[發明專利]平行導向機構中的偏心負載誤差調整的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310008707.2
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN103207009B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: C·貝甘;T·克佩爾;H-R·布克哈德
• 申請（專利權）人: 梅特勒－托利多公開股份有限公司
• 主分類號: G01G23/01
• 分類號: G01G23/01;G01G3/14;G01G21/24
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 蔡勝利

技術領域

本發明涉及平行導向機構，其能夠移動的平行腿部在相對于固定平行腿部的受導向的運動中受第一和第二平行導向件約束。平行腿部和平行導向件通過呈狹窄材料連接部形式的柔性樞轉部彼此連接。此外，調整柔性支承部至少一個具有調整柔性支承部的調整區在柔性樞轉部與平行腿部之間布置，其中調整區連接至調整杠桿的第一杠桿端部并且其中調整柔性支承部形成調整杠桿的支承部。由能夠移動的平行腿部支承的稱重托盤保持待稱重的負載。由此施加于稱重托盤上的力被直接地或者通過減力杠桿傳遞至測量換能器。平行導向機構、力傳遞系統和測量換能器一起本質上構成重量法測量儀的稱重單元。已知的現有技術包含具有不同運行原理的稱重單元，比如例如應變計測壓元件、具有振弦的稱重單元、或基于電磁力補償（EMFC）的稱重單元。

背景技術

在EMFC稱重單元中，負載的重量被直接地或者借助于一個或多個力傳遞杠桿傳遞至機電測量換能器，所述機電測量換能器生成對應于負載重量的電信號，所述電信號由電子稱重信號處理器處理并發送至顯示器。

具有基于彈性變形的測量換能器的稱重單元包含可變形體，應變計附著至可變形體。可變形體在所施加的負載下彈性地改變其形狀。在很多情況下，可變形體被構造為平行四邊形換能器，即具有經特殊構造的彎曲區的平行運動聯動裝置，由此被限定的變形區具體而言彎曲區在布置應變計處被創建。當應變計作為變形的結果而被拉伸或被壓縮時，所述應變計相較于無應力狀態展現其相應電阻值上的變化，并且該電阻變化表示對于所施加負載的測量。

在具有振弦的稱重單元中，機械設計理念大體上類似于EMFC稱重單元，不同的是振弦測量換能器代替電磁換能器被使用。通過施加稱重負載，使振弦處在張力之下并且所造成的其諧振頻率的變化也再次表示對于所施加負載的測得量。

以上描述的稱重單元的一個所有具有平行導向的稱重托盤（與自由懸置的稱重托盤相對）的天平共同具有的特征性狀是從稱重托盤傳遞至換能器的重量力大體上顯示出與稱重負載是位于稱重托盤的中心還是朝向邊緣偏離中心有輕微相關性。這可以具有不希望的后果，即取決于負載位于稱重托盤上何處，天平對于同一個稱重負載標示出不同的重量大小。這種發生在稱重負載偏心地位于稱重托盤上時的偏差通常被稱為偏心負載誤差。

在平行四邊形換能器中、或在借助于彼此平行且基本上水平的兩個導向件而將稱重托盤支承件在平行移動中導向的平行導向機構中，偏心負載誤差主要由于平行導向件輕微地偏離了理想、絕對的平行定向這一事實而發生。偏心負載誤差的相對大小，即在所觀察到的稱重誤差與正在使用的測試重量的規格之間的比率，大概對應于導致了偏心負載誤差的相對幾何偏差。根據在天平的偏心負載測試中測試重量在稱重托盤上移動的方向，產生了在平行導向機構的沿縱向方向的偏心負載誤差與沿橫向方向的偏心負載誤差之間的區別。如果平行導向件在連接至固定平行四邊形腿部的端部處之間的豎直距離不剛好等于在連接至可移動平行四邊形腿部的相反端部處的距離，那么發生沿縱向方向的偏心負載誤差。在另一方面，如果兩個平行導向件相對于彼此被輕微地扭轉，即如果平行導向件之間的距離在平行導向件的寬度上發生變化，那么發生沿橫向方向的偏心負載誤差。

已知的是，在例如公開在專利公開文獻U.S.6,232,567B1中的類型的稱重單元中，平行導向部的平行度偏差以及繼而與所述平行度偏差相關聯的偏心負載誤差可以通過從平行導向部的彎曲區上經磨削或銼削移除材料而得到校正。材料從上側的移除導致柔性樞轉部的有效轉動中心沿向下方向偏移，而材料從彎曲區的下側移除將使其有效轉動中心沿向上方向偏移。

用于偏心負載誤差校正的另外的方案可以例如在專利公開文獻WO2005/031286中找到，其中，借助于形成在一體的材料塊中的調整裝置，上平行導向件的連接至固定平行腿部的端部可以通過調整螺釘而被提高或被降低以及關于其橫向角度被調整，由此，稱重單元的沿縱向方向以及沿橫向方向的偏心負載誤差可以得到校正。

調整偏心負載誤差的方法還公開在專利公開文獻JP2002365125A中，其中，具有調整柔性支承部的調整區在柔性樞轉部與平行腿部之間兩個位置處布置，并且其中每個調整區連接至調整杠桿的第一杠桿端部并且調整柔性支承部同時用作調整杠桿的支承部。

通過從柔性樞轉部移除材料實現的偏心負載誤差調整在被設計用于精密天平和分析天平（即用于小的稱重負載和高分辨率）并且因此具有細的柔性樞轉部的稱重單元中出現問題。從薄的柔性樞轉部移除材料的磨削或銼削需要靈敏的接觸。因此在大多數情況下手動地施行這種操作并且相應地增加成本。