专利名称：多模块测力装置和在其中传输测量值的方法以及测力模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及在多模块测力装置中特别是在多模块称重装置中传输測量 值的方法，而且进一步涉及多模块测力装置以及适用于多模块装置的测力 模块。
背景技术：
此处使用的术语多模块测力装置指的是按照模块设计被构建的测力装 置，其中至少两个被互相独立测量的力用至少两个互相独立的测力模块单
独地捕捉。多模块称重装置是一种特别的多模块测力装置，其中至少两个 独立称重物体的各自的重量体现了要被独立测量的力，所谓的重负载。在 此情况下，测力模块被称为称重模块。
为了测量作用力，每一个测力模块具有作为用于被测数量的变换器的 机电测力单元，因为其将输入的量即力转换成相对应的电测量信号。在称 重模块里，测定量的转换类似的以所谓的称重单元的方式发生了，该称重 单元产生了对应于称重物体施加的重力的电测量值。
根据具体情况而定，单独测力模块或单独称重模块的测量信号通常是 传递到信号评价单元来评价。此信号评价单元通常被配置作为一个中央处 理单元，从而从测量信号中得到的测量结果能够可视化显示，传输到中央 电脑，或者被导入系统控制器。
在称重相同特性物质的自动化生产和测试系统中发现了多模块称重装 置的典型应用。此系统特别包括用于生产和/或测试小而昂贵的零件的装 置，例如在配药工厂用于药片、胶囊或针剂填充和包装的机器，或者在机 器工厂用于检査球轴承。相同物体的称重是一个其中多个负载被独立称重 的过程，例如用于称量检査、剂量分配、或者在紧凑空间内的容器填装。
这种多模块测力装置的所需特性在于，测量模块有高测量精度、高重复性和高度稳定性，它们以最节省空间和尽可能紧凑的方式被设置，并且 独立的测力模块的设计最简单且尽可能获得最大成本效益。
美国专利号6112162公开了一种多模块称重装置，其中独立称重单元 的模拟信号被导入中央转换装置，即所谓的多路器。因此，放大器以及模 拟/数字转换器可在特定的时间间隔期间被独立的测力模块使用。然而，在 这样的安排中称重单元的干扰敏感测量信号通过联线被载入中央信号评价 单元，在此它们通过了转换装置。结果，传输信号导致的或源自开关器件 的干扰影响降低了测量信号的质量。因此，可达到的精度是有限的，并且 在该参考文献中所描述的装置不太适合应用于需要较高准确性的地方。此 外，仅仅在相对低速的状态下这个装置才允许执行测量过程，因为仅仅在 第一称重单元的测量循环完成后，下一个称重单元才可开始接下来的测量 循环。
此外，在德国专利DE102005025534B3公开的配置中，用于称重模块 的运行所需的电子电路被放置在称重单元的正下方，即，在称重模块的靠 下的部分。从而可避免由测量信号的传输导致的干扰。但是，在这样的配 置下，缺点是巨大空间需求和电气电路的多次复制导致的高成本，以及由 于在电气模块中产生热而导致对称重单元产生不良影响。热量产生的问题 在于电气电路产生的热按照已知的浮力原理上升到热感应称重单元，因而 可能会破坏测量装置的准确性和/或稳定性。
EP1557648公开了一种构造，其中下级测力装置(孩子)与上级测力 装置(父母)通过共享的总线结构相连(例如RS485)。然而，这个总线结 构需要一个适合的协调通信(例如地址和/或协议)，以确保仅有一个测力 装置在某一时间通过总线结构传输文件。这种交错产生出相对缓慢的数据 传递过程以及用于控制通信所需的电子装置导致前述的热量产生增加和额 外费用提高的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种传输多模块测力装置特别是多模块 称重装置的测量值的方法，以及进一步提供多模块测力装置和适合的测力 模块，从而可得到简单且兼顾成本效益的设计以及测量装置的操作，满足在速度测量、精确性测量以及稳定性等方面的严格要求。
通过具有独立权利要求所述特征的方法、多模块测量装置和测力模块 实行了上述目的。本发明的优选实施例体现在进一步的从属权利要求中。
本发明涉及用于传递多模块测力装置特别是多模块称重装置的测量值 的方法和装置，所述多模块测力装置具有至少两个测力模块，每一个测力 模块包括测力单元和信号处理单元，信号处理单元通过信号传导线将由测 力单元产生的测量值传至信号评价单元。每一个测力模块的测量值通过其 信号处理单元被转换成比特序列，且第一测力模块的信号处理单元的比特 序列被传递到信号评价单元，而至少一个其他测力模块的信号处理单元的 比特序列通过中间连接线被直接地传送到第一测力模块的信号处理单元， 从那进一步被传递到信号评价单元。得到的结果是测力单元的测量值变 为一种抗干扰影响的形式，通过在独立测力模块中转换测量值，可实现非 常高的测量速度，因为连接线更短，可获得成本优势，而且由于测量值在 信号处理单元之间进行简单传输，可避免使用昂贵的、产生热量的用于通 信控制的电子电路。
作为通常由一系列0和1表示的一系列确定的电信号状态的单元，比 特序列适用于储存和/或传递信息，即，例如测量值。结果，通过将测量值 转换成比特序列，测力单元的敏感的和高度精确的测量信号被转换成能够 抵制外界的干扰的坚固形式，因此能够很好的适合于传输和进一步处理。
通常，特别是当需要高精度时，测量值转换为比特序列需要一个耗时 的过程。通过在所有的测力模块中同时地执行这个转换过程这一想法，可 能实现高度的并行处理且因此实现非常快的测量速率。
此外，通过高速解读整组比特序列的过程，多模块测力装置的测量速 度可增加。基于比特序列独立产生并存在于每一个测力模块内这个事实， 可完成这种快速串行解读，且所有测力模块的比特序列被一起传递到信号 评价单元。信号评价单元通过使用快速串行或并行进程能随后进一步以高 生产率处理接收到的比特序列。
当不同的测力模块的信号处理单元被直接地互相连接时，它们的功能 就像一个单独的信号处理单元。因此，在测力模块里就消除了使用昂贵的
电气装置来控制通信的需求。在独立的测力模块中，热量的产生因此减少了，且多模块测力装置的稳定性因此增强了。
而且，采用信号处理单元的直接通信，联线的长度变短了，这样就出 现了成本优势。此外，由于昂贵的电器，特别是用来对测量值进行评价的 控制装置和算术单元被捆绑在信号评价单元中，其好处从一方面来说在于 成本减少，在另一方面，因为在测力模块中产生热量的减少而使测量的稳 定性增强。
此处使用的术语"线"包括各种电导线，如单芯电缆或多芯电缆、钢 绞线或电线，以及携带电流通过固定装置例如接地导轨、房屋隔音罩和连 接支架，其适合于将电信号从测力模块传递到信号评价单元。
然而昂贵的电子元件例如运算单元、调节和控制装置被设置于信号评 价单元内，且可被所有测力模块公用，每个测力模块仅包括用于产生比特 序列的一个最小的电集合体。因为测力模块的数量总是大于信号评价单元 的数量，这个概念导致了整个多模块测力装置的简单和成本有效的设计布 局。
在本发明的优选实施例中，每个信号处理单元通过第一输入端接收测 力单元的测量值和/或通过第二输入端接收至少一个其他测力模块的信号 处理单元的比特序列。单个处理单元因此能够以同时和/或连续切换模式处 理在不同通路上的测力单元的比特序列和测量值。
本发明的另一个优选实施例中，所有其他测力模块的信号处理单元相 互连接成一个链式布局，且来自于其他测力模块中的每一个的比特序列被 传递到被设置为更接近信号评价单元的相应的相邻测力模块的信号处理单 元。因此完成对于所有的测力模块非常有效的信号传输。
本发明的另一个优选实施例中，比特序列可通过时钟信号同步化，和/ 或它们陆续或几乎同时被传递，该时钟信号优选通过信号评价单元产生并 且通过至少一个同步线传递到测力模块。优选地，第一测力模块和/或至少 一个其他测力模块的信号处理单元通过同步线连接于信号评价单元。通过 以同步方式和/或陆续方式并且本质上同时的方式在独立的测力模块中运 行转换过程，可达到非常高的并行处理的程度因而实现非常快的测量速率。
本发明的另一个优选实施例中，通过每一个测力单元产生的测量值被 设置于所述测力单元里的模拟/数字转换器转换成比特序列。测力单元的干扰敏感的测定值因此被转换成坚固的数字形式，并因此防止信号质量缺失 的可能性。此外，在模拟/数字的转换前通过在测力单元里合适的信号调节， 测力单元的测量值也可放大和/或阻抗转换。
在另一个优选实施例中，信号处理单元包括带有两个输入端的移位寄 存器，其中已经被模拟/数字转换器数字化的测力单元的测量值由第一输入 端被输入，至少一个其他测力模块的信号处理单元的比特序列由第二输入 端被输入。通过使用移位寄存器，可以由可公共得到的标准产品实现简单 和成本有效的设计。
本发明的另一个优选实施例中，每一个信号处理单元的比特序列或者 移位寄存器(如果有的话)的比特序列与相邻测力模块的信号处理单元的 比特序列结合，而且该结合的比特序列作为串行比特流被传递到信号评价 单元或者到至少一个其他测力模块的信号处理单元的第二输入端。各独立 的移位寄存器因此实际上被结合成一个单独的巨大的移位寄存器，其理想 地包含了多模块测力装置的所有测力模块的移位寄存器。
本发明的另一个优选实施例中，每个模拟/数字转换器被信号评价单元 的控制信号所控制，其中控制特别涉及模拟/数字转换器的同时启动，和/ 或转换过程完成后，每个模拟/数字转换器产生状态信号，特别是指示信号， 其可能通过逻辑电路被传送到信号评价单元。在这种布局中，第一测力模 块和/或至少一个其他测力模块的模拟/数字转换器通过状态线和/或控制线 连接于信号评价单元。
本发明的另一个优选实施例中，信号评价单元记录最持久的模拟/数字 转换的结束，然后发送用于传输比特序列的时钟信号和/或用于所有的模拟 /数字转换器的新的、优选同时启示的控制信号。因此避免了不必要的等待 期同时测量速度可增加。完成最长的转换过程的等待中需要有足够的安全 余量，这就形成了等待期。
本发明的另一个优选实施例中，在多模块测力装置操作过程中保留这 样一个时间间隔，即，在其中进行测量并且比特序列的传递被打断，和/或 保留这样一个时间间隔，即，在其中测量值被传输且测量值的获得被打断。 这样就避免了在不同过程之间的干涉。
本发明的另一个优选实施例中，用于传输测量值的时间间隔被设定为持续直到比特序列的预定模式出现在信号评价单元中，特别是直到零比特 序列的出现，以及最后一个其他测力模块的信号处理单元的第二输入端连 续地输入零值。因此，能可靠地识别测力模块的数量的非配置的变化。因 此就测力模块的增加或消除而论，传递过程非常灵活。
本发明的另一个优选实施例中，除了测力单元的测量值外，其他传感 器的测量值，特别温度传感器的测量值和/或识别码通过至少一个测量模块 的信号处理单元被传递到信号评价单元。这种整合式解决方案允许最多样 化的测量值以顺畅和非常高效的方式被传输到信号评价单元。
本发明的另一个优选实施例中，在很大程度上信号评价单元被设置为 与各个测力模块的测力单元在空间上分离和/或热绝缘从而避免从信号评 价单元到测力单元的干扰传输。
本发明的另一个优选实施例中，信号线或中间连接线有一个耦合，其 允许至少一个其他测力模块的信号处理单元被插入到多模块测力装置中。 这种耦合优选被如此构造，即，使得通过耦合部分的接合处的直接电力连 接被中断并且开放的终端可分别地连接到将被插入的测力模块的信号处理 单元的第二输入端和输出端。以这种方式，理想化地在测力装置实施期间， 可在无长期停机时间间隔的情况下互换测力模块。特别是应用于在工业系 统中具有很大优势，在整个系统的运作过程中的干扰可被避免或至少减少 到绝对最低。
单独的测力模块可以任何理想的方式被布置，例如分布在一行、 一个 区域上、或者在三维结构中，以随机分布的形式、以环形布局、或排为阵 列。术语"阵列"用于此指规律的排列，例如直线形、 一行的一维阵容， 或者覆盖一个区域类似矩阵的二维排列。而且可以想象，作为一个阵列是 三维的排列，其中多个二维排列彼此堆叠成呈上下关系的多层。
本发明的另一个优选实施例中，比特序列通过中间连接线经单向信号 传输进行传输，和/或通过专用信号传输线被传递。优选地，中间连接线是 专用信号传输线。这样，可避免在传输期间的阻塞和/或碰撞，因此在最低 水平的能量消耗下可获得非常高的传输速度。
根据本发明的测力装置、测力模块和方法的细节通过附图示出的实施 例进行描述，其中
图1示出带有六个测力模块的多模块测力装置的透视图，其中各模块 放置成一个阵列且相互连接并与信号评价单元相连；
图2示出图1的多模块测力装置的原理，以截面图示出了两个测力模 块，其根据电磁力补偿原理获得测量值并且配备有信号处理单元以产生比 特序列，其中第二测力模块的比特序列通过第一测力模块的信号处理单元 被传递到信号评价单元；
图3示出图2所示的多模块测力装置的简化的电路示意图，但是具有 与其相关的信号处理单元的巨大数量n的测力模块，每个测力模块有两个 输入端和一个输出端；
图4以非常简化的方式示出在图3所示的那种多模块测力装置的原理， 具有带有模拟/数字转换器、移位寄存器(SR)和逻辑单元(G)的信号处 理单元。
具体实施例方式
图1示出具有设立成阵列的六个测力模块210的多模块测力装置200 的透视图。每个测力模块210包括一个测力单元(此图未示出)，其安装在 测力模块210的内部并且与指向外部的力传送杆212连接。源自测力单元， 测力杆212以与负载方向相反的方向延伸，并且力接收器214连接于每个 力传送杆212的末端。将被称重的物体或负载(图中未示出)通常地位于 力接收器214的顶部。
每个测力模块210连接于形为基板202的容纳结构。测力模块210可 释放地连接于基板202，并且如果必要的话，它们可单独地与相同类型的测 力模块210互换，例如，在维修情形下或如果测力装置200要适应另一负 载范围时。
当力作用于第一测力模块210的测力单元上，测力单元产生相应的测 量值，通过第一测力模块210的信号处理单元230 (未示出)该测量值被转 换成比特序列B,。然后该比特序列B,通过信号线240被传输到信号评价单 元270。类似地，第二测力模块210的信号处理单元230将测力单元的测量值 转换为相对应的第二比特序列B2。然后第二测力模块210的比特序列B2 通过一个中间连接线242传输到第一测力模块210的信号处理单元230且 从那传输到信号评价单元270。
在此实施例中，六个测力模块210相互连接成链式布局，其中第二至 第六测力模块210的信号处理单元230的各自的比特序列B2，….,B6通过中 间连接线242被传至各自相邻的测力模块210的信号处理单元230。第二至 第六测力模块210的各自的比特序列B2，.…,B6因此通过一定数量的中间阶 段被传递到第一测力模块210的信号处理单元230且从那通过信号线240 到达信号评价单元270。
以上所述的比特序列Bb....,Bn的原理类似地可扩大到带有任何所需数
目的测力模块210的多模块测力装置200，特别是n数量的测力模块210， 其中n是等于或者大于2的一个正整数。
信号处理单元270被设置为与测力模块210间隔一定距离从而避免在 信号处理单元270的电子电路与测力模块210之间的相互干扰。此干扰可 以很多方式表现出来，例如电磁场、热辐射、热对流、或者机械干扰。
通过信号线240传递的信号在信号评价单元270中被评价和/或适当地 变换。评价结果可以许多不同方式传递，以用于进一步处理，比如传到指 示装置、系统控制器、或中央电脑。
以格外简化的方式，图2示出了图1所示的多模块测力装置200的原 理。该实施例中的测力模块210基于电磁力补偿的原理且因此特别适合于 在称重系统使用，尤其是用于高精确度称重。
测力模块210包括一个测力单元220，其包括带有平行导向连杆的力传 输机构，所述连杆具有固定部分2和竖直可移动部分3，两者通过在末端带 有柔性枢轴5的一对引导部件4来相互约束。竖直可移动部分3包括用于 容纳待测量负载的悬臂支撑臂15。由负载施加的力的法线分量从竖直可移 动部分3通过耦合元件9传输到杆6的短杆臂8。杆6通过在固定部分2 的一部分上的柔性支点7悬挂起来。测力单元更进一步包括杯状的永久磁 铁系统IO，其被设置为与固定部分2刚性连接并包括一个气隙11。与杆6 的长杆臂12相连的线圈13置于气隙11内。流过线圈13的是补偿电流，它的量级取决于作用于杆6上的力。杆6的位置通过与反馈控制装置16相 连的光电位置传感器14来测量，反馈控制装置16响应于光电位置传感器 14的信号如此调节补偿电流，即，使杆6总是保持在相同的位置上或者在 负载变化后回复到同样位置。力补偿的原理使得能够实现非常高的测量精 确性，尤其是对于最小物质量的称重是非常优选的。
此外，测力模块也可被设定为直接作用的测力装置。在这种情况下， 力传输杆6可被省略，且线圈13直接连接于指向外部的力传输杆212。补 偿电流被如此调节，即，使补偿力抵消了作用于力传输杆上的负载，以至 于力传输杆保持在不变的位置。
图3示出具有n个测力模块210的多模块测力装置200的示意性简化 电路图，其中每个测力模块包括用于产生比特序列Bb.…，Bn的信号处理单 元230。指数n代表大于或等于2的任意正整数。优选所有的测力模块210 具有相同的设计且可以任何所需的方式互换。
每个信号处理单元230具有第一输入端Ina、第二输入端INb、以及输 出端OUT。第一输入端Ina与各自的测力单元220相连，从而测力单元220 的测量值可被传输到信号处理单元230。第一信号处理单元230的输出端 OUT通过信号线与信号评价单元270相连，从而通过第一测力模块210的 信号处理单元230产生的比特序列B,可被传输。
第一信号处理单元230的第二输入端INb通过中间连线242与第二测 力模块210的信号处理单元230的输出端相连。沿此路径，第二测力模块 210的信号处理单元230的比特序列B2可传输到第一测力模块210的信号 处理单元。在第一测力模块210的信号处理单元230里，第二测力模块210 的信号处理单元230的比特序列B2与第一测力模块210的信号处理单元 230的比特序列B,组合成为组合比特序列Bj 。
类似地，其他测力模块210以链式布局相互连接，从而最后一个测力 模块210的信号处理单元230的比特序列Bn通过连接于其间的任何所需数 量的测力模块210的信号处理单元230传输到信号评价单元270。
图4描述了根据图3具有n个测力模块210的多模块测力装置200的 示意性简化电路，其中每个测力模块包括一个模拟/数字转换器A/D和用于 产生比特序列Bi，....,Bn的移位寄存器SR。在这种情况下，所有的测力模块210也优选具有相同的设计且可以任何所需的方式互换。
多模块测力装置200还包括将测力模块210的各个信号处理单元230 连接于信号评价单元270的同步线244。通过同步线244，在信号评价单元 270中产生的时钟信号Sa被传递到独立的测力模块210的信号处理单元 230。
时钟信号Scl的每个钟脉冲具有使移位寄存器的比特序列移动一个比
特位置的作用。在这个过程中，位于移位寄存器SR的输出端的比特通过中 间连接线242被传输到相邻的测力模块210的移位寄存器SR的第二输入 端，并且第一测力模块210的移位寄存器SR是个例外，其比特在输出端被 传输到信号评价单元270。此外，零值(0)在最后一个测力模块210的移 位寄存器SR的第二个输入端被输入。
此过程被重复直到所有测力模块210的比特序列被陆续传输到信号评 价单元270。这可以通过两种可选布局来实现，g卩， 一方面，在一种布局中， 确切的预定数量时钟脉冲被传递到同步线244，或者另一方面，在一种布局 中，时钟脉冲被传送到同步线244直到预先确定的比特样式一_在这种情 形下为一系列零值(0)— —出现在信号评价单元的输入端。
多模块测力装置200还包括控制线248，每个测力模块210的模拟/数 字转换器A/D通过控制线248与信号评价单元270相连。通过控制线248, 模拟/数字转换器A/D通过适合的控制信号由信号评价单元270同时地启 动。
多模块测力装置200还包括状态线246，其一方面与信号评价单元270 相连且另一方面通过各自的逻辑元件G与每个测力模块210中的模拟/数字 转换器A/D相连。 一旦模拟/数字转换器A/D完成其转换过程，其在此状况 下通过逻辑值l (1)将此事件发信号到相关联的逻辑元件G。逻辑元件G 在此情况下被配置为一个AND门，其通过AND操作将模拟/数字转换器 A/D的信号与相邻的测力模块210的状态线246的信号相连接。在测力模 块210的模拟/数字转换器以及前一个测力模块210的模拟/数字转换器用信 号通知各自转换过程已完成的情形下，相应的逻辑信号1传递到下一个测 力模块210或者到信号评价单元270。在最后一个测力模块210的逻辑元件 里，输入常数l (1)。具有相应的逻辑元件G的状态线246使得最后完成的转换过程的结束被通知给信号评价单元270。
测量方法可以同步或异步模式操作。在同步模式中，所有的模拟/数字 转换器A/D同时启动，以及在预定的时间间隔后测量值被收集。优选地， 使得时间间隔足够长从而所有的模拟/数字转换器A/D完成各自的转换过程 并且将相应的比特序列传输移位寄存器SR。在这样的情况下，不需要状态 线246和逻辑门G。
在异步模式中，最后一个转换过程的完成通过状态线246发信号到信 号评价单元270。接下来，信号评价单元270可迅速继续集合比特序列并且 随后重启模拟/数字转换器A/D。在此异步模式中，避免了没有收益的无效 时间间隔，而且测量方法和多模块测力装置200的测量速度能显著增加。
正如在前例中描述的，此原理在此申请中也可类似地被扩展到具有所 需数量的测力模块210的多模块测力装置200。
附图标记列表
2固定部分
3竖直可移动部分
4引导部件
5， 7柔性枢轴
6杆
8， 12杆臂 9耦合元件 10永久磁铁系统 11气隙 13线圈
14光电位置传感器
15悬臂支撑臂
16控制装置
200多模块测力装置
202基板
210测力模块
212力传输杆214力接收器 216穿孔 220测力单元 230信号处理单元 240信号线 242中间连接线 244同步线 246状态线 248控制线 270信号评价单元
B,，B2，…，B。比特序列
Scx时钟信号 A/D模拟/数字转换器 SR 移位寄存器 G逻辑元件
权利要求
1. 一种用于在多模块测力装置(200)特别是多模块称重装置中传输测量值的方法，该多模块测力装置带有至少两个测力模块(210)，每个测力模块包括测力单元(220)和通过信号线(240)将由测力单元(220)产生的测量值传输到信号评价单元(270)的信号处理单元(230)，其特征在于，每个测力模块的测量值通过它的信号处理单元(230)被转换为比特序列(B1，B2，...，Bn)且第一测力模块(210)的信号处理单元(230)的比特序列(B1)被传递到信号评价单元(270)，而至少一个其他测力模块(210)的信号处理单元(230)的比特序列(B2，B3，...，Bn)通过中间连接线(242)被直接传递到第一测力模块(210)的信号处理单元(230)并且自此传至信号评价单元(270)。
2. 如权利要求1所述的传输测量值的方法，其特征在于，每个信号处 理单元(230)通过第一输入端(INa)接收测力单元(220)的测量值和/ 或通过第二输入端(INb)接收所述至少一个其他测力模块(210)的信号 处理单元(230)的比特序列(B2，B3,...，Bn)。
3. 如权利要求1或2所述的传输测量值的方法，其特征在于，所有测 力模块(210)的信号处理单元(230)相互连接成一个链式布局，并且来 自于其他测力模块(210)中的每一个模块的比特序列(B2， B3，...， Bn)被 传递到被设置为更接近信号评价单元(270)的相应的相邻测力模块(210) 的信号处理单元(230)。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的传输测量值的方法，其特征在于， 所述比特序列(BhB2，…，Bn)可通过时钟信号(Sex)同步化，和/或它们 陆续或几乎同时被传递，该时钟信号优选通过信号评价单元(270)产生并 且通过至少一个同步线(240)传递到测力模块。
5.如权利要求1至4中任一项所述的传输测量值的方法，其特征在于，通过每一个测力单元(220)产生的测量值被设置于所述测力单元(220) 中的模拟/数字转换器(A/D)转换成比特序列(BhB^.^BnX
6. 如权利要求5所述的传输测量值的方法，其特征在于，每个信号处 理单元(230)包括带有两个输入端(INa， INb)的移位寄存器(SR)，其 中己经被模拟/数字转换器(A/D)数字化的测力单元(220)的测量值在第 一输入端(INa)被输入，所述至少一个其他测力模块(210)的信号处理 单元(230)的比特序列(B,，B2，…，B》在第二输入端(INb)被输入。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的传输测量值的方法，其特征在于， 每一个信号处理单元(230)的比特序列(B,，B2,…，Bn)或者适用的移位 寄存器(SR)的比特序列与相邻测力模块(210)的信号处理单元的比特序 列(B,，B2，…，BJ结合，而且该结合的比特序列作为一串行比特流被传递 到信号评价单元(270)或者到所述至少一个其他测力模块(210)的信号 处理单元(230)的第二输入端(INb)。
8. 如权利要求7所述的传输测量值的方法，其特征在于，每个模拟/ 数字转换器(A/D)被信号评价单元(270)的控制信号所控制，其中控制 特别涉及模拟/数字转换器的同时启动，和/或在转换过程完成后，每个模拟 /数字转换器(A/D)产生状态信号，特别是指示信号，其可能通过逻辑电 路被传输到信号评价单元(270)。
9. 如权利要求8所述的传输测量值的方法，其特征在于，信号评价单 元(270)记录最持久的模拟/数字转换的结束，然后发送用于比特序列(B,, B2，...，Bn)传递的时钟信号(Sex)和/或用于所有模拟/数字转换器(A/D) 的新的、优选同时启动的控制信号。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的传输测量值的方法，其特征在于， 在多模块测力装置(200)操作过程中的间隔时间(TM)被这样保留，艮P， 在其中进行测量并且比特序列(Bi,B2,…,Bj的传递被打断，和/或者时间间隔(TM)被这样保留，即，其中测量值被传递且测量值的获得被打断。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的传输测量值的方法，其特征在于，用于测量值传递的时间间隔被设定为持续直到比特序列(B,，B2,…,Bn)的预定模式出现在信号评价单元(270)中，特别是直到零比特序列的出现， 并且，最后一个其他测力模块(210)的信号处理单元(230)的第二输入 端(INb)连续地被输入零值。
12. 如权利要求1至11中任一项所述的传输测量值的方法，其特征在 于，除了测力单元(220)的测量值以外，还有其他传感器的测量值，特别 是温度传感器和/或识别码的测量值通过所述至少一个测力模块(210)的 信号处理单元(230)被传递到信号评价单元(270)。
13. —种多模块测力装置(200)特别是多模块称重装置，带有至少两 个测力模块(210)，每个测力模块包括测力单元(220)和其输入端(INa) 连接于测力单元(220)且输出端(OUT)通过信号线(240)连接于信号 评价单元(270)的信号处理单元(230)，其特征在于，每个信号处理单元(230)能够将测量值转换为比特序列(BbB2，...，Bn)，并且第一测力模块 (210)的信号处理单元(230)的输出端(OUT)通过信号线(240)与信 号评价单元(270)连接，并且所述信号处理单元(230)具有通过中间连 接线(242)直接地连接于至少一个其他测力模块(210)的信号处理单元 (230)的输出端(OUT)的另一输入端(INb)。
14. 如权利要求13所述的多模块测力装置(200)，其特征在于，所述 信号处理单元(230)具有两个输入端(INa和INb)，其中第一输入端(INa) 连接于测力单元(220)，并且第二输入端(INb)通过中间连接线(242) 连接于所述至少一个其他测力模块(210)的信号处理单元(230)的输出 端(OUT)。
15. 如权利要求13或14所述的多模块测力装置(200)，其特征在于，所有其他测力模块(210)的信号处理单元(230)相互连接成一个链式布 局，并且其他测力模块(210)中的每一个模块的比特序列(B2，B3,...，Bn) 被传递到被设置为在链上更接近信号评价单元(270)的相邻测力模块(210) 的信号处理单元(230)。
16. 如权利要求13至15中任一项所述的多模块测力装置(200)，其特 征在于，每个信号处理单元(230)包括与测力单元(220)相连并且能够 产生比特序列(BhB2，...，Bn)的模拟/数字转换器(A/D)，和/或包括具有 两个输入端(INa， INb)的移位寄存器(SR)，其中移位寄存器(SR)的 第一输入端(INa)连接于模拟/数字转换器(A/D)并且第二输入端(INb) 连接于所述至少一个其他测力模块(210)的信号处理单元(230)的输出 端(OUT)。
17. 如权利要求13至16中任一项所述的多模块测力装置(200)，其特 征在于，信号处理单元(230)或者如可应用的移位寄存器(SR)的输出端(OUT)连接于用于传递串行比特流的信号评价单元(270)或者连接于所 述至少一个其他测力模块(210)的信号处理单元(230)的第二输入端(INb)。
18. 如权利要求13至17中任一项所述的多模块测力装置(200)，其特 征在于，多模块测力装置(200)包括控制线(248)，信号处理单元(230) 特别是模拟/数字转换器A/D通过控制线(248)与信号评价单元(270)相 连，并且模拟/数字转换器(A/D)通过公共状态线(248)，如果采用的话， 优选通过逻辑元件(G)连接于信号评价单元(270)。
19. 如权利要求16至18中任一项所述的多模块测力装置(200)，其特 征在于，在很大程度上信号评价单元(270)被设置为与各个测力模块(210) 的测力单元(220)空间分离和/或热绝缘。
20. 如权利要求13至19中任一项所述的多模块测力装置(200)，其特 征在于，信号线(240)或中间连接线(242)包括一个耦合，其允许所述至少一个其他测量模块(210)的信号处理单元(230)被插入到多模块测 力装置(200)，特别是这种耦合被如此构造，即，使通过耦合部分的接合 处的直接电力连接被中断，并且可分别地建立至将被插入的测力模块(210) 的信号处理单元(230)的第二输入端(INb)和输出端(OUT)的连接。
21. —种用于如权利要求13至20中任一项所述的多模块测力装置 (200)的测力模块(210)，其特征在于，信号处理单元(230)具有可直接地连接于一个其他测力模块(210)的信号处理单元(230)的输出端(OUT) 的第二输入端(INB)。
22. 如权利要求1至12中任一项所述的传输测量值的方法，其特征在 于，通过中间连接线(242)传递的比特序列(B2,B3,...，Bn)经单向和域 同步传递和/或通过专用信号传输线被传递。
23. 如权利要求13至20中任一项所述的多模块测力装置(200)，其特 征在于，中间连接线(242)被构造为专用信号传输线。
全文摘要
本发明涉及用于传递多模块测力装置特别是多模块称重装置的测量值的方法和装置，所述多模块测力装置带有至少两个测力模块，每一个包括测力单元和信号处理单元，所述信号处理单元通过信号线将测力单元产生的测量值传至信号评价单元。在该方法中，每一个测量值被各自的信号处理单元转换成比特序列，从而第一测力模块的比特序列被传递到信号评价单元，而至少一个其他测力模块的信号处理单元的比特序列通过第一测力模块的信号处理单元被传送到信号评价单元。
文档编号G01L1/00GK101413833SQ20081016102
公开日2009年4月22日 申请日期2008年9月24日 优先权日2007年9月25日
发明者M·于斯特尔 申请人:梅特勒-托利多公开股份有限公司