DE202010010111U1 - Force measuring module, connection unit for a modular force measuring device and corresponding force measuring device - Google Patents

Force measuring module, connection unit for a modular force measuring device and corresponding force measuring device Download PDF

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Abstract

Kraftmessmodul (40, 41) für eine modulare Kraftmessvorrichtung (1), insbesondere Waage, mit einer Kraftmesszelle (10), mittels welcher ein zur einer auf das Kraftmessmodul (40, 41) einwirkenden Kraft (L1, L2) korrespondierendes, analoges Kraftmesssignal (SL1, SL2) erzeugbar ist, und mit einem ersten Anschlusselement (TL1, TL2), welches einerseits mit der Kraftmesszelle (10) verbunden ist, um das analoge Kraftmesssignal (SL1, SL2) zu empfangen, und welches andererseits mit einer Verbindungseinheit (50) oder einer Verarbeitungseinheit (60) oder einer Anzeigeeinheit (70) verbindbar ist, um das analoge Kraftmesssignal (SL1, SL2) an diese weiterzuleiten, wobei das Kraftmessmodul (40, 41) eine Diagnoseeinheit (DU) aufweist, welche der Erfassung und/oder Überwachung eines Zustands des Kraftmessmoduls (40, 41) und der Erzeugung eines zu deren Zustand korrespondierenden Diagnosesignals (SD1, SD2) dient, und dass das Kraftmessmodul (40, 41) ein zweites Anschlusselement (TD1, TD2) aufweist, welches einerseits mit der Diagnoseeinheit (DU) verbunden ist und andererseits mit der Verbindungseinheit (50) oder der Verarbeitungseinheit (60) oder der Anzeigeeinheit...Force measuring module (40, 41) for a modular force measuring device (1), in particular a balance, with a force measuring cell (10), by means of which an analog force measuring signal (SL1) corresponding to a force (L1, L2) acting on the force measuring module (40, 41) , SL2), and with a first connection element (TL1, TL2) which is connected on the one hand to the load cell (10) to receive the analog force measurement signal (SL1, SL2), and which on the other hand with a connection unit (50) or a processing unit (60) or a display unit (70) is connectable to forward the analog force signal (SL1, SL2) to this, wherein the force measuring module (40, 41) has a diagnostic unit (DU), which the detection and / or monitoring of a State of the force measuring module (40, 41) and the generation of a condition corresponding to their diagnostic signal (SD1, SD2) is used, and that the force measuring module (40, 41) has a second connection element (TD1, TD2), wel On the one hand connected to the diagnostic unit (DU) and on the other hand with the connection unit (50) or the processing unit (60) or the display unit ...

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftmessmodul und eine Verbindungseinheit für eine modulare Kraftmessvorrichtung, insbesondere eine Waage, sowie eine entsprechende Kraftmessvorrichtung.The The present invention relates to a force measuring module and a connection unit for a modular force measuring device, in particular a balance, and a corresponding force measuring device.

Im Allgemeinen umfasst eine Kraftmessvorrichtung verschiedene Komponenten wie eine Kraftaufnahme, eine Kraftübertragung, eine Kraftmesszelle und gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Messsignalen. Eine zu messende Kraft wird mittels der Kraftaufnahme aufgenommen und über die Kraftübertragung zumindest anteilweise an die Kraftmesszelle weitergeleitet. Die Kraftmesszelle wirkt als mechanisch-elektrischer Messgrössen-Umformer, welcher die einwirkende Kraft in ein entsprechendes elektrisches Kraftmesssignal umformt. Somit korrespondiert das erzeugte Kraftmesssignal zur der auf die Kraftmessvorrichtung einwirkenden Kraft.in the Generally, a force measuring device comprises various components such as a force, a power transmission, a load cell and optionally a device for processing measurement signals. A force to be measured is absorbed by means of the force absorption and about the power transmission at least partially forwarded to the load cell. The load cell acts as mechanical-electrical measurand converter, which the acting force in a corresponding electrical force measurement signal reshapes. Thus, the generated force measurement signal corresponds to the force acting on the force measuring device.

In entsprechender Weise ergibt sich bei einer Waage die einwirkende Kraft durch die Gewichtskraft des Wägeguts, die sogenannte Last, welche auf die Kraftaufnahme zum Beispiel eine Waagschale oder Wägeplatte wirkt. Diese Kraftwirkung wird über die Kraftübertragung in Form eines Gestänges auf die Kraftmesszelle oder Wägezelle weiterleitet und dort in ein elektrisches Kraftmesssignal, das sogenannte Wägesignal, umgewandelt.In corresponding manner results in a balance the acting Force due to the weight of the weighing sample, the so-called Load, which on the power consumption, for example, a balance pan or weighing plate acts. This force effect is over the power transmission in the form of a linkage the load cell or load cell forwards and there in an electrical force measuring signal, the so-called weighing signal, transformed.

Das elektrische Kraftmesssignal wird direkt oder über eine Signalverarbeitungseinheit an eine Anzeigeeinheit und/oder eine weitere Verarbeitungseinheit, zum Beispiel an einen Leitrechner oder an eine Anlagensteuerung, weitergeleitet.The electrical force signal is directly or via a Signal processing unit to a display unit and / or a further processing unit, for example to a master computer or to a plant controller, forwarded.

Wie aus dem Stand der Technik bekannt, erfordern viele Anwendungen den Einsatz von mehreren Kraftmesszellen. Zum Beispiel beschreibt US 5,574,899 eine Waage mit einer Platte, welche in jeder der vier Ecken durch Unterstützungselemente unterstützt ist. Dabei weist jedes der Unterstützungselemente einen Deformationskörper auf, dessen Bewegung mittels Dehnmessstreifen ein entsprechendes elektrisches Kraftmesssignal gewandelt wird.As known in the art, many applications require the use of multiple load cells. For example, describes US 5,574,899 a scale with a plate supported by support elements in each of the four corners. In this case, each of the support elements on a deformation body whose movement is converted by means of strain gauges a corresponding electrical force measurement signal.

Als weiteres Beispiel offenbart US 2002/0066602 A1 eine Wägevorrichtung für Fahrzeuge, bei der acht einzelne Kraftmesszellen über eine Verbindungseinheit zusammengeschaltet sind. Die Verbindungseinheit ist wiederum mit einer zentralen Verarbeitungseinheit verbunden, an welche eine Anzeigeneinheit angeschlossen ist.As another example disclosed US 2002/0066602 A1 a weighing device for vehicles, in which eight individual load cells are interconnected via a connection unit. The connection unit is in turn connected to a central processing unit to which a display unit is connected.

Die beispielhaft genannten Kraftmessvorrichtungen bilden sogenannte modulare Kraftmessvorrichtungen, indem die Kraftmesszellen als im Wesentlichen unabhängige Einheiten, nämlich als sogenannte Kraftmessmodule, angeordnet sind. Dabei misst jede Kraftmesszelle individuell die jeweils auf dieses Kraftmessmodul einwirkende Kraft und erzeugt ein dazu entsprechendes Kraftmesssignal. Um die gesamte auf die Kraftmessvorrichtung einwirkende Kraft zu messen, werden die Messwerte der einzelnen Kraftmessmodule addiert. Gemäss US 2002/0066602 A1 wird diese Summenbildung üblicherweise durch eine Parallelschaltung die einzelnen Messsignale realisiert. Das resultierende Summensignal ist dann repräsentativ für die gesamte auf die Kraftmessvorrichtung einwirkende Kraft.The force measuring devices mentioned by way of example form so-called modular force measuring devices in that the force measuring cells are arranged as substantially independent units, namely as so-called force measuring modules. Each force cell individually measures each force acting on this force measuring module and generates a corresponding force measurement signal. In order to measure the total force acting on the force measuring device, the measured values of the individual force measuring modules are added. According to US 2002/0066602 A1 This summation is usually realized by a parallel connection the individual measurement signals. The resulting sum signal is then representative of the total force applied to the force measuring device.

Modulare Kraftmessvorrichtungen finden typischerweise ihren Einsatz bei der Gewichtsbestimmung grosser und/oder schwerer Lasten. Ausserdem werden solche Kraftmessvorrichtungen bei Dosierprozessen eingesetzt, bei denen verzögerungsfreie Messungen erforderlich sind, um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen. Die Anforderungen an eine solche Kraftmessvorrichtung bestehen somit in einer hohen Messgenauigkeit, einer hohen Messgeschwindigkeit sowie einer hohen Reproduzierbarkeit und Stabilität der durchgeführten Messungen. Ausserdem soll die Kraftmessvorrichtung möglichst einfach und kostengünstig und vorzugsweise wartungsfrei aufgebaut sein.modular Force measuring devices are typically used in the Weight determination of large and / or heavy loads. In addition, will such force measuring devices used in dosing, in which lag-free measurements are required to to achieve a high measuring accuracy. The requirements for such Force measuring device thus consist in a high measurement accuracy, a high measuring speed and a high reproducibility and Stability of the measurements taken. Moreover should the force measuring device as simple and inexpensive and preferably be constructed maintenance-free.

Um eine hohen Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit der Kraftmessvorrichtung zu erreichen, wird normalerweise, insbesondere beim industriellen Einsatz, deren Zustand überwacht. Dazu wird das Ausgabesignal mit vorgegebenen Werten verglichen und bei einer Abweichung vom normalen Betriebsverhalten eine Warnung oder eine Alarmierung an den Benutzer oder die Anlagensteuerung abgegeben.Around a high measuring accuracy and reliability of the force measuring device is usually achieved, especially in industrial applications, whose condition is monitored. For this purpose, the output signal with given values and a deviation from normal Operating behavior is a warning or an alarm to the user or the plant control delivered.

Bei einer modularen Kraftmessvorrichtung ist es wünschenswert nicht nur das Ausgangssignal der Kraftmessvorrichtung sondern auch den Zustand jedes einzelnen Kraftmessmoduls zu überwachen. Dadurch können auch jene Fehlfunktionen zuverlässig erkannt werden, welche nicht alle Kraftmessmodule sondern lediglich ein Einzelnes betreffen. Zum Beispiel kann bei einer ungleichen Lastverteilung eine Überlastung einer Kraftmesszelle bei einem einzelnen Kraftmessmodul entstehen, während sich die anderen Kraftmessmodule in einem zulässigen Betriebszustand befinden.at a modular force measuring device, it is desirable not only the output of the force measuring device but also to monitor the condition of each force measuring module. Thereby also those malfunctions can be reliably detected which are not all force measuring modules but only one Concern single. For example, with an unequal load distribution, an overload may occur a load cell in a single force measurement module, while the other force measuring modules in a permissible Operating state are located.

Wie in US 2002/0066602 A1 beschrieben, ist es jedoch bei einer modularen Kraftmessvorrichtung mit mehreren zusammenschalten Kraftmessmodulen praktisch unmöglich eine individuelle Überwachung der einzelnen Kraftmessmodule zu erreichen, wenn nur das Summensignal der Kraftmessmodule zu Verfügung steht. Daher muss zur Fehleranalyse die elektrische Verschaltung der Kraftmessmodule zerlegt werden, um die Kraftmessmodule einzeln zu testen und um das fehlerhafte Kraftmessmodul zu identifizieren und auszutauschen.As in US 2002/0066602 A1 However, in a modular force measuring device with several interconnected force measuring modules, it is practically impossible to achieve individual monitoring of the individual force measuring modules if only the sum signal of the force measuring modules is available. For this reason, the electrical wiring of the force measuring modules must be disassembled for error analysis in order to individually test the force measuring modules and to identify and replace the faulty force measuring module.

Zur Verbesserung der Diagnose werden deshalb in US 2002/0066602 A1 Kraftmessmodule eingesetzt, bei denen die individuellen Kraftmesssignale einzeln verarbeitet und getrennt weitergeleitet werden. Dazu werden die analogen Kraftmesssignale in digitale Messwerte umgewandelt und abgespeichert. Anschliessend werden die gespeicherten Messwerte von einer zentralen Verarbeitungseinheit abgerufen und individuell ausgewertet, indem einerseits aus den Messwerten für jedes einzelne Kraftmessmodul dessen Zustand, beispielsweise ein Überlastungszustand, ermittelt wird und andererseits durch eine Addition der einzelnen Messwerte das einwirkende Gesamtgewicht berechnet wird.Therefore, in order to improve the diagnosis US 2002/0066602 A1 Force measuring modules are used, in which the individual force measuring signals are processed individually and forwarded separately. For this purpose, the analog force measuring signals are converted into digital measured values and stored. Subsequently, the stored measured values are retrieved by a central processing unit and evaluated individually by determining the state thereof, for example an overload condition, from the measured values for each individual force measuring module and calculating the total weight acting on the other hand by adding the individual measured values.

Durch die digitale Umwandlung entstehen zeitliche Verzögerungen und damit eine geringere Messgeschwindigkeit. Zudem kann die Messgenauigkeit durch die digitale Umwandlung verschlechtert sein. Zur Vermeidung dieser Nachteile müssen schnelle, stabile und damit ebenfalls relativ teure Analog-Digital-Wandler eingesetzt werden. Folglich werden die einzelnen Kraftmessmodule teurer. Daher werden aus Kostengründen, hauptsächlich Kraftmessvorrichtungen mit einer analogen Verarbeitung der einzelnen Kraftmesssignale eingesetzt, trotz der eingeschränkten Diagnosemöglichkeiten.By the digital transformation creates time delays and thus a lower measuring speed. In addition, the measurement accuracy be degraded by the digital transformation. To avoid These disadvantages must be fast, stable and therefore also relatively expensive analog-to-digital converters are used. Consequently the individual force measuring modules more expensive. Therefore, for cost reasons, mainly force measuring devices with an analog Processing of the individual force measuring signals used, despite the limited Diagnostic options.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zur individuellen Diagnose geeignetes Kraftmessmodul oder eine dazu geeignete Verbindungseinheit für eine modulare Kraftmessvorrichtung, insbesondere eine Waage, anzugeben, mit welcher die zuvor genannten Nachteile vermieden werden können und mit welcher ein einfacher und kostengünstiger Aufbau und Betrieb erreicht werden kann bei gleichzeitiger Erfüllung von hohen Anforderungen bezüglich Messgenauigkeit, Messgeschwindigkeit und Stabilität. Insbesondere soll ein günstiges und schnell arbeitendes Kraftmessmodul mit Diagnosemöglichkeit, eine entsprechende Verbindungseinheit und eine entsprechende Kraftmessvorrichtung angegeben werden.Of the The present invention is therefore based on the object, a for individual diagnosis suitable force measuring module or one to suitable connection unit for a modular force measuring device, in particular a balance to indicate, with which the aforementioned Disadvantages can be avoided and with which a simple and cost-effective design and operation can be achieved while meeting high requirements regarding Measuring accuracy, measuring speed and stability. Especially should be a cheap and fast-acting force measuring module Diagnostic option, a corresponding connection unit and a corresponding force measuring device can be specified.

Diese Aufgabe wird mit einem Kraftmessmodul und einer Verbindungseinheit gelöst, welche die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren, abhängigen Ansprüchen angegeben.These Task is with a force measuring module and a connection unit which are those in the independent claims having specified features. Advantageous embodiments of the invention are given in the further, dependent claims.

Die Erfindung betrifft ein Kraftmessmodul für eine modulare Kraftmessvorrichtung, insbesondere Waage, mit einer Kraftmesszelle, mittels welcher ein zur einer auf das Kraftmessmodul einwirkenden Kraft korrespondierendes, analoges Kraftmesssignal erzeugbar ist. Ferner weist das Kraftmessmodul ein erstes Anschlusselement auf, welches einerseits mit der Kraftmesszelle verbunden ist um das analoge Kraftmesssignal zu empfangen und welches andererseits mit einer Verbindungseinheit oder einer Verarbeitungseinheit oder einer Anzeigeeinheit verbindbar ist, um das analoge Kraftmesssignal an diese weiterzuleiten. Dabei weist das Kraftmessmodul eine Diagnoseeinheit auf, welche der Erfassung und/oder Überwachung eines Zustands des Kraftmessmoduls und der Erzeugung eines zu deren Zustand korrespondierenden Diagnosesignals dient. Zudem weist die Diagnoseeinheit einen niedrig auflösenden, insbesondere einen 8-bit oder einen 12-bit, und/oder einen kostengünstigen Analog-Digital-Wandler auf, um das Diagnosesignal als digitales Signal zu erzeugen. Des Weiteren weist das Kraftmessmodul ein zweites Anschlusselement auf, welches einerseits mit der Diagnoseeinheit verbunden ist und andererseits mit der Verbindungseinheit oder der Verarbeitungseinheit oder der Anzeigeeinheit verbindbar ist, um das Diagnosesignal an diese weiterzuleiten. Dadurch kann eine einfache, schnelle und kostengünstige Verarbeitung der analogen Kraftmesssignale durchgeführt werden. Ferner ergeben sich Vorteile bezüglich Kosten, Zuverlässigkeit und Stabilität der Kraftmessvorrichtung, da die Diagnosen mit einfachen Mitteln in einer optimal auf die Diagnose angepassten Geschwindigkeit und Genauigkeit durchgeführt werden können.The The invention relates to a force measuring module for a modular Force measuring device, in particular balance, with a load cell, by means of which an acting on the force measuring module to one Force corresponding, analog force signal can be generated. Furthermore, the force measuring module has a first connection element, which is connected on the one hand to the load cell to the analog force signal on the other hand with a connection unit or a processing unit or a display unit connectable is to pass the analog force signal to this. there the force measuring module has a diagnostic unit, which detects the and / or monitoring a state of the force measuring module and the generation of a corresponding to the state diagnostic signal serves. In addition, the diagnostic unit has a low-resolution, in particular an 8-bit or a 12-bit, and / or a cost-effective Analog-to-digital converter on to the diagnostic signal as digital Generate signal. Furthermore, the force measuring module has a second connection element on, on the one hand connected to the diagnostic unit and on the other hand with the connection unit or the processing unit or the display unit is connectable to the diagnostic signal to this forward. This can be a simple, fast and inexpensive Processing of the analog force signals are performed. Furthermore, there are advantages in terms of cost, reliability and stability of the force measuring device, as the diagnoses with simple means in an optimally adapted to the diagnosis Speed and accuracy can be performed.

Unter der Diagnoseeinheit ist eine Vielzahl von Mitteln zu verstehen, welche geeignet sind einen Zustand des jeweiligen Kraftmessmoduls zu bestimmen. Zum Beispiel Sensoren wie Temperatursensoren Stromsensoren oder Spannungssensoren oder nachgeschaltete Signalverarbeitungsvorrichtungen wie Analog-Digital-Wandler. Dementsprechend kann der Parameter sehr unterschiedliche Formen von Zustandsgrössen charakterisieren, beispielsweise eine Temperatur, eine Versorgungsspannung, eine gewichtsmässige Überlastung, eine Schlageinwirkung oder einen Verschleisszustand.Under the diagnostic unit is a variety of means to understand which are suitable for a state of the respective force measuring module to determine. For example, sensors such as temperature sensors current sensors or voltage sensors or downstream signal processing devices such as Analog to digital converter. Accordingly, the parameter can be very characterize different forms of state variables, For example, a temperature, a supply voltage, a weight overload, a blow or wear condition.

In der Regel werden an die Kraftmessungen beziehungsweise Gewichtsmessungen hohe Anforderungen gestellt, da diese typischerweise Eichgenauigkeiten erreichen muss. Diese Anforderungen können mit einer Analogschaltung auf relativ einfache Weise erreicht werden, während eine Umwandlung der Kraftmesssignale in gleichwertige Signale einen hohen Aufwand bedeutet, zum Beispiel hochauflösende Analog-Digital-Wandler wie 16-bit oder 24-bit Wandler.In The rule is the force measurements or weight measurements high demands, since these are typically calibration accuracies must reach. These requirements can be met with an analog circuit be achieved in a relatively simple manner while a Conversion of force signals into equivalent signals a high Effort means, for example, high-resolution analog-to-digital converters like 16-bit or 24-bit converters.

Besonders vorteilhaft ist die analoge Verarbeitung der Kraftmesssignale in den Fällen, bei denen eine hohe Messgeschwindigkeit erreicht werden soll, beispielsweise bei Dosierprozessen. In diesem Fall können Zeitverzögerungen von wenigen Millisekunden bereits zu signifikanten Messfehlern führen. Der Vorteil der analogen Verschaltung der Kraftmesssignale besteht nun darin, dass die einzelnen Kraftmesssignale stets gleichzeitig verarbeitet werden. Folglich ist eine praktisch verzögerungsfreie Verarbeitung garantiert. Im Gegensatz dazu muss bei einer digitalen Verarbeitung der Signale ein erheblicher Aufwand betrieben werden um eine korrekte Synchronisation und damit eine korrekte Summenbildung zu gewährleisten. Folglich ist die analoge Verarbeitung bei diesen Anwendungen besonders vorteilhaft.Particularly advantageous is the analog processing of the force measuring signals in cases where a high measuring speed is to be achieved, for example in dosing. In this case, time delays of a few milliseconds can already lead to significant measurement errors. The advantage of the analog connection of the force measuring signals consists in the fact that the individual force measuring signals are always processed simultaneously. Consequently, a virtually delay-free processing is guaranteed. In contrast, a significant effort must be made in a digital processing of the signals in order to ensure a correct synchronization and thus a correct summation. Consequently, analog processing is particularly advantageous in these applications.

Bei einer analogen Übertragung der Kraftmesssignale ist grundsätzlich eine hohe Übertragungsrate gegeben, da diese nur durch physikalische Gegebenheiten der Datenübertragung beschränkt ist. Somit können auf einfache und schnelle Weise grosse Mengen von Informationsinhalten von den Kraftmessmodulen an die Verarbeitungseinheit übertragen werden. Bei einer digitalen Übertragung hingegen ergeben sich systembedingte Verzögerungen, zum Beispiel durch die zeitliche Abtastung. Um diese Verzögerungen auszugleichen und ein sogenanntes Echtzeitsystem aufzubauen muss ein relativ hoher Aufwand getrieben werden.at An analog transmission of the force measuring signals is basically given a high transfer rate, as this only by limited physical conditions of data transmission is. Thus, in a simple and fast way big Amounts of information content from the force measuring modules to the Processing unit to be transferred. In a digital transmission, however there are systemic delays, for example through the temporal sampling. To compensate for these delays and to build a so-called real-time system has a relatively high Effort to be driven.

Bei den analogen Kraftmesssignalen ist somit Synchronisation und Geschwindigkeit praktisch zum Nulltarif zu haben. Zudem ergibt die analoge Verarbeitung der Kraftmesssignale erhebliche Einsparungen beim Energiebedarf und Platzbedarf. Insbesondere bei kleinen Bauformen der Kraftmesszellen ist also die analoge Elektronik für die Integration und den Betrieb besonders vorteilhaft.at The analog force measurement signals is thus synchronization and speed practically for free. In addition, the analog processing results The force measuring signals significant savings in energy requirements and space requirements. Especially with small types of load cells so is the analog electronics for integration and the operation particularly advantageous.

Anders präsentiert sich die Situation bei der Verarbeitung und Übertragung der Diagnosesignale. Dort werden die individuellen Messsignale der einzelnen Sensoren oder der Kraftmesszellen für die unterschiedlichsten Diagnosefunktionen eingesetzt. So kann die Überlastung einer einzelnen Zelle für jedes Kraftmessmodul individuell erkannt werden.Different the situation presents itself during processing and transmission the diagnostic signals. There the individual measuring signals of the individual sensors or the load cells for the most diverse Diagnostic functions used. So can the overload a single cell for each force measurement module individually be recognized.

Die Signale werden allerdings ”nur” für Diagnosezwecke benutzt, sodass wesentlich geringere Anforderungen an die Messgenauigkeit und die Messgeschwindigkeit gestellt werden. Daher genügt normalerweise eine einfache Verarbeitung und einfache Übertragung der Diagnosesignale. Somit kann der entsprechende Aufwand wesentlich reduziert werden. Zum Beispiel könnte das Vorliegen eines Alarmzustandes oder Überlastungszustands mit einem einfachen Schalter erfasst und dieser Zustand mit einem Ein-Aus-Signal charakterisiert werden.The However, signals are "only" for diagnostic purposes used, so much lower demands on the measurement accuracy and the measuring speed are set. Therefore, normally enough a simple processing and easy transfer of Diagnostic signals. Thus, the corresponding effort can be essential be reduced. For example, the presence of an alarm condition could or overload condition with a simple switch detected and characterized this condition with an on-off signal become.

Im Unterschied zu einer Mehrfachwägevorrichtung, bei der das Kraftmesssignal und das Diagnosesignal der einzelnen Kraftmesszellen mit einer hohen Auflösung in jeder einzelnen Kraftmesszelle digitalisiert wird, ist die erfindungsgemässe Lösung sehr kostengünstig. Unter der Annahme, dass ein niedrig auflösender Analog-Digital-Wandler 3 Euro und ein hochauflösender Analog-Digital-Wandler 30 Euro kosten würden, zeigt das nachfolgende Beispiel die mit der Erfindung erzielbaren Einsparungen. Bei der hochauflösenden Lösung, mit einer Anzahl von 10 Kraftmesszellen, würde der Preis 10 Mal 30 Euro betragen, um die analogen Kraftmesssignale der einzelnen Kraftmesszellen und das Diagnosesignal digitalisiert an die Auswerteeinheit zu übertragen. Das heisst insgesamt 300 Euro. Bei der erfindungsgemässen Lösung, mit 10 Kraftmesszellen würde man 10 Analog-Digital-Wandler je 3 Euro für die einzelnen Diagnosesignale brauchen und dazu ein hochauflösender Analog-Digital-Wandler 30 Euro in der Auswerteeinheit für die Umwandlung des Kraftmesssignals benötigen, was lediglich Kosten von 60 Euro verursacht.in the Difference to a multi-weighing device, in which the Force measurement signal and the diagnostic signal of the individual load cells digitized with a high resolution in each individual load cell is, the inventive solution is very inexpensive. Assuming that a low-resolution analog-to-digital converter 3 euros and a high-resolution analog-to-digital converter 30 euros would cost, the example below shows the achievable savings of the invention. In the high-resolution Solution, with a number of 10 load cells, would the price 10 times 30 euros to the analog force signals the individual load cells and the diagnostic signal digitized to be transmitted to the evaluation unit. That means in total 300 Euro. In the inventive solution, with 10 load cells would give you 10 analog-to-digital converters each need 3 euros for the individual diagnostic signals and to a high-resolution analog-to-digital converter 30 euros in the evaluation unit for the conversion of the force measurement signal need, which only costs 60 euros.

Ausserdem ergeben sich viel geringere Anforderungen bezüglich dem Energiebedarf bei der Erzeugung und Weiterleitung dieser Diagnosesignale. Insbesondere ist die Geschwindigkeit der Erfassung und der Weiterleitung relativ unkritisch und liegt im Bereich von zehntel Sekunden oder auch einigen Sekunden oder Minuten. Daher kann der Aufwand zur Verarbeitung und Weiterleitung der Diagnosesignale entsprechend sehr tief gehalten werden. Ausserdem kann die entsprechend einfache Elektronik sehr kompakt hergestellt und leicht in sehr kleine Kraftmesszellen integriert werden.Moreover much lower requirements arise with respect to the Energy demand during generation and forwarding of these diagnostic signals. Especially the speed of detection and forwarding is relative uncritical and is in the range of tenths of a second or even a few Seconds or minutes. Therefore, the effort for processing and Forwarding the diagnostic signals kept very low accordingly become. In addition, the correspondingly simple electronics can be very compact and easily integrated into very small load cells become.

Durch die Erfindungsgemässe Lösung werden nun die Kraftmesssignale getrennt von den Diagnosesignalen verarbeitet und übertragen. Somit können Signalverarbeitung, Signalübertragung und die entsprechende Elektronik optimal an die unterschiedlichen Anforderungen angepasst werden. So steht das analoge Kraftmesssignal für genaue und schnelle Kraftmessungen und das Diagnosesignal zu Diagnosezwecken mit geringeren Anforderungen zur Verfügung.By The solution according to the invention will now be the force measuring signals processed and transmitted separately from the diagnostic signals. Thus, signal processing, signal transmission and the appropriate electronics optimally to the different Requirements are adjusted. This is the analog force signal for accurate and fast force measurements and the diagnostic signal for diagnostic purposes with lower requirements.

Durch die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe ergibt sich überraschenderweise eine Lösung mit einer Vielzahl von Vorteilen, wie Messgenauigkeit, Messgeschwindigkeit, Energieeffizienz und Platzersparnisse, die besonders bei modular aufgebauten Kraftmessvorrichtungen auf vorteilhafte Weise zusammenwirken. Beispielsweise ergibt die platzsparende analoge Elektronik mit einer einfachen Diagnoseeinheit ein günstiges und kompaktes Kraftmessmodul mit einem äusserst geringen Energieverbrauch. Somit erzeugt dieses Kraftmessmodul nur sehr wenig Wärme. Eine geringe Wärmeabgabe wiederum ist wichtig bei modularen Kraftmesszellen, um eine gegenseitige thermische Störung der Kraftmessmodule möglichst tief zu halten und somit eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen.By the inventive solution gives the task Surprisingly, a solution with a Variety of advantages, such as measuring accuracy, measuring speed, Energy efficiency and space savings, especially in modular design Force measuring devices cooperate in an advantageous manner. For example results in space-saving analogue electronics with a simple diagnostic unit a cheap and compact force measuring module with an extremely low energy consumption. Thus, this force measuring module generates only very little heat. A low heat emission in turn is important in modular load cells to provide a mutual Thermal disturbance of the force measuring modules as possible keep it low and thus achieve a high measuring accuracy.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mit der Diagnoseeinheit ein Parameter ermittelbar, welcher den Zustand des Kraftmessmoduls charakterisiert und welcher zur Erzeugung des Diagnosesignals dient. Dabei kann der Parameter eine Messgrösse oder eine zusammengesetzte Kombination von Messgrössen beispielsweise eine Kennzahl sein.In An advantageous embodiment of the invention is with the diagnostic unit a parameter can be determined which characterizes the state of the force measuring module and which serves to generate the diagnostic signal. It can the parameter is a measurand or compound For example, a combination of measured variables can be a key figure.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Diagnoseeinheit einen Temperatursensor auf und der Parameter charakterisiert eine Temperatur des Kraftmessmoduls und/oder die Diagnoseeinheit weist einen Stromsensor auf und der Parameter charakterisiert die Stromversorgung des Kraftmessmoduls und/oder die Diagnoseeinheit weist einen Spannungssensor auf und der Parameter charakterisiert die Versorgungsspannung des Kraftmessmoduls.In a further embodiment of the invention, the diagnostic unit a temperature sensor and the parameter characterizes a temperature of the force measuring module and / or the diagnostic unit has a current sensor on and the parameter characterizes the power supply of the force measuring module and / or the diagnostic unit has a voltage sensor and the parameter characterizes the supply voltage of the force measuring module.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Diagnoseeinheit mit der Kraftmesszelle des Kraftmessmoduls verbunden, und der Zustand des Kraftmessmoduls ist anhand des analogen Kraftmesssignals ermittelbar.In Another embodiment of the invention is the diagnostic unit connected to the load cell of the force measuring module, and the state of Force measuring module can be determined on the basis of the analog force measurement signal.

In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Kraftmessmodul einen Komparator auf, welcher zum Vergleich des Diagnosesignals mit mindestens einem vorgegeben Schwellwert und zur Erzeugung eines weiteren zu einem Resultat des Vergleichs korrespondierenden Signals dient, welches dann als Diagnosesignal weiterleitbar ist. Vorzugsweise wird das weitere Signal anhand eines Entscheidungskriteriums verglichen und bei Erfüllung oder Nichterfüllung ein entsprechendes Ereignis festgestellt. Gemäss diesem Ereignis können dann weitere Aktionen der Kraftmessvorrichtung ausgelöst werden. Zum Beispiel Registrierung des Ereignisses und dessen Zeitpunkt des Auftretens in einer Speichereinheit, Übertragung an eine Recheneinheit und/oder an eine Ausgabe mit entsprechenden Warnungen und/oder Alarmierungen. Durch den unmittelbaren Schwellwertvergleich kann die Menge der zu speichernden oder zu übermittelnden Daten auf ein Minimum reduziert werden.In a further preferred embodiment of the invention, the Force measuring module on a comparator, which compares the diagnostic signal with at least one predetermined threshold and for generating a further signal corresponding to a result of the comparison serves, which is then forwarded as a diagnostic signal. Preferably the other signal is compared on the basis of a decision criterion and in case of fulfillment or non-fulfillment, a corresponding event detected. According to this event can then further actions of the force measuring device are triggered. For example, registration of the event and its time occurrence in a memory unit, transmission to an arithmetic unit and / or an output with appropriate warnings and / or alarms. Through the immediate threshold comparison can be the amount of data to be stored or transmitted Data to be reduced to a minimum.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Verbindungseinheit, an welche mindestens ein erfindungsgemässes Kraftmessmodul betriebsfähig anschliessbar ist, wobei die Verbindungseinheit ein erstes Ausgangselement aufweist, um das analoge Kraftmesssignal als analoges Ausgangssignal an die Verarbeitungseinheit oder die Anzeigeeinheit weiterzuleiten, und wobei die Verbindungseinheit ein zweites Ausgangselement aufweist, welches einerseits mit der Diagnoseeinheit verbindbar ist und andererseits mit der Verarbeitungseinheit oder der Anzeigeeinheit verbindbar ist, um das Diagnosesignal an diese weiterzuleiten.Of Furthermore, the invention relates to a connection unit to which at least one force measuring module according to the invention is operable is connectable, wherein the connection unit, a first output element to the analog force measurement signal as an analog output signal to forward to the processing unit or the display unit, and wherein the connection unit has a second output element, which is on the one hand connected to the diagnostic unit and on the other connectable to the processing unit or the display unit is to pass the diagnostic signal to this.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Verbindungseinheit derart konfiguriert, dass das Diagnosesignal getrennt vom analogen Kraftmesssignal an das zweite Ausgangselement leitbar ist.In In another embodiment, the connection unit is configured in such a way that that the diagnostic signal separated from the analog force measurement signal to the second output element is conductive.

Ferner betrifft die Erfindung eine Verbindungseinheit mit mindestens zwei Eingangselementen, an welche jeweils ein Kraftmessmodul betriebsfähig anschliessbar ist, um jeweils ein analoges Kraftmesssignal zu empfangen, welches jeweils zur einer auf das jeweilige Kraftmessmodul einwirkenden Kraft korrespondiert, wobei die Verbindungseinheit mindestens ein erstes Ausgangselement aufweist, welches einerseits direkt oder über eine analoge Schaltung mit den mindestens zwei Eingangselementen verbunden ist und andererseits mit einer Verarbeitungseinheit oder einer Anzeigeeinheit verbindbar ist, um ein zu den mindestens zwei empfangenen Kraftmesssignalen korrespondierendes analoges Ausgangssignal an diese weiterzuleiten. Dabei weist die Verbindungseinheit eine Diagnoseeinheit auf, um den Zustand mindestens eines der mindestens zwei Kraftmessmodule und/oder der Verbindungseinheit zu bestimmen und/oder zu überwachen und ein zum Zustand korrespondierendes Diagnosesignal zu erzeugen. Ausserdem weist die Verbindungseinheit ein zweites Anschlusselement auf, welches einerseits mit der Diagnoseeinheit verbunden ist und andererseits mit der Verarbeitungseinheit und/oder der Anzeigeeinheit verbindbar ist, um das Diagnosesignal an diese weiterzuleiten. Dadurch können einfache, standardmässige Kraftmessmodule, welche lediglich ein analoges Kraftmesssignal erzeugen, an die erfindungsgemässe Verbindungseinheit angeschlossen werden. Somit ergibt sich eine besonders kostengünstige Kraftmessvorrichtung. Ausserdem kann die Diagnosefunktionalität bei einer bestehenden Kraftmessvorrichtung durch Auswechseln der Verbindungseinheit besonders einfach nachgerüstet werden.Further The invention relates to a connection unit with at least two Input elements to each of which a force measuring module operable is connectable to each receive an analog force measurement signal, which each act on one of the respective force measuring module Force corresponds, wherein the connection unit at least one having first output element, which on the one hand directly or via an analog circuit connected to the at least two input elements and on the other hand with a processing unit or a display unit is connectable to one of the at least two received force measurement signals corresponding analog output signal to forward this. In this case, the connection unit has a diagnostic unit to the Condition of at least one of the at least two force measuring modules and / or determine and / or monitor the connection unit and to generate a diagnostic signal corresponding to the state. In addition, the connection unit has a second connection element on, on the one hand connected to the diagnostic unit and on the other hand with the processing unit and / or the display unit is connectable to forward the diagnostic signal to this. Thereby can be simple, standard force measuring modules, which generate only an analog force measurement signal to the invention Connection unit to be connected. This results in a particularly cost-effective force measuring device. Moreover can diagnose functionality in an existing force measuring device especially easy to retrofit by changing the connection unit become.

In gleicher Weise wie bei einer Anordnung der Diagnoseeinheit in der Kraftmessvorrichtung kann auch bei der Anordnung der Diagnoseeinheit in der Verbindungseinheit ein Parameter ermittelt werden, welcher jeweils den Zustand der Kraftmessmodule charakterisiert und welcher zur Erzeugung des Diagnosesignals dient. Dieser Parameter kann ebenfalls die Temperatur, die Stromversorgung oder die Versorgungsspannung der jeweiligen Kraftmessmodule und/oder die Temperatur, die Stromversorgung oder die Versorgungsspannung der Verbindungseinheit charakterisieren. Ausserdem kann auch die Verbindungseinheit einen Komparator aufweist, welcher zum Vergleich des Diagnosesignals und/oder des Kraftmesssignals mit mindestens einem vorgegeben Schwellwert und zur Erzeugung eines weiteren zu einem Resultat des Vergleichs korrespondierenden Signals dient, welches dann als Diagnosesignal weitergeleitet werden kann Vorzugsweise ist die Diagnoseeinheit mit den Eingangselementen verbunden, um die Kraftmesssignale zu empfangen und wobei anhand dieser Kraftmesssignale und gegebenenfalls einer weiteren Verarbeitung, das Diagnosesignal erzeugbar ist.In the same way as with an arrangement of the diagnostic unit in the force measuring device, a parameter can also be determined in the arrangement of the diagnostic unit in the connection unit, which respectively characterizes the state of the force measuring modules and which serves to generate the diagnostic signal. This parameter can also characterize the temperature, the power supply or the supply voltage of the respective force measuring modules and / or the temperature, the power supply or the supply voltage of the connection unit. In addition, the connection unit may also have a comparator which serves to compare the diagnostic signal and / or the force measuring signal with at least one predetermined threshold value and to generate another signal corresponding to a result of the comparison, which can then be forwarded as a diagnostic signal unit connected to the input elements to receive the force measuring signals and wherein based on these force measuring signals and optionally further processing, the diagnostic signal can be generated.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Diagnoseeinheit mindestens einen niedrig auflösenden, insbesondere einen 8-bit oder einen 12-bit, und/oder einen kostengünstigen Analog-Digital-Wandler auf, um mindestens ein empfangenes Kraftmesssignal in ein digitales Signal zu wandeln, welches dann zur Erzeugung des Diagnosesignals dient.In In a further embodiment, the diagnostic unit has at least a low-resolution, especially an 8-bit or a 12-bit, and / or a low-cost analog-to-digital converter on to at least one received force measurement signal in a digital Convert signal, which then serves to generate the diagnostic signal.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verbindungseinheit derart konfiguriert, dass das Diagnosesignal direkt oder über eine Konzentrationsstufe, insbesondere über ein Bussystem oder über einen Multiplexer, an das zweite Anschlusselement leitbar ist. Dadurch kann der Verkablungsaufwand reduziert und eine kostengünstige Lösung, insbesondere bei einer Vielzahl von Kraftmessmodulen, erreicht werden.In In a preferred embodiment, the connection unit is such configures the diagnostic signal directly or via a concentration level, in particular via a bus system or via a multiplexer, to the second connection element is conductive. As a result, the Verkablungsaufwand can be reduced and a cost-effective solution, especially in one Variety of force measuring modules, can be achieved.

In einem weiteren erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel ist die Verbindungseinheit derart konfiguriert, dass das Diagnosesignal über eine eigene und/oder zugehörige Verbindungsleitung, insbesondere als digitales und/oder bidirektionales Signal und/oder als paketvermittelte und/oder protokollbasierte Kommunikation, an die Verarbeitungseinheit und/oder Anzeigeeinheit weiterleitbar ist. Dadurch können die Diagnoseinformationen mit marktüblichen Kommunikationsmitteln insbesondere bei einer Vielzahl von Kraftmessmodulen, kostengünstig und effizient übertragen werden.In a further inventive embodiment the connection unit is configured such that the diagnostic signal via a separate and / or associated connection line, in particular as a digital and / or bidirectional signal and / or as a packet-switched and / or protocol-based communication to the processing unit and / or Display unit is forwarded. This allows the diagnostic information with commercially available means of communication, in particular at a variety of force measuring modules, inexpensive and efficiently transmitted become.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die analoge Schaltung mindestens zwei, den Kraftmessmodulen zugeordnete Isolations-Widerstände auf, mittels welchen aus den analogen Kraftmesssignalen das analoge Ausgangssignal erzeugbar ist und durch welche die analogen Kraftmesssignale als weitgehend unabhängige Signale an die Diagnoseeinheit weiterleitbar sind. Dabei werden die Isolations-Widerstände vorzugsweise hochohmig dimensioniert um eine gute gegenseitige Trennung der Kraftmesssignale zu erreichen. Vorzugsweise liegt der Widerstandswert der einzelnen Isolations-Widerstände bei dem ca. zehnfachen des Ausgangswiderstands der Kraftmesszellen. Dadurch kann das Übersprechen der analogen Kraftmesssignale zwischen den einzelnen Kraftmesszellen gering gehalten werden. Ansonsten, also ohne die Isolations-Widerstände, würden die Kraftmesssignale einfach nur dem Summensignal entsprechen.In In a further embodiment, the analog circuit has at least two, the force measuring modules associated insulation resistors on, by means of which from the analog force measuring signals the analogue Output signal is generated and through which the analog force signals as largely independent signals to the diagnostic unit forwarded are. In this case, the insulation resistors are preferably high impedance dimensioned for a good mutual separation of the force measuring signals to reach. Preferably, the resistance value of the individual Insulation resistors at about ten times the output resistance the load cells. As a result, the crosstalk of the analog force measuring signals between the individual load cells be kept low. Otherwise, without the insulation resistors, would the force measuring signals just the sum signal correspond.

Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftmessvorrichtung, insbesondere eine Wagevorrichtung, mit einer Auswerteeinheit und/oder Anzeigeeinheit, mit mindestens einem erfindungsgemässen Kraftmessmodul oder mit einer erfindungsgemässen Verbindungseinheit, an welche mindestens zwei Kraftmessmodule betriebsfähig angeschlossen sind, wobei die Kraftmessvorrichtung mindestens zwei getrennte Verbindungen aufweist um das Kraftmesssignal und das mindestens eine Diagnosesignal getrennt zu übertragen.Further The invention relates to a force measuring device, in particular a Weighing device, with an evaluation unit and / or display unit, with at least one force measuring module according to the invention or with a connection unit according to the invention which at least two force measuring modules operably connected are, wherein the force measuring device at least two separate compounds comprises the force measuring signal and the at least one diagnostic signal transferred separately.

Einzelheiten des erfindungsgemässen Kraftmessmoduls, der Verbindungseinheit und der entsprechenden Kraftmessvorrichtung ergeben sich anhand der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:details the force measuring module according to the invention, the connection unit and the corresponding force measuring device will be apparent from the description of the embodiments illustrated in the drawings. Show it:

1 in stark vereinfachter schematischer Darstellung einer Waage 1 in beispielhafter Ausgestaltung mit zwei gleichartigen Wägemodulen 40, 41 im Schnitt, welche jeweils eine Wägezelle 10 und einen Temperatursensor 15 aufweisen, wobei die analogen Wägesignale SL1 und SL2 sowie die Diagnosesignale SD1 und SD2 der Temperatursensoren 15 in einer Verbindungseinheit 50 zusammengefasst und als analoges Summensignal SL und als Diagnosesignal SD an einen Leitrechner 60 übertragen werden; 1 in a highly simplified schematic representation of a balance 1 in an exemplary embodiment with two similar weighing modules 40 . 41 on average, each one a load cell 10 and a temperature sensor 15 wherein the analog weighing signals SL1 and SL2 and the diagnostic signals SD1 and SD2 of the temperature sensors 15 in a connection unit 50 summarized and as an analog sum signal SL and as a diagnostic signal SD to a host computer 60 be transmitted;

2 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Wägemoduls 40 gemäss 1 in beispielhafter Ausgestaltung, mit einer Analog-Schaltung AC in Form einer Brückenschaltung über der Kraftmesszelle 10 und einer Diagnoseeinheit DU, welche jeweils über zugehörige Anschlusselemente TD1a, TD1b mit der Verbindungseinheit 50 oder dem Leitrechner 60 verbindbar sind; 2 a simplified block diagram of a weighing module 40 according to 1 in an exemplary embodiment, with an analog circuit AC in the form of a bridge circuit across the load cell 10 and a diagnostic unit DU, which in each case via associated connection elements TD1a, TD1b with the connection unit 50 or the host computer 60 are connectable;

3 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Waage 1 gemäss 1 mit zwei Kraftmessmodulen 40 und 41 gemäss 2, wobei in der Verbindungseinheit 50 das Summensignal SL durch eine analoge Schaltung AC und das Diagnosesignal SD durch ein Bussystem BUS zusammengefasst werden; 3 a simplified block diagram of a balance 1 according to 1 with two force measuring modules 40 and 41 according to 2 , wherein in the connection unit 50 the sum signal SL is combined by an analog circuit AC and the diagnostic signal SD by a bus system BUS;

4 das Blockschaltbild gemäss 3, wobei jedoch die Diagnoseeinheiten der Kraftmessmodule 40 und 41 in einer gemeinsamen Diagnoseeinheit DU zusammengefasst sind, welche in der Verbindungseinheit 50 angeordnet ist. 4 the block diagram according to 3 However, the diagnostic units of the force measuring modules 40 and 41 are summarized in a common diagnostic unit DU, which in the connection unit 50 is arranged.

1 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung einer Waage 1 in beispielhafter Ausgestaltung im Schnitt, auf welche eine symbolisch dargestellte Kraft L einwirkt. Die Waage 1 weist ein Gehäuse 20 auf, in dessen Innenraum zwei gleichartige Wägemodule 40 und 41 angeordnet sind, welche jeweils eine Kraftmesszelle 10 und einen Temperatursensor 15 aufweisen. Die Wägezellen 10 weisen jeweils einen feststehenden Teil 11 und einen beweglichen Teil 12 auf, die durch einen Mittelteil 13 miteinander über Biegestellen verbunden sind. Der jeweilige feststehende Teil 11 ist über den gehäusefesten Support 21 mit dem Gehäuse 20 starr verbunden. Eine ausserhalb des Gehäuses 20 angeordnete Kraftaufnahme 30 in Form einer Waagschale, auf die die Last L einwirkt, ist jeweils über ein Gestänge 31 mit den beweglichen Teilen 12 der jeweiligen Wägezellen 10 verbunden. Die beiden Gestänge 31 durchdringen das Gehäuse 20 berührungsfrei durch entsprechende Gehäusedurchführungen 22. Somit wird die einwirkende Last L in Form von zwei Teillasten L1 und L2 aufgeteilt und an die jeweiligen Wägezellen 10 weitergeleitet. 1 shows in a highly simplified schematic representation of a balance 1 in an exemplary embodiment in section, to which a symbolically represented force L acts. The Libra 1 has a housing 20 on, in whose interior two similar weighing modules 40 and 41 are arranged, which each have a load cell 10 and a temperature sensor 15 exhibit. The load cells 10 each have a fixed part 11 and a moving part 12 on, by a mit telteil 13 connected to each other via bending points. The respective fixed part 11 is about the house-fixed support 21 with the housing 20 rigidly connected. One outside the case 20 arranged force absorption 30 in the form of a weighing pan, on which the load L acts, is in each case via a linkage 31 with the moving parts 12 the respective load cells 10 connected. The two linkages 31 penetrate the housing 20 Non-contact through corresponding housing feedthroughs 22 , Thus, the applied load L is divided in the form of two partial loads L1 and L2 and to the respective load cells 10 forwarded.

Somit wirkt auf jede Kraftmesszelle die entsprechende Teillast L1 oder L2 ein. Die Gehäusedurchführungen 22 sind derart ausgebildet, dass ein Eindringen von Verunreinigungen möglichst vermieden oder zumindest stark reduziert wird. In gleicher Weise können eine Vielzahl von Kraftmessmodule, insbesondere vier oder acht Kraftmessmodule, in der Kraftmessvorrichtung angeordnet sein.Thus, the corresponding partial load L1 or L2 acts on each load cell. The housing feedthroughs 22 are designed such that the penetration of impurities is avoided or at least greatly reduced as far as possible. In the same way, a plurality of force measuring modules, in particular four or eight force measuring modules, can be arranged in the force measuring device.

Jede Wägezelle 10 weist vier Kraftsensoren 14 auf, welche eine Positionsänderung des beweglichen Teils 12 und damit eine damit verbundene Deformation und eine dementsprechende Kraft erfassen. Somit erzeugen die Kraftsensoren 14 ein zur jeweils einwirkenden Teillast L1 und L2 korrespondierendes Wägesignal SL1 beziehungsweise SL2. Der Einfachheit halber wird die Kraftmesszelle 10 nur mit einem Kraftsensor 14 dargestellt. Typischerweise werden jedoch vier Kraftsensoren 14 verwendet, jeweils einer an jeder Biegestelle zwischen dem Mittelteil 13 und dem feststehenden Teil 11 oder zwischen dem Mittelteil 13 dem beweglichen Teil 12. Diese vier Kraftsensoren 14 sind über eine Brückenschaltung verbunden (nicht dargestellt), um das Wägesignal SL1 beziehungsweise SL2 zu erzeugen. Um die einwirkende Last zu ermitteln, müssen die Wägesignale SL1 und SL2 der einzelnen Kraftmessmodule 40 und 41 addiert werden, da es sich um die Kraftmesssignale der Teillasten L1 und L2 handelt. Deshalb weisen in der Regel die Kraftmessmodule 40 und 41 selbst keine Anzeigeeinheit 70 auf.Every load cell 10 has four force sensors 14 on which a change in position of the movable part 12 and thus capture an associated deformation and a corresponding force. Thus, the force sensors generate 14 a corresponding to the respective partial load L1 and L2 corresponding weighing signal SL1 or SL2. For simplicity, the load cell 10 only with a force sensor 14 shown. Typically, however, four force sensors 14 used, one at each bending point between the middle part 13 and the fixed part 11 or between the middle part 13 the moving part 12 , These four force sensors 14 are connected via a bridge circuit (not shown) to generate the weighing signal SL1 and SL2, respectively. In order to determine the acting load, the weighing signals SL1 and SL2 of the individual force measuring modules must be 40 and 41 are added, since it is the force measuring signals of the part loads L1 and L2. Therefore usually have the force measuring modules 40 and 41 even no display unit 70 on.

Als Kraftsensoren 14 werden bevorzugt Dehnmessstreifen gemäss der DMS-Technologie eingesetzt. Dabei werden Wägezellen mit einem elastischen Verformungskörper verwendet, auf dem elektrische Widerstandsfolien (Dehnungsmessstreifen DMS) aufgebracht sind. Die Dehnungsmessstreifen ändern bei einer Verformung ihren Widerstandswert, der als Mass für die auf den beweglichen Teile 12 einwirkende Teillast L1 und L2 verwendet wird. Durch geeignete Konstruktion wird sichergestellt, dass diese Widerstandsänderung proportional zur einwirkenden Teillast L1 und L2 verläuft.As force sensors 14 Strain gauges are preferably used according to the DMS technology. In this case, load cells are used with an elastic deformation body, on which electrical resistance films (strain gauges DMS) are applied. The strain gauges change their resistance during deformation, which is a measure of that on the moving parts 12 acting part load L1 and L2 is used. Suitable design ensures that this change in resistance is proportional to the applied partial load L1 and L2.

In den Kraftmessmodulen 40 und 41 können aber auch Kraftmesszellen 10 eingesetzt werden, welche auf dem Prinzip der Kraftkompensation basieren. Bei Waagen mit elektromagnetischer Kraftkompensation wird im Luftspalt eines Permanentmagnetsystems eine bewegliche Kompensationsspule von einem lastabhängigen Kompensationsstrom durchflossen und dadurch auf konstanter Höhe gehalten. Der Kompensationsstrom oder Messstrom wird als Mass für die auf die Kompensationsspule einwirkende Last verwendet.In the force measuring modules 40 and 41 but also can load cells 10 are used, which are based on the principle of force compensation. In scales with electromagnetic force compensation a movable compensation coil is traversed by a load-dependent compensation current in the air gap of a permanent magnet system and thereby kept at a constant level. The compensation current or measuring current is used as a measure of the load acting on the compensation coil.

Ausserdem weist jede Wägezelle 10 einen Temperatursensoren 15 auf, welcher jeweils die Temperatur der Kraftmesszelle 10 erfasst und ein dazu korrespondierendes Temperaturmesssignal SD1 beziehungsweise SD2 erzeugt. Der Temperatursensor 15 kann aber auch in einigem Abstand von der Kraftmesszelle 10 angeordnet sein, um die unmittelbare Umgebungstemperatur der Kraftmesszelle 10 zu erfassen.In addition, each load cell points 10 a temperature sensors 15 on, which in each case the temperature of the load cell 10 detected and generates a corresponding temperature measurement signal SD1 or SD2. The temperature sensor 15 but also at some distance from the load cell 10 be arranged to the immediate ambient temperature of the load cell 10 capture.

Des weiteren können auch andere Typen von Sensoren verwendet werden, um andere, für die Diagnose geeignete Grössen zu erfassen, zum Beispiel die Feuchtigkeit, die Strom- und/oder Spannungsversorgung, die anteilmässig einwirkende Kraft L oder die Teillast L1 und L2 oder weitere Kraftwirkungen oder Beschleunigungen der Kraftmesszelle 10, aber auch indirekte Grössen, beispielsweise die freie Beweglichkeit der Kraftzuführung mittels eines an der Kraftzuführung oder Kraftweiterleitung angeordneten Beschleunigungssensors. Vorzugsweise wird in letzterem Fall das Kraftmesssignal SL1 oder SL2 der Kraftmesszelle 10 zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustands des Kraftmessmoduls 40 herangezogen und anhand diese Kraftmesssignals SL1 oder SL2 ein dazu korrespondierendes Diagnosesignal SD1 beziehungsweise SD2 erzeugt. Die Diagnosesignal SD1 und/oder SD2 können analoge Signale, vorzugsweise jedoch digitale Kraftmesssignale oder digitale Messwerte sein.Furthermore, other types of sensors may be used to detect other variables suitable for diagnosis, for example humidity, current and / or voltage supply, pro-rata force L or partial loads L1 and L2 or other force actions, or Accelerations of the load cell 10 , but also indirect quantities, for example, the free mobility of the power supply by means of an arranged on the power supply or force transmission acceleration sensor. Preferably, in the latter case, the force measuring signal SL1 or SL2 of the load cell 10 for determining and / or monitoring the state of the force measuring module 40 used and generated on the basis of this force measurement signal SL1 or SL2 a corresponding diagnostic signal SD1 or SD2. The diagnostic signal SD1 and / or SD2 may be analog signals, but preferably digital force measuring signals or digital measured values.

Jedes Kraftmessmodul 40 und 41 ist über eine erste Modul-Verbindungsleitung 45 mit einer Verbindungseinheit 50 verbunden, um die von Kraftsensoren 14 erzeugte Kraftmesssignale SL1 und SL2 an die Verbindungseinheit 50 weiterzuleiten. Ferner ist jedes Kraftmessmodul 40 und 41 über eine zweite Modul-Verbindungsleitung 46 mit der Verbindungseinheit 50 verbunden um auch die von Temperatursensoren 15 erzeugte Temperaturmesssignale SD1 und SD2 an die Verbindungseinheit 50 weiterzuleiten.Every force measuring module 40 and 41 is via a first module connection line 45 with a connection unit 50 connected to the force sensors 14 generated force measuring signals SL1 and SL2 to the connection unit 50 forward. Furthermore, each force measuring module 40 and 41 via a second module connection line 46 with the connection unit 50 connected to those of temperature sensors 15 generated temperature measurement signals SD1 and SD2 to the connection unit 50 forward.

In der Verbindungseinheit 50 werden die zwei analogen Kraftmesssignale SL1 und SL2 zu einem analogen Summensignal SL und die Temperaturmesssignale SD1 und SD2 zu einem Diagnosesignal SD zusammengefasst, beispielsweise wie in den folgenden Ausführungsbeispielen gezeigt, mittels einem Summenoperator, einem Multiplexer oder einen Bus.In the connection unit 50 For example, as shown in the following embodiments, the two analog force measuring signals SL1 and SL2 are combined into one analog sum signal SL and the temperature measuring signals SD1 and SD2 are combined into a diagnostic signal SD a sum operator, a multiplexer or a bus.

Die Verbindungseinheit 50 ist über zwei unabhängige Haupt-Verbindungsleitungen, nämlich einer ersten Haupt-Verbindungsleitung 55, dem sogenannte Home-Run-Kabel, und einer zweiten Haupt-Verbindungsleitung 56 mit einem Leitrechner 60 verbunden. Dabei wird über die erste Haupt-Verbindungsleitung 55 das analoge Summensignal SL und über die zweite Haupt-Verbindungsleitung 56 das Diagnosesignal SD zum Leitrechner 60 geleitet. Im Leitrechner 60 wird das analoge Summensignal SL und das Diagnosesignal SD ausgewertet und auf der im Leitrechner 60 integrierten Anzeigeeinheit 70 dargestellt. Der Leitrechner kann ein separate Bedienungskonsole oder ein Teil eines Prozessleitsystems sein. Ferner können die Module 40 und 41 aber auch direkt mit dem Leitrechner 60 verbunden sein (gestrichelt gezeichnet).The connection unit 50 is via two independent main connection lines, namely a first main connection line 55 , the so-called home-run cable, and a second main connection line 56 with a host computer 60 connected. It is via the first main connection line 55 the analog sum signal SL and the second main connection line 56 the diagnostic signal SD to the host 60 directed. In the master computer 60 the analog sum signal SL and the diagnostic signal SD is evaluated and on in the master computer 60 integrated display unit 70 shown. The master computer can be a separate operator console or part of a process control system. Furthermore, the modules 40 and 41 but also directly with the master computer 60 be connected (dashed lines).

Die analogen Kraftmesssignale SL1 und SL2 und das analoge Summensignal SL werden durch unidirektionale Übertragung von den Kraftmessmodul oder den Wägezellen an Verarbeitungseinheit 60 oder den Leitrechner 60 übertragen. Die Übertragung der Diagnosesignal SD1, SD2 und SD erfolgt über eine eigene und/oder zugehörige Verbindungsleitung in beliebiger Form, zum Beispiel können die Diagnosesignal SD1, SD2 und SD als digitales und/oder bidirektionales Signal und/oder mittels einer paketvermittelte und/oder protokollbasierte Kommunikation übertragen werden. Je nach Konfiguration der Kraftmessmodule 40 und 41 und des Leitrechners 60 werden die Diagnosesignal SD1, SD2 und SD selbständig kontinuierlich oder periodisch und/oder zufällig oder nach Auftreten einer Veränderung an Leitrechner 60 übertragen. Selbstverständlich kann der Leitrechner 60 die Signale auch beim den Kraftmessmodulen 40 und 41 kontinuierlich, periodisch oder nach dem Zufallsprinzip abrufen.The analog force measuring signals SL1 and SL2 and the analog sum signal SL are transmitted to the processing unit by unidirectional transmission from the force measuring module or the weighing cells 60 or the host computer 60 transfer. The transmission of the diagnostic signal SD1, SD2 and SD via its own and / or associated connection line in any form, for example, the diagnostic signal SD1, SD2 and SD as a digital and / or bidirectional signal and / or by means of a packet-switched and / or protocol-based communication be transmitted. Depending on the configuration of the force measuring modules 40 and 41 and the host computer 60 the diagnostic signal SD1, SD2 and SD are automatically continuous or periodically and / or randomly or after a change to host computer 60 transfer. Of course, the host computer 60 the signals also at the force measuring modules 40 and 41 continuously, periodically or randomly.

2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Wägemoduls 40 gemäss 1 in beispielhafter Ausgestaltung, mit vier Anschlusselementen TL1a, TL1b, TD1a und TD1b. Dabei ist die Kraftmesszelle 10 mit einer Analog-Schaltung AC in Form einer Brückenschaltung verbunden, um ein Kraftmesssignal SL1 in Form von zwei symmetrischen Signalkomponenten zu erzeugen. Diese beiden Signalkomponenten der Analog-Schaltung AC werden jeweils über zwei Isolations-Widerstände R an das zugehörige erste Anschlusselement TL1a und TL1b weitergeleitet. 2 shows a simplified block diagram of a weighing module 40 according to 1 in an exemplary embodiment, with four connection elements TL1a, TL1b, TD1a and TD1b. Here is the load cell 10 is connected to an analog circuit AC in the form of a bridge circuit to generate a force measuring signal SL1 in the form of two symmetrical signal components. These two signal components of the analog circuit AC are each forwarded via two isolation resistors R to the associated first connection element TL1a and TL1b.

Ausserdem weist das Wägemodul 40 eine Diagnoseeinheit DU auf, welche wiederum einen Differenzverstärker D, einen Analog-Digital-Wandler A/D eine digitale Verarbeitungseinheit PU, einen Speicher MEM, das zweites Anschlusselement TD1a und TD1b aufweist.In addition, the weigh module has 40 a diagnostic unit DU, which in turn has a differential amplifier D, an analog-to-digital converter A / D, a digital processing unit PU, a memory MEM, the second connection element TD1a and TD1b.

Die die beiden Eingänge des Differenzverstärkers D sind mit der Analog-Schaltung AC verbunden, sodass die beiden symmetrischen Signalkomponenten der Wägezelle 10 dem Differenzverstärkers D zugeleitet werden. Der Differenzverstärkers D bildet ein Ausgangssignal, welches nach einer Wandlung durch den Analog-Digital-Wandler A/D der digitale Verarbeitungseinheit PU zugeführt wird. Die digitale Verarbeitungseinheit PU ist mit ihrem Ausgang mit dem dritten Anschlusselement TD1a und dem vierten Anschlusselement TD1b verbunden, sodass das von der Verarbeitungseinheit PU erzeugt Diagnosesignal SD an diese weitergeleitet wird. Ausserdem ist die Verarbeitungseinheit PU mit einem Speicher MEM verbunden um dort digitale Werte abzuspeichern und bei Bedarf wieder auszulesen.The two inputs of the differential amplifier D are connected to the analog circuit AC, so that the two symmetrical signal components of the load cell 10 be fed to the differential amplifier D. The differential amplifier D forms an output signal, which is supplied to the digital processing unit PU after a conversion by the analog-to-digital converter A / D. The digital processing unit PU is connected at its output to the third connection element TD1a and the fourth connection element TD1b, so that the diagnostic signal SD generated by the processing unit PU is forwarded to it. In addition, the processing unit PU is connected to a memory MEM in order to store digital values there and, if necessary, to read them out again.

Im Speicher MEM können vorgegebene Schwellwerte und Auswerteprogramme aber auch Daten zur Verifizierung oder Überprüfung auf Plausibilität der Diagnosesignale abgelegt werden. Ferner können auch Daten zur Kommunikationssteuerung oder zur Identifizierung des Kraftmessmoduls oder der Kraftesszelle abgelegt sein. Ferner können auch Grössen wie Kalibrierfaktoren, Korrekturfaktoren, Eichwerte oder Temperaturkoeffizienten im Speicher abgelegt und zur Auswertung der Kraftmesssignale herangezogen werden.in the Memory MEM can preset thresholds and evaluation programs but also data for verification or verification plausibility of the diagnostic signals are stored. Furthermore, data for communication control or filed to identify the force measuring module or the force cell be. Furthermore, variables such as calibration factors, Correction factors, calibration values or temperature coefficients are stored in the memory and used to evaluate the force measurement signals.

Über die Anschlusselemente TL1a, TL1b, TD1a und TD1b ist das Wägemodul 40 mit dem Leitrechner 60 verbindbar, um das Summensignal SL1 und das Diagnosesignal SD1 an den Leitrechner 60 zu übertragen. Zur übersichtlichen Darstellung sind die Anschlusselemente TL1a und TL1b zu einem ersten Anschlusselemente TL1 und die Anschlusselemente TD1a und TD1b zu einem zweiten Anschlusselemente TD1 zusammengefasst. Ausserdem werden die Signale SL und SD direkt, getrennt und pro Wägemodul 40 individuell zum Leitrechner 60 übertragen. Sie können aber auch, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel, über eine Verbindungseinheit 50 geführt werden.Via the connecting elements TL1a, TL1b, TD1a and TD1b is the weighing module 40 with the host computer 60 connectable to the sum signal SL1 and the diagnostic signal SD1 to the master computer 60 transferred to. For clarity of illustration, the connection elements TL1a and TL1b are combined to form a first connection element TL1 and the connection elements TD1a and TD1b are combined to form a second connection element TD1. In addition, the signals SL and SD are directly, separately and per weighing module 40 individually to the master computer 60 transfer. But you can also, as in the previous embodiment, via a connection unit 50 be guided.

Die Stromversorgung der Diagnoseeinheit DU erfolgt mit der Speisung PS des Kraftmessmoduls 40, 41, der Kraftmesszelle 10 oder durch separate Verbindungen. Die Stromversorgung der Diagnoseeinheit DU über die Speisung PS und der Erdung GND ist schematisch durch entsprechende Pfeile dargestellt.The power supply of the diagnostic unit DU is done with the supply PS of the force measuring module 40 . 41 , the load cell 10 or by separate connections. The power supply of the diagnostic unit DU via the supply PS and the ground GND is shown schematically by corresponding arrows.

3 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Waage 1 gemäss 1 mit zwei Kraftmessmodulen 40 und 41 gemäss 2, welche jeweils mit einer Verbindungseinheit 50 verbunden sind. 3 shows a simplified block diagram of a balance 1 according to 1 with two force measuring modules 40 and 41 according to 2 , each with a connection unit 50 are connected.

Dabei sind die ersten Anschlusselemente TL1a und TL1b des Kraftmessmoduls 40 der 2, über welche die Signalkomponenten des analogen Kraftmesssignals SL1 geführt sind, zu einem analogen Anschlusselemente TL1 zusammengefasst. In entsprechender Weise sind die Anschlusselemente TD1a und TD1b des ersten Kraftmessmoduls 40 der 2, über welche die Signalkomponenten des Diagnosesignals SD1 geführt sind, zu einem zweiten Anschlusselemente TD1 zusammengefasst.Here are the first connection elements TL1a and TL1b of the force measuring module 40 of the 2 , over which the signal components of the analog force measuring signal SL1 are guided, are combined to form an analog connection element TL1. In a corresponding manner, the connection elements TD1a and TD1b of the first force measuring module 40 of the 2 , via which the signal components of the diagnostic signal SD1 are guided, are combined to form a second connection element TD1.

Die Verbindungseinheit 50 weist eine Analog-Schaltung AC* (* steht für eine in der Verbindungseinheit 50 angeordnete Analog-Schaltung) und für jedes Kraftmessmodul 40 und 41 eine Kalibriereinheit CAL auf, welche jeweils einerseits mit einem Isolations-Widerstand R und andererseits über die Modul-Verbindungsleitung 45 mit den Anschlusselementen TL1 und TL2 der Kraftmessmodule 40 und 41 verbunden ist. Dabei kann die Kalibriereinheit CAL auf vielfältige Weise, beispielsweise als verstellbares Widerstandsnetzwerk, aufgebaut sein. Die Isolations-Widerstände R sind über einen Verbindungspunkt und das Ausgangselement TL mit der Haupt-Verbindungsleitung 55 verbunden. Somit werden die analogen Kraftmesssignale SL1 und SL2 jeweils über die Kalibriereinheit CAL und den Isolations-Widerstand R an den Verbindungspunktspunkt geführt, an welchen die beiden Signale auf analoge Weise summiert werden. Das resultierende analoge Ausgangssignal SL wird in Form eines analogen Summensignals SL über das Anschlusselement TL und über die erste Verbindungsleitung 55 an die Verarbeitungseinheit 60 beziehungsweise an den Leitrechner 60 weitergeleitet.The connection unit 50 has an analog circuit AC * (* stands for one in the connection unit 50 arranged analog circuit) and for each force measuring module 40 and 41 a calibration unit CAL, which in each case on the one hand with an insulation resistance R and on the other hand via the module connecting line 45 with the connection elements TL1 and TL2 of the force measuring modules 40 and 41 connected is. The calibration unit CAL can be constructed in a variety of ways, for example as an adjustable resistance network. The isolation resistors R are connected through a connection point and the output element TL is connected to the main connection line 55 connected. Thus, the analog force measuring signals SL1 and SL2 are respectively fed via the calibration unit CAL and the insulation resistor R to the connection point point at which the two signals are summed in an analogous manner. The resulting analog output signal SL is in the form of an analog sum signal SL via the connection element TL and via the first connection line 55 to the processing unit 60 or to the master computer 60 forwarded.

Ausserdem weist die Verbindungseinheit 50 ein Bussystem BUS auf, welches einerseits über die Modul-Verbindungsleitung 46 mit den digitalen Anschlusselementen TD1, TD2 den Kraftmessmodulen 40 und 41 verbunden ist, um das digitale Diagnosesignal SD1 des ersten Kraftmessmoduls 40 und das digitale Diagnosesignal SD2 des zweiten Kraftmessmoduls 41 zusammenzuführen. Daraus wird das digitale Diagnosesignal SD gebildet, welches über das Anschlusselement TD und über die zweite Verbindungsleitung 56 an den Leitrechner 60 weitergeleitet wird.In addition, the connection unit has 50 a bus system BUS, which on the one hand via the module connection line 46 with the digital connection elements TD1, TD2 the force measuring modules 40 and 41 connected to the digital diagnostic signal SD1 of the first force measuring module 40 and the digital diagnostic signal SD2 of the second force measuring module 41 merge. From this, the digital diagnostic signal SD is formed, which is transmitted via the connection element TD and via the second connection line 56 to the master computer 60 is forwarded.

Das Zusammenführen kann auf vielfältige Weise erfolgen, beispielsweise gemäss bekannten Kommunikationsprotokollen und/oder Signalkombinationen. Ausserdem könnte statt einem Bussystem BUS auch ein Multiplexer eingesetzt werden, der gemäss einer Zeitsteuerung die Diagnosesignale SD1 und SD2 zu einem einzelnen Diagnosesignal SD zusammenführt. Vorzugsweise wird das Bussystem bis an den Leitrechner 60 geführt, sodass die Diagnosesignale SD1 und SD2 der Kraftmessmodule 40 und 41 unmittelbar das digitale Diagnosesignal SD bilden.The merging can take place in a variety of ways, for example according to known communication protocols and / or signal combinations. In addition, instead of a bus system BUS, it would also be possible to use a multiplexer which combines the diagnostic signals SD1 and SD2 into a single diagnostic signal SD in accordance with a time control. Preferably, the bus system is up to the host computer 60 so that the diagnostic signals SD1 and SD2 of the force measuring modules 40 and 41 directly form the digital diagnostic signal SD.

4 zeigt ein Blockschaltbild gemäss 3, wobei jedoch die Diagnoseeinheit DU* in der Verbindungseinheit 50 angeordnet ist (* steht für eine in der Verbindungseinheit 50 angeordnete Diagnoseeinheit). Bei diesem Ausführungsbeispiel werden nur einfach aufgebaute, analoge Wägemodule 140 und 141 über ein erstes Eingangselement TE1 und ein zweites Eingangselement TE2 mit der Verbindungseinheit 50 verbunden. Diese beiden Wägemodule 140 und 141 erzeugen jeweils ein analoges Kraftmesssignal zur einer auf das jeweilige Kraftmessmodul 140, 141 einwirkenden Teillast L1 und L2 korrespondiert. Diese Wägemodule 140 und 141 entsprechen den bekannten Kraftmessmodulen aus dem Stand der Technik. Eine Diagnoseeinheit ist nicht vorhanden, somit entfallen die Anschlusselemente TD1 und TD2 und ebenso die Übertragung der Diagnosesignale SD1 und SD2. 4 shows a block diagram according to 3 However, the diagnostic unit DU * in the connection unit 50 is arranged (* stands for one in the connection unit 50 arranged diagnostic unit). In this embodiment, only simply constructed, analog weighing modules 140 and 141 via a first input element TE1 and a second input element TE2 with the connection unit 50 connected. These two weigh modules 140 and 141 each generate an analog force measurement signal for one on the respective force measuring module 140 . 141 acting part load L1 and L2 corresponds. These weigh modules 140 and 141 correspond to the known force measuring modules of the prior art. A diagnostic unit is not present, thus eliminating the connection elements TD1 and TD2 and also the transmission of the diagnostic signals SD1 and SD2.

In der Verbindungseinheit 50 ist jedoch für jedes Kraftmessmodul 40, 41 eine Diagnoseeinheit DU in Form eines Analog-Digital-Wandlers A/D angeordnet. Diese Analog-Digital-Wandler A/D sind über interne Verbindungen und über die Modul- Verbindungsleitung 45 mit den ersten Anschlusselementen TL1 und TL2 der Kraftmessmodule 40 und 41 verbunden. Nach der Wandlung in der Diagnoseeinheit DU stehen somit die digitalen Diagnosesignale SD1 und SD2 zur weiteren Übertragung an die den Leitrechner 60 zur Verfügung, in gleicher weise wie bei 3 beschrieben.In the connection unit 50 is however for every force measuring module 40 . 41 a diagnostic unit DU in the form of an analog-to-digital converter A / D arranged. These analog-to-digital converters A / D are via internal connections and via the module connection line 45 with the first connection elements TL1 and TL2 of the force measuring modules 40 and 41 connected. After the conversion in the diagnostic unit DU, therefore, the digital diagnostic signals SD1 and SD2 are available for further transmission to the master computer 60 available, in the same way as in 3 described.

Vorzugsweise werden für die Analog-Digital-Wandler integrierte Schaltungen (IC) eingesetzt, bei welchen in einem Gehäuse mehrere Analog-Digital-Wandler A/D integriert sind. Dadurch ergibt sich eine effiziente und kostengünstige Herstellung der Verbindungseinheit 50.Preferably, for the analog-to-digital converters integrated circuits (IC) are used, in which a plurality of analog-to-digital converters A / D are integrated in a housing. This results in an efficient and cost-effective production of the connection unit 50 ,

Da jeweils mehrere Kraftmessmodule 40, 41 verwendet werden, können die Diagnosesignale SD1, SD2 und SD der jeweils anderen Kraftmessmodule 40, 41 zur gegenseitigen Verifizierung oder Überprüfung auf Plausibilität der Signale herangezogen werden. Geeignete, vorgegebene Werte zur Verifizierung können aber auch bereits im Kraftmessmodul 40, 41 oder in einer Verarbeitungseinheit 60 beziehungsweise im Leitrechner 60 eingespeichert sein. Diese entstammen beispielsweise aus publizierten Tabellen, deren Werte aus anderen Geräten oder aus Daten im Internet stammen. So sind zum Beispiel, gültig für den entsprechenden Einsatzort der Kraftmessvorrichtung, Angaben wie Druck-, Temperatur- und Strahlungsbereiche oder Angaben über Grundschwingungen oder Erdbeben-Vibrationen bekannt und können zur Verifizierung der Diagnosesignale SD1, SD2 und SD verwendet werden. Sofern ein Teil dieser Signale SD1, SD2 und SD im Leitrechner 60 im Sinne einer Historie gespeichert wird, kann die Analyse dieser Historie zu weiteren Erkenntnissen über den Zustand sowohl der Kraftmessmodule 40, 41 als auch des Temperatursensor 15 dienen.Since in each case several force measuring modules 40 . 41 can be used, the diagnostic signals SD1, SD2 and SD of each other force measuring modules 40 . 41 be used for mutual verification or verification of the plausibility of the signals. However, suitable, predetermined values for verification can also already be found in the force measuring module 40 . 41 or in a processing unit 60 or in the master computer 60 be stored. These come, for example, from published tables whose values come from other devices or from data on the Internet. Thus, for example, valid for the appropriate location of the force measuring device, such as pressure, temperature and radiation ranges or information about fundamental vibrations or earthquake vibrations known and can be used to verify the diagnostic signals SD1, SD2 and SD. If a part of these signals SD1, SD2 and SD in the master computer 60 in the sense of a history, the analysis of this history can lead to further insights about the condition of both the force measuring modules 40 . 41 as well as the temperature sensor 15 serve.

Das erfindungsgemässe Diagnoseverfahren und die erfindungsgemässe Kraftmessvorrichtung 1 wurden in bevorzugten Ausgestaltungen beschrieben und dargestellt. Die Kraftmessvorrichtung wurde in der Ausgestaltung einer Waage 1 beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen Kraftmessvorrichtungen, wie gravimetrischen Messgeräten, Wägemodule, Lastzellen und Messsensoren, die gegebenenfalls Teil einer Waage bilden können, einsetzbar. Ferner sind die Vorrichtungen natürlich auch nicht auf eine bestimmte Wahl, Konfiguration, Gruppierung und Anwendung der Komponenten beschränkt.The inventive diagnostic method and the force measuring device according to the invention 1 have been described and illustrated in preferred embodiments. The force measuring device was in the design of a balance 1 described. However, the invention is also applicable to other force measuring devices, such as gravimetric measuring devices, weigh modules, load cells and measuring sensors, which may optionally form part of a balance. Of course, the devices are of course not limited to a particular choice, configuration, grouping and application of the components.

11
Kraftmessvorrichtung/WaageForce measuring device / Libra
1010
Kraftmesszelle/WagezelleLoad cell / cell Wage
1111
feststehender Teilfixed part
1212
beweglicher TeilPortable part
1313
Mittelteilmidsection
1414
Kraftsensorforce sensor
1515
Temperatursensortemperature sensor
2020
Gehäusecasing
2121
SupportSupport
2222
GehäusedurchführungHousing bushing
3030
Kraftaufnahmeforce absorption
3131
Gestängelinkage
3232
Kraftübertragungsarmpower transmission arm
40, 41, 140, 14140 41, 140, 141
Kraftmessmodul/WägemodulLoad module / Weighing
45, 4645, 46
Modul-VerbindungsleitungModule connecting wire
4343
Anschlusselementconnecting element
5050
Verbindungseinheitconnecting unit
55, 5655, 56
Haupt-VerbindungsleitungMain connecting line
6060
Verarbeitungseinheit/LeitrechnerProcessing unit / master computer
7070
Anzeigeeinheitdisplay unit
AC, AC*AC, AC *
Analoge-SchaltungAnalog circuit
A/DA / D
Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
DU, DU*YOU, YOU*
Diagnoseschaltungdiagnostic circuit
LL
einwirkende Kraft/Lastacting Power / load
L1, L2L1, L2
auf Kraftmessmodul einwirkende Kraft, Teillaston Force measuring module acting force, partial load
CALCAL
Kalibriereinheitcalibration
MEMMEM
SpeicherStorage
DD
Differenzverstärkerdifferential amplifier
PP
Parameterparameter
PUPU
Digitale Verarbeitungseinheitdigital processing unit
RR
Isolations-WiderstandInsulation Resistance
SD, SD1, SD2SD, SD1, SD2
Diagnosesignal/TemperaturmesssignalDiagnostic signal / temperature measurement signal
SL, SL1, SL2SL SL1, SL2
analoges Kraftmesssignal/Wagesignalanalog Load signal / Wage signal
SLSL
analoges Ausgangssignal/Summensignalanalog Output signal / sum signal
TT
Temperaturtemperature
TE1, TE2TE1, TE2
Eingangselementinput element
TL, TDTL, TD
Ausgangselementoutput element
TL1, TL2, TD1, TD2TL1, TL2, TD1, TD2
Anschlusselementconnecting element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 5574899 [0005] US 5574899 [0005]
  • - US 2002/0066602 A1 [0006, 0007, 0011, 0012] US 2002/0066602 A1 [0006, 0007, 0011, 0012]

Claims (14)

Kraftmessmodul (40, 41) für eine modulare Kraftmessvorrichtung (1), insbesondere Waage, mit einer Kraftmesszelle (10), mittels welcher ein zur einer auf das Kraftmessmodul (40, 41) einwirkenden Kraft (L1, L2) korrespondierendes, analoges Kraftmesssignal (SL1, SL2) erzeugbar ist, und mit einem ersten Anschlusselement (TL1, TL2), welches einerseits mit der Kraftmesszelle (10) verbunden ist, um das analoge Kraftmesssignal (SL1, SL2) zu empfangen, und welches andererseits mit einer Verbindungseinheit (50) oder einer Verarbeitungseinheit (60) oder einer Anzeigeeinheit (70) verbindbar ist, um das analoge Kraftmesssignal (SL1, SL2) an diese weiterzuleiten, wobei das Kraftmessmodul (40, 41) eine Diagnoseeinheit (DU) aufweist, welche der Erfassung und/oder Überwachung eines Zustands des Kraftmessmoduls (40, 41) und der Erzeugung eines zu deren Zustand korrespondierenden Diagnosesignals (SD1, SD2) dient, und dass das Kraftmessmodul (40, 41) ein zweites Anschlusselement (TD1, TD2) aufweist, welches einerseits mit der Diagnoseeinheit (DU) verbunden ist und andererseits mit der Verbindungseinheit (50) oder der Verarbeitungseinheit (60) oder der Anzeigeeinheit (70) verbindbar ist, um das Diagnosesignal (SD1, SD2) an diese weiterzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinheit (DU) einen niedrig auflösenden, insbesondere einen 8-bit oder einen 12-bit, und/oder einen kostengünstigen, Analog-Digital-Wandler (A/D), aufweist, um das Diagnosesignal (SD1, SD2) als digitales Signal zu erzeugen.Force measuring module ( 40 . 41 ) for a modular force measuring device ( 1 ), in particular a balance, with a load cell ( 10 ), by means of which one to one on the force measuring module ( 40 . 41 ) acting force (L1, L2) corresponding, analog force measuring signal (SL1, SL2) can be generated, and with a first connection element (TL1, TL2), which on the one hand with the load cell ( 10 ) is connected to receive the analog force measurement signal (SL1, SL2) and which, on the other hand, is connected to a connection unit ( 50 ) or a processing unit ( 60 ) or a display unit ( 70 ) is connectable to forward the analog force signal (SL1, SL2) to this, wherein the force measuring module ( 40 . 41 ) comprises a diagnostic unit (DU), which detects and / or monitors a state of the force measuring module (DU) ( 40 . 41 ) and the generation of a corresponding to the state diagnostic signal (SD1, SD2), and that the force measuring module ( 40 . 41 ) has a second connection element (TD1, TD2), which is connected on the one hand to the diagnostic unit (DU) and on the other hand to the connection unit ( 50 ) or the processing unit ( 60 ) or the display unit ( 70 ) is connectable to forward the diagnostic signal (SD1, SD2) to this, characterized in that the diagnostic unit (DU) a low-resolution, in particular an 8-bit or a 12-bit, and / or a low-cost, analog-digital Converter (A / D), to generate the diagnostic signal (SD1, SD2) as a digital signal. Kraftmessmodul (40, 41) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Diagnoseeinheit (DU) mindestens ein Parameter (P) ermittelbar ist, welcher den Zustand des Kraftmessmoduls (40, 41) charakterisiert und welcher zur Erzeugung des Diagnosesignals (SD1, SD2) dient.Force measuring module ( 40 . 41 ) according to claim 1, characterized in that the diagnosis unit (DU) at least one parameter (P) can be determined, which determines the state of the force measuring module ( 40 . 41 ) and which serves to generate the diagnostic signal (SD1, SD2). Kraftmessmodul (40, 41) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinheit (DU) einen Temperatursensor aufweist und der Parameter (P) eine Temperatur des Kraftmessmoduls (40, 41) charakterisiert und/oder dass die Diagnoseeinheit (DU) einen Stromsensor aufweist und der Parameter (P) die Stromversorgung des Kraftmessmoduls (40, 41) charakterisiert und/oder dass die Diagnoseeinheit (DU) einen Spannungssensor aufweist und der Parameter (P) die Versorgungsspannung des Kraftmessmoduls (40, 41) charakterisiert.Force measuring module ( 40 . 41 ) according to claim 2, characterized in that the diagnostic unit (DU) has a temperature sensor and the parameter (P) a temperature of the force measuring module ( 40 . 41 ) and / or that the diagnostic unit (DU) has a current sensor and the parameter (P) the power supply of the force measuring module ( 40 . 41 ) and / or that the diagnostic unit (DU) has a voltage sensor and the parameter (P) the supply voltage of the force measuring module ( 40 . 41 Characterized. Kraftmessmodul (40, 41) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinheit (DU) mit der Kraftmesszelle (10) verbunden ist, und der Zustand des Kraftmessmoduls (40, 41) anhand des analogen Kraftmesssignals (SL1, SL2) ermittelbar ist.Force measuring module ( 40 . 41 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the diagnostic unit (DU) with the load cell ( 10 ) and the state of the force measuring module ( 40 . 41 ) can be determined on the basis of the analog force measuring signal (SL1, SL2). Kraftmessmodul (40, 41) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftmessmodul (40, 41) einen Komparator aufweist, welcher zum Vergleich des Diagnosesignals (SD, SD1, SD2) mit mindestens einem vorgegeben Schwellwert und zur Erzeugung eines weiteren zu einem Resultat des Vergleichs korrespondierenden Signals dient, welches dann als Diagnosesignal (SD, SD1, SD2) weiterleitbar ist.Force measuring module ( 40 . 41 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the force measuring module ( 40 . 41 ) has a comparator, which for comparison of the diagnostic signal (SD, SD1, SD2) with at least one predetermined threshold and for generating a further corresponding to a result of the comparison signal is used, which is then forwarded as a diagnostic signal (SD, SD1, SD2). Verbindungseinheit (50), an welche mindestens ein Kraftmessmodul (40, 41) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 betriebsfähig anschliessbar ist, wobei die Verbindungseinheit (50) ein erstes Ausgangselement (TL) aufweist, um das analoge Kraftmesssignal (SL1, SL2) als analoges Ausgangssignal (SL) an die Verarbeitungseinheit (60) oder die Anzeigeeinheit (70) weiterzuleiten, und wobei die Verbindungseinheit (50) ein zweites Ausgangselement (TD) aufweist, welches einerseits mit der Diagnoseeinheit (DU) verbindbar ist und andererseits mit der Verarbeitungseinheit (60) oder der Anzeigeeinheit (70) verbindbar ist, um das digitale Diagnosesignal (SD, SD1, SD2) an diese weiterzuleiten.Connection unit ( 50 ) to which at least one force measuring module ( 40 . 41 ) according to one of claims 1 to 4 operably connectable, wherein the connection unit ( 50 ) has a first output element (TL) in order to transmit the analog force measurement signal (SL1, SL2) as an analog output signal (SL) to the processing unit ( 60 ) or the display unit ( 70 ), and wherein the connection unit ( 50 ) has a second output element (TD), which is connectable on the one hand to the diagnostic unit (DU) and on the other hand to the processing unit ( 60 ) or the display unit ( 70 ) is connectable to forward the digital diagnostic signal (SD, SD1, SD2) to them. Verbindungseinheit (50) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (50) derart konfiguriert ist, dass das Diagnosesignal (SD1, SD2) getrennt vom analogen Kraftmesssignal (SL1, SL2) an das zweite Ausgangselement (TD) leitbar ist.Connection unit ( 50 ) according to claim 6, characterized in that the connection unit ( 50 ) is configured such that the diagnostic signal (SD1, SD2) can be conducted to the second output element (TD) separately from the analog force-measuring signal (SL1, SL2). Verbindungseinheit (50) mit mindestens zwei Eingangselementen (TE1, TE2), an welche jeweils ein Kraftmessmodul (140, 141) betriebsfähig anschliessbar ist, um jeweils ein analoges Kraftmesssignal (SL1, SL2) zu empfangen, welches jeweils zur einer auf das jeweilige Kraftmessmodul (140, 141) einwirkenden Kraft (L1, L2) korrespondiert, wobei die Verbindungseinheit (50) mindestens ein erstes Ausgangselement (TL) aufweist, welches einerseits direkt oder über eine analoge Schaltung (AC*) mit den mindestens zwei Eingangselementen (TE1, TE2) verbunden ist und andererseits mit einer Verarbeitungseinheit (60) oder einer Anzeigeeinheit (70) verbindbar ist, um ein zu den mindestens zwei empfangenen Kraftmesssignalen (SL1, SL2) korrespondierendes analoges Ausgangssignal (SL) an diese weiterzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (50) eine Diagnoseeinheit (DU*) aufweist, um den Zustand mindestens eines der mindestens zwei Kraftmessmodule (140, 141) und/oder der Verbindungseinheit (50) zu bestimmen und/oder zu überwachen und ein zum dem Zustand korrespondierendes Diagnosesignal (SD) zu erzeugen, wobei die Diagnoseeinheit (DU) einen niedrig auflösenden, insbesondere einen 8-bit oder einen 12-bit, und/oder einen kostengünstigen, Analog-Digital-Wandler (A/D), aufweist, um das Diagnosesignal (SD1, SD2) als digitales Signal zu erzeugen, und dass die Verbindungseinheit (50) ein zweites Anschlusselement (TD) aufweist, welches einerseits mit der Diagnoseeinheit (DU*) verbunden ist und andererseits mit der Verarbeitungseinheit (60) und/oder der Anzeigeeinheit (70) verbindbar ist, um das Diagnosesignal (SD) an diese weiterzuleiten.Connection unit ( 50 ) with at least two input elements (TE1, TE2), to each of which a force measuring module ( 140 . 141 ) is operably connectable to each receive an analog force measurement signal (SL1, SL2), which in each case to the respective force measuring module ( 140 . 141 ) acting force (L1, L2) corresponds, wherein the connection unit ( 50 ) has at least one first output element (TL) which is connected on the one hand directly or via an analog circuit (AC *) to the at least two input elements (TE1, TE2) and on the other hand to a processing unit ( 60 ) or a display unit ( 70 ) is connectable to a to the at least two received force measurement signals (SL1, SL2) corresponding analog output signal (SL) forward to this, characterized in that the connection unit ( 50 ) has a diagnostic unit (DU *) to monitor the state of at least one of the at least two force measuring modules ( 140 . 141 ) and / or the connection unit ( 50 ) and to generate and generate a diagnostic signal (SD) corresponding to the state, wherein the diagnostic unit (DU) has a low-resolution, in particular an 8-bit or a 12-bit, and / or a low-cost, analogue Digital converter (A / D), to generate the diagnostic signal (SD1, SD2) as a digital signal, and that the verbin training unit ( 50 ) has a second connection element (TD) which is connected on the one hand to the diagnostic unit (DU *) and on the other hand to the processing unit ( 60 ) and / or the display unit ( 70 ) is connectable to forward the diagnostic signal (SD) to this. Verbindungseinheit (50) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinheit (DU*) mit den Eingangselementen (TE1, TE2) verbunden ist um die Kraftmesssignale (SL1, SL2) zu empfangen und dass anhand dieser Kraftmesssignale (SL1, SL2) und gegebenenfalls einer weiteren Verarbeitung, das Diagnosesignal (SD) erzeugbar ist.Connection unit ( 50 ) according to claim 8, characterized in that the diagnostic unit (DU *) with the input elements (TE1, TE2) is connected to receive the force measuring signals (SL1, SL2) and that based on these force measuring signals (SL1, SL2) and optionally further processing , the diagnostic signal (SD) can be generated. Verbindungseinheit (50) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinheit (DU*) mindestens einen niedrig auflösenden, insbesondere einen 8-bit oder einen 12-bit, und/oder einen kostengünstigen Analog-Digital-Wandler (A/D) aufweist, um mindestens ein empfangenes Kraftmesssignal (SL1, SL2) in ein digitales Signal zu wandeln, welches dann zur Erzeugung des Diagnosesignals (SD) dient.Connection unit ( 50 ) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the diagnostic unit (DU *) at least one low-resolution, in particular an 8-bit or a 12-bit, and / or a low-cost analog-to-digital converter (A / D) has, in order to convert at least one received force measuring signal (SL1, SL2) into a digital signal, which then serves to generate the diagnostic signal (SD). Verbindungseinheit (50) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (50) derart konfiguriert ist, dass das Diagnosesignal (SD1, SD2) direkt oder über eine Konzentrationsstufe, insbesondere über ein Bussystem (BUS) oder über einen Multiplexer, an das zweite Anschlusselement (TD) leitbar ist.Connection unit ( 50 ) according to one of claims 6 to 10, characterized in that the connection unit ( 50 ) is configured such that the diagnostic signal (SD1, SD2) is directly or via a concentration level, in particular via a bus system (BUS) or via a multiplexer, to the second connection element (TD) can be conducted. Verbindungseinheit (50) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (50) derart konfiguriert ist, dass das Diagnosesignal (SD, SD1, SD2) über eine eigene und/oder zugehörige Verbindungsleitung (56), insbesondere als digitales und/oder bidirektionales Signal und/oder als paketvermittelte und/oder protokollbasierte Kommunikation, an die Verarbeitungseinheit (60) und/oder Anzeigeeinheit (70) weiterleitbar ist.Connection unit ( 50 ) according to one of claims 6 to 11, characterized in that the connection unit ( 50 ) is configured such that the diagnostic signal (SD, SD1, SD2) via its own and / or associated connection line ( 56 ), in particular as a digital and / or bidirectional signal and / or as packet-switched and / or protocol-based communication to the processing unit ( 60 ) and / or display unit ( 70 ) is forwarded. Verbindungseinheit (50) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die analoge Schaltung (AC*) mindestens zwei, den Kraftmessmodulen (140, 141) zugeordnete Isolations-Widerstände (R) aufweist, mittels welchen aus den analogen Kraftmesssignalen (SL1, SL2) das analoge Ausgangssignal (SL) erzeugbar ist und durch welche die analogen Kraftmesssignale (SL1, SL2) als weitgehend unabhängige Signale an die Diagnoseeinheit (DU) weiterleitbar sind.Connection unit ( 50 ) according to one of claims 8 to 12, characterized in that the analog circuit (AC *) at least two, the force measuring modules ( 140 . 141 ) associated by means of which the analog output signal (SL1, SL2), the analog output signal (SL) can be generated and through which the analog force measuring signals (SL1, SL2) as largely independent signals to the diagnostic unit (DU) can be forwarded. Kraftmessvorrichtung (1), insbesondere eine Wagevorrichtung, mit einer Auswerteeinheit (60) und/oder Anzeigeeinheit (70), mit mindestens einem Kraftmessmodul (40, 41) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder mit einer Verbindungseinheit (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, an welche mindestens zwei Kraftmessmodule (40, 41, 140, 141) betriebsfähig angeschlossen sind, wobei die Kraftmessvorrichtung (1) mindestens zwei getrennte Verbindungen aufweist, um das mindestens eine Kraftmesssignal (SL, SL1, SL2) analog und das mindestens eine Diagnosesignal (SD, SD1, SD2) digital getrennt zu übertragen.Force measuring device ( 1 ), in particular a weighing device, with an evaluation unit ( 60 ) and / or display unit ( 70 ), with at least one force measuring module ( 40 . 41 ) according to one of claims 1 to 5 or with a connection unit ( 20 ) according to one of claims 6 to 13, to which at least two force measuring modules ( 40 . 41 . 140 . 141 ) are operatively connected, wherein the force measuring device ( 1 ) has at least two separate connections in order to transmit the at least one force-measuring signal (SL, SL1, SL2) analog and the at least one diagnostic signal (SD, SD1, SD2) in a digitally separated manner.
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