DE1264087B

DE1264087B - Automatic, electric weighing device

Info

Publication number: DE1264087B
Application number: DE1960S0067960
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walther Kirchner; Dipl-Ing H Seligmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-04-07
Filing date: 1960-04-07
Publication date: 1968-03-21

Description

Selbsttätige, elektrische Abwägevorrichtung Die Erfindung betrifft eine selbsttätige, elektrische Abwägevorrichtung mit einer Zeigerkopfwaage, deren lastabhängig verstellbares Potentiometer einen Zweig einer Brückenschaltung bildet, während der andere Zweig durch von einer Lochkarte gesteuerte, nach einem Code abgestufte und ständig gleichmäßig stromdurchflossene Widerstände (Sollwiderstände) gebildet ist, wobei die Schüttgutzufuhr von einer in der Brückendiagonalen liegenden Schaltvorrichtung beim Übereinstimmen beider Brückenzweige abschaltbar ist.Automatic Electric Weighing Apparatus The invention relates to an automatic, electrical weighing device with a pointer head scale, whose load-dependent adjustable potentiometer forms a branch of a bridge circuit, while the other branch is graded according to a code and controlled by a punch card and resistances through which current flows uniformly (target resistances) are formed is, the bulk material supply from a switching device located in the bridge diagonal can be switched off when both bridge branches match.

Es ist bereits eine Abfüllwaage mit elektrischer Steuerung der Gutzuführung zur Lastschale bekannt, bei der ein durch den Waagenzeiger kontinuierlich veränderlicher elektrischer Widerstand den einen Zweig einer Brücke und ein als Sollwertgeber dienender Widerstand, der in mehrere einzeln einschaltbare Einzelwiderstände unterteilt ist, den anderen Brückenzweig bildet, wobei in der Brückendiagonale eine elektrische Schalteinrichtung vorgesehen ist, welche unmittelbar nach Erreichen des Brückengleichgewichtes die Beschickung der Waage mit dem Material einer Sorte unterbricht und gleichzeitig die Beschikkungsvorrichtung einer anderen Sorte einschaltet. Zur Einstellung des neuen Sollwertes werden dabei einzelne der Widerstände des Sollwertgebers ein- bzw. ausgeschaltet. Um ein genaues Einwägen zu gewährleisten, kann die Schalteinrichtung außerdem so beschaffen sein, daß bereits bei Annäherung an das Brückengleichgewicht die Förderleistung der gerade eingeschalteten Beschickungsvorrichtung um einen vorbestimmten Betrag herabgesetzt wird. It is already a filling scale with electrical control of the material feed Known for the load pan, in which a continuously variable by the balance pointer electrical resistance one branch of a bridge and one serving as a setpoint generator Resistance, which is divided into several individually switchable individual resistors, forms the other branch of the bridge, with an electrical one in the diagonal of the bridge Switching device is provided, which immediately after reaching the bridge equilibrium the loading of the scales with the material of one type is interrupted and at the same time switches on the loading device of a different type. To set the new setpoint, individual resistances of the setpoint generator are switched on or off. switched off. In order to ensure accurate weighing-in, the switching device in addition, be of such a nature that as soon as the bridge equilibrium is approached the delivery rate of the loading device that has just been switched on by a predetermined one Amount is reduced.

Bei diesen geschilderten Steuerungen ist es auch bekannt, den Sollwertgeber als Potentiometer mit dekadischen Widerständen auszuführen und die jeweils benötigte Widerstandskombination durch Befehle einer Lochkarte einzustellen. In these controls, it is also known to use the setpoint generator designed as a potentiometer with decadic resistances and the respectively required Set resistance combination by commands from a punch card.

Diese vorstehend geschilderten Soliwertgeber haben die Nachteile, daß bei jeder neuen Sollwerteinstellung nur ein Teil der Widerstände vom Strom durchflossen, also erwärmt wird, während der andere Teil der Widerstände nicht vom Strom durchflossen, also abgekühlt wird. Bei der Vorgabe eines neuen Sollwertes werden dadurch Widerstände mit unterschiedlichen Erwärmungszuständen zusammengeschaltet. Da der Leitwert der Widerstände stets mehr oder minder von der Temperatur (Temperaturfehler) abhängig ist, ist der neue Sollwert stets von den vorhergehenden Sollwerten, d. h. vor dem vorausgegangenen Erwärmungsprogramm der einzelnen Widerstände abhängig. Wenn man bedenkt, daß bei Waagensteuerungen oft eine Genauigkeit von mehr als 1 0/ovo verlangt wird, ist klar, daß die vorstehend erläuterten Sollwertschwankungen eine erhebliche Fehlerquelle bilden können. These fixed value donors described above have the disadvantages that with each new setpoint adjustment only a part of the resistors flows through the current, so it is heated while the other part of the resistors does not have current flowing through it, so it is cooled. When specifying a new setpoint, this creates resistances interconnected with different heating states. Since the conductance of the Resistances always more or less dependent on the temperature (temperature error) is, the new setpoint is always from the previous setpoints, i.e. H. before the previous heating program depending on the individual resistors. If Bear in mind that weighing controls often require an accuracy of more than 1 0 / ovo it is clear that the setpoint fluctuations explained above are considerable Can form a source of error.

Es ist nun bereits eine Waagensteuerung bekannt, bei der die Brückenzweige durch stufenlos verstellbare Soll- und Istwertpotentiometer gebildet werden und bei der beide Potentiometerabgriffe über die Schaltvorrichtung miteinander verbunden sind. Hierbei wird zwar das Sollwertpotentiometer stets vom gleichen Strom durchflossen, so daß sich keine Meßfehler infolge unterschiedlicher Erwärmungen der einzelnen Widerstandsteile ergeben können, jedoch ist es außerordentlich schwierig, mit einem derartigen Potentiometer eine große Anzahl von Sollwerten einzustellen. A scale control is already known in which the bridge branches are formed by continuously adjustable setpoint and actual value potentiometers and in which both potentiometer taps are connected to one another via the switching device are. The same current always flows through the setpoint potentiometer, so that there are no measurement errors due to different heating of the individual Resistance parts can result, however, it is extremely difficult with one such potentiometer to set a large number of setpoints.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, bei einer Steuerung der eingangs geschilderten Art die eine Vielzahl von Einstellungen erlaubenden, nach einem Code gestuften Sollwertwiderstände beizubehalten, jedoch dafür zu sorgen, daß bei aufeinanderfolgenden Einstellungen keine Meßfehler infolge unterschiedlicher Erwärmungszustände der einzelnen Widerstände auftreten können. The object of the present invention is therefore in a control of the type described above that has a large number of settings allowing to maintain setpoint resistances stepped according to a code, however to ensure that successive settings do not result in measurement errors different heating states of the individual resistors can occur.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Sollwiderstände entsprechend dem von der Lochkarte vorgegebenen Sollwert mittels von letzterer gesteuerter Relais-Umschaltkontakte von einem Brückenzweig in den benachbarten zur Anderung des Sollwertes umschaltbar sind. Hierdurch sind sämtliche Sollwiderstände stets vom Strom durchflossen; Sollwertschwankungen, bedingt durch unterschiedliche Erwärmungszustände, können nicht mehr auftreten; die Genauigkeit der Steuerung wird also wesentlich erhöht.This object is achieved in that, according to the invention, the target resistances according to the setpoint specified by the punch card by means of the latter controlled Relay changeover contacts from one bridge branch to the next to change of the setpoint are switchable. As a result, all setpoint resistances are always traversed by the current; Setpoint fluctuations due to different heating states, can no longer occur; the accuracy of the control thus becomes essential elevated.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es stellt dar Fig. 1 vereinfacht die Schaltung der elektrischen Abwägevorrichtung, F i g. 2 die elektrische Schaltung der Sollwertwiderstände zusammen mit den zugehörigen Lochkartenrelais. The invention is based on the drawings of an exemplary embodiment explained in more detail. It shows Fig. 1 simplifies the circuit of the electrical Weighing device, F i g. 2 the electrical circuit of the setpoint resistors together with the associated punch card relay.

Gleiche oder miteinander übereinstimmende Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. The same or matching parts are in both figures provided with the same reference numerals.

Der Istwert des Zeigers einer nicht dargestellten Zeigerkopfwaage wird von einem Istwertpotentiometer 1, einem Feindrahtpotentiometer, mit geringer Verstellkraft und hoher Linearität nachgebildet. Der Sollwert wird über abgestufte Sollwertwiderstände -hier der Einfachheit halber als Potentiometer 2 dargestellt - von der Lochkarte aus über entsprechende Relais vorgegeben. Die Potentiometer 1 und 2 sind zu einer Brückenschaltung zusammengeschlossen, wobei Abgleichwiderstände3, 4, 5 und 6 vorgesehen sind, die zum Teil dem Ausgleich der Zuleitungswiderstände zum entfernt liegenden Istwertpotentiometer 1 dienen. The actual value of the pointer of a pointer head balance, not shown is controlled by an actual value potentiometer 1, a fine wire potentiometer, with lower Adjustment force and high linearity simulated. The setpoint is graded via Setpoint resistances - shown here as potentiometer 2 for the sake of simplicity - specified by the punch card via the appropriate relay. The potentiometers 1 and 2 are connected to a bridge circuit, with balancing resistors 3, 4, 5 and 6 are provided, some of which compensate for the lead resistances serve for the remote actual value potentiometer 1.

An die Abgriffe der Potentiometer 1 und 2 ist eine als Schaltvorrichtung dienende Transistorkippstufe 15 angeschlossen. A switching device is attached to the taps on potentiometers 1 and 2 serving transistor flip-flop 15 connected.

Ein Netztransformator 7, dessen Primärwicklung 8 an die Netzzuleitungen9 und 10 angeschlossen ist, liefert aus der Sekundärwicklung 11 über einen Gleichrichter 12 mit Siebkondensatorl3 und einen Vorwiderstand 14 die Speisespannung der Brückenschaltung. A mains transformer 7, the primary winding 8 of which is connected to the mains supply lines 9 and 10 is connected, supplies from the secondary winding 11 via a rectifier 12 with filter capacitor 13 and a series resistor 14 the supply voltage of the bridge circuit.

Beim Abgleich der Brückenschaltung (Übereinstimmen des Istwertpotentiometers 1 mit dem Sollwertpotentiometer2) schlägt die Polarität der Ausgangsspannung (Differenzspannung) von einer Polarität über Null zu der anderen Polarität um, womit für die Transistorkippstufe 15 ein scharfes Ansprechkriterium gegeben ist. Die Transistorkippstufe 15 enthält drei Transistoren T1, T2, T3, wobei der Ausgangstransistor T3 das Relais 16 schaltet. Die Stromversorgung der Transistorkippstufe 15 erfolgt aus der Wicklung 17 des Netztransformators 7 über einen Gleichrichter 18. When adjusting the bridge circuit (match the actual value potentiometer 1 with the setpoint potentiometer 2) beats the polarity of the output voltage (differential voltage) from one polarity above zero to the other polarity, thus for the transistor flip-flop 15 a strict response criterion is given. The transistor flip-flop 15 contains three transistors T1, T2, T3, the output transistor T3 switching the relay 16. The transistor flip-flop 15 is supplied with power from the winding 17 of the mains transformer 7 via a rectifier 18.

Da eine geringe Spannung am Eingang der Transistorkippstufe 15 erforderlich ist, um sie offenzuhalten, die Umschaltung, d. h. also der Kippvorgang aber genau im Nulldurchgang der Eingangsspannung stattfinden soll, wird eine kleine Hilfsspannung in den Kreis des Brückenausganges gelegt. Diese Hilfsspannung wird über die Abgriffe der Potentiometer 21 und 24 aus der Speisespannung des Kippverstärkers 15 entnommen. Die Speisespannung des Transistorkippverstärkers ist durch Zehnerdiodenl9 und 20 stabilisiert. Since a low voltage at the input of the transistor trigger stage 15 is required is to keep it open, the switch, d. H. so the tipping process, however, exactly should take place in the zero crossing of the input voltage, a small auxiliary voltage placed in the circle of the bridge exit. This auxiliary voltage is supplied via the taps the potentiometers 21 and 24 are taken from the supply voltage of the tilt amplifier 15. The supply voltage of the transistor breakover amplifier is provided by zener diodes 19 and 20 stabilized.

Um eine Übersteuerung der Transistorkippstufe 15 zu vermeiden, sind an ihrem Eingang außerdem noch zwei Dioden 22 und 23 in Antiparallelschaltung vorgesehen. In order to avoid overdriving the transistor flip-flop 15, are two diodes 22 and 23 in anti-parallel connection are also provided at its input.

Wie bekannt, ist es für das Erreichen eines genauen Gewichtes bei verschiedenen Schüttgütern erforderlich, die Zufuhr des strömenden Schüttgutes vorzeitig abzusperren, da sonst das erreichte Gewicht größer wird als beabsichtigt. In bekannter Weise wird nun durch eine am Potentiometer 25 abgegriffene Zusatzspannung dem Kippverstärker das Vorhandensein des Sollwertes schon vor Erreichen desselben vorgetäuscht. Nach Ansprechen des Kippverstärkers wird dann der Zulauf gedrosselt und die Zusatzspannung durch den Kontakt 26 ausgeschaltet. As is known, it is instrumental in achieving an accurate weight different bulk materials required, the supply of the flowing bulk material prematurely shut off, otherwise the weight will be greater than intended. In well-known Now, by means of an additional voltage tapped off at the potentiometer 25, the trigger amplifier is activated simulates the presence of the setpoint before it is reached. To If the trigger amplifier responds, the supply is throttled and the additional voltage switched off by contact 26.

Eine zur Automatik der Waage gehörende Schall tung sorgt dann dafür, daß das Weiterschalten auf die nächste Lochkartenzeile erst dann stattfinden kann, wenn das Sollgewicht ohne Zusatzspannung erreicht wird. A sound device belonging to the automatic system of the balance then ensures that that switching to the the next line of punched cards can only take place when the target weight is reached without additional tension.

Der Sollwertgeber und der Istwertgeber sind als Brückenwiderstände besonders hohen Anforderungen unterworfen. Beim Istwertgeber kommt es auf eine möglichst gute Linearität zwischen Widerstandswert und jeweiligem Gewicht an. Beim Sollwertgeber werden Meßwiderstände verwendet, die temperaturunempfindlich und gealtert sind und speziell für Meßbrücken hergestellt werden. Am Istwertgeber sind Temperaturfehler nicht zu erwarten, da, von Grenzwerten bei großer Verstimmung abgesehen, beide Widerstandshälften gleichen Strom und daher auch gleiche Temperatur aufweisen. Beim Sollwertgeber läßt sich dies durch eine besondere Schaltung erreichen, und zwar muß dafür gesorgt werden, daß stets auch hier alle Teilwiderstände (Sollwiderstände) gleichmäßig stromdurchflossen sind. The setpoint generator and the actual value generator are bridge resistors subject to particularly high requirements. In the case of the actual value encoder, it comes to as much as possible good linearity between the resistance value and the respective weight. With the setpoint generator measuring resistors are used that are not sensitive to temperature and that have aged and are specially made for measuring bridges. There are temperature errors on the actual value transmitter not to be expected, since, apart from limit values in the event of a large detuning, both halves of the resistor have the same current and therefore also have the same temperature. With the setpoint generator leaves this can be achieved by a special circuit, and it must be ensured that that here, too, all partial resistances (target resistances) always have an even current flowing through them are.

Fig. 2 veranschaulicht die entsprechende Schaltung. Das Sollwertpotentiometer2 besteht aus einer Vielzahl von Widerständen .1... R 12, wobei die Anschlüsse 27 und 28 die Anfangs- und Endklemmen des Potentiometers darstellen, während der Potentiometerabgriff mit 29 bezeichnet ist. Jeweils vier Widerstände bilden eine Dekade. An beiden Enden der Widerstände R 1 bis R 11 und an einem Ende des WiderstandesR12 sind Umschaltkontaktesll, s12; s21, s22; s31...s102, soll, s112, s121 vorgesehen. Diese Kontakte gehören zu den Schaltrelais S ....... S 12, die an die Anschlußklemmen 30 und 31 einer Spannungsquelle angeschlossen sind und über die Lochkartenkontakte 32 erregt werden. Fig. 2 illustrates the corresponding circuit. The setpoint potentiometer 2 consists of a large number of resistors .1 ... R 12, with connections 27 and 28 illustrate the start and end terminals of the potentiometer while the potentiometer is tapping is designated by 29. Four resistors each make up a decade. At both ends the resistors R 1 to R 11 and at one end of the resistor R12 are changeover contacts, s12; s21, s22; s31 ... s102, should, s112, s121 provided. These contacts belong to the switching relay S ....... S 12, which is connected to terminals 30 and 31 of a voltage source are connected and are excited via the punch card contacts 32.

Parallel zu den Widerständen R 1 bis R 12 sind Schaltkontakte.13, sol4, s23, s24, s33, .34.. ..113, s114, s123 und sl24 vorgesehen. Um mit möglichst wenig Widerständen auszukommen und um stets alle Widerstände unter Strom zu halten, ist eine Stufung nach dem Code 1, 1, 2, 5 gewählt worden. Die jeweils fehlende eine Einheit wird von der nächst kleineren Dekade gebildet. In der kleinsten Dekade muß daher als Ausgleich für die fehlende, noch kleinere Dekade eine Einheit mehr eingebaut werden. Als Gesamtcode ergibt sich also folgende Stufung der einzelnen Sollwiderstände: 2 1 2 5 10 10 20 50 100 100 200 500 Zur Anderung des Sollwertes sind die einzelnen SollwiderständeR1 bis R 12 entsprechend dem von der Lochkarte vorgegebenen Sollwert mittels von letzterer gesteuerter Relaisumschaltkontakte Sl bis S121 von einem Brückenzweig in den benachbarten Brükkenzweig umschaltbar; mit anderen Worten, der in einem Teilwiderstand nicht benötigte Widerstandswert wird in den anderen Teilwiderstand gelegt.Switching contacts are parallel to the resistors R 1 to R 12. 13, sol4, s23, s24, s33, .34 ... ..113, s114, s123 and sl24 are provided. To with as possible get by with little resistance and to always keep all resistance under current, a grading according to code 1, 1, 2, 5 has been selected. The missing one Unit is formed from the next smaller decade. Must be in the smallest decade therefore one more unit was built in to compensate for the missing, even smaller decade will. The overall code therefore results in the following grading of the individual target resistances: 2 1 2 5 10 10 20 50 100 100 200 500 To change the setpoint, the individual Setpoint resistances R1 to R12 according to the setpoint specified by the punch card by means of the latter controlled relay switching contacts Sl to S121 from a bridge branch switchable to the adjacent bridge branch; in other words, the one in a partial resistor Resistance value that is not required is placed in the other partial resistance.

Durch diese Schaltung der Sollwiderstände wird außerdem erreicht, daß der Gesamtwiderstand der Brückenschaltung annähernd konstant bleibt, was zur Erhöhung der Linearität und Proportionalität ihres Verhaltens wesentlich beiträgt. This switching of the setpoint resistances also achieves that the total resistance of the bridge circuit remains approximately constant, which leads to Increasing the linearity and proportionality of their behavior contributes significantly.

Claims

Claims: 1. Automatic, electrical weighing device with a pointer head scale, the load-dependent adjustable potentiometer of which has a branch one bridge circuit forms while the other Branch through from a punch card controlled, graded according to a code and constantly evenly current-carrying Resistances (target resistances) is formed, the bulk material supply from a Switching device lying in the bridge diagonal when the two coincide Bridge branches can be switched off, characterized in that the setpoint resistances (R 1 to R12) according to the target value specified by the punch card using the latter controlled relay changeover contacts (S1 to So21) from a bridge branch can be switched in the neighboring ones to change the setpoint.

2. Automatic, electrical weighing device according to claim 1, characterized marked that as a switching device (15) a transistor flip-flop is used, the a presettable auxiliary voltage can be supplied to select the response point.

Publications considered: German Patent No. 973 212; German Auslegeschrift No. 1 006 936; "Electronics", Vol. 5, 1956, No. 12, p. 321; "Industrie-Elektronik", Vol. 4, 1956, No. 2/3, p. 4; "Automatic", Vol. 4, 1959, No. 2, pp. 53 and 55; "Automatic", Vol. 5, 1960, No. 1, pp. 22 to 24; Josef K r ö n e r t, "Meßbrücken und Kompensatoren", Vol. 1, Berlin, 1935, p. 68.