本發(fā)明涉及一種具有自由浮動(dòng)的稱量盤的秤。

背景技術(shù)：

為了以高精度來(lái)稱量質(zhì)量體，現(xiàn)有技術(shù)解決方案是使用基于磁力補(bǔ)償原理的秤。在該類型的秤中，作用在稱量盤上的力通過(guò)引導(dǎo)件并通過(guò)撓性樞軸(flexurepivot)傳遞至杠桿系統(tǒng)。杠桿系統(tǒng)的最后杠桿借助于陷沒(méi)于永磁體中的力線圈而保持在不變的位置。流過(guò)力線圈的必須的電流大小被測(cè)量并用于確定稱量結(jié)果。

傳統(tǒng)磁力補(bǔ)償秤將作用在稱量盤上的所有力矩隔離，從而僅測(cè)量重力方向上的力。該概念的缺點(diǎn)是：額外的力可能出現(xiàn)在重力方向上，并使稱量信號(hào)有誤。因此，秤應(yīng)設(shè)置成：使得稱重傳感器的作用線、及施加被測(cè)量的力所沿著的以及稱重傳感器敏感度最高所沿著的軸線定向成盡可能靠近重力方向。這通過(guò)調(diào)節(jié)秤的水平位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

另外，在稱量物體的重心不位于稱重傳感器的作用線上的情況下可能產(chǎn)生其他錯(cuò)誤。相應(yīng)的偏心負(fù)載力未傳遞至稱重傳感器，且不能被考慮到測(cè)量結(jié)果內(nèi)。偏心負(fù)載力只能通過(guò)另外的傳感器來(lái)估計(jì)和修正。

還不利的是，力可出現(xiàn)在不同的樞軸點(diǎn)和撓性聯(lián)結(jié)中，從而可影響秤的精度。此外，杠桿和撓性樞軸對(duì)熱尤其敏感，因而經(jīng)常成為稱量結(jié)果的誤差源。

在現(xiàn)有技術(shù)中，具有電磁力補(bǔ)償系統(tǒng)的秤公開(kāi)于us5485784，其中，重力在無(wú)機(jī)械接觸的情況下從稱量盤直接傳遞至磁力補(bǔ)償系統(tǒng)。因此，沒(méi)有在傳統(tǒng)磁力補(bǔ)償秤的樞軸點(diǎn)和傳遞杠桿中所產(chǎn)生的那種力損失。重力通過(guò)具有兩個(gè)力線圈的系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)償。另外，無(wú)源磁體豎直地布置，從而用來(lái)使力補(bǔ)償系統(tǒng)穩(wěn)定在重力方向上。因此，無(wú)源磁體保證了秤的正確水平位置。另外，無(wú)源磁體補(bǔ)償了由于偏心放置的負(fù)載而引起的力矩。在該設(shè)置中，補(bǔ)償僅取決于磁力和無(wú)源磁體相對(duì)于彼此的布置情況。它未匹配于偏心負(fù)載力。因此，不能估計(jì)偏心負(fù)載力對(duì)稱量結(jié)果所影響的程度。因此，該系統(tǒng)對(duì)于最高分辨率稱量結(jié)果的秤來(lái)說(shuō)過(guò)于不準(zhǔn)確。

jp123858a公開(kāi)了一種稱量裝置，其具有至少六個(gè)磁單元和引導(dǎo)元件，以將負(fù)載室保持在無(wú)接觸的浮動(dòng)位置。每個(gè)磁單元均包括兩個(gè)線圈、兩個(gè)電磁體和一個(gè)永磁體。鐵磁材料的引導(dǎo)元件相對(duì)于每個(gè)磁單元布置，所述引導(dǎo)元件固定至負(fù)載室。磁單元相對(duì)于引導(dǎo)元件布置成防止負(fù)載室的任何平移和旋轉(zhuǎn)。每個(gè)引導(dǎo)元件與相應(yīng)的磁單元之間的距離通過(guò)每個(gè)磁單元的位置傳感器來(lái)測(cè)量。

當(dāng)稱量物體置于負(fù)載室中后，對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便穩(wěn)定磁單元與引導(dǎo)元件之間的距離。當(dāng)位置穩(wěn)定時(shí)，將電流向著零逐漸調(diào)節(jié)。磁單元的吸引力因而改變，且因此磁單元與引導(dǎo)元件之間的距離、以及負(fù)載室的位置被改變。當(dāng)電流達(dá)到零時(shí)，測(cè)量磁單元與相應(yīng)的引導(dǎo)元件之間的距離。由磁單元與相應(yīng)的引導(dǎo)元件之間的距離以及磁體的磁導(dǎo)率來(lái)計(jì)算稱量物體的重量。使用霍爾元件來(lái)優(yōu)化電流的調(diào)節(jié)以及磁單元與引導(dǎo)元件之間的距離的調(diào)節(jié)。

jp123858a中所公開(kāi)的稱量裝置具有的優(yōu)點(diǎn)是，線圈中的電流被設(shè)成零。因此，線圈中不產(chǎn)生額外的熱。由此限制了對(duì)磁體特性的影響。

然而，基于距離來(lái)確定重量具有明顯缺點(diǎn)。磁場(chǎng)和距離之間的非線性函數(shù)關(guān)系一方面使得距離更難以調(diào)節(jié)，另一方面導(dǎo)致重量確定中的不準(zhǔn)確。

該秤的另一缺點(diǎn)是具有在所有側(cè)上都被磁體承載的封閉的負(fù)載室。封閉的負(fù)載室重于稱量盤。由于其所謂的靜重，負(fù)載室限制了稱量物體的最大體積。此外，磁體附接至負(fù)載室。因此，除了稱量物體之外要承載的重量更重，且降低了秤的精度。

負(fù)載室的另一缺點(diǎn)是，與負(fù)載體積無(wú)關(guān)地，該類型的秤體積非常大，因此，受到空氣浮力的強(qiáng)烈影響。另外，該解決方案由于大的體積而不適合于分析秤。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種稱量方法和一種用于實(shí)施該方法的稱量裝置，其中，不存在內(nèi)部反作用力，從而使得能夠與稱量物體的體積無(wú)關(guān)地以盡可能高的精度來(lái)測(cè)量重量，其中，該稱量裝置盡可能地對(duì)振動(dòng)不敏感。稱量方法預(yù)期用于測(cè)量并補(bǔ)償稱量物體的重心相對(duì)于稱量盤的位置以及稱量裝置的不水平情況。

該任務(wù)通過(guò)一種操作秤的方法來(lái)解決，該秤具有稱量盤、至少六個(gè)位置傳感器和稱量機(jī)構(gòu)，其中，所述稱量機(jī)構(gòu)包括至少六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)，電磁機(jī)構(gòu)中的每個(gè)均包括永磁體和力線圈。在稱量過(guò)程中，電磁機(jī)構(gòu)根據(jù)力線圈相對(duì)于稱量盤的相應(yīng)位置和定向通過(guò)使電流通過(guò)力線圈而產(chǎn)生在六個(gè)自由度上作用在稱量盤上的補(bǔ)償力。該方法包括以下步驟：

-借助于所述至少六個(gè)位置傳感器在所有三個(gè)維度上測(cè)量稱量盤的位置；

-同時(shí)調(diào)節(jié)力線圈中流過(guò)的相應(yīng)電流，從而補(bǔ)償力通過(guò)它們相應(yīng)的力矩的和將使稱量盤在六個(gè)自由度上相對(duì)于平移和旋轉(zhuǎn)移位保持在預(yù)定自由浮動(dòng)的且不變的位置；

-由相應(yīng)的力線圈中流過(guò)的電流的大小來(lái)計(jì)算稱量結(jié)果。

位置傳感器和稱量機(jī)構(gòu)布置在秤殼體中。位置傳感器用于控制流過(guò)力線圈的電流。力線圈中的電流流動(dòng)被調(diào)節(jié)成：使得稱量盤的位置在預(yù)定值下保持不變。所需的電流大小正比于由電流所感應(yīng)的力。位置傳感器優(yōu)選包括光電傳感器。力線圈中流過(guò)的電流被控制成：使得力線圈以及稱量盤在稱量過(guò)程中相對(duì)于相應(yīng)的永磁體基本上不移動(dòng)。

由于重力僅通過(guò)電磁機(jī)構(gòu)補(bǔ)償，且由于所述至少六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)在六個(gè)自由度上作用，因此，可對(duì)作用在稱量盤上的力進(jìn)行完全的控制、測(cè)量和補(bǔ)償。

術(shù)語(yǔ)“六個(gè)自由度”在本文中是指相對(duì)于笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)的三個(gè)自由度的平移和繞著笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)的軸的三個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)。

力線圈優(yōu)選布置在相應(yīng)的永磁體的線性范圍內(nèi)。這是永磁體的磁場(chǎng)對(duì)力線圈具有最大影響的區(qū)域。因此，通過(guò)力線圈感應(yīng)的力(補(bǔ)償力)能夠以最高精度來(lái)確定和控制。電磁機(jī)構(gòu)得益于很小磁滯的優(yōu)點(diǎn)，這是現(xiàn)今可用的永磁體類型的特征。

通過(guò)所述至少六個(gè)力線圈感應(yīng)的洛倫茲力借助于流過(guò)所述至少六個(gè)力線圈的相應(yīng)的電流來(lái)調(diào)節(jié)?；谘a(bǔ)償力的絕對(duì)值以及各個(gè)力線圈相對(duì)于彼此的位置和矢量定向，可計(jì)算作用在秤重心上的力矩的和。由此，可在三個(gè)維度上計(jì)算所產(chǎn)生的力。

在該方法的一個(gè)有益的實(shí)施方式中，稱量盤耦接至優(yōu)選由一體式材料制成的單個(gè)耦接元件。耦接元件和稱量盤剛性地彼此連接。在稱量過(guò)程中，電磁機(jī)構(gòu)根據(jù)力線圈相對(duì)于耦接元件的相應(yīng)位置和定向通過(guò)使電流流過(guò)力線圈通過(guò)耦接元件而產(chǎn)生在六個(gè)自由度上作用在稱量盤上的補(bǔ)償力。在該方法的該實(shí)施方式中，電磁機(jī)構(gòu)將補(bǔ)償力直接施加在耦接元件上。

該實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)耦接元件的形式，稱量盤可布置在秤殼體之上、側(cè)旁或之下。

在該方法的稱量盤通過(guò)耦接元件耦接至六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)的另一有益實(shí)施例中，耦接元件的位置通過(guò)位置傳感器來(lái)測(cè)量。由于稱量盤相對(duì)于耦接元件的相對(duì)位置是不變的且已知的，因此，稱量盤的位置可從測(cè)量結(jié)果來(lái)得出。該方法在稱量盤布置在秤殼體的外側(cè)、例如布置在秤側(cè)旁的情況下是有益的。

在力線圈通過(guò)補(bǔ)償力被保持在浮動(dòng)位置的另一實(shí)施例中，稱量盤的位置可通過(guò)所述至少六個(gè)力線圈的位置來(lái)測(cè)量。基于力線圈位置以及稱量盤相對(duì)于力線圈位置的位置，可確定稱量盤的位置。

在該方法的一個(gè)有益實(shí)施例中，關(guān)于流過(guò)力線圈的電流的信息被處理，以便計(jì)算負(fù)載的偏心度。如果稱量物體相對(duì)于稱量機(jī)構(gòu)偏心地放置，這就對(duì)通過(guò)稱量物體施加在電磁機(jī)構(gòu)上的力的分布產(chǎn)生影響。因此，可計(jì)算施加在稱量盤上的重力中心和單獨(dú)的補(bǔ)償力相對(duì)于豎直的作用線。

在該方法的另一實(shí)施例中，關(guān)于流過(guò)力線圈的電流的信息被處理，以便計(jì)算稱量盤的傾斜位置。單獨(dú)的補(bǔ)償力受秤的傾斜度的直接影響?；谒a(chǎn)生的力矩的和，可計(jì)算秤的傾斜度。因此，自由浮動(dòng)的稱量盤的水平位置需要在操作前僅粗略地調(diào)節(jié)，且稱量結(jié)果將不會(huì)受秤的傾斜度的影響。

優(yōu)選地，所述至少六個(gè)位置傳感器中的每個(gè)分別測(cè)量稱量盤的其他預(yù)定點(diǎn)的位置。在一個(gè)有益的實(shí)施例中，三個(gè)位置傳感器沿著重力方向上的z軸定向，兩個(gè)沿著正交于z軸的y軸定向，且一個(gè)沿著正交于z軸和y軸的x軸定向。

提出了一種能夠?qū)嵤┣笆龇椒ǖ某?。該秤包括稱量盤和至少六個(gè)位置傳感器，其中，所述至少六個(gè)位置傳感器設(shè)置用于在所有三個(gè)維度上測(cè)量稱量盤的位置。該秤還包括具有至少六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)的稱量機(jī)構(gòu)，其中，所述電磁機(jī)構(gòu)中的每個(gè)均包括力線圈和永磁體，其中，稱量機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成用于根據(jù)力線圈相對(duì)于稱量盤的相應(yīng)位置和定向通過(guò)使電流通過(guò)力線圈而產(chǎn)生在六個(gè)自由度上作用在稱量盤上的補(bǔ)償力(fc1–fc6)。另外，該秤還包括供電電源，以用于將電流單獨(dú)地供送至所述六個(gè)力線圈。力線圈通過(guò)調(diào)節(jié)單元單獨(dú)地被調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)單元接收位置傳感器的信號(hào)作為輸入，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)力線圈中流過(guò)的單獨(dú)的電流，直至稱量盤通過(guò)補(bǔ)償力(fc1–fc6)相對(duì)于六個(gè)平移和旋轉(zhuǎn)自由度保持在不變的、預(yù)定的且自由浮動(dòng)的位置。該秤還包括算法單元，所述算法單元設(shè)置用于基于相應(yīng)的線圈中流過(guò)的電流的大小來(lái)計(jì)算稱量結(jié)果。

本文所提出的具有自由浮動(dòng)的稱量盤的秤的一個(gè)特別有益的方面在于，在所述至少六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)和稱量盤之間沒(méi)有樞軸點(diǎn)。因此，通過(guò)電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的力與施加在稱量盤上的力之間的力損失的大小實(shí)際上設(shè)為零。因此，具有自由浮動(dòng)的稱量盤的秤適合于高分辨率的重量測(cè)量。

在省去了吊架(hanger)、引導(dǎo)件、撓性樞軸和杠桿的情況下，從根本上減小了秤的體積。從而產(chǎn)生了高度更低的相對(duì)較小的秤，因而在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上留出了更多空間。

稱量盤可直接布置在稱量機(jī)構(gòu)之上。在該情況下，將力線圈直接固定至稱量盤是有益的。由于傳統(tǒng)力線圈輕于永磁體，因此，要支撐的重量小于顛倒布置的情況。

在該實(shí)施例中，與具有單個(gè)力線圈的傳統(tǒng)直接測(cè)量系統(tǒng)所可能實(shí)現(xiàn)的相比，作用在稱量盤上的力的均勻分布產(chǎn)生了更大的測(cè)量范圍。

電磁機(jī)構(gòu)也可通過(guò)耦接元件耦接至稱量盤。這使得可構(gòu)造一種秤，在該秤中，稱量盤不必布置在稱量機(jī)構(gòu)之上。

例如，稱量盤可布置在秤的側(cè)旁。這在秤用于實(shí)驗(yàn)室中的情況下特別有益，因?yàn)榉Q量盤可布置成更靠近工作面。這降低了對(duì)氣流的敏感度，且簡(jiǎn)化了稱量物體在稱量盤上的放置。

在另一實(shí)施例中，電磁機(jī)構(gòu)中的三個(gè)基本上相應(yīng)地沿著靠近彼此延伸的兩條線中的每條布置。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，秤在一個(gè)維度上的尺寸可顯著降低。該窄長(zhǎng)構(gòu)型可用于多個(gè)稱重傳感器的排列中。

根據(jù)另一實(shí)施例的秤具有布置在兩組電磁機(jī)構(gòu)之間的稱量盤。該秤連同傳送帶的使用是特別有益的。由于電磁機(jī)構(gòu)不直接位于稱量盤下方，因此，它們可安裝在不易受振動(dòng)影響的剛性體中。另外，兩組電磁機(jī)構(gòu)的布置方式使得重量能夠在所有電磁機(jī)構(gòu)上更好地分布。彼此相對(duì)布置的兩組電磁機(jī)構(gòu)使得傳送帶能夠定位在它們之間。

稱量盤也可在懸掛位置耦接至稱量機(jī)構(gòu)。

在一個(gè)有益的實(shí)施例中，電磁機(jī)構(gòu)布置成：使得電磁機(jī)構(gòu)基本上類似于六足體地作用于稱量。六足體具有六個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，所述驅(qū)動(dòng)單元相對(duì)于三個(gè)線性移位方向和三個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的六個(gè)軸來(lái)支撐平臺(tái)。

該實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)是，所述六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)承載負(fù)載的均等部分。因此，力線圈具有更大容量。該構(gòu)型對(duì)于稱量過(guò)濾器(filters)或其他大體積(voluminous)稱量物體而言特別有益

在另一實(shí)施例中，電磁機(jī)構(gòu)布置成使得第一、第二和第三電磁機(jī)構(gòu)施加大體上相反于重力的力，因而將稱量盤保持在自由浮動(dòng)的位置。第四、第五和第六電磁機(jī)構(gòu)布置成使得稱量盤穩(wěn)定在水平面內(nèi)。

在秤的另一實(shí)施例中，電磁機(jī)構(gòu)布置成：使得它們通過(guò)稱量盤的豎直耦接元件作用在稱量盤上，使得第一電磁機(jī)構(gòu)基本上沿著與重力相反的方向?qū)⒘κ┘釉隈罱釉?，使得第二和第三電磁機(jī)構(gòu)將耦接元件的第一點(diǎn)穩(wěn)定在第一水平面中，使得第四和第五電磁機(jī)構(gòu)作用在耦接元件的第二水平面中的第二點(diǎn)上，且使得第六電磁機(jī)構(gòu)布置成用于防止稱量盤在其水平面中旋轉(zhuǎn)。

附圖說(shuō)明

以下將對(duì)具有自由浮動(dòng)的稱量盤的秤的不同實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述并在附圖中示意性地示出，在附圖中：

圖1以示意性示圖示出了電磁機(jī)構(gòu)；

圖2示出了秤的第一實(shí)施例，其具有位于電磁機(jī)構(gòu)的布置中間的自由浮動(dòng)的稱量盤；

圖3示出了秤的第二實(shí)施例，其具有相對(duì)于電磁機(jī)構(gòu)的布置側(cè)向定位的自由浮動(dòng)的稱量盤；

圖4示出了秤的第三實(shí)施例，其具有相對(duì)于電磁機(jī)構(gòu)的布置側(cè)向定位的自由浮動(dòng)的稱量盤；

圖5示出了秤的第四實(shí)施例，其具有以兩部分構(gòu)造的秤殼體，且具有布置在這兩部分之間的自由浮動(dòng)的稱量盤；

圖6表示精密秤的一個(gè)構(gòu)型；以及

圖7示出了窄寬度構(gòu)型的秤，其具有自由浮動(dòng)的稱量盤，具有附圖中示出的位置傳感器。

具體實(shí)施方式

圖1示出了電磁機(jī)構(gòu)5。電磁機(jī)構(gòu)5包括力線圈7和永磁體6。力線圈7機(jī)械地連接至耦接元件9。永磁體6由秤殼體2支撐。永磁體6連接至柱形桶11和極片10。極片10和柱形桶11用于引導(dǎo)磁場(chǎng)。力線圈7相對(duì)于永磁體6的布置使得力線圈7能夠沿著力矢量fc的方向移動(dòng)。電磁機(jī)構(gòu)5不是豎直地定向。因此，力矢量fc相對(duì)于重力方向具有豎直和水平分量。

力線圈7連接至可變供電電源。根據(jù)洛倫茲力原理，通過(guò)浸沒(méi)在永磁體6的磁場(chǎng)中的力線圈7的電流產(chǎn)生力。電流的極性和幅度被調(diào)節(jié)成：使得力線圈7將耦接元件9自由浮動(dòng)地且沒(méi)有物理接觸地保持在秤殼體2之上的預(yù)定的不變位置。

耦接元件9可固定至力線圈7或永磁體8。耦接元件9優(yōu)選由力線圈7支撐。因此，力線圈7和耦接元件9之間需要較少的固定手段，從而降低了稱量盤3的靜重。

替代性地，也可將永磁體6連接至耦接元件9，并將力線圈7連接至秤殼體2。然而，為了使用最小的電流，對(duì)電磁機(jī)構(gòu)5有利的是，使兩個(gè)元件力線圈7和永磁體6中較輕的一個(gè)附接至移動(dòng)部件，即附接至耦接元件9。

圖2示出了秤1，其具有六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5和自由浮動(dòng)的稱量盤3。電磁機(jī)構(gòu)5附接至秤殼體2的基板。耦接元件9和秤殼體2之間的連接借助于通過(guò)電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的力fc1–fc6來(lái)建立。稱量盤3機(jī)械地連接至耦接元件9。耦接元件9具有多個(gè)臂，稱量盤3通過(guò)所述臂耦接至電磁機(jī)構(gòu)。具有多個(gè)臂的耦接元件9的構(gòu)型具有重量輕的優(yōu)點(diǎn)。稱量盤3基本上布置在電磁機(jī)構(gòu)5的中間。這使得稱量物體的重力近似均勻分布在所述六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5上。這增加了稱重容量。秤1可具有多于六個(gè)的電磁機(jī)構(gòu)5。

所述六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5不是豎直定向的。它們定向成相對(duì)于所有六個(gè)平移和旋轉(zhuǎn)自由度相應(yīng)地施加力。所述六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5中的每個(gè)均通過(guò)電流來(lái)調(diào)節(jié)，從而它們補(bǔ)償稱量盤3、耦接元件9和稱量物體的重力，并將耦接元件9保持在不變的、預(yù)定的且自由浮動(dòng)的位置。通過(guò)洛倫茲力原理，通過(guò)力線圈7產(chǎn)生的力fc可由所需的電流來(lái)計(jì)算?；陔姶艡C(jī)構(gòu)5相對(duì)于彼此的位置和定向，計(jì)算在三個(gè)維度上作用在稱量盤3上的力矩。由所有力矩的和，可計(jì)算所產(chǎn)生的補(bǔ)償力。稱量物體的質(zhì)量可由所產(chǎn)生的補(bǔ)償力的豎直分量來(lái)確定。

圖2-7中未示出的所述至少六個(gè)位置傳感器8可直接或間接地附接至秤殼體2。它們可通過(guò)稱量盤3的六個(gè)預(yù)定點(diǎn)直接測(cè)量或通過(guò)耦接元件9的六個(gè)預(yù)定點(diǎn)測(cè)量稱量盤3的位置。替代性地，可測(cè)量電磁機(jī)構(gòu)5的自由浮動(dòng)的部件(力線圈或永磁體)的位置。位置傳感器8布置成使得它們可在三個(gè)維度上記錄稱量盤3的位置。

圖3以另一實(shí)施例示出了秤1，其具有六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5和自由浮動(dòng)的稱量盤3。電磁機(jī)構(gòu)5附接至秤殼體2。它們建立了耦接元件9和秤殼體2之間的連接。耦接元件9具有多個(gè)臂。一較長(zhǎng)的臂連接至稱量盤3，從而使稱量盤3不定位在稱量機(jī)構(gòu)4之上，而是相對(duì)于稱量機(jī)構(gòu)4側(cè)向地偏移。

所述六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5中的四個(gè)與其他兩個(gè)相比布置成更靠近稱量盤3。該構(gòu)型使得稱量物體、稱量盤3和耦接元件9的重力基本上均勻分布在六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5上。

所述六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5不是豎直地定向。它們相應(yīng)的定向使得它們相對(duì)于六個(gè)平移和旋轉(zhuǎn)自由度中的每個(gè)施加力。

圖4-7示出了電磁機(jī)構(gòu)5的系統(tǒng)的不同構(gòu)型。每個(gè)構(gòu)型相應(yīng)地特別適合于秤的特定應(yīng)用場(chǎng)合。

在平面視圖中，圖4示意性地示出了秤1，其具有相對(duì)于秤殼體2的一側(cè)側(cè)向地偏移的自由浮動(dòng)的稱量盤3。稱量盤3通過(guò)耦接元件9耦接至電磁機(jī)構(gòu)5。四個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5與其他兩個(gè)相比布置成更靠近稱量盤3，即，電磁機(jī)構(gòu)5布置成使得力最佳地分布在六個(gè)力線圈7之間。

該構(gòu)型具有的優(yōu)點(diǎn)是，稱量盤3放置得非常靠近工作面。這便于將稱量物體裝載到稱量盤3上和清潔稱量盤3。另外，稱量盤3在該構(gòu)型中較少地暴露于氣流。

圖5示出了秤1，其具有六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5并具有第一秤殼體17和第二秤殼體18。三個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5在稱量盤3的一側(cè)布置在第一秤殼體17的基板上，而三個(gè)另外的電磁機(jī)構(gòu)5在稱量盤3的另一側(cè)布置在第二秤殼體18的基板上。具有多個(gè)臂的耦接元件9將所有六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5彼此連接，同時(shí)僅貢獻(xiàn)最小的重量。

該構(gòu)型在秤1連同傳送帶10使用的情況下特別有益。秤1布置成使得傳送帶10不定位在秤殼體17、18之上。秤殼體17、18因而可設(shè)置在堅(jiān)實(shí)基底上，以便不受傳送帶的振動(dòng)影響。

重力均勻地分布在圍繞稱量盤的六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5上。因而最大化了它們的可用容量。

圖6示出了秤1，其具有以自由浮動(dòng)的狀態(tài)布置在稱量機(jī)構(gòu)4之上的稱量盤3。電磁機(jī)構(gòu)5以基本上定間距布置在一圓上。稱量盤3居中位于電磁機(jī)構(gòu)5的該圓之上。電磁機(jī)構(gòu)5布置成使得它們基本上類似于六足體地作用在稱量盤3上。

在該實(shí)施例中，力線圈7或永磁體6可直接固定至稱量盤3。不需要耦接元件9。由此增加了秤1的精度和稱量容量，并簡(jiǎn)化了秤1的構(gòu)造。

圖7示出了秤的一個(gè)實(shí)施例，且示出了位置傳感器，其中，稱量盤3以自由浮動(dòng)的狀態(tài)相對(duì)于秤殼體2保持在側(cè)向位置，耦接元件9橫向布置，且電磁機(jī)構(gòu)沿著耦接元件9正左和正右方的兩條線定位，從而重量盡可能均勻地分布在六個(gè)電磁機(jī)構(gòu)5上。

該構(gòu)型以秤殼體2的窄寬度為區(qū)別。具有窄殼體的該類型的秤非常適合于許多秤的側(cè)-側(cè)布置結(jié)構(gòu)，所述秤用于移液器的校準(zhǔn)和同時(shí)測(cè)量多個(gè)重量的其他領(lǐng)域。

六個(gè)位置傳感器布置成用于在三個(gè)維度上測(cè)量耦接元件9的位置。秤盤3的位置可由稱量盤3的位置和耦接元件9的位置的關(guān)系來(lái)得出。

位置傳感器8安裝在秤殼體2的基板上，位置傳感器8中的每個(gè)分別測(cè)量到耦接元件9的相應(yīng)的距離。位置傳感器8a、8c和8d定向成使得它們中的每個(gè)分別在z方向上測(cè)量到耦接元件9的相應(yīng)的距離。位置傳感器8b和8e布置成用于在y方向上測(cè)量到耦接元件9的相應(yīng)的距離。位置傳感器8f在x方向上測(cè)量相對(duì)于耦接元件9的位置。

具有多于六個(gè)的位置傳感器8的布置也是可行的。然而，最小數(shù)量是六個(gè)，且它們應(yīng)相對(duì)于耦接元件或相對(duì)于稱量盤3布置成：使得耦接元件9的位置以及稱量盤3的位置能夠在三個(gè)空間維度上測(cè)量。

位置傳感器優(yōu)選包括光電構(gòu)件。然而，原則上可使用任何類型的位置傳感器。

以上說(shuō)明書和附圖示出了電磁機(jī)構(gòu)基本上相同且布置在一平面中的示例，且耦接元件主要為平坦構(gòu)型。應(yīng)理解，顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明的范圍還包括電磁機(jī)構(gòu)不必相同和/或布置在不同平面中的布置結(jié)構(gòu)，或其中，耦接元件可具有彎曲式構(gòu)型。

附圖標(biāo)記列表

1秤

2秤殼體

3稱量盤

4稱量機(jī)構(gòu)

5電磁機(jī)構(gòu)

6永磁體

7力線圈

8位置傳感器

8a第一位置傳感器

8b第二位置傳感器

8c第三位置傳感器

8d第四位置傳感器

8e第五位置傳感器

8f第六位置傳感器

9耦接元件

10傳送帶

11極片

12柱形桶

b磁場(chǎng)

fc1–fc6補(bǔ)償力

fg重力

17第一秤殼體

18第二秤殼體

px相對(duì)于x軸的位置

py相對(duì)于y軸的位置

pz相對(duì)于z軸的位置