DE102008056714B4

DE102008056714B4 - Electronic scale

Info

Publication number: DE102008056714B4
Application number: DE102008056714A
Authority: DE
Inventors: Otto Kuhlmann; Tanja Mück; Gerald PETZOLD; Volker Relling
Original assignee: Sartorius Weighing Technology GmbH
Current assignee: Sartorius Lab Instruments GmbH and Co KG
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2028-11-12
Also published as: WO2010054748A2; DE102008056714A1; WO2010054748A3

Abstract

Elektronische Waage mit einer Grundplatte, mit einer Wägeplattform und mit sechs Dehnungsmessstreifen-Kraftaufnehmern, die einerseits mit der Grundplatte und andererseits mit der Wägeplattform verbunden sind, wobei drei Kraftaufnehmer so angeordnet sind, dass sie vertikale Kräfte messen und drei Kraftaufnehmer so angeordnet sind, dass sie horizontale Kräfte messen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Kraftaufnehmer zur Messung einer vertikalen Kraft und ein Kraftaufnehmer zur Messung einer horizontalen Kraft zu einer Kraftmessbaugruppe (5) zusammengefasst sind, dass diese Kraftmessbaugruppe (5) im Wesentlichen die Form einer vertikalen Platte hat und dass die Dehnungsmessstreifen (16, 19) auf einer Schmalseite der Platte aufgebracht sind.An electronic balance comprising a base plate, a weighing platform, and six strain gauge force transducers coupled on one side to the base plate and on the other hand to the weighing platform, wherein three force transducers are arranged to measure vertical forces and three force transducers are arranged to horizontal forces, characterized in that in each case a force transducer for measuring a vertical force and a force transducer for measuring a horizontal force to a force measuring assembly (5) are summarized that this force measuring assembly (5) has substantially the shape of a vertical plate and that Strain gauges (16, 19) are applied on a narrow side of the plate.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage mit einer Grundplatte, mit einer Wägeplattform und mit sechs Dehnungsmessstreifen-Kraftaufnehmern, die einerseits mit der Grundplatte und andererseits mit der Wägeplattform verbunden sind, wobei drei Kraftaufnehmer so angeordnet sind, dass sie vertikale Kräfte messen und drei Kraftaufnehmer so angeordnet sind, dass sie horizontale Kräfte messen.The invention relates to an electronic balance with a base plate, with a weighing platform and with six strain gauge force transducers, which are connected on the one hand to the base plate and on the other hand with the weighing platform, wherein three load cells are arranged so that they measure vertical forces and three load cells are arranged so that they measure horizontal forces.

Eine Waage dieser Art ist z. B: aus der DE – OS 1 912 574 bekannt. Dort wird diese Waage zur Messung von Kräften und Momenten, die an Windkanalmodellen angreifen, benutzt. Selbstverständlich kann eine solche Waage auch zur Gewichts-/Massenbestimmung eingesetzt werden.A balance of this kind is z. B: from the DE - OS 1 912 574 known. There, this scale is used to measure forces and moments that are applied to wind tunnel models. Of course, such a scale can also be used for weight / mass determination.

Die in der DE – OS 1 912 574 beschriebene Waage benötigt jedoch einen erheblichen Herstellaufwand, z. B. für die Montage der sechs Kraftaufnehmer und für das Aufkleben der Dehnungsmessstreifen auf die benutzten ringförmigen Kraftaufnehmer.The in the DE - OS 1 912 574 However, described scale requires a considerable manufacturing effort, eg. As for the installation of the six force transducer and for sticking the strain gauges on the used annular force transducer.

Weiterhin ist aus der US 5,490,427 A ein sechsachsiger Lagensensor bekannt, für den die aufgezeigten Nachteile analog gelten.Furthermore, from the US 5,490,427 A a six-axis position sensor known for which the disadvantages mentioned apply analogously.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Herstellaufwand einer solchen Waage deutlich zu verringern.The object of the invention is therefore to significantly reduce the manufacturing cost of such a balance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass jeweils ein Kraftaufnehmer zur Messung einer vertikalen Kraft und ein Kraftaufnehmer zur Messung einer horizontalen Kraft zu einer Kraftmessbaugruppe zusammengefasst sind, dass diese Kraftmessbaugruppe im Wesentlichen die Form einer vertikalen Platte hat und dass die Dehnungsmessstreifen auf einer Schmalseite der Platte aufgebracht sind.This object is achieved according to the invention in that in each case a force transducer for measuring a vertical force and a force transducer for measuring a horizontal force are combined to form a force measuring module, that this force measuring module essentially has the shape of a vertical plate and that the strain gauges on a narrow side of the plate are applied.

Durch die Zusammenfassung von je zwei Kraftaufnehmern halbiert sich die Anzahl der zu montierenden Baugruppen. Durch die plattenförmige Bauweise der Kraftmessbaugruppen lassen sich diese einfach herstellen; beispielsweise ist eine gleichzeitige Fertigung mehrerer Kraftmessbaugruppen mittels Drahterosion möglich. Das Aufbringen der Dehnungsmessstreifen auf der ebenen Schmalseite der Platte ist deutlich einfacher als das Aufbringen auf einer gekrümmten Fläche. Bei einer gleichzeitigen Fertigung der Kraftmessbaugruppen ist sowohl die Formgebung durch Drahterosion als auch das Aufbringen der Dehnungsmessstreifen jeweils gleichzeitig in einem Halter möglich, sodass in einem Fertigungsdurchlauf eine Vielzahl von Kraftmessbaugruppen hergestellt werden kann. Werden die Dehnungsmessstreifen in einer vorteilhaften Ausgestaltung in einem Dünnschichtverfahren (z. B. Sputtern) hergestellt und aufgebracht, so lässt sich hier die gleichzeitige Fertigung ebenfalls einsetzen.The combination of two force transducers halves the number of assemblies to be assembled. Due to the plate-shaped design of the force measuring modules, these can be easily produced; For example, a simultaneous production of several force measuring assemblies by means of wire erosion is possible. The application of the strain gauges on the flat narrow side of the plate is much easier than applying on a curved surface. In a simultaneous production of the force measuring modules, both the shaping by wire erosion and the application of the strain gauges are each possible simultaneously in a holder, so that in a production run, a plurality of force measuring modules can be produced. If, in an advantageous embodiment, the strain gauges are produced and applied in a thin-film process (eg sputtering), simultaneous production can likewise be used here.

Dünnschicht-Dehnungsmessstreifen haben den weiteren Vorteil, dass sich auf diese Weise sehr hochohmige Dehnungsmessstreifen herstellen lassen. Dadurch sinkt der Stromverbrauch der Waage. Dies ist besonders bei batteriebetriebenen Waagen vorteilhaft, da so die Betriebsdauer pro Batteriesatz steigt. Mit Dünnschicht-Dehnungsmessstreifen lässt sich außerdem eine sehr gute Feuchteunempfindlichkeit erreichen.Thin-film strain gages have the further advantage that very high-resistance strain gauges can be produced in this way. This reduces the power consumption of the balance. This is particularly advantageous for battery-operated scales, as it increases the service life per battery pack. With thin-film strain gauges, it is also possible to achieve very good moisture resistance.

Wird diese Waage mit drei vertikalen und drei horizontalen Kraftaufnehmern zur Gewichts-/Massenbestimmung benutzt und ist sie richtig zum Schwerefeld der Erde ausgerichtet, so sind die Signale der drei horizontalen Kraftaufnehmer null. Ist die Waage jedoch nicht richtig zum Schwerefeld der Erde ausgerichtet (Schrägstellung der Waage), so ergeben sich von null verschiedene Signale der horizontalen Kraftaufnehmer. (Die Kraftaufnehmer werden im Text weiterhin als horizontale bzw. vertikale Kraftaufnehmer bezeichnet, auch wenn sie bei schräg stehender Waage etwas von der horizontalen bzw. vertikalen Richtung abweichen.) Aus den Signalen der horizontalen Kraftaufnehmer kann dann in der Elektronik der Waage die Größe der Schrägstellung berechnet werden und damit das Summensignal der drei vertikalen Kraftaufnehmer so korrigiert werden, dass auch bei Schrägstellung der Waage das richtige Gewicht bzw. die richtige Masse angezeigt wird. Ein Nivellieren der Waage ist also nicht notwendig. – Dadurch ist die erfindungsgemäße Waage mit Dünnschicht-Dehnungsmessstreifen besonders für den Einsatz als mobile Waage geeignet, da sie kein Nivellieren erfordert und gut für den Batteriebetrieb geeignet ist und damit kein Netzkabel erfordert.If this balance is used with three vertical and three horizontal force transducers for weight / mass determination and is correctly aligned with the gravitational field of the earth, then the signals of the three horizontal force transducers are zero. However, if the scale is not properly aligned with the gravitational field of the earth (inclination of the scale), the signals from the horizontal force transducers will be different from zero. (The force transducers are still referred to in the text as horizontal or vertical force transducers, even if they deviate slightly from the horizontal or vertical direction when the scale is tilted.) The size of the inclination can then be determined from the signals of the horizontal force transducers in the electronics of the balance be calculated and thus the sum signal of the three vertical load cells are corrected so that even when tilting the balance the correct weight or the correct mass is displayed. A leveling of the balance is not necessary. - As a result, the scale according to the invention with thin-film strain gauges is particularly suitable for use as a mobile scale, since it does not require leveling and is well suited for battery operation and thus requires no power cord.

Auch der Ecklastabgleich der erfindungsgemäßen Waage ist sehr einfach: Verschiedene Empfindlichkeiten der drei vertikalen Kraftaufnehmer, die zu Ecklastfehlern – also zu verschiedener Waagenanzeige je nach Ort der Last auf der Wägeplattform – führen, werden einfach in der Elektronik der Waage durch Korrekturfaktoren beim Summieren der Einzelsignale der drei vertikalen Kraftaufnehmer ausgeglichen. Die Größe der Korrekturfaktoren wird nach der Montage einmalig ermittelt und in der Elektronik der Waage abgespeichert.Also the Ecklastabgleich the balance according to the invention is very simple: Different sensitivities of the three vertical load cells, which lead to Ecklastfehlern - ie to different scales display depending on the location of the load on the weighing platform - are easily in the electronics of the balance by correction factors when summing the individual signals three vertical load cells balanced. The size of the correction factors is determined once after assembly and stored in the electronics of the balance.

Um ein Übersprechen der vertikalen und der horizontalen Kraftkomponenten innerhalb der Kraftmessbaugruppe zu verhindern, weist diese zweckmäßigerweise einen horizontalen Stab und einen vertikalen Stab zur Krafteinleitung in den zugehörigen Kraftaufnehmer und zur Entkopplung auf. Durch die Bauweise der Kraftmessbaugruppe als Platte lassen sich diese beiden Stäbe leicht durch Schlitze herstellen.In order to prevent crosstalk of the vertical and horizontal force components within the force measuring module, this expediently has a horizontal rod and a vertical rod for introducing force into the associated force transducer and for decoupling. By the Construction of the force measuring module as a plate, these two rods can be easily made through slots.

Die Kraftmessbaugruppe kann z. B. einstückig aus einem Blech hergestellt werden. Die groben Konturen können z. B. durch Stanzen hergestellt werden, während die feinen Konturen der eigentlichen Federelemente vorteilhafterweise durch Drahterodieren, Laserschneiden oder ähnliche Verfahren mit hoher Maßhaltigkeit und mit feinem Schnitt hergestellt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bereiche um die Federelemente getrennt hergestellt und mit dem Rest der Kraftmessbaugruppe verschweißt oder verklebt. In diesem Fall können die Bereiche um die Federelemente aus einem hochwertigen Federmaterial bestehen, während der Rest der Kraftmessbaugruppe aus einem preiswerteren und/oder einfacher zu bearbeitenden Material besteht.The force measuring module can, for. B. are made in one piece from a metal sheet. The rough contours can z. B. are produced by punching, while the fine contours of the actual spring elements are advantageously prepared by wire erosion, laser cutting or similar processes with high dimensional accuracy and fine cut. In an advantageous embodiment, the areas around the spring elements are made separately and welded or glued to the rest of the force measuring module. In this case, the areas around the spring elements can be made of a high quality spring material, while the rest of the force measuring assembly consists of a cheaper and / or easier to work material.

Die drei Kraftmessbaugruppen werden vorteilhafterweise in Aufsicht gesehen in einem Winkel von je 120° gegeneinander versetzt in die Waage eingebaut. Dies kann z. B. an den Seiten eines gleichseitigen Dreiecks erfolgen oder um je 120° versetzt an der Peripherie eines Kreises oder an jeder zweiten Seite eines gleichseitigen Sechsecks (Bienenwabe). Dadurch werden alle horizontalen Kraftkomponenten erfasst, es wird eine gleichmäßige Kraftverteilung erreicht und es tritt keine Überbestimmtheit auf.The three force measuring assemblies are advantageously seen in plan view at an angle of 120 ° offset from one another installed in the balance. This can be z. B. on the sides of an equilateral triangle or offset by 120 ° at the periphery of a circle or on every other side of an equilateral hexagon (honeycomb). As a result, all horizontal force components are detected, it is achieved a uniform force distribution and there is no over-determination.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Kraftmessbaugruppe Überlastanschläge gegen zu große vertikale und/oder horizontale Kräfte auf. Dadurch ist eine Sicherung gegen Überlast in allen Richtungen in die Kraftmessbaugruppen integriert und muss nicht extern ergänzt werden.In a further advantageous embodiment, the force measuring module on overload stops against excessive vertical and / or horizontal forces. As a result, a fuse against overload in all directions is integrated into the force measuring modules and does not have to be supplemented externally.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben. Dabei zeigt:The invention will be described below with reference to the schematic figures. Showing:

1 eine perspektivische Ansicht der Waage in einer ersten beispielhaften Ausgestaltung, 1 a perspective view of the balance in a first exemplary embodiment,

2 eine Seitenansicht der Kraftmessbaugruppe in einer ersten Ausgestaltung, 2 a side view of the force measuring module in a first embodiment,

3 eine Seitenansicht der Kraftmessbaugruppe in einer zweiten Ausgestaltung, 3 a side view of the force measuring module in a second embodiment,

4 eine perspektivische Ansicht der Waage in einer zweiten Ausgestaltung und 4 a perspective view of the balance in a second embodiment and

5 eine perspektivische Ansicht der Waage in einer dritten Ausgestaltung. 5 a perspective view of the balance in a third embodiment.

Von der Waage sind in 1 nur die für die Erfindung wesentlichen Teile dargestellt; sie besteht aus einer aus drei Streben 1 zusammengesetzten dreieckförmigen Grundplatte 2, einem ebenfalls aus drei Streben 3 zusammengesetzten Wägeplattform-Unterbau 4 und drei Kraftmessbaugruppen 5. Die Grundplatte 2 ist im Allgemeinen nach unten durch ein – nicht dargestelltes – Bodenblech abgeschlossen und steht auf drei – nicht erkennbaren – Füßen. Der Wägeplattform-Unterbau 4 trägt an den Bohrungen 6 über – nicht dargestellte – Pufferelemente die Waagschale, die der Übersichtlichkeit halber ebenfalls nicht dargestellt ist. Waagschale und Wägeplattform-Unterform 4 bilden die Wägeplattform. Die Waagschale ist dabei in bekannter Weise seitlich neben dem Wägeplattform-Unterbau und den Streben 1 soweit heruntergezogen, dass sie zusammen mit der Grundplatte 2 und dem Bodenblech ein allseitig umschließendes Gehäuse bildet.From the Libra are in 1 only the parts essential to the invention are shown; It consists of one out of three struts 1 composite triangular base plate 2 , also from three struts 3 composite weighing platform substructure 4 and three force measuring assemblies 5 , The base plate 2 is generally closed at the bottom by a - not shown - bottom plate and stands on three - unrecognizable - feet. The weighing platform substructure 4 carries at the holes 6 not shown - buffer elements the balance pan, which is also not shown for clarity. Balance pan and weighing platform lower mold 4 form the weighing platform. The balance pan is in a known manner laterally next to the weighing platform substructure and the struts 1 As far as pulled down, that together with the base plate 2 and the bottom plate forms an enclosing housing on all sides.

Die Kraftmessbaugruppen 5 sind seitlich an die Streben 1 der Grundplatte 2 und an die Streben 3 des Wägeplattform-Unterbaus 4 angeschraubt (Schrauben 7); sie sind in den 2 und 3 in zwei Ausgestaltungen vergrößert dargestellt.The force measuring assemblies 5 are lateral to the struts 1 the base plate 2 and to the struts 3 of the weighing platform substructure 4 screwed on (screws 7 ); they are in the 2 and 3 shown enlarged in two embodiments.

Die Kraftmessbaugruppe 5 weist Löcher 10 zum Festschrauben an den Streben 1 und Löcher 11 zum Festschrauben an den Streben 3 auf. Die Schlitze 12 und 13 dienen dazu, von den Schrauben 7 in die Kraftmessbaugruppe eingebrachte Verspannungen vom restlichen Teil der Kraftmessbaugruppe fernzuhalten. Die von der Kraftmessbaugruppe aufgenommene vertikale Kraft wird von dem Stab 14 auf das eigentlichen Federelement 15 übertragen. Die Dehnungsmessstreifen an der Schmalseite der plattenförmigen Kraftmessbaugruppe sind mit 16 bezeichnet. Die von der Kraftmessbaugruppe aufgenommene horizontale Kraft wird in gleicher Weise durch einen Stab 17 auf das Federelement 18 übertragen und durch die Dehnungsmessstreifen 19 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die beiden Stäbe 14 und 17 dienen zusätzlich der Entkopplung der vertikalen und der horizontalen Kräfte: Wirkt z. B. eine vertikale Kraft auf die Kraftmessbaugruppe ein, so gibt das Federelement 15 ja geringfügig nach. Diese geringe vertikale Absenkung wird durch den Stab 17 nur abgeschwächt als Verbiegung auf das Federelement 18 für die horizontalen Kräfte übertragen. Außerdem bewirkt diese Verbiegung in den beiden Dehnungsmessstreifen 19 gleichsinnige Änderungen, während eine horizontalen Kraft zu einer S-förmigen Verbiegung des Federelementes 18 führt und damit zu einem Differenzsignal. – Entsprechendes gilt für die horizontale Kraft.The force measuring module 5 has holes 10 to screw on the struts 1 and holes 11 to screw on the struts 3 on. The slots 12 and 13 Serve of the screws 7 keep tension introduced into the force measuring assembly away from the remainder of the force measuring assembly. The vertical force received by the force measuring assembly is from the rod 14 on the actual spring element 15 transfer. The strain gauges on the narrow side of the plate-shaped force measuring module are with 16 designated. The horizontal force picked up by the force measuring assembly is likewise provided by a rod 17 on the spring element 18 transmitted and through the strain gauges 19 converted into an electrical signal. The two bars 14 and 17 additionally serve the decoupling of the vertical and horizontal forces: z. B. a vertical force on the force measuring module, so there is the spring element 15 yes slightly after. This small vertical lowering is done by the rod 17 only attenuated as bending on the spring element 18 transmitted for the horizontal forces. In addition, this causes bending in the two strain gauges 19 same direction changes, while a horizontal force to an S-shaped deflection of the spring element 18 leads and thus to a difference signal. - The same applies to the horizontal force.

Weiter erkennt man an der Kraftmessbaugruppe 5 Überlastanschläge 20, die zu große Kräfte direkt, also unter Umgehung der Federelemente 15 bzw. 18, von den Streben 3 auf die Streben 1 übertragen. Der Weg, um den sich die Federelemente 15 bzw. 18 maximal verbiegen können, ist dabei gleich der Dicke des Schlitzes 21.Next you can see on the force measuring module 5 Overload stops 20 that cause excessive forces directly, thus bypassing the spring elements 15 respectively. 18 , from the pursuit 3 on the struts 1 transfer. The way around which the spring elements 15 respectively. 18 maximum bending is equal to the thickness of the slot 21 ,

Die Kraftmessbaugruppe 5 in 2 ist einstückig z. B. aus einem Blech hergestellt. Die inneren Konturen können dabei z. B. alle durch Drahterodieren oder durch Laserschneiden erzeugt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Löcher und die breiten Schlitze z. B. auszustanzen und nur die feinen Schlitze 21 durch Drahterodieren oder Laserschneiden herauszuarbeiten. Durch die gezeichnete Formgebung dient die T-förmige Ausnehmung als gemeinsames Startloch für das Drahterodieren, sodass der Draht nur einmal eingefädelt werden muss. – Auf diese Weise kann die Kraftmessbaugruppe sehr preisgünstig hergestellt werden.The force measuring module 5 in 2 is in one piece z. B. made of a metal sheet. The inner contours can be z. B. all be produced by wire EDM or by laser cutting. However, it is also possible, the holes and the wide slots z. B. auszustanzen and only the fine slots 21 working out by wire EDM or laser cutting. Due to the drawn shape, the T-shaped recess serves as a common starting hole for wire EDM, so that the wire only has to be threaded once. - In this way, the force measuring module can be made very inexpensive.

In 3 ist die Kraftmessbaugruppe 5 aus vier Einzelteilen zusammengesetzt: die beiden Federbereiche 22 und 23 und die beiden Verbindungsbereiche 24 und 25. Durch diese Bauweise können die einzelnen Teile nicht nur verschieden bearbeitet werden, sondern auch aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Die Federbereiche 22 und 23, die übrigens im Allgemeinen identisch sind, können aus einem guten Federmaterial hergestellt sein. Durch die geringe Größe dieser Teile wirken sich ein höherer Materialpreis und/oder ein höherer Bearbeitungsaufwand nicht so gravierend aus. Auch für die Herstellung der Dehnungsmessstreifen in einem Dünnschichtprozess sind kleine Teile vorteilhaft. Trotz der Notwendigkeit, die Einzelteile zu verbinden, z. B. durch Schweißen oder Kleben, können die Herstellkosten niedriger sein als bei einstückiger Herstellung.In 3 is the force measuring module 5 composed of four parts: the two spring areas 22 and 23 and the two connection areas 24 and 25 , By this construction, the individual parts can not only be processed differently, but also be made of different materials. The feathered areas 22 and 23 , which are generally identical by the way, can be made of a good spring material. Due to the small size of these parts, a higher material price and / or a higher processing cost do not affect so seriously. Also for the production of strain gauges in a thin film process, small parts are advantageous. Despite the need to connect the items, for. B. by welding or gluing, the manufacturing costs may be lower than one-piece production.

In 1 sind die drei Kraftmessbaugruppen in den Ecken eines Dreieckes angeordnet. Selbstverständlich sind auch anderer Anordnungen möglich, ohne die Funktionsweise zu verändern. Z. B. können die drei Kraftmessbaugruppen in der Mitte der drei Seiten angeordnet sein.In 1 The three force measuring assemblies are arranged in the corners of a triangle. Of course, other arrangements are possible without changing the operation. For example, the three force measuring assemblies can be arranged in the middle of the three sides.

Die Grundplatte und der Wägeplattform-Unterbau können z. B. auch die Form eines regelmäßigen Sechseckes besitzen und die drei Kraftmessbaugruppen sind an jeder zweiten Seite dieses Sechseckes befestigt. Dies ist in 4 gezeigt. Die Grundplatte 32 und der Wägeplattform-Unterbau 34 haben beide die Form eines regelmäßigen Sechseckes. Die Kraftmessbaugruppen 5 sind an jeder zweiten Seite des Sechseckes befestigt. – Selbstverständlich muss das Sechseck nicht gleichseitig sein, wie in 4 gezeichnet; die drei Seiten, an denen die Kraftmessbaugruppen 5 befestigt sind, können länger oder kürzer sein als die drei Seiten ohne Kraftmessbaugruppe.The base plate and the weighing platform substructure may, for. B. also have the shape of a regular hexagon and the three force measuring assemblies are attached to every other side of this hexagon. This is in 4 shown. The base plate 32 and the weighing platform substructure 34 Both have the shape of a regular hexagon. The force measuring assemblies 5 are attached to every other side of the hexagon. - Of course, the hexagon does not have to be equilateral, as in 4 drawn; the three sides where the force measuring assemblies 5 may be longer or shorter than the three sides without force measuring assembly.

In einer dritten Ausgestaltung, wie sie in 5 gezeigt ist, sind die Grundplatte 42 und der Wägeplattform-Unterbau 44 kreisförmig und die drei Kraftmessbaugruppen 5 sind an drei ebenen Flächen, die um 120° gegeneinander versetzt sind, angeschraubt.In a third embodiment, as in 5 shown are the base plate 42 and the weighing platform substructure 44 circular and the three force measuring assemblies 5 are screwed to three flat surfaces that are offset by 120 ° from each other.

Die beiden Ausgestaltungen gemäß 4 und 5 eignen sich besonders gut für eine Waage mit runder Wägeplattform.The two embodiments according to 4 and 5 are particularly suitable for a scale with a round weighing platform.

In allen Ausgestaltungen können die Grundplatte und der Wägeplattform-Unterbau vorteilhafterweise aus einem Profil, z. B. einem Strangpressprofil, durch Ablängen hergestellt werden. In der kreisförmigen Ausgestaltung können die Grundplatte und der Wägeplattform-Unterbau aus einfachen Rohrabschnitten bestehen, bei denen man die drei ebenen Flächen zum Anschrauben der Kraftmessbaugruppe durch Abfräsen herstellt.In all embodiments, the base plate and the weighing platform substructure advantageously from a profile, for. B. an extruded profile, are produced by cutting. In the circular embodiment, the base plate and the weighing platform substructure may consist of simple tube sections, in which one produces the three flat surfaces for screwing the force measuring module by milling.

Die einzelnen Dehnungsmessstreifen eines Federelementes werden üblicherweise in einer Halb- oder Vollbrücke verschaltet, deren Ausgangssignal verstärkt und digitalisiert wird. Die digitale Auswertung der vertikalen und der horizontalen Kraftsignale ist allgemein bekannt, sodass sie nicht im Einzelnen erläutert werden muss; vorteilhafte Ausgestaltungen wurden schon beschrieben.The individual strain gauges of a spring element are usually connected in a half or full bridge, whose output signal is amplified and digitized. The digital evaluation of the vertical and horizontal force signals is well known, so it need not be explained in detail; advantageous embodiments have already been described.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Strebe der GrundplatteStrut of the base plate
22: Grundplattebaseplate
33: Strebe des Wägeplattform-UnterbauesStrut of the weighing platform substructure
44: Wägeplattform-UnterbauWeighing platform substructure
55: KraftmessbaugruppeLoad assembly
66: Bohrungdrilling
77: Schraubescrew
1010: Lochhole
1111: Lochhole
1212: Schlitzslot
1313: Schlitzslot
1414: StabRod
1515: Federelementspring element
1616: DehnungsmessstreifenStrain gauges
1717: StabRod
1818: Federelementspring element
1919: DehnungsmessstreifenStrain gauges
2020: ÜberlastanschlagOverload stop
2121: Schlitzslot
2222: Federbereichspring range
2323: Federbereichspring range
2424: Verbindungsbereichconnecting area
2525: Verbindungsbereichconnecting area
3232: Grundplattebaseplate
3434: Wägeplattform-UnterbauWeighing platform substructure
4242: Grundplattebaseplate
4444: Wägeplattform-UnterbauWeighing platform substructure

Claims

Electronic balance comprising a base plate, a weighing platform and six strain gauge force transducers, connected on one side to the base plate and on the other side to the weighing platform, with three force transducers are arranged to measure vertical forces and three force transducers are arranged to measure horizontal forces, characterized in that in each case a force transducer for measuring a vertical force and a force transducer for measuring a horizontal force to a force measuring assembly ( 5 ) are summarized that this force measuring module ( 5 ) has substantially the shape of a vertical plate and that the strain gauges ( 16 . 19 ) are applied on a narrow side of the plate.

Scales according to claim 1, characterized in that the strain gauges ( 16 . 19 ) are applied in a thin-film process.

Scales according to claim 1, characterized in that the force measuring module ( 5 ) a horizontal bar ( 17 ) and a vertical bar ( 14 ) for decoupling the horizontal and the vertical force component.

Scales according to claim 1, characterized in that the force measuring module ( 5 ) is at least partially made by wire EDM.

Scales according to claim 1, characterized in that the force measuring module ( 5 ) of two spring areas ( 22 . 23 ) and at least one connection area ( 24 . 25 ) is composed.

Scales according to claim 5, characterized in that the spring areas ( 22 . 23 ) and the connection area (s) ( 24 . 25 ) are welded together.

Scales according to claim 5, characterized in that the spring areas ( 22 . 23 ) and the connection area (s) ( 24 . 25 ) are glued together.

Scales according to claim 1, characterized in that the force measuring module ( 5 ) Overload stops ( 20 ) against excessive vertical and / or horizontal forces.

Scales according to claim 1, characterized in that the three force measuring assemblies ( 5 ) (seen in plan) are installed offset at an angle of 120 °.

Scales according to claim 9, characterized in that the base plate ( 2 ) and the weighing platform substructure ( 4 ) have the shape of an equilateral triangle.

Scales according to claim 9, characterized in that the base plate ( 32 ) and the weighing platform substructure ( 34 ) have the shape of a regular hexagon.

Scales according to claim 9, characterized in that the base plate ( 42 ) and the weighing platform substructure ( 44 ) are circular.

Scales according to claim 1, characterized in that in an evaluation the total vertical force from the sum of the vertical force components of the force measuring assemblies ( 5 ) is calculable, whereby different sensitivities of the force measuring assemblies ( 5 ) are compensated by stored in the transmitter correction factors.

Balance according to claim 13, characterized in that in the transmitter due to the measured horizontal force components, the inclination of the balance is calculated.

Balance according to claim 14, characterized in that the influence of the inclination of the balance on the conversion of the total force in the mass located on the weighing platform in the transmitter is correctable.