DE2732052A1

DE2732052A1 - Electrodynamic balance with pan suspended on oscillating string - has damping magnet in coil whose current is controlled by frequency pick=up

Info

Publication number: DE2732052A1
Application number: DE19772732052
Authority: DE
Inventors: Wiardus Beek
Original assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Current assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1979-02-01

Abstract

The balance has a measurement system with at least one oscillating string which is tensioned by the load to be weighed, placed on a pan. An oscillator excites the string oscillations, and a frequency pick-up electrically senses them. It is connected to an electronic evaluation and display device. A damping device controls the transient movements of the system. The damping device has a permanent magnet (22) moving together with the pan (16) and interacting with a stationary coil (23), whose current (27) is controlled by the frequency pick-up (12) in accordance with the measurement frequency but in opposite phase.

Description

Kennwort: Einspielzeitverkürzungt Password: shortened installation time

Maatschappij van Berkel's Patent N.V., Rotterdam/Niederlande 1 Elektrodynamische Waage Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrodynamische Waage mit wenigstens einer schwingenden Saite, die belastet ist von einer gewichtsmäßig zu bestimmenden, auf einer Lastschale befindlichen Last und mit einem die Saitenschwingungen erzeugenden Frequenzerreger sowie einem die vorliegende Meßfrequenz elektrisch abfühlenden Frequenzaufnehmer, der an ein elektronisches Auswerte- und insbesondere numerisches Anzeigegerät angeschlossen ist, und mit einer die Einspielbewegung der Lastschale bestimmenden Dämpfungseinrichtung.Maatschappij van Berkel's Patent N.V., Rotterdam / Netherlands 1 Electrodynamic Balance The invention relates to an electrodynamic balance with at least a vibrating string that is loaded by a weight to be determined, on a load tray and with a load generating the string vibrations Frequency exciter as well as a frequency pickup that electrically senses the present measuring frequency, which is connected to an electronic evaluation and, in particular, numeric display device is, and with a damping device which determines the play-in movement of the load tray.

Bei Waagen aller Art werden Dämpfungseinrichtungen verwendet, um störende Erschütterungen aus der Umwelt auf die Waage und Störeinflüsse durch die aufgelegte Last innerhalb der Waage für die Ermittlung des Gewichts unwirksam zu machen. Ein wichtiger Dämpfungszweck bei Waagen liegt darin, die Einspielzeit des Meßwerks bis zur Anzeige des endgültigen, richtigen Gewichtswerts zu verkürzen. Jedes Meßwerk einer Waage deformiert sich unter den Wirkungen der Last. Je steifer das Meßsystem ist, um so kleiner sind die Deformationen und der Meßweg, aber um so höher liegt die Resonanzfrequenz der Waage.Damping devices are used in all types of scales to prevent disruptive Vibrations from the environment on the scales and interference from the To make the load within the scales ineffective for determining the weight. A An important damping purpose for scales is to keep the measuring mechanism running in up to to display the final, correct weight value. Every measuring mechanism a balance deforms under the effects of the load. The stiffer the measuring system is, the smaller the deformations and the measuring path, but the higher it is the resonance frequency of the balance.

Elektrodynamische Waagen mit schwingenden Saiten sind ein steifes Meßsystem mit hohen Resonanzfrequenzen, die bei ausreichender Dämpfung kurze Einspielzeiten bewirken. Aufgabe der Erfindung ist es aber, die Meßzeiten solcher Saitenwaagen weiter zu verringern, und die Wiegegeschwindigkeit und Meßgenauigkeit derartiger Waagen weiter zu steigern.Electrodynamic scales with vibrating strings are a rigid one Measuring system with high resonance frequencies, which with sufficient damping cause short break-in times. The object of the invention is, however, the measuring times such string scales to further reduce, and the weighing speed and measurement accuracy such scales to increase further.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Dämpfungseinrichtung der eingangs erwähnten Waage aus einem mit der Lastschale beweglichen Permanentmagneten und einer demgegenüber elektromagnetisch wechselwirksam angeordneten, ruhenden Spule besteht, deren Speisestrom vom meßseitigen Frequenz aufnehmer aus gegenphasig zur lastseitigen Störfrequenz gesteuert ist. Im einfachsten Fall verwendet man eine starre Verbindung des Permanentmagneten mit der Lastschale und läßt ihn von der Spule umschließen.This is achieved according to the invention in that the damping device of the above-mentioned scales from a permanent magnet movable with the load tray and a resting coil arranged in an electromagnetically interacting manner on the other hand consists, whose feed current from the measuring-side frequency pick-up in phase opposition to load-side interference frequency is controlled. In the simplest case one uses one rigid connection of the permanent magnet with the load shell and lets him of the Enclose the coil.

Es zeigt sich, daß sich damit die Einspielzeit der Waage deutlich herabsetzen läßt auf einen Wert, der von der Resonanzfrequenz des Meßwerks nicht mehr beschränkt ist. Der Dämpfungsvorgang vollzieht sich durch gegenphasig :u den Störungen wirksame magnetische Kräfte zwischen dem Dauermagnet und der Spule, deren Steuerung exakt und mühelos von den ohnehin als Bestandteil des Meßwerks vorhandenen Frequenzaufnehmern bewirkt wird. Diese Störungen werden dabei an der für die Frequenz-ermittlung der Störung ohnehin meßempfindlichsten Stelle abgeleitet, nämlich der Meßsaite, weshalb die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Dämpfung überraschend wirkmächtig ist.It can be seen that the break-in time of the balance is clearly evident can be reduced to a value that does not depend on the resonance frequency of the measuring mechanism is more limited. The damping process takes place in phase opposition: u den Interferences effective magnetic forces between the permanent magnet and the coil, whose Control exactly and effortlessly from what is already part of the measuring mechanism Frequency pickups is effected. These disturbances are involved in the frequency determination the most sensitive point of the disturbance, namely the measuring string, which is why the effectiveness of the damping according to the invention is surprisingly powerful is.

Man verwendet zwar elektromagnetische Stellvorrichtungen zur Snderung der Vorspannung von Meßsaiten (DT-AS 21 56 642), um einen Linearitätsfehler der Anzeige zu korrigieren, doch sind diese Stellvorrichtungen nicht für die Bewegungsdämpfung verwendbar, vielmehr sind hierfür Dämpfer mit viskoser Füllung vorgesehen. Man verwendet Permanentmagnete und Tauchspulen:war bei elektromagnetischen Kompensations-Wägevorrichtungen (DT-OS 25 02 917), doch sind diese Bauteile Bestandteil des eigentlichen Meßwerks und keiner Dämpfungssteuerung, denn der im Gleichgewichtszustand flleßende Kompensationsstrom wird als Maß zur Ermittlung des Gewichts der Last verwendet. Störungen sind auf diese Weise nicht zu beseitigen.It is true that electromagnetic actuators are used for the change the bias of measuring strings (DT-AS 21 56 642) to avoid a linearity error of the Correct display, but these actuators are not for motion dampening can be used, but rather dampers with viscous filling are provided for this purpose. Man uses permanent magnets and plunger coils: was on electromagnetic compensation weighing devices (DT-OS 25 02 917), but these components are part of the actual measuring mechanism and no damping control, because the compensation current flowing in the equilibrium state is used as a measure to determine the weight of the load. Disturbances are on not to eliminate this way.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt.The invention is shown schematically in the drawing.

Die Waage besitzt ein Meßwerk 10, welches wenigstens eine schwingungsfähig gelagerteMeßsalte 11 umfaßt. Diese kann repräsentativ für ein mehrsaitiges System angesehen werden, welches beispielsweise außer einer Meßsaite noch eine Referenzsaite umfaßt und wo auch Referenzkräfte neben den von der Last herrührenden Meßkraft wirksam sind. An der Meßsaite 11 befindet sich ein zugleich als Frequenzaufnehmer wirksamer Frequenzerreger 12, der die Meßsaite 11 zu den gestrichelt angedeuteten Transversalschwingungen 13 anregt. Die Meßsaite 11, die einendig an einem Festpunkt 15 des Waagengestells angebracht ist, steht unter dem Krafteinfluß der auf einer Lastschale 16 befindlichen Last, die entweder unmittelbar oder in der Regel mittelbar durch nicht näher gezeigte, licbelUbersetzungen und Führungen auf das andere Ende 17 der Meßsaite 11 einwirkt und deren mechanische Spannung bestimmt. Xlierdurch wird die Eigenfrequenz der Meßsaite 11 verändert, womit ein Maß zur Ermittlung des Gewichts der Last 14 erlangt wird. Der Frequenzaufnehmer 12 fühlt die Meßfrequenz 13 ab, führt sie einem Verstärker 18 zu, der ein der Meßfrequenz entsprechendes Signal an ein elektronisches Auswertegerät 19 weiterleitet, das eine numerische Gewichtsanzeige 20 in einem zugehörigen Anzeigegerät 21 bewirkt.The balance has a measuring mechanism 10, which is at least one capable of oscillation encompassed measuring column 11. This can be representative of a multi-string system be considered which, for example, in addition to a measuring string, also has a reference string includes and where reference forces are effective in addition to the measuring force resulting from the load are. At the same time as a frequency pick-up is located on the measuring string 11 Frequency exciter 12, which connects the measuring string 11 to the transverse vibrations indicated by dashed lines 13 suggests. The measuring string 11, which ends at a fixed point 15 of the balance frame is attached, is under the influence of the force on a load tray 16 Load that is either directly or, as a rule, indirectly caused by unspecified, Licbel translations and guides act on the other end 17 of the measuring string 11 and their mechanical tension is determined. Xlierby becomes the natural frequency of the measuring string 11 changed, whereby a measure for determining the weight of the load 14 is obtained. The frequency pickup 12 senses the measuring frequency 13 and feeds it to an amplifier 18 to which a signal corresponding to the measuring frequency to an electronic evaluation device 19 forwards that a numerical weight display 20 in an associated display device 21 causes.

Mit der Lastschale 6 beweglich, vorzugsweise unmittelbar In starrer Verbindung, ist ein Permanentmagnet 22 angeordnet, der von einer Spule 23 umfaßt wird. Der die Spule 23 speisende elektrische Strom wird erfindungsgemäß von der Saitenfrequenz 13 der Meßsaite abgeleitet, die auch den Störungen beim Einspielen des Meßwerks 10 unterworfen ist. Solche Störungen entstehen beim Auflegen der Last 14 auf die Lastschale 16 oder beim Bewegen der Last 14 auf der Lastschale 16. Die Störfrequenzen sind vornehmlich Longitudinalschwingungen. Sie überlagern sich mit der Meßfrequenz und werden als modulierte Frequenzen vom Frequenzaufnehmer 12 erfaßt, der über den Verstärker 18 frequenzmodulierte Signale an einen nachgeschalteten Frequenz-Modulations-Detektor 24 weiterleitet, der die Störfrequenz in ein analoges Spannungssignal v1 umwandelt und über einen Frequenzfilter 25 an einen Verstärker 26 weiterleitet.Movable with the load tray 6, preferably directly in rigid Connection, a permanent magnet 22 is arranged by a Kitchen sink 23 is included. The electric current feeding the coil 23 is according to the invention derived from the string frequency 13 of the test string, which also eliminates the interference when playing of the measuring mechanism 10 is subject. Such disturbances arise when the load is applied 14 on the load tray 16 or when moving the load 14 on the load tray 16. The Interference frequencies are primarily longitudinal vibrations. They overlap with the measuring frequency and are recorded as modulated frequencies by the frequency pickup 12, the frequency-modulated signals via the amplifier 18 to a downstream Frequency modulation detector 24 forwards, which converts the interference frequency into an analog Converts voltage signal v1 and via a frequency filter 25 to an amplifier 26 forwards.

Der Frequenzfilter 25 dient zur Sperrung unerwünschter Resonanzen im System. Der Verstärker 26 erzeugt nun einen die Spule 23 durchfließenden ausreichenden Strom, der exakt mit den Störfrequenzen an der Meßsaite 11 synchronisiert ist. Sofern das Meßwerk 10 solchen Störungen unterworfen und noch nicht zur Ruhe gelangt ist, wird eine im Gegensinne wirksame Kraft von der Spule 23 auf den Permanentmagneten 22 ausgeübt. Durch diese der Störbewegung genau entgegengerichtete Kraft wird nahezu verzögerungsfrei die Ruhelage des Meßwerks 10 wieder hergestellt. Bei ausreichender I3cmcssung der verschiedenen Bauteile ist eine überraschend wirksame, sehr hohe Dämpfung erzielbar. Damit lassen sich störende Einflüsse von Schwingungen des Bodens in der Umgebung der Waage oder von Seiten der Last auf der Lastschale schnellstens unwirksam machen.The frequency filter 25 is used to block unwanted resonances in the system. The amplifier 26 now generates a sufficient flow through the coil 23 Current that is exactly synchronized with the interference frequencies on the measuring string 11. Provided the measuring mechanism 10 is subject to such disturbances and has not yet come to rest, becomes a force acting in the opposite sense from the coil 23 on the permanent magnet 22 exercised. As a result of this force, which is exactly opposite to the disturbance movement, almost the rest position of the measuring mechanism 10 is restored without delay. With sufficient Measuring the various components is a surprisingly effective, very high one Attenuation achievable. This can be used to prevent disturbing influences from vibrations in the floor in the vicinity of the scales or from the side of the load on the load tray as quickly as possible render ineffective.

Claims

Password: w Shortening of the playing time w Claims:! Electrodynamic Scales with a measuring system comprising at least one vibrating string, which loads is from a weight to be determined, located on a load tray with a frequency exciter generating the string vibrations and the present one Measuring frequency electrically from sensing frequency pickup, which is connected to an electronic Evaluation and display device is connected, and with one the import movement of the measuring system determining damping device, d a d u r c h e -k e n n z e i c h n e t that the damping device is movable with the load tray (16) Permanent magnets (22) and an oppositely arranged electromagnetically interacting, has resting coil (23), the size of which corresponds to the supply current (27) Interference frequency on the measurement side, but controllable in phase opposition by the frequency pickup (12) is.

2. Scales according to claim 1, characterized in that the permanent magnet (22) is rigidly connected to the load tray (16).

3. Balance according to claim 1 or 2, characterized in that the Permanent magnet (27) is arranged inside the coil (23).

4. Scales according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the feed line of the coil (23) with a modulation amplifier (26) is connected, its control line via a frequency modulation detector (24) is connected to the amplifier output (18) of the frequency pickup (12).

5. balance according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that that in the control line of the modulation amplifier (26) a frequency filter (25) is switched to eliminate unwanted resonances in the system.