CN1012213B

CN1012213B - 测力传感器称重仪

Info

Publication number: CN1012213B
Application number: CN87106593A
Authority: CN
Inventors: 西山义久
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1987-09-26
Publication date: 1991-03-27
Also published as: EP0261951B1; KR910004264B1; DE3776248D1; US4775020A; EP0261951A2; KR880004298A; EP0261951A3; CN87106593A

Abstract

本发明提供一种测力传感器称重仪。包括一个与基座以一定距离间隔放置的导体部件，基座与外罩一起构成外壳，其传感器装置的检波输出不受来自外来无线电波的高频成分的影响。提供一个给靠近该导体部件的传感器分路的旁路通路，将该导体部件上感应出的电流的高频成分引导到基座上。在该旁路通路中插入一分布电容形成装置。因此，该导体部件上感应出的电流的高频成分经过该旁路通路被释放到外壳上。

Description

本发明涉及一种由传感器读取输入信息的测力传感器称重仪，更具体地涉及一种传感器被导体部件覆盖起来的测力传感器称重仪。

这种测力传感器称重仪的特征是：由一传感器装置读取输入信息并将其作为电信号输出，且该传感器装置装在一个导体部件旁边。具体地说，在测力传感器称重仪中，与测力传感器相连的称盘架是一导体部件，而在与测力传感器称重仪一样使用传感器的光盘唱机中，信息媒质即为导体部件。

这里，参考图16和17叙述一下常用的作为电子器具的测力传感器称重仪。所示的测力传感器称重仪包括一个用金属材料刚性地构成的基座1以及以其一端的固定部件安装在基座1上的测力传感器2。测力传感器2的另一端是可移动部分6，其上固定着称盘架5，称盘架5上放置着称盘4。此处测力传感器2的一端和另一端指的是它在水平方向上相对的两端。固定部分3于测力传感器2的下表面处固定在基底1上，而称盘架5在测力传感器的上表面处固定到可移动部分6上。要注意到，测力传感器2是由诸如不锈钢或铝这样的金属材料制成的，而称盘架5是由，例如，铁、铝、黄铜或铜制成的。测力传感器2还有一对建立在固定部分3和可移动部分6之间的支架8。测力传感器2的各个支架8上均有两个作为信号发生装置的形变产生部分7，该形变产生部分7可以位于平行四边形的四个角上。作为传感器的应变仪9加在测力传感器2各个形变产生部分7的表面上。应变仪9与直流电源10连接，其连接方式是应变仪9可以构成一个桥式电路11′。桥式电路11与直流放大器13相连，该放大器位于检波电路12的前一级。

如果把一载荷放在称盘4上，该测力传感器2的形变产生部分7就根据载荷的值发生形变。随后，应变仪9的阻值即发生变化，结果桥式电路11产生一个电输出，根据该电输出即可确定待测载荷值。

在根据上述检测原理测定载荷值时，由于直流放大器13有把起源于外来无线电波的电功率转换为直流电流的功能，所以就存在着容易受外来无线电波影响的问题。

同时，在超级市场和其它类似的地方，警卫们为了内部警卫的目的常常使用400兆赫频段的便携式无线电设备。如果在靠近上述测力传感器称重仪的地方使用这样一种无线电设备，在该测力传感器称重仪的称盘架5上就会由来自所述无线电设备的电磁波感应出一个高频成分。该高频成分流经测力传感器2的支架8上的形变产生部分7，并经应变仪9传输到直流放大器13。由于直流放大器13具有把高频成分转换成直流电流的作用，它就把传输到这里的该高频成分转换成直流电流。然而，无法区分起源于该高频成分的直流电流与来自应变仪9的正确的直流信号，因此将导致操作误差。

为了消除这类缺陷，通常采用图18所示的对策。具体地说，在基座1和测力传感器2之间的连接部位和测力传感器2和称盘架5之间的连接部位处均插入一个由塑料材料制成的绝缘体14。这两个绝缘体14阻止由外来无线电波在称盘架5上感应出的高频成分流到测力传感器2的形变产生部分7。

图19说明了常用对策的另一个例子，其中，把一个低通滤波器15插在桥式电路11和直接放大器13之间以便以电的方式除去这个高频成分。

下面讲讲这种现有技术的器具的问题。首先，图18所示的包括绝缘体14的器具，有机械强度不够的问题。此外，随着时间的推移，由于重复施加机械应力，将会引起尺寸上的变化。

另一方面，图19所示的包括低通滤波器15的器具的缺点是成本太高。

再者，由在称盘架5上感应出的高频成分在称盘架5和基座1之间产生的高频电压可能会直接影响直流放大器13而不必经过应变仪9提供的路线。因此，图18和19所示的典型的对策存在着一个问题：即它们无法完全消除高频成分可能对直流放大器13产生影响。

值得注意的是，上述测力传感器称重仪存在的问题不只限于测力传感器称重仪，例如，类似的问题也存在于光盘唱机上。

本发明的第一个目的是提供一种用廉价的装置消除由电磁波引起的高频成分的测力传感器称重仪。

本发明的第二个目的是提供一种既能消除由电磁波引起的高频成分又能保持其机械强度的测力传感器称重仪。

本发明的第三个目的是提供一种能确保阻断由电磁波引起的高频成分传输到直流放大器的测力传感器称重仪。

为达到上述目的，本发明的测力传感器称重仪包括一个将与基座（它与一个外罩一起构成外壳）以一定间隔设置的导体部件附近的传感器装置旁路的测力传感器称重仪，即将导体部件上由电磁波感应出来的电流高频成分引导到基座上。该旁路通路中有一分布电容形成装置。由于有了这一结构，导体部件上感应出的电流通过该旁路通路引入外壳而不通过传感器装置。即使还有电流通过传感器装置，那也是非常小的。因此，在传感器装置的检波输出上没有来自外部无线电波的高频成分的影响。此外，也没有高频成分被传输到用于放大传感器的输出信号的放大器上。

图1为示出本发明第一个实施例的测力传感器称重仪的基本结构的正视图;

图2为整个测力传感器称重仪的透视图;

图3为图2所示测力传感器称重仪的垂直剖面正视图;

图4为该测力传感器称重仪电路的线路图;

图5是表示该电路的导纳的示意电路图;

图6为表示该测力传感器称重仪的一种改型例的正视图;

图7为该测力传感器称重仪另一种改型例的垂直剖面正视图;

图8为表示本发明第二个实施例的测力传感器称重仪基本结构的正视图;

图9为表示本发明第三个实施例的测力传感器称重仪基本结构的透视图;

图10为表示本发明第四个实施例的测力传感器称重仪基本结构的正视图;

图11为表示本发明第五个实施例的测力传感器称重仪基本结构的正视图;

图12为表示本发明第六个实施例的测力传感器称重仪基本结构的正视图;

图13为表示本发明第七个实施例的测力传感器称重仪基本结构的正视图;

图14为表示本发明第八个实施例的测力传感器称重仪基本结构的正视图;

图15为表示本发明第九个实施例的测力传感器称重仪的正视图;

图16为表示一个典型的常用测力传感器称重仪基本结构的正视图;

图17为图16的测力传感器称重仪电路的线路图;

图18为表示另一个典型的常用测力传感器称重仪的正视图;

图19为又一个典型的常用测力传感器的电路图。

现在参考图1至图5叙述本发明的第一个实施例。用与上面所述的图16至19中类似的参考数字表示类似的零件或部分，并略去对它们的说明以避免重复（这也适用于下面对所有的实施例及其改型的叙述）。所示的测力传感器称重仪包括一外壳51，该外壳包括基座1和安装在基座1上的外罩50。键盘52安装在外壳51的前部，在外壳51的前壁上有一个供打印机53的用纸通过的出口54，打印机53装在外壳51的里面。称盘4放在位于外壳51上面的称盘架5上，从外壳后面垂直向上地安装着一个显示装置55。除了打印机53之外，外壳51中还装有测力传感器2、控制器56和直流放大器13。控制器56包括一个与桥式电路11相连的检波电路12，桥式电路11由测力传感器2的应变仪9构成。直流放大器13连接在控制器56和桥式电路11之间。

在本实施例中，金属板16的一端整体地连在测力传感器2和称盘架5之间。金属板16是弯曲的，它先向下延伸，然后水平延伸，这样就可以在其另一端提供一个与基座1相对并与之间隔距离为d的对壁17。这样，在基座1和金属板的对壁17之间并由它们构成一个分布电容形成装置40，而分布电容形成装置40和金属板16一起构成旁路通路18。其中，金属板16的对壁17和基座1之间的距离调整在0.5毫米到2.0毫米的范围内。

如果把具有上述这种结构的测力传感器称重仪放置在能接收到外来无线电波的环境中，在称盘架5和基座1之间就会产生一个作为高频成分的高频电压e。同时，如图1所示，在称盘架5和各个应变仪9之间均存在着分布电容Cs;在金属板16的对壁17和基座1之间，也就是在分布电容形成装置40上存在着分布电容C_B;而在直流放大器13和基座1之间有分布电容C_B。具体地说，分布电容C的值可由下列方程式计算：

C_B＝ε_Oε_S·s/d ……（1）

其中，ε_O为真空介电常数，ε_S为空气的介电常数，s为基座1和金属板16的对壁17的对向面积。根据上面的方程式（1）计算本实施例结构情况下的分布电容C_B，得到的分布电容C_B在20和50PF之间。此外，在从应变仪9到直流放大器13的导线上存在着分布电感L。如果把分布电容C_B对高频电压e的电抗表示为X_CB，而把由分布电容C_S、C_A和分布电感L提供的电抗表示为X，图4所示电路即可由图5来表示。

如果X_CB＜＜X_L，由高频电压e产生的电流i将流向电抗X一侧，所以该高频电压不会加在直流放大器13上，因而消除了误动作。

此外，只需要加上金属板16就能达到消除误动作的目的，而在电子器具的基本结构方面不作任何影响该测力传感器称重仪作为称重仪器的功能的变动。因此，在结构强度和精确度方面都没有改变，并能以低成本生产该种测力传感器称重仪。

图6说明图1至图5所述实施例的一种改型。在此改型例中，金属板16固定在测力传感器2的可移动部分6的下表面上。

图7说明该实施例的另一种改型。在该改型例中，其一端固定在测力传感器2和称盘架5之间的金属板16的另一端与外罩50的内侧壁50a相对，构成对壁17，从而形成旁路通路18。不过，金属板16不必总是固定在测力传感器2和称盘架5之间，它也可以固定在其它一些部件或位置上，如固定在测力传感器2的可移动部分6的下表面上。

下面参考图8描述本发明的第二个实施例。在该实施例中，金属板19有一端固定在测力传感器2和称盘架5之间的连接部位，并被弯曲成与测力传感器2的形变产生部分7不发生干扰的形状。金属板19有一对壁20，该对壁位于测力传感器2的固定部分3的上表面之上，并与该上表面有一间隙，其距离为d。因此，在测力传感器2的固定部分3和金属板19的对壁20之间并由它们构成一个分布电容形成装置40，并形成一个包括该分布电容形成装置40的旁路通路21。要注意的是，金属板19的形状与形变产生部分7不发生干扰指的是这样一种形状，即金属板19以一适当的间隔延伸绕过测力传感器2的形变产生部分7。

图9示出了本发明的第三实施例。在所示的测力传感器称重仪上，由金属板22形成一个旁路通路23，该金属板22由基座1向上延伸，将其形状和位置做成对着测力传感器2的可移动部分6的三个外表面，并与这三个外表面有预定间距d的间隙。从而，由彼此之间以预定间距d的间隙互相对着的测力传感器2的可移动部分6和金属板22构成了分布电容形成装置40。应该注意到，当要由方程式（1）确定本发明的分布电容C_B时，方程式（1）中的s必须是与测力传感器2相对的彼此之间具有间距d之间隙的金属板22三个外表面的总面积。

现在参看图10，这里示出了本发明的第四个实施例，其中，一穿心式电容器25安装在金属板24上，该金属板24固定于测力传感器2和称盘架5之间的连结部位处，在基座1上垂直向上安装一金属棒26，该棒与电容器25宽松地配合，以使电容器25能沿其移动，从而构成一旁路通路27。因此，在该穿心式电容器25和金属板26之间构成了一个分布电容形成装置40。

图11示出本发明的第五个实施例。其中，穿心式电容器29安装在金属板28的一端，该板从测力传感器2的可移动部分6向其固定部分延伸，金属棒30垂直向上地安装在测力传感器2的固定部分3上，并与电容器29宽松地配合，以使电容器29能沿其移动，从而形成一旁路通路31。当然，金属板28要做成使其能以一适当间隔延伸绕过该测力传感器2的形变产生部分7的形状。

下面结合图12叙述本发明的第六个实施例。在所示的实施例中，把直流放大器13放在靠近测力传感器2的固定部分3的地方，而金属板42则位于基座1之上、称盘架5之下靠近测力传感器2的可移动部分6的地方。金属板42一端固定在基座1上，将其弯曲使其首先在垂直方向上延伸然后在水平方向上向测力传感器2的可移动部分6一方延伸。因此，金属板42的水平部分提供了一个以间距d的间隙与称盘架5相对的对壁43。因此，在金属板42的对壁43与称盘架5之间构成了一个分布电容形成装置40，并由分布电容形成装置40和金属板42构成旁路通路44。与上面所述的其它实施例相似，即使直流放大器13被称盘架5覆盖住，高频成分既不会通过由应变仪9构成的通路，也不会通过不包括应变仪9的别的通路传输到直流放大器13，因为，高频成分将通过旁路通路44流到基座1。或者，即使有高频成分流到直流放大器13，它的电平也非常低。因此，可以确保消除高频成分对直流放大器13的影响。

图13说明本发明的第七个实施例。在所示的实施例中，将固定在测力传感器2和称盘架5之间的连接板32向下弯曲延伸，而一片很薄的金属箔33在连接板32和基座之间延续，从而构成旁路通路34。金属箔33保持在松弛的状态以便不影响测力传感器2的动作。使用上述这种结构，不仅是高频成分，所有其它由电磁波在称盘架5上感应出的电流成分均可被导入基座1。

图14说明本发明的第8个实施例，其中，一片非常薄的金属箔36延续在固定于测力传感器2和称盘架5间的连接板35和测力传感器2的固定部分3之间，金属箔36处于松弛状态以便不影响测力传感器2的动作，这样就构成了旁路通路37。连接板35的形状要做得使其能以适当的间距绕过测力传感器2的形变产生部分7。

下面结合图15描述本发明的第九个实施例。本实施例的结构与上述实施例7的结构基本类似，因此类似的零件用同样的参考号标明并省去了说明。在本实施例中，固定于测力传感器2和称盘架5之间的连接板32在水平方向上延伸而不弯曲，将一片金属箔33连接在连接板32的一端和外罩50的内壁50a之间。

要注意到，在将本发明付诸实施时，不仅可以把它用于测力传感器称重仪，而且也可以用于某些其它的电子器具，如光盘唱机等。在将本发明用于光盘唱机时，信息媒质起导体部件的作用，用于光学读取写在这样一个信息媒质上的信息并将其转换成电信号的光学头起传感器的作用。

Claims

1、一种测力传感器称重仪，包括：

一个测力传感器，其固定部分一端固定在与一安装于其上的外罩一起构成外壳的基座上，其另一可移动部分端可放置要加于测力传感器上的载荷，所述测力传感器在其固定部分和可移动部分之间还有一形变产生部分，由加在所述可移动部分上的载荷使测力传感器在形变产生部分上产生形变，在测力传感器的形变产生部分有一应变仪，用以将所述形变产生部分的形变幅度作为电信号传送出去。

一个固定在所述测力传感器的可移动部分并在其上放有称盘的称盘架；

其特征在于：

一个把所述称盘架和所述外壳以电的形式互相连接起来的旁路通路，该旁路通路给所述测力传感器的形变产生部分加分路，把由电磁波在所述称盘架上感应出来的电流引向所述外壳；以及一片放在所述旁路通路中的金属箔。

2、根据权利要求1的测力传感器称重仪，其中，一个金属板的一端固定在所述测力传感器的可移动部分并沿所述可移动部分向下沿伸，其另一端经所述金属箔与基座相连。

3、根据权利要求2的测力传感器称重仪，其中，所述金属板安装在所述测力传感器的可移动部分和所述称盘架之间，以使所述金属板固定在所述测力传感器的上表面上。

4、根据权利要求1的测力传感器称重仪，其中，与所述测力传感器相连接的所述金属箔与金属板的一端相连，该金属板的另一端固定在所述测力传感器的所述固定部分或可移动部分上，并向所述测力传感器的另一可移动部分或固定部分延伸，其形状要做得使金属板不影响所述测力传感器的所述形变产生部分。

5、根据权利要求4的测力传感器称重仪，其中，所述金属板安装在所述测力传感器的可移动部分和所述称盘架之间，以使其固定在所述测力传感器的上表面上。

6、根据权利要求1的测力传感器称重仪，其中，金属架的一端固定在所述测力传感器可移动部分并从所述测力传感器的可移动部分基本水平地向外延伸，其另一端通过所述金属箔与所述外罩的内壁相连。

7、根据权利要求6的测力传感器称重仪，其中，所述金属板安装在所述传感器的可移动部分和所述称盘架之间，以使其固定在所述测力传感器的上表面上。