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Dokumentenidentifikation DE3718104C2 30.11.1989
Titel Verfahren und Einrichtung zur Filterung von gewichtsanzeigenden Signalen einer Waage
Anmelder Yamato Scale Co. Ltd., Akashi, Hyogo, JP
Erfinder Inoue, Shinichi, Kobe, JP;
Toyoda, Yoshiharu, Akashi, Hyogo, JP
Vertreter von Bezold, D., Dr.rer.nat.; Schütz, P., Dipl.-Ing.; Heusler, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 29.05.1987
DE-Aktenzeichen 3718104
Offenlegungstag 03.12.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.11.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.11.1989
IPC-Hauptklasse G01G 3/142
IPC-Nebenklasse H03H 17/02   
Zusammenfassung Es wird ein Digitalfilter oder eine äquivalente Einrichtung zur Filterung eines durch eine Wiegeeinrichtung erzeugten Gewichtssignals beschrieben, um durch mechanische Vibration der Wiegeeinrichtung verursachte Schwingungskomponenten zu entfernen, welches in seiner Übertragungscharakteristik mehrere Kerbfrequenzen innerhalb und/oder in der Nähe des Frequenzbereiches mit solchen unerwünschten Schwingungskomponenten aufweist, durch Verwendung einer Übertragungsfunktion durch mehrfache fortschreitende Mittelwertbildung einer Serie von aus dem Gewichtssignal abgeleiteten Momentanwerten.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Filterung eines Gewichtssignals einer Wiegeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die von Wiegeeinrichtungen, wie Dehnungsmeßstreifen oder Einrichtungen mit Kräfteausgleich, erzeugten Gewichtssignale enthalten üblicherweise unerwünschte Komponenten, welche inhärenten Schwingungen der Einrichtung, Beladestößen und ähnlichem zugeordnet werden können, zusätzlich zu einer notwendigen Komponente, die das wahre Gewicht des zu wiegenden Erzeugnisses anzeigt. Um derartige unerwünschte Komponenten zu entfernen, ist z. B. in der US-PS 44 84 146 die in Fig. 1 dargestellte Anordnung vorgeschlagen worden. Wie dargestellt, durchläuft das Gewichtssignal von der Wiegeeinrichtung (1) einen Analogfilter (2), wird in einem Verstärker (3) verstärkt, und zur weiteren Verarbeitung durch einen Analog/Digital-Wandler (A/D) (4) in digitale Form umgewandelt. Als Analogfilter (2) wird ein aktives Filter mit einer Tiefpaß-Charakteristik, wie ein Bessel- oder Butterworth-Filter verwendet.

Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, durch ein solches Analogfilter die unerwünschten Komponenten vollständig zu entfernen, ohne daß dadurch die Geschwindigkeit der Wiegeeinrichtung beeinträchtigt worden wäre, und es ist allgemeine Praxis geworden, einen mechanischen Schwingungsdämpfer hinzuzufügen.

Eine solche zusätzliche mechanische Vorrichtung jedoch ist unerwünscht, da sie die mechanische Konstruktion und daher Service und Wartung der Maschine verkomplizieren. Daher ist es anzustreben, die unterwünschten Komponenten durch rein elektrische Einrichtungen zu ersetzen.

Fig. 2a zeigt eine Frequenzcharakteristik einer üblichen Waage mit einer Meßdose ohne mechanischen Dämpfer, bei der die Übertragungsfunktion der Waage in einem gegebenen Frequenzbereich eine Resonanzspitze aufweist. In der Zeichnung bezieht sich die Kurve 5 auf eine unbelastete Waage und die Kurve 6 auf eine belastete Waage. Das bedeutet, daß sich die Spitzenfrequenz mit dem Gewicht des Erzeugnisses verschiebt. Eine solche Verschiebung wird nicht nur durch eine Veränderung der Belastung bewirkt, sondern auch durch mechanische Resonanz, die auf die Konstruktion der Einrichtung zurückzuführen ist. Durch eine geeignete Auswahl der Bandbreite kann eine derartige Verschiebung jedoch in ein spezifisches Frequenzband "b" eingegrenzt werden. Um die unerwünschten Oszillationskomponenten zu entfernen, ist es notwendig, eine Einrichtung vorzusehen, durch die eine ausreichende Dämpfung in diesem b-Band erhalten wird. In dem nächsthöheren Frequenzband "c" können ebenfalls einige unerwünschte Frequenzkomponenten auftreten, die auf einen mechanischen Stoß zurückzuführen sind, z. B., wenn die Einrichtung mit Erzeugnis beladen wird oder wenn die Tore von Schalen geöffnet werden. Daher ist auch eine gewisse Dämpfung im c-Band wünschenswert. Die anzustrebenden Dämpfungscharakteristiken für die Schwingungsdämpfung ist also so in Fig. 2b dargestellt. In der Zeichnung ist die Stärke der Dämpfung durch die Länge von Pfeilen dargestellt.

Aus der DE-OS 24 19 022 ist ein Verfahren zur Filterung eines Gewichtssignals einer Wiegeeinrichtung bekannt, bei dem aus den Ausgangssignalen der Wiegeeinrichtung eine Reihe von Signalwerten erzeugt werden und aus einer Reihe von zeitlich aufeinanderfolgenden Signalwerten durch arithmetische Verarbeitung fortschreitende Mittelwerte berechnet werden, um ein gefiltertes Ausgangssignal zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Filterung eines Gewichtssignals einer Wiegeeinrichtung mit verbessertem Dämpfungsverhalten und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Hauptansprüche gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden von einem durch eine Videoeinrichtung erzeugten Gewichtssignal mit hoher Frequenz Momentanwerte genommen, um eine Zeitreihe von Gewichtsdaten (D1, D2, . . .) wie in Fig. 4 gezeigt, zu erhalten. Die aufeinanderfolgenden Daten D1 bis Dn1 (D1 bis D10 in Fig. 4) werden gemittelt und der resultierende Mittelwert wird als 1M1 bezeichnet. Danach werden die aufeinanderfolgenden Daten D2 bis Dn1+1 (D2 bis D11 in Fig. 4) gemittelt und der resultierende Mittelwert wird als 1M2 bezeichnet. Ähnliche Mittelwertbildungen werden wiederholt, um eine Zeitreihe von Mittelwerten 1M1, 1M2, . . ., wie in Fig. 4 gezeigt, zu erhalten. Eine solche Reihe von Mittelwerten soll im folgenden als "fortschreitende Mittelwerte" und die Zahl n1 (=10 in Fig. 4) als "Mittelungszahl" bezeichnet werden. Als nächstes werden die aufeinanderfolgenden Mittelwerte 1M1 bis 1Mn2 (1M1 bis 1M11 in Fig. 4) gemittelt und der resultierende Mittelwert wird als 2M1 bezeichnet. Die aufeinanderfolgenden Werte von 1M2 bis 1Mn2 + 1 werden gemittelt und der resultierende Mittelwert wird als 2M2 bezeichnet. Ein ähnlicher Vorgang wird wiederholt, um eine Zeitreihe von fortschreitenden Mittelwerten 2M1, 2M2, . . ., wie dargestellt, zu erhalten. Die erste Reihe von fortschreitenden Mittelwerten 1Mi (i=1, 2 . . .) soll im folgenden als "fortschreitende Mittelwerte erster Ordnung" und die zweite Reihe von fortschreitenden Mittelwerten 2Mi (i=1, 2 . . .) als "fortschreitende Mittelwerte zweiter Ordnung" bezeichnet werden. Die "Mittelungszahl" dieser Mittelwerte zweiter Ordnung ist n2 (=11 in Fig. 4). Durch Wiederholen ähnlicher Vorgänge können fortschreitende Mittelwerte der r-ten Ordnung rMi (i=1, 2 . . .) mit der Mittelungszahl nr in der Folge berechnet werden. Solche Vorgänge sollen im folgenden als "fortschreitende Mittelwert-Mehrfachvoränge" bezeichnet werden.

Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Digitalfilter wohlbekannt, ist die Übertragungsfunktion für fortschreitende Mittelwerte erster Ordnung gegeben als:



Der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung beschreibt die Amplitudencharakteristik, der zweite Term beschreibt die Phasenverzögerung. In der Gleichung bedeutet T das Abtastintervall oder die Abtastperiode und ω=2πf, wobei f die Oszillationsfrequenz bedeutet. Die Amplitudencharakteristik kann daher auch geschrieben werden als



wobei φ=n1πTf.

Dementsprechend wird die Amplitude null, wenn φ =Nπ, wobei N eine positive ganze Zahl ist. Die Amplitude null tritt daher bei Frequenzen Nfn1 auf, wenn fn1=1/n1T. Diese Eigenschaft ist in Fig. 3a dargestellt, wobei für die Mittelungszahl n1 angenommen wird, daß sie 10 ist. Die Frequenzen Nfn1 (N=1, 2 . . .) werden als "Kerbfrequenzen" bezeichnet. Daher ist es verständlich, daß der Vorgang der fortschreitenden Mittelwertbildung eine Funktion eines Tiefpaßfilters im Frequenzbereich unterhalb fn1 bedeutet und eine Funktion eines Kerbfilters mit Null-Amplituden-Kerben bei ganzzahligen Vielfachen von fn1 im übrigen Bereich. Die Grundfrequenz fn1 ist gegeben als Kehrwert des Produktes des Abtastintervalls T und der Mittelungszahl n1, wie oben angenommen, und die Phasenverzögerung θ ergibt sich aus Gleichung (1):



Diese Eigenschaft ist in Fig. 3b gezeigt.

Die Amplitudencharakteristik der fortschreitenden Mittelwerte der zweiten Ordnung kann ähnlich wie folgt angegeben werden:



Diese Charakteristik ist in Fig. 3c dargestellt, wo n1=10 und n2=11. Wie daraus ersichtlich, hat die Funktion des fortschreitenden Mittelwert-Mehrfachvorgangs eine Funktion eines Kerbfilters mit einer Tiefpaßcharakteristik, bei der die Kerben mit Amplitude null bei Frequenzen Nfn1 und Nfn2 (N=1, 2 . . .) auftreten und mit einer erheblichen effektiven Dämpfungscharakteristik im Frequenzbereich oberhalb fn1. Daher kann eine ideale Filtercharakteristik, wie in Fig. 2b gezeigt, erhalten werden, indem die Werte für T, n1 und n2 so gewählt werden, daß die Frequenzen fn1 und fn2 im b-Band der Fig. 2 liegen. Es ist leicht einzusehen, daß eine ausgeprägtere Filtercharakteristik im Frequenzband oberhalb fn1 erhalten werden kann, indem die Zeiten für die Mehrfachvorgänge vergrößert und die entsprechenden Mittelungszahlen geeignet gewählt werden.

Fig. 4 zeigt, daß elf fortschreitende Mittelwerte der ersten Ordnung von 1M1 bis 1M11 notwendig sind, um den ersten fortschreitenden Mittelwert der zweiten Ordnung 2M1 zu berechnen. Zwanzig aufeinanderfolgende Gewichtsdaten D1 bis D20 sind notwendig, um diese elf fortschreitenden Mittelwerte der ersten Ordnung auszurechnen. Die Momentanwerte dieser zwanzig Daten aufzunehmen benötigt eine Zeit von 19T. Der Wert "19" korrespondiert mit einer Differenz zwischen der Gesamtsumme der Mittelungszahlen (in diesem Beispiel ist n1+n2=10+11=21) und der Ordnungszahl "r" der fortschreitenden Mittelwerte (in diesem Beispiel r = 2). Daher ist die Ansprechverzögerung eine Funktion der Mittelungszahlen ni (n=1, 2, . . . r), der Abtastperiode T und der Ordnungzahl r und daher kann ein Ansprechen mit ausreichend hoher Geschwindigkeit erreicht werden, indem diese Werte geeignet gewählt werden.

Ein ähnliches Resultat ist aus einem Wichtungsvorgang erhältlich, welcher dem oben beschriebenen fortschreitenden Mehrfachvorgang äquivalent ist, oder durch Verwendung eines Digitalfilters mit einer diesem Wichtungsvorgang äquivalenten Filtercharakteristik. Bekanntlich ist die Übertragungsfunktion für fortschreitende Mittelwerte mit der Mittelungszahl n1 als Z-transformierte gegeben als:



Dieses wird als "Mittelungsfilter erster Ordnung" bezeichnet. Die Darstellung eines Mittelungsfilters der r-ten Ordnung ist in Z-Transformation gegeben als:



Diese Gleichung kann folgendermaßen ausmultipliziert werden:



Dies kann durch ein nichtrekursives Filter mit einem Aufbau wie in Fig. 5 gezeigt, realisiert werden, indem die Wichtungsfaktoren C, Cb1, Cb2 . . . geeignet gewählt werden. Die Momentanwerte der aufgenommenen Daten werden diesem Filter von links zugeführt und jeweils um einen durch eine Serie von Blöcken 71, 72, . . . 7n1+n2+. . .+nr-r nach rechts verschoben. Die verschobenen Daten werden jeweils mit den Gewichtsfaktoren C, Cb1, Cb2, . . . in den entsprechenden Multiplizierern 80, 81, 82 . . . 8n1+n2+. . .+nr-r multipliziert und die resultierenden Produkte in einem Summierer (9) summiert. Das gewünschte gefilterte Ausgangssignal wird von dem Summierer (9) abgegeben.

Die oben beschriebene arithmetische Operation kann sowohl mit kommerziell erhältlichen Schaltungen vorgenommen werden wie auch in Echtzeit durch Verwendung eines Mikrocomputers erfolgen.

Die Gleichung (7) kann auch durch ein rekursives/nichtrekursives Filter verwirklicht werden. Ein Beispiel dafür ist in Fig. 6 dargestellt. Dieses Beispiel korrespondiert mit fortschreitenden Mittelwerten dritter Ordnung. Ein in der Zeichnung gestrichelt dargestellter Block 101 führt die Operation der Gleichung (5) zur fortschreitenden Mittelwertbildung erster Ordnung durch. Die nachfolgenden Blöcke 102 und 103 haben denselben Aufbau wie Block 101 und führen den Mittelwertmehrfachvorgang durch. Diese Operation kann auch durch einen Mikrocomputer erfolgen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine Filteranordnung für ein Gewichtssignal nach dem Stand der Technik;

Fig. 2a eine Darstellung des Frequenzverhaltens einer typischen Waage mit der Wägezelle mit einem Resonanzfrequenzbereich;

Fig. 2b eine Darstellung einer idealen Filtercharakteristik, wie sie die erfindungsgemäße Filteranordnung aufweisen sollte;

Fig. 3a eine Frequenz/Amplituden-Charakteristik für fortschreitende Mittelwerte erster Ordnung;

Fig. 3b eine Frequenz/Phasenverzögerungs-Charakteristik für fortschreitende Mittelwerte erster Ordnung;

Fig. 3c eine Frequenz/Amplituden-Charakteristik für ein Beispiel fortschreitender Mittelwerte zweiter Ordnung;

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Berchnung fortschreitender Mittelwerte;

Fig. 5 ein Diagramm mit der Darstellung eines nichtrekursiven Filters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine Darstellung eines rekursiven/ nichtrekursiven Filters gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Filteranordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 8 ein Diagramm einer Frequenzcharakteristik der Anordnung nach Fig. 7;

Fig. 9 eine Darstellung des Zeitansprechverhaltens der Anordnung nach Fig. 7;

Fig. 10 eine Darstellung des Frequenzverhaltens einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 7 bezeichnet (11) eine in einer Gewichtssortiermaschine oder einer Kombinationswaage verwendete Wiegeeinrichtung, die eine Wiegeschale oder einen Behälter mit einem verhältnismäßig hohen Eigengewicht enthält und deren Wiegebereich verhältnismäßig schmal ist. Bei einer solchen Waage ist die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz im unbelasteten Zustand, d. h. der Schwingungseigenfrequenz, und der Resonanzfrequenz im vollbelasteten Zustand klein und das b-Band in Fig. 2 ist verhältnismäßig schmal, z. B. beträgt das Eigengewicht 2,0 kg, die volle Belastung 0,4 kg, die Schwingungseigenfrequenz ist 19,3 Hz und die Resonanzfrequenz im vollbelasteten Zustand ist 17,6 Hz.

Das Gewichtssignal wird durch einen Verstärker (12) verstärkt und durch ein Analogfilter (13) gefiltert. Mit einer vorgegebenen Frequenz werden in einer Tast- und Halteschaltung (sample-and-hold = S/H) (14) Momentanwerte des gefilterten Gewichtssignals genommen und die resultierenden Werte werden durch einen Analog/Digital-Wandler (A/D) (15) digitalisiert und einem Digitalfilter (16) zugeführt. Der Zweck des Analogfilters (13) besteht darin, eine unvollständige Filterung im Frequenzbereich oberhalb der halben Abtastfrequenz durch das Digitalfilter (16) zu kompensieren, z. B. kann es sich dabei um einen Bessel-Filter vierter Ordnung für 32 Hz handeln, wenn die Abstastfrequenz 200 Hz beträgt (oder das Abtastintervall T gleich 0,005 Sekunden).

Das Digitalfilter (16) kann ein FIR-Filter sein, ein nichtrekursives Filter mit einer Funktion, durch die fortschreitende Mittelwerte dritter Ordnung berechnet werden, wobei n1=10, n2=11 und n3=12.

Für dieses exemplarische Digitalfilter (16) lautet Gleichung (6) wie folgt:



Wenn diese Gleichung gemäß Gleichung (7) ausmultipliziert wird, ist der Wert von C gleich 1/1320 und die Koeffizienten bi (i=1, 2, . . .) sind in der folgenden Tabelle dargestellt. Tabelle 1



Das Amplitudenverhalten dieses Digitalfilters ergibt sich wie folgt:



Dieses Verhalten ist in Fig. 8 dargestellt. Wie gezeigt, treten Kerben auf bei den Frequenzen fn3 (=16,66 Hz), fn2 (=18,18 Hz), fn1 (=20 Hz), 2fn3 (=33,33 Hz), 2fn2 (=36,36 Hz), 2fn1(=40 Hz), . . . jeweils korrespondierend mit n3, n2 und n1. Drei Kerben bei fn3m, fn2 und fn1 definieren ein mehr als 70 dB bedämpftes Frequenzband zwischen 16,66 Hz und 20 Hz. Dieses Band korrespondiert mit dem b-Band in den Fig. 2a und 2b. Eine Dämpfung von mindestens etwa 40 dB wird im Frequenzbereich oberhalb 20 Hz erreicht (der mit dem c-Band korrespondiert) und ein Übergangsband mit einer Dämpfung, welche mit der Frequenz abnimmt, wird im Frequenzbereich unterhalb 16 Hz (korrespondierend mit dem a-Band) gebildet. Da die Resonanzfrequenz der Wiegeeinrichtung 17,6 bis 19,3 Hz beträgt, können im Falle des Beladens hervorgerufene starke transiente Oszillationen mit diesem Digitalfilter auf unter 1/3000 des Eigangssignals gedämpft werden.

Das Ansprechverhalten der Wiegeeinrichtung variiert mit der zeitlichen Änderung der aufgelegten Last. Jedoch, selbst wenn die Last plötzlich, wie durch (17) in Fig. 9 dargestellt, aufgelegt wird, ist das Ansprechverhalten S-förmig, wie durch (18) dargestellt, und es wird keine Übersteuerung hervorgerufen, wenn dieses Digitalfilter verwendet wird.

Die Ansprechverzögerung, welche als Produkt des Abtastintervalls und des größten Exponenten von Z in Tabelle 1 gegeben ist, beträgt nur 0,15 Sekunden (0,005 Sekunden×30) und die gesamte durch das Digitalfilter und das 32 Hz-Bessel-Filter hervorgerufene Zeitverzögerung beträgt nur 0,183 Sekunden.

Für ein zweites Beispiel sei angenommen, daß das Eigengewicht 50 kg beträgt, die Vollbelastung 150 kg, die Resonanzfrequenz im unbelasteten Zustand 45 Hz und die Resonanzfrequenz im vollbelasteten Zustand 22,5 Hz. Verglichen mit dem ersten Beispiel ist die volle Belastung größer als das Leergewicht und die b-Bandbreite ist größer. Bei diesem Beispiel ist die Anordnung ähnlich der des ersten Beispiels, mit der Ausnahme, daß die Abtastfrequenz 180 Hz beträgt und das Digitalfilter (16) mit dem Vorgang einer fortschreitenden Mittelwertbildung vierter Ordnung korrespondiert, wobei die Mittelungszahlen n1, n2, n3 und n4 jeweils 5, 7, 8 bzw. 18 sind.

Die Übertragungsfunktion dieses Digitalfilters ist als Z-Transformierte ausgedrückt wie folgt gegeben:



Dessen Amplitudencharakteristik ist gegeben durch:



Die Anzahl der Wichtungsfaktoren Cbi dieses Digitalfilters beträgt 45, und sie werden durch Ausmultiplizieren der obigen Gleichung gemäß Gleichung (7) berechnet. Fig. 10 zeigt das Dämpfungsverhalten dieses Filters. Während in diesem Beispiel das notwendige gedämpfte Frequenzband von 20 bis 50 Hz verläuft, wird durch dieses Filter eine effektive Dämpfung bis zu 90 Hz erhalten, was die Hälfte der Abtastfrequenz von 180 Hz ist, auch wenn der Bereich oberhalb 50 Hz in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Kerbe hat fn4 (=10 Hz) ist zur Bildung eines Übergangsbandes mit einer geeigneten Frequenz im Bereich unter 20 Hz vorgesehen. Die anderen Kerben liegen bei 2fn4 (=20 Hz), 3fn4 (=30 Hz), 4fn4 (=40 Hz), . . . fn3 (22,5 Hz), 2fn3 (=45 Hz), 3fn3 (=67,5 Hz), 4fn3 (=90 Hz), . . . fn2 (=25,71 Hz), 2fn2 (=51,42 Hz), 3fn2(=77,13 Hz), 4fn2 (=102,84 Hz), . . . fn1 (=36 Hz), 2fn1 (=72 Hz), 3fn1 (=108 Hz), 4fn1 (=144 Hz), . . . . Daher wird im Frequenzbereich oberhalb 20 Hz eine Dämpfung von mehr als -66 dB (d. h. 1/2000) erhalten.

Wie oben beschrieben, wird die Ansprechzeit für dieses Digitalfilter als (1/180)×(38-4)=0,189 Sekunden berechnet. Diese Ansprechverzögerung ist in der Praxis vernachlässigbar gering einschließlich der Ansprechzeit des Analogfilters (13), die ungefähr 0,033 Sekunden beträgt.

Höhere Dämpfung kann erhalten werden, indem das Digitalfilter entsprechend einer höheren Ordnung fortschreitender Mittelwertbildung konstruiert wird. Die durch das Digitalfilter vorgenommene arithmetische Operation kann durch einen Mikrocomputer erfolgen.

Die folgende Tabelle 2 zeigt das Resultat eines Vergleichs des erfindungsgemäßen Digitalfilters mit zwei Arten von bekannten Analogfiltern. In der Tabelle sind die Filter A und B jeweils Bessel-Analogfilter 2-ter bzw. 4-ter Ordnung und C ist das oben beschriebene Digitalfilter der Fig. 8, mit derselben Ansprechzeit. Die Tabelle zeigt, daß das Dämpfungsverhalten von C hervorragend ist im Vergleich mit A oder B. In der praktischen Anwendung wäre für A und B eine Absenkung der Übergangsfrequenz notwendig, um deren schlechte Dämpfungscharakteristik zu verbessern, jedoch würde dies zu einem schlechten Ansprechverhalten führen. Tabelle 2



Die Tabelle zeigt deutlich das verbesserte Filterverhalten der erfindungsgemäßen Einrichtung.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Filterung eines Gewichtssignals einer Wiegeeinrichtung, bei welchem
    1. - Momentanwerte eines Gewichtssignals abgetastet werden, um eine Reihe von Signalwerten zu erzeugen, und
    2. - die Signalwerte arithmetisch verarbeitet und dabei mehrfach fortschreitende Mittelwerte der Signalwerte berechnet werden, um ein gefiltertes Ausgangssignal zu erzeugen,
  2. dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelungszahl jeder Ordnung der mehrfachen fortschreitenden Mittelwerte so gewählt wird, daß mehrere Kerbfrequenzen innerhalb und/oder in der Nähe des Frequenzbereiches, der durch den Wiegebereich der Wiegeeinrichtung bestimmte Schwingungskomponenten und/oder starke durch die Wiegeeinrichtung verursachte Resonanzkomponenten enthält, auftreten.
  3. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Einrichtung zum Abtasten von Momentanwerten des Gewichtssignals, um eine Reihe von Signalwerten zu bilden, und einer zum arithmetischen Verarbeiten der Signalwerte dienenden Recheneinrichtung, welche eine Übertragungscharakteristik (G) aufweist, die einer Übertragungsfunktion von mehrfachen fortschreitenden Mittelwerten der Signalwerte äquivalent ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelungszahlen der jeweiligen Ordnungen derart gewählt sind, daß mehrere Kerbfrequenzen (fn3, fn2, fn1, 2fn3, 2fn2) innerhalb und/oder in der Nähe des Frequenzbereiches, der durch den Gewichtsbereich der Wiegeeinrichtung bestimmte Schwingungskomponenten und/oder durch die Wiegeeinrichtung bewirkte starke Resonanzkomponenten enthält, erzeugt werden.
  4. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung ein Computer ist.
  5. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung ein Digitalfilter ist.
  6. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalfilter ein nichtrekursives Filter ist.
  7. 6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalfilter ein nichtrekursives/rekursives Filter ist.






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