称重装置和方法与流程

1.本公开涉及称重装置和方法。更具体地说，本公开涉及电子体重秤的领域。


背景技术：

2.电子体重秤，也称为人体秤，通常配备有四个支脚，这些支脚中的每一个包括称重传感器。此类配置可以在用户站在秤上时测量用户的体重。
3.传统上，秤的称重传感器以惠斯通电桥类型的组合件布置。然后，由每个称重传感器测量的负载可以用于估计用户的体重。
4.然而，已发现，当由每个称重传感器测量的负载不相等时，用户的体重的估计可能会变化。这种可变性特别是由于所使用组合件中的缺陷，以及用户相对于秤中心的偏移。
5.因此，文档wo2014/013208描述一种优化的称重传感器组合件，用于确立用户的体重以及用于测量用户相对于秤中心的偏移。组合件具有两个单独的惠斯通电桥，每一个包括连接到专用放大器的两个称重传感器。将所测量偏移传输到用户，从而允许用户重新居中以改进体重估计。
6.此组合件允许有效地估计用户的偏移。然而，此组合件需要连接到两个放大器的两个惠斯通电桥，这导致与称重相关的能量消耗增加。另外，已发现，取决于惠斯通电桥中的称重传感器的布置，在前/后方向或右/左方向上的偏移的估计仍然不精确且具有改进的空间。另外，此组合件需要用户干预，用户必须倾身或重新定位自己以纠正他的偏移。
7.因此，需要一种可以减少用户偏移的影响的秤，其不具有现有技术的缺点。
8.此外，还有一些装置(例如任天堂的wii平衡板)利用用户的偏移与平台交互，例如玩游戏。然而，这种类型的装置使用四个惠斯通电桥，从而导致高生产成本。


技术实现要素：

9.提出一种电子体重秤类型的称重装置，包括四个支脚，分别为左前、右前、左后和右后，左前支脚包括左前称重传感器，右前支脚包括右前称重传感器，左后支脚包括左后称重传感器，并且右后支脚包括右后称重传感器，
10.每个称重传感器包括至少两个电阻器，
11.称重传感器组合在惠斯通电桥类型的组合件中，其包括：
[0012]-第一分支和第二分支，第一和第二分支并联安装在参考电压与接地电位之间，第一和第二分支布置在穿过参考电压和接地电位的第一对称轴的任一侧上；
[0013]-在第一分支上的第一中间点和在第二分支上的第二中间点，所述第一和第二分支分别包括在第一和第二中间点的任一侧上的相同数目的电阻器，以限定穿过第一和第二中间点的第二对称轴；以及
[0014]-第一辅助电路，其被配置成选择性地使属于体重秤中的相同支脚或两个相邻支脚(称为第一支脚)的两个电阻器短路，第一辅助电路相对于第一轴线或第二轴线对称，
[0015]
组合件由电子控制单元控制，以估计体重并且估计体重秤上的用户的偏移。
[0016]
有利地，此组合件可以修改称重传感器对来自组合件的输出信号的测量的贡献。实际上，通过对具有不同贡献的输出信号的若干测量，似乎可以确认秤上用户的体重和偏移的估计。因此，似乎可以估计没有任何偏移的用户的体重，而无需任何用户干预。另外，似乎可以动态地利用偏移以允许用户与秤交互，以清除心冲击描记器(bcg)信号和/或分析用户的平衡。另外，所提出的组合件减少体重秤操作所需的组件和能量。
[0017]
可以任选地实施下文的段落中陈述的特征。它们可以彼此独立地或彼此组合实施。
[0018]
组合件可以包括第二辅助电路，所述第二辅助电路被配置成使属于体重秤中的相同第二支脚或两个相邻第二支脚的两个电阻器短路，第二辅助电路相对于第一轴线或第二轴线对称。具体来说，由第一辅助电路短路的至少一个电阻器和由第二辅助电路短路的至少一个电阻器属于两个相邻支脚。
[0019]
因此，通过使用两个辅助电路，可以对来自组合件的输出信号进行三次测量，每个测量都具有来自不同称重传感器的贡献。因此，可以在前/后方向和右/左方向上用代数方法确认在秤上用户的体重和偏移的值。
[0020]
组合件可以包括第三辅助电路，所述第三辅助电路相对于第一轴线或第二轴线对称，第一、第二和第三辅助电路被配置成关注四个称重传感器中的三个。这意味着第一、第二和第三辅助电路被配置成使四个称重传感器中的三个短路，或使四个称重传感器中的三个称重传感器的至少一个电阻器短路。
[0021]
因此，第三辅助电路可以允许来自组合件的输出信号的第四测量，每个测量具有来自不同称重传感器的贡献。除了体重和偏移之外，随后可以确认其上安装体重秤的称重传感器的板的扭转值。
[0022]
受辅助电路的短路影响的电阻器集合可以属于至少两个单独称重传感器。
[0023]
一个或每个辅助电路可以包含由电子控制单元控制的至少一个开关，例如晶体管。开关还可以是光电耦合器。
[0024]
因此，可以选择性地将一个或每个辅助电路控制为断开状态或闭合状态，以形成短路。随后可以进行输出信号的若干测量。
[0025]
一个或每个辅助电路可以具有由电子控制单元控制的两个开关，优选地两个晶体管。
[0026]
晶体管不是完全对称的；这种配置允许组合件的更佳对称性。
[0027]
一个或每个辅助电路可以连接到以下中的至少一个：参考电压、接地电位、第一中间点或第二中间点。当辅助电路连接到参考电压或接地电位时，观察到信噪比(snr)降低，而在短路期间以参考电压为电桥的其余部分供电。
[0028]
中间点可以连接到单个放大器，以从组合件获得输出信号。
[0029]
此配置可以获得可由电子控制单元使用以估计用户的体重和偏移的输出信号。另外，单个放大器允许实现装置的更佳能效，从而仅需要一个放大器获得可用输出信号。
[0030]
装置可以包括显示器，所述显示器被配置成将信息显示给用户。因此，用户可以被告知由秤进行的测量，特别是用户的体重。显示器还允许与秤进行用户交互。
[0031]
装置可以包括通信模块，所述通信模块被配置成与智能手机和/或服务器交换数据。因此，用户可以在距体重秤一定距离处访问由体重秤进行的测量。可以执行测量跟踪。
人体秤还可以从服务器和/或智能手机接收例如关于人体秤上的用户的额外数据。
[0032]
根据另一方面，提出一种在称重装置中实施的方法，包括：
[0033]-执行来自组合件的输出信号的第一测量；
[0034]-将第一辅助电路控制成闭合状态；
[0035]-执行来自组合件的输出信号的第二测量；
[0036]-基于第一和第二测量而确立用户的体重和偏移。
[0037]
这种方法可以使用来自不同称重传感器的贡献对来自组合件的输出信号执行测量。每个测量的输出信号可以由体重秤使用以确立用户的体重和偏移。可以将体重传输到用户，并且偏移可以用于清除bcg信号、分析用户的平衡和/或允许用户与体重秤交互。
[0038]
可以任选地实施下文的段落中陈述的特征。它们可以彼此独立地或彼此组合实施。
[0039]
所述方法可以包含在第二测量之后：
[0040]-将第二辅助电路控制成闭合状态；
[0041]-执行来自组合件的输出信号的第三测量；
[0042]-基于第一、第二和第三测量而确立用户的体重、前后偏移和左右偏移。
[0043]
所述方法可以包含在第二测量之后：
[0044]-将第二辅助电路控制成闭合状态；
[0045]-执行来自组合件的输出信号的第三测量；
[0046]-基于第一、第二和第三测量而确立用户的体重和称重装置的板的弯曲。
[0047]
通过第三测量，可以在前/后方向和右/左方向上用代数方法确认在秤上的用户的体重和偏移的值。
[0048]
所述方法可以包括在第三测量之后：
[0049]-将第三辅助电路控制成闭合状态；
[0050]-执行来自组合件的输出信号的第四测量；
[0051]-基于第一、第二、第三和第四测量而确立用户的体重、前后偏移、左右偏移和称重装置的板的扭转。
[0052]
通过第四测量，可以估计在测量期间发生的板的扭转。估计扭转可以改进体重和偏移的精度。估计扭转还可以降低对板刚度的要求，而不会影响体重和偏移的精度。
[0053]
可以通过将由第一、第二和第三测量组成的向量乘以转移矩阵来计算体重、前后偏移和左右偏移。
[0054]
可以通过理论计算获得转移矩阵。
[0055]
可以通过实验方式获得转移矩阵。这允许改进转移矩阵的精度。
[0056]
可以向用户显示体重。
[0057]
前后和/或左右偏移可以允许以下中的至少一个：体重秤与用户的交互、心冲击描记器(bcg)信号的清除和/或体重秤上的用户平衡的分析。
[0058]
测量的顺序并不特别重要。
[0059]
所描述的方法可以进一步包括使用获得的偏移信息控制电子系统的步骤。以此方式，称重装置可以用作电子系统的控制器。电子系统可以包括称重装置自身、(单独)计算机或游戏控制台。
[0060]
可以将由体重秤进行的测量传送到智能手机和/或服务器。因此，用户可以在距体重秤一定距离处访问由体重秤进行的测量。可以执行测量跟踪。
附图说明
[0061]
在阅读以下具体实施方式以及分析附图之后，其它特征、细节和优点将变得显而易见，其中：
[0062]
[图1]是从上方观察的根据本发明的称重装置的全视图；
[0063]
[图2a]示出在图1的称重装置的显示器上的第一显示内容；
[0064]
[图2b]示出在图1的称重装置的显示器上的第二显示内容；
[0065]
[图2c]示出在图1的称重装置的显示器上的第三显示内容；
[0066]
[图3]示出在第一操作模式下图1的称重装置的基本布线图的第一实施例；
[0067]
[图4]示出在第二操作模式下图3的布线图；
[0068]
[图5]示出在第三操作模式下图3的布线图；
[0069]
[图6]示出图3的称重装置的基本布线图的变体；
[0070]
[图7]示出图3的称重装置的基本布线图的另一变体；
[0071]
[图8a]示出图3的称重装置的基本布线图的其它变体；
[0072]
[图8b]示出图3的称重装置的基本布线图的其它变体；
[0073]
[图9]示出图1的称重装置的基本布线图的第二实施例；
[0074]
[图10]示出图9的称重装置的基本布线图的变体；
[0075]
[图11]示出图1的称重装置的基本布线图的第三实施例；
[0076]
[图12]示出图1的称重装置的基本布线图的第四实施例；
[0077]
[图13]示出由图1的称重装置实施的方法的流程图；
[0078]
[图14]示出用于获得体重和偏移的矩阵计算的实例；
[0079]
[图15a]示出图1的称重装置的基本布线图的第五实施例；
[0080]
[图15b]示出图15中所说明的布线图的变体；
[0081]
[图16]示意性地示出图1的称重装置的子组合件的透视图；
[0082]
[图17]示出由图1的称重装置实施的方法的流程图。
具体实施方式
[0083]
在各个图中，相同的参考标号表示相同或相似的元件。
[0084]
1.体重秤的一般形状
[0085]
图1示出根据本发明的一个实施例的称重装置10的实例。
[0086]
在所说明的实例中，此称重装置10被呈现为电子体重秤或人体秤，用户可以将自己定位在其上以特别测量他的体重。
[0087]
电子体重秤10包括大体上矩形或正方形形状的主体，以及分别布置在主体的四个拐角附近的四个支脚，每个支脚包括测量构件。
[0088]
或者，秤可以具有圆形或椭圆形形状。在这种情况下，四个支脚均匀地分布在体重秤的中心轴线周围，每个支脚包括测量构件。
[0089]
具体来说，左前支脚包括左前称重传感器3ag，右前支脚包括右前称重传感器3ad、
左后支脚包括左后称重传感器3pg，并且右后支脚包括右后称重传感器3pd。
[0090]
应注意，如可以在图16中看出，前述称重传感器布置在板58上，所述板设置于电子体重秤10中。每个称重传感器在与板58的接触点60与地面gnd之间延伸。因此，每个称重传感器执行相对于板58的主延伸平面的测量。板58直接承受用户的体重。在一个实施例中，板58是用户将自己定位在其上的板。
[0091]
在图1中，前后方向由x轴表示，字母a表示前部且字母p表示后部，而左右方向由y轴表示，在表示为g的左侧与表示为d的右侧之间延伸。
[0092]
关于已经提及的称重传感器，优选地选择包括已知类型的两个应变计的称重传感器，具体来说，计量器包括：第一元件，所述第一元件的电阻在施加到所述支脚的垂直压缩的作用下增加；以及第二元件，所述第二元件的电阻在所述垂直压缩的作用下减小。
[0093]
在此处说明的实例中，右前称重传感器3ad包括称为第一右前电阻器15的此第一元件以及称为第二右前电阻器16的此第二元件。
[0094]
类似地，右后称重传感器3pd包括称为第一右后电阻器17的此第一元件以及称为第二右后电阻器18的此第二元件。
[0095]
同样对于左侧，左前称重传感器3ag包括称为第一左前电阻器19的此第一元件以及称为第二左前电阻器20的此第二元件。
[0096]
最后，左后称重传感器3pg包括称为第一左后电阻器21的此第一元件以及称为第二左后电阻器22的此第二元件。
[0097]“相邻者”表示共享“前/后”或“左/右”特征的两个支脚或称重传感器。例如，称重传感器3ag的相邻者是称重传感器3ad和3pg。在具有四个支脚或称重传感器的架构中，仅彼此对角交叉的支脚或称重传感器不是相邻者。
[0098]
电子体重秤10进一步包括电子控制单元12和显示器14。
[0099]
如图2a到2c中所示，显示器14可以显示信息24，例如物体的所估计重量或在体重秤10上的用户的姓名。另外，显示器14可以显示一个或多个指示器26。这些指示器的功能是允许用户根据相对于理想中心位置的位置偏移与体重秤交互，其中力基本上均匀地分布在体重秤的四个支脚上。
[0100]
在图2a的实例中，显示器14显示存在于体重秤10上的物体或用户的所估计重量24。显示器以箭头形式显示四个指示器26。指示器可以在体重秤上向用户指示倾斜方向，以达到理想的居中位置。
[0101]
在图2b的实例中，显示器示出两个选项c1、c2。例如，选项可以是两个不同的用户，或对先前显示的问题的两个答案。显示器示出指示器26，以允许用户经由在右/左方向上的偏移在两个选项中进行选择。用户将能够向右或向左倾斜以改变他的选择。
[0102]
在图2c的实例中，显示器示出选项c1、c2、c3的列表。列表可以由秤的各种功能组成，例如显示天气预报、显示称重历史或访问设置。列表还可以是先前显示的问题的多个可能答案。
[0103]
然后，显示器包含“前进”26a和“后退”26b指示器以允许用户浏览选项。用户将能够向前倾斜以向上移动列表，并且向后倾斜以向下移动列表。
[0104]
显示器还包含“右”26c和“左”26d指示器以允许用户选择选项或返回到列表。用户将能够向右精益以选择选项，或向左倾斜以返回。
[0105]
对于上文所描述的实例中的每一个，可以激活指示器以向用户指示要遵循的方向，以校正观察到的偏移，或者在选项中导航和选择。指示器的激活可以由以下组成：使指示器闪烁、在其它保持关闭时将指示器打开、在显示器内移动指示器或任何其它方式。
[0106]
当然，可以实施允许根据偏移显示信息并且与体重秤交互的其它类型的显示器。
[0107]
2.惠斯通电桥
[0108]
参考图3，体重秤的基本布线图包括惠斯通电桥类型的组合件28，所述组合件组合四个称重传感器的电阻器15到22。
[0109]
电阻器15到22中的每一个分别具有表示为r1到r8的电阻值。在此处说明的实例中，奇数电阻器或具有正灵敏度的电阻器(以下称为正电阻器)随着施加在支脚上的垂直压缩力增加而增加，而相反地，偶数电阻器或具有负灵敏度的电阻器(以下称为负电阻器)随着施加的力减小而减小。
[0110]
在典型实例中，选择具有相同标称值的电阻器，例如500欧姆或1千欧姆(1kω)。
[0111]
另外，奇数电阻器定义称重传感器的负极a，并且偶数电阻器定义正极b。第三极c将每个称重传感器的偶数电阻器和奇数电阻器分开。换句话说，极c是称重传感器的中点。
[0112]
在惠斯通电桥类型的组合件28中，偶数电阻器的负极a接合在一起，并且奇数电阻器的负极b接合在一起以形成四边形，所述四边形的端部在称重传感器的四个极c处。
[0113]
此外，四边形中的两个异性极c分别连接到参考电压vs和接地电位gnd。因此，惠斯通电桥类型的组合件28定义并联安装在参考电压vs与接地电位gnd之间的第一分支30和第二分支32。
[0114]
参考电压vs来自稳定在恒定预定值的电压源，例如在所考虑的实例中为2.8v。或者，组合件也可以由电流源供电。
[0115]
在所说明的实例中，第一分支30串联连接：
[0116]-参考电压vs与右前称重传感器3ad的极c；
[0117]-右前称重传感器3ad的负极a与左前称重传感器3ag的负极a；
[0118]-左前称重传感器3ag的正极b与右后称重传感器3pd的正极b；以及
[0119]-右后称重传感器3pd的极c与接地电位。
[0120]
类似地，第二分支32串联连接：
[0121]-参考电压vs与右前称重传感器3ad的极c；
[0122]-右前称重传感器3ad的正极b与左后称重传感器3pg的正极b；
[0123]-左后称重传感器3pg的负极a与右后称重传感器3pd的负极a；以及
[0124]-右后称重传感器3pd的极c与接地电位。
[0125]
不连接到参考电压或接地电位的两个剩余极c定义中间点34和36。测量存在于第一和第二中间点处的相应电压，特别注意这两个中间点之间的电位差，如下文将看到。
[0126]
如所说明，第一和第二中间点34、36分别由左前称重传感器3ag和左后称重传感器3pg的极c定义。
[0127]
应注意，与所示实例相比，可以不同地安装称重传感器。任何称重传感器的极c可以连接到参考电压、接地电位，或者可以形成中间点中的一个。然而，将满足以下约束：
[0128]-两个分支30、32中的每一个具有相同数目的正电阻器和负电阻器；
[0129]-中间点34、36将分支中的每一个的负电阻器和正电阻器分开。
[0130]
因此，似乎可以定义第一对称轴a1和第二对称轴a2。
[0131]
第一对称轴a1穿过参考电压的连接点和接地电位的连接点，并且包括一方面第一分支30以及另一方面第二分支32。
[0132]
第二对称轴a2穿过第一中间点34和第二中间点36，并且一方面包括第一分支30的负电阻器和第二分支32的正电阻器，并且另一方面包括第一分支30的正电阻器和第二分支32的负电阻器。
[0133]
第一中间点34和第二中间点36连接到放大器38，放大器的角色是放大两个中间点之间的电位差，并且从连接到控制单元12的输出40传递这些放大值。
[0134]
从第一中间点读取的电压表示为ed1，从第二中间点读取的电压表示为ed2，在放大器38的作为输出信号的输出处读取的电压表示为δv。因此具有等式δv＝g(ed1-ed2)，g是放大器的增益。
[0135]
上文所描述的组合件随后可以将四个称重传感器安装在单个惠斯通电桥中，并且所述组合件仅需要一个放大器。特别与其中两个惠斯通电桥与两个放大器相关联的文档wo2014/013208相比，组合件组件的数目以及执行输出信号的测量所需的能量减小。
[0136]
3.辅助电路
[0137]
此外，惠斯通电桥类型的组合件28包括第一辅助电路42。如所说明，第一辅助电路42连接到右前称重传感器3ad的负极a以及右后称重传感器3ad的正极b。
[0138]
应注意，第一辅助电路42相对于第一对称轴a1对称。因此平衡组合件。这防止放大器38饱和。
[0139]
第一辅助电路42此处包括晶体管t1。当晶体管t1断开(也称为“静止”或“关闭”)时，辅助电路的阻抗是无限的，并且没有电流流过辅助电路。输出信号δv不受第一辅助电路影响。
[0140]
另一方面，当晶体管t1闭合时，晶体管变成等效于导线。然后，如可以在图4中看到，短路形成于右前称重传感器3ad的正极b与负极a之间。然后，组合件包括短路，所述短路抵消右前称重传感器3ad的电阻器15和16的贡献。电阻器不会促成输出信号δv。电桥的其余部分由参考电压vs的3/4供电。
[0141]
当然，可以考虑其它类型的开关来控制所描述的一个或多个辅助电路。例如，开关可以是光电耦合器。光电耦合器的使用可以将电测量电路从控制电路解耦，且因此可以避免与控制电路相关的寄生效应。
[0142]
另外，惠斯通电桥类型的组合件28此处包括第二辅助电路44。如所说明，第二辅助电路连接到右后称重传感器3pd的正极b以及右后称重传感器3pd的负极a。
[0143]
应注意，以与第一辅助电路42相同的方式，第二辅助电路44相对于第一对称轴a1对称。
[0144]
第二辅助电路44还包含晶体管t2。如同第一晶体管t1，当晶体管t2断开时，输出信号δv不受第二辅助电路44影响。当晶体管t2闭合时并且如图5中所说明，在右后称重传感器3ad的正极b与负极a之间形成短路，并且右后称重传感器3pd的电阻器17和18并不会促成输出信号δv。电桥的其余部分由参考电压vs的3/4供电。
[0145]
两个辅助电路42、44中的每一个可以使属于体重秤中的两个相邻支脚的称重传感器的两个电阻器短路，并且抵消它们对输出信号δv的贡献。实际上，在图3中，所涉及的称
重传感器是体重秤10的右侧上的两个称重传感器。辅助电路因此可以确认与体重秤上的用户的体重、右/左方向上的偏移以及前/后方向上的偏移相对应的值。
[0146]
为此，电子控制单元12通过控制线46和48独立地控制晶体管t1和t2的激活或去激活。
[0147]
电子控制单元12然后可以在断开状态下通过两个晶体管执行输出信号δv的第一测量m1。所有称重传感器对输出信号δv的贡献基本相同。然后，测量m1是受用户在秤上的右/左和前/后偏移影响的体重测量。
[0148]
此外，如图4中所说明，控制单元12可以在闭合状态下通过第一晶体管t1执行输出信号δv的第二测量m2。右前称重传感器3ad不再促成输出信号δv。然后，测量m2是特别受左称重传感器和后称重传感器影响的体重测量。
[0149]
最后，如图5中所说明，控制单元12可以在闭合状态下通过第二晶体管t2执行输出信号δv的第三测量m3。右后称重传感器3pd不再促成输出信号δv。然后，测量m3是特别受左称重传感器和前称重传感器影响的体重测量。
[0150]
测量m1、m2、m3中的每一个对应于用户在秤上的右/左和前/后方向上的体重和不平衡的线性组合。在控制单元12中，由测量m1、m2、m3形成的向量接着可以乘以转移矩阵a以获得与体重p、前/后偏移a/p和右/左偏移d/g相对应的值。
[0151]
如可以在图14中看到，矩阵a由系数a1到a9形成。系数可以乘以测量m1、m2和m3。系数中的每一个的值可以通过理论计算确定。然而，还可以通过实验方式确定系数，以改进转移矩阵a的精度。实际上，实验矩阵a可以被视为理论矩阵a和干扰矩阵的总和。
[0152]
可以将体重p传输到显示器14。然后，所显示的体重不会由于用户在体重秤上的偏移而受到干扰。
[0153]
另外，通过称测量的心冲击描记器(bcg)信号可以清除与用户在右/左和前/后方向上的移动相关的分量。因此，改进bcg信号。
[0154]
偏移值还可以允许用户具体来说借助于显示器14与体重秤10相互作用。
[0155]
偏移值还可以用于研究用户在秤上的不平衡。
[0156]
4.辅助电路的变体
[0157]
图6还说明包括两个辅助电路42、44的组合件28。此处，第一辅助电路42包括同时由控制线46控制的一对晶体管t1、t3。同样，第二辅助电路44包括同时由控制线48控制的一对晶体管t2、t4。由于晶体管并不完全对称，因此每个辅助电路使用两个晶体管允许组合件28的更佳对称。
[0158]
应注意，第一辅助电路42和第二辅助电路44中的一个可以包括两个晶体管，并且第一辅助电路42和第二辅助电路44中的另一个可以包括一个晶体管。
[0159]
图7说明两个辅助电路42、44，每个辅助电路包括一对晶体管t1、t3和t2、t4。此外，额外分支50将两个晶体管t1、t3之间的第一辅助电路42连接到参考电压vs。另一额外分支52将第二辅助电路44连接到接地电位。当将辅助电路中的一个或另一个的晶体管控制到闭合状态时，额外分支50、52可以在参考电压vs下对电桥组合件进行供电。此配置随后可以增加输出信号δv的值，具体来说足以改进信噪比(snr)。
[0160]
图8a的表格说明辅助电路42、44的替代位置。每个变体可以包括具有一个或两个晶体管的辅助电路，或包括额外分支。
[0161]
变体v1对应于上文所描述的组合件。有利地，第一辅助电路42和第二辅助电路44在与参考电压和接地电位连接的称重传感器上的布置可以限制温度的影响。
[0162]
在变体v2中，第一辅助电路42可以使左前称重传感器3ag短路以用于第二测量m2，并且第二辅助电路可以使右前称重传感器3ad短路以用于第三测量m3。
[0163]
变体v3包括第一辅助电路42，所述第一辅助电路可以使右后称重传感器3pd短路以用于第二测量m2；以及第二辅助电路44，所述第二辅助电路可以使左后称重传感器3pg短路以用于第三测量m3。
[0164]
变体v4包括第一辅助电路42，所述第一辅助电路可以使左前称重传感器3ag短路以用于第二测量m2；以及第二辅助电路44，所述第二辅助电路可以使左后称重传感器3pg短路以用于第三测量m3。
[0165]
应注意，在变体v1、v2、v3、v4中的每一个中：
[0166]-每个辅助电路相对于轴线a1或a2对称，以避免放大器饱和；
[0167]-第一辅助电路和第二辅助电路布置在属于体重秤中的两个相邻支脚的称重传感器的电阻器上。
[0168]
通过满足这些条件，似乎可以执行输出信号δv的三个测量以确认用户的体重p、前/后偏移a/p和右/左偏移r/l。
[0169]
在图8b的表格中说明的两个其它变体中，第一辅助电路42和第二辅助电路44布置在属于不相邻的两个支脚(意指两个对角地相对的支脚)的称重传感器的电阻器上。然后存在两个可能的变体vd1、vd2：左前3ag和右后3dp称重传感器短路，并且右前3ad和左后3pg称重传感器短路。
[0170]
在变体vd1中，第一辅助电路42可以使右前称重传感器3ad短路以用于第二测量m2，并且第二辅助电路44可以使左后称重传感器3pg短路以用于第三测量m3。
[0171]
在变体vd2中，第一辅助电路42可以使左前称重传感器3ag短路以用于第二测量m2，并且第二辅助电路44可以使右后称重传感器3pd短路以用于第三测量m3。
[0172]
应注意，在变体vd1、vd2中的每一个中，每个辅助电路42、44相对于轴线a1或a2对称，以避免放大器饱和。通过满足这些条件，似乎可以执行输出信号δv的三个测量以获得关于板的扭转的重量和信息。下文将给出关于扭转的更多信息。
[0173]
5.卸载的辅助电路
[0174]
图9说明包括两个部分42a、42b的辅助电路42。如所说明，第一部分42a连接到左前称重传感器3ag的负极a以及左前称重传感器3ag的极c。第二部分42b连接到左后称重传感器3pg的正极b以及左后称重传感器3pg的极c。
[0175]
应注意，此两部分辅助电路42相对于轴线a1对称。另外，应注意，辅助电路42的第一部分42a和第二部分42b使属于体重秤中的两个相邻支脚(在这种情况下，左前支脚和左后支脚)的称重传感器的两个电阻器短路。
[0176]
辅助电路42的每个部分42a、42b包括晶体管t1、t5。由控制单元12通过控制线44将两个晶体管同时控制成闭合状态。
[0177]
在此闭合状态下，左前称重传感器3ag的电阻器20和左后称重传感器3pg的电阻器21各自跨越其端子短路。然后在第二测量m2期间，在体重秤的左侧处的两个称重传感器对输出信号δv的影响减半。此测量m2然后可以确认右/左方向上的偏移。
[0178]
图10中的表格说明允许执行第二测量m2的两部分辅助电路42的变体。
[0179]
变体v5对应于图9中的实例。
[0180]
变体v6允许使左前称重传感器3ag的电阻器19短路并且使左后称重传感器3pg的电阻器22短路。
[0181]
变体v7允许使右前称重传感器3ad的电阻器r2和右后称重传感器3pd的电阻器r3短路。
[0182]
最后，变体v8允许使右前称重传感器3ad的电阻器15和右后称重传感器3pd的电阻器18短路。
[0183]
应注意，两部分辅助电路42的变体v5到v8中的每一个相对于轴线a1或轴线a2对称。此外，辅助电路的每个部分被设计成使属于体重秤10中的两个相邻支脚的两个电阻器短路。
[0184]
还应注意，变体v5到v8都允许执行测量m2，这对右/左方向上的偏移特别敏感。
[0185]
实际上，两部分辅助电路的布置受到相对于第一对称轴a1或第二对称轴a2的对称条件的限制。为了将两部分辅助电路布置在前电阻器和后电阻器上，必须交换组合件28中的称重传感器的布置。
[0186]
6.卸载电路的第二辅助电路
[0187]
为了对两部分辅助电路执行第三测量m3，可以将第二辅助电路44添加在变体v5到v8中的任一个中。然后，似乎可以估计用户的体重p、前/后偏移和右/左偏移。
[0188]
如可以在图11中看到，第一辅助电路42类似于上文所描述的变体v5。第二辅助电路44一方面连接到右前称重传感器3ad的负极a并且另一方面连接到右前称重传感器3ad的正极b。第二辅助电路44类似于上文所描述的变体v1的第一辅助电路。
[0189]
应注意，第二辅助电路相对于轴线a1对称。另外，由第二辅助电路44短路的右前称重传感器3ad与体重秤中由第一两部分辅助电路42(部分地)短路的左前称重传感器3ag和左后称重传感器3pg相邻。
[0190]
或者，第二辅助电路44可以是变体v1到v4的辅助电路中的任一个。应注意，在可能组合的每一个中，由第一辅助电路42短路的至少一个电阻器属于与由第二辅助电路44短路的电阻器相邻的称重传感器。
[0191]
此外，如在图12的实例中所说明，第二辅助电路44可以在两个部分中，其中一个部分与第一辅助电路42共享。
[0192]
此处，第一辅助电路42类似于上文所描述的变体v5。第二辅助电路包括与第一辅助电路42的第二部分42b共同的第一部分44a。第二辅助电路的第二部分44b连接到右后称重传感器3pd的负极a以及左后称重传感器3pg的极c，以使电阻器22短路。
[0193]
应注意，第二辅助电路44然后相对于轴线a2对称。还应注意，由第一辅助电路短路的电阻器20属于与由第二辅助电路44操作的左后支脚相邻的左前支脚。
[0194]
辅助电路的每个部分由晶体管t1、t5、t6独立地控制。当控制单元12同时闭合第一辅助电路42和第二辅助电路44的晶体管t1和t5时，执行第二测量m2。然后，测量m2类似于上文描述的变体v5的两部分电路。通过同时控制第二辅助电路44和第三辅助电路54的晶体管t5和t6来执行第三测量m3。测量m3然后类似于变体v4的第三测量m3。
[0195]
可以设想没有示出的第二辅助电路44的其它布置。为了确认体重以及右/左和前/
后偏移，然而必须满足以下条件：由第一辅助电路短路的至少一个电阻器和由第二辅助电路短路的至少一个电阻器属于体重秤中的两个相邻支脚。
[0196]
7.补充辅助电路
[0197]
如可以在图15a中看出，惠斯通电桥类型的组合件28还可以包含第三辅助电路56。在所说明的实例中，第三辅助电路56(具有晶体管t7)连接在左前称重传感器3ag的负极a与正极b之间。
[0198]
应注意，第三辅助电路56相对于对称轴a2对称。组合件28保留平衡。实际上，辅助电路42、44、56各自具有相对于轴线a1或轴线a2的对称性。
[0199]
类似于第一辅助电路42和第二辅助电路44，第三辅助电路56可以包含具有或不具有额外分支的一个或两个晶体管。然后，当晶体管断开时，输出信号δv未受第三辅助电路56影响。相反地，当晶体管闭合时，短路在左前称重传感器3ag的正极与负极之间形成。然后，组合件28包括短路，所述短路抵消左前称重传感器3ag的电阻器19和20的贡献。
[0200]
第一辅助电路42、第二辅助电路44和第三辅助电路56可以使体重秤10的四个称重传感器中的三个短路。在图15a的实例中，所涉及的三个称重传感器是右前称重传感器3ad和左前称重传感器3ag以及右后称重传感器3pd。三个辅助电路42、44、56允许引入第四测量维度。第四维度可以用于确认体重、前/后偏移、右/左偏移，以及其上安装称重传感器的板58的扭转值。
[0201]
图15b说明图15a的实施例的替代方案，其中卸载辅助电路中的一个(意指在各自使不同称重传感器的电阻器短路的两个部分中)，如关于图9所描述。图15a的电路对应于图12的电路，其中添加与图2到5的辅助电路44相同的第三辅助56。组合三个辅助电路(卸载其中至少一个)的其它变体是可能的，前提是满足对称性条件并且测量m1、m2、m3、m4中的每一个含有不存在于其它测量中的信息。
[0202]
图16更精确地说明板58的扭转意味着什么。如所示出的，对角地相对布置在板58上的两个称重传感器测量与其它两个称重传感器相反方向的负载。因此，板58在一对反作用力的作用下受到扭转。扭转具有产生板58的鞍点型变形的效果。此扭转可能会污染体重和偏移值，特别是当板58没有足够的刚性时。因此，确定板58的扭转可以改进体重和偏移的准确性，同时允许在体重秤10中使用相对灵活的板58的可能性。
[0203]
为了确定板58的扭转，电子控制单元12可以在闭合状态下通过第三辅助电路56的晶体管执行输出信号δv的第四测量m4。此处，左前称重传感器3ag不再促成输出信号δv。因此，第四测量m4特别是受右称重传感器和后称重传感器影响的体重测量。
[0204]
测量m1到m4中的每一个对应于体重和不平衡的线性和独立的组合。在控制单元12中，由测量m1到m4形成的向量可以乘以转移矩阵a'。与矩阵a相比，矩阵a'此处具有额外维度。此处，矩阵a'由系数a1到a16形成。系数可以乘以测量m1、m2、m3和m4。因此，除了体重和偏移值之外，第四测量m4可以确定板58的扭转。
[0205]
应注意，可以将扭转显示给用户。例如，可以要求用户校正他的位置以减少板58的扭转。可以通过显示指示器26，例如通过显示两个相对箭头(在相同对角线上)来显示扭转。然后用户知道他必须分别向前或向后移动一个支脚和/或向后或向前移动另一支脚，以更好地分配负载。
[0206]
8.3个短路的替代方案
[0207]
似乎可以定义第三辅助电路56的替代位置。每个变体还可以包含具有一个或两个晶体管且具有或不具有分支的替代电路。
[0208]
然而，将满足以下条件：
[0209]-三个辅助电路42、44、56中的每一个相对于轴线a1或轴线a2对称，以避免放大器饱和；
[0210]-布置三个辅助电路42、44、56，使得四个称重传感器中的三个与辅助电路有关。
[0211]
9.通信
[0212]
电子控制单元12可以配备有通信模块100。通信模块允许传输和/或接收无线数据。
[0213]
优选地，通信模块利用蓝牙、蓝牙低功耗(ble)或wi-fi类型的局域网。通信模块随后可以与接近体重秤的智能手机交换数据，而不需要显著的能量。智能手机还可以充当用于与远程服务器交换数据的网关。然后，用户可以访问来自智能手机或来自连接到服务器的计算机的数据。
[0214]
或者，通信模块利用蜂窝式电信网络。例如，蜂窝通信网络可以是gsm、3g、4g、5g、4g-lte。然而，通信模块还可以利用连接到蜂窝网络的网关。具体来说，网关可以是路由器，例如连接到蜂窝网络的wi-fi路由器。然后，通信模块可以直接与服务器交换数据。然后，用户可以访问来自特别是他的智能手机或计算机上的服务器的数据。
[0215]
由通信模块接收的数据可以包括关于用户的信息，例如名称、性别和体重历史、通过显示器提出的问题的想法，和/或当天的天气预报。
[0216]
此外，通信模块可以向智能手机和服务器发送体重、失去平衡、bcg信号和/或提出的问题的答案。然后，用户可以在任何时间访问数据。
[0217]
10.测量方法
[0218]
图13说明由电子控制单元12实施的用于确认用户的体重以及用户在体重秤上的偏移的方法。
[0219]
第一步骤e1由当四个称重传感器在惠斯通电桥中具有基本上相等的贡献时，执行输出信号δv的第一测量m1组成。然后将晶体管控制成断开状态。测量m1是受用户在秤上的右/左和前/后偏移影响的体重的测量。
[0220]
第二步骤e2由将第一辅助电路42控制成闭合状态，以使属于体重秤中的相同支脚或两个相邻支脚的两个电阻器短路组成。
[0221]
第三步骤e3由通过在步骤e2中形成的短路执行输出信号δv的第二测量m2组成。然后，测量m2是体重的线性组合，其中前/后或右/左偏移的贡献更大。
[0222]
应注意，在组合件28仅具有一个辅助电路的情况下，可以将测量m1传输到显示器14并且测量m2可以用于与体重秤相互作用和/或分析用户的平衡和/或在右/左方向或前/后方向上清除bcg信号。
[0223]
在适当的情况下，步骤e4由将第一辅助电路42控制成断开状态并且将第二辅助电路44控制成闭合状态组成。属于体重秤中的相同支脚或两个相邻支脚的两个电阻器进而短路。此外，由第一辅助电路短路的电阻器和由第二辅助电路短路的至少一个电阻器属于体重秤中的两个相邻支脚。
[0224]
第五步骤e5由在闭合状态下通过第二辅助电路44执行输出信号的第三测量m3组
成。测量m3也是前/后或右/左偏移的贡献更大的体重测量。然而，偏移的贡献不同于第二测量m2的贡献。
[0225]
在步骤e6中，由测量m1、m2和m3形成的向量m可以乘以转移矩阵a以获得已从其消除偏移的影响的体重值p、前/后方向上的偏移值和右/左方向上的偏移值。
[0226]
因此，在步骤e7中，使用所获得的值。可以向用户显示已从其消除偏移的体重p。偏移值可以用于清除bcg信号。偏移值可以用于与秤相互作用。偏移值还可以用于分析用户的平衡。
[0227]
步骤e8由将体重、偏移和/或bcg信号发送到智能手机和服务器组成。然后，用户可以在不在体重秤上的情况下访问测量的信息，特别是通过他的智能手机或计算机。
[0228]
图17说明包括额外步骤的另一方法200。步骤e1到e5与上文针对方法100描述的那些步骤相同。
[0229]
步骤e9由在闭合状态下通过第三辅助电路56执行输出信号δv的第四测量m4组成。然后，测量m4是与第一和第二测量不同的具有前/后或右/左偏移的贡献的体重测量。
[0230]
因此，在步骤e6中，由测量m1、m2、m3和m4形成的向量m定义四维空间。向量m可以乘以转移矩阵a'。以此方式，除了体重p和在前/后和右/左方向上的偏移值之外，还获得对应于板58的扭转的值。确立板的扭转可以改进体重和偏移值的精度，可以在考虑扭转的同时计算所述体重和偏移值。
[0231]
步骤e7到e8然后与上文针对方法100描述的那些步骤相同。
[0232]
执行测量m1、m2、m3、m4等的顺序并不重要。在一个实施例中，获得测量的频率f在几hz与几百hz之间，这意味着每1/f秒进行测量。因此，获得所有测量通常花费不到0.5秒，或甚至不到0.1秒或不到0.01秒，这是很短的时间间隔，在此期间用户保持不动(在测量过程中质量分布不会发生位移))。
[0233]
本发明不限于仅上文所描述的实例，而是能够具有本领域的技术人员可获得的许多变化形式。
[0234]
例如，可以设想辅助电路的替代布置可以确认体重、前后偏移和/或右/左偏移。
[0235]
另外，可以在闭合状态下通过两个辅助电路42、44执行第五测量m5。这种测量是可能的，特别是在布置在两个相邻称重传感器上的辅助电路的情况下，或者在两部分辅助电路和与由两部分辅助电路部分地短路的称重传感器不同的称重传感器上的辅助电路组合的情况下。然后可以将第五测量m5添加到向量m以确认体重和偏移的值。或者，第五测量m5可以是另一测量的替代，只要在各种测量m1、m2、m3、m4或m5之间没有信息丢失。
[0236]
另外，可以在两个辅助电路同时处于闭合状态的情况下进行测量中的一个。在这种情况下，由两个组合的辅助电路形成的短路相对于轴线a1或a2对称。因此，惠斯通电桥保持平衡。
[0237]
由于了解前/后、左/右不平衡并且甚至由于扭转，称重装置可以用作电子系统的控制器(称重装置本身，如上所述对于当进行选择时，或计算机或游戏控制台)。