带有能移除的空调模块的精密秤
阅读说明：本技术 带有能移除的空调模块的精密秤 (Precision scale with removable air conditioning module ) 是由 理查德·埃塞尔 海伊科·霍尔斯特 西格·米利希 法尔科·希尔布伦纳 托马斯·费林 本诺·加 于 2014-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种带有能移除的空调模块的精密秤,其带有称重室(16)、包围称重室(16)的防风装置、以能移除的方式布置在称重室(16)中的空调模块(34)、布置在精密秤中的处理器(32)、布置在精密秤上的数据输入单元以及数据传输线路,利用该数据传输线路可以在空调模块(34)与处理器(32)之间交换数据。本发明还涉及一种用于以能脱开的方式与精密秤电联接的空调模块,其中,空调模块(34)形成可替换式完整结构单元并且具有空气压力传感器(62)、空气湿度传感器(54)和空气温度传感器(52)以及能用来将数据发送至空调模块之外的处理器的数据传输线路的一部分。(The invention relates to a precision scale having a removable air conditioning module, comprising a weighing chamber (16), a wind protection surrounding the weighing chamber (16), an air conditioning module (34) arranged in a removable manner in the weighing chamber (16), a processor (32) arranged in the precision scale, a data input unit arranged on the precision scale, and a data transmission line, by means of which data can be exchanged between the air conditioning module (34) and the processor (32). The invention also relates to an air conditioning module for detachable electrical coupling to a precision scale, wherein the air conditioning module (34) forms a replaceable integrated structural unit and has an air pressure sensor (62), an air humidity sensor (54) and an air temperature sensor (52) and a part of a data transmission line which can be used to transmit data to a processor outside the air conditioning module.)
本申请是申请日为2014年9月2日，国家申请号为201480060948.4(PCT申请号为PCT/EP2014/002365)，题为“带有能移除的空调模块的精密秤”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种精密秤，即，带有能移除的空调模块的高分辨率的电子秤。
背景技术
在高分辨率的秤中，称重物受到的空气浮力对测量结果的精确度产生影响。因此，为了最高精确度的测量，确定空气密度对于获知空气浮力修正因子来说是必要的。对于比较秤来说例如公知的是，空气浮力修正因子通过质量和密度预先已知的两个参照物体之间的比较测量确定。
也公知的是，温度、空气压力和湿度也影响秤自身，尤其是称重单元。由于该原因，为了补偿秤显示器在环境参数改变的情况下的改变，在设备中存储有例如形式为曲线或表格的修正因子。为此，尤其是在称重单元的区域中布置有温度传感器和空气湿度传感器，通过温度传感器和空气湿度传感器，秤自身的修正根据发生改变的环境条件(也被称为气候改变)自动地进行。
因此，DE 37 14 540 C2描述了一种用于自动校准高分辨率的电子秤的方法，其中，对于校准秤自身来说考虑到在外部检测到的环境影响，例如温度改变和湿度改变。相应的校准因子由计算机获知，并且修正称重结果。
由DE 299 12 867 U1公知了一种分析秤，其带有用于环境参数的测量值接收器，在其中，显示器设置在称重室的后壁上。在该显示器中示出了称重室中的温度和称重室中的空气湿度以及通常示出了普遍存在的空气压力。在此考虑的是，在潮湿的空气中实现对称重物的表面进行依赖于空气湿度的改变的加湿。因此，操作人员通过显示器获得如下信息，即，例如在空气湿度改变的情况下，称重物应该更长时间地置于称重室中，以便达到稳定的加湿最终值。如果产生剧烈的空气压力改变，那么操作人员可以执行所谓的浮力修正，其方式是，操作人员将所显示出的数据通过输入单元提供给秤中的处理器。至于温度，其用于获知与参考温度的偏差并且考虑相应的修正因子。
最后也存在精密秤位于其中的气候经调节的测量空间，测量空间的气候数据输入到该精密秤中。来自于空调设施或其传感器的气候数据手动或自动地输入到秤中。
发明内容
本发明的任务是提供一种紧凑且以更少的费用确保更好的测量精确度的精密秤。
为了解决该任务，根据本发明设置有如下精密秤，其带有称重室、包围称重室的防风装置、包括空气压力传感器、空气湿度传感器和空气温度传感器且能移除地布置在称重室中的空调模块、布置在精密秤中的处理器、布置在精密秤上的数据输入单元以及数据传输线路，利用数据传输线路可以在空调模块与处理器之间交换数据。为了解决该任务，空调模块也设置用于以能脱开的方式与精密秤电联接，其中，空调模块形成可替换式完整结构单元并且具有空气压力传感器、空气湿度传感器和空气温度传感器以及能用来将数据发送至空调模块之外的处理器的数据传输线路的一部分。
本发明基于将所有对于称重值的气候补偿来说必要的构件和功能统一到精密秤中的基本构思。因此，外部的计算机、传感器等是不需要的。取而代之的是，可以给用户提供可移动使用的紧凑的测量实验室，这是因为不必携带外部的传感器、计算机等。因为空调模块是可替换的(即，可以无损地与秤脱开)，所以根据需求，可以将空调模块运送至外部机构或服务提供商以进行校准。在此期间，精密秤可以继续运行，其方式是，使用替换式空调模块。因此，可以一直滚动地让一个或者(在多个精密秤的情况下)多个空调模块处于校准状态，而用其余的空调模块进行测量。
在空调模块方面得到其他优点，即，可以改装较老的秤。为此，除了数据传输线路之外，仅需补充处理器的软件。
在精确度方面，根据本发明的精密秤具有如下优点，即，测量防风装置中的(和秤所处的空间中的)气候数据。因此精确地获知对于浮力修正来说重要的空气密度。此外，因为气候数据自动地传送到处理器中，所以实际上可以排除传输错误，例如传输错误可能发生在根据DE 299 12 867 U1的将值从所谓的校准证书传输到校准软件中的情况下，或者发生在读入外部的传感器的气候数据的情况下。
根据一个实施方式设置的是，空调模块借助电插接连接与处理器连接。插接连接可以整合到机械容纳部中，其用于将空调模块安装在精密秤上。以该方式，当空调模块在防风装置内布置在其位置上时，就自动建立了通向处理器的数据传输线路。
根据一个替选的实施方式设置的是，空调模块借助无线传输与处理器联接。在该情况下，空调模块可以在防风装置内布置在任意的部位上，例如如下的限界壁上，空调模块在该限界壁上受到最少的干扰，而不必考虑在该部位上是否能合理地布置插接连接。此外，取消插接连接是有利的，从而使称重腔的内部空间可以更平坦并且因此可以更好地实施清洁。
空调模块优选包含空气压力传感器、空气湿度传感器和空气温度传感器。利用这些传感器可以接收对于精密测量来说重要的气候数据。
附加地可以设置的是，在空调模块内部存在用于确定称重室中的电离度的传感器，其与处理器联接。由此，可以确定并且在修正称重值时考虑附加的参数。依赖于已确定的电离度，由处理器产生输出信号，例如以便主动改变电离度，其方式是，使用从达到与确定的电离度起就被激活的电离装置。此外，显示器也可以给用户指出称重室内的电离度太高并且应该放电。
也可以设置的是，在空调模块中存在与处理器联接的光传感器。由此，可以确定并且在修正称重值时考虑另外的参数。处理器可以从预定的入射光起发送输出信号。入射光对称重过程的影响因此是可以确定的，以便必要时在过程中自行采取措施。输出信号也可以是读数。
根据一个实施方式设置的是，处理器以如下方式构造，即，处理器基于称重物的密度从称重室中的空气压力、空气湿度和空气温度中获知至少是受检件的空气浮力以及浮力修正因子。以该方式可以与接收质量值在时间上同步地得到能由空调模块在计量学上反馈的气候值，处理器能够利用气候值来修正称重值。
根据实施方式，在空调模块内部设置有电子存储器，尤其是EEPROM，该电子存储器可以从外部读取，并且用于空调模块的校准值和修正值可以存储在该电子存储器上。为了调校，校准值可以存储在空调模块上的电子存储器上，尤其是EEPROM上。这在外部的服务提供商处进行。当空调模块又与精密秤联接时，数据可供秤的处理器直接使用。此外附加地，其中至少若干随后的用于传感器调校的信息，即，校准证书的编号、当前的校准值、校准日期、校准实验室和操作者的名字和校准历史，可以存储在存储器上。针对每个气候参量的所谓的不确定值也可以存储在空调模块的存储器上，从而例如为了计算空气密度同样通过精密秤来计算空气密度的不确定度。
根据一个设计方案设置的是，空调模块也可以在秤之外作为独立的单元使用，并且可以经由I2C总线与PC的USB端口联接。这使外部校准变得容易。此外，空调模块可以在其他的应用中用于接收气候参量，而不必使空调模块与秤联接。空调模块的电路板为此可以以很小的费用而具有插接***部，以便可以与USB适配器联接。
附图说明
本发明其他的特征和优点从随后的描述和随后的所参考的附图中得到。在附图中：
图1示出根据本发明的精密秤的分解图；
图2示出根据本发明的可以在根据本发明的精密秤中使用的空调模块的立体图；
图3示出根据图2的没有外壳体的空调模块的侧视图；和
图4示出图2的同样没有外壳体的空调模块的俯视图。
具体实施方式
图1示出高分辨率的电子秤(精密秤)，其在本实施例中能够以根据OIML R 111-1的精确度等级E1至F2实现质量比较。
但本发明通常涉及各种高精确度的高分辨率的电子秤，即，具有微克至纳克的范围内的测量分辨率的电子秤。
精密秤包括带有底座12的称重单元14，未详细示出的称重系统10安置到称重单元中。称重单元14此外包括称重室16，其通过带有能调节的侧壁18、前壁20以及后壁22的防风装置来构造。称重室16通过防风装置与周围环境分隔开。秤盘24用于放置称重物。
在此实施为单独部件的电子评估系统26经由线缆28与称重单元14电子联接。与评估系统26联接的显示单元30用作显示器和数据输入单元。
此外，在电子评估系统26中安置有处理器32，其得到来自于称重单元14的数据。
在称重室16中设置有实施为结构上单独的单元的空调模块34，其可以经由能脱开的插接连接与后壁22机械联接(即，无损地以能脱开的方式安装)，即，优选无需借助工具。
为此，后壁22具有两个彼此间隔开的缝隙36，空调模块的外壳体40上的柔性的卡钩38(参见图2)卡入这些缝隙中。
图2至图4详细示出了空调模块34。
外壳体40具有多个开口42，通过这些开口，外壳体40的内部过渡到称重室16中，并且变为称重室16的一部分，从而称重室16的内部中的气候相应于外壳体40的内部中的气候。
空调模块34经由电插接连接与后壁22中的相应的插头容纳部44电子联接。插头容纳部44与处理器32电连接。空调模块34上的带有接触部48的插头46***到插头容纳部44中。因此，插头46形成电插接连接的模块侧的部分。
作为电插接连接的替选，也可以使用无线传输，例如WLAN或蓝牙。
电插接连接(或替选使用的无线传输)形成数据传输线路，利用该数据传输线路，数据可以从空调模块34传输至处理器32，并且必要时可以往回传输。
插头46优选是电路板50的区段，在该区段上布置有多个用于检测称重室16中的气候的传感器。因此，空气温度传感器52、空气湿度传感器54、直接布置在开口42附近的光传感器56以及用于检测称重室16中的电离度的传感器58以及还有电子存储器60设置在电路板50上。空气压力传感器62经由保持件64与电路板50机械联接和电联接。
其中多个传感器也可以组合成组合式传感器。
壁66闭合了罩状的外壳体40，从而电路板50的细长的、舌状的、在图4中位于壁66右边的区段可以***后壁22和插头容纳部44中。
通过相应的接触部48，每个传感器都与处理器32联接。存储器60同样与处理器32联接。
在称重过程中，称重物的密度可以例如通过显示单元30输入到精密秤中，显示单元例如也通过触摸屏同时用作数据输入单元。替选地，称重物的密度可以是已存储的。
称重物随后放置到秤盘24上。
空气压力、空气湿度和空气温度通过传感器62、54或52获知，并且相应的数据被传送至处理器32。
在处理器32中确定空气密度。利用输入的密度，在处理器中，根据空气压力、空气湿度、空气温度以及称重物的密度获知了称重物的空气浮力修正因子和/或空气浮力，并且确定了称重物的常规的称重值，即，称重物的关于其空气浮力而经修正的质量，并且在显示单元30中示出。
此外，例如关于由不同的空气湿度或温度对称重值造成的已知的影响，称重物的称重值可以借助另外的参数来修正。以该方式，称重值的精确度可以进一步提高。
此外，在存储器60中存储有用于空调模块34的在校准空调模块34时已经存储好的校准值和修正值。
这种校准在精密秤之外进行。为此，简单地将空调模块34从称重室16中拔出，而不必脱开引线连接。空调模块34随后被运送至相应的校准机构，其将校准证书的编号，即，新的校准值、校准日期、校准实验室和操作员的名字和校准历史存储在存储器60上。当空调模块34又布置在精密秤中时，这些值随后被应用程序读出，并且直接引入到计算中。
光传感器56的值和用于确定称重室16中的电离度的传感器58的值也被确定。
例如，在入射光增强的情况下，在显示器上给出相应的信号，例如是：由于太阳辐射的增强进而是称重室中的温度的改变，测量是不精确的。因此，由处理器根据入射光发送出输出信号。
一旦电离度过高，那么就激活电离装置，其使称重室中的空气电离，并且用于使称重物放电，或者在称重物的电荷过高之前发出警告。
存储器60优选是EEPROM。
此外，空调模块34与精密秤的其余部分之间的连接通过I2C总线实现。
空调模块34可以经由空调模块***其中的USB适配器与计算机联接，以便校准传感器52至58和62，而不必使空调模块34与精密秤10联接。
像可以获知的那样，空调模块以如下方式构造，即，空调模块也可以在秤之外作为独立的单元使用，并且可以通过I2C总线与PC的USB端口联接。
附图标记列表
10 称重系统
12 底座
14 称重单元
16 称重室
18 侧壁
20 前壁
22 后壁
24 秤盘
26 评估系统
28 线缆
30 显示单元
32 处理器
34 空调模块
36 缝隙
38 卡钩
42 开口
46 插头
48 接触部
50 电路板
52 空气温度传感器
54 空气湿度传感器
56 光传感器
58 传感器
60 存储器
62 空气压力传感器
64 保持件
66 壁