DE3613238A1 - METHOD AND DEVICE FOR CALIBRATING AND REGULATING A WEIGHING DEVICE - Google Patents

Description

MPI - METROLOGIE PESAGE INTERNATIONAL, 2/4 Rue Isaac Newton, F-93150 La Blanc Mesnil / FrankreichMPI - METROLOGIE PESAGE INTERNATIONAL, 2/4 Rue Isaac Newton, F-93150 La Blanc Mesnil / France

Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung und Regulierung einer Wiegevorrichtung V experience and device for calibrating and regulating a weighing device

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren und Regulieren einer Wiegevorrichtung mittels Gewichtsmessung durch Dehnungsmeßstreifen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 3.The invention relates to a method for calibration and Regulation of a weighing device by means of weight measurement using strain gauges with the features of The preamble of claim 1 and a device for performing the method with the features of Preamble of claim 3.

Eine Wiegevorrichtung enthält eine Wiegegutaufnahme sowie eine Gewichtsmeßvorrichtung, die eine Lastausgleichsvorrichtung, einen Meßwandler und eine Anzeigeeinrichtung enthält. Die Gewichtsmeßvorrichtung kann beispielsweise einen Dehnungsmeßstreifenaufnehmer enthalten. Ein derartiger Sensor besteht aus einem elastischen Meßkörper und auf diesen geklebten Dehnungsmeßstreifen.A weighing device contains a load receptacle as well as a weight measuring device, which is a load balancing device, includes a transducer and display device. The weight measuring device can, for example contain a strain gauge transducer. Such a sensor consists of an elastic measuring body and on this glued strain gauges.

Der Meßkörper erfährt mechanische Verformungen, die eine Funktion der Kraft F sind, die von dem Aufnehmer für das Wiegegut, der eine Masse M trägt, übertragen wird. Diese Verformungen rufen eine Veränderung des Widerstandes der Dehnungsmeßstreifen hervor, die bei geeigneter Befestigung und infolge einer externen Stromversorgung ein elektrisches Signal abgeben, das eine Funktion der Kraft F ist.The measuring body experiences mechanical deformations which are a function of the force F exerted by the transducer for the material to be weighed, which carries a mass M. These deformations cause a change in the Resistance of the strain gauges, which with suitable attachment and as a result of an external Power supply emit an electrical signal that is a function of the force F.

Die Kraft F und die Masse M sind durch die Beziehung:The force F and the mass M are given by the relationship:

F = MgF = Mg

miteinander verknüpft, wobei g die Erdbeschleunigung ist.linked together, where g is the acceleration due to gravity.

Nun ist aber bekanntlich g eine Größe, die im wesentlichen von der geografischen Breite und der Höhe über dem Meeresspiegel des Meß- oder Einsatzortes abhängig ist.But now, as is well known, g is a quantity that essentially depends on the geographical latitude and the height above the The sea level of the measuring or operating site is dependent.

Um diese Veränderungen zu berücksichtigen, ist es bei hochgenauen Wiegevorrichtungen notwendig, jede Wiegevorrichtung entsprechend dem Meßort zu kalibrieren.In order to take these changes into account, it is necessary in the case of high-precision weighing devices, every weighing device to be calibrated according to the measuring location.

Ein derartiges Verfahren ist überhaupt nicht befriedigend insofern, als beim Messen die Kalibrierung am Meßoder Einsatzort die Anwesenheit von Fachpersonal bedeutet, das die notwendigen Einrichtungen zum Kalibrieren bereithält, und jeder Wechsel des Meßortes eine neue Kalibrierung erfordert.Such a method is not at all satisfactory insofar as the calibration on the measuring or during measurement Place of use the presence of qualified personnel means that the necessary equipment for calibration ready, and each change of the measuring location requires a new calibration.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren und Regulieren von Wiegevorrichtungen zu schaffen, die auf einfache Weise die Auswirkungen kompensieren, die bei einer Wiegevorrichtung durch Veränderungen der Erdbeschleunigung als Funktion des Meßortes hervorgerufen werden, wobei die Reguglierung an einem von dem letzten Meßort entfernten Ort aus vorgenommen werden kann.The object of the invention is therefore to provide a method and a device for calibrating and regulating To provide weighing devices that easily compensate for the effects of a weighing device caused by changes in the acceleration due to gravity as a function of the measuring location, the Regulation can be carried out at a location remote from the last measurement location.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 3 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method with the features of claim 1 and a device with the features of claim 3 solved.

Hiernach werden für die verschiedenen geografischen Orte, an denen gemessen werden soll, eine Reihe von Korrekturkoeffizienten für die Veränderung der Erdbeschleunigung in Breiten- und Höhenzonen bestimmt, die die Kalibrierungsorte und sämtliche vorgesehenen Meßorte überdecken. Die zu den Höhen und Breiten der Meßorte gehörenden Korrekturkoeffizienten werden dann in das Gewichtsrechenwerk eingegeben. Die Wieaevorrichtuna wirdA number of Correction coefficients for the change in the acceleration due to gravity in latitude and altitude zones determined, the cover the calibration locations and all planned measurement locations. The one about the heights and latitudes of the measuring locations Correction coefficients belonging to it are then entered into the weight calculator. The Wieaevorrichtuna will

schließlich als Funktion des Meßortes durch Berücksichtigen der zu dem jeweiligen Meßort gehörenden Korrekturwerte für die Breite und die Höhe reguliert.finally as a function of the measuring location by taking into account the correction values belonging to the respective measuring location regulated for width and height.

Bekannte mathematische Gleichungen gestatten es,, die Erdbeschleunigung für einen Ort zu berechnen, dessen Breite und Höhe bekannt ist, wenn man annimmt, daß die Erde ein Ellipsoid darstellt.Well-known mathematical equations allow, the To calculate the acceleration due to gravity for a place whose latitude and altitude are known, assuming that the Earth represents an ellipsoid.

Demgemäß ist die Erdbeschleunigung g als Funktion der Breite / auf Meereshöhe durch die nachfolgende Beziehung gegeben:Accordingly, the acceleration due to gravity g as a function of latitude / at sea level is given by the following relationship given:

g = 9,780318 (1+0,0053024 sin²7°-0,0000059 sin²2V) (1) wobeig = 9.780318 (1 + 0.0053024 sin ² 7 ° -0.0000059 sin ² 2V) (1) where

g xn m/sg xn m / s

7° in Grad7 ° in degrees

angegeben ist.is specified.

Dieser Wert von g für eine geografische Breite auf Meereshöhe erfährt eine Korrektur bei einer abweichenden Höhe. Entsprechend dem Profil beträgt tatsächlich für eine Höhendifferenz von einem Meter bei derselben aeografischen Breite die Variation der Erdbeschleunigung:This value of g for a latitude at sea level is corrected for a different one Height. According to the profile is actually for a height difference of one meter with the same aeographic Width the variation of the gravitational acceleration:

2 χ 10~⁶ m/s² (2)2 χ 10 ~ ⁶ m / s ² (2)

(Die Erdbeschleunigung nimmt mit der Höhe ab).(The acceleration due to gravity decreases with the altitude).

Erfindungsgemäß werden, um alle vorgesehenen Meßorte der Wiegevorrichtung abzudecken, unter Berücksichtigung der angestrebten Genauigkeit Elementarbereiche für die Breite und die Höhe vorgesehen. Jedem Bereich wird ein Korrekturkoeffizient zugeordnet und es werden zur Kalibrierung die Korrekturkoeffizienten entsprechend des Breitenbereichs und des Höhenbereichs des Meßortes in das Rechenwerk für die Bestimmung des Gewicht eingegeben und schließlich zur Regulierung als Funktion des Meßortes werden die Korrekturkoeffizienten für den Breitenbereich und den Höhenbereich des Meßortes berücksichtigt.According to the invention, to all intended measurement locations to cover the weighing device, taking into account the desired accuracy for the elementary ranges Width and height provided. A correction coefficient is assigned to each area and the Calibration of the correction coefficients according to the latitude and high altitude of the measuring location entered into the arithmetic unit for determining the weight and finally for regulation as a function of the measuring site are the correction coefficients for the latitude and high range of the measuring site considered.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden sämtliche Korrekturkoeffizienten in der Wiegevorrichtung gespeichert und es werden dann zur Kalibrierung und Regulierung der Wiegevorrichtung entsprechend dem Meßort die Korrekturkoeffizienten durch Wahl des Breitenbereiches und des Höhenbereiches des Kalibrierungs- und des Meßortes aufgerufen, um diese Koeffizienten in die Berechnung einzuführen.In a preferred embodiment, all of the correction coefficients are stored in the weighing device stored and it is then used to calibrate and regulate the weighing device according to the measurement location the correction coefficients by choosing the width range and the height range of the calibration and measurement location are called to convert these coefficients into the To introduce calculation.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch veranschaulicht .In the single figure of the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is illustrated schematically .

Gemäß dieser einzigen Figur enthält die Meßkette einer Wiegevorrichtung in bekannter Weise eine nicht veranschaulichte Aufnahmevorrichtung für das Wiegegut, eine Auswäre- oder Lastausaleichsvorrichtuncr mit Wandler, die in Gestalt einer Gewichtsmeßeinheit 1 sowie einer Gewichtsberechnungseinheit 2 veranschaulicht ist, sowie eine Anzeigeeinrichtung, die als numerische Anzeigeeinheit 3 gezeigt ist. Der Meßwertwandler für das Gewicht besteht vorzugsweise aus einem Meßkörper sowie Dehnungsmeßstreifen, die auf diesen geklebt sind.According to this single figure, the measuring chain of a weighing device contains, in a known manner, one which is not illustrated Receiving device for the goods to be weighed, a balancing or load balancing device with converter, in the form of a weight measuring unit 1 and a weight calculation unit 2 is illustrated, as well as a display device acting as a numerical display unit 3 is shown. The transducer for the weight preferably consists of a measuring body and strain gauges, which are glued to this.

Dieser insoweit an sich bekannten Meßkette ist eine Korrektureinrichtung zugeordnet, um die Auswirkungen zu korrigieren, die durch die Veränderung der Erdbeschleunigung als Funktion der geografischen Breite und der Höhe auftreten. Diese Korrektureinrichtung weist eine Multipliziereinrichtung 4 auf, die zwischen der Einheit zur Gewichtsberechnung 2 und der Anzeigeeinheit 3 angeordnet ist, sowie einen Speicher 5, in dem die Korrekturkoeffizienten abgespeichert sind, und eine codierte Eingabeeinheit 6, die es gestattet, die in dem Speicher 5 enthaltenen Korrekturkoeffizienten auszuwählen, um sie der Multipliziereinheit 4 zuzuführen, damit sie so in die Gewichtsberechnungskette eingreifen.A correction device is assigned to this measuring chain, which is known per se, in order to reduce the effects to correct that caused by the change in the acceleration due to gravity as a function of the geographical latitude and the altitude occur. This correction device has a multiplier 4, which between the unit for weight calculation 2 and the display unit 3 is arranged, as well as a memory 5, in which the correction coefficients are stored, and a coded input unit 6, the it makes it possible to select the correction coefficients contained in the memory 5 in order to transfer them to the multiplying unit 4 so that they intervene in the weight calculation chain.

Die in dem Speicher 5 abgelegten Korrekturkoeffizienten sind als Funktion des geografischen Bereiches,innerhalb dem die Wiegevorrichtung zu kalibrieren ist, sowie der geografischen Bereiche bestimmt, innerhalb derer die Wiegevorrichtung verwendet werden soll, und zwar um die Auswirkungen zu kompensieren, die durch die Veränderung der Erdbeschleunigung in Abhängigkeit von der Höhe und der Breite des Kalibrierungsortes und der vorgesehenen Meßorte entstehen. The correction coefficients stored in the memory 5 are as a function of the geographic area within which the weighing device is to be calibrated, as well as the geographical areas determined within which the weighing device is to be used to compensate for the effects caused by the change in the acceleration due to gravity as a function of the height and width of the calibration location and the intended measurement locations arise.

In Frankreich beispielsweise variiert die Breite zwischen 42 und 51 . Es ist deshalb beispielsweise möglich, die Breite in acht Zonen LO bis L7 aufzuteilen, was einer Änderung der Breite um 1° entspricht.In France, for example, the width varies between 42 and 51. It is therefore possible, for example, to use the Divide latitude into eight zones LO to L7, which corresponds to a change in latitude by 1 °.

In entsprechender Weise kann beispielsweise der Höhenbereich zwischen 0 m und 4000 m in acht Zonen AO bis A7 entsprechend einer Höhenvariation von 500 m aufgeteilt werden.In a corresponding manner, for example, the altitude range between 0 m and 4000 m can be divided into eight zones AO to A7 can be divided according to a height variation of 500 m.

Bei binärer Codierung ist es mittels einer sechs Schalter enthaltenden Eingabeeinheit 6 möglich, unter den acht Breitenzonen eine Zone sowie unter den acht Höhenzonen eine Zone auszuwählen, um so von den in dem Speicher 5 enthaltenen Korrekturkoeffizienten die entsprechende Korrekturkoeffizien, die zu der ausgewählten Breitenzone und der ausgewählten Höhenzone gehören, in die Einheit zum Berechnen des Gewichts einzuführen.In the case of binary coding, it is possible by means of an input unit 6 containing six switches, under Select a zone from the eight latitude zones and one zone from the eight altitude zones, so as to be different from those in the Memory 5 contained correction coefficients the corresponding Correction coefficients associated with the selected latitude zone and the selected altitude zone in introduce the unit for calculating weight.

Anders ausgedrückt, wird jeder Ort durch seine Breiten- und Höhenreferenzen ausgewählt und die zugehörigen Korrekturkoeffizienten werden in die Berechnungskette eingeführt.In other words, each location is selected by its latitude and altitude references and the associated correction coefficients are introduced into the calculation chain.

Diese Auswahl erfolgt im übrigen für die Kalibrierung der Wiegevorrichtung durch Auswahl der Breitenzone und der Höhenzone gemäß dem Meßort und nach der Kalibrierung durch Regulierung der Wiegevorrichtung als Funktion des Meßortes. Diese von dem Meßort abhängige Regulierung kann überall vorgenommen werden und die Eingabeeinheit 6 kann dann,um die Wetterdienstvorschriften des betreffenden Landes zu erfüllen, plombiert werden.This selection is made for the rest of the calibration the weighing device by selecting the latitude zone and the height zone according to the measurement location and after calibration by regulating the weighing device as a function of the measuring location. This regulation, which is dependent on the measurement location can be made anywhere and the input unit 6 can then to the weather service regulations of the country concerned must be sealed.

Anstatt die Auswahl der Korrekturkoeffizienten mit Hilfe von Schaltern vorzunehmen, ist es auch möglich, diese Auswahl mittels Tastschalter vorzunehmen oder andere unterbrechende Einrichtungen zu verwenden.Instead of selecting the correction coefficients with the help of switches, it is also possible to to make this selection by means of a pushbutton switch or to use other interrupting devices.

Es versteht sich, daß die Korrekturkoeffizienten entsprechend der Variation der Erdbeschleunigung in Abhängigkeit von der Breite und der Höhe für jedwede geografische Zone bestimmt und gespeichert werden können. Die einzige hierbei bestehende Grenze ist die Kapazität des Speichers 5.It goes without saying that the correction coefficients accordingly the variation in gravitational acceleration as a function of latitude and altitude for each geographical zone can be determined and saved. The only limit here is that Storage capacity 5.

Claims (3)

Patentanwälte Dr.-Ing. R. Rüger Dipl.-Ing. H. P. Barthelt zügel. Vertreter beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys Webergasse 3 · Postfach 348 · D-7300 Esslingen (Neckar) 1R Änril 1QRfi Telefon Stuttgart I O. ftprii I3ÖD (0711)356539und359619 ΡΆ 1 hSiiVi cn. ι jjacii Telefax (0711) 35 9903 Telex 7256 610 smru Telegramm Patentschutz Esslingenneckar PatentansprüchePatent attorneys Dr.-Ing. R. Rüger Dipl.-Ing. H. P. Barthelt reins. Representative at the European Patent Office European Patent Attorneys Webergasse 3 Postfach 348 D-7300 Esslingen (Neckar) 1R Änril 1QRfi Telephone Stuttgart I O. ftprii I3ÖD (0711) 356539 and 359619 ΡΆ 1 hSiiVi cn. ι jjacii Telefax (0711) 35 9903 Telex 7256 610 smru Telegram patent protection Esslingenneckar patent claims 1. Verfahren zum Kalibrieren und Regulieren von Wiegevorrichtungen mit Gewichtsmessung mittels Dehnungsmeßstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß für Breitenbereiche und Höhenbereiche, die den Kalibrierungsort und alle für die Wiegevorrichtung vorgesehenen Einsatzorte überdecken, eine Reihe von Korrekturkoeffizienten für die Veränderung der Erdbeschleunigung bestimmt werden, daß die der Breite und der Höhe des Kalibrierungsortes entsprechenden Korrekturkoeffizxenten in eine das Gewicht berechnenden Recheneinrichtung eingeführt werden, und daß anschließend die Wiegevorrichtung in Abhängigkeit des Einsatzortes durch Eingeben der der Breite und der Höhe des Einsatzortes entsprechenden Korrekturkoeffizienten in die das Gewicht berechnende Recheneinrichtung reguliert wird.1. Procedure for calibrating and regulating weighing devices with weight measurement by means of strain gauges, characterized in that for width ranges and elevation ranges, the calibration location and all designated for the weighing device A series of correction coefficients for changing the Gravitational acceleration can be determined that the latitude and altitude of the calibration location corresponding Correction coefficients introduced into a calculating device which calculates the weight and that then the weighing device depending on the place of use by entering the correction coefficient corresponding to the width and height of the place of use into the weight calculating computing device is regulated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Korrekturkoeffizienten in der Wiegevorrichtung gespeichert werden , und daß zur Kalibrierung und Regulierung in Abhängigkeit von dem Einsatzort die zugehörigen Korrekturkoeffizxenten durch Auswahl des Breitenbereiches und2. The method according to claim 1, characterized in that the entirety of the correction coefficients in the weighing device are stored, and that for calibration and regulation as a function the corresponding correction coefficients from the place of use by selecting the width range and Konten: Deutsche Bank AG. Filiale Esslingen Nr. 304 014 (BLZ 611700 76) ■ Postscheck Stuttgart 624 51 -700 (BLZ 600100 70) Accounts: Deutsche Bank AG. Esslingen branch No. 304 014 (bank code 611 700 76) ■ Postscheck Stuttgart 624 51 -700 (bank code 600 100 70) i.^-L^T^J 3813238i. ^ - L ^ T ^ J 3813238 des Höhenbereiches des Kalibrierungsortes sowie des Einsatzortes aufgerufen werden, um diese Korrekturkoeffizienten in die das Gewicht berechnende Recheneinrichtung einzugeben.of the height range of the calibration location and the location of use can be called up in order to use these correction coefficients to be entered into the arithmetic unit calculating the weight. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, bei einer Wiegevorrichtung mit einer Lastmeßeinheit, einer Gewichtsberechnungseinheit sowie einer Anzeigeeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (5) vorgesehen ist, in dem die vorbestimmten, den Korrekturkoeffizienten für die Veränderung der Erdbeschleunigung in Abhängigkeit von der Breite und der Höhe entsprechenden Werte gespeichert sind, daß Auswahleinrichtungen (6) zur Auswahl der gespeicherten Werte in Abhängigkeit von der Höhe und der Breite sowie Multipliziereinrichtungen (4) vorhanden sind, die zwischen der Gewichtsberechnungseinheit (2) und der Anzeigeeinheit (3) angeordnet sind, und durch die das Rechenresultat zur Gewichtsbestimmung in Abhängigkeit von den ausgewählten Werten korrigierbar ist.3. Apparatus for performing the method according to any one of the preceding claims 1 or 2, at a Weighing device with a load measuring unit, a weight calculation unit and a display unit, characterized in that a memory (5) is provided in which the predetermined correction coefficients corresponding values are stored for the change in the acceleration due to gravity as a function of the latitude and the altitude, that Selection devices (6) for selecting the stored values depending on the height and width and multipliers (4) are present between the weight calculation unit (2) and the display unit (3) are arranged, and through which the calculation result for weight determination in Depending on the selected values can be corrected.