DE19648241A1 - Meßvorrichtung, insbesondere Wägeeinrichtung, sowie Meßverfahren - Google Patents
Meßvorrichtung, insbesondere Wägeeinrichtung, sowie MeßverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren zur störungsfreien Be
stimmung von insbesondere Massen gemäß dem Oberbegriff des An
spruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Meßvorrich
tung insbesondere eine Wägeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 5.
Das eingangs genannte Meßverfahren sowie die eingangs genannte
Meßvorrichtung bzw. Wägeeinrichtung kommen vorzugsweise bei
kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitenden Mischanlagen
zum Einsatz. Derartige Mischanlagen weisen automatisch arbei
tende Dosieranlagen mit Wägeeinrichtungen auf die üblicher
weise aus einem Waagrahmen bzw. Unterbau, einem Waagbehälter
bzw. einer Lastaufnahme, einer Wägezelle bzw. einem Sensor und
einer Anzeige bestehen. Bei derartigen Wägeeinrichtungen be
steht häufig das Problem, daß eine genaue Messung bzw. Bestim
mung der Masse eines im Waagbehälters befindlichen Gutes durch
Störgrößen unterschiedlicher Amplitude und Frequenz erschwert
und zuweilen unmöglich wird. Aus einem Gebäude stammende Stör
schwingungen werden über den Waagrahmen in die Wägezelle einge
leitet, Störschwingungen eines möglicherweise im Waagbehälter
angeordneten Mischers gelangen ebenfalls in die Wägezelle und
beeinträchtigen das Meßergebnis. Diese Meßprobleme ergeben sich
insbesondere bei Wägeeinrichtungen mit kleinen Höchstlasten, da
die Störschwingungen einen Stillstand der Anzeige und damit
eine exakte Massenbestimmung nicht zulassen.
Es wird daher meist auf den Einsatz von Wägeeinrichtungen mit
kleinen Höchstlasten verzichtet. Dies macht jedoch eine zwangs
läufig ungenaue Handzugabe unumgänglich. Andere Wägeeinrich
tungen verfügen über eine Waagenelektronik, mit deren Hilfe die
Störschwingungen ausgefiltert werden. Dies hat jedoch den Nach
teil einer Dämpfung und damit Verlangsamung der Meßwerterfas
sung. Darüber hinaus ist es bekannt, die Wägeeinrichtung auf
Masserahmen zu lagern und mit aufblasbaren sowie an die jewei
ligen Belastungsverhältnisse anpaßbaren Gummipuffern zu kombi
nieren. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß die
Justage der Wägeeinrichtung nur auf gemittelte Störschwingungen
ausgerichtet werden kann. Somit können Spitzen der Störschwin
gungen nicht berücksichtigt werden, wodurch eine genaue Messung
unmöglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde,
ein Meßverfahren sowie eine Meßvorrichtung zu schaffen, die die
obigen Nachteile vermeiden.
Zur Lösung dieses Problems weist das erfindungsgemäße Meßver
fahren die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Hierdurch wird ein von
Störeinflüssen befreiter Meßwert bereitgestellt. Darüber hinaus
werden alle Nachteile bekannter Meßverfahren, wie zum Beispiel
Verlangsamungen der Meßwerterfassung oder Ungenauigkeiten in
folge einer Justage auf gemittelte Schwingungszustände, vermie
den. Der so bereitgestellte Meßwert ist von Störgrößen nahezu
beliebiger Frequenz und Amplitude bereinigt. Die Frequenzen der
Störgrößen betragen überlicherweise bis zu 25 Hz.
Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung weist die Merkmale des An
spruchs 5 auf. Mit Hilfe des Kompensationssensors, des Kompara
tors und des Reglers kann ein Meßwert bereitgestellt werden,
der von Störschwinungen beliebiger Frequenz und Amplitude unab
hängig ist.
Vorzugsweise sind der Meßsensor und der Kompensationssensor in
unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet. Hierdurch wird ge
währleistet, daß die Störgrößen bzw. Störschwingungen dem Meß
sensor und Kompensationssensor phasengleich und amplituden
gleich zugeführt werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der
Kompensationssensor eine geringe Nennlast und einen hohen Nenn
kennwert auf. Dies hat den Vorteil, daß die Wägezelle des Meß
systems in geringen Abmessungen ausgeführt werden kann.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend werden bevor
zugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung nä
her erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Wägeeinrichtung in schematisierter Seitenan
sicht,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Wägezelle der Wägeeinrich
tung gemäß Fig. 1 nach einem ersten Ausführungsbei
spiel der Erfindung, und
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Wägezelle der Wägeeinrich
tung gemäß Fig. 1 nach einem zweiten Ausführungsbei
piel der Erfindung.
Die hier gezeigte Wägeeinrichtung findet Verwendung in diskon
tinuierlich oder kontinuierlich arbeitenden Mischanlagen und
dient der exakten Zudosierung von Stoffen.
Eine Wägeeinrichtung 10 besteht aus einem Waagrahmen 11, einem
Waagbehälter 12 und einer Wägezelle 13. Der Waagrahmen 11 wird
üblicherweise auch als Unterbau bezeichnet, der Waagbehälter 12
als Lastaufnahme. In der Regel sind dem Waagbehälter 12 ein
nicht dargestellter Mischer, nicht dargestellte Entleerhilfen
sowie ein Waagverschluß zugeordnet.
Die Wägezelle 13 weist einen Meßsensor 14 sowie einen Kompensa
tionssensor 15 auf. Der Meßsensor 14 wandelt eine Meßgröße 16,
hier die Masse des im Waagbehälter 12 befindlichen Stoffes,
mittels eines physikalischen Effekts in ein weiterzuverarbei
tendes Ausgangssignal 17 um. Hierzu benötigt der Meßsensor 14
eine Hilfsgröße 18, so zum Beispiel eine elektrische Spannung
oder einen elektrischen Strom. Das Ausgangssignal 17 des Meß
sensors 14 ist dann funktional, nämlich proportional, von der
Meßgröße 16 sowie von der Hilfsgröße 18 abhängig.
Bei der Bestimmung der Meßgröße 16 mit Hilfe des Meßsensors 14
besteht das Problem, daß die Meßgröße 16 von mindestens einer
Störgröße 19, nämlich Störschwingung, überlagert ist. Somit ist
das Ausgangssignal 17 des Meßsensors 14 durch die Störgröße 19
verfälscht. Um nun einen Meßwert bereitzustellen, der unabhän
gig von der oder jeden Störgröße 19 die Meßgröße 16 exakt wie
dergibt, wird nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung (Fig. 2) dem Kompensationssensor 15 neben einer Hilfsgröße
20 und einer konstanten Initialbelastung 21 die oder jede
Störgröße 19 des Meßsensors 14 als Eingangssignal zugeleitet.
Ein Ausgangssignal 22 des Kompensationssensors 15 ist demnach
funktional von der Hilfsgröße 20, der konstanten Initialbe
lastung 21 sowie der oder jeden Störgröße 19 abhängig.
Ein Komparator 23, dessen Eingangssignale unmittelbar die Aus
gangssignale 17, 22 des Meßsensors 14 und Kompensationssensors
15 sind, ist derart mit einem Regler 24 verschaltet, daß ein
Ausgangssignal 25 des Komparators 23 das Eingangssignal des
Reglers 24 ist und ein Ausgangssignal des Reglers 24 die Hilfs
größe 20 des Kompensationssensors 15 darstellt.
Mit Hilfe des Reglers 24 ist die Hilfsgröße 20 des Kompensati
onssensors 15 derart nachführbar, daß die Ausgangssignale 17,
22 von Meßsensor 14 und Kompensationssensor 15 stets gleich
sind. Hierdurch wird erreicht, daß das Ausgangssignal des Reg
lers 24, nämlich die Hilfsgröße 20 des Kompensationssensors 15,
von der oder jeden Störgröße 19 befreit ist. Die Hilfsgröße 20
des Kompensationssensors 15 ist dann ein exakter Meßwert der
Meßgröße 16.
Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 3)
wird dem Kompensationssensor 15 neben der konstanten Initialbe
lastung 21 sowie der oder jeden Störgröße 19 des Meßsensors 14
als weiteres Eingangssignal die Hilfsgröße 18 des Meßsensors 14
zugeleitet. Das Ausgangssignal 22 des Kompensationssensors 15
ist demnach funktional von der Hilfsgröße 18, der konstanten
Initialbelastung 21 sowie der oder jeden Störgröße 19 abhängig.
Das Ausgangssignal 22 des Kompensationssensors 15 wird in die
sem Fall einem Multiplikator 30 zugeführt, dessen Ausgangs
signal 31 zusammen mit dem Ausgangssignal 17 des Meßsensors 14
dem Komparator 23 als Eingangssignale zugeführt werden. Daraus
folgt, daß das Ausgangssignal 17 des Meßsensors 14 dem Kompara
tor 23 unmittelbar, das Ausgangssignal 22 des Kompensationssen
sors 15 dem Komparator 23 jedoch mittelbar unter Zwischenschal
tung des Multiplikators 30 zuführbar ist. Der Komparator 23 ist
dann mit dem Regler 24 derart verschaltet, daß das Ausgangs
signal 25 des Komparators 23 das Eingangssignal des Reglers 24
ist und ein Ausgangssignal des Reglers 24 dem Multiplikator 30
als eine weitere Eingangsgröße 32 zuführbar ist. Mit Hilfe des
Reglers 24 ist in diesem Fall die Eingangsgröße 32 des Multi
plikators 30 derart nachführbar, daß die Eingangssignale des
Komparators 23, nämlich das Ausgangssignal 31 des Multiplika
tors 30 und das Ausgangssignal 17 des Meßsensors 14 stets
gleich sind. Auch hierdurch wird erreicht, daß das Augangs
signal des Reglers 24, in diesem Fall das Eingangssignal 32 des
Multiplikators 30, von der oder jeden Störgröße 19 befreit ist
und somit einen exakten Meßwert der Meßgröße 16 darstellt.
Der Meßsensor 14 und der Kompensationssensor 15 sind in der Wä
gezelle 13 unmittelbar nebeneinander angeordnet. Hierdurch wird
gewährleistet, daß die oder jede Störgröße 19 dem Meßsensor 14
und dem Kompensationssensor 15 phasengleich zugeführt werden.
Phasenverschiebungen am Meßsensor 14, die durch Masseänderungen
am Waagbehälter hervorgerufen werden, sind durch einen nicht
dargestellten Phasenschieber und/oder Phasenregler ausgleich
bar. Der Phasenregler bzw. Phasenschieber ist vor dem Kompara
tor 23 angeordnet bzw. in den Signalweg zwischengeschaltet.
In Fig. 1 ist die räumliche Nähe von Meßsensor 14 und Kompensa
tionssensor 15 dargestellt. Meßsensor 14 und Kompensationssen
sor 15 sind demnach am gleichen Waagrahmen 11 angeordnet. Es
ist jedoch lediglich der Meßsensor 14 mit dem Waagbehälter 12
über eine Lageranordnung 26 verbunden. Diese Lageranordnung ist
darüber hinaus am Waagrahmen 11 befestigt. Hierdurch ist
sichergestellt, daß auf den Kompensationssensors 15 neben der
konstanten Initialbelastung 21 - in Fig. 1 dargestellt durch
den Pfeil 27 - lediglich auf den Waagrahmen 11 einwirkende
Störgrößen 19 einwirken. Die Störgrößen 19 sind in Fig. 1 mit
dem Doppelpfeil 28 dargestellt. Auf den Meßsensor 14 wirkt ne
ben der oder jeden Störgröße 19 zusätzlich die Meßgröße 16,
also die Masse des in dem Waagbehälter 12 befindlichen Stoffes
ein. Die Meßgröße 16 ist in Fig. 1 mit dem Pfeil 29 angedeutet.
Um eine kleine und konstruktiv einfache Konstruktion der Wäge
zelle 13 zu gewährleisten, wird die konstante Initialbelastung
21 des Kompensationssensors 15 klein gewählt. Um dennoch zu er
reichen, daß die Eingangssignale des Komparators 23 gleich groß
werden, wählt man einen Kompensationssensor 15 mit einer mög
lichst geringen Nennlast und einem möglichst hohen Nennkenn
wert.
Meßsensor 14 und Kompensationssensor 15 sind vorzugsweise als
Dehnungsmeßstreifen in Vollbrückenschaltung ausgebildet. Es
können jedoch auch beliebig andere Sensoren zum Einsatz kommen.
Der Regler 24 ist als Integralregler ausgebildet. Um die Meß
werterfassung jedoch schneller zu machen, enthält der Integral
regler auch einen Differential-Anteil. Der Proportional-Anteil
des Reglers 24 ist auf Null eingestellt.
Das erfindungsgemäße Meßverfahren nach dem ersten Ausführungs
beispiel der Erfindung wird nun im folgenden im Detail anhand
Fig. 2 erörtert:
Im Ruhebelastungsfall, d. h. ohne Einfluß von einer Störgröße 19
und einer Meßgröße 16, sind die Eingangsgrößen des Meßsensors
14 die Hilfsgröße 18 - im nachfolgenden abgekürzt mit Hg₁ -
sowie eine Intinialbelastung - im nachfolgenden abgekürzt mit
Mg₁. Die Initialbelastung ist das Leergewicht des Waagbehälters
12. Auf den Kompensationssensor 15 wirken in diesem Fall die
Hilfsgröße 20 - im nachfolgenden abgekürzt mit Hg₂ - und die
Initialbelastung 21 - im nachfolgenden abgekürzt mit Mg₂ - ein.
Demnach gelten für die Ausgangssignale 17, 22 des Meßsensors 14
und Kompensationssensors 15
A₁ = k₁ × Hg₁ × Mg₁
A₂ = k₂ × Hg₂ × Mg₂
wobei k₁, k₂ die Sensorkonstanten und A₁, A₂ die Ausgangs
signale 17, 22 vom Meßsensor 14 und Kompensationssensor 15
sind.
Ebenfalls im Ruhebelastungsfall, jedoch unter Berücksichtigung
einer Störgröße 19 gilt für die Ausgangssignale 17, 22 des Meß
sensors 14 und Kompensationssensors 15
A₁ = k₁ × Hg₁ × (Mg₁ + Mg₁ × sinωt)
A₂ = k₂ × Hg₂ × (Mg₂ + Mg₂ × sinωt)
wobei Mg₁ × sinωt und Mg₂ × sinωt die Störgröße 19 ist.
Im Belastungsfall, d. h. unter Einwirkung der Störgröße 19 und
Meßgröße 16 gilt für die Ausgangssignale 17, 22 von Meßsensor
14 und Kompensationssensor 15
A₁ = k₁ × Hg₁ × (Mg₁ + Mg₁ × sinωt + ΔMg₁ + ΔMg₁ × sinωt)
A₂ = k₂ × (Hg₂ + ΔHg₂) × (Mg₂ + Mg₂ × sinωt)
wobei ΔMg₁ die Meßgröße 16 und ΔHg₂ die durch den Regler 24
bewirkte Änderung der Hilfsgröße 20 des Kompensationssensors 15
ist.
Der Regler 24 sorgt nämlich dafür, daß in jedem Fall die Aus
gangssignale 17, 22 des Meßsensors 14 und Kompensationssensors
15 - also A₁ und A₂ - gleich sind.
Setzt man stets A₁ = A₂ so ergibt sich aus den obigen Gleichun
gen
ΔMg₁ = ΔHg₂ × K
K ist hierbei eine Konstante, die von k₁, k₂, Hg₁ und Mg₂ ab
hängig ist. Hieraus ergibt sich, daß die durch den Regler 24
bedingte Änderung der Hilfsgröße 20 des Kompensationssensors 15
einen Meßwert für die Meßgröße 16 darstellt. Der Meßwert ist
demnach von der oder jeden Störgröße 19 unabhängig.
Es wird demnach zur störungsfreien Bestimmung der Meßgröße 16
der Kompensationssensor 15 neben der konstanten
Initialbelastung 21 lediglich der oder jeden Störgröße 19 des
Meßsensors 14 ausgesetzt. Die Ausgangssignale 17, 22 des Meß
sensors 14 und Kompensationssensors 15 werden mit Hilfe des
Komparators 23 verrechnet. Das so gewonnene Signal wird dem
Regler 24 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem Kompensations
sensor 15 als Hilfsgröße 20 zugeführt wird. Die Hilfsgröße 20
des Kompensationssensors 15 wird vom Regler 24 derart geregelt,
daß die Ausgangssignale 17, 22 des Meßsensors 14 und Kompensa
tionssensors 15 stets gleich sind. Die Hilfsgröße 20 des Kom
pensationssensors 15 wird dann als Meßwert der Meßgröße 16 ver
wendet.
Das erfindungsgemäße Meßverfahren nach einem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung wird anhand Fig. 3 erörtert:
Im Ruhebelastungsfall, d. h. ohne Einfluß von einer Störgröße 19 und einer Meßgröße 16, sind die Eingangsgrößen des Meßsensors 14 die Hilfsgröße 18 - im nachfolgenden abgekürzt mit Hg₁ - sowie eine Intinialbelastung - im nachfolgenden abgekürzt mit Mg₁. Die Initialbelastung ist das Leergewicht des Waagbehälters 12. Auf den Kompensationssensor 15 wirken in diesem Fall eben falls die Hilfsgröße 18 und die Initialbelastung 21 - im nach folgenden abgekürzt mit Mg₂ - ein. Demnach gelten für die Aus gangssignale 17, 22 des Meßsensors 14 und Kompensationssensors 15
Im Ruhebelastungsfall, d. h. ohne Einfluß von einer Störgröße 19 und einer Meßgröße 16, sind die Eingangsgrößen des Meßsensors 14 die Hilfsgröße 18 - im nachfolgenden abgekürzt mit Hg₁ - sowie eine Intinialbelastung - im nachfolgenden abgekürzt mit Mg₁. Die Initialbelastung ist das Leergewicht des Waagbehälters 12. Auf den Kompensationssensor 15 wirken in diesem Fall eben falls die Hilfsgröße 18 und die Initialbelastung 21 - im nach folgenden abgekürzt mit Mg₂ - ein. Demnach gelten für die Aus gangssignale 17, 22 des Meßsensors 14 und Kompensationssensors 15
A₁ = k₁ × Hgb × Mg₁
A₂ = k₂ × Hg₁ × Mg₂
wobei k₁, k₂ die Sensorkonstanten und A₁, A₂ die Ausgangs
signale 17, 22 vom Meßsensor 14 und Kompensationssensor 15
sind.
Für das Ausgangssignal 31 des Multiplikators 30 gilt
A₃ = (k₂ × Hg₁ × Mg₂) × k₃ × Hg₃
wobei k₃ die Multiplikatorkonstante und Hg₃ die weitere Ein
gangsgröße 32 des Multiplikators 30 ist.
Ebenfalls im Ruhebelastungsfall, jedoch unter Berücksichtigung
einer Störgröße 19 gilt für die Ausgangssignale 17, 22 des Meß
sensors 14 und Kompensationssensors 15
A₁ = k₁ × Hg₁ × (Mg₁ + Mg₁ × sinωt)
A₂ = k₂ × Hg₁ × (Mg₂ + Mg₂ × sinωt)
wobei Mg₁ × sinωt und Mg₂ × sinωt die Störgröße 19 ist.
Weiterhin gilt
A₃ = (k₂ × Hg₁ × (Mg₂ + Mg₂ × sinωt)) × k₃ × Hg₃
Im Belastungsfall, d. h. unter Einwirkung der Störgröße 19 und
Meßgröße 16 gilt
A₁ = k₁ × Hg₁ × (Mg₁ + Mg₁ × sinωt + ΔMg₁ + ΔMg₁ × sinωt)
A₂ = k₂ × Hg₁ × (Mg₂ + Mg₂ × sinωt)
A₃ = (k₂ × Hg₁ × (Mg₂ + Mg₂ × sinωt)) × k₃ × (Hg₃ + ΔHg₃)
wobei ΔMg₁ die Meßgröße 16 und ΔHg₃ die durch den Regler 24
bewirkte Änderung der Eingangsgröße 32 des Multiplikators 30
ist.
Der Regler 24 sorgt nämlich dafür, daß in jedem Fall das Aus
gangssignal 17 des Meßsensors 14 und und das Ausgangssignal 31
des Multiplikators 30 - also A₁ und A₃ - gleich sind.
Setzt man stets A₁ = A₃ so ergibt sich aus den obigen Gleichun
gen
ΔMg₁ = ΔHg₃ × L
L ist hierbei eine Konstante, die von k₁, k₂, k₃, Hg₁ und Mg₂
abhängig ist. Hieraus ergibt sich, daß die durch den Regler 24
bedingte Änderung der Eingangsgröße 32 des Multiplikators 30
einen Meßwert für die Meßgröße 16 darstellt. Auch in diesem
Fall ist der Meßwert demnach von der oder jeden Störgröße 19
unabhängig.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 verfügt über den Vorteil,
daß sowohl Meßsensor 14 als auch Kompensationssensor 15 mit ei
ner konstanten Hilfsgröße 18 versorgt werden können.
Komparator 23, Regler 24 sowie Multiplikator 30 können sowohl
als Hardware sowie als Software ausgebildet sein. In jedem Fall
ist zu gewährleisten, daß ein Ausgangssignal 20 bzw. 32 des
Reglers 24 derart geregelt wird, daß die Eingangssignale des
Komparators 23 - nämlich beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2
die Signale 17, 22 und beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3
die Signale 17, 31 - gleich sind. Das Ausgangssignal 20 bzw. 32
des Reglers 24 ist dann ein von den Störgrößen befreites Abbild
der Meßgröße 16.
Die oder jede Störgröße 19 werden dem Meßsensor 14 und dem Kom
pensationssensor 15 phasengleich zugeführt. Dies wird dadurch
erreicht, daß Meßsensor 14 und Kompensationssensor 15 in unmit
telbarer Nähe zueinander angeordnet sind. Eine durch Masseände
rung am Meßsensor 14 bedingte Phasenänderung bzw. Phasenver
schiebung wird durch einen nicht dargestellten Phasenschieber
und/oder nicht dargestellten Phasenregler kompensiert. Phasen
schieber und/oder Phasenregler sind hierzu dem Komparator vor
geschaltet. Dem Komparator 23 werden die Ausgangssignale 17, 22
von Meßsensor 14 und Kompensationssensor 15 einerseits oder die
Ausgangssignale 17, 31 von Meßsensor 14 und Multiplikator 30
andererseits als Eingangssignale also stets phasengleich zuge
führt.
Im übrigen wird auf die im Zusammenhang mit der erfindungsge
mäßen Meßvorrichtung erörterten Details verwiesen.
Bezugszeichenliste
10 Wägeeinrichtung
11 Waagrahmen
12 Waagbehälter
13 Wägezelle
14 Meßsensor
15 Kompensationssensor
16 Meßgröße
17 Ausgangssignal
18 Hilfsgröße
19 Störgröße
20 Hilfsgröße
21 Initialbelastung
22 Ausgangssignal
23 Komparator
24 Regler
25 Ausgangssignal
26 Lageranordnung
27 Pfeil
28 Doppelpfeil
29 Pfeil
30 Multiplikator
31 Ausgangssignal
32 Eingangsgröße
11 Waagrahmen
12 Waagbehälter
13 Wägezelle
14 Meßsensor
15 Kompensationssensor
16 Meßgröße
17 Ausgangssignal
18 Hilfsgröße
19 Störgröße
20 Hilfsgröße
21 Initialbelastung
22 Ausgangssignal
23 Komparator
24 Regler
25 Ausgangssignal
26 Lageranordnung
27 Pfeil
28 Doppelpfeil
29 Pfeil
30 Multiplikator
31 Ausgangssignal
32 Eingangsgröße
Claims (19)
1. Meßverfahren zur störungsfreien Bestimmung von insbeson
dere Massen, wobei ein Meßsensor (14) einer Meßgröße (16) und
mindestens einer Störgröße (19) ausgesetzt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Kompensationssensor (15) der
oder jeden Störgröße (19) des Meßsensors (14) ausgesetzt wird,
daß Ausgangssignale (17, 22) des Meßsensors (14) und Kompensa
tionssensors (15) einem Komparator (23) unmittelbar oder
mittelbar als Eingangssignale zugeführt, im Komparator (23)
miteinander verrechnet und das so gewonnene Signal einem Regler
(24) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal derart geregelt
wird, daß die Eingangssignale des Komparators (23) gleich sind,
und daß als Meßwert das Ausgangssignal des Reglers (24) ver
wendet wird.
2. Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die oder jede Störgröße (19) dem Meßsensor (14) und dem Kompen
sationssensor (15) phasengleich zugeführt wird.
3. Meßverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Komparator (23) die Eingangssignale
phasengleich zugeführt werden und daß hierzu ein Phasenschieber
und/oder ein Phasenregler verwendet wird.
4. Meßverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Integralregler als Regler
verwendet wird.
5. Meßverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (17, 22) des
Meßsensors (14) und Kompensationssensors (15) unmittelbar
miteinander verrechnet werden, daß das Ausgangssignal des
Reglers (24) dem Kompensationssensor (15) als Hilfsgröße (20)
zugeführt wird, und daß der Regler (24) die Hilfsgröße (20) des
Kompensationssensors (15) derart regelt, daß die
Ausgangssignale (17, 22) des Meßsensors (14) und des
Kompensationssensors (15) gleich sind.
6. Meßverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hilfsgröße (20) des Kompensationssensors (15) als Meßgröße
verwendet wird.
7. Meßverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (22) des
Kompensationssensors (15) vor Verrechnung desselben mit dem
Ausgangssignal (17) des Meßsensors (14) im Komparator (23)
einem Multiplikator (30) zugeführt wird, daß das Ausgangssignal
des Reglers (24) dem Multiplikator (30) als weitere
Eingangsgröße (32) zugeführt wird, und daß der Regler (24)
diese Eingangsgröße (32) des Multiplikators (30) derart regelt,
daß die Ausgangssignale (17, 31) von Meßsensor (14) und
Multiplikator (30) und damit die Eingangssignale des Komparators
(23) gleich sind.
8. Meßvorrichtung, insbesondere Wägeeinrichtung, zur stö
rungsfreien Bestimmung von insbesondere Massen, mit einem Meß
sensor (14), gekennzeichnet durch einen Kompensationssensor
(15), dessen Eingangssignale mindestens eine Störgröße (19) und
eine Hilfsgröße (18, 20) sind, einen Komparator (23), dessen
Eingangssignale von Ausgangssignalen (17, 22) des Meßsensors
(14) und Kompensationssensors (15) abhängig sind, und einen
Regler (24), dessen Eingangssignal Ausgangssignal (25) des
Komparators (23) ist und dessen Ausgangssignal ein Maß für die
zu messende Größe, insbesondere Masse, ist.
9. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß Eingangssignale des Meßsensors (14) eine Meßgröße (16), die
oder jede Störgröße (19) und eine Hilfsgröße (18) sind.
10. Meßvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die oder jede Störgröße (19) dem Meßsensor (14)
und Kompensationssensor (15) phasengleich zuführbar ist.
11. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Komparator (23) die
Ausgangssignale (17, 22) von Meßsensor (14) und
Kompensationssensor (15) als Eingangssignale unmittelbar
zuführbar sind, und daß das Augangssignal des Reglers (24) die
Hilfsgröße (20) des Kompensationssensors (15) ist.
12. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Komparator (23) das
Ausgangssignal (17) des Meßsensors (14) unmittelbar und das
Ausgangssignal (22) des Kompensationssensors (15) mittelbar
über einen zwischengeschalteten Multiplikator (30) zuführbar
ist, und daß das Ausgangssignal des Reglers (24) dem
Multiplikator (30) als weitere Eingangsgröße (32) zuführbar
ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßsensor (14) und der Kom
pensationssensor (15) in unmittelbarer Nähe zueinander angeord
net sind.
14. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8
bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßsensor (14) und der
Kompensationssensor (15) an einem gemeinsamen Waagrahmen (11)
angeordnet sind.
15. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich der
Meßsensor (14) mit einem Waagbehälter (12) verbunden ist.
16. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8
bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Meßsensor (14) und Kompen
sationssensor (15) als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet sind.
17. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8
bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationssensor
(15) eine geringe Nennlast und einen hohen Nennkennwert auf
weist.
18. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8
bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (24) als Inte
gralregler ausgebildet ist.
19. Meßvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Regler (24) zusätzlich einen Differential-Anteil auf
weist.
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