DE202007013690U1

DE202007013690U1 - Waage mit höhenverstellbaren Stützen und einem elektronischen Neigungssensor

Info

Publication number: DE202007013690U1
Application number: DE200720013690
Authority: DE
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius Lab Instruments GmbH and Co KG
Priority date: 2007-09-29
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2017-09-30

Abstract

Waage mit wenigstens zwei jeweils durch eine Drehverstellvorrichtung (26a, b) höhenverstellbaren Stützen (24a, b) und einem elektronischen Neigungssensor, dessen Ausgangssignal, das einen Neigungszustand der Waage (10) repräsentiert, von einer in die Waage (10) integrierten digitalen Datenverarbeitungseinheit zur Ermittlung der zur Erreichung einer Neigungskompensation zu betätigenden Drehverstellvorrichtung (26a, b) sowie der erforderlichen Drehrichtung verwendet wird,
wobei auf einer Anzeigeeinheit (18) ein Hinweis auf die ermittelte Drehverstellvorrichtung sowie eine Angabe der erforderlichen Drehrichtung durch Darstellung eines entsprechenden Rotationspfeils (28; 28a, b) angezeigt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein zur Erreichung der Neigungskompensation erforderliches Gradmaß der Verstellung der ermittelten Drehverstellvorrichtung (26a, b) in die erforderliche Drehrichtung von der digitalen Datenverarbeitungseinheit ermittelt und durch die Länge des dargestellten Rotationspfeils (28; 28a, b) repräsentiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Waage mit wenigstens zwei jeweils durch eine Drehverstellvorrichtung höhenverstellbaren Stützen und einem elektronischen Neigungssensor, dessen Ausgangssignal, das einen Neigungszustand der Waage repräsentiert, von einer in die Waage integrierten digitalen Datenverarbeitungseinheit zur Ermittlung der zur Erreichung einer Neigungskompensation zu betätigenden Drehverstellvorrichtung sowie der erforderlichen Drehrichtung verwendet wird, wobei auf einer Anzeigeeinheit ein Hinweis auf die ermittelte Drehverstellvorrichtung sowie eine Angabe der erforderlichen Drehrichtung durch Darstellung eines entsprechenden Rotationspfeils angezeigt werden
Derartige Waagen sind bekannt aus der DE 102 24 123 B4 .
Bei Waagen, insbesondere Präzisionswaagen, ist die Qualität des Messergebnisses, d. h. insbesondere die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit eines gravimetrisch ermittelten Gewichtswertes einer Probe, unter anderem von der korrekten Ausrichtung der Waage relativ zur Vertikalen abhängig. Um eine exakt ebene Ausrichtung zur gewährleisten, ist es seit langem bekannt, Waagen mit Neigungskontrollanzeigen zu versehen. Mechanische Neigungskontrollanzeigen haben typischerweise die Form einer sogenannten Libelle, bei der eine Gasblase in einem mit Flüssigkeit befüllten und mit Markierungen versehenen Glasgefäß eine Neigung der Waage durch ihre Position relativ zu der Markierung anzeigt.
Moderne Waagen weisen eine so genannte elektronische Libelle auf. Hierbei wird die Neigung der Waage elektronisch von einem elektronischen Neigungssensor gemessen. Für das konkrete Messverfahren sind dem Fachmann unterschiedliche Varianten bekannt. Einige davon sind in der DE 32 34 372 A1 offenbart. Das Ausgangssignal des Neigungssensors, das den Neigungszustand der Waage repräsentiert, wird in einer digitalen Datenverarbeitungseinheit weiter verarbeitet. Insbesondere ist aus der gattungsbildenden DE 102 24 123 B4 bekannt, auf einer Anzeige eine mechanische Libelle nachzubilden und ein die Gasblase repräsentierendes Symbol relativ zu Markierungen auf der Anzeige zu positionieren, um die aktuelle Neigung der Waage in einer Weise darzustellen, die der Benutzer von mechanischen Libellen her gewohnt ist. Zur weiteren Vereinfachung der Bedienung ist es aus der gleichen Druckschrift bekannt, in der Datenverarbeitungseinheit die zu einer Kompensation der gemessenen Neigung erforderlichen Maßnahmen zu bestimmen und dem Benutzer anzuzeigen. Insbesondere offenbart die genannte Druckschrift die Darstellung eines ersten Pfeils, der auf die zur Neigungskompensation ein- bzw. auszufahrende Stütze bzw. auf die zugeordnete Drehverstelleinrichtung zeigt. Mittels eines zweiten Pfeils, der als gebogener Rotationspfeil ausgebildet ist, wird dem Benutzer die zur Neigungskompensation erforderliche Drehrichtung, in der die Drehverstelleinrichtung betätigt werden muss, angezeigt. Eine derartige Anleitung ist hilfreich zur schnellen Korrektur der Waagenausrichtung.
Nachteilig ist jedoch, dass der Benutzer das Maß, in dem er die ermittelte Drehverstellvorrichtung betätigen muss, mühsam anhand der Anzeige der elektronischen Libelle erraten muss. Um hier schnell und zuverlässig zu einer korrekten Ausrichtung der Waage zu gelangen, bedarf es einer erheblichen Erfahrung des Bedienpersonals.
Aus der DE 101 39 388 A1 , die sich im Wesentlichen mit einem speziellen Neigungssensor für Wäschebehandlungsgeräte, wie Waschmaschinen und Wäschetrockner beschäftigt, ist es bekannt, das erforderliche Gradmaß grob genähert als explizite Gradzahlangabe darzustellen. Diese Art der Darstellung ist wenig hilfreich, da die abstrakte Angabe einer Gradzahl noch weit weniger suggestiv ist, als die pseudo-analoge Darstellung der elektronischen Libelle, sodass der mit dieser Zusatzinformation verbundene erhöhte Aufwand bei der Programmierung der Datenverarbeitungseinheit keinen praktischen Nutzen für den Benutzer zeitigt. Zudem setzt die Berechnung absoluter numerischer Werte eine starre Kopplung der programmierten Algorithmen mit der Mechanik der Waage und insbesondere der Drehverstelleinrichtungen voraus. Dies reduziert die Flexibilität und Portierbarkeit auf andere Modelle erheblich.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Waage derart weiterzubilden, dass auch ungeübten Benutzern eine schnelle und zuverlässige Ausrichtung der Waage erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass ein zur Erreichung der Neigungskompensation erforderliches Gradmaß der Verstellung der ermittelten Drehverstellvorrichtung in die erforderliche Drehrichtung von der digitalen Datenverarbeitungseinheit ermittelt und durch die Länge des dargestellten Rotationspfeils repräsentiert wird.
Durch die vorliegende Erfindung werden dem Benutzer durch ein einziges, dargestelltes Symbol alle zur Neigungskompensation erforderlichen Informationen, nämlich Identifikation der zu betätigenden Drehverstellvorrichtung, Drehrichtung und Gradmaß der erforderlichen Drehung auf suggestive und unmittelbar umsetzbare Weise angezeigt. Insbesondere ist kein Umrechnen von explizit angegebenen Gradzahlen und/oder schwer interpretierbaren, pseudo-analogen Libellenanzeigen erforderlich. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass auf die Darstellung der elektronischen Libelle vollkommen verzichtet werden kann. Dieser Vorteil wirkt sich besonders günstig aus, wenn, wie standardmäßig vorgesehen, auch eine mechanische Libelle an der Waage angeordnet ist. Aufgrund der unterschiedlichen Empfindlichkeiten von mechanischer und elektronischer Libelle vermitteln beide Einheiten in der Regel keine redundanten sondern voneinander abweichende Informationen, was zur Verwirrung des Benutzers beiträgt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Berechnung und Anzeige der erforderlichen Verstellung bis zur Erreichung der Neigungskompensation innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen zyklisch aktualisiert wird. Dies bedeutet, insbesondere wenn, wie bevorzugt vorgesehen, die Dauer eines Aktualisierungszyklus kürzer als wenige hundert Millisekunden ist, ein ständiges Feedback für den Benutzer, der während seiner Betätigung der Drehverstellvorrichtung die Veränderung der Rotationspfeillänge beobachten und seine Fingerbewegung entsprechend steuern kann. Auf diese Weise kann die Waage ohne oszillierende Überkompensation zielstrebig und direkt ausgerichtet werden.
Zur Darstellung des Hinweises auf die ermittelte, d. h. zu betätigende Drehverstellvorrichtung sind unterschiedliche Varianten denkbar. Als besonders günstig hat sich die Darstellung des Rotationspfeils an einer Position relativ zu der Fläche der Anzeigeeinheit erwiesen, die der Position der zugeordneten Stütze relativ zu einer Bodenfläche der Waage entspricht. Diese Art der Darstellung ist besonders suggestiv.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen:
Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Waage,
2: eine schematische Darstellung der Anzeigeneinheit der Waage von 1 in unterschiedlichen Kompensationsphasen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Waage 10. Die dargestellte Waage umfasst einen Wägeteller 12 zur Aufnahme einer zu wiegenden Probe sowie einen Waagenkörper 14, der neben der nicht dargestellten Wägemechanik und -elektronik auch eine digitale Datenverarbeitungseinheit enthält. Zum Schutz gegen Umwelteinflüsse ist der Wägeteller 12 von einem vorzugsweise transparenten Windschutz 16 umgeben. Der Waagenkörper 14, der hier auch als Gehäuse bezeichnet wird, weist in seinem vorderen Bereich eine Anzeigeeinheit 18 sowie eine Betätigungseinheit 20 auf, wobei Funktion und Ausbildung insbesondere der Betätigungseinheit 20 für die vorliegende Erfindung nicht relevant ist. Das Gehäuse 14 ist von mehreren Stützen 22, 24a, 24b gestützt, wobei die beiden letztgenannten in das Gehäuse 14 einschraubbare Stellfüße sind, die mittels Rändelschrauben 26a bzw. 26b je nach Drehrichtung ein- bzw. ausgefahren werden können.
Auf der Anzeigeeinheit 18 ist in 1 ein Rotationspfeil 28 dargestellt, der das Ergebnis einer Verarbeitung eines Neigungssensorwertes durch die digitale Datenverarbeitungseinheit darstellt. Der Neigungssensor als solcher ist in den Figuren nicht dargestellt. Seine spezielle Ausbildung und Funktionsweise ist für die vorliegende Erfindung nicht relevant. Wesentlich ist lediglich, dass sein Ausgangssignal einen Neigungszustand der Waage 10, insbesondere die Abweichung von einer exakt ebenen oder nivellierten Lage, repräsentiert. In einem Speicher der digitalen Datenverarbeitungseinheit sind mittels Tabellen oder Formeln Regeln hinterlegt, durch deren Anwendung der Neigungssensor-Ausgangswert so verarbeitet werden kann, dass drei zur Kompensation der Neigung, d. h. Nivellierung der Waage, erforderliche Informationen berechnet werden können. Es sind dies die Identifizierung einer zu betätigenden Stellvorrichtung, d. h. im vorliegenden Fall der Rändelschraube 26a oder 26b, die Drehrichtung in der die identifizierte Rändelschraube zu verstellen ist, sowie das Gradmaß, um welches die identifizierte Rändelschraube in der ermittelten Drehrichtung zu verstellen ist. Diese drei Informationen werden erfindungsgemäß gemeinsam in dem Pfeil 28 symbolisiert auf der Anzeigeneinheit 18 dargestellt.
Die Position des Pfeiles – im gezeigten Ausführungsbeispiel in der rechten unteren Ecke – identifiziert die Rändelschraube 26b, die sich in Draufsicht auf die Waage 10 an der rechten unteren Ecke des Gehäuses 14 befindet, als die zur Neigungskompensation zu betätigende Stellvorrichtung. Die Pfeilrichtung gibt an, dass die Rändelschraube 26b im Uhrzeigersinn zu betätigen ist. Die Pfeillänge schließlich symbolisiert das zur Kompensation erforderliche Gradmaß. Dabei ist es denkbar, als Referenzmaß ein fest vorgegebenes Gradmaß zu verwenden. Alternativ kann eine dynamische Referenz verwendet werden, indem bei jedem erforderlichen Neigungskompensationsprozess der Pfeil 28 zunächst eine maximale Anfangslänge hat, d. h. dass das bei jedem Neigungskompensationsprozess erforderliche Anfangsgradmaß als Referenzmaß dient. Während des Kompensationsprozesses ändert sich die Länge des Pfeils relativ zu seiner anfänglichen Länge in dem Maß in dem sich die aktuelle Neigung der Waage relativ zu ihrer anfänglichen ändert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil der leichten Patentierbarkeit auf andere Modelle, da keine starre Kopplung zwischen der Mechanik der Stellvorrichtung und den in der Datenverarbeitungseinheit hinterlegten Tabellen und/oder Berechnungsregeln erforderlich ist.
2 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Anzeigeneinheit 18 in drei verschiedenen Phasen eines Neigungskompensationsprozesses. Bei dieser Ausführungsform ist jeder der Stellschrauben 26a, 26b ein Rotationspfeil 28a, 28b zugeordnet. Bei der in 2 dargestellten Situation wird der Rotationspfeil 28a als gerader Doppelpfeil dargestellt, um anzuzeigen, dass keine Betätigung der Stellschraube 26a erforderlich ist. Der Rotationspfeil 28b zeigt in Teilbild (a) von 2 die Notwendigkeit einer erheblichen Drehung der Stellschraube 26b im Uhrzeigersinn an.
Teilbild (b) von 2 zeigt die gleiche Situation, nachdem der Benutzer entsprechend der oben erläuterten Anweisung die Rändelschraube 26b im Uhrzeigersinn gedreht hat. Er erhält durch die Veränderung, insbesondere die Verkürzung des Pfeils 28b, um etwa seine Hälfte unmittelbar eine Rückmeldung dergestalt, dass seine Bemühungen zwar in die richtige Richtung gehen, bislang jedoch noch nicht ausreichend sind. Die in Teilbild (b) dargestellte Anzeige entspricht daher einer Anweisung an den Benutzer, die Rändelschraube 26b im Uhrzeigersinn um in etwa denselben Betrag weiterzudrehen, wie er es seit dem Zeitpunkt der Anzeige von Teilbild (a) getan hat. Teilbild (c) von 2 schließlich zeigt die Situation, in der die Neigungskompensation erreicht ist und keine weitere Drehung irgendeiner Rändelschraube 26a, 26b erforderlich ist. Ein Weiterdrehen der Rändelschraube 26b im Uhrzeigersinn würde eine Veränderung des Pfeiles 28b dergestalt nach sie ziehen, dass der Rotationspfeil 28b gegen den Uhrzeigersinn zeigen und mit weiterem Drehen der Rändelschraube 26b in seiner Länge zunehmen würde.
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Insbesondere bleibt die Wahl der Ausgestaltung und Technik der Waage als solcher dem Fachmann vorbehalten. Auch die spezielle grafische Gestaltung der Anzeige sowie einer evtl. Menühierarchie und Eingabe- bzw. Anzeigemodenverwaltung ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und ist vom Fachmann in Anbetracht des jeweiligen Anwendungsfalles zu wählen.

10: Waage
12: Wägeteller
14: Wägekörper/Gehäuse
16: Windschutz
18: Anzeige
20: Betätigungsknopf
22: Stütze
24a, b: verstellbare Stütze
26a, b: Rändelschraube
28, a, b: Rotationspfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10224123 B4 [0002, 0004]
- DE 3234372 A1 [0004]
- DE 10139388 A1 [0006]

Claims

Waage mit wenigstens zwei jeweils durch eine Drehverstellvorrichtung (26a, b) höhenverstellbaren Stützen (24a, b) und einem elektronischen Neigungssensor, dessen Ausgangssignal, das einen Neigungszustand der Waage (10) repräsentiert, von einer in die Waage (10) integrierten digitalen Datenverarbeitungseinheit zur Ermittlung der zur Erreichung einer Neigungskompensation zu betätigenden Drehverstellvorrichtung (26a, b) sowie der erforderlichen Drehrichtung verwendet wird, wobei auf einer Anzeigeeinheit (18) ein Hinweis auf die ermittelte Drehverstellvorrichtung sowie eine Angabe der erforderlichen Drehrichtung durch Darstellung eines entsprechenden Rotationspfeils (28; 28a, b) angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Erreichung der Neigungskompensation erforderliches Gradmaß der Verstellung der ermittelten Drehverstellvorrichtung (26a, b) in die erforderliche Drehrichtung von der digitalen Datenverarbeitungseinheit ermittelt und durch die Länge des dargestellten Rotationspfeils (28; 28a, b) repräsentiert wird.
Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung und Anzeige der erforderlichen Verstellung bis zur Erreichung der Neigungskompensation innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen zyklisch aktualisiert wird.
Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer eines Aktualisierungszyklus kürzer als wenige hundert Millisekunden ist.
Waage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinweis auf die ermittelte Drehverstellvorrichtung (26a, b) durch Darstellung des Rotationspfeils (28; 28a, b) an einer Position relativ zu der Fläche der Anzeigeeinheit (18) erfolgt, die der Position der zugeordneten Stütze (24a, b) relativ zu einer Bodenfläche der Waage (10) entspricht.
Waage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet; dass sich die Länge des Rotationspfeils (28; 28a, b) während eines mehrere Aktualisierungszyklen und wenigstens eine Verstellung der ermittelten Drehverstellvorrichtung (26a, b) umfassenden Neigungskompensationsprozesses relativ zu seiner Länge zu Beginn des Neigungskompensationsprozesses in dem Maß ändert, in dem sich der aktuelle Neigungszustand relativ zu dem Neigungsabstand zu Beginn des Neigungskompensationsprozesses ändert.