Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Vorrichtungen so zu verbessern, dass praktisch jeder beliebige Masse-Komparator mit einem geringen elektrischen Wägebereich und hoher Auflösung verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass in einem vertikalen Abstand parallel zur ersten Waagschale eine mit der ersten Waagschale verbundene zweite Waagschale angeordnet ist, die im Wechsel mit unterschiedlichen Substitutionsgewichten bekannter Massen, so genannten Referenzgewichten oder Gewichtsnormalen, bestückbar ist.

Durch die Verwendung einer zweiten Waagschale bzw. zweiten Waagschalenebene kann der Prüfling durch das Substitutionsgewicht bekannter Masse zur Masse des Vergleichsnormals ergänzt werden bzw. zur Summe des Vergleichsnormals plus Masse eines zweiten Substitutionsgewichts bekannter Masse ergänzt werden. Dadurch kann jeder beliebige Masse-Komparator bzw. Waage mit einem geringen elektrischen Wägebereich verwendet werden. Auch können so sehr kleine Massen direkt mit einer wesentlich schwereren Siliziumkugel als Vergleichsnormal verglichen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Waagschalen über ihnen zugeordnete Wechsler bestückbar. Die Wechsler sind dabei miteinander zu einer Beladevorrichtung verbunden, über die die beiden Waagschalen gleichzeitig bestückbar sind. Dadurch lässt sich eine schnelle, präzise und automatische wechselnde Bestückung der Waagschalen erreichen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Waagschalen in unterschiedlichen Medien anordenbar. Durch unterschiedliche Medien mit unterschiedlicher Dichte kann bei der Volumen- oder Dichtebestimmung die unterschiedliche Dichte der Medien zur Bestimmung der Dichte von Prüflingen in diesen zwei Medien benutzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste in vertikaler Richtung unten angeordnete Waagschale in einem Behälter mit einem flüssigen Medium eintauchbar, während die darüber liegende zweite Waagschale von einem gasförmigen Medium umgeben ist. Damit lässt sich relativ kostengünstig die in der OIML R 111 empfohlene Methode A des direkten Vergleichs unterschiedlicher Massen/Volumina mittels hydrostatischer Wägung durchführen. Aus einem einzigen Dichtenormal (z.B. Siliziumkugel) beliebiger Masse, bei bekannter Masse und bekanntem Volumen, kann auf das Volumen und somit die Dichte des Prüfkörpers, bei dem nur die Masse bekannt ist, geschlossen werden. Durch den direkten Anschluss an ein primäres Dichtenormal (z. B. Siliziumkugel) ergeben sich sehr geringe Volumenunsicherheiten. Außerdem sind keine weiteren Gewichte als Volumenreferenzen nötig.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden die beiden Waagschalen ein frei hängendes Gehänge, das zur Übergabe von Prüflingen und/oder Vergleichsnormalen und/oder Substitutionsgewichten auf die Beladevorrichtung in einer Zwangsposition arretierbar ist. Durch das Gehänge bzw. die beiden hängenden Waagschalen ist sichergestellt, dass die Krafteinleitung in die Waage immer gleichförmig exakt in vertikaler Richtung erfolgt. Damit können Fehlmessungen durch ungleichförmige Krafteinleitung (Ecklastfehler) verhindert werden. Die Position der Gewichte auf der hängenden Waagschale hat somit praktisch keinen Einfluss auf das Wägeergebnis. Um eine präzise Gewichts- bzw. Massenübergabe durchführen zu können, wird das Gehänge unmittelbar vor der Gewichtsübergabe zwangspositioniert und dabei arretiert. Die Arretierung erfolgt mechanisch durch einen Hubmechanismus der Beladevorrichtung. Erst unmittelbar vor der Wägung erfolgt dann die Freigabe des Gehänges und somit die Aufhebung der Arretierung. Zur Übergabe der Gewichte weisen die Wechsler der Beladevorrichtung und die Waagschalen des Gehänges gabelförmig ineinander greifende Auflagebereiche auf. Derartige Auflagebereiche haben sich bewährt und sind beispielsweise aus der DE 103 00 626 B3 bekannt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist zur Volumenbestimmung des Prüflings das Vergleichsnormal ein bekanntes Volumen auf, wobei Vergleichsnormal und Prüfling in einem flüssigen Medium abwechselnd auf die erste Waagschale auflegbar sind. Das Vergleichsnormal kann dabei beispielsweise als eine Siliziumkugel mit bekannter Masse und bekanntem Volumen ausgebildet sein.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bekannten Verfahren so zu verbessern, dass sie einfach und kostengünstig mit jedem beliebigen Masse-Komparator verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 10 dadurch gelöst, dass parallel zur ersten Waagschale eine mit der ersten Waagschale verbundene zweite Waagschale im Wechsel mit Substitutionsgewichten bestückt wird, und dass jeweils die Gewichtskraft des Prüflings plus der Gewichtskraft des ihm zugeordneten Substitutionsgewichtes ermittelt und mit der Gewichtskraft des Vergleichsnormals oder der Gewichtskraft des Vergleichsnormals plus der Gewichtskraft eines dem Vergleichsnormal zugeordneten zweiten Substitutionsgewichts ermittelt wird.

Dadurch, dass jeweils die Gewichtskraft des Prüflings plus der Gewichtskraft des ihm zugeordneten Substitutionsgewichtes als Summe ermittelt und mit der Gewichtskraft des Vergleichsnormals bzw. mit der Summe der Gewichtskraft des Vergleichsnormals plus eines dem Vergleichsnormal zugeordneten zweiten Substitutionsgewichts ermittelt wird, kann jeder geeignete Komparator mit kleinem Wägebereich (Fensterkomparator) oder jede Waage verwendet werden. Die Gewichtskraft des Prüflings kann somit niedriger sein als die Gewichtskraft des Vergleichsnormals.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Gewichtskraftsumme von Prüfling und zugeordnetem Substitutionsgewicht annährend gleich der Gewichtssumme von Vergleichsnormal und zugeordnetem Substitutionsgewicht gewählt, wobei die Gewichtskraftsummen jeweils im elektrischen Wägebereich der Waage liegen. Durch die Summenbildung auf der Seite des Vergleichsnormals und zugeordnetem Substitutionsgewicht ist man relativ frei in der Wahl der Masse des Vergleichsnormals.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Substitutionsgewichte in einem anderen Medium angeordnet als Vergleichsnormal und Prüfling. Insbesondere werden dabei die Substitutionsgewichte in einem gasförmigen Medium, beispielsweise der Raumluft, und das Vergleichsnormal und der Prüfling in einem flüssigen Medium, beispielsweise Wasser, angeordnet. Dadurch lassen sich insbesondere die internationalen Empfehlungen der OIML R 111 zur Dichte- bzw. Volumenmessung einfach, sicher und kostengünstig einhalten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Volumen des Prüflings unter Verwendung des Vergleichsnormals als Volumennormal mit bekanntem Volumen bestimmt. Insbesondere lässt sich dabei eine Siliziumkugel als Volumennormal mit bekanntem Volumen und bekannter Masse einsetzen. Die Masse des Volumennormals kann dabei wegen der o.g. Summenbildung wesentlich größer als die Masse des Prüflings sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Wechsler einer automatischen Beladevorrichtung gleichzeitig die erste Waagschale und die zweite Waagschale als Teile eines Gehänges beladen. Dabei können Prüfling, Vergleichsnormal und Substitutionsgewichte vollautomatisch, schnell und sicher auf den Waagschalen gewechselt werden.