电子称重记录器制造技术

对于具有一个数字信号处理单元的电子称重记录器（１０），该处理单元至少包括一个具有低通特性的滤波器（１２），借助它可从电子称重记录器的输出信号中得出直流分量（ｍ）并由此导出称重结果，本发明专利技术提出：由数字信号处理单元（１９）附加地求得与振动幅值相关的信号；及设有电子部分（１８），它将根据与振动相关信号的大小改变直流分量（ｍ）。以此方式，称重记录器抗安放地点晃动及振动的性能可显著地改善。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有数字信号处理单元的电子称重记录器，该处理单元至少包括一个具有低通特性的滤波器，借助它可从电子称重记录器的输出信号中得出直流分量并由此导出称重结果。这种类型的称重记录器是一般公知的。其中低通滤波器用于抑制由于称重记录器安放地点的晃动及振动而叠加在称重记录器的输出信号上的交变分量。虽然有该措施，但称重记录器及由它构成的电子称在安放地点晃动/振动时通常显著地比在静止的安放地点测量时的测量结果重现率差。为了改善在非静止安放地点上称重记录器及称的性能，例如由US5789713公知了设置第二个恒定负载的称重记录器，由它的输出信号求出用于原来(测量)称重记录器的校正信号。但由于第二称重记录器使机械及电成本增加。类似地，由DE4001614A1公知了至少设置一个加速度记录器来取代恒定负载的称重记录器，该加速度记录器输出用于影响测量结果的校正信号。-但在这两种情况下校正信号必须相位正确地从(测量)称重记录器的信号中被减去，以便达到无干扰的的校正。但这种相位正确的相减仅在有限的频带上才能实现。在该频带的上端相位移愈来愈大及在测量路径与校正路径上有区别，以致在不合适的情况下得到信号的相加-由此增大误差，而非相减-由此消除误差。这也特别适用于使用加速度记录器作为校正传感器的情况，因为机械上完全不同结构的加速度记录器系统具有与称重记录器完全不同的固有频率。因此本专利技术的任务在于，改善开始部分所述类型的称重记录器在安放地点的晃动及振动情况下的性能，而无需第二称重记录器及加速度记录器作为校正成本，也无由于频率范围边缘的相位移引起的问题。根据本专利技术，该任务将这样来解决，即由数字信号处理单元附加地求得与振动幅值相关的信号；及设有电子部分，它将根据与振动相关信号的大小改变直流分量。该解决方案是基于这样的认识在非静止安放地点上称重记录器的重现率差不仅是缺少对在称重记录器输出信号中的交变分量的抑制引起的；而且一个实质性的影响来自这样的情况，即视交变分量的幅值和频率范围而定称重记录器输出信号中的直流分量也受到影响。因此仅是称重记录器输出信号中的交变分量的强抑制称重记录器的性能得不到足够改善，还必须附加地进行根据本专利技术的直流分量的校正。该直流分量影响的原因可由三个例子清楚地阐明·在具有非线性特性曲线的称重记录器中，如附图说明图1中-夸大地-表示的，在静止安放地点与输出信号相应的点A属于负载m1。在非静止安放地点，相对地，输出信号在非线性特性曲线B-A-C的端点B及C之间摆动。在此情况下，该输出信号的直流分量视振动幅值范围而定将位于点A及D中间的某处上。由此在输出信号中交变分量完全被抑制的情况下由于特性曲线的非线性也产生直流分量的变化，但它将被根据本专利技术的电子部分所补偿。·在根据电磁力补偿原理的称重记录器中，如图2中概要表示的，在一个永久磁铁1的磁场中具有流过电流的线圈2。通过线圈2的电流将由一个位置指示器3及后联调节放大器4这样地调节，即使得电磁产生的力正好等于待测量的力。该电流的大小在电阻5上取出及作为称重记录器的输出信号在输出端6上提供输出。磁场B，电流I及所产生的力F之间的关系是已知的F≈B·I(1)在此情况下，为了实现最佳的效率将这样地放置线圈2，即线圈位于永久磁铁1的最大磁场的位置上。如果这时由于基础的振动线圈受激励而振动，则线圈在一个小磁场变化范围上不时地位于磁场最大值以外。按时间平均，式(1)中的磁场B由此小于在静止安放地点的情况，那里线圈2总是处于磁场最大值上。根据式(1)这将引起按时间平均，对于产生相同的力F必须要较大的电流I。-在此例中在晃动/振动时直流分量亦改变，以致除抑制交变分量外也必须校正直流分量，以维持稳定及精确的结果。·如果在参照图2所述的称重记录器位置指示器3的特性曲线为不对称的非线性，则在振动时平均振动位置移动，如借助图1已说明的。该平均振动位置的变化一方面引起线圈位置上有效磁场的变化如在第二例中所说明的，另一方面引起称盘8及线圈2的平行导杆7的轻微偏转。如果平行导杆由弹簧铰链实现，这导致垂直弹簧力，后者将改变称重信号中的直流分量。并且这里未描述的另外原因也可能引起称重信号中的直流分量的误差，例如非线性放大器或非线性杠杆比。当然描述的所有效应是很小的，因此在高分辨率称重记录器时才起作用。本专利技术的有利构型由从属权利要求得到。使用高通滤波器求出称重记录器输出信号中与振动相关的交变分量及控制显示单元、或当该交变分量超过预定限值时闭锁显示，总是在称的结构上一般公知的，例如被描述在DE2323200中。但在现有技术中未对称重记录器输出信号中的直流分量施加影响。以下将借助于附图来描述本专利技术。附图为图1非线性特性曲线示意图，图2根据电磁力补偿原理的称重记录器，图3称重记录器的第一构型的电路框图，图4称重记录器的第二构型的电路框图，图5称重记录器的第三构型的电路框图，及图4称重记录器的第四构型的电路框图。图3中的电路框图表示一个称重记录器10，在其输出端11即连接了一个低通滤波器12又连接了一个高通滤波器13。低通滤波器12在其输出端提供一个输出信号m，它正比于称重记录器10输出信号中的直流分量及由此正比于称重记录器10的负载。高通滤波器13在其输出端提供一个输出信号，它正比于称重记录器10输出信号中的交变分量及由此在称重记录器恒定负载时正比于称重记录器的振动。该信号被整流及被简单地滤平(框14，其中用二极管及电容器的图示为一般的符号表示，而不应理解为限制在半波幅值整流上)及正比于称重记录器10输出信号中的平均交变分量。它一方面根据现有技术被传送到一个阈值比较器15及由此在超过阈值时控制显示器16中的“克”符号“g”发光。另一方面，该信号通过一个平方单元17传送的计算器18。在计算器18中由(未校正)输入信号m(来自低通滤波器12)来自平方单元17的校正信号x2根据下示计算校正输出信号m’m′=m+(a·m+b)·x2(2)在静止安放地点，为x2=0，则m’=m。在非静止安放地点时，在称重记录器的输出信号中的直流分量加上一个加数，该加数正比于交变分量x的平方。其中系数b校正与负载无关的效应，而系数a校正与随称重记录器的负载增加的效应。系数a及b的大小及符号以这些效应的物理原因为准及由此以各种称重记录器的特性为准。在具有根据该说明导言中例1及图1的非线性曲线的称重记录器的情况下，a及b以曲线曲率的符号及变化为准；在图1所示的例中其条件为曲线的曲率恒定-即与称重记录器的负载无关，则a=0及b为负数。在根据该说明导言中例2及图2的电磁力补偿原理的称重记录器上，在由磁场下降引起的效应时，则b=0及a为负数。在非线性位置指示器的第三例中，无论a还是b均不等于零a的大小将根据磁场的下降来确定，b的大小及符号通过位置指示器的非线性度及通过平行引导的磁场常数来确定。必须根据个别特性对每种称重记录器确定并求出校正系数a及b的大小。同样在式(2)及图3中唯一使用的x2、即平方后的交流分量通常是合适的，但它在特定情况下也会出现与交变分量大小偏离的关系，这也可通过另外的校正等式被校正。然后校正值m’从计算器18被传送到显示单元16。在以上的说明中忽略了称重记录器输出信号所有的另外常规计算过程，如配衡或调整，当然本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有一个数字信号处理单元的电子称重记录器，该处理单元至少包括一个具有低通特性的滤波器，借助它可从电子称重记录器的输出信号中得出直流分量并由此导出称重结果，其特征在于：由数字信号处理单元（１９）附加地求得与振动幅值相关的信号（ｘ）；及设有电子部分（１８，２８，３８…４１，５８），其将根据与振动相关信号（ｘ）的大小改变直流分量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷德克劳尔，乔格P马藤斯，
申请(专利权)人：扎托里乌斯股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]