專利名稱：測量傳感器輸出信號的處理方法以及測力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理測量傳感器的輸出信號的方法，以及涉及一種測力裝置，其尤其是一種根據(jù)本發(fā)明方法而操作的秤。
背景技術(shù)：
測力裝置，尤其是基于電磁力補償或應(yīng)變技術(shù)的秤的測量精度(見參考文獻[1]，“Bauen Sie Ihre Qualitt auf solidem Grund！”[“Build Your Quality on a Solid Foundation”]，company publication ofMettler-Toledo GmbH，January 2001，pp.14-15)，受到許多因素的影響，其描述見參考文獻[2]，“Wgefibel”(“Weighing Primer”)，Mettler-Toledo GmbH，April 2001。外部機械影響如振動或沖擊是特別有害的，因此在有模擬信號處理功能的秤中存在去除干擾信號部分的濾波器。
在參考文獻[3]，CH 673 529 A5中公開了一種秤，它用有源低通濾波器來抑制以干擾交流電流形式存在的干擾信號，其被疊加在直流信號上，該直流信號由稱重單元產(chǎn)生并經(jīng)過信號線傳輸?shù)侥M/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。干擾信號在稱重單元的信號輸出端被分離出信號線，再由反向器相移180°后，又在模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器信號輸入端被送回信號線，在分離和重聚節(jié)點中間的信號線本身只有1歐姆阻抗(即，非相移阻抗)。因此，干擾信號被具有對應(yīng)幅度而相位相反的信號部分所消除。
參考文獻[4]，DE 10024986 A1所述的電子稱重傳感器有數(shù)字信號處理單元，其中，利用低通特征的濾波器，直流信號部分是根據(jù)稱重傳感器的輸出信號而確定的。以及其中，稱重結(jié)果是根據(jù)直流信號部分而獲得的。同時，確定了沖擊/振動相關(guān)信號，測量信號的直流部分是取決于該沖擊/振動相關(guān)信號而被修改的。正如參考文獻[4]所述，該解決方案避免了文獻[5]，US 5,665,941所公開的解決方案中存在的不足。
根據(jù)文獻[5]，差分劑量稱重秤中的低通濾波器的時間常數(shù)根據(jù)干擾信號而改變。當存在大的干擾時，濾波器的時間常數(shù)會增大以實現(xiàn)更強的濾波效果。然而，正如參考文獻[4]所述，這樣會減慢稱重傳感器對重量步進變化的響應(yīng)，而只是微弱地改善了測量的可復(fù)現(xiàn)性。此外，如果時間常數(shù)選的太大，當稱重負載變化時會導(dǎo)致確定時間延長。
文獻[6]，US 2004/0088342和文獻[7]，US 6,271,484 B1描述了進一步的方法和適用于這些相應(yīng)方法的秤。其中由測量傳感器產(chǎn)生的信號由不同的數(shù)字濾波器進行處理。
參考文獻[6]所述方法允許測量系統(tǒng)中使用的濾波器的特征獨自適應(yīng)于受控的測量系統(tǒng)的振蕩屬性。因此在一個選定的頻率范圍內(nèi)濾波器的阻尼能按所需而增加。
根據(jù)參考文獻[7]所述的方法，測試由振動引起的信號干擾幅度是否在一個允許的范圍內(nèi)。如果不在允許范圍內(nèi)，則改變?yōu)V波器的特征直到信號干擾落入允許范圍內(nèi)為止。
最后特別描述的方法需要大量的計算，并且由于調(diào)節(jié)反饋環(huán)路的時間常數(shù)，當其發(fā)生時對振動和振蕩干擾幅度快速變化的足夠快的適應(yīng)幾乎是不可能的。
稱重系統(tǒng)中負載變化產(chǎn)生的效應(yīng)是很重要的。稱重負載的步進變化會伴隨有較快衰減的高幅振蕩。秤里整合濾波器裝置的目的是為了獲得可能的最佳振蕩阻尼，該振蕩伴隨稱重負載的步進變化，也是為了同時實現(xiàn)稱重系統(tǒng)的短暫確定時間。圖1給出了符合該目的的一種濾波器的配置。利用這個裝置，可根據(jù)稱重負載的步進變化來監(jiān)視測量信號。在檢測到步進變化后，濾波器的至少一個濾波器參數(shù)根據(jù)特定時間特征而被重置和改變，時間特性優(yōu)選是指數(shù)函數(shù)形式，這樣在檢測到負載變化后濾波器被打開，并當達到了給定的濾波器特征時又被關(guān)閉，該特征取決于至少一個濾波器參數(shù)的最終值。這種濾波器的配置優(yōu)選被實現(xiàn)為數(shù)字濾波器。
參考文獻[8]，U.Tietze，Ch.Schenk，“Halbleiterschaltungstechnik”(“Semiconductor Circuit Design”)，11thEdition，2ndPrinting，SpringerVerlag，Berlin 1999，chapter 21.3給出了數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)。圖21.15(第1145頁)示出了一個數(shù)字濾波器，其有一條具有n個延遲元件的延遲鏈。根據(jù)參考文獻[8](見第1144頁)，延遲鏈的輸入信號是，例如由測量傳感器傳遞的輸入信號和從延遲元件的輸出獲得的所有加權(quán)中間值的和的結(jié)果。因此，輸出信號是所有中間值的加權(quán)和。
這樣會導(dǎo)致一個結(jié)果具有所有變化和疊加部分的輸入信號在濾波器級(filter stage)相對長時間保持不變。因此，如果在模擬或數(shù)字濾波器級中的處理本質(zhì)上只包括了與被測物體有直接關(guān)系的信號部分，并且其他信號部分被完全抑制，將是很理想的。
為了達到這個目的，測力裝置的干擾抑制變得更加困難，因為例如由負載變化而產(chǎn)生的有用信號以及例如由機械振動或沖擊而帶來的干擾信號都典型地顯現(xiàn)出了相似的信號特征，因此要把它們區(qū)分開來是很困難的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種處理測量傳感器輸出信號的改進方法，并且進一步提供一種根據(jù)本發(fā)明方法操作的測力裝置。
此外，本發(fā)明的目的尤其是要提出一種方法和測力裝置，其一方面允許可靠檢測和抑制特別是由機械振動或沖擊引起的干擾信號，另一方面是保證有用信號盡可能無障礙地通過信號處理通路。
所述方法和測力裝置應(yīng)該進一步使得從信號處理通路中完全消除干擾信號的能量成分成為可能，這樣有用信號的處理就不會受干擾信號的妨礙。
這個任務(wù)可由具有如權(quán)利要求1和權(quán)利要求10所述特征的方法和測力裝置來完成。在其他權(quán)利要求里亦給出了本發(fā)明的有利進一步改良的實施例。
根據(jù)本發(fā)明的方法用于處理測量傳感器的輸出信號，該傳感器被安裝在測力裝置，尤其是秤中，并且產(chǎn)生代表傳感器上負載的測量信號，其中該測量信號由模擬濾波器濾波，和/或經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器處理之后由數(shù)字濾波器濾波處理，以抑制由諸如機械干擾和步進變化或負載逐步變化之類的外部因素引起的有害信號部分。
根據(jù)本發(fā)明，測量信號被傳送到測量值單元并在其終端輸出——測量信號的接收和保留值或——由在給定時間間隔內(nèi)出現(xiàn)的測量信號的多個最近值組成的平均值或——基于給定時間內(nèi)出現(xiàn)的測量信號的多個最近值而得出的測量信號的期望值。
通過整合到控制器單元的第一檢測器模塊來監(jiān)視測量信號的信號干擾的出現(xiàn)，其中，檢測到信號干擾后會以如下方式觸發(fā)開關(guān)模塊將測量值單元的輸出信號而不是接收到的測量信號傳送到測力裝置模塊，該測力裝置跟隨測量值單元(如濾波器級(filter stage)、測量處理器或指示器單元)的下游。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，測量值單元輸出端的輸出信號傳遞是有延遲的。這可以利用放置在測量值單元上游的至少一個第一延遲元件或測量值單元內(nèi)部的延遲來實現(xiàn)。利用建立平均值或期望值的過程或利用整體整合的延遲元件可以用特別簡單的方式來實現(xiàn)測量值單元中的延遲。
這個延遲會產(chǎn)生如下的結(jié)果測量信號的干擾被檢測出來時不出現(xiàn)在測量值單元的輸出端，因此仍未受干擾的信號就從測量值單元被傳送到下游模塊。進一步地，通過將當前測量信號與測量值單元的延遲輸出信號進行比較，干擾很容易就能被識別出來。
根據(jù)發(fā)明所采取的方法會產(chǎn)生以下的有利結(jié)果不僅濾除了干擾，而且能完全排除干擾，并用測量值單元的輸出信號取而代之。因此，基于未受干擾的測量信號，或者在干擾存在時基于最近的先前或期望測量值，測力裝置總是給用戶帶來可能的最優(yōu)的測量值。
在以所述方法排除干擾后，測量裝置的信號處理通路上的下游模塊不再接收可能損害信號處理的任何進一步的嚴重的干擾信號，這樣更加有利。
因此，一方面避免了由干擾引起的測量錯誤，而另一方面信號處理級，特別是數(shù)字濾波器，不會受到信號干擾的一定量的能量影響，因此能更快更準確地處理測量信號。
如果測量信號經(jīng)過了第一延遲元件和第一加法級(adding stage)，從測量信號中減去測量值單元的輸出信號，進一步通過開關(guān)模塊到達第二加法級，再次為到達信號加上了測量值單元的輸出信號，那么用于此目的的開關(guān)模塊可以設(shè)計得特別簡單。因此，當開關(guān)模塊被關(guān)閉時，第二加法級傳送接收到的測量信號；當開關(guān)模塊打開后，第二加法級傳送測量值單元的輸出信號并將其沿著信號處理通路向下游傳遞出去。
在另一個優(yōu)選的實施例中，整合到控制器單元的第二檢測器模塊用于監(jiān)視測量信號中的負載的步進變化的出現(xiàn)，和/或第三檢測器模塊用于監(jiān)視測量信號中的負載的逐漸變化，因此如果檢測到步進變化和/或逐漸變化，開關(guān)模塊以如下方式被觸發(fā)測量信號經(jīng)過開關(guān)模塊直接到達其輸出連接。
因此，第二和第三檢測器模塊用于測試由第一檢測器模塊發(fā)現(xiàn)的干擾，并且如果發(fā)現(xiàn)負載的步進變化或逐漸變化時，開關(guān)模塊讓測量信號自由通過，使得測量系統(tǒng)盡可能快地跟隨變化。這里的“步進變化”是指負載重量的大的變化或者甚至是一次與其他負載的交換。而逐漸變化是特別發(fā)生于劑量分配過程中的微小變化。
當檢測到負載的步進變化和/或逐漸變化時，濾波器級的濾波器參數(shù)優(yōu)選以這樣的方式控制以產(chǎn)生帶有相對小振蕩幅度的較短確定階段。例如，根據(jù)一個有前述特征的時間函數(shù)，優(yōu)選是指數(shù)函數(shù)，在檢測到負載變化后濾波器的至少一個濾波器參數(shù)被重置并改變，從而在檢測到負載變化后濾波器被打開，隨后又被關(guān)閉，直到達到給定的濾波器特征為止，該濾波器特征由至少一個濾波器參數(shù)的最終值來決定。
在檢測到步進變化后隨著濾波器的優(yōu)選完全打開，其已經(jīng)可能快速地跟隨負載的變化。由前述濾波器特征而引起的濾波器的關(guān)閉實現(xiàn)了實用的最佳的信號干擾(特別是步進變化引起的振蕩)的抑制。因此，總體上在步進變化后強有力地縮短了確定時間。使用適當選擇的濾波器參數(shù)的最終值，還確保了在測量系統(tǒng)的確定階段后最優(yōu)地對測量信號進行濾波。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施例中，測量值單元的測量信號和輸出信號——后者與第一和/或第二延遲元件產(chǎn)生的測量信號相比有一個延遲——都在控制器單元內(nèi)部傳送到加法級，該加法級產(chǎn)生代表兩種信號不同的差分信號，使得記錄干擾、步進變化和逐漸變化變得更簡單。
為了呈現(xiàn)這種變化和波動，所述差分信號，更具體地，所述差分的絕對值——被用來與第一檢測器模塊內(nèi)的第一門限值模塊中的固定或可變的門限值進行比較，以檢測干擾；和/或——被用來與第二檢測器模塊中的固定或可變的門限值進行比較，以檢測步進變化；和/或——在第三檢測器模塊中被評估，以確定是否發(fā)生了負載的逐漸變化。
優(yōu)選地，第一檢測器模塊包括了統(tǒng)計模塊，用其可以計算差分信號的變化，取決于該變化，將第一門限值模塊中的門限值設(shè)定在一定級別。因此，如果通常地只發(fā)生了小的信號變化，可以選擇較低的門限值。因此即使幅度相對小時，代表干擾的信號變化也能被安全的檢測到而不會帶來錯誤檢測的風(fēng)險。另一方面，當輸入信號變化相對較大時，為了避免錯誤檢測，可相應(yīng)地選擇較高的觸發(fā)門限。
在第三檢測器模塊中，優(yōu)選地將差分信號——直接地或經(jīng)過限制傳送信號幅度的信號限幅器——引入積分器，將該積分器的輸出信號的絕對值與積分器的第二門限值模塊下游中的至少一個門限值進行比較。由于整合了差分信號，第三檢測器模塊能檢測到微小的負載變化。為了快速檢測到微小的負載變化，優(yōu)選的過程是測量差分信號過零后的時間，并建立相應(yīng)的時間值，在上升到較高的功率后，該時間值被用作加權(quán)因數(shù)，在差分信號被引入積分器之前與其相乘。相乘帶來的結(jié)果是，一個很小卻恒定的偏移量會迅速地表現(xiàn)出來，這是因為與作為時間的較高階函數(shù)而優(yōu)選增長的加權(quán)因數(shù)相乘。
在這種情況下的積分器這樣被控制只要差分信號不同為一足夠量，積分器的輸出信號就會增加，它又接著會減少。優(yōu)選地，會產(chǎn)生第二個加權(quán)因數(shù)，如果差分信號明顯與0不同，第二加權(quán)因數(shù)值為1；如果差分信號與0接近，則第二加權(quán)因數(shù)值小于1。第二加權(quán)因數(shù)舉例來說引入了積分器環(huán)路內(nèi)的乘法器級。
優(yōu)選地，積分器的輸出信號在負載變化成為信號之前必須超出較高的第一門限值，接下來在指示負載變化的信號被清除之前再降到較低的第二門限值以下。這種方法用來防止第三檢測器模塊不再指示負載變化的出現(xiàn)而第一檢測器模塊仍然把同一負載變化當作干擾的情況發(fā)生。
需要注意的是，負載變化成為信號后，測量信號又一次切換到直接通過的模式，因此，測量值單元的輸出信號以及差分信號也要跟隨負載變化。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施例中，至少測量信號和/或差分信號被引入受過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(參見圖4，模塊1500)中，當信號變化發(fā)生時，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷該變化是否由干擾、負載的步進和/或逐漸變化引起的，于是濾波器參數(shù)和/或開關(guān)模塊做出相應(yīng)的調(diào)整。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其訓(xùn)練方法可見例如參考文獻[9]，US 5,960,391。
舉例來說，測力裝置能以一種操作的無干擾模式而被訓(xùn)練，該模式下只產(chǎn)生小的逐漸負載變化或較大的負載的步進變化。因此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)不同操作狀態(tài)下的秤行為，并因此能夠精確地決定負載一次小的逐漸變化或步進變化或者干擾是否產(chǎn)生。秤能被使用者單獨訓(xùn)練，這樣它就能使自己優(yōu)化地適應(yīng)本地情況、秤配置、其使用者的個人處理方法以及其使用者采取的步驟。
優(yōu)選地，開關(guān)模塊被設(shè)計為，其輸入端的測量信號要么被導(dǎo)入第一信號通路上的轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一輸入端，該第一信號通路裝配有開關(guān)和限幅器，要么直接被導(dǎo)入第二信號通路上的轉(zhuǎn)換開關(guān)的第二輸入端。在沒有諸如干擾、負載步進變化以及逐漸變化等外部影響時，由第一檢測器模塊控制的開關(guān)保持關(guān)閉，而由第二和/或第三檢測器模塊控制的開關(guān)保持切換到第一輸入端，于是測量信號就能通過第一信號通路從開關(guān)模塊的輸入端傳送到輸出端。
當?shù)谝粰z測器模塊檢測到干擾時，其會打開開關(guān)并且中斷第一信號通路，直到干擾穩(wěn)定下來。在這種情況下，限幅器在開關(guān)打開前阻止干擾的信號部分通過開關(guān)模塊。沒有發(fā)生進一步的信號干擾后，開關(guān)優(yōu)選地繼續(xù)保持n個時鐘周期的打開狀態(tài)。
當?shù)诙虻谌龣z測器模塊分別檢測到負載的步進或逐漸變化時，檢測器模塊使得轉(zhuǎn)換開關(guān)連接到第二輸入端，于是測量信號就能沿著第二信號通路從開關(guān)模塊的輸入端傳送到輸出端并被進一步處理。
開關(guān)模塊優(yōu)選地被整合到了濾波器鏈中，離鏈的輸入端盡可能近，從而使得干擾盡可能早地被發(fā)現(xiàn)且被完全消除。另一方面，通過在該鏈之前放置濾波器級，可以盡可能地調(diào)節(jié)測量信號，以便根據(jù)本發(fā)明的信號處理。


下面，結(jié)合附圖，更加詳細地描述本發(fā)明，其中圖1示出了秤1的模塊圖，其帶有測量傳感器10、可變模擬濾波器11、A/D轉(zhuǎn)換器12和可變數(shù)字濾波器鏈131，...，13n，以及下游跟隨信號估值單元16，例如，測量處理器；圖2示出了圖1所示的數(shù)字濾波器鏈131，...，13n，其整合了開關(guān)模塊14，由控制器單元15控制，并包括開關(guān)模塊，因此，可以選擇輸入端接收的測量信號msE，或者產(chǎn)生前一個測量值的測量值單元145的輸出信號msX、測量信號msE的平均值或期望值，以傳遞給信號通路上跟隨下游的信號處理單元；圖3示出了圖2的模塊圖，包括第一加法級143A，其中，根據(jù)測量值單元145的測量信號msE和輸出信號msX產(chǎn)生差分信號，并將其傳送到開關(guān)模塊142，接著在第二加法級143B再次將其加到測量值單元145的輸出信號msX中；圖4示出了圖2的開關(guān)模塊14，其采取了優(yōu)選的配置，其中包括開關(guān)模塊142和控制器單元15，其具有有利的有用可選神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1500；以及圖5示出了圖4的開關(guān)模塊142，它受控于三個檢測器模塊151、152和153。
具體實施例方式
圖1示出了包括測量傳感器10的秤1的模塊圖，該測量傳感器10將表示稱重負載的模擬測量信號ms經(jīng)過可變模擬濾波器11傳送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器12。經(jīng)過數(shù)字化的測量信號msD再通過可變數(shù)字濾波器鏈131，...，13n，從經(jīng)濾波的數(shù)字測量信號msDF被發(fā)送的地方傳送到輸出單元16，該輸出單元16優(yōu)選地裝配有處理器并且輸出測量結(jié)果，例如將其顯示在讀出屏幕上。
呈現(xiàn)在濾波器單元11，13輸入端的信號被傳送到控制器單元15的門限值模塊151，1511，...151n，其中門限值模塊檢測負載變化的發(fā)生并觸發(fā)發(fā)生器模塊155，1551，...155n，其在檢測到負載變化后會重置濾波器單元11，131’，...，13n的濾波器參數(shù)r，該濾波器單元分配給相應(yīng)的各發(fā)生器模塊，然后使得濾波器參數(shù)r作為時間的函數(shù)而改變，收斂到一個給定的終值x。
因此，根據(jù)圖1所示的電路布局，可在例如稱重負載發(fā)生步進變化后，實現(xiàn)有利地控制模擬和/或數(shù)字濾波器11，13。在模擬信號處理單元中，使用參考文獻[8]，第13章，第888至893頁所述的濾波器參數(shù)可調(diào)的主動濾波器11是很有利的。第891頁描述了濾波器參數(shù)的電子控制方式。在數(shù)字信號處理單元中，用到了濾波器參數(shù)可調(diào)的數(shù)字濾波器13，如參考文獻[8]的第21章所述。當然，控制濾波器參數(shù)更簡單的方法是基于這樣的概念例如，濾波器參數(shù)是在所用信號處理器中的寄存器中步進改變的。
正如參考文獻[8]，第1133頁所述，一個逐漸增長的趨勢是進行數(shù)字化信號處理而不是用模擬方法。根據(jù)參考文獻[8]，這將有利地帶來較高的準確性和可復(fù)現(xiàn)性，同樣會降低對干擾的敏感性。文獻[8]的第21章描述了數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)、操作原理和屬性。例如從參考文獻[6]和[7]可了解到采用數(shù)字濾波器的電子秤。文獻[8]第21.7.2章的1181-1184描述了利用信號處理器來實現(xiàn)數(shù)字濾波器的方法。
如果使用了信號處理器，其自身而言本質(zhì)上構(gòu)成了數(shù)字信號處理單元13，該單元包括整合于其中的開關(guān)模塊14(見圖2至4)。因此信號處理模塊優(yōu)選是作為軟件模塊而實現(xiàn)的。
圖1所示的電路布局具有可變?yōu)V波器11和13，與具有非可變?yōu)V波器的電路布局相比，其具有明顯的優(yōu)勢。
兩種電路布局，即，使用可變?yōu)V波器的電路布局和使用非可變?yōu)V波器的電路布局，會引起信號干擾，特別是與負載無關(guān)的干擾，它仍然會帶來嚴重的問題。盡管使用的濾波器在抑制這些干擾方面已經(jīng)很出色，但這些次要或主要的干擾仍然是信號處理的負擔，因為這些干擾的一部分在信號處理通路上會長時間殘留，尤其是在用到遞歸濾波器的情況下，其會妨礙快速地得到高精度測量結(jié)果。
以下所述的本發(fā)明用于消除使用可變?yōu)V波器和非可變?yōu)V波器的電路布局中的存在的這些問題。正如現(xiàn)在將要描述的，達到該目的的優(yōu)選方法是在濾波器鏈里面或前面加入開關(guān)模塊14。
有了圖2所示的開關(guān)模塊14，就可排除干擾信號部分，并用測量值單元145的輸出信號msX取而代之，該測量值單元145在其輸出端輸出——接收到的帶有延遲的測量信號值msE，或者——由給定時間內(nèi)的測量信號msE的多個最近值組成的平均值，或者——基于在給定時間內(nèi)產(chǎn)生的測量信號多個最近值而得到的測量信號msE的期望值。
例如，通過已知的LPC(線性預(yù)測編碼)方法，即基于已記錄的測量信號msE的值而估計測量信號的將來值的數(shù)學(xué)方法，來確定期望值。測量信號msE由第一檢測器模塊151監(jiān)視信號干擾的出現(xiàn)，該第一檢測器模塊151被整合到控制器單元15中，其中在檢測到干擾后，開關(guān)模塊142以如下的方式被觸發(fā)將測量值單元145的輸出信號msX而不是接收的測量信號msE傳送到信號通路后面的濾波器級130。
圖2所示實施例的電路布局配置如下從位于信號通路上游的濾波器級131接收的測量信號msE通過第一延遲元件導(dǎo)入轉(zhuǎn)換開關(guān)142的第一輸入端A，并且，在沒有干擾出現(xiàn)時，被切換到通往輸出端C的直接通道上，這里信號一方面被傳遞到下一濾波器級130，而另一方面經(jīng)過第二延遲元件141B傳送到測量值單元145，其一方面輸出測量信號msE的期望值msX到轉(zhuǎn)換開關(guān)142的第二輸入端B，另一方面輸出到控制器單元15。
控制器單元15包括加法級155，其用來從測量值單元145的測量信號msE和輸出信號msX產(chǎn)生差分信號Δ。
如果由秤1測量的負載是恒定的且沒有干擾，差分信號Δ就等于0。當存在干擾時，負載信號的步進變化或逐漸變化和差分信號Δ將由于延遲元件141A和141B而偏離0。如果差分信號Δ的值超過了第一檢測模塊151中設(shè)置的門限值，則干擾就被記錄下來，并且轉(zhuǎn)換開關(guān)142切換到第二輸入端B，如圖2所示。將測量值單元145的輸出信號msX而不是受干擾的測量信號msE傳送到信號通路后面的濾波器單元13，所以干擾并不會引起測量值中的錯誤。
干擾被記錄后或者總體而言如果差分信號Δ被發(fā)現(xiàn)偏離于0，實質(zhì)上可能由于以下的狀態(tài)變化引起如果發(fā)生干擾，例如由于機械沖擊或碰撞，它將快速衰減，于是差分信號Δ變?yōu)?，轉(zhuǎn)換開關(guān)142將重置到第一輸入端A。
或者，可以由恒定偏移量指示負載的變化的發(fā)生而不是干擾。還有可能的是，發(fā)生了負載的步進變化而不是干擾。在這些情況下，下一個跟隨的濾波器級130中需要盡快地再次處理測量信號msE。于是測力裝置1的輸出信號將立即跟隨負載的逐漸變化或步進變化。需要進一步強調(diào)的是，在轉(zhuǎn)換開關(guān)142被重置之后，測量值單元145再次接收當前測量信號msE，于是測量值單元的輸出信號msX被再次更新，差分信號Δ就變回0，產(chǎn)生的結(jié)果是，第一檢測器模塊151也將不再檢測干擾。
因此，轉(zhuǎn)換開關(guān)142接收第一檢測器模塊151的控制信號ctrlS，用來引起轉(zhuǎn)換開關(guān)142在干擾被檢測出來時切換到第二輸入端B。為了將轉(zhuǎn)換開關(guān)142再次設(shè)置到第一輸入端A，轉(zhuǎn)換開關(guān)142還優(yōu)選地通過或(OR)門158(見圖4)接收來自于指示了負載的步進變化的第二控制器模塊152的控制信號ctrlLW，以及來自于指示了負載的逐漸變化的第三檢測器模塊153的控制信號ctrlLC。在這樣的安排下，來自于第二和第三檢測器模塊152，153的控制信號ctrlLW和ctrlLC，比來自第一檢測器模塊151的控制信號ctrlS有更高優(yōu)先級。
圖2中電路布局的特別重要之處在于第一延遲元件141A，其對到來的測量信號msE施加延遲并以長度已設(shè)置好的時延將其發(fā)送到轉(zhuǎn)換開關(guān)142，從而使在干擾經(jīng)過開關(guān)且影響測力裝置1的輸出信號之前，在干擾情況下轉(zhuǎn)換開關(guān)142可以完成切換。
需要進一步注意的是，為了解釋根據(jù)本發(fā)明的解決方法，轉(zhuǎn)換開關(guān)142只用了符號形式來表示。實際上，開關(guān)模塊142的轉(zhuǎn)換開關(guān)142對任意設(shè)計選擇都是開放的。同樣很明顯的一點是，根據(jù)本發(fā)明的解決方案能用硬件或軟件或者兩者相結(jié)合的方式而實現(xiàn)。
圖3顯示了開關(guān)模塊14的特別有利的一種配置，其中測量信號msE通過第一延遲元件141A、第一加法級143A、開關(guān)142和第二加法級143B，傳送到開關(guān)模塊14的輸出端。在第一加法級143A中，從測量信號msE減去測量值單元145的輸出信號msX，從而開關(guān)142的輸入端接收測量信號msE，該測量信號msE代表差分信號Δ，且當負載不變時等于0。在第二加法級143B中，測量值單元145的輸出信號msX，又被加到到達的測量信號msE或差分信號Δ。因此，當開關(guān)模塊關(guān)閉時，第二加法級直接傳送接收到的測量信號msE，當開關(guān)模塊打開時，第二加法級將測量值單元的輸出信號msX傳送到信號處理通路的下游。通過簡單地觸發(fā)開關(guān)142，第二開關(guān)模塊14的輸出信號msA就能在測量值單元145的測量信號msE和輸出信號msX之間切換。
圖4顯示了開關(guān)或開關(guān)模塊142的一個有利的實施例。在此布局中，開關(guān)模塊142輸入端處呈現(xiàn)的測量信號msE在第一信號通路上，通過開關(guān)1421和限幅器1428導(dǎo)入第一輸出端A，并在第二信號通路上，直接導(dǎo)向轉(zhuǎn)換開關(guān)1422的第二輸入端B。
當不存在諸如干擾、負載的步進和逐漸變化之類的外部影響時，受控于第一檢測器模塊151的開關(guān)1421被關(guān)閉，經(jīng)過或門158受控于第二和/或第三檢測器模塊152，153的轉(zhuǎn)換開關(guān)1422切換到第一輸入端A。
當?shù)谝粰z測器模塊151檢測到干擾時，開關(guān)1421被檢測器模塊151打開，在干擾被清除后，優(yōu)選地直到過了n個時鐘周期才再次將其關(guān)閉。第一信號通路上的限幅器1428阻止高幅干擾在開關(guān)1421被觸發(fā)前經(jīng)過第一信號通路。
當?shù)诙?或第三檢測器模塊152，153檢測到負載的步進和/或逐漸變化時，檢測器模塊引起轉(zhuǎn)換開關(guān)1422到第二輸入端B的切換，并且優(yōu)選地只在測量系統(tǒng)穩(wěn)定后才還原。
正如以上所描述的，當檢測到負載步進變化后，優(yōu)選地以能導(dǎo)致可能的最短瞬態(tài)衰減階段的方式控制濾波器單元11，13的參數(shù)。
當檢測負載的步進變化時，還可能的是，不改變?yōu)V波器鏈13的輸出信號msDF，建立以下值之一，并且在瞬態(tài)衰減階段結(jié)束之前將該值切換到測力裝置1的輸出端——在負載步進變化之前確定的濾波器鏈13的輸出信號msDF的最后一個值，或者——在給定時間內(nèi)出現(xiàn)的濾波器鏈13的輸出信號msDF的多個最近值的平均值，或者——基于在給定時間內(nèi)出現(xiàn)的輸出信號msDF的多個最近值的濾波器鏈13的輸出信號msDF的期望值。
圖5示出了圖4的開關(guān)模塊142，其受控于三個檢測器模塊151，152，153。
用于檢測干擾的第一檢測器模塊151，包括一個絕對值模塊1511，其中到達的差分信號Δ的絕對值被確定并且被傳送到跟隨信號通路下游的門限值模塊1512，其用于確定差分信號Δ的值是否超過給定的門限值。一旦超過門限值，開關(guān)1421由控制信號ctrlS打開，該信號是由監(jiān)視單元1513發(fā)出的。直到監(jiān)視單元1513確定在n個時鐘周期里門限值沒有被超越，開關(guān)才再次關(guān)閉。這個過程是為了避免差分信號Δ的值接近門限值時，可能發(fā)生的開關(guān)1421的快速破壞性切換動作。
所描述的第一檢測器模塊151的優(yōu)選配置中進一步包括統(tǒng)計模塊1514，利用它可測量差分信號Δ的變化以及控制門限值模塊1512的門限值。當出現(xiàn)較大的變化時，選擇較高的門限值來避免錯誤干擾檢測的風(fēng)險。如果變化較小時，選擇較低的門限值，從而能正確檢測較小的干擾。
在第三檢測器模塊153，差分信號Δ直接地或者通過限幅器1534被引入積分器1538，將該積分器的輸出信號的絕對值(在模塊15391里確定)與門限值模塊1539內(nèi)的至少一個門限值進行比較。超出此門限值意味著發(fā)生了負載變化。在檢測到負載變化后，回到低于第一或第二低的門限值的范圍表明測量系統(tǒng)跟隨了負載變化。通過位于門限值模塊15392的下游處的延遲元件15393以及切換模塊15394實現(xiàn)兩個門限值之間的切換，在門限值被超越時，切換模塊15394設(shè)置后者至其較低級別并且只有在信號同樣降低到較低值以下時才恢復(fù)其到較高值。
為了能夠快速檢測負載的微小的逐漸變化，在這種情況下出現(xiàn)的差分信號Δ的過零點通過模塊1531在第三檢測器模塊153中被檢測出來。在每一過零點，模塊1531都觸發(fā)所連接的計數(shù)器1532，該計數(shù)器1532產(chǎn)生取決于過零點的計數(shù)值。這個計數(shù)值z，優(yōu)選地上升到某個冪值(z，z2，z3)，用作第一加權(quán)因數(shù)W1，通過該第一加權(quán)因數(shù)W1，在被送交到積分器1538之前，差分信號Δ在乘法器模塊1535里被加權(quán)。通過此次加權(quán)過程，一個很小的恒定偏移，或者差分信號Δ一次非常微小的上升會產(chǎn)生與很大偏移帶來的顯著效果相同的效果。
第二加權(quán)因數(shù)W2用于控制積分器1538。該第二加權(quán)因數(shù)W2是通過將差分信號Δ的絕對值(在模塊1536里確定)與第三檢測器模塊153的至少一個門限值進行比較而得到的，該第二加權(quán)因數(shù)W2被送入積分器1538或者積分器環(huán)路中的乘法器模塊，用以在差分信號Δ大約是0時引起當前過程中的信號的逐步增長。因此，出現(xiàn)更大或者非常小的負載變化時，積分器1538急速上升，負載變化穩(wěn)定后(差分信號Δ→0)它又快速地降下來。
通過優(yōu)選實施例描述和闡明了根據(jù)本發(fā)明的方法和測力裝置1。通過秤1而描述了測力裝置。然而，本發(fā)明同樣可用于其他測力裝置，例如重力測量儀器、稱重模塊、負載單元和可能在某些情況下組成秤一部分的力傳感器。
正如已顯示的，本發(fā)明的概念能結(jié)合技術(shù)多樣化而實現(xiàn)，這些技術(shù)例如模擬電路技術(shù)、數(shù)字技術(shù)或結(jié)合信號處理器的軟件解決方案。
進一步地，當然，本發(fā)明并不局限于這里所描述的濾波器和開關(guān)模塊。
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1.一種用于處理測量傳感器(10)的輸出信號的方法，所述測量傳感器(10)被整合到測力裝置(1)尤其是秤中，其中，所述測量傳感器(10)用于產(chǎn)生代表所述傳感器(10)上的負載的測量信號(ms)，所述測量信號(ms)在模擬濾波器(113)中被濾波，和/或在經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(12)的處理之后，在數(shù)字濾波器(133)中被濾波，以抑制由諸如機械干擾、所述負載的步進變化或逐漸變化之類的外部影響而造成的干擾信號部分，其特征在于，所述測量信號(msE)被導(dǎo)入測量值單元(145)，所述測量值單元(145)在其輸出端傳送——所述測量信號(msE)的接收值和保留值，或——由在給定時間內(nèi)產(chǎn)生的所述測量信號(msE)的多個最近值組成的平均值，或——基于在給定時間內(nèi)產(chǎn)生的所述測量信號(ms)的多個最近值而得到的所述測量信號(msE)的期望值，其特征還在于，通過整合到控制器單元(15)中的第一檢測器模塊(151)監(jiān)視所述測量信號(msE)中信號干擾的出現(xiàn)，其中，在檢測到信號干擾后，以如下方式觸發(fā)開關(guān)模塊(142)中斷向所述測量值單元(145)傳送所述測量信號(msE)，以及向位于信號通路之后的所述測力裝置(1)的模塊傳送所述測量值單元(145)的輸出信號(msX)，而不是所述測量信號(msE)。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述測量值單元(145)的輸出端的輸出信號的傳送是以一定延遲出現(xiàn)的，因為被傳送到所述測量值單元(145)的測量信號(msE)經(jīng)過了至少第一延遲元件(141A)，或者因為所述測量值單元(145)的輸出信號的傳送經(jīng)過了至少第一延遲元件(141A)，或者，如果可行的話，通過建立所述平均值或期望值的過程在所述測量值單元(145)內(nèi)實現(xiàn)了延遲。
3.如權(quán)利要求1或2所述方法，其特征在于，所述測量信號(msE)優(yōu)選地通過所述第一延遲元件(141A)和第一加法級(143A)，其中從所述測量信號(msE)減去了所述測量值單元(145)的輸出信號(msX)，以及進一步通過所述開關(guān)模塊(142)，而導(dǎo)入第二加法級(143B)，其中，所述測量值單元(145)的輸出信號(msX)又被加到到達信號上，因此，當所述開關(guān)模塊(142)關(guān)閉時，第二加法級(143B)傳送接收到的所述測量信號(msA＝msE-msX+msX)，以及當所述開關(guān)模塊(142)打開時，所述第二加法級(143B)將所述測量值單元(145)的輸出信號(msA＝0+msX)傳送到所述測力裝置(1)的輸出端。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，通過整合到控制器單元(15)中的第二檢測器模塊(152)來監(jiān)視所述測量信號(msE)中所述負載的步進變化的出現(xiàn)，和/或通過整合到控制器單元(15)中的第三檢測器模塊(153)來監(jiān)視所述測量信號(msE)中所述負載的逐漸變化的出現(xiàn)，當檢測到所述負載的步進變化或逐漸變化時，以如下方式觸發(fā)所述開關(guān)模塊(142)所述測量信號(msE)通過所述開關(guān)模塊(142)直接傳送到它們的輸出連接(msA＝msE)。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述測量值單元(145)的測量信號(msE)和輸出信號(msX)——后一個信號(msX)與由通過所述第一和/或第二延遲元件(141A，141B)而產(chǎn)生的所述測量信號(msE)相比存在一個時延——均是在所述控制器單元(15)內(nèi)被導(dǎo)入加法級(155)的，所述加法級(155)根據(jù)所述信號(msE，msX)產(chǎn)生了差分信號(△)，所述差分信號(Δ)——將其絕對值與所述第一檢測器模塊(151)內(nèi)的第一門限值模塊(1512)中的固定或可變門限值進行比較，以檢測干擾；和/或——將其絕對值與所述第二檢測器模塊(152)中的固定或可變的門限值進行比較，以檢測所述負載的步進變化；和/或——在所述第三檢測器模塊(153)中直接地或者通過限幅器(1534)被引入到積分器(1538)，將所述積分器(1538)的輸出信號的絕對值與門限值模塊(1539)中的至少一個門限值進行比較，其中，向上越過所述門限級別表示發(fā)生了負載的逐漸變化，以及隨后的向下越過所述門限級別表示所述負載變化已確定。
6.如權(quán)利要求5所述方法，其特征在于——所述第一檢測器模塊(151)包括統(tǒng)計模塊(1524)，通過所述統(tǒng)計模塊(1524)可以計算所述差分信號(△)的方差，以及根據(jù)所述方差，將第一門限值模塊中的門限值設(shè)定在一定級別；和/或——在所述第三檢測器模塊(153)中，通過模塊(1531)檢測所述差分信號(△)的過零點，以及在下游相連的計數(shù)器級(1532)中根據(jù)所述過零點產(chǎn)生一個計數(shù)值，將所述計數(shù)值優(yōu)選地提升到較高的冪次方而得到第一加權(quán)因數(shù)(W1)，在被引入到所述積分器(1538)之前，所述差分信號(△)在乘法器級(1535)內(nèi)被用所述第一加權(quán)因數(shù)(W1)加權(quán)；和/或——將所述差分信號(△)的絕對值與所述第三檢測器模塊(153)內(nèi)的門限值模塊(1537)中的至少一個門限值進行比較，以確立第二加權(quán)因數(shù)(W2)，所述第二加權(quán)因數(shù)(W2)用于控制所述積分器(1538)，從而當所述差分信號(△)基本等于零時，重置所述積分器(1538)的輸出信號；和/或——將所述積分器(1538)的輸出信號與下游相連的門限值模塊中的至少一個較高的第一門限值進行比較，以檢測所述負載的逐漸變化，以及接下來將所述輸出信號與較低的第二門限值進行比較，以讓所述測力裝置跟隨所述負載的變化。
7.如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，至少所述測量信號(msE)和/或所述差分信號(△)被引入到受過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(1500)中，當信號變化發(fā)生時，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(1500)判斷所述變化是否由機械干擾、所述負載的步進變化和/或逐漸變化引起的，濾波器參數(shù)和/或所述開關(guān)模塊(142)據(jù)此做出相應(yīng)的調(diào)整。
8.如權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在所述開關(guān)模塊(142)的輸入端呈現(xiàn)的測量信號(msSE)要么被導(dǎo)入至第一信號通路上的轉(zhuǎn)換開關(guān)(1422)的第一輸入端(A)，所述第一信號通路裝配有開關(guān)(1421)和限幅器(1428)，要么在第二信號通路上被直接導(dǎo)入所述轉(zhuǎn)換開關(guān)(1422)的第二輸入端(B)，其中——在沒有諸如干擾、所述負載的步進變化或逐漸變化之類的外部影響時，由所述第一檢測器模塊(151)控制的所述開關(guān)(1421)保持關(guān)閉，以及由所述第二和/或第三檢測器模塊(152，153)控制的變換開關(guān)(1422)保持切換到所述第一輸入端(A)；——當所述第一檢測器模塊(151)檢測到干擾時，所述第一檢測器模塊(151)打開所述開關(guān)(1421)，以及在所述干擾被清除后，優(yōu)選地再經(jīng)過n個時鐘周期，才將所述開關(guān)(1421)關(guān)閉；——當所述第二或第三檢測器模塊(152，153)檢測到所述負載的步進變化或逐漸變化時，相應(yīng)的檢測器模塊讓所述轉(zhuǎn)換開關(guān)(1422)連接到所述第二輸入端(B)，以及優(yōu)選地在所述測量系統(tǒng)穩(wěn)定后，才讓所述轉(zhuǎn)換開關(guān)(1422)切換回所述第一輸入端(A)。
9.如權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述測量信號(msE)經(jīng)由數(shù)字和/或模擬濾波器級(11，13)濾波之后，才被引入到所述開關(guān)模塊(142)，和/或由所述開關(guān)模塊(142)傳遞的所述測量信號(msSA)經(jīng)由數(shù)字和/或模擬濾波器級(11，13)濾波之后，才被導(dǎo)入到所述測力裝置(1)的輸出端，其中，如果可行的話，所述測量信號再被傳送到處理器或指示器單元(16)中。
10.根據(jù)如權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求的方法來進行操作的測力裝置(1)，尤其是秤(1)，包括測量傳感器(10)，所述測量傳感器(10)用于產(chǎn)生代表所述測力裝置(1)上負載的測量信號(ms)，所述測量信號(ms)可以經(jīng)由模擬濾波器(11)濾波，和/或——經(jīng)由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(12)處理后——再經(jīng)由數(shù)字濾波器(131，...，13n)濾波，從而抑制由諸如機械干擾、所述負載的步進變化或逐漸變化之類的外部影響造成的干擾信號部分，其特征在于，所述測量信號(msE)可以被引入測量值單元(145)，所述測量值單元(145)在其輸出端傳送——所述測量信號(msE)的接收值和保留值，或——由在給定時間內(nèi)產(chǎn)生的所述測量信號(msE)的多個最近值組成的平均值，或——基于在給定時間內(nèi)產(chǎn)生的所述測量信號(ms)的多個最近值而得到的所述測量信號(msE)的期望值，其特征還在于，通過整合到控制器單元(15)中的第一檢測器模塊(151)監(jiān)視所述測量信號(msE)中信號干擾的出現(xiàn)，其中，在檢測到信號干擾后，以如下方式觸發(fā)開關(guān)模塊(142)中斷向所述測量值單元(145)傳送所述測量信號(msE)，以及，向所述測力裝置(1)的下游連接的模塊傳送所述測量值單元(145)的輸出信號(msX)而不是所述接收到的測量信號(msE)。
11.如權(quán)利要求10所述的測力裝置(1)，其特征在于，所述測量信號(msE)經(jīng)過至少第一延遲元件(141A)被傳送到所述測量值單元(145)，或者所述測量值單元(145)的輸出信號經(jīng)過至少第一延遲元件(141A)而傳遞，或者如果可行的話，通過用于建立所述平均值或期望值的處理過程，在所述測量值單元(145)內(nèi)實現(xiàn)所述輸出信號的延遲傳遞。
12.如權(quán)利要求10或11所述的測力裝置(1)，其特征在于，所述測量信號(msE)優(yōu)選地通過第一延遲元件(141A)和第一加法級(143A)，其中從所述測量信號(msE)減去了所述測量值單元(145)的輸出信號(msX)，以及進一步通過所述開關(guān)模塊(142)，而導(dǎo)入第二加法級(143B)，其中，所述測量值單元(145)的輸出信號(msX)又被加到到達信號上，因此，當所述開關(guān)模塊(142)關(guān)閉時，第二加法級(143B)傳送所述接收到的測量信號(msA＝msE-msX+msX)，以及當所述開關(guān)模塊(142)打開時，所述第二加法級(143B)將所述測量值單元(145)的輸出信號(msA＝0+msX)傳送到所述測力裝置(1)的輸出端。
13.如權(quán)利要求10、11或12所述的測力裝置(1)，其特征在于，通過整合到控制器單元(15)中的第二檢測器模塊(152)來監(jiān)視所述測量信號(msE)中所述負載的步進變化的出現(xiàn)，和/或通過整合到控制器單元(15)中的第三檢測器模塊(153)來監(jiān)視所述測量信號(msE)中所述負載的逐漸變化的出現(xiàn)，當檢測到所述負載的步進變化或逐漸變化時，以如下方式觸發(fā)所述開關(guān)模塊(142)所述測量信號(msE)通過所述開關(guān)模塊(142)直接傳送到它們的輸出連接(msA＝msE)。
14.如權(quán)利要求10、11、12或13所述的測力裝置(1)，其特征在于，所述測量值單元(145)的測量信號(msE)和輸出信號(msX)——后一個信號(msX)與由通過所述第一和/或第二延遲元件(141A，141B)而產(chǎn)生的測量信號(msE)相比存在一個時延——均是在所述控制器單元(15)內(nèi)被導(dǎo)入加法級(155)的，所述加法級(155)根據(jù)所述信號(msE，msX)產(chǎn)生了差分信號(△)，所述差分信號(△)——將其絕對值與所述第一檢測器模塊(151)內(nèi)的第一門限值模塊(1512)中的固定或可變門限值進行比較，以檢測干擾；和/或——將其絕對值與所述第二檢測器模塊(152)中的固定或可變的門限值進行比較，以檢測所述負載的步進變化；和/或——在所述第三檢測器模塊(153)中直接地或者通過限幅器(1534)被引入到積分器(1538)，將所述積分器(1538)的輸出信號的絕對值與門限值模塊(1539)中的至少一個門限值進行比較，其中，向上越過所述門限級別表示發(fā)生了負載的逐漸變化，以及隨后的向下越過所述門限級別表示所述負載變化已確定。
15.如權(quán)利要求14所述的測力裝置(1)，其特征在于——所述第一檢測器模塊(151)包括統(tǒng)計模塊(1524)，通過所述統(tǒng)計模塊(1524)可以計算所述差分信號(△)的方差，以及根據(jù)所述方差，將第一門限值模塊中的門限值設(shè)定在一定級別；和/或——在所述第三檢測器模塊(153)中，通過模塊(1531)檢測所述差分信號(△)的過零點，以及在下游相連的計數(shù)器級(1532)中根據(jù)所述過零點產(chǎn)生一個計數(shù)值，將所述計數(shù)值優(yōu)選地提升到較高的冪次方而得到第一加權(quán)因數(shù)(W1)，在被引入到所述積分器(1538)之前，所述差分信號(△)在乘法器級(1535)內(nèi)被用所述第一加權(quán)因數(shù)(W1)加權(quán)；和/或——將所述差分信號(△)的絕對值與所述第三檢測器模塊(153)內(nèi)的門限值模塊(1537)中的至少一個門限值進行比較，以確立第二加權(quán)因數(shù)(W2)，所述第二加權(quán)因數(shù)(W2)用于控制所述積分器(1538)，從而當所述差分信號(△)基本等于零時，重置所述積分器(1538)的輸出信號；和/或——將所述積分器(1538)的輸出信號與下游相連的門限值模塊中的至少一個較高的第一門限值進行比較，以檢測所述負載的逐漸變化，以及接下來將所述輸出信號與較低的第二門限值進行比較，以讓所述測力裝置跟隨所述負載的變化。
16.如權(quán)利要求10至15中任一權(quán)利要求所述的測力裝置(1)，其特征在于，至少所述測量信號(msE)和/或所述差分信號(△)被引入到受過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(1500)中，當信號變化發(fā)生時，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(1500)判斷所述變化是否由機械干擾、所述負載的步進變化和/或逐漸變化引起的，濾波器參數(shù)和/或所述開關(guān)模塊(142)據(jù)此作出相應(yīng)的調(diào)整。
17.如權(quán)利要求10至16中任一權(quán)利要求所述的測力裝置(1)，其特征在于，在所述開關(guān)模塊(142)的輸入端呈現(xiàn)的測量信號(msSE)要么被導(dǎo)入至第一信號通路上的轉(zhuǎn)換開關(guān)(1422)的第一輸入端(A)，所述第一信號通路裝配有開關(guān)(1421)和限幅器(1428)，要么在第二信號通路上被直接導(dǎo)入所述轉(zhuǎn)換開關(guān)(1422)的第二輸入端(B)，其中——在沒有諸如干擾、所述負載的步進變化或逐漸變化之類的外部影響時，由所述第一檢測器模塊(151)控制的所述開關(guān)(1421)保持關(guān)閉，以及由所述第二和/或第三檢測器模塊(152，153)控制的變換開關(guān)(1422)保持切換到所述第一輸入端(A)；——當所述第一檢測器模塊(151)檢測到干擾時，所述第一檢測器模塊(151)打開所述開關(guān)(1421)，以及在所述干擾被清除后，優(yōu)選地再經(jīng)過n個時鐘周期，才將所述開關(guān)(1421)關(guān)閉；——當所述第二或第三檢測器模塊(152，153)檢測到所述負載的步進變化或逐漸變化時，相應(yīng)的檢測器模塊讓所述轉(zhuǎn)換開關(guān)(1422)連接到所述第二輸入端(B)，以及優(yōu)選地在所述測量系統(tǒng)穩(wěn)定后，才讓所述轉(zhuǎn)換開關(guān)(1422)切換回所述第一輸入端(A)。
18.如權(quán)利要求10至17中任一權(quán)利要求所述的測力裝置(1)，其特征在于，數(shù)字和/或模擬濾波器級(11，13)在所述信號通路中位于所述開關(guān)模塊(142)的上游或下游。
全文摘要
一種用于處理測量傳感器(10)的輸出信號的方法，所述測量傳感器(10)被整合到測力裝置(1)尤其是秤中，其中，所述測量傳感器(10)用于產(chǎn)生代表所述傳感器(10)上的負載的測量信號(ms)，所述測量信號在模擬濾波器(113)中被濾波，和/或在經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(12)的處理之后，在數(shù)字濾波器(133)中被濾波，以抑制由諸如機械干擾、所述負載的步進變化或逐漸變化之類的外部影響而造成的干擾信號部分。根據(jù)本發(fā)明，所述測量信號(ms
文檔編號G01G3/14GK101078646SQ20071010503
公開日2007年11月28日 申請日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者M·努斯鮑默, D·雷伯 申請人:梅特勒-托利多公開股份有限公司