FI63295B - Vaoggivare med oeverspaenningsskydd foer elektroniska vaogor - Google Patents

Description

63295

Ylijännitesuojattu vaaka-anturi elektronisia vaakoja varten Tämän keksinnön kohteena on elektronisten vaakojen vaaka-anturi, joka käsittää mittasillaksi kytketyt, re-5 sistanssiltaan puristukseen reagoivat mittaelementit, jolloin mittasilta on yhdistetty syöttöjohtimilla jännitelähteeseen ja mittajohtimilla jännitteenmittaus-laitteeseen.

Esim. kuorma-autojen ja rautatievaunujen punnitse-10 miseen käytetään nykyään yleisesti elektronisia vaakoja.

Näiden vaakojen epäkohtana on se, että elektroniset anturit ovat herkkiä ylijännitteille, joita verkostossa esiintyy esim. ukkosilmojen aikana. Vaakasiltaan kuuluu yleensä neljä tai kahdeksan anturia, jotka helposti kaik-15 ki vaurioituvat ylijännitepulssin vaikutuksesta, ja yhdenkin anturin vaihtaminen asennus- ja viritystöineen aiheuttaa yleensä n. kymmenentuhannen markan kustannukset.

Sinänsä ylijännitepulssien vaimentaminen ei olisi vaikeata hyvin tunnettuja ns. TT- tai T-suodattimen kal-20 täisiä kytkentöjä hyväksikäyttäen. Ongelmana on kuitenkin se, että välijohtimiin indusoituvien varauksien välttämiseksi ylijännitesuoja on kytkettävä välittömästi anturin läheisyyteen, jolloin taas ylijännitesuojapiirin komponentit vaikuttavat anturin antamiin signaaleihin siinä määrin, 25 ettei vaa'an ilmoitettu tarkkuus enää päde. Sen johdosta ei tähän asti ole kyetty toteuttamaan elektronisten vaakojen anturien luotettavaa ylijännitesuojausta.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi vaaka-anturi, joka poistaa edellä mainitun epäkohdan.

30 Tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella vaaka- anturilla, jolle on tunnusomaista se, että ainakin kumpaankin jännitesyötön johtimeen on liitetty rinnan johtimen ja maan väliin kytketyistä ylijän-nitesuojaelimistä näiden elimien väliin kytketyistä suu-35 ri-induktanssista mutta pieni-resistanssista elimistä sekä sarjaan viimemainittujen elimien kanssa kytketystä, negatiivisen lämpötilakertoimen omaavasta vastuksesta 2 63295 muodostuva ylijännitesuoja.

Keksintö perustuu oivallukseen, että vaadittu pun-nitustarkkuus on ylläpidettävissä, kun suojapiirin komponenttien aiheuttamista epälineaarisuuksista eliminoi-5 daan lämpötilavaihteluista aiheutuvat piirin kokonais- resistanssin muutokset. Olennaisimmat resistanssinmuu-tokset esiintyvät ylijännitesuojan induktiokeloissa ja nämä muutokset kompensoidaan kelojen kanssa sarjaan kytketyllä, negatiivisen lämpötilakertoimen omaavalla vas-10 tuksella, eli NTC-vastuksella. Tavallisen NTC-vastuksen käyrä on usein liian jyrkkä, minkä johdosta voidaan kytkeä sovitusvastus NTC-vastuksen rinnalle sopivan käyrän aikaansaamiseksi.

Seuraavassa selitetään keksintöä yksityiskohtaisem-15 min viitaten oheiseen piirustukseen.

Kuvio 1 esittää elektronisen vaa'an yleisrakennetta.

Kuvio 2 esittää vaaka-anturien yhteiskytkentää.

Kuvio 3 esittää yhden vaaka-anturin kytkentäkaaviota ylijännitesuojineen.

20 Kuvio 4 esittää yksittäisen ylijännitesuojan erästä toteutusesimerkkiä.

Punnitava kuorma 1 ajetaan vaakasillalle 2, jonka kulmissa olevat elektroniset anturit 3 antavat signaalinsa parittain summauselimille 8 ja näistä edelleen kytken-25 tärasian 4 kautta näyttöpäätteeseen 7, usein keskusyksikön 6 välityksellä, johon myös voidaan liittää muistiyk-sikkö 5, kuten on esitetty kuvioissa 1 ja 2.

Vaaka-anturi 3 käsittää mittasillaksi kytketyt mit-taelementit 9, joiden resistanssi on riippuvainen niihin 30 kohdistetusta puristuksesta, jonka aiheuttaa punnittava kuorma 1. Mittasilta on yhdistetty jännitelähteeseen 10 syöttöjohtimilla 11 ja 12 sekä mittajohtimilla 13 ja 14 laitteeseen, joka mittaa näiden johtimien välisen jännitteen ja jota ei piirustuksessa ole esitetty. Ominaista 35 keksinnön mukaiselle vaaka-anturille on se, että ainakin syöttöjohtimiin 11 ja 12 mutta edullisesti myös, kuten kuviosta 3 ilmenee, mittajohtimiin 13 ja 14 on liitetty 63295 ylijännitesuojat 15/ joiden rakennetta ja toimintaa seu-raavassa selitetään viitaten kuvioon 4.

Johtimen, jona kuviossa 4 on toinen syöttöjohdin 11, ja maan väliin on rinnan kytketty kolme ylijännite-5 suojaelintä 16, 17 ja 18. Elimenä 16 voi edullisesti olla jalokaasutäytteinen ns. SVP-ylijännitesuoja, elimenä 17 voi olla jänniteohjattu resistanssi, esim. ns. VDR-vastus, ja elimenä 18 zener-kaltainen diodi, esim. TAZ-diodi. Suojan 16 ja vastuksen 17 väliin on kytketty kela 10 19, samoin vastuksen 17 ja diodin 18 väliin kela 20. 21 on NTC-vastus, 22 sen rinnalle kytketty sovitusvastus.

Ylijännitepulssi saapuu kuviossa 4 vasemmalta, ja suurin osa sen energiasta tulee johdetuksi maahan suojan 16 kautta. Kela 19 hidastaa ja tasoittaa jäljellä olevaa 15 energiaa, josta pääosa tulee johdetuksi maahan jännite- ohjatun resistanssin 17 kautta, ja pulssin jäljellä oleva energia vaimentuu kelan 20 ja TAZ-diodin 18 ansiosta. Diodista 18 johdinta 11 myöten jatkuva pulssi on energialtaan niin pieni, ettei se vahingoita vaaka-anturia.

20 Häiriön indusoitumisen estämiseksi ylijännitesuojan ja anturin välisiin johtimiin on suoja sijoitettava anturin välittömään läheisyyteen. Toisaalta anturin mitta-signaali perustuu resistanssin muutoksiin, mistä syystä johtoihin ei saisi sisältyä tuntemattomia resistansseja.

25 Ylijännitesuojauksen tarvittavilla keloilla 19 ja 20 on kuitenkin resistiivinen komponentti, joka on riippuvainen vallitsevasta lämpötilasta.

Käämimällä kelat paksusta kuparilangasta päästään sinänsä pieneen resistanssiin ja kytkemällä kelojen kans-30 sa sarjaan NTC-vastus 21 voidaan kelojen 19 ja 20 resis-tanssinmuutokset käytännöllisesti katsoen kokonaan kompensoida. Oikean käyrön aikaansaamiseksi voidaan NTC-vastuksen 21 rinnalle kytkeä sovitusvastus 22. Käytännössä esiintyvissä lämpötilanvaihteluissa resistanssin-35 muutokset saadaan niinkin pieniksi kuin n. yksi promille, mikä ei häiritse antureita.

4 63295

Erityisesti jännitesyöttöpuoli, eli johtimet 11 ja 12 ovat herkät resistanssin vaihteluille niissä kulkevan suhteellisen suuren virran johdosta, mittausjohtimet 13 ja 14 eivät ole yhtä herkkiä, koska mittauspe-5 riaate on jännitemittaus.

Claims (5)

63295

1. Ylijännitesuojattu elektronisten vaakojen vaaka-anturi, joka käsittää mittasillaksi kytketyt, resis- 5 tanssiltaan puristukseen reagoivat mittaelementit (9), jolloin mittasilta on yhdistetty syöttöjohtimilla (11, 12. jännitelähteeseen (10) ja mittajohtimilla (13, 14) jännitteenmittauslaitteeseen, tunnettu siitä, että ainakin kumpaankin jännitesyötön johtimeen (11, 12) 10 on liitetty rinnan johtimen (11, 12) ja maan väliin kytketyistä ylijännitesuojaelimistä (16, 17, 18), näiden elimien väliin kytketyistä suuri-induktanssista mutta pieni-resistanssista elimistä (19, 20) sekä sarjaan viimemainittujen elimien (19, 20) kanssa kytketystä, nega- 15 tiivisen lämpötilakertoimen omaavasta vastuksesta (21) muodostuva ylijännitesuoja (15).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ylijännitesuo-jattu vaaka-anturi, tunnettu siitä, että yli-jännitesuojaelimiä on kolme, jolloin ensimmäisenä on 20 kaasutäytteinen ns. SVP-suoja (16), toisena on jännite- ohjattu resistanssi (17) ja kolmantena on zenerdiodi (18), edullisesti ns. TAZ-diodi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ylijännitesuo-tattu vaaka-anturi, tunnettu siitä, että suuri- 25 induktanssiset mutta pieni-resistanssiset elimet (19, 20) muodostuvat paksusta kuparilangasta käämityistä keloista.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ylijännitesuojattu vaaka-anturi, tunnettu siitä, että rinnan 30 negatiivisen lämpökertoimen omaavan vastuksen (21) kanssa on kytketty sovitusvastus (22).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen ylijännitesuojattu vaaka-anturi, tunnettu siitä, että myös kumpaankin mittajohtimeen (13, 14) on liitetty 35 ylijännitesuoja (15).