DE2444925C3 - Device for remote transmission and registration of the display of a circular pointer measuring head - Google Patents
Device for remote transmission and registration of the display of a circular pointer measuring headInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Fernübertragen und Registrieren der Anzeige eines Kreiszeigermeßkopfes, vorzugsweise einer automatischen Waage, unter Verwendung eines die Anzeige in Digitalwerten wiedergebenden Umdrehungszählers.The invention relates to a device for remote transmission and registration of the display of a circular pointer measuring head, preferably an automatic scale, using a display in digital values reproducing revolution counter.
Es sind zahlreiche Einrichtungen bekannt, bei denen Werte auf einer Kreisskala analog angezeigt werden. Dabei besteht häufig das Problem, die angezeigten Analogwerte an eine Zentrale od. dgl. fernzuübertragen. Numerous devices are known in which values are displayed analogously on a circular scale. There is often the problem of remotely transmitting the displayed analog values to a control center or the like.
Insbesondere bei selbsttätigen Waagen mit Kreiszeigermeßkopf wird es angestrebt, den analog angezeigten Wert in eine digitale Anzeige umzuwandeln. Dazu sind mehrere Vorschläge bekannt. So ist eine selbsttätige Waage mit elektrischer Steuerung des Zulaufs und der Drehbewegung des Wiegegefäßes bekannt, bei der die Zeigerwelle des Kreiszeigermeß kopfes über eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung mit einem Zählwerk verbindbar ist (vgl. DE-PS 518 140). Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die elektrische Kupplung die Zeigcrwellc mit dem Zählwerk nur während der Rückdrehung des Zeigers in die Nullage verbindet, wobei das Zählwerk in der Regel jeweils den Summenwert aus mehreren nacheinander folgenden Abwägungen wiedergibt. Wenn bei einer solchen Waage stets Portionen abgewogen werden, die der Höchstlast und damit einem Zeigerumlauf entsprechen, wird der Umdrehungszähler auch jeweils in der letzten Dezimalstelle um 10 Digitalwerte weitergestellt. Schwierigkeiten treten jedoch dann auf, wenn Zwischenwerte erreicht wer-Especially with automatic scales with a circular pointer measuring head the aim is to convert the analog displayed value into a digital display. Several proposals are known for this. This is an automatic scale with electrical control of the inlet and the rotational movement of the weighing vessel known, in which the pointer shaft of the circular pointer measured head can be connected to a counter via an electromagnetically actuated clutch (cf. DE-PS 518 140). The arrangement is made so that the electrical coupling with the Zeigcrwellc connects to the counter only while the pointer is being turned back into the zero position, whereby the counter usually represents the total value from several successive considerations. If with such a scale portions are always weighed that the maximum load and thus a The last decimal place of the revolution counter 10 digital values continued. Difficulties arise, however, when intermediate values are reached
den, die nicht ein Zehntel der Höchstlast ausmachen. In diesen Fällen kommt es zu keiner klaren Digitalisierung der Anzeige. Wenn dabei die Anordnung so getroffen wird, daß diese Zwischenwerte durch Aufoder Abrunden auf den nächsten vollen Wert digitalisiert werden, so ergibt sich in der Anzeige des Umdrehungszählers eine maximale Abweichung von 5% des Skalenendwertes, und zwar bezogen jeweils auf eine Wägung. Beim Auf summieren aus mehreren nacheinander folgenden Abwägungen können sich die Fehlerwerte addieren. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß die Werte des Kreiszeigermeßkopfes nicht fernübertragen werden können.those that do not make up a tenth of the maximum load. In these cases there is no clear digitization the display. If the arrangement is made in such a way that these intermediate values are replaced by up or Rounding down to the next full value is shown in the display of the revolution counter a maximum deviation of 5% of the full scale value, based in each case on one Weighing. When adding up several successive weighings, the error values can add up add. Another disadvantage of this known arrangement is that the values of the Circular pointer measuring head cannot be transmitted remotely.
Bei anderen bekannten Einrichtungen dieser Art ist auf der Zeigerwelle des Kreiszeiger-Meßkopfes eine Codescheibe montiert, auf der eine der Teilung der Skala entsprechende Anzahl von Codespuren vorgesehen ist. Jeder Codespur ist dabei ein gesondertes Lesegerät zugeordnet. Es sind solche Einrichtungen mit z. B. 16 Codespuren und 16 zugehörigen Lesegeräten bekannt. Da die Platzverhältnisse am Kreiszeiger-Meßkopf in der Regel beengt sind, müssen die Codescheibe und das Lesegerät mit großer Präzision gefertigt und eingestellt werden. Diese Einrichtung bedingt daher einen erheblichen Konstruktions-, Zeit- und Kostenaufwand. Außerdem sind solche Einrichtungen außerordentlich empfindlich gegenüber den Einflüssen der Umwelt, insbesondere gegenüber Verschmutzung, Feuchtigkeit und Erschütterung. Solche Einflüsse sind in dem rauhen Betrieb bei industriellem Einsatz nicht zu vermeiden. Eine Fernübertragung der Anzeigewerte ist mit einem solchen Gerät zwar grundsätzlich möglich, die von den Eichbehörden allgemein verlangte Fehlersicherheit zwingt jedoch bei diesen empfindlichen Einrichtungen zu einer weiteren Steigerung des Aufwandes, insbesondere durch Doppelbestückung von elektronischen Bauteilen.In other known devices of this type is on the pointer shaft of the circular pointer measuring head a code disk is mounted on which a number of code tracks corresponding to the division of the scale is provided is. A separate reader is assigned to each code track. There are such institutions with z. B. 16 code tracks and 16 associated readers known. Since the space available at the circular pointer measuring head is usually limited, the Code disk and the reader can be manufactured and adjusted with great precision. This facility therefore requires a considerable amount of construction, time and money. Also, such facilities are extremely sensitive to the effects of the environment, in particular to pollution, Moisture and vibration. Such influences are in the rough operation at industrial Use unavoidable. A remote transmission of the display values is possible with such a device in principle possible, but the security against errors generally required by the calibration authorities is essential these sensitive facilities to a further increase in effort, in particular by double equipment of electronic components.
Es sind weiter Einrichtungen zum Registrieren der Anzeige von Kreiszeigermeßköpfen bekannt, bei denen die engezeigten Werte über Kontaktstifte auf mechanischem Wege ausgelesen werden. Derartige Einrichtungen sind wesentlich robuster und liefern eine ausreichende Sicherheit bei der Fernübertragung. Ein wesentlicher Nachteil solcher bekannter Einrichtungen besteht jedoch darin, daß die Ablesung jeweils nur im Stillstand erfolgen kann. Diese Einrichtungen eignen sich daher ausschließlich zur Registrierung der angezeigten Werte, nicht aber zur Steuerung nachgeschalteter Geräte oder zur Steuerung der selbsttätigen Waage überhaupt.There are also devices for registering the display of circular pointer measuring heads are known in which the close shown values via contact pins on mechanical Ways to be read out. Such devices are much more robust and provide one adequate security for remote transmission. A major disadvantage of such known devices is, however, that the reading can only take place at a standstill. These bodies are therefore only suitable for registering the displayed values, but not for controlling downstream values Devices or to control the automatic scales at all.
Eine andere bekannte Einrichtung zum Registrieren der Anzeige arbeitet nach dem Schrittverfahren. Hierbei ist auf der Zeigerwelle eine Loch- oder Schlitzscheibe angeordnet, die mit einer fest montierten, photoelektrischen Abtasteinrichtung zusammenwirkt. Bei Umdrehung des Zeigers Hefen diese Einrichtung eine Impulsfolge, wobei die Anzahl der Impulse der Anzahl der Schlitze oder Löcher entspricht, welche bei der Drehung des Zeigers die Abtasteinrichtung überfahren. Die von der photoelektrischen Abtasteinrichtung gelieferten Impulse können auf elektronischem Wege weiterverarbeitet werden. Diese Einrichtung ist vom Aufbau her weder so aufwendig noch so empfindlich wie das oben behandelte Codespurverfahren. Aber auch hier fordert die veringte Fehlersicherheit einen erheblichen Aufwand in der elektrischen bzw. elektronischen Stcucrune.Another known device for registering the display uses the step method. Here, a perforated or slotted disk is arranged on the pointer shaft, which is connected to a fixed, cooperating photoelectric scanning device. When the pointer rotates, this device yeasts a pulse train, where the number of pulses corresponds to the number of slots or holes, which pass over the scanning device when the pointer is rotated. The one from the photoelectric Pulses supplied to the scanning device can be further processed electronically. The structure of this device is neither as complex nor as sensitive as the one discussed above Code tracking. But here, too, the required error security requires considerable effort in the electrical or electronic Stcucrune.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß bei großer Robustheit und Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen auf einfache Weise eine Fernübertragung der Werte bei großer Sicherheit und großer Genauigkeit möglich wird, wobei gleichzeitig die Voraussetzung dafür geschaffen werden soll, daß die angezeigten Werte unmittelbar zur weiteren Verwendung zur Verfügung stehen, z. B. zur Steuerung einer automatischen Waage.In contrast, it is the object of the present invention to provide a device as described in more detail at the beginning Kind of further training that with great robustness and insensitivity to environmental influences in a simple way a remote transmission of the values with great security and great accuracy becomes possible, at the same time the prerequisite is to be created that the displayed Values are immediately available for further use, e.g. B. to control an automatic Scale.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Vereinigung folgender Merkmale:According to the invention, this object is achieved by combining the following features:
a) mit der Zeigerwelle des Kreiszeiger-Meßkopfes ist der Geber einer elektrischen Welle gekoppelt, deren Empfänger in Abhängigkeit von dem durch die Drehung des Gebers erzeugten Fehlersignal von einem Servomotor über eine Ausgangswelle einnes Getriebes nachdrehbar ist;a) the encoder of an electrical shaft is coupled to the pointer shaft of the circular pointer measuring head, their receiver depending on the error signal generated by the rotation of the encoder can be rotated by a servomotor via an output shaft of a gear;
b) der Umdrehungszähler ist über eiiw zweite, nach : höheren Drehzahlen hin übersetzte Ausgangswelle des Getriebes antreibbar.b) the revolution counter is about eiiw second, after: Output shaft of the transmission geared towards higher speeds can be driven.
Die elektrische Welle stellt dabei ein robustes Fernübertragungssystem für Anzeigewerte dar. Ihr Geber wird direkt und analog der Verstellung des Zei- : gers des Kreiszeigermeßkopfes durch die Zeigerwelle verstellt. Die dabei zwischen Geber und Empfänger der elektrischen Welle auftretenden erzeugten Fehlersignale steuern einen Servomotor, der über ein Getriebe den Geber in Richtung auf eine Verkleinerung : des Fehlersignals nachstellt. In der Praxis führen dabei Geber und Empfänger im wesentlichen gleiche Winkeldrehungen aus. Die durch den Servomotor über das Getriebe erzeugte Nachstellbewegung wird in dem Getriebe gleichzeitig übersetzt nach höheren Drehzahlen, wobei diese höheren Drehzahlen über eine zweite Ausgangswelle des Getriebes auf den Umdrehungszähler übertragen werden. Die Eingangswelle des Umdrehungszählers führt daher ein Mehrfaches der Winkelverstellung des Zeigers des Kreiszeigermeßkopfes aus. Dabei kann die Übersetzung im Getriebe beispielsweise 1:100 betragen, so daß man bei der Digitalisierung des auf der Skala des Kreiszeigermeßkopfes maximal anzeigbaren Wertes nur einen Fehler von maximal 0,05% erhält. Dieser ist außeror- ι dentlich gering und fällt auch dann nicht ins Gewicht, wenn sich dieser Fehler bei Aufsummierung der Werte von mehreren aufeinanderfolgenden Abwägungen addieren sollte. Die Ablesung des Digitalwertes erfolgt nicht im Stillstand der Waage, sondern bereits während der Zeigerbewegung, so daß die Werte auch für eine automatische Steuerung, z. B. der Waage, sofort und zuverlässig zur Verfügung stehen.The electric wave represents a robust remote transmission system for display values The encoder is direct and analogous to the adjustment of the pointer of the circular pointer measuring head by the pointer shaft adjusted. The error signals generated between the transmitter and receiver of the electric wave control a servomotor which, via a gearbox, moves the encoder towards a reduction in size: readjusts the error signal. In practice, the transmitter and receiver essentially rotate the same angle the end. The readjusting movement generated by the servomotor via the gearbox is in the Transmission simultaneously translates to higher speeds, these higher speeds about a second output shaft of the gearbox are transmitted to the revolution counter. The input shaft of the revolution counter therefore performs a multiple of the angular adjustment of the pointer of the circular pointer measuring head the end. The translation in the gearbox can be, for example, 1: 100, so that you can use the digitization of the maximum value that can be displayed on the scale of the circular pointer measuring head Receives an error of 0.05% or less. This is extremely low and is also irrelevant if this error arises when adding up the values of several successive weighings should add up. The reading of the digital value does not take place when the balance is at a standstill, but already during the pointer movement, so that the values can also be used for automatic control, e.g. B. the scales, immediately and are reliably available.
Vorteilhafterweise ist zwischen der zweiten Ausgangswelle des Getriebes und der Eingangswelle des Umdrehungszählers eine schaltbare Kupplung mit Bremse angeordnet. Hierdurch erhält man den Vorteil, daß die angezeigten Werte addiert oder subtrahiert werden können und daß man wahlweise die Vorwärtsbewegung oder die Rückstellbewegung des t Zeigers des Kreiszeiger-Meßkopfes zur Verstellung des Umdrehungszählwerke;, verwenden kann. Der Umdrehungszähler kann mit einem Meßwertdrucker gekuppelt sein oder bei Bestückung des Umdrehungszählers mit sogenannten Read-Öut-Kontakten einen , solchen Meßwertdrucker steuern. Im letztern Fall ist es auch möglich, über die Read-Out-Kontakte eine direkte Auslesung der Digitalwerte durch eine EDV-Anlage durchzuführen. Über diese Kontakte oder über die Welle des Umdrehungszählers können die digitalen Werte, die am Zähler angezeigt werden, gleichzeitig und fortlaufend auch einer Vergleichseinrichtung zugeführt werden, in welcher der durch den Umdrehungszähler angezeigte Istwert mit einem digitalen Sollwert verglichen und die Differenz als Eingangswert in die automatische Steuerung der Waage eingegeben wird.Advantageously, between the second output shaft of the transmission and the input shaft of the The revolution counter has a switchable clutch with a brake. This gives you the advantage that the displayed values can be added or subtracted and that you can choose to move forward or the return movement of the t pointer of the circular pointer measuring head for adjustment of the revolution counters ;, can use. The revolution counter can be connected to a data printer be coupled or, if the revolution counter is equipped with so-called read-out contacts, a, control such data printer. In the latter case it is also possible to send a to carry out direct readout of the digital values by a computer system. Via these contacts or Via the shaft of the revolution counter, the digital values that are displayed on the counter can be are simultaneously and continuously fed to a comparison device in which the by the The actual value displayed by the revolution counter is compared with a digital setpoint and the difference as an input value is entered into the automatic control of the scale.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer schematischen Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to a schematic drawing of two exemplary embodiments explained in more detail.
In der Zeichnung sind die einzelnen Einheiten, die als solche bekannt sind, lediglich in Form von Blockschaltelementen wiedergegeben.In the drawing, the individual units, which are known as such, are only in the form of block switching elements reproduced.
Bei 1 ist in der Figur der Kreiszeiger-Meßkopf mit zugehöriger Skala und zugehörigem Zeiger wiedergegeben. Die Zeigerwelle 2 ist mit dem Geber 3 einer elektrischen Welle 4 verbunden, so daß bei Bewegung des Zeigers der Geber im Verhältnis 1:1 analog verstellt wird. Die Verstellung des Gebers der elektrischen Welle 4 erzeugt ein Fehlersignal, welches zur Steuerung eines Servomotors 8 herangezogen wird; dessen Ausgangswelle 9 treibt ein Getriebe 7 an, welches zwei Ausgangswellen 6 und 10 aufweist. Die Ausgangswelle 6 ist mit dem Empfänger 5 der elektrischen Welle 4 verbunden, so daß bei Betrieb des Servomotors 8 in Abhängigkeit von dem auftretenden Fehlersignal über die Welle 9 des Servomotors und das Getriebe 7 der Geber S über die Welle 6 mit etwa der Zeigerbewegung entsprechender Geschwindigkeit verstellt wird, und zwar in einer Drehrichtung, bei der der Fehler zwischen der Stellung des Gebers und des Empfängers in Richtung auf den Wert 0 verkleinert wird. Der Empfänger läuft daher dem Geber ständig und unmittelbar nach, so daß das Fehlersigna! klein bleibt. Diese durch den Servomotor 8 über das Getriebe 7 erzeugte Nachlaufbewegung wird im Getriebe gleichzeitig in Richtung auf höhere Drehzahlbewertung nach einem fest vorgegebenen Übersetzungsverhältnis übersetzt. Diese übersetzten Drehzahlen können an der zweiten Ausgangswelle 10 des Getriebes 7 abgegriffen werden und zum unmittelbaren Antrieb eines Umdrehungszählers 12 verwendet werden. In der Figur ist die Tatsache der Übersetzung des Drehzahlverhältnisses durch den Getriebeteil 11 wiedergegeben, der in der Praxis dem Getriebe 7 angehört. Im dargestellten Beispiel a) erfolgt der Antrieb des Umdrehungszählers 12 nicht direkt über die Welle 15, sondern über eine zwischengeschaltete Schaltkupplung 14, die als elektromagnetische Bremskupplung ausgebildet sein kann, wie dies durch die Bremsfläche 13 angedeutet ist.At 1, the circular pointer measuring head with the associated scale and associated pointer is shown in the figure. The pointer shaft 2 is connected to the encoder 3 of an electrical shaft 4, so that when moving of the pointer, the encoder is adjusted analogously in a ratio of 1: 1 will. The adjustment of the encoder of the electric shaft 4 generates an error signal, which for Control of a servo motor 8 is used; whose output shaft 9 drives a transmission 7, which has two output shafts 6 and 10. The output shaft 6 is connected to the receiver 5 of the electrical Shaft 4 connected so that during operation of the servo motor 8 depending on the occurring Error signal via the shaft 9 of the servo motor and the gear 7 of the encoder S via the shaft 6 with about the pointer movement corresponding speed is adjusted, in a direction of rotation in which the error between the position of the transmitter and the receiver is reduced towards the value 0 will. The receiver therefore follows the transmitter continuously and immediately, so that the error signal! small remain. This follow-up movement generated by the servomotor 8 via the gearbox 7 is carried out in the gearbox at the same time in the direction of higher speed evaluation according to a fixed, predetermined gear ratio translated. These translated speeds can be transmitted to the second output shaft 10 of the transmission 7 are tapped and used to drive a revolution counter 12 directly. In the figure shows the fact of the translation of the speed ratio by the transmission part 11, which belongs to the transmission 7 in practice. In the example shown a), the revolution counter is driven 12 not directly via the shaft 15, but via an interposed clutch 14, which can be designed as an electromagnetic brake clutch, as is the case with the braking surface 13 is indicated.
Auf Grund der beschriebenen Anordnung läßt sich der Anzeigewert am Kreiszeiger-Meßkopf 1 analog auf den Geber und über diesen über große Strecken auf den Empfänger zuverlässig und bei geringem Aufwand und bei geringer Empfindlichkeit gegen Umwelteinflüsse übertragen. Der Empfänger folgt den Bewegungen des Gebers analog und zuverlässig und mit großer Genauigkeit, und zwar unter der Steuerung über den Servomotor 8 und das Getriebe 7. Über dieses Getriebe 7 wird weiterhin der analoge Wert ins Vielfache übersetzt und der übersetzte Wert zum Antri^b einer digitalen Anzeigeeinrichtung verwendet, die mit hoher Genauigkeit arbeitet, und zwar auf Grund des großen Übersetzungsverhältnisses zwischen Zeigerausschlag des Kreiszeiger-MeßkopfesDue to the arrangement described, the display value on the circular pointer measuring head 1 can be analogous to the encoder and via this over long distances to the receiver reliably and with little effort and transmitted with low sensitivity to environmental influences. The recipient follows the Movements of the encoder analog and reliable and with great accuracy, under the control Via the servo motor 8 and the gear 7. The analog value ins Multiples translated and the translated value for the drive a digital display device that operates with high accuracy, namely on Reason for the large transmission ratio between the pointer deflection of the circular pointer measuring head
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und Umdrehungszahl des Umdrehungszählers 12. Die durch die Red-Out-Kontakte ablesbaren Werteand number of revolutions of the revolution counter 12. The values that can be read off through the red-out contacts
Durch die zwischengeschaltete Kupplung kann die können aber auch direkt in eine VergleichseinrichtungHowever, through the interposed coupling, the can also be fed directly into a comparison device
Anordnung so getroffen werden, daß die einzelnen eingegeben werden, in der laufend der Istwert, derArrangement can be made in such a way that the individual items are entered in which the actual value, the
Anzeigewerte addiert oder subtrahiert werden, und vom Umdrehungszähler angezeigt wird, mit einemDisplay values are added or subtracted, and displayed by the revolution counter, with a
es kann wahlweise der Vorlauf oder die Rückstell- "· Sollwert verglichen wird, um bei Abweichungen einit can optionally be the forward or the reset "· setpoint value is compared to in case of deviations
bewegung des Zeigers am Kreiszeiger-Meßkopf Steuersignal für die automatische Waage od. dgl. aus-movement of the pointer on the circular pointer measuring head control signal for the automatic scales or the like.
zur Steuerung des Umdrehungszählers benutzt wer- zulösen.used to control the revolution counter.
den. Das gleiche kann auch durch direkte Kupplung desthe. The same can be done by directly coupling the
Wie in Teil b) der Figur angedeutet ist, kann der Umdrehungszählers mit nachgeschalteten Einrich-As indicated in part b) of the figure, the revolution counter with downstream device
Umdrehungszähler 12 bzw. der auf ihm festgestellte ι» tungen, z. B. einem Meßwertdrucker 20 oder einerRevolution counter 12 or the ι »lines determined on it, z. B. a measured value printer 20 or one
Wert laufend zur weiteren Verwendung abgegriffen den Istwert mit dem Sollwert vergleichenden Einrich-Value continuously tapped for further use the actual value with the setpoint comparing device
werden. Dies kann dadurch erfolgen, daß der Umdre- tung 21 erreicht werden.will. This can take place in that the rotation 21 can be achieved.
hungszähler mit sogenannten Red-Out-Kontakten Mit der beschriebenen Einrichtung ist eine im Aufbestückt wird, durch die eine Ablesung des Digital- bau einfache und robuste und damit unempfindliche wertes und Eingebung in einen Meßwertdrucker oder ι · Fernübertragung und Digitaüsierung einer aufzusumin den Eingang einer EDV-Anlage ermöglicht wird. mierenden Winkelanzeige gegeben.ting counter with so-called red-out contacts by which a reading of the digital construction becomes simple and robust and therefore insensitive value and input into a measured value printer or ι · remote transmission and digitalization of a aufzusumin the input of a computer system is enabled. given mating angle display.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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