具有隅負荷傳感器的上置秤盤秤的製作方法
2023-06-25 08:26:31
專利名稱：具有隅負荷傳感器的上置秤盤秤的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種上置秤盤秤，具有秤盤，其支承在力測量系統的 至少一個力接收器上，還具有一個隅負荷傳感器，其在稱量物體在秤 盤上處於偏心位置上時發送信號。
背景技術：
這種類型的秤例如在DE 30 03 862 C2或者DE 38 11 942 C2中有
所介紹。
所公開的這種秤的缺點是，隅負荷傳感器與力接收器或者與底盤
一體化。由此為每種秤型號都必須單獨設計隅負荷傳感器和現有的秤 根本不可能或者只能花費非常大開支才能加裝。
DE 299 18 562 Ul的目標也是給秤加裝隅負荷傳感器。那裡在秤 盤上具有至少兩個相互間有距離並與秤盤的中心相距的力測量傳感器 以及用於移動稱量物體的和秤盤的重心的裝置。但稱量物體的這種移 動需要或者藉助操作人員或者複雜且易出現故障的機械(特別是在高 負荷下)並延長了測量時間。此外，DE 299 18 562 U1在隅負荷傳感器 的具體構成方面僅介紹說，它例如利用應變計(DMS)測量例如秤盤 的彈性變形或者底盤的彈性變形。通過利用秤盤或者底盤作為隅負荷 傳感器的彈性件，隅負荷傳感器也要取決於秤盤或底盤的結構，從而 可加裝性的目標只能非常有限地實現。
發明內容
本發明的目的在於，為開頭所述類型的秤提供一種可容易加裝的 隅負荷傳感器。
該目的依據本發明由此得以實現，即隅負荷傳感器具有平的底面， 它利用該底面可以安放或者固定在秤的秤盤或者底盤上，隅負荷傳感 器具有平的上面，秤盤可以安放或者固定在該上面上，以及隅負荷傳 感器通過無力反作用的連接與位置固定的校正電子裝置連接。
通過所提供的具有平的底面和上面的幾何形狀構成，隅負荷傳感 器例如可以直接安放在現有的秤盤上並可以在上面放置其他新的秤 盤。或者在具有秤盤和底盤的秤上，隅負荷傳感器可以直接安放在底 盤上並且現有的秤盤可以直接放置到隅負荷傳感器的平的上面上。固
定連接在此方面具有優點，但不一定非得如此。不像在DE 299 18 562 Ul中所設計的那樣改變稱量物體的位置，更合適的是，將隅負荷傳感 器的輸出信號輸送給校正電子裝置並在那裡計算校正隅負荷誤差-正如DE 30 03 §62 C2和DE 38 11 942 C2己經設計的那樣。信號傳遞 在此方面無力反作用地進行-例如通過無線電連接或者光學連接。隅 負荷傳感器的信號在此方面依據目的在傳遞之前數位化，以取得更大 的抗幹擾性。然後通過外部校正電子裝置進行計算的隅負荷校正，具 有優點的是例如通過PC進行，其通過標準化的數據輸出端獲得秤的稱 量信號並從隅負荷傳感器獲得隅負荷信號。由此無需影響秤電子裝置。
隅負荷傳感器在一種具有優點的構成中具有垂直設置的短管形 式，兩端上攜帶端法蘭。端法蘭在此方面形成平的底面或上面和設置 在其間的管件允許使用DMS。
下面藉助示意性附圖對本發明進行說明。其中 圖1示出秤、隅負荷傳感器和校正電子裝置的概覽圖； 圖2以一種示例性構成的放大剖面示出隅負荷傳感器； 圖3以仰視圖示出根據圖2的隅負荷傳感器； 圖4以第二種構成的剖面示出隅負荷傳感器；以及圖5以第三種構成的剖面示出隅負荷傳感器。
具體實施例方式
從圖l可以看出常用的秤1，具有顯示器2、通過力接收器7與力
測量系統5連接的底盤3、秤盤4和數據輸出端6。秤的這些部件普遍 公知並因此無須贅述；特別是力測量系統5可以按照任意的原理，例 如藉助電磁的力平衡或者藉助具有DMS的彈簧體工作。
秤盤4在依據本發明的秤上現在不是直接安放在底盤3上，更合 適的是，處於底盤3上的是隅負荷傳感器10並在該隅負荷傳感器10 上才放置秤盤4。隅負荷傳感器10在圖2中再次以剖面放大示出和在 圖3中以仰視圖示出。隅負荷傳感器10由短管11以及上法蘭12和下 法蘭13組成。法蘭12和13具有孔14，隅負荷傳感器利用這些孔可以 固定在底盤或秤盤上。特別是底盤與隅負荷傳感器之間的連接對於可 重複實現地確定稱量物體重心的位置來說至關重要。圖1因此示出保 證隅負荷傳感器與底盤之間固定連接的固定螺釘15。與此相比，秤盤 4與隅負荷傳感器IO之間的連接在測量技術上並不嚴格，這裡在某些 情況下形狀配合的定位裝置16就足夠了。儘管如此上法蘭12也具有 孔14，以便可以實現秤盤與隅負荷傳感器之間的固定連接。
隅負荷傳感器lO在其管形部分(管)ll上優選具有四個DMS 17， 它們檢測管壁在稱量物體影響下的垂直壓曲。為此圖2中可以看到的 兩個DMS共同與兩個固定電阻以公知方式相互連接成惠斯登電橋。如 果稱量物體準確處於虛線所示的對稱線18上並因此準確處於力接收器 7上，那麼兩個DMS 17同等壓曲並在橋式電路上不產生對角電壓並因 此沒有產生輸出信號。而如果稱量物體相反例如略微向右偏移，那麼 右側的DMS比左側的DMS稍微更強壓曲，其電阻因此變化更大，從 而產生作為隅負荷傳感器輸出信號的對角電壓。另兩個DMS在圖2的 圖平面的前面和後面處於管11上，並在稱量物體在與圖2的圖平面垂 直的方向上偏離中心的情況下，以相應的方式發送隅負荷信號。不言
而喻，也可以為每個測量方向在管上使用四個DMS並因此惠斯登電橋 上的固定電阻通過DMS取代。輸出信號由此加倍。兩個隅負荷信號在電子裝置19上在需要時放大和數位化，以便可 以將其通過無線連接21傳輸到發送和接收單元20。無線的無線電連接 (例如藍牙)和無線的光學連接普遍公知，因此無須介紹數據傳輸的 細節。同樣公知的是這種數據連接這樣構成，使電子裝置19工作所需 的(較小)能量同樣一起傳輸。通過無線的數據和能量傳輸產生無力 反作用的連接並同時避免通過電池或者這類部件在隅負荷傳感器上帶 來的所有問題。發送和接收單元20向在圖1中通過PC實現的校正電子裝置22 繼續發送數位化隅負荷信號。PC此外從秤的標準的數字的數據輸出端 6獲得由秤測定的稱量信號並然後可以計算出隅負荷校正值(參見下面 的章節)並顯示/輸出校正的稱量信號(也就是不使用秤的標準顯示器 2)。在所介紹的隅負荷傳感器與確定的秤一起第一次調試時，首先將 任意的稱量物體居中放置到秤盤上並因此與力接收器7對中心地放置 並確定秤顯示。隨後將稱量物體例如向右(在圖1的圖示中)移動並 記錄/儲存隅負荷傳感器的信號和秤顯示的變化。隨後將稱量物體向左 移動並同樣記錄/儲存隅負荷傳感器的信號和秤顯示的變化。需要時可 以為稱量物體的不同偏心位置重複同一過程。從例如與隅負荷傳感器 的信號相關的秤顯示變化的圖形中可以計算出校正方程，該校正方程 提供與稱量物體的位置無關的稱量結果。將該校正方程儲存在校正電 子裝置22上並在以後的測量時用於校正。明確指出的是，在多種秤中， 結果顯示與稱量物體在秤盤上的位置的相關性不大。因此剛才介紹的 與稱量物體在秤盤上的位置相關的秤顯示的變化只能在非常高解析度 的秤上確定，例如在所謂的比較儀秤上確定；此外，這些變化始終是 很小的數值。因此一般情況下直線方程足夠用於校正稱量結果。但通
過將PC作為校正電子裝置使用，在需要時還可以校正非線性相關性或 者也校正與負荷相關的隅負荷相關性。前面對於方向右/左所介紹的內 容以相同的方式為與此垂直的方向重複實施並也為該方向測定和儲存 隅負荷校正方程或隅負荷校正係數。因為隅負荷校正一般情況下僅以 很少的位數進行，所以自然對隅負荷傳感器-信號的解析度和可重複實 現性的要求也不高。通過所介紹的具有平的底面和上面的隅負荷傳感器的幾何形狀， 保證在具有平的秤盤或平的底盤的秤上非常容易的可加裝性。但在不 同成形的秤盤或底盤情況下，如果從平的接觸面出發，專用轉接件的 製造更加簡單。不言而喻，平的底面或平的上面也指這種幾何形狀， 其中例如在隅負荷傳感器的底面上環繞每個固定孔14存在小厚度的凸 起部(未示出)並且所述凸起部再共同確定一個平面；或者在上面在 上部的孔14內各自插入橡膠緩衝器，其上可以放置秤盤。通過所介紹的隅負荷信號的外部評估並通過外部校正，既不需要 影響現有秤的機械裝置也不需要影響現有秤的電子裝置，從而由此也 簡化了可加裝性。在所介紹的例子中，隅負荷傳感器與底盤之間採用螺紋連接。不 言而喻，也可以使用其他任意的連接技術，例如像鉚接或者粘接。形 狀配合的定位裝置也多種多樣，其中，必須通過切口或者類似手段防 止隅負荷傳感器扭轉。在圖1所示的例子中，底盤3通過一個力測量系統的一個力接收器支承。不言而喻，依據本發明的隅負荷傳感器也可以在這類秤上使 用，其中底盤或者秤盤通過三個或者四個力接收器與一個力測量系統或者與三個或者四個力測量系統連接。隅負荷傳感器10的適當位置在 這種情況下是這樣的，即對稱線1S基本設置在各個單個力接收器之間 的中心上。但對稱線18的準確位置對測量精度並無大礙，因為通過所
介紹的校準在調試隅負荷傳感器時同時校準所述準確位置。
圖4以剖面示出隅負荷傳感器的第二種構成。該隅負荷傳感器30
也由具有法蘭32和33的管31組成。法蘭32和33在該構成中盤形構 成。在管31的對稱軸線18上，支承棒34將上和下端法蘭連接。管31 的壁相當薄，從而在中心位置上的稱量物體的重力大部分通過支承棒 34接收。在稱量物體處於偏心位置的情況下，隅負荷-扭矩則相反優先 由具有DMS 17的管31接收，因為支承棒34相對於彎曲來說相當軟。 於是，在與根據圖2和3的構成中僅管11的橫截面相比支承棒34和 管31的相同的總橫截面的情況下，基本信號在兩種構成中稱量物體處 於中心的情況下相同。但在稱量物體處於偏心位置的情況下，管31上 的DMS信號明顯大於管11上的DMS信號，因為管31的壁厚明顯小 於管11的壁厚。
圖4中隅負荷傳感器的製造例如可以這樣進行，使支承棒34、管 31和所述一個法蘭整體製造，製造所述另一具有用於支承棒的在中心 的孔的法蘭，以及兩個部分隨後例如通過焊接相互連接。如果管31具 有分布在圓周上的多個(例如八個)孔，通過這些孔可以藉助雷射加 工空腔的話，也可以由一個部件製造。
圖5以剖面示出隅負荷傳感器的第三種構成。與圖4相同的部件 採用相同的附圖標記標註並不再說明。管41在該構成中具有波紋膜片 -管的形狀，由此該管對垂直力的剛性更小並因此對隅負荷-扭矩的靈敏 度更大。此外，在管41的內側上可以使用附加的DMS 17'，其中，DMS 17'在負荷時被壓曲，而在該構成中管41外側上的DMS 17則在負荷下 伸展。由此可以利用伸展和壓曲的DMS構成完整的惠斯登電橋並由此 同樣產生隅負荷傳感器40的更大的電輸出信號。
不言而喻，圖5中DMS也可以在管41的水平區域42和/或者42' 上使用。在這些水平區域內產生壓曲的和伸展的區，從而利用DMS可
以取得兩個符號的信號。由此取消在圖5中管41內側上的困難應用。不言而喻，根據圖5的波紋管式構成也可以在無支承棒的構成中 使用。這種非常軟和靈敏的結構特別適用於低的負荷。此外，隅負荷 傳感器在具有支承棒的構成中的靈敏度可以由此提高，即支承棒上通 過收縮產生具有更小橫截面的區域(未示出)。這種具有更小橫截面 的短的區域相對於垂直力對撓性影響很小，但對彎曲剛度影響很大。在前面的內容中始終由此出發，即隅負荷傳感器用於計算校正秤 的隅負荷。但不言而喻，隅負荷傳感器的信號也可以用於確定稱量物 體的重心如果隅負荷傳感器的輸出信號為零，那麼稱量物體的重心 準確處於隅負荷傳感器的對稱線18上；在已知稱量物體重量的情況下， 由隅負荷傳感器輸出信號的數值可以確定重心的側面偏移。隅負荷傳感器此外還可以使秤的製造變得容易取代將秤調準到 100%隅負荷自由度，更加物美價廉的是秤在製造過程期間僅粗略調準 和所述隅負荷自由度通過隅負荷傳感器和校正電子裝置獲得。於是， 在按照模塊化原理加工的框架內，中等解析度的秤例如可以隅負荷調 準地製造並直接銷售；然後高解析度的秤簡單地通過附加裝入隅負荷 傳感器和校正電子裝置而由這些基本裝置製造。為使隅負荷傳感器與校正電子裝置為無力反作用連接，在上述內 容中介紹了無線電連接和光學連接。不言而喻，也可以使用實際上無 力反作用的有線連接。例如金帶連接常用於這種目的。在正確設計的 情況下，這些連接在下述意義上同樣是無力反作用的，即金帶的力小 於秤的解析度，因此不影響秤的精確度。
附圖標記列表1234671011121314151617、 17'18192021223031323334404142、 42'秤顯示 底盤 秤盤力測量系統數據輸出端力接收器隅負荷傳感器管法蘭 法蘭 孔固定螺釘形狀配合的定位裝置應變計(DMS)對稱線電子裝置發送和接收單元無力反作用(例如無線)的連接 校正電子裝置，例如PC 隅負荷傳感器 管法蘭(盤形) 法蘭(盤形) 支承棒隅負荷傳感器管水平區
權利要求
1. 上置秤盤秤，具有秤盤，所述秤盤支承在力測量系統(5)的至少一個力接收器(7)上；還具有隅負荷傳感器，所述隅負荷傳感器在稱量物體在所述秤盤上處於偏心位置時發送信號；其特徵在於所述隅負荷傳感器(10、30、40)具有平的底面，所述隅負荷傳感器利用所述底面可以安放或者固定在所述秤的所述秤盤或者底盤(3)上；所述隅負荷傳感器具有平的上面，秤盤(4)可以安放或者固定到所述上面上；以及所述隅負荷傳感器(10、30、40)通過無力反作用的連接(21)與位置固定的校正電子裝置(22)連接。
2. 按權利要求l所述的上置秤盤秤，其特徵在於，所述隅負荷傳 感器(10、 30、 40)具有垂直設置的、兩側具有法蘭(12、 13; 32、 33)的管(11、 31、 41)的形式。
3. 按權利要求2所述的上置秤盤秤，其特徵在於，所述端法蘭(32、 33)構成為端盤，以及在兩個所述端盤之間在所述管(31、 41)的對 稱軸線(18)上設置支承棒(34)。
4. 按權利要求2或3所述的上置秤盤秤，其特徵在於，所述管(ll、 31、 41)的直徑大於高度。
5. 按權利要求2 - 4之一所述的上置秤盤秤，其特徵在於，至少 一個法蘭(12、 13; 32、 33)具有固定孔。
6. 按權利要求2 - 5之一所述的上置秤盤秤，其特徵在於，所述 管(41)具有至少一個如在波紋管上那樣的凸起部。
7. 按權利要求2 - 6之一所述的上置秤盤秤，其特徵在於，至少 四個應變計(17)以垂直的測量方向使用在所述管(11、 31、 41)上。
8. 按權利要求l所述的上置秤盤秤，其特徵在於，所述無力反作 用的連接(21)通過無線電連接實現。
9. 按權利要求8所述的上置秤盤秤，其特徵在於，所述隅負荷傳感器(10、 30、 40)的電子裝置(19)的供電同樣通過所述無線電連 接進行。
10. 按權利要求1所述的上置秤盤秤，其特徵在於，所述無力反 作用的連接(21)通過光學連接實現。
11. 按權利要求IO所述的上置秤盤秤，其特徵在於，所述隅負荷 傳感器(10、 30、 40)的電子裝置(19)的供電同樣通過所述光學連 接進行。
12. 按權利要求1所述的上置秤盤秤，其特徵在於，在隅負荷傳 感器(10、 30、 40)上固定模數轉換器。
13. 按權利要求1所述的上置秤盤秤，其特徵在於，所述校正電 子裝置(22)實施所述秤的所述輸出信號的數位化校正並通過相應的 編程的PC實現所述秤的所述輸出信號的數位化校正。
全文摘要
對於一種上置秤盤秤，具有秤盤，其支承在力測量系統(5)的至少一個力接收器(7)上，還具有隅負荷傳感器，其在稱量物體在秤盤上處於偏心位置時發送信號，建議，隅負荷傳感器(10)具有平的底面，它利用該底面可以安放或者固定在秤的秤盤或底盤上，隅負荷傳感器具有平的上面，秤盤(4)可以安放或者固定在該上面上，以及隅負荷傳感器(10)通過無力反作用的連接(21)與位置固定的校正電子裝置(22)連接。由此隅負荷傳感器可以用於任意的秤結構並可以很容易地加裝。
文檔編號G01G3/14GK101395454SQ200780007546
公開日2009年3月25日 申請日期2007年5月31日 優先權日2006年7月11日
發明者米夏埃爾·穆勒, 維爾納·舒爾茨 申請人:賽多利斯股份有限公司