rayons lumineux entre l'émetteur 32 et le récep- light path between the transmitter 32 and the receiver

teur 33 fait saillie un écran 31 qui est relié au sous- 33 is a screen 31 which is connected to the sub-

plateau élastique. Lorsque l'écran 31 se déplace verticale- elastic tray. When the screen 31 moves vertically

ment par rapport au trajet des rayons lumineux, la quantité de lumière que l'écran laisse passer est modifiée de sorte que se forme au récepteur 33 un signal de sortie qui est fonction de la distance. En donnant à l'écran 31 une forme appropriée, il est possible d'agir sur la courbe caractéristique du capteur de With respect to the path of the light rays, the amount of light that the screen passes is modified so that an output signal is formed at the receiver 33 which is a function of the distance. By giving the screen 31 a suitable shape, it is possible to act on the characteristic curve of the sensor of

distance et, par exemple, de la linéariser. distance and, for example, to linearize it.

Les deux capteurs de distance décrits ci-dessus ne sont bien entendu que des exemples. Il est également possible d'utiliser des capteurs de distance fonctionnant suivant The two distance sensors described above are of course only examples. It is also possible to use distance sensors operating next

d'autres procédés, comme par exemple des capteurs de distan- other methods, such as distance sensors,

ce capacitifs, des transformateurs différentiels, des cap- this capacitive, differential transformers, capacitors

teurs de distance optiques à réflexion ou à fibres optiques, optical distance sensors with reflection or optical fibers,

etc. De la même façon, le mode de construction du sous- etc. Similarly, the mode of construction of the sub-

plateau représenté figure 3 n'est donné qu'à titre d'exemple plateau shown in Figure 3 is given as an example

pour le mode de réalisation élastique du sous-plateau. for the elastic embodiment of the sub-tray.

Le sous-plateau élastique avec capteurs de distance peut également être utilisé lorsque le récepteur de charge n'est pas guidé parallèlement par deux pièces de guidage mais, par exemple, par un système de leviers à configuration The elastic sub-plate with distance sensors can also be used when the load receptor is not guided in parallel by two guide pieces but, for example, by a system of levers with configuration

de pont-bascule.weighbridge.

Claims

1. Top platform scale with a load plate (34) which is supported on a load receptor (2) by

through a sub-plateau and with at least one cap-

which measures the torques transmitted by the load plate (34) to the load receptor (2), characterized in that the sub-plate is elastically flexible, that a substantially planar plate (24) is fixed to the receiver of charge (2) and that at least three distance sensors (25, 31/32/33) are

fixed to the plate (24) and measuring the size of the deformations

vertical dimensions of the sub-plate (20) with respect to the plate (24) which depend on the size of the load and its

positioning on the load plate (34).

2. Top-platform scale according to claim 1, characterized in that the sub-plate (20) is subdivided

in at least three elastic arms (21).

3. Platform balance at the top according to one of the claims

1 or 2, characterized in that the distance sensors

they consist of flat coils (25), and that the variation of the impedance of these coils concomitant with the variation of the distance of the sub-plate (20) to conduction

metal is used as a measurement signal.

4. Platform balance at the top according to one of the claims

1 or 2, characterized in that the distance sensors

these are constituted by a light source (32) and by

least one optical receiver (33) and that are fixed at

plateau (20) of the screens (31) which, depending on the deformation,

bending of the sub-tray (20), stop

or less the path of the light rays.