DE9418210U1 - Elektrische Waage mit Korrektur des Feuchteeinflusses - Google Patents
Elektrische Waage mit Korrektur des FeuchteeinflussesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Waage mit einem Meßwandler, der das Gewicht des
Wägegutes in ein elektrisches Signal umwandelt, und mit einem Feuchteaufhehmer, der
das Ausgangssignal des Meßwandlers so beeinflußt, daß die Feuchteabhängigkeit des Meßwandlers
korrigiert wird.
Eine Waage dieser Art ist z.B. aus der DE 31 06 534 C2 bekannt; dort ist ein Feuchteaufnehmer
mit analogelektrischem Ausgangssignal und nachgeschaltetem Analog/Digital-Wandler
gezeigt, wobei das digitalisierte Signal des Meßwandlers und das digitalisierte Signal
des Feuchteaufnehmers einem Mikroprozessor zugeführt wird, der das Signal des Meßwandlers
so korrigiert, daß kein Feuchteeinfluß im Endergebnis auftritt.
Diese Lösung erfordert jedoch einen Feuchteaufhehmer mit elektrischem Ausgangssignal,
einen Analog/Digital-Wandler für das Signal des Feuchteaufhehmers und die hard- und
softwaremäßigen Voraussetzungen im Mikroprozessor zur digitalen Feuchtekorrektur.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen preiswerten Feuchteaufnehmer anzugeben, der
darüber hinaus die Möglichkeit bietet, die Feuchtekorrektur entweder durch analogelektrische
Schaltungen oder durch digitale Rechenoperationen durchzufuhren. Die analogelektrische
Feuchtekorrektur ist trotz der preiswerten digitalen Baugruppen deshalb interessant, weil so
die Feuchtekorrektur direkt am Meßwandler durchgeführt werden kann und dadurch ein
leichterer Austausch des Meßwandlers ohne Veränderungen im Mikroprozessor möglich ist;
dies gilt nicht nur im Servicefall, sondern auch für den Ersatz eines Meßwandlers ohne
Feuchtekorrektur durch einen Meßwandler mit Feuchtekorrektur.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Dehnungsmeßstreifen
als Feuchteaufnehmer eingesetzt ist und daß dieser Dehnungsmeßstreifen auf einer gekrümmten Oberfläche aufgeklebt ist.
Dehnungsmeßstreifen (im folgenden als DMS abgekürzt) werden normalerweise eingesetzt
um die Materialspannung zu messen. Auch in Meßwandlem von Waagen dienen sie dazu, die
gewichtsabhängige Materialspannung in Federkörpern in ein elektrisches Signal umzuwandeln.
Die Feuchteabhängigkeit dieser DMS ist allgemein bekannt, wird jedoch in den Meßwandlem immer als Störeffekt angesehen und daher möglichst minimal gehalten. Die
Erfindung geht nun den umgekehrten Weg, nutzt diesen Effekt aus und macht ihn durch das
Aufkleben auf eine gekrümmte Oberfläche noch deutlich größer. Der Feuchteeinfluß beim
DMS kommt nämlich vor allem durch das Quellen der Kunststoff-Folie unterhalb der
eigentlichen dehnungsempfindlichen Schicht und durch das Quellen des Klebers zwischen der
Kunststoff-Folie und dem - im allgemeinen metallischen - Substrat zustande. Dadurch
vergrößert sich der Abstand zwischen der dehnungsempfindlichen Schicht und dem Substrat
und aufgrund der Krümmung der Substratoberfläche wird die dehnungsempfindliche Schicht
bei konvex gekrümmten Substrat stärker gedehnt, da die dehnungsempfindliche Schicht ja
weiter nach außen in einen Bereich mit größerem Umfang gelangt; bei konkav gekrümmtem
Substrat wird die dehnungsempfindliche Schicht entsprechend gestaucht. Je stärker die
Krümmung der Substratoberfläche ist, desto größer ist der Effekt. - Die Applikation von DMS
auf leicht konkave Dünnstellen-Bereiche zur Dehnungsmessung ist bei DMS-Meßwandlern
für Waagen bekannt. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird jedoch der DMS nicht
auf eine Dünnstelle geklebt und dient nicht der Messung der Materialdehnung in der
Dünnstelle, sondern er wird auf einen massiven Bereich geklebt, der von der Last praktisch
nicht gedehnt oder gestaucht wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird also nicht
die Materialdehnung des Substrates auf den DMS übertragen und so meßbar gemacht, sondern
es wird bei konstantem Substrat eine Längenänderung der dehnungsempfindlichen Schicht
nur durch das Quellen der Kunststoff-Folie und des Klebers erreicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben. Dabei
zeigt:
Fig. 1 einen DMS auf einer konkaven Oberfläche,
Fig. 2 einen DMS auf einer konvexen Oberfläche,
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Fig. 3 einen Meßwandler mit vier DMS zur Gewichtsmessung und mit einem DMS zur
Feuchtekorrektur,
Fig. 4 die zu Fig. 3 gehörige elektrische Schaltung in einer ersten Ausgestaltung,
Fig. 5 die zu Fig. 3 gehörige elektrische Schaltung in einer zweiten Ausgestaltung,
Fig. 6 einen Meßwandler nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation
mit einem DMS zur Feuchtekorrektur in einer analogelektrischen Korrekturschaltung,
Fig. 7 einen Meßwandler nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation
Fig. 7 einen Meßwandler nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation
mit zwei DMS zur Feuchtekorrektur in einer digitalen Korrekturschaltung,
Fig. 8 einen anschraubbaren Feuchtesensor mit DMS in einer ersten Ausgestaltung und
Fig. 9 einen anschraubbaren Feuchtesensor mit DMS in einer zweiten Ausgestaltung.
Die prinzipielle Anordnung der DMS zur Feuchtekorrektur ist in Fig. 1 zur Erläuterung der
Wirkungsweise vergrößert dargestellt. In einem massiven Substrat 1 ist mittels einer (z.B.
eingefrästen) Hohlkehle 15 eine konkave Oberfläche 15' erzeugt. Dort ist ein DMS eingeklebt;
dieser besteht aus einer isolierenden Trägerfolie 3, einer dehnungsempfindlichen, elektrisch
leitfähigen Schicht 4 und einer Abdeckschicht 5. Die elektrischen Anschlüsse zur dehnungsempfindlichen
Schicht sind mit 14 bezeichnet. Die Kleberschicht zwischen DMS und Substrat ist mit 2 bezeichnet. Der DMS ist in bekannter Weise so temperaturkompensiert,
daß sich sein Widerstand bei Temperaturänderungen und der dadurch verursachten Ausdehnung
von Substrat und DMS nicht ändert. Da das Substrat 1 unter der Hohlkehle 15 sehr
massiv ist und/oder diese Stelle des Substrates keinen äußeren Kräften ausgesetzt ist, wird
vom Substrat keine Dehnung oder Stauchung auf den DMS übertragen. Der Widerstand des
DMS ist also weder temperatur- noch lastabhängig. Der Widerstand des DMS ändert sich
vielmehr nur in Abhängigkeit von der Feuchte: Bei größer werdender Luftfeuchte nimmt
sowohl die Trägerfolie 3 als auch die Kleberschicht 2 Wasser auf und quillt. Diese Dickenänderung
führt zusammen mit der konkaven Oberfläche 15' dazu, daß die dehnungsempfindliche
Schicht 4 gestaucht wird und dadurch ihren elektrischen Widerstand erniedrigt. Je
nach Krümmungsradius der Hohlkehle 15 und je nach Feuchteabhängigkeit der Dicke der
Trägerfolie und der Kleberschicht kann die feuchteabhängige Widerstandsänderung bis zu
einem Promille betragen, einem Wert, der in der normalen Anwendung von DMS erst bei
Maximalbelastung erreicht wird.
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In Fig. 2 ist in gleicher Weise ein DMS auf einer konvexen Oberfläche 17 gezeigt. Als
Substrat 16 kann z.B. ein Rundstab eingesetzt werden. Die Kleberschicht 2', die Trägerfolie 3',
die dehnungsempfindliche Schicht 4' mit den Anschlüssen 14' und die Abdeckschicht 5'
entsprechen den entsprechenden Schichten in Fig. 1. Beim Quellen der Kleberschicht 2' und
der Trägerfolie 3' wird in diesem Fall wegen der anderen Krümmung die dehnungsempfindliche
Schicht 4' gedehnt und dementsprechend erhöht sich deren Widerstand bei steigender Feuchte.
Das Zusammenwirken des feuchteempfindlichen DMS mit einem Meßwandler, der die
lastabhängige Formänderung eines Federkörpers mittels DMS erfaßt, ist in den Figuren 3
und 4 gezeigt. Fig. 3 stellt einen Schnitt durch den Federkörper dar, Fig. 4 die zugehörige
elektrische Schaltung. Auf einer Grundplatte 20 ist der gehäusefeste Teil 23 des Federkörpers
befestigt, die andere Seite 22 des Federkörpers trägt die Waagschale 21. Durch zwei
Bohrungen 26 und 27 und einen sie verbindenden Schnitt sind ein oberer Lenker 24 und ein
unterer Lenker 25 entstanden und Dünnstellen, die die vier DMS 6,7,8 und 9 tragen. Unter
Belastung werden die DMS 6 und 9 gedehnt und die DMS 7 und 8 gestaucht. Die DMS 6...9
sind zu einer Wheatstoneschen Brückenschaltung verbunden (Fig. 4), die von einer Spannungsquelle
U0 versorgt wird. Die Ausgangsspannung der Wheatstoneschen Brückenschaltung
wird einem Verstärker 10 zugeführt, dann digitalisiert (Analog/Digital-Wandler 11),
in einem Mikroprozessor 12 weiterverarbeitet und in einer Digitalanzeige 13 angezeigt. - Die
bisher beschriebenen Teile des Meßwandlers und der Schaltung sind allgemein bekannt und
daher nur ganz kurz erläutert.
Zur Feuchtekorrelctur des Meßwandlers ist nun ein DMS gemäß Fig. 2 vorgesehen: Auf einem
Teil 29 mit konvexer Oberfläche ist ein DMS 28 aufgeklebt. Das Teil 29 ist dabei durch eine
Schraube 30 am gehäusefesten Teil des Meßwandlers 22...25 festgeschraubt. Der DMS 28 ist
in der Schaltung in der Zuführung der Speisespannung für die Wheatstonesche Brückenschaltung
eingebaut. Wenn also bei zunehmender Feuchte der DMS 28 auf der konvexen Oberfläche gedehnt wird und sein elektrischer Widerstand steigt, so sinkt die Speisespannung
an der Wheatstoneschen Brücke und die Empfindlichkeit wird kleiner. Dadurch wird bei
richtiger Dimensionierung der ursprüngliche, positive Feuchtigkeitskoeffizient des
Meßwandlers korrigiert. Die Größe der Feuchtekorrektur kann durch die Krümmung der
Oberfläche des Teils 29 und durch den elektrischen Widerstand des Feuchte-DMS 28 im
Verhältnis zum elektrischen Widerstand der anderen DMS 6.„9 einfach gewählt werden. Ein
Feinabgleich ist in bekannter Weise durch einen (hohen) Widerstand parallel zum Feuchte-DMS
28 möglich.
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Eine alternative Schaltungsanordnung für den gleichen Meßwandler ist in Fig. 5 gezeigt.
Gleiche Teile wie in Fig. 4 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Der Feuchte-DMS
38 ist in dieser Ausgestaltung auf der konkaven Innenfläche 33 der Bohrung 26 weit weg von
den Dünnstellen angebracht; dadurch wird der DMS 38 bei steigender Feuchte gestaucht und
erniedrigt seinen elektrischen Widerstand. Wird der DMS 38 nun gemäß Fig. 5 als feuchteabhängiger
Belastungswiderstand geschaltet, so führt eine Widerstandserniedrigung zu einer Erniedrigung der Brückenausgangsspannung und so zu einer Korrektur des ursprünglichen,
positiven Feuchtekoeffizienten des Meßwandlers. Ein Feinabgleich ist in diesem Falle durch
einen einstellbaren Vorwiderstand vor dem DMS 38 möglich.
Durch Wahl der Beschaltungsart (gemäß Fig. 4 oder Fig. 5) und durch Wahl einer konvexen
oder konkaven Oberfläche, auf die der Feuchte-DMS geklebt wird, kann also das Vorzeichen
der Feuchtekorrektur beliebig gewählt werden und an das Vorzeichen des Feuchtekoeffizienten
des zu korrigierenden Meßwandlers angepaßt werden. Die Größe der Korrektur kann durch den Krümmungsradius der Oberfläche, auf die der DMS geklebt wird, und durch den
elektrischen Widerstand des DMS gewählt werden. Ein Abgleich ist durch Parallel- oder
Vorwiderstände möglich.
Statt der Schaltungen aus Fig. 4 oder 5 sind selbstverständlich weitere Schaltungsvarianten
möglich, die leicht von jedem Fachmann entworfen werden können. So kann z.B. aus dem
feuchteabhängigen DMS und einem Festwiderstand ein feuchteabhängiger Spannungsteiler
aufgebaut werden; oder der feuchteabhängige DMS kann als verstärkungsbestimmender
Widerstand in die Rückkopplung eines Operationsverstärkers eingebaut werden.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Feuchtekorrektur bei einem DMS-Meßwandler
ist, daß der Feuchte-DMS genauso aufgebaut ist und aus dem gleichen Material besteht wie
die Meßwandler-DMS. Dadurch ist auch das zeitliche Verhalten bei einer (sprungartigen)
Feuchteänderung gleich (gleiche Zeitkonstanten) und die Feuchtekorrektur auch während
einer Feuchteänderung sehr gut wirksam. Das gleiche gilt auch für die eventuelle Temperaturabhängigkeit
des Feuchteeinflusses sowie für den eventuellen Einfluß von anderen Substanzen - beispielsweise Lösungsmitteln - die immer gleichartig quellend auf die
Meßwandler-DMS und auf den Feuchte-DMS einwirken.
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Weiterhin kann die erfindungsgemäße Feuchtekorrektur vorteilhafterweise mit einer Temperaturkompensation
kombiniert werden. Dazu muß nur z.B. der DMS 28 in Fig. 3 und 4 einen entsprechenden Temperaturkoeffizienten besitzen. Wird der Temperaturkoeffizient des
Meßwandlers 22...25 durch den Temperaturkoeffizienten des Elastizitätsmoduls des Werkstoffes
des Meßwandlers verursacht, so ist er im allgemeinen positiv. Dieser positive Temperaturkoeffizient wird durch einen positiven Temperaturkoeffizienten des DMS 28
korrigiert. Dieser positive Temperaturkoeffizient läßt sich z.B. durch eine entsprechende
Wahl der Legierung des DMS 28 erreichen, einfacher jedoch, indem z.B. ein für Stahl als
Subtrat temperaturkompensierter DMS auf ein Material mit größerem Wärmeausdehnungskoeffizienten,
z.B. also Aluminium, geklebt wird. - Bei Meßwandlern, deren Feuchtekoeffizient und deren Temperaturkoeffizient innerhalb einer Serie nur wenig schwankt, bei
denen also kein individueller Abgleich notwendig ist, kann dadurch mit einem einzigen DMS
28 durch Wahl der richtigen Krümmung des Teiles 29 der Feuchtekoeffizient und durch Wahl
des richtigen Materials des Teiles 29 der Temperaturkoeffizient etwa auf Null gebracht
werden. - Ist dagegen ein individueller Abgleich des Feuchtekoeffizienten und des
Temperaturkoeffizienten notwendig, so ist es zweckmäßiger, den feuchteabhängigen DMS 28
und einen getrennten temperaturabhängigen Widerstand in Reihe in die Zuführung der
Versorgungsspannung zur Wheatstoneschen Brückenschaltung zu schalten, um durch Parallelwiderstände einen individuellen Abgleich zu ermöglichen.
In Fig. 6 ist ein Meßwandler nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation
mit einem DMS zur Feuchtekorrektur gezeigt. Der Meßwandler besteht aus einem gehäusefesten
Systemträger 41, an dem über zwei Lenker 44 und 45 mit den Gelenkstellen 46 ein Lastaufhehmer 42 in senkrechter Richtung beweglich befestigt ist. Der Lastaufhehmer 42
trägt in seinem oberen Teil die Lastschale 43 zur Aufnahme des Wägegutes und überträgt die
der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft über ein Koppelelement 49 auf den Lastarm
des Übersetzungshebels 47. Der Übersetzungshebel 47 ist durch ein Kreuzfedergelenk 48 am
Systemträger 41 gelagert. Am Kompensationsarm des Übersetzungshebels 47 ist ein
Spulenkörper mit einer Spule 51 befestigt. Die Spule 51 befindet sich im Luftspalt eines
Permanentmagnetsystems 50 und erzeugt die Kompensationskraft. Die Größe des Kompensationsstromes
durch die Spule 51 wird dabei durch den Lagensensor 56 und den Regelverstärker
54 so geregelt, daß Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Wägegutes und der elektromagnetisch erzeugten Kompensationskraft herrscht. Der Kompensationsstrom erzeugt
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am Meßwiderstand 55 eine Meßspannung, die einem Analog/Digital-Wandler 57 zugeführt
wird. Das digitalisierte Ergebnis wird von einer digitalen Signalverarbeitungseinheit 58
übernommen und in der Anzeige 59 digital angezeigt. - Die bisher beschriebenen Teile des
Meßwandlers sind allgemein bekannt und daher nur ganz kurz erläutert.
Zusätzlich weist der Meßwandler in Fig. 6 einen DMS 52 auf, der auf die Oberfläche eines
konvexen Teiles 53 geklebt ist und der elektrisch parallel zum Meßwiderstand 55 geschaltet
ist. Zum Abgleich ist ein veränderlicher Vorwiderstand 61 vorgesehen. Die Feuchtekorrektur
funktioniert dann in entsprechender Weise wie bereits beschrieben: Bei steigender Feuchte
wird der DMS 52 gedehnt und erhöht seinen elektrischen Widerstand; dadurch steigt der
elektrische Widerstand der Parallelschaltung aus dem Meß widerstand 55 und den Widerständen
52 und 61; dadurch steigt bei gleichem Strom durch die Spule 51 die Spannung am
Analog/Digital-Wandler 57; dadurch wird ein angenommener negativer Feuchtekoeffizient
des Meßwandlers korrigiert.
Hat der Meßwandler dagegen einen positiven Feuchtekoeffizient, so kann der Feuchte-DMS
auf eine konkave Oberfläche - z.B. bei 60 auf den Systemträger 41 - geklebt werden und die
elektrische Schaltung unverändert gelassen werden.
Eine andere Schaltungsvariante zur Feuchtekorrektur zusammen mit einem Meßwandler nach
dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation zeigt Fig. 7. Gleiche Teile wie in
Fig. 6 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Ein erster Feuchte-DMS 70 ist auf
einem konkaven Teil 60 des Systemträgers 41 aufgeklebt, ein zweiter Feuchte-DMS 71 auf
einem konvexen Teil 60'. Dadurch ändern sie ihren elektrischen Widerstand unter
Feuchteeinfluß entgegengesetzt und können zusammen mit zwei Festwiderständen 72 und
zu einer Wheatstoneschen Brückenschaltung verbunden werden, deren Ausgangsspannung in
bekannter Weise über einen Verstärker 74 und einen Analog/Digital-Wandler 75 digitalisiert
werden kann und dem Mikroprozessor 58 zur digitalen Korrektur zugeführt werden kann. Dieser
Aufbau mit zwei Feuchte-DMS auf entgegengesetzt gekrümmten Oberflächen hat in Verbindung mit der Wheatstoneschen Brückenschaltung den Vorteil, daß ein eventuell
vorhandener restlicher Temperaturkoeffizient der Feuchte-DMS keinen Einfluß auf die
Feuchtekorrektur hat.
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Der Feuchte-DMS kann entweder auf einem konvex oder konkav gekrümmten Bereich des
Meß wandlers direkt aufgeklebt sein, oder er kann auf ein gesondertes Teil aufgeklebt sein, das
z.B. durch eine Schraube an den Meßwandler angeschraubt wird. Diese zweite Möglichkeit ist
besonders für eine Nachrüstung von Meßwandlern interessant und für den Fall, daß die
Anpassung der Feuchtekorrektur an den Feuchtekoeffizienten des Meßwandlers in groben
Stufen durch DMS auf verschieden gekrümmten Oberflächen und als Feinabgleich durch Vorbzw.
Parallel-Widerstände erfolgen soll. Je nach gemessenem Feuchtekoeffizient des Meßwandlers kann dann ein passendes Korrekturteil ausgewählt, befestigt und angeschlossen
werden. - In den Figuren 8 und 9 sind daher solche anschraubbaren Teile dargestellt.
Das anschraubbare Teil 80 in Fig. 8 ähnelt einer Kabelschelle. Es besitzt einen gekrümmten
Teil 82 und einen ebenen Teil 83 mit einem Loch 81 zur Befestigung. Der DMS zur Feuchtekorrektur
kann entweder auf die äußere, konvexe Oberfläche 82' geklebt sein (DMS 84) oder auf die innere, konkave Oberfläche 82" (DMS 85) oder es können beide DMS 84 und 85
aufgeklebt sein, falls eine Wheatstonesche Brückenschaltung wie in Fig. 7 realisiert werden
soll. Das Teil 80 kann leicht als Stanz-Biege-Teil hergestellt werden.
Eine alternative Ausgestaltung eines anschraubbaren Teiles zeigt Fig. 9. Das Teil 90 besteht
aus einem zylindrischen Stab, der in seinem unteren Teil 91 Gewinde trägt und in ein
Gewindeloch am Meßwandler eingeschraubt werden kann. Der DMS 92 zur Feuchtekorrektur
ist auf den oberen, gewindelosen Teil des Stabes geklebt. Zur Erleichterung des Einschraubens weist das Teil 90 am oberen Ende einen Schlitz 93 auf.
Im vorstehenden sind immer Schaltungen zur Korrektur von Feuchtekoeffizienten der
Empfindlichkeit angegeben. Selbstverständlich kann mit dem erfindungsgemäßen DMS auf
einer gekrümmten Oberfläche auch ein Feuchtekoeffizient des Nullpunktes des Meßwandlers
korrigiert werden. Dazu muß nur in der Wheatstoneschen Brückenschaltung gemäß Fig. 4 und
5 der feuchteabhängige DMS zwischen einem Pol der Versorgungsspannung U0 und einem
Eingang des Verstärkers 10 angeschlossen werden; er liegt damit parallel zu einem der DMS
6...9. Zum Erhalt der Symmetrie der Brückenschaltung muß dann zusätzlich ein Festwiderstand
parallel zum DMS im benachbarten Brückenzweig geschaltet werden. - In der Schaltung
nach Fig. 6 muß ein feuchteabhängiger Zusatzstrom über den Meßwiderstand 55 geleitet
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werden. - In der Schaltung nach Fig. 7 kann das Rechenprogramm des Mikroprozessors
selbstverständlich sowohl die Empfindlichkeit als auch den Nullpunkt korrigieren. Einzelheiten
dieser Schaltungen kann jeder Fachmann leicht entwerfen.
Ebenso kann jeder Fachmann leicht verschiedene Schaltungen für die Analog/Digital-Wandlung
angeben. Z. B. kann der feuchteabhängige DMS als frequenzbestimmender Widerstand in einen R-C-Oszillator eingebaut sein; dadurch wird ein frequenzanaloges
Signal erzeugt, das im Mikroprozessor leicht digitalisiert werden kann.
Ebenso kann natürlich die beim DMS-Meßwandler erläuterte Kombination von Feuchtekorrektur
und Temperaturkorrektur auch für Waagen nach dem Prinzip der elektromagnetischen
Kraftkompensation oder nach anderen Prinzipien eingesetzt werden
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Claims (14)
1. Waage mit einem Meßwandler, der das Gewicht des Wägegutes in ein elektrisches Signal
umwandelt, und mit einem Feuchteaufnehmer, der das Ausgangssignal des Meßwandlers
so beeinflußt, daß die Feuchteabhängigkeit des Meßwandlers korrigiert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Dehnungsmeßstreifen (4,4',28,38,52,70,71,84,85,92)
als Feuchteaufnehmer eingesetzt ist und daß dieser Dehnungsmeßstreifen auf einer gekrümmten
Oberfläche (15',17,29,33,53,60,60',82',82",9O) aufgeklebt ist.
2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen
(4',28,52,71,84,92) zur Feuchtekorrektur auf einer konvex gekrümmten Oberfläche
(17,29,53,82',9O) aufgeklebt ist.
3. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen
(4,38,70,85) zur Feuchtekorrektur auf einer konkav gekrümmten Oberfläche (15',33,60,82") aufgeklebt ist.
4. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen
(38,70,71) zur Feuchtekorrektur auf einer gekrümmten Oberfläche (33,60,60') des Meßwandlers aufgeklebt ist.
5. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte
Oberfläche Bestandteil eines an den Meßwandler anschraubbaren Teiles (29,53,80,90) ist.
6. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwandler
ein Federkörper mit Dehnungsmeßstreifen und Wheatstonescher Brückenschaltung eingesetzt ist und daß der Dehnungsmeßstreifen (38) zur Feuchtekorrektur längs der
Brückendiagonale als Belastungswiderstand des Ausgangssignales eingesetzt ist.
7. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwandler
ein Federkörper mit Dehnungsmeßstreifen und Wheatstonescher Brückenschaltung eingesetzt ist und daß der Dehnungsmeßstreifen (28) zur Feuchtekorrektur als
Vorwiderstand in der Einspeisung der Versorgungsspannung eingesetzt ist.
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8. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwandler
ein Federkörper mit Dehnungsmeßstreifen und Wheatstonescher Brückenschaltung eingesetzt
ist und daß der Dehnungsmeßstreifen zur Feuchtekorrektur den Verstärkungsfaktor eines Verstärkers verändert.
9. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwandler
ein Federkörper mit Dehnungsmeßstreifen und Wheatstonescher Brückenschaltung eingesetzt ist und daß der Dehnungsmeßstreifen zur Feuchtekorrektur parallel zu einem
der Brückenzweige eingesetzt ist.
10. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwandler
nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitet und daß der Dehnungsmeßstreifen (52) zur Feuchtekorrektur Teil eines Widerstandsnetzwerkes ist, das
den Spulenstrom in eine Meßspannung umwandelt.
11. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwandler
nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitet und daß der
Dehnungsmeßstreifen zur Feuchtekorrektur den Nullpunkt des Meßwandlers beeinflußt.
12. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Widerstandsänderung des Dehnungsmeßstreifens (70,71) zur Feuchtekorrektur digitalisiert
wird.
13. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Dehnungsmeßstreifen zur Feuchtekorrektur zusätzlich einen Temperaturkoeffizienten
aufweist, so daß er sowohl den Feuchtekoeffizienten des Meßwandlers als auch dessen
Temperaturkoeffizienten korrigiert.
14. Waage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifens zur
Feuchtekorrektur auf ein Material geklebt ist, für das er nicht temperaturkompensiert ist.
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Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6287345B1 (en) | 1995-08-18 | 2001-09-11 | The Ohio Willow Wood Company | Valve assembly for a prosthetic limb |
US6645253B2 (en) | 1999-06-03 | 2003-11-11 | Carl A. Caspers | Vacuum pump and shock absorber for artificial limb |
US6726726B2 (en) | 1999-06-03 | 2004-04-27 | Otto Bock Healthcare Lp | Vacuum apparatus and method for managing residual limb volume in an artificial limb |
US6761742B2 (en) | 1999-06-03 | 2004-07-13 | Otto Bock Healthcare Lp | Vacuum pump and shock absorber for artificial limb |
US6926742B2 (en) | 1999-06-03 | 2005-08-09 | Otto Bock Healthcare Lp | Plate/socket attachment for artificial limb vacuum pump |
US7670385B2 (en) | 2006-05-09 | 2010-03-02 | Otto Bock Healthcare Gmbh | Internal socket and fitting system for a prosthesis |
US7922775B2 (en) | 1999-06-03 | 2011-04-12 | Otto Bock Healthcare Lp | Pulsating pressure chamber and method for fluid management |
US8496715B2 (en) | 2007-04-27 | 2013-07-30 | Otto Bock Healthcare Lp | Pneumatic connections for prosthetic socket |
US9072617B2 (en) | 2012-04-30 | 2015-07-07 | Ossur Hf | Prosthetic device, system and method for increasing vacuum attachment |
EP2927651A1 (de) * | 2014-03-07 | 2015-10-07 | Leifheit Ag | Küchenwaage |
US9198780B2 (en) | 2012-02-14 | 2015-12-01 | Ossur Hf | Vacuum assisted suspension system |
US9364348B2 (en) | 2013-03-01 | 2016-06-14 | Ossur Hf | Vacuum suspension system |
US9757256B2 (en) | 2014-07-01 | 2017-09-12 | Ossur Hf | Pump mechanism for vacuum suspension system |
US9943421B2 (en) | 2015-05-21 | 2018-04-17 | Ossur Iceland Ehf | Membrane pump system for use with a prosthetic system |
US10028845B2 (en) | 2015-01-08 | 2018-07-24 | Ossur Iceland Ehf | Pump mechanism |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0013410D0 (en) * | 2000-06-02 | 2000-07-26 | Bg Intellectual Pty Ltd | Friction strain gauge |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3608376A (en) * | 1969-06-17 | 1971-09-28 | Hygrometrix Inc | Xeritron |
DE3106534A1 (de) * | 1981-02-21 | 1982-10-28 | Sartorius GmbH, 3400 Göttingen | Elektrische waage |
DE3132267C2 (de) * | 1981-08-14 | 1986-04-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Temperaturkompensationsanordnung an einer Wägezelle mit Dehnungsmeßstreifen |
DE3213016A1 (de) * | 1982-04-07 | 1983-10-20 | Sartorius GmbH, 3400 Göttingen | Hochaufloesende elektronische waage |
US4815547A (en) * | 1987-11-30 | 1989-03-28 | Toledo Scale Corporation | Load cell |
-
1994
- 1994-01-29 DE DE4402655A patent/DE4402655C1/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-12 DE DE9418210U patent/DE9418210U1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-09 CH CH03740/94A patent/CH689285A5/de not_active IP Right Cessation
- 1994-12-22 FR FR9415470A patent/FR2715727B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-01-20 GB GB9501186A patent/GB2286052B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6287345B1 (en) | 1995-08-18 | 2001-09-11 | The Ohio Willow Wood Company | Valve assembly for a prosthetic limb |
US6645253B2 (en) | 1999-06-03 | 2003-11-11 | Carl A. Caspers | Vacuum pump and shock absorber for artificial limb |
US6726726B2 (en) | 1999-06-03 | 2004-04-27 | Otto Bock Healthcare Lp | Vacuum apparatus and method for managing residual limb volume in an artificial limb |
US6761742B2 (en) | 1999-06-03 | 2004-07-13 | Otto Bock Healthcare Lp | Vacuum pump and shock absorber for artificial limb |
US6926742B2 (en) | 1999-06-03 | 2005-08-09 | Otto Bock Healthcare Lp | Plate/socket attachment for artificial limb vacuum pump |
US7922775B2 (en) | 1999-06-03 | 2011-04-12 | Otto Bock Healthcare Lp | Pulsating pressure chamber and method for fluid management |
US7670385B2 (en) | 2006-05-09 | 2010-03-02 | Otto Bock Healthcare Gmbh | Internal socket and fitting system for a prosthesis |
US8496715B2 (en) | 2007-04-27 | 2013-07-30 | Otto Bock Healthcare Lp | Pneumatic connections for prosthetic socket |
US10617537B2 (en) | 2012-02-14 | 2020-04-14 | Ossur Hf | Vacuum assisted suspension system |
US9198780B2 (en) | 2012-02-14 | 2015-12-01 | Ossur Hf | Vacuum assisted suspension system |
US9889025B2 (en) | 2012-02-14 | 2018-02-13 | Ossur Hf | Vacuum assisted suspension system |
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US9486335B2 (en) | 2012-04-30 | 2016-11-08 | Ossur Hf | Prosthetic device, system and method for increasing vacuum attachment |
US9615946B2 (en) | 2012-04-30 | 2017-04-11 | Ossur Hf | Prosthetic device, system and method for increasing vacuum attachment |
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US9072617B2 (en) | 2012-04-30 | 2015-07-07 | Ossur Hf | Prosthetic device, system and method for increasing vacuum attachment |
US9820873B2 (en) | 2013-03-01 | 2017-11-21 | Ossur Hf | Vacuum suspension system |
US9364348B2 (en) | 2013-03-01 | 2016-06-14 | Ossur Hf | Vacuum suspension system |
EP2927651A1 (de) * | 2014-03-07 | 2015-10-07 | Leifheit Ag | Küchenwaage |
US10729568B2 (en) | 2014-07-01 | 2020-08-04 | Ossur Hf | Pump mechanism for vacuum suspension system |
US9757256B2 (en) | 2014-07-01 | 2017-09-12 | Ossur Hf | Pump mechanism for vacuum suspension system |
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GB2286052B (en) | 1997-10-08 |
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DE3820878C2 (de) |