WO2009056506A1 - Method for fracture recognition of a resistive sensor, fracture recognition device, and pressure sensor, force sensor, measurement transducer, and balance - Google Patents

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WO2009056506A1 PCT/EP2008/064485 EP2008064485W WO2009056506A1 WO 2009056506 A1 WO2009056506 A1 WO 2009056506A1 EP 2008064485 W EP2008064485 W EP 2008064485W WO 2009056506 A1 WO2009056506 A1 WO 2009056506A1
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resistive sensor
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Eric Chemisky
Michael Geppert
Ulrich Hahn
Simon Rohrbach
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G01R31/54—Testing for continuity

Definitions

  • the invention relates to a method for breaking detection of a resistive sensor in a Wheatstone bridge circuit.
  • the invention further relates to a correspondent to-Chief break detection device having such a re sistiven ⁇ sensor.
  • the invention relates to a pressure sensor and a force sensor with such a breakage detection device.
  • the invention relates to a measuring transducer with such a pressure sensor or force sensor.
  • the invention relates to a balance, which has a weighing cell with such a breakage detection device.
  • resistive sensors or piezoresistive sensors are used, for example in the form of strain gauges.
  • Such strain gauges are, for example sheet to a bending rod appli ⁇ which comparable flexes force or pressure. This bending causes a proportional resistance change in the strain gauge strip, which is preferably laid in a maander shape.
  • the change in resistance is a measure of the deflection and thus ultimately of the force to be measured and the resulting large pressure or weight.
  • the action of a physical great such as a force, pressure, light or temperature, etc., associated with a change in resistance.
  • the resistive sensor is usually operated on a voltage source with a constant voltage.
  • the supply voltage is typically in the range of 3 to 15 volts.
  • piezoresistive sensors based on silicon are used. These are particularly inexpensive to produce as so-called Dunn- film sensors.
  • the piezoresistive effect is based on the change of a specific resistance by pressure or tension. Due to its cubic lattice structure, silicon has an isotropic resistance behavior. This changes under the influence of a mechanical stress.
  • a technical application of the piezoresistive effect is the measurement of force or pressure.
  • the advantage compared to alternative measuring methods, such as with a strain gauge, is in the high sensitivity. Thus, a much higher accuracy can be achieved with silicon.
  • a Dunnfllmsensor based on silicon on a metallic membrane usually made of stainless steel applied. A bending of the metallic membrane thus causes a change in the electrical resistance, which can be measured by means of the bridge circuit.
  • a / D converter To specify A / D converter to implement a measurement voltage of the resistive sensor in a proportional mass or weight value.
  • the object of the invention is achieved with a method to detect breakage of a resistive sensor in a Wheatstone ne 'see bridge circuit having the features of patent applica ⁇ entitlement 1.
  • Advantageous process variants are given in the dependent claims 2 and 3.
  • FIG. In claim 4 a corresponding to the method break detection device for a resistive sensor is specified.
  • a pressure sensor is provided with such a Brucherken- tion m ⁇ chtung.
  • a corresponding force sensor is specified.
  • a transmitter with such a pressure sensor and / or such a force sensor is called.
  • closing lent is a scale in claim 11, in particular Indus ⁇ ration level, indicated with a cell of a balance with such a breakage detection device.
  • the resistive sensor is connected in series with a series resistor.
  • a series circuit is a DC supply voltage.
  • the resistance ratio of resistor for resistive sensor are a corresponding excitation voltage on resistive sensor and a corresponding Vorwiderstandsweakened on Vorwider ⁇ stood by.
  • the excitation voltage or the series resistor voltage is compared with a predetermined reference voltage.
  • a break message is output if a change in the excitation or series resistor due to fracture exceeds a predetermined maximum voltage deviation.
  • the basic idea of the invention is that any break in the Wheatstone bridge circuit leads to a resistance increase, which in turn causes an increase in the voltage drop across the resistive sensor. This voltage deviation can be detected in a simple manner, even if this amount is relatively small.
  • the breaking message is output when the excitation voltage exceeds the reference voltage by the predetermined maximum voltage deviation.
  • the excitation voltage has a first positive temperature coefficient due to the temperature-dependent sensor resistance.
  • the comparison voltage for temperature-controlled tracking has an approximately equal second positive temperature coefficient.
  • the particular advantage of this variant of the method is that a temperature-dependent change in resistance, as is the case in particular with silicon as the resistance material, and that an associated temperature-dependent increase in the excitation voltage is compensated, so to speak, in common mode by a corresponding increase in the comparison voltage. It should be remembered that the resistance change in SiIi- zium is greater than the resistance change of the conventional, relatively temperature-independent Vorwider ⁇ stand.
  • the object of the invention is furthermore achieved with a fracture detection device for a resistive sensor corresponding to the method according to the invention. It has a series connection of a series resistor and a resistive sensor in a Wheatstone bridge circuit as well as a voltage supply for providing a DC supply voltage for the series connection.
  • the breakage detection device furthermore has a comparison voltage generator. It provides a comparison voltage that is dimensioned in such a way that an exciter voltage applied to the center tap of the series connection or a forward bias voltage present there in the event of a break of the resistive sensor exceeds the comparison voltage by a predetermined maximum voltage deviation.
  • the break detection ⁇ means to a comparator, which is emgangs furnish connected to the center as well as with the comparison voltage generator and which has a comparator output for outputting a corresponding fraction message.
  • the breaking message applied to the comparator output as an electrical signal can be read in, for example, by an overriding control unit for error handling.
  • this signal is routed to an interrupt input ei ⁇ nes microcontroller or microprocessor, which is provided to control the measurement.
  • the microcontroller then executes a corresponding error handling routine, such as outputting an error message on a display.
  • an excitation voltage is predetermined which, due to the temperature-dependent sen- Sorwiderstand has a first positive temperature coefficient.
  • the comparison voltage generator provides a comparison voltage for temperature-controlled tracking with an approximately equal second positive temperature coefficient.
  • the comparison voltage generator has a voltage source which provides a temperature-controlled pulse width-modulated digital voltage signal.
  • the Ver ⁇ DC voltage generator further includes a downstream low-pass filter for converting the pulse width modulated voltage signal to the constant reference voltage.
  • a digital SPI output SPI for Serial Port Interface
  • a digital output of a microcontroller or a digital output of an I / O module can be used as a suitable voltage source. If the microcontroller is connected to a temperature sensor, it can output a pulse-width-modulated signal depending on the temperature, for example at the SPI output.
  • the hardware complexity is advantageously very low.
  • the breakage detection device has an A / D converter with two voltage inputs for detecting a measuring voltage applied to the resistive sensor and supplied via two measuring lines. Preferably, these so-called Differenzwoodseingange the A / D converter.
  • One of the voltage inputs is connected via a first pull resistor to a first sensor excitation terminal and the other voltage input is connected via a second pull resistor to a second sensor exciter terminal.
  • the A / D converter also has means for outputting another fractional message when the A / D converter overdrives when one of the test leads breaks.
  • the first sensor connection In comparison to the measuring voltage, the first sensor connection is at a positive voltage level, so that the associated first pull resistor acts as a so-called pull-up resistor.
  • the first typically high-resistance
  • the pull-up resistor is orders of magnitude larger in comparison to the resistance of the series resistor or the individual resistors of the Wheatstone bridge, in particular the pull-up resistor.
  • the second sensor connection is at a negative voltage level compared to the measurement voltage, so that the associated second pull resistance acts as a so-called pull-down resistor. typically also high-impedance voltage input of the A / D converter pulled so to speak "down".
  • the pull-down resistor preferably has the same ohmic value as the pull-up resistor.
  • the respective voltage input of the A / D converter is then fully pulled to the voltage level of the corresponding voltage input via the corresponding pull-up resistor.
  • the sudden increase in the differential voltage at the A / D converter and the overshoot of the measuring range are a sure sign of a break in the supply line to the resistive sensor.
  • the object of the invention is further solved by a haw ⁇ sor, having such a breakage detection device, and an A / D converter for converting a measuring voltage of the resistive sensor in a proportional pressure value.
  • the object is further achieved by a force sensor which has such a breakage detection device and an A / D converter for converting a measuring voltage of the resistive sensor into a force value proportional thereto.
  • the object of the invention is achieved by a balance, in particular by an industrial scale, which has a weighing cell with such a breakage detection device and which has an A / D converter for converting a measuring voltage of the resistive sensor into a mass or weight value proportional thereto.
  • the load cell has, for example, a bending bar on which the resistive sensor is applied.
  • FIG. 1 shows an example of a construction of a load cell with a resistive sensor applied to a bending rod
  • Fracture detection device with a resistive sensor in a Wheatstone 'bridge circuit
  • FIG. 4 shows an embodiment of the breakage detection device according to the invention with a temperaturkompensier ⁇ th comparison voltage generator
  • FIG. 5 shows the comparison voltage generator according to FIG. 4 in detail
  • FIG. 6 shows an example of a temperature-compensated course of the excitation voltage according to the invention.
  • FIG 1 shows an example of a construction of a weighing cell 100 with a resistive sensor 1 applied to a bending bar 101.
  • the application of the resistive sensor 1 can be done for example by means of an adhesive.
  • the Bruck resistors 11-14 by way of example as a strain gauge strip ⁇ executed are arranged according to the example in FIG 1 so that all active fertil at the BiI- can participate of a measured signal. This has not only advantages in terms of sensitivity, but also on the thermal stability. A uniform change of all resistances due to temperature influences leaves the measuring signal largely unchanged with an applied constant exciter voltage.
  • F is a mechani cal force ⁇ indicated, which acts on the bending bar 101 and bends beside this the resistive sensor. 1
  • resistive, in particular piezoresistive, sensors may be made of silicon in the form of so-called thin-film sensors.
  • the Dunnfilmsensoren bends a metallic membrane, such. made of stainless steel, and thus causes a change in the electrical resistance, which can be measured by means of a bridge circuit.
  • FIG. 2 shows, by way of example, a circuit diagram of a breakage detection device 10 according to the invention with a resistive sensor 1 in a Wheatstone bridge circuit.
  • the resistive sensor 1 can be seen, which is connected in series with a series resistor 2.
  • the series circuit thus formed is applied to a supply ⁇ DC voltage UP.
  • M denotes the associated ground potential.
  • the DC supply voltage UP is typically provided by a voltage supply.
  • the DC supply voltage UP positive voltage values with respect to the ground potential M such as 15 volts.
  • Reference numerals 11-14 designate bridge resistors. They typically have the same resistance value, eg 5 kOhm.
  • the resistance value of the pre ⁇ resistance 2 is smaller in comparison to orders of magnitude, such as 300 ohms.
  • the resistive sensor 1 is connected to a measuring voltage UM, which supplies a measuring voltage value proportional to the mechanical bending.
  • the measuring voltage UM is fed via two measuring lines 29, 30 to two voltage inputs 42, 43 of an A / D converter 4.
  • the voltage inputs 42, 43 are used to detect a differential voltage.
  • Reference numerals 41, 44 denote a positive and negative reference voltage input for the A / D converter 4, respectively.
  • a digital measured value MW proportional to the detected measuring voltage UM can be determined and output by means of a ratiometric method.
  • the excitation voltage UE or the Vorwiderstands harsh UV is compared with a predetermined reference voltage US US. It is issued in a fraction of the resistive sensor 1, a fractional message FM in the form of an error message when a fracture-induced change in the exciter or.
  • Pre-resistance voltage UE, UV exceeds a predetermined maximum voltage deviation dU.
  • the invention shown breakage detection device 10 has außswoodsgene ⁇ generator 9, which provides such a measured reference voltage US that the voltage applied to the center tap 15 of the series circuit excitation voltage UE and the Vorwidersschreib UV at a fraction of the resistive sensor 1, the reference voltage US exceeds the predetermined maximum voltage deviation dU.
  • the comparison voltage generator 9 is a series connection of two resistors 7, 8.
  • Em comparator 3 which is connected on the input side to the center tap 15 and to the comparison voltage generator 9, has a comparator output 33 for outputting a corresponding break message FM on.
  • one of the voltage inputs 42 is connected via a first pull resistor 5 to a first sensor exciter connection 18 and the other voltage input 43 is connected via a second pull resistor 6 to a second sensor exciter connection 19.
  • Reference numerals 16, 17 designate the electrical connections for connecting the pull resistors 6, 7. They are preferably as close to the two voltage inputs of 42, 43 of the A / D-imple ⁇ dec 4.
  • the A / D converter 4 further comprises means for outputting a further break message FM2, when the A / D converter 4 with a Breakage of at least one of the test leads 29, 30 is overdriven.
  • the first pull resistor 5 is a pull-up resistor and the second pull resistor 6 is a pull-down resistor.
  • FIG. 3 shows, by way of example, temperature-dependent exciter voltage profiles VOB, VMB of the resistive sensor 1 with and without break in comparison to a comparison voltage US.
  • the two measuring voltage course VMB, VOB are plotted against temperature T in the range -40 0 C to + 125 ° C.
  • the measured voltage values of the measuring voltage UM are at a fractional extent over the measured voltage values of the measuring voltage UM without breakage. The reason is that the total resistance of the resistive sensor 1 increases at a fraction and consequently drops a higher excitation voltage UE at it.
  • FIG. 3 further shows that the exciter voltage UE has a first positive temperature coefficient due to the temperature-dependent sensor resistance, which is considerably greater in comparison to the temperature coefficient of the series resistor 2. This is especially the case when silicon is used as the material for the bridge resistors 11-14 of the resistive sensor 1. This has the consequence that the total resistance of the resistive sensor 1 increases comparatively sharply with increasing temperatures T and that, if the temperature dependence of the series resistor 2 is neglected, the excitation voltage UE likewise increases.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the fracture detection device 10 according to the invention with a temperature-compensated comparison voltage generator 9.
  • the comparison voltage generator 9 provides a comparison voltage US for temperature-controlled tracking with an approximately equal second positive temperature coefficient. Thereby remains advantageous in about the same voltage difference to the respective exciter voltage value with break and without break he ⁇ hold.
  • the embodiment of this fracture detection device 10 therefore has a higher reliability for a fracture detection.
  • the comparison voltage generator 9 preferably has a voltage source 91, which provides a temperature-controlled, pulse-width-modulated, digital voltage signal PWM.
  • the comparison voltage generator 9 has a low pass filter 92 for converting the pulse width modulated voltage signal PWM into the comparison voltage US. As a result of the filtering, a constant comparison voltage US is present at the comparator 3.
  • FIG. 5 shows the comparison voltage generator 9 according to FIG. 4 in detail.
  • a voltage source is referred to, which provides a temperature controlled, pulswei ⁇ width modulated, PWM digital voltage signal to an electrical terminal 96th
  • the terminal 96 is connected to an SPI output of a microcontroller, which is provided for Mess Kunststoffung- and measurement evaluation.
  • the pulse / width ratio can be set variably, for example, by a software routine which runs on the microcontroller and into which a temperature detected by the microcontroller in the region of the resistive sensor is calculated.
  • FIG. 6 shows by way of example a temperature-compensated profile VUS of the comparison voltage US according to the invention. It can clearly be seen how the course of the comparison voltage VUS is within the specified temperature range. nau in the middle between the two exciter voltage expirations VMB, VOB with break and without break lies.
  • a pressure sensor or force sensor can have such a breakage detection device 10 according to the invention and an A / D converter 4 for converting a measuring voltage UM of the resistive sensor 1 into a pressure value or force value proportional thereto.
  • a transmitter in particular for operation terstromschleife on a 4 / 20mA two-wire, have such a pressure sensor and / or force ⁇ sensor.
  • a balance in particular an industrial scale, may have a weighing cell 100 with an inventive breakage detection device 10, which has an A / D converter 4 for converting a measuring voltage UM of the resistive sensor 1 into a mass or weight value proportional thereto.

Abstract

In the method for the fracture recognition of a resistive sensor (1) in a Wheatstone bridge circuit, the resistive sensor (1) is connected in series to a pre-resistor (2). The series connection is applied to a supply DC voltage (UP), a corresponding exciter voltage (UE) being applied to the resistive sensor (1) and a corresponding pre-resistor voltage (UV) being applied to the pre-resistor (2) in accordance with the resistance ratio of pre-resistor (2) to resistive sensor (1). The exciter voltage (UE) or the pre-resistor voltage (UV) is compared to a predefined comparative voltage (US). In the event of a fracture of the resistive sensor (1), a fracture message (FM) is output, if a fracture-related change of the exciter or pre-resistor voltage (UE, UV) exceeds a predefined maximum voltage deviation (dU).

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Brucherkennung eines resistiven Sensors, Brucherkennungseinrichtung sowie Drucksensor, Kraftsensor, Messum- former und WaageBreakage detection method for a resistive sensor, breakage detection device and pressure sensor, force sensor, transmitter and balance
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brucherkennung eines resistiven Sensors in einer Wheatstone' sehen Bruckenschal- tung. Die Erfindung betrifft weiterhin eine dazu korrespon- dierende Brucherkennungseinrichtung mit einem derartigen re¬ sistiven Sensor. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Drucksensor sowie einen Kraftsensor mit einer derartigen Brucherkennungseinrichtung. Zudem betrifft die Erfindung einen Messumformer mit einem derartigen Drucksensor bzw. Kraft- sensor. Schließlich betrifft die Erfindung eine Waage, welche eine Wagezelle mit einer derartigen Brucherkennungseinrichtung aufweist.The invention relates to a method for breaking detection of a resistive sensor in a Wheatstone bridge circuit. The invention further relates to a correspondent to-Chief break detection device having such a re sistiven ¬ sensor. Furthermore, the invention relates to a pressure sensor and a force sensor with such a breakage detection device. In addition, the invention relates to a measuring transducer with such a pressure sensor or force sensor. Finally, the invention relates to a balance, which has a weighing cell with such a breakage detection device.
Zur Kraft-, Druck- und Gewichtsmessung sind verschiedene Messverfahren bekannt. Im industriellen Bereich kommen vorzugsweise resistive Sensoren bzw. piezoresistive Sensoren z.B. in Form von Dehnungsmessstreifen zum Einsatz. Derartige Dehnungsmessstreifen werden z.B. auf einen Biegestab appli¬ ziert, welcher sich durch Kraft- bzw. Druckeinwirkung ver- biegt. Diese Verbiegung bewirkt eine proportionale Wider- standsanderung im vorzugsweise maanderformig verlegten Deh- nungsmessstreifen . Die Änderung des Widerstands ist dabei ein Maß für die Verbiegung und somit letztlich für die zu messende Kraft und die daraus abgeleiteten Großen Druck oder Ge- wicht. Allgemein geht bei einem solchen Sensor die Einwirkung einer physikalischen Große, wie z.B. eine Kraft, Druck, Licht oder Temperatur etc., mit einer Widerstandsanderung einher.For force, pressure and weight measurement various measuring methods are known. In the industrial sector, preferably resistive sensors or piezoresistive sensors are used, for example in the form of strain gauges. Such strain gauges are, for example sheet to a bending rod appli ¬ which comparable flexes force or pressure. This bending causes a proportional resistance change in the strain gauge strip, which is preferably laid in a maander shape. The change in resistance is a measure of the deflection and thus ultimately of the force to be measured and the resulting large pressure or weight. In general, in such a sensor, the action of a physical great, such as a force, pressure, light or temperature, etc., associated with a change in resistance.
Wegen ihrer hohen Empfindlichkeit und thermischen Stabilität kommt vorwiegend eine Vollbruckenschaltung mit vier Dehnungs¬ messstreifen als resistiver bzw. piezoresistiver Sensor zum Einsatz, wie z.B. die bekannte Wheatstone' sehe Bruckenschal- tung. Zur elektrischen Erregung wird der resistive Sensor zu- meist an einer Spannungsquelle mit einer konstanten Spannung betrieben. Die Versorgungsspannung liegt typischerweise in einem Bereich von 3 bis 15 Volt. Zur weiteren Steigerung der Genauigkeit können auch mehrere resistive Sensoren parallel geschaltet werden, indem z.B. mehrere in einer Reihe oder in einem Feld auf einem Biegestab appliziert werden. Durch die Parallelschaltung vervielfältigt sich entsprechend der von der Spannungsquelle zur Verfugung gestellte Messstrom.Because of their high sensitivity and thermal stability is mainly a Vollbruckenschaltung with four strain ¬ measuring strip as a resistive or piezoresistive sensor used, such as the known Wheatstone 'see bridge circuit. For electrical excitation, the resistive sensor is usually operated on a voltage source with a constant voltage. The supply voltage is typically in the range of 3 to 15 volts. To further increase the accuracy, it is also possible to connect a plurality of resistive sensors in parallel, for example by applying several in a row or in a field on a bending rod. The parallel connection multiplies according to the measuring current supplied by the voltage source.
Häufig werden piezoresistive Sensoren auf Basis von Silizium verwendet. Diese sind besonders gunstig als sogenannte Dunn- filmsensoren herstellbar. Der piezoresistive Effekt beruht dabei auf der Veränderung eines spezifischen Widerstands durch Druck oder Zug. Aufgrund seiner kubischen Gitterstruk- tur hat Silizium ein isotropes Widerstandsverhalten. Dieses ändert sich unter Einfluss einer mechanischen Spannung. Eine technische Anwendung des piezoresistiven Effekts ist die Messung von Kraft oder Druck. Der Vorteil im Vergleich zu alternativen Messmethoden, wie z.B. mit einem Dehnungsmessstrei- fen, liegt in der hohen Empfindlichkeit. Somit lasst sich mit Silizium eine deutlich höhere Genauigkeit erzielen. Bei der Herstellung entsprechender Kraft- oder Drucksensoren wird ein Dunnfllmsensor auf Basis von Silizium auf eine metallische Membran, zumeist aus Edelstahl, aufgebracht. Eine Verbiegung der metallischen Membran ruft so eine Änderung des elektrischen Widerstandes hervor, der mittels der Bruckenschaltung gemessen werden kann.Frequently piezoresistive sensors based on silicon are used. These are particularly inexpensive to produce as so-called Dunn- film sensors. The piezoresistive effect is based on the change of a specific resistance by pressure or tension. Due to its cubic lattice structure, silicon has an isotropic resistance behavior. This changes under the influence of a mechanical stress. A technical application of the piezoresistive effect is the measurement of force or pressure. The advantage compared to alternative measuring methods, such as with a strain gauge, is in the high sensitivity. Thus, a much higher accuracy can be achieved with silicon. In the production of appropriate force or pressure sensors, a Dunnfllmsensor based on silicon on a metallic membrane, usually made of stainless steel applied. A bending of the metallic membrane thus causes a change in the electrical resistance, which can be measured by means of the bridge circuit.
Im industriellen Einsatz ist eine Detektion von Brüchen in den Widerstandsbrucken unerlasslich, um rechtzeitig fehlerhafte Messungen vermeiden zu können. Die Detektion von Sen- sorbruchen erfolgt üblicherweise über die direkte Messung des Widerstandes zwischen Messzyklen oder über die Auswertung der Sensorstromaufnahme. Letztere kann indirekt aus der von einer Messelektronik aufgenommenen Leistung gewonnen werden. Eine starke Temperaturabhangigkeit des Widerstandswertes bei Silizium sowie eine technisch bedingte hohe Streuung der Sensorwiderstandswerte erfordern ein hohen messtechnischen Abgleich sowie eine temperaturgeregelte Nachfuhrung der Sensorspan¬ nung. Angesicht der eingeschränkten Langzeitstabilitat der Sensoren bezüglich der Stromaufnahme der Bauelemente in der Messbrucke fuhrt diese Methode bei Seriengeraten zu vielen Problemen und Ruckfragen bei den Kunden.In industrial applications, detection of breaks in the resistance bridges is indispensable in order to be able to avoid erroneous measurements in good time. Sensor bursts are usually detected by measuring the resistance directly between measuring cycles or by evaluating the sensor current consumption. The latter can be obtained indirectly from the power consumed by a measuring electronics. A strong temperature dependence of the resistance value with silicon as well as a technically caused high dispersion of the sensor resistance values require a high metrological adjustment and a temperature-controlled tracking of the sensor voltage . In view of the limited long-term stability of the sensors with regard to the current consumption of the components in the measuring bridge, this method leads to many problems and questions for the customers with serial devices.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Brucherkennung eines resistiven Sensors anzugeben .It is therefore an object of the invention to provide an improved method for the fracture detection of a resistive sensor.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine zum Verfahren korrespondierende Brucherkennungseinrichtung anzugeben. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen geeigneten Kraftsensor sowie Drucksensor anzugeben, welcher eine derar- tige Brucherkennungseinrichtung aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe, einen geeigneten Messumformer mit einem solchen Drucksensor und/oder einem solchen Kraftsensor anzugeben. Schließlich ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Waage, insbesondere eine Industriewaage, mit einer Wagezelle mit einer derartigen Brucherkennungseinrichtung und mit einemIt is a further object of the invention to provide a fracture detection device corresponding to the method. It is a further object of the invention to provide a suitable force sensor and pressure sensor, which has such a breakage detection device. Moreover, it is an object to provide a suitable transmitter with such a pressure sensor and / or such a force sensor. Finally, it is an object of the invention, a balance, in particular an industrial scale, with a weighing cell with such a breakage detection device and with a
A/D-Umsetzer zur Umsetzung einer Messspannung des resistiven Sensors in einen dazu proportionalen Masse- oder Gewichtswert anzugeben .To specify A / D converter to implement a measurement voltage of the resistive sensor in a proportional mass or weight value.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelost mit einem Verfahren zur Brucherkennung eines resistiven Sensors in einer Wheatsto- ne' sehen Bruckenschaltung mit den Merkmalen des Patentan¬ spruchs 1. Vorteilhafte Verfahrensvarianten sind in den abhangigen Ansprüchen 2 und 3 angegeben. Im Patentanspruch 4 ist eine zum Verfahren korrespondierende Brucherkennungseinrichtung für einen resistiven Sensor angegeben. In den abhan¬ gigen Ansprüchen 5 bis 7 sind vorteilhafte Ausfuhrungsformen der Brucherkennungseinrichtung genannt. Im unabhängigen Anspruch 8 ist ein Drucksensor mit einer derartigen Brucherken- nungsemπchtung angegeben. Im unabhängigen Anspruch 9 ist ein entsprechender Kraftsensor angegeben. Im unabhängigen Anspruch 10 ist ein Messumformer mit einem derartigen Drucksensor und/oder einem derartigen Kraftsensor genannt. Schließ- lieh ist im Anspruch 11 eine Waage, insbesondere eine Indus¬ triewaage, mit einer Wagezelle mit einer derartigen Brucherkennungseinrichtung angegeben.The object of the invention is achieved with a method to detect breakage of a resistive sensor in a Wheatstone ne 'see bridge circuit having the features of patent applica ¬ entitlement 1. Advantageous process variants are given in the dependent claims 2 and 3. FIG. In claim 4 a corresponding to the method break detection device for a resistive sensor is specified. In the treatise ¬ Gigen claims 5 to 7 advantageous embodiments of the breakage detection device are mentioned. In independent claim 8, a pressure sensor is provided with such a Brucherken- tion mπchtung. In independent claim 9, a corresponding force sensor is specified. In independent claim 10, a transmitter with such a pressure sensor and / or such a force sensor is called. closing lent is a scale in claim 11, in particular Indus ¬ ration level, indicated with a cell of a balance with such a breakage detection device.
Erfindungsgemaß ist der resistive Sensor in Reihe zu einem Vorwiderstand geschaltet. An der Reihenschaltung liegt eine Versorgungsgleichspannung an. Entsprechend dem Widerstands- verhaltnis von Vorwiderstand zu resistivem Sensor, liegen eine korrespondierende Erregerspannung am resistiven Sensor und eine korrespondierende Vorwiderstandsspannung am Vorwider¬ stand an. Die Erregerspannung oder die Vorwiderstandsspannung wird mit einer vorgegebenen Vergleichsspannung verglichen. Es wird bei einem Bruch des resistiven Sensors eine Bruchmeldung ausgegeben, wenn eine bruchbedingte Änderung der Erreger- bzw. Vorwiderstandsspannung eine vorgegebene maximale Spannungsabweichung überschreitet.According to the invention, the resistive sensor is connected in series with a series resistor. At the series circuit is a DC supply voltage. According to the resistance ratio of resistor for resistive sensor, are a corresponding excitation voltage on resistive sensor and a corresponding Vorwiderstandsspannung on Vorwider ¬ stood by. The excitation voltage or the series resistor voltage is compared with a predetermined reference voltage. In the event of a break in the resistive sensor, a break message is output if a change in the excitation or series resistor due to fracture exceeds a predetermined maximum voltage deviation.
Grundidee der Erfindung ist, dass ein jeglicher Bruch in der Wheatstone' sehen Bruckenschaltung zu einer Widerstandserho- hung fuhrt, die ihrerseits eine Erhöhung des Spannungsabfalls über dem resistiven Sensor bewirkt. Diese Spannungsabweichung kann auf einfache Weise detektiert werden, auch wenn diese betragsmaßig vergleichsweise klein ist.The basic idea of the invention is that any break in the Wheatstone bridge circuit leads to a resistance increase, which in turn causes an increase in the voltage drop across the resistive sensor. This voltage deviation can be detected in a simple manner, even if this amount is relatively small.
Nach einer Verfahrensvariante wird die Bruchmeldung ausgegeben, wenn die Erregerspannung die Vergleichspannung um die vorgegebene maximale Spannungsabweichung übersteigt.According to a variant of the method, the breaking message is output when the excitation voltage exceeds the reference voltage by the predetermined maximum voltage deviation.
Nach einer weiteren Verfahrensvariante weist die Erregerspan- nung bedingt durch den temperaturabhangigen Sensorwiderstand einen ersten positiven Temperaturkoeffizienten auf. Erfin- dungsgemaß weist die Vergleichsspannung zur temperaturgesteuerten Nachfuhrung einen in etwa gleichen zweiten positiven Temperaturkoeffizienten auf.According to a further variant of the method, the excitation voltage has a first positive temperature coefficient due to the temperature-dependent sensor resistance. According to the invention, the comparison voltage for temperature-controlled tracking has an approximately equal second positive temperature coefficient.
Der besondere Vorteil bei dieser Verfahrensvariante ist, dass eine temperaturabhangige Widerstandsanderung, wie dies insbesondere bei Silizium als Widerstandsmateπal der Fall ist, und dass eine damit verbundene temperaturabhangige Zunahme der Erregerspannung sozusagen im Gleichtakt durch eine entsprechende Erhöhung der Vergleichsspannung kompensiert wird. Dabei ist zu bedenken, dass die Widerstandsanderung bei SiIi- zium um ein Vielfaches großer ist als die Widerstandsanderung des herkömmlichen, relativ temperaturunabhangigen Vorwider¬ standes .The particular advantage of this variant of the method is that a temperature-dependent change in resistance, as is the case in particular with silicon as the resistance material, and that an associated temperature-dependent increase in the excitation voltage is compensated, so to speak, in common mode by a corresponding increase in the comparison voltage. It should be remembered that the resistance change in SiIi- zium is greater than the resistance change of the conventional, relatively temperature-independent Vorwider ¬ stand.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einer zum erfin- dungsgemaßen Verfahren korrespondierenden Brucherkennungseinrichtung für einen resistiven Sensor gelost. Sie weist eine Reihenschaltung aus einem Vorwiderstand und einem resistiven Sensor in einer Wheatstone' sehen Bruckenschaltung sowie eine Spannungsversorgung zur Bereitstellung einer Versorgungs- gleichspannung für die Reihenschaltung auf. Die Brucherkennungseinrichtung weist weiterhin einen Vergleichsspannungsge- nerator auf. Er stellt eine derart bemessene Vergleichsspannung bereit, dass eine am Mittelabgriff der Reihenschaltung anliegende Erregerspannung bzw. eine dort anliegende Vorwi- derstandsspannung bei einem Bruch des resistiven Sensors die Vergleichspannung um eine vorgegebene maximale Spannungsabweichung überschreitet. Weiterhin weist die Brucherkennungs¬ einrichtung einen Komparator auf, welcher emgangsseitig mit dem Mittelabgriff sowie mit dem Vergleichsspannungsgenerator verbunden ist und welcher einen Komparatorausgang zur Ausgabe einer entsprechenden Bruchmeldung aufweist.The object of the invention is furthermore achieved with a fracture detection device for a resistive sensor corresponding to the method according to the invention. It has a series connection of a series resistor and a resistive sensor in a Wheatstone bridge circuit as well as a voltage supply for providing a DC supply voltage for the series connection. The breakage detection device furthermore has a comparison voltage generator. It provides a comparison voltage that is dimensioned in such a way that an exciter voltage applied to the center tap of the series connection or a forward bias voltage present there in the event of a break of the resistive sensor exceeds the comparison voltage by a predetermined maximum voltage deviation. Furthermore, the break detection ¬ means to a comparator, which is emgangsseitig connected to the center as well as with the comparison voltage generator and which has a comparator output for outputting a corresponding fraction message.
Die an dem Komparatorausgang als elektrisches Signal anliegende Bruchmeldung kann beispielsweise von einer ubergeordne- ten Steuereinheit zur Fehlerbehandlung eingelesen werden.The breaking message applied to the comparator output as an electrical signal can be read in, for example, by an overriding control unit for error handling.
Vorzugsweise ist dieses Signal zu einem Interrupt-Eingang ei¬ nes MikroControllers oder Mikroprozessors gefuhrt, welcher zur Steuerung der Messung vorgesehen ist. Der MikroController fuhrt dann eine entsprechende Fehlerbehandlungsroutine aus, wie z.B. eine Ausgabe einer Fehlermeldung auf einem Display.Preferably, this signal is routed to an interrupt input ei ¬ nes microcontroller or microprocessor, which is provided to control the measurement. The microcontroller then executes a corresponding error handling routine, such as outputting an error message on a display.
Korrespondierend zum Verfahren ist eine Erregerspannung vorgegeben, welche bedingt durch den temperaturabhangigen Sen- sorwiderstand einen ersten positiven Temperaturkoeffizienten aufweist. Der Vergleichsspannungsgenerator stellt eine Ver- gleichsspannung zur temperaturgesteuerten Nachfuhrung mit einem in etwa gleichen zweiten positiven Temperaturkoeffizien- ten bereit.Corresponding to the method, an excitation voltage is predetermined which, due to the temperature-dependent sen- Sorwiderstand has a first positive temperature coefficient. The comparison voltage generator provides a comparison voltage for temperature-controlled tracking with an approximately equal second positive temperature coefficient.
Nach einer besonderen Ausfuhrungsform der Brucherkennungseinrichtung weist der Vergleichsspannungsgenerator eine Spannungsquelle auf, welche ein temperaturgesteuertes pulsweiten- moduliertes digitales Spannungssignal bereitstellt. Der Ver¬ gleichsspannungsgenerator weist weiterhin ein nachgeschaltetes Tiefpassfilter zur Umwandlung des pulsweitenmodulierten Spannungssignals in die konstante Vergleichsspannung auf. Als geeignete Spannungsquelle kann z.B. ein digitaler SPI-Ausgang (SPI für Serial Port Interface) eines MikroControllers oder ein digitaler Ausgang eines E/A-Bausteins verwendet werden. Ist der MikroController mit einem Temperatursensor verbunden, so kann dieser ein von der Temperatur abhangiges pulsweiten- moduliertes Signal z.B. an dem SPI-Ausgang ausgeben. Der hardwaretechnische Aufwand ist dabei vorteilhaft sehr gering.According to a particular embodiment of the breakage detection device, the comparison voltage generator has a voltage source which provides a temperature-controlled pulse width-modulated digital voltage signal. The Ver ¬ DC voltage generator further includes a downstream low-pass filter for converting the pulse width modulated voltage signal to the constant reference voltage. For example, a digital SPI output (SPI for Serial Port Interface) of a microcontroller or a digital output of an I / O module can be used as a suitable voltage source. If the microcontroller is connected to a temperature sensor, it can output a pulse-width-modulated signal depending on the temperature, for example at the SPI output. The hardware complexity is advantageously very low.
Einer weiteren Ausfuhrungsform zufolge weist die Brucherkennungseinrichtung einen A/D-Umsetzer mit zwei Spannungseingan¬ gen zur Erfassung einer am resistiven Sensor anliegenden, über zwei Messleitungen zugefuhrten Messspannung auf. Vorzugsweise sind diese sogenannte Differenzspannungseingange des A/D-Umsetzers. Einer der Spannungseingange ist über einen ersten Pullwiderstand mit einem ersten Sensorerregeranschluss und der andere Spannungseingang über einen zweiten Pullwider- stand mit einem zweiten Sensorerregeranschluss verbunden. Der A/D-Umsetzer weist weiterhin Mittel zur Ausgabe einer weiteren Bruchmeldung auf, wenn der A/D-Umsetzer bei einem Bruch einer der Messleitungen übersteuert.According to a further embodiment, the breakage detection device has an A / D converter with two voltage inputs for detecting a measuring voltage applied to the resistive sensor and supplied via two measuring lines. Preferably, these so-called Differenzspannungseingange the A / D converter. One of the voltage inputs is connected via a first pull resistor to a first sensor excitation terminal and the other voltage input is connected via a second pull resistor to a second sensor exciter terminal. The A / D converter also has means for outputting another fractional message when the A / D converter overdrives when one of the test leads breaks.
Im Vergleich zur Messspannung liegt der erste Sensoranschluss auf einem positiven Spannungsniveau, so dass der zugehörige erste Pullwiderstand als sogenannter Pull-Up-Widerstand fungiert. Dadurch wird der erste, typischerweise hochohmig aus- geführte Spannungseingang des A/D-Umsetzers sozusagen nach „oben" gezogen. Der Pull-Up-Widerstand ist im Vergleich zum Widerstandswert des Vorwiderstands bzw. der Einzelwiderstande der Wheatstone' sehen Brücke um Größenordnungen großer. Insbe- sondere weist der Pull-Up-Widerstand einen Widerstandswert im Bereich von mehr als 1 Megaohm auf. In entsprechender Weise liegt der zweite Sensoranschluss im Vergleich zur Messspannung auf einem negativen Spannungsniveau, so dass der zugehörige zweite Pullwiderstand als sogenannter Pull-Down-Wider- stand fungiert. Dadurch wird der zweite, typischerweise gleichfalls hochohmig ausgeführte Spannungseingang des A/D- Umsetzers sozusagen nach „unten" gezogen. Der Pull-Down-Wi- derstand weist vorzugsweise einen gleichen Ohmwert wie der Pull-Up-Widerstand auf. Bei einem Bruch einer der Messleitun- gen wird dann der jeweilige Spannungseingang des A/D-Umsetzers über den entsprechenden Pullwiderstand voll auf das Spannungsniveau des entsprechenden Spannungseingangs gezogen. Das sprunghafte Ansteigen der Differenzspannung am A/D-Umsetzer sowie die Übersteuerung des Messbereichs sind ein siche- res Indiz auf einen Bruch in der Zuleitung zum resistiven Sensor.In comparison to the measuring voltage, the first sensor connection is at a positive voltage level, so that the associated first pull resistor acts as a so-called pull-up resistor. As a result, the first, typically high-resistance The pull-up resistor is orders of magnitude larger in comparison to the resistance of the series resistor or the individual resistors of the Wheatstone bridge, in particular the pull-up resistor. In a corresponding manner, the second sensor connection is at a negative voltage level compared to the measurement voltage, so that the associated second pull resistance acts as a so-called pull-down resistor. typically also high-impedance voltage input of the A / D converter pulled so to speak "down". The pull-down resistor preferably has the same ohmic value as the pull-up resistor. If one of the measuring lines breaks, the respective voltage input of the A / D converter is then fully pulled to the voltage level of the corresponding voltage input via the corresponding pull-up resistor. The sudden increase in the differential voltage at the A / D converter and the overshoot of the measuring range are a sure sign of a break in the supply line to the resistive sensor.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einem Drucksen¬ sor gelost, welcher eine derartige Brucherkennungseinrichtung und einen A/D-Umsetzer zur Umsetzung einer Messspannung des resistiven Sensors in einen dazu proportionalen Druckwert aufweist .The object of the invention is further solved by a haw ¬ sor, having such a breakage detection device, and an A / D converter for converting a measuring voltage of the resistive sensor in a proportional pressure value.
Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Kraftsensor gelost, welcher eine derartige Brucherkennungseinrichtung und einen A/D-Umsetzer zur Umsetzung einer Messspannung des resistiven Sensors in einen dazu proportionalen Kraftwert aufweist.The object is further achieved by a force sensor which has such a breakage detection device and an A / D converter for converting a measuring voltage of the resistive sensor into a force value proportional thereto.
Des Weiteren wir die Aufgabe durch einen Messumformer gelost, welcher einen derartigen Drucksensor und/oder einen derartigen Kraftsensor aufweist. Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Waage, insbesondere durch eine Industriewaage, gelöst, welche eine Wagezelle mit einer derartigen Brucherkennungseinrichtung und welche einen A/D-Umsetzer zur Umsetzung einer Messspannung des resistiven Sensors in einen dazu proportionalen Masseoder Gewichtswert aufweist. Die Wägezelle weist z.B. einen Biegestab auf, auf welchem der resistive Sensor appliziert ist.Furthermore, we solved the problem by a transmitter, which has such a pressure sensor and / or such a force sensor. Finally, the object of the invention is achieved by a balance, in particular by an industrial scale, which has a weighing cell with such a breakage detection device and which has an A / D converter for converting a measuring voltage of the resistive sensor into a mass or weight value proportional thereto. The load cell has, for example, a bending bar on which the resistive sensor is applied.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigenThe invention and advantageous embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the following figures. Show it
FIG 1 einen beispielhaften Aufbau einer Wägezelle mit ei- nem an einem Biegestab applizierten resistiven Sensor,1 shows an example of a construction of a load cell with a resistive sensor applied to a bending rod,
FIG 2 beispielhaft ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen2 shows an example of a circuit diagram of an inventive
Brucherkennungseinrichtung mit einem resistiven Sensor in einer Wheatstone' sehen Bruckenschaltung,Fracture detection device with a resistive sensor in a Wheatstone 'bridge circuit,
FIG 3 beispielhaft temperaturabhängige Erregerspannungs¬ verläufe des resistiven Sensors mit und ohne Bruch im Vergleich zu einer Vergleichsspannung,3 shows by way of example temperature-dependent excitation voltage ¬ gradients of the resistive sensor with and without breaking compared to a reference voltage,
FIG 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brucherkennungseinrichtung mit einem temperaturkompensier¬ ten Vergleichs spannungsgenerator,4 shows an embodiment of the breakage detection device according to the invention with a temperaturkompensier ¬ th comparison voltage generator,
FIG 5 den Vergleichsspannungsgenerator gemäß FIG 4 im Detail und5 shows the comparison voltage generator according to FIG. 4 in detail and FIG
FIG 6 beispielhaft einen temperaturkompensierten Verlauf der Erregerspannung gemäß der Erfindung.6 shows an example of a temperature-compensated course of the excitation voltage according to the invention.
FIG 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Wägezelle 100 mit einem an einem Biegestab 101 applizierten resistiven Sensor 1. Die Applizierung des resistiven Sensors 1 kann z.B. mittels eines Klebers erfolgen. Die beispielhaft als Dehnungsmess¬ streifen ausgeführten Bruckenwiderstande 11-14 sind gemäß dem Beispiel in FIG 1 so angeordnet, dass alle aktiv an der BiI- düng eines Messsignals mitwirken können. Dies hat nicht nur Vorteile im Hinblick auf die Empfindlichkeit, sondern auch auf die thermische Stabilität. Eine gleichmaßige Änderung aller Widerstände durch Temperatureinflusse lasst das Messsignal bei einer anliegenden konstanten Erregerspannung weitest- gehend unverändert. Mit dem Bezugszeichen F ist eine mechani¬ sche Kraft bezeichnet, welche auf den Biegestab 101 einwirkt und neben diesem den resistiven Sensor 1 verbiegt.1 shows an example of a construction of a weighing cell 100 with a resistive sensor 1 applied to a bending bar 101. The application of the resistive sensor 1 can be done for example by means of an adhesive. The Bruck resistors 11-14 by way of example as a strain gauge strip ¬ executed are arranged according to the example in FIG 1 so that all active fertil at the BiI- can participate of a measured signal. This has not only advantages in terms of sensitivity, but also on the thermal stability. A uniform change of all resistances due to temperature influences leaves the measuring signal largely unchanged with an applied constant exciter voltage. With the reference symbol F is a mechani cal force ¬ indicated, which acts on the bending bar 101 and bends beside this the resistive sensor. 1
Alternativ können resistive, insbesondere piezoresistive Sen- soren, aus Silizium in Form von sogenannten Dunnfilmsensoren hergestellt sein. Bei den Dunnfilmsensoren verbiegt sich eine metallische Membran, wie z.B. aus Edelstahl, und ruft so eine Änderung des elektrischen Widerstandes hervor, der mittels einer Bruckenschaltung gemessen werden kann.Alternatively, resistive, in particular piezoresistive, sensors may be made of silicon in the form of so-called thin-film sensors. The Dunnfilmsensoren bends a metallic membrane, such. made of stainless steel, and thus causes a change in the electrical resistance, which can be measured by means of a bridge circuit.
FIG 2 zeigt beispielhaft ein Schaltbild einer erfmdungsgema- ßen Brucherkennungseinrichtung 10 mit einem resistiven Sensor 1 in einer Wheatstone' sehen Bruckenschaltung.FIG. 2 shows, by way of example, a circuit diagram of a breakage detection device 10 according to the invention with a resistive sensor 1 in a Wheatstone bridge circuit.
Im linken Teil der FIG 2 ist der resistive Sensor 1 zu sehen, welcher in Reihe zu einem Vorwiderstand 2 geschaltet ist. Die so gebildete Reihenschaltung liegt an einer Versorgungs¬ gleichspannung UP an. Mit M ist das zugehörige Massepotential bezeichnet. Die Versorgungsgleichspannung UP wird typischer- weise von einer Spannungsversorgung bereitgestellt. Vorzugsweise weist die Versorgungsgleichspannung UP positive Spannungswerte in Bezug zum Massepotential M auf, wie z.B. 15 Volt. Mit den Bezugszeichen 11-14 sind Bruckenwiderstande bezeichnet. Sie weisen typischerweise einen gleichen Wider- standswert auf, wie z.B. 5 kOhm. Der Widerstandswert des Vor¬ widerstandes 2 ist im Vergleich dazu um Größenordnungen kleiner, wie z.B. 300 Ohm. Entsprechend dem Widerstandsverhaltnis von Vorwiderstand 2 zu resistivem Sensor 1 liegt eine korres- pondierende Erregerspannung UE am resistiven Sensor 1 und eine korrespondierende Vorwiderstandsspannung UV am Vorwider¬ stand 2 an. Die Vorwiderstandsspannung UV ist dabei betrags- maßig viel kleiner als die Erregerspannung UE. Die Summe aus beiden Spannungen UV, UE entspricht der Versorgungsgleichspannung UP.In the left part of FIG 2, the resistive sensor 1 can be seen, which is connected in series with a series resistor 2. The series circuit thus formed is applied to a supply ¬ DC voltage UP. M denotes the associated ground potential. The DC supply voltage UP is typically provided by a voltage supply. Preferably, the DC supply voltage UP positive voltage values with respect to the ground potential M, such as 15 volts. Reference numerals 11-14 designate bridge resistors. They typically have the same resistance value, eg 5 kOhm. The resistance value of the pre ¬ resistance 2 is smaller in comparison to orders of magnitude, such as 300 ohms. Corresponding to the resistance ratio of series resistor 2 to resistive sensor 1, there is a correct ponding excitation voltage UE on the resistive sensor 1 and a corresponding bias resistor UV on Vorwider ¬ stand 2 at. In this case, the series resistor voltage UV is much smaller than the exciter voltage UE. The sum of the two voltages UV, UE corresponds to the DC supply voltage UP.
Am resistiven Sensor 1 liegt eine Messspannung UM an, welche einen zur mechanischen Verbiegung proportionalen Messspan- nungswert liefert. Die Messspannung UM wird über zwei Mess- leitungen 29, 30 zu zwei Spannungseingangen 42, 43 eines A/D- Umsetzers 4 gefuhrt. Die Spannungseingange 42, 43 dienen zur Erfassung einer Differenzspannung. Mit den Bezugszeichen 41, 44 ist ein positiver bzw. negativer Referenzspannungseingang für den A/D-Umsetzer 4 bezeichnet. Auf Basis der an allen Spannungseingangen 41-44 anliegenden Spannungen lasst sich mittels eines ratiometrischen Verfahrens ein zur erfassten Messspannung UM proportionaler digitaler Messwert MW ermitteln und ausgeben.The resistive sensor 1 is connected to a measuring voltage UM, which supplies a measuring voltage value proportional to the mechanical bending. The measuring voltage UM is fed via two measuring lines 29, 30 to two voltage inputs 42, 43 of an A / D converter 4. The voltage inputs 42, 43 are used to detect a differential voltage. Reference numerals 41, 44 denote a positive and negative reference voltage input for the A / D converter 4, respectively. On the basis of the voltages present at all voltage inputs 41-44, a digital measured value MW proportional to the detected measuring voltage UM can be determined and output by means of a ratiometric method.
Mit den Bezugszeichen 21-28 sind potenziell bruchgefahrdete Verbindungsabschnitte, Verbmdungsleitungen oder Leiterbahnen bezeichnet, welche im Betrieb des resistiven Sensors 1 bre¬ chen und somit hochohmig werden können. Als Konsequenz erhöht sich der Gesamtwiderstand des resistiven Sensors 1. Em entsprechender Bruckenstrom IB verringert sich. Zugleich erhöht sich die an dem Vorwiderstand 2 abfallende Vorwiderstands¬ spannung UV aufgrund des geänderten Widerstandsverhaltnisses geringfügig .By the reference numerals 21-28 potentially danger of breaking an end connecting portions Verbmdungsleitungen or conductors are referred to, which may be high impedance during operation of the resistive sensor 1 bre ¬ Chen and thus. As a consequence, the total resistance of the resistive sensor 1 increases. Em corresponding bridge current IB decreases. At the same time, the falling down on the series resistor 2 Vorwiderstands ¬ voltage UV increases slightly due to the changed resistance ratio.
Erfmdungsgemaß wird die Erregerspannung UE oder die Vorwiderstandsspannung UV mit einer vorgegebenen Vergleichsspan- nung US verglichen. Es wird bei einem Bruch des resistiven Sensors 1 eine Bruchmeldung FM in Form einer Fehlermeldung ausgegeben, wenn eine bruchbedingte Änderung der Erregerbzw. Vorwiderstandsspannung UE, UV eine vorgegebene maximale Spannungsabweichung dU überschreitet. Zum Spannungsvergleich weist die gezeigte erfindungsgemaße Brucherkennungseinrichtung 10 einen Vergleichsspannungsgene¬ rator 9 auf, welcher eine derart bemessene Vergleichsspannung US bereitstellt, dass die am Mittelabgriff 15 der Reihen- Schaltung anliegende Erregerspannung UE bzw. die Vorwiderstandsspannung UV bei einem Bruch des resistiven Sensors 1 die Vergleichspannung US um die vorgegebene maximale Spannungsabweichung dU überschreitet. Im Beispiel der FIG 2 ist der Vergleichsspannungsgenerator 9 eine Reihenschaltung aus zwei Widerstanden 7, 8. Em Komparator 3, welcher eingangs- seitig mit dem Mittelabgriff 15 sowie mit dem Vergleichsspan- nungsgenerator 9 verbunden ist, weist einen Komparatorausgang 33 zur Ausgabe einer entsprechenden Bruchmeldung FM auf.Erfmdungsgemaß the excitation voltage UE or the Vorwiderstandsspannung UV is compared with a predetermined reference voltage US US. It is issued in a fraction of the resistive sensor 1, a fractional message FM in the form of an error message when a fracture-induced change in the exciter or. Pre-resistance voltage UE, UV exceeds a predetermined maximum voltage deviation dU. For voltage comparison, the invention shown breakage detection device 10 has a Vergleichsspannungsgene ¬ generator 9, which provides such a measured reference voltage US that the voltage applied to the center tap 15 of the series circuit excitation voltage UE and the Vorwidersspannung UV at a fraction of the resistive sensor 1, the reference voltage US exceeds the predetermined maximum voltage deviation dU. In the example of FIG. 2, the comparison voltage generator 9 is a series connection of two resistors 7, 8. Em comparator 3, which is connected on the input side to the center tap 15 and to the comparison voltage generator 9, has a comparator output 33 for outputting a corresponding break message FM on.
Im Beispiel der FIG 2 ist weiterhin einer der Spannungseingange 42 über einen ersten Pullwiderstand 5 mit einem ersten Sensorerregeranschluss 18 und der andere Spannungseingang 43 über einen zweiten Pullwiderstand 6 mit einem zweiten Sensorerregeranschluss 19 verbunden. Mit den Bezugszeichen 16, 17 sind die elektrischen Anschlüsse zum Anschließen der Pullwiderstande 6, 7 bezeichnet. Sie liegen vorzugsweise möglichst nahe an den beiden Spannungseingangen 42, 43 des A/D-Umset¬ zers 4. Der A/D-Umsetzer 4 weist weiterhin Mittel zur Ausgabe einer weiteren Bruchmeldung FM2 auf, wenn der A/D-Umsetzer 4 bei einem Bruch zumindest einer der Messleitungen 29, 30 übersteuert. Im Beispiel der FIG 2 ist der erste Pullwiderstand 5 ein Pull-Up-Widerstand und der zweite Pullwiderstand 6 ein Pull-Down-Widerstand.In the example of FIG. 2, furthermore, one of the voltage inputs 42 is connected via a first pull resistor 5 to a first sensor exciter connection 18 and the other voltage input 43 is connected via a second pull resistor 6 to a second sensor exciter connection 19. Reference numerals 16, 17 designate the electrical connections for connecting the pull resistors 6, 7. They are preferably as close to the two voltage inputs of 42, 43 of the A / D-imple ¬ dec 4. The A / D converter 4 further comprises means for outputting a further break message FM2, when the A / D converter 4 with a Breakage of at least one of the test leads 29, 30 is overdriven. In the example of FIG. 2, the first pull resistor 5 is a pull-up resistor and the second pull resistor 6 is a pull-down resistor.
FIG 3 zeigt beispielhaft temperaturabhangige Erregerspannungsverlaufe VOB, VMB des resistiven Sensors 1 mit und ohne Bruch im Vergleich zu einer Vergleichsspannung US.FIG. 3 shows, by way of example, temperature-dependent exciter voltage profiles VOB, VMB of the resistive sensor 1 with and without break in comparison to a comparison voltage US.
Die beiden Messspannungsverlaufe VMB, VOB sind über einer Temperatur T im Bereich von -400C bis +125°C aufgetragen. Die Messspannungswerte der Messspannung UM liegen bei einem Bruch betragsmaßig über den Messspannungswerten der Messspannung UM ohne Bruch. Ursache dafür ist, dass sich der Gesamtwiderstand des resistiven Sensors 1 bei einem Bruch erhöht und folglich eine höhere Erregerspannung UE an ihm abfallt.The two measuring voltage course VMB, VOB are plotted against temperature T in the range -40 0 C to + 125 ° C. The measured voltage values of the measuring voltage UM are at a fractional extent over the measured voltage values of the measuring voltage UM without breakage. The reason is that the total resistance of the resistive sensor 1 increases at a fraction and consequently drops a higher excitation voltage UE at it.
FIG 3 zeigt weiterhin, dass die Erregerspannung UE bedingt durch den temperaturabhangigen Sensorwiderstand einen ersten positiven Temperaturkoeffizienten aufweist, der im Vergleich zum Temperaturkoeffizienten des Vorwiderstandes 2 erheblich großer ist. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn als Werkstoff für die Bruckenwiderstande 11-14 des resistiven Sensors 1 Silizium verwendet wird. Dies hat zur Folge, dass sich der Gesamtwiderstand des resistiven Sensors 1 mit steigenden Temperaturen T vergleichsweise stark erhöht und dass sich bei naherungsweiser Vernachlässigung der Temperaturabhangigkeit des Vorwiderstandes 2 gleichfalls die Erregerspannung UE er- höht.FIG. 3 further shows that the exciter voltage UE has a first positive temperature coefficient due to the temperature-dependent sensor resistance, which is considerably greater in comparison to the temperature coefficient of the series resistor 2. This is especially the case when silicon is used as the material for the bridge resistors 11-14 of the resistive sensor 1. This has the consequence that the total resistance of the resistive sensor 1 increases comparatively sharply with increasing temperatures T and that, if the temperature dependence of the series resistor 2 is neglected, the excitation voltage UE likewise increases.
Solange beide Erregerspannungsverlaufe VMB, VOB über dem beispielhaft spezifizierten Temperaturbereich außerhalb eines Vergleichsspannungsbandes 2dU liegen, welches um einen nomi- nalen Vergleichsspannungswert USN mit einer maximalen Spannungsabweichung dU in positiver und negativer Richtung herum gebildet ist, ist eine ordnungsgemäße Brucherkennung möglich.As long as both excitation voltage profiles VMB, VOB are above the exemplary specified temperature range outside of a comparison voltage band 2dU, which is formed around a nominal reference voltage value USN with a maximum voltage deviation dU in the positive and negative direction, proper breakage detection is possible.
Ist allerdings eine Vergrößerung des Vergleichsspannungsban- des 2dU aus Toleranzgrunden oder ist eine Vergrößerung des Temperaturbereichs erforderlich, so ist eine Temperaturkompensation der Vergleichsspannung US notwendig.However, if an enlargement of the comparison voltage band 2dU for reasons of tolerance or an increase in the temperature range is required, a temperature compensation of the comparison voltage US is necessary.
FIG 4 zeigt eine Ausfuhrungsform der erfmdungsgemaßen Bruch- erkennungsemπchtung 10 mit einem temperaturkompensierten Vergleichsspannungsgenerator 9.FIG. 4 shows an embodiment of the fracture detection device 10 according to the invention with a temperature-compensated comparison voltage generator 9.
Es weist wiederum die Erregerspannung UE bedingt durch den temperaturabhangigen Sensorwiderstand einen ersten positiven Temperaturkoeffizienten auf. Erfmdungsgemaß stellt der Vergleichsspannungsgenerator 9 eine Vergleichsspannung US zur temperaturgesteuerten Nachfuhrung mit einem in etwa gleichen zweiten positiven Temperaturkoeffizienten bereit. Dadurch bleibt vorteilhaft ein in etwa gleicher Spannungsabstand zum jeweiligen Erregerspannungswert mit Bruch und ohne Bruch er¬ halten. Die Ausfuhrungsform dieser Brucherkennungseinrichtung 10 weist daher eine höhere Zuverlässigkeit für eine Brucher- kennung auf.In turn, it has the excitation voltage UE due to the temperature-dependent sensor resistance on a first positive temperature coefficient. According to the invention, the comparison voltage generator 9 provides a comparison voltage US for temperature-controlled tracking with an approximately equal second positive temperature coefficient. Thereby remains advantageous in about the same voltage difference to the respective exciter voltage value with break and without break he ¬ hold. The embodiment of this fracture detection device 10 therefore has a higher reliability for a fracture detection.
Der Vergleichsspannungsgenerator 9 weist vorzugsweise eine Spannungsquelle 91 auf, welche ein temperaturgesteuertes, pulsweitenmoduliertes, digitales Spannungssignal PWM bereit- stellt. Der Vergleichsspannungsgenerator 9 weist ein Tief- passfilter 92 zur Umwandlung des pulsweitenmodulierten Spannungssignals PWM in die Vergleichsspannung US auf. Durch die Filterung steht quasi eine konstante Vergleichsspannung US am Komparator 3 an.The comparison voltage generator 9 preferably has a voltage source 91, which provides a temperature-controlled, pulse-width-modulated, digital voltage signal PWM. The comparison voltage generator 9 has a low pass filter 92 for converting the pulse width modulated voltage signal PWM into the comparison voltage US. As a result of the filtering, a constant comparison voltage US is present at the comparator 3.
FIG 5 zeigt den Vergleichsspannungsgenerator 9 gemäß FIG 4 im Detail. Mit dem Bezugszeichen 91 ist wiederum eine Spannungsquelle bezeichnet, welche ein temperaturgesteuertes, pulswei¬ tenmoduliertes, digitales Spannungssignal PWM an einem elektrischen Anschluss 96 bereitstellt. Vorzugsweise ist der Anschluss 96 mit einem SPI-Ausgang eines MikroControllers verbunden, welcher zur Messsteuerung- und Messauswertung vorgesehen ist. Das Puls-/Weitenverhaltnis kann z.B. durch eine Softwareroutine veränderbar eingestellt werden, welche auf dem MikroController ablauft und in welche eine vom Mikrocon- troller erfasste Temperatur im Bereich des resistiven Sensors rechnerisch eingeht. Ein nachgeschalteter Widerstand 94 bil¬ det mit dem gezeigten Kondensator 95 das Tiefpassfilter 92, an welchem eine konstante Korrekturspannung UK anliegt. Diese wirkt über einen Widerstand 93 korrigierend, das heißt erhöhend bzw. erniedrigend, auf die von der Reihenschaltung aus den Widerstanden 7, 8 bereitgestellten und sonst konstanten Vergleichsspannung US.FIG. 5 shows the comparison voltage generator 9 according to FIG. 4 in detail. By the reference numeral 91 again a voltage source is referred to, which provides a temperature controlled, pulswei ¬ width modulated, PWM digital voltage signal to an electrical terminal 96th Preferably, the terminal 96 is connected to an SPI output of a microcontroller, which is provided for Messsteuerung- and measurement evaluation. The pulse / width ratio can be set variably, for example, by a software routine which runs on the microcontroller and into which a temperature detected by the microcontroller in the region of the resistive sensor is calculated. A downstream resistor 94 bil ¬ det with the shown capacitor 95, the low-pass filter 92 at which a constant correction voltage is applied UK. This acts via a resistor 93 correcting, that is increasing or decreasing, to the provided by the series circuit of the resistors 7, 8 and otherwise constant reference voltage US.
FIG 6 zeigt beispielhaft einen temperaturkompensierten Verlauf VUS der Vergleichsspannung US gemäß der Erfindung. Es ist deutlich erkennbar, wie der Verlauf der Vergleichsspannung VUS innerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs ge- nau mittig zwischen den beiden Erregerspannungsverlaufen VMB, VOB mit Bruch und ohne Bruch liegt.FIG. 6 shows by way of example a temperature-compensated profile VUS of the comparison voltage US according to the invention. It can clearly be seen how the course of the comparison voltage VUS is within the specified temperature range. nau in the middle between the two exciter voltage expirations VMB, VOB with break and without break lies.
Gemäß der Erfindung kann ein Drucksensor oder Kraftsensor ei- ne derartige erfindungsgemaße Brucherkennungseinrichtung 10 sowie einen A/D-Umsetzer 4 zur Umsetzung einer Messspannung UM des resistiven Sensors 1 in einen dazu proportionalen Druckwert bzw. Kraftwert aufweisen. Weiterhin kann ein Messumformer, insbesondere zum Betrieb an einer 4/20mA-Zweilei- terstromschleife, eine derartigen Drucksensor und/oder Kraft¬ sensor aufweisen. Schließlich kann eine Waage, insbesondere eine Industriewaage, eine Wagezelle 100 mit einer erfmdungs- gemaßen Brucherkennungseinrichtung 10 aufweisen, welche einen A/D-Umsetzer 4 zur Umsetzung einer Messspannung UM des resis- tiven Sensors 1 in einen dazu proportionalen Masse- oder Gewichtswert aufweist. According to the invention, a pressure sensor or force sensor can have such a breakage detection device 10 according to the invention and an A / D converter 4 for converting a measuring voltage UM of the resistive sensor 1 into a pressure value or force value proportional thereto. Furthermore, a transmitter, in particular for operation terstromschleife on a 4 / 20mA two-wire, have such a pressure sensor and / or force ¬ sensor. Finally, a balance, in particular an industrial scale, may have a weighing cell 100 with an inventive breakage detection device 10, which has an A / D converter 4 for converting a measuring voltage UM of the resistive sensor 1 into a mass or weight value proportional thereto.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Brucherkennung eines resistiven Sensors (1) in einer Wheatstone' sehen Bruckenschaltung, wobei der resis- tive Sensor (1) in Reihe zu einem Vorwiderstand (2) geschaltet ist, wobei die Reihenschaltung an einer Versorgungs- gleichspannung (UP) anliegt, wobei entsprechend dem Wider- standsverhaltnis von Vorwiderstand (2) zu resistivem Sensor (1) eine korrespondierende Erregerspannung (UE) am resistiven Sensor (1) und eine korrespondierende Vorwiderstandsspannung (UV) am Vorwiderstand (2) anliegt, wobei die Erregerspannung (UE) oder die Vorwiderstandsspannung (UV) mit einer vorgegebenen Vergleichsspannung (US) verglichen wird und wobei bei einem Bruch des resistiven Sensors (1) eine Bruchmeldung (FM) ausgegeben wird, wenn eine bruchbedingte Änderung der Erreger- bzw. Vorwiderstandsspannung (UE, UV) eine vorgegebene maximale Spannungsabweichung (dU) überschreitet.1. A method for breaking detection of a resistive sensor (1) in a Wheatstone see bridge circuit, wherein the resistive sensor (1) in series with a series resistor (2) is connected, wherein the series circuit is applied to a supply DC voltage (UP) in which, according to the resistance ratio of series resistor (2) to resistive sensor (1), a corresponding excitation voltage (UE) is applied to the resistive sensor (1) and a corresponding series resistance (UV) to the series resistor (2), the excitation voltage (UE) or the series resistor voltage (UV) is compared with a predetermined reference voltage (US) and wherein a breakage of the resistive sensor (1) a break message (FM) is output, if a fracture-induced change of the excitation or bias voltage (UE, UV) a exceeds the specified maximum voltage deviation (dU).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchmeldung (FM) ausgegeben wird, wenn die Erregerspannung (UE) die Vergleichsspannung (US) um die vorgegebene maximale Spannungsabweichung (dU) übersteigt.2. The method according to claim 1, characterized in that the fractional message (FM) is output when the excitation voltage (UE) exceeds the comparison voltage (US) by the predetermined maximum voltage deviation (dU).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspannung (UE) bedingt durch den temperaturab- hangigen Sensorwiderstand einen ersten positiven Temperaturkoeffizienten aufweist und dass die Vergleichsspannung (US) zur temperaturgesteuerten Nachfuhrung einen in etwa gleichen zweiten positiven Temperaturkoeffizienten aufweist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the excitation voltage (UE) due to the temperaturab- dependent sensor resistance has a first positive temperature coefficient and that the comparison voltage (US) for temperature-controlled Nachfuhrung has an approximately same second positive temperature coefficient.
4. Brucherkennungseinrichtung für einen resistiven Sensor (1) , welche aufweist - eine Reihenschaltung aus einem Vorwiderstand (2) und einem resistiven Sensor (1) in einer Wheatstone' sehen Bruckenschaltung, - eine Spannungsversorgung zur Bereitstellung einer Versorgungsgleichspannung (UP) für die Reihenschaltung,4. Fracture detection device for a resistive sensor (1), comprising - a series connection of a series resistor (2) and a resistive sensor (1) in a Wheatstone 'bridge circuit, a power supply for providing a DC supply voltage (UP) for the series connection,
- einen Vergleichsspannungsgenerator (9), welcher eine derart bemessene Vergleichsspannung (US) bereitstellt, dass eine am Mittelabgriff (15) der Reihenschaltung anliegende Erregerspannung (UE) oder eine Vorwiderstandsspannung (UV) bei einem Bruch des resistiven Sensors (1) die Vergleichspan- nung (US) um eine vorgegebene maximale Spannungsabweichung (dU) überschreitet, und - einen Komparator (3), welcher eingangsseitig mit dem Mit¬ telabgriff (15) sowie mit dem Vergleichsspannungsgenerator (9) verbunden ist und welcher einen Komparatorausgang (33) zur Ausgabe einer entsprechenden Bruchmeldung (FM) aufweist .- A comparison voltage generator (9), which provides such a measured comparison voltage (US) that an applied to the center tap (15) of the series circuit excitation voltage (UE) or a Vorwiderstandssppannung (UV) at a fraction of the resistive sensor (1) the comparison voltage (US) by a predetermined maximum voltage deviation (dU) exceeds, and - a comparator (3), which on the input side with the ¬ telabgriff (15) and with the comparison voltage generator (9) is connected and which has a comparator output (33) for outputting a corresponding break message (FM) has.
5. Brucherkennungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,5. Fracture recognition device according to claim 4, characterized in that
- dass die Erregerspannung (UE) bedingt durch den temperatur- abhangigen Sensorwiderstand einen ersten positiven Tempera- turkoefflzienten aufweist und- That the excitation voltage (UE) due to the temperature-dependent sensor resistance has a first positive temperature coefflient and
- dass der Vergleichsspannungsgenerator (9) eine Vergleichs- spannung (US) zur temperaturgesteuerten Nachfuhrung mit einem in etwa gleichen zweiten positiven Temperaturkoeffi¬ zienten bereitstellt.- That the comparison voltage generator (9) provides a comparison voltage (US) for temperature-controlled Nachfuhrung with an approximately equal second positive Temperaturkoeffi ¬ cient.
6. Brucherkennungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichsspannungsgenerator (9) eine Spannungsquelle (91) aufweist, welche ein temperaturgesteuertes pulswei- tenmoduliertes digitales Spannungssignal (PWM) bereitstellt, und dass der Vergleichsspannungsgenerator (9) ein Tiefpass- filter (92) zur Umwandlung des pulsweitenmodulierten Spannungssignals (PWM) in die Vergleichsspannung (US) aufweist. 6. Fracture recognition device according to claim 5, characterized in that the comparison voltage generator (9) has a voltage source (91) which provides a temperature-controlled pulse-width modulated digital voltage signal (PWM), and that the comparison voltage generator (9) has a low-pass filter (92). for converting the pulse width modulated voltage signal (PWM) into the reference voltage (US).
7. Brucherkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,7. Fracture detection device according to one of claims 4 to 6, characterized
- dass die Brucherkennungseinrichtung einen A/D-Umsetzer (4) mit zwei Spannungseingangen (42, 43) zur Erfassung einer am resistiven Sensor (1) anliegenden, über zwei Messleitungen (29, 30) zugefuhrten Messspannung (UM) aufweist,in that the breakage detection device has an A / D converter (4) with two voltage inputs (42, 43) for detecting a measuring voltage (UM) applied to the resistive sensor (1) via two measuring lines (29, 30),
- dass einer der Spannungseingange (42) über einen ersten Pullwiderstand (5) mit einem ersten Sensorerregeranschluss (18) und dass der andere Spannungseingang (43) über einen zweiten Pullwiderstand (6) mit einem zweiten Sensorerregeranschluss (19) verbunden ist, und- That one of the voltage input (42) via a first pull resistor (5) with a first sensor excitation terminal (18) and that the other voltage input (43) via a second pull resistor (6) with a second sensor excitation terminal (19) is connected, and
- dass der A/D-Umsetzer (4) Mittel zur Ausgabe einer weiteren Bruchmeldung (FM2) aufweist, wenn der A/D-Umsetzer (4) bei einem Bruch einer der Messleitungen (29, 30) übersteuert.- That the A / D converter (4) comprises means for outputting a further fraction message (FM2) when the A / D converter (4) overrides in case of a break in one of the test leads (29, 30).
8. Drucksensor mit einer Brucherkennungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7 und mit einem A/D-Umsetzer (4) zur Umsetzung einer Messspannung (UM) des resistiven Sensors (1) in einen dazu proportionalen Druckwert.8. Pressure sensor with a breakage detection device (10) according to one of claims 4 to 7 and with an A / D converter (4) for converting a measuring voltage (UM) of the resistive sensor (1) into a pressure value proportional thereto.
9. Kraftsensor mit einer Brucherkennungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7 und mit einem A/D-Umsetzer (4) zur Umsetzung einer Messspannung (UM) des resistiven Sensors (1) in einen dazu proportionalen Kraftwert.9. force sensor with a breakage detection device (10) according to one of claims 4 to 7 and with an A / D converter (4) for converting a measuring voltage (UM) of the resistive sensor (1) into a force value proportional thereto.
10. Messumformer mit einem Drucksensor nach Anspruch 8 und/oder einem Kraftsensor nach Anspruch 9.10. Transmitter with a pressure sensor according to claim 8 and / or a force sensor according to claim 9.
11. Waage, insbesondere Industriewaage, welche eine Wagezelle (100) mit einer Brucherkennungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7 und welche einen A/D-Umsetzer (4) zur Umsetzung einer Messspannung (UM) des resistiven Sensors (1) in einen dazu proportionalen Masse- oder Gewichtswert aufweist. 11. Balance, in particular industrial scale, which has a weighing cell (100) with a breakage detection device (10) according to one of claims 4 to 7 and which has an A / D converter (4) for converting a measuring voltage (UM) of the resistive sensor (1). in a proportional mass or weight value.
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