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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftmessmodul und eine Verbindungseinheit
für eine modulare Kraftmessvorrichtung, insbesondere eine Waage,
sowie eine entsprechende Kraftmessvorrichtung.
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Im
Allgemeinen umfasst eine Kraftmessvorrichtung verschiedene Komponenten
wie eine Kraftaufnahme, eine Kraftübertragung, eine Kraftmesszelle
und gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Messsignalen.
Eine zu messende Kraft wird mittels der Kraftaufnahme aufgenommen
und über die Kraftübertragung zumindest anteilweise
an die Kraftmesszelle weitergeleitet. Die Kraftmesszelle wirkt als
mechanisch-elektrischer Messgrössen-Umformer, welcher die
einwirkende Kraft in ein entsprechendes elektrisches Kraftmesssignal
umformt. Somit korrespondiert das erzeugte Kraftmesssignal zur der
auf die Kraftmessvorrichtung einwirkenden Kraft.
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In
entsprechender Weise ergibt sich bei einer Waage die einwirkende
Kraft durch die Gewichtskraft des Wägeguts, die sogenannte
Last, welche auf die Kraftaufnahme zum Beispiel eine Waagschale
oder Wägeplatte wirkt. Diese Kraftwirkung wird über
die Kraftübertragung in Form eines Gestänges auf
die Kraftmesszelle oder Wägezelle weiterleitet und dort in
ein elektrisches Kraftmesssignal, das sogenannte Wägesignal,
umgewandelt.
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Das
elektrische Kraftmesssignal wird direkt oder über eine
Signalverarbeitungseinheit an eine Anzeigeeinheit und/oder eine
weitere Verarbeitungseinheit, zum Beispiel an einen Leitrechner
oder an eine Anlagensteuerung, weitergeleitet.
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Wie
aus dem Stand der Technik bekannt, erfordern viele Anwendungen den
Einsatz von mehreren Kraftmesszellen. Zum Beispiel beschreibt
US 5,574,899 eine Waage
mit einer Platte, welche in jeder der vier Ecken durch Unterstützungselemente unterstützt
ist. Dabei weist jedes der Unterstützungselemente einen
Deformationskörper auf, dessen Bewegung mittels Dehnmessstreifen
ein entsprechendes elektrisches Kraftmesssignal gewandelt wird.
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Als
weiteres Beispiel offenbart
US 2002/0066602 A1 eine Wägevorrichtung
für Fahrzeuge, bei der acht einzelne Kraftmesszellen über eine
Verbindungseinheit zusammengeschaltet sind. Die Verbindungseinheit
ist wiederum mit einer zentralen Verarbeitungseinheit verbunden,
an welche eine Anzeigeneinheit angeschlossen ist.
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Die
beispielhaft genannten Kraftmessvorrichtungen bilden sogenannte
modulare Kraftmessvorrichtungen, indem die Kraftmesszellen als im
Wesentlichen unabhängige Einheiten, nämlich als
sogenannte Kraftmessmodule, angeordnet sind. Dabei misst jede Kraftmesszelle
individuell die jeweils auf dieses Kraftmessmodul einwirkende Kraft
und erzeugt ein dazu entsprechendes Kraftmesssignal. Um die gesamte
auf die Kraftmessvorrichtung einwirkende Kraft zu messen, werden
die Messwerte der einzelnen Kraftmessmodule addiert. Gemäss
US 2002/0066602 A1 wird
diese Summenbildung üblicherweise durch eine Parallelschaltung
die einzelnen Messsignale realisiert. Das resultierende Summensignal
ist dann repräsentativ für die gesamte auf die Kraftmessvorrichtung
einwirkende Kraft.
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Modulare
Kraftmessvorrichtungen finden typischerweise ihren Einsatz bei der
Gewichtsbestimmung grosser und/oder schwerer Lasten. Ausserdem werden
solche Kraftmessvorrichtungen bei Dosierprozessen eingesetzt, bei
denen verzögerungsfreie Messungen erforderlich sind, um
eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen. Die Anforderungen an eine solche
Kraftmessvorrichtung bestehen somit in einer hohen Messgenauigkeit,
einer hohen Messgeschwindigkeit sowie einer hohen Reproduzierbarkeit und
Stabilität der durchgeführten Messungen. Ausserdem
soll die Kraftmessvorrichtung möglichst einfach und kostengünstig
und vorzugsweise wartungsfrei aufgebaut sein.
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Um
eine hohen Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit der Kraftmessvorrichtung
zu erreichen, wird normalerweise, insbesondere beim industriellen Einsatz,
deren Zustand überwacht. Dazu wird das Ausgabesignal mit
vorgegebenen Werten verglichen und bei einer Abweichung vom normalen
Betriebsverhalten eine Warnung oder eine Alarmierung an den Benutzer
oder die Anlagensteuerung abgegeben.
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Bei
einer modularen Kraftmessvorrichtung ist es wünschenswert
nicht nur das Ausgangssignal der Kraftmessvorrichtung sondern auch
den Zustand jedes einzelnen Kraftmessmoduls zu überwachen. Dadurch
können auch jene Fehlfunktionen zuverlässig erkannt
werden, welche nicht alle Kraftmessmodule sondern lediglich ein
Einzelnes betreffen. Zum Beispiel kann bei einer ungleichen Lastverteilung eine Überlastung
einer Kraftmesszelle bei einem einzelnen Kraftmessmodul entstehen,
während sich die anderen Kraftmessmodule in einem zulässigen
Betriebszustand befinden.
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Wie
in
US 2002/0066602
A1 beschrieben, ist es jedoch bei einer modularen Kraftmessvorrichtung mit
mehreren zusammenschalten Kraftmessmodulen praktisch unmöglich
eine individuelle Überwachung der einzelnen Kraftmessmodule
zu erreichen, wenn nur das Summensignal der Kraftmessmodule zu Verfügung
steht. Daher muss zur Fehleranalyse die elektrische Verschaltung
der Kraftmessmodule zerlegt werden, um die Kraftmessmodule einzeln
zu testen und um das fehlerhafte Kraftmessmodul zu identifizieren
und auszutauschen.
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Zur
Verbesserung der Diagnose werden deshalb in
US 2002/0066602 A1 Kraftmessmodule
eingesetzt, bei denen die individuellen Kraftmesssignale einzeln
verarbeitet und getrennt weitergeleitet werden. Dazu werden die
analogen Kraftmesssignale in digitale Messwerte umgewandelt und
abgespeichert. Anschliessend werden die gespeicherten Messwerte von
einer zentralen Verarbeitungseinheit abgerufen und individuell ausgewertet,
indem einerseits aus den Messwerten für jedes einzelne
Kraftmessmodul dessen Zustand, beispielsweise ein Überlastungszustand,
ermittelt wird und andererseits durch eine Addition der einzelnen
Messwerte das einwirkende Gesamtgewicht berechnet wird.
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Durch
die digitale Umwandlung entstehen zeitliche Verzögerungen
und damit eine geringere Messgeschwindigkeit. Zudem kann die Messgenauigkeit
durch die digitale Umwandlung verschlechtert sein. Zur Vermeidung
dieser Nachteile müssen schnelle, stabile und damit ebenfalls
relativ teure Analog-Digital-Wandler eingesetzt werden. Folglich werden
die einzelnen Kraftmessmodule teurer. Daher werden aus Kostengründen,
hauptsächlich Kraftmessvorrichtungen mit einer analogen
Verarbeitung der einzelnen Kraftmesssignale eingesetzt, trotz der eingeschränkten
Diagnosemöglichkeiten.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zur
individuellen Diagnose geeignetes Kraftmessmodul oder eine dazu
geeignete Verbindungseinheit für eine modulare Kraftmessvorrichtung,
insbesondere eine Waage, anzugeben, mit welcher die zuvor genannten
Nachteile vermieden werden können und mit welcher ein einfacher und
kostengünstiger Aufbau und Betrieb erreicht werden kann
bei gleichzeitiger Erfüllung von hohen Anforderungen bezüglich
Messgenauigkeit, Messgeschwindigkeit und Stabilität. Insbesondere
soll ein günstiges und schnell arbeitendes Kraftmessmodul mit
Diagnosemöglichkeit, eine entsprechende Verbindungseinheit
und eine entsprechende Kraftmessvorrichtung angegeben werden.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Kraftmessmodul und einer Verbindungseinheit
gelöst, welche die in den unabhängigen Ansprüchen
angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den weiteren, abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die
Erfindung betrifft ein Kraftmessmodul für eine modulare
Kraftmessvorrichtung, insbesondere Waage, mit einer Kraftmesszelle,
mittels welcher ein zur einer auf das Kraftmessmodul einwirkenden
Kraft korrespondierendes, analoges Kraftmesssignal erzeugbar ist.
Ferner weist das Kraftmessmodul ein erstes Anschlusselement auf,
welches einerseits mit der Kraftmesszelle verbunden ist um das analoge Kraftmesssignal
zu empfangen und welches andererseits mit einer Verbindungseinheit
oder einer Verarbeitungseinheit oder einer Anzeigeeinheit verbindbar
ist, um das analoge Kraftmesssignal an diese weiterzuleiten. Dabei
weist das Kraftmessmodul eine Diagnoseeinheit auf, welche der Erfassung
und/oder Überwachung eines Zustands des Kraftmessmoduls und
der Erzeugung eines zu deren Zustand korrespondierenden Diagnosesignals
dient. Zudem weist die Diagnoseeinheit einen niedrig auflösenden,
insbesondere einen 8-bit oder einen 12-bit, und/oder einen kostengünstigen
Analog-Digital-Wandler auf, um das Diagnosesignal als digitales
Signal zu erzeugen. Des Weiteren weist das Kraftmessmodul ein zweites Anschlusselement
auf, welches einerseits mit der Diagnoseeinheit verbunden ist und
andererseits mit der Verbindungseinheit oder der Verarbeitungseinheit oder
der Anzeigeeinheit verbindbar ist, um das Diagnosesignal an diese
weiterzuleiten. Dadurch kann eine einfache, schnelle und kostengünstige
Verarbeitung der analogen Kraftmesssignale durchgeführt werden.
Ferner ergeben sich Vorteile bezüglich Kosten, Zuverlässigkeit
und Stabilität der Kraftmessvorrichtung, da die Diagnosen
mit einfachen Mitteln in einer optimal auf die Diagnose angepassten
Geschwindigkeit und Genauigkeit durchgeführt werden können.
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Unter
der Diagnoseeinheit ist eine Vielzahl von Mitteln zu verstehen,
welche geeignet sind einen Zustand des jeweiligen Kraftmessmoduls
zu bestimmen. Zum Beispiel Sensoren wie Temperatursensoren Stromsensoren
oder Spannungssensoren oder nachgeschaltete Signalverarbeitungsvorrichtungen wie
Analog-Digital-Wandler. Dementsprechend kann der Parameter sehr
unterschiedliche Formen von Zustandsgrössen charakterisieren,
beispielsweise eine Temperatur, eine Versorgungsspannung, eine gewichtsmässige Überlastung,
eine Schlageinwirkung oder einen Verschleisszustand.
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In
der Regel werden an die Kraftmessungen beziehungsweise Gewichtsmessungen
hohe Anforderungen gestellt, da diese typischerweise Eichgenauigkeiten
erreichen muss. Diese Anforderungen können mit einer Analogschaltung
auf relativ einfache Weise erreicht werden, während eine
Umwandlung der Kraftmesssignale in gleichwertige Signale einen hohen
Aufwand bedeutet, zum Beispiel hochauflösende Analog-Digital-Wandler
wie 16-bit oder 24-bit Wandler.
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Besonders
vorteilhaft ist die analoge Verarbeitung der Kraftmesssignale in
den Fällen, bei denen eine hohe Messgeschwindigkeit erreicht
werden soll, beispielsweise bei Dosierprozessen. In diesem Fall
können Zeitverzögerungen von wenigen Millisekunden
bereits zu signifikanten Messfehlern führen. Der Vorteil
der analogen Verschaltung der Kraftmesssignale besteht nun darin,
dass die einzelnen Kraftmesssignale stets gleichzeitig verarbeitet
werden. Folglich ist eine praktisch verzögerungsfreie Verarbeitung
garantiert. Im Gegensatz dazu muss bei einer digitalen Verarbeitung
der Signale ein erheblicher Aufwand betrieben werden um eine korrekte
Synchronisation und damit eine korrekte Summenbildung zu gewährleisten.
Folglich ist die analoge Verarbeitung bei diesen Anwendungen besonders vorteilhaft.
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Bei
einer analogen Übertragung der Kraftmesssignale ist grundsätzlich
eine hohe Übertragungsrate gegeben, da diese nur durch
physikalische Gegebenheiten der Datenübertragung beschränkt
ist. Somit können auf einfache und schnelle Weise grosse
Mengen von Informationsinhalten von den Kraftmessmodulen an die
Verarbeitungseinheit übertragen werden. Bei einer digitalen Übertragung hingegen
ergeben sich systembedingte Verzögerungen, zum Beispiel
durch die zeitliche Abtastung. Um diese Verzögerungen auszugleichen
und ein sogenanntes Echtzeitsystem aufzubauen muss ein relativ hoher
Aufwand getrieben werden.
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Bei
den analogen Kraftmesssignalen ist somit Synchronisation und Geschwindigkeit
praktisch zum Nulltarif zu haben. Zudem ergibt die analoge Verarbeitung
der Kraftmesssignale erhebliche Einsparungen beim Energiebedarf
und Platzbedarf. Insbesondere bei kleinen Bauformen der Kraftmesszellen
ist also die analoge Elektronik für die Integration und
den Betrieb besonders vorteilhaft.
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Anders
präsentiert sich die Situation bei der Verarbeitung und Übertragung
der Diagnosesignale. Dort werden die individuellen Messsignale der
einzelnen Sensoren oder der Kraftmesszellen für die unterschiedlichsten
Diagnosefunktionen eingesetzt. So kann die Überlastung
einer einzelnen Zelle für jedes Kraftmessmodul individuell
erkannt werden.
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Die
Signale werden allerdings ”nur” für Diagnosezwecke
benutzt, sodass wesentlich geringere Anforderungen an die Messgenauigkeit
und die Messgeschwindigkeit gestellt werden. Daher genügt normalerweise
eine einfache Verarbeitung und einfache Übertragung der
Diagnosesignale. Somit kann der entsprechende Aufwand wesentlich
reduziert werden. Zum Beispiel könnte das Vorliegen eines Alarmzustandes
oder Überlastungszustands mit einem einfachen Schalter
erfasst und dieser Zustand mit einem Ein-Aus-Signal charakterisiert
werden.
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Im
Unterschied zu einer Mehrfachwägevorrichtung, bei der das
Kraftmesssignal und das Diagnosesignal der einzelnen Kraftmesszellen
mit einer hohen Auflösung in jeder einzelnen Kraftmesszelle digitalisiert
wird, ist die erfindungsgemässe Lösung sehr kostengünstig.
Unter der Annahme, dass ein niedrig auflösender Analog-Digital-Wandler
3 Euro und ein hochauflösender Analog-Digital-Wandler 30 Euro
kosten würden, zeigt das nachfolgende Beispiel die mit
der Erfindung erzielbaren Einsparungen. Bei der hochauflösenden
Lösung, mit einer Anzahl von 10 Kraftmesszellen, würde
der Preis 10 Mal 30 Euro betragen, um die analogen Kraftmesssignale
der einzelnen Kraftmesszellen und das Diagnosesignal digitalisiert
an die Auswerteeinheit zu übertragen. Das heisst insgesamt
300 Euro. Bei der erfindungsgemässen Lösung, mit
10 Kraftmesszellen würde man 10 Analog-Digital-Wandler
je 3 Euro für die einzelnen Diagnosesignale brauchen und
dazu ein hochauflösender Analog-Digital-Wandler 30 Euro
in der Auswerteeinheit für die Umwandlung des Kraftmesssignals
benötigen, was lediglich Kosten von 60 Euro verursacht.
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Ausserdem
ergeben sich viel geringere Anforderungen bezüglich dem
Energiebedarf bei der Erzeugung und Weiterleitung dieser Diagnosesignale. Insbesondere
ist die Geschwindigkeit der Erfassung und der Weiterleitung relativ
unkritisch und liegt im Bereich von zehntel Sekunden oder auch einigen
Sekunden oder Minuten. Daher kann der Aufwand zur Verarbeitung und
Weiterleitung der Diagnosesignale entsprechend sehr tief gehalten
werden. Ausserdem kann die entsprechend einfache Elektronik sehr
kompakt hergestellt und leicht in sehr kleine Kraftmesszellen integriert
werden.
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Durch
die Erfindungsgemässe Lösung werden nun die Kraftmesssignale
getrennt von den Diagnosesignalen verarbeitet und übertragen.
Somit können Signalverarbeitung, Signalübertragung
und die entsprechende Elektronik optimal an die unterschiedlichen
Anforderungen angepasst werden. So steht das analoge Kraftmesssignal
für genaue und schnelle Kraftmessungen und das Diagnosesignal
zu Diagnosezwecken mit geringeren Anforderungen zur Verfügung.
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Durch
die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe ergibt
sich überraschenderweise eine Lösung mit einer
Vielzahl von Vorteilen, wie Messgenauigkeit, Messgeschwindigkeit,
Energieeffizienz und Platzersparnisse, die besonders bei modular aufgebauten
Kraftmessvorrichtungen auf vorteilhafte Weise zusammenwirken. Beispielsweise
ergibt die platzsparende analoge Elektronik mit einer einfachen Diagnoseeinheit
ein günstiges und kompaktes Kraftmessmodul mit einem äusserst
geringen Energieverbrauch. Somit erzeugt dieses Kraftmessmodul nur sehr
wenig Wärme. Eine geringe Wärmeabgabe wiederum
ist wichtig bei modularen Kraftmesszellen, um eine gegenseitige
thermische Störung der Kraftmessmodule möglichst
tief zu halten und somit eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mit der Diagnoseeinheit
ein Parameter ermittelbar, welcher den Zustand des Kraftmessmoduls charakterisiert
und welcher zur Erzeugung des Diagnosesignals dient. Dabei kann
der Parameter eine Messgrösse oder eine zusammengesetzte
Kombination von Messgrössen beispielsweise eine Kennzahl sein.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Diagnoseeinheit
einen Temperatursensor auf und der Parameter charakterisiert eine Temperatur
des Kraftmessmoduls und/oder die Diagnoseeinheit weist einen Stromsensor
auf und der Parameter charakterisiert die Stromversorgung des Kraftmessmoduls
und/oder die Diagnoseeinheit weist einen Spannungssensor auf und
der Parameter charakterisiert die Versorgungsspannung des Kraftmessmoduls.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Diagnoseeinheit
mit der Kraftmesszelle des Kraftmessmoduls verbunden, und der Zustand des
Kraftmessmoduls ist anhand des analogen Kraftmesssignals ermittelbar.
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In
einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das
Kraftmessmodul einen Komparator auf, welcher zum Vergleich des Diagnosesignals
mit mindestens einem vorgegeben Schwellwert und zur Erzeugung eines
weiteren zu einem Resultat des Vergleichs korrespondierenden Signals
dient, welches dann als Diagnosesignal weiterleitbar ist. Vorzugsweise
wird das weitere Signal anhand eines Entscheidungskriteriums verglichen
und bei Erfüllung oder Nichterfüllung ein entsprechendes Ereignis
festgestellt. Gemäss diesem Ereignis können dann
weitere Aktionen der Kraftmessvorrichtung ausgelöst werden.
Zum Beispiel Registrierung des Ereignisses und dessen Zeitpunkt
des Auftretens in einer Speichereinheit, Übertragung an
eine Recheneinheit und/oder an eine Ausgabe mit entsprechenden Warnungen
und/oder Alarmierungen. Durch den unmittelbaren Schwellwertvergleich
kann die Menge der zu speichernden oder zu übermittelnden
Daten auf ein Minimum reduziert werden.
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Des
weiteren betrifft die Erfindung eine Verbindungseinheit, an welche
mindestens ein erfindungsgemässes Kraftmessmodul betriebsfähig
anschliessbar ist, wobei die Verbindungseinheit ein erstes Ausgangselement
aufweist, um das analoge Kraftmesssignal als analoges Ausgangssignal
an die Verarbeitungseinheit oder die Anzeigeeinheit weiterzuleiten,
und wobei die Verbindungseinheit ein zweites Ausgangselement aufweist,
welches einerseits mit der Diagnoseeinheit verbindbar ist und andererseits
mit der Verarbeitungseinheit oder der Anzeigeeinheit verbindbar
ist, um das Diagnosesignal an diese weiterzuleiten.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist die Verbindungseinheit derart konfiguriert,
dass das Diagnosesignal getrennt vom analogen Kraftmesssignal an das
zweite Ausgangselement leitbar ist.
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Ferner
betrifft die Erfindung eine Verbindungseinheit mit mindestens zwei
Eingangselementen, an welche jeweils ein Kraftmessmodul betriebsfähig
anschliessbar ist, um jeweils ein analoges Kraftmesssignal zu empfangen,
welches jeweils zur einer auf das jeweilige Kraftmessmodul einwirkenden
Kraft korrespondiert, wobei die Verbindungseinheit mindestens ein
erstes Ausgangselement aufweist, welches einerseits direkt oder über
eine analoge Schaltung mit den mindestens zwei Eingangselementen verbunden
ist und andererseits mit einer Verarbeitungseinheit oder einer Anzeigeeinheit
verbindbar ist, um ein zu den mindestens zwei empfangenen Kraftmesssignalen
korrespondierendes analoges Ausgangssignal an diese weiterzuleiten.
Dabei weist die Verbindungseinheit eine Diagnoseeinheit auf, um den
Zustand mindestens eines der mindestens zwei Kraftmessmodule und/oder
der Verbindungseinheit zu bestimmen und/oder zu überwachen
und ein zum Zustand korrespondierendes Diagnosesignal zu erzeugen.
Ausserdem weist die Verbindungseinheit ein zweites Anschlusselement
auf, welches einerseits mit der Diagnoseeinheit verbunden ist und
andererseits mit der Verarbeitungseinheit und/oder der Anzeigeeinheit
verbindbar ist, um das Diagnosesignal an diese weiterzuleiten. Dadurch
können einfache, standardmässige Kraftmessmodule,
welche lediglich ein analoges Kraftmesssignal erzeugen, an die erfindungsgemässe
Verbindungseinheit angeschlossen werden. Somit ergibt sich eine
besonders kostengünstige Kraftmessvorrichtung. Ausserdem
kann die Diagnosefunktionalität bei einer bestehenden Kraftmessvorrichtung
durch Auswechseln der Verbindungseinheit besonders einfach nachgerüstet
werden.
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In
gleicher Weise wie bei einer Anordnung der Diagnoseeinheit in der
Kraftmessvorrichtung kann auch bei der Anordnung der Diagnoseeinheit
in der Verbindungseinheit ein Parameter ermittelt werden, welcher
jeweils den Zustand der Kraftmessmodule charakterisiert und welcher
zur Erzeugung des Diagnosesignals dient. Dieser Parameter kann ebenfalls
die Temperatur, die Stromversorgung oder die Versorgungsspannung
der jeweiligen Kraftmessmodule und/oder die Temperatur, die Stromversorgung oder
die Versorgungsspannung der Verbindungseinheit charakterisieren.
Ausserdem kann auch die Verbindungseinheit einen Komparator aufweist,
welcher zum Vergleich des Diagnosesignals und/oder des Kraftmesssignals
mit mindestens einem vorgegeben Schwellwert und zur Erzeugung eines
weiteren zu einem Resultat des Vergleichs korrespondierenden Signals
dient, welches dann als Diagnosesignal weitergeleitet werden kann
Vorzugsweise ist die Diagnoseeinheit mit den Eingangselementen verbunden, um
die Kraftmesssignale zu empfangen und wobei anhand dieser Kraftmesssignale
und gegebenenfalls einer weiteren Verarbeitung, das Diagnosesignal
erzeugbar ist.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist die Diagnoseeinheit mindestens
einen niedrig auflösenden, insbesondere einen 8-bit oder
einen 12-bit, und/oder einen kostengünstigen Analog-Digital-Wandler
auf, um mindestens ein empfangenes Kraftmesssignal in ein digitales
Signal zu wandeln, welches dann zur Erzeugung des Diagnosesignals dient.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verbindungseinheit derart
konfiguriert, dass das Diagnosesignal direkt oder über
eine Konzentrationsstufe, insbesondere über ein Bussystem
oder über einen Multiplexer, an das zweite Anschlusselement
leitbar ist. Dadurch kann der Verkablungsaufwand reduziert und eine
kostengünstige Lösung, insbesondere bei einer
Vielzahl von Kraftmessmodulen, erreicht werden.
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In
einem weiteren erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel
ist die Verbindungseinheit derart konfiguriert, dass das Diagnosesignal über
eine eigene und/oder zugehörige Verbindungsleitung, insbesondere
als digitales und/oder bidirektionales Signal und/oder als paketvermittelte
und/oder protokollbasierte Kommunikation, an die Verarbeitungseinheit und/oder
Anzeigeeinheit weiterleitbar ist. Dadurch können die Diagnoseinformationen
mit marktüblichen Kommunikationsmitteln insbesondere bei
einer Vielzahl von Kraftmessmodulen, kostengünstig und effizient übertragen
werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist die analoge Schaltung mindestens
zwei, den Kraftmessmodulen zugeordnete Isolations-Widerstände
auf, mittels welchen aus den analogen Kraftmesssignalen das analoge
Ausgangssignal erzeugbar ist und durch welche die analogen Kraftmesssignale
als weitgehend unabhängige Signale an die Diagnoseeinheit weiterleitbar
sind. Dabei werden die Isolations-Widerstände vorzugsweise
hochohmig dimensioniert um eine gute gegenseitige Trennung der Kraftmesssignale
zu erreichen. Vorzugsweise liegt der Widerstandswert der einzelnen
Isolations-Widerstände bei dem ca. zehnfachen des Ausgangswiderstands
der Kraftmesszellen. Dadurch kann das Übersprechen der
analogen Kraftmesssignale zwischen den einzelnen Kraftmesszellen
gering gehalten werden. Ansonsten, also ohne die Isolations-Widerstände,
würden die Kraftmesssignale einfach nur dem Summensignal
entsprechen.
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Ferner
betrifft die Erfindung eine Kraftmessvorrichtung, insbesondere eine
Wagevorrichtung, mit einer Auswerteeinheit und/oder Anzeigeeinheit,
mit mindestens einem erfindungsgemässen Kraftmessmodul
oder mit einer erfindungsgemässen Verbindungseinheit, an
welche mindestens zwei Kraftmessmodule betriebsfähig angeschlossen
sind, wobei die Kraftmessvorrichtung mindestens zwei getrennte Verbindungen
aufweist um das Kraftmesssignal und das mindestens eine Diagnosesignal
getrennt zu übertragen.
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Einzelheiten
des erfindungsgemässen Kraftmessmoduls, der Verbindungseinheit
und der entsprechenden Kraftmessvorrichtung ergeben sich anhand
der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
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1 in
stark vereinfachter schematischer Darstellung einer Waage 1 in
beispielhafter Ausgestaltung mit zwei gleichartigen Wägemodulen 40, 41 im
Schnitt, welche jeweils eine Wägezelle 10 und
einen Temperatursensor 15 aufweisen, wobei die analogen
Wägesignale SL1 und SL2 sowie die Diagnosesignale SD1 und
SD2 der Temperatursensoren 15 in einer Verbindungseinheit 50 zusammengefasst und
als analoges Summensignal SL und als Diagnosesignal SD an einen
Leitrechner 60 übertragen werden;
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2 ein
vereinfachtes Blockschaltbild eines Wägemoduls 40 gemäss 1 in
beispielhafter Ausgestaltung, mit einer Analog-Schaltung AC in Form
einer Brückenschaltung über der Kraftmesszelle 10 und
einer Diagnoseeinheit DU, welche jeweils über zugehörige
Anschlusselemente TD1a, TD1b mit der Verbindungseinheit 50 oder
dem Leitrechner 60 verbindbar sind;
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3 ein
vereinfachtes Blockschaltbild einer Waage 1 gemäss 1 mit
zwei Kraftmessmodulen 40 und 41 gemäss 2,
wobei in der Verbindungseinheit 50 das Summensignal SL
durch eine analoge Schaltung AC und das Diagnosesignal SD durch
ein Bussystem BUS zusammengefasst werden;
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4 das
Blockschaltbild gemäss 3, wobei
jedoch die Diagnoseeinheiten der Kraftmessmodule 40 und 41 in
einer gemeinsamen Diagnoseeinheit DU zusammengefasst sind, welche
in der Verbindungseinheit 50 angeordnet ist.
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1 zeigt
in stark vereinfachter schematischer Darstellung einer Waage 1 in
beispielhafter Ausgestaltung im Schnitt, auf welche eine symbolisch
dargestellte Kraft L einwirkt. Die Waage 1 weist ein Gehäuse 20 auf,
in dessen Innenraum zwei gleichartige Wägemodule 40 und 41 angeordnet sind,
welche jeweils eine Kraftmesszelle 10 und einen Temperatursensor 15 aufweisen.
Die Wägezellen 10 weisen jeweils einen feststehenden
Teil 11 und einen beweglichen Teil 12 auf, die
durch einen Mittelteil 13 miteinander über Biegestellen
verbunden sind. Der jeweilige feststehende Teil 11 ist über
den gehäusefesten Support 21 mit dem Gehäuse 20 starr verbunden.
Eine ausserhalb des Gehäuses 20 angeordnete Kraftaufnahme 30 in
Form einer Waagschale, auf die die Last L einwirkt, ist jeweils über
ein Gestänge 31 mit den beweglichen Teilen 12 der
jeweiligen Wägezellen 10 verbunden. Die beiden
Gestänge 31 durchdringen das Gehäuse 20 berührungsfrei durch
entsprechende Gehäusedurchführungen 22. Somit
wird die einwirkende Last L in Form von zwei Teillasten L1 und L2
aufgeteilt und an die jeweiligen Wägezellen 10 weitergeleitet.
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Somit
wirkt auf jede Kraftmesszelle die entsprechende Teillast L1 oder
L2 ein. Die Gehäusedurchführungen 22 sind
derart ausgebildet, dass ein Eindringen von Verunreinigungen möglichst
vermieden oder zumindest stark reduziert wird. In gleicher Weise
können eine Vielzahl von Kraftmessmodule, insbesondere
vier oder acht Kraftmessmodule, in der Kraftmessvorrichtung angeordnet
sein.
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Jede
Wägezelle 10 weist vier Kraftsensoren 14 auf,
welche eine Positionsänderung des beweglichen Teils 12 und
damit eine damit verbundene Deformation und eine dementsprechende
Kraft erfassen. Somit erzeugen die Kraftsensoren 14 ein
zur jeweils einwirkenden Teillast L1 und L2 korrespondierendes Wägesignal
SL1 beziehungsweise SL2. Der Einfachheit halber wird die Kraftmesszelle 10 nur
mit einem Kraftsensor 14 dargestellt. Typischerweise werden
jedoch vier Kraftsensoren 14 verwendet, jeweils einer an
jeder Biegestelle zwischen dem Mittelteil 13 und dem feststehenden
Teil 11 oder zwischen dem Mittelteil 13 dem beweglichen
Teil 12. Diese vier Kraftsensoren 14 sind über
eine Brückenschaltung verbunden (nicht dargestellt), um
das Wägesignal SL1 beziehungsweise SL2 zu erzeugen. Um
die einwirkende Last zu ermitteln, müssen die Wägesignale
SL1 und SL2 der einzelnen Kraftmessmodule 40 und 41 addiert
werden, da es sich um die Kraftmesssignale der Teillasten L1 und
L2 handelt. Deshalb weisen in der Regel die Kraftmessmodule 40 und 41 selbst
keine Anzeigeeinheit 70 auf.
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Als
Kraftsensoren 14 werden bevorzugt Dehnmessstreifen gemäss
der DMS-Technologie eingesetzt. Dabei werden Wägezellen
mit einem elastischen Verformungskörper verwendet, auf
dem elektrische Widerstandsfolien (Dehnungsmessstreifen DMS) aufgebracht
sind. Die Dehnungsmessstreifen ändern bei einer Verformung
ihren Widerstandswert, der als Mass für die auf den beweglichen
Teile 12 einwirkende Teillast L1 und L2 verwendet wird. Durch
geeignete Konstruktion wird sichergestellt, dass diese Widerstandsänderung
proportional zur einwirkenden Teillast L1 und L2 verläuft.
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In
den Kraftmessmodulen 40 und 41 können aber
auch Kraftmesszellen 10 eingesetzt werden, welche auf dem
Prinzip der Kraftkompensation basieren. Bei Waagen mit elektromagnetischer
Kraftkompensation wird im Luftspalt eines Permanentmagnetsystems
eine bewegliche Kompensationsspule von einem lastabhängigen
Kompensationsstrom durchflossen und dadurch auf konstanter Höhe gehalten.
Der Kompensationsstrom oder Messstrom wird als Mass für
die auf die Kompensationsspule einwirkende Last verwendet.
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Ausserdem
weist jede Wägezelle 10 einen Temperatursensoren 15 auf,
welcher jeweils die Temperatur der Kraftmesszelle 10 erfasst
und ein dazu korrespondierendes Temperaturmesssignal SD1 beziehungsweise
SD2 erzeugt. Der Temperatursensor 15 kann aber auch in
einigem Abstand von der Kraftmesszelle 10 angeordnet sein,
um die unmittelbare Umgebungstemperatur der Kraftmesszelle 10 zu
erfassen.
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Des
weiteren können auch andere Typen von Sensoren verwendet
werden, um andere, für die Diagnose geeignete Grössen
zu erfassen, zum Beispiel die Feuchtigkeit, die Strom- und/oder
Spannungsversorgung, die anteilmässig einwirkende Kraft L
oder die Teillast L1 und L2 oder weitere Kraftwirkungen oder Beschleunigungen
der Kraftmesszelle 10, aber auch indirekte Grössen,
beispielsweise die freie Beweglichkeit der Kraftzuführung
mittels eines an der Kraftzuführung oder Kraftweiterleitung
angeordneten Beschleunigungssensors. Vorzugsweise wird in letzterem
Fall das Kraftmesssignal SL1 oder SL2 der Kraftmesszelle 10 zur
Bestimmung und/oder Überwachung des Zustands des Kraftmessmoduls 40 herangezogen
und anhand diese Kraftmesssignals SL1 oder SL2 ein dazu korrespondierendes
Diagnosesignal SD1 beziehungsweise SD2 erzeugt. Die Diagnosesignal
SD1 und/oder SD2 können analoge Signale, vorzugsweise jedoch
digitale Kraftmesssignale oder digitale Messwerte sein.
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Jedes
Kraftmessmodul 40 und 41 ist über eine
erste Modul-Verbindungsleitung 45 mit einer Verbindungseinheit 50 verbunden,
um die von Kraftsensoren 14 erzeugte Kraftmesssignale SL1
und SL2 an die Verbindungseinheit 50 weiterzuleiten. Ferner
ist jedes Kraftmessmodul 40 und 41 über
eine zweite Modul-Verbindungsleitung 46 mit der Verbindungseinheit 50 verbunden
um auch die von Temperatursensoren 15 erzeugte Temperaturmesssignale SD1
und SD2 an die Verbindungseinheit 50 weiterzuleiten.
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In
der Verbindungseinheit 50 werden die zwei analogen Kraftmesssignale
SL1 und SL2 zu einem analogen Summensignal SL und die Temperaturmesssignale
SD1 und SD2 zu einem Diagnosesignal SD zusammengefasst, beispielsweise
wie in den folgenden Ausführungsbeispielen gezeigt, mittels
einem Summenoperator, einem Multiplexer oder einen Bus.
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Die
Verbindungseinheit 50 ist über zwei unabhängige
Haupt-Verbindungsleitungen, nämlich einer ersten Haupt-Verbindungsleitung 55,
dem sogenannte Home-Run-Kabel, und einer zweiten Haupt-Verbindungsleitung 56 mit
einem Leitrechner 60 verbunden. Dabei wird über
die erste Haupt-Verbindungsleitung 55 das analoge Summensignal
SL und über die zweite Haupt-Verbindungsleitung 56 das
Diagnosesignal SD zum Leitrechner 60 geleitet. Im Leitrechner 60 wird
das analoge Summensignal SL und das Diagnosesignal SD ausgewertet
und auf der im Leitrechner 60 integrierten Anzeigeeinheit 70 dargestellt.
Der Leitrechner kann ein separate Bedienungskonsole oder ein Teil
eines Prozessleitsystems sein. Ferner können die Module 40 und 41 aber
auch direkt mit dem Leitrechner 60 verbunden sein (gestrichelt
gezeichnet).
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Die
analogen Kraftmesssignale SL1 und SL2 und das analoge Summensignal
SL werden durch unidirektionale Übertragung von den Kraftmessmodul
oder den Wägezellen an Verarbeitungseinheit 60 oder
den Leitrechner 60 übertragen. Die Übertragung der
Diagnosesignal SD1, SD2 und SD erfolgt über eine eigene
und/oder zugehörige Verbindungsleitung in beliebiger Form,
zum Beispiel können die Diagnosesignal SD1, SD2 und SD
als digitales und/oder bidirektionales Signal und/oder mittels einer
paketvermittelte und/oder protokollbasierte Kommunikation übertragen
werden. Je nach Konfiguration der Kraftmessmodule 40 und 41 und
des Leitrechners 60 werden die Diagnosesignal SD1, SD2
und SD selbständig kontinuierlich oder periodisch und/oder
zufällig oder nach Auftreten einer Veränderung
an Leitrechner 60 übertragen. Selbstverständlich
kann der Leitrechner 60 die Signale auch beim den Kraftmessmodulen 40 und 41 kontinuierlich,
periodisch oder nach dem Zufallsprinzip abrufen.
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2 zeigt
ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Wägemoduls 40 gemäss 1 in
beispielhafter Ausgestaltung, mit vier Anschlusselementen TL1a,
TL1b, TD1a und TD1b. Dabei ist die Kraftmesszelle 10 mit
einer Analog-Schaltung AC in Form einer Brückenschaltung
verbunden, um ein Kraftmesssignal SL1 in Form von zwei symmetrischen
Signalkomponenten zu erzeugen. Diese beiden Signalkomponenten der
Analog-Schaltung AC werden jeweils über zwei Isolations-Widerstände
R an das zugehörige erste Anschlusselement TL1a und TL1b weitergeleitet.
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Ausserdem
weist das Wägemodul 40 eine Diagnoseeinheit DU
auf, welche wiederum einen Differenzverstärker D, einen
Analog-Digital-Wandler A/D eine digitale Verarbeitungseinheit PU,
einen Speicher MEM, das zweites Anschlusselement TD1a und TD1b aufweist.
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Die
die beiden Eingänge des Differenzverstärkers D
sind mit der Analog-Schaltung AC verbunden, sodass die beiden symmetrischen
Signalkomponenten der Wägezelle 10 dem Differenzverstärkers
D zugeleitet werden. Der Differenzverstärkers D bildet
ein Ausgangssignal, welches nach einer Wandlung durch den Analog-Digital-Wandler
A/D der digitale Verarbeitungseinheit PU zugeführt wird.
Die digitale Verarbeitungseinheit PU ist mit ihrem Ausgang mit dem
dritten Anschlusselement TD1a und dem vierten Anschlusselement TD1b
verbunden, sodass das von der Verarbeitungseinheit PU erzeugt Diagnosesignal
SD an diese weitergeleitet wird. Ausserdem ist die Verarbeitungseinheit
PU mit einem Speicher MEM verbunden um dort digitale Werte abzuspeichern
und bei Bedarf wieder auszulesen.
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Im
Speicher MEM können vorgegebene Schwellwerte und Auswerteprogramme
aber auch Daten zur Verifizierung oder Überprüfung
auf Plausibilität der Diagnosesignale abgelegt werden.
Ferner können auch Daten zur Kommunikationssteuerung oder
zur Identifizierung des Kraftmessmoduls oder der Kraftesszelle abgelegt
sein. Ferner können auch Grössen wie Kalibrierfaktoren,
Korrekturfaktoren, Eichwerte oder Temperaturkoeffizienten im Speicher abgelegt
und zur Auswertung der Kraftmesssignale herangezogen werden.
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Über
die Anschlusselemente TL1a, TL1b, TD1a und TD1b ist das Wägemodul 40 mit
dem Leitrechner 60 verbindbar, um das Summensignal SL1 und
das Diagnosesignal SD1 an den Leitrechner 60 zu übertragen.
Zur übersichtlichen Darstellung sind die Anschlusselemente
TL1a und TL1b zu einem ersten Anschlusselemente TL1 und die Anschlusselemente
TD1a und TD1b zu einem zweiten Anschlusselemente TD1 zusammengefasst.
Ausserdem werden die Signale SL und SD direkt, getrennt und pro Wägemodul 40 individuell
zum Leitrechner 60 übertragen. Sie können
aber auch, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel, über
eine Verbindungseinheit 50 geführt werden.
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Die
Stromversorgung der Diagnoseeinheit DU erfolgt mit der Speisung
PS des Kraftmessmoduls 40, 41, der Kraftmesszelle 10 oder
durch separate Verbindungen. Die Stromversorgung der Diagnoseeinheit
DU über die Speisung PS und der Erdung GND ist schematisch
durch entsprechende Pfeile dargestellt.
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3 zeigt
ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Waage 1 gemäss 1 mit
zwei Kraftmessmodulen 40 und 41 gemäss 2,
welche jeweils mit einer Verbindungseinheit 50 verbunden
sind.
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Dabei
sind die ersten Anschlusselemente TL1a und TL1b des Kraftmessmoduls 40 der 2, über
welche die Signalkomponenten des analogen Kraftmesssignals SL1 geführt
sind, zu einem analogen Anschlusselemente TL1 zusammengefasst. In entsprechender
Weise sind die Anschlusselemente TD1a und TD1b des ersten Kraftmessmoduls 40 der 2, über
welche die Signalkomponenten des Diagnosesignals SD1 geführt
sind, zu einem zweiten Anschlusselemente TD1 zusammengefasst.
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Die
Verbindungseinheit 50 weist eine Analog-Schaltung AC* (*
steht für eine in der Verbindungseinheit 50 angeordnete
Analog-Schaltung) und für jedes Kraftmessmodul 40 und 41 eine
Kalibriereinheit CAL auf, welche jeweils einerseits mit einem Isolations-Widerstand
R und andererseits über die Modul-Verbindungsleitung 45 mit
den Anschlusselementen TL1 und TL2 der Kraftmessmodule 40 und 41 verbunden
ist. Dabei kann die Kalibriereinheit CAL auf vielfältige
Weise, beispielsweise als verstellbares Widerstandsnetzwerk, aufgebaut
sein. Die Isolations-Widerstände R sind über einen
Verbindungspunkt und das Ausgangselement TL mit der Haupt-Verbindungsleitung 55 verbunden.
Somit werden die analogen Kraftmesssignale SL1 und SL2 jeweils über
die Kalibriereinheit CAL und den Isolations-Widerstand R an den
Verbindungspunktspunkt geführt, an welchen die beiden Signale
auf analoge Weise summiert werden. Das resultierende analoge Ausgangssignal
SL wird in Form eines analogen Summensignals SL über das
Anschlusselement TL und über die erste Verbindungsleitung 55 an
die Verarbeitungseinheit 60 beziehungsweise an den Leitrechner 60 weitergeleitet.
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Ausserdem
weist die Verbindungseinheit 50 ein Bussystem BUS auf,
welches einerseits über die Modul-Verbindungsleitung 46 mit
den digitalen Anschlusselementen TD1, TD2 den Kraftmessmodulen 40 und 41 verbunden
ist, um das digitale Diagnosesignal SD1 des ersten Kraftmessmoduls 40 und
das digitale Diagnosesignal SD2 des zweiten Kraftmessmoduls 41 zusammenzuführen.
Daraus wird das digitale Diagnosesignal SD gebildet, welches über
das Anschlusselement TD und über die zweite Verbindungsleitung 56 an
den Leitrechner 60 weitergeleitet wird.
-
Das
Zusammenführen kann auf vielfältige Weise erfolgen,
beispielsweise gemäss bekannten Kommunikationsprotokollen
und/oder Signalkombinationen. Ausserdem könnte statt einem
Bussystem BUS auch ein Multiplexer eingesetzt werden, der gemäss
einer Zeitsteuerung die Diagnosesignale SD1 und SD2 zu einem einzelnen
Diagnosesignal SD zusammenführt. Vorzugsweise wird das
Bussystem bis an den Leitrechner 60 geführt, sodass
die Diagnosesignale SD1 und SD2 der Kraftmessmodule 40 und 41 unmittelbar
das digitale Diagnosesignal SD bilden.
-
4 zeigt
ein Blockschaltbild gemäss 3, wobei
jedoch die Diagnoseeinheit DU* in der Verbindungseinheit 50 angeordnet
ist (* steht für eine in der Verbindungseinheit 50 angeordnete
Diagnoseeinheit). Bei diesem Ausführungsbeispiel werden nur
einfach aufgebaute, analoge Wägemodule 140 und 141 über
ein erstes Eingangselement TE1 und ein zweites Eingangselement TE2
mit der Verbindungseinheit 50 verbunden. Diese beiden Wägemodule 140 und 141 erzeugen
jeweils ein analoges Kraftmesssignal zur einer auf das jeweilige
Kraftmessmodul 140, 141 einwirkenden Teillast
L1 und L2 korrespondiert. Diese Wägemodule 140 und 141 entsprechen
den bekannten Kraftmessmodulen aus dem Stand der Technik. Eine Diagnoseeinheit
ist nicht vorhanden, somit entfallen die Anschlusselemente TD1 und
TD2 und ebenso die Übertragung der Diagnosesignale SD1
und SD2.
-
In
der Verbindungseinheit 50 ist jedoch für jedes
Kraftmessmodul 40, 41 eine Diagnoseeinheit DU in
Form eines Analog-Digital-Wandlers A/D angeordnet. Diese Analog-Digital-Wandler
A/D sind über interne Verbindungen und über die
Modul- Verbindungsleitung 45 mit den ersten Anschlusselementen TL1
und TL2 der Kraftmessmodule 40 und 41 verbunden.
Nach der Wandlung in der Diagnoseeinheit DU stehen somit die digitalen
Diagnosesignale SD1 und SD2 zur weiteren Übertragung an
die den Leitrechner 60 zur Verfügung, in gleicher
weise wie bei 3 beschrieben.
-
Vorzugsweise
werden für die Analog-Digital-Wandler integrierte Schaltungen
(IC) eingesetzt, bei welchen in einem Gehäuse mehrere Analog-Digital-Wandler
A/D integriert sind. Dadurch ergibt sich eine effiziente und kostengünstige
Herstellung der Verbindungseinheit 50.
-
Da
jeweils mehrere Kraftmessmodule 40, 41 verwendet
werden, können die Diagnosesignale SD1, SD2 und SD der
jeweils anderen Kraftmessmodule 40, 41 zur gegenseitigen
Verifizierung oder Überprüfung auf Plausibilität
der Signale herangezogen werden. Geeignete, vorgegebene Werte zur
Verifizierung können aber auch bereits im Kraftmessmodul 40, 41 oder
in einer Verarbeitungseinheit 60 beziehungsweise im Leitrechner 60 eingespeichert sein.
Diese entstammen beispielsweise aus publizierten Tabellen, deren
Werte aus anderen Geräten oder aus Daten im Internet stammen.
So sind zum Beispiel, gültig für den entsprechenden
Einsatzort der Kraftmessvorrichtung, Angaben wie Druck-, Temperatur-
und Strahlungsbereiche oder Angaben über Grundschwingungen
oder Erdbeben-Vibrationen bekannt und können zur Verifizierung
der Diagnosesignale SD1, SD2 und SD verwendet werden. Sofern ein Teil
dieser Signale SD1, SD2 und SD im Leitrechner 60 im Sinne
einer Historie gespeichert wird, kann die Analyse dieser Historie
zu weiteren Erkenntnissen über den Zustand sowohl der Kraftmessmodule 40, 41 als
auch des Temperatursensor 15 dienen.
-
Das
erfindungsgemässe Diagnoseverfahren und die erfindungsgemässe
Kraftmessvorrichtung 1 wurden in bevorzugten Ausgestaltungen
beschrieben und dargestellt. Die Kraftmessvorrichtung wurde in der
Ausgestaltung einer Waage 1 beschrieben. Die Erfindung
ist jedoch auch bei anderen Kraftmessvorrichtungen, wie gravimetrischen
Messgeräten, Wägemodule, Lastzellen und Messsensoren,
die gegebenenfalls Teil einer Waage bilden können, einsetzbar.
Ferner sind die Vorrichtungen natürlich auch nicht auf
eine bestimmte Wahl, Konfiguration, Gruppierung und Anwendung der
Komponenten beschränkt.
-
- 1
- Kraftmessvorrichtung/Waage
- 10
- Kraftmesszelle/Wagezelle
- 11
- feststehender
Teil
- 12
- beweglicher
Teil
- 13
- Mittelteil
- 14
- Kraftsensor
- 15
- Temperatursensor
- 20
- Gehäuse
- 21
- Support
- 22
- Gehäusedurchführung
- 30
- Kraftaufnahme
- 31
- Gestänge
- 32
- Kraftübertragungsarm
- 40,
41, 140, 141
- Kraftmessmodul/Wägemodul
- 45,
46
- Modul-Verbindungsleitung
- 43
- Anschlusselement
- 50
- Verbindungseinheit
- 55,
56
- Haupt-Verbindungsleitung
- 60
- Verarbeitungseinheit/Leitrechner
- 70
- Anzeigeeinheit
- AC,
AC*
- Analoge-Schaltung
- A/D
- Analog-Digital-Wandler
- DU,
DU*
- Diagnoseschaltung
- L
- einwirkende
Kraft/Last
- L1,
L2
- auf
Kraftmessmodul einwirkende Kraft, Teillast
- CAL
- Kalibriereinheit
- MEM
- Speicher
- D
- Differenzverstärker
- P
- Parameter
- PU
- Digitale
Verarbeitungseinheit
- R
- Isolations-Widerstand
- SD,
SD1, SD2
- Diagnosesignal/Temperaturmesssignal
- SL,
SL1, SL2
- analoges
Kraftmesssignal/Wagesignal
- SL
- analoges
Ausgangssignal/Summensignal
- T
- Temperatur
- TE1,
TE2
- Eingangselement
- TL,
TD
- Ausgangselement
- TL1,
TL2, TD1, TD2
- Anschlusselement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 5574899 [0005]
- - US 2002/0066602 A1 [0006, 0007, 0011, 0012]