CH625342A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch kompensierende Waage mit einem Permanentmagneten und einer Einrichtung zur Kompensation des Einflusses von Temperaturschwankungen auf den magnetischen Nutzfluss des Magnetsystems.

Die elektromagnetische Kraftkompensation ist als Messsystem im Waagenbau allgemein bekannt. Hierbei wird die Kraftwirkung auf einen von einem elektrischen Strom durchflosse-nen Leiter im Magnetfeld eines Magneten, bei dem es sich in der Regel um einen Permanentmagneten handelt, als Gegenkraft zur Gewichtskraft benützt. Mit steigender Genauigkeit treten aber bei Verwendung von Permanentmagneten Probleme auf. Ein Hauptproblem liegt darin, dass die Remanenz eines Permanentmagneten neben anderen Einflüssen auch von der Temperatur abhängig ist.

Die heute zur Verfügung stehenden Magnetwerkstoffe für Permanentmagnete haben einen reversiblen Temperaturkoeffizienten der Remanenz in der Grössenordnung von — 0,2%o pro °C. Mit anderen Worten, die Remanenz eines Permanentmagneten verringert ihren Wert bei einem Grad Temperaturerhöhung um zwei Zehntausendstel. Der magnetische Nutzfluss im Luftspalt des Magnetsystems ist somit temperaturabhängig. Die Messkraft und damit die Anzeige der Waage werden dadurch verfälscht.

Beispielsweise wird bei einer Waage mit 10 000 Anzeigeziffern bei Vollast eine Änderung und damit Anzeigenverfälschung in Abhängigkeit von Temperaturschwankungen von 2 Anzeigeziffern je Grad Temperaturerhöhung eintreten. Da nun die elektrischen Schaltkreise in der Waage einerseits und die Kraftkompensationsspule aufgrund des sie durchfliessen-den elektrischen Stromes andererseits Wärme erzeugen, bildet sich um das Magnetsystem ein räumliches Temperaturfeld aus. Dieses stellt eine Überlagerung des im allgemeinen homogenen Temperaturfeldes der Umgebungstemperatur und eines relativ stark inhomogenen Temperaturfeldes dar, das durch die vom System selbst erzeugte Wärme bedingt ist. Beide einander überlagerten Temperaturfelder können zeitlichen Schwankungen unterworfen sein. So kann die Umgebungstemperatur durch Abkühlung oder Erwärmung ebenso schwanken, wie es zu einer Änderung der vom System selbst erzeugten Wärme infolge Änderungen der Last sowie Netzspannungsänderungen kommen kann. Insbesondere baut sich nach dem Einschalten der Waage das inhomogene Temperaturfeld aufgrund der vom System selbst erzeugten Wärme erst auf.

Soll deshalb über einen grösseren Temperaturbereich eine unverfälschte Anzeige ermöglicht werden, so muss eine Einrichtung zur Temperaturkompensation vorgesehen werden. Alle bekannten Temperaturkompensationen haben aber den Nachteil, dass sie mit annehmbarer Genauigkeit nur innerhalb homogener Temperaturfeier arbeiten. Bei zeitlichen Änderungen des Temperaturfeldes bzw. in homogener örtlicher Verteilung der Temperatur treten grosse Abweichungen auf, da die den Fehler verursachenden Magnetmaterialien auf anderen Temperaturen liegen als die kompensierenden Materialien oder die verwendeten Temperaturfühler.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtung zur Kompensation des Einflusses von Temperaturschwankungen auf den magnetischen Nutzfluss des Magnetsystems so auszubilden, dass auch bei inhomogener Temperaturverteilung in einem grossen Temperaturbereich Verfälschung der Messergebnisse ausgeschlossen werden.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Vielzahl von Korrekturgliedern an verschiedenen Stellen des Magnetkreises angeordnet sind.

Wenigstens eines dieser Korrekturglieder, gegebenenfalls aber auch alle bestehen aus einem Magnetwerkstoff, dessen magnetischer Leitwert mit steigender Temperatur abnimmt. Gegebenenfalls können die verschiedenen Korrekturglieder auch aus Magnetwerkstoffen unterschiedlicher Temperaturabhängigkeit ihres magnetischen Leitwertes bestehen.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht also darin, dass mindestens zwei, gegebenenfalls aber auch mehrere Korrekturglieder an unterschiedlichen Stellen des Magnetsystems angeordnet werden. Die Korrekturglieder fühlen die an den unterschiedlichen Stellen des Magnetsystems herrschenden unterschiedlichen Temperaturen ab und kompensieren dem inhomogenen Temperaturfeld entsprechend. Diese örtliche Kompensation führt insgesamt zu einem, guten Ausgleich der Temperatureinflüsse.

Wird die Kompensation unmittelbar am als zylindrischer Hohlkörper ausgebildeten Permanentmagnet vorgenommen, so wird vorzugsweise ein erstes Korrekturglied in der Innenbohrung des Permanentmagneten und wenigstens ein zweites am Aussenumfang des Permanentmagneten angeordnet. Zum Feineinregulieren der Kompensation ist es dabei möglich, den am Aussenumfang des Permanentmagneten angeordneten Nebenschlussmantel in zwei Teilmäntel zu unterteilen, die zwischen sich einen Spalt bilden und relativ zueinander unter Veränderung der Spaltbreite verschieblich sind. Das Ausmass des Nebenschlusses kann so einfach eingestellt werden. Gleiches lässt sich auch am ersten Korrekturglied in der Innenbohrung des Permanentmagneten erreichen, wenn es als zweiteiliger Zapfen mit zwischen den Zapfenteilen veränderlicher Spaltbreite ausgebildet ist.

Eine besonders gute Temperaturkompensation ergibt sich dann, wenn der Permanentmagnet sandwichartig aus mehreren Teilmagneten ausgebildet ist, die zwischen sich Korrekturglieder aus Magnetwerkstoffen aufweisen, dessen magnetischer Leitwert einen Temperaturkoeffizienten mit entgegengesetzter Temperaturabhängigkeit wie die Teilmagnete aufweist. Die Korrekturglieder können auch an den Aussenflächen vorgesehen sein und insbesondere untereinander aus unterschiedlichen Magnetwerkstoffen bestehen. Es ergibt sich dabei eine besonders feine Kompensation von unterschiedlichen Temperaturen innerhalb des Magneten.

Besonders günstig ist auch eine Kompensation mit Hilfe von Nebenschlusselementen, deren Abstand vom Magnetsystem veränderlich ist. Eine solche Abstandsveränderung kann zum feinen Einregulieren und Justieren der Kompensation Verwendung finden. Damit lassen sich Streuungen der Materialeigenschaften und der räumlichen Anordnung gut ausgleichen.

Die Kompensationswirkung von abstandsveränderlichen Nebenschlusselementen wird noch verstärkt, wenn der Abstand temperaturabhängig verändert werden kann. Das tritt dann ein, wenn ein solches Nebenschlusselement am freien Ende eines am Magnetsystem fest eingespannten Bimetallstreifens befestigt wird. Hier ist nicht nur das Nebenschlusselement den Temperaturschwankungen ausgesetzt. Es wird überdies entsprechend den Temperaturänderungen mehr oder weniger vom Magnetsystem abgehoben bzw. an das Magnetsystem herangeführt. Die Temperaturschwankungen werden hier also auf doppelte Weise zu Kompensationszwecken herangezogen. Die abstandsveränderlichen Nebenschlusselemente sind im übrigen dann besonders kompensationswirksam, wenn sie den Luftspalt im Magnetkreis überbrücken.

Neben Korrekturgliedern, die als magnetische Nebenschlüsse wirken, können auch Temperaturfühler Verwendung finden, die ihren elektrischen Widerstand unter Temperturein-fluss verändern und in die den Messwert bildende Elektronik im

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Sinne einer Kompensierung einbezogen werden. Hierfür sind beispielsweise auf das Magnetsystem oder den Permanentmagneten gewickelte Kupferwicklungen oder NTC-Wider-stände geeignet.

Nachstehend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch ein Topf-Magnetsystem, Fig. 2 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform des Magneten mit eingetragenem Temperaturverlauf,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines in Sandwich-Bauweise aufgebauten Permanentmagneten,

Fig. 4 einen Aufriss eines zylindrischen Permanentmagneten mit unterteiltem Nebenschlussmantel als Korrekturglied, Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Magneten mit Korrekturglied,

Fig. 6 und 7 Schnitte durch eine Hälfte eines Topf-Magnetsystems mit zumindest teilweise verstellbaren Nebenschluss-plättchen im Bereich des Luftspaltes des Magnetsystems, und Fig. 8 vereinfacht eine Draufsicht auf die Ausführungsform von Fig. 7.

Fig. 1 zeigt ein Topf-Magnetsystem aus einem zylindrischen Permanentmagneten 1 mit Innenbohrung 2. Der Permanentmagnet 1 ist in einen Topf 5 eingesetzt, in dem ein Luftspalt 3 zwischen einer Polplatte 4 und dem zylindrischen Topf 5 gebildet ist. Im Luftspalt 3 ist eine Spule 6 an einer nicht dargestellten Prallelführung so angeordnet, dass sie in vertikaler Richtung frei beweglich ist.

Der Permanentmagnet 1 weist nun einen Nebenschlussmantel 7 aus einem Material auf, dessen Induktionseigenschaften temperaturabhängig sind. Es handelt sich beispielsweise um eine 30%ige Nickel-Eisen-Legierung, die einen über einen grösseren Temperaturbereich gradlinig abfallende Temperatur-Induktionskurve hat. Der Magnetwerkstoff des Nebenschlussmantels hat also einen negativen Temperaturkoeffizienten. Der Magnetfluss durch den Nebenschlussmantel nimmt somit mit steigender Temperatur ab. Der Nebenschlussmantel 7 vermindert also bei niedriger Temperatur den Hauptfluss des Permanentmagneten 1 durch den Luftspalt 3. Steigt aber die Temperatur an und sinkt dabei der Hauptfluss des Permanentmagneten 1 durch den Luftspalt 3 ab, so vergrössert sich gleichzeitig der magnetische Widerstand des Nebenschlussmantels 7 aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten seines Magnetwerkstoffs, so dass der Nutzfluss des Permanentmagneten 1 durch den Luftspalt 3 konstantgehalten wird.

Beim Nebenschlussmantel 7 kann es sich um einen geschlossenen zylindrischen Mantel um den zylindrischen Permanentmagneten 1 handeln. Stattdessen kann der Nebenschlussmantel 7 auch aus einzelnen Stäben oder Streifen 8 bestehen, die sich längs von Mantellinien des zylindrischen Permanentmagneten 1 zwischen Polplatte 4 und dem Boden des Topfes 5 erstrecken. Auch in der Innenbohrung 2 des Permanentmagneten 1 ist zwischen Polplatte 4 und Boden des Topfes 5 ein voller Nebenschlussstab in der Achse der zylindrischen Ausbildung angeordnet. Der Durchmesser des Nebenschlussstabes 9 ist kleiner als der Durchmesser der Innenbohrung.

Durch entsprechendes Festlegen der Dimensionierung für den Nebenschlussmantel 7, die Streifen 8 bzw. den Nebenschlussstab 9 und entsprechende Materialauswahl ist es möglich, in einem grossen Temperaturbereich, beispielsweise von 10° bis 50 °C eine sehr gute Kompensation des Nutzflusses durch den Luftspalt 3 und die Spule 6 im Sinne seiner Konstanthaltung zu erreichen. Wegen des negativen Temperaturkoeffizienten des Werkstoffs für den Nebenschlussmantel 7, die Streifen 8 bzw. den Nebenschlussstab 9 nimmt bei steigender Temperatur und sinkendem Hauptfluss und der Nebenfluss ab, während umgekehrt bei fallender Temperatur und steigendem Hauptfluss der Nebenfluss wieder wirksamer wird. Die magnetische Induktion im Luftspalt 3 bleibt also unabhängig von der

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sich ändernden Temperatur konstant. Das ist eine Folge der auf die verschiedenen magnetischen Nebenschlüsse verteilten kompensierenden Wirkung.

Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 geringfügig abgewandelte Ausführungsform, bei der der Nebenschlussstab 9 von Fig. 1 durch einen Nebenschlusshohlzylinder 9' ersetzt ist, der koaxial mit dem zylindrischen Permanentmagneten 1 angeordnet ist. In Fig. 2 ist überdies eine Temperaturkurve T eingetragen, die die radiale Temperaturverteilung in der zylindrischen Anordnung zeigt. Beim angenommenen Fall besitzt der Permanentmagnet 1 aussen links die Temperatur T1, im Bereich seiner Achse die Temperatur T2 und aussen rechts die Temperatur T3. Auf diesen Temperaturen liegen somit auch die magnetischen Nebenschlüsse. Es ist klar, dass aufgrund der Tatsache, dass die Temperatur T2 kleiner ist als die Temperaturen T1 und T3, auch die kompensierende Wirkung des Neben-schlüsshohlzylinders 9' kleiner ist als die kompensierende Wirkung der magnetischen Nebenschlüsse am Umfang des zylindrischen Permanentmagneten 1. Das entspricht aber gerade den Erfordernissen: Im Bereich der höheren Temperatur ist aufgrund der grösseren Flussverfälschung eine stärkere Kompensation erforderlich, als im Bereich der niedrigeren Temperatur. Durch die Verteilung der Kompensation auf mehrere magnetische Nebenschlüsse aus einem Magnetwerkstoff mit negativem Temperaturkoeffizienten erzielt man also eine direkte Kompensierung der Fehler am Ort ihrer Entstehung. Die Auswirkung des den magnetischen Hauptschluss beeinflussenden Temperaturfeldes (Tl, T2, T3) und die Gesamtwirkung sämtlicher magnetischer Nebenschlüsse heben sich somit gegenseitig auf. Die magnetische Induktion im Luftspalt 3 bleibt damit praktisch konstant.

Die Genauigkeit der thermischen Kompensation des Magnetsystems bei temperaturabhängig unlinearem Feldverlauf wird durch eine Vermehrung und möglichst dichte Anordnung der magnetischen Nebenschlüsse noch verbessert, deren Kompensation an möglichst vielen Stellen des Permanentmagneten unabhängig voneinander wirken kann.

Fig. 3 zeigt einen in Sandwich-Bauweise aufgebauten Permanentmagneten aus scheibenförmigen Teilmagneten 10 und 11. Links aussen grenzt an den Teilmagneten 10 ein Neben-schlussplättchen 12 an. Zwischen die Teilmagnete 10 und 11 ist ein Nebenschlussplättchen 13 eingelegt. Rechts aussen neben dem Teilmagnet 11 ist ein Nebenschlussplättchen 14 angeordnet. Bei ungleichmässiger Temperaturverteilung im Permanentmagneten, der im praktischen Betrieb häufig auftritt, ist die kompensierende Wirkung der magnetischen Nebenschlüsse um so besser, je mehr magnetische Nebenschlüsse über das magnetische Material des Permanentmagneten verteilt sind.

Da infolge der Streuung der Materialkonstanten und Toleranzen in den Abmessungen die erzielte Gesamtkompensation als Summe von Einzelkompensationen ebenfalls gewissen Streuungen unterworfen ist, ist es zweckmässig, an einer Stelle des Magnetsystems eine Einzelkompensation in ihrer Wirkung einstellbar zu machen. Auf diese Weise wird erreicht, dass unabhängig vom Temperaturgang der Kompensation das Aus-mass der Kompensation auf den gewünschten Wert voreingestellt werden kann.

Fig. 4 zeigt einen zylindrischen Permanentmagneten mit dem grundsätzlichen Aufbau nach den Fig. 1 oder 2. Der Nebenschlussmantel weist aber hier einen Spalt 15 auf, der in der in Fig. 4 gezeigten Gestalt zwischen zwei Teilmänteln 16 und 17 gebildet ist. Von diesen ist der Teilmantel 16 fest mit dem Permanentmagneten verbunden. Der Teilmantel 17 ist hingegen um die Zylinderachse 18 drehbar angeordnet. Er kann somit, wie durch Doppelpfeil 19 angedeutet, linksdrehend oder rechtsdrehend verstellt werden. Bei Linksdrehung wird die Spaltbreite 20 des Spaltes 15 vergrössert, bei Rechtsdrehung verkleinert. Auf diese Weise kann unabhängig vom Temperaturgang der Kompensation eine Grundeinstellung der Kompensation vorgenommen werden.

Fig. 5 zeigt eine andere Lösungsmöglichkeit: Ein Permanentmagnet 21 ist aussen mit Nebenschlussstreifen 22 belegt, die einen Teil der Kompensation sicherstellen. In der Innenbohrung des Permanentmagneten 21 ist ein Nebenschlusshohlzylinder 23 angeordnet, der eine sich nach unten kegelstumpfför-mig ausweitende Öffnung hat. Von unten greift in die Innenbohrung des Permanentmagneten 21 eine Schraube 24 ein. Die Spitze der Schraube 24 hat die gleiche Form, wie die kegel-stumpfförmige Öffnung des Nebenschlusshohlzylinders 23. Durch Drehen ist die Schraube 24 ihrer Höhe nach verstellbar. Dabei kann durch Rechtsdrehung der Abstand 25 zum Nebenschlusshohlzylinder 23 vermindert, durch Linksdrehung vergrössert werden. Entsprechend wird die Wirkung des magnetischen Nebenschlusses verändert.

Bei allen bisher beschriebenen Beispielen wurde die Kompensation des Temperaturganges des Hauptflusses durch die Spule 6 durch Nebenschlüsse aus einem Material erreicht, dessen magnetischer Widerstand mit der Temperatur steigt. Stattdessen kann die Kompensation an einigen oder auch an allen Kompensationsstellen auch auf andere Weise erfolgen. Hierfür sind beispielsweise Temperaturfühler, wie Kupferwicklungen oder NTC-Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten. Beide verändern in Abhängigkeit von der Temperatur ihren elektrischen Widerstand. Diese Änderung kann benützt werden, um die den Messwert bildende Elektronik an der Waage im Sinne einer Kompensierung zu beeinflussen. Derartige Temperaturfühler werden möglichst dicht am Permanentmagneten angeordnet. Kupferwicklungen werden beispielsweise auf dem Permanentmagneten aufgebracht und erbringen infolge ihrer flächigen Verteilung eine integrierende Temperaturfühlung. Für punktförmige Messungen der Temperatur und insbesondere zum Erfassen der räumlichen Verteilung der Temperatur an verschiedenen Materialen des Magnetsystems sind NTC-Widerstände geeignet, die in entsprechende Aussparungen oder Bohrungen eingesetzt werden. Alle diese Temperaturfühler beeinflussen die Auswertung des durch die Spule 6 fliessenden Stromes in Abhängigkeit von der Grösse der Signale der einzelnen Temperaturfühler. Stattdessen ist es auch möglich, durch die Temperaturfühler eine im magnetischen System zusätzlich angeordnete Stromspule zu beeinflussen, deren Feld sich dem Hauptfluss im Permanentmagneten überlagert. Bei geeigneter Dimensionierung ist es auch hier möglich, die magnetische Induktion im Luftspalt 3 unabhängig von Temperaturschwankungen zu machen.

Besonders vorteilhaft ist auch die Kombination der verschiedenen Techniken beispielsweise derart, dass man aussen auf dem Permanentmagneten 1 einen Nebenschlussmantel 7 verwendet, während in der Innenbohrung 2 des Permanentmagneten die Kompensation durch einen Temperaturfühler, z. B. einen NTC-Widerstand bewirkt wird.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen erfolgt die Kompensation durch Korrekturglieder, die zwischen Polplatte 4 und Boden des Topfes 5 am Permanentmagneten 1 angeordnet sind. Der Gedanke des magnetischen Nebenflusses lässt sich aber zur Temperaturkompensation besonders günstig auf dem Bereich des Luftspaltes 3 anwenden, in dem die Spule 6 angeordnet ist.

Fig. 6 zeigt die eine Hälfte eines Magnetsystems einer elektromagnetisch kompensierenden Waage, das als Topf-Magnet-system ausgeführt ist. Der Permanentmagnet 1 ist zwischen eine Polplatte 4 und den Boden des Topfes 5 des Magnetsystems eingesetzt. In den Luftspalt 3 zwischen der Polplatte 4 und dem Topf 5 (vgl. Fig. 6) greift eine Spule 6 ein, die an einer nur schematisch angedeuteten Parallelführung so aufgehängt ist, dass sie nur in vertikaler Richtung beweglich ist. Die Spule 6 liegt damit im Hauptfluss 26, der im Luftspalt 3 zwischen dem

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seitlichen Ende der Polplatte 4 und dem Umfangsrand des zylindrischen Topfes 5 gebildet ist. Seitlich des Luftspaltes 3 entsteht oben und unten ein Nebenfluss 27, der sich hier aber nicht allein in Abhängigkeit vom Hauptfluss bildet, sondern durch Nebenschlussplättchen 28,29 und 30 beeinflusst wird. Diese haben jeweils die Form von Kreisringsegmenten. Sie bestehen wiederum aus Magnetwerkstoff mit negativem Temperaturkoeffizienten. Das Nebenschlussplättchen 28 ist oberhalb des Luftspaltes 3 auf der Oberseite des Topfes 5 angeordnet. Das Nebenschlussplättchen 29 sitzt oberhalb des Luftspaltes 3 auf der Polplatte 4. Die Nebenschlussplättchen 28 und 29 sind so geformt, dass ihre Ränder mit den Rändern der Polplatte 4 bzw. des Topfes 5 deckungsgleich sind, die den Luftspalt 3 begrenzen. Das Nebenschlussplättchen 30 sitzt auf einer Gewindespindel 31 deckungsgleich unter dem Luftspalt 3. Der Schraubkopf 32 der Gewindespindel 31 ist durch den Boden des Topfes 5 nach aussen geführt und kann hier, beispielsweise mittels eines Schraubenziehers betätigt werden. Auf diese Weise kann das Nebenschlussplättchen 30 vom Luftspalt 3 linksdrehend weiter abgezogen oder rechtsdrehend näher an den Luftspalt 3 herangeführt werden.

Die Wirkung besteht in folgendem: Bei Erwärmung des Magnetsystems hat der Hauptfluss 26 die Tendenz, abzunehmen. Gleichzeitg nimmt aber auch mit der steigenden Temperatur der magnetische Leitwert der Nebenschlussplättchen 28, 29 und 30 ab. Das bedeutet, dass der durch diese Plättchen und die Streuung hervorgerufene Nebenfluss 27 bei Erwärmung abnimmt, und zwar zugunsten des Hauptflusses 26, der im Ergebnis über einen weiten Temperaturbereich von beispielsweise 10 bis 50 °C konstant bleibt.

Die Wirkung dieser Temperaturkompensation kann durch Verstellung des Abstandes des Nebenschlussplättchens 30 vom Luftspalt 3 durch Voreinstellung verändert werden. Ist der Abstand zwischen Nebenschlussplättchen 30 und Luftspalt 3 zwischen Polplatte 4 und Topf 5 gross, so ist die Temperaturkompensation durch das Nebenschlussplättchen 30 entsprechend gering. Ist der Abstand klein, so wird der Nebenschluss 27 über das Nebenschlussplättchen 30 entsprechend gross, wodurch auch die temperaturabhängige Veränderung des Nebenflusses 27 entsprechend steigt und eine entsprechend grosse Kompensation der Temperaturabhängigkeit des Hauptflusses 26 möglich ist. Durch Regelung des Abstandes des Nebenflussplättchens 30 kann also in bestimmten Grenzen die Temperaturabhängigkeit des Hauptflusses 26 im gesamten Magnetsystem beeinflusst werden. Das ist sehr vorteilhaft, da die Einzelteile bezüglich ihrer magnetischen Eigenschaften Streuungen unterworfen sind, weshalb eine normierte Temperaturkompensation nur schwer erreicht werden kann. Durch die Einstellbarkeit des Nebenschlussplättchens 30 ist eine Normierung der Temperaturkompensation unabhängig von den Streuungen der Eigenschaften der Einzelteile auf einfache Weise möglich.

Wird bei der Ausführungsform nach Fig. 6 der Wert der Temperaturkompensation durch die Einstellung des Abstandes des Nebenschlussplättchens 30 ein für allemal eingeregelt, so kann die Wirkung der Temperaturkompensation auch noch dadurch verstärkt werden, dass man die Nebenschlussplättchen 28 und 29 durch ein Nebenschlusssegment 33 ersetzt, das in Abhängigkeit von der Temperatur an den Luftspalt 3 herangeführt bzw. von diesem wegbewegt wird.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform mit einem derartigen Nebenschlusssegment 33. Wie sich aus Fig. 8 entnehmen lässt, hat das Nebenschlusssegment die Form eines Kreisringausschnittes. Die radiale Breite ist dabei grösser, als die Breite

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des Luftspaltes 3 zwischen der Polplatte 4 und der deren Aus-senrand gegenüberstehenden Begrenzung des Topfes 5. Das Nebenschlusssegment 33 überdeckt so den Luftspalt 3 und kommt zugleich noch über der Polplatte 4 und der Oberfläche des Topfes 5 zu liegen, wie das aus Fig. 7 zu entnehmen ist. Insoweit ist hier seine Wirkung den Nebenschlussplättchen 28 und 29 zu vergleichen. Man erkennt weiter, dass das Nebenschlusssegment 33 die Aufhängung der Spule 6 durchsetzt.

Das Nebenschlusssegment 33 ist nun selbst am freien Ende eines mit ihm in einer Ebene liegenden Bimetallstreifens 34 befestigt, dessen anderes Ende im Zentrum des Magnetsystems zwischen Spannpratzen 35 und 36 festgelegt ist, die von einer Klemmschraube 37 zusammengehalten werden. Selbstverständlich besteht auch das Nebenschlusssegment 33 wieder aus einem Magnetwerkstoff mit negativem Temperaturkoeffizienten.

Die Funktion der beschriebenen Ausführungsform ist folgende: Der zum Hauptfluss 26 parallel geschaltete und zur Temperaturkompensation herangezogene Nebenfluss 27 wird auf doppelte Weise beeinflusst. Einmal erfolgt eine Beeinflussung durch die bei steigender Temperatur abnehmende magnetische Leitfähigkeit des Nebenschlusssegmentes 33. Zum anderen erfolgt eine Beeinflussung des Nebenflusses 27 durch die Abstandsänderung des Nebenschlusssegments 33 vom Luftspalt 3. Bei steigender Temperatur wird nämlich aufgrund der Aufhängung des Nebenschlusssegmentes 33 am Bimetallstreifen 34, das Nebenschlusssegment zunehmend vom Luftspalt 3 abgerückt. Dadurch wird der Nebenfluss 27 zusätzlich geschwächt.

Da der magnetische Leitwert des Magnetwerkstoffes für die Nebenschlusselemente keine lineare Abhängigkeit von der Temperatur zeigt und überdies je nach dem ausgewählten Werkstoff die Änderung des magnetischen Leitwertes häufig in einem relativ engen Temperaturbereich stattfindet, kann eine Kompensation über einen grossen Temperaturbereich auch dadurch sichergestellt werden, dass die Vielzahl der verwendeten Nebenschlusselemente nicht aus demselben Magnetwerkstoff gefertigt wird, sondern aus Magnetwerkstoffen, die zwar bezüglich des negativen Temperaturkoeffizienten ihrer magnetischen Leitfähigkeit grundsätzlich übereinstimmen, jedoch eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit ihrer magnetischen Leitfähigkeit zeigen. So kann beispielsweise ein Teil der Nebenschlusselemente der magnetische Leitwert vorwiegend im unteren Teil des Arbeitstemperaturbereiches ändern, während ein anderer Teil der Nebenschlusselemente seine magnetische Leitfähigkeit im oberen Teil des Arbeitstemperaturbereiches ändert. Es ist klar, dass durch eine geeignete Mischung bezüglich der Anzahl, der Anordnung und der Werkstoffeigenschaften der Nebenschlusselemente eine Kompensation des Temperaturgangs des Hauptflusses 26 durch temperaturabhängige Beeinflussung des Nebenflusses 27 erfolgen kann, die den Hauptfluss 26 in einem grossen Temperaturbereich konstant hält.

Als geeigneter Magnetwerkstoff werden weichmagnetische Werkstoffe, wie Nickel-Eisen-Legierungen verwendet. Durch Variation der Zusammensetzung und Wärmebehandlung lässt sich dabei die Lage des Curie-Punktes sowie die Lage und der Verlauf der Temperatur-Induktions-Kurve gut beinflus-sen. Insbesondere bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 ist aber für das Nebenschlusssegment 33 auch die Verwendung eines hartmagnetischen Magnetwerkstoffs ohne weiteres möglich, da aufgrund der Wirkung des Bimetallstreifens 34 auch bei dieser Materialauswahl eine Verminderung des Nebenflusses 27 bei steigender Temperatur eintritt.

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625 342 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektromagnetisch kompensierende Waage, mit einem Permanentmagneten und einer Einrichtung zur Kompensation des Einflusses von Temperaturschwankungen auf den magnetischen Nutzfluss des Magnetsystems, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Korrekturglieder vorgesehen sind, die an verschiedenen Stellen des Magnetkreises angeordnet sind.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Korrekturglied, gegebenenfalls auch alle Korrekturglieder aus Magnetwerkstoff bestehen, dessen magnetischer Leitwert mit steigender Temperatur abnimmt.

3. Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem als zylindrischer Hohlkörper ausgebildeten Permanentmagneten (1) ein erstes Korrekturglied in der Innenbohrung des Permanentmagneten und wenigstens ein zweites Korrekturglied am Aussenumfang des Permanentmagneten angeordnet ist.

4. Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Aussenfläche des Permanentmagneten (1) angeordnete Nebenschlussmantel (7) in zwei Teilmäntel (16,17) unterteilt ist, die zwischen sich einen Spalt (15) bilden und relativ zueinander unter Veränderung der Spaltbreite (20) verschieblich sind.

5. Waage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Innenbohrung (2) des Permanentmagneten (1) angeordnete Korrekturglied als zweiteiliger Zapfen (23,24) ausgebildet ist und die beiden Teile des Zapfens zwischen sich einen Luftspalt bilden, dessen Spaltbreite durch verschiebliche Anordnung mindestens eines der beiden Teile relativ zum anderen veränderlich ist.

6. Waage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass von den einander zugewandten Enden der Teile des zweiteiligen Zapfens (23,24) das eine als vorspringender Kegel, das andere als rückspringender Konus ausgebildet ist.

7. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet aus mehreren Teil-*nagneten (10,11) besteht, zwischen denen jeweils ein Korrekturglied angeordnet ist.

8. Waage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ïuch an den Aussenflächen des Permanentmagneten Korrek-iurglieder vorgesehen sind.

9. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Korrekturglied ein NTC-Widerstand ist, der die Temperatur des Permanentmagneten abfühlt.

10. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Korrekturglied eine Kupferwicklung ist, die die Temperatur des Permanentmagneten abfühlt.

11. Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich des im Magnetsystem die Spule (6) aufnehmen-ien Luftspaltes (3) wenigstens ein Nebenschlusselement vorgesehen ist, über das ein Teil des Magnetflusses an der Spule (6) rorbeigeführt ist.

12. Waage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

iass Nebenschlusselemente fest auf Teilen des Magnetkreises jefestigt sind.

13. Waage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Nebenschlusselemente ;inen veränderlichen Abstand vom Magnetkreis hat.

14. Waage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

iass ein Nebenschlussplättchen (30) auf dem Kopf einer jewindespindel (31) angeordnet ist, die senkrecht bezüglich ies Hauptflusses (26) im Magnetkreis verstellbar ist.

15. Waage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

Iass ein Nebenschlusssegment (33) am freien Ende eines an sei-îem anderen Ende am Magnetkreis festgelegten Bimetallstrei-ens (34) angeordnet ist.

16. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten magnetischen Korrekturglieder aus Magnetwerkstoffen unterschiedlicher Temperaturabhängigkeit ihres magnetischen Leitwertes bestehen.