DE29914881U1 - Elektronische Waage mit Kalibriergewichtsschaltung und Temperaturaufnehmer - Google Patents

Description

Elektronische Waage mit Kalibriergewichtsschaltung und Temperaturaufnehmer

15 Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage mit einer Waagschale, mit einem Wägeaufnehmer, mit einer digitalen Signalverarbeitungseinheit, mit einer Anzeigeeinheit für die Anzeige des Wägeergebnisses, mit einer Kalibriergewichtsschaltung zum Kalibrieren und/oder Justieren der Waage und mit einem Temperaturaufnehmer zur Korrektur temperaturabhängiger Fehler der Waage.

Waagen dieser Art sind allgemein bekannt und beispielsweise in der DE-PS 36 39 521 beschrieben. Die Kalibrier-AJustiergewichtsschaltung soll dabei dazu dienen, die volle Genauigkeit der Waage auch bei wechselnden Temperaturen und über lange Gebrauchszeiträume sicherzustellen. Dazu ist vorgesehen, daß die digitale Signalverarbeitungseinheit der Waage eine Neujustierung der Empfindlichkeit anfordert bzw. selbsttätig durchführt, wenn seit der letzten Justierung sich die Temperatur um einen bestimmten Betrag - z.B. 3 K - geändert hat oder wenn eine bestimmte Zeit verstrichen ist. Unter normalen Umständen ist dies ausreichend. Es treten jedoch immer wieder Situationen auf, bei denen dieser übliche Verfahrensablauf keine optimalen Ergebnisse liefert. Steht die Waage beispielsweise in einem Raum, dessen Heizung eine Nachtabsenkung ein-

programmiert hat, so führt dies häufig dazu, daß die Waage nach dem Ende der Nachtabsenkung aufgrund der Temperaturerhöhung eine Justierung durchführt gerade zu einem Zeitpunkt, wenn die Waage sich nach der schnellen Temperaturerhöhung noch gar nicht im thermischen Gleichgewicht befindet. Durch verbesserte Algorithmen zur Festlegung des Zeitpunktes der Justierung kann zwar das Verhalten der Waage eventuell verbessert werden, jedoch wirken sich Temperaturänderungen nicht nur auf die Waage selbst aus, sondern auch auf das Wägegut. Beispielsweise ändert sich die Wasserbelegung an der Oberfläche des Wägegutes mit der relativen Luftfeuchte und mit der Umgebungstemperatur, so daß bei Feuchte- und/oder Temperaturänderungen sich Masseveränderungen ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, dem Bediener der Waage Informationen zur Verfügung zu stellen, um die momentane Genauigkeit der Wägungen abschätzen zu können.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine Zusatzanzeige für die momentane Temperatur und die Temperaturen zu mehreren Zeitpunkten der Vergangenheit vorhanden ist und daß der Zeitpunkt der letzten Kalibrierung/Justierung ebenfalls in der Zusatzanzeige dargestellt ist.

Anhand des Temperaturverlaufes der letzten Zeit erkennt der Bediener der Waage insbesondere Temperaturänderungen mit ihren schädlichen Auswirkungen auf die Genauigkeit der Wägungen. Durch die Darstellung des Zeitpunktes der letzten Kalibrierung/Justierung erkennt er ebenfalls, ob diese Kalibrierung/Justierung unter einigermaßen konstanter Temperatur stattgefunden hat und ob im Augenblick eine etwa ähnliche Temperatur herrscht.

Das im vorstehenden anhand der Temperatur als Hauptstörgröße, die auf die Waage und das Wägegut einwirkt, beschriebene Verhalten gilt sinngemäß auch für die relative Luftfeuchte und den Luftdruck. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird daher auch die relative Luftfeuchte und der Luftdruck in gleicher Weise angezeigt.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den anderen
Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Waage in

einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 die Anzeige der Waage aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Analysenwaage als zweitem

Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Waage,
Fig. 4 die Zusatzanzeige der Waage aus Fig. 3 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 5 die Zusatzanzeige in einer dritten Ausgestaltung und
Fig. 6 die Zusatzanzeige in einer vierten Ausgestaltung.

In Fig. 1 erkennt man das Gehäuseunterteil 1 der elektronischen Waage, das Gehäuseoberteil 2, die Waagschale 3, die Anzeigeeinheit 4 und Bedienungstasten 5 und 6. Die Anzeigeeinheit 4 wird weiter unten noch näher erläutert. Die Bedienungstaste 5 dient zum Tarieren der Waagenanzeige, die Bedienungstaste 6 zum Auslösen einer Kalibrierung oder einer Justierung. Der Wägeaufnehmer, die digitale Signalverarbeitungseinheit, die Kalibriergewichtsschaltung und der Temperaturaufnehmer sind innerhalb des Waagengehäuses untergebracht und daher in Fig. 1 nicht erkennbar. Da sie zum Stand der Technik gehören, ist eine Erläuterung ihrer Funktion auch nicht nötig.

Die Anzeigeeinheit 4, die in Fig. 2 nochmal vergrößert dargestellt ist, beinhaltet zum einen die übliche Anzeige 10 des Wägeergebnisses mit dem nachgestellten g als Abkürzung für die Masseneinheit Gramm. Weiter weist die Anzeigeeinheit 4 im (in der Ansicht von Fig. 2) unteren Bereich 4' eine Anzeige 11 für die momentane Temperatur auf, die durch das hintergestellte Einheitenzeichen ⁰C erkennbar ist. Links von dieser Temperaturanzeige 11 sind in Form eines Balkendiagramms 12 die Temperaturen zu verschiedenen Zeiten der Vergangenheit analog dargestellt. Der Balken ganz rechts stellt die momentane Temperatur dar und entspricht in seiner Länge daher 20,4 ⁰C. Der zweite Balken von rechts stellt die Temperatur vor 0,5 Stunden dar, die genauso groß war wie die momentane Temperatur.

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Der dritte Balken von rechts stellt die Temperatur vor 1 Stunde dar, die etwas geringer war als die momentane Temperatur. Entsprechend stellen die weiteren Balken die Temperaturen zu weiter vorausgehenden Zeitpunkten in 0,5 Stunden-Schritten dar; der Balken ganz links stellt also die Temperatur vor 2,5 Stunden dar. Man erkennt, daß die Temperatur in den letzten Stunden gestiegen ist und sich allmählich einem konstanten Wert nähert.

Der rechte Balken für die momentane Temperatur wird laufend aktualisiert, zusammen mit der digitalen Angabe 11 der momentanen Temperatur. Die digitale Angabe 11 stellt also eine Skalierung des analogen Balkendiagramms 12 dar. Die Temperaturdifferenz zwischen der Balkenlänge Null und der vollen Balkenlänge wird üblicherweise konstant sein und z.B. 6 K betragen. Damit läßt sich jeder Balkenlänge eine bestimmte Temperatur zuordnen. Alle 0,5 Stunden wird der linke Balken gelöscht, die restlichen Balken wandern alle um eine Stelle nach links und für die momentane Temperatur wird ein neuer Balken ganz rechts ergänzt.

Weiter ist unterhalb des Balkendiagramms 12 durch einen Pfeil 13 und die Beschriftung "CAL" der Zeitpunkt der letzten Kalibrierung/Justierung angezeigt.

Der Pfeil 13 wandert vom Zeitpunkt der Kalibrierung/Justierung ab jede 0,25 Stunden um einen halben Balkenabstand nach links, in 0,5 Stunden also um einen Balkenabstand. In Fig. 1 und 2 erfolgte also die letzte Kalibrierung/Justierung vor 1,75 Stunden. Liegt die letzte Kalibrierung/Justierung mehr als 2,75 Stunden zurück, so bleibt der Pfeil 13 etwas links vom linken Balken stehen.

Der Bediener der Waage erkennt also aus der Zusatzanzeige 4', die in der bisher beschriebenen Ausgestaltung in die Hauptanzeigeeinheit 4 für die Anzeige des Wägeergebnisses integriert ist, sowohl die momentane Temperatur, als auch den Temperaturverlauf in den letzten Stunden, als auch den Zeitpunkt der letzten Kalibrierung/Justierung, als auch die Temperaturverhältnisse beim letzten Kalibrieren/Justieren. Er erkennt also z.B. sofort, falls die Kalibrierung/Justierung während eines Zeitraumes mit einer starken Temperaturänderung stattfand oder falls die Temperatur sich in der unmittelbaren Vergangenheit stark änderte.

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Wird die Balkenlänge des Balkendiagramms 12 so gewählt, daß die Temperatur zum Zeitpunkt der letzten Kalibrierung/Justierung einer halben Balkenlänge entspricht, die volle Balkenlänge einer um 3 K höheren Temperatur und die Balkenlänge Null einer um 3 K niedrigeren Temperatur entspricht, und liegt die Schwelle für die Auslösung einer automatischen Justierung ebenfalls bei ± 3 K, so erkennt man aus dem Balkendiagramm 12 zusätzlich, wie weit die Waage von diesen Grenzen entfernt ist. Aufgrund des angezeigten Temperaturverlaufs und gegebenenfalls aufgrund von weiteren Informationen des Bedieners der Waage (z.B. über Änderungen an der Heiz- bzw. Klimaanlage) kann der Bediener dadurch abschätzen, wie lange er noch mit der Waage arbeiten kann, ohne daß eine Neujustierung den Vergleich von alten und neuen Wägeergebnissen erschwert. Gerade aufgrund von zusätzlichen Informationen, die der Bediener der Waage besitzt, ist diese Trendschätzung meist sehr viel zuverlässiger als alle von der digitalen Signalverarbeitungseinheit errechneten Prognosen.

In Fig. 3 ist eine Analysenwaage als zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Waage gezeigt. Die Analysenwaage weist ein Gehäuseunterteil 20 mit der Anzeigeeinheit 24 für die Anzeige des Wägeergebnisses und mit Bedienungstasten 25 und 26 auf, sowie einen Windschutz, der die Waagschale 23 allseitig umgibt. Der Windschutz besteht aus einer feststehenden Rückwand 29, aus einer durchsichtigen, ebenfalls feststehenden Frontscheibe 28, aus zwei beweglichen Seitenscheiben 30 und 31 und aus einer beweglichen oberen Abschlußscheibe 32. Analysenwaagen dieser Art sind allgemein bekannt, so daß sie hier nicht näher erläutert werden müssen. Die erfindungsgemäße Ausführung weist nun eine Zusatzanzeige 33 auf, die an der feststehenden Rückwand 29 des Windschutzes angeordnet ist. Diese Zusatzanzeige 33 ist in Fig. 4 nochmals vergrößert dargestellt.

Die Zusatzanzeige 33 enthält die schon beim ersten Ausführungsbeispiel erläuterte digitale Anzeige 34 der momentanen Temperatur, die analoge Anzeige für die Temperaturen der Vergangenheit in Form des Balkendiagramms 35 und den Pfeil 36 mit der Beschriftung "CAL" für die Angabe des Zeitpunktes der letzten Kalibrierung/Justierung. Zusätzlich ist eine Anzeige 37 des momentanen

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Luftdrucks, ein Balkendiagramm 38 für die Luftdruckwerte der Vergangenheit, eine Anzeige 39 für die relative Luftfeuchte und ein Balkendiagramm 40 für die Feuchtewerte der Vergangenheit vorhanden. - Die Balkendiagramme 35,38 und 40 sind genauso aufgebaut, wie es für das Balkendiagramm 12 in Fig. 2 erläutert wurde. Gleiche Zeitpunkte werden daher vertikal übereinander angezeigt; der Pfeil 36 für den Zeitpunkt der letzten Kalibrierung/Justierung markiert also für alle drei Balkendiagramme die Klimaparameter zu diesem Zeitpunkt. - Man erkennt also in Fig. 3 und 4, daß die Temperatur vor 1,5 Stunden ein Minimum hatte und seit der Zeit steigt, daß der Luftdruck seit 2,5 Stunden kontinuierlich fällt und daß die relative Luftfeuchte vor l,5.„2,0 Stunden ein Maximum hatte und seit her fällt.

Aus dieser Trendanzeige erkennt der Benutzer also auf einen Blick die Klimaparameter der letzten Stunden. Beispielsweise erkennt er starke Temperaturänderungen in den letzten Stunden, die im allgemeinen auch zu starken räumlichen Temperaturgradienten in der Waagenmechanik und damit zu ungenaueren Wägungen führen. Kritische Wägungen kann er in diesen Fällen auf einen späteren Zeitpunkt verlegen. - Oder er erkennt starke Luftdruckänderungen und muß deshalb bei Wägungen mit starkem Einfluß der Auftriebskorrektur vorsichtig sein. Beispielsweise ist dies der Fall, wenn relativ geringe Substanzmengen in Behältern mit relativ hohem Materialvolumen (also großem Auftrieb) durch Differenzwägung gegenüber dem leeren Behälter ermittelt werden und zwischen den beiden Messungen eine relativ lange Zeitspanne vergeht, in der sich der Luftdruck ändern kann. - Oder er erkennt starke Änderungen der Luftfeuchte und kann daraus schließen, daß die Feuchtebelegung der Oberfläche seines Wägegutes sicher noch nicht ihren stabilen Endwert erreicht hat. Gleichzeitig erkennt der Benutzer, ob die Kalibrierung/Justierung der Waage unter (einigermaßen) stabilen Umweltbedingungen stattgefunden hat und ob die aktuellen Umweltbedingungen noch in etwa mit den Umweltbedingungen zum Zeitpunkt der Kalibrierung/Justierung übereinstimmen.

Weiter weist die Zusatzanzeige 33 in Fig. 3 und 4 eine Anzeige 41 der Uhrzeit auf.

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Die gleichzeitige Anzeige mehrerer Umweltparameter in der Zusatzanzeige 33 ist durch den großen, an der freien Rückwand des Windschutzes der Analysenwaage zur Verfügung stehenden Platz leicht möglich. Aber auch bei den beengten Platzverhältnissen der Ausgestaltung aus Fig. 1 und 2 ist es durch sequentielle Darstellung möglich, zwei oder drei verschiedene Umweltparameter und ihre Vergangenheitswerte anzuzeigen.

In Fig. 5 ist die Zusatzanzeige 44 in einer dritten Ausgestaltung gezeigt. In dieser Ausgestaltung werden alle Werte digital angezeigt. Die momentane Temperatur 45 wird am größten angezeigt, die Temperatur 46 vor 0,5 Stunden etwas kleiner, die Temperatur 47 vor 1 Stunde noch etwas kleiner, usw. Der Zeitpunkt der letzten Kalibrierung/Justierung ist wieder durch einen Pfeil 48 mit der Beschriftung "CAL" gekennzeichnet.

In Fig. 6 ist die Zusatzanzeige 50 in einer vierten Ausgestaltung gezeigt. In dieser Ausgestaltung erfolgt die analoge Anzeige der Temperaturen nicht durch ein Balkendiagramm, wie in den Figuren 1 bis 4, sondern durch eine Punktefolge 51. Je höher der einzelne Punkt angeordnet ist, desto höher war/ist die jeweilige Temperatur. Die zeitliche Zuordnung der einzelnen Punkte ist wie in den Figuren 1 bis 4, genauso die Anzeige des Kalibrier/Justier-Zeitpunktes. Die digitale Anzeige 52 der momentanen Temperatur entspricht ebenfalls den schon beschriebenen Ausführungen.

Die Varianten der Figuren 5 und 6 sind nur am Beispiel der Temperaturanzeige beschrieben, sie können jedoch sinngemäß auch für die Anzeige des Luftdruckes und der relativen Luftfeuchte eingesetzt werden.

Die Realisierung der beschriebenen Anzeigen zu verschiedenen Zeitpunkten durch entsprechende Speicherelemente in der digitalen Signalverarbeitungseinheit und die eventuelle Umwandlung in eine analoge Darstellung kann jeder Fachmann leicht entwerfen, so daß Einzelheiten hier nicht erläutert werden müssen.

Meßwertaufnehmer für Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck sind ebenfalls allgemein bekannt, ebenso die zugehörigen elektronischen Auswerteschaltungen zur Erzielung einer digitalen Ergebnisdarstellung, so daß sie hier nicht im

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einzelnen beschrieben werden müssen. Ebenso ist es jedem Fachmann leicht möglich, weitere Ausgestaltungen der Zusatzanzeige anzugeben, beispielsweise die Anzahl der dargestellten Vergangenheitswerte zu vergrößern oder zu verkleinern oder das Zeitraster der Darstellung zu verändern (z.B. nur jede Stunde ein neuer Wert) oder auch andere analoge Darstellungsweisen zu wählen (z.B. waagerechte Balken statt der senkrechten).

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Ansprüche:

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Claims (13)

1. Elektronische Waage mit einer Waagschale, mit einem Wägeaufnehmer, mit einer digitalen Signalverarbeitungseinheit, mit einer Anzeigeeinheit für die Anzeige des Wägeergebnisses, mit einer Kalibriergewichtsschaltung zum Kalibrieren und/oder Justieren der Waage und mit einem Temperaturaufnehmer zur Korrektur temperaturabhängiger Fehler der Waage, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzanzeige (4', 33, 44, 50) für die momentane Temperatur (11, 34, 45, 52) und die Temperaturen zu mehreren Zeitpunkten der Vergangenheit (12, 35, 46/47, 51) vorhanden ist und daß der Zeitpunkt der letzten Kalibrierung/Justierung ebenfalls in der Zusatzanzeige dargestellt ist (13, 36, 48).

2. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen analog dargestellt sind.

3. Elektronische Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Temperaturen durch verschieden lange Balken (12, 35) dargestellt sind und die Balken für die einzelnen Zeitpunkte nebeneinander angeordnet sind.

4. Elektronische Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Temperaturen durch die verschiedene Lage je eines Punktes (51) dargestellt sind und die Punkte für die einzelnen Zeitpunkte nebeneinander angeordnet sind.

5. Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Temperatur zusätzlich digital angezeigt wird (11, 34, 45, 52).

6. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen digital angezeigt werden und die Ziffern für die momentane Temperatur (45) am größten sind und für die Temperaturen der Vergangenheit (46/47) immer kleiner werden.

7. Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt der letzten Kalibrierung/Justierung durch eine Markierung (13, 36, 48) an dem diesem Zeitpunkt entsprechenden Ort dargestellt wird.

8. Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzanzeige (4') mit der Anzeigeeinheit (4) für die Anzeige des Wägeergebnisses zu einer einzigen Anzeigeeinheit zusammengefaßt ist.

9. Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Windschutz (28 . . . 32), der die Waagschale (23) allseitig umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzanzeige (33) an der Rückwand (29) des Windschutzes angeordnet ist.

10. Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zusatzanzeige (33) zusätzlich mindestens ein weiterer Umweltparameter angezeigt wird.

11. Elektronische Waage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ebenfalls Werte dieses/dieser weiteren Umweltparameter(s) aus der Vergangenheit angezeigt werden.

12. Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere(r) Umweltparameter die relative Luftfeuchte und/oder der Luftdruck angezeigt wird/werden.

13. Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zusatzanzeige (33) außerdem die Uhrzeit (41) angezeigt wird.