METHOD AND APPARATUS FOR ADJUSTING A WEIGHING DEVICE

Abstract: 1. Method for adjusting a weighing device having force shunts, with at least one weighing cell, characterised in that associated with the respective force shunts there is at least one measuring apparatus for a parameter which determines the extent of the force shunt, that this parameter is varied with a constantly maintained load of the weighing device and that a correction value is obtained for the output signal of the weighing cell from the apparent load variations of the weighing device which occur as a function of the magnitude of the parameter.

Description: JustisrverShren für eine Wägevorrichtung und dazu geeignete Vorrichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine dazu geeignete Vorrichtung. In iahlreichen Fällen treten bei Verwiegungen Kraftnebenschlüsse auf, die beispielsweise durch Verformungen des Wägebehälters oder der Zuführungs- bzw. Abführungsorgane bedingt sind. Der ideale Fall, dass derartige Kraftneben schlüsse zeitlich unveränderlich sind und somit ohne Schwierigkeiten eWgeeicht werden können, tritt in der Praxis nur selten auf. Vielmehr ist es häufig, beispielsweise bei der Autoklavenverwägung oder bei Beschickung von Hochöfen, so, dass zeitlich stark veränderliche Kraftnebenschlüsse auftreten, die eine unzulässige Vergrösserung des Gesamdehlers der Wägung bedingen. Als Abhilfe wird normalerweise versucht, die KraftnebenschLUsse, beispielsweise durch den Einbau von Kompensatoren, möglichst klein zu halten. Demgagenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die zeitliche Veränderung der Kraftnebenschlüsse durch ein Justierverfahren zu erfassen und zu berücksichtigen bzw. auszugleichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass den jeweiligen Kraftnebanschlüssen mindestens eine Messeinrichtung für einen, die Grösse des Kraftnebenschlusses bestimmenden Parameter zugeordnet ist, dass dieser Parameter bei konstant gehaltener Belastung der Wägevorrichtung variiert wird und dass aus den in Abhängigkeit von der Grösse des Parameters erfolgenden scheinbaren Belastungsänderungen der Wägevorrichtung eine Korrekturgrösse für das Ausgangssignal der Wägezelle(n) gewonnen wird. Wesentlicher Vorteil dieser tehre ist es, dass keine mechanischen flassshmen zur Minimalisierung der Kraftnebssnschlüsse benötigt werden, wodurch bei geringeren Kosten ene höhere Messgenauigkeit möglich ist. Besonders bei wsichsn Lagerungen des Auswiegebehälters ist es vorteilhaft, wenn für mehrere konstante Belastungen eine last- bzw. gewichteabhängige Korrekturgrösse gewonnen wird, da damit die Messgenauigkeit weiterhin gesteigert wird. Besonders geeignet xr Durchführung des Verfahrens ist eins Vorrichtung mit einer Kraftnebenschlüsse aufweisenden Wägevorrichtung, die über mindestens eine Wägezelle abgestützt ist, deren Signalausgang mit einer Auswertevorrichtung verbunden ist, wenn Aufnehmer den Kraftnebenschlu..ssen zugs- ordnet sind, die die Kraftnebenschlüsss bestimmende Parameter messen, und wenn die Ausgänge der Aufnehmer über Abschwächer und Additionspunkte mit den Signalausgängen der Wägezelle verbunden sind. Die Figur zeigt schematisch ein Ausführungsbewpiel der Erfindung. Ein Wägebehälter 1 ist in im einzelnen nicht dargestellter Weise so gelagert, dass er sich übsr eine Wägezelle 2 abstützt, Der Ausgang der Wägezelle 2 ist mit einer Auswertevorrichtung 3 verbunden, die das Gewicht des Wägebehälters 1 anzeigt. Statt wie dargsstellt über lediglich eine Wgezelle 2, kann sich der Wägebehälter 1 auch beispielsweise über 3 W4'gezellen abstützen, deren Ausgangssignale addiert dann das Gesamtgewicht des Wägebehälters 1 ergeben. Soweit wie bisher geschildert lässt sich das Gewicht des Wägebehälters nach einer Eichmessung genau bestimmen, da keins zeitabhängigen Kraftnebenschlüsss auftreten. Beispielsgemäss sei der Wägebshälter 1 ein Autoklav, in den ein Zuleitungsrohr 4 führt, das über einen Kompensator 5 mit dem Anschlussflansch des Wägebehälters 1 verbunden ist. Die Reaktionsprodukte aus dem Wägebehälter 1 werden über ein an ihm angeflanschtes Ableitungsrohr 6 abgeführt. Zuleitungsrohr 4 und Kompensator 5 bzw. Ableitungsrohr 6 stellen nun KrftnebenschlUsse dar, deren GröBe sich infolge verschiedener, ihrs Grösse wechselnder Parameter ändern kann. Beispielsweise werde das Ableitungsrohr voneinander unabhängigen unterschiedlichen Temperaturen und Drücken ausge sstzt. Die unterschiedlichen Temperaturen bewirken eins unterschiedliche thermische Ausdehnung des Ableitungerohres Und damit wechselnde Kraftnebenschlüsss. Ebenso können Ver änderungen der Drücke übsr Verformungen bzw. Anderungen der Federrate zu unterschiedlichen Kraftnebsnschlüsssn führen. Die einzelnen Parameter brauchen jedoch nicht immer unabhängig vonsinander zu sein oder überhaupt in ihren Einzelwirkungen bekannt zu sein. Beispielsweise mögen auf das Zuleitungsrohr 4 ebenfalls unterschiedliche Drücke und Temperaturen einwirken, die jedoch beispielsweise über eine Dampfdruckkurve miteinander korreliert sind. Desweiteren stützs sich über das Zulsitungsrohr 4 ein in der Figur nicht dargestellter weitsrer Reaktionsbehälter ab, wodurch dessen unterschiedliche Füllungsrate ebenfalls unterschiedliche Kraftnabanschlüsss bewirke, die im einzelnen nicht bekannt zu sein brauchen. Ein weiteres Beispiel für derartige unterschiedliche, technisch im einzelnen teilweise gar nicht erfassbarer Kraftnsbenschlüsse stellt die Bsschickungsvorrichtung eines Hochofens dar, die den erheblichen Strömungsdrücken der Gichtgase ausgesetzt ist, wobei diese Strömungsdrücks noch dazu rslativ kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Im Ausführungsbeispiel werden jetzt am Ableitungsrohr 6 ein Thermometer 7 und ein Manometer 8 angebracht. Auf die technische Ausführung dieser Instrumente kommt es im ein zelnen nicht an, Widerstandsthermometer, Thermoelemente oder Pyrometer könnten, je nach auftretenden Temperaturen, beispielsweise geeignet sein. Das Ausgangssignal des Ther mometers 7 und des Manometers 8 seien elektrische Ströme oder Spannungen. Auf das Zuleitungsrohr 4 wird ein Dehnungs msssstreSbn Y appliziert, der die Dehnung des Zuleitungsrohres 4 ebenfalls in ein elektrisches Ausgangssignal umwandelt. Damit erfasst der Dehnungmessstreifen 9 sämtliche oben genannten, die Kraftnebenschlüsse beeinflussenden Faktoren ohne sich im einzelnen um die Entstehung der auftretenden Spannungen zu kummern. Eine weitere in der Figur nicht dargestellte Möglichkeit wäre es, parallel zum Kompensator 5 sinen beispielsweisen induktiven Wegaufnehmer zu schalten und über Längenveränderungen des Kompensators 5 die den unterschiedlichen KraftnebenschluB bewirkenden unterschiedlichen Zustände zu bestimmen. Die elektrischen Ausgänge des Dehnungsmessstreifens 9, des Manometers 8 und des Thermometers 7 sind über Abschwächer mit Additionspunkten 15, 14, 13 verbunden. Die Abschwächer sind im Ausfuhrungsbejspiel Potentiometer 12, 11, 10. Selbstverständlich kann auch jeder andere Abschwächer verwendet werden, beispielsweise ein Opsrationsverstärker. Zwischen den Ausgang des Manometers 8 und das Potsntiometer 11 ist ein Funktionsgeber 16 geschaltet. Dieser Funktionsgeber 16 ist dann sinnvoll, wenn entweder bei linearem Einfluss des Paramtere auf den Kraftnebenschluss das Ausgangssignal des Manometers 8 nicht linear ist. Ebenso ist der Funktionsgeber 16 dann sinnvoll, wenn das Ausgangssignal des Manometers 8 zwar linear ist, der Zusammenhang zwischen der Grösse des Parameters Druck und dem Kraftnebenschluss jedoch sinen bsliebigen, nicht linearen Zusammenhang aufweist. Dieser Zusammenhang kann entweder über eine Funktion höherer Ordnung ermittelt werden, beispielsweise nach der Methode der kleinsten Quadrate, oder als rein empirischer Zusammenhang. Die Funktionsweise der Vorrichtung wird im folgenden be schieben. Zunächst wird die genannte Vorrichtung justiert. Dazu wird bei konstant gehaltenes Gewicht des Wägebehälters 1 zunächst für jeden Kraftnebenschluss die volle Parameter änderung durchlaufen, wobei die anderen Parameter konstant gehalten werden. Beispielsweise wird beim Ableitungsrohr 6 die Temperatur innerhalb der maximal möglichen Grenzen variiert. Das kann entweder durch Erhitzung des im Ableitungsrohr 6 befindlichen Austragsgutes geschehen oder auch lediglich durch um das Ableitungsrohr gewickelte Heizbänder. Stellt sich heraus, dass der genannte Parameter erhebliche änderungen des Kraftnebenschlusses bewirkt, sollten auch zwischen Maximum und Minimum liegende Werte gemessen werden, um festzustellen, ob die Beziehung zwischen Parameter und Kraftnebenschluss linear ist oder ob ein Funktionsgsber 16 zwischen den Ausgang der Messeinrichtung und den Abschwächer (Potentiometer 1o, 11, 12) geschaltet werden muss. Auf Grund des für jede Messeinrichtung ermittelten "Durchgriffes", das ist der Quotient Ausgangssignal des dem Kraftnebenschluss zugeordneten Messaufnehmers dividiert durch die Änderung des WägazellenausgangssignalsX kann dann der Abschwächer 1o, 11, 12 so eingestellt werden, dass die Addition des abgachwächten Signals der Messeinrichtung mit dem Ausgangssignal der Wägezelle 2 die Veränderung des Kraftnebenschlusses kompensiert. Selbstverständlich kann sich dabei erweisen, dass zwischen Additionspunkte und Messeinrichtung noch ein in der Zeichnung nicht dargestellter Invertierer geschaltet werden muss. Nach der beispielsweisen Ver änderung der Temperatur im Ableitungsrohr 6 wird weiterhin beispielsweise der Druck innerhalb der möglichen Grenzen variiert und der Ausgangswert des Manometers über den Funktionsgeber 16 in das Potentiometer 11 dem Additionspunkt 14 zugeführt. Weiterhin war beispielsweise angenommen, dass im Zuleitungsrohr 4 Druck und Temperatur in einem bestimmten funktionellen Zusammenhang stshen. Als weiterer Parameter tauchte dort die infolge eines weiteren Bunkers variierende Vorspannung des Zuleitungsrohres 4 auf. Alle diese Werte werden durch den Dehnungsmessstreifen 9 als Spannungswerte des Zu leitungsrohrsss 4 erfasst und wiederum über das Potentiometer 12 und den Additionspunkt 15 zum Ausgangssignal der Wägezelle 2 addiert. Zu beachten ist, dass bei dem Verfahren alle Einflüsse jeweils eines unabhängigen Parameters oder mehrerer korrelierter Parameter summarisch durch die hier definierte Durchgriffskonstants automatisch zusammengefasst werden. Bei der gemeinsamen Ermittlung des Einflusses der miteinander korrelierten Parameter Temperatur und Druck durch den Deh flungsmesssteifen 9 werden also alle Einflüsse der Empfindlichkeit des flehnungemessstreifens 9, seines Temperaturändsrungskoeffizienten, der Federsteifigkeit im Rohrsystem, des wirksamen Druckquerschnittes usw. berücksichtigt, ohne dass der Entstehung oder den unterschiedlichen Auswirkungen dieser Veränderungen im einzelnen nachgegangen werden muss. Es hat sich gezeigt, dass in der Praxis in sshr wirtschaftlicher Weise und technisch ausserordentlich robust eine Minimierung der Einflüsse von veränderlichen Kraftneben schlüssen erfolgt. Welche Parameter die Kraftnebenschlüsse beeinflussen können, ist entweder von der Aufgabe her schon ohne weiteres ersichtlich oder kann mit einigen wenigen nicht erfinderischen Versuchen festgestellt werden. Falls die Abstützung des Wägebehältere 1 sehr weich ist, falls also zwischen Leergewicht und maximaler Belastung Geo metrisänderungen der Abstützung zu einer Verfälschung der Messwerte-führen können, empfiehlt es sich, das beschriebene Justierverfahren für verschiedene Belaiungen bzw. Füllungsgrade des Wägebehältere 1 durchzuführen. Falls bei verschiedenen Belastungen verschiedene Durchgriffskonstanten bestimmt werden, kann der Einfluss der Bslastung durch weitere Funktxnsgsber, beispielsweise in Gestalt einss Mikrocomputers bei digitaler Verarbeitung der Messwerts, berücksichtigt werden.

Claims: Justierverfahren für eine Wägevorrichtung und dazu geeignete Vorrichtung Patentansprüchs: 1. Verfahren zum Justisren einer Kraftnabenschlüsse auf weisenden Wägevorrichtung, z.B. eines Wägebehälters oder einer Wägsplattform, mit mindestens einer Wägezelle, dadurch gekennzeichnet, dass den jeweiligen Kraftnsben schüssen mindestens eine Messeinrihtung für einen, die GröBe des Kraftnebenschlussss bestimmenden Parameter zugeordnet ist, dass diese Parameter bei konstant ge haltener Belastung der Wägevorrichtung variiert wird und dass aus den in Abhängigksit von der Grösse des Parameters erfolgenden scheinbaren Belastungsänderungen der Wäge vorrichtung eine Korrekturgrösse für das Ausgangssignal der Wägezelle gewonnen wird. 2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgrösse proportional zum Ausgangssignal der Messeinrichtung ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn- zeichnst, das für mehrere, unterschiedliche, konstante Belastungen eins lastabhängige Korrekturgrösse gewonnen wird. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1 mit einer Kraftnebenschlüsse aufweisenden Wäge vorrichtung, die übsr mindestens eine Wägezelle abgs- stützt ist, deren Signalausgang mit einer Auswertevor richtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass Auf nehmer (7, 8, 9) den Kraftnsbenschlüssen (4, 5, 6) zu geordnet sind, die die Kraftndefanschlüsss (4, 5, 61 be stimmende Parameter messsn, ssdass die Ausgänge der Auf nehmer über Abschwächer (1o, 11, 12) und Additions punkte (13, 14, 153 mit den Signalausgängen der Wäge zelle t2) verbunden sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschwächer Potentiometer (10, 11, 12) sind. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschwächer Operationsverstärker sind. 7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Aufnehmer t8) und Additionspunkt t13) Funktionsgeber (16) geschaltet sind. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrsns nach Anspruch 1 mit einer Kraftnebenschlüsse aufweisenden Wägevorrich- tung, die über mindestens eine Wägezelle abgestützt ist, deren Signalausgang mit einer Auswertevorrichtung ver bunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass Aufnehmer (7, 8, 9) den Kraftnebenschlüssen (4, 5, 6) zugeordnet sind, die die Kr2ftnebenschlüsse t4, 5, 6) bestimmende Para meter messsnwund dass zur Ausführung von Korrekturen ein Microprozessor vorgesehen ist, der mit den Aufnehmern (7, 8, 9) und den Signalausgängen der Wägezelle t2) ver bunden ist.

Inventors: GASSMANN, HELMUT, DIPL.-ING. DR., GIESECKE, PETER, DIPL.-PHYS. DR.
Applicants: CARL SCHENCK AG
Application year: 1984
Main classification: G01G23
IPC codes: G01G23, G01G3