FR2715727A1 - Electric scale with correction of the influence of humidity. - Google Patents
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Abstract
Pour une balance avec un capteur de valeur de mesure, qui convertit le poids du produit pesé en un signal électrique, et avec un capteur d'humidité, qui influence ainsi le signal de sortie du convertisseur de mesure, que la dépendance par rapport à l'humidité du convertisseur de mesure est corrigée, il est proposé qu'une bande de mesure d'extension (4) soit mise en œuvre comme capteur d'humidité, et que cette bande de mesure d'extension (4) soit collée sur une surface (15) courbée. Ceci donne une correction très bon marché et fiable du coefficient d'humidité du convertisseur de mesure, permettant la réalisation d'un circuit de correction analogique électrique, de même qu'une correction par calcul dans un microprocesseur.For a balance with a measured value sensor, which converts the weight of the product to be weighed into an electrical signal, and with a humidity sensor, which thus influences the output signal of the measurement converter, that the dependence on l The humidity of the signal converter is corrected, it is proposed that an extension measuring tape (4) be implemented as a humidity sensor, and that this extension measuring tape (4) is glued to a curved surface (15). This gives a very inexpensive and reliable correction of the humidity coefficient of the measurement converter, allowing the realization of an electrical analog correction circuit, as well as correction by calculation in a microprocessor.
Description
Balance électrique avec correction de l'influenceElectric balance with influence correction
de l'humidité L'invention se rapporte à une balance avec un convertisseur de mesure, qui convertit le poids du produit pesé en un signal électrique, et, avec un capteur d'humidité, qui influence le signal de sortie du convertisseur de mesure, de telle sorte que la dépendance, par rapport à lI'humidité, du convertisseur de mesure se trouve corrigée. The invention relates to a balance with a measurement converter, which converts the weight of the weighed product into an electrical signal, and, with a humidity sensor, which influences the output signal of the converter, in such a way that the humidity dependence of the measuring converter is corrected.
Une balance de ce type est connue à partir, par exemple, du document DE 31 06 534 C2; là, est montré un capteur d'humidité avec signal de sortie électrique analogique et convertisseur analogique/numérique mis en circuit en aval, le signal numérisé du convertisseur de mesure et le signal numérisé du capteur d'humidité étant amenés à un microprocesseur, qui corrige le signal du convertisseur de mesure, de sorte qu'aucune influence d'humidité ne survient dans le résultat final. A balance of this type is known from, for example, DE 31 06 534 C2; there is shown a humidity sensor with analog electrical output signal and analog / digital converter connected downstream, the digitized signal of the converter and the digitized signal of the humidity sensor being fed to a microprocessor, which corrects the signal converter signal, so that no influence of humidity occurs in the final result.
Cette solution requiert cependant un capteur d'humidité avec signal de sortie électrique, un convertisseur analogique/numérique pour le signal du capteur d'humidité et les dispositions préalables, au point de vue matériel et logiciel dans le microprocesseur, pour la correction d'humidité numérique. However, this solution requires a humidity sensor with an electrical output signal, an analog / digital converter for the humidity sensor signal, and the hardware and software prerequisites in the microprocessor for the humidity correction. digital.
La tâche de l'invention est maintenant de proposer un capteur d'humidité bon marché, qui, outre cela, offre la possibilité d'exécuter la correction d'humidité, soit par des circuits analogiques électriques, soit par des opérations de calcul numériques. La correction d'humidité analogique électrique est, malgré les ensembles constitutifs numériques bon marché, intéressante, parce qu'ainsi, la correction d'humidité peut être exécutée directement au convertisseur de mesure, et, grâce à cela, un échange plus facile du convertisseur de mesure sans des modifications dans le microprocesseur est possible; ceci est non seulement valable dans le cas de service après-vente, mais aussi pour le remplacement d'un convertisseur de mesure sans correction d'humidité par un convertisseur de mesure avec correction d'humidité. The task of the invention is now to provide an inexpensive moisture sensor which, in addition to this, offers the possibility of carrying out the humidity correction, either by analog electrical circuits or by numerical calculation operations. In spite of the inexpensive digital components, the analogue electrical humidity correction is interesting because, in this way, the humidity correction can be carried out directly at the converter, and thanks to this, an easier exchange of the converter measurement without modifications in the microprocessor is possible; this is not only valid in the case of after-sales service, but also for replacing a converter without humidity correction with a converter with humidity correction.
Cette tâche est remplie conformément à l'invention grâce à ce qu'au moins une bande de mesure d'extension est mise en oeuvre comme capteur d'humidité, et que cette bande de mesure d'extension est collée sur une surface courbée. This task is fulfilled in accordance with the invention by virtue of the fact that at least one extension measurement band is used as a humidity sensor, and that this extension measuring band is glued on a curved surface.
Des bandes de mesure d'extension sont normalement mises en oeuvre afin de mesurer la contrainte de matériau. Aussi, dans des convertisseurs de mesure de balances, elles servent à convertir la contrainte de matériau dépendant du poids, dans des corps de ressort, en un signal électrique. La dépendance par rapport à l'humidité de ces bandes de mesure d'extension est en général connue, cependant, dans les convertisseurs de mesure, est toujours perçue comme effet de perturbation, et, par suite, est maintenue le plus possible minimale. Maintenant, I'invention parcourt le chemin inverse, exploite cet effet et le rend encore plus manifeste par collage sur une surface courbée. L'influence d'humidité, lors de bande de mesure d'extension, vient précisément, avant tout, par le gonflement de la feuille de matière synthétique au-dessous de la couche sensible à l'extension proprement dite et par le gonflement de la colle entre la feuille de matière synthétique et la disposition du substrat - en général métallique. Extension measuring strips are normally used to measure the material stress. Also, in balance measurement transducers, they serve to convert the weight-dependent material stress in spring bodies into an electrical signal. The dependence on humidity of these extension measuring bands is generally known, however, in the measurement converters, is always perceived as a disturbance effect, and as a result, is kept as minimal as possible. Now, the invention travels the opposite way, exploits this effect and makes it even more obvious by gluing on a curved surface. The influence of moisture in the extension measuring tape is, first and foremost, due to the swelling of the plastic sheet under the extension-sensitive layer itself and the swelling of the glue between the sheet of synthetic material and the arrangement of the substrate - generally metallic.
Grâce à cela, I'espacement entre la couche sensible à l'extension et le substrat s'agrandit, et, en raison de la courbure de la surface de substrat, la couche sensible à l'extension, lors de substrat courbé convexe, est étirée plus fortement, car la couche sensible à l'extension parvient plus loin vers l'extérieur, dans une région à périphérie plus grande; lors de substrat courbé concave, la couche sensible à l'extension est refoulée de façon correspondante. Plus forte est la courbure de la surface de substrat, plus grand est l'effet. L'application de bande de mesure d'extension sur des régions d'emplacement mince légèrement concaves, pour la mesure d'extension, est connue, lors de convertisseur de mesure à bande de mesure d'extension pour des balances. Lors de la configuration conforme à l'invention, cependant, la bande de mesure d'extension n'est pas collée sur un emplacement mince et ne sert pas à la mesure de l'extension de matériau dans l'emplacement mince, mais elle est collée sur une région massive, qui n'est pratiquement pas tirée ou refoulée par la charge. Lors de la configuration conforme à l'invention, I'extension de matériau du substrat n'est alors pas transmise sur la bande de mesure d'extension et ainsi rendue susceptible d'être mesurée, mais, lors de substrat constant, il est obtenu un changement de longueur de la couche sensible à l'extension seulement par le gonflement de la feuille de matière synthétique et de la colle. As a result, the spacing between the extension-sensitive layer and the substrate becomes larger, and, because of the curvature of the substrate surface, the extension-sensitive layer, when convex curved substrate, is stretched more strongly because the extension-sensitive layer reaches further outwards in a larger periphery region; in concave curved substrate, the extension-sensitive layer is correspondingly displaced. The stronger the curvature of the substrate surface, the greater the effect. The application of extension measurement tape on slightly concave thin slot regions, for the extension measurement, is known, when using a measuring transducer with extension measurement band for scales. In the configuration according to the invention, however, the extension measuring tape is not glued on a thin location and is not used to measure the extension of material in the thin location, but it is stuck on a massive area, which is practically not pulled or driven back by the load. In the configuration according to the invention, the extension of material of the substrate is then not transmitted on the extension measuring strip and thus made capable of being measured, but, in the case of a constant substrate, it is obtained a change in length of the expansion sensitive layer only by the swelling of the plastic sheet and glue.
Des configurations avantageuses ressortent des sous- Advantageous configurations emerge from the sub-
revendications.claims.
L'invention sera décrite dans la suite à l'aide des figures schématiques. Là montrent: la figure 1, une bande de mesure d'extension sur une surface concave, la figure 2, une bande de mesure d'extension sur une surface convexe, la figure 3, un convertisseur de mesure avec quatre bandes de mesure d'extension pour la mesure du poids et avec une bande de mesure d'extension pour la correction d'humidité, la figure 4, le circuit électrique en rapport avec la figure 3, dans une première configuration, la figure 5, le circuit électrique en rapport avec la figure 3, dans une deuxième configuration, la figure 6, un convertisseur de mesure suivant le principe de la compensation de force électromagnétique, avec une bande de mesure d'extension pour la correction d'humidité dans un circuit de correction analogique électrique, la figure 7, un convertisseur de mesure selon le principe de la compensation de force électromagnétique, avec deux bandes de mesure d'extension pour la correction d'humidité, dans un circuit de correction numérique, la figure 8, un capteur d'humidité fixable par vissage, avec des bandes de mesure d'extension, dans une première configuration et s la figure 9, un capteur d'humidité fixable par vissage, avec une bande de mesure d'extension, dans une deuxième configuration. The invention will be described in the following with the aid of the schematic figures. There is shown: FIG. 1, an extension measurement strip on a concave surface, FIG. 2, an extension measurement strip on a convex surface, FIG. 3, a measurement converter with four measurement bands. extension for the measurement of the weight and with an extension measurement band for the humidity correction, FIG. 4, the electrical circuit in connection with FIG. 3, in a first configuration, FIG. 5, the related electrical circuit. with FIG. 3, in a second configuration, FIG. 6, a measurement converter according to the principle of electromagnetic force compensation, with an extension measurement band for the correction of humidity in an electric analog correction circuit, FIG. 7, a measurement converter according to the principle of electromagnetic force compensation, with two extension measurement strips for the correction of humidity, in a digital correction circuit, FIG. The invention relates to a screw-mountable moisture sensor with extension measuring strips, in a first configuration and FIG. 9, a screw-mountable moisture sensor with an extension measuring band in a second configuration.
L'agencement de principe de la bande de mesure d'extension pour la correction d'humidité est représentée agrandie dans la figure 1 pour le commentaire du mode de fonctionnement. Dans un substrat massif 1, au moyen d'une gorge creuse 15 (par exemple fraisée intérieurement), est engendrée une surface concave. Là, est collée intérieurement une bande de mesure d'extension; celle-ci consiste en une feuille de support 3 isolante, une couche 4 apte à conduire électriquement, sensible à l'extension, et une couche de recouvrement 5. Les raccordements électriques à la couche sensible à l'extension sont désignés par 14. La couche de colle entre la bande de mesure d'extension et le substrat est désignée par 2. La bande de mesure d'extension est, de façon connue, ainsi compensée par rapport à la température, que sa résistance électrique ne change pas lors de changements de température et de l'extension de substrat et de bande de mesure d'extension causée par celles-ci. Comme le substrat 1, sous la gorge creuse 15, est très massif et/ou cet emplacement du substrat n'est soumis à aucune force extérieure, aucune extension, ni aucun refoulement, ne sera transmis par le substrat sur la bande de mesure d'extension. La résistance électrique de la bande de mesure d'extension n'est alors dépendante ni de la température, ni encore de la charge. La résistance électrique de la bande de mesure d'extension se modifie, bien plus, seulement en fonction de l'humidité. Lors d'humidité d'air devenant plus grande, aussi bien la feuille de support 3, qu'aussi la couche de colle 2, accueillent de l'eau et gonflent. Cette modification d'épaisseur conduit, ensemble avec la surface concave, à ce que la couche 4 sensible à l'extension est refoulée, et, par suite, réduit sa résistance électrique. Selon le rayon de courbure de la gorge creuse 15 et selon la dépendance par rapport à l'humidité de l'épaisseur de la feuille de support et de la couche de colle, le changement de résistance électrique en fonction de l'humidité peut atteindre jusqu'à un pour mille, une valeur, qui, dans l'emploi normal de bande de mesure d'extension, n'est atteinte seulement que pour la charge maximale. The basic arrangement of the extension measuring tape for the humidity correction is shown enlarged in FIG. 1 for commenting on the operating mode. In a solid substrate 1, by means of a hollow groove 15 (for example milled internally), a concave surface is generated. There, is glued internally a band of measurement of extension; this consists of an insulating support sheet 3, an electrically conductive layer 4, sensitive to extension, and a cover layer 5. The electrical connections to the extension-sensitive layer are designated by 14. The adhesive layer between the extension measuring strip and the substrate is designated 2. The extension measuring strip is, in known manner, thus compensated for the temperature, that its electrical resistance does not change during changes temperature and substrate extension and extension measurement band caused by them. As the substrate 1, under the hollow groove 15, is very solid and / or this location of the substrate is not subjected to any external force, no extension, nor any discharge, will be transmitted by the substrate on the measuring tape. extension. The electrical resistance of the extension measuring strip is not dependent on either the temperature or the load. The electrical resistance of the extension measuring tape changes more, depending on the humidity. When air humidity becomes greater, both the support sheet 3, and also the adhesive layer 2, receive water and swell. This change in thickness leads, together with the concave surface, that the layer 4 sensitive to the extension is discharged, and, consequently, reduces its electrical resistance. Depending on the radius of curvature of the hollow groove 15 and depending on the moisture dependence of the thickness of the carrier sheet and the adhesive layer, the change in electrical resistance as a function of humidity can reach up to to one per thousand, a value which, in the normal use of extension measuring tape, is only reached for the maximum load.
Dans la figure 2, de façon semblable, est montrée une bande de mesure d'extension sur une surface 17 convexe. Comme substrat 16, par exemple, une barre ronde peut être mise en oeuvre. La couche de colle 2', la feuille de support 3', la couche 4' sensible à l'extension, avec les raccordements 14' et la couche de recouvrement 5', correspondent aux couches correspondantes dans la figure 2. Lors du gonflement de la couche de colle 2' et de la feuille de support 3', dans ce cas, à cause de l'autre courbure, la couche 4' sensible à l'extension s'étire, et, par conséquent, la résistance électrique de celle-ci s'élève lors d'humidité croissante. In Fig. 2, similarly, there is shown an extension measuring band on a convex surface 17. As substrate 16, for example, a round bar can be implemented. The adhesive layer 2 ', the support sheet 3', the extension-sensitive layer 4 ', with the connections 14' and the covering layer 5 ', correspond to the corresponding layers in FIG. 2. During the swelling of the adhesive layer 2 'and the support sheet 3', in this case, because of the other curvature, the stretch-sensitive layer 4 'stretches, and, consequently, the electrical resistance of the It rises with increasing humidity.
La coopération de la bande de mesure d'extension sensible à l'humidité avec un convertisseur de mesure, qui détecte le changement de forme en fonction de la charge d'un corps faisant ressort au moyen de bandes de mesure d'extension, est montrée dans les figures 3 et 4. La figure 3 représente une coupe à travers le corps faisant ressort, la figure 4 le circuit électrique associé. Sur une plaque de base 20, est fixée la partie 23 fixe au boîtier du corps faisant ressort, I'autre côté 22 du corps faisant ressort porte le plateau de balance 21. Grâce à deux perçages 26 et 27 et une coupe les reliant, prennent naissance un élément de guidage supérieur 24, un élément de guidage inférieur 25, et des emplacements minces, qui portent les quatre bandes de mesure d'extension 6, 7, 8 et 9. Sous la charge, les bandes de mesure d'extension 6 et 9 deviennent étirées et les bandes de mesure d'extension 7 et 8 refoulées. Les bandes de mesure d'extension 6 à 9 sont reliées à un circuit en pont de Wheatstone (figure 4), qui est alimenté électriquement par une source de tension U0. La tension de sortie du circuit en pont de Wheatstone est amenée à un amplificateur 10, ensuite numérisée (convertisseur analogique/numérique 11), traitée de plus dans un microprocesseur 12 et indiquée dans un indicateur numérique 13. The cooperation of the moisture-sensitive extension measuring tape with a measuring converter, which detects the shape change as a function of the load of a spring-loaded body by means of extension measuring strips, is shown Figures 3 and 4. Figure 3 shows a section through the spring body, Figure 4 the associated electrical circuit. On a base plate 20 is fixed the fixed portion 23 to the housing of the spring body, the other side 22 of the spring body carries the scale plate 21. With two holes 26 and 27 and a section connecting them, take an upper guide element 24, a lower guide element 25, and thin locations, which carry the four extension measuring strips 6, 7, 8 and 9, are generated. Under load, the extension measuring strips 6 and 9 become stretched and the extension measuring strips 7 and 8 are forced back. The extension measurement strips 6 to 9 are connected to a Wheatstone bridge circuit (FIG. 4), which is electrically powered by a voltage source U0. The output voltage of the Wheatstone bridge circuit is fed to an amplifier 10, then digitized (analog / digital converter 11), further processed in a microprocessor 12 and indicated in a digital indicator 13.
Les parties décrites jusqu'à présent du convertisseur de mesure et du circuit sont connues généralement et, par suite, seulement commentées très brièvement. The parts described so far of the converter and the circuit are known generally and, therefore, only commented very briefly.
Pour la correction d'humidité du convertisseur de mesure, maintenant, conformément à la figure 2, une bande de mesure d'extension est prévue. Sur une partie 29 avec surface convexe, une bande de mesure d'extension 28 est collée. La partie 29 est, par ailleurs, fixée, par vissage d'une vis 30, à la partie fixe au boîtier du convertisseur de mesure 22 à 25. For the humidity correction of the converter, now, according to FIG. 2, an extension measurement band is provided. On a portion 29 with a convex surface, an extension measuring band 28 is glued. The part 29 is, moreover, fixed, by screwing a screw 30, to the fixed part to the housing of the converter 22 to 25.
La bande de mesure d'extension 28 est incorporée dans le circuit, dans l'amenée de la tension d'alimentation pour le circuit en pont de Wheatstone. The extension measurement band 28 is incorporated in the circuit, in the supply of the supply voltage for the Wheatstone bridge circuit.
Lorsqu'alors, lors d'humidité croissante, la bande de mesure d'extension 28 est étirée sur la surface convexe et que sa résistance électrique croît, alors la tension d'alimentation au pont de Wheatstone chute et la sensibilité devient plus petite. Grâce à cela, lors de dimensionnement correct, le coefficient d'humidité positif, d'origine, du convertisseur de mesure est corrigé. La grandeur de la correction d'humidité peut être choisie simplement par la courbure de la surface de la partie 29 et par la résistance électrique de la bande de mesure d'extension pour humidité 28 par rapport à la résistance électrique des autres bandes de mesure d'extension 6 à 9. When then, with increasing humidity, the extension measuring band 28 is stretched on the convex surface and its electrical resistance increases, then the supply voltage at the Wheatstone bridge drops and the sensitivity becomes smaller. Thanks to this, during correct sizing, the original positive moisture content of the converter is corrected. The magnitude of the humidity correction can be chosen simply by the curvature of the surface of the portion 29 and by the electrical resistance of the humidity extension measurement strip 28 with respect to the electrical resistance of the other measurement strips. extension 6 to 9.
Un réglage fin est possible, de façon connue, par une résistance électrique (élevée) parallèle à la bande de mesure d'extension pour humidité 28. Fine adjustment is possible, in a known manner, by a (high) electrical resistance parallel to the humidity extension measurement strip 28.
Un agencement de circuit, en variante, pour le même convertisseur de mesure est montré dans la figure 5. Les mêmes parties que dans la figure 4 sont désignées avec les mêmes nombres de référence. La bande de mesure d'extension pour humidité 38, dans cette configuration, est adjointe sur la surface intérieure 33 concave du perçage 26, éloignée des emplacements minces; grâce à cela, la bande de mesure d'extension 38, lors d'humidité croissante, est refoulée et réduit sa résistance électrique. Si, maintenant, la bande de mesure d'extension 38, conformément à la figure 5, est mise en circuit comme résistance de charge dépendant de l'humidité, alors, une réduction de résistance électrique conduit à une réduction de la tension de sortie de pont, et, ainsi, à une correction du coefficient d'humidité positif, d'origine, du convertisseur de mesure. Un réglage fin est, dans ce cas, possible grâce à une prérésistance ajustable devant la bande de mesure d'extension 38. An alternative circuit arrangement for the same measurement converter is shown in Fig. 5. The same parts as in Fig. 4 are designated with the same reference numbers. The moisture extension measuring tape 38, in this configuration, is attached to the concave inner surface 33 of the bore 26, remote from the thin locations; thanks to this, the extension measuring band 38, during increasing humidity, is discharged and reduces its electrical resistance. If, now, the expansion measuring band 38, in accordance with FIG. 5, is turned on as a moisture-dependent load resistor, then a reduction in electrical resistance leads to a reduction in the output voltage of bridge, and thus to a correction of the positive moisture coefficient, of origin, of the converter of measurement. In this case, a fine adjustment is possible thanks to an adjustable pre-resistance in front of the extension measurement strip 38.
Grâce au choix du type de circuit (conformément à figure 4 ou à la figure 5) et grâce au choix d'une surface convexe ou concave, sur laquelle la bande de mesure d'extension d'humidité est collée, le signe de la correction d'humidité peut alors être choisi à volonté, et être adapté au signe du coefficient d'humidité du convertisseur de mesure à corriger. La grandeur de la correction peut être choisie grâce au rayon de courbure de la surface, sur laquelle la bande de mesure d'extension est collée, et grâce à la résistance électrique de la bande de mesure d'extension. Un réglage est possible grâce à des résistances électriques en parallèle ou en amont. By choosing the type of circuit (according to Figure 4 or Figure 5) and by choosing a convex or concave surface, on which the moisture extension measuring tape is glued, the sign of the correction humidity can then be chosen at will, and be adapted to the sign of the moisture coefficient of the converter to be corrected. The magnitude of the correction can be chosen by virtue of the radius of curvature of the surface on which the extension measuring band is glued, and by virtue of the electrical resistance of the extension measuring band. An adjustment is possible thanks to electrical resistances in parallel or upstream.
A la place des circuits à partir des figures 4 ou 5, bien entendu, d'autres variantes de circuit sont possibles, qui peuvent être développées facilement par tout spécialiste. Ainsi, par exemple, un diviseur de tension dépendant de l'humidité peut être constitué, à partir de la bande de mesure d'extension dépendant de l'humidité et d'une résistance électrique fixe; ou la bande de mesure d'extension dépendant de l'humidité peut être incorporée, comme résistance électrique déterminant l'amplification, dans la réinjection d'un amplificateur opérationnel. Instead of the circuits from Figures 4 or 5, of course, other circuit variants are possible, which can be easily developed by any specialist. Thus, for example, a moisture-dependent voltage divider can be formed from the moisture-dependent extension measurement strip and a fixed electrical resistance; or the moisture-dependent extension measuring tape can be incorporated as the amplification determining electrical resistance in the feedback of an operational amplifier.
Un avantage particulier de la correction d'humidité conforme à lI'invention, lors d'un convertisseur de mesure à bande de mesure d'extension, est que la bande de mesure d'extension d'humidité est constituée ainsi exactement et est constituée du même matériau que les bandes de mesure d'extension du convertisseur de mesure. Grâce à cela, le comportement dans le temps, lors d'un changement d'humidité (variation brusque), est aussi identique (constantes de temps identiques), et la correction d'humidité, durant un changement d'humidité, est aussi très efficace. La même chose est aussi valable pour la dépendance par rapport à la température, éventuelle, de l'influence d'humidité, ainsi que pour l'influence éventuelle d'autres substances - par exemple des solvants qui agissent, en gonflant toujours de la même façon, sur les bandes de mesure d'extension de convertisseur de mesure et sur la bande de mesure d'extension d'humidité. A particular advantage of the moisture correction according to the invention, when using a measuring transducer with an extension measuring band, is that the humidity extension measuring band is constituted exactly and consists of same material as measuring transducer extension tapes. Thanks to this, the behavior in time, during a change of humidity (sudden change), is also identical (identical time constants), and the humidity correction, during a change of humidity, is also very effective. The same is also true for the temperature dependence, if any, of the influence of humidity, as well as for the possible influence of other substances - for example solvents which act, always inflating the same way, on the measuring converter extension measurement strips and on the humidity extension measuring tape.
En outre, la correction d'humidité conforme à l'invention, avantageusement, peut être combinée avec une compensation de température. A cet effet, par exemple, seule la bande de mesure d'extension 28 dans les figures 3 et 4 doit posséder un coefficient de température correspondant. Si le coefficient de température du convertisseur de mesure 22 à 25 est causé par le coefficient de température du module d'élasticité de la matière de base du convertisseur de mesure, il est ainsi en général positif. Ce coefficient de température positif sera corrigé par un coefficient de température positif de la bande de mesure d'extension 28. Ce coefficient de température positif, par exemple, se laisse obtenir grâce à un choix conforme de l'alliage de la bande de mesure d'extension 28, plus simplement toutefois, en ce que, par exemple, une bande de mesure d'extension compensée au point de vue de la température, pour de l'acier comme substrat, est collée sur un matériau avec un plus grand coefficient de dilatation thermique, par exemple, alors de l'aluminium. Lors de convertisseurs de mesure, dont le coefficient d'humidité et dont le coefficient de température oscillent seulement peu à l'intérieur d'une série, lors desquels, alors, aucun réglage individuel n'est nécessaire, grâce à cela, avec une bande de mesure d'extension unique 28, grâce au choix de la courbure appropriée de la partie 29, du coefficient d'humidité et grâce au choix du matériau approprié de la partie 29, le coefficient de température peut être amené à peu près à zéro. Si, par contre, un réglage individuel du coefficient d'humidité et du coefficient de température est nécessaire, alors il est conforme au but recherché de mettre en circuit la bande de mesure d'extension 28 dépendant de l'humidité et une résistance électrique dépendant de la température, séparée, en série, dans l'amenée de la tension d'alimentation au circuit en pont de Wheatstone, afin de rendre possible, par des résistances électriques parallèles, un réglage individuel. In addition, the humidity correction according to the invention, advantageously, can be combined with a temperature compensation. For this purpose, for example, only the extension measuring band 28 in FIGS. 3 and 4 must have a corresponding temperature coefficient. If the temperature coefficient of the signal converter 22 to 25 is caused by the temperature coefficient of the modulus of elasticity of the base material of the signal converter, it is generally positive. This positive temperature coefficient will be corrected by a positive temperature coefficient of the extension measurement band 28. This positive temperature coefficient, for example, can be obtained by means of a suitable choice of the alloy of the measuring tape. extension 28, more simply, however, in that, for example, a temperature-compensated extension measuring strip for steel as a substrate is bonded to a material with a higher coefficient of thermal expansion, for example, then aluminum. In the case of measurement converters, whose humidity coefficient and whose temperature coefficient oscillate only slightly inside a series, during which, then, no individual adjustment is necessary, thanks to this, with a band With a single extension measurement 28, by choosing the appropriate curvature of the part 29, the humidity coefficient and by choosing the appropriate material of the part 29, the temperature coefficient can be brought to about zero. If, on the other hand, an individual adjustment of the humidity coefficient and the temperature coefficient is necessary, then it is in accordance with the aim of switching on the humidity-dependent extension measurement strip 28 and a dependent electrical resistance. of the temperature, separated, in series, in the supply of the supply voltage to the Wheatstone bridge circuit, in order to make it possible, by means of parallel electrical resistors, an individual adjustment.
Dans la figure 6, est montré un convertisseur de mesure selon le principe de la compensation de force électromagnétique, avec une bande de mesure d'extension pour la correction d'humidité. Le convertisseur de mesure consiste en un support de système 41 fixe au boîtier, auquel, par l'intermédiaire de deux éléments de guidage 44 et 45, un récepteur de charge 42 est fixé, mobile en direction perpendiculaire, avec les emplacements d'articulation 46. Le récepteur de charge 42 porte, dans sa partie supérieure, le plateau de charge 43, pour la réception du produit pesé, et transmet la force correspondant à la masse du produit pesé, par l'intermédiaire d'un élément de couplage 49, sur le bras de charge du levier de conversion 47. Le levier de conversion 47 est logé, grâce à une articulation à ressort en croix 48, au support de système 41. Au bras de compensation du levier de conversion 47, un corps de bobine avec une bobine 51 est fixé. La bobine 51 se trouve dans l'entrefer d'un système à aimant permanent 50 et engendre la force de compensation. La grandeur du courant de compensation à travers la bobine 51 est, par ailleurs, ainsi régulée par le capteur de position 56 et l'amplificateur de régulation 54, qu'un équilibre règne entre le poids du produit pesé et la force de compensation engendrée électromagnétiquement. Le courant de compensation engendre, à la résistance de mesure 55, une tension de mesure, qui est amenée à un convertisseur 57 analogique/numérique. Le résultat numérisé est pris en charge par une unité de traitement de signal 58 numérique et indiqué dans l'indicateur 59 numérique. Les parties, décrites jusqu'à présent, du convertisseur de mesure sont en général connues, et, par suite, commentées seulement brièvement. In Figure 6, a measurement converter is shown according to the principle of electromagnetic force compensation, with an extension measuring band for humidity correction. The signal converter consists of a fixed system support 41 to the housing, to which, via two guide elements 44 and 45, a load receiver 42 is fixed, movable in perpendicular direction, with the hinge locations 46. The load receptor 42 carries, in its upper part, the load plate 43, for the reception of the weighed product, and transmits the force corresponding to the mass of the weighed product, via a coupling element 49, on the load arm of the conversion lever 47. The conversion lever 47 is housed, thanks to a cross-spring hinge 48, to the system support 41. At the compensation arm of the conversion lever 47, a coil body with a coil 51 is fixed. The coil 51 is in the gap of a permanent magnet system 50 and generates the compensation force. The magnitude of the compensation current through the coil 51 is, moreover, thus regulated by the position sensor 56 and the regulation amplifier 54, that a balance reigns between the weight of the weighed product and the electromagnetically generated compensation force. . The compensation current generates, at the measuring resistor 55, a measurement voltage which is supplied to an analog / digital converter 57. The digitized result is supported by a digital signal processing unit 58 and indicated in the digital indicator 59. The previously described parts of the measuring transducer are generally known and, therefore, commented only briefly.
En supplément, le convertisseur de mesure de la figure 6 présente une bande de mesure d'extension 52, qui est collée sur la surface d'une partie 53 convexe et est mise en circuit, électriquement, parallèle à la résistance électrique de mesure 55. Pour le réglage, une résistance en amont 61 variable est prévue. La correction d'humidité fonctionne alors de façon appropriée, comme déjà décrite. Lors d'humidité croissante, la bande de mesure d'extension 52 est étirée et élève sa résistance électrique; grâce à cela, la résistance électrique du circuit en parallèle, composé de la résistance électrique de mesure 55 et des résistances électriques 52 et 61, croît; grâce à cela, lors de courant identique à travers la bobine 51, la tension au convertisseur 57 analogique/numérique croît; grâce à cela un coefficient d'humidité négatif, accueilli, du convertisseur de mesure est O10 corrigé. In addition, the measurement converter of FIG. 6 has an extension measuring band 52 which is bonded to the surface of a convex part 53 and is electrically connected parallel to the measuring electrical resistance 55. For adjustment, a variable upstream resistance 61 is provided. The moisture correction then works appropriately, as already described. During increasing humidity, the extension measuring strip 52 is stretched and raises its electrical resistance; thanks to this, the electrical resistance of the circuit in parallel, composed of the electrical resistance of measurement 55 and the electrical resistances 52 and 61, grows; thanks to this, at the same current through the coil 51, the voltage to the analog / digital converter 57 increases; thanks to this a negative humidity coefficient, received, of the converter is O10 corrected.
Si le convertisseur de mesure, par contre, a un coefficient d'humidité positif, alors, la bande de mesure d'extension d'humidité peut être collée sur une surface concave - par exemple, en 60 sur le support de système 41 - et le circuit électrique peut être laissé inchangé. If the converter, on the other hand, has a positive humidity coefficient, then the humidity extension measuring tape can be glued on a concave surface - for example, at 60 on the system support 41 - and the electric circuit can be left unchanged.
La figure 7 montre une autre variante de circuit pour la correction d'humidité, ensemble avec un convertisseur de mesure, selon le principe de la compensation de force électromagnétique. Les parties identiques, comme dans la figure 6, sont désignées avec les mêmes nombres de référence. Une première bande de mesure d'extension pour humidité 70 est collée sur une partie 60 concave du support de système 41, une deuxième bande de mesure d'extension pour humidité 71 est collée sur une partie 60' convexe. Figure 7 shows another circuit variant for humidity correction, together with a measurement converter, according to the principle of electromagnetic force compensation. Like parts, as in Figure 6, are designated with the same reference numbers. A first moisture extension measurement strip 70 is adhered to a concave portion 60 of the system support 41, a second humidity extension measurement tape 71 is adhered to a convex portion 60 '.
Grâce à cela, elles modifient leur résistance électrique sous l'influence de l'humidité, de façon opposée, et peuvent, ensemble avec deux résistances électriques fixes 72 et 73, être reliées en un circuit en pont de Wheatstone, dont la tension de sortie, de façon connue, peut être numérisée par l'intermédiaire d'un amplificateur 74 et d'un convertisseur 75 analogique/numérique, et peut être amenée au microprocesseur 58 pour correction numérique. Cette constitution, avec deux bandes de mesure d'extension pour humidité sur des surfaces courbées de façon opposée, a, en liaison avec le circuit en pont de Wheatstone, I'avantage, qu'un coefficient de température résiduel, éventuellement présent, des bandes de mesure d'extension pour humidité n'a aucune influence sur la correction d'humidité. With this, they modify their electrical resistance under the influence of moisture, in the opposite way, and can, together with two fixed electrical resistors 72 and 73, be connected in a Wheatstone bridge circuit, whose output voltage , in known manner, can be digitized via an amplifier 74 and an analog / digital converter 75, and can be fed to the microprocessor 58 for digital correction. This constitution, with two humidity extension measurement strips on opposite curved surfaces, has, in connection with the Wheatstone bridge circuit, the advantage, that a residual temperature coefficient, possibly present, of the bands Extending humidity measurement has no influence on the humidity correction.
La bande de mesure d'extension pour humidité peut être collée directement, soit sur une région courbée convexe, soit sur une région courbée concave, du convertisseur de mesure, ou elle peut être collée sur une partie séparée, qui, par exemple, peut être fixée par vissage, grâce à une vis, au convertisseur de mesure. Cette deuxième possibilité est particulièrement intéressante pour un rééquipement du convertisseur de mesure, et pour le cas, o, I'adaptation de la correction d'humidité au coefficient d'humidité du convertisseur de mesure doit avoir lieu, en des étapes grossières, par des bandes de mesure d'extension sur différentes surfaces courbées, et, comme réglage fin, par des résistances électriques mises en amont ou bien en parallèle. Selon le coefficient d'humidité du convertisseur de mesure mesuré, alors, une partie de correction s'adaptant peut être sélectionnée, fixée et raccordée. Dans les figures 8 et 9, par suite, de telles parties fixables par vissage sont représentées. The moisture extension measuring tape can be glued directly to either a convex curved region or a concave curved region of the converter, or it can be glued to a separate part, which, for example, can be fixed by screwing, thanks to a screw, to the converter. This second possibility is particularly interesting for a retrofitting of the converter, and for the case where the adaptation of the humidity correction to the moisture coefficient of the converter must take place, in coarse steps, with extension measuring strips on different curved surfaces, and, as a fine adjustment, by electrical resistors placed upstream or in parallel. Depending on the humidity coefficient of the measured transducer, then a matching correction part can be selected, fixed and connected. In Figures 8 and 9, therefore, such screw-fastenable portions are shown.
Dans la figure 8, la partie 80 fixable par vissage ressemble à une attache de câble. Elle possède une partie 82 courbée et une partie 83 plane avec un trou 81 pour la fixation. La bande de mesure d'extension pour la correction d'humidité peut être collée, soit sur la surface convexe, extérieure, (bande de mesure d'extension 84), soit sur la surface concave, intérieure (bande de mesure d'extension 85), ou les deux bandes de mesure d'extension 84 et 85 peuvent être collées, dans le cas o un circuit en pont de Wheatstone doit être réalisé comme dans la figure 7. La partie 80 peut être facilement réalisée comme une partie découpée par poinçonnage et courbée. In Figure 8, the screw-fastenable portion 80 resembles a cable tie. It has a curved portion 82 and a portion 83 planes with a hole 81 for attachment. The extension measuring tape for moisture correction can be glued either to the convex, outer surface (extension measuring tape 84) or to the concave inner surface (extension measuring tape 85 ), or the two extension measuring strips 84 and 85 may be glued, in the case where a Wheatstone bridge circuit is to be made as in Figure 7. The portion 80 can be easily made as a punched cut portion and curved.
La figure 9 montre une configuration en variante d'une partie fixable par vissage. La partie 90 consiste en une tige cylindrique, qui porte dans sa partie 91 intérieure un filetage et peut être vissé intérieurement, dans un trou fileté, au convertisseur de mesure. La bande de mesure d'extension 92 pour la correction d'humidité est collée sur la partie sans filetage, supérieure, de la tige. Pour faciliter le vissage à l'intérieur, la partie présente, à l'extrémité supérieure, une fente 93. Figure 9 shows an alternative configuration of a screw-fastenable portion. The portion 90 consists of a cylindrical rod, which carries in its inner portion 91 a thread and can be screwed internally, in a threaded hole, the measuring converter. The extension measuring band 92 for the humidity correction is glued to the upper threadless portion of the rod. To facilitate the screwing inside, the part has, at the upper end, a slot 93.
Dans ce qui précède, sont toujours indiqués des circuits pour la correction de la sensibilité de coefficients d'humidité. Bien entendu, avec la bande de mesure d'extension conforme à l'invention sur une surface courbée, un coefficient d'humidité du point zéro du convertisseur de mesure peut aussi être corrigé. A cet effet, la bande de mesure d'extension dépendant de l'humidité doit seulement être raccordée dans le circuit en pont de Wheatstone, conformément à la figure 4 et à la figure 5, entre un pôle de la tension d'alimentation Uo et une entrée de l'amplificateur 10; elle se trouve, par suite, parallèle à une des bandes de mesure d'extension 6 à 9. Pour l'obtention de la symétrie du circuit en pont, alors, en supplément, une résistance électrique fixe doit être mise en circuit parallèle à la bande de mesure d'extension, dans la branche de pont voisine. Dans le circuit selon la figure 6, un courant d'adjonction dépendant de l'humidité doit être conduit en passant par la résistance électrique de mesure 55. Dans le circuit selon la figure 7, le programme de calcul du microprocesseur, bien entendu, peut corriger aussi bien la sensibilité, qu'aussi le point zéro. Tout spécialiste peut facilement développer des particularités de ces circuits. In the foregoing, are always indicated circuits for the correction of the sensitivity of humidity coefficients. Of course, with the extension measuring band according to the invention on a curved surface, a humidity coefficient of the zero point of the measurement converter can also be corrected. For this purpose, the humidity-dependent extension measurement strip must only be connected in the Wheatstone bridge circuit, in accordance with Figure 4 and Figure 5, between a pole of the supply voltage Uo and an input of the amplifier 10; it is therefore parallel to one of the extension measuring strips 6 to 9. In order to obtain the symmetry of the bridge circuit, then, in addition, a fixed electrical resistance must be connected to the parallel circuit. extension measuring band, in the neighboring bridge branch. In the circuit according to FIG. 6, a humidity-dependent addition current must be conducted via the measurement electrical resistance 55. In the circuit according to FIG. 7, the microprocessor calculation program, of course, can correct both the sensitivity and the zero point. Any specialist can easily develop peculiarities of these circuits.
De même, tout spécialiste peut facilement indiquer différents circuits pour le convertisseur analogique/numérique. Par exemple, la bande de mesure d'extension dépendant de l'humidité peut être incorporée comme résistance électrique déterminant la fréquence dans un oscillateur R-C; grâce à cela, un signal analogique de fréquence sera engendré, qui peut être facilement numérisé dans le microprocesseur. Similarly, any specialist can easily indicate different circuits for the analog / digital converter. For example, the moisture-dependent extension measuring tape may be incorporated as the frequency determining electrical resistance in an R-C oscillator; thanks to this, an analog frequency signal will be generated, which can be easily digitized in the microprocessor.
De même, la combinaison de correction d'humidité et de correction de température, commentée lors du convertisseur de mesure à bandes de mesure d'extension, peut naturellement être aussi mise en oeuvre pour des balances, selon le principe de la compensation de force électromagnétique ou selon d'autres principes. Similarly, the combination of humidity correction and temperature correction, commented on the measuring transducer with extension measuring strips, can of course also be implemented for scales, according to the principle of electromagnetic force compensation. or according to other principles.
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