DE3613238A1

DE3613238A1 - Verfahren und vorrichtung zur kalibrierung und regelung einer wiegevorrichtung

Info

Publication number: DE3613238A1
Application number: DE19863613238
Authority: DE
Inventors: Michel Ozoir la Ferriére Turpain
Original assignee: MPI Metrologie Pesage International SA
Current assignee: MPI Metrologie Pesage International SA
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1986-04-19
Publication date: 1986-10-23
Also published as: GB2175697A; IT8620165A1; CH669460A5; IT1190629B; GB8609789D0; FR2580804B1; GB2175697B; IT8620165A0; ES554235A0; FR2580804A1; ES8704634A1

Description

MPI - METROLOGIE PESAGE INTERNATIONAL, 2/4 Rue Isaac Newton, F-93150 La Blanc Mesnil / Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung und Regulierung einer Wiegevorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren und Regulieren einer Wiegevorrichtung mittels Gewichtsmessung durch Dehnungsmeßstreifen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 3.

Eine Wiegevorrichtung enthält eine Wiegegutaufnahme sowie eine Gewichtsmeßvorrichtung, die eine Lastausgleichsvorrichtung, einen Meßwandler und eine Anzeigeeinrichtung enthält. Die Gewichtsmeßvorrichtung kann beispielsweise einen Dehnungsmeßstreifenaufnehmer enthalten. Ein derartiger Sensor besteht aus einem elastischen Meßkörper und auf diesen geklebten Dehnungsmeßstreifen.

Der Meßkörper erfährt mechanische Verformungen, die eine Funktion der Kraft F sind, die von dem Aufnehmer für das Wiegegut, der eine Masse M trägt, übertragen wird. Diese Verformungen rufen eine Veränderung des Widerstandes der Dehnungsmeßstreifen hervor, die bei geeigneter Befestigung und infolge einer externen Stromversorgung ein elektrisches Signal abgeben, das eine Funktion der Kraft F ist.

Die Kraft F und die Masse M sind durch die Beziehung:

F = Mg

miteinander verknüpft, wobei g die Erdbeschleunigung ist.

Nun ist aber bekanntlich g eine Größe, die im wesentlichen von der geografischen Breite und der Höhe über dem Meeresspiegel des Meß- oder Einsatzortes abhängig ist.

Um diese Veränderungen zu berücksichtigen, ist es bei hochgenauen Wiegevorrichtungen notwendig, jede Wiegevorrichtung entsprechend dem Meßort zu kalibrieren.

Ein derartiges Verfahren ist überhaupt nicht befriedigend insofern, als beim Messen die Kalibrierung am Meßoder Einsatzort die Anwesenheit von Fachpersonal bedeutet, das die notwendigen Einrichtungen zum Kalibrieren bereithält, und jeder Wechsel des Meßortes eine neue Kalibrierung erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren und Regulieren von Wiegevorrichtungen zu schaffen, die auf einfache Weise die Auswirkungen kompensieren, die bei einer Wiegevorrichtung durch Veränderungen der Erdbeschleunigung als Funktion des Meßortes hervorgerufen werden, wobei die Reguglierung an einem von dem letzten Meßort entfernten Ort aus vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 3 gelöst.

Hiernach werden für die verschiedenen geografischen Orte, an denen gemessen werden soll, eine Reihe von Korrekturkoeffizienten für die Veränderung der Erdbeschleunigung in Breiten- und Höhenzonen bestimmt, die die Kalibrierungsorte und sämtliche vorgesehenen Meßorte überdecken. Die zu den Höhen und Breiten der Meßorte gehörenden Korrekturkoeffizienten werden dann in das Gewichtsrechenwerk eingegeben. Die Wieaevorrichtuna wird

schließlich als Funktion des Meßortes durch Berücksichtigen der zu dem jeweiligen Meßort gehörenden Korrekturwerte für die Breite und die Höhe reguliert.

Bekannte mathematische Gleichungen gestatten es,, die Erdbeschleunigung für einen Ort zu berechnen, dessen Breite und Höhe bekannt ist, wenn man annimmt, daß die Erde ein Ellipsoid darstellt.

Demgemäß ist die Erdbeschleunigung g als Funktion der Breite / auf Meereshöhe durch die nachfolgende Beziehung gegeben:

g = 9,780318 (1+0,0053024 sin²7°-0,0000059 sin²2V) (1) wobei

g xn m/s

7° in Grad

angegeben ist.

Dieser Wert von g für eine geografische Breite auf Meereshöhe erfährt eine Korrektur bei einer abweichenden Höhe. Entsprechend dem Profil beträgt tatsächlich für eine Höhendifferenz von einem Meter bei derselben aeografischen Breite die Variation der Erdbeschleunigung:

2 χ 10~⁶ m/s² (2)

(Die Erdbeschleunigung nimmt mit der Höhe ab).

Erfindungsgemäß werden, um alle vorgesehenen Meßorte der Wiegevorrichtung abzudecken, unter Berücksichtigung der angestrebten Genauigkeit Elementarbereiche für die Breite und die Höhe vorgesehen. Jedem Bereich wird ein Korrekturkoeffizient zugeordnet und es werden zur Kalibrierung die Korrekturkoeffizienten entsprechend des Breitenbereichs und des Höhenbereichs des Meßortes in das Rechenwerk für die Bestimmung des Gewicht eingegeben und schließlich zur Regulierung als Funktion des Meßortes werden die Korrekturkoeffizienten für den Breitenbereich und den Höhenbereich des Meßortes berücksichtigt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden sämtliche Korrekturkoeffizienten in der Wiegevorrichtung gespeichert und es werden dann zur Kalibrierung und Regulierung der Wiegevorrichtung entsprechend dem Meßort die Korrekturkoeffizienten durch Wahl des Breitenbereiches und des Höhenbereiches des Kalibrierungs- und des Meßortes aufgerufen, um diese Koeffizienten in die Berechnung einzuführen.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch veranschaulicht .

Gemäß dieser einzigen Figur enthält die Meßkette einer Wiegevorrichtung in bekannter Weise eine nicht veranschaulichte Aufnahmevorrichtung für das Wiegegut, eine Auswäre- oder Lastausaleichsvorrichtuncr mit Wandler, die in Gestalt einer Gewichtsmeßeinheit 1 sowie einer Gewichtsberechnungseinheit 2 veranschaulicht ist, sowie eine Anzeigeeinrichtung, die als numerische Anzeigeeinheit 3 gezeigt ist. Der Meßwertwandler für das Gewicht besteht vorzugsweise aus einem Meßkörper sowie Dehnungsmeßstreifen, die auf diesen geklebt sind.

Dieser insoweit an sich bekannten Meßkette ist eine Korrektureinrichtung zugeordnet, um die Auswirkungen zu korrigieren, die durch die Veränderung der Erdbeschleunigung als Funktion der geografischen Breite und der Höhe auftreten. Diese Korrektureinrichtung weist eine Multipliziereinrichtung 4 auf, die zwischen der Einheit zur Gewichtsberechnung 2 und der Anzeigeeinheit 3 angeordnet ist, sowie einen Speicher 5, in dem die Korrekturkoeffizienten abgespeichert sind, und eine codierte Eingabeeinheit 6, die es gestattet, die in dem Speicher 5 enthaltenen Korrekturkoeffizienten auszuwählen, um sie der Multipliziereinheit 4 zuzuführen, damit sie so in die Gewichtsberechnungskette eingreifen.

Die in dem Speicher 5 abgelegten Korrekturkoeffizienten sind als Funktion des geografischen Bereiches,innerhalb dem die Wiegevorrichtung zu kalibrieren ist, sowie der geografischen Bereiche bestimmt, innerhalb derer die Wiegevorrichtung verwendet werden soll, und zwar um die Auswirkungen zu kompensieren, die durch die Veränderung der Erdbeschleunigung in Abhängigkeit von der Höhe und der Breite des Kalibrierungsortes und der vorgesehenen Meßorte entstehen.

In Frankreich beispielsweise variiert die Breite zwischen 42 und 51 . Es ist deshalb beispielsweise möglich, die Breite in acht Zonen LO bis L7 aufzuteilen, was einer Änderung der Breite um 1° entspricht.

In entsprechender Weise kann beispielsweise der Höhenbereich zwischen 0 m und 4000 m in acht Zonen AO bis A7 entsprechend einer Höhenvariation von 500 m aufgeteilt werden.

Bei binärer Codierung ist es mittels einer sechs Schalter enthaltenden Eingabeeinheit 6 möglich, unter den acht Breitenzonen eine Zone sowie unter den acht Höhenzonen eine Zone auszuwählen, um so von den in dem Speicher 5 enthaltenen Korrekturkoeffizienten die entsprechende Korrekturkoeffizien, die zu der ausgewählten Breitenzone und der ausgewählten Höhenzone gehören, in die Einheit zum Berechnen des Gewichts einzuführen.

Anders ausgedrückt, wird jeder Ort durch seine Breiten- und Höhenreferenzen ausgewählt und die zugehörigen Korrekturkoeffizienten werden in die Berechnungskette eingeführt.

Diese Auswahl erfolgt im übrigen für die Kalibrierung der Wiegevorrichtung durch Auswahl der Breitenzone und der Höhenzone gemäß dem Meßort und nach der Kalibrierung durch Regulierung der Wiegevorrichtung als Funktion des Meßortes. Diese von dem Meßort abhängige Regulierung kann überall vorgenommen werden und die Eingabeeinheit 6 kann dann,um die Wetterdienstvorschriften des betreffenden Landes zu erfüllen, plombiert werden.

Anstatt die Auswahl der Korrekturkoeffizienten mit Hilfe von Schaltern vorzunehmen, ist es auch möglich, diese Auswahl mittels Tastschalter vorzunehmen oder andere unterbrechende Einrichtungen zu verwenden.

Es versteht sich, daß die Korrekturkoeffizienten entsprechend der Variation der Erdbeschleunigung in Abhängigkeit von der Breite und der Höhe für jedwede geografische Zone bestimmt und gespeichert werden können. Die einzige hierbei bestehende Grenze ist die Kapazität des Speichers 5.

Claims

Patentanwälte Dr.-Ing. R. Rüger Dipl.-Ing. H. P. Barthelt zügel. Vertreter beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys Webergasse 3 · Postfach 348 · D-7300 Esslingen (Neckar) 1R Änril 1QRfi Telefon Stuttgart I O. ftprii I3ÖD (0711)356539und359619 ΡΆ 1 hSiiVi cn. ι jjacii Telefax (0711) 35 9903 Telex 7256 610 smru Telegramm Patentschutz Esslingenneckar Patentansprüche

1. Verfahren zum Kalibrieren und Regulieren von Wiegevorrichtungen mit Gewichtsmessung mittels Dehnungsmeßstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß für Breitenbereiche und Höhenbereiche, die den Kalibrierungsort und alle für die Wiegevorrichtung vorgesehenen Einsatzorte überdecken, eine Reihe von Korrekturkoeffizienten für die Veränderung der Erdbeschleunigung bestimmt werden, daß die der Breite und der Höhe des Kalibrierungsortes entsprechenden Korrekturkoeffizxenten in eine das Gewicht berechnenden Recheneinrichtung eingeführt werden, und daß anschließend die Wiegevorrichtung in Abhängigkeit des Einsatzortes durch Eingeben der der Breite und der Höhe des Einsatzortes entsprechenden Korrekturkoeffizienten in die das Gewicht berechnende Recheneinrichtung reguliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Korrekturkoeffizienten in der Wiegevorrichtung gespeichert werden , und daß zur Kalibrierung und Regulierung in Abhängigkeit von dem Einsatzort die zugehörigen Korrekturkoeffizxenten durch Auswahl des Breitenbereiches und

Konten: Deutsche Bank AG. Filiale Esslingen Nr. 304 014 (BLZ 611700 76) ■ Postscheck Stuttgart 624 51 -700 (BLZ 600100 70)

i.^-L^T^J 3813238

des Höhenbereiches des Kalibrierungsortes sowie des Einsatzortes aufgerufen werden, um diese Korrekturkoeffizienten in die das Gewicht berechnende Recheneinrichtung einzugeben.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, bei einer Wiegevorrichtung mit einer Lastmeßeinheit, einer Gewichtsberechnungseinheit sowie einer Anzeigeeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (5) vorgesehen ist, in dem die vorbestimmten, den Korrekturkoeffizienten für die Veränderung der Erdbeschleunigung in Abhängigkeit von der Breite und der Höhe entsprechenden Werte gespeichert sind, daß Auswahleinrichtungen (6) zur Auswahl der gespeicherten Werte in Abhängigkeit von der Höhe und der Breite sowie Multipliziereinrichtungen (4) vorhanden sind, die zwischen der Gewichtsberechnungseinheit (2) und der Anzeigeeinheit (3) angeordnet sind, und durch die das Rechenresultat zur Gewichtsbestimmung in Abhängigkeit von den ausgewählten Werten korrigierbar ist.