CH670508A5

CH670508A5 -

Info

Publication number: CH670508A5
Application number: CH2095/86A
Authority: CH
Inventors: Arthur Baumann
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1986-05-23
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1989-06-15
Also published as: DE3714540C2; US4858161A; DE3714540A1; JPS62280623A; JPH0718739B2

Description

BESCHREIBUNG io Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Kalibrierung einer elektronischen Waage, bei dem von der Auswerteschaltung des Wägesystems bzw. einem Mikroprozessor Änderungen von das Wägeergebnis beeinflussenden Parametern erfasst und verarbeitet werden.

ls Änderungen solcher Parameter oder Störgrössen, wie der Temperatur, des Luftdruckes, die Alterung von Bauteilen usw. bewirken bei hochauflösenden Waagen, dass das aufgelegte Gewicht nicht mehr mit dem angezeigten übereinstimmt. Eine periodische Kalibrierung der Waage ist deshalb 20 unumgänglich.

Fehlerkompesationsverfahren für elektronische hochauflösende Waagen sind bekannt und auch schon beschrieben worden.

Aus der DE-Al 3 106 534 ist bekannt, den als Störgrösse 25 wirkenden aktuellen Luftdruck zu erfassen und den erfassten Wert bei der elektronischen Auswertung des Wägewertes laufend zu berücksichtigen.

Es ist auch ein Kompensationsverfahren für Messgeräte bekannt (CH-PS 624 773), bei dem Korrekturwerte mehrerer 30 Bauelemente, die das Messergebnis beeinflussen können, erfasst und registriert werden. Ausserdem werden Temperaturkoeffizienten und alterungsbedingte Änderungswerte auch bezüglich der Zeit seit dem Einsatz des Gerätes erfasst und bei der Berechnung des endgültigen Messergebnisses 35 durch den Computer berücksichtigt.

Diese bekannten Fehlerkompensationsverfahren benutzen Änderungswerte von das Messergebnis beeinflussenden Faktoren zur kontinuierlichen Korrektur des gerechneten Messergebnisses.

40 Ein anderes bekanntes Verfahren (EU-AI 0 044 707) umfasst eine automatische Neu-Kalibrierung, die immer dann ausgelöst wird, wenn eine bestimmte Zeit verstrichen ist oder eine gegebene Anzahl Wägungen vorgenommen wurde oder aber nach jeder Tarierung. Eine solche starre 45 Festlegung führt dazu, dass auch dann kalibriert wird, wenn es objektiv gar nicht erforderlich wäre, und bildet somit eine häufig unnötige Störung beim Wägen.

Bei all diesen Verfahren wird von Hand oder mittels eingebautem Mikroprozessor ein Kalibrierfaktor ermittelt, so welcher die Wägeresultate derart korrigiert, dass das angezeigte mit dem aufgelegten Gewicht übereinstimmt. Ein Nachteil bekannter Verfahren ist der zeitliche Zufall, mit dem diese Überprüfungen vorgenommen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Ver-55 fahren zu schaffen, welches ermöglicht, in Abhängigkeit der messtechnischen Vergangenheit sowie des Verlaufs von Störgrössen die Waage zu kalibrieren.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein Prüfprogramm in 60 durch den Verlauf der Parameter gesteuerten zeitlichen Abständen durchlaufen wird, welches die das Wägeergebnis beeinflussenden Parameter überwacht und den Parametern zugeordnete individuelle Grenzwerte überprüft und bei Nichterreichen der Grenzwerte eine Kalibrierung einleitet 65 und/oder anzeigt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Änderungen der berücksichtigten Parameter zum Kalibrieren dann herange

zogen werden, wenn im Mikroprozessor nach Durchlauf eines Prüfprogrammes eine Korrektur tatsächlich als notwendig erachtet wird, und wenn nicht gerade eine Wägung im Gange ist. Auf diese Weise können leicht auch Stör-grössen, wie z.B. Auswirkungen von Erschütterungen, die Neigung der Waage, etc., berücksichtigt werden, die eintreten, wenn keine Wägung stattfindet. Insbesondere können auch Störgrössen berücksichtigt werden, die zu einer direkten Verarbeitung im Messergebnis nicht geeignet sind.

Anhand von illustrierten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockdiagramm und

Figuren 2a bis 2c ein Flussdiagramm.

In der Darstellung nach Figur 1 sind im Block 1 beispielsweise drei zur Kalibrierung herangezogene Parameter, nämlich Temperatur T, Feuchtigkeit F und das Niveau N über der Zeit t aufgetragen. Der Block 2 enthält eine Uhr, der Block 3 einen nichtflüchtigen Speicher für die Speicherung der messtechnischen Vergangenheit der Waage, mit 4 wird die Waage, mit 5 eine Anzeige und als Block 6 ein Computer bezeichnet. Die Uhr (Block 2) und der Speicher (Block 3)

sind als Auslöser für eine Kalibrierung infolge der seit der letzten Kalibrierung verstrichenen Zeit sowie der messtechnischen Vergangenheit, der Block 1 als Auslöser für eine Warnung, dass die Daten der Waage infolge Umwelteinflüssen nicht mehr garantiert sind, zuständig.

Der Computer im Block 6 verarbeitet die ihm zugeführten Werte und löst die Kalibrierung der Waage aus und/oder veranlasst eine entsprechende optische oder akustische Anzeige.

Anhand eines Flussdiagramms (Figuren 2a bis 2c), das ein Programm «Autokalibrierung» darstellt, wie es im Computer gespeichert ist und durchlaufen wird, wird eine Kalibrierung näher erläutert:

Das Hauptprogramm springt zum Beispiel pro Sekunde einmal an den Anfang des Programmteils «Autokalibrierung». In der Programmstufe 1 wird vorerst die Position eines Schalters abgefragt, mit dem die Autokalibrierung einschaltbar ist. Steht der Schalter auf «Handkalibrierung»,

wird in der Anzeige 5 der Text «keine Autokalibrierung» eingeschaltet, und es erfolgt ein Rücksprung in das Hauptprogramm. Steht der Schalter auf «Autokalibrierung», wird in der Anzeige 5 der Text «Autokalibrierung» eingeschaltet und im Programm weitergefahren.

In der Programmstufe 2 erfolgt die Abfrage eines ersten Timers. Ist die ZeitTl noch nicht abgelaufen, erfolgt ein Rücksprung an den Anfang des Hauptprogrammes. Ist die Zeit Tl abgelaufen, springt das Programm weiter zur Programmstufe 3.

Die Zeit Tl ist eine variable Grösse, welche durch die messtechnische Vergangenheit, d.h. durch den oder die Kalibrierfaktoren der vorangegangenen Kalibrierungen, bestimmt wird. Zum Beispiel ist bei der letzten Kalibrierung ein Kalibrierfaktor (Skalierung) von 1,004 ermittelt worden. Eine neue Messung erbringt einen Kalibrierfaktor 1,006. Die Differenz (Abweichung) vom alten zum neuen Kalibrierfaktor ist somit 1,006-1,004 = 0,002 = A KF. Diese Differenz A KF wird nun zur Bestimmung der nächsten voraussichtlichen Kalibrierzeit (Datum) benutzt.

Die ZeitTl wirdsomit:Tl = 1/AKF-C(C sei eine Konstante). Bei einer grösseren Abweichung des Kalibrierfaktors wird die Zeit Tl folglich verkürzt und bei einer kleineren Abweichung verlängert.

Der im Beispiel erwähnte Zusammenhang zwischen Abweichung (A KF) und Zeit Tl ist nicht zwingend ; dieser kann waagenspezifisch jeweils neu bestimmt werden.

Die ZeitTl kann aus einer beliebigen, sinnvollen Funk-

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tion der Abweichung (A KF) ermittelt werden, z.B. Tl = f (A KF).

In der Programmstufe 3 wird ein weiterer Timer abgefragt. Ist die Zeit T2 abgelaufen, wird der Text «BITTE KALIBRIEREN» zur Anzeige gebracht. Anschliessend erfolgt Rücksprung an den Anfang des Hauptprogramms. Ist die Zeit T2 noch nicht abgelaufen, springt das Programm weiter zur Programmstufe 4.

Die Zeit T2 ist grösser als die Zeit T1.

Während der Zeit T2 können Kalibrierungen durch das Programm ausgelöst werden. Gelingt es dem Programm nicht, innerhalb dieser Zeitspanne zu kalibrieren, so wird der Benutzer über die Anzeige aufgefordert, die Waage von Hand ausgelöst zu kalibrieren (Anzeige: «BITTE KALIBIEREN»). Die ZeitT2 ist eine Funktion der Zeit Tl. Im einfachsten Fall wird zur Zeit Tl eine konstante Zeit hinzuad-diert:T2 = Tl + M.

Es sind auch andere Funktionen denkbar.

In der Programmstufe 4 wird ein weiterer Timer (T3) abgefragt (zur Erläuterung von T3 siehe Stufe 11 ). Ist die Zeit T3 nicht abgelaufen, erfolgt ein Rücksprung ins Hauptprogramm, d.h. an den Anfang des Hauptprogrammes.

Ist die ZeitT3 abgelaufen, springt das Programm zur Programmstufe 5. In dieser wird geprüft, ob nach dem Einschalten des Gerätes eine genügend lange Aufwärmezeit abgewartet wurde. Ist dies nicht der Fall, erfolgt Rücksprung ins Hauptprogramm. Ist die Bedingung erfüllt, springt das Programm zur Programmstufe 6.

In dieser wird geprüft, ob der Temperaturgradient des Temperaturmesssystems in positiver oder negativer Richtung eine vorausbestimmte Grösse (Grenzwert) nicht übersteigt. Dies verhindert, dass während eines starken Temperaturanstieges oder Temperaturabfalles kalibriert wird. Ist diese Bedingung erfüllt, springt das Programm weiter zur Programmstufe 7.

In den Programmstufen 7, 8 und 9 werden analog zur Programmstufe 6 (Temperatur) verschiedene, die Kalibrierung beeinflussende Grössen (Parameter; siehe Block 1 in Fig. 1), auf Grenzwerte geprüft. Ist bei einer dieser Programmstufen der Einfluss auf die Kalibrierung zu gross, erfolgt ein Rücksprung ins Hauptprogramm. Sind alle Bedingungen erfüllt (Messwerte kleiner als Grenzwert), springt das Programm zur Programmstufe 10.

In der Programmstufe 10 wird geprüft, ob in den nächsten y Sekunden (variable Grösse) eine Wägung unwahrscheinlich ist. Ein weiteres Programm beobachtet zu diesem Zwecke die Messresultate der letzten x Minuten (variable Grösse). Ist die Waage während dieser letzten x Minuten nicht benützt worden, d.h. es wurden keine Bewegungen auf der Waagschale beobachtet, so kann angenommen werden, dass in den nächsten y Sekunden keine Wägungen vorgenommen werden.

Wurde die Waagschale in den letzten x Minuten bewegt, erfolgt ein Rücksprung ins Hauptprogramm. Andernfalls wird der Kalibriervorgang gestartet.

In der Programmstufe 11 wird geprüft, ob die Kalibrierung durchgeführt werden konnte. Ist dies nicht der Fall, wird der Vorgang abgebrochen und ein auf die Zeit T3 einstellbarer Timer gestartet. Anschliessend erfoglt ein Rücksprung ins Hauptprogramm.

Dieser Timer verhindert, dass im nächsten Programmdurchlauf sogleich wieder ein Kalibriervorgang gestartet wird. Dies kann erst wieder erfolgen, wenn die ZeitT3 (z.B. 10 Minuten) abgelaufen ist. Konnte die Kalibrierung durchgeführt werden, springt das Programm zur Programmstufe 12.

In dieser wird geprüft, ob der Betrag der Differenz zwischen neuem und altem Kalibrierfaktor (A KF) eine voraus3

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bestimmte Grösse (Grenzwert) nicht überschreitet. Wird der Grenzwert überschritten, so erscheint eine Fehleranzeige «Waage nicht kalibriert». Anschliessend erfolgt ein Rücksprung ins Hauptprogramm.

Wenn nämlich die Differenz zwischen dem alten und dem neuen Kalibrierfaktor (A KF) überschritten wird, so deutet dies auf eine unzulässig grosse Veränderung einer der Stör-grössen hin, welche eine Selbstkalibrierung der Waage möglicherweise ausschliesst. Mit dem erneuten Durchlauf des Hauptprogrammes kann dann die Störung eruiert werden.

In gewissen Fällen kann es sinnvoll sein, anzuzeigen, dass z.B. die Temperatur, Feuchtigkeit, ect. sich zeitlich zu schnell ändert und somit keine garantierten Wägedaten zu erwarten sind.

Ist die Änderung (A KF) kleiner als die vorgegebene

Limite, so werden gemäss den weiter oben beschriebenen Regeln die Zeiten Tl und T2 berechnet. Anschliessend werden die Zeit und das Datum der letzten und der voraussichtlich nächsten Kalibrierung zur Anzeige gebracht. Zum 5 Schluss werden der Kalibrierfaktor und andere interessierende Grössen (Temperatur, Temperaturgradient, Feuchte, Niveau, Zeit, Datum, ect.) tabellarisch in einem nichtflüchtigen Speicher (Block 3) abgelegt.

Kann die Waage einmal nicht kalibriert werden, so kann io aus dem nichtflüchtigen Speicher (Block 3) die messtechnische Vergangenheit (A KF, etc.) ausgelesen werden. Aus dieser Vergangenheit können dann eventuell Rückschlüsse über den Ausfall gezogen werden.

Daran anschliessend erfolgt wieder ein Rücksprung an den 15 Anfang des Hauptprogrammes.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

670508 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur automatischen Kalibrierung einer elektronischen Waage, bei dem von der Auswerteschaltung des Wägesystems bzw. einem Mikroprossor Änderungen von das Wägeergebnis beeinflussenden Parametern erfasst und verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prüfprogramm in durch den Verlauf der Parameter gesteuerten zeitlichen Abständen durchlaufen wird, welches die das Wägeergebnis beeinflussenden Parameter überwacht und den Parametern zugeordnete individuelle Grenzwerte überprüft und bei Nichterreichen der Grenzwerte eine Kalibrierung einleitet und/oder anzeigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfungsprogramm bzw. Hauptprogramm in der ersten Programmstufe prüft, ob die Waage auf automatische Kalibrierung geschaltet ist, und dass bei nichteingeschalteter automatischer Kalibrierung das Programm an den Anfang zurückspringt und bei eingeschalteter automatischer Kalibrierung zur nächsten Programmstufe vorrückt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Programmstufe (2) ein Timer abgefragt wird und bei abgelaufener einstellbarer ZeitTl Sprung zur nächsten Programmstufe, bei nichtabgelaufener ZeitTl Rücksprung an den Anfang des Programmes erfolgt und dass als einstellbare ZeitTl eine Funktion des Kalibrierfaktors oder der Differenz der Kalibrierfaktoren der letzten beiden Kalibrierungen eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer folgenden Programmstufe (3) ein weiterer Timer abgefragt wird und bei nichtabgelaufener Zeit T2, welche grösser ist als die Zeit Tl, Sprung zur nächsten Programmstufe erfolgt, und dass bei abgelaufener Zeit T2 ein Aufruf zur Kalibrierung erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer folgenden Programmstufe (4) ein weiterer Timer abgefragt wird, wobei bei nichtabgelaufener ZeitT3 ein Rücksprung an den Anfang des Programmes und bei abgelaufener Zeit T3 ein Sprung zur nächsten Programmstufe erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in folgenden Programmstufen (5 bis n) jeweils ein vorgegebener, einstellbarer Grenzwert der Umgebungsparameter abgefragt wird und das Programm bei Nichterreichen des gesetzten Grenzwertes zur nachfolgenden Programmstufe weiterspringt und bei Überschreiten des Grenzwertes zum Anfang des Programmes zurückkehrt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer folgenden Programmstufe überprüft wird, ob innerhalb der nächsten y Sekunden eine Wägung wahrscheinlich ist oder nicht, wobei die Zeit x seit der letzten Wägung als Entscheidungsgrundlage dient, und dass ein Kalibriervorgang ausgelöst wird, wenn in den nächsten y Sekunden keine Wägung wahrscheinlich ist.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm überprüft, ob der Kalibriervorgang durchgeführt werden konnte, und dass bei durchgeführtem Kalibriervorgang die Änderung des Kalibrierfaktors .errechnet und in den Timern die Zeiten Tl und T2 neu festgelegt werden, sofern die Änderung des Kalibrierfaktors einen vorgegebenen Wert nicht übersteigt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nächste voraussichtliche Kalibrierzeit und der Kalibrierfaktor gespeichert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

dass das Programm zum Anfang zurückspringt und anzeigt, wenn die Änderung des Kalibrierfaktors grösser ist als der vorgegebene Wert.