[发明专利]称重传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁力补偿直接测量系统，具有载荷接收器以及包括线圈和永磁体的力补偿装置。

背景技术

电磁力补偿直接测量系统，在下文中称作直接测量系统，其以下面的事实而著称：通过力传递杆将载荷接收器直接连接到力补偿装置。

根据电磁力补偿的原理，由载荷引起的力停留在称重盘或载荷接收器上，其通过由至少一个永磁体和线圈构成的力补偿装置平衡，其中测量通过该线圈的电流，以便产生补偿力。由该测量确定的值与放置在称重盘上的力成比例。然而，该测量值还取决于该线圈在永磁体的磁场中的位置，因此当进行测量时该线圈必须始终位于相对于该磁铁的相同位置。在施加载荷后利用位置传感器测量线圈的位置，并且该线圈中的电流增加，直到已经补偿了作为该载荷的结果出现的该线圈相对于该永磁体的位置变化。在该点测量线圈电流，其又表示对停留在该称重盘上的载荷重量的测量。

在CH593481A5中公开了一种直接测量系统，其中通过力传递杆将载荷接收器直接连接到力补偿装置。附着于该力传递杆的是位置传感器的移动部件，而将该位置传感器的固定部件刚性连接到称重传感器的与壳体牢固连接的部分，或者，更特别地，将其连接到力补偿装置的固定部分。

这种直接测量系统优先在小称重载荷的范围内使用。测量的精度本质上取决于分辨率，以及该直接测量系统中位置传感器的布置。载荷接收器和力补偿装置的线圈相对于称重传感器的固定部件的移动性必须精确制导。这是通过平行导轨机构实现的，将该平行导轨机构的活动的平行腿连接到力传递杆，并且其固定的平行腿被刚性地连接到称重传感器的壳体安装部分。该活动的平行腿和固定的平行腿通过两个具有薄的、挠性弯曲的枢轴区域的平行导轨即所谓的挠曲枢轴彼此连接。然而，也可以使用弹性挠曲的平行导轨，在这种情况下，省略该挠曲枢轴。当将载荷放置在载荷接收器上时，力传递杆在载荷方向上移动，这使得该平行导轨偏斜，并且该挠曲枢轴或弹性挠曲的平行导轨弯曲。

平行导轨机构通常具有由其弹簧常数表示的位置恢复力，其与放置在载荷接收器上的载荷一样，对该线圈的位移具有影响，并且同样应当补偿。

通常，通过细电线将力补偿装置的线圈电连接到控制电路。该布置具有下面的缺点，即除了提供电连接之外，该电线还要建立从该称重传感器的固定部件到活动部件的机械连接。这会将附加的弹簧常数引入该直接测量系统中，其与该平行导轨机构相互作用，并且将误差引入称重结果中。将电线通过焊接正常连接，并且将其配置成格外细的丝，以便尽可能小地保持附加的弹簧常数。然而，该电线丝很难连接，并且容易发生该电线之一挣脱，从而不能实行平衡。

由称重传感器的活动部件和固定部件通过线圈电路连接的机械连接引起的弹簧常数首先影响小称重载荷范围的称重传感器的所有性能的大多数，和/或在高分辨率的情况下，其影响称重结果，这是因为在这种情况下，即使该弹簧常数最小的变化也足以造成测量结果的变化。

特别地，在用于例如在EP1726926A1中公开的类型的用于多模块称重装置的具有直接测量系统的紧凑称重模块中发现，直接测量系统的零点漂移受到了负面地影响，如果连接于位置传感器的平行导轨机构和/或力传递杆的多个部件展示不同的热膨胀的量。

发明内容

因而，本发明的目的是提供在直接测量系统中传递电信号的能力，特别是为线圈提供电源，而没有引入附加的弹簧常数。进一步的目的是提供一种具有最小可能的零点漂移量的直接测量系统。

一种电磁力补偿直接测量系统，下文中称作直接测量系统，包括具有多个组件的平行导轨机构，以及通过力传递杆连接到力补偿装置的载荷接收器。该力补偿装置包括至少一个永磁体和电连接到控制电路的线圈。将该平行导轨机构的至少一个组件设计成用于传递电信号。

本文中的术语“具有多个组件的平行导轨机构”和“该平行导轨机构的组件”在由多个结构部件构成的平行导轨机构以及具有多个功能部分或操作部件的平行导轨机构的意义上使用。

通过该平行导轨机构的至少一个组件传递电信号，可以在没有在称重传感器的固定部件和活动部件之间引入附加的机械连接的情况下传递这些信号，由此可以改善例如称重传感器的测量精度、零点的稳定性以及再现性。

优选地，将该平行导轨机构的组件电结合入到控制电路中，并且用于传递电流和/或功率。

将该平行导轨机构的组件结合入控制电路的构思是特别有利的，这是因为可以在没有在该称重传感器的固定部分和活动部分之间建立附加的机械连接的情况下将功率提供到该线圈。