DE2557518C3 - Vorrichtung zur Bestimmung des Ge wichts eines von einer Förderanlage geforderten Materials - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektronischen Meßtechnik zur kontinuierlichen Bestimmung des Gewichts von Material, beispielsweise von Schüttgui, das durch eine Förderanlage gefördert wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Bandförderer werden in weitem Umfang zum Transport und zum Umladen von Schüttgut, etwa von pulverförmigem, körnigem oder in kleineren Brocken vorliegendem Material eingesetzt. Dabei ist es häufig erwünscht, das auf den Förderer gelangende Schüttgut beim Transport gleichzeitig zu wiegen.

Das Gewicht einer bestimmten durch den Förderer kontinuierlich geförderten Schüttgut menge ist proportional zum aufsummierlen Produkt eines momentanen

Gewichtswerts an einem bestimmten Meßpunkt des Förderers und der Fördergeschwindigkeit Bei in der DE-OS 22 62 635 beschriebenen Wiegevorrichtung in einer Bandförderanlage ist eine Generatoreinheit vorhanden, die Impulse erzeugt, deren Frequnez mit der Fördergeschwindigkeit zusammenhängt, uid außerdem ist eine Kraftmeßdose vorhanden, die ein analoges Spannungssignal abgibt, das dem Gewicht beispielsweise des geförderten Schüttguts an einem bestimmten Punkt entspricht Das analoge Gewichtssignal wird in einer Multiplizierstufe durch die Geschwitidigkeitsimpulse getastet und dann in einer mittelwertbildenden Schaltung in ein Gleichstromsignal umgesetzt. Die Gewichtsbestimmung ist relativ ungenau, da das in analoger Form vorliegende Gewichtssignal mit einem digitalen Geschwindigkeitssignal multipliziert wird und anschließend eine Mittelwertsbildung erfolgt.

Prinzipiell genauere Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn auch das Gewichtssignal digitalisiert wird. Um hier jedoch größere Lastbereiche mit ausreichender Genauigkeit auch bei unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten erfassen zu können, muß die Frequenz der Digitalsignale ziemlich hoch sein. Dementsprechend muß auch ein diese Digitalimpulse kumulativ erfassender Zähler ein Hochgeschwindigkeitszähler sein. Solche Zähler sind jedoch sehr anfällig gegen Rauschen, was häufig zu Meßfehlern führt. Da sich außerdem bei jeder erforderlichen Analog/Digital-Wandlung ein momentaner Wert des gemessenen Gewichts nicht festhalten läßt, eignet sich die bekannte Meßvorrichtung dieser Art auch nicht zur quantitativen Anzeige eines momentanen Meßwerts, was jedoch häufig erwünscht ist. Dies gilt auch für die aus der DE-AS 21 49 887 bekannte Wägeeinrichtung, bei der eine Untersetzung des digitalen Gcschwindigkeilssignals durch einen mehrstelligen Binär/ählcr vorgesehen ist, dessen Parallelausgänge wahlweise einzeln abfragbar sind.

Gegenüber diesem Sland der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gewichtsmcßvorrichtung nach dem Oberbegriff der Patentansprüche so weiterzubilden, daß eine mindestens gleiche Genauigkeit bei geringerem Zählaufwand und geringerer Störanfälligkeit der einzelnen Baugruppen erreicht wird.

Die erfindungsgeiiiäßc Lösung dieser Aufgabe gibt der Patentanspruch I an. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekenn/cichnet.

Ausgehend von den bekannten Gewichtsnießvorrichtiingcn für Bandförderanlagcn insbesondere nach der DE-AS 2149 887 beruht die Erfindung auf dem Grundgedanken, eine der Geschwindigkeit der Förderanlage zugeordnete Folge von Impulsen hinsichtlich ihrer Anzahl in Abhängigkeit von einem dem Matcrialgewicht entsprechenden Signal zu verändern. Überraschenderweise ergab sich für einige zwischenzeitlich erprobte technische Ausführungsformen ein vergleichsweise einfacher Schaltungsaufbau, und die Zuverlässigkeit war erheblich größer als bei bekannten Meßeinrichtungen, da vor allem äußere Störfaktoren ausgeschaltet werden konnten.

Mit der Erfindung wurde eine Meßvorrichtung zur kumulativen Gewichtsmessung für kontinuierlich durch ein Förderband geförderte Schüitgutmatcrialicn geschaffen, die folgende wesentliche Baugruppen umfaßt: einen mit dem Förderer wirkungsmäßig verbundenen Impulgenerator zur Erzeugung von der Fördergeschwindigkeit entsprechenden Impulsen; eirvMi De/.imalzähler zur Zählung der Gesehwindigkeitsimpulsc; einen mit dem Dezimalzähler verbundenen Bereich-Ende-Prüfer; eine mit dem Förderer wirkungsmäßig verbundene Kraftmeßdose, die ein dem Gewicht des Materials innerhalb einer vorgegebenen Strecke des ί Förderers entsprechendes Analog-Signal liefert; einen auf das Bereich-Ende-Signal ansprechenden Analog/Digital-Wandler zur Umsetzung des Analog-Signals in ein Bit-parallel-codiertes Digitalsignal; logische Verarbeitungsglieder zur Anpassung der Anzahl der vom ι« Dezimalzähler innerhalb eines vollen Zahlbereichs des Zählers erhaltenen Impulse als Funktion des Bit-parallel-codierten Digitalsignals sowie einen Summenzähler zur Zählung der hinsichtlich ihrer Zahl modifizierten Impulse. Vorzugsweise weisen der Dezimalzähler, die ι "> logischen Verknüpfungsglieder und der Analog-Digital-Wandler jeweils einen der höchst signifikanten Ziffernsteile zugeordneten Abschnitt und weitere Abschnitte auf, die den weniger signifikanten Ziffernstellen zugeordnet sind, und die Ausgangssignale des höchsten 2i) und der weniger signifikanten Ziffernstellenabschnilte des Dezimalzählers werden zur weiteren Verknüpfung getrennt abgegriffen, um sodann dem Summenzähler zugeführt zu werden. Insgesamt zeichnet sich die neuartige Meßvorrichtung durch hohe Auflösung, also 2ϊ hohe Genauigkeit und einfachen Aufbau aus. Die Störanfälligkeit gegenüber äußeren Einflüssen ist erheblich reduziert im Vergleich zu bekannten Gewichtsmeßvorrichtungen der hier angesprochenen Art

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten weiden in nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen in beispielsweisen Ausführungsformen erläutert Es zeigt

F i g. I die Prinzipdarstellung einer Bandförderanlage, die mit einer Meßeinrichtung zur Bestimmung des Gewichts von kontinuierlich gefördertem Schüttgut !"■ ausgerüstet ist,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Ausführungsfonn einer erfindungsgemäßen Gewichtsmeßvorrichtung.

F i g. 2A das genaue Detailblockschaitbild der Baugruppe 100 aus F i g. 2.

4i> Fig. 2B das detaillierte Blockschaltbild des A/D-Wandlers 200 in F i g. 2 bzw. 4,

Fig. JA die Prinzipdarstellung von Signalverlaulen an verschiedenen Punkten der Schaltung nach F i g. 2A.

Fig. 3B verschiedene Signalvcrläufe an Hand derer 4·. sich die Funktion der Schaltung nach F i g. 2B erläutern läßt.

Fig.4 das Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 das Blockschaltbild einer weiteren Ausfüllen lungsform der Erfindung.

Fig. 5A SignaiverlUufe in unterschiedlichen Abschnitten der Schaltung nach F i g. 5 und

F i g. 6 das Blockschaltbild einer der Ausführungsform nach Fig. 5 ähnlichen weiteren Ausführungsform der Vi Erfindung.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Gewichtsmeßvorrichlung einem Bandförderer 10 zugeordnet ist und eine Vorrichtung 20 zur Erzeugung eines Analogsignals umfaßt, das dem Gewicht eines mi kontinuierlich geförderten Schüttguts 1 entspricht, das sich auf dem Förderer 10 befindet und durch diesen gefördert wird. Die Meßvorrichtung enthält weiterhin einen Impulsgenerator 30, der eine Impulsfolge erzeugt, deren Frequenz der Geschwindigkeit des Bandförderers M 10 entspricht. Der Bandförderer 10 weist ein Förderband 13 zur Transportierung des aufgeschütteten Materials 1 auf. Das Förderband 13 ist endlos und läuft in bekannter Weise um; es wird mittels oberer

Siilt/rollcn 11, 12 und unterer Stützrollen 11', 12' gelullten, die drehbar an Stützarmer. 7 befestigt sind, die von einem Trägerrahmen 3 abstehen. Das Förderband 13 wird durch eine nicht gezeigte Antriebsmaschine bekannter Art in Umlauf gehalten.

Der Analogsignalgenerator 20 befindet sich zwischen den Rollen 11 und 12; er umfaßt eine Meßrolle 21, die i'twa in de Mitte zwischen den Rollen 11 und 12 pu.\i:ioniert ist und drehbar am Ende einer einarmigen Schwinge 26 gelagert ist, die ihrerseits schwingbar an einem vom Rahmen 3 abstehenden Schenkel 8 befestigt ist. Die Meßrolle 21 ist durch ein Verbindungsglied 25 mit dem freien Ende eines Hebels 23 verbunden, dessen anderes Ende drehbar an einem Stützpunkt 26 eines von einem Rahmen 2 abstehenden Schenkel 24 befestigt ist. Der Rahmen 2 befindet sich außerhalb der vom Förderband 13 umschlossenen Strecke. Eine Kraftmeli dose 22 ist zwischen dem Rahmen 2 und dem Schenke! 23 so angeordnet, daß der Hebel 23 nach oben gezogen wird. Damit wird auch die Meßrolle 21 nach oben gezogen und gelangt in eng anliegenden Kontakt gegen die Unterfläche des Förderbandes 13. Wird das Material

I auf das Förderband 13 geschüttet, so wird der mittlere Abschnitt zwischen den Rollen 11 und 12 aufgrund des Gewichts des Materials 1 nach unten gedruckt und drückt mithin die Meßrolle 21 ebenfalls nach unten. Die über die Rolle 21 ausgeübte Kraft nach unten wird über das Verbindungsglied 25 und den Hebel 23 auf die Kraftmeßdose 22 übertragen. Die Kraftmeßdose erfaßt also den Momentanwert des Gewichts des Materials 1 um den Mittenbereich des Bands zwischen den Rollen

II und 12; sie liefert ein Analogsignal, das dem Gewicht des durch das Förderband 13 beförderten Materials 1 entspricht. Die Kraftmeßdose liefert also in anderen Worten ein Analog-Spannungssignal. das dem Gewicht des über eine bestimmte Länge des Förderbands 13 verteilt aufgebrachten Materials entspricht.

Der Impulsgenerator 30 ist an einem Schenkel 6 des Rahmens 3 befestigt; er ist mit einer Geschwindigkeitsabtastrolle 31 über ein Zeitgeberband 32 verbunden. Die Geschwindigkeitsabtastrolle 31 ist drehbar am freien Ende eines Verbindungsglieds 33 gelagert, dessen anderes Ende mittels eines vom Rahmen 3 abstehenden Stützschenkels 5 schwenkbar festgelegt ist. Das Verbindungsglied 33 wird über eine Feder 34 nach unten gedrückt, so daß die Rolle 31 in eng anliegeden Kontakt mit der Oberfläche des Förderbands 13 kommt. Bei einer Bewegung des Bands 13 dreht sich also die Rolle 31: sie treibt das Zeitgeberband 32 an. so daß die Bewegung des Förderbands 13 auf den Impulsgenerator 30 übertragen wird. Der Impulsgenerator 30 liefert einen Impuls während eines bestimmten Drehwinkels der Abtastrolle 31. der einer bestimmten Bewegung des Förderbands 13 entspricht. Mit anderen Worten: Der Impulsgenerator 30 erzeugt einen Impuls während eines bestimmten Ver.schiebestücks des Förderbands 13. Der vom Impulsgenerator 30 gelieferte Impuls als auch das an der Kraftmeßdose 22 abgreifbare Analogsigna! werden zur Messung des Gewichts des Materials verwendet, das der Bandförderer fördert, und zwar in der nachfolgend unter Bezug auf die F i g. 2 beschriebenen Weise:

Das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 2 zeigt einen A/D-Wandler 200, der mit der Kraftmeßdose 22 verbunden ist (dem Signalgenerator 20 zur Erzeugung eines dem Materialgewicht entsprechenden Analogsignals) sowie eine Einheit 100 zur Änderung der Impulsanzahl, die mit dem Impulsgenerator 30 und den A/D-Wandler 200 verbunden ist. Die Einheit 100 zur Änderung der Impiilsanzah wird im folgenden als Impulsan/.ahl-Modulationssduiluiig (I-Modukitionsschaltung) bezeichnet. Die von-■> Impulsgenerator 30 nach Fi^. 1 abgreilbaren impulse werden durch eine Wellenform-Schaltung 40 auf eine bestimmte Signalform gebracht und gelangen dann ab Signal /",„ auf die 1-Modulationsschaltung 100. Diese Einheit 100 umfaßt einen dreistelligen Dezimalzählet

ίο 110 mit den Ziffernslellen-Dezimalzählern 111,112 und 113, eine Konditionierung*- oder Vorbereitungsschaltun« 120 sowie einen Bereich-Endeprüfer 130. Jeder Zifternstellen-Dezimalzähler 111, 112 und 113, die gemeinsam den Dezimalzähler 110 bilden, weist viei Ziifcrnstellen auf. Die l'requenzmäßig der Geschwindig keit des Förderbands 13 entsprechenden Impulse /}, werden durch den Dezimalzähler 110 gezählt. Di< Ausgänge des Dezimalzählers 110 sind in jedei Ziffernstelle einzeln auf die entsprechenden Eingangs der Konditionierungsschaltung 120 geschaltet. Diese Schaltung 120 erhält andererseits das Bil-parallel-co diene Digitalausgangssignal des A/D-Wandlers 200 unc verändert die Impuls-Ausgangssignale des Dezimalzäh lers 110 so, daß die Anzahl von Impulsen pro einei vorbestimmten Anzahl von Geschwindigkeitsimpulser als eine Funktion des Bit-parallel-codierten Digilalsi gnals vom A/D-Wandler 200 vermindert wird. Ir anderen Worten: Die Konditionierungsschaltung 12( dient zur Impuls-Modulation der vom Dezimalzählei

j» 110 erhaltenen Ausgangsimpulse als einer Funktion de: Bit-parallel-codierten . Digitalausgangssignals de: A/D-Wandlers 200 durch eine logische Verarbeitungs operation. Um dies zu bewirken, umfaßt die Konditio nierungsschaltung 120 drei digitale logische Verarbei-

r> tungsschaltkreise 121,122 und 123, die den entsprechenden Ziffernstellenzählern 111, 112 und 113 des Dezimalzählers 110 zugeordnet sind und ausgangsseitig ein ODER-Glied 124 speisen. Der Dezimalzähler IK und die Konditionierungsschaltung 120 werden nachfol-

■4« gend unter Bezug auf die Fig. 2A in Einzelheiter erläutert: Der Impulsausgang der Konditionierungsschaltung 120 wird durch einen Summenzähler 3OC kumulativ gezählt, der typischerweise 8 Ziffernsteller aufweist. Der an 12 Ziffernstellen-Positionen de;

4i Dezimalzählers 110 abgreifbare Impulsausgang beaufschlagt den Bereich-Ende-Prüfer, der im dargestellter Beispiel ein UND-Glied 130 ist. Der Bereich-Ende-Prü fer 130 liefert ein ausgangsseitiges Signal nur, wenr jeder der Ziffernstellenzähler 111, 112 und 113 die

ίο Übertragbedingung erfüllt, das heißt, wenn die Dezimal ziffer »9« erreicht ist. Die Eingangsimpulse (,„ gelanger außerdem auf einen Eingang des UND-Glieds 130, urr das Ausgangssignal des UND-Glieds 130 zu triggern Da bei der dargestellten Ausführungsform die logische Vereinbarung getroffen ist, daß eine Dezimalziffer »9< durch den binärcodierten Wert »1100« angezeigt seir soll, werden die Ausgänge der letzten signifikanter Ziffernstelle und der nächsten Ziffernstelle nach Invertierung auf das UND-Glied 130 gegeben, und zwai

bo bei jedem einzelnen Ziffernstellenzähler 111, 112 odei 113. Da der Zähler 110 ein dreistelliger Dezimalzählei ist, ist er in der Lage, Impulse bis zum Dezimalwen »999« zu speichern. Der Bereich-Ende-Prüfer 130 liefen also für jeweils 1000 Impulse des Signals //„ vorr

t>5 Impulsgenerator 30 ein Impulsausgangssignal y.

Das an der Kraftmeßdose 22 abgreifbare Analogsignal wird durch einen Verstärker 60 verstärkt unc gelangt auf den A/D-Wandler 200, wo es in eir

Bit-parallel-codiertes Digitalsignal umgesetzt wird, wie /iivur kurz beschrieben. Der Wandler 200 umfaßt einen Spannungs-Inipulsbrcitenwandlcr 210, einen dreistelligen Dczimalzähler 220, eine dreistellige Verriegelungsschaltung 230, einen TakiirapuNgencralor 240 zur Erzeugung von Taktimpulsen einer vorbestimmten Festfrequenz und ein UND-Glied 250. Das verstärkte Analogsignal gelangt auf den Spannungs-Impulsbreiten-Wandler 210, der durch das Ausgangssignal )■ des Bereich-Ende-Prüfers 130 aktiviert wird, um einen ι ο Impuls zu erzeugen, dessen Breite proportional ist zur Höhe oder Amplitude des Analog-Signals. Der Ausgangsimpuls dieser so festgestellten Impulsbreite gelangt auf einen Eingang des UND-Glieds 250. Auf den anderen Eingang des UND-Glieds 250 gelangen die Taktimpulse des Impulsgenerators 240, der, wie zuvor erwähnt, Taktimpulse einer bestimmten Festfrequenz liefert. Als Folge davon ermöglicht das UND-Glied 250 den Durchgang einer Anzahl von Taktimpulsen, die festgelegt ist als eine Funktion der Breite der Impulse des Wandlers 210 und damit proportional ist zum Augenblickswert des Gewichts des Materials, wenn das Aktivierungssignal γ vom Bereich-Ende-Prüfer 130 ansteht. Eine das UND-Glied 250 passierende Taktimpulsfolge gelangt auf den Dezimalzähler 220 und wird gezählt. Dieser Dezimalzähler 220 umfaßt drei Ziffernstellenzähler 221, 222 und 223, die jeweils vier Ziffernstellen umfassen. Ein an der höchst signifikanten Ziffernstelle des für die höchsten Ziffernstellen bestimmten Ziffernstellenzählers 223 abgreifbares Über- jo laufsignal gelangt auf den Wandler 210, um diesen rückzusetzen. Die im Dezimalzähler 220 gespeicherten Daten gelangen parallel auf die Verriegelungsschaltung 230, die durch das Ausgangssignal γ des Bereich-Ende-Prüfers 130 aktiviert wird, um so die vom Dezimalzähler 3~> 220 auf die Verriegelungsschaltung 230 übertragenen Daten festzuhalten. Um dies zu erreichen, umfaßt die Verriegelungsschaltung 230 ebenfalls drei Ziffernstellen-Verriegelungsschaltungen 231, 232 und 233, die jeweils den entsprecherden Ziffernstellenzählern 221, 222 bzw. 223 des Dezimalzählers 220 zugeordnet sind. Während der Zeitperiode, in der 1000 Impulse mit einer der Bandgeschwindigkeit entsprechenden Folgefrequenz durch den Impulsgenerator 30 geliefert werden, werden die Bit-parallel-codierten Digitaldaten vom Dezimalzähler 220 auf die Verriegelungsschaltung 230 übertragen und werden dort festgehalten. Der Dezimalzähler 220 wird ebenfalls durch den Ausgangsimpuls γ des Bereich-Ende-Prüfers 130 rückgesetzt. Der Ausgang der Verriegelungsschaltung 230 speist in Bit-paralleler Form die Konditionierungsschaltung 120 der Impulszahl-Anpassungseinheit 100, wie zuvor beschrieben. Der A/D-Wand!er 200 wird nachfolgend unter Bezug auf F i g. 2B näher erläutert:

Das Blockschaltbild der F i g. 2A zeigt in Einzelheiten den Schaltungsaufbau der Impulszahl-Anpassungseinheit 100 aus F i g. 2. Die F i g. 3A verdeutlicht die Signalverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig.2A, so daß im folgenden auf diese beiden Figuren gleichzeitig Bezug genommen wird. In F i g. 2A ist nur ein dem höchst signifikanten Ziffernstellenzähler 111 des Dezimalzählers 110 entsprechender Abschnitt dargestellt, der auch dem Schaltungsteil 121 für die höchst signifikante Ziffernstelle der Konditionierungsschaltung 120 entspricht, während die übrigen Abschnitte in der gleichen vereinfachten Weise wie in Fig.2 angedeutet sind. Der Ziffernstellenzähler 111 für die höchst signifikante ZiffemsteHe nach Fig.2A ist in vereinfachter Ausführungsform gezeigt, das heißt, er umfaßt lediglich vier Flip-Flops MM₁ Hifi 11 IC" und Ifi/D. Der Schaltungsaufbau eines solchen Zählers im einzelnen ist dem Fachmann geläufig. Jedesmal, wenn ein Eingangsimpuls (,„ (siehe (1) in Fig. 3A) dem Flip-Flop 1114 für die niedrigst signifikante oder letzte Ziffernstellc zugeführt wird, erscheint ein einziger Impuls an irgendeinem der Ausgänge QA, QD, QCodcr QD des Dezimalzählcrs 111, was in den Teilen (2) bis (5) der F i g. 3A verdeutlicht ist. Die Ausgänge QA, QB. QC und QD sind Bit-parallel abfragbar. Diese Parallelausgänge QA, QB, C?Cund QDaIs auch der Eingangsimpuls fi„ beaufschlagen die logische Verarbeitungsschaltung 121, um in der nachfolgend beschriebenen Weise weiter verarbeitet zu werden.

Die logische Verarbeitungschaltung 121 umfaßt vier UND-Glieder 121-4, 12ifi 121Cund 121D sowie ein ODER-Glied 121 £ Es sei betont, daß der Eingangsimpuls //„jeweils einem Eingang der UND-Glieder 121A 121B, 121C und 121Z? zur Triggerung zugeführt wird. Der Bit-Ausgang QA der ersten Stufe (niedrigste Ziffernstelle) der Zelle HiA gelangt auf das UN D-Glied 121C und beaufschlagt außerdem — nach Invertierung - das UND-Glied 121B. Der Ausgang C?ßder zweiten Stufe (zweit niedrigste Ziffernstelle) der Zelle IMS gelangt auf das UND-Glied 121B. Der Ausgang CXTder dritten Stufe (das Bit der dritten ZiffemsteHe) der Zelle 11 IC wird — nach Invertierung — dem einen Eingang des UND-Glieds 121B zugeführt. Schließlich gelangt das Signal des Ausgangs QC der vierten Stufe (höchst signifikante ZiffemsteHe des Zählers 111) der Zelle lllDnach Invertierung auf das UND-Glied 121A Wie zuvor beschrieben, speist das Ausgangssignal der zugeordneten Ziffernstellenverriegelungsschaltung 231 der Verriegelungsschaltung 230 die logische Verarbeitungsschaltung 121. Der Ausgang RA der niedrigsten ZiffemsteHe der zugeordneten Ziffernverriegelungsschaltung 231 ist mit einem Eingang des UND-Glieds 121.4 verbunden, der Ausgang RB speist das UND-Glied 121B, der Ausgang RCdas UND-Glied 121Cund der Ausgang KDdas UND-Glied 121D.

Wird angenommen, daß die Ausgänge RA und RBauf »1« stehen, und die UND-Glieder 121S und 121D gesperrt sind, so ergeben sich an den Ausgängen OA und OC der UND-Glieder 121Λ und 121C die mit (7) und (8) in Fig. 3A gezeigten Signalverläufe. Die Ausgänge OA und OC werden durch das ODER-Glied 121E einer ODER-Bedienung unterworfen. Der Ausgang des ODER-Glieds 121 £ bildet das Ausgangssignal /"„„, der logischen Verarbeitungsschaltung 121, das in F i g. 3A im Diagramm (9) veranschaulicht ist.

Wie sich aus der Ausgangssignalfolge f_m„ ersehen läßt, wird das Eingangssignal f,„ so modifiziert oder moduliert, daß die Impulsanzahl der Eingangsimpulse /J_n auf der Basis der vier-Bit-parallel-codierten Dezimalsignale RA, RB, RC und RD reduziert wird, die dem Materialgewicht entsprechen. In anderen Worten: Die Eingangsimpulse f_m werden mit einem Faktor multipliziert, der kleiner ist als Eins, und zwar entsprechend den Bit-parallel-codierten Digitalsignalen RA, RB, RC und RD. Vorstehend wurde nur die Operation hinsichtlich der niedrigsten Ziffernstellenposition beschrieben. Eine ähnliche logische Verarbeitungsoperation erfolgt hinsichtlich der übrigen Ziffernstellen in den logischen Verarbeitungsschaltkreisen 122 und 123. Die Ausgänge dieser logischen Verarbeitungsschaltkreise 121,122 und 123 gelangen auf das ODER-Glied 124, so daß ein Ausgangssignal von der I-Modulationsschaltung 100 zur

Verfügung steht.

Das Blockschaltbild der Fig. 2B zeigt in weiteren Einzelheiten den Aufbau des A/D-Wandlers 200. Der Impulsausgang 5' des Bereich-Ende-Prüfers 130 gelangt als Setzsignal auf RS-Fiip-Flops 214 und 215 und > außerdem auf den Dezimal/ähler 220, um diesen auf die Ausgangsbedingung zurückzustellen. Der Setzausgang des RS-Flip-Flops 214 speist einen Schaltsignalverstärker 216. der seinerseits einen Eingangsschalter 212 betätigt, um diesen auf die Analog-Eingangsklemme umzulegen. Nach Umschaltung des Eingangsschalters 212 gelangt die Analog-Eingangsspannung vom Verstärker 60 auf eine Integrierschaltung 211. Diese Integrierschaltung 211 umfaßt einen Operationsverstärker OP, dessen einer Eingang über einen Widerstand R π mit dem Eingangsschalter 212 verbunden ist und dessen anderer Eingang über einen Widerstand R auf Masse liegt. Der Ausgang und der eine Eingang des Operationsverstärkers OPsind über einen Kondensator C parallel geschaltet. Die Integrationsschaltung 211 2» integriert die zugeführte analoge Eingangsspannung. Dies geschieht wie folgt: Wird der Eingangsschalter 212 auf den Analogeingang — wie erwähnt — umgelegt, so lädt sich der Kondensator C auf, und entsprechend ist am Operationsverstärker OP eine mit negativem Gradienten ansteigende Sägezahnspannung abgreifbar. Andererseits aktiviert der Setzausgang des RS-Flip-Flops 215 das UND-Glied 250. Als Folge davon wird es einem Teil der Taktimpulsfolge mit Festfrequenz, die der Impulsgenerator 240 liefert, ermöglicht, das κι UND-Glied 250 zu passieren und auf den Dezimalzähler 220 zu gelangen. Hat der Dezimalzähler 220 1000 Eingangsimpulse gezählt, so liefert er einen Ausgangsimpuls. Da die eingangsseitigen Taktimpulse in fester Frequcnzfolge vorliegen, ist die Zeitperiode, die der j^r> Dezimalzähler 220 benötigt, um 1000 Impulse zu zählen, normalerweise konstant. Der den Endwert anzeigende Ausgangsimpuls des Zählers 220 setzt das RS-Flip-Flop 214 zurück. Entsprechend wird der Schaltsignalverstärker 216 unwirksam und der Eingangsschalter 212 wird auf eine negative Bezugsspannung VR umgelegt. Mit anderen Worten: Die analoge Eingangsspannung gelangt nur während einer Zeitperiode auf die Integrierschaltung 211, die vom Zähler 220 benötigt wird, um 1000 Taktimpulse zu zählen, und die 4^r> Integration erfolgt mit dem dem Analogwert zugeordneten Spannungswert. Nach dem Umlegen des Eingangsschalters 212 auf die negative Bezugsspannung, wird die Integrationsschaltung 211 mit dieser negativen Bezugsspannung beaufschlagt. w

Der Operationsverstärker OP erzeugt also jetzt eine Sägezahnspannung mit ganz bestimmten positivem Gradienten. Wird die Sägezahnspannung mit dem positiven festgelegten Gradienten zu Null, so tastet ein anderer Verstärker in der nachfolgenden, den Nullde- v> tektor 213 bildenden Stufe die den Wert Null erreichende Sägezahnspannung ab. Der Tastausgang des Detektors 213 setzt das RS-Flip-Flop 215 zurück. Demzufolge erregt der Rücksetz-Ausgang einen Schaltsignal-Verstärker 217, so daß der normalerweise bo offenstehende Integrationsschalter 218 geschlossen und dadurch der Kondensator C der Integrationsschaltung 211 kurzgeschlossen wird mit der Folge, daß die Integrationsschaltung 211 kurzgeschlossen und auf Ausgangsbedingung rückgeschaltet wird. Da die Bezugsspannung VR konstant und demnach auch der positive Gradient der Sägezahnspannung konstant ist, ergibt sich, daß die Zeitperiode nach dem der Dezimalzahier 220 einen Zühlwertausgang liefert und gleichzeitig der Eingangsschalter 212 auf die Bezugsspannung VR umgelegt wird, bis der Nulldcieklor 213 die den Wert Null erreichende Sägezahnspannung abtastet, proportional ist zur Stärke oder Amplitude des unmittelbar vor dieser Zeilperiode eintreffenden analogen Spannungssignals. Nur während der zur Eingangsanalogspannung proportionalen Zeitperiode werden die vom Impulsgenerator 240 gelieferten Taktimpulse durch den Dezitnalzähler 220 gezählt.

Die Fig. 3B zeigt Signalverläufc zur Verdeutlichung des Betriebsverhallens der Schaltung nach F i g. 2B. Der Signalverlauf (1) in Fig.3B ist ein Beispiel für die eingangsseitige Analogspannung. Trifft das Ausgangssignal γ (siehe (2) in Fig. 3B) vom Bereieh-Ende-Prüfer 130 ein, so wird der Dezimalzähler 220 auf die Ausgangsbedingung zurückgesetzt und die RS-Flip-Flops 214 und 215 werden gesetzt. Als Antwort auf den Setzausgang des RS-Flip-Flops 214 wird die Eingangs-Analogspannung durch die Integrier-Schaltung 211 integriert. Andererseits wird das UND-Glied 250 durch den Setzausgang (siehe (6) in Fig.3B) des Flip-Flops 215 aktiviert, so daß die Taktimpulse vom Impulsgenerator 240 durch den Dezimalzähler 220 gezählt werden. Der Dezimalzähler 220 zählt 1000 Taktimpulse während einer vorbestimmten Zeitperiode 71 (siehe (6) in Fig.3B) und liefert einen Zählwert-Ende Ausgangsimpuls (siehe (5) in Fig. J3), wenn genau 1000 Impulse gezählt sind. Der Zähl wert-Ende-Ausgangsimpuls schaltet den Eingangs^ 'ulter 212, so daß die zu integrierende Spannung von der Eingangs-Analogspannung auf die Bezugsspannung umgeschaltet wird. Wie sich aus dem Signalverlauf (3) in Fig. 3B ersehen läßt, liefert die Integrationsschaltung 211 eine Sägezahnspannung mit negativem Gradienten, der proportional ist zur Größe der Eingangs-Analogspannung während der festgelegten Zeitperiode TI. Als Folge des Zählwert-Ende-Ausgangssignals (siehe (5) in Fig. 3B) wird die Sägezahnspannung von negativen auf positiven Anstieg umgeschaltet, wobei der positive Gradient entsprechend der konstanten Bezugsspannung auch konstant ist. Der Ausgang der Integrationsschaltung 211 ändert sich also von negativen Werten bis zum Wert Null, ist die Null-Linie erreicht, so liefert der Nullwertdetektor 213 ein Null-Ausgangssignal (siehe (4) in F i g. 3B), so daß die Integrationsschaltung 211 rückgesetzt wird. Der abgetastete Nullwert setzt das RS-Flip-Flop 215 zurück, so daß sein Setzausgang auf niedrigen Pegel springt (siehe (6) in Fig. 3B). In anderen Worten: Die Zeitperiode während der das RS-Flip-Flop 215 nach der festgelegten Zeitperiode Tl in Setzbedingung gehalten bleibt, steht im Verhältnis zu der Zeitperiode, die beginnt mit dem Zählbereich Ende-Signal (siehe (5) in Fig.3B) und endet, wenn der Nullwert erreicht und abgetastet wird (siehe (4) in F i g. 3B). Es ist ersichtlich, daß die Länge der Zeitperiode T2 proportional ist zur Amplitude der Analogeingangsspannung, die während der vorbestimmten Zeitperiode Tl anliegt. Die Anzahl der während der Zeitperiode T2 vom Impulsgenerator 240 durchschaltbaren Impulse wird durch den Dezimalzähler 220 gezählt der bei »0« beginnt. Je größer die Amplitude der analogen Eingangsspanung ist, desto langer ist die Zeitperiode T2 und um so größer ist die Anzahl der gezählten Impulse. Der Zählwertausgang des Zählers 220 wird parallel ausgelesen, d.h. die analoge Eingangsspannung ist in ein Bit-parallel-codiertes und parallel auslesbares Digitalsignal umgesetzt.

F i g. 4 zeigt das Blockschaltbild der Schaltungsanord-

ming nach einer anderen Ausführungsforin der Erfindung:

Um die Meßgcnauigkeil zu erhöhen, ist es zweckmäßig, die Zillernstellen des Dezimalzühlers IfO in der l-Modulationsschaltung 100 zu vergrößern, um damit die Auflösung der Meßwcitergebnisse zu verbessern. Wird die Anzahl der Ziffernstellen im Zähler 110 jedoch (.-!•licht, so wachst auch die Anzahl der für einen Zyklus in der l-Modulationsschaltung iOO benötigten Impulse, die bei der Ausführungsform nach F i g. 2 »1000« betrug in geometrischer Reihe mit der Folge, daß die Tür einen Betriebszykliis der ί·Modulationsschaltung 100 erfor derlichc Zeitperiode zu groß wird, so daIi dadurch wiederum die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt wird. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 beispielsweise würde eine Vergrößerung des Dezirnalzählers 100 um eine Ziffcrnstelle eine Verlängerung eines Betncbszyklus um das Zehnfache bedeuten. Für viele Anwendungsfälle der Meßvorriehtung würde eine solche zusätzliche Ziffernstelle mit vier Binärstellen eine Redundanz darstellen, so daß auch ein Ziffemstellenzähler mit einer geringeren Zahl von .Speicher-Binärstellen ausreichen würde, um bei vergleichsweise einfachem Schahungsaufbau eine Erhöhung der Genauigkeit zu erzielen. Eine solche Verbesserung ist bei der Ausführungsform nach F i g. 4 in einer Kombination des Dezimalzählers 110 nach Fig.2 mit einem zusätzlichen Binärzähler verwirklicht, wodurch die Vergrößerung der Zykluszeit bei gleichzeitig erheblicher Verbesserung der Auflösung minimal ist, so daß eine erhöhte Genauigkeit hinsichtlich der Summmenzählung erreicht wird.

Bei der Schaltungsausführung nach Fig.4 ist der dreiziffernstellige Aufbau bei der l-Modulationsschaltung 100 und beim A/D-Wand!er 200 im wesentlichen gleich wie bei der Ausführungsform nach F i g. 2. Das erste zusätzliche Merkmal in Fig.4 ist ein weiteres Flip-Flop 50 sowie ein zwischen der Wcllenformschaltung 40 und der l-Modulationsschaltung 100 angeordnetes UND-Glied 80. Das Impulssignal /)„ gelangt nach Formung durch die Wcllenforinschaltung 40 auf das Flip-Flop 50, so daß dieses bei jedem empfangenen Eingangsimpuls wiederholt gesetzt und rückgesetzt wird. Das Setzausgangssignal des Flip-Flops 50 gelangt auf einen Eingang des UND-Glieds 80. Der erwähnte geformte impuls beaufschlagt den anderen Eingang des UND-Glieds 80. Der Ausgang des UND-Glieds 80 ist mit dem Dezimalzähler 110 verbunden. Damit wird das Eingangsimpulssignal f,„ von der Wellenformschaltung 40 um den Faktor 2 durch das Flip-Flop 50 und über das UND-Glied 80 frequenzuntersetzt und gelangt dann auf den Dezimalzähler 100. Die so in ihrer Frequenz um die Hälfte reduzierten Impulse gelangen dann auf einen Eingang des Bereich-Ende-Prüfers, d.h. des UND-Glieds 130. Da der Dezimalzähler 110 somit 1000 in der Frequenz halbierte Impulse zählt, liefert der Bereich-Ende-Prüfer 130 ein Ausgangssignal γ nach jeweils 2000 ursprünglichen über die Wellenformschaltung 40 geformten Eingangsimpulsen //«·

Das zweite ergänzende Merkmal bei der Anordnung nach Fig.4 ist ein UND-Glied 70, daß an einem Eingang durch das Rücksetz-Ausgangssignal des Flip-Flops 50 beaufschlagt ist. Dieses UND-Glied 70 bildet zusammen mit dem Flip-Flop 50 den obenerwähnten Binärzähler. Um diesen zu vervollständigen, wird das geformte Eingangsimpulssignal f;„ mittels eines Triggersignals auch dem UND-Glied 70 zugeführt. An einem weiteren Eingang des UND-Glieds 70 wird ein

Ausgangssignal von einer zusätzlichen Vcrricgelungsschaliung 270 mit einen; Binaiimpuls zugeführt, deren Aufbau im einzelnen nachfolgend beschrieben wird. Wird angenommen, daß von der Vcrriegelungssi !uillung 270 ein Ausgangssignal vorliegt, um das UND Glied 70 zu aktivieren, so können 1000 Impulse passieren, und zwar aufgrund des Rücksetzuusgungssignals vom hup-Flop 50, das mit dem Ausgnngssignal von der Wellenformschaltung 40 gespeist wird. Diese über das UND-Glied 70 freigegebenen 1000 Impulse wurden über ein ODER-Glied 90 ohne weitere Zusatzbedingung durchgeschalte! und kumulativ im Zähler 100 gezählt. D;t die durrh das UND-Glied 70 duiciigelassenen und die über das ODER-Glied 124 erhaltenen Impulse nicht in Ph;isc sind, ergibt sich für die beiden Impulsgruppen am ODER-Glied 90 keine Schwierigkeit.

Das dritte Unterscheidungsmerkmal der Schaltung nach F i g. 4 zu der nach F i g. 2 ist der bereits erwähnte Binärzähler 260 und eine binäre Verriegelungssehaltung 270, die hinsichtlich der Ziffernstellenposilion dem Binärzähler 260 entspricht, bezogen auf den Zahlwort 1000 im Dczimalzähler 220 und im A/D-Wandler 200. Diese zusätzliche Maßnahme ergänzt die Binarzählfunktion des zuvor beschriebenen UND-Glieds 70 in Verbindung mit dem Flip-Flop 50. Die Kombination des Dezimalzählers 220 und des Binärzählers 260 ermöglicht also einen maximalen Zählwert von 2000 Taktimpulsen, das heißt also von »0« bis »1999«.

Ist das Gewicht des Materials auf dem Bandförderer relativ gering, so ergibt sich auch eine relativ niedrige Analogspannung, so daß durch den Verbundzähler 230 und 270 nicht mehr als 1000 Taktimpulse gezählt werden. Ist andererseits das Gewicht des Materials auf dem Bandförderer relativ hoch, so ergibt sich auch ein relativ großes Analogspannungssignal und entsprechend werden mehr als 1000 Taktimpulse gezählt. Sofern mehr als 1000 Taktimpulse gezählt werden, springt der Ausgang des Binärzählers 260 auf »1«. Diese binäre »I« wird auf die Verricgelungsschaltung 270 übertragen, wodurch das UND-Glied 70, wie zuvor beschrieben, aktiviert wird.

Als viertes ergänzendes Merkmal weist die Schaltungsanordnung nach Fig.4 eine Nicht-Lincaritäts-Korrekturschaltung 400 zur Korrektur von nichtlinearen Fehlern auf, die hauptsächlich im Bereich des Förderbands selbst auftreten und zwischen der Verriegelur.-sschaltung 230 und der Konditionierungsschaltung 120 störend wirken.

Die F i g. 5 zeigt den Aufbau eines Blockschaltbildes für eine weitere Ausführungsform der Erfindung: Das wesentliche ergänzende Merkmal in Fig.5 ist darin zu sehen, daß der A/D-Wandlcr zur Umsetzung des Analogsignals in ein Digitalsignal aus zwei Teilen, nämlich einem A/D-Grobwandler und einem A/D-Feinwandler besteht. Das von der Kraftmeßdose 22 angelieferte und durch den Verstärker 60 verstärkte Analogsignal Ex wird zunächst in einem groben Bereich in ein Digitalsignal D 1 mittels des A/D-Wandlers 200/4 L=mgesetzt. Dieses so umgewandelte Digitalsignal D1 wird dann in der nachfolgenden Stufe einem D/A-Wandler 200Czugeführt. der das Digilalsignal D 1 wiederum in ein analoges Spannungssignal EDA umsetzt. Die Analogspannung EDA und das ursprüngliehe Analogsignal Ex gelangen dann in der nächsten Stufe gemeinsam auf einen Analogaddierer 200D. Der Analogaddierer 200D bewertet den Unterschied zwischen der ursprünglichen Analogspannung Ev und der

wiedergewonnenen Spannung EDA und liefert eine Ditferenzspannung ΕΛΑ. Diese Differenzspannung EAA wird einem zweiten A/D-Wandler 200S zugeführt und als Feinabstimmsignal in ein Digitalsignal D 2 umgesetzt. Wird beispielsweise angenommen, daß der A/D-Wandler in Fig. 5 in der Lage ist. das von der Kraftmeßdose 22 erhaltene Analogsignal innerhalb eines numerischen Wenebereichs von 0000 bis 9999 in ein Digitalsignal umzusetzen, so liegt eine Auflösung von 10⁴ vor. Der A/D-Wandler 2O0A arbeitet dann so, i« daß das analoge Gewichtssignal in einen Digitalwert mit einer Auflösung von '/io umgesetzt wird, während der A/D-Wandler 200ßdie Umsetzung des restlichen Teils des Analogsignals in ein Digitalsignal mit einer Auflösung von'/looobesorgt.

Diese Digitalsignale werden dann hintereinander kombiniert, um das erforderliche Digitalsignal mit einer Auflösung von '/looo zu erhalten. In anderen Worten: Der erste A/D-Wandler 200A kombiniert mit dem Digital-Analogwandler 200Cdient zur A/D-Umsetzung 2« der Tausender-Ziffernstelie. während der zweite A/D-Wandler 200D die A/D-Wandlung der Ziffernstellen 100, 10 und 1 besorgt, so daß der gesamte A/D-Wandler eine Auflösung eines Analogsignals auf vier Dezimalstellen ermöglicht. 2~>

Wie erwähnt, besorgt der A/D-Wandler 2004 eine A/D-Umsetzung und Bewertung der analogen Eingangsspannung Ev mit einer Auflösung von '/io. Dieser Digitalwert wird wiederum in ein Analogsignal umgesetzt, das dann dem Mindestpegel des Digitalsignals mit so einer Auflösung von Vio entspricht. Es ist wichtig, daß die Differenz zwischen den anschließenden Pegeln und dem vom D/A-Wandler 200C abgreifbaren Ausgangssignal auf '/io des vollen Bereichs des Ausgangssignals des Verstärkers 60 genau ist. Der A/D-Wandler 200S ist r> also so angepaßt, daß er das gegenüber dem vollen Ausgangssignal des Verstärkers 60 um maximal ¹ZiO abweichende Analogsignal in ein Digitalsignal mit einer Auflösung von '/looo umsetzt. Ersichtlicherweise kann das Ausgangssignal des Verstärkers 60 innerhalb des ίο vollen Bereichs variieren, während am Ausgang des D/A-Wandlers 200C ein Minimumvorgabepegelsignal erscheint, entsprechend dem veränderlichen Ausgang am Verstärker. Der Ausgangspegel des Wandlers 200C wird damit einer Minus-Eingangsklemme des Analogad- ·» > dierers 200D zugeführt, während der variable Ausgangspegel Ev des Verstärkers 60 die Plus-Klemme des Analog-Addierers 200Z? beaufschlagt, so daß die Differenzspannung EAA zwischen den beiden Spannungen Ex und EDA bewertet wird. Die Differenzspannung 5c EAA gelangt dann auf den A/D-Wandler 200ßund wird in ein fein abgestuftes Digitalsignal mit drei Ziffernste'.-len 000 bis 999 umgesetzt.

Die Ausgänge D 1 bzw. D2 des A/D-Wandlers 200A bzw. 200ß werden dann den Impulsanzahl-Modulationsschaltungen lOOA bzw. lOOß zugeführt. Die I-Modulationsschaltung lOOA wird durch einen Impuls Fl gespeist, der durch den Impulsgenerator 30 in Zusammenwirken mit dem Förderband erzeugt wird und der das UND-Glied 140 nur dann passieren kann, wi wenn dieses in der nachfolgend beschriebenen Weise durch einen Taktimpuls Π aktiviert ist. Andererseits wird der I-Modulationsschaltung lOOA ein Ausgang des A/D-Wandlers 200A zugeführt. Die I-Modulationsschaltung \00A liefert damit einen Ausgangsimpuls F2. der b5 1000 Ursprungsimpulsen vom Impulsgenerator 30 äquivalent ist. Dies ist dehalb so, weil der Taktimpuls T1 vom Ausgang Qdes JK-Flip-Flops 400 abgegriffen wird, dessen K-Klemme mit dem Bereich-End^-Signal γ2 beaufschlagt ist, das vorliegt, wenn 1000 Impulse vom Generator 30 durch die lmpulszahlanpassungseinheit 100A gezählt sind. Andererseits wird die lmpulszahlanpassungseinheit lOOß mit einer Impulsfolge vom Impulsgenerator 30 über das UND-Glied 150 gespeist. Das UND-Glied 150 wird durch ein Tastsignal T2 aktiviert, das am Ausgang Q des JK-Flip-Flops 400 auftritt, wenn an dessen J-Klemme das Bereich-Ende-Signal )· 1 anliegt, daß — nach dem Aufsummieren von jeweils zehn Impulsen — von der lmpulszahlanpassungseinheit 100Λ angeliefert wird. Der Impuls F2, der mit 1000 Impulsen bewertet ist, gelangt auf einen reversiblen Zähler 320 und legt damit die höchst signifikante Ziffernstelle des Zählers 300 fesl. während die Impulsfolge F4 hinsichtlich jedes Einzelimpulses durch einen reversiblen Zähler 310 bewertet wird, der die weniger signifikanten Ziffernstellen für den Zähler 300 festlegt. Die beiden Zähler 320 und 310 bilden zusammen den Zähler 300, was noch in weiteren Einzelheiten erläutert wird.

Da für die A/D-Wandlung etwas Zeit benötigt wird, und die A/D-Wandler 200A und 200ß abwechselnd arbeiten, gilt entsprechendes auch für die I-Modulationsschaltungen lOOA und 100B. Die Arbeitsweise wird unter Bezug auf die P i g. 5A erläutert:

Im allgemeinen wird für die A/D-Wandlung wesentlich mehr Zeit benötigt als für den Arbeitszyklus der Impulsmodulation. Daher werden die Bereich-Ende-Signale }> 1 und γ 2 von den I-Modulationsschaltungen lOOA bzw. lOOß als Startsignale γ 1 bzw. 5' 2 für die A/D-Wandler 2004 bzw. 200ß verwendet. Die Ausgangsimpulse F2 bzw. F4, die abwechselnd von den I-Modulationsschaltungen lOOA bzw. lOOß geliefert werden, gelangen auf die reversiblen Zähler 320 bzw. 310, die zusammen den vierstelligen Zähler 300 bilden, der den Zählwert für die Kombination der Ausgangsimpulse F2 und F4 festhält. Dem reversiblen Zähler 320 wird außerdem ein Übertragsignal C vom reversiblen Zähler 310 zugeführt. Der reversible Zähler 320 zählt also die höchst signifikante Ziffernstelle, während der reversible Zähler 310 die weniger signifikanten Ziffemstellen erfaßt. Selbst wenn das Förderband nicht belastet ist, kann die Kraftmeßdose 22 ein kleines positives oder neagtives Ausgangssignal liefern aufgrund irgendwelcher Vibrationen des Förderbands, so daß ein unerwünschtes Analog-Ausgangssignal entsteht. Um daraus entstehende Anzeigefehler zu vermeiden, wird ein Schaltsignal P\ zur Auslösung positiver Zählschritte dem jeweiligen reversiblen Zähler 310 bzw 320 vom A/D-Wandler 200ß nur dann zugeführt, wenn die Ausgangsspannung Ev von der Kraftmeßdose 22 positiv ist. Andererseits wird ein negative Zählschritte auslösendes Schaltsignal PX dem jeweiligen reversibler Zähler 310 bzw. 320 vom A/D-Wandler 200ß aus nut dann zugeführt, wenn die Ausgangsspannung Ev vor der Kraftmeßdose 22 negativ ist.

Wie erwähnt wird bei der Schaltungsausführung nacl· Fig.5 die Ausgangsspannung Ev des momentaner durch die Kraftmeßdose 22 als Analogwert weitergege benen Gewichtswerts zunächst grob bewertet und ir das Digitalsignal D1 umgesetzt, das wiederum D/A-ge wandelt wird auf ein Pegelsignal EDA. Sodann wird di< Differenz zwischen der ursprünglichen Ausgangsspan nung Ev und dem Pegelsignal EDA bewertet, und dies« Differenz wird als Feinabstimmsignal wiederum durcl den zweiten A/D-Wandler 200ß in ein Digitalsigna umgewandelt, während die Bit-parallel-codierten Digi

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talausgangssignale der jeweiligen A/D-Wandler 200A bzw. 200 ß den entsprechenden I-Modulationsschaltungen 100/4 bzw. lOOB zugeführt werden. Dadurch wird der vom die Bandgeschwindigkeit angebenden Impulsgenerator 30 gelieferte Impulsausgang mit einem Wert kleiner als Eins multipliziert, der bestimmt ist durch das codierte digitale Ausgangssignal, und die Ausgänge der I-Modulationsschaltungen 100Λ und lOOß werden getrennt durch den der höher signifikanten Ziffernstelle zugeordneten Zähler bzw. den den weniger signifikanten Ziffernstellen zugeordneten reversiblen Zähler gezählt. Diese beiden Zähler bilden zusammen, wie erwähnt, einen einzigen reversiblen Zähler. Im Ergebnis wird damit eine wesentliche Erhöhung der Präzision bei der kumulativen Gewichtsmessung eines kontinuierlich geförderten Schüttgutmaterials erreicht, und zwar unter Verwendung eines gewöhnlichen A/D-Wandlers, der keine hohe Auflösung benötigt, und eines präzisen A/D-Wandlers mit hoher Auflösung bei einer erhöhten Anzahl von Ziffernstellen in der I-Modulationsschaltung.

Die F i g. 6 veranschaulicht das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, deren Schaltungsaufbau dem der F i g. 5 ähnlich ist. Im Vergleich zur F i g. 5 unterscheidet sich die Schaltung nach F i g. 6 dadurch, daß die erste I-Modulationsschaltung iOOA eine entsprechende Anzahl von Tausender-Einheiten von Impulsen liefert, ohne daß jeder Impuls bewertet wird, während bei der F i g. 5 ein Impulsausgang von der Einheit 100Λ dem Gewicht von 1000 Impulsen bezogen auf die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 30 entsprach. Bei der Schaltung nach Fig.6 wird der Impulsausgang CPvom Impulsgenerator 30 hinsichtlich seiner Frequenz, beispielsweise um den Faktor 10 multipliziert, um ein Impulssignal CfI zu erhalten, dessen Frequenz zehnmgl größer ist als die Ursprungsfrequenz. Es gilt also die Beziehung CPl = IO CP. Die Impulsfolge CPl wird der I-Modulationsschaltung 100C und außerdem einem UND-Glied 160 zugeführt. Wie bereits anhand der F i g. 5 beschrieben wurde, liefert die I-Modulationsschaltung IOOA ein Bereich-Ende-Signal γ 1 nach dem Aufsummieren von jeweils 10 Impulsen CPl. Es gilt also die Beziehung

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30

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Das Signal γ 1 beaufschlagt auch das UND-Glied 160. Das Ausgangssignal CP2 vom UND-Glied 160 wird also der Impulsfolge CP gleich. Die Impulse CP2 werden außerdem der zweiten Impulszahlanpassungseinheit lOOß zugeführt. Gegenüber der Ausführungsform nach Fig.5 wird bei der Schaltung nach Fig.6 nicht eine UN D-Verknüpfung der Impulse CP mittels des Signak Ti zum Zwecke der Bewertung der höchst signifikanten Ziffernstelle vorgenommen, sondern es wird die Impulsfolge CP um den Faktor 10 durch einen Frequenzvervielfacher 35 frequenzvervielfacht und gelangt dann auf die erste I-Modulationsschaltung iOOA Der Ausgang Cl der Einheit 100Λ wird damit 1000 D1, wobei DX dem am A.'D-Wandler 200Λ abgreifbaren Digitalwert entspricht (Cl = IOOODl), und der Ausgang C2 der I-Modulationsschaltung lOOß wird D 2, wobei D 2 dem am A/D-Wandler 200D abgreifbaren Digitalwert entspricht (C2=D2). Die Ausgänge Cl und C2 der Einheiten 100Λ bzw. lOOß werden durch ein ODER-Glied 170 ODER-verknüpft und der Ausgang gelangt auf den reversiblen Zähler 300. Zwischen der I-Modulationsschaltung lOOA und dem ODER-Glied 170 liegt eine Verzögerungsschaltung 180, die das Ausgangssignal Cl verzögert um dadurch irgendwelche Überschneidungen zwischen den Ausgangssignalen Cl und C2 zu vermeiden. Damit wird das Ausgangssignal C3 des ODER-Glieds 170 (1000 D 1 + D 2); dieses Ausgangssignal C3 gelangt auf den reversiblen Zähler 300.

Gemäß der Erfindung wird eine der Geschwindigkeit des Förderbands entsprechende Impulsfolge als Funktion des Gewichts eines kontinuierlich durch ein Förderband geförderten Schüttgutmaterials so modifiziert oder moduliert, daß einige Impulse gleichmäßig entfernt und die so erhaltenen Impulse gezählt werden. Die erfindungsgemäße Gewichtsmeßvorrichtung läßt sich also auch mit Vorteil in einer Vorrichtung zur mengenmäßig konstanten Zuführung verwenden, etwa für Poidmeter, bei denen die Steuerung und Überwachung so erfolgt, daß das Produkt aus Bandgeschwindigkeit und gemessenem Gewicht des durch das Förderband kontinuierlich geförderten Schüttguts konstant bleibt.

Bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung erfolgt die digitale Verknüpfung zur Bewertung des Produkts von Bandgeschwindigkeit und Gewicht des durch das Förderband transportierten Materials derart, daß die bisher bei der Signalverarbeitung auftretenden Fehler vermieden werden. Die bisher gewonnenen Erfahrungen zeigen, daß die Vorrichtung außerordentlich stabil arbeitet und weitgehend unempfindlich ist gegen irgendwelche Schwankungen der Umgebungsbedingungen. Da gerade die Unempfindlichkeit gegen Umgebungseinflüsse von besonderer Wichtigkeit sind, läßt sich die erfindungsgemäße Gewichtsmeßvorrichtung auch mit Vorteil unter sehr rauhen Arbeitsbedingungen verwenden, etwa beim Transportieren und Verladen von groben Schüttgutmaterialien, wie Kohle, Schotter, Zement und dergleichen.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   I. Vorrichtung zur Bestimmung des Gewichts eines von einer Förderanlage geförderten Materials ■> mit einer mit der Förderanlage wirkungsmäßig verbundenen Kraftmeßdose zur Erzeugung eines dem Materialgewicht entsprechenden Analogsignals, der ein A/D-Wandler zur Umsetzung des Analogsignals in ein Digitaisignal nachgeschaltet ist, ι ο einem mit der Förderanlage verkoppelten Impulsgenerator, der Impulse abgibt, deren Folgefrequenz ein Maß für die Fördergeschwindigkeit ist und mit einer durch die Geschwindigkeitsimpulse und das Gewichtssignal beaufschlagten Verknüpfungsschaltung zur Erzeugung eines Signals das dem Produkt aus Materialgewicht und Fördergeschwindigkeit entspricht, gekennzeichnet durch einen die Geschwindigkeitsimpulse zählenden Zähler (110) mit Bit-parallel abgreifbaren Zählwertausgängen, die auf entsprechende Eingänge einer logischen Verknüpfungsschaltung (130) geschaltet sind, an deren Ausgang ein Signal (γ) abgreifbar ist, das einer bestimmten Anzahl der fördergeschwindigkeitsabhängigen Impulse entspricht, eine auf die Bit-parallel 2 > abgreifbaren Zählimpulse des die Geschwindigkeitsimpulse zählenden Zählers (110), das Bit-parallel abgeifbare Digitalsignal vom A/D-Wandler (200) und auf das Ausgangssignal (γ) der logischen Verknüpfungsschaltung ansprechende Impulsan- to zahl-ModulationsschaltungilM; 121 bis 124), die die Anzahl der Bit-parallelen Ausgangsimpulse innerhalb der Zeitperiode zur Aufsummierung der bestimmten Geschwindigkeitsimpulse als Funktion des Ausgangssignals des A/D-Wandlers (200) r> vermindert.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verriegelungsschaltung (230), die den Digitalsignalausgang des A/D-Wandlers in Abhängigkeit vom Ausgangssignal (γ) der Verknüpfungs- 4» schaltung sperrt bzw. freigibt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen dem Impulsgenerator (30) nachgeschalteten Frequenzvervielfacher (35) für die fördergeschwindigkeitsabhängigen lmpulse(Fi g. 6). π
4. 4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der A/D-Wandler (200) eine Indikationseinrichtung (211 i. V. m. 212 bis 217) zur Bewertung der Änderungsrichtung für das Analogsignal aufweist (F ig. 2B). w
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsanzahl-Modulationsschaltung ein reversibler Zähler (300) nachgeschaltet ist, dessen Zählrichtung durch ein Ausgangssignal der Integrationseinrichtung des A/D-Wandlers Steuer- v< bar ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem A/D-Wandler und der Impulsanzahl-Modulationsschaltung eine Kompensation von in dem mi Analogsignal auftretenden nichtlinearen Fehlern erfolgt.
7. 7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Inipulsan/.ahl-Modulationsschaltung einen mehrstelligen h^r> Zähler enthält, dessen Zählerstellenbewertung als Funktion des digitalen Gewichtssignals innerhalb einer Zeilperiode zur Erfassung einer bestimmten

   Anzahl von Geschwindigkeitsimpulsen änderbar ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Ziffernstellenbewertung durch einen Binärwert von Null oder Eins in einem den A/D-Wandler ergänzenden Binärzähler (2-0) repräsentiert ist und daß eine Einheit (260, 270 i. V. m. 50 und 70) zur Anpassung einer höher signifikanten Ziffernstelle des Zählers einen Frequenzteiler (50) zur Untersetzung der Impulsfrequenz vom Impulsgenerator (30) um den Faktor 2 sowie ein auf das Ausgangssignal des Frequenzteilers (50) und das Ausgangssignal des ergänzenden Binärzählers (260 über 270) des A/D-Wandlers (200) ansprechendes Tor (70) aufweist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine logische Verknüpfungseinheit (124,90), die die Summe aus dem Ausgangssignal der Einheit zur Anpassung der höher signifikanten Ziffernstelle mit dem Ausgangssignal der Anpassungseinheit für die niedrigeren Ziffernstellen bildet.
10. 10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ausgabeseite ein reversibler Zähler (300) vorhanden ist, der einen Zählerteil (320) für die höher signifikantere Ziffernstelle und einen Zahlerteil (310) für die übrigen Ziffernstellen umfaßt, und daß der eine Zählerteil (320) mit dem Ausgangssignal der Ziffernstellen-Anpassungseinheit (100/.) für die höchst signifikante Ziffernstelle und der andere Zählerteil (310) vom Ausgang der Ziffernstellen-Anpassungseinheit (100B) für die übrigen Ziffernstellen gespeist ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Frequenzvervielfacher (35) für die Impulse (CP)dcs Impulsgenerator(30).
12. 12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der A/D-Wandler aus mindestens zwei Baugruppen besteht, die einen ersten A/D-Wandlerlcil (2004) zur Grobbewertung des Analogsignals (Ex) und einen zweiten A/D-Wandlerteil (200Ö) zur Feinbewertung eines abgeleiteten Analogsignals umfassen, und daß das Ausgangssignal des grobbewertenden A/D-Wandlerteils (2004) einer Ziffernstcllen-An-■ passungseinheit (100/4) für die höchst signifikante Ziffernstclle und das Ausgangssignal des A/D-Wandlerteils (2O0E) für die Feinbewertung einer Ziffernstellcn-Anpassungseinheit (lOOß) für die übrigen Ziffernstcllcn zuführbar ist.