DE3311831A1 - Tiefpass fuer eine elektronische waage - Google Patents

Tiefpass fuer eine elektronische waage

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DE3311831A1
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low
resistor
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DE19833311831
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Erich Ing. Knothe (grad.), 3406 Bovenden
Franz-Josef Ing.(Grad.) Melcher
Jürgen Dipl.-Ing. 3414 Hardegsen Ober
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Sartorius AG
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Sartorius AG
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/18—Indicating devices, e.g. for remote indication; Recording devices; Scales, e.g. graduated
    • G01G23/36—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells
    • G01G23/37—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/04—Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
    • H03H11/1217—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using a plurality of operational amplifiers

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Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Tiefpaß zur Glättung eines von Störsignalen überlagerten Gleichspannungs-Meßsignald in einer elektronischen Waage, wobei dieser Tiefpaß zwischen einem Meßwertaufnehmer mit analogem Ausgangssignal und einem integrierenden Analog/Digital-Wandler geschaltet ist.
Um Verfälschungen des Meßsignals beispielsweise durch die Offsetspannung oder das niederfrequente Rauschen der benutzten Operationsverstärker zu vermeiden, ist es bekannt, den Tiefpaß in Form eines Nebenschlußfilters auszubilden, bei dem das Störsignal an einer Stelle des Signalpfades kapazitiv ausgekoppelt wird und nach dem Durchlaufen einer Verstärker- und Filteranordnung an derselben Stelle des Signalpfades kapazitiv wieder eingekoppelt wird. Eine Schaltung dieser Art ist beispielsweise in der DE-AS 26 47 981 in verschiedenen Varianten gezeigt.
Nachteilig an dieser bekannten Schaltung ist, daß Ein- und Auskopplung des Störsignals an derselben Stelle erfolgen, so daß immer ein Reststörsignal erhalten bleiben muß, um das Eingangssignal für die Verstärker- und Filteranordnung zu liefern.
SW 8302
Aufgabe der Erfindung 1st es daher, den Tiefpaß so weiterzubilden, daß unter Beibehaltung des günstigen Rausch- und Offset-Verhaltens eines Nebenschlußfilters eine verbesserte Unterdrückung von Störungen erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß im Signalpfad ein Widerstand liegt, daß das eine (in Signalflußrichtung vordere) Ende dieses Widerstandes mit dem Eingang einer invertierenden Verstärkerschaltung verbunden ist und daß der Ausgang dieser invertierenden Verstärkerschaltung über eine Serienschaltung von einem Kondensator und einem Widerstand mit dem anderen (in Signalflußrichtung hinteren) Ende des erstgenannten Widerstandes verbunden ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der einzigen Figur, die die Schaltung des Tiefpasses zeigt, beschrieben.
Der Meßwertaufnehmer der elektronischen Waage 1st nur schematisch durch das Teil 1 mit der Waagschale 2 angedeutet, da er allgemein bekannt ist. Beispielsweise kann er als kraftkompensierendes System, wie es in der DE-OS 30 12 979 beschrieben ist, ausgeführt sein. Das analoge Ausgangssignal steht in Form einer Gleichspannung am Ausgang 3 zur Verfügung, wobei dieser Gleichspannung beispielsweise bei Erschütterungen der Waage Störsignale
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überlagert sind. Dieses Ausgangssignal des Meßwertaufnehmers wird in einem Tiefpaß 4, der weiter unten näher erläutert wird, geglättet und dem Eingang 18 eines integrierenden Analog/Digital-Wandlers 13 zugeführt. Die Eingangsstufe dieses Analog/Digital-Wandlers 13 besteht aus einem Integrator 14, so daß der Eingang des Analog/ Digital-Wandlers 13 eine Stromsenke bildet. Dem Integrator 14 wird weiter über einen Widerstand 15 und einen Schalter 16 zeitweise ein Strom aus einer Referenz-Spannungsquelle 17 mit zur Meßspannung entgegengesetzter Polarität zugeführt. Das Schaltverhältnis des Schalters wird durch eine digitale Steuerung 19 so eingestellt, daß der dem Integrator 14 zufließende Strom im zeitlichen Mittel Null ist. Aus diesem Schaltverhältnis kann in bekannter Weise der digitale Wert der Meßspannung hergeleitet werden, der in der Anzeige 20 angezeigt wird. Einzelheiten der Schaltung und Funktion des Analog/Digital-Wandlers 13 sind beispielsweise in der DE-PS 21 14 141 beschrieben.
Der Tiefpaß 4 besteht aus einem Widerstand 5, der im Signalpfad liegt und der gleichzeitig den Eingangswiderstand für den Integrator 14 des Analog/Digital-Wandlers bildet; weiter besteht der Tiefpaß aus einer invertierenden Verstärkerschaltung 6, deren Eingang mit dem vorderen Ende (in Signalflußrichtung gesehen) des Widerstandes 5 verbunden ist und deren Ausgang über einen Kondensator 7 und einen weiteren Widerstand 8 mit dem hinteren Ende (in Signalflußrichtung gesehen) des Wider-Standes 5 verbunden ist. Die invertierende Verstärker-
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schaltung 6 ist in der Figur durch zwei Operationsverstärker 9 und 10 realisiert, von denen der erste Operationsverstärker 9 als Impedanzwandler und der zweite Operationsverstärker 10 als Inverter geschaltet ist. Der Verstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung 6 ist dann näherungsweise durch das Verhältnis der beiden Widerstände 12 und 11 gegeben.
Die Punktionsweise des Tiefpasses 4 ist folgende: Tritt am Meßwertausgang 3 eine Störwechselspannung höherer Frequenz auf, so fließt dadurch über den Widerstand 5 ein Störwechselstrom in den Eingang 18 des Analog/Digital-Wandlers 13. Durch die invertierende Verstärkerschaltung wird diese Störwechselspannung verstärkt und invertiert, so daß über den Kondensator 7 und den Widerstand 8 ein Störwechselstrom mit entgegengesetztem Vorzeichen in den Eingang 18 des Analog/Digital-Wandlers 13 eingespeist wird. Sind diese beiden Störwechselströme über den Widerstand 5 und über den Widerstand 8 in ihrer Amplitude gleich, so heben sie sich vollständig auf, so daß der Analog/Dlgital-Wandler 13 nur das reine Gleichspannungs-Meßsignal erhält. Die Gleichheit der Amplituden der beiden Störwechselströme läßt sich leicht über die richtige Wahl des Widerstandes 8 im Verhältnis zum Widerstand 5 erreichen. Ist der Verstärkungsfaktor der invertierenden Verstärkerschaltung 6 beispielsweise zehn, so muß auch der Widerstand 8 um den Faktor zehn größer sein als der Widerstand 5. Der Kondensator 7 dient in bekannter Weise zur Potentialtrennung und zur Einstellung der Eckfrequenz des Tiefpasses.
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Der Tiefpaß ist In der Figur als Filter erster Ordnung gezeichnet. Selbstverständlich kann in entsprechender Weise auch ein Filter zweiter Ordnung realisiert werden, beispielsweise indem der Ausgang des Operationsverstärkers 9 und der Eingang des Operationsverstärkers nicht über einen Ohmschen Widerstand, sondern über ein phasenschiebendes Netzwerk verbunden sind. Oder die Rückführung des Operationsverstärkers 10 wird nicht durch einen Ohmschen Widerstand, sondern durch eine Impedanz mit entsprechender Frequenzabhängigkeit gebildet.
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- Leerseite -

Claims (5)

  1. Sartorlus GmbH Akte SW 8302
    Weender Landstraße 94-108 Kö/br
    D-3400 Göttingen
    Tiefpaß für eine elektronische Waage
    Patentansprüche:
    Tiefpaß zur Glättung eines von Störsignalen überlagerten Gleichspannungs-Meßsignals in einer elektronischen Waage, wobei dieser Tiefpaß zwischen einem Meßwertaufnehmer mit analogem Ausgangssignal und einem integrierenden Analog/ Digital-Wandler geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet,
    - daß im Signalpfad ein Widerstand (5) liegt,
    - daß das eine (in Signalflußrichtung vordere) Ende dieses Widerstandes (5) mit dem Eingang einer invertierenden Verstärkerschaltung (6) verbunden ist
    - und daß der Ausgang dieser invertierenden Verstärkerschaltung (6) über eine Serienschaltung von einem Kondensator (7) und einem Widerstand (8) mit dem anderen (in Signalflußrichtung hinteren) Ende des erstgenannten Widerstandes (5) verbunden ist.
  2. 2. Tiefpaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die invertierende Verstärkerschaltung (6) durch zwei Operationsverstärker (9, 10) gebildet wird.
  3. 3. Tiefpaß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Operationsverstärker (9) als Impedanzwandler und der zweite Operationsverstärker (10) als Inverter geschaltet ist.
  4. 4. Tiefpaß nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet 3 daß die beiden Operationsverstärker (9, 10) durch ein phasenschiebendes Netzwerk verbunden sind.
  5. 5. Tiefpaß nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Kondensator (7) in Serie liegende Widerstand (8) um einen Faktor, der gleich dem Verstärkungsfaktor der invertierenden Verstärkerschaltung (6) ist, größer ist als der im Signalpfad liegende Widerstand (5).
    SW 8302
DE19833311831 1983-03-31 1983-03-31 Tiefpass fuer eine elektronische waage Withdrawn DE3311831A1 (de)

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GB08402119A GB2138143B (en) 1983-03-31 1984-01-26 Signal smoothing in an electronic weighing machine
CH111384A CH662655A5 (de) 1983-03-31 1984-03-06 Tiefpass fuer eine elektronische waage.
FR8404225A FR2543762A1 (fr) 1983-03-31 1984-03-19 Filtre passe-bas pour une bascule electronique
JP5751884A JPS59185418A (ja) 1983-03-31 1984-03-27 電子はかり用低域フイルタ

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JP (1) JPS59185418A (de)
CH (1) CH662655A5 (de)
DE (1) DE3311831A1 (de)
FR (1) FR2543762A1 (de)
GB (1) GB2138143B (de)

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GB2138143A (en) 1984-10-17
FR2543762A1 (fr) 1984-10-05
GB2138143B (en) 1986-06-04
JPS59185418A (ja) 1984-10-22
CH662655A5 (de) 1987-10-15

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