DE29604635U1 - Waage mit einer oder mehreren DMS-Wägezellen - Google Patents

Waage mit einer oder mehreren DMS-Wägezellen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Waage mit einer oder mehreren Wägezellen mit zusammen mindestens acht DMS, von denen vier unter Last gedehnt und vier unter Last gestaucht werden, wobei die acht DMS in Reihe kreisförmig zu einer einzigen Wheatstoneschen Brücke zusammengeschaltet sind und wobei die Wheatstonesche Brücke längs einer Diagonalen (senkrechte Diagonale) mit Spannung versorgt wird und das Ausgangssignal längs der anderen Diagonalen (waagerechte Diagonale) abgenommen wird.
Waagen dieser Art sind z. B. aus der EP 0 101 247 bekannt. Wird bei Waagen dieser Art die Last an verschiedenen Stellen der Lastplattform aufgelegt, werden also die einzelnen Wägezellen verschieden belastet, so ergeben sich kleine Unterschiede in der Anzeige der Waage, wenn die verschiedenen Wägezellen nicht genau die gleiche Empfindlichkeit aufweisen. In der bekannten Waage werden diese Abweichungen, die sogenannten Ecklastfehler, durch Abgleichwiderstände parallel zu den DMS oder in Serie zu den DMS ausgeglichen. Die Berechnung dieser Abgleichwiderstände ist jedoch umständlich. Weiterhin besteht die Gefahr, daß durch verschiedene Temperaturkoeffizienten der Abgleichwiderstände und der DMS der Abgleich der Ecklast bei Temperaturänderungen nicht mehr stimmt.
Außerdem können die Abgleichwiderstände und die DMS wegen verschiedener Verlustleistung und wegen verschiedener Wärmeableitung verschiedene Temperaturen annehmen, wodurch auch bei gleichem Temperaturkoeffizienten der Abgleichwiderstände und der DMS Fehler entstehen. Dasselbe gilt, falls Abgleichwiderstände und DMS verschieden altern.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Waage der eingangs genannten Art anzugeben, die einen Abgleich der Ecklastfehler ohne Abgleichwiderstände parallel zu den DMS oder in Serie zu den DMS ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zusätzlich längs der oberen, waagerechten Sehne und längs der unteren waagerechten Sehne je ein Signal abgegriffen wird. - Dadurch stehen neben dem Summensignal längs der Diagonalen zwei zusätzliche Signale zur Verfügung, die zur Ecklastkorrektur in den beiden Richtungen herangezogen werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Ausgangssignal längs der waagerechten Diagonalen zeitweise kurzgeschlossen und das Ausgangssignal längs der beiden Sehnen sowohl während des Kurzschlusses der Diagonale als auch während der Zeit ohne Kurzschluß gemessen. - Durch den Kurzschluß entstehen zwei einzelne Wheatstonesche Brücken, deren Ausgangssignale zusätzliche Informationen liefern, so daß sogar die Signale der einzelnen Wägezellen bzw. der einzelnen DMS-Paare berechnet werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Waage mit vier Wägezellen,
Fig. 2 eine einzelne Wägezelle in einer ersten Ausgestaltung,
Fig. 3 eine einzelne Wägezelle in einer zweiten Ausgestaltung,
Fig. 4 eine Wheatstonesche Brückenschaltung in einer ersten Ausgestaltung,
Fig. 5 eine Wheatstonesche Brückenschaltung in einer zweiten Ausgestaltung,
Fig. 6 einen Chopperverstärker,
Fig. 7 eine Waage mit drei Wägezellen,
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Fig. 8 eine Waage mit einer Wägezelle und zusätzlichen DMS für die Ecklastmomente,
Fig. 9 eine Wägezelle mit oberem und unterem Lenker und acht DMS in einer
ersten Ausgestaltung,
Fig. 10 eine Wägezelle mit oberem und unterem Lenker und acht DMS in einer
zweiten Ausgestaltung,
Fig. 11 eine Wägezelle mit oberem und unterem Lenker und acht DMS in einer
dritten Ausgestaltung.
Bei der in Fig. 1 in Aufsicht dargestellten Waage erkennt man die Wägeplattform 5, die von vier Wägezellen 1...4 gestützt wird. Eine einzelne Wägezelle 1 ist in Fig. 2 in einer ersten Ausgestaltung in Seitenansicht dargestellt. Man erkennt einen Belastungskörper 6, der unter dem Einfluß der bei 7 eingeleiteten Belastungskraft gestaucht wird. Diese Stauchung wird durch den DMS S1 in eine proportionale Widerstandsänderung (Widerstandserniedrigung) umgewandelt. Die Querdilatation des Belastungskörpers 6 wird von dem DMS D1 in eine proportionale Widerstandsänderung (Widerstandserhöhung) umgewandelt. Selbstverständlich können auch mehrere DMS S1 und mehrere DMS D1 auf dem Umfang verteilt sein. Alle DMS S1 und alle DMS D1 sind dann in Reihe oder parallel geschaltet und wirken wie ein einziger DMS, so daß im folgenden immer von je einem gestauchten DMS S1... S4 und einem gedehnten DMS D1 ... D4 je Wägezelle die Rede sein wird.
Eine zweite Ausgestaltung der Wägezelle ist in Fig. 3 gezeigt. Hier hat die Wägezelle &Ggr; die Form einer Parallelführung mit einem oberen Lenker 9 und einem unteren Lenker 10. Die Belastung wird bei 11 eingeleitet und verformt die Parallelführung so, daß der eine DMS D1. gedehnt wird und der andere DMS S1. gestaucht wird.
Beide Ausgestaltungen der Wägezelle sind allgemein bekannt, so daß Aufbau und Funktion nicht detallierter erläutert werden müssen. Genauso können andere, bekannte Wägezellen benutzt werden, beispielsweise Scherkraft-Wägezellen, die zwei unter ± 45° zur Waagerechten versetzte DMS aufweisen.
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Die acht DMS der vier Wägezellen 1 ... 4 sind nun zu einer einzigen Wheatstoneschen Brücke gemäß Fig. 4 verschaltet. Die Indizes bezeichnen dabei jeweils die Nummer der Wägezelle, D bedeutet, daß der DMS unter Last gedehnt wird, S bedeutet, daß der DMS unter Last gestaucht wird. Die Spannungs-Versorgung der Wheatstoneschen Brücke erfolgt an den Punkten 12 und 13 längs der senkrechten Diagonalen. Die Abnahme der Ausgangsspannung erfolgt in bekannter Weise an den Punkten 14 und 15 längs der waagerechten Diagonalen. Dieses Ausgangssignal ist proportional zur Summe aller Widerstandsänderungen der DMS D1 ... D4 und S1 ... S4. Bei idealer Gleichheit aller vier Wägezellen ist dieses Ausgangssignal proportional zur Gesamtlast auf der Wägeplattform 5. Sind die Wägezellen jedoch nicht exakt gleich, so verbleibt in diesem Ausgangssignal eine geringe Abhängigkeit vom Ort der Last auf der Wägeplattform. Gemäß dem Stand der Technik wird dieser Ecklastfehler durch Abgleichwiderstände parallel oder in Reihe zu den DMS D1 ... D4 und S1 ... S4 abgeglichen. Gemäß der Erfindung wird statt dessen zusätzlich zu dem Ausgangssignal längs der waagerechten Diagonale 14/15 ein Signal längs der oberen waagerechten Sehne (Punkte 16 und 17) und ein Signal längs der unteren waagerechten Sehne (Punkte 18 und 19) abgegriffen. Für die längs der Diagonalen 14/15 abgegriffene Spannung U(5) gilt folgende Gleichung:
U(5) ~ dT + d2 + d3 + d4 - S1 - S2 - S3 - S4
~ (U1 - S1) + ( d2 - s2 ) + ( d3 - S3 ) + ( d4 - S4) (1)
Dabei ist dn die Widerstandsänderung des DMS Dn und Sn die Widerstandsänderung des DMS Sn (jeweils &eegr; = 1...4). Da die DMS Dn unter Last gedehnt werden, die DMS Sn unter Last gestaucht werden, haben dn und Sn jeweils verschiedenes Vorzeichen. Die in Gleichung (1) in Klammern angegebenen Differenzen sind also in Wirklichkeit Summationen der absoluten Werte, sie stellen jeweils das Ausgangssignal der jeweiligen Wägezelle dar. Die Spannung U(5) stellt also das Summensignal aller vier Wägezellen dar.
In gleicher Weise gilt für die Spannung U(7) längs der oberen Sehne:
U(7) ~ d]| + S2 + d3 + d4 - S1 - d2 - s3 - S4
~ (d1-s1)-(d2-s2) + (d3-s3) + (d4-s4) (2)
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In gleicher Weise gilt für die Spannung U(9) längs der unteren Sehne:
U(9) ~ dj + d2 + S3 + d4 - S1 - S2 - d3 - S4
~ (U1-S1)+ (d2-s2)-(d3-s3) + (d4-s4) (3)
Aus den Gleichungen (1)... (3) lassen sich nun durch mathematische Umformung folgende Gleichungen herleiten:
(d2-s2)-(d3-s3) ~ y2-[U(9)-U(7)] (4)
(d1 - S1) + (d4 - s4) (d2 - s2 ) + (d3 - S3)
~ V1 · [ U(7) + U(9) - U(5) ] (5)
2 2
Aus Gleichung (4) läßt sich die Größe der außermittigen Belastung in der einen Richtung (y-Richtung in Fig. 1) ableiten und aus Gleichung (5) in der anderen Richtung (x-Richtung in Fig. 1). Durch Multiplikation dieser Ausdrücke mit abgespeicherten Korrekturkoeffizienten und anschließender Addition zum Signal U(5) kann dann die Ecklastabhängigkeit im Signal U(5) korrigiert werden.
Die im vorstehenden beschriebene Ecklastkorrektur kann digital in einem Mikroprozessor durchgeführt werden. Dazu müssen die einzelnen Signale (gleichzeitig oder über einen Multiplexer unmittelbar nacheinander) digitalisiert werden. Die Korrekturfaktoren werden digital gespeichert und die Korrrektur dann durch ein entsprechendes Rechenprogramm durchgeführt. In die Größe der Ecklastkorrektur gehen dann nur digitale Werte ein, die sich weder mit der Temperatur noch mit der Zeit verändern. Die Genauigkeit wird daher nur durch die Güte der DMS bestimmt, zusätzliche Fehler werden durch die Ecklastkorrektur nicht eingeführt. - Aber auch eine analogelektrische Lösung ist möglich: Die Addition der einzelnen Signale wird dann durch einen analogen Summierverstärker durchgeführt und die Summierwiderstände bestimmen die Korrekturkoeffizienten. An diese Summierwiderstände werden sehr viel geringere Anforderungen gestellt als an die Abgleichwiderstände gemäß dem Stand der Technik. Da die Widerstandsänderung der DMS unter Last unter 1 % beträgt, wirkt sich eine Widerstandsänderung eines Abgleichwiderstandes parallel zum DMS sehr viel stärker aus als eine genauso große prozentuale Änderung eines Summierwiderstandes.
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Die im vorstehenden beschriebene Ecklastkorrektur basiert darauf, daß für den Ecklastabgleich ein Abgleich in der x-Richtung und ein Abgleich in der y-Richtung in Fig. 1 ausreicht. Dies ist bei steifer Wägeplattform 5 erfüllt. Ist die Wägeplattform 5 jedoch nachgiebig, so muß ein Einzelabgleich aller vier Wägezellen erfolgen. In diesem Fall wird vorteilhafterweise eine Schaltung gemäß Fig. 5 benutzt. Diese Schaltung ist bis auf einen zusätzlichen Schalter 20 identisch mit der Schaltung aus Fig. 4. Im geöffneten Zustand des Schalters 20 können also dieselben Signale abgegriffen werden. Wird der Schalter 20 jedoch geschlossen, so ist die Brückendiagonale 14/15 kurzgeschlossen und es entstehen zwei getrennte Wheatstonesche Brückenschaltungen zu je vier DMS. Die Spannung an den Ausgängen 16/17 wird im Fall des geschlossenen Schalters 20 U(k7) genannt, die Spannung an den Ausgängen 18/19 entsprechen U(k9). Für diese Spannungen gilt dann:
U(k7) ~ U1-U2-S1 +S2
~(d1-si)-(d2-s2) (6)
U(k9) ~ S3-S4-d3 + d4
~-(d3-s3) + (d4-s4) (7)
Durch Kombination der Gleichungen (1) ... (3) und (6) und (7) erhält man dann durch einfache mathematische Umformungen:
U1-S1 ~ 1A U(5) - Va V(T) + 1A U(9) + 3A VQsT) - 1A U(k9) (8)
d2 - s2 ~ Va U(5) - 1A U(7) - Va U(9) - 1A U(k7) - 1A U(k9) (9)
d3-s3 ~ 1A U(5) + 1A V(T) - 1A U(9) - Va VQxT) - 1A U(k9) (10)
d4 - s4 ~ Va U(5) + 1A V(T) + Va U(9) - Va VQiO) + 3A U(k9) (11)
Man kann also aus den gemessenen Spannungen das Signal jeder einzelnen Wägezelle ausrechnen. Addiert man die Gleichungen (8) ... (11), um bei idealer Gleichheit aller Wägezellen das belastungsproportionale Summensignal zu bekommen, so erkennt man sofort, daß sich die Spannungen der Sehnen U(7), U(9), U(k7) und U(k9) aufheben und nur die Diagonalspannung U(5) übrig bleibt.
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Die Spannungen der Sehnen werden nur benötigt, wenn die einzelnen Wägezellen nicht genau gleich sind. Dann muß das Signal jeder Wägezelle mit einem Korrekturfaktor (1 + an) multipliziert werden und erst dann kann die Addition erfolgen. Die Korrekturfaktoren liegen nahe bei 1, die Werte von an sind also klein. In diesem realen Fall erhält man für die Summe &Sgr; der vier Wägezellen:
&Sgr; ~ U(5) + Vi ( E1 + U2 + a3 + a4) · U(5) + 1A (- aj - a2 + a3 + a4) · U(7)
+ 1A (a{ - a2 - a3 + a4) · U(9) + Vi (3 H1 - a2 - a3 - a4) · U(k7)
+ 1A (- a1 - a2 - a3 + 3 a4) ■ U(k9)
Die Spannungen längs der Sehnen gehen also in diesem realen Fall als kleine Korrektursummanden in das Endergebnis ein. Das heißt, daß bei der Messung der Spannungen längs der Sehnen keine so hohen Genauigkeitsanforderungen gestellt werden müssen, wie bei der Messung der Diagonalspannung U(5). Das heißt z. B.
daß die Zeitdauer, während der der Schalter 20 geschlossen ist, zweckmäßigerweise kürzer gewählt wird als die Zeitdauer, während der der Schalter 20 geöffnet ist und die Spannung U(5) gemessen wird.
Wird für die Verstärkung der Spannung U(5) ein Chopperverstärker benutzt, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, so lassen sich die Umschalter 21...24 für den Chopperverstärker vorteilhaft für das zeitweise Kurzschließen mitbenutzen:
Normalerweise sind entweder die beiden Schalter 21 und 23 oder die beiden Schalter 22 und 24 geschlossen, während die anderen beiden Schalter geöffnet sind; dadurch wird die Signalspannung abwechselnd umgepolt. Hinter dem Verstärker 25 und eventuellen weiteren Verstärkern erfolgt dann eine abermalige Umpolung, so daß das ursprüngliche Signal verstärkt wieder zur Verfügung steht.
Dadurch werden in bekannter Weise Gleichspannungsdriften und niederfrequentes Rauschen des Verstärkers 25 unterdrückt. Dieser Chopperverstärker wird nun für die erfindungsgemäße Waage so modifiziert, daß die Schalter 21...24 beim Umschalten für eine kurze Zeit alle geschlossen sind.
Dadurch wird nur durch Modifikation der Schalteransteuerung ohne zusätzlichen Hardwareaufwand das Kurzschließen der Brückendiagonalen 14/15 erreicht.
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Wird die Wheatstonesche Brückenschaltung mit einer Rechteck-Wechselspannung versorgt, so wird der Kurzschlußschalter 20 zweckmäßigerweise mit dieser Wechselspannung synchronisiert. Zum Beispiel kann der Kurzschluß unmittelbar vor oder nach dem Polaritätswechsel erfolgen. Dadurch wird die Anzahl der Einschwingvorgänge an den Verstärkern, die die Spannungen U(5), U(7) bzw. U(k7) und U(9) bzw. U(k9) verstärken, minimiert. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Kurzschluß nicht bei jedem Polaritätswechsel, sondern z. B. nur bei jedem achten durchzuführen. Auch ist es möglich, den Kurzschluß z. B. bei jedem achten Polaritätswechsel durchzuführen und den Kurzschluß über eine volle Periode der Speisewechselspannung aufrechtzuerhalten.
Die im vorstehenden für vier Wägezellen mit je zwei DMS erläuterte Schaltung und deren Auswertung kann natürlich ohne weiteres z. B. auf vier Wägezellen mit je vier DMS übertragen werden. Je zwei DMS, die unter Last gedehnt werden, werden dann zusammengefaßt und statt eines DMS in die Wheatstonesche Brückenschaltung eingebaut.
Auch für eine Waage mit drei Wägezellen läßt sich die Schaltung anpassen: Die drei Wägezellen werden dann z. B. gemäß Fig. 7 unter die Lastplattform gesetzt. Die DMS D4 und S4 werden entweder durch Festwiderstände bzw. durch DMS an unbelasteten Stellen ersetzt, oder die Wägezelle 1 erhält vier DMS, die an den Stellen D1, S1, D4 und S4 in die Wheatstonesche Brückenschaltung gemäß Fig. 4 eingesetzt werden, während die Wägezellen 2 und 3 unverändert zwei DMS haben. Das Summensignal erhält man wieder längs der Diagonalen 14/15 in Fig. 4 als U(5). Und aus den beiden Signalen U(7) und U(9) kann man dann ausrechnen:
d2-s2 ~ Vi- [U(5) -U(7)] (12)
d3-s3 ~ 1/a-[U(5)-U(9)] (13)
Diese beiden Ecklastsignale können dann in der schon beschriebenen Weise zur Korrektur des Summensignals herangezogen werden.
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Aber auch für Waagen mit einer Wägezelle und zusätzlichen DMS zur Messung der Ecklastmomente kann die Schaltung gemäß Fig. 4 benutzt werden. Diese Konfiguration ist in Fig. 8 dargestellt. Die Wägezelle 8 trägt die volle Last und ist mit zwei DMS S1 und S4, die unter Last gestaucht werden, und mit zwei DMS D1 und D4, die unter Last gedehnt werden, bestückt. Die in Fig. 8 nicht gezeichneten DMS S4 und D4 befinden sich auf der Rückseite der Wägezelle 8 symmetrisch zu den gezeichneten DMS S1 und D1. Die Wägeplattform 5 wird durch einen kreuzförmigen Ausleger 26 mit der Wägezelle 8 verbunden. Auf dem Ausleger 26 sind zwei DMS D2 und S2 angebracht, deren Differenzsignal ( d2 - S2 ) proportional zum Ecklastmoment in der Richtung rechts/links in Fig. 8 ist. In entsprechender Weise befinden sich zwei DMS D3 und S3 auf dem Teil des Auslegers 26 vor und hinter der Zeichenebene von Fig. 8 und messen das Ecklastmoment in der Richtung vorn/hinten. Die DMS D1 ... D4 und S1 ... S4 werden dann gemäß Fig. 4 verschaltet. Es gelten dann die bereits früher hergeleiteten Gleichungen (1) ... (3), aus denen man durch mathematische Umformungen erhält:
d2-s2 ~ y2-[U(5)-U(7)] (15)
d3-s3 ~ l/2-[U(5)-U(9)] (16)
Die Gleichung (14) stellt das unkorrigierte Lastsignal dar, die Gleichungen (15) und (16) erlauben dann in der schon beschriebenen Weise die Korrektur der Ecklastfehler.
Eine andere Bauart einer Waage mit einer einzigen Wägezelle ist in Fig. 9 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Die Wägezelle 31 besteht aus einem einstückigen Metallblock, der durch eine innere Öffnung 32 in einen ortsfesten Bereich 33, einen Lastaufnehmer 34, einen oberen Lenker 35 und einen unteren Lenker 36 unterteilt ist. Der ortsfeste Bereich 33 ist dabei mit einem nur angedeuteten Gehäuse 37 verbunden; der Lastaufnehmer 34 trägt über ein Zwischenstück 38 die ebenfalls nur angedeutete Waagschale 39. Auf der Oberseite des oberen Lenkers 35 sind vier DMS S1, S3, D1 und D4 angebracht, wobei die beiden DMS S3 und D4 in der strichpunktiert angedeuteten und mit 40
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bezeichneten Symmetrieebene der Wägezelle angeordnet sind, während die beiden DMS S1 und D1 seitlich außerhalb der Symmetrieebene 40 angeordnet sind. In entsprechender Weise sind auf der Unterseite des unteren Lenkers 36 vier DMS S2, D2, D3 und S4 angebracht, wobei die beiden DMS D3 und S4 in der Symmetrieebene 40 angeordnet sind, während die beiden DMS S2 und D2 seitlich außerhalb der Symmetrieebene 40 angeordnet sind. Zu beachten ist dabei, daß die DMS S1 und D1 einerseits und die DMS S2 und D2 andererseits auf verschiedenen Seiten der Symmetrieebene 40 angeordnet sind.
Bei mittiger Belastung der Waagschale werden die vier DMS D1 ... D4 gedehnt und die vier DMS S1 ... S4 gestaucht. Bei außermittiger Belastung in der in Fig. 9 eingezeichneten x-Richtung überlagert sich bei den DMS S1, S3, D1 und D4 eine zusätzliche Dehnung und bei den DMS D2, D3, S2 und S4 eine zusätzliche Stauchung. Bei außermittiger Belastung in y-Richtung überlagert sich bei den DMS D1 und S2 eine zusätzliche Dehnung und bei den DMS S1 und D2 eine zusätzliche Stauchung, während die DMS S3, D4, D3 und S4 unbeeinflußt bleiben.
Die acht DMS sind nun zu einer Wheatstoneschen Brückenschaltung gemäß Fig. 4 zusammengeschaltet. Das Ausgangssignal U(5) gemäß Gleichung (1) stellt dann das lastabhängige Ausgangssignal dar, da sich alle ecklastabhängigen Einflüsse bei idealer Symmetrie aufheben, wie man leicht nachvollziehen kann. Die Spannung U(7) längs der oberen Sehne gemäß Gleichung (2) ist gleich der Summe aus einem lastproportionalen Anteil (halb so groß wie in U(5)) und einem Anteil, der proportional zum Ecklastmoment in y-Richtung ist. In entsprechender Weise ist die Spannung U(9) längs der unteren Sehne gemäß Gleichung (3) gleich der Summe aus einem lastproportionalen Anteil (wieder halb so groß wie in U(5)) und einem Anteil, der proportional zum Ecklastmoment in x-Richtung ist.
Das Ecklastmoment in y-Richtung ist also proportional zu U(7) - Vz · U(5) und das Ecklastmoment in x-Richtung proportional zu U(9) - Vi · U(5). Mit diesen Ecklastsignalen und den abgespeicherten Korrekturkoeffizienten kann dann der Mikroprozessor das Lastsignal U(5) von den Ecklastfehlern aufgrund der nicht idealen Symmetrie der Wägezelle 31 korrigieren.
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Eine zweite Ausgestaltung der Waage mit einer einzigen Wägezelle mit oberem und unterem Lenker ist in Fig. 10 gezeichnet. Gleiche Teile wie in Fig. 9 sind mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. In der Ausgestaltung gemäß Fig. 10 sind die DMS S3, D3, S4 und D4 nicht in der Symmetrieebene 40 der Wägezelle 31 angeordnet, sondern sind symmetrisch zu den restlichen DMS ebenfalls seitlich aus der Symmetrieebene 40 heraus versetzt. Die Funktionsweise ist dieselbe, das Ecklastsignal für die y-Richtung ist jedoch um den Faktor 2 höher.
Das Ecklastsignal in y-Richtung läßt sich weiter erhöhen, wenn die DMS nicht parallel zur Symmetrieebene 40 angeordnet sind, wie in Fig. 10, sondern etwas schräg dazu, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Beträgt der Winkel zur Symmetrieebene 40 etwa 1O...2O0, so sinkt das Signal in x-Richtung nur geringfügig, während das Signal in y-Richtung deutlich ansteigt.
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Claims (10)

12 Ansprüche:
1. Waage mit einer oder mehreren Wägezellen (1...4,3I) mit zusammen mindestens acht DMS ( D1... D4, S1 ... S4 ), von denen vier ( D1 ... D4 ) unter Last gedehnt und vier ( S1 ... S4 ) unter Last gestaucht werden, wobei die acht DMS in Reihe kreisförmig zu einer einzigen Wheatstoneschen Brücke zusammengeschaltet sind und wobei die Wheatstonesche Brücke längs einer Diagonalen (12/13) (senkrechte Diagonale) mit Spannung versorgt wird und das Ausgangssignal längs der anderen Diagonalen (14/15) (waagerechte Diagonale) abgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich längs der oberen waagerechten Sehne (16/17) und längs der unteren waagerechten Sehne (18/19) je ein Signal abgegriffen wird.
2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zusätzlichen Signale zur Korrektur von Abweichungen, die durch ungleiche Empfindlichkeit der einzelnen Wägezellen (1—4) und/oder durch ungleichmäßige Belastung der einzelnen Wägezellen (1—4) entstehen, benutzt werden.
3. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal längs der waagerechten Diagonalen (14/15) zeitweise kurzgeschlossen wird und daß das Ausgangssignal längs der beiden Sehnen (16/17 und 18/19) sowohl während des Kurzschlusses der Diagonalen (14/15) als auch während der Zeit ohne Kurzschluß gemessen wird.
4. Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Kurzschlusses kleiner ist als die Zeitdauer des Nicht-Kurzschlusses.
5. Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Ausgangssignal längs der Diagonalen (14/15) und aus den vier Ausgangssignalen längs der beiden Sehnen (16/17 und 18/19) die Signale der einzelnen Wägezellen (1—4) berechnet werden.
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6. Waage nach Anspruch 3, bei der das Ausgangssignal längs der waagerechten Diagonalen (14/15) durch einen Chopperverstärker (21...25) verstärkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschluß durch entsprechende Ansteuerung der Chopperschalter (21...24) erzielt wird.
7. Waage nach Anspruch 3 mit einer Wechselspannungsspeisung der Wheatstoneschen Brücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Wechselspannungsspeisung und die Frequenz, mit der das Ausgangssignal (14/15) zeitweise kurzgeschlossen wird, miteinander synchronisiert sind.
8. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wägezelle (31) aus einem oberen (35) und einem unteren Lenker (36) zur Parallelführung eines Lastaufnehmers (34) besteht, daß die mindestens acht DMS auf dem oberen (35) und/oder dem unteren Lenker (36) angeordnet sind und daß mindestens zwei DMS (S1, D1) seitlich aus der Symmetrieebene (40) der Wägezelle (31) in eine Richtung verschoben sind und mindestens zwei weitere DMS (S2, D2) seitlich aus der Symmetrieebene (40) der Wägezelle (31) in die andere Richtung verschoben sind.
9. Waage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Symmetrieebene (40) der Wägezelle (31) verschobenen DMS (S1, D1, S2, D2) schräg zur Symmetrieebene (40) angeordnet sind.
10. Waage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nebeneinanderliegende DMS jeweils zu einem Mehrfach-DMS zusammengefaßt sind.
SW 9505-US
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