PL211322B1 - Sposób automatycznej kalibracji wagi i waga z automatyczną kalibracją - Google Patents

Description

(11) 211322 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 385433 (51) Int.Cl.

G01G 23/01 (2006.01) G01G 3/145 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 13.06.2008 (54) Sposób automatycznej kalibracji wagi i waga z automatyczną kalibracją

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 21.12.2009 BUP 26/09	(73) Uprawniony z patentu: LEWANDOWSKI WITOLD RADWAG WAGI ELEKTRONICZNE, Radom, PL
	(72) Twórca(y) wynalazku: WITOLD LEWANDOWSKI, Radom, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.05.2012 WUP 05/12	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Jerzy Lampart

PL 211 322 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób automatycznej kalibracji wagi jednoczujnikowej powszechnego użytku, zwłaszcza wagi przemysłowej oraz budowa wagi z automatyczną kalibracją wewnętrzną.

W dziedzinie wag elektronicznych przez lata zarysował się podział na wagi precyzyjne, gdzie zasada ważenia jest oparta na mechanizmie elektromagnetycznym i wagi powszechnego użytku, w tym przemysłowe, o mniejszej dokładności. W grupie wag o mniejszej dokładności znaczną część stanowią wagi tensometryczne. Również i sam system kalibracji wewnętrznej jest w wielu różnych odmianach i modyfikacjach znany i powszechnie stosowany w wagach z mechanizmem elektromagnetycznym. Dla przykładu rozwiązanie takie jest znane z opisu japońskiego wynalazku JP 4 134 222, w którym dla poprawienia prawdopodobień stwa normalnych warunków poprawnej kalibracji przy rozpoczynaniu pomiarów zastosowano kalibrację czułości wykonywaną automatycznie, a także ponawianą po upływie zadanego czasu oraz kiedy dane użyte do kalibracji w czasie operacji kalibracji różnią się w stopniu wykraczającym poza wymaganą. Automatyczna kalibracja jest dokonywana przez załadowanie wewnętrznej wzorcowej masy na mechanizm balansowy za pomocą urządzenia załadowczego i odświeżenie współczynnika kalibracji poprzez pomiar i przekształcenie za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego i porównanie z wcześniej zapamiętaną wzorcową masą wewnętrzną. Sprawdzane jest następnie, czy otrzymana różnica mieści się w dopuszczalnym przedziale lub czy też wykracza poza ustalony przedział. Gdy różnica wykracza poza wcześniej przewidziany limit zapala się lampa ostrzegawcza i równocześnie stoper jest ustawiany na wartość N i odmierzany jest czas do osiągnięcia wartości zero, po czym automatyczna kalibracja jest wykonywana ponownie.

Zarówno w niniejszym opisie wynalazku, jak i w katalogach firm wagarskich, kalibracja wewnętrzna jest zawsze związana z wagami na mechanizmie elektromagnetycznym, lecz nie z czujnikiem tensometrycznym. Samo rozwiązanie mechanizmów kalibracji znane jest na przykład z publikacji wynalazku EP 1 752 746 pt. „Elektroniczne urządzenie ważące, zawierające urządzenie do kalibracji wagi” lub z amerykańskiego patentu US 7 012 198, gdzie jest sprzężone z szalką. Urządzenia takie charakteryzują się trzema stanami pracy, stanem spoczynku oraz stanem wyłożenia odważnika na uchwyt sprzężony zwykle na sztywno z szalką oraz stanem kładzenia lub odbierania odważnika. Istotną sprawą w takich systemach są problemy mechaniki, zasilania czy testowania.

Procedura kalibracji wewnętrznej jest wywoływana w następujących sytuacjach:

1. Po każdorazowym prawidłowym uruchomieniu urządzenia.

2. Po wykryciu zadanej parametrem zmiany temperatury.

3. Po upływie zadanego parametrem czasu.

4. Na życzenie operatora.

Celem wynalazku jest poprawienie dokładności pomiaru i ergonomiki obsługi wagi przy zmianie parametrów środowiskowych i czynników zewnętrznych powodujących zmianę czułości miernika poprzez wprowadzenie kalibracji wewnętrznej w wagach tensometrycznych.

Sposób automatycznej kalibracji wagi polega na tym, że wyznaczany jest punkt zerowy wagi i wartość odczytana z przetwornika tensometrycznego jest porównana z wartoś cią poprzedniej kalibracji, przy czym, gdy nowa wartość znajduje się w dopuszczalnym przedziale w stosunku do wartości poprzedniej kalibracji to jest tymczasowo zapamiętywana w pamięci ulotnej, w przeciwnym wypadku kalibracja jest przerywana sygnalizacją błędu. Po wyznaczeniu nowej wartości kalibracyjnej punktu zerowego, wewnętrzny mechanizm podwiesza odważniki pod szalkę wagi i rozpoczyna się wyznaczanie współczynnika kalibracyjnego, który jest porównywany ze starym na podobnej zasadzie, jak w punkcie zerowym wagi. Jeżeli pomiar mieści się w akceptowalnym przedziale, następuje podmiana parametrów kalibracji na nowe, a nowo wyznaczona masa startowa i współczynnik kalibracji są przesyłane do pamięci nie ulotnej i procedura kalibracji jest zakańczana, natomiast, gdy współczynnik nie mieści się w zadanym przedziale tolerancji, kalibracja jest przerywana sygnalizacją błędu.

Sposób według wynalazku pozwala na budowę precyzyjnych wag przy wykorzystaniu belek tensometrycznych. Zastosowanie procedury kalibracji wewnętrznej umożliwiło natychmiastową reakcję układu ważącego na zmianę warunków zewnętrznych. Ponadto, zastosowanie wynalazku likwiduje geograficzne różnice wynikające z charakterystyki przyciągania ziemskiego i nie wymaga przy instalacji nowej wagi w nowym miejscu przeprowadzania kalibracji przez organizacje zewnętrzne, w tym także nie wymaga kalibracji okresowych.

PL 211 322 B1

Waga z automatyczną kalibracją czułości zawiera belkę tensometryczną sztywno połączoną z szalką i elektrycznie z przetwornikiem analogowo-cyfrowym, z którego odczyt napię cia z belki przetwarzany jest przez procesor wyposażony w nie ulotną i ulotną pamięć. Procesor połączony jest także z zespoł em silnika wykonawczego, którego odważ niki są okresowo nakł adane na zawieszenie sztywno połączone zarówno z belką tensometryczną, jak i szalką wagi dla wyznaczenia nowego współczynnika kalibracji.

Coraz lepsza technologia wykonywania belek tensometrycznych, możliwość ich selekcji pod względem różnych parametrów, a także rozwój algorytmów kompensacyjnych pozwoliły według wynalazku na zbudowanie wagi precyzyjnej przy wykorzystaniu belki tensometrycznej. Jednocześnie, możliwe stało się stosunkowo znaczne obniżenie kosztów produkcji wagi i eksploatacji w relacji do oferowanej dokładności pomiaru.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje schemat blokowy wagi tensometrycznej z zastosowaniem kalibracji wewnętrznej, fig. 2 - widok wagi w przekroju, fig. 3 przedstawia widok aksonometryczny wagi, a fig. 4 ukazuje algorytm procesu kalibracji.

Waga z automatyczną kalibracją czułości zawiera belkę tensometryczną 1 sztywno połączoną z szalką 2 i elektrycznie połączoną z przetwornikiem analogowo-cyfrowym 3. Odczyt napięcia z belki 1 przetwarzany jest przez procesor 4 wyposażony w nie ulotną 5 i ulotną pamięć 6. Procesor 4 połączony jest również z zespołem silnika wykonawczego 7, którego odważnik 8 okresowo jest nakładany na zawieszenie 9 sztywno połączone zarówno z belką tensometryczną 1, jak i szalką 2 wagi dla wyznaczenia nowego współczynnika kalibracji.

Procedura kalibracji wewnętrznej przebiega w sposób taki, że na początku jest wyznaczany punkt zerowy wagi, masa startowa (A). Wartość odczytana z przetwornika tensometrycznego 1 jest porównana z wartością poprzedniej kalibracji. Jeżeli nowa wartość znajduje się w dopuszczalnym przedziale wokół wartości poprzedniej kalibracji (B), przy tym szalka 2 jest pusta i nie wystąpiła sytuacja awaryjna, to zapamiętywana jest tymczasowo nowa wartość (C) w pamięci RAM 6, w przeciwnym wypadku sygnalizowany jest stan niedozwolony i procedura kalibracji jest przerywana (D). Po wyznaczeniu nowej wartości kalibracyjnej punktu zerowego wewnętrzny mechanizm 7 podwiesza odważniki 8 na zawieszeniu 9 pod szalkę 2 wagi i rozpoczyna się wyznaczanie współczynnika kalibracyjnego (E). Nowy współczynnik jest porównywany ze starym na podobnej zasadzie, jak w punkcie zerowym wagi (F) (sprawdzenie ewentualnego wystąpienia dodatkowego obciążenia na szalce), a następnie, jeżeli pomiar jest w akceptowalnym przedziale, następuje podmiana parametrów kalibracji na nowe (G). Nowo wyznaczona masa startowa i współczynnik kalibracji są przesyłane do pamięci nie ulotnej 5 i procedura kalibracji jest kończona (H). Jeżeli nowy współczynnik nie mieści się w zadanym przedziale tolerancji, jest ona przerywana (]) sygnalizacją błędu. Poprzednie parametry kalibracyjne pozostają bez zmian.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób automatycznej kalibracji wagi polegający na porównywaniu wartości zapisanych w pamięci procesora, czyli punktu zerowego wagi, a następnie znaczenia wartości wzorcowej masy wewnętrznej, znamienny tym, że wyznaczany jest punkt zerowy wagi (A) i wartość odczytana z przetwornika tensometrycznego (1) jest porównana z wartością poprzedniej kalibracji (B), przy czym, gdy nowa wartość (C) znajduje się w dopuszczalnym przedziale w stosunku do wartości poprzedniej kalibracji, to jest tymczasowo zapamiętywana w pamięci RAM (6), w przeciwnym wypadku kalibracja jest przerywana (D) sygnalizacją błędu, a po wyznaczeniu nowej wartości kalibracyjnej punktu zerowego (C) wewnętrzny mechanizm (7) podwiesza odważniki (8) pod szalkę wagi (2) na zawieszeniu (9) i rozpoczyna się wyznaczanie współczynnika kalibracyjnego (E), który jest porównywany ze starym (F) na podobnej zasadzie, jak w punkcie zerowym wagi, a następnie jeżeli pomiar mieści się w akceptowalnym przedziale, następuje podmiana parametrów kalibracji na nowe (G), a nowo wyznaczona masa startowa i współczynnik kalibracji są przesyłane do pamięci nie ulotnej (6) i procedura kalibracji jest kończona (H), zaś gdy współczynnik nie mieści się w zadanym przedziale tolerancji, kalibracja jest przerywana (]) sygnalizacją błędu.
2. 2. Waga z automatyczną kalibracją czułości zawierająca przetwornik analogowo-cyfrowy, z którego informacje, wywołane zmianą obciążenia szalki sztywno połączonej z czujnikiem masy są prze4

   PL 211 322 B1 twarzane przez procesor wyposażony w nie ulotną i ulotną pamięć, znamienna tym, że ma belkę tensometryczną (1) sztywno połączoną zarówno z szalką (2), jak i zawieszeniem (9), na które dla wyznaczenia nowego współczynnika kalibracji okresowo są nakładane odważniki (8) przez zespół silnika wykonawczego (7).