DE1236220B

DE1236220B - Elektronische Waage

Info

Publication number: DE1236220B
Application number: DES92927A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Theodor Gast
Original assignee: Sartorius Werke GmbH
Current assignee: Sartorius Werke GmbH
Priority date: 1964-08-31
Filing date: 1964-08-31
Publication date: 1967-03-09
Also published as: US3305035A; GB1077488A

Description

Elektronische Waage Zusatz zum Patent: 1035 371 Gegenstand des Hauptpatents ist eine elektronische Waage mit induktiver Lagenanzeige und selbsttätiger Kompensation, derart, daß zur Erzeugung des Gleichstromfeldes ein Permanentmagnet aus praktisch nichtleitendem Material, z.B. magnetisch hartem Ferrit, verwendet wird, der innerhalb der Drehspule angeordnet ist.
Die Erfindung bezweckt eine vorteilhafte Weiterbildung des dem Hauptpatent zugrunde liegenden Erfindungsgedankens.
Zur induktiven Lagenanzeige ist nach dem Hauptpatent mindestens eine ortsfeste Wechselstromfeldspule vorgesehen. Auf den Magneten ist eine mit hochfrequentem Strom erregte Feldwicklung aufgebracht, deren magnetisches Feld auf die am Waagebalken befestigte Drehspule einwirkt. In dem Magneten selbst werden Wirbelströme induziert, deren Rückwirkung auf die Feldspule und die Drehspule ungünstig ist. Insbesondere werden die Güte der Feldspule verringert und die Frequenzkonstanz der Erregerspannung verschlechtert.
Die Wirbelströme induzieren andererseits in der Drehspule ein Störsignal mit schlecht definierter Amplitude und Phase. Je höher der spezifische'Widerstand des Magnetmaterials ist, desto geringer sind diese unerwünschten Nebenwirkungen. Für die Funktionssicherheit und Meßgenauigkeit ist es daher entscheidend, daß das Material praktisch nichtleitend ist.
Durch die vorliegende Erfindung soll nun die Anordnung so getroffen werden, daß die Leitfähigkeit, also der spezifische Widerstand des Magnetmaterials, für die Messung weniger kritisch ist, so daß sich eine größere Funktionssicherheit und Meßgenauigkeit erzielen läßt. Dies wird bei einer elektronischen Waage der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß zwei einander gleiche, rahmenförmige und gegenläufig mit Wechselstrom gespeiste Feldspulen dicht neben der Drehspule symmetrisch zu deren Drehachse und in rechtem Winkel symmetrisch zu einer Ebene angeordnet sind, welche in der Ausgangsstellung der Drehspule durch deren Drehachse und parallel zu deren Windungen gelegt ist.
Die Wechselstromfeldspulen sind also nicht auf den Permanentmagneten aufgewickelt, sondern unabhängig von diesem ortsfest neben der Drehspule angeordnet. Das hochfrequente Magnetfeld dieser Spulen wird daher von dem Magnetmaterial nur noch in geringem Maß beeinflußt, weil sich der Magnet außerhalb des Gebietes größter Feldstärke befindet. Hierdurch werden nicht nur die Stärke der induzierten Wirbelströme, sondem auch deren Verkopplung mit der Feldspule und der Drehspule verringert. Damit wird der spezifische Widerstand des Permanentmagneten weniger bedeutsam.
Ferner ist es möglich, das Feld, in dem sich die Drehspule befindet, durch Rückschluß mittels Ferrit oder anderem magnetischen Material zu verstärken, ohne daß das Hochfrequenzfeld hierbei nennenswert gestört wird.
Prinzipiell kann die Drehspule von beliebiger Form sein und die Wechselstromfeldspulen können an beliebigen Stellen ihres Umfangs angeordnet sein, sofern nur die obengenannte Bedingung erfüllt ist.
Bei symmetrischer Stellung der Drehspule zu den Feldspulen heben sich die in den Windungen der Drehspule erzeugten Wechselspannungen auf. Wird die Drehspule jedoch um ihre Achse, also um ihre Torsionsbandaufhängung, verdreht, dann entsteht in ihr ein Signal, das in erster Näherung dem Drehwinkel proportional ist. Dagegen tritt bei translatorischen Bewegungen der Drehspule in beliebigen Richtungen kein Signal auf.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Drehspule rechteckig gewickelt ist und Wechselstromfeldspulen neben einer ihrer Stirnflächen angeordnet sind. Bei dieser Anordnung können die Wechselstromfeldspulen sehr dicht an der Drehspule angeordnet werden, da sich deren Stirnflächen bei der Verdrehung parallel zu den Feldspul enebenen bewegen.
Die Feldspulen können sowohl an einer inneren als auch an einer äußeren Stirnfläche der Drehspule angeordnet sein. Um aber einen möglichst großen Abstand gegenüber dem in der Drehspule angeordneten Permanentmagneten zu erzielen,'werden vorzugsweise die Wechselstromfeldspulen neben einer äußeren Stirnfläche der Drehspule angeordnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert.
Die rechteckig gewickelte Drehspule 1 ist um die Achse 4, 4' ihrer Torsionsbandaufhängung drehbar.
In ihrem Inneren hat man sich den nicht dargestellten Permanentmagneten zu denken, der keine Wechselstromfeldspule trägt. An einem ortsfesten Träger 6 sind die beiden rahmenförmigen Wechselstromfeldspulen 8 dicht neben der einen äußeren Stirnfläche 1 a der Drehspule angeordnet.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektronische Waage mit induktiver Lagenanzeige und selbsttätiger Kompensation nach Patent 1035371, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gleiche, rahmenförmige und gegenläufig mit Wechselstrom gespeiste Feldspulen (8) dicht neben der Drehspule (1) symme trisch zu deren Drehachse (4, 4') und in rechte Winkel symmetrisch zu einer Ebene angeordnet sind, welche in der Ausgangsstellung der Drehspule (1) durch deren Drehachse (4, 4') und parallel zu deren Windungen gelegt ist.
2. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldspulen (8) an einer Stirnfläche (1 a) der rechteckig gewickelten Drehspule (1) angeordnet sind.
3. Elektronische Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldspulen (8) neben einer äußeren Stirufläche (1 a) der Drehspule (1) angeordnet sind.