[发明专利]具有延伸至位置传感器的单独的杆臂的力传递机构

说明书

力传递机构包括具有可移动的平行柱、固定的平行柱和至少两个平行引导构件的平行运动引导机构，平行柱和平行引导构件通过挠曲枢转部相互连接，可移动的平行柱通过平行引导构件以受引导的运动性相对于固定平行柱被约束。力传递机构还包括枢转地支撑在支点枢转部上的力传递杆，支点枢转部布置在固定平行柱上，力传递杆具有第一杆臂和第二杆臂，第一杆臂具有通过耦接构件至可移动的平行柱的力传递连接，测量转换器能够通过力传递连接附接至第二杆臂。根据本发明，第二杆臂包括第一部分杆臂和第二部分杆臂，其中，第一部分杆臂设计成能够接收由测量转换器产生的补偿力，第二部分杆臂设计成用于检测枢转地支撑的力传递杆相对于位置传感器的零位的位移。

技术领域

本发明涉及一种用于基于电磁力补偿原理的力测量装置的力传递机构，还涉及一种具有力传递装置的重量测量仪器以及一种调节流过力测量装置的力补偿线圈的电流的方法，所述力测量装置基于电磁力补偿原理。

背景技术

电磁力补偿原理在商业、工业和实验室中采用的多种多样的称重秤和天平中具有广泛的应用领域。该原理具有特别的优势，从而可用其实现具有极高测量精度的称重仪器。例如，根据电磁力补偿原理工作的分析天平提供了以0.01mg的测量分辨率测量100g的称重负载的能力，即精确度为千万分之一。

与本发明相关的普通类型的测重式力测量装置具有固定的基体部件、相对于基体部件被约束以便受引导地运动并且用于接收称重负载的重力的负载接收件、固定至基体部件的具有气隙的永磁组件、在气隙中可移动且承载补偿电流的线圈以及将负载接收器连接至线圈的力传递机构。光电位置传感器通常包括光发射器和光接收器以及遮挡片，光发射器和光接收器在基体部件上面向彼此布置在空隙的相对侧，所述遮挡片穿过所述空隙并参与运动部件的偏移，所述光电位置传感器的传感器信号对应于天平机构的相互连接的运动部件的由于在负载接收器上放置负载而引起的移出零位的偏移量。

位置传感器的信号被发送到控制器，控制器作为响应而调节补偿电流，使得线圈与永磁体之间的电磁力使天平的遮挡片和连接的可移动部件回到零位。换句话说，控制器的功能是在电磁补偿力与称重负载之间建立平衡。由于线圈电流的大小与由其产生的力成比例，因此可通过测量线圈电流来确定放置在负载接收器上的称重负载的重量。

DE 3743073 A1中示出了根据前述电磁力补偿原理工作的天平。所述天平包括支撑控制台，所述支撑控制台与天平壳体固定地连接，并且通过两个旋转联接的引导构件以竖直地受引导的运动性保持负载接收器。在顶部，负载接收器支承用于接收称重对象的称重盘。对应于称重对象的质量的力从负载接收器通过耦接元件传递到缩小杠杆的较短的杆臂。缩小杠杆借助于两个支点挠曲件支撑在支撑控制台上。线圈连接到缩小杠杆的较长的杆臂。线圈浮在永磁系统的气隙中，并产生与负载相关的反作用力。通过光学位置传感器和伺服放大器以已知的方式调节流过线圈的电流的大小，从而在称重负载的重量与电磁产生的反作用力之间维持平衡。光学传感器包括辐射发射器、辐射接收器和开槽的孔径片。辐射发射器和辐射接收器固定至永磁体组件的盖，而开槽孔径片固定至缩小杠杆。在该布置中，根据DE 3743073 A1所述的缩小杠杆的后端、线圈和开槽的孔径片形成具有高几何稳定性的紧凑单元。

DE 10326699 B3示出了用于顶部负载天平的称重系统。所述称重系统包括分成两个部分杆的缩小杠杆。耦接元件和缩小杠杆的挠曲支点(在该情况下称为弯屈支点)同样分成两部分并相对于负载接收器侧向地布置。两个部分杆在端部处、尤其在较长的杆臂处通过横向连接件联接，所述横向连接件支承开槽的孔径片和用于附接线圈的线圈安装结构。该布置形成非常紧凑的称重系统。

EP 2607866 A1中描述了一种光学位置传感器。电磁补偿天平的位置传感器必须满足的主要要求是必须以最高的精确度和再现性维持零位、即遮挡片相对于基体件的使传感器信号在负值与正值之间发生转变的位置。此外，传感器信号应尽可能是传感器片的偏移量的线性函数。这些要求尤其须在规定的大气温度和湿度范围内满足。

在上面概述的主题领域内，本发明聚焦于力传递机构的设计以及如何将光电传感器和测量转换器(例如线圈)附接到力传递机构。