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Vorrichtung zur Funktionsfehlersicherung bei elektronischen Waagen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Funktionsfehlersicherung bei elektronischen
Waagen, deren dem Gewichtswert- entsprechender Analog-ausgang zur digitalen Meßwertanzeige
bzw. Meßwertverarbeitung als Eingangsgröße an einen Analog-Digital-Wandler gegeben
ist.
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Auf diese Weise werden die Vorteile der digitalen Meßwertverarbeitung
für elektronische Waagen verfügbar gemacht, die einen dem Gewichtswert entsprechenden
Analogausgang liefern.
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Insbesondere ist es möglich, den Meßwert nach seiner Umsetzung im
Analog-Digital-Wandler für die Meßwertanzeige und häufig gewünscht weitere Verarbeitungen
des Meßwertes heranzuziehen. Kommt es jedoch bei der Umsetzung des Analogausganges
in eine Digitalgröße
zu Funktionsfehlern, so wird nicht nur ein
falscher Meßwert angezeigt, sondern überdies auch derselbe falsche Meßwert für die
Weiterverarbemtung des Meßwertes automatisch herangezogen. Die Korrektur der auf
diese Weise entstandenen -Fehler ist mit erheblichem Aufwand verbunden und häufig
überhaupt unmöglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Vorrichtung der eingangs
genannten Bauart gegen Funktionsfehler bei der Umsetzung des Analogausganges der
elektronischen Waage in eine digitale Größe abzusichern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Analog-Digital-Wandler
ein Digital-Analog-Wandler nachgeschaltet ist, dessen Ausgangsgröße durch Vergleich
mit der Eingangsgröße des Analog-igital-Wandlers die Freigabe des Digitalausganges
für M.ßwertanzeige und/oder Meßwert verarbeitung steuert. Es wird lo auf einfache
Weise sichergestellt, daß die Weitergabe der dei Analogaugang der elektronischen
Waage entsprechenden Digitilgröße für die Anzeige usw. nur dann erfolgt, wenn die
Digitalgröße tatsächlich alt dem Analogausgang der Waage übereinstiimt. Die Übereinstimmung
kann dabei nach Belieben und Bedarf mit mehr oder weniger großer Präzision überprüft
werden. Jedenfalls ist sioh.rgestellt, daß Funktionsfehler bei der Analog-Digital-Umsetzung
keinen nachteiligen Einfluß auf die Weiterverarbeitung der gelieferten Daten im
jeweiligen Waagesystem haben können.
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Mit Hilfe des Kontrollvorganges kann überdies leicht eine stä -dig
fehlerhafte -Funktion erkannt und beseitigt werden.
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Zweckmäßig wird die Ausgangsgröße des Digital-Analog-Wandlers und
die Eingangsgröße des Analog-Digital-Wandlers jeweils als Eingangssignal an einen
elektronischen Vergleicher gelegt. Man kann so auf einfachste Weise die gewünschte
Steuerung erzielen.
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Der Vergleicher kann so eingestellt werden, daß er bei Gleichheit
seiner Eingangssignale digitale Meßwertanzeige und/oder Meßwertverarbeitung freigibt.
Es ist damit ein hohes Maß an Präzision erreicht und jede kleinste Abweichung von
Analog- und Digitalgröße voneinander kann festgestellt bzw.
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zum Gegenstand einer Wiederholung des Wägevorganges oder einer Uberprüfung
der Einrichtungen des Waagesystems gemacht werden.
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Andererseits kann es zweckmäßig sein, durch den Vergleicher die digitale
Meßwertanzeige und/oder Meßwertverarbeitung dann freizugeben, wenn die Abweichung
seiner Eingangssignale voneinander gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter
Äbweichungsgrenzwert. Der Abweichungsgrenzwert kann dabei so gewählt werden, daß
für die Genauigkeit des Wägevorganges die für ihn eintuhaltenden Präzisionsvorschriften
tatsächlich gewährleistet sind. Andererseits wird der zur Fehlersicherung dienende
Kontrollgang vereinfacht, da gegebenenfalls eine verminderte Genauigkeit bei der
Umsetzung des Ausgangs des Analog-Digital-Wandlers in eine Analoggröße in Kauf genommen
werden und mit einem entsprechend verminderten technischen Aufwand ausgekonunen
werden kann. Das ergibt sich beispielsweite daraus, daß es genügen mag, nur eine
oder einen Teil der Digitalstellen vom Anfang der digitalen Ausgangsgröße des Snalog-Digital-wandlers
für den Vergleich in eine Ana? Dg-, größe rUckxuverwandeln, Dbsixalstellen werden
also beispiels weise ernachlflssi£t0 Diq Grenzwerte und die Wahl
der
Anzahl der rückzuverwandelnden Digitalstellen wählt man einfach nach den jeweiligen
Erfordernissen hinsichtlich Genauigkeit des Wägevorganges bzw. der Notwendigkeit
der Ausschließung von Fehlern.
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Besonders einfach gestaltet sich die Steuerung, wenn zwischen Analog-Digital-Wandler
einerseits und Digitalanzeiger bzw. Meßwertverarbeitung andererseits mindestens
eine Torschaltung geschaltet ist, die vom Vergleicher gesteuert ist. Selbstverständlich
kann statt einer einzigen Torschaltung auch beispielsweise jeder Digitalstelle oder
einer beliebigen Anzahl von Digitalstellen jeweils eine Torschaltung zugeordnet
sein. Statt der Torschaltungen können selbstverständlich auch andere Schaltelemente
Verwendung finden, die sich mit Hilfe eines dem Ergebnis des durchgeführten Vergleichsvorganges
entsprechenden Ausgangssignales steuern lassen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert und zwar
zeigt die einzige Figur schematisch eine Ausführungsform der Erfindung.
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Eine Waage 1 weist ein elektronisches Wägesystem auf, was dazu führt,
daß am Ausgang 2 der Waage 1 eine elek trische Größe, wie z.B. eine elektrische
Spannung liegt, die dem auf die Waage aufgelegten Gewicht 3 proportional ist. Die
Waage 1 weist somit einen dem zu bestimmenden Gewichtstwert entsprechenden Analogausgang
auf.
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Der Ausgang 2 der Waage 1 ist an einen Analog-Digital-Wandler 4 (im
folgenden kurz A/D-Wandler genannt) angeschlossen. Im A/D-Wandler 4 wird der Analogausgang
der
Waage 1, also beispielsweise eine elektrische Spannung in eine
dem Gewichtswert entsprechende Digitalgröße umgewandelt.
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Diese Digitalgröße -wird von A/D-Wandler 4 über Torschaltungen 5 einem
Digitalanzeiger 6 zugeführt. Der Digitalanzeiger 6 dient, wie in der Figur angedeutet,
zur ziffernmäßigen Anzeige des Gewichtswertes des auf die Waage 1 aufgelegten Gewichtes
3. Der digitalisierte Gewichtswert kann gleichzeitig über eine Leitung 7 für weitere
Meßwertverarbeitung herangezogen, beispielsweise ausgedruckt, gespeichert oder sonstigen
Bedürfnissen entsprechend verarbeitet werden.
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Erfindungsgemäß wird nun die in A/D-Wandler 4 hergestellte Digitalgröße
gleichzeitig über eine Leitung 8 an einen Digital-Analog-Wandler 9 (im folgenden
kurz D/A-Wandler genannt) gegeben, an dessen Ausgang 10 wieder eine Analoggröße,
z.B. eine elektrische Spannung auftritt. Der Ausgang 10 des D/A-Wandlers 9 ist mit
einem Vergleicher 11 verbunden, der außerdem zum Einspeisen der Eingangsgröße des
A/D Wandlers 4 auch mit dem Ausgang 2 der elektronischen Waage 1 über eine eitung
12 verbunden ist. Im Vergleicher 11 können nun die Ausgangsgröße des D/A-Wandlers
9 und die Eingangsgröße des A/D-Wandlers 4, die beide 4naloggrößen sind, miteinander
verglichen werden. Wird dabei festgestellt, daß die beiden Signale miteinander übereinstimmen,
so gibt der Vergleicher 11 ein entsprechendes Riohtig-Signal über eine Leitung 13
an die Torschaltungen 5, wodurch die Verbindung des A/D-Wandlers 4 mit dem Digitalanzeiger
6 bzw. der Leitung 7 zur angeschlossenen Datenverarbeitung freigegeben wird.
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Wird jedoch im Vergleicher 11 die geforderte Übereinstimmung nicht
festgestellt, so werden Anzeige und Datenausgabe automatisch
gesperrtt
Selbstverständlich kann die Schaltung auch auf eine Weise vorgenommen werden, daß
beim Fehlen der Ubereinstimmung ein entsprechendes Steuersignal zum Sperren der
Torschaltungen 5 an diese gegeben wird. Eine Vereinfachung kann dadurch erreicht
werden, daß man nicht alle Stellen der im A/D>Wandler 4 erzeugten Digitalgröße
in D/A-Wandler 9 einer Rückumwandlung unterzieht. Beispielsweise kann man sich damit
begnügen, nur die beiden ersten Digitalstellen im D/A-Wandler 9 umzuwandeln. Selbstverständlich
prüft der Vergleicher 11 in diesem Falle nicht auf Übereinstimmung der beiden an
seine Eingänge gelegten Signale, sondern darauf, ob diese Signale in gewissen Grenzen
miteinander übereinstimmen, ob also ihre Differenz unterhalb einer vorgegebenen
bzw. vorwählbaren Grenze bleibt. Dem Vergleicher 11 wird dazu ein Ansprechbereich
gegeben, bei dessen Überschreitung (oder Unterschreitung) an seinem Ausgang bzw.
in der Leitung 13 ein Richtig-Signal oder ein Falsch-Signal erscheint und die Torschaltungen
5 entsprechend auf- oder zugesteuert werden.