LU82042A1 - Waegeverfahren - Google Patents

Description

_fi ? fl Λ 2 * L-2470 V £- v T l&RAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG Brevet N°....................................................

du ........................ Monsieur le Ministre __ ,,,. , 0¾¾¾ de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes

Service de la Propriété Industrielle LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention I. Requête

Mettler Instrumente AGr CH-8606 Greifensee ^

^^rl’s^F&ë""par^ëi5ï^âE^xleicvTr^~"^ïeë^cHëïÎër7ïîi5xeiiffiôüxgV

agissant en qualité de mandataire (2) 15 dépose........ ce _vii)gfc£!§BiLjféQgjrâ^____________m , à_____________*___________heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : ..........................................................................Wagevië^aîîxSË^ ..........................(4) déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont) : ..............................-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(5)

Dr.Walter Küpper, 65 Barnsdale Road, Madison, NJ 07940, E.U.A.

2. la délégation de pouvoir, datée de _______________________ le _...k?...........k?7..9 3. la description en langue.................allemande........................... de l’invention en deux exemplaires ; 4................?.............. planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l'Enregistrement à Luxembourg, le ........vingt-sept däcembr.e....mil-neu£.....cen.t.....s.o.ixan.fce.....dix-neuf..........................................

revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6).............................../................................................................déposée(s) en (7)................................L.............................................................................................

le .................................................................................................................................y...................................................................................................................................(8) au nom de ....................................................................................................................................................................................................................................................(9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ...................................

J.ean.....Waxw.e.ilar.r.21~.25.Allée Schef.fer,.Luxembourg....._______________________________________________________(ίο) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à.....................J......................mois.

Le------------mandataire.......·_...................

» ‘ f .

• / W: ‘ - 1 II. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : 27.12.1979 15 .00 · Pr‘ le Ministre à heures ' l''V v de l’Économie Natïonale ét/des Classes Moyennes, θθ!<χ J _ || §|g \\ L-2470

BESCHREIBUNG

ZU EINER PATENTANMELDUNG IM

GROSSHERZOGTUM LUXEMBURG METTLER INSTRUMENTE AG

WAEGEVERFAHREN

î * ί i i i i ' Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz) Wägeverfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wägeverfahren, bei welchem periodisch digitale gewichtsproportionale Signale erzeugt werden, ein einem gegebenen Gewichtswert entsprechendes Signal in einem ersten Speicher gespeichert wird, 5 darauffolgende Signale jeweils mit dem gespeicherten Signal verglichen werden, die Differenz zwischen dem jeweils neuen und dem gespeicherten Signal mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird und nur dann zur Anzeige gelangt, wenn sie mindestens so gross ist wie der Schwell-10 wert, und eine den Schwellwert nicht erreichende (kleinere) Differenz für Korrekturzwecke herangezogen wird.

Derartige Wägeverfahren zur automatischen Nullpunktkorrek- f tur sind bereits bekannt geworden. So beschreibt die US-Pa-tentschrift 3,665,169 ein Wägeverfahren, bei dem eine den 15 Schwellwert nicht erreichende (kleinere) Differenz bewirkt, dass sofort das neue Messignal statt des alten (im ersten Speicher) gespeichert wird, d.h. das gespeicherte Signal wird durch das neue Signal ersetzt, die Differenz wirkt sich also sofort mit ihrem vollen Wert aus. Dieses bekannte - 2 -

Verfahren birgt den Nachteil in sich, dass auch zufällige, ! vorübergehende Schwankungen des Signals sofort voll korri- , giert werden. Es stellte sich daher die Aufgabe, eine auto matische Nullpunktkorrektur ohne den erwähnten Nachteil zu 5 finden, also zur zuverlässigen Korrektur einer etwa auf-tretenden Drift, aber ohne zufällige Schwankungen zu stark zu berücksichtigen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die kleinere Differenz in einem zweiten Speicher abgelegt 10 wird, dass der jeweilige Inhalt des zweiten Speichers mit einem Grenzwert verglichen wird, dass der Inhalt des zweiten Speichers bei Erreichen oder Ueberschreiten des Grenzwertes durch die Anzahl der gebildeten Differenzen geteilt wird, woraus sich ein Differenzmittelwert ergibt, und dass 15 der Differenzmittelwert daraufhin bei der Bildung der Differenz berücksichtigt wird.

Die Berücksichtigung des Differenzmittelwertes könnte beispielsweise dergestalt geschehen, dass das neue Signal jeweils vor dem Vergleich mit dem gespeicherten Signal um 20 den Differenzmittelwert korrigiert wird. Bevorzugt wird jedoch eine einfacher realisierbare Ausbildung der Erfindung, bei der jeweils der Inhalt des ersten Speichers um den Differenzmittelwert korrigiert wird. Im Effekt wird al-1 so ein neuer Mittelwert des Signals aus n Einzelmesswerten 25 (Signalen) gebildet, und der neue Mittelwert wird als neuer Bezugswert für den Vergleich mit den neuen Signalen (Messwerten) gespeichert.

Das erfindungsgemässe Verfahren hat den Vorteil, dass die Korrektur des Nullpunktes einerseits praktisch vollstän-30 dig, andererseits jedoch gedämpft erfolgt: Liegen zufällige Signalschwankungen vor, so werden die nacheinander ermittelten Differenzen sich ändernde Vorzeichen aufweisen und sich quasi selbst ausmitteln, eine Korrektur des gespeicherten Signals wird regelmässig nicht nötig sein. Handelt - 3 - es sich dagegen um eine Drift, so wird diese nach jeweils einigen Messzyklen ausgeglichen. Treten beide Erscheinungen gleichzeitig auf, so ändert sich am Effekt nichts: Die auf die Drift zurückzuführende Anteile der Differenzen werden 5 überwiegen ('Nettoabweichungen') und die Nullpunktkorrek-tur bewirken.

Die Erfindung wird nachstehend in Form eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen erläutert. Für das Beispiel wurde eine elektromagnetisch kompensierende Waage 10 bekannter Art gewählt.

In den Zeichnungen sind

Figur 1 eine blockschematische Darstellung der Waage f einschliesslich Gewichtsermittlung, und : Figur 2 ein Flussdiagramm des Korrekturablaufs.

15 Die Waage 10 verfügt über einen unter Last temporär auslenkbaren Lastaufnehmer (Waagschale 12). Die Auslenkung erzeugt in einem Positionsgeber 14 eine Spannung u. Diese Spannung u wird einer Schaltung 16 zugeführt, die einen j lastproportionalen Strom erzeugt. Dieser Strom i wird 20 einer Kompensationsspule 18 zugeführt, die, mit dem Last- ? j aufnehmer fest verbunden, im Luftspalt eines Permanent- i | magnetSystems beweglich angeordnet ist. Die elektromagne- | tische Kraftwirkung des Spulenstroms i bewirkt die Rück führung des Lastaufnehmers in seine Soll- bzw. Gleichge-25 wichtsposition. Dem lastproportionalen Strom i entspricht ein ebenfalls in der Schaltung 16 erzeugtes digitales Gewichtssignal S, welches einer digitalen Anzeige 20 zugeführt wird.

Dabei umfasst das Gewichtssignal S jedenfalls bei höher 30 auflösenden Waagen regelmässig wenigstens eine Stelle mehr als in der Anzeige sichtbar werden.

Zur Berücksichtigung eines Gefässgewichtes (Tara) und/oder einer Totlast dient eine TarierSchaltung: Beim Wägebeginn - 4 - ί wie auch nach dem Wägen eines leeren Gefässes wird ein Tarierschalter 22 betätigt. Dies bewirkt, dass das digitale Signal S in einem Speicher I (24) gespeichert und in der Folge jeweils in einer Subtrahierschaltung 26 vom 1.5 (neuen) Signal S abgezogen wird. Bei Gleichheit beider

Signale, des gespeicherten und des neuen (also z.B. nach einem Tarieren vor der Zugabe von Wägegut in das Gefäss), wird die resultierende Differenz D Null betragen} die Anzeige 20 wird entsprechend angesteuert. Wird in der 10 Folge Wägegut eingewogen, so gibt die jeweilige Differenz D das Nettogewicht wieder, das in der Anzeige 20 erscheint.

Die insoweit bekannte und nur in grossen Zügen dargestellte ; ’ Waage wurde ausführlich beschrieben beispielsweise in der US-Patentschrift 3,786,884, auf welche hinsichtlich Details 15 hiermit verwiesen wird.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die bekannte Waage zur Unterdrückung von Nullpunktsschwankungen wie folgt modifiziert. Die Differenz D zwischen dem Signal S und dem Wert im Speicher I (24) wird in einem Komparator 28 mit einem * 20 festen Schwellwert Sw verglichen. Dieser Schwellwert kann Î beispielsweise einer Einheit der letzten anzeigbaren Stelle des digitalen Wägeresultates entsprechen: Ist die Differenz D grösser, so wird vermutet, dass es sich um eine (echte) Gewichtsänderung handelt, und eine SteuerSchaltung 30 ver- 4 25 anlasst die Anzeige von D. Ist die Differenz D dagegen kleiner als der Schwellwert Sw, so wird sie als Ergebnis einer Störung betrachtet, und die Anzeige bleibt unverändert.

Die kleinere Differenz D wird in einem Speicher II (32) gespeichert, ebenso alle folgenden kleineren Differenzen D, 30 jeweils unter Berücksichtigung des Vorzeichens der Differenz. Nach jedem Abspeichern eines neuen Wertes D im Speicher II (32) wird dessen kumulierter Inhalt in einem Komparator 34 mit einem festen Grenzwert G verglichen. Dieser Grenzwert G kann z.B. 2 Einheiten der letzten anzeigbaren I · \ j · - 5 -

Stelle betragen. Erreicht oder übersteigt der Inhalt des Speichers II (32) den Wert G, so wird er in einem Teiler 36 durch n geteilt, n ist eine ganze Zahl und repräsentiert die Anzahl Differenzen D < Sw (einschliesslich der Fälle D 5 =0, also Signal S = Wert im Speicher I), gezählt in einem Zähler 38, seit der letzten Gewichtsänderung (indiziert durch D Sw) oder seit der letzten Korrektur des Inhalts von Speicher I (24). Der sich bei der Teilung durch n ergebende Differenzmittelwert (DMW) wird dem Inhalt des Spei-10 chers I (24) zugeschlagen bzw. von ihm abgezogen, je nach dem Vorzeichen von DMW. Nach erfolgter Korrektur werden sowohl der Speicher II (32) als auch der Zähler 38 auf Null Zurückgesetzt; beides geschieht ebenso bei Gewichtsände-i rungen (D ^ Sw) .

15 Es kann der - an sich natürlich erwünschte - Fall eintreten, dass die Waagenanzeige beim Fehlen von Störungen über längere Zeit sehr stabil bleibt. Dies kann dazu führen, dass der Zähler 38 seine Kapazität erreicht, bevor der Inhalt des Speichers II (32) den Grenzwert G erreicht hat. Für 20 solche Fälle wäre es zweckmässig vorzusehen, dass ein carry-1 Impuls beim üeberlaufen des Zählers 38 den Speicher II (32) löscht bzw. auf Null zurücksetzt.

Das beschriebene Verfahren kann durch einen diskreten Schaltungsaufbau konventioneller Art realisiert werden. Die in 25 Figur 1 summarisch gekennzeichneten Elemente und Baugruppen sind dem Fachmann geläufige, marktgängige Komponenten. Bevorzugt wird derzeit eine Realisierung, die sich der Mö-«. glichkeiten der Mikrocomputer bedient. Dabei werden sämtli che beschriebenen Funktionen des Speicherns und Verglei-30 chens ausgeführt und gesteuert von den bekannten, entsprechend aufeinander abgestimmten Funktionsgruppen Mikroprozessor (CPU, central processing unit), Festwertspeicher (ROM, read only memory) und Arbeitsspeicher (RAM, random access memory). Der Ablauf eines Korrekturvorganges ist 35 beispielsweise durch das Flussdiagramm der Figur 2 verdeutlicht.

* - 6 -

Es sei abschliessend betont, dass die Erfindung nicht nur bei elektromagnetisch kompensierenden Waagen gemäss dem Ausführungsbeispiel anwendbar ist, sondern für alle Waagen mit periodisch erzeugten digitalen Gewichtssignalen geeig-5 net ist, also z.B. auch für Waagen mit transversal schwingenden Saiten oder mit Dehnungsmessstreifen als Messgebern.

!

Claims (2)

1. Wägeverfahren, bei welchem - periodisch digitale gewichtsproportionale Signale erzeugt werden, 5. ein einem gegebenen Gewichtswert entsprechendes Signal in einem ersten Speicher gespeichert wird, - darauffolgende Signale jeweils mit dem gespeicherten Singal verglichen werden, - die Differenz zwischen dem jeweils neuen und dem ge- „ 10 speicherten Signal mit einem vorgegebenen Schwell wert verglichen wird und nur dann zur Anzeige gelangt, λ wenn sie mindestens so gross ist wie der Schwellwert, 1 und - eine den Schwellwert nicht erreichende (kleinere) L" 15 Differenz für Korrektur zwecke herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass - die kleinere Differenz (D) in einem zweiten Speicher (32) abgelegt wird, k - der jeweilige Inhalt des zweiten Speichers (32) mit 1 20 einem Grenzwert (G) verglichen wird, - der Inhalt des zweiten Speichers (32) bei Erreichen oder Ueberschreiten des Grenzwertes (G) durch die Anzahl (n) der gebildeten Differenzen (D) geteilt wird, woraus sich ein Differenzmittelwert (DMW) ergibt, und 25. der Differenzmittelwert (DMW) daraufhin bei der Bil dung der Differenz (D) berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Inhalt des ersten Speichers (24) um den ; Differenzmittelwert (DMW) korrigiert wird.