[发明专利]测力装置和基准单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种测力装置，尤其涉及一种秤(天平)和一种基准单元。

背景技术

测力装置的测量精度受到许多因素的影响，这些因素在参考文献[2]：“Wgefibel”(Weighing Primer)，Mettler-Toledo GmbH，2001年4月中作了描述，所述测力装置例如是基于电磁力补偿或应变仪技术(参见参考文献[1]：“Build your Quality on a Solid Foundation！”，companypublication，Mettler-Toledo GmbH，2001年1月，第14-15页)的秤。

各种型式的秤特别易于受到因诸如振动或冲击之类的机械影响所造成的干扰，并且其因此设有滤波器，以用于去除与干扰相关的信号部分。例如在参考文献[3]：US 2004/0088342A1和参考文献[4]：US 6,271,484B1中述了一些方法，在这些方法中，借助于数字滤波器来处理由测力装置的测量传感器所产生的信号。

具有非常高的测量精度(分辨率)的测力装置还需要非常精确的基准、基准电压或基准电流，其中，测量值被记录并借助于模拟/数字(A/D)转换器转换成数字信号。在参考文献[5]：U.Tietze，Ch.Schenk，“Halbleiterschaltungstechnik”(半导体电路设计)，第11版，第二次印刷，Springer Verlag，柏林1999，第1043-1062页中给出了各种A/D转换器，所有这些A/D转换器被供给有基准电压U_REF。例如可从在参考文献[5]的第1047-1048页中描述的所谓平行方法中很容易地理解，在模拟信号的A/D转换中可获得的精度取决于基准电压U_REF的稳定性。

在参考文献[6]：Albert O’Grady，Transducer/Sensor excitation andMeasurement Techniques，Analog Dialogue 34-5(2000)中描述了秤中使用的基于应变仪技术的测量桥接电路。如参考文献[6]的第4页的图8所示，测量电桥的中心抽头处呈现的信号可借助于西格马-德耳塔A/D转换器转换成数字信号，其中，应用于测量桥接电路的电压作为基准电压被供给至西格马-德尔塔转换器(关于测量电桥的工作原理也可参见参考文献[5]的第1241和1243页)。

尽管传统上产生的基准电压一般足够用于基于应变仪技术的秤中所获得的精度水平，但是，具有显著更高精度的基于电磁力补偿的测力装置要求具有更高稳定性和更小噪音的基准电压。例如，需要特别复杂和昂贵的测量，以抑制通常由在过渡区域具有金属杂质的半导体所导致的所谓的爆音噪声。

具有电磁力补偿的电子秤例如在参考文献[7]：DE 33 24 402中进行了描述。该秤的电气部件包括带有齐纳二极管的基准电压源，其为用于补偿电流的测量的决定性因素。齐纳二极管的特性是随温度而变化的，因此校正电路被用于补偿与温度相关的影响因素。因此，在具有高测量精度的基于电磁力补偿的秤中，不仅基准或基准单元的噪音特征、而且其与温度相关的行为特征均特别重要。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种改进的测力装置以及基准单元，以通过该装置和单元避免前述问题。该目的尤其在于提供一种测力装置，其具有相对低成本的基准单元，该基准单元用于提供适宜的精确基准(参考)量、基准电流或基准电压。

该任务可通过分别具有在权利要求1和权利要求11中限定的特征的测力装置以及基准单元解决。本发明的其他有利实施例在其他权利要求中进行了描述。

该测力装置包括测量单元和基准单元，该基准单元用于提供(或发送)基准量、基准电流或基准电压，借助于该基准单元，来自于测量物体的待测定的力将变成可测量的和/或相应的模拟信号可以被数字化。

根据本发明的基准单元为当加载基准质量时根据电磁力补偿原理产生基准电流的测力装置。通过测量和调节装置来控制基准电流的大小，以使得由第一基准线圈中的基准电流所产生并与优选为永磁体的基准磁体的磁场发生相互作用的磁场产生作用于一基准杠杆上的力，由此可以补偿基准质量的力，该基准质量的力直接或者通过杠杆减速机构作用于基准杠杆上，其中所述第一基准线圈由基准杠杆保持。