WO2008071436A1 - Verfahren zur messung der zugspannung einer laufenden bahn - Google Patents

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WO2008071436A1
WO2008071436A1 PCT/EP2007/010991 EP2007010991W WO2008071436A1 WO 2008071436 A1 WO2008071436 A1 WO 2008071436A1 EP 2007010991 W EP2007010991 W EP 2007010991W WO 2008071436 A1 WO2008071436 A1 WO 2008071436A1
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wheatstone bridge
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sensor
switch
cycle
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Rudolf Werber
Tobias Hain
Frank Thurner
Hans-Richard Seibold
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Texmag Gmbh Vertriebsgesellschaft
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/188—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in connection with running-web
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H26/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms
    • B65H26/02—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms responsive to presence of irregularities in running webs
    • B65H26/04—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms responsive to presence of irregularities in running webs for variation in tension

Definitions

  • the invention relates to a method for measuring the tension of a moving web according to the preamble of patent claim 1.
  • a device for detecting the tension of a moving web which detects the bearing force of a web deflecting the web.
  • this device has two double bending beams, which are equipped with force transducers in the form of strain gauges. These strain gauges are connected in the form of a Wheatstone bridge in order to achieve the lowest possible temperature dependence and drift of the sensor.
  • This sensor has been well proven in practice and forms the starting point of the present invention.
  • a disadvantage of this known sensor has been found that in case of failure of the strain gauges, for example by breakage or short circuit, the entire sensor provides nonsensical values, which are then interpreted accordingly by subsequent units.
  • the sensor is included in the control loop of a web tension control, for example, it may happen, depending on the type of failure, that the control completely eliminates the web tension or greatly overstretches the running web. In the simplest case, this can lead to a web break if the web can no longer withstand the introduced tension or gets caught on machine parts due to the lack of tension. In particular, in the regulation of endless belts in paper machines, this can even lead to tearing out of rolls from their warehouses and thus a considerable risk to man and machine.
  • the invention has for its object to provide a method for measuring the tension of a moving web of the type mentioned, which also detect the failure of electronic components and can respond accordingly.
  • the method according to claim 1 is used for measuring the tension of a moving web with a sensor. It does not matter whether the train is self-contained or continuous. Also, the material of the running track plays no role in the application of this method.
  • the sensor has a Wheatstone bridge containing at least one force transducer. As load cell different sensor principles come in Question, which are able to convert a force or a mechanical deformation into an electrical signal. Strain gauges are preferably used as force sensors, which are placed on a mechanical component, for example a double bending beam - which is deformed by the action of the force to be measured. Basically, it is sufficient to form only a resistance of the Wheatstone bridge as a force transducer.
  • the diagonal voltage of the Wheatstone bridge is a measure of the acting force.
  • This diagonal voltage is amplified by an amplifier, which has the main task of keeping resistive loads from the Wheatstone bridge, which could distort the measurement result.
  • the amplifier can also realize a voltage gain to bring the measurement signal to an easy-to-process voltage range.
  • This amplifier outputs at its output from a signal which is proportional to a possibly to be taken into account offset the measured tensile stress and hereinafter referred to as Buchwoodssignal.
  • the Wheatstone bridge is periodically loaded by at least one resistance during the stress caused by the tension of the moving web by means of at least one intermittently controlled switch.
  • This load resistance detunes the Wheatstone bridge in a defined manner, wherein the effect of this load can be determined directly on the basis of a comparison of the tension signal with and without ohmic load.
  • This test is carried out in the operation of the burdened by the web sensor, so that its functioning is checked in a timely manner.
  • one of the force transducer of the loaded voltage divider should have an internal short circuit, it will be noted that the tensile signal does not change due to the stress of this voltage divider. The same applies to the case where the force transducer connected in series with the load resistor should be interrupted.
  • the force transducer which is connected in parallel to the load resistor, should have an interruption, the result is a dependence of the tension signal on the load, but this is twice as high as in the case of the functioning sensor. This makes it possible to clearly check from the dependence of the tension signal on the load whether the sensor is still functional. is proficient. Within certain limits, drifts of the load cells can also be detected. According to the result of this test, the error signal is then activated or deactivated. The additional output of this error signal, subsequent components such as displays or controllers can be informed of the error of the measured signal. The subsequent components that are to evaluate the tension signal can then switch on receipt of an active error signal in a mode in which they no longer evaluate the tension signal, whereby damage to people or machines are avoided.
  • both voltage dividing branches of the Wheatstone bridge have at least one force transducer
  • the stress test of only one voltage divider for determining the functionality of the sensor is insufficient.
  • both output lines of the Wheatstone bridge are loaded by at least one switch with at least one resistor. This allows the resistance values of all active elements of the Wheatstone bridge to be checked.
  • an active error signal is output.
  • the load on the Wheatstone bridge does not result in any change in the diagonal voltage compared to the unloaded case.
  • the Wheatstone bridge is fully functional, it will result in a detuning of the bridge symmetry, which leads to a change in the diagonal voltage. This change depends only on the resistance values of the Wheatstone bridge in relation to the resistance value of the load resistance and is therefore a known quantity.
  • the range of values has been proven in accordance with claim 5. The upper limit of this value range must not be exceeded, otherwise a correctly functioning Wheatstone bridge would be detected as defective.
  • the lower limit is given merely for reasons of practicability, in particular to realize a sufficient signal-to-noise ratio of the diagonal voltage of the Wheatstone bridge. Otherwise, there is a risk that a defective Wheatstone bridge will be erroneously considered functional only due to noise.
  • revision cycle For operation of the sensor, the use of a revision cycle has been proven according to claim 10.
  • This revision cycle includes several measurement cycles of the sensor and is repeated periodically.
  • at least one measuring cycle with a closed switch and at least one measuring cycle with an open switch is provided: Periodically, measured values are output and the entire sensor is also checked periodically.
  • the sensor therefore generates useful measurement results substantially at a time interval of its cycle time, wherein at certain predetermined intervals, an internal test of the sensor is made, so that then an isolated measurement cycle for the generation of the tensile signal fails.
  • the last generated measured value can be stored and made available to the following components in order to bridge this failure.
  • the load of the Wheatstone bridge results in an additional voltage swing in the diagonal voltage, which must be coped with by a subsequent amplifier and possibly analog-to-digital converter. This basically results in the analog-to-digital converter using part of its bit width for the load test. In the event of a slight contamination of the wheat As a rule this does not play a significant role. However, this results in a relatively high susceptibility to failure of the functional test of the Wheatstone bridge. If you want to use the entire dynamic range of the amplifier and the analog-to-digital converter with high significance of the functional test, it is favorable according to claim 14, when the load of the Wheatstone bridge and their supply voltage is changed. The supply voltage change is usually chosen so that it counteracts the effect of the load.
  • the supply voltage is selected in the loaded and unloaded case so that in case of a functional Wheatstone bridge in about the same diagonal voltage occurs.
  • the entire dynamic range of the amplifier and analog-to-digital converter can be used for the measurement task.
  • a change in the diagonal voltage which can be detected by the analog-to-digital converter results in this case.
  • the latter may possibly result in an overflow condition that is very easily detectable.
  • An exact measurement of the voltage swing is not required in this case, since for this purpose, only the func tion is required efficiency as a yes-no decision.
  • Wheatstone bridges each deliver diagonal voltages, which are evaluated via amplifiers and analog-to-digital converters. Both Wheatstone bridges are in the monitored as above. When an error signal occurs for one of the Wheatstone bridges, the generation of the tension signal is taken over by the other Wheatstone bridge.
  • the same principle can be realized with more than two Wheatstone bridges. In this case, the individual Wheatstone bridges are preferably prioritized or their tension signal is averaged for better accuracy. Wheatstone bridges that show an active error signal are excluded from the calculation.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a force measuring roller of a moving web
  • FIG. 2 is a schematic representation of a sensor and FIG. 3 shows a flow diagram for the operation of the sensor according to FIG. 2.
  • the force measuring roller 1 has a stationary body 4, which is connected via double bending beam 5 with a machine-fixed axis 6. Depending on the load of the force measuring roller 1 by the force 3, the double bending beams 5 are deformed more or less strongly S-shaped.
  • force transducer 7 are applied, which are preferably formed by strain gauges. These force transducers are essentially ohmic resistors which change their resistance when bent.
  • the force transducer 7 are mounted in the end regions of the double bending beam 5, where the curvature of the double bending beam 5 is strongest.
  • the stationary body 4 is connected via a roller bearing 8 with a shell 9, which forms the outer contour of the force measuring roller 1. This shell 9 is detected directly by the web 2.
  • the sensor 10 shows a schematic diagram of a sensor 10, which detects the bearing force of the force measuring roller 1 and thus indirectly the tension of the web 2.
  • the sensor 10 has a Wheatstone bridge 11, which is formed by two voltage dividers 12, 13.
  • the voltage dividers 12, 13 are formed by the force sensors 7, which are applied to the double bending beam 5.
  • the use of four force transducers 7, which are connected to the Wheatstone bridge 11, results in an advantageous temperature compensation of the force transducer 7. In addition, this drift of the force transducer 7 is substantially eliminated.
  • the Wheatstone bridge 11 is supplied via a switch 14 ⁇ optionally with a supply voltage 14, which is formed stable and low noise. From the Wheatstone bridge 11 go two output lines 15, 16 away, between which a diagonal voltage 17 drops. This diagonal voltage 17 is the actual measurement signal, which is obtained from the force transducers 7.
  • the output lines 15, 16 are supplied to an amplifier 18, which is designed as a differential amplifier.
  • the amplifier 18 has high-impedance inputs in order not to burden the Wheatstone bridge 11 as possible.
  • the amplifier 18 can amplify the diagonal voltage 17 by a gain factor that allows easy evaluation of the diagonal voltage 17.
  • the amplifier 18 is on the output side with an analog-to-digital converter 19 in operative connection, which generates from the output signal of the amplifier 18, a proportional thereto digital word.
  • This digital word is supplied via a bus 20 to a processor 21 in which it is processed.
  • the processor 21 can be used in the analog-digital Converter 19 trigger a measuring cycle via a control line 22.
  • the processor 21 receives the information via a signal line 23 that the measurement cycle of the analog-to-digital converter 19 has been completed and that a new data word is present on the bus 20.
  • the two output lines 16, 17 can be loaded with a load resistor 26 via switches 24, 25.
  • This load resistor 26 ensures a one-sided detuning of the Wheatstone bridge 11, so that a defined change in the diagonal voltage 17 is to be expected.
  • This change in the diagonal voltage 17 is supplied via the amplifier 18 and the analog-to-digital converter 19 via the bus 20 to the processor 21, which applies corresponding mathematical operations on this data word.
  • an error signal 28 is output.
  • This error signal 28 indicates in the activated state that the Wheatstone bridge 11 is defective and therefore the output tension signal 27 is not usable.
  • the processor 21 gives the following components a handshake signal 29 to synchronize with the data output of the processor 21.
  • the processor 21 has two control outputs 30, 31, which ensure that the switches 24, 25 only during a test cycle are closed, wherein the switches 24, 25 are not closed simultaneously, but only alternately.
  • the two switches 24, 25 are open.
  • the supply voltage 14 of the Wheatstone bridge 11 can be switched by the processor 21.
  • This switching causes a proportional change in the diagonal voltage 17, so that the voltage swing caused by the load becomes smaller. It is also thought to change the supply voltage of the Wheatstone bridge 11 so that it counteracts the load exactly. In this case, there is no load-dependent change in the diagonal voltage 17 when the Wheatstone bridge 11 is functional. In the case of a defective Wheatstone bridge 11, however, a characteristic voltage swing of the diagonal voltage 17 results in this case.
  • FIG. 3 shows a flow chart for the operation of the processor 21.
  • the two switches 24, 25 are opened and the error signal 28 is activated. This prevents a random value at the output 28 from being interpreted as a measured value.
  • the switch 25 is first opened and a measuring cycle 34 is started.
  • the measurement takes place in this case with unloaded Wheatstone bridge 11.
  • the data obtained from the measurement cycle is stored in a variable Z 0 .
  • the switch 24 is closed, whereby the output line 15 of the Wheatstone bridge 11 is loaded by the load resistor 26.
  • a new measuring cycle 35 is started and the measured value of the analog-to-digital converter 19 determined in this case is stored in a variable Z 1 .
  • the absolute value of the difference between the values Zo and Zi is calculated and stored in a variable Fi.
  • a plurality of measuring cycles 34 with opened switches 24, 25 could now follow, the measuring results of which are output only when the error signal is deactivated.
  • the variables Fi and F 2 are compared with predefined lower threshold values U and upper threshold values O. Only in the event that both variables Fi and F 2 are within the band defined by the thresholds U and O, the sensor 10 is interpreted as functional and the value Z 0 is output. The value of Z 0 contains the measured value with no load Wheatstone bridge 11. In addition, the error signal 28 is reset in this case, to indicate that subsequent components of the output measurement value is reliable.

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Messung der Zugspannung einer laufenden Bahn werden Kraftaufnehmer (7) in Form einer Wheatstoneschen Brücke (11) verschaltet. Ein Verstärker (18) verstärkt eine Diagonalspannung (17) der Wheatstoneschen Brücke (11). Um erkennen zu können, ob wenigstens einer der Kraftaufnehmer (7) defekt ist, ist die Wheatstonesche Brücke (11) durch mindestens einen Schalter (24, 25) mittels mindestens eines Widerstandes (26) belastbar. Durch Vergleich der belasteten Meßwerte mit den unbelasteten Meßwerten wird ermittelt, ob die Kraftaufnehmer (7) der Wheatstoneschen Brücke (11) funktionstüchtig sind. Anderenfalls wird ein aktives Fehlersignal (28) ausgegeben.

Description

Verfahren zur Messung der Zugspannung einer laufenden Bahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Zugspannung einer laufenden Bahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 101 18 887 Cl ist eine Vorrichtung zum Erfassen der Spannkraft einer laufenden Warenbahn bekannt, die die Lagerkraft einer die Bahn umlenkenden Walze erfaßt. Hierzu weist diese Vorrichtung zwei Doppelbiegebalken auf, die mit Kraftaufnehmern in Form von Dehnungs- Meßstreifen bestückt sind. Diese Dehnungs-Meßstreifen werden in Form einer Wheatstoneschen Brücke verschaltet, um eine möglichst geringe Temperaturabhängigkeit und Drift des Sensors zu erzielen. Dieser Sensor hat sich in der Praxis gut bewährt und bildet den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung. Als Nachteil hat sich an diesem bekannten Sensor herausgestellt, daß bei einem Ausfall der Dehnungs-Meßstreifen, beispielsweise durch Bruch oder Kurzschluß, der gesamte Sensor unsinnige Werte liefert, die dann von nachfolgenden Einheiten entsprechend interpretiert werden. Ist der Sensor beispielsweise im Regelkreis einer Bahnspannungsregelung enthalten, so kann es je nach Ausfallart vorkommen, daß die Regelung die Bahnspannung völlig aufhebt oder die laufende Bahn weit überdehnt. Dies kann im einfachsten Fall zum Bahnriß führen, wenn die Bahn der eingebrachten Spannung nicht mehr standhalten kann oder sich aufgrund der fehlenden Spannung an Maschinenteilen verfängt. Insbesondere bei der Regelung von Endlosbändern in Papiermaschinen kann dies sogar zum Herausreißen von Walzen aus ihren Lagern und damit einer erheblichen Gefährdung von Mensch und Maschine führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung der Zugspannung einer laufenden Bahn der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auch den Ausfall elektronischer Komponenten erfassen und entsprechend darauf reagieren kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 dient zur Messung der Zugspannung einer laufenden Bahn mit einem Sensor. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Bahn in sich geschlossen oder durchlaufend ausgebildet ist. Auch das Material der laufenden Bahn spielt zur Anwendung dieses Verfahrens keine Rolle. Der Sensor weist eine Wheatstonesche Brücke auf, die mindestens einen Kraftaufnehmer enthält. Als Kraftaufnehmer kommen verschiedene Sensorprinzipien in Frage, welche in der Lage sind, eine Kraft bzw. eine mechanische Deformation in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Vorzugsweise werden Dehnungs-Meßstreifen als Kraftaufnehmer eingesetzt, welche auf ein mechanisches Bauteil beispielsweise einen Doppelbiegebalken - aufgesetzt sind, das durch die Einwirkung der zu messenden Kraft deformiert wird. Grundsätzlich genügt es dabei, nur einen Widerstand der Wheatstoneschen Brücke als Kraftaufnehmer auszubilden. Zur Erzielung einer möglichst geringen Temperaturabhängigkeit und Drift des Sensors werden jedoch vorzugsweise alle Widerstände der Wheatstoneschen Brücke als Kraftaufnehmer realisiert. Die Diagonalspannung der Wheatstoneschen Brücke ist ein Maß für die einwirkende Kraft. Diese Diagonalspannung wird von einem Verstärker verstärkt, der hauptsächlich die Aufgabe hat, ohmsche Belastungen von der Wheatstoneschen Brücke fernzuhalten, die das Meßergebnis verfälschen könnten. Zusätzlich kann der Verstärker auch eine Spannungsverstärkung realisieren, um das Meßsignal auf einen leicht zu verarbeitenden Spannungsbereich zu bringen. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich und hängt insbesondere von der konkreten Wahl der Kraftaufnehmer ab. Dieser Verstärker gibt an seinem Ausgang ein Signal ab, welches bis auf einen ggf. zu berücksichtigenden Offset der gemessenen Zugspannung proportional ist und im folgenden als Zugspannungssignal bezeichnet wird. Fällt einer der Kraftaufnehmer aus, so führt dies je nach Defektursache zu einem Kurzschluß oder zu einer Unterbrechung innerhalb der Wheatstoneschen Brücke. Auf jeden Fall wird hierdurch das Zugspannungssignal extrem verfälscht, so daß es nicht mehr zu Anzeige- oder Regelzwecken herangezogen werden kann. Um einen derartigen Defekt innerhalb des Sensors feststellen und angemessen reagieren zu können, wird zusätzlich zum Zugspannungssignal ein Fehlersignal ausgegeben. Dieses Fehlersignal ist im normalen Betrieb inaktiv und wird bei Auftreten eines erkennbaren Fehlers innerhalb des Sensors in einen aktiven Zustand gebracht. Um einen Fehler innerhalb des Sensors erkennen zu können, wird die Wheatstone- sche Brücke während der Belastung durch die Zugspannung der laufenden Bahn mittels mindestens eines intermittierend angesteuerten Schalters periodisch durch mindestens einen Widerstand belastet. Dieser Belastungswiderstand verstimmt die Wheatstonesche Brücke in definierter Weise, wobei die Wirkung dieser Belastung anhand eines Vergleichs des Zugspannungssignals mit und ohne ohmscher Belastung unmittelbar ermittelt werden kann. Dieser Test erfolgt im Betrieb des von der Bahn belasteten Sensors, so daß dessen Funktionstüchtigkeit zeitnahe überprüft wird. Für den Fall, daß einer der Kraftaufnehmer des belasteten Spannungsteilers einen internen Kurzschluß aufweisen sollte, wird man feststellen, daß sich das Zugspannungssignal durch die Belastung dieses Spannungsteilers nicht ändert. Das gleiche gilt für den Fall, daß der dem Belastungswiderstand in Reihe geschaltete Kraftaufnehmer eine Unterbrechung aufweisen sollte. Falls der Kraftaufnehmer, der dem Belastungswiderstand parallel geschaltet wird, eine Unterbrechung aufweisen sollte, ergibt sich zwar eine Abhängigkeit des Zugspannungssignals von der Belastung, diese ist jedoch doppelt so hoch wie im Fall des funktionierenden Sensors. Damit kann aus der Abhängigkeit des Zugspannungssignals von der Belastung eindeutig geprüft werden, ob der Sensor noch funktions- tüchtig ist. Innerhalb gewisser Grenzen können auch Drifts der Kraftaufnehmer erfaßt werden. Entsprechend dem Ergebnis dieser Prüfung wird dann das Fehlersignal aktiviert oder deaktiviert. Durch die zusätzliche Ausgabe dieses Fehlersignals können nachfolgende Komponenten wie Anzeigen oder Regler von der Fehlerhaftigkeit des Meßsignals in Kenntnis gesetzt werden. Die nachfolgenden Komponenten, welche das Zugspannungssignal auswerten sollen, können dann beim Empfang eines aktiven Fehlersignals in einen Modus umschalten, in dem sie das Zugspannungssignal nicht mehr auswerten, wodurch Schäden an Menschen bzw. Maschinen vermieden werden.
Insbesondere in Fällen, in denen beide Spannungsteileräste der Wheatstoneschen Brücke zumindest einen Kraftaufnehmer aufweisen, ist der Belastungstest nur eines Spannungsteilers zur Ermittlung der Funktionstüchtigkeit des Sensors unzureichend. In diesem Fall ist es gemäß Anspruch 2 günstig, wenn beide Ausgangsleitungen der Wheatstoneschen Brücke durch mindestens einen Schalter mit mindestens einem Widerstand belastet werden. Damit können die Widerstandswerte aller aktiven Elemente der Wheatstoneschen Brücke überprüft werden. Vorzugsweise wird bei Ausfall irgendeines aktiven Elements innerhalb der Wheatstoneschen Brücke ein aktives Fehlersignal ausgegeben.
Um möglichst alle Defektfälle innerhalb des Sensors sicher erfassen zu können, ist es gemäß Anspruch 3 vorteilhaft, wenn die beiden Ausgangsleitungen der Wheatstoneschen Brücke durch den mindestens einen Widerstand wech- seiweise belastet werden. Damit wird erreicht, daß selbst Fälle, in denen zwei Kraftaufnehmer gleichzeitig defekt werden, zuverlässig durch die beiden durchzuführenden Belastungstests erkannt werden.
Zur Erzielung einer möglichst aussagekräftigen Fehleranalyse ist es gemäß Anspruch 4 günstig, wenn die Differenz zwischen den Zugspannungssignalen ohne und mit Belastung der Wheatstoneschen Brücke berechnet und mit einem unteren Grenzwert verglichen wird. Bei Unterschreitung des unteren Grenzwertes wird dabei ein Fehlersignal ausgegeben. Auf diese Weise können die meisten Fehlerursachen des Sensors erfaßt und entsprechend reagiert werden. Insbesondere ergibt sich beim Kurzschluß eines Kraftaufnehmers innerhalb der Wheatstoneschen Brücke keinerlei Veränderung der Diagonalspannung mit bzw. ohne Belastung. Damit können Kurzschlüsse der Kraftaufnehmer auf diese Weise recht zuverlässig detektiert werden. Liegt der Kraftaufnehmer zum Belastungswiderstand in Serie, so kann auf diese Weise auch eine Unterbrechung des Kraftaufnehmers zuverlässig festgestellt werden. Auch in diesem Fall ergibt sich durch die Belastung der Wheatstoneschen Brük- ke keine Veränderung der Diagonalspannung gegenüber dem unbelasteten Fall. Ist die Wheatstonesche Brücke dagegen voll funktionstüchtig, so ergibt sich bei deren Belastung eine Verstimmung der Brückensymmetrie, die zu einer Veränderung der Diagonalspannung führt. Diese Veränderung hängt lediglich von den Widerstandswerten der Wheatstoneschen Brücke im Verhältnis zum Widerstandswert des Belastungswiderstandes ab und ist demnach eine bekannte Größe. Zur Dimensionierung des unteren Grenzwertes des Zugspannungssignals hat sich der Wertebereich gemäß Anspruch 5 bewährt. Die Obergrenze dieses Wertebereichs darf keinesfalls überschritten werden, da sonst eine korrekt funktionierende Wheatstonesche Brücke als fehlerhaft erkannt würde. Der untere Grenzwert ist lediglich aus Praktikabi- litätsgründen angegeben, um insbesondere einen genügenden Rauschabstand der Diagonalspannung der Wheatstoneschen Brücke zu realisieren. Anderenfalls bestünde die Gefahr, daß eine defekte Wheatstonesche Brücke nur aufgrund von Rauschen irrtümlich als funktionstüchtig angesehen wird.
Um alle möglichen Defekte der Wheatstoneschen Brücke sicher erkennen zu können, ist es gemäß Anspruch 6 vorteilhaft, wenn die Differenz zwischen dem Zugspannungssignal mit und ohne Belastung der Wheatstoneschen Brücke auch mit einem oberen Grenzwert verglichen wird. Beim Überschreiten des oberen Grenzwertes wird ebenfalls ein aktives Fehlersignal ausgegeben. Damit können weitere Fehler erkannt werden, die sich durch eine übermäßig hohe Abhängigkeit der Diagonalspannung von der Belastung zeigen. Beispielsweise kann auf diese Weise eine Unterbrechung jenes Kraftaufnehmers detektiert werden, der unmittelbar belastet wird. Durch diese Unterbrechung verdoppelt sich die Abhängigkeit der Diagonalspannung von der Belastung, was recht einfach durch Vergleich mit einem entsprechenden Grenzwert überprüft werden kann. Außerdem können auf diese Weise sehr unwahrscheinliche Defekte sicher erfaßt werden, bei denen beide Kraftaufnehmer gleichzeitig defekt werden. Für den Fall, daß beide Kraftaufnehmer einen Kurzschluß aufweisen sollten, ist die Diagonalspannung Null, da die Versorgungsspannung der Wheatstoneschen Brücke in diesem Fall zusammenbricht. Falls beide Kraftaufnehmer jedoch eine Unterbrechung aufweisen, stellt sich im unbelasteten Fall eine nur vom Verstärker bestimmte Eingangsspannung ein, die in der Regel in etwa bei der halben Betriebsspannung liegt. Durch die Belastung mit dem Widerstand wird die Eingangsspannung jedoch nach Masse gezogen, so daß sich ein Spannungshub von der Größe der halben Betriebsspannung ergibt. Auch dieses Verhalten läßt sich durch Vergleich der Zugspannungssignale mit und ohne Belastung mit einem oberen Grenzwert feststellen.
Für den oberen Grenzwert haben sich die Dimensionierungen gemäß Anspruch 7 bewährt, um alle erdenklichen Ausfälle innerhalb der Wheatstoneschen Brücke sicher erfassen zu können.
Durch die Belastung der Wheatstoneschen Brücke wird diese bewußt verstimmt, so daß die Meßergebnisse entsprechend verfälscht werden. Um zu vermeiden, daß Meßergebnisse der verstimmten Wheatstoneschen Brücke an nachfolgende Komponenten weitergegeben werden, ist es gemäß Anspruch 8 vorteilhaft, wenn der Sensor Zugspannungsmeßwerte nur für solche Meßzyklen ausgibt, in denen der Schalter geöffnet ist. Bei Einsatz mehrerer Schalter ist dabei sicherzustellen, daß alle Schalter geöffnet sind. Damit ist gewährleistet, daß Meßergebnisse an folgende Komponenten nur dann weitergegeben werden, wenn die Wheatstonesche Brücke tatsächlich unbelastet ist. Die Meßergebnisse mit belasteter Wheatstonescher Brücke werden daher aus- schließlich intern zur Ermittlung des Fehlersignals verarbeitet.
Zur Vermeidung von Fehlmessungen ist es gemäß Anspruch 9 vorteilhaft, wenn die Stellung des Schalters mit den Meßzyklen des Sensors synchronisiert ist. Dabei wird sichergestellt, daß während des gesamten Meßzyklus die Schalterstellung nicht verändert wird, so daß jedem Meßzyklus eine definierte Schalterstellung zugrunde liegt.
Zum Betrieb des Sensors hat sich gemäß Anspruch 10 der Einsatz eines Revisionszyklus bewährt. Dieser Revisionszyklus umfaßt mehrere Meßzyklen des Sensors und wird periodisch wiederholt. In jedem Revisionszyklus ist dabei mindestens ein Meßzyklus mit geschlossenem Schalter und mindestens ein Meßzyklus mit offenem Schalter vorgesehen: Damit werden periodisch Meßwerte ausgegeben und der gesamte Sensor wird auch periodisch geprüft.
Bei Prüfung beider Spannungsteiler der Wheatstoneschen Brücke ist es gemäß Anspruch 11 günstig, wenn in jedem Revisionszyklus mindestens ein Meßzyklus mit geschlossenem Schalter der ersten Ausgangsleitung und mindestens ein Meßzyklus mit geschlossenem Schalter der zweiten Ausgangsleitung der Wheatstoneschen Brücke vorgesehen wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß innerhalb jedes Revisionszyklus die Wheatstonesche Brücke vollständig getestet und auch mindestens ein Meßwert für die Zugspannung bei unbelasteter Wheatstonescher Brücke generiert wird. Insbesondere bei regelungstechnischen Anwendungen des Sensors ist eine kurze Reaktionszeit des Sensors wichtig. Oftmals reicht dabei eine Ausgabe eines Meßwertes nur noch für jeden dritten Meßzyklus nicht mehr aus, um eine saubere Regelung zu garantieren. In diesem Fall ist es gemäß Anspruch 12 günstig, wenn in jedem Revisionszyklus mehr Meßzyklen mit offenem Schalter vorgesehen sind als mit geschlossenem Schalter. Der Sensor generiert daher verwertbare Meßergebnisse im wesentlichen im zeitlichen Abstand seiner Zykluszeit, wobei in bestimmten vorgegebenen Abständen ein interner Test des Sensors vorgenommen wird, so daß dann ein isolierter Meßzyklus für die Erzeugung des Zugspannungssignals ausfällt. Selbstverständlich kann der zuletzt generierte Meßwert gespeichert und den folgenden Komponenten weiterhin zur Verfügung gestellt werden, um diesen Ausfall zu überbrücken.
Zur Erzielung einer Bahnspannungsregelung ist es gemäß Anspruch 13 günstig, wenn das vom Sensor ausgegebene Zugspannungssignal als Ist-Wert in der Regelung eingesetzt wird. Bei aktivem Fehlersignal wird dagegen die Regelung verblockt, um Undefinierte oder gar zerstörerische Reaktionen der Regelung zu verhindern.
Durch die Belastung der Wheatstoneschen Brücke ergibt sich ein zusätzlicher Spannungshub in der Diagonalspannung, die von einem nachfolgenden Verstärker und ggf. Analog-Digital-Umsetzer verkraftet werden muß. Dies führt grundsätzlich dazu, daß der Analog-Digital-Umsetzer einen Teil seiner Bit-Breite für die Belastungsprüfung verwendet. Im Falle einer geringfügigen Belastung der Wheatsto- neschen Brücke spielt dies in der Regel keine wesentliche Rolle. Allerdings ergibt sich hierdurch eine relativ große Störanfälligkeit der Funktionstüchtigkeitsprüfung der Wheatstoneschen Brücke. Will man den gesamten Dynamikbereich des Verstärkers und des Analog-Digital-Umsetzers bei hoher Aussagekraft der Funktionsprüfung nutzen, so ist es gemäß Anspruch 14 günstig, wenn mit der Belastung der Wheatstoneschen Brücke auch deren Versorgungsspannung verändert wird. Die Versorgungsspannungsänderung wird dabei in der Regel so gewählt, daß sie dem Effekt der Belastung entgegenwirkt. Vorzugsweise wird die Versorgungsspannung im belasteten und unbelasteten Fall so gewählt, daß im Fall einer funktionstüchtigen Wheatstoneschen Brücke in etwa die gleiche Diagonalspannung auftritt. Damit kann der komplette Dynamikbereich des Verstärkers und Analog-Digital-Umsetzers für die Meßaufgabe genutzt werden. Im Fall eines Defekts in der Wheatstoneschen Brücke ergibt sich in diesem Fall eine Änderung der Diagonalspannung, die vom Analog-Digital-Umsetzer erfaßbar ist. Letzterer gerät möglicherweise hierdurch in eine Überlaufbedingung, die sehr einfach detektierbar ist. Eine exakte Messung des Spannungshubs ist in diesem Fall nicht erforderlich, da für diesen Zweck lediglich die Funk tionstüchtigkeit als Ja-Nein-Entscheidung benötigt wird.
Zur Erzielung eines besonders sicheren Systems ist es gemäß Anspruch 15 vorteilhaft, wenn mindestens zwei Wheatstonesche Brücken vorgesehen sind. Diese Wheatstoneschen Brücken liefern jeweils Diagonalspannungen, die über Verstärker und Analog-Digital-Umsetzer ausgewertet werden. Beide Wheatstoneschen Brücken werden dabei in der vorbeschriebenen Weise überwacht. Beim Auftreten eines Fehlersignals für eine der Wheatstoneschen Brücken wird die Erzeugung des Zugspannungssignals von der anderen Wheatstoneschen Brücke übernommen. Das gleiche Prinzip kann auch mit mehr als zwei Wheatstoneschen Brücken realisiert werden. In diesem Fall werden die einzelnen Wheatstoneschen Brücken vorzugsweise priorisiert oder deren Zugspannungssignal zur Erzielung einer besseren Genauigkeit gemittelt. Wheatstonesche Brücken, die ein aktives Fehlersignal zeigen, werden dabei von der Berechnung ausgeschlossen.
Der Erfindungsgegenstand wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung anhand der dazugehörigen Figuren dargelegt, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Es sollte jedoch verstanden werden, daß die Zeichnung nur dem Zweck der Darstellung der Erfindung dient und nicht den Schutzbereich der Erfindung beschränkt.
Es zeigt:
Figur 1 eine Schnittdarstellung durch eine Kraftmeßwalze einer laufenden Warenbahn,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Sensors und Figur 3 ein Ablaufdiagramin zum Betrieb des Sensors gemäß Figur 2.
Die Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Kraftmeßwalze 1, an der eine Warenbahn 2 umgelenkt wird. Die Warenbahn 2 übt dabei eine Kraft 3 auf die Kraftmeßwalze 1 aus, die nur von der Zugspannung der Warenbahn 2 und dem Umschlingungswinkel um die Kraftmeßwalze 1 abhängt. Zur Messung der Zugspannung der Warenbahn 2 genügt es daher, bei bekanntem umschlingungswinkel die Lagerkraft der Kraftmeßwalze 1 zu messen
Die Kraftmeßwalze 1 weist einen stationären Körper 4 auf, der über Doppelbiegebalken 5 mit einer maschinenfesten Achse 6 verbunden ist. Je nach Belastung der Kraftmeßwalze 1 durch die Kraft 3 werden die Doppelbiegebalken 5 mehr oder weniger stark S-förmig deformiert. Auf den Doppelbiegebalken 5 sind Kraftaufnehmer 7 aufgebracht, die vorzugsweise von Dehnungs-Meßstreifen gebildet sind. Diese Kraftaufnehmer sind im wesentlichen ohmsche Widerstände, die beim Verbiegen ihren Widerstandswert ändern. Die Kraftaufnehmer 7 sind dabei in den Endbereichen der Doppelbiegebalken 5 angebracht, wo die Krümmung der Doppelbiegebalken 5 am stärksten ist. Der stationäre Körper 4 ist über ein Wälzlager 8 mit einer Schale 9 verbunden, die die Außenkontur der Kraftmeßwalze 1 bildet. Diese Schale 9 wird unmittelbar von der Warenbahn 2 erfaßt.
Die Figur 2 zeigt ein Prinzip-Schaltbild eines Sensors 10, der die Lagerkraft der Kraftmeßwalze 1 und damit indirekt die Zugspannung der Warenbahn 2 erfaßt. Der Sensor 10 weist eine Wheatstonesche Brücke 11 auf, die von zwei Spannungsteilern 12, 13 gebildet ist. Die Spannungsteiler 12, 13 werden dabei von den Kraftaufnehmern 7 gebildet, die auf den Doppelbiegebalken 5 aufgebracht sind. Durch den Einsatz von vier Kraftaufnehmern 7, die zu der Wheatstoneschen Brücke 11 verschaltet sind, ergibt sich eine vorteilhafte Temperaturkompensation der Kraftaufnehmer 7. Außerdem wird hierdurch die Drift der Kraftaufnehmer 7 im wesentlichen eliminiert.
Die Wheatstonesche Brücke 11 wird über einen Umschalter 14 λ wahlweise mit einer Versorgungsspannung 14 versorgt, die stabil und rauscharm ausgebildet ist. Von der Wheatstoneschen Brücke 11 gehen zwei Ausgangsleitungen 15, 16 weg, zwischen denen eine Diagonalspannung 17 abfällt. Diese Diagonalspannung 17 ist das eigentliche Meßsignal, welches von den Kraftaufnehmern 7 gewonnen wird. Die Ausgangsleitungen 15, 16 werden einem Verstärker 18 zugeführt, der als Differenzverstärker ausgebildet ist. Der Verstärker 18 besitzt hochohmige Eingänge, um die Wheatstonesche Brücke 11 möglichst nicht zu belasten. Zusätzlich kann der Verstärker 18 die Diagonalspannung 17 um einen Verstärkungsfaktor verstärken, der eine einfache Auswertung der Diagonalspannung 17 ermöglicht.
Der Verstärker 18 steht ausgangsseitig mit einem Analog- Digital-Umsetzer 19 in Wirkverbindung, der aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 18 ein hierzu proportionales Digitalwort generiert. Dieses Digitalwort wird über einen Bus 20 einem Prozessor 21 zugeführt, in dem es verarbeitet wird. Der Prozessor 21 kann im Analog-Digital- Umsetzer 19 einen Meßzyklus über eine Steuerleitung 22 auslösen. Als Rückmeldung erhält der Prozessor 21 über eine Signalleitung 23 die Information, daß der Meßzyklus des Analog-Digital-Umsetzers 19 abgeschlossen ist und damit ein neues Datenwort am Bus 20 ansteht.
Um feststellen zu können, ob die Kraftaufnehmer 7 noch funktionstüchtig sind und damit die Wheatstonesche Brücke 11 sinnvolle Werte abgibt, sind die beiden Ausgangsleitungen 16, 17 über Schalter 24, 25 mit einem Belastungswiderstand 26 belastbar. Dieser Belastungswiderstand 26 sorgt für eine einseitige Verstimmung der Wheatstoneschen Brücke 11, so daß eine definierte Veränderung der Diagonalspannung 17 zu erwarten ist. Diese Veränderung der Diagonalspannung 17 wird über den Verstärker 18 und den Analog-Digital-Umsetzer 19 über den Bus 20 dem Prozessor 21 zugeführt, der entsprechende mathematische Operationen auf dieses Datenwort anwendet. Dabei wird neben einem Zugspannungssignal 27, welches im wesentlichen dem Wert auf dem Bus 20 bei unbelasteter Wheatstoneschen Brücke 11 entspricht, ein Fehlersignal 28 ausgegeben. Dieses Fehlersignal 28 zeigt im aktivierten Zustand an, daß die Wheatstoneschen Brücke 11 defekt ist und daher das ausgegebene Zugspannungssignal 27 nicht verwendbar ist. Zusätzlich gibt der Prozessor 21 den folgenden Komponenten ein hand-shake-Signal 29, um diese mit der Datenausgabe des Prozessors 21 zu synchronisieren.
Zur Ansteuerung der beiden Schalter 24, 25 weist der Prozessor 21 zwei Steuerausgänge 30, 31 auf, die dafür sorgen, daß die Schalter 24, 25 nur während eines Prüfzyklus geschlossen sind, wobei die Schalter 24, 25 nicht gleichzeitig, sondern nur wechselweise geschlossen werden. Während eines normalen Meßvorgangs, in dem ein neues Zugspannungssignal 27 ermittelt werden soll, sind die beiden Schalter 24, 25 offen.
Zusätzlich kann für die Dauer des Prüfzyklus auch die Versorgungsspannung 14 der Wheatstoneschen Brücke 11 durch den Prozessor 21 umgeschaltet werden. Diese Um- schaltung bewirkt eine proportionale Änderung der Diagonalspannung 17, so daß der von der Belastung hervorgerufene Spannungshub kleiner wird. Es ist auch daran gedacht, Die Versorgungsspannung der Wheatstoneschen Brücke 11 so zu ändern, daß diese der Belastung exakt entgegenwirkt. In diesem Fall ergibt sich keine von der Belastung abhängige Änderung der Diagonalspannung 17, wenn die Wheatstonesche Brücke 11 funktionstüchtig ist. Bei defekter Wheatstonescher Brücke 11 ergibt sich in diesem Fall jedoch ein charakteristischer Spannungshub der Diagonalspannung 17.
Die Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Betrieb des Prozessors 21. In einem Initialisierungsschritt 32 werden die beiden Schalter 24, 25 geöffnet und das Fehlersignal 28 aktiviert. Hierdurch wird verhindert, daß ein zufällig am Ausgang 28 anliegender Zahlenwert als Meßwert interpretiert wird.
Nach dem Initialisierungsschritt 32 folgt eine Schleife, die einen Revisionszyklus 33 definiert. Dieser Revisions- zyklus 33 wird daher nach der Initialisierung 32 beliebig oft periodisch wiederholt.
Im Revisionszyklus 33 wird zunächst der Schalter 25 geöffnet und ein Meßzyklus 34 gestartet. Die Messung erfolgt in diesem Fall bei unbelasteter Wheatstonescher Brücke 11. Der aus dem Meßzyklus gewonnene Datenwert wird in einer Variablen Z0 gespeichert. Alternativ zu Figur 3 könnten auch mehrere Meßzyklen 34 hintereinander gestartet und die Meßergebnisse ausgegeben werden, falls das Fehlersignal 28 deaktiviert ist.
Anschließend wird der Schalter 24 geschlossen, wodurch die Ausgangsleitung 15 der Wheatstoneschen Brücke 11 durch den Belastungswiderstand 26 belastet wird. Anschließend wird ein neuer Meßzyklus 35 gestartet und der dabei ermittelte Meßwert des Analog-Digital-Umsetzers 19 in einer Variablen Z1 gespeichert. Anschließend wird der Absolutbetrag der Differenz zwischen den Werten Zo und Zi berechnet und in einer Variablen Fi abgelegt. Alternativ zu Figur 3 könnten nun mehrere Meßzyklen 34 mit geöffneten Schaltern 24, 25 folgen, deren Meßergebnisse nur bei deaktiviertem Fehlersignal ausgegeben werden.
Im folgenden Schritt werden die Lagen beider Schalter 24,
25 vertauscht, so daß nunmehr die Ausgangsleitung 16 der Wheatstoneschen Brücke 11 durch den Belastungswiderstand
26 belastet wird. Anschließend wird ein weiterer Meßzyklus 36 gestartet. Der dabei vom Analog-Digital-Umsetzer 19 ermittelte Wert wird erneut in der Variablen Zi gespeichert. Nun wird erneut der Absolutbetrag der Diffe- renz zwischen den Variablen Z0 und Zi ermittelt und in einer Variablen F2 gespeichert. Die Variablen Fi und F2 enthalten demnach Maße für die Beeinflussung der Wheatstoneschen Brücke 11 durch die zwei angewendeten Belastungsarten.
In einem folgenden Vergleichsschritt 37 werden die Variablen Fi und F2 mit vordefinierten unteren Schwellwerten U und oberen Schwellwerten O verglichen. Nur für den Fall, daß beide Variablen Fi und F2 innerhalb des von den Schwellwerten U und O definierten Bandes liegen, wird der Sensor 10 als funktionstüchtig interpretiert und der Wert Z0 ausgegeben. Der Wert Z0 enthält den Meßwert bei unbelasteter Wheatstonescher Brücke 11. Zusätzlich wird in diesem Fall das Fehlersignal 28 zurückgesetzt, um nachfolgenden Komponenten anzuzeigen, daß der ausgegebene Meßwert vertrauenswürdig ist.
Da einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht gezeigt bzw. beschrieben sind, ist zu verstehen, daß eine Vielzahl von Änderungen und Abwandlungen dieser beschriebenen Ausführungsbeispiele möglich ist, ohne den wesentlichen Gedanken und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die Ansprüche festgelegt ist. Bezugszeichenliste
Kraftmeßwalze 30 Steuerausgang
Warenbahn 31 Steuerausgang
Kraft 32 Initialisiestationärer Körper rungsschritt Doppelbiegebalken 33 Revisionszyklus Achse 34 unbelasteter Meßzyklus Kraftaufnehmer
35 belasteter Meßzyklus Wälzlager 36 belasteter Meßzyklus Schale 37 Vergleichsschritt Sensor
Wheatstonesche Brücke
Spannungsteiler
Spannungsteiler
VersorgungsSpannung
Umschalter
Ausgangsleitung
Ausgangsleitung
DiagonalSpannung
Verstärker
Analog-Digital- Umsetzer
Bus
Prozessor
Steuerleitung
Steuerleitung
Schalter
Schalter
Belastungswiderstand
Zugspannungssignal
Fehlersignal hand-shake-Signal

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Messung der Zugspannung einer laufenden Bahn (2) mit mindestens einem Sensor (10), der mindestens eine Wheatstonesche Brücke (11) aufweist, welche mindestens einen Kraftaufnehmer (7) enthält, der von der Zugspannung der laufenden Bahn (2) beeinflußt wird, wobei eine Diagonalspannung (17) der mindestens einen Wheatstoneschen Brücke (11) von einem Verstärker (18) verstärkt wird, der ein Zugspannungssignal (Zo) ausgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Wheatstonesche Brücke (11) während der Belastung durch die Zugspannung der laufenden Bahn (2) mittels mindestens eines intermittierend angesteuerten Schalters (24,25) periodisch durch mindestens einen Widerstand (26) belastet wird, wobei die Funktionstüchtigkeit des mindestens einen Sensors (10) aus der erzielten Beeinflussung des Zugspannungssignals (Zi) durch die Belastung" ermittelt und als Fehlersignal (28) ausgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ausgangsleitungen (15, 16) der Wheatstoneschen Brücke (11) durch mindestens einen Schalter (24, 25) mit mindestens einem Widerstand (26) belastet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitungen (15, 16) der Wheatstoneschen Brücke (11) durch den mindestens einen Widerstand (26) wechselweise belastet werden.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz (Fi, F2) zwischen den Zugspannungssignalen (Zo, Zi) ohne und mit Belastung der Wheatstoneschen Brücke (11) berechnet und mit einem unteren Grenzwert (U) verglichen wird, bei dessen Unterschreitung ein aktives Fehlersignal (28) ausgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Grenzwert (U) zwischen dem 0,05-fachen und dem 0,5-fachen des Wertes
UWVRK
Rκ+Rs liegt, wobei Uw die Versorgungsspannung der Wheatstoneschen Brücke (11), V der Verstärkungsfaktor, Rs der Belastungswiderstand und Rκ der Widerstand des Kraftaufnehmers (7) ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz (Fi, F2) mit einem oberen Grenzwert (O) verglichen wird, bei dessen Überschreitung ein aktives Fehlersignal (28) ausgegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Grenzwert (O) kleiner als 0,5 Uw und kleiner als
Figure imgf000023_0001
Rκ+Rs
ist, wobei Uw die Versorgungsspannung der Wheatstoneschen Brücke (11), V der Verstärkungsfaktor, R5 der Belastungswiderstand (26) und Rκ der Widerstand des Kraftaufnehmers (7) ist.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) Zugspannungsmeßwerte (Z0) nur für solche Meßzyklen (34) ausgibt, in denen der mindestens eine Schalter (24, 25) geöffnet ist.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des mindestens einen Schalters (24, 25) mit den Meßzyklen (34, 35, 36) des Sensors (10) synchronisiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Revisionszyklus (33) vorgesehen wird, der mehrere Meßzyklen (34, 35, 36) des Sensors (10) umfaßt, wobei in jedem Revisionszyklus (33) mindestens ein Meßzyklus (35, 36) mit geschlossenem Schalter (24, 25) und mindestens ein Meßzyklus (34) mit offenem Schalter (24, 25) vorgesehen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Revisionszyklus (33) mindestens ein Meßzyklus (35) mit geschlossenem Schalter (24) der ersten Ausgangsleitung (15) und mindestens ein Meßzyklus (36) mit geschlossenem Schalter (25) der zweiten Ausgangsleitung (16) der Wheatstoneschen Brücke (11) vorgesehen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Revisionszyklus (33) mehr Meß- zyklen (34) mit offenem Schalter (24, 25) als mit geschlossenem Schalter (24, 25) vorgesehen werden.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnspannung geregelt wird, wobei das vom Sensor (10) ausgegebene Zugspannungssignal (27) als Ist-Wert verwendet wird, wobei die Regelung bei aktivem Fehlersignal (28) verblockt wird.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Belastung der Wheatstoneschen Brücke (11) auch deren Versorgungsspannung verändert (14) wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Wheatstoneschen Brücken (11) vorgesehen sind, wobei bei einem Fehlersignal (28) einer der Wheatstoneschen Brücken (11) mindestens eine der anderen Wheatstoneschen Brücken (11) das Zugspannungssignal (Z0) erzeugt .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11517431B2 (en) 2005-01-20 2022-12-06 Jenavalve Technology, Inc. Catheter system for implantation of prosthetic heart valves

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1927834B1 (de) * 2006-12-02 2010-05-26 Texmag GmbH Vertriebsgesellschaft Walze mit einem Kraftsensor
CN110054025B (zh) * 2019-01-17 2020-09-22 天长市恒鑫机电设备有限公司 一种金属线收卷装置
JP7184698B2 (ja) * 2019-03-29 2022-12-06 株式会社レプトリノ 力覚センサ
CN110646129B (zh) * 2019-09-12 2024-04-05 上海建工集团股份有限公司 一种电阻式拉索索力测量装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB600085A (en) * 1945-06-25 1948-03-31 Cyril George Hawkins Improvements in or relating to electrically-driven web-winding equipment
EP0582947A1 (de) * 1992-08-13 1994-02-16 KOENIG & BAUER-ALBERT AKTIENGESELLSCHAFT Einrichtung zum Messen der Bahnspannung
DE10118887C1 (de) * 2001-04-18 2002-08-01 Erhardt & Leimer Gmbh Vorrichtung zum Erfassen der Spannkraft einer laufenden Warenbahn

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3828435A (en) * 1971-12-20 1974-08-13 Linear Devices Inc Geological movement detectors
US4130014A (en) * 1977-10-11 1978-12-19 W. J. Industries, Incorporated Tension monitor means
DE3336727C2 (de) * 1983-10-08 1985-09-12 Erhardt & Leimer GmbH, 8900 Augsburg Vorrichtung zur Linearkraftmessung
US4765188A (en) * 1986-11-24 1988-08-23 Bourns Instruments, Inc. Pressure transducer with integral digital temperature compensation
US4766763A (en) 1987-05-05 1988-08-30 Kulite Semiconductor Products, Inc. Gas leak detection apparatus and methods
JPH01272904A (ja) * 1988-04-26 1989-10-31 Kayaba Ind Co Ltd 圧力センサの故障検知回路
JPH02135831A (ja) * 1988-11-16 1990-05-24 Toshiba Corp 通信プロトコールの冗長化方式
JP3117769B2 (ja) * 1991-12-25 2000-12-18 大和製衡株式会社 力または荷重検出センサの故障診断装置及びその自己復帰装置
JPH05180714A (ja) * 1992-01-07 1993-07-23 Bando Chem Ind Ltd 張力測定用プーリ装置
JP3302449B2 (ja) * 1993-06-11 2002-07-15 大和製衡株式会社 ロードセルの故障検出装置及び自己補償装置
JP2978441B2 (ja) * 1996-06-19 1999-11-15 三ツ星ベルト株式会社 ベルト荷重測定用プーリ
US6532830B1 (en) * 1999-09-20 2003-03-18 Ut-Battelle, Llc High payload six-axis load sensor
US6679100B2 (en) * 2001-03-05 2004-01-20 Delphi Technologies, Inc. Spark plug mounted thick film strain gauge
DE10145655A1 (de) * 2001-09-15 2003-04-10 Philips Corp Intellectual Pty Schaltungsanordnung für einen gradiometrischen Stromsensor sowie ein die Schaltungsanordnung aufweisender Sensorchip
JP3666749B2 (ja) * 2003-01-07 2005-06-29 沖電気工業株式会社 半導体装置
US20040244504A1 (en) * 2003-06-04 2004-12-09 Jing Yuan Apparatus and method of belt dynamic tension measurement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB600085A (en) * 1945-06-25 1948-03-31 Cyril George Hawkins Improvements in or relating to electrically-driven web-winding equipment
EP0582947A1 (de) * 1992-08-13 1994-02-16 KOENIG & BAUER-ALBERT AKTIENGESELLSCHAFT Einrichtung zum Messen der Bahnspannung
DE10118887C1 (de) * 2001-04-18 2002-08-01 Erhardt & Leimer Gmbh Vorrichtung zum Erfassen der Spannkraft einer laufenden Warenbahn

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11517431B2 (en) 2005-01-20 2022-12-06 Jenavalve Technology, Inc. Catheter system for implantation of prosthetic heart valves

Also Published As

Publication number Publication date
CN101400593A (zh) 2009-04-01
ATE442328T1 (de) 2009-09-15
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CN101400593B (zh) 2011-03-02
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KR20080107419A (ko) 2008-12-10
TWI366667B (en) 2012-06-21
DE502006004817D1 (de) 2009-10-22
CA2642378A1 (en) 2008-06-19
JP2009531680A (ja) 2009-09-03
EP1932791A1 (de) 2008-06-18
KR101050560B1 (ko) 2011-07-19
CA2642378C (en) 2011-05-31
US20090288500A1 (en) 2009-11-26
ES2332663T3 (es) 2010-02-10

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