JP6336034B2 - 計量セルのための診断方法 - Google Patents

Description

[0001]本発明は、力測定デバイスの機能性をチェックする方法に関する。

[0002]計量セルは、質量の測定のための機械的な測定トランスデューサーであり、計量対象物によって計量セルに及ぼされる重量力が、電気信号へ変換される。例は、ストレインゲージ計量セル、振動ストリング（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ ｓｔｒｉｎｇ）計量セル、またはＥＭＦＲ（電磁力復元）計量セルである。計量セルは、力測定デバイスの中で、具体的には、計量スケールの中で使用されることが多く、それは、スケールの上に置かれている荷重の重量力を電気信号へ変換する。

[0003]電磁力補償の原理に従って動作する計量セルでは、計量対象物の重量力は、直接的に、または、１つまたは複数の支点支持される力伝達レバーによって、電気機械的な測定トランスデューサーに伝達される。測定トランスデューサーは、計量対象物の重量力に対応する補償力を生み出し、電気信号を提供し、電気信号は、さらに処理され、処理ユニットの電子モジュールによってディスプレイの上に提示される。

[0004]ＥＭＦＲ計量セルは、静止パラレルレッグおよび可動パラレルレッグを備える平行四辺形リンケージを含み、可動パラレルレッグは、荷重レシーバーとしての役割を果たし、２つのパラレルガイドによって静止レッグに接続されている。レバー低減メカニズムを備えるシステムでは、カップリングエレメントは、引張状態では硬く、曲げ状態では可撓性であり、荷重レシーバーに連結されており、重量力をバランスビームに伝達し、バランスビームの支点は、静止パラレルレッグによって支持されている。この種類の計量セルの目的は、測定トランスデューサーが補償力を発生させて重量力を表す測定信号を生み出すことができる大きさまで、計量荷重の重量力を低減させるということである。当技術分野で知られているように、高分解能の計量セルの中の個々のエレメント同士の間のジョイントは、フレクシャーピボット（ｆｌｅｘｕｒｅ ｐｉｖｏｔｓ）として構成されている。フレクシャーピボットは、ピボットによって連結されている２つのエレメントの間で回転の軸線を画定している。モノリシックの計量セルとも称される、１つの一体ピースの材料から作製された計量セルでは、フレクシャーピボットは、エレメント同士の間の薄い材料接続の形態で実現され得る。

[0005]重量力が直接的に、すなわち、レバーシステムによる低減なしに、測定トランスデューサーによって発生させられる補償力によって、対抗される種類のＥＭＦＲ計量セルでは、パラレルガイドは、多くは、スプリングエレメント、弾性ジョイント、またはダイヤフラムスプリングとして構成されている。直接測定システムとも称されるこの種類の計量セルでは、個々の測定トランスデューサーは、等しい大きさの補償力によって荷重の重量力に抵抗する。複数の測定トランスデューサーが、重量力に対抗するために組み合わせられる場合には、それらのそれぞれが、対応する部分的な補償の力を生み出す。

[0006]高分解能の力測定デバイスでは、フレクシャーピボットがより薄くなっており、したがって、損傷を被ることの影響もより受けやすく、損傷は、計量結果に影響を与え、または、力測定デバイスを使用不可能な状態にする可能性がある。たとえば、計量皿が衝撃を受ける場合、または、天秤が、突然に落とされるかもしくは下に置かれる場合には、パラレルガイドおよび他のコンポーネントは、過度に応力を受ける可能性がある。結果として、フレクシャーピボット、弾性ジョイント、またはダイヤフラムスプリングは、形状が崩れて曲げられ、亀裂が入り、または、さらに破壊されるようになる可能性がある。

[0007]ＥＭＦＲ計量セルの中で使用される測定トランスデューサーは、たとえば、永久磁石の中の導電コイルとして構成され得る。コイルは、ほとんどのケースでは、バランスビームの上に配置されており、一方、永久磁石は、静止パラレルレッグに取り付けられている。しかし、逆の配置も可能であり、永久磁石がバランスビームの上に配置され、コイルが静止パラレルレッグの上に配置される。力測定デバイスの動作状態において、電流がコイルを通って流れ、それによって、天秤の上に置かれている荷重に対抗する補償力が発生させられる。位置測定デバイスが、そのバランスした位置からのコイルの変位を記録すると、調整ユニットが、位置測定信号に応答して、電流の大きさを調整し、コイルがそのバランスした位置へ戻るようになっている。コイルがそのバランスした位置にあるとき、すなわち、システムに作用する力の合計がゼロに等しいとき、電流の大きさが測定され、計量結果を決定し、次いで、計量結果が表示される。

[0008]また、上述の種類の過度の量の応力は、磁石システムまたは位置測定デバイスの中のコイルに影響を与える可能性がある。力測定デバイスの生成プロセスにおいて、計量セルを調節するステップは、デバイスの感度および精度にとって重要である。調節が実施された状態にデバイスがある場合だけに限り、調節セッティングは有効である。過度の量の応力の下で、磁石システムの中のコイルのアライメントは変化する可能性があり、または、位置センシングデバイスは、バランスビームに対して移動される可能性があり、計量結果がもはや正しく決定されないという結果になる。

[0009]力測定デバイスが、計量セルの損傷にもかかわらず、計量荷重の測定値と思われるものを依然として伝達する（示す）場合において、損傷が、フレクシャーピボットの中にあるか、または、磁石システムの中のコイルの位置変化、もしくは、力測定デバイスが較正された位置に対する位置測定デバイスの位置変化によるものであるならば、損傷は、現在利用可能な手段によって認識可能ではない。損傷にもかかわらず、力測定デバイスは、それが正しくないとしても、計量結果を伝達する。何故なら、力測定デバイスは、機能的に損傷を受けているようには思われないから、すなわち、それは、エラーなく働いているように見えるからである。

[0010]力測定デバイスの条件を監視および／または決定する方法が、ＥＰ１７８５７０３Ａ１に開示されており、そこでは、力測定デバイスは、ハウジングの内部スペースの中にセットアップされている力測定セルと、力測定デバイスの動作寿命に影響を与える内部スペースの中の気候関連のパラメーターを測定するセンサーとを含む。方法は、力測定デバイスの条件を決定するためにハウジングを開ける必要なしに、力測定デバイスの条件が監視されることを可能にする。しかし、この方法は、過度の応力に起因する計量セルの損傷した条件、たとえば、損傷したフレクシャーピボット、または、コイルもしくは位置測定デバイスの位置変化を検出することができないという不利益を有している。

[0011]力測定デバイスが正しく機能しているということ、および、ユーザーが表示される測定値に自信を持つことができるということを確実にするために、計量セルは、定期的な間隔でチェックされなければならない。この定期的な検査は、ほとんどのケースでは、製造業者によって実施され、それは、ユーザーへの負担で、力測定デバイスのダウンタイムを生じさせる。

[0012]本発明の目的は、力測定デバイスの機能性を検証する方法を提供することである。
[0013]力測定デバイスの作業場所において、力測定デバイス自身によって、方法が実施され得るということがさらに可能であるべきである。

[0014]本発明によれば、これらのタスクは、請求項１に述べられているような、電磁力補償の原理に従って働く力測定デバイスの機能性を検証する方法によって解決される。
[0015]力測定デバイスは、静止パラレルレッグと可動パラレルレッグとを含み、可動パラレルレッグは、デバイスの上に設置されている計量対象物の荷重を受ける役割を果たし、パラレルガイドによって静止レッグに接続されている。力測定デバイスは、測定トランスデューサーをさらに含み、測定トランスデューサーは、力伝達接続を通してパラレルレッグに連結されており、また、コイルを含有し、コイルは、磁石システムの中に、ガイドされる移動性を伴って配置されており、コイルは、電流を伝導することが可能である。また、力測定デバイスの中に含まれているのは、位置センサーであり、位置センサーは、磁石システムに対して、そのバランスした位置からのコイルの位置変化を検出する役割を果たし、位置変化は、可動パラレルレッグの上に荷重を設置する結果として生じる。コイルと磁石システムとの間の電磁力によって、コイルを通って流れる電流が、コイル、および、コイルまたは磁石システムに接続されている可動パラレルレッグを、バランスした位置に戻し、および／または、バランスした位置にそれを維持する役割を果たす。

[0016]本発明によれば、力測定デバイスの少なくとも１つのシステム特徴付け手段（ｓｙｓｔｅｍ−ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ ｍｅａｎｓ）が、プロセッサーユニットによって確立されており、システム特徴付け手段がプロセッサーユニットの永続性メモリーファイルの中に格納されている少なくとも１つの不変のシステム参照手段と比較される。比較に基づいて、力測定デバイスの機能性が決定されると、力測定デバイスのアクションが起こり、電流の大きさ、および、そのバランスした位置からのコイルの変位の大きさが、機能性の検証のために使用される。

[0017]本発明による方法に起因して、そのバランスした位置からのコイルの変位の大きさは、追加的な入力情報としてプロセッサーユニットに供給されるので、力測定デバイスは、機能性の検証のために、そのバランスした位置からのコイルの変位、または、磁石システムの中のコイルの位置を使用することが可能である。

[0018]測定トランスデューサーは、力測定デバイスの中に異なる方式で配置され得る。コイルが可動パラレルレッグに取り付けられており、磁石システムが静止パラレルレッグに取り付けられているか、または、コイルが静止パラレルレッグに取り付けられており、磁石システムが可動パラレルレッグに取り付けられているかのいずれかである。いずれのケースでも、コイルおよび磁石システムは、互いに関連して移動することが可能である。コイルを通って流れる電流は、ほとんどのケースでは、ＰＩＤ制御装置によって調整されており、コイルを通って流れる電流は、両方のケースにおいて、コイルと磁石システムとの間に電磁力を引き起こし、それは、磁石システムに対してコイルをそのバランスした位置に戻し、および／または、荷重が荷重受け部の上に設置されているときに、前記位置にコイルを維持する。コイルは、磁石システムの中に、ガイドされる移動性を伴って配置されており、コイルは、１つまたは複数の巻線によって構成され得る。磁石システム自身は、永久磁石または電磁石であることが可能であり、電流がそれを通って流れる。最も一般的な構成では、磁石システムは、静止部に取り付けられており、一方、コイルは、荷重受け部に直接的に取り付けられているか、または、１つまたは複数のレバーによって、荷重受け部に連結されているかのいずれかである。この配置は、ほとんどのケースにおいて好適である。その理由は、より小さい慣性質量、このケースでは、コイルの質量が、バランスした位置へのより速く戻ること、または、バランスした位置をより安定して順守することを可能にするからである。しかし、たとえばコイルへの電流の送電を簡単化するために、永久磁石の形態の磁石システムが可動部に取り付けられている、力測定デバイスも存在する。

[0019]バランスした位置とは、システムに作用する力のすべてが互いに平衡となる、磁石システムの中のコイルの位置である。また、レバーシステムにおいて、これは、バランスビームのゼロ位置に相当する。バランスビームとのコイルの接続に起因して、バランスした位置からのバランスビームの変位は、バランスした位置からのコイルの変位と同等である。コイルの代わりに、磁石システムがバランスビームに接続されている場合にも同じことが当てはまる。「バランスビーム」の用語が本文脈において参照する力伝達接続の一部は、１アーム式または２アーム式のレバーであり、そのバランスした位置は位置センサーによって監視されている。好適な配置では、バランスビームの回転の軸線、バランスビームの重力の質量中心、カップリングへの第１のレバーアームの接続部、および、測定トランスデューサーの結果として得られる力が加えられる効果的な点は、共通の平面の中に存在する。この条件が満たされる場合、および、計量荷重が力測定デバイスの上に設置されていない場合には、力測定デバイスが傾斜した支持表面の上に位置している場合でも、バランスビームは、モーメントのない状態にあり、常に、平衡状態にある。また、上述の点によって画定される平面は、水平に無関心な（ｌｅｖｅｌ−ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ）平面とも称される。

[0020]直接測定システムでは、測定トランスデューサーのコイルまたは磁石システムが、力伝達ロッドに取り付けられており、力伝達ロッドは、荷重受け部に直接的に接続されており、加えられる力の低減のためのレバーが存在しないようになっている。直接測定システムでは、そのバランスした位置からのコイルまたは磁石システムの変位は、そのバランスした位置からの力伝達ロッドの変位と同等である。

[0021]それらは、ほとんどのケースでは、非常に薄いフレクシャーピボットを有しているので、本発明による方法のための好適な用途は、微量天秤の分野にある。これらの天秤は、０．００１ミリグラムの測定分解能で、すなわち、千万分の１の精度で、１０グラムの計量荷重を測定することが可能である。したがって、微量天秤の中のフレクシャーピボットに損傷を引き起こすには、比較的に小さい量の過剰応力だけが必要である。

[0022]本発明は、プッシュモードで動作する測定トランスデューサー、および、プッシュプルモードで補償力を発生させる測定トランスデューサーを備える力測定デバイスに適切である。相違は、補償力の方向性にある。プッシュシステムは、１つの方向だけに補償力を発生させることが可能であり、一方、プッシュプルシステムは、２つの反対側の方向に補償力を生み出すように設計されている。

[0023]そのバランスした位置からのコイルの変位は、位置センサーによって決定および定量化され、コイルを通る電流の調整のための入力として位置制御装置へ送られ、コイルと磁石システムとの間の電磁力の結果として、コイル、および、コイルまたは磁石システムに接続されているパラレルレッグが、バランスした位置に戻されるようになっている。また、代替的に、バランスした位置からのコイルの変位の大きさは、追加的な位置センサーによって決定され得る。追加的な位置センサーとして使用され得る種類のセンサーは、センサー信号として、磁石システムの内側のコイルの変位の大きさについて、位置測定のための位置センサーと同じ情報を獲得することが可能である。たとえば、このセンサー信号は、それぞれの情報をプロセッサーユニットに送達するために、加速度センサー、速度センサー、または、角度センサーもしくはリニア位置センサーによって提供され得る。

[0024]位置センサーの好適な選択は、オプトエレクトロニクス位置センサーであり、そのセンサー信号は、バランスした位置からの、計量セルの相互に接続されている可動部の変位に相当し、それは、荷重レシーバーの上に荷重を設置する結果として起こる。この種類のオプトエレクトロニクス位置センサーは、典型的に、光送信器および光受信器を含み、それらは、インタースティシャル（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ）スペースを横切って互いに向き合う静止パラレルレッグの上に配置されており、また、この種類のオプトエレクトロニクス位置センサーは、バリアベーンを含み、バリアベーンは、インタースティシャルスペースを横断し、可動部の変位に関与する。位置センサーの信号は、位置制御装置に提示され、位置制御装置は、それに応答して、ベーンが接続されている計量セルのバリアベーンおよび可動部がコイルと永久磁石との間の電磁力によってそのバランスした位置に戻されるように、コイルを通る電流を調整する。換言すれば、調整の結果として、コイルと磁石システムとの間の電磁力は、計量荷重と平衡状態にある。

[0025]システムは、その用語が本明細書で使用されているように、そのコンポーネント（平行四辺形、レバー低減メカニズム、フレクシャーピボット、測定トランスデューサー、位置センサー）の特性、および、それらが影響を及ぼされる要因のすべてを備える計量セルを含む。材料特性、断面係数、磁界の均一性、および、位置センサーの線形性などのような特性は、異なる影響要因に依存する。温度変化、地盤振動および揺動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ）、または、計量セルへの衝撃が、システムに影響を与え、または、恒久的な変化も引き起こす可能性がある。システムの参照手段は、生成もしくは組み立てプロセスの終わりにおける、または、ユーザーへの送達（引き渡し）のときの、システムの性能に対応する欠陥のない条件を説明する。このシステム参照手段は、力測定デバイスのプロセッサーユニットの永続性メモリーファイルの中に格納されている。システム特徴付け手段は、システムの現在の条件または機能性を特徴付け、必要なときに、および／または、所定の時間間隔で決定される。したがって、システム特徴付け手段は、力測定デバイスの現在の条件または機能性を特徴付ける。したがって、システム参照手段からのシステム特徴付け手段の偏差は、条件の変化または適正に機能する能力の変化を示す。

[0026]本発明のさらに発展した実施形態によれば、少なくとも１つのシステム特徴付け手段および少なくとも１つのシステム参照手段が、電流の大きさと、そのバランスした位置からのコイルの変位の大きさとの間の関係をそれぞれ確立する。

[0027]本発明の有利なさらなる発展例では、少なくとも１つのシステム参照手段が、初期の調節のときの、とりわけ、生成の間に、もしくは、力測定デバイスの完成の近くで行われた調節のときの、力測定デバイスの機能性を表し、および／または、力測定デバイスの欠陥のない機能性の条件を反映する。

[0028]本発明のさらに発展した実施形態によれば、少なくとも１つのシステム特徴付け手段および／または少なくとも１つのシステム参照手段が、重量力のそれぞれの値をリストアップしているシステムテーブルであって、システムテーブルは、そのバランスした位置からのコイルの変位の異なる大きさに関連付けされている、システムテーブル、および／または、少なくとも１つのパラメーターを備え、かつ、少なくとも、そのバランスした条件からのコイルの変位の大きさおよび電流の大きさを入力量として備えるシステム関数をそれぞれ含む。本発明の文脈において、システム関数の少なくとも１つのパラメーターは、そのバランスした位置からのコイルの変位の大きさと電流の大きさとの間の関係を説明する数学関数の変数を意味している。

[0029]システムテーブルが使用されるとき、システム参照手段に対するシステム特徴付け手段の比較は、そのバランスした位置からのコイルの変位の大きさに従って、および、電流の大きさに従って、値がリストアップされているテーブルから、それぞれの比較値を選択することによって行われる。この文脈において、システム関数の用語は、少なくとも２つの入力量および少なくとも１つのパラメーターを備える数学関数を意味している。

[0030]本発明のさらなる実施形態によれば、システム関数の少なくとも１つのパラメーターが、パラメーターテーブルとして格納されており、パラメーターテーブルから、システム関数のそれぞれのパラメーターが、そのバランスした位置からのコイルの変位の大きさ、および、電流の大きさに従って選択される。加えて、システム関数の少なくとも１つのパラメーターが、荷重依存性であることが可能である。

[0031]本発明の別の有利な発展例によれば、システムテーブルの値、および／または、システム関数の少なくとも１つのパラメーターが、コイルの変位を変化させ、そのバランスした位置からのコイルの変位に関連付けされる電流の大きさを本質的（実質的に）に同時に測定することによって、および／または、電流の大きさを変化させ、電流の大きさに関連付けされるコイルの変位の大きさを本質的（実質的に）に同時に測定することによって、決定される。

[0032]本発明の有利な実施形態では、システムテーブルの値、および／または、システム関数の少なくとも１つのパラメーターが、可動パラレルレッグに加えられる重量なしの状態で、および、可動パラレルレッグに加えられる重量ありの状態で、それぞれ決定され、重量は、外部でハンドリングされる重量であるか、または、ハンドリングメカニズムによって適切な場所に内部にセットされる重量である。異なる荷重条件下での値の決定、および／または、少なくとも１つのパラメーターの決定は、重量測定の力測定デバイスの計量範囲全体にわたって、機能性の検証の精度を向上させる。

[0033]本発明の別の態様によれば、少なくとも１つのシステム参照手段が、それぞれの力測定デバイスに関して個別に確立されているか、または、所与のタイプの力測定デバイスに関して汎用的に確立されている。明らかに、それぞれの力測定デバイスは、磁石システム、フレクシャーピボット、位置測定センサー、およびレバー低減メカニズムの製造公差の中の個々の変化を受けることとなり、したがって、１つの力測定デバイスに特有のそれ自身の値および／またはパラメーターを有している。力測定デバイスの生成においてこれらの値および／またはパラメーターの決定を加速させるために、以前に決定された参照手段の算術平均に基づいて汎用的に確立されたシステム参照手段が、プロセッサーユニットの中に格納され得る。

[0034]本発明のとりわけ有利な発展例によれば、比較は、パラレルガイディングメカニズムのピボットの破砕もしくは断裂および／または変形、および／または、最初の位置に対する磁石システムの中のコイルの位置変化、および／または、最初の位置に対する位置センサーの位置変化を調査するために使用され、それぞれのケースにおいて、最初の位置は、システム参照手段が確立された、力測定デバイスの条件に関連付けされている。

[0035]本発明の好適な実施形態は、機能性のトレンドラインが、現在決定されたシステム特徴付け手段および以前に確立されたシステム特徴付け手段に基づいて確立されており、それによって、機能性に関して、とりわけ、力測定デバイスの次のサービスまでの残りの時間に関して、診断が行われ得るという特徴によって区別される。

[0036]電磁力補償の原理に従って働く重量測定の力測定デバイスのための力測定セルであって、磁石システムの中で移動するコイルを備える測定トランスデューサーと可動パラレルレッグとの間の力伝達機械的な接続を備えており、コイルまたは磁石システムのいずれかが、可動パラレルレッグに接続されており、力測定セルが、可動パラレルレッグの上に荷重を設置する結果として起こるそのバランスした位置からのコイルの変位を検出する位置センサーを含むという特徴によって区別されており、それによって、そのバランスした位置からのコイルの変位の大きさが決定され得、そのバランスした位置からのコイルの変位の大きさが、機能性の検証のための方法の中で使用され得る。

[0037]電磁力補償の原理に従って動作する重量測定の力測定デバイスの機能性を検証する方法を実行するためのコンピューター支援のプログラムにおいて、力測定デバイスのアクションを開始させ、たとえば、力測定デバイスをリリースまたはロックアップするために、信号が発せられる。力測定デバイスは、コイルを含み、コイルは、磁石システムの中で移動し、電流を通すことが可能であり、電流は、コイルと磁石システムとの間に作用する電磁力の結果として、コイル、および、コイルまたは磁石システムに接続されている可動パラレルレッグをバランスした位置に戻し、および／または、それをバランスした位置に維持する役割を果たし、また、力測定デバイスは、コイルと可動パラレルレッグとの間の力伝達機械的な接続と、可動パラレルレッグの上に荷重を設置する結果として生じる、そのバランスした位置からのコイルの変位の検出のためのセンサーとを含む。コンピューター支援のプログラムの入力量は、少なくとも電流の大きさ、および、そのバランスした位置からのコイルの変位の大きさを含む。

[0038]コンピューター支援のプログラムのさらに発展した実施形態によれば、それは、システム参照手段および少なくとも１つのシステム特徴付け手段を読み出す。システム特徴付け手段は、プログラムを実行するユニットのワーキングメモリーの中に格納され得、一方、システム参照手段は、永続性メモリーファイルの中に格納されている。

[0039]本発明の主題は、以下において、好適な実施形態の例を通して、説明されることとなり、好適な実施形態の例は、添付されている図面に示されている。

レバーシステムとして設計されているトップローディング式の力測定デバイスの力測定セルの断面図を概略的に表す図であり、側部から見た図である。 レバーシステムとして設計されているモノリシックに構築された力測定セルを図示する図であり、側部から見た図である。 直接測定システムとして設計されている力測定セルを図示する図である。 本発明による力測定デバイスの機能の流れが説明されているブロック図である。 本発明による力測定デバイスのライフサイクルが説明されているブロック図である。 コイルの変位範囲全体にわたる位置／電流グラフを表す図であり、システム参照手段のシステム関数Ｓ_Ｅ１、Ｓ_Ｅ２、およびＳ_Ｅ３、ならびに、理想的なシステム関数Ａを備える図である。 コイルの変位範囲全体にわたる位置／電流グラフを表す図であり、力測定デバイスのシステム特徴付け手段のシステム関数Ｓ_Ｋ１、Ｓ_Ｋ２、およびＳ_Ｋ３を備え、フレクシャーピボット、弾性ジョイント、またはダイヤフラムスプリングが損傷されていることを示す図である。 図６の位置／電流グラフのセクションを表す図であり、力測定デバイスのシステム特徴付け手段のシステム関数Ｓ_Ｋ１、Ｓ_Ｋ２、およびＳ_Ｋ３を備え、フレクシャーピボット、弾性ジョイント、またはダイヤフラムスプリングが損傷され、システム関数に関する可能性のある閾値を示す図である。 コイルの変位範囲全体にわたる位置／電流グラフを表す図であり、力測定デバイスのシステム特徴付け手段のシステム関数Ｓ_Ｋが、システム参照手段のシステム関数Ｓ_Ｅと比較して位置測定のシフトを示している図である。 コイルの変位範囲全体にわたる位置／電流グラフを表す図であり、力測定デバイスのシステム特徴付け手段のシステム関数Ｓ_Ｋを備え、コイルが、システム参照手段のシステム関数Ｓ_Ｅと比較して、磁石システムの中のその中心の位置からシフトされていることを示す図である。

[0040]以下の説明では、同一の機能および類似の構成を有する特徴は、同じ参照符号によって特定されている。
[0041]図１は、レバーシステムとして設計されている力測定デバイス１の力測定セル１０を概略的に図示しており、それは、断面図において側部から見ている。静止パラレルレッグ１１によって、力測定デバイス１は、支持構造体の上に立っている。測定されることとなる荷重が、計量皿１５の上に設置され、計量皿１５は、可動パラレルレッグ１２の上に置かれており、可動パラレルレッグ１２は、２つのパラレルガイド１４によって静止パラレルレッグ１１に接続されている。パラレルガイド１４は、フレクシャーピボット１６によって、可動パラレルレッグ１２および静止パラレルレッグ１１に接続されている。フレクシャーピボット１６は、回転の軸線を画定しており、フレクシャーピボット１６は、回転の軸線に対して横断する方向に、事実上剛体の力伝達エレメントとして働く。力測定デバイスは、必ずしも、ここで示されているように上部に計量皿を備えるように構成されなければならないわけではない。それは、吊り下げ式の皿によって、ほとんどのケースでは、ハンガーメカニズムによって、同様に実現され得る。カップリング１３は、支点によって支持されているバランスビーム１７の第１のレバーアーム１８に重量力を伝達する。バランスビーム１７のもう一方の端部、すなわち、第２のレバーアーム１９の外側端部に取り付けられているのは、測定トランスデューサー２０であり、測定トランスデューサー２０は、補償の力によって、レバーで低減された計量荷重の重量力に対抗する。ここで示されている測定トランスデューサー２０は、導電コイル２５として示されており、導電コイル２５は、磁石システム２７の中に、ガイドされる移動性を伴って取り付けられている。第２のレバーアーム１９において測定トランスデューサー２０によって発生させられる補償の力が、第１のレバーアーム１８における荷重の重量力に対応するときに、バランスビーム１７は、平衡状態になり、したがって、バランスした位置になる。このバランスした位置は、位置センサー２１によって監視される。

[0042]質量または力が計量皿１５に加えられると、可動パラレルレッグ１２は、下向きに変位させられ、パラレルガイド１４によって平行運動でガイドされる。バランスビーム１７は、カップリング１３を通して可動パラレルレッグ１２に接続されており、バランスビーム１７は、測定トランスデューサー２０の方を向くバランスビーム１７のもう一方の端部に、この移動を規定の低減比で伝達する。位置センサー２１は、バランスした位置からのコイル２５の変位に対応する位置信号２２を発生させる。この位置信号２２は、入力信号として位置制御装置ユニットに送られ、位置制御装置ユニットは、結果として得られた補償の力に起因して、コイル２５、および、コイルが接続されているバランスビーム１７がバランスした位置に戻されるように、コイル２５を通る電流２４を調整する。（コイル２５がそのバランスした位置に戻ったときの）調整の定常状態において、コイルの中を通って流れる電流２４の大きさは、決定されることとなる量、すなわち、可動パラレルレッグ１２に作用する質量または力に関する測定値を表す。電流２４の大きさは、プロセッサーユニット２６（図３を参照）によって測定され、その後に、結果は、測定値としてディスプレイの上に提示される。

[0043]図２は、モノリシック構造の力測定デバイス１の力測定セル１０の可能性のある構成を図示しており、それは、断面図において側部から見ている。静止パラレルレッグ１１、可動パラレルレッグ１２、カップリング１３、パラレルガイド１４、およびバランスビーム１７は、互いに一体的に接続されており、１つの均質な材料のブロックから作製されている。これらのエレメントのすべては、たとえばチップ除去機械加工プロセス、切削加工、または放電加工などの、それらを分離するために適切な製造技法によって金属ブロックから形成されている。フレクシャーピボット１６、バランスビームの支点、および、カップリング１３の接続端部は、薄い材料のブリッジとして形成されており、フレクシャーピボット１６の材料厚さは、力測定デバイス１の容量範囲に適合されており、フレクシャーピボット１６の材料ブリッジが、より大きい計量能力のためにより強く設計されるようになっている。

[0044]図３は、直接測定システムとして設計された力測定セル１００の可能性のある実施形態を図示している。静止パラレルレッグ１１１は、支持地盤構造体の上に置かれている。荷重を受ける役割を果たす可動パラレルレッグ１１２は、力伝達ロッド１１７に接続されており、パラレルガイド１１４によってガイドされており、パラレルガイド１１４は、この例では、ダイヤフラムスプリングとして構成されている。この実施形態では、測定トランスデューサー１２０は、力伝達ロッド１１７の下側端部に配置されており、コイルは、可動パラレルレッグ１１２に接続されるように示されており、磁石システム１２７は、静止パラレルレッグ１１１に配置されている。この概念のさらなる実現化は、パラレルガイド１１４の間の領域に測定トランスデューサー１２０を配置させることによって、および／または、磁石システム１２７およびコイル１２５の配置の中の場所を取り替えることによって、可能になることとなる。

[0045]材料接続の材料ブリッジ、または、スプリングピボットもしくはダイヤフラムが薄く設計されればされるほど、力測定セル１０、１００は、可動パラレルレッグ１２、１１２に方向付けされる衝撃、突然に落とされることもしくは下に置かれることから生じる衝撃力、または、他の過度の応力に曝されることから結果として生じる損傷をより多く受けやすくなる。結果として、材料ブリッジ、フレクシャーピボット、またはダイヤフラムスプリングは、形状が崩れて曲げられ、亀裂が入り、または、さらに完全に破壊または分裂されるようになる可能性がある。

[0046]位置センサー２１および測定トランスデューサー２０、１２０は、同様に、衝撃、過度の応力条件、および／または、衝突衝撃力を受けやすい。力測定デバイス１のこれらのコンポーネントは、製造プロセスの間に、または、力測定デバイス１の完成の時間の近くで、それらの位置およびアライメントにおいて調節される。したがって、その後の力測定デバイス１の調節は、常に、力測定デバイスが最初にセットアップおよび整合された位置に対して参照される。コンポーネントの位置が最初の位置から外れる場合には、それは、計量結果のエラーを引き起こすこととなり、それは、ユーザーに容易に気付かれない。

[0047]力測定セル１０、１００に対する損傷にもかかわらず、損傷が、材料接続、フレクシャーピボット、ダイヤフラムスプリングの中にあるか、または、力測定デバイス１が較正された位置に対するコイルもしくは位置測定デバイスの位置変化によるものであるならば、有効な計量であるように思われるものを依然として実施することが可能である可能性がある。その理由は、上述の種類の損傷が、現在利用可能な手段によって認識可能でないからである。損傷にもかかわらず、力測定デバイス１は、たとえ正しくないものであったとしても、力測定デバイスが、損なわれていないように思われ、エラーのない様式で働くように思われるときに、計量結果を伝達する。

[0048]以下では、力測定デバイス１の動作の機能の流れが、図４のブロック図を辿ることによって、より詳細に説明されている。計量皿１５の上に設置されている荷重は、可動パラレルレッグ１２、１１２に力Ｆを及ぼす。コイル２５が接続されている状態のバランスビーム１７、もしくは、バランスビーム１７に接続されている磁石システム２７、または、コイル１２５が接続されている状態の力伝達ロッド１１７、もしくは、力伝達ロッド１１７に接続されている磁石システム１２７が、そのバランスした位置から動かされ、すなわち、それらは、異なる位置へ移動する。新しい位置ｘが、位置センサー２１によって検出され、位置信号２２として位置制御装置ユニット２３へ送られる。位置信号２２に応答して、位置制御装置ユニット２３（ほとんどのケースでは、ＰＩＤ制御装置）が、システムをそのバランスした位置に戻すために必要とされるコイル電流２４の大きさを連続的に決定する。電気的なコイル電流２４の結果として、コイル２５、１２５は、磁界を生じさせ、および、磁石システム２７、１２７との相互作用を通して、コイル２５、１２５を伴うバランスビーム１７または力伝達ロッド１１７をバランスした位置に戻す補償力を発生させる。システムをそのバランスした位置に維持するために、同じサイクルが、閉ループ調整という意味で、それ自身を連続的に繰り返す。この制御ループは、動的に、すなわち、たとえば、５００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲で、１秒に複数回、バランスビーム１７または力伝達ロッド１１７の変位を調整する。

[0049]電流２４は、補償力に関する直接的な測定値を表すので、電流２４が測定され、結果が、プロセッサーユニットによって使用され、表示されることとなる値として、重量力を計算する。プロセッサーユニット２６によって表示される値の計算の中に入る追加的な要因は、たとえば、室温、磁石の温度、および、時間依存性の動的効果を含む。

[0050]本発明による機能性を検証する方法は、電流２４の大きさに加えて、プロセッサーユニットが、機能性の評価のために、位置センサー２１の位置信号２２、すなわち、そのバランスした位置からのコイル２５、１２５の変位の大きさを使用するという特徴によって区別される。これは、図４において破線によって示されている。また、位置信号２２の代わりに、位置ｘ、すなわち、磁石システム２７、１２７の中のコイル２５、１２５の位置に関する同じ情報を含有する入力信号をプロセッサーユニット２６に提供することも可能である。これは、図４において一点鎖線によって示されている。この情報は、第２の追加的なセンサー２８、たとえば、加速度センサー、速度センサー、または、角度センサーもしくはリニア位置センサーから、位置信号２２’の形態で、プロセッサーユニット２６に送られ得る。

[0051]したがって、力測定デバイス１は、機能性の検証において、そのバランスした位置からのコイル２５、１２５の変位の量を使用することが可能であり、したがって、たとえば、磁石システム２７、１２７、位置測定システム、または、とりわけ、パラレルガイド１４、１１４もしくはレバー低減システムのフレクシャーピボット、弾性ジョイント、もしくはダイヤフラムスプリングに対する損傷が存在するかどうかを考慮に入れる。

[0052]力測定デバイス１の調節の過程で確立されたシステム参照手段３０（図５の説明を参照）が、プロセッサーユニット２６の中に格納されている。システム参照手段３０は、永続性メモリーファイル、すなわち、不揮発性のメモリーの中に格納されており、力測定デバイス１の新しい調節において、上書きされることだけが可能である。これは、図４において、閉じた南京錠のシンボルによって示されている。それとは対照的に、システム特徴付け手段２９は、たとえば、機能性の検証が行われた後に、力測定デバイス１の動作の間に更新され得る。しかし、現在のシステム特徴付け手段は、もはや消去される必要はないが、たとえば、力測定デバイス１の機能性のトレンドヒストリーを確立するために、プロセッサーユニット２６の中に格納されているままであることが可能である。

[0053]「較正」の用語は、補正を行うことなく所与の測定条件の下で測定された量の測定値と真値との間の偏差を決定するプロセスを表している。他方、補正が行われる場合には、プロセスは調節と呼ばれる。たとえば、適当なツールを用いてその機能を微調整する訓練された人材によって手動で、または、外部のもしくは内蔵式の参照重量を荷重レシーバーの上に設置するユーザーによって半自動的に、または、天秤が参照重量を含む調節メカニズムを装備している場合には自動的に、バランスが調節されるときに、偏差が補正される。

[0054]ブロック図の形態で、図５は、力測定デバイス１のライフサイクルを図示している。すべてのパーツおよびコンポーネントの生成、ならびに、力測定デバイス１へのそれらの組み立てによって、それは開始する。通常、力測定デバイス１の完成の時間の次のステップとして、または、その近くで、力測定デバイス１のコンポーネントおよびパーツの較正および調節が行われる。これは、欠陥のない機能性の条件を表すシステム参照手段３０が確立されるということを含む。このシステム参照手段３０は、プロセッサーユニット２６の中の永続性メモリーファイルの中に格納されている。システム参照手段３０は、少なくとも１つのパラメーターを備えるシステムテーブルまたはシステム関数の形態で格納され得る。加えて、力測定デバイス１のさらなる調節セッティングが、プロセッサーユニット２６の中に格納され得る。

[0055]システム参照手段３０は、それぞれの力測定デバイス１に対して個別に確立されるか、または、所与のタイプの力測定デバイス１に対して汎用的に確立され得る。汎用的に決定されたシステム参照手段に関して、算術平均値が、以前に決定された参照手段に基づいて確立され得、次いで、同じタイプのすべての力測定デバイス１のために使用され得る。

[0056]ここで、力測定デバイス１は、ユーザーに引き渡され、動作状態になることが可能である。特殊化された力測定デバイス１は、たとえば、プリロードの恒久的な存在などのような、特定の動作条件に適合されており、特殊化された力測定デバイス１に関して、システム参照手段の決定は、ユーザー場所での設置の時間まで延期され得る。従来技術による力測定デバイスは、それらの機能を検証するために、ならびに、国内規制、較正要件、および／または産業標準の精度要件を満足させるために、特定の時間間隔で製造業者によってチェックされなければならない。これは、保守技術員よって現場で、または、力測定デバイス１の製造業者の施設において行われ得る。

[0057]製造業者による機能性チェックにおいて損傷が検出された場合には、および、修理のコストが価値のないように思われる場合には、力測定デバイス１は、動作から外される。機能性チェックが肯定的な結果を有する場合には、力測定デバイス１は、次の時間間隔にわたり使用状態を継続することが可能である。力測定デバイスが通信ネットワークに接続されている場合には、レポートが製造業者に自動的に送られ得る。これは、製造業者が力測定デバイスの機能的な状態を知らされることを維持し、必要であれば適当なステップを行うことが可能であるようになっている。

[0058]損傷条件が特定されたケースにおける第３の可能性として、欠陥があることが分かったコンポーネント、または、その機能性が不十分であるコンポーネントは、交換され得る。この後に、製造業者による力測定デバイス１のコンポーネントおよびパーツの新しい調節が続く必要がある。プロセスにおいて、新しいシステム参照手段３０が、永続性メモリーファイルの中のプロセッサーユニット２６の中に決定および格納され、以前のシステム参照手段３０が上書きされる。加えて、他の調節セッティングが、同時に、プロセッサーユニット２６の中に格納され得る。その後に、力測定デバイス１は、ユーザーによって再び動作状態に入れるために戻される。

[0059]本発明による方法は、図５において破線によって図示されており、本発明による方法は、２つのメンテナンスサービスの間の時間間隔の間に、力測定デバイス１が適正に機能しているということを検証するために、定期的なメンテナンスサービスが製造業者によって実施される前に、このライフサイクルの中へ挿入されている。したがって、デバイスが適正に機能するか、または、その機能性が損傷しているかについて、実際のメンテナンスサービスの前にすでに確認することが可能である。これは、潜在的欠陥のケースの力測定デバイス１の使用を防止し、潜在的欠陥のケースでは、力測定デバイス１は、ユーザーには損傷していないように見え、それは、一見したところ欠陥のない様式で機能するようになっている。他方、２つのメンテナンスサービスの間の時間間隔は、また、機能性テストが肯定的な結果を示す限り拡張され得、それによって、ユーザーは、アフターサービスのために力測定デバイス１を動作から外すことに関連付けされるダウンタイムのコストを節約する。

[0060]本発明による方法のそれぞれのサイクルにおいて、少なくとも１つのシステム参照手段３０は、少なくとも１つのシステム特徴付け手段２９と比較され、その比較に基づいて、力測定デバイス１の機能性が決定される。システム特徴付け手段２９およびシステム参照手段３０の両方が、電流２４の大きさと、そのバランスした位置からのコイル２５、１２５の変位の大きさとの間の関係を確立し、また、少なくとも１つのパラメーターを備えるシステムテーブルまたはシステム関数の中の数値の形態で存在することが可能である。プロセッサーユニット２６の永続性メモリーファイルの中に格納されているシステム参照手段３０は、力測定デバイス１の欠陥のない条件を表し、一方、システム特徴付け手段２９は、現在の時間における力測定デバイス１の実際の機能的条件を表す。

[0061]システム参照手段３０に対してシステム特徴付け手段２９を比較する前に、システム特徴付け手段２９は、少なくとも１つのパラメーターを備えるシステムテーブルまたはシステム関数の中の数値の形態で確立されなければならない。システム参照手段３０に対するシステム特徴付け手段２９の比較に先行するステップとして、少なくとも１つのパラメーターを備えるシステムテーブルまたはシステム関数の値を決定すること、および、調節のときに起こるシステム参照手段のために、少なくとも１つのパラメーターを備えるシステムテーブルまたはシステム関数の値を決定することは、異なる方式で実施され得る。

[0062]以下では、少なくとも１つのパラメーターを備えるシステムテーブルおよびシステム関数の値を決定する可能性のある方式が実証されている。有利には、決定は、力測定デバイス１の生成プロセスの間に、とりわけ、調節局面の間に行われる。第１の可能性として、決定は、コイル２５、１２５の変位を変化させることによって、および、コイル２５の変位に関連付けされる電流２４の量を本質的（実質的に）に同時に測定することによって行われる。代替的に、第２の可能性として、決定は、電流２４の量を変化させることによって、および、電流２４の大きさに対応するコイル２５、１２５の変位を本質的に（実質的に）同時に測定することによって行われる。コイル２５、１２５の変位または電流２４の大きさを変化させることを可能にするために、プロセッサーユニットは、位置制御装置ユニット２３への２つのインターフェース接続によって、目標位置または目標電流を設定することが可能である。

[0063]また、少なくとも１つのパラメーターを備えるシステムテーブルおよび／またはシステム関数の値の決定に関して上記に説明されてきた２つの手順は、荷重レシーバーの上に較正重量を設置する追加的なステップによって再びそれらを実施することによって、補充され得る。較正重量ありの測定、および、較正重量なしの測定に基づいて、別々のそれぞれのシステム参照手段３０および／またはシステム特徴付け手段２９は、磁石システム２７、１２７、パラレルガイド１４、１１４、および、それらのフレクシャーピボット１６もしくは弾性ジョイント、位置センサー２１、ならびに／またはレバー伝達比に関して確立され得る。

[0064]システム特徴付け手段２９および以前に決定されたシステム特徴付け手段２９’に基づいて、機能性のトレンドヒストリーを確立することが可能であり、それは、力測定デバイスの次のメンテナンスサービスまでの残りの動作時間が予測されることを可能にする。

[0065]可動パラレルレッグ１２、１１２に連結され得、また、較正が必要とされるときに作動させられる内部較正重量を、力測定デバイス１が装備している場合には、力測定デバイス１は、メニュー（ｍｅｎｕ）の制御の下で、または、自律的に、のいずれかで、用途に応じて、少なくとも１つのパラメーターを備えるシステムテーブルおよび／またはシステム関数の値の決定に関する上述の可能性のある手順のうちの１つまたは複数を実施することが可能である。

[0066]機能性が検証された後に、プロセッサーユニット２６は、力測定デバイス１を動作のためにリリースするか、力測定デバイス１をロックするか、もしくは、ユーザーに警告を発行するか、または、力測定デバイス１のアクションを全体的に開始させることが可能である。警告は、メンテナンスサービスが迫っているという情報、または、機能性が損傷を受けているという情報を含むことが可能である。

[0067]図６から図１０は、位置／電流グラフの形態の力測定デバイス１の異なるシステム関数を図示している。システム関数は、電流２４の大きさと、そのバランスした位置からのコイル２５、１２５の変位の大きさとの間の関係を確立させる。これは、システム特徴付け手段２９またはシステム参照手段３０の表現の可能性のある形態である。水平軸の上のプラスおよびマイナス１００％のマークは、磁石システム２７、１２７の中のコイル２５、１２５のバランスの崩れた変位を規定している。

[0068]図６は、理想的な力測定デバイス１のシステム関数Ａを示しており、フレクシャーピボット１６または弾性ジョイントの理想的な挙動、および、磁石システム２７、１２７の理想的な挙動が、直線として描かれており、それは、そのバランスした位置からのコイル２５、１２５の変位が電流２４の線形変化を引き起こすということを意味している。システム関数Ａとは対照的に、システム関数Ｓ_Ｅ１、Ｓ_Ｅ３、およびＳ_Ｅ３は、磁石システム２７、１２７の現実の挙動を反映しており、また、システム参照手段３０を表している。

[0069]過度の応力荷重が、たとえば、計量皿１５にぶつかることによって、または、地盤の上にデバイスを落とすことによって引き起こされ、力測定デバイス１が過度の応力荷重を受ける場合には、システム関数が変化することとなる。図７は、少なくとも１つのフレクシャーピボット１６もしくは弾性ジョイント、またはダイヤフラムスプリングが、過度の応力荷重によって損傷された力測定デバイス１のシステム関数Ｓ_Ｋ１、Ｓ_Ｋ２、Ｓ_Ｋ３を備えるシステム特徴付け手段２９を表している。システム関数グラフの不規則な形状、具体的には、変位させられた位置Ｐにおけるシステム関数の偏差が、明確に分かる。損傷されたフレクシャーピボット１６もしくは弾性ジョイント、または、損傷されたダイヤフラムスプリングのそのような兆候は、非常に異なる形態をとる可能性がある。たとえば、システム関数Ｓ_Ｋ２の中にあるように、変位変数の幅の狭い範囲の中に、コイル電流２４の強い偏差が存在する可能性があり、または、システム関数Ｓ_Ｋ３の中にあるように、変位変数の幅の広い範囲にわたり発生するコイル電流２４の小さい偏差が存在する可能性がある。

[0070]図８は、破線によって囲まれている図７の長方形部分の拡大表現である。システム参照手段３０とシステム特徴付け手段２９との間の比較は、閾値に基づいて、偏差の定量的特性評価および定性的特性評価を伴う。閾値は、たとえば、トレランスバンドとして規定され得、トレランスバンドの境界は、交差していないことが可能であり、または、システム関数ＳＫ３に関して示されているように、システム参照手段３０とシステム特徴付け手段２９との間に取り囲まれた領域に関して限界値が設定され得、または、２つの可能性が組み合わせられ得る。トレランスバンドは、変位範囲全体にわたって同じ幅を有する必要はない。また、幅は、変位変数に依存することが可能であり、より幅の狭いトレランスが、バランスした位置の付近のシステム特徴付け手段２９のシステム関数の偏差に関して画定され得るようになっている。これによって、システム関数の中のほとんどの異なる兆候が定量化され得、それらの重要性が定性化され得るということを確実にすることが可能になる。

[0071]図９は、位置センサー２１の位置変化がシステム特徴付け手段２９のシステム関数Ｓ_Ｋに与える効果を実証している。調節が実施された同じ位置に、位置センサー２１がもはやいない場合には、位置／電流グラフの中のシステム特徴付け手段２９のシステム関数Ｓ_Ｋは、システム参照手段３０のシステム関数Ｓ_Ｅに対して水平方向にシフトされることとなる。したがって、偏差が、容易におよび迅速に検出され得る。

[0072]図１０は、磁石システム２７、１２７の中のその中心の位置からのコイル２５、１２５の位置変化が、どのようにシステム特徴付け手段２９影響を与えるかということを示している。図９の例と同様に、コイルの位置変化は、システム参照手段３０のシステム関数Ｓ_Ｅに関してグラフの垂直方向にシフトされているシステム関数Ｓ_Ｋを結果として生じさせ、それは、コイル２５、１２５のすべての変位した位置において、調節された条件における場合より強い電流２４が、コイル２５、１２５を通って流れることとなるということを意味している。両方のケースでは、すなわち、磁石システム２７、１２７の中のその中心の位置からのコイル２５、１２５の位置変化を有するケース、および、位置センサー２１の位置変化を有するケースでは、適当なトレランスまたは閾値が、規定される必要があり、好ましくは、バランスした位置の付近においてより幅の狭いトレランスを有する。

[0073]システム参照手段３０およびシステム特徴付け手段２９は、計量荷重の質量に依存するということが見出された。換言すれば、システムテーブルの値、および／または、システム参照手段３０またはシステム特徴付け手段２９のシステム関数のパラメーターは、加えられる荷重の特定の大きさに関して有効である。これは、図６、図７、および図８において、異なるシステム関数Ｓ_Ｅ１、Ｓ_Ｅ２、Ｓ_Ｅ３およびＳ_Ｋ１、Ｓ_Ｋ２、Ｓ_Ｋ３によって、図示されている。可動パラレルレッグ１２、１１２に作用している力が大きくなればなるほど、位置／電流グラフの中のシステム関数の曲率は強くなることとなる。システム関数ＳＥ３およびＳＫ３のグラフは、上向きに湾曲している。この曲率は、測定トランスデューサー２０、１２０の中の力の方向の変化から生じ、それは、たとえば、プッシュプルシステムの中で起こる。したがって、システム参照手段３０およびシステム特徴付け手段２９は、対応するパラメーターを備える少なくとも１つのシステムテーブルおよび／またはシステム関数を含み、システムテーブルおよび／またはシステム関数は、加えられた力（それは、加えられた力に基づいている）が実際に加えられた荷重に最も近く一致するときに、機能性を検証するために使用され、または、その他では、システムテーブルの２つの値の間で、もしくは、２つのシステム関数の間で、補完が行われる。

[0074]本発明は、特定の実施形態のいくつかの例を提示することによって説明されてきたが、たとえば、個々の実施形態の特徴を互いに組み合わせることによって、および／または、個々の機能ユニットを実施形態同士の間で置き換えることによって、多数のさらなる変形例が、本発明の教示に基づいて生成され得るということが考えられる。
［形態１］
力測定デバイス１の機能性を検証する方法であって、前記力測定デバイス１は、電磁力補償の原理に従って働き、前記力測定デバイス１は、
− 静止パラレルレッグ（１１、１１１）と、
− 計量対象物の荷重を受ける役割を果たし、２つのパラレルガイド（１４、１１４）によって前記静止レッグに接続されている可動パラレルレッグ（１２、１１２）と、
− 力伝達接続を通して前記パラレルレッグ（１２、１１２）に連結されている測定トランスデューサー（２０、１２０）であって、前記測定トランスデューサー（２０、１２０）は、コイル（２５、１２５）を含み、前記コイル（２５、１２５）は、磁石システム（２７、１２７）の中に、ガイドされる移動性を伴って配置されており、前記コイル（２５、１２５）は、電流（２４）を伝導することが可能である、測定トランスデューサー（２０、１２０）と、
前記磁石システム（２７、１２７）に対して、そのバランスした位置からの前記コイル（２５、１２５）の変位を検出する役割を果たす位置センサー（２１、２８）であって、前記変位は、前記可動パラレルレッグ（１２、１１２）の上に荷重を設置する結果として生じる、位置センサー（２１、２８）と
を含み、
前記コイル（２５、１２５）と前記磁石システム（１２７）との間に作用する電磁力によって、前記コイル（２５、１２５）を通って流れる前記電流（２４）が、前記コイル（２５、１２５）、および、前記コイル（２５、１２５）または前記磁石システム（２７、１２７）に接続されている前記可動パラレルレッグ（１２、１１２）を、前記バランスした位置に戻し、および／または、前記バランスした位置にそれを維持する役割を果たす、方法において、
前記力測定デバイス（１）の少なくとも１つのシステム特徴付け手段（２９）が、プロセッサーユニット（２６）によって確立されており、
前記システム特徴付け手段（２９）が前記プロセッサーユニット（２６）の永続性メモリーファイルの中に格納されている少なくとも１つの不変のシステム参照手段（３０）と比較され、
前記比較に基づいて、前記力測定デバイス（１）の前記機能性が決定され、
前記電流（２４）の大きさ、および、そのバランスした位置からの前記コイル（２５、１２５）の前記変位の大きさが、前記機能性の前記検証のために使用されることを特徴とする、力測定デバイス１の機能性を検証する方法。
［形態２］
形態１に記載の前記機能性を検証する方法であって、前記少なくとも１つのシステム特徴付け手段（２９）および前記少なくとも１つのシステム参照手段（３０）が、前記電流（２４）の前記大きさと、そのバランスした位置からの前記コイル（２５、１２５）の前記変位の前記大きさとの間の関係をそれぞれ確立することを特徴とする、方法。
［形態３］
形態１または２に記載の機能性を検証する方法であって、前記少なくとも１つのシステム参照手段（３０）が、初期の調節のときの、とりわけ、生成の間に、もしくは、前記力測定デバイス（１）の完成の近くで行われた調節のときの、前記力測定デバイス（１）の前記機能性を表し、および／または、前記力測定デバイス（１）の欠陥のない機能性の条件を反映することを特徴とする、方法。
［形態４］
形態１から３のいずれか一項に記載の機能性を検証する方法であって、前記少なくとも１つのシステム特徴付け手段（２９）および／または前記少なくとも１つのシステム参照手段（３０）が、加えられる荷重の重量力のそれぞれの値をリストアップしているシステムテーブルであって、前記システムテーブルは、そのバランスした位置からの前記コイル（２５、１２５）の前記変位の異なる大きさ、および、前記電流（２４）の異なる大きさに関連付けされている、システムテーブル、および／または、少なくとも１つのパラメーターを備え、かつ、少なくとも、前記コイル（２５、１２５）の前記変位の前記大きさおよび前記電流（２４）の前記大きさを入力量として備えるシステム関数をそれぞれ含むことを特徴とする、方法。
［形態５］
形態４に記載の機能性を検証する方法であって、前記システム関数の前記少なくとも１つのパラメーターが、パラメーターテーブルとして格納されており、前記システム関数の前記少なくとも１つのパラメーターが、荷重依存性であることが可能であることを特徴とする、方法。
［形態６］
形態４または５に記載の機能性を検証する方法であって、前記システムテーブルの前記値、および／または、前記システム関数の前記少なくとも１つのパラメーターが、前記コイル（２５、１２５）の前記変位を変化させ、前記コイルの前記変位に関連付けされる前記電流（２４）の前記大きさを実質的に同時に測定することによって、および／または、前記電流（２４）の前記大きさを変化させ、前記電流（２４）の前記大きさに関連付けされる前記コイル（２５、１２５）の前記変位を実質的に同時に測定することによって、決定されることを特徴とする、方法。
［形態７］
形態６に記載の機能性を検証する方法であって、前記システムテーブルの前記値、および／または、前記システム関数の前記少なくとも１つのパラメーターが、前記可動パラレルレッグ（１２、１１２）に加えられる重量なしの状態で、および、前記可動パラレルレッグ（１２、１１２）に加えられる重量ありの状態で、それぞれ決定され、前記重量は、外部でハンドリングされる重量であるか、または、ハンドリングメカニズムによって適切な場所に内部にセットされる重量であることが可能であることを特徴とする、方法。
［形態８］
形態１から７までのいずれか一項に記載の機能性を検証する方法であって、前記少なくとも１つのシステム参照手段（３０）が、それぞれの力測定デバイスに関して個別に確立されているか、または、所与のタイプの力測定デバイス（１）に関して汎用的に確立されていることを特徴とする、方法。
［形態９］
形態１から８までのいずれか一項に記載の機能性を検証する方法であって、前記比較は、前記パラレルガイディングメカニズム（１４、１１４）のピボットの破砕もしくは断裂および／または変形、および／または、最初の位置に対する前記磁石システム（２７、１２７）の前記コイル（２５、１２５）の位置変化、および／または、最初の位置に対する前記位置センサー（２１、２８）の位置変化を調査するために使用され、それぞれの前記最初の位置は、前記システム参照手段（３０）が確立された、前記力測定デバイス（１）の条件に関連付けされていることを特徴とする、方法。
［形態１０］
形態１から９までのいずれか一項に記載の機能性を検証する方法であって、前記機能性のトレンドラインが、前記現在決定されたシステム特徴付け手段（２９）および以前に確立されたシステム特徴付け手段（２９’）に基づいて確立されており、また、前記トレンドラインに基づいて、前記機能性に関して、とりわけ、前記力測定システムの次のサービスまでの残りの時間に関して、予測が行われ得ることを特徴とする、方法。
［形態１１］
電磁力補償の原理に従って働き、形態１から１０までのいずれか一項に記載の機能性を検証する方法を使用する、重量測定の力測定デバイス（１）。
［形態１２］
電磁力補償の原理に従って働く力測定デバイス（１）のために、形態１から１１のいずれか一項に記載の機能性を検証する方法を実行するためのコンピューター支援のプログラムであって、前記プログラムは、前記力測定デバイス（１）のアクションを開始させるための信号を発することと、少なくとも前記電流（２４）の前記大きさ、および、そのバランスした位置からの前記コイル（２５）の前記変位の前記大きさを入力量として使用することとを含む、コンピューター支援のプログラム。
［形態１３］
形態１２に記載の機能性を検証する方法の実行のためのコンピューター支援のプログラムであって、前記コンピューター支援のプログラムは、前記形態１から１０のいずれか一項に記載のシステム参照手段（３０）および少なくとも１つのシステム特徴付け手段（２９）を呼び出すことを特徴とする、コンピューター支援のプログラム。

１ 力測定デバイス
１０ レバーシステムの力測定セル
１００ 直接測定システムの力測定セル
１１、１１１ 静止パラレルレッグ
１２、１１２ 可動パラレルレッグ
１３ カップリング
１４、１１４ パラレルガイド
１５ 計量皿
１６ フレクシャーピボット
１７ バランスビーム
１１７ 力伝達ロッド
１８ バランスビームの第１のレバーアーム
１９ バランスビームの第２のレバーアーム
２０、１２０ 測定トランスデューサー
２１ 位置センサー
２２ 位置信号
２３ 位置制御装置ユニット
２４ コイル電流
２５、１２５ コイル
２６ プロセッサーユニット
２７、１２７ 磁石システム
２８ 追加的な位置センサー
２９ システム特徴付け手段
２９’ 以前のシステム特徴付け手段
３０ システム参照手段
Ａ 理想的なシステム関数
Ｓ_Ｅ、Ｓ_Ｅ１、Ｓ_Ｅ２、Ｓ_Ｅ２ システム参照手段のシステム関数
Ｓ_Ｋ、Ｓ_Ｋ１、Ｓ_Ｋ２、Ｓ_Ｋ３ システム特徴付け手段のシステム関数
Ｆ 加えられた荷重の重量力
ｘ バランスビームの位置、または力伝達ロッドの位置
ｚ 擾乱量
Ｔ_ｉ 温度信号
ｔ 時間信号

Claims (13)

1. 力測定デバイス（１）の機能性を検証する方法であって、前記力測定デバイス（１）は、電磁力補償の原理に従って働き、前記力測定デバイス（１）は、
   − 静止パラレルレッグ（１１、１１１）と、
   − 計量対象物の荷重を受ける役割を果たし、２つのパラレルガイド（１４、１１４）によって前記静止パラレルレッグに接続されている可動パラレルレッグ（１２、１１２）と、
   − 力伝達接続を通して前記可動パラレルレッグ（１２、１１２）に連結されている測定トランスデューサー（２０、１２０）であって、前記測定トランスデューサー（２０、１２０）は、コイル（２５、１２５）を含み、前記コイル（２５、１２５）は、磁石システム（２７、１２７）の中に、ガイドされる移動性を伴って配置されており、前記コイル（２５、１２５）は、電流（２４）を伝導することが可能である、測定トランスデューサー（２０、１２０）と、
   前記磁石システム（２７、１２７）に対して、そのバランスした位置からの前記コイル（２５、１２５）の変位を検出する役割を果たす位置センサー（２１、２８）であって、前記変位は、前記可動パラレルレッグ（１２、１１２）の上に荷重を設置する結果として生じる、位置センサー（２１、２８）と
   を含み、
   前記コイル（２５、１２５）と前記磁石システム（１２７）との間に作用する電磁力によって、前記コイル（２５、１２５）を通って流れる前記電流（２４）が、前記コイル（２５、１２５）、および、前記コイル（２５、１２５）または前記磁石システム（２７、１２７）に接続されている前記可動パラレルレッグ（１２、１１２）を、前記バランスした位置に戻し、および／または、前記バランスした位置にそれを維持する役割を果たす、方法において、
   前記力測定デバイス（１）の少なくとも１つのシステム特徴付けデータ（２９）が、プロセッサーユニット（２６）のデータによって確立されており、
   前記システム特徴付けデータ（２９）が有するデータ又は前記システム特徴付けデータ（２９）によって生成されるデータが、前記プロセッサーユニット（２６）の永続性メモリーファイルの中に格納されている少なくとも１つの不変のシステム参照データ（３０）が有するデータ又は前記システム参照データ（３０）によって生成されるデータと比較され、
   前記比較に基づいて、前記力測定デバイス（１）の前記機能性が検証され、
   前記電流（２４）の大きさ、および、そのバランスした位置からの前記コイル（２５、１２５）の前記変位の大きさが、前記機能性の前記検証のために使用されることを特徴とする、力測定デバイス（１）の機能性を検証する方法。
2. 請求項１に記載の前記機能性を検証する方法であって、前記少なくとも１つのシステム特徴付けデータ（２９）および前記少なくとも１つのシステム参照データ（３０）が、前記電流（２４）の前記大きさと、そのバランスした位置からの前記コイル（２５、１２５）の前記変位の前記大きさとの間の関係をそれぞれ確立することを特徴とする、方法。
3. 請求項１または２に記載の機能性を検証する方法であって、前記少なくとも１つのシステム参照データ（３０）が、初期の調節のときの、とりわけ、前記力測定デバイス（１）の製造中または完成の近くで行われた調節のときの、前記力測定デバイス（１）の前記機能性を表し、および／または、前記力測定デバイス（１）の欠陥のない機能性の条件を反映することを特徴とする、方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の機能性を検証する方法であって、前記少なくとも１つのシステム特徴付けデータ（２９）および／または前記少なくとも１つのシステム参照データ（３０）が、加えられる荷重の重量力のそれぞれの値をリストアップしているシステムテーブルであって、前記システムテーブルは、そのバランスした位置からの前記コイル（２５、１２５）の前記変位の異なる大きさ、および、前記電流（２４）の異なる大きさに関連付けされている、システムテーブル、および／または、少なくとも１つのパラメーターを備え、かつ、少なくとも、前記コイル（２５、１２５）の前記変位の前記大きさおよび前記電流（２４）の前記大きさを入力量として備えるシステム関数をそれぞれ含むことを特徴とする、方法。
5. 請求項４に記載の機能性を検証する方法であって、前記システム関数の前記少なくとも１つのパラメーターが、テーブルの形式で格納されており、前記システム関数の前記少なくとも１つのパラメーターが、荷重に依存することが可能であることを特徴とする、方法。
6. 請求項４または５に記載の機能性を検証する方法であって、前記システムテーブルの前記値、および／または、前記システム関数の前記少なくとも１つのパラメーターが、前記コイル（２５、１２５）の前記変位を変化させ、前記コイルの前記変位に関連付けされる前記電流（２４）の前記大きさを実質的に同時に測定することによって、および／または、前記電流（２４）の前記大きさを変化させ、前記電流（２４）の前記大きさに関連付けされる前記コイル（２５、１２５）の前記変位を実質的に同時に測定することによって、決定されることを特徴とする、方法。
7. 請求項６に記載の機能性を検証する方法であって、前記システムテーブルの前記値、および／または、前記システム関数の前記少なくとも１つのパラメーターが、前記可動パラレルレッグ（１２、１１２）に加えられる重量なしの状態で、および、前記可動パラレルレッグ（１２、１１２）に加えられる重量ありの状態で、それぞれ決定され、前記重量は、外部でハンドリングされる重量であるか、または、ハンドリングメカニズムによって適切な場所に内部にセットされる重量であることが可能であることを特徴とする、方法。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の機能性を検証する方法であって、前記少なくとも１つのシステム参照データ（３０）が、それぞれの力測定デバイスに関して個別に確立されているか、または、所与のタイプの力測定デバイス（１）に関して汎用的に確立されていることを特徴とする、方法。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の機能性を検証する方法であって、前記比較は、前記パラレルガイド（１４、１１４）のピボットの破砕もしくは断裂および／または変形、および／または、最初の位置に対する前記磁石システム（２７、１２７）の前記コイル（２５、１２５）の位置変化、および／または、最初の位置に対する前記位置センサー（２１、２８）の位置変化を調査するために使用され、それぞれの前記最初の位置は、前記システム参照データ（３０）が確立された、前記力測定デバイス（１）の条件に関連付けされていることを特徴とする、方法。
10. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の機能性を検証する方法であって、前記機能性のトレンドラインが、現在決定されたシステム特徴付けデータ（２９）および以前に確立されたシステム特徴付けデータ（２９’）に基づいて確立されており、また、前記トレンドラインに基づいて、前記機能性に関して、とりわけ、前記力測定システムの次のサービスまでの残りの時間に関して、予測が行われ得ることを特徴とする、方法。
11. 電磁力補償の原理に従って働き、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の機能性を検証する方法を使用する、重量測定の力測定デバイス（１）。
12. 電磁力補償の原理に従って働く力測定デバイス（１）のために、請求項１から１１のいずれか一項に記載の機能性を検証する方法を実行するためのコンピューター支援のプログラムであって、前記プログラムは、前記力測定デバイス（１）のアクションを開始させるための信号を発することと、少なくとも前記電流（２４）の前記大きさ、および、そのバランスした位置からの前記コイル（２５）の前記変位の前記大きさを入力量として使用することとを含む、コンピューター支援のプログラム。
13. 請求項１２に記載の機能性を検証する方法の実行のためのコンピューター支援のプログラムであって、前記コンピューター支援のプログラムは、前記請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム参照データ（３０）および少なくとも１つのシステム特徴付けデータ（２９）を呼び出すことを特徴とする、コンピューター支援のプログラム。

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