DE2239998C3 - Waage mit Auswertegerät, Digitalanzeige und einer sich über mehrere Anzeigeeinheiten erstreckenden Null-Grobjustierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Waagen mit Auswertegerät, Digitalanzeige vind einer sich über mehrere Anzeigeeinheiten erstreckenden Null-Grobjustierung.

Bei numerisch anzeigenden Waagen sind verschiedenartige Justierungen bekannt. Bei einer ersten Waagengattung ist die Auflösung der Anzeige, d.h. die kleinste Meßeinheit, z. B. eine Zahlenstufe d, die gleiche im Null- wie im übrigen Wiegebereich. Solche Waagen geben der Bedienungsperson keine Möglichkeit, eine feinere Justierung im Nullbereich vorzunehmen. Wenn bei einer Leerwägung, d. h. bei leerer Lastschale, eine Null angezeigt wird, so kann der Fehler der optimalen Einstellung gegenüber ± 0,5 d betragen.

Bei einer zweiten Waagengattung ist die Auflösung der Anzeige im Nullbereich zwar feiner als im übrigen Wiegebereich; bei solchen Waagen ist es aber notwendig, eine häufige Nulljustierung vorzunehmen. Um den Zustand anzuzeigen, bei welchem die Waage erneut justiert werden muß, ist im allgemeinen eine besondere numerische Fehleranzeige vorgesehen. Um diese besondere Fehleranzeige zu vermeiden, kann der Nullbereich, dh. der Lastbereich, der dem Wert Null entspricht, kleiner als der Lastbereich der übrigen Werte gehalten werden. Dazu müssen aber die Lastbereiche der Werte +1 und — 1 größer als 1 d sein. Sie betragen in solchen Fällen z. B. beide 1,25 d, der Nullbereich beträgt dann 0,5 d und die Lastbereiche der übrigen Werte betragen je 1 d.

ίο Bei diesen beiden Waagenarten dient die numerische Anzeige als einzige Information für die Justierung.

Aus der GB-PS 8 48 330 i&t eine rein analog arbeitende, automatische Einzweck-Waage mit selbsttätiger Austarierung bekannt Der Meß-Nullpunkt ist hier durch die Wahl von Brückenwiderständen festgelegt Wird durch Benutzung anderer Behälter (Container) das Taragewicht und damit das elektrische Gleichgewicht der Widerstandsbrücke verändert oder änderte sich dieses Gleichgewicht durch Umgebungseinflüsse, so wird die elektrische Symmetrie selbsttätig wieder hergestellt, die Vorrichtung also auf Null zurückgestellt, und zwar durch das Nachführen eines verstellbaren Widerstandes (Potentiometer). Auch die US-PS 29 74 863 beschreibt nur eine Vorrichtung zum selbsttä-

»5 tigen Austarieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige, feine Null-Justierung zu schaffen, ohne daß die Waage dabei erkennen müßte, ob die Lastschale leer ist oder nicht, eine im ganzen Wiegebereich gleichmäßige Auflösung bei gleichen Lastbereichen für alle Werte zu erreichen, die Häufigkeit der notwendigen Grobjustierung herabzusetzen, Manipulationen zu Gunsten der Bedienungsperson dabei praktisch unmöglich zu machen, im übrigen aber die Arbeit des Bedienungspersonals im Vergleich zum Arbeiten mit digitalen Waagen ohne feine Null-Justierung zu erleichtern.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt gemäß der Erfindung darin, daß die Waage zusätzlich zu der Null-Grobjustierung mit einer sich über den Bereich einer Anzeigeeinheit erstreckenden, selbsttätigen Null-Feinjustierung ausgerüstet ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß die Waage im ganzen Wiegebereich für das Messen in unter sich gleichen Meßeinheiten, die kleiner als die Anzeigeeinheiten sind, eingerichtet ist und daß die Null-Feinjustierung eine Vergleichsschaltung zur Trennung der Fälle, in denen der vom Auswertegerät ermittelte Meßwert im Null-Bereich liegt, von den Fällen, in denen er außerhalb des Null-Bereichs liegt, zur unterschiedlichen Weiterleitung der Meßwerte aufweist, wobei der Vergleichsschaltung zweckmäßig eine Ruhekontrolle zugeordnet ist.

Zweckmäßig ist die Waage für das Messen in ein Zehntel der Größe der Anzeigeeinheiten aufweisenden Meßeinheiten eingerichtet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Anzeigeeinheit die Einheit der kleinsten Anzeigestelle der Anzeigevorrichtung gewählt, und es sind ein Speicher für einen die sich bei einer Wägung im Null-Bereich ergebenden Meßeinheiten angebenden Justierwert und zwei Rechenwerke für dessen selbsttätige Berichtigung bei einer neuen Null-Wägung vorgesehen, wobei der Anzeigevorrichtung ein mit dem Auswertegerät verbundenes erstes Rechenwerk zum selbsttätigen Subtrahieren des Justierwertes von dem vom Auswertegerät bei jeder Lastwägung ermittelten Meßwert und zum Weiterleiten des Subtraktionsergebnisses an die Anzeigevorrichtung vorgeschaltet ist,

während das zweite Rechenwerk für die Speicherwerte über ein UND-Glied mit dem Auswertegerät und mit der Vergleichsschaltung verbunden ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Waage scheiratisch dargestellt

F i g. 1 ist ein Schema der ganzen Waage, teilweise im Schnitt, während

F i g. 2 ein Schaltbild der Feinjustiervorrichfing darstellt

Die in F i g. 1 dargestellte Waage weist ein Gestell 1 und eine Lastschale 2 auf. Diese ist mittels zweier Lenker 3, 4 am Gestell 1 parallel geführt. Am Arm 5 des Gestells 1 sind zwei querschwingende Saiten 6 V-förmig angebracht Ihre unteren Enden sind an einem Körper 7 befestigt Eine Masse 8 ist am Arm 9 des Gestells t mittels Lenker 10 parallel geführt, sie ist mit dem Körper 7 verbunden und dient somit als Vorspannmasse für die Saiten 6. Die LastSvhale 2 ist mittels eines Drahtzuges Il sowohl mit dem Arm 5 als auch mit dem Körper 7 verbunden. Durch diese bekannte Anordnung werden die Saiten 6 vom Gewicht der Masse 8 in gleichem Ausmaß und von einer dem Gewicht der zu messenden Masse der Last 12 proportionalen Kraft in ungleichem Ausmaß be- bzw. entlastet Am Gestell 1 sind weiter zwei Erreger- und Abnehmerköpfe 13 angebracht, die mit einem Auswertegerät 14 verbunden sind. In diesem Auswertegerät 14 werden bekannterweise die Frequenzen der vom Gewicht der bekannten Masse 8 in gleichem Ausmaße vorbelasteten und über den Drahtzug U und den Körper 7 zusätzlich vom Gewicht der zu ermittelnden Masse der Last 12 in unterschiedlichem Ausmaße belasteten Saiten 6 verglichen. Aus dem Vergleich dieser Frequenzen wird in an sich bekannter Weise im Auswertegerät 14 die Größe der Masse der Last 12 ermittelt

Das Auswertegerät 14 ist über die Null-Feinjustiervorrichtung 15 mit der Anzeigevorrichtung 16 verbunden, die das endgültige Ergebnis der Wägung digital anzeigt. Die Auflösung der beschriebenen Waage, d. h. die kleinste Stelle des aus dem Auswertegerät 14 kornmenden Resultates, entspricht der Meßeinheit m, mit welcher die Waage die Masse der auf ihrer Lastschale 2 aufgelegten Last 12 über den ganzen Wiegebereich mißt. Die Anzeigevorrichtung 16 ist derart ausgebildet, daß ihre kleinste Stelle 17, d. h. eine Anzeigeeinheit d, zehn Meßeinheiten m entspricht. Wenn also z. B. die Waage die Masse der Last 12 in 0,1 Gramm mißt, so zeigt die Stelle 17 nur ganze Gramme an. Als Nullbereich der Waage wird der Bereich definiert, für welchen die Waage Massen zwischen 0 rn und 9 m ermittelt. Für diesen ganzen Bereich zeigt die Anzeigevorrichtung 16 — da sie keine Stelle für 5 m auf weist — stets das Gewicht null. Erst wenn die Waage 10 m, d. h. 1 d ermittelt, zeigt die Anzeigevorrichtung 16 das Gewicht 1 d.

Das Auswertegerät 14 ist über eine Leitung 18 mit einer Nullbereich-Schaltung 19 verbunden (F i g. 2), in welcher ermittelt wird, ob die auf der Lastschale 2 der Waage befindliche Last 12 eine Masse hat, die innerhalb des Nullbereiches (d. h. zwischen 0 m und 9 m) liegt oder nicht Über eine Leitung 20 ist die Waage mit einer Ruhekontrolle 21 verbunden. Diese Schaltung läßt Wägungen nur dann zu, wenn die Last 12 »ruhig« ist, d. h. wenn der Vergleich zweier nacheinander folgender Messungen eine Differenz mit einem absoluten Betrag kleiner als 1 m (0,1 g) ergibt. Die Ausgangssignale der Schaltungen 19 und 21 sind einem UND-Glied 22 zugeführt, dessen Ausgang mit einem zweiten UND-Glied 23 verbunden ist Eine Leitung 24 verbindet das Auswertegerät 14 mit dem UND-Glied 23. dessen Ausgang mit einem ersten Rechenwerk 25 verbunden ist Dieses Rechenwerk 25 ist über einen Speicher 26 mit noch einem Rechenwerk 27 verbunden. Im Rechenwerk 25 ist (bei diesem Beispiel) der Wert 5 m fest verdrahtet.

Wird die Waage eingeschaltet und liegt keine Last auf der Lastschale 2, so stellt die Schaltung 19 fest daß die gemessene Masse der leeren Lastschale im Nullbereich liegt. Desgleichen stellt die Ruhekontrolle 21 fest, daß die Last ruhig ist. Die UND-Glieder 22, 23 reagieren entsprechend, und die Leitung 24 wird mit dem Rechenwerk 25 verbunden. Ist die Waage in diesem Augenblick ideal justiert, so wird der Wert 5 m — d. h. der Mittelwert des Nullbereiches — als natürliches Resultat der Wägung übermittelt. Im Rechenwerk 25 wird von diesem Wert der fest verdrahtete Wert 5 m abgezogen und das Resultat, hier 0 m, im Speicher 26 gespeichert und gleichzeitig dem Rechenwerk 27 zugeführt

Im Rechenwerk 27 wird der Wert 0 m von dem über eine Leitung 28 erhaltenen Wert 5 m abgezogen und das Resultat — d. h. 5 m — in der Anzeigevorrichtung 16 angezeigt Da dieses Resultat — 5m — kleiner als 1 d ist, erscheint an der Stelle 17 nur eine Null.

Wird die gleiche Wägung ?.. B. nach 2 Stunden vorgenommen, so kommt es vor, daß die Waage 1 z. B. wegen Erwärmung oder sonstigen Einflüssen nicht mehr so genau justiert geblieben ist. Es wird angenommen, daß eine Wägung der Leeren Lastschale 2 z. B. den Wert 8 m ergibt. Im Rechenwerk 25 wird von diesem Wert der verdrahtete Wert 5 m abgezogen und das Resultat — d. h. 3 m — ersetzt im Speicher 26 den vorher gespeicherten Wert Om. Im Rechenwerk 27 wird vom erhaltenen natürlichen Resultat 0,8 d der Speicherwert 3 m abgezogen und das Resultat, nämlich 5 m, der Anzeigevorrichtung 16 zugeführt Auch in diesem Falle erscheint an der Stelle 17 nur eine Null.

Wird jetzt auf die Lastschale 2 eine Last 12 einer Masse von z. B. 280 m aufgelegt, so gelangt über die Leitung 28 der Meßwert 288 m in das Rechenwerk 27. Der gespeicherte Wert 3 m wird von diesem Wert 288 m abgezogen und der korrigierte Wert, d. h. 285 m der Anzeigevorrichtung 16 zugeführt, wo er wiederum als 28 d erscheint. Dieser angezeigte Wert liegt genau in der Mitte des Wiegebereiches von 28 d, wie es einer genauen Wägung einer Masse von 28 d bei einer auf 5 m korrekt justierten Waage entspricht. Da die Leitung 24 nicht mit dem Rechenwerk 25 verbunden wurde, bleibt der Wert 3 m weiter im Speicher 26 gespeichert.

Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich während der Dauer des Betriebes der Waage. Bei Wägung von Lasten, deren Massen außerhalb des Nullbereiches liegen, wird stets der im Speicher 26 gespeicherte Wert von dem natürlichen Resultat der Wägung im Rechenwerk 27 abgezogen. Bei Wägungen, deren Resultat im Nullbereich liegt, wird der ermittelte Wert im Rechenwerk 25 wie beschrieben behandelt; die neue Differenz mit dem Wert 5 m ersetzt jeweils die alte im Speicher 26.

Nun kann der Fall eintreten, daß bei leeren Lastschaien die Anzeigevorrichtung 16 den Wert 1 d anzeigt. Dies bedeutet, daß die Feinjustierung nicht mehr genügt, um das natürliche Resultat der Waage bei Leerwägung im Nullbereich zu halten. In diesem Falle muß die Waage mittels der schematisch dargestellten Grob-

ju. tieriing 29 von Hand wieder richtig gestellt werden. Vorzugsweise arbeilet diese Grobjustierung 29 mit Schritten 30 von 5 m. Die Bedienungsperson wird demnach die Grobjustiervorrichtung 29 von Hand so lange bedienen, bis die Anzeigevorrichtung 16 bei leerer Waagschale 2 wieder Null anzeigt.

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, arbeitet also die Anzeigevorrichtung 16, als ob neben der Stelle 17 eine um eine Ordnung kleinere Stelle vorhanden wäre, deren Position jedoch nicht gezeigt wird. Die Abrundung erfolgt in Schritten von 1 d, wobei die Kippstelle oberhalb zwischen 9 m und 10 m. 19 m und 20 m, usw., liegt.

Nicht dargestellt und nicht erläutert ist hier die Ablaufsteuerungsschaltung, die die verschiedenen Vorgän gc koordiniert und steuert, da diese Steuerung beliebi ger Bauart sein kann und zum Verständnis der Erfin dung nicht notwendig ist.

S Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde eine sogenannte Saitenwaage, z. B. nach schweizerische! Patentschrift 4 47 653. dargestellt. Das beschrieben« Verfahren ist aber auch im Zusammenhang mit ande ren Galtungen von Waagen anwendbar, z. B. mit Nei

ίο gungswaagen mit elektro-optischer, statischer, paralle ler Ablesung des Neigungswinkels über eine mehrspurige Kodenscheibe oder mit dynamischer Ablesung de; Neigungswinkels über eine einspurige Kodenscheibe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentanspräche:

1. Waage mit Auswertegerät, Digitalanzeige und einer sich über mehrere Anzeigeeinheiten erstrekkenden Null-Grobjustierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage zusätzlich zu der Null-Grobjustierung mit einer sich über den Bereich einer Anzeigeeinheit erstreckenden, selbsttätigen Null-Feinjustierung (15) ausgerüstet ist

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage im ganzen Wiegebereich für das Messen in unter sich gleichen Meßeinheiten, die kleiner als die Anzeigeeinheiten sind, eingerichtet ist und daß die Null-Feinjustierung (15) eine Vergleichsschaltung (19) zur Trennung der Fälle, in denen der vom Auswertegerät (14) ermittelte Meßwert im Null-Bereich liegt, von den Fällen, in denen

■ er außerhalb des Null-Bereichs liegt, zur unterschiedlichen Weiterleitung der Meßwerte aufweist, wobei der Vergleichsschaltung (19) zweckmäßig eine Ruhekontrolle (21) zugeordnet ist.

3. Waage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage für das Messen in ein Zehntel der Größe der Anzeigeeinheiten aufweisenden Meßeinheiten eingerichtet ist.

4. Waage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigeeinheit die Einheit der kleinsten Anzeigestelle (17) der Anzeigevorrichtung (16) gewählt ist, und daß ein Speicher (26) für einen die sich bei einer Wägung im Null-Bereich ergebenden Meßeinheiten angebenden Justierwert und zwei Rechenwerke (27, 25) für dessen selbsttätige Berichtigung bei einer neuen Null-Wägung vorgesehen sind, wobei der Anzeigevorrichtung (16) ein mit'dem Auswertegerät (14) verbundenes erstes Rechenwerk (27) zum selbsttätigen Subtrahieren des Justierwertes von dem vom Auswertegerät (14) bei jeder Lastwägung ermittelten Meßwert und zum Weiterleiten des Subtraktionsergebnisses an die Anzeigevorrichtung (16) vorgeschaltet ist, während das zweite Rechenwerk (25) für die Speicherwerte über ein UND-Glied (23) mit dem Auswertegerät (14) und mit der Vergleichsschaltung (19) verbunden ist.