WO2009077024A1 - Digital weighing device - Google Patents

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WO2009077024A1
WO2009077024A1 PCT/EP2008/008611 EP2008008611W WO2009077024A1 WO 2009077024 A1 WO2009077024 A1 WO 2009077024A1 EP 2008008611 W EP2008008611 W EP 2008008611W WO 2009077024 A1 WO2009077024 A1 WO 2009077024A1
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integrator
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comparator
pulse
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PCT/EP2008/008611
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Christian Oldendorf
Thomas Schink
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Sartorius Ag
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    • G01G3/12Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
    • G01G3/14Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
    • G01G3/142Circuits specially adapted therefor
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Abstract

Disclosed is a digital weighing device comprising: - a force sensor that generates an analog sensor signal corresponding to an introduced force; - an integrator which integrates the sensor signal as a measured signal that is permanently applied to the integrator during operation and an operating level of a reference signal that is temporarily applied thereto; - a comparator (20) which is mounted downstream of the integrator, compares an output signal of the integrator with a threshold value, and generates one respective pulse edge of a pulse signal on a comparator pulse line (22) when the threshold value is reached; - switching control means which temporarily trigger a switch (18) in accordance with the pulse signal in order to temporarily apply the operating level of the reference signal to the integrator; and - value-determining means that determine weighed values representing the sensor signal on the basis of a duration of the intervals during which the operating level of the reference signal is applied to the integrator, said duration being detected by time-determining means. The force sensor, the integrator, the comparator (20), and the switch (18) are combined in a first module while the switching control means, the time-determining means, and the value-determining means are combined in a second, separate module.

Description

Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine digitale Wägevorrichtung, umfassend einen Kraftaufnehmer, der ein einer eingeleiteten Kraft entsprechendes, analoges Sensorsignal erzeugt, einen Integrator, der das Sensorsignal als bei Betrieb dauerhaft an ihn angelegtes Messsignal sowie einen zeitweise an ihn angelegten Arbeitspegel einesThe invention relates to a digital weighing device, comprising a force transducer which generates an analog sensor signal corresponding to an introduced force, an integrator which transmits the sensor signal as a measurement signal permanently applied to it during operation and a working level of a sensor temporarily applied to it
Referenzsignals integriert, einen dem Integrator nachgeschalteten Komparator, der einIntegrated reference signal, a integrator downstream comparator, the one
Integrator-Ausgangssignal mit einem Schwellenwert vergleicht und bei Erreichen des Schwellenwertes jeweils eine Pulsflanke eines Pulssignals auf einerIntegrator output signal with a threshold value and, when the threshold value is reached, each compares a pulse edge of a pulse signal on one
Komparatorpulsleitung erzeugt,Generates comparator pulse line,
Schaltsteuermittel, die in Abhängigkeit von demShift control means which, depending on the
Pulssignal einen Schalter zum zeitweise Anlegen desPulse signal a switch for temporary application of the
Arbeitspegels des Referenzsignals an den Integrator ansteuern, sowieControl operating level of the reference signal to the integrator, as well
Wertbestimmungsmittel, die auf Basis einer vonValue determination means based on a
Zeitbestimmungsmitteln erfassten Dauer derjenigenTime of the recorded duration of those
Intervalle, während derer der Arbeitspegel des Referenzsignals an den Integrator angelegt ist, das Sensorsignal repräsentierende Wägewerte bestimmen.Intervals during which the working level of the Reference signal is applied to the integrator, determine the sensor signal representing weight values.
Stand der TechnikState of the art
Derartige Wägevorrichtungen sind allgemein bekannt. Es handelt sich dabei um Wägevorrichtungen mit einem sogenannten integrierenden A/D-Wandler zur Analog/Digital-Wandlung des analogen Sensorsignals . Das Prinzip des integrierenden A/D- Wandlers ist in vielfältigen Varianten seit langem bekannt. Beispielhaft seien hier die DE 21 14 141, die DE 28 20 601 C2 sowie die DE 100 40 373 Al genannt. Beim integrierenden A/D- Wandler wird das Messsignal an einen Eingang eines als Integrator beschalteten Operationsverstärkers angelegt. Zur Beschaltung als Integrator wird der Ausgang des Operationsverstärkers über einen Kondensator mit seinem Messsignal-Eingang verbunden. Ebenfalls mit dem Messsignal- Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist die Zuleitung für ein Gleichspannungs-Referenzsignal. Dieses Referenzsignal wird nur zeitweise mit einem Arbeitspegel zugeschaltet. Während der übrigen Zeit liegt es mit einem betragsmäßig niedrigeren Ruhepegel an oder ist vollständig von dem Eingang des Operationsverstärkers getrennt. Während eines ersten Taktanteils eines Messtaktes, in dem der Arbeitspegel des Referenzsignals nicht anliegt, wird der Kondensator durch das im Operationsverstärker verstärkte Messsignal aufgeladen. Wird nach einer vorgegebenen Zeitspanne der Arbeitspegel des Referenzsignals zugeschaltet, entlädt sich der Kondensator während eines zweiten Taktanteils, wodurch das Integrator- Ausgangssignal abfällt. Der Zeitpunkt eines Null-Durchgangs oder allgemeiner eines Schwellenwert-Durchgangs des Integrator-Ausgangssignals wird mittels eines nachgeschalteten Komparators erfasst. Dieser erzeugt dann eine Pulsflanke, die nachgeschaltete Schaltsteuermittel veranlasst, den Arbeitspegel des Referenzsignals wieder vom Integrator-Eingang zu trennen, so dass ein neuer Messtakt mit der Aufladung des Kondensators beginnen kann. Die Dauer des zweiten Taktanteils, d.h. die Zeitspanne, während derer der Arbeitspegel des Referenzsignals am Integrator anliegt, wird mit geeigneten Zeitmessmitteln, beispielsweise einem getakteten Zähler, gemessen. Die gemessene Zeitdauer, hier als Messintervall bezeichnet, stellt ein Maß für die im ersten Taktanteil erfolgte Aufladung des Kondensators und somit für den Pegel des Messsignals dar. Im Fall der Zeitmessung mittels getakteten Zählers kann der Zählerwert unmittelbar als digitales Maß für das Messsignal benutzt werden. Im Hinblick auf die konkrete Ansteuerung des Schalters für das Referenzsignal sind unterschiedliche Varianten bekannt, die zu Zyklen konstanter oder variabler Länge führen. Weiter sind sowohl monopolare als auch bipolare Varianten möglich.Such weighing devices are well known. These are weighing devices with a so-called integrating A / D converter for analog / digital conversion of the analog sensor signal. The principle of the integrating A / D converter has long been known in many variants. Examples which may be mentioned here are DE 21 14 141, DE 28 20 601 C2 and DE 100 40 373 A1. In the integrating A / D converter, the measurement signal is applied to an input of an operational amplifier connected as an integrator. For wiring as an integrator, the output of the operational amplifier is connected via a capacitor with its measuring signal input. Also connected to the measuring signal input of the operational amplifier is the supply line for a DC reference signal. This reference signal is only temporarily switched to a working level. During the remainder of the time, it is at a lower quiescent level or completely disconnected from the input of the operational amplifier. During a first clock component of a measurement clock, in which the operating level of the reference signal is not present, the capacitor is charged by the amplified in the operational amplifier measurement signal. If, after a predetermined period of time, the operating level of the reference signal is switched on, the capacitor discharges during a second clock component, as a result of which the integrator output signal drops. The time of a zero crossing, or more generally a threshold crossing of the Integrator output signal is detected by means of a downstream comparator. This then generates a pulse edge, which causes downstream switching control means to disconnect the operating level of the reference signal again from the integrator input, so that a new measurement clock can start with the charging of the capacitor. The duration of the second clock component, ie the period during which the operating level of the reference signal is present at the integrator, is measured by suitable time-measuring means, for example a clocked counter. The measured duration, referred to here as the measurement interval, represents a measure of the charging of the capacitor in the first clock component and thus of the level of the measurement signal. In the case of time measurement by means of a clocked counter, the counter value can be used directly as a digital measure of the measurement signal. With regard to the specific control of the switch for the reference signal, different variants are known which lead to cycles of constant or variable length. Furthermore, both monopolar and bipolar variants are possible.
Der Artikel Rauchschwalbe, U. : "Digitale Wägezellen: Innovation oder Marketing-Gag? ", wdm wägen dosieren mischen, Ausgabe 1, März 2007 Diskutiert ausführlich Vor- und Nachteile digitaler Wägezellen beim Einsatz in industriellen Wägevorrichtungen im Vergleich zu analogen Wägezellen. Industrielle Wägevorrichtungen umfassen typischerweise eine Mehrzahl von Wägezellen, die an unterschiedlichen Positionen eine Wägeplattform unterstützen. Eine auf die Wägeplattform einwirkende Gewichtskraft wird über die Krafteinleitungseinrichtung jeder Wägezelle zu deren Sensor geleitet, der einen Teilmesswert erzeugt. Eine geeignete Kombination der Teilmesswerte ergibt den Kombinationswert, der die Gewichtskraft repräsentiert, die insgesamt auf die Wägeplattform einwirkt.The article Barn Swallow, U.: "Digital Weighing Cells: Innovation or Marketing Gag?" Mixing Weighing, Issue 1, March 2007 Discusses in detail the advantages and disadvantages of digital load cells when used in industrial weighing equipment compared to analogue load cells. Industrial weighing devices typically include a plurality of load cells that support a weighing platform at different positions. A weight force acting on the weighing platform becomes its sensor via the force introduction device of each weighing cell which generates a partial measured value. An appropriate combination of partial measurements yields the combination value representing the weight force acting on the weighing platform as a whole.
Bei vielen bekannten Vorrichtungen sind die Sensoren analoge Sensoren, die an ihrem Ausgang eine analoge elektrische Spannung erzeugen. Parallelschaltung sämtlicher die Wägeplattform unterstützender analoger Wägezellen entspricht einer Summierung der Spannungen zu einerIn many known devices, the sensors are analog sensors that produce an analog electrical voltage at their output. Parallel connection of all analogue load cells supporting the weighing platform corresponds to a summation of the voltages to one
KombinationsSpannung. Die analoge Kombinationsspannung wird bei solchen Vorrichtungen typischerweise digitalisiert und als eine Folge digitaler Werte zur weiteren Verarbeitung oder Auswertung weitergeleitet.Combined voltage. The analog combination voltage is typically digitized in such devices and forwarded as a sequence of digital values for further processing or evaluation.
Ein Ersatz solcher analoger Wägezellen durch digitale Wägezellen, der im Hinblick auf die Modularität des Systems und die Vermeidung störanfälliger Analogleitungen wünschenswert wäre, führt, wie in dem oben genannten Artikel ausführlich diskutiert, zu verschiedenen Schwierigkeiten. Digitale Wägezellen erzeugen zu bestimmten Messzeitpunkten digitale Messwerte. Typischerweise umfasst auch der Sensor einer digitalen Wägezelle einen oder mehrere analoge Kraftaufnehmer, wie beispielsweise Dehnmessstreifen, die eine analoge Spannung erzeugen, welche von einem Analog-Digital- Wandler des Sensors in eine Folge einzelner digitaler Messwerte gewandelt wird, wobei jeder digitale Messwert die zum Messzeitpunkt den Kraftaufnehmer beaufschlagende Kraft repräsentiert. Um die digitalen Messwerte mehrerer Wägezellen zu kombinieren, müssen die einzelnen Werte über eine Datenkommunikationsleitung an eine Zentralsteuereinheit gesendet und dort weiter verarbeitet werden. Hierzu ist zunächst eine Aufbereitung der Messwerte zu Versandeinheiten erforderlich, die über die Datenkommunikationsleitung versendet werden können. Eine weit verbreitete Schnittstellennorm digitaler Wägezellen ist die serielle RS 485 Schnittstelle, über die die Information betreffend die Messwerte nach einem standardisierten Protokoll versendet wird. Es sind auch andere Schnittstellen- bzw. Bussysteme möglich, wobei die Aufbereitung der Messwerte zu Versandeinheiten stets in Anpassung an das verwendete Kommunikationsnetzwerk zu erfolgen hat. Anders als im analogen Fall, bei dem die Messwertkombination durch die Parallelschaltung der Zellen ohne jeglichen Zeitverzug erfolgt, ist im Fall digitaler Wägezellen die zeitliche Abstimmung der zu kombinierenden Werte von besonderer Bedeutung. Typischerweise arbeiten die digitalen Wägezellen daher synchronisiert, wobei die Synchronisierung beispielsweise durch einen Synchronisierungspuls von der Zentralsteuereinheit her erfolgt, der alle Wägezellen gleichzeitig zur Erzeugung eines digitalen Messwertes auffordert und anschließend die in den einzelnen Messzellen zwischengespeicherten Messwerte sequenziell abfragt. Die sequenziell abgefragten Messwerte werden dann in der Zentralsteuereinheit zu einem Kombinationswert verarbeitet, der dem Synchronisationszeitpunkt zugeordnet wird. Auf diese Weise entsteht in der Zentralsteuereinheit eine Folge einzelner zeitlich zugeordneter Kombinationswerte, die einen abgetasteten Verlauf der auf die Wägeplattform einwirkenden Gewichtskraft repräsentieren. Nachteilig bei diesem System ist die erhebliche Länge des Intervalls zwischen einzelnen Kombinationswerten, die mit der Anzahl der zu berücksichtigenden Wägezellen ansteigt. Dies ist nachteilig für dynamische Wägeprozesse ebenso wie für Dosiervorgänge, bei denen eine genaue und schnelle Prognostizierbarkeit des Verlaufs der auf die Wägevorrichtungen einwirkenden Gewichtskraft von wesentlicher Bedeutung ist.Replacement of such analog load cells by digital load cells, which would be desirable in view of the modularity of the system and the avoidance of interference-prone analog lines, presents various difficulties as discussed in detail in the above-referenced article. Digital load cells generate digital measured values at specific measuring times. Typically, the digital load cell sensor also includes one or more analog force transducers, such as strain gauges, that generate an analog voltage that is converted by an analog-to-digital converter of the sensor into a series of individual digital measurements, each digital measurement at the time of measurement represents the load acting on the force transducer. To combine the digital readings of several load cells, the individual values must be sent to a central control unit via a data communication line be sent and processed there. For this purpose, it is first necessary to prepare the measured values for shipping units that can be sent via the data communication line. A widespread interface standard of digital load cells is the serial RS 485 interface via which the information concerning the measured values is sent according to a standardized protocol. Other interface or bus systems are also possible, with the processing of the measured values for shipping units always having to be carried out in adaptation to the communication network used. Unlike in the analogous case in which the combination of measured values is made by the parallel connection of the cells without any time delay, in the case of digital load cells, the timing of the values to be combined is of particular importance. The digital weighing cells therefore typically operate synchronized, the synchronization taking place, for example, by a synchronization pulse from the central control unit, which simultaneously requests all weighing cells to generate a digital measured value and then sequentially interrogates the measured values buffered in the individual measuring cells. The sequentially interrogated measured values are then processed in the central control unit to a combination value, which is assigned to the synchronization time. In this way, in the central control unit, a sequence of individual time-associated combination values, which represent a sampled course of the weight force acting on the weighing platform, is produced. A disadvantage of this system is the considerable length of the interval between individual combination values, which increases with the number of increasing load cells increases. This is disadvantageous for dynamic weighing processes as well as for metering processes, in which an accurate and rapid predictability of the course of the weight force acting on the weighing devices is essential.
Ein Verzicht auf die Synchronisierung der MessZeitpunkte kann zwar zu einer lediglich von der Geschwindigkeit der Datenkommunikationsleitung und der Zentralsteuereinrichtung abhängigen Beschleunigung der Kombinationswert-Aktualisierung führen; allerdings liegen dann jedem Kombinationswert Einzel- Messwerte zugrunde, die zu unterschiedlichen Messzeitpunkten aufgenommen wurden, was insbesondere bei dynamischen Prozessen zu einer erheblichen Ungenauigkeit des Messergebnisses führt.Although a waiver of the synchronization of the measurement time points can lead to an acceleration of the combination value update which depends only on the speed of the data communication line and the central control device; However, each combination value is then based on individual measured values which were recorded at different measuring times, which leads to a considerable inaccuracy of the measurement result, in particular in the case of dynamic processes.
Der oben genannte Artikel schlägt eine wenigstens teilweise Rückkehr zu analogen Wägezellen vor. Insbesondere wird vorgeschlagen, die analogen Signale zur Vermeidung von Störungen über eine kurze Analogleitungsstrecke zu einem mehrkanaligen A/D-Wandler zu leiten, der die analogen Eingangssignale auf allen Kanälen synchron digitalisiert und die erzeugten Digitalwerte kombiniert. Nachteilig bei diesem Konzept sind der Verlust der Modularität, die durch die Einführung der digitalen Wägezellen gewonnen wurde, und die Wiedereinführung analoger Leitungsabschnitte mit ihren bekannten Störungs- und Kalibrierungsproblemen. AufgabenstellungThe above article suggests at least a partial return to analog weighing cells. In particular, it is proposed to route the analog signals over a short analog line path to a multi-channel A / D converter to avoid interference, which digitizes the analog input signals synchronously on all channels and combines the generated digital values. Disadvantages of this concept are the loss of modularity gained through the introduction of digital load cells and the reintroduction of analog line sections with their known interference and calibration problems. task
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte Wägevorrichtung mit einer Mehrzahl von synchron arbeitenden Wägezellen störungsresistenter und im Aufbau flexibler zu gestalten.It is the object of the present invention to make the known weighing device with a plurality of synchronously working load cells more resistant to interference and more flexible in construction.
Darlegung der ErfindungPresentation of the invention
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der Kraftaufnehmer, der Integrator, der Komparator und der Schalter in einem ersten Modul zusammengefasst sind und dass die Schaltsteuermittel, die Zeitbestimmungsmittel und die Wertbestimmungsmittel in einem zweiten, separaten Modul zusammengefasst sind.This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the force transducer, the integrator, the comparator and the switch are combined in a first module and in that the switching control means, the time determining means and the value determining means in a second, separate module are summarized.
Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt in einer speziellen Zuordnung funktionaler Elemente zu unterschiedlichen Modulen. Wie oben ausführlich diskutiert, ist es im Fall der klassischen digitalen Wägezellen bekannt, die gesamte Kraftaufnahme und Digitalisierung in der Wägezelle vorzunehmen und den digitalen Wägewert an eine Zentraleinheit zu übermitteln. Andererseits ist es ebenso bekannt, lediglich die analoge Kraftaufnahme in der Wägezelle durchzuführen und das Analogsignal zu einem zentralen A/D-Wandler zu übertragen. Die vorliegende Erfindung nimmt jedoch eine andere Aufteilung der funktionalen Elemente vor. Erfindungsgemäß werden die der funktionalen Einheit des A/D- Wandlers zuzuordnenden Elemente aufgespalten und unterschiedlichen Modulen zugeordnet. Insbesondere werden all diejenigen Elemente, in die analoge Signale eingespeist werden und/oder die keine digitalen Signale ausgeben, dem ersten Modul zugeordnet, wo hingegen sämtliche anderen funktionalen Elemente dem zweiten Modul zugeordnet werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass die gesamte Analogdatenverarbeitung bis zur Erzeugung eines ersten Digitalsignals in der Wägezelle, d.h. dem ersten Modul, durchgeführt wird und die weitere Verarbeitung des Digitalsignals bis hin zur Ermittlung des digitalen Gesamtwertes, der die Informationen mehrerer Wägezellen umfassen kann, in einem rein digital arbeitenden, zweiten Modul durchgeführt wird. Entsprechendes gilt auch für den Informationsfluss in umgekehrter Richtung, d.h. von dem digitalen zweiten Modul zum analog arbeitenden ersten Modul .The core of the present invention lies in a special assignment of functional elements to different modules. As discussed in detail above, in the case of classical digital load cells, it is known to carry out the entire force absorption and digitization in the load cell and to transmit the digital weight value to a central processing unit. On the other hand, it is also known to perform only the analog power in the load cell and to transmit the analog signal to a central A / D converter. However, the present invention makes another division of the functional elements. According to the invention, the elements to be assigned to the functional unit of the A / D converter are split and assigned to different modules. In particular, all those elements to which analog signals are fed and / or which do not output digital signals are assigned to the first module, whereas all other functional elements are assigned to the second module. In this way it is achieved that the entire analog data processing until the generation of a first digital signal in the load cell, ie the first module is performed and the further processing of the digital signal to the determination of the total digital value, which may include the information of multiple load cells in a purely digital working, second module is performed. The same applies to the flow of information in the reverse direction, ie from the digital second module to the analog first module.
Die praktische Konsequenz dieser speziellen Aufteilung der funktionalen Elemente ist, dass es, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform realisiert, möglich ist, dass das erste Modul und das zweite Modul steuertechnisch nur über ein Leitungspaar verbunden sind, welches dieThe practical consequence of this special division of the functional elements is that, as realized in a preferred embodiment, it is possible for the first module and the second module to be connected by control technology only via a pair of wires, which the
Komparatorpulsleitung und eine die Schaltsteuermittel und den Schalter verbindende Schaltleitung umfasst. Beide Leitungen sind rein digitaler Natur. Unter einer digitalen Leitung wird hier eine Leitung verstanden, über die ein lediglich zwei Pegel umfassendes Informationssignal übermittelt wird. Derartige Leitungen sind bekanntermaßen besonders störungsresistent , was ihren wesentlichen Vorteil gegenüber analogen Leitungen begründet, bei denen der Informationsgehalt des übermittelten Signals im kontinuierlichen Pegelverlauf liegt. Entsprechend lang kann das Leitungspaar zwischen der erfindungsgemäßen Wägezelle und ihrem Digitalmodul sein. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft aus bei Systemen, die eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darstellen und eine Mehrzahl von ersten Modulen umfassen, die mechanisch mit einer Wägeplattform verbunden sind und über jeweils ein Leitungspaar mit einem den ersten Modulen gemeinsamen, zweiten Modul verbunden sind. Aufgrund der Störungsresistenz der digitalen Leitungspaare muss beim Aufbau solcher Systeme nämlich auf die räumliche Verteilung der Wägezellen untereinander sowie zu ihrem gemeinsamen zweiten Modul zumindest unter elektronischen und steuertechnischen Aspekten keine Rücksicht genommen werden.Comparator pulse line and a switching line connecting the switching control means and the switch comprises. Both lines are purely digital in nature. A digital line is understood here to be a line via which an information signal comprising only two levels is transmitted. Such lines are known to be particularly resistant to interference, which explains their significant advantage over analog lines, in which the information content of the transmitted signal is in the continuous level profile. Correspondingly long, the line pair between the load cell and be your digital module. This has a particularly advantageous effect in systems which represent a preferred development of the invention and comprise a plurality of first modules which are mechanically connected to a weighing platform and are each connected via a line pair to a second module common to the first modules. Because of the interference resistance of the digital line pairs, in the construction of such systems, the spatial distribution of the load cells with one another and their common second module must at least be taken into account, at least under electronic and tax-technical aspects.
Mithilfe der vorliegenden Erfindung kann auch das oben diskutierte Problem der Synchronisierung einer Mehrzahl von Wägezellen auf einfache Weise gelöst werden. Bei einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Ausgabe eines Schaltsignals, welches das Anlegen des Arbeitspegels des Referenzsignals an den Integrator veranlasst, von dem gemeinsamen zweiten Modul an die ersten Module gleichzeitig auf allen Schaltleitungen erfolgt. Unabhängig vom speziellen Aufbau der funktionalen Elemente des gemeinsamen zweiten Moduls ist eine Synchronisierung der Schaltleitungen bzw. der über die Schaltleitungen ausgegebenen Schaltsignale problemlos möglich. Es ist daher kein separates Synchronisierungssignal für sämtliche Wägezellen erforderlich; vielmehr wird das die jeweilige Abintegrationsphase unmittelbar auslösende Schaltsignal von dem gemeinsamen zweiten Modul an allen ersten Module ausgegeben. Im Rahmen der bisherigen Erläuterungen wurden unterschiedliche funktionale Elemente des zweiten Moduls mit unterschiedlichen Bezeichnungen versehen. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass dies nicht notwendig impliziert, dass derartige funktional getrennte Einheiten baulich getrennten Einheiten entsprechen. Vielmehr ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, sämtliche funktionale Elemente des zweiten Moduls in einem Mikroprozessor zu realisieren. Die Realisierung innerhalb des Mikroprozessors erfolgt durch eine geeignete Kombination von Hardware und Software, die sich der Fachmann im Lichte der hiesigen Offenbarung anhand seines Fachwissens leicht erschließen kann. Die Realisierung des zweiten Moduls als ein einzelner Mikroprozessor gilt insbesondere auch für diejenigen Ausführungsformen, bei denen mehrere erste Module ein gemeinsames zweites Modul nutzen. Es ist offensichtlich, dass ein als gemeinsames zweites Modul fungierender Mikroprozessor eine geeignete Anzahl an Eingängen haben muss, die über Leitungspaare mit den jeweils zugeordneten ersten Modulen verbunden.By means of the present invention, the problem discussed above of synchronizing a plurality of load cells can also be solved in a simple manner. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that an output of a switching signal, which causes the application of the operating level of the reference signal to the integrator, takes place simultaneously from the common second module to the first modules on all switching lines. Regardless of the specific structure of the functional elements of the common second module, it is possible to easily synchronize the switching lines or the switching signals output via the switching lines. Therefore, no separate synchronization signal is required for all load cells; Rather, the respective Abintegrationsphase immediately triggering switching signal is output from the common second module on all first modules. In the context of the previous explanations, different functional elements of the second module have been given different names. It should be noted at this point that this does not necessarily imply that such functionally separate units correspond to structurally separate units. Rather, it is provided in an advantageous development of the invention to realize all the functional elements of the second module in a microprocessor. Implementation within the microprocessor is accomplished by a suitable combination of hardware and software that the skilled artisan can readily access in the light of the disclosure herein based on his expertise. The implementation of the second module as a single microprocessor is especially true for those embodiments in which a plurality of first modules share a common second module. It is obvious that a microprocessor acting as a common second module must have a suitable number of inputs connected via line pairs to the respectively associated first modules.
Bei einer solchen Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn in dem Mikroprozessor ein Zähler und für jedes angeschlossene erste Modul ein mit dem Zählwertausgang gekoppeltes Register vorgesehen ist, dessen dem Zählerstand zum Zeitpunkt der Pulsflanke des zugeordnetenIn such an embodiment, it is particularly advantageous if a counter is provided in the microprocessor and, for each connected first module, a register coupled to the count output, whose count corresponds to the count at the time of the pulse edge of the associated clock
Komparatorpulssignals entsprechender Inhalt bei einer von der Pulsflanke veranlassten Änderung des zugeordneten Schaltsignals festgehalten und als Maß für das Sensorsignal des zugeordneten Sensors ausgelesen wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass es nicht erforderlich ist, zur Bestimmung der Dauer des Messintervalls für jede Wägezelle einen separaten Zähler vorzusehen, der von dem Komparatorpulssignal und dem Schaltsignal gestartet bzw. gestoppt wird. Vielmehr ist es hinreichend und unter dem Aspekt des Prozessor-Layouts vorteilhaft, nur einen Zähler vorzusehen, der seinen jeweiligen Zählerstand synchron in Register einspeist, von denen jeweils eines einem ersten Moduls zugeordnet ist. Beim Null-Setzen des Zählers wird das Schaltsignal gesetzt und über die Schaltleitung zum Schalter übermittel, der den Arbeitspegel des Referenzsignals an den Integrator anlegt. Danach läuft der Zähler hoch, wobei sein Zählerstand jeweils in die Register eingeschrieben wird. Am Ende der Abintegrationsphase, die in der Regel für jede der Wägezellen entsprechend der jeweils eingeleiteten Kraft zu einem anderen Zeitpunkt endet, erzeugt das Komparatorpulssignal eine Änderung des Schaltsignals, die den Wert des jeweils zugeordneten Registers kurzfristig einfriert, so dass dieser Wert als Maß für den Sensorwert der jeweils zugeordneten Wägezelle ausgelesen werden kann. Liegen die entsprechende Werte sämtlicher Wägezellen vor, kann der Mikroprozessor eine geeignete Kombination der Einzelwerte zur Berechnung des Gesamtwägewertes vornehmen.Comparative pulse signal corresponding content at a caused by the pulse edge change of the associated switching signal is retained and read out as a measure of the sensor signal of the associated sensor. In other words, this means that it is not required for determination the duration of the measurement interval for each load cell to provide a separate counter, which is started or stopped by the comparator pulse signal and the switching signal. Rather, it is sufficient and advantageous under the aspect of the processor layout to provide only one counter, which feeds its respective counter reading synchronously into registers, one of which is assigned to a first module. When zeroing the counter, the switching signal is set and transmitted via the switching line to the switch, which applies the working level of the reference signal to the integrator. Thereafter, the counter runs high, with its count is written to each of the registers. At the end of the Abintegrationsphase, which usually ends for each of the load cells according to the respectively introduced force at another time, the comparator pulse signal generates a change of the switching signal, which freezes the value of the respective associated register in the short term, so that this value as a measure of the Sensor value of each associated load cell can be read. If the corresponding values of all load cells are available, the microprocessor can make a suitable combination of the individual values for calculating the total weight value.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen . Kurzbeschreibung der ZeichnungenFurther features and advantages of the invention will become apparent from the following specific description and the drawings. Brief description of the drawings
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Figur 1 : ein Schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausführungs form der Erfindung;Figure 1 is a schematic block diagram of a first embodiment of the invention;
Figur 2 : ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;Figure 2 is a schematic block diagram of a second embodiment of the invention;
Figur 3 : ein schematisches Timing-Diagramm zurFigure 3: a schematic timing diagram for
Illustration der Funktion der vorliegenden Erfindung.Illustration of the function of the present invention.
Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of preferred embodiments
Figur 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der gezeigten Ausführungsform sind drei Wägezellen 1, 2, 3, mit einem gemeinsam genutzten Digitalmodul 4 verbunden. Die Anzahl der Wägezellen ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. Insbesondere können mehr, weniger oder auch nur eine einzelne Wägezelle realisiert sein. Typischerweise sind die Wägezellen 1, 2, 3 mechanisch mit einer Wägeplattform verbunden, die ein zu wiegendes Objekt aufnimmt. Nachfolgend sollen nur die Einzelheiten der Wägezellen 1 diskutiert werden, die im Wesentlichen baugleich mit den übrigen Wägezellen 2, 3 ist, sodass eine Übertragung für den Fachmann einfach ist, zumal einander entsprechende Bezugszeichen einander entsprechende Bauteile bezeichnen. Über einen Widerstand 10, der mit dem Ausgang eines in Figur 1 nicht dargestellten Kraftaufnehmers verbunden ist, wird ein der in den Kraftaufnehmer eingeleiteten Gewichtskraft eines zu wiegenden Objektes entsprechender Strom in den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers eingeleitet. Der Operationsverstärker 12 ist als ein Integrator geschaltet, d.h. sein Ausgang ist über einen Kondensator 14 zu dem invertierenden Eingang rückgekoppelt. Dieser ist zusätzlich über einen Widerstand 16 und einen Schalter 18 mit einer nicht näher dargestellten Referenzspannungsquelle verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Verbindung mittels des Schalters 18 zwischen einem schwebendem Zustand und einem mit einem Referenzpotential verbundenen Zustand schaltbar. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Schalter 18 auch zwischen zwei unterschiedlichen Pegeln eines Referenzsignals hin und herschalten. Dem Ausgang des Operationsverstärkers 12 nachgeschaltet ist ein Komparator 20, der das von dem Integrator gelieferte Signal INTl mit einem Schwellenwert (hier dem Massepotential) vergleicht und bei Erreichen des Schwellenwertes eine Pulsflanke eines Komparatorpulssignals KIPl auf eine Komparatorpulsleitung 22 ausgibt, das in ein Digitalmodul 4 eingeleitet wird. Das Digitalmodul 4 ist vorzugsweise als ein Mikroprozessor ausgebildet. In der Darstellung von Figur 1 sind zwei der in dem Mikroprozessor realisierten Funktionalitäten, nämlich die Schaltsteuermittel 28, die den Schalter 18 ansteuern, und ein Zähler 32 separat dargestellt. Die Darstellung der Schaltsteuermittel 28 erfolgt gemäß der Funktionalität eines getakteten Flipflops, wobei eine vergleichbare Funktionalität jedoch auch mit anderen Bauteilen und insbesondere bei Integration der Schaltsteuermittel in den Mikroprozessor erreicht werden kann. In Abhängigkeit von dem Komparatorpulssignal KIPl und einem das Null-Setzen des Zählers 32 anzeigenden Ausgangssignal des Zählers 32 erzeugen die Schaltsteuermittel 28, deren Ausgang mit einer Schaltleitung 30 verbunden sind, ein Schaltsignal AOPl, welches den Schalter 18 ansteuert. Eine derartige, digitale Wägevorrichtung ist grundsätzlich bekannt, sodass die Einzelheiten der Schalteransteuerung und der Digitalwertermittlung hier nicht vertieft ausgeführt werden müssen. Insbesondere das bevorzugt angewandte Mehrfachrampenverfahren zur Digitalisierung eines analogen Messwertes, das vorzugsweise im Rahmen der Erfindung eingesetzt wird, ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt.Figure 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of the present invention. In the illustrated embodiment, three load cells 1, 2, 3 are connected to a shared digital module 4. The number of load cells is not essential to the present invention. In particular, more, less or even a single load cell can be realized. Typically, the load cells 1, 2, 3 are mechanically connected to a weighing platform which receives an object to be weighed. Below, only the details of the load cells 1 will be discussed, which is substantially identical to the other load cells 2, 3, so that a transmission for the expert is easy, especially as corresponding reference numerals designate corresponding components. Via a resistor 10, which is connected to the output of a force transducer, not shown in Figure 1, one of the introduced into the force transducer weight force of an object to be weighed corresponding current is introduced into the inverting input of an operational amplifier. The operational amplifier 12 is connected as an integrator, ie its output is fed back via a capacitor 14 to the inverting input. This is additionally connected via a resistor 16 and a switch 18 to a reference voltage source, not shown. In the illustrated embodiment, the connection is switchable by means of the switch 18 between a floating state and a state connected to a reference potential. In alternative embodiments, the switch 18 may also toggle between two different levels of a reference signal. Connected downstream of the output of the operational amplifier 12 is a comparator 20, which compares the signal INTl supplied by the integrator with a threshold value (here the ground potential) and outputs a pulse edge of a comparator pulse signal KIP1 on a comparator pulse line 22 when the threshold value is reached, which is introduced into a digital module 4 becomes. The digital module 4 is preferably designed as a microprocessor. In the illustration of Figure 1, two of the implemented in the microprocessor functionalities, namely the switching control means 28, which drive the switch 18, and a counter 32 are shown separately. The representation of the switching control means 28 takes place in accordance with the functionality of a clocked flip-flop, but a comparable functionality with other components and in particular with integration of Switching control means can be achieved in the microprocessor. In response to the comparator pulse signal KIPl and a zero setting of the counter 32 indicative output of the counter 32, the switching control means 28, the output of which are connected to a switching line 30, generate a switching signal AOPl, which controls the switch 18. Such a digital weighing device is basically known, so that the details of the switch control and the digital value determination need not be carried out in depth here. In particular, the preferably used multiple ramp method for digitizing an analog measured value, which is preferably used within the scope of the invention, is known in principle to the person skilled in the art.
Figur 3 zeigt ein Timing-Diagramm, welches schematisch die das Integratorsignale INTl, INT2 , INT3 , dieFIG. 3 shows a timing diagram, which schematically shows the integrator signals INT1, INT2, INT3, the
Komparatorpulssignale KIPl, KIP2, KIP3 und die Schaltsignale AOPl, AOP2, AOP3 einer drei Wägezellen umfassenden Wägevorrichtung als fette Linien darstellt. Nachfolgend sollen die Signale INTl, KIPl und AOPl, die zu einer ersten Wägezelle gehören, erläutert werden. Die übrigen in Figur 3 gezeigten Signale sind entsprechend zu verstehen. Während einer Aufintegrationsphase Iup, während derer das Schaltsignal AOPl einen LO-Pegel aufweist und der Schalter 18 geöffnet ist, liegt nur das Messsignal an dem Operationsverstärker 12 an. Das Integratorsignal INT erhöht sich entsprechend. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit endet die Aufintegrationsphase Iup und der Zähler 32 wird auf Null gesetzt und gestartet. Dabei wird ein Setz-Signal an den Setz-Eingang des Flipflops 28 gesendet, der hierdurch gesetzt wird, d.h. sein Ausgangssignal, das Schaltsignal AOPl geht auf HI-Pegel sodass der Schalter 18 geschlossen wird und die im Kondensator 14 akkumulierte Ladung abgebaut wird. Das Integratorsignal INTl fällt entsprechend. Die Zeitspanne, die erforderlich ist, um das Integratorsignal INTl unter einen vorgegebenen Schwellenwert zu senken und während derer der Zähler 32 hochzählt, ist repräsentativ für die zuvor aufintegrierte Ladung und somit für das Messsignal. Das Erreichen des Schwellenwertes wird von dem Komparator 20 durch Ausgabe einer Pulsflanke des Komparatorpulssignals KIPl signalisiert. Diese Pulsflanke setzt den Flipflop 28 zurück, sodass sein Ausgangssignal , das Schaltsignal AOPl wieder auf LO-Pegel geht. Dieser Übergang stoppt den Zähler 32. Die Dauer dieses Abintegrations- oder Messintervalls Im kann somit am nicht gesondert dargestellten Zählwertausgang des Zählers 32 abgelesen werden. Man beachte, dass das in Figur 3 dargestellte Timing-Diagramm nur eine Variante möglicher Ansteuerungen der A/D-Wandlung darstellt. Andere Varianten können von der vorliegenden Erfindung profitieren. Wesentlich ist, dass ein für das Messsignal repräsentatives Zeitintervall mittels der von dem Komparator 20 erzeugten Pulsflanke und dem Schaltsignal AOPl bzw. einem diesem vorgelagerten Steuersignal ermittelt werden kann. Entsprechend sind die übrigen in Figur 3 gezeigten Signale zu verstehen, wobei INT2 , KIP2 und AOP2 den Fall eines kleineren und INT3 , KIP3 und A0P3 den Falle eines größeren Wägewertes der zugeordneten Wägezelle illustrieren.Comparator pulse signals KIP1, KIP2, KIP3 and the switching signals AOP1, AOP2, AOP3 of a weighing device comprising three load cells as bold lines. In the following, the signals INT1, KIP1 and AOP1 belonging to a first load cell will be explained. The other signals shown in Figure 3 are to be understood accordingly. During an integration phase Iup, during which the switching signal AOP1 has an LO level and the switch 18 is open, only the measuring signal is present at the operational amplifier 12. The integrator signal INT increases accordingly. After a predetermined time has elapsed, the integration phase Iup ends and the counter 32 is set to zero and started. In this case, a set signal is sent to the set input of the flip-flop 28, which is thereby set, ie its output, the switching signal AOPL goes at HI level so that the switch 18 is closed and the charge accumulated in the capacitor 14 is dissipated. The integrator signal INTl falls accordingly. The period of time required to lower the integrator signal INT1 below a predetermined threshold and during which the counter 32 counts up is representative of the previously integrated charge and thus of the measurement signal. The reaching of the threshold value is signaled by the comparator 20 by outputting a pulse edge of the comparator pulse signal KIP1. This pulse edge resets the flip-flop 28, so that its output signal, the switching signal AOPl goes back to LO level. This transition stops the counter 32. The duration of this Abintegrations- or measuring interval Im can thus be read on not separately illustrated count output of the counter 32. It should be noted that the timing diagram shown in FIG. 3 represents only a variant of possible actuations of the A / D conversion. Other variants may benefit from the present invention. It is essential that a time interval representative of the measurement signal can be determined by means of the pulse edge generated by the comparator 20 and the switching signal AOP1 or a control signal preceding it. Accordingly, the other signals shown in Figure 3 are to be understood, where INT2, KIP2 and AOP2 illustrate the case of a smaller and INT3, KIP3 and A0P3 the case of a larger weighing value of the associated load cell.
Aus Figur 1 ist deutlich erkennbar, dass die Verbindung zwischen den Wägezellen 1, 2, 3 und dem gemeinsamen Digitalmodul 4 auf jeweils ein digitales Leitungspaar, jeweils bestehend aus der Komparatorpulsleitung 22 und der Schaltleitung 30, reduziert ist. Der räumliche Abstand zwischen den Wägezellen, 1, 2, 3 und dem Digitalmodul 4 kann somit nahezu beliebig groß gestaltet werden, was die Flexibilität bei komplexen Aufbauten erheblich erhöht.From Figure 1 it can be clearly seen that the connection between the load cells 1, 2, 3 and the common digital module 4 to each one digital line pair, each consisting of the comparator pulse line 22 and the Switching line 30, is reduced. The spatial distance between the load cells, 1, 2, 3 and the digital module 4 can thus be made almost arbitrarily large, which significantly increases the flexibility of complex structures.
Figur 2 zeigt im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie Figur 1, wobei jedoch das Digitalmodul auf besonders vorteilhafte Weise organisiert ist. Nachfolgend soll nur auf die Unterschiede zu der Ausführungsform von Figur 1 eingegangen werden. Anstelle der Realisierung eines eigenen Zählers für jede Wägezelle 1, 2, 3 wird nur ein für alle Wägezellen 1, 2, 3 zuständiger Zähler realisiert, der Zählwertausgang des Zählers 32 ist mit den Messzellen jeweils zugeordneten Registern verbunden. Das Setz-Signal beim Null-Setzen des Zählers 32 in Figur 2 erfolgt simultan für sämtliche Schaltsteuermittel bzw. Flipflops 28. Die Abintegrationsphase beginnt daher in jeder Messstelle 1, 2, 3 gleichzeitig. In der Regel wird die Abintegrationsphase in den einzelnen Wägezellen 1, 2, 3 gemäß den unterschiedlichen Messsignalen der Wägezellen 1, 2, 3 zu unterschiedlichen Zeitpunkten enden. Zu diesen unterschiedlichen Zeitpunkten wird von dem jeweils zugeordneten Komparator die Pulsflanke erzeugt, die die zugeordneten Schaltsteuermittel 28 rücksetzt, wodurch das zugeordnete Schaltsignal wieder auf LO-Pegel geht. Dieser Übergang latcht das zugeordnetes Register 34, welches mit dem Zählwertausgang des zugeordneten Zählers 32 verbunden ist. Dies bedeutet, dass der Inhalt des Registers 34 während der Abintegrationsphase dem jeweils aktuellen Zählerwert des Zählers 32 entspricht und bei Beendigung der Abintegrationsphase eingefroren wird. Das Register 34 kann dann ausgelesen und der ausgelesene Wert geeignet weiterverarbeitet werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass ohne besondere Synchronisierungsmaßnahmen alle Wägezellen 1, 2, 3 synchron messen und die jeweiligen Messergebnisse in dem Digitalmodul weiterverarbeitet und insbesondere zu einem Gesamtwägewert kombiniert werden können.Figure 2 shows substantially the same structure as Figure 1, but with the digital module being organized in a particularly advantageous manner. In the following, only the differences from the embodiment of FIG. 1 will be discussed. Instead of the realization of a separate counter for each load cell 1, 2, 3, only one counter for all load cells 1, 2, 3 is realized, the count value output of the counter 32 is connected to the measuring cells respectively assigned registers. The set signal when zeroing the counter 32 in Figure 2 takes place simultaneously for all switching control means or flip-flops 28. The Abintegrationsphase therefore begins in each measuring point 1, 2, 3 simultaneously. In general, the Abintegrationsphase in the individual load cells 1, 2, 3 according to the different measurement signals of the load cells 1, 2, 3 end at different times. At these different points in time, the respective associated comparator generates the pulse edge which resets the associated switching control means 28, as a result of which the associated switching signal again goes to the LO level. This transition latches the associated register 34, which is connected to the count output of the associated counter 32. This means that the content of the register 34 during the Abintegrationsphase corresponds to the current counter value of the counter 32 and is frozen at the completion of the Abintegrationsphase. The register 34 can then be read out and the read value suitable be further processed. In this way, it is achieved that without special synchronization measures all load cells 1, 2, 3 synchronously measure and the respective measurement results in the digital module further processed and can be combined in particular to a total value of weight.
Natürlich stellen die in den Figuren gezeigten und in der speziellen Beschreibung diskutierten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann der hiesigen Offenbarung ein breites Variationsspektrum anhand gegeben. Insbesondere kann das Timing der Ansteuerung der einzelnen Komponenten je nach Einzelfall variieren. Auch können einzelne Elemente oder Elementengruppen durch im Wesentlichen entsprechend arbeitende Elementengruppen ersetzt werden. Das Digitalmodul 4 ist bevorzugt als ein Mikroprozessor mit mehreren Eingängen ausgebildet, wobei die konkret realisierte Logik durch eine Kombination seiner Hardware und Software erreicht wird. Of course, the embodiments shown in the figures and discussed in the specific description represent only illustrative embodiments of the present invention. Those skilled in the art of the present disclosure will be presented a wide variety of spectra. In particular, the timing of the control of the individual components may vary depending on the individual case. Also, individual elements or element groups can be replaced by essentially correspondingly working element groups. The digital module 4 is preferably designed as a microprocessor with multiple inputs, wherein the concrete realized logic is achieved by a combination of its hardware and software.
Bezugs zeichenlisteReference sign list
1 Wägezelle1 load cell
2 Wägezelle2 load cell
3 Wägezelle3 load cell
4 Digitalmodul 10 Widerstand4 digital module 10 resistor
12 Operationsverstärker12 operational amplifiers
14 Kondensator14 capacitor
16 Widerstand16 resistance
18 Schalter18 switches
20 Komparator20 comparator
22 Komparatorpulsleitung22 comparator pulse line
28 SchaltSteuereinrichtung/Flipflop28 switching control device / flip-flop
30 Schaltleitung30 switching line
32 Zeitmessmittel/Zähler32 timer / counter
34 Register34 registers
INTl IntegratorsignalINTl integrator signal
INT2 IntegratorsignalINT2 integrator signal
INT3 IntegratorsignalINT3 integrator signal
KIPl KomparatorpulssignalKIPl comparator pulse signal
KIP2 KomparatorpulssignalKIP2 comparator pulse signal
KIP3 KomparatorpulssignalKIP3 comparator pulse signal
AOPl SchaltsignalAOPl switching signal
AOP2 SchaltsignalAOP2 switching signal
AOP3 SchaltsignalAOP3 switching signal
Iup AufintegrationsphaseIup integration phase
Im Messintervall In the measuring interval

Claims

Patentansprüche claims
1. Digitale Wägevorrichtung, umfassend einen Kraftaufnehmer, der ein einer eingeleiteten Kraft entsprechendes, analoges Sensorsignal erzeugt, einen Integrator (12 , 14), der das Sensorsignal als bei Betrieb dauerhaft an ihn angelegtes Messsignal sowie einen zeitweise an ihn angelegten Arbeitspegel eines Referenzsignals integriert, einen dem Integrator nachgeschalteten Komparator (20) , der ein Integrator-Ausgangssignal mit einem Schwellenwert vergleicht und bei Erreichen des Schwellenwertes jeweils eine Pulsflanke eines Pulssignals auf einer Komparatorpulsleitung (22) erzeugt,1. A digital weighing device comprising a force transducer that generates an analog sensor signal corresponding to an applied force, an integrator (12, 14) integrating the sensor signal as a measurement signal permanently applied to it during operation and a working level of a reference signal applied thereto at times; a comparator (20) connected downstream of the integrator, which compares an integrator output signal with a threshold value and generates a pulse edge of a pulse signal on a comparator pulse line (22) when the threshold value is reached,
Schaltsteuermittel (28) , die in Abhängigkeit von dem Pulssignal einen Schalter (18) zum zeitweise Anlegen des Arbeitspegels des Referenzsignals an den Integrator (12, 14) ansteuern, sowie Wertbestimmungsmittel, die auf Basis einer von Zeitbestimmungsmitteln (32) erfassten Dauer derjenigen Intervalle, während derer der Arbeitspegel des Referenzsignals an den Integrator (12, 14) angelegt ist, das Sensorsignal repräsentierende Wägewerte bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftaufnehmer, der Integrator (12, 14), der Komparator (20) und der Schalter (18) in einem ersten Modul (1, 2, 3) zusammengefasst sind und dass die Schaltsteuermittel (28), die Zeitbestimmungsmittel (32) und die Wertbestimmungsmittel in einem zweiten, separaten Modul (4) zusammengefasst sind.Switch control means (28) responsive to the pulse signal driving a switch (18) for temporarily applying the working level of the reference signal to the integrator (12, 14), and value determining means based on a duration of those intervals detected by time determining means (32); during which the working level of the reference signal is applied to the integrator (12, 14), determine the weighing values representing the sensor signal, characterized in that the force transducer, the integrator (12, 14), the comparator (20) and the switch (18) in a first module (1, 2, 3) are summarized and that the Shift control means (28), the time determining means (32) and the value determining means are combined in a second, separate module (4).
2. Wägevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul (4) als ein Mikroprozessor ausgebildet ist.2. Weighing device according to claim 1, characterized in that the second module (4) is designed as a microprocessor.
3. Wägevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modul (1, 2, 3) und das zweite Modul (4) steuertechnisch nur über ein Leitungspaar (22, 30) verbunden sind, welches die Komparatorpulsleitung (22) und eine die Schaltsteuermittel (28) und den Schalter (18) verbindende Schaltleitung (30) umfasst.3. weighing device according to one of the preceding claims, characterized in that the first module (1, 2, 3) and the second module (4) tax technically only via a line pair (22, 30) are connected, which the comparator pulse line (22) and a switching line (30) connecting the switching control means (28) and the switch (18).
4. Wägevorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl erster Module (1, 2, 3) mechanisch mit einer Wägeplattform verbunden und über jeweils ein Leitungspaar (22, 30) mit einem den ersten Modulen (1, 2, 3) gemeinsamen, zweiten Modul (4) verbunden sind.4. Weighing device according to claim 3, characterized in that a plurality of first modules (1, 2, 3) mechanically connected to a weighing platform and via in each case a line pair (22, 30) with one of the first modules (1, 2, 3) common , second module (4) are connected.
5. Wägevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgabe eines Schaltsignals, welches das Anlegen des Arbeitspegels des Referenzsignals an den Integrator (12, 14) veranlasst, von dem gemeinsamen zweiten Modul (4) an die ersten Module (1, 2, 3) gleichzeitig auf allen Schaltleitungen (30) erfolgt. Wägevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5 soweit rückbezogen auf Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mikroprozessor ein Zähler (32) und für jedes angeschlossene erste Modul (1, 2, 3) ein mit dem Zählwertausgang gekoppeltes Register (34) vorgesehen ist, dessen dem Zählerstand zum Zeitpunkt der Pulsflanke des zugeordneten Komparatorpulssignals entsprechender Inhalt bei einer von der Pulsflanke veranlassten Änderung des zugeordneten Schaltsignals festgehalten und als Maß für das Sensorsignal des zugeordneten Sensors ausgelesen wird. 5. Weighing device according to claim 4, characterized in that an output of a switching signal, which causes the application of the working level of the reference signal to the integrator (12, 14), from the common second module (4) to the first modules (1, 2, 3) takes place simultaneously on all switching lines (30). Weighing device according to one of claims 4 to 5 as far as dependent on claim 2, characterized in that in the microprocessor, a counter (32) and for each connected first module (1, 2, 3) is provided with the Zählwertausgang a register (34) is provided whose content corresponding to the count at the time of the pulse edge of the associated comparator pulse signal is recorded at a change of the associated switching signal initiated by the pulse edge and read out as a measure of the sensor signal of the associated sensor.
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