專利名稱：具有隅負(fù)荷傳感器的上置秤盤秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種上置秤盤秤，具有秤盤，其支承在力測量系統(tǒng)的 至少一個力接收器上，還具有一個隅負(fù)荷傳感器，其在稱量物體在秤 盤上處于偏心位置上時發(fā)送信號。
背景技術(shù)：
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(fù)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(shè)計隅負(fù)荷傳感器和現(xiàn)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(biāo)也是給秤加裝隅負(fù)荷傳感器。那里在秤 盤上具有至少兩個相互間有距離并與秤盤的中心相距的力測量傳感器 以及用于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 動需要或者借助操作人員或者復(fù)雜且易出現(xiàn)故障的機(jī)械(特別是在高 負(fù)荷下)并延長了測量時間。此外，DE 299 18 562 U1在隅負(fù)荷傳感器 的具體構(gòu)成方面僅介紹說，它例如利用應(yīng)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(fù)荷 傳感器的彈性件，隅負(fù)荷傳感器也要取決于秤盤或底盤的結(jié)構(gòu)，從而 可加裝性的目標(biāo)只能非常有限地實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為開頭所述類型的秤提供一種可容易加裝的 隅負(fù)荷傳感器。
該目的依據(jù)本發(fā)明由此得以實現(xiàn)，即隅負(fù)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(fù)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(fù)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(gòu)成，隅負(fù)荷傳感 器例如可以直接安放在現(xiàn)有的秤盤上并可以在上面放置其他新的秤 盤?；蛘咴诰哂谐颖P和底盤的秤上，隅負(fù)荷傳感器可以直接安放在底 盤上并且現(xiàn)有的秤盤可以直接放置到隅負(fù)荷傳感器的平的上面上。固
定連接在此方面具有優(yōu)點，但不一定非得如此。不像在DE 299 18 562 Ul中所設(shè)計的那樣改變稱量物體的位置，更合適的是，將隅負(fù)荷傳感 器的輸出信號輸送給校正電子裝置并在那里計算校正隅負(fù)荷誤差-正如DE 30 03 §62 C2和DE 38 11 942 C2己經(jīng)設(shè)計的那樣。信號傳遞 在此方面無力反作用地進(jìn)行-例如通過無線電連接或者光學(xué)連接。隅 負(fù)荷傳感器的信號在此方面依據(jù)目的在傳遞之前數(shù)字化，以取得更大 的抗干擾性。然后通過外部校正電子裝置進(jìn)行計算的隅負(fù)荷校正，具 有優(yōu)點的是例如通過PC進(jìn)行，其通過標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)輸出端獲得秤的稱 量信號并從隅負(fù)荷傳感器獲得隅負(fù)荷信號。由此無需影響秤電子裝置。
隅負(fù)荷傳感器在一種具有優(yōu)點的構(gòu)成中具有垂直設(shè)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(shè)置 在其間的管件允許使用DMS。


下面借助示意性附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。其中 圖1示出秤、隅負(fù)荷傳感器和校正電子裝置的概覽圖； 圖2以一種示例性構(gòu)成的放大剖面示出隅負(fù)荷傳感器； 圖3以仰視圖示出根據(jù)圖2的隅負(fù)荷傳感器； 圖4以第二種構(gòu)成的剖面示出隅負(fù)荷傳感器；以及圖5以第三種構(gòu)成的剖面示出隅負(fù)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(tǒng)5連接的底盤3、秤盤4和數(shù)據(jù)輸出端6。秤的這些部件普遍 公知并因此無須贅述；特別是力測量系統(tǒng)5可以按照任意的原理，例 如借助電磁的力平衡或者借助具有DMS的彈簧體工作。
秤盤4在依據(jù)本發(fā)明的秤上現(xiàn)在不是直接安放在底盤3上，更合 適的是，處于底盤3上的是隅負(fù)荷傳感器10并在該隅負(fù)荷傳感器10 上才放置秤盤4。隅負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)荷傳感器之間的連接對于可 重復(fù)實現(xiàn)地確定稱量物體重心的位置來說至關(guān)重要。圖1因此示出保 證隅負(fù)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(fù)荷傳感器IO之間的連接在測量技術(shù)上并不嚴(yán)格，這里在某些 情況下形狀配合的定位裝置16就足夠了。盡管如此上法蘭12也具有 孔14，以便可以實現(xiàn)秤盤與隅負(fù)荷傳感器之間的固定連接。
隅負(fù)荷傳感器lO在其管形部分(管)ll上優(yōu)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(zhǔn)確處于虛線所示的對稱線18上并因此準(zhǔn)確處于力接收器 7上，那么兩個DMS 17同等壓曲并在橋式電路上不產(chǎn)生對角電壓并因 此沒有產(chǎn)生輸出信號。而如果稱量物體相反例如略微向右偏移，那么 右側(cè)的DMS比左側(cè)的DMS稍微更強(qiáng)壓曲，其電阻因此變化更大，從 而產(chǎn)生作為隅負(fù)荷傳感器輸出信號的對角電壓。另兩個DMS在圖2的 圖平面的前面和后面處于管11上，并在稱量物體在與圖2的圖平面垂 直的方向上偏離中心的情況下，以相應(yīng)的方式發(fā)送隅負(fù)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并因此惠斯登電橋 上的固定電阻通過DMS取代。輸出信號由此加倍。兩個隅負(fù)荷信號在電子裝置19上在需要時放大和數(shù)字化，以便可 以將其通過無線連接21傳輸?shù)桨l(fā)送和接收單元20。無線的無線電連接 (例如藍(lán)牙)和無線的光學(xué)連接普遍公知，因此無須介紹數(shù)據(jù)傳輸?shù)?細(xì)節(jié)。同樣公知的是這種數(shù)據(jù)連接這樣構(gòu)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(shù)據(jù)和能量傳輸產(chǎn)生無力 反作用的連接并同時避免通過電池或者這類部件在隅負(fù)荷傳感器上帶 來的所有問題。發(fā)送和接收單元20向在圖1中通過PC實現(xiàn)的校正電子裝置22 繼續(xù)發(fā)送數(shù)字化隅負(fù)荷信號。PC此外從秤的標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字的數(shù)據(jù)輸出端 6獲得由秤測定的稱量信號并然后可以計算出隅負(fù)荷校正值(參見下面 的章節(jié))并顯示/輸出校正的稱量信號(也就是不使用秤的標(biāo)準(zhǔn)顯示器 2)。在所介紹的隅負(fù)荷傳感器與確定的秤一起第一次調(diào)試時，首先將 任意的稱量物體居中放置到秤盤上并因此與力接收器7對中心地放置 并確定秤顯示。隨后將稱量物體例如向右(在圖1的圖示中)移動并 記錄/儲存隅負(fù)荷傳感器的信號和秤顯示的變化。隨后將稱量物體向左 移動并同樣記錄/儲存隅負(fù)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復(fù)同一過程。從例如與隅負(fù)荷傳感器 的信號相關(guān)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(guān)的稱量結(jié)果。將該校正方程儲存在校正電 子裝置22上并在以后的測量時用于校正。明確指出的是，在多種秤中， 結(jié)果顯示與稱量物體在秤盤上的位置的相關(guān)性不大。因此剛才介紹的 與稱量物體在秤盤上的位置相關(guān)的秤顯示的變化只能在非常高分辨率 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(shù)值。因此一般情況下直線方程足夠用于校正稱量結(jié)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(guān)性或 者也校正與負(fù)荷相關(guān)的隅負(fù)荷相關(guān)性。前面對于方向右/左所介紹的內(nèi) 容以相同的方式為與此垂直的方向重復(fù)實施并也為該方向測定和儲存 隅負(fù)荷校正方程或隅負(fù)荷校正系數(shù)。因為隅負(fù)荷校正一般情況下僅以 很少的位數(shù)進(jìn)行，所以自然對隅負(fù)荷傳感器-信號的分辨率和可重復(fù)實 現(xiàn)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(fù)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(fā)，專用轉(zhuǎn)接件的 制造更加簡單。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(fù)荷傳感器的底面上環(huán)繞每個固定孔14存在小厚度的凸 起部(未示出)并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(nèi)各自插入橡膠緩沖器，其上可以放置秤盤。通過所介紹的隅負(fù)荷信號的外部評估并通過外部校正，既不需要 影響現(xiàn)有秤的機(jī)械裝置也不需要影響現(xiàn)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(fù)荷傳感器與底盤之間采用螺紋連接。不 言而喻，也可以使用其他任意的連接技術(shù)，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(fù)荷傳感器扭轉(zhuǎn)。在圖1所示的例子中，底盤3通過一個力測量系統(tǒng)的一個力接收器支承。不言而喻，依據(jù)本發(fā)明的隅負(fù)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(tǒng)或者與三個或者四個力測量系統(tǒng)連接。隅負(fù)荷傳感器10的適當(dāng)位置在 這種情況下是這樣的，即對稱線1S基本設(shè)置在各個單個力接收器之間 的中心上。但對稱線18的準(zhǔn)確位置對測量精度并無大礙，因為通過所
介紹的校準(zhǔn)在調(diào)試隅負(fù)荷傳感器時同時校準(zhǔn)所述準(zhǔn)確位置。
圖4以剖面示出隅負(fù)荷傳感器的第二種構(gòu)成。該隅負(fù)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(gòu)成中盤形構(gòu) 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(dāng)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。在稱量物體處于偏心位置的情況下，隅負(fù)荷-扭矩則相反優(yōu)先 由具有DMS 17的管31接收，因為支承棒34相對于彎曲來說相當(dāng)軟。 于是，在與根據(jù)圖2和3的構(gòu)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(gòu)成中稱量物體處 于中心的情況下相同。但在稱量物體處于偏心位置的情況下，管31上 的DMS信號明顯大于管11上的DMS信號，因為管31的壁厚明顯小 于管11的壁厚。
圖4中隅負(fù)荷傳感器的制造例如可以這樣進(jìn)行，使支承棒34、管 31和所述一個法蘭整體制造，制造所述另一具有用于支承棒的在中心 的孔的法蘭，以及兩個部分隨后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，通過這些孔可以借助激光加 工空腔的話，也可以由一個部件制造。
圖5以剖面示出隅負(fù)荷傳感器的第三種構(gòu)成。與圖4相同的部件 采用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注并不再說明。管41在該構(gòu)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并因此對隅負(fù)荷-扭矩的靈敏 度更大。此外，在管41的內(nèi)側(cè)上可以使用附加的DMS 17'，其中，DMS 17'在負(fù)荷時被壓曲，而在該構(gòu)成中管41外側(cè)上的DMS 17則在負(fù)荷下 伸展。由此可以利用伸展和壓曲的DMS構(gòu)成完整的惠斯登電橋并由此 同樣產(chǎn)生隅負(fù)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(qū)域42和/或者42' 上使用。在這些水平區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生壓曲的和伸展的區(qū)，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(nèi)側(cè)上的困難應(yīng)用。不言而喻，根據(jù)圖5的波紋管式構(gòu)成也可以在無支承棒的構(gòu)成中 使用。這種非常軟和靈敏的結(jié)構(gòu)特別適用于低的負(fù)荷。此外，隅負(fù)荷 傳感器在具有支承棒的構(gòu)成中的靈敏度可以由此提高，即支承棒上通 過收縮產(chǎn)生具有更小橫截面的區(qū)域(未示出)。這種具有更小橫截面 的短的區(qū)域相對于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(nèi)容中始終由此出發(fā)，即隅負(fù)荷傳感器用于計算校正秤 的隅負(fù)荷。但不言而喻，隅負(fù)荷傳感器的信號也可以用于確定稱量物 體的重心如果隅負(fù)荷傳感器的輸出信號為零，那么稱量物體的重心 準(zhǔn)確處于隅負(fù)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(fù)荷傳感器輸出信號的數(shù)值可以確定重心的側(cè)面偏移。隅負(fù)荷傳感器此外還可以使秤的制造變得容易取代將秤調(diào)準(zhǔn)到 100%隅負(fù)荷自由度，更加物美價廉的是秤在制造過程期間僅粗略調(diào)準(zhǔn) 和所述隅負(fù)荷自由度通過隅負(fù)荷傳感器和校正電子裝置獲得。于是， 在按照模塊化原理加工的框架內(nèi)，中等分辨率的秤例如可以隅負(fù)荷調(diào) 準(zhǔn)地制造并直接銷售；然后高分辨率的秤簡單地通過附加裝入隅負(fù)荷 傳感器和校正電子裝置而由這些基本裝置制造。為使隅負(fù)荷傳感器與校正電子裝置為無力反作用連接，在上述內(nèi) 容中介紹了無線電連接和光學(xué)連接。不言而喻，也可以使用實際上無 力反作用的有線連接。例如金帶連接常用于這種目的。在正確設(shè)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 于秤的分辨率，因此不影響秤的精確度。
附圖標(biāo)記列表1234671011121314151617、 17'18192021223031323334404142、 42'秤顯示 底盤 秤盤力測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出端力接收器隅負(fù)荷傳感器管法蘭 法蘭 孔固定螺釘形狀配合的定位裝置應(yīng)變計(DMS)對稱線電子裝置發(fā)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(fù)荷傳感器 管法蘭(盤形) 法蘭(盤形) 支承棒隅負(fù)荷傳感器管水平區(qū)
權(quán)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(tǒng)(5)的至少一個力接收器(7)上；還具有隅負(fù)荷傳感器，所述隅負(fù)荷傳感器在稱量物體在所述秤盤上處于偏心位置時發(fā)送信號；其特征在于所述隅負(fù)荷傳感器(10、30、40)具有平的底面，所述隅負(fù)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(fù)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(fù)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(quán)利要求l所述的上置秤盤秤，其特征在于，所述隅負(fù)荷傳 感器(10、 30、 40)具有垂直設(shè)置的、兩側(cè)具有法蘭(12、 13; 32、 33)的管(11、 31、 41)的形式。
3. 按權(quán)利要求2所述的上置秤盤秤，其特征在于，所述端法蘭(32、 33)構(gòu)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(shè)置支承棒(34)。
4. 按權(quán)利要求2或3所述的上置秤盤秤，其特征在于，所述管(ll、 31、 41)的直徑大于高度。
5. 按權(quán)利要求2 - 4之一所述的上置秤盤秤，其特征在于，至少 一個法蘭(12、 13; 32、 33)具有固定孔。
6. 按權(quán)利要求2 - 5之一所述的上置秤盤秤，其特征在于，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(quán)利要求2 - 6之一所述的上置秤盤秤，其特征在于，至少 四個應(yīng)變計(17)以垂直的測量方向使用在所述管(11、 31、 41)上。
8. 按權(quán)利要求l所述的上置秤盤秤，其特征在于，所述無力反作 用的連接(21)通過無線電連接實現(xiàn)。
9. 按權(quán)利要求8所述的上置秤盤秤，其特征在于，所述隅負(fù)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(jìn)行。
10. 按權(quán)利要求1所述的上置秤盤秤，其特征在于，所述無力反 作用的連接(21)通過光學(xué)連接實現(xiàn)。
11. 按權(quán)利要求IO所述的上置秤盤秤，其特征在于，所述隅負(fù)荷 傳感器(10、 30、 40)的電子裝置(19)的供電同樣通過所述光學(xué)連 接進(jìn)行。
12. 按權(quán)利要求1所述的上置秤盤秤，其特征在于，在隅負(fù)荷傳 感器(10、 30、 40)上固定模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
13. 按權(quán)利要求1所述的上置秤盤秤，其特征在于，所述校正電 子裝置(22)實施所述秤的所述輸出信號的數(shù)字化校正并通過相應(yīng)的 編程的PC實現(xiàn)所述秤的所述輸出信號的數(shù)字化校正。
全文摘要
對于一種上置秤盤秤，具有秤盤，其支承在力測量系統(tǒng)(5)的至少一個力接收器(7)上，還具有隅負(fù)荷傳感器，其在稱量物體在秤盤上處于偏心位置時發(fā)送信號，建議，隅負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)荷傳感器可以用于任意的秤結(jié)構(gòu)并可以很容易地加裝。
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(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)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