本发明涉及具有sg全桥电路的电子电路(electricalcircuit)、例如用于工作台的测压仪(loadcell)、负载检测设备(loaddetectiondevice)以及包括负载检测设备的车辆。具体地,本发明涉及一种用于监控惠斯通(wheatstone)sg全桥内的平衡的漂移指示器(driftindicator)。
背景技术:
包括sg(应变仪)元件的全桥电路可用于确定机械变形元件处的负载状态(loadstate)。其实施例是布置在工作台与起重机之间的测压仪或测重仪(weighcell),其中,测压仪的元件变形允许得出工作台在起重机上增加负载的结论。
在包括sg全桥的正确操作测压仪中,关于产生的电气电压存在平衡,零漂移(zerodrift)破坏了该平衡,使得可通过电气电压测量的负载状态偏离了实际的负载状态。因为指示超载过迟,所以可能导致起重机超载。
为了避免该过错指示,使用冗余sg全桥以通过另一个sg全桥来辨别sg全桥的零漂移。然而,缺点在于,利用两个冗余sg全桥电路的偏离结果仅能获得一个偏离结果,然而,这还可归因于不同sg全桥的不同位置处的不同的材料膨胀。此外,不得不布置并且评估若干个全桥电路。
一些现有技术构思设定了用于在空载状态下监控全桥电路的输出信号。信号值偏离零值可被识别为零漂移。然而,因为操作本身产生不同于零值的信号值,所以在操作过程中不可能出现零漂移。
因此,渴望一种允许可靠识别或确保sg全桥操作性的构思。
技术实现要素:
通过独立权利要求的主题实现了此目的。
本发明的中心思想已经认识到,通过连接至全桥电路的栅极的对称电阻器电路可以监控全桥电路的对称性,通过将电阻器串联线路布置在电阻器串联线路的电阻器之间而使得产生彼此也对称的成对电压,成对电压受全桥电路的对称性的影响并且允许提示全桥电路的状态。
根据本发明的实施方式,电子电路包括sg全桥电路、第一电阻器串联线路(firstresistorseriesconnection)以及第二电阻器串联线路(secondresistorseriesconnection)。第一电阻器串联线路连接在sg全桥电路中的能量供应栅极的端子之间并且包括在两个电阻器之间的第一分接头(tap)。第二电阻器串联线路连接在sg全桥电路中的信号栅极的端子之间并且包括在两个电阻器之间的第二分接头。在电子电路的操作过程中,在第一分接头与第二分接头之间可以获得指示零漂移大小的电压。该实施方式的优点在于漂移电压与sg全桥电路的负载无关,因此,在sg全桥电路的负载状态过程中,也可以辨别零漂移。
根据另外的实施方式,电子电路包括比较装置,该比较装置连接至第一分接头和第二分接头并且被配置为执行第一分接头处的第一电压电位与第二分接头处的第二电压电位之间的比较。其优点在于,通过比较两个电压电位并且由此检测全桥电路的漂移能够测量或确定电压电位之间的差分电压。
根据另外的实施方式,比较装置被配置为基于电压电位的比较提供指示sg全桥电路的应变仪(sg)中的一个应变仪的误差的输出信号。其优点在于可将输出信号提供给其他设备并且被这些设备使用,以影响如起重机设备的装备的操作,通过电子电路监控装备的状态。
根据另外的实施方式,比较装置被配置为基于比较提供指示第一电阻器串联线路或第二电阻器串联线路的电阻器中的一个电阻器的误差的输出信号。相对于另一个或在相应的电阻器串联线路内使电阻器串联线路的平衡和/或对称性漂移可导致第一电压电位或第二电压电位漂移及产生漂移电压。其优点在于还可以监控监测部件,即,电阻器串联线路。
根据另外的实施方式,比较装置被配置为相对于第一电阻器串联线路或第二电阻器串联线路的电阻上的温基变化校正第二电压电位,以接收指示待校正的电阻器处的温度的温度信息,并且基于温度信息校正待校正的电阻器中的温基变化(temperature-basedchange)。其优点在于温度变化可补偿电阻器串联线路中的参考电阻器的误差,因此,电子电路的可靠性高。
根据另外的实施方式,比较装置被配置为在比较的比较值达到或超过阈值时提供输出信号。其优点在于,仅当达到或超过阈值时产生输出信号和/或误差信号。因此,可以在容差和/或制造容差内补偿元件的变化并且可以避免错误的警报信号。
本发明的另外的实施方式提供了一种包括第一侧(firstside)和第二侧(secondside)的测压仪。测压仪包括根据本文中描述的实施方式的电子电路,测压仪被配置为基于作用在第二侧上的力、基于第一侧的机械负载在电子电路中的信号栅极处提供信号。其优点在于可以有效地辨别测压仪中的漂移,同时,因为布置有第二全桥电路,所以分配节省的空间。此外,在测压仪操作过程中,也可以辨别产生的零漂移。
本发明的另外的实施方式提供了一种用于工作台的负载检测设备,负载检测设备包括用于移动工作台的起重机机构,其中,起重机机构可安装至基座,并且测压仪被布置在起重机机构与工作台之间。起重机机构与工作台通过测压仪连接至彼此。其优点在于,在起重机机构操作过程中,借助于包括电子电路的测压仪可以检测工作台对起重机机构施加的负载。仅在误差(零漂移出现)的情况下,可以完全省去或需要省略对测压仪的转动检查,例如,年度检查。可替代地,可以有利地延长对测压仪的检查间隔,例如,每两年。因此,本发明还节省了成本。
本发明的另外的实施方式提供了一种包括根据本文中描述的实施方式的负载检测设备的车辆。起重机机构安装至车辆底盘。
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施方式。
附图说明
随后将参考所附附图对本发明的优选实施方式进行详细描述,在附图中:
图1是根据实施方式的电子电路的示意性闭塞电路图;
图2是根据另一实施方式的电子电路的示意性闭塞电路图;
图3a示出了对根据图1中的电子电路施加供电电压的第一状态;
图3b示出了具有该仪器的机械负载的图3a中的电子电路;
图3c示出了产生误差的图3b中的电子电路;
图4是根据实施方式的测压仪的示意性立体图;
图5a是根据实施方式的负载检测设备的示意图;
图5b以放大图的方式示出了图5a的工作台与起重机机构之间的连接;并且
图6是根据实施方式的车辆的示意性例图。
具体实施方式
在下面参考附图对本发明的实施方式进行更为详细地讨论之前,指出了不同图中的这些等同功能或等同效果的相同元件、目标和/或结构设置有相同的参考标号,以使得在不同实施方式中示出的这些元件的描述可相互互换和/或相互适用。
下面描述的实施方式指全桥电路的漂移或零漂移。漂移或零漂移指全桥电路处可检测的测量电压与参考状态下的设定电压的偏离。参考状态可被理解为空载状态或校准状态。在第二信号减少的范围内,第一信号可从参考状态开始随着全桥电路的(机械)负载的增加而增加,因此,电压差的增加量表示对全桥电路的负载的测量结果。在参考状态下,可以存在参考电压,如0v的电压差。在参考状态下,由于全桥电路中的误差,所以产生不等于0v的电压差,即,下文将其称之为全桥电路的漂移或零漂移。
图1示出了根据实施方式的电子电路10的示意性闭塞电路图。电子电路10包括包含四个sg(应变仪)14a至14d的sg全桥电路12。sg14a至14d可连接以形成惠斯通电桥电路。sg全桥电路12包括形成sg全桥电路中的能量供应栅极的能量供应端子16a和16b。均包括sg14a和14b或sg14c和14d中两者的两个串联线路被布置在端子16a与16b之间。
sg全桥电路12额外地包括构成sg全桥电路的信号栅极的信号端子18a和18b。能量供应栅极可连接至sg14a至14d的供电电压,因此,基于sg状态的变化可以在信号栅极处获得信号。该状态可以是致使sg膨胀或压缩的负载状态。
此外,电子电路10包括连接在端子16a与16b之间的第一电阻器串联线路22a。电阻器串联线路22a包括两个串联连接的电阻器24a和24b,其中,分接头26a布置在电阻器24a与24b之间。可以分接电阻器24a与24b之间的电位或在分接头26a处可以测量电阻器24a与24b之间的电位。
第二电阻器串联线路22b连接在端子18a与18b之间并且包括两个串联连接的电阻器24c和24d,其中,分接头24b布置在电阻器24c与24d之间。在分接头26b处可以分接电阻器24c与24d之间的电位或可以测量电阻器24c与24d之间的电位。
优选地,sg14a至14d被实现为是相等的。这意味着sg14a至14d之间的机械偏差和/或电偏差小,近似为0或等于0。优选地,电阻器24a至24d被实现为是相等的。这意味着电阻器24a至24d优选包括相等的电阻、相等的机械载荷能力和/或相等的电阻温度感应变化(temperature-inducedchangeinresistance)。根据实施方式,如结合图3c所描述的,使得电阻器显示相等的电阻温度感应变化。如将参考图3a至图3c所讨论的,sg之间的对称性与电阻器之间的对称性允许辨别各元件中发生的变化。
sg可以是电阻器,电阻器的电阻基于机械变形而变化。可替代地,sg还可以是对膨胀敏感的不同的测量元件,例如,如被称之为纤维布拉格光栅(fiberbragggrating)的光学sg。利用光学sg,通过变换电磁辐射的光谱可以确定膨胀或压缩。使用光电转换器可将该变换转换成电压,因此,全桥电路的原理也可无例外地应用于光学sg。
本文中描述的实施方式还可应用于其他全桥电路。代替sg,测量元件可被布置成用于检测任何物理量,如电传导或输出电信号的温度、压力或ph值。通过电传导元件或提供电信号的元件可以实现电阻器串联线路中的元件,在变化范围(变化较小、几乎根本不变化或变化较大)内,电阻器串联线路中的元件受物理量的影响。
电阻器24a至24d可以是任意电阻器。优选地,电阻器24a至24d由高质量温度稳定的电阻器构成。此处,可以根据需要选择电阻。为了保持电子电路10的能耗较低,可以使用包括至少1kω且至多100mω、至少5kω且至多80mω或至少8kω且至多50mω(例如,10kω)的电阻的电阻器。这允许对电子电路10的电源管理的高灵活性。因此,也可以使电阻器24a至24d包括近似350ω至1kω范围内或数量级的电阻和/或近似对应于sg的电阻。
此处,电阻器串联线路22a和22b均被描述成分压器,在分压器的分接头24a或24b处可以获得或检测到辅助电压。据指出,即使电阻器串联线路22a和22b均被描述为分别包括两个电阻器24a和24b及24c和24d,然而,电阻器24a至24d中的每一个还可由多个或数个电阻器构成。在无误差的情况下,尽管将此处讨论的实施方式描述成使得在分接头26a和26b处均获得端子16a与16b之间及端子18a与18b之间的电压的一半,然而,根据另外的实施方式的电子电路被配置成使得在分接头26a或26b处获得(相对于供电电位)不同于50%的电压电平。如果电阻器24a和24b示例性地包括相互不同的电阻,则通过此方式获得的非对称分压器可以获得任意电压电平。其适用于电阻器串联线路22b。
图2示出了根据另一个实施方式的电子电路20的示意性闭塞电路图。如结合图1描述的,电子电路20包括电子电路10及连接至第一分接头26a和第二分接头26b的比较装置28。比较装置28被配置为执行第一分级头26a处的第一电压电位与第二分接头26b处的第二电压电位之间的比较。这可使得相对于参考电压(例如,0v或接地(gnd))检测分接头26a和分接头26b处的相应电压电位并且将彼此进行比较。可替代地,可直接比较分接头26a和26b处的两个电压电位。分接头26a与26b处的电压电位之间形成差分电压udrift,通过比较装置28可以检测到该差分电压。在对称或无误差状态下,例如,sg14a至14d及电阻器24a至24d形成为相等的,电压udrift包括0v或近似0v的值。
比较装置28被配置为提供指示sg全桥电路的sg14a至14d中的一个sg的误差的输出信号32。可替代地或另外地,比较装置可被配置为基于电压电位的比较提供输出信号32,以使得输出信号32指示电阻器24a至24d中的一个电阻的误差。可以根据条件输出该输出信号,如在比较装置包括逻辑(logic,逻辑件)时。示例性地,比较装置28可包括例如用于检查输出信号满足条件(达到阈值、降至阈值以下或超过阈值)的比较器29,从而以数字化形式输出输出信号32。可替代地,输出信号32还可以是电压udrift的电压过程(voltagecourse)的放大、未放大或削弱形式。
因此,还可以使比较装置28包括具有至少两个a/d差分变换器(此处未示出)的微控制器,其中,a/d差分变换器连接至第一分接头26a和第二分接头26b以及信号端子18a(信号+)和18b(信号-)。此外,微控制器包括用于存储程序代码和另外的数据等的常用外围器件,例如,如cpu、存储器(ram、rom)。还可以检查满足条件(达到阈值、降至阈值以下或超过阈值)的输出信号和/或以数字化形式输出输出信号32。可替代地,输出信号32还可以是电压udrift的电压过程的放大、未放大或削弱形式。还可将温度传感器集成在微控制器中。然而,将独立和/或额外温度传感器或热敏电阻器连接至微控制器也是可行的。
根据有利的实施方式,比较装置28被配置为在电阻器24a至24d或sg14a至14d呈现错误时提供输出信号32。例如,错误可以是电阻器24a至24d或sg14a至14d的机械损坏或电损坏。可替代地或另外地,当sg14a至14d所安装至的基板或材料包括局部变形而使得sg在基板的至少一个、若干个或全部负载状态下包括与其他sg不同的电阻时,也可以视为sg是错误的。可检测的进一步的错误情况是线路与sg或电阻器之间的错误连接、或者例如因材料软化导致元件老化诱发的变化。即使这些错误中的一些并不归因于sg或电阻器,然而,因为这些错误对电路的电传导性或其对称性具有影响,所以可以检测到这些错误。
电子电路20可包括被配置为接收输出信号32并且输出警报信号36的光学警报信令单元34。警报信号可以是任意信号,如电信号或光学信号。在输出警报信号36与输出信号32之间的警报信令单元34中可以限定任意条件作用(conditioning)。示例性地,警报信令单元可被配置为在输出信号32的振幅、频率或电流值达到或超过阈值时输出警报信号36。例如,输出信号32与电压udrift的振幅直接或间接成比例并且在警报信令单元34中限定已达到或超过的阈值。可替代地,警报信令单元被配置为在应用或不应用输出信号32时输出警报信号36,如在比较装置28被配置为输出该输出信号32时,当电压udrift的振幅达到或超过阈值时。可替代地,警报单元还可形成为比较装置26的一部分。
如由ubatt和gnd指示的,当将端子16a与16b之间的供电电压施加在端子18a和18b上时,如由信号+和信号-指示的,可以获得端子18a与18b之间的电位差形式的信号。下面将对电子电路10的功能进行更为详细地讨论。
此外,比较装置28可被配置为接收温度信息31。该温度信息可指示一个或几个电阻器24a至24d的温度。比较装置可被配置为基于相对于电阻的温度信息31校正待校正的一个电阻器或待校正的几个电阻器的温基变化。因此,比较装置28可被配置为相对于电阻温度感应变化对应地校正分接头26a和/或26b处的对应电位。此处,例如,可以将电阻器和/或参考电阻器24a至24d的温度特征曲线存储在比较装置中。通过a/d(模数)变换器可以将参考电桥的差分电压(即,电压udrift)数字化。在获得温度校正之后,这个(待校正的)测量值与布置有sg全桥电路12的设备的负载状态相关联,例如,参考状态或0kg。对于电阻器,当使用计算sg电桥的实际负载的相同校准因素时,0kg左右的任意变化可被视为以千克为单位的漂移,即,sg全桥电路12的机械负载。根据当前测量的温度,将之前限定的温度特征曲线应用于两个分压器或电阻器串联线路22a和22b的输出信号而评估温度对电阻器24a/24b和24c/24d的影响。因此,在操作过程中,可以实现、或确定、或找出温度特征曲线作为与相应温度相关的校正因素列表(所谓的查询表)。当使用温度特征曲线时,在整个温度范围内将始终获得分压器22a和22b的相同输出电压。
随后,参考图3a至图3c,将对电子电路10的功能模式进行讨论,其中,该讨论还无例外地适用于电子电路20。
图3a示出了施加供电电压的电子电路10的第一状态。第一状态指sg全桥电路12及其无误差部件以及两个电阻器串联线路的空载状态。出于示出性之目的,将下面实施方式描述成使得电压ubatt包括相对于参考电压gnd为5v的电压差。根据其他实施方式,可向sg全桥电路12施加任意供电电压,例如,至少0.1v且至多1000v、至少1v且至多100v、或至少2.5v且至多20v。
基于电子电路10的对称性,sg14a和14b及sg14c和14d两端的供电电压ubatt相等地下降。向信号栅极的端子18a和18b各自施加供电电压的一半,即,2.5v,从而以等于0v的(信号+)-(信号-)形式产生sg全桥电路的输出信号。因此,存在施加给分接头26b的2.5v电压(相对于参考电压gnd)。对称地,即,相等电阻器24a和24b上的供电电压ubatt也相等地下降,使得还向分接头26a施加了2.5v的电压。因此,分接头26a与26b之间的漂移电压udrift为0v。
换言之,在空载状态下,在信号+与信号-之间的sg全桥电路12的对角线上测量到近似0的电压,如0mv。在理想情况下,sg电阻器14a至14d相等,使得施加下列电压:信号+=信号-=2.5v。因此,分接头26a和26b处的辅助电压也等于2.5v。其中,在应用udrift=0v的第一种情况下,检查电压可指示为辅助电压之间的差。
图3b示出了第二种情况下的电子电路10,即,描述了sg全桥电路12的测压仪的机械负载。在载荷状态下,sg14a和14b及14c和14d的电阻各自的变化不一致。示例性地,sg14a可包括降低电阻并且sg14b可包括增大电阻。例如,向端子18a施加2.6v的电位。例如,向端子18b施加2.4v的电位。从而导致端子18a与18b之间的0.2v的信号差。在理想情况下,信号差在施加到分接头26b的2.5v平均电压左右是对称的。在考虑理想情况下,电阻器24a至24d与机械变形无关,使得仍向中央分接头26a施加2.5v的电位,以使得电压udrift仍为0v。这就是指,在载荷情况下,辅助电压仍可以是相等的。
换言之,在载荷情况下,sg电阻器14a至14d可统一化地改变。通过布线,端子18a处的电压信号+和端子18b处的电压信号-变得更小。sg全桥电路12的信号电压的变化与该差值一致。由于平衡原理,辅助电压再次停留至2.5v。因此,如在空载状态下,检查电压保持为0v。
这就是指在sg全桥电路12的载荷的情况下,还可以使用漂移电压udrift作为元件完整性的指示器。无论sg14a至14d是否变形,比较装置可被配置为提供输出信号。此外,如图3a中示出的,比较装置可被配置为在参考状态下执行sg全桥电路12的比较,并且如图3b中示出的,在载荷状态下执行sg全桥电路12的比较。
如结合图3b描述的,图3c示出了第三状态下的电子电路10,其中sg14a至14d发生机械变形,使得其电阻改变。此外,sg全桥电路12呈现了本实施例中由于sg14a损坏或老化改变其电阻的事实而导致的错误情况,而与负载状态如何无关。示例性地,sg14a的电阻减少。在图3b的负载状态下,也是在错误状态下,在端子18b处获得2.4v的电压,端子18b的sg路径不受阻碍。由于sg14a和14b的非对称性,端子18a处形成不同的略微更高的电位。例如,形成2.8v的电位而非2.6v。以简化方式表示,通过改变sg14a破坏电桥内的平衡。其结果在于,当与图3b相比较时,利用sg全桥电路12的可比较负载状态,在端子18a处并且由此还在差分电压(信号+)-(信号-)=0.4v的情况下可获得改变的并且因此讹误的信号值。
基于电阻器24a和24b的对称性仍向分接头26a施加2.5v的电位。然而,由于端子18a处的电压改变,所以分接头26b处的电位不同,因此,例如,产生0.1v的差分电压udrift。基于输出信号的输出,通过比较装置和信息可以检测到此差分电压。
换言之,在错误情况下,即,指sg提供漂移的情况下,分接头26a和26b处的辅助电压不再相等。因为信号端子18a与18b之间的辅助电压停留在2.6v的平均值,所以辅助电压之间的差将不再是0v。这可被视为经历了零漂移的仪器的信号-与施加负载无关。
如结合图2示出的,可以通过如比较器29的比较器设置阈值电压,使得不得不首先达到或超过漂移电压udrift的最小偏差(阈值),以产生输出信号和/或误差信号。比较装置可被配置为输出该输出信号,以使得利用分接头26a处的电压电位与分接头26b处的电压电位的相等性指示不存在漂移并且利用分接头26a和26b处的电压电位的不相等性指示存在电子电路的漂移。
为了获得电子电路的高鲁棒性,布置的比较装置28可被配置为校正相对于电阻器24a至24d的热敏变化而获得的一个或几个信号。此处将使用下列考虑因素,其中,所指示的值被理解为仅是示例性的并且不受限制。当电阻器24a至24d示例性地包括350ω的电阻r和5ppm(每百万份)的温度变化系数tk并且sg全桥电路12被配置成使得获得对应于1mv/v的信号变化(sg全桥电路12具有1000kg结构的载荷)时,通过sg全桥电路的5v示例性供电电压可以获得下列情景:
由于老化、制造容差或损坏,测量电桥内的sg可以改变,使得当变换时,测量电桥提供1kg的信号变化。即,对应于5μv的信号+与信号-之间的信号电压变化。端子18a与18b之间的两个参考电阻器24c和24d的平均电压对应地经历2.5μv的变化。通过40℃温度的变化,参考电阻器的误差如下:5/1000000℃*350ω*40℃=70mω;其中,参考电阻器的电阻始终在预置或允许的温度依赖性内(以ppm指示)。参考电阻器的分压器中形成5v*350ω/700.070ω=2.499750v的电压。这意味着获得2.5v-2.499750v=250μv漂移电压的变化,即,对应于100kg的变化。该误传信息导致控制器的迟到或早到的警报信号或错误行为。基于之前通过比较装置28描述的温度补偿,可以减少或防止偏差,以使有利地获得高精度的警报或错误信号。在上下文中提及到,电阻器可频繁或甚至始终遵循温度依赖性。因此,不仅该依赖性的量级不同,而且其方向(标识)也不同。示例性地,通过温度的正变化,四个电阻器中的三个可遵循电阻的增加,而第四电阻器遵循电阻减少。因此,如上面指示的,执行包括预置或允许的温度依赖性的一个或几个参考电阻器的比较是可行的。参考电阻器的电阻随着温度的变化而变化的温度依赖性或区域在允许的总误差极限内,从而导致参考电阻器形成容差、温度依赖性等。
之前描述的实施方式的另一优点在于还可以检查和/或监控电阻器24a至24d的功能。如出于生产或老化原因或由于损坏,如果电阻器串联线路中的电阻器改变,则电子电路的功能,即,漂移指示器的功能不处于危险之中。尽管并非由sg14a至14d引起,然而,在这种情况下,将输出不同于正常状态的漂移信号,如不等于0v。然而,这仍可被解释为必须检查电子电路10。就技术安全方面而言,此处包括sg和电阻器两者的一种错误情况。此外,可以获得监控元件的自监控,即,电阻器24a至24d的自监控。
图4示出了根据实施方式的测压仪40的示意性立体图。测压仪40包括电子电路10。可替代地,测压仪40还可包括电子电路20。测压仪40包括连接至不同机械部件的第一侧42和第二侧44。示例性地,一侧可连接至基座并且另一侧连接至参考结构。参考结构可以是工作台、用于称量物体等的天平或天平盘。相对于彼此移动不同的机械部件或作用于不同机械部件中的至少一个部件上并且由此作用于侧42或44中的至少一侧上的力而导致测压仪40加载或加压、其部件变形并且由此sg全桥电路12加载。
可替代地或此外,力还可以是重力,即,基于测压仪40的重力,还可以检测第一侧42相对于第二侧44的负载,反之亦然。
实施方式涉及负载检测设备。例如,负载检测设备被配置为检测作用于元件或设备上的负载。负载检测设备的一个应用领域是被配置为提升负载的升降机。示例性的升降机指起重机、叉式升降机、垃圾车或货柜车或轮式装载机,这并未排他性的列举。根据本文中描述的实施方式的用于升降机的负载检测设备示例性地包括用于移动负载的机构,如起重机、升降设备等。该机构可安装至基座,如负载相对其移动的车辆或结构。测压仪被布置在机构与负载之间。机构和负载通过测压仪连接至彼此,因此,可以精确地检测到负载对机构和/或机构对负载所施加的负载。
换言之,根据本文中描述的实施方式的电子电路或测压仪可连接至升降机,其中,需要负载和/或重量检测,如升降平台或其他工业应用,即,设备或系统。示例性地但并非不可更改地,测压仪连接至车辆,如叉式升降机、垃圾车(类似用于称量垃圾桶的测压仪)、轮式装载机(类似于或与压力传感器相结合的至少一个液压汽缸),指包括用于(升降)机构的负载检测设备的车辆。例如,电子电路或测压仪布置在机构与负载之间。
图5a示出了用于负载52(例如,工作台)的负载检测设备50的示意图。负载检测设备50包括机构54,例如,用于移动工作台52的起重机机构,即,工作台52可以实现为升降平台。起重机机构54可安装至基座。测压仪40布置在起重机机构54与工作台52之间。工作台52和起重机机构54借助于测压仪40连接至彼此。这意味着工作台52与起重机机构54之间存在经由测压仪40的机械连接。例如,力f通过它的重量和/或其货物作用于工作台,从而导致使用测压仪40可检测到对起重机机构54施加的负载。可替代地,任何其他(可以是外部)的力可作用于工作台上并且被检测到。
图5b以放大图的形式示出了工作台52与起重机机构54之间的连接。测压仪的第一侧42连接至工作台52。测压仪的第二侧44连接至起重机机构54。示例性地,折叠板或其他机械连接元件可被布置成使得工作台52或起重机机构54与测压仪之间机械连接。在起重机机构54与工作台52之间布置的测压仪40允许检测工作台52例如通过工作台52的重力施加在起重机上的负载。
图6示出了在车辆60的底盘上布置了负载检测设备50的车辆的示意性示图。此处,例如,起重机机构54的基座安装至车辆底盘62。因为在起重机机构54的每个操作状态下,即,也是起重机机构54的负载状态或测压仪40的负载状态下,可以检查电子电路的功能,即,可以确定sg全桥电路中是否存在漂移,所以测压仪40的电子电路能够以明显简单并且可靠的方式确保负载检测设备50和起重机机构54的安全操作。
图5a、图5b和/或图6的实施方式可容易地转换至其他升降机。
尽管本文中描述的一些实施方式涉及结合车辆的电子电路和/或测压仪,然而,其他实施方式涉及静态系统(stationarysystem)。这就是指还可以将起重机机构实现为(施工)起重机或安装至建筑物并且与本文中描述的测压仪相结合的起重机。根据其他实施方式,可以检测或监控任何结构的负载状态。
本文中描述的实施方式提供了辨别sg全桥电路及其他惠斯通电桥电路的平衡性的故障或损坏的指示器并且提供与负载无关的对应信号。两个辅助电压构成电阻器串联线路中的两个分压器。在理想的全桥中,这两个电压之间的差为0v。这个检查电压udrift用于将偏差表征为漂移。更简单地表示,可将0v或近似0v的电压解释为“不存在漂移”并且将小于或大于0v的电压解释为“存在漂移”。此处描述的实施方式的功能可用于空载sg全桥电路、加载sg全桥电路以及sg或参考电阻器的变化,而与负载无关。通过比较装置可以检测和/或发信号通知sg的变化。
在任意时间或任意操作状态(加载或空载)下,通过根据此处描述的实施方式的漂移指示器可以测量sg全桥电路中的测压仪的零漂移。这还是指利用电压udrift的绝对值,在任意时间或任意操作状态下通过计算可以评估整个测压仪的漂移。通过使用两个电桥,即,包括电阻器24a至24d的sg测量电桥和参考测量电桥,实现了交替冗余,从而允许各部件的相互监控。这还意味着可以省去布置第二sg全桥。
之前描述的一些实施方式涉及物理量的示例性值,如电阻和/或电压。然而,这些示例性值并不受限制,既不视为标识亦不视为值。应当理解的是,基于其他连接可以获得其他值。
尽管已经结合设备对一些方面进行了描述,然而,应当理解的是,这些方面还代表了对对应方法的描述,使得设备中的模块或元件还可被理解为对应的方法步骤或方法步骤的特征。类似地,结合方法步骤或作为方法步骤描述的各方面还代表了对对应模块或对应设备的细节或特征的描述。
上文描述的实施方式仅代表了本发明的原理的例证。应当理解的是,此处描述的布置及细节的改造和变形对本领域技术人员来说是显而易见的。因此,本发明旨在仅受所附权利要求的范围的限制,而非使用实施方式的描述及论述所呈现的具体细节的限制。