Das vorliegende Gebrauchsmuster bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wägetechnik, und spezieller auf eine Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse.

Gegenwärtig umfassen Kraftmesszellen für den Hausgebrauch solche, die aus einem elastischen Metallkörper und einem Dehnungswiderstands-Messgerät bestehen. Wenn Sie mit Druck oder einem Gewicht belastet werden, wird der elastische Metallkörper verformt, und das Dehnungswiderstands-Messgerät gibt ein analoges elektrisches Signal aus. Da das analoge elektrische Signal ein schlechtes Anti-Interferenzvermögen aufweist, ist es unkomfortabel, den Status jedes Sensors zu erfassen. Aufgrund einer niedrigen Übertragungsrate, Unbequemlichkeit bei der Benutzung einer Kombination und niedriger Wägepräzision sind die digitalen Kraftmesszellen, die RS 232 serielle Schnittstellensignale ausgeben, speziell ungeeignet für das Wiegen unter dynamischen und unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen.

Es ist eine Aufgabe dieses Gebrauchsmusters, eine Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse mit hoher Wägegenauigkeit bereitzustellen, um die oben genannten Probleme zu überwinden.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird die technische Lösung gemäß dieses Gebrauchsmusters wie folgt bereitgestellt: Eine Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse umfasst eine Spannungsversorgung und ein analoges Sensorelement, und die Spannungsversorgung ist eine Brückenspannungsversorgung und eine elektrische Stromversorgung. Die Kraftmesszelle umfasst darüber hinaus ein IP-Wandlerbauteil oder -Wandlerbox, die Analogsignale, die von dem analogen Sensorelement ausgegeben werden, in digitale Signale umwandelt, wobei die Spannungsversorgung, das analoge Sensorelement und das IP-Wandlerbauteil oder -Wandlerbox nacheinander in Reihe verbunden sind.

Das IP-Wandlerbauteil oder -Wandlerbox ist aus einem Operationsverstärker, einem A/D-Wandler, einer Logiksteuerung, einem MCU Mikrocontroller oder DSP digitalen Signalprozessor, einem Programmspeicher und einer Ethernet-Steuerung, die eine IP-Adresse aufweist, aufgebaut, und die mit einem Computer oder einem Ethernet-Wägemessgerät verbunden ist. Das Signalausgangsende des analogen Sensorelements ist mit dem Signaleingangsende des Operationsverstärkers verbunden, und der Operationsverstärker ist mit dem MCU Mikrocontroller oder DSP digitalen Signalprozessor, der Ethernet-Steuerung, der Logiksteuerung und dem Programmspeicher über den A/D-Wandler verbunden, wobei der Operationsverstärkungsschaltkreis des Operationsverstärkers eine 12 V-Spannungsversorgung, einen Chip INA 128 und einen Widerstand R14 umfasst.

Das analoge Sensorelement ist ein Sensor nach Art eines Dehnungswiderstandssensors, in dem ein Brückenschaltkreis, bestehend aus zwei Dehnungswiderständen und zwei Äquivalenzwert-Widerständen angeordnet ist. Der Nr. 1-Anschluss des Brückenschaltkreises ist mit dem positiven Pol der Spannungsversorgung verbunden, der Nr. 2-Anschluss des Brückenschaltkreises ist mit dem Nr. 2-Pin des Chips INA 128 des Operationsverstärkers verbunden, der Nr. 3-Anschluss des Brückenschaltkreises ist geerdet, und der Nr. 4-Anschluss des Brückenschaltkreises ist mit dem Nr. 3-Pin des Chips INA 128 des Operationsverstärkers verbunden.

Mit der Kraftmesszelle mit der IP-Adresse dieses Gebrauchsmusters können ein Ferninspektionsrundgang und eine Parameterkorrektur durchgeführt werden. Beim Vorgang der Erfassung und Anwendung kann sie Winkelunterschiede testen und korrigieren und eine Kalibration durchführen. Während der Wartung können die gesamten Wägedaten des elektronischen Wägeinstruments ohne Veränderung beibehalten werden, indem Originalparameter der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse über das Ethernet eingegeben werden. Mittels eines Satzes von Wägesoftware, die vom Hersteller bereitgestellt wird, kann der Benutzer die Kraftmesszellen mit IP-Adressen als unterschiedliche elektronische Wägeinstrumente unabhängig voneinander kombinieren. Wenn das Volumen des analogen Sensorelements es zulässt, kann das IP-Wandlerbauteil zum Wandeln der analogen Signale des analogen Sensorelements in Ethernet-Signale im analogen Sensorelement eingebaut sein.

Wenn das Volumen des analogen Sensorelements zu klein ist, können analoge Signale, die von dem analogen Sensorelement ausgegeben werden, über ein Kabel an die IP-Wandlerbox übertragen und dann in Ethernet-Signale, die ausgegeben werden sollen, umgewandelt werden.

Die Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse dieses Gebrauchsmusters ist durch ein großes Anti-Interferenzvermögen, hohe Wägegenauigkeit und hohe Übertragungsrate gekennzeichnet, wodurch es bequem ist, den Status jedes Sensors zu erfassen, und wodurch sie für das Wiegen unter statischen, dynamischen und Hochgeschwindigkeitsbedingungen geeignet ist.

1 stellt das prinzipielle elektrische Blockschaltbild der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

2 stellt das Schaltbild des analogen Sensorelements der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

3 stellt das Schaltbild für die Operationsverstärkung der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

4 stellt das A/D-Wandlerschaltbild der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

5 stellt das Schaltbild der Logiksteuerung der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

6 stellt das Schaltbild des MCU Mirkocontrollers oder DSP digitalen Signalprozessors der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

7 stellt das Schaltbild des Programmspeichers der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

8 stellt das Schaltbild der Ethernet-Steuerung der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar, in der die Ethernet-Steuerung eine IP-Adresse aufweist und mit einem Computer oder einem Ethernet-Wägemessgerät verbunden ist.

9 stellt ein Schaltbild eines Brückenaufbaus der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

10 stellt ein Schaltbild eines säulenartigen Aufbaus der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

11 stellt ein Schaltbild eines einsteckbaren Aufbaus der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse gemäß diesem Gebrauchsmuster dar.

Die detaillierte Beschreibung dieses Gebrauchsmusters wird wie folgt mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und Ausführungsformen bereitgestellt.

Wie in der 1 dargestellt, umfasst die Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse dieses Gebrauchsmusters eine Spannungsversorgung 1 und ein analoges Sensorelement 2, und die Spannungsversorgung 1 weist eine Brückenspannungsversorgung und eine elektrische Stromversorgung auf. Die Kraftmesszelle umfasst darüber hinaus ein IP-Wandlerbauteil oder -Wandlerbox 3, die analoge Signale, die von dem analogen Sensorelement 2 ausgegeben werden, in digitale Signale umwandeln, wobei die Spannungsversorgung 1, das analoge Sensorelement 2 und das IP-Wandlerbauteil oder -Wandlerbox 3 nacheinander in Reihe miteinander verbunden sind.

Das IP-Wandlerbauteil oder -Wandlerbox 3 umfasst einen Operationsverstärker 4, einen A/D-Wandler 5, eine Logiksteuerung 6, einen MCU Mikrocontroller oder DSP digitalen Signalprozessor 7, einen Programmspeicher 8 und eine Ethernet-Steuerung 9 mit einer IP-Adresse, wobei die Ethernet-Steuerung 9 mit einem Computer oder einem Ethernet-Wägemessgerät verbunden ist. Das Signalausgangsende des analogen Sensorelements 2 ist mit dem Signaleingangsende des Operationsverstärkers 4 verbunden, und der Operationsverstärker 4 ist mit dem MCU Mikrocontroller oder DSP digitalen Signalprozessor 7, der Ethernet-Steuerung 9, der Logiksteuerung 6 und dem Programmspeicher 8 über den A/D-Wandler 5 verbunden. Der Operationsverstärkungsschaltkreis des Operationsverstärkers 4 ist aus einer 12 V-Spannungsversorgung, einen Chip INA 128 und einem Widerstand R19 aufgebaut.

Wie in der 2 gezeigt, ist das analoge Sensorelement 2 ein Dehnungswiderstandssensor, in dem ein Brückenschaltkreis zwei Dehnungswiderstände und zwei Äquivalenzwertwiderstände aufweist. Der Nr. 1-Anschluss des Brückenschaltkreises ist mit dem positiven Pol der Spannungsversorgung 1 verbunden, der Nr. 2-Anschluss des Brückenschaltkreises ist mit dem Nr. 2-Pin des Chips INA 128 des Operationsverstärkers 4 verbunden, der Nr. 3-Anschluss des Brückenschaltkreises ist geerdet, und der Nr. 4-Anschluss des Brückenschaltkreises ist mit dem Nr. 3-Pin des Chips INA 128 des Operationsverstärkers 4 verbunden.

Wie in der 3 dargestellt, ist der Nr. 7-Pin des Chips INA 128 des Operationsverstärkers 4 mit dem positiven Pol der 12 V-Spannungsversorgung verbunden, der Nr. 4-Pin des Chips INA 128 ist mit dem negativen Pol der 12 V-Spannungsversorgung verbunden, die Nr. 1 und Nr. 8-Pins des Chips INA 128 sind mit dem Widerstand R19 verbunden, der Nr. 2-Pin des Chips INA 128 ist mit dem Nr. 2-Anschluss des analogen Sensorelements 2 verbunden, der Nr. 3-Pin des Chips INA 128 ist mit dem Nr. 4-Anschluss des analogen Sensorelements 2 verbunden, der Nr. 5-Pin des Chips INA 128 ist geerdet und der Nr. 6-Pin des Chips INA 128, nachdem er mit dem Widerstand R1 in Reihe geschaltet ist, ist mit dem Nr. 9-Pin des A/D-Wandlers 5 verbunden.

Wie in der 4 gezeigt, ist der Wandlerschaltkreis des A/D-Wandlers 5 aus einem A/D-Wandler 5, einem Widerstand R1 und einer Kapazität C1 aufgebaut. Der Nr. 9-Pin des A/D-Wandlers 5 ist, nachdem er mit dem Widerstand R1 in Reihe geschaltet ist, mit dem Nr. 6-Pin des Chips INA 128 des Operationsverstärkers 4 verbunden. Der Nr. 9-Pin des A/D-Wandlers 5 ist mit der Kapazität C1 in Reihe geschaltet, und dann werden seine Signale geerdet. Der Nr. 19-Pin des A/D-Wandlers 5 ist mit dem Nr. 35-Pin der Logiksteuerung 6 verbunden. Der Nr. 20-Pin des A/D-Wandlers 5 ist mit dem Nr. 36-Pin der Logiksteuerung 6 verbunden.

Wie in der 5 gezeigt, ist die Logiksteuerung 6 ein PLD-Element. Der Nr. 35-Pin des PLD ist mit dem Nr. 9-Pin des A/D-Wandlers 5 verbunden, der Nr. 36-Pin des PLD ist mit dem Nr. 20-Pin des A/D-Wandlers 5 verbunden, der Nr. 50-Pin des PLD ist mit dem positiven Pol der Spannungsversorgung 1 verbunden, der Nr. 25-Pin des PLD ist geerdet und der Nr. 78-Pin des PLD ist mit dem Nr. 108-Pin des digitalen Signalprozessors 7 verbunden.

Wie in der 6 gezeigt, ist der digitale Signalprozessor ein MCU Mikrocontroller oder DSP digitaler Signalprozessor, und sein digitaler Signalprozessorschaltkreis ist aus einem MCU Mikrocontroller oder DSP digitalen Signalprozessor 7 und einer Spannungsversorgung 1 aufgebaut. Der Nr. 11-Pin des MCU Mikrocontrollers oder DSP digitalen Signalprozessors 7 ist mit dem Nr. 5-Pin des Programmspeichers 8 verbunden, der Nr. 13-Pin des MCU Mikrocontrollers oder DSP digitalen Signalprozessors 7 ist mit dem positiven Pol der Spannungsversorgung 1 verbunden, der Nr. 14-Pin des MCU Mikrocontrollers oder DSP digitalen Signalprozessors 7 ist mit dem Nr. 8-Pin des Programmspeichers 8 verbunden, der Nr. 12-Pin des MCU Mikrocontrollers oder DSP digitalen Signalprozessors 7 ist geerdet, und die Nr. 4-, Nr. 5-, Nr. 6- und Nr. 7-Pins des MCU Mikrocontrollers oder DSP digitalen Signalprozessors 7 sind mit den Pins Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 bzw. Nr. 6 der Ethernet-Steuerung 9 verbunden, die eine IP-Adresse besitzt, und mit einem Computer oder einem Ethernet-Wägemessinstrument verbunden ist.

Wie in der 7 gezeigt, ist der Programmspeicherschaltkreis des Programmspeichers 8 aus einem Programmspeicher 8 und einer Spannungsversorgung 1 aufgebaut. Der Nr. 6-Pin des Programmspeichers 8 ist mit dem positiven Pol der Spannungsversorgung 1 verbunden, der Nr. 7-Pin des Programmspeichers 8 ist geerdet, der Nr. 5-Pin des Programmspeichers 8 ist mit dem Nr. 11-Pin des MCU Mikrocontrollers oder DSP digitalen Signalprozessors 7 verbunden, und der Nr. 8-Pin des Programmspeichers 8 ist mit dem Nr. 14-Pin des MCU Mikrocontrollers oder DSP digitalen Signalprozessors 7 verbunden.

Wie in der 8 dargestellt, sind die Nr. 1-, Nr. 2-, Nr. 3- und Nr. 6-Pins der Ethernet-Steuerung 9, die eine IP-Adresse aufweist, mit den Pins Nr. 4, Nr. 5, Nr. 6 bzw. Nr. 7 des digitalen Signalprozessors 7 verbunden.

Wie in den 9 und 10 gezeigt, ist das IP-Wandlerbauteil 3 in einer Brückenausführung bzw. einer Säulenausführung des analogen Sensorselements 2 montiert. Wie in der 11 gezeigt, kann die IP-Wandlerbox 3 auch mit dem analogen Sensorelement 2 über ein Kabel 14 verbunden sein, und dann an einem Computer oder ein Ethernet-Wägemessinstrument angeschlossen sein.

Die Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse dieses Gebrauchsmusters ist ausgebildet, indem die Spannungsversorgung 1, das analoge Sensorelement 2 und das IP-Wandlerbauteil 3 oder die IP-Wandlerbox 3 verbunden sind. Der Betriebsablauf der Kraftmesszelle wird wie folgt beschrieben: Wenn die Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse mit einem Gewicht oder Druck belastet wird, werden analoge elektrische Signale mittels eines elastischen Metallkörpers 10und eines Dehnungswiderstandsmessgeräts 11 ausgegeben, die analogen elektrischen Signale werden über die Nr. 2- und Nr. 4-Anschlüsse des analogen Sensorelements 2 ausgegeben, und gehen dann in die Nr. 2- und Nr. 3-Pins des Operationsverstärkers 4 ein; nachdem sie durch den Operationsverstärker 4 verstärkt wurden, werden die analogen elektrischen Signale vom Nr. 6-Pin des Operationsverstärkers 4 an den A/D-Analog-Digitalwandler 5 ausgegeben, wo die analogen elektrischen Signale in digitale Signale umgewandelt werden; die umgewandelten digitalen Signale werden von den Nr. 19- und Nr. 20-Pins des A/D-Analog-Digitalwandlers 5 an die Nr. 35- und Nr. 36-Pins der Logiksteuerung 6 ausgegeben; unter der Kontrolle des MCU Mikrocontrollers oder DSP digitalen Signalprozessors 7 gibt die Logiksteuerung 6 die digitalen Signale von ihrem Nr. 78-Pin an den Nr. 108-Pin des DSP digitalen Signalprozessor aus; der DSP digitale Signalprozessor 7 führt den Befehl des Programmspeichers 8 aus und gibt Daten durch die Ethernet-Steuerung 9 als Ethernet-Signale aus, die an den Computer oder das Ethernet-Wägemessgerät übertragen werden.

Ein Ferninspektionsrundgang und eine Parameterkorrektur können für die Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse dieses Gebrauchsmusters durchgeführt werden. Im Ablauf der Erfassung und Anwendung kann sie einen Winkelunterschied testen und korrigieren und eine Kalibration durchführen. Während der Wartung können die gesamten Wägedaten des elektronischen Wägeinstruments unverändert beibehalten werden, indem Originalparameter der Kraftmesszelle mit einer IP-Adresse über das Ethernet eingegeben werden. Mittels eines Satzes von Wägesoftware, die von dem Hersteller bereitgestellt wird, kann der Benutzer die Kraftmesszellen mit IP-Adresse als unterschiedliche elektronische Wägeinstrumente unabhängig kombinieren. Wenn es das Volumen der analogen Sensorelemente 2 zulässt, kann das IP-Wandlerbauteil 3 zum Umwandeln analoger Signale des analogen Sensorelements 2 in Ethernet-Signale in dem analogen Sensorelement 2 montiert sein. Wenn das Volumen des analogen Sensorelements 2 relativ klein ist, können analoge Signale, die von dem analogen Sensorelement 2 ausgegeben werden, über das Kabel 14 an die IP-Wandlerbox 3 übertragen und dann in Ethernet-Signale, die ausgegeben werden sollen, umgewandelt werden.