[发明专利]具有光电位置传感器的、基于磁力补偿原理的称量单元

权利要求书

1.一种基于电磁力补偿原理的称量单元(1)，包括：固定基底部分(2)；负载接收器(3)，它被约束到基底部分(2)上具有有导向的运动性并且用来接受称量负载(4)的重力；永磁体系统(5)，它具有气隙(6)；线圈(8)，它可移动地悬在气隙(6)中，及在以称量模式工作时引导补偿电流(7)的流动；及力传递机械连接件(9)，它位于负载接收器(3)和线圈(8)之间；

还包括光电位置传感器，该位置传感器包括：光源(12)、光接收器(13)和光闸片(10)，该光闸片被牢固地连接到可移动的力传递连接件上，其中，该光源(12)和光接收器(13)的中点限定出光轴线(y)，光源(12)和光接收器(13)被布置成横跨空间间隔(d)彼此面对，及光闸片(10)在光源(12)和光接收器(13)之间被可移动地布置在光轴线上的光闸距离(d_B)处，其中，光接收器(13)用来产生相应于光闸片(10)从零位置的偏移(z)的位置传感器信号(S)，该偏移通过把负载(4)放置在负载接收器(3)上来产生，及其中，具有控制器(15)，该控制器进行工作，从而响应于位置传感器信号(S)以这样的方式来调整补偿电流(7)，即，光闸片(10)和连接到光闸片(10)上的称量单元的可移动部分借助线圈(8)和永磁体系统(5)之间的电磁力被返回到零位置；

其特征在于，光闸距离(d_B)位于空间间隔(d)的子区段(u)中，所述子区段(u)邻接于光接收器(13)并且在不超过该空间间隔(d)的1/3上延伸。

2.根据权利要求1所述的称量单元(1)，其特征在于，子区段(u)由于下面的事实而不同于空间间隔(d)的剩余部分：该位置传感器的标准化灵敏度(E^*)相应于位置传感器信号(S)关于偏移量(z)的导数以及与标准化常数的比例，该标准化灵敏度基本上采用它的最大值。

3.根据权利要求2所述的称量单元(1)，其特征在于，在子区段(u)内，相应于与标准化常数(N)成比例的位置传感器信号(S)的标准化传感器信号函数(S^*(z))至少在偏移量(z)的有限范围内基本上是线性的，其中所述有限的范围随着减小的光闸距离(d_B)而增大。

4.根据权利要求3所述的称量单元(1)，其特征在于，在子区段(u)内和在偏移量(z)的所述有限范围内，标准化灵敏度(E^*)在光闸距离(d_B)有变化时保持基本不变。

5.根据权利要求3或4所述的称量单元(1)，其特征在于，借助停止部使光闸片(10)的偏移量(z)局限于全偏移幅度(a)的偏移范围(-a≤z≤+a)。

6.根据权利要求1-5任一所述的称量单元，其特征在于，光源(12)包括发光二极管(17)，该二极管结合在载体台(18)内。

7.根据权利要求1-6任一所述的称量单元，其特征在于，光接收器(13)包括至少一个光敏表面区域(21、22)，该光敏表面区域沿着z方向具有规定高度(h)。

8.根据权利要求1-7任一所述的称量单元，其特征在于，光闸片(10)包括通道开口，尤其是沿着z方向具有狭缝宽度(b)的狭缝孔(11)。

9.根据权利要求1-7任一所述的称量单元，其特征在于，光闸片(10)包括通道开口，尤其是沿着z方向具有宽度(b)的圆形或者伸长形孔洞。

10.根据权利要求8或9所述的称量单元(1)，其特征在于，通过狭缝孔(11)或者通过圆形或者伸长形孔洞辐射的光把照明图像(24)投影到光接收器(13)的光敏表面区域(21、22)上，其特征在于，在考虑空间间隔(d)、光闸距离(d_B)、光源直径(D)、高度(h)和/或整个偏移幅度(a)的大小之后，狭缝孔的宽度(b)被如此定尺寸，即，即使在整个偏移幅度(a)，由偏移所导致的移位的照明图像(24’)仍然落入光敏表面区域(21、22)的高度(h)内。