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Hochpräzise Wägesysteme für schwierige Betriebsumgebungen dank K-Tron SFT-Technologie |
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Nehmen wir als Beispiel eine Differential-Dosierwaage in einer typischen Fabrikumgebung. Die Dosierleistung wird gesteuert, indem das ganze Dosiersystem kontinuierlich gewogen und anschließend seine Gewichtverlustrate geregelt wird. In der obigen Gegenüberstellung von Gewicht des Dosiersystems und Zeit wird die gewünschte Dosierleistung durch die Änderung des Systemgewichts pro Zeiteinheit oder einfach durch die Rückwärtsneigung des Gewichtsignals dargestellt. Die auf das Wägesystem einwirkende Gesamtlast besteht aus dem tatsächlichen Systemgewicht und einer variablen Kraft, die durch anlagenbedingte Schwingungen entsteht.
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Lastmessung – Die insgesamt wirkende Last (A) hat zur Folge, dass sich die Resonanzfrequenz (Messbereich 10-15 KHz) von Saite (B) ändert. Das Signal (C) wird in eine Rechteckwelle (D) konvertiert.
Impulszählung – Das Zählen der Impulse beginnt am linken Rand einer Rechteckwelle und wird so lange fortgesetzt, bis der linke Rand der nächsten Probengruppe erkannt wird. Während jedes Messintervalls wird die Anzahl der Saitenschwingungen in einem Register aufgezeichnet. Die Taktpulse werden gleichzeitig in separaten Registern aufgezeichnet. Um alle Daten ohne Verluste zu ermitteln, wird am Ende einer Probengruppe die Gesamtzahl der Impulse und die verstrichene Zeit in Aufzeichnungsregister eingetragen, und es wird eine neue Probengruppe begonnen.
Frequenzberechnung – In den primären Registern wird die Zählung kontinuierlich fortgesetzt. Ein integrierter Mikrocomputer ermittelt anschließend anhand von 32-Bit-Gleitkommaberechnungen die Frequenz für die einzelnen Probengruppen mit einer hohen Berechnungsauflösung.
Temperaturausgleich – Der Draht und die anderen Komponenten des Messfühlers werden aus sorgfältig ausgewählten Materialien hergestellt, um die Temperaturabhängigkeit der Last-/Frequenz-Beziehung auf ein Minimum zu reduzieren. Die äußerst geringen verbleibenden Temperaturauswirkungen werden mathematisch ausgeglichen, und zwar durch Anwendung von Null- und Bereichskoeffizienten, die bei der Herstellung bestimmt und im EEPROM-Speicher des SFT II-Moduls aufgezeichnet werden. Ein hoch empfindlicher Temperaturfühler ist thermisch mit dem Drahtsystem gekoppelt. Die Ausgabefrequenz liegt zwischen 18 und 30 KHz. Die Messung der Temperatur erfolgt in hohem Maße linear, und die Auflösung ist höher als 0,001 °C.
Linearisierung – Zwischen der einwirkenden Last und der Drahtfrequenz besteht eine fast parabolische Beziehung, wenn die Drahtfrequenz proportional zur Quadratwurzel der einwirkenden Last ausfällt. Die Polynomkoeffizienten für die Linearisierung werden bei der Herstellung für jedes SFT-Modul bestimmt und im EEPROM-Speicher des SFT aufgezeichnet. Die Koeffizienten bleiben während der ganzen Lebensdauer des Messfühlers gültig, so dass sich periodische Neukalibrierungen erübrigen.
Digitale Filterung – Die kontinuierliche Folge von Gewichtsproben wird anschließend digital gefiltert. Der digitale Filter kann je nach Konfiguration des spezifischen Dosierers für verschiedene Grenzfrequenzen (0,1 - 10 Hz) angepasst werden.SFT-Datenblatt downloaden – PDF – 8 Seiten (Registrierung erforderlich)