SE439373B - Digitalt indikerande vag - Google Patents

Description

l0 15 20 25 30 35 40 77149os-6. _,_ vid kombinationer av dessa båda fall.

Problemet som ligger till grund för uppfinningen består i att eliminera denna nackdel och att vid på varandra följande U (del-)vägningar, mellan vilka vågskålen icke avlastas, för varje (del-)vägning utnyttja området med den högsta känsligheten. En- ligt uppfinningen har dettlproblem lösts genom att omkopplings- _ anordningen innefattar styrorgan, med vars hjälp vid varje god- tycklig punkt inom grovområdet omkoppling kan ske till finområdets nollpunkt. _ Lämpligen är därvid vägningsområdena dekadiskt indelade, även om andra indelningar är möjliga (t ex finområdet = halva grovområdet).

Flertalet av de här beskrivna vägarna är försedda med en tareringsanordning, som påverkas.medelst ett yttre manöverorgan (tareringstangent). I motsvarighet härtill är vid en lämplig ut- föringsform av uppfinningen styrorganen tillordnade en tarerings- tangent. Därigenom blir ett extra manöverorgan överflödigt, och omkopplingen till finområdet och tareringen sker synkront.

Vågar med två mätområden är vanligen så utförda, att om finområdets gräns överskrides, indikeringen upphör eller en signal- lampa indikerar att gränsen överskridits. Vid vågen enligt upp- finningen föredrages en utföringsform, vid vilken indikeringsanord- ningen är förbunden med en kopplingsanordning, som vid övergången från finområdet till grovomrâdet avkortar det indikerade vägnings- resultatet med minst en decimal. Därigenom får användaren fort- I farande en riktig men dock avkortad indikering, och en förskjut- ning av decimalkommat erfordras icke. Därvid måste man emellertid räkna med den nackdelen, att indikeringsanordningen måste förfoga öven en extra decimal. I de fall då man önskar undvika detta, kan uppfinningen utföras så att indikeringsanordningen är försedd med en kopplingsanordning, som vid konstant antal av indikerade decimaler vid omrâdesväxlingen förskjuter decimalkommat med en position.

För att användningsmöjligheterna för vågen enligt uppfinningen ytterligare skall vidgas, är vid en annan utföringsform anordnad en omkopplare, som förhindrar områdesväxling. Därigenom har man tagit hänsyn till de användningsfall, vid vilka en konstant absolut noggrannhet erfordras och därför Vägning sker endast i grovområdet. Därigenom kan områdesväxling även förhindras i de fall, då vikten ligger nära områdesgränsen. 10 15 20 25 30 35 40 7714908-6 Det är känt att reducera olineariteter i vågens karakteristik genom lämpliga lineariseringskopplingar. I motsvarighet därtill är en annan utföringsform av uppfinningen så utförd, att varje__ område är försett med en egen lineariseringskoppling och att områdesväxlingen är samordnad med växlingen av lineariserings- r kopplingen. Dessa lineariseringskopplingar kan vid användning av en mikrodator föreligga i form av ett lämpligt program.

Ofta är vågarnas karakteristiker krökta på så sätt, att deras olinearitet avsevärt ökar i vägningsområdets övre del, så att exempelvis i området noll till halv last en större indikerings- upplösning skulle vara möjlig än i området från halv till full last. Å andra sidan har många användare av vågar, särskilt användare med ofta växlande vägningsuppgifter, behov av att jämte ett grov- område och ett finområde med variabel nollpunkt även förfoga över ett mellanområde med konstant nollpunkt.

För att tillmötesgå detta behov är en utföringsform av upp- finningen försedd med en omkopplare för omkoppling till ett tredje vägningsområde, varvid det tredje vägningsområdet är större än finomrâdet men har en högre indikeringsupplösning än grovområdet.

I beroende av vågens typ och valet av upplösning kan därvid even- tuellt de ovan nämnda lineariseringskopplingarna undvaras.

Vid en våg, vid vilken vägningslasten med användning av strömpulser med konstant amplitud kompenseras elektromagnetiskt och strömpulsernas längd för den digitala viktrepresentationen bestämmas med högfrekventa klockpulser, är därvid lämpligen anord- nade en bmkopplingsbar konstantströmkälla och en efter klockpuls- generatorn kopplad frekvensdelare.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hän- visning till nâgra på bifogade ritningar visade utförings- exempel.

Fig. l visar ett blockschema över en första utföringsform.

Fig. 2 visar en variant av utföringsformen enligt fig. l.

Fig. 3 visar ett blockschema över en andra utföringsform.

Fig. 4 visar ett blockschema över en tredje utföringsform.

Fig. 5 visar ett blockschema över en fjärde utföringsform.

Fig. 6 visar ett blockschema över en femte utföringsform.

Exempel I (fig. l och 2) Denna anordning utgår från en strängvâg av känt slag (se t ex amerikanska patentskrifterna 3 788 410 och 3 897 681). Denna våg 10 innehåller en förspänd sträng, som utför transversala svängningar.

POOR QUALITY 10 15 20 25- 30 35 40 7714908-6 Svängningsfrekvensen fs, som ändrar sig med belastningen, överföras över en grind 12 till en inställbar fram- och återgående räknare l4. Räknetiden bestämmes av den - eventuellt delade - frekvensen fr från en oscillator 16, vilken är kopplad till grindens 12 andra ingång. De inom en mätperiod (eller ett förutbestämt antal mät- perioder) i räknaren 14 inkommande pulserna.utgör ett mått på belastningen och inkommer över ett indikeringsminne 18 till en femställig indikeringsanordning 20. Vidare finnes en fram-åter- logik 22, ett taraminne 24 och en räknarstyrning 26. Med denna koppling kan genom påverkan av en taratangent 28 taravikten sub- traheras och nettovikten indikeras.

Den hittills beskrivna i och för sig kända anordningen är enligt uppfinningen modifierad på följande sätt. En utgång från räknaren l4 är ansluten till indikeringsanordningen och likaså en ledning från tareringstangenten 28. Räknaren 14 har en kapa- citet av fem sifferställen motsvarande ett grovområde av l000,0 g (maximalt indikeringsvärde 999,9 g). Vid början av varje Vägning är indikeringen femställig. Om vikten håller sig alltså 100,00 g), ändras därvid ingenting, och indikeringsanordningen arbetar med den inom finområdet (10 % av grovområdet, högre känsligheten. Om vikten är eller blir större, utsläckes den sista sifferpositionen, som i fig. l är betecknad 30. När räknaren 14 räknat fullt till och med det fjärde sifferstället (motsvarande 100,00 g), avgiver räknaren en signal till indikerings- anordningen 20, vilken signal utsläcker den sist indikerade posi- tionen. Indikeringsanordningen arbetar nusi grovområdet med en indikering avkortad med en position efter decimalkommat.

Om nu tarering sker, så åstadkommer tareringsinstruktionen samtidigt en reaktivering av den sista positionen 30 i indikerings- anordningen 20. Eftersom räknaren 14 efter avräkning av taravikten räknar nettovikten från noll, står nu åter hela finområdet till förfogande tills områdesgränsen av 100,00 g uppnås.

Detta förlopp kan exempelvis vid invägning av flera komponenter upprepas tills grovområdets hela kapacitet (motsvarande det maxi- mala vägningsområdet) uppnåtts.

Aktiveringsinstruktionen för den sista positionen 30 kan där- vid antingen direkt avgrenas från tareringsinstruktionen eller här- ledas från räknarens 14 nollgenomgång.

Den här som tidbas använda oscillatorn 16 kan på känt sätt ersättas med en referenssträng med en av den vägda lasten o- 10 l5 20 25 30 35 s 7714908-6 beroende svängningsfrekvens.

En i många fall elegantare variant visas i fig. 2. Vid denna utföringsform utnyttjas en mikrodator 32. Frekvenserna upp- tages periodiskt av en räknare 14' (som här utgöres av en enkel- riktad räknare), och räknartillstånden överföres till en mikro- processor 34, som medelst ett arbetsminne (RAM) 36 enligt pro- grammen i det permanenta minnet (ROM) 38 utför avräkningen av räk- nartillstånden och överför resultatet till indikeringsanordningen 20'. En tareringsomkopplare 28' utlöser därvid en tareringscykel.

Vid denna variant användes flytande komma, dvs. vid områdes- växling förskjutes decimalkommat 40 med en position.

Såsom redan nämnts är det många gånger önskvärt att områdes- växling skall undvikas. För detta ändamål är anordnad en omkopp- lare 42. Om denna pâverkas, så somvandlas vågen med två mätområden till en våg med ett mätområde, som oberoende av viktens storlek endast lämnar den grövre indikeringen (områdesväxling förhindras).

Användningen av en mikrodator erbjuder vidare möjligheten att genom lämplig programmering för grov- och finområdet utföra individuella lineariseringsberäkningar.

Exempel II (fig. 3) Det andra utföringsexemplet visar en med strömpulser arbetande elektromagnetiskt kompenserande våg 10' med taraberäkning av det slag som beskrivits exempelvis i amerikanska patentskriften 3 786 884. Om vågen belastas, så framkallar en positionsgivar- koppling 44 en signal, som i en reglerings- och jämförelsekoppling 46 periodiskt bestämmer inkopplingstiden för en kompensations- ström i, som tillföres en kompensationsspole ll i fältet från en permanentmagnet. Vid jämvikt mellan last och elektromagnetisk kompensationskraft är strömpulsens längd ett mått på lasten. Denna längd mätes i en räkne- och tareringskoppling 48 medelst hög- frekventa taktpulser från en oscillator (taktgivare) l6', och taktpulssumman tillföres periodiskt en indikeringsanordning 20.

Enligt uppfinningen utsläckes analogt med exemplet I den sista positionen 30 vid överskridande av en förutbestämd dekad i räkna- _ren. Om ett tareringsförlopp inledes genom påverkan av en tarerings- omkopplare 28", så aktiveras åter den sista positionen 30, och för den fortsatta wägningen står åter finomrâdet till förfogande.

Liksom vid varianten enligt fig. 2 i exemplet I kan även här användas en mikrodator. pQ OR, QUALITY l0' 15 20 25 30 35 40 _771f1908~6 Exempel III (fig. 4) _ Detta utföringsexempel utgår likaledes från en elektromag- netiskt kompenserande våg 10", vilken dock här på känt sätt arbetar analogt, dvs. kompensationsspolen ll' tillföres en kontinuerlig likström. Dess mot lasten proportionella storlek (amplitud) bestämmes av signalen från positionsgivarkopplingen 44', vilken signal tillföres en regleringsförstärkare 50. Styrkan av kompen- sationsströmmen i avläses i form av en spänning över ett mätmot- stånd 52 och digitaliseras i en analog-digital-omvandlare 54.

De digitala mätresultaten tillföres en mikrodator 32' och behand- las däri enligt ifrågavarande program såsom beskrivits i samband med fig. 2 i exempel I.

-Här åstadkommer likaledes mikrodatorn 32' omkoppling av indikeringsanordningen 20" från finområdet till grovområdet och efter påverkan av tareringstangenten 28'" i omvänd riktning.

Exempel :v (fig. s) Här visas uppfinningen tillämpad på en fjädervåg l0'" med elektrisk avkänning såsom beskrivits exempelvis i tyska öppen- läggningsskriften 2 325 654, Den mot lasten proportionella av- länkningssignalen U tillföres-en mätförstärkare 56 och från denna till ena ingången i en differensförstärkare 58. Därefter tillföres den en analog-digital-omvandlare 54' och överföres från denna till indikeringsanordningen 20"E Till analog-digital-omvandlaren 54' hör en områdesomkopplare 60 med en tröskelvärdesomkopplare, som när områdesgränsen uppnås omkopplar analog-digital-omvandlaren 54' från finområdet till grovområdet och samtidigt förskjuter decimalkommat 40 i indikeringsanordningen 20"'.

Den digitaliserade signalen från omvandlaren 54' bestämmer medelst en omkopplare 28a även storleken av en motspänning 62.

För tarering brytes kortvarigt omkopplaren 28"" och slutes kort- varigt omkopplaren 28a. Motspänningen 62 antager det aktuella värdet på den återomvandlade utgångssignalen från analog-digital- omvandlaren 54'. Efter förnyad brytning av omkopplaren 28a och slutning av omkopplaren 28""ligger den nya motspänningen 62 vid differensförstärkaren 58, och tills lasten åter ändras på vågen 10"' är skillnaden mellan motspänningen 62 och lastsignalen U noll.

I indikeringsanordningen 20'" visas sålunda noll, och områdes- omkopplingen 60 omställes åter till finområdet. Vid en lastökning uppträder differensen mellan de båda ingångarna på differens- förstärkaren 58 som nettoviktsindikering i finområdet med den högre upplösningen. .....___. .__ _ _ .___ ___ _ __ 10 15 20 25 30 35 40 7714908-6 Ešempel V (fig. 6) Enligt föreliggande vidareutveckling av exemplet II är anord- nad en extra omkopplare 64, som är förbunden med ytterligare en omkopplare 66. Omkopplaren 64 åstadkommer över ledningen 65 att' i den digitala utvärderingskopplingen 48 icke omkopplas till den grövre upplösningen när gränsen för finområdet uppnås. över led- ningen 67 styr omkopplaren 64 konstantströmkällan 47 till en annan strömstyrka. Omkopplaren 66 har till uppgift att inkoppla en frek- vensdelare l7.

Ett numeriskt exempel kan förtydliga handhavandet av vågen: Finområdet antages omfatta 300 g med en upplösning av 10 mg, och _gr0V0mråået 3 000 g med en upplösning av 100 mg. När vågen arbetar med två områden med variabel nollpunkt i finomrâdet, kopplas efter varje tarering medelst omkopplaren 28" till den nögre upplösningen (resp. bibehålles denna). Strömkällan 47 avgiver över reglerings- och jämförelsekopplingen 46' kompensationspulser med full ström- styrka, vilka räknas med oscillatorns (taktpulsgeneratorns) 16' hela frekvens.

Skall föremål med större vikt än 300 g vägas, så inkopplas medelst omkopplaren 64 det tredje området l 500 g (upplösning 10 mg) med konstant nollpunkt. Samtidigt omkopplas strömkällan 47 till halva strömstyrkan, och genom inkoppling av frekvensdelaren 17 inkommer räknepulser med halverad frekvens till den digitala ut- värderingskopplingen 48.

Vid överskridande av det mellersta området utsläckes indike- ringen. För att dock fortfarande en viktindikering skall erhållas, kan omkopplaren 64 åter påverkas, varpå resultatet framträder med en med ett sifferställe grövre upplösning, och vågen arbetar åter som tvåområdesvåg.

Tillfogandet av frekvensdelaren 17 och användningen av en omkopplingsbar strömkälla medför den fördelen, att reglerings- och jämförelsekopplingen 46' kan arbeta noggrannare, eftersom på- verkan av kopplingsströmstötar och bruseffekter märkbart minskas.

Om man emellertid accepterar sådana störningar, så kan man undvara frekvensdelaren l7 och omkopplaren 66, och strömkällan 47 be- höver icke vara omkopplingsbar.

Den föreliggande utföringsformen av uppfinningen har visser- ligen beskrivits i samband med en våg enligt exempel II (elektro- magnetisk kraftkompensation med strömpulser). Den kan emellertid i princip tillämpas på samma sätt på de i de övriga exempelen nämnda vågtyperna.

'PooR QUALITY l0 l5 20 25 30 35 7714908-a_å s lg Även här möjliggör användningen av en mikrodator eleganta ut- föranden av uppfinningen. ' Givetvis är många andra varianter möjliga inom uppfinningens ram och även olika kombinationer av de i ovannämnda exempel givna utföringsformerna. Gemensamt för alla varianterna är en automatisk ändring av indikeringen vid övergången från finområdet till grov- området, varvid enligt uppfinningen ett nytt finområde kan startas godtyckligt ofta och vid godtyckliga ställen på vägningskurvan inom ramen för det totala vägningsområdet.

Uppfinningen är fördelaktig exempelvis i det fall att på grund av linearitet- eller temperaturproblem en viss upplösning är meningsfull endast över en del av det totala vägningsområdet.

Den är i princip alltid tillämpbar, när en subtraktiv tara före- kommer, dvs. när det totala vägningsområdet minskas med det tare- rade värdet. Omkopplingen från det ena till det andra området sker lämpligen med en hystereseffekt, så att skakningar icke skall medföra att områdesomkopplingen "fladdrar" (upprepade omkopplingar av indikeringen när vikten befinner sig i gränsomrâdet). Vågen enligt uppfinningen kan även vara så anordnad, att den automatiska omkopplingen sker endast vid överskridande av finområdet i riktning mot grovområdet, medan vid viktminskning indikeringen kvarstår i grovområdet till exempelvis tarering på nytt företagas.

I det föregående har utförligt beskrivits det vanligast före- kommande fallet med en våg med två områden samt en variant med ett extra område med konstant nollpunkt, men uppfinningen innefattar även vågar med exempelvis tre dekadiskt uppdelade områden.

Såsom ovan nämnts står normalt det grövre området i ett dekadiskt förhållande till finområdet. I många fall kan även indikeringen av den sista sifferpositionen ha olika upplösning (t ex i finområdet _i språng av l/10, i grovområdet i språng av l/5 eller t o m l/2 av den sist indikerade positionen).

Med hänsyn till kontrollvägningar eller partiellt avlägsnande av vägningsgods från vågskålen kan finområdet även sträcka sig in i riktning av avtagande vikt, dvs. det kan vara negativt.

I Vidare är i speciella fall vågar enligt uppfinningen tänkbara, vid vilka medelst extra omkopplare vågen temporärt kan omkopplas till fast nollpunkt i båda resp. alla områdena (den arbetar därvid som konventionell flerområdesvåg) och/eller till utsläckning av indikeringen efter överskridande av finområdet.

Claims (9)

q 7714908-6. PATENTKRAV

1. Digitalt indikerande väg (10) med minst ett första vägningsom- räde, i fortsättningen benämnt grovomräde, och ett andra mindre vägnings- omräde, i fortsättningen benämnt finomräde, varvid grovornrädet har en grövre indikering än finomrädet, varjämte vägen är försedd med en anordning för omkoppling frän det ena vägningsomrädet till det and- ra, k ä n n e t e c k n a d av att omkopplingsanordningen (14, 22, 26 i fig. 1, 32 i fig. 2, 32' i fig. 4, 48 i fig. 3, 60 i fig. 5) innefattar styrorgan, med vars hjälp vid varje godtycklig punkt inom grovomrädet omkoppling kan ske till finomrädets nollpunkt.

2. Väg enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att vägningsom- rädena är dekadiskt indelade.

3. Väg enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att till styror- ganen hör en tareringstangent (28-29"').

4. Väg enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att indikerings- anordningen (20) är förbunden med en första koppling (14, 22, 26; 48), som vid övergång frän finomrädet till grovomradet avkortar det indikerade vägningsresultatet med minst en siffra (30).

5. Väg enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att indikerings- anordningen (20', 20", 20"') är förbunden med en andra koppling (32; }2'; 60), som vid konstant antal indikerade siffror vid omrädesväxlingen förskjuter decimalkommat (40) med en position.

6. Väg enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att den vidare innefattar en omkopplare (42), som förhindrar omrädesväxling.

7. Väg enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att till varje omräde hör en egen lineariseringskoppling (32), och att omrädesväxlingen är kopplad till växlingen av lineariseringskoppling.

8. Väg enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att den vidare innefattar en omkopplare (64) för omkoppling till ett extra vägningsomrä- de, varvid det extra vägningsomrädet är större än finomrädet men har en högre indikeringsupplösning än grovomrädet.

9. Väg enligt kravet 8, vid vilken vägningslasten med användning av strömpulser med konstant amplitud elektromagnetiskt kompenseras och längden av strömpulserna för digital viktindikering beräknas med högfrek- venta taktpulser, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en omkopp- lingsbar konstantströmkälla (47) och en efter taktpulsgeneratorn (16') kopplad frekvensdelare (17). *Poor QUALITY