JP2000105145A - 秤量装置のスパン温度補償方法及び秤量装置 - Google Patents
秤量装置のスパン温度補償方法及び秤量装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロードセルを複数個使用した秤量装置のスパ
ン温度補償を極めて簡単に行なうことができる秤量装置
のスパン温度補償方法及び秤量装置を提供する。 【解決手段】 複数個のロードセルＬ１〜Ｌ４を備え、
各ロードセルＬ１〜Ｌ４の出力を出力調整抵抗ＲＶ１〜
ＲＶ４を介して並列和算回路によって並列和算すること
により荷重出力ＶOUTを得るようにした秤量装置であ
る。出力調整抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４として感温抵抗を用
い、この感温抵抗の温度係数をこの出力調整抵抗ＲＶ１
〜ＲＶ４を付加することによって生じるスパン出力の温
度依存性を相殺するようなものとすることにより荷重出
力ＶOUTのスパン温度補償を行なう。出力調整抵抗ＲＶ
１〜ＲＶ４は、粗調用抵抗ＲＡと可変抵抗からなる微調
用抵抗ＶＲとから構成し、少なくとも粗調用抵抗ＲＡに
感温抵抗を用いる。
ン温度補償を極めて簡単に行なうことができる秤量装置
のスパン温度補償方法及び秤量装置を提供する。 【解決手段】 複数個のロードセルＬ１〜Ｌ４を備え、
各ロードセルＬ１〜Ｌ４の出力を出力調整抵抗ＲＶ１〜
ＲＶ４を介して並列和算回路によって並列和算すること
により荷重出力ＶOUTを得るようにした秤量装置であ
る。出力調整抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４として感温抵抗を用
い、この感温抵抗の温度係数をこの出力調整抵抗ＲＶ１
〜ＲＶ４を付加することによって生じるスパン出力の温
度依存性を相殺するようなものとすることにより荷重出
力ＶOUTのスパン温度補償を行なう。出力調整抵抗ＲＶ
１〜ＲＶ４は、粗調用抵抗ＲＡと可変抵抗からなる微調
用抵抗ＶＲとから構成し、少なくとも粗調用抵抗ＲＡに
感温抵抗を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロードセルを用いた
秤量装置、特に複数個のロードセルを用いて構成した秤
量装置のスパン温度補償方法及び秤量装置に関するもの
である。
秤量装置、特に複数個のロードセルを用いて構成した秤
量装置のスパン温度補償方法及び秤量装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ロードセルを用いた秤量装置を構成する
場合、特に大秤量の場合は一つのロードセルで構成する
とロードセルが非常に大きくなり且つ高価となるため複
数個（通常４個）のロードセルを用いるのが一般的であ
る。
場合、特に大秤量の場合は一つのロードセルで構成する
とロードセルが非常に大きくなり且つ高価となるため複
数個（通常４個）のロードセルを用いるのが一般的であ
る。
【０００３】また秤量がそれほど大きくない場合でも、
秤量皿が大きい場合には偏荷重による誤差の影響を減少
させるために複数個（通常４個、各４隅部に配置する）
のロードセルを用いる場合がある。
秤量皿が大きい場合には偏荷重による誤差の影響を減少
させるために複数個（通常４個、各４隅部に配置する）
のロードセルを用いる場合がある。
【０００４】そして複数個のロードセルを用いた場合に
は、各ロードセルの出力の並列和算値を求めて荷重出力
信号としている。上記の秤量装置の例としては、例えば
特公昭６３−７３２８号，実用新案登録公報第２５０７
０７６号などがある。
は、各ロードセルの出力の並列和算値を求めて荷重出力
信号としている。上記の秤量装置の例としては、例えば
特公昭６３−７３２８号，実用新案登録公報第２５０７
０７６号などがある。
【０００５】なお並列和算値を求める結合回路は通常、
「和算箱」，「ジャンクションボックス」と呼ばれる筐
体に収納されている。
「和算箱」，「ジャンクションボックス」と呼ばれる筐
体に収納されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
の秤量装置には、特開昭６３−６１１１９号公報の〔従
来の技術〕及び〔発明が解決しようとする問題点〕の欄
で詳細に説明されているような不都合があった。
の秤量装置には、特開昭６３−６１１１９号公報の〔従
来の技術〕及び〔発明が解決しようとする問題点〕の欄
で詳細に説明されているような不都合があった。
【０００７】即ち複数個使用を想定していない一般のロ
ードセルでは、図１１のように温度補償用抵抗Ｒ１，Ｒ
２を取り付けてそれ自体でスパン温度補償をしていた。
ードセルでは、図１１のように温度補償用抵抗Ｒ１，Ｒ
２を取り付けてそれ自体でスパン温度補償をしていた。
【０００８】一方ロードセルを複数個（４個）使用して
秤量装置を構成した場合、各ロードセルの出力ＶOの大
きさを等しくする必要があるため、従来は例えば図１２
に示すように、各ロードセルＬ１〜Ｌ４と電源Ｅとの間
に出力調整用の抵抗又は可変抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４を付加
して各ロードセルＬ１〜Ｌ４の出力ＶOを調整するよう
にしていた。
秤量装置を構成した場合、各ロードセルの出力ＶOの大
きさを等しくする必要があるため、従来は例えば図１２
に示すように、各ロードセルＬ１〜Ｌ４と電源Ｅとの間
に出力調整用の抵抗又は可変抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４を付加
して各ロードセルＬ１〜Ｌ４の出力ＶOを調整するよう
にしていた。
【０００９】この場合、上記出力調整用の抵抗又は可変
抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４としては、従来の単体のロードセル
でも用いられている出力調整用の抵抗と同様、非感温抵
抗（温度係数１００ＰＰＭ程度）が用いられていた。
抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４としては、従来の単体のロードセル
でも用いられている出力調整用の抵抗と同様、非感温抵
抗（温度係数１００ＰＰＭ程度）が用いられていた。
【００１０】しかしながら単体のロードセルとして温度
補償されたロードセルに新たに出力調整用の抵抗又は可
変抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４を付加すると、これらの影響によ
り分圧回路の分母、分子の変化が等比でないため、各ロ
ードセルの出力ＶOは温度によるスパンの変化を生じ、
結果的に並列和算された秤量装置の出力ＶOUTの温度変
化が大きくなり、正確な計量が行なえない。
補償されたロードセルに新たに出力調整用の抵抗又は可
変抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４を付加すると、これらの影響によ
り分圧回路の分母、分子の変化が等比でないため、各ロ
ードセルの出力ＶOは温度によるスパンの変化を生じ、
結果的に並列和算された秤量装置の出力ＶOUTの温度変
化が大きくなり、正確な計量が行なえない。
【００１１】この問題点を解決するためには、単体のロ
ードセルを製作する際、後から出力調整用の抵抗（可変
抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４）を付加することを見越してスパン
温度補償をすることが考えられる。しかしこの方法で製
作したロードセルは単体で使用するとスパンの温度変化
が大きいため、複数個のロードセルを使用する秤量装置
専用のロードセルとなり、製造工程が複雑化する上、ロ
ードセルの種類が増加し、メーカ側の負担が多く、結果
的にコストアップの要因となる。
ードセルを製作する際、後から出力調整用の抵抗（可変
抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４）を付加することを見越してスパン
温度補償をすることが考えられる。しかしこの方法で製
作したロードセルは単体で使用するとスパンの温度変化
が大きいため、複数個のロードセルを使用する秤量装置
専用のロードセルとなり、製造工程が複雑化する上、ロ
ードセルの種類が増加し、メーカ側の負担が多く、結果
的にコストアップの要因となる。
【００１２】上記問題点を解決するために他の提案され
ている方法としては、上記特開昭６３−６１１１９号公
報に記載されているように、複数個のロードセルの出力
をアナログ的に加算するのではなく、デジタル的に加算
する方法もある。この方法は各ロードセルの出力の調整
を出力調整用の抵抗（可変抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４）で行な
うのではなく、デジタル演算で行なうので、上記問題点
を解決することが可能となる。
ている方法としては、上記特開昭６３−６１１１９号公
報に記載されているように、複数個のロードセルの出力
をアナログ的に加算するのではなく、デジタル的に加算
する方法もある。この方法は各ロードセルの出力の調整
を出力調整用の抵抗（可変抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４）で行な
うのではなく、デジタル演算で行なうので、上記問題点
を解決することが可能となる。
【００１３】しかしながら使用するロードセルの個数分
だけＡ／Ｄ変換器が必要となり、コストアップとなる。
またＡ／Ｄ変換器を１つ用いて各ロードセルをスイッチ
で切換接続することも考えられるが、回路構成が複雑と
なり、また秤量出力が得られるまでに時間がかかる欠点
がある。
だけＡ／Ｄ変換器が必要となり、コストアップとなる。
またＡ／Ｄ変換器を１つ用いて各ロードセルをスイッチ
で切換接続することも考えられるが、回路構成が複雑と
なり、また秤量出力が得られるまでに時間がかかる欠点
がある。
【００１４】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、ロードセルを複数個使用した秤量装置
のスパン温度補償を極めて簡単に行なうことができる秤
量装置のスパン温度補償方法及び秤量装置を提供するこ
とにある。
ありその目的は、ロードセルを複数個使用した秤量装置
のスパン温度補償を極めて簡単に行なうことができる秤
量装置のスパン温度補償方法及び秤量装置を提供するこ
とにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、(ａ)．出力調整抵抗として感温抵抗を用
い、(ｂ)．該感温抵抗は、その温度係数が計算から求め
られる理論値のものに近い値のものを用い、上記(ａ)，
(ｂ)により、温度補償済のロードセルに出力調整抵抗を
付加しても、それによるスパン温度変化をなるべく少な
くするものである。ここで感温抵抗とは温度によって抵
抗値が変化する性質のものであり、本発明においてはそ
の温度係数が２００ＰＰＭ以上のものを言う。即ち本願
発明にかかる秤量装置のスパン温度補償方法は、複数個
のロードセルを備え、各ロードセルの出力を出力調整抵
抗を介して並列和算することにより荷重出力を得るよう
にした秤量装置のスパン温度補償方法において、前記出
力調整抵抗として、この出力調整抵抗を前記ロードセル
に付加することによって生じるスパン出力の温度依存性
を相殺するような温度係数を有する材料の感温抵抗を用
いることを特徴とする。ここで前記出力調整抵抗は、歪
ゲージの抵抗値，温度補償抵抗の抵抗値及び温度係数な
どに基づいて、計算により、この出力調整抵抗を前記ロ
ードセルに付加することによって生じるスパン出力の温
度依存性を相殺するに最適な温度係数の理想値を求め、
この理想値又はこの理想値に近い温度係数を有する材料
の感温抵抗を用いることが好ましい。また本発明にかか
る秤量装置は、複数個のロードセルを備え、各ロードセ
ルの出力を出力調整抵抗を介して並列和算回路によって
並列和算することにより荷重出力を得るようにした秤量
装置において、前記出力調整抵抗として感温抵抗を用
い、この感温抵抗の温度係数をこの出力調整抵抗を付加
することによって生じるスパン出力の温度依存性を相殺
するようなものとすることにより前記荷重出力のスパン
温度補償を行なうことを特徴とする。ここで前記出力調
整抵抗は、粗調用抵抗と可変抵抗からなる微調用抵抗と
から構成し、少なくとも粗調用抵抗に前記温度係数を有
する感温抵抗を用いることが好ましい。また前記粗調用
抵抗は、複数個の抵抗から構成され、且つスイッチ手段
により前記複数個の抵抗の内の何れか１又は２以上の抵
抗を選択して接続するように構成することが好ましい。
また前記出力調整抵抗及び並列和算回路を同一基板上に
配置すると共に、この基板をロードセルとは別体に構成
した筐体内に収納してもよい。また前記出力調整抵抗を
配置した基板をそれぞれ各ロードセルに設けてもよい。
め本発明は、(ａ)．出力調整抵抗として感温抵抗を用
い、(ｂ)．該感温抵抗は、その温度係数が計算から求め
られる理論値のものに近い値のものを用い、上記(ａ)，
(ｂ)により、温度補償済のロードセルに出力調整抵抗を
付加しても、それによるスパン温度変化をなるべく少な
くするものである。ここで感温抵抗とは温度によって抵
抗値が変化する性質のものであり、本発明においてはそ
の温度係数が２００ＰＰＭ以上のものを言う。即ち本願
発明にかかる秤量装置のスパン温度補償方法は、複数個
のロードセルを備え、各ロードセルの出力を出力調整抵
抗を介して並列和算することにより荷重出力を得るよう
にした秤量装置のスパン温度補償方法において、前記出
力調整抵抗として、この出力調整抵抗を前記ロードセル
に付加することによって生じるスパン出力の温度依存性
を相殺するような温度係数を有する材料の感温抵抗を用
いることを特徴とする。ここで前記出力調整抵抗は、歪
ゲージの抵抗値，温度補償抵抗の抵抗値及び温度係数な
どに基づいて、計算により、この出力調整抵抗を前記ロ
ードセルに付加することによって生じるスパン出力の温
度依存性を相殺するに最適な温度係数の理想値を求め、
この理想値又はこの理想値に近い温度係数を有する材料
の感温抵抗を用いることが好ましい。また本発明にかか
る秤量装置は、複数個のロードセルを備え、各ロードセ
ルの出力を出力調整抵抗を介して並列和算回路によって
並列和算することにより荷重出力を得るようにした秤量
装置において、前記出力調整抵抗として感温抵抗を用
い、この感温抵抗の温度係数をこの出力調整抵抗を付加
することによって生じるスパン出力の温度依存性を相殺
するようなものとすることにより前記荷重出力のスパン
温度補償を行なうことを特徴とする。ここで前記出力調
整抵抗は、粗調用抵抗と可変抵抗からなる微調用抵抗と
から構成し、少なくとも粗調用抵抗に前記温度係数を有
する感温抵抗を用いることが好ましい。また前記粗調用
抵抗は、複数個の抵抗から構成され、且つスイッチ手段
により前記複数個の抵抗の内の何れか１又は２以上の抵
抗を選択して接続するように構成することが好ましい。
また前記出力調整抵抗及び並列和算回路を同一基板上に
配置すると共に、この基板をロードセルとは別体に構成
した筐体内に収納してもよい。また前記出力調整抵抗を
配置した基板をそれぞれ各ロードセルに設けてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明を適用したロードセ
ルの回路構成図である。同図に示すようにこのロードセ
ルは、四個の温度補償されたロードセルＬ１〜Ｌ４を備
え、各ロードセルＬ１〜Ｌ４の出力をそれぞれ出力調整
抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４を介して並列和算することにより荷
重出力ＶOUTを得るように構成されている。なお各出力
調整抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４は、何れも粗調用抵抗ＲＡと微
調用抵抗ＶＲとを直列接続して構成されている。
ルの回路構成図である。同図に示すようにこのロードセ
ルは、四個の温度補償されたロードセルＬ１〜Ｌ４を備
え、各ロードセルＬ１〜Ｌ４の出力をそれぞれ出力調整
抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４を介して並列和算することにより荷
重出力ＶOUTを得るように構成されている。なお各出力
調整抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４は、何れも粗調用抵抗ＲＡと微
調用抵抗ＶＲとを直列接続して構成されている。
【００１７】そして本発明においては、前記出力調整抵
抗ＲＶ１〜ＲＶ４（この実施形態では粗調用抵抗ＲＡの
部分）として感温抵抗を用いている。即ちこの感温抵抗
の温度係数をこの出力調整抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４を付加す
ることによって生じるスパン出力の温度依存性を相殺す
るようなものとすることにより前記荷重出力ＶOUTのス
パン温度補償を行なうこととしている。
抗ＲＶ１〜ＲＶ４（この実施形態では粗調用抵抗ＲＡの
部分）として感温抵抗を用いている。即ちこの感温抵抗
の温度係数をこの出力調整抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４を付加す
ることによって生じるスパン出力の温度依存性を相殺す
るようなものとすることにより前記荷重出力ＶOUTのス
パン温度補償を行なうこととしている。
【００１８】ここでまず本発明の原理的な説明をする。
即ち図２は出力調整抵抗ＲＶ１を取り付けないロードセ
ルＬ１単体の回路構成図、また図３は出力調整抵抗ＲＶ
１を取り付けたロードセルＬ１の回路構成図である。そ
して図２に示すロードセルＬ１単体の出力ＶOと出力調
整抵抗ＲＶ１を取り付けた後の出力ＶOUTの関係は下記
の式で示される。
即ち図２は出力調整抵抗ＲＶ１を取り付けないロードセ
ルＬ１単体の回路構成図、また図３は出力調整抵抗ＲＶ
１を取り付けたロードセルＬ１の回路構成図である。そ
して図２に示すロードセルＬ１単体の出力ＶOと出力調
整抵抗ＲＶ１を取り付けた後の出力ＶOUTの関係は下記
の式で示される。
【数１】
【００１９】ここで４つの抵抗Ｒは同一抵抗値である。
またＲ１，Ｒ２はスパン温度補償抵抗で、温度係数が定
まった値であると、ロードセルベース材質と歪ゲージに
依存し、上記の材質が同程度であればロードセルのキャ
パシティによらず抵抗値は定まる。
またＲ１，Ｒ２はスパン温度補償抵抗で、温度係数が定
まった値であると、ロードセルベース材質と歪ゲージに
依存し、上記の材質が同程度であればロードセルのキャ
パシティによらず抵抗値は定まる。
【００２０】例えばＲ＝３５０Ω、Ｒ１，Ｒ２はニッケ
ル系合金で、温度係数３５００ＰＰＭで、Ｒ１＋Ｒ２≒
８０Ωと定まる。
ル系合金で、温度係数３５００ＰＰＭで、Ｒ１＋Ｒ２≒
８０Ωと定まる。
【００２１】次に上記式の温度変化式を求めると下記
式が得られる。
式が得られる。
【数２】
【００２２】そして上式から出力調整後の出力の温度
による変化ｄＶOUT／（ｄｔ・ＶOUT）と元の出力の温度
による変化ｄＶO／（ｄｔ・ＶO）とを等しくするために
は、下記式を満足するＲＡ，ＶＲを用いれば良いこと
がわかる。
による変化ｄＶOUT／（ｄｔ・ＶOUT）と元の出力の温度
による変化ｄＶO／（ｄｔ・ＶO）とを等しくするために
は、下記式を満足するＲＡ，ＶＲを用いれば良いこと
がわかる。
【数３】
【００２３】式は
【数４】 となる。
【００２４】従って温度補償抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の温度
による変化に基づく値と出力調整抵抗ＲＶ１の温度によ
る変化に基づく値とが相殺する温度係数を有する抵抗を
出力調整抵抗ＲＡとして可変抵抗ＶＲに直列に挿入すれ
ば、 （ｄＶOUT）／（ｄｔ・ＶOUT）＝（ｄＶO）／（ｄｔ・
ＶO） とすることができる。
による変化に基づく値と出力調整抵抗ＲＶ１の温度によ
る変化に基づく値とが相殺する温度係数を有する抵抗を
出力調整抵抗ＲＡとして可変抵抗ＶＲに直列に挿入すれ
ば、 （ｄＶOUT）／（ｄｔ・ＶOUT）＝（ｄＶO）／（ｄｔ・
ＶO） とすることができる。
【００２５】例えばアルミ合金（Ａ２０２４−Ｔ４）の
起歪体で、３５０Ωコンスタンタン系の歪ゲージの場
合、温度補償抵抗は、 Ｒ１：ＣＴＮという仕様のニッケル系合金で３６００Ｐ
ＰＭ、約３０Ω Ｒ２：ＣＴＰという仕様の白金系合金で３５００ＰＰ
Ｍ、約５０Ω のものを使用している。
起歪体で、３５０Ωコンスタンタン系の歪ゲージの場
合、温度補償抵抗は、 Ｒ１：ＣＴＮという仕様のニッケル系合金で３６００Ｐ
ＰＭ、約３０Ω Ｒ２：ＣＴＰという仕様の白金系合金で３５００ＰＰ
Ｍ、約５０Ω のものを使用している。
【００２６】いま可変抵抗ＶＲとして０〜１０Ωで温度
係数が１００ＰＰＭ（一般的な可変抵抗）のものを用い
るとして、微調用抵抗ＶＲ＝５Ω、粗調用抵抗ＲＡ＝２
０Ωの場合について粗調用抵抗ＲＡの温度係数ｘを上記
式から計算してみると、
係数が１００ＰＰＭ（一般的な可変抵抗）のものを用い
るとして、微調用抵抗ＶＲ＝５Ω、粗調用抵抗ＲＡ＝２
０Ωの場合について粗調用抵抗ＲＡの温度係数ｘを上記
式から計算してみると、
【数５】 となり、ｘ＝７９７．７≒８００ＰＰＭと求めることが
できる。
できる。
【００２７】いま粗調用抵抗ＲＡとして１０Ω程度の抵
抗を４つスイッチを切り替えることで、０Ω、１０Ω、
２０Ω、３０Ω、４０Ωを得る構成とした場合、コンピ
ュータを用い、Ｒ１，Ｒ２については２次の温度係数ま
で考慮し、温度については−１０℃〜４０℃、また微調
用抵抗ＶＲについては０〜１０Ω、粗調用抵抗ＲＡにつ
いては０〜５０Ωの何点かについて、上記計算した温度
係数及びこの前後の数値を代入して、温度による変動値
を算出し、変動値が最も少ない温度係数（理想値）を求
める。
抗を４つスイッチを切り替えることで、０Ω、１０Ω、
２０Ω、３０Ω、４０Ωを得る構成とした場合、コンピ
ュータを用い、Ｒ１，Ｒ２については２次の温度係数ま
で考慮し、温度については−１０℃〜４０℃、また微調
用抵抗ＶＲについては０〜１０Ω、粗調用抵抗ＲＡにつ
いては０〜５０Ωの何点かについて、上記計算した温度
係数及びこの前後の数値を代入して、温度による変動値
を算出し、変動値が最も少ない温度係数（理想値）を求
める。
【００２８】例えば上記の例では８００ＰＰＭ前後に理
想値があると予想されるので、８００，７５０，７０
０，８５０，９００等に関して、温度が−１０℃，０
℃，１０℃，２０℃，３０℃，４０℃、粗調用抵抗ＲＡ
が０，１０，２０，３０，４０Ω、微調用抵抗ＶＲが
０，２，４，６，８，１０Ωの場合について計算し、温
度による変動値の大きさ及びバラツキが最も少ない温度
係数を求める。
想値があると予想されるので、８００，７５０，７０
０，８５０，９００等に関して、温度が−１０℃，０
℃，１０℃，２０℃，３０℃，４０℃、粗調用抵抗ＲＡ
が０，１０，２０，３０，４０Ω、微調用抵抗ＶＲが
０，２，４，６，８，１０Ωの場合について計算し、温
度による変動値の大きさ及びバラツキが最も少ない温度
係数を求める。
【００２９】このようにして、上述した起歪体がアルミ
合金（Ａ２０２４−Ｔ４）で歪ゲージがコンスタン系の
３５０Ωの場合には、粗調用抵抗ＲＡは７５０ＰＰＭ
（理想値）の温度係数の抵抗を用いるとよいことがわか
った（前記のように微調用抵抗ＶＲは０〜１０Ω、１０
０ＰＰＭのものを使用することを前提としている）。
合金（Ａ２０２４−Ｔ４）で歪ゲージがコンスタン系の
３５０Ωの場合には、粗調用抵抗ＲＡは７５０ＰＰＭ
（理想値）の温度係数の抵抗を用いるとよいことがわか
った（前記のように微調用抵抗ＶＲは０〜１０Ω、１０
０ＰＰＭのものを使用することを前提としている）。
【００３０】しかし、市販されている精密抵抗で温度係
数が７５０ＰＰＭのものがないので、これに一番近い１
０００ＰＰＭのものを用いた実験結果と理論値を図４に
示す。即ち微調用抵抗ＶＲと粗調用抵抗ＲＡの抵抗値を
変えた場合で、常温（２０℃）時と高温（４０℃）時と
低温（−１０℃）時と再び常温（２０℃）に戻したとき
の、零点と、負荷時の出力と、両者の差であるスパン出
力と、常温に対する変化率とを求め、また変化率につい
ては理論値も求めた。この実験結果から理論値及び実験
値とも全ての場合の温度変化は１桁以内となっているこ
とがわかる。
数が７５０ＰＰＭのものがないので、これに一番近い１
０００ＰＰＭのものを用いた実験結果と理論値を図４に
示す。即ち微調用抵抗ＶＲと粗調用抵抗ＲＡの抵抗値を
変えた場合で、常温（２０℃）時と高温（４０℃）時と
低温（−１０℃）時と再び常温（２０℃）に戻したとき
の、零点と、負荷時の出力と、両者の差であるスパン出
力と、常温に対する変化率とを求め、また変化率につい
ては理論値も求めた。この実験結果から理論値及び実験
値とも全ての場合の温度変化は１桁以内となっているこ
とがわかる。
【００３１】一方図５は本発明を用いていない従来の秤
量装置の場合の実験データである。図５のように出力調
整用の抵抗として非感温の可変抵抗器（温度係数１００
ＰＰＭ，０Ω〜５４Ω）を用いた場合は、ＶＲ＝５４Ω
で、温度が４０℃及び−１０℃のときの温度変化は２桁
となり、本発明を用いれば明らかに温度変化が少なくな
っていることがわかる。なお、図４及び図５において変
化率の単位（ｔ．ｕ．）は、１０-4即ち（１／１００）
％を意味している。
量装置の場合の実験データである。図５のように出力調
整用の抵抗として非感温の可変抵抗器（温度係数１００
ＰＰＭ，０Ω〜５４Ω）を用いた場合は、ＶＲ＝５４Ω
で、温度が４０℃及び−１０℃のときの温度変化は２桁
となり、本発明を用いれば明らかに温度変化が少なくな
っていることがわかる。なお、図４及び図５において変
化率の単位（ｔ．ｕ．）は、１０-4即ち（１／１００）
％を意味している。
【００３２】図６は前記出力調整抵抗ＲＶ１の一具体例
を示す回路図である。即ちこの出力調整抵抗ＲＶ１のよ
うに、粗調用抵抗ＲＡをｒ１〜ｒ４の直列接続とし、デ
ィップスイッチＳＷ２〜ＳＷ６によって粗調用抵抗ＲＡ
の抵抗値を変更できるように構成されている。なお微調
用抵抗ＶＲは可変抵抗器としている。図中、ｒ１〜ｒ４
は各９．１Ωで温度係数が１０００ＰＰＭである。また
ＶＲは０〜１０Ωで温度係数が１００ＰＰＭのものを用
いている。
を示す回路図である。即ちこの出力調整抵抗ＲＶ１のよ
うに、粗調用抵抗ＲＡをｒ１〜ｒ４の直列接続とし、デ
ィップスイッチＳＷ２〜ＳＷ６によって粗調用抵抗ＲＡ
の抵抗値を変更できるように構成されている。なお微調
用抵抗ＶＲは可変抵抗器としている。図中、ｒ１〜ｒ４
は各９．１Ωで温度係数が１０００ＰＰＭである。また
ＶＲは０〜１０Ωで温度係数が１００ＰＰＭのものを用
いている。
【００３３】ディップスイッチＳＷ２〜ＳＷ６によって
抵抗値ＲＡを、０Ω ， ９．１Ω（ｒ１） ， １
８．２Ω（ｒ１＋ｒ２） ， ２７．３Ω（ｒ１＋ｒ２
＋ｒ３） ， ３６．４Ω（ｒ１＋ｒ２＋ｒ３＋ｒ４）
とすることができる。
抵抗値ＲＡを、０Ω ， ９．１Ω（ｒ１） ， １
８．２Ω（ｒ１＋ｒ２） ， ２７．３Ω（ｒ１＋ｒ２
＋ｒ３） ， ３６．４Ω（ｒ１＋ｒ２＋ｒ３＋ｒ４）
とすることができる。
【００３４】図７は図６に示す出力調整抵抗ＲＶ１〜Ｒ
Ｖ４と並列和算回路とを設けてなる基板の回路構成図で
ある。即ち図１に示す回路の内、ロードセルＬ１〜Ｌ４
と電源電圧Ｅとを設けない部分、即ち出力調整抵抗ＲＶ
１〜ＲＶ４と並列和算回路とを１つの基板上に配置した
ものである。同図において端子ａ１，，ｂ１は電源電圧
Ｅに接続され、端子ｄ，ｅは出力ＶOUT用の端子であ
る。また端子ｃはシールド用、端子ｆはアース用の端子
である。なお端子ａ１，ｂ１にそれぞれ並列に接続され
た端子ａ２，ｂ２は電源電圧Ｅをリモートセンシングす
る場合に使用するための端子である。
Ｖ４と並列和算回路とを設けてなる基板の回路構成図で
ある。即ち図１に示す回路の内、ロードセルＬ１〜Ｌ４
と電源電圧Ｅとを設けない部分、即ち出力調整抵抗ＲＶ
１〜ＲＶ４と並列和算回路とを１つの基板上に配置した
ものである。同図において端子ａ１，，ｂ１は電源電圧
Ｅに接続され、端子ｄ，ｅは出力ＶOUT用の端子であ
る。また端子ｃはシールド用、端子ｆはアース用の端子
である。なお端子ａ１，ｂ１にそれぞれ並列に接続され
た端子ａ２，ｂ２は電源電圧Ｅをリモートセンシングす
る場合に使用するための端子である。
【００３５】図８は和算箱の一例の外観を示す図であ
り、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は斜視図である。
即ちこの和算箱は、筐体４０の中に前記図７に示す出力
調整抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４と並列和算回路とを設けてなる
基板が収納固定されている。和算箱は４つのロードセル
Ｌ１〜Ｌ４への接続用のコネクタＣ１〜Ｃ４と電源電圧
Ｅ及び出力ＶOUTへの接続用のコネクタＣ５とを具備し
ている。
り、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は斜視図である。
即ちこの和算箱は、筐体４０の中に前記図７に示す出力
調整抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４と並列和算回路とを設けてなる
基板が収納固定されている。和算箱は４つのロードセル
Ｌ１〜Ｌ４への接続用のコネクタＣ１〜Ｃ４と電源電圧
Ｅ及び出力ＶOUTへの接続用のコネクタＣ５とを具備し
ている。
【００３６】図９，図１０は本発明の第二実施形態を示
すものであり、図９は一つのロードセルＬ１（又はＬ２
〜Ｌ４）に対応する回路構成図、図１０は該回路を取り
付けたロードセルＬ１（又はＬ２〜Ｌ４）の外観の概略
上面図である。
すものであり、図９は一つのロードセルＬ１（又はＬ２
〜Ｌ４）に対応する回路構成図、図１０は該回路を取り
付けたロードセルＬ１（又はＬ２〜Ｌ４）の外観の概略
上面図である。
【００３７】図９に示す回路は、図１に示す各出力調整
抵抗ＲＶ１（又はＲＶ２〜ＲＶ４）を配置した基板をそ
れぞれ各ロードセルＬ１（又はＬ２〜Ｌ４）に設ける場
合の回路構成の一例を示している。即ちこの出力調整抵
抗ＲＶ１の場合は、粗調用抵抗ＲＡをｒ１，ｒ２の直列
接続とし、ディップスイッチＳＷ２〜ＳＷ４によって粗
調用抵抗ＲＡの抵抗値を変更できるように構成してい
る。なお微調用抵抗ＶＲは可変抵抗器である。また端子
ａ，ｃは電源電圧Ｅ用の端子であり、端子ｂ，ｄは荷重
出力ＶOUT用の端子である。
抵抗ＲＶ１（又はＲＶ２〜ＲＶ４）を配置した基板をそ
れぞれ各ロードセルＬ１（又はＬ２〜Ｌ４）に設ける場
合の回路構成の一例を示している。即ちこの出力調整抵
抗ＲＶ１の場合は、粗調用抵抗ＲＡをｒ１，ｒ２の直列
接続とし、ディップスイッチＳＷ２〜ＳＷ４によって粗
調用抵抗ＲＡの抵抗値を変更できるように構成してい
る。なお微調用抵抗ＶＲは可変抵抗器である。また端子
ａ，ｃは電源電圧Ｅ用の端子であり、端子ｂ，ｄは荷重
出力ＶOUT用の端子である。
【００３８】一方図１０において、１０はロードセル本
体を上からみた状態を示しており、ロードセル本体１０
の一端近傍に固定されたステー２３によってロードセル
本体１０の側面と平行となるように基板２５が配置され
ている。そしてこのような構造のロードセルを４つ用意
し、これらを図示しない秤量皿の４隅に固定すること
で、秤量装置が構成される。
体を上からみた状態を示しており、ロードセル本体１０
の一端近傍に固定されたステー２３によってロードセル
本体１０の側面と平行となるように基板２５が配置され
ている。そしてこのような構造のロードセルを４つ用意
し、これらを図示しない秤量皿の４隅に固定すること
で、秤量装置が構成される。
【００３９】なお図９，図１０に示した第二実施形態の
場合、コストダウンの目的で、ホイートストンブリッジ
を構成する４つの抵抗の内、２つのみを歪ゲージとした
ハーフブリッジタイプの場合であり、温度補償抵抗も一
つの場合であったが、第一実施形態のロードセルのよう
にフルブリッジタイプで温度補償抵抗が２つの場合であ
っても同様に適用できることは言うまでもない。
場合、コストダウンの目的で、ホイートストンブリッジ
を構成する４つの抵抗の内、２つのみを歪ゲージとした
ハーフブリッジタイプの場合であり、温度補償抵抗も一
つの場合であったが、第一実施形態のロードセルのよう
にフルブリッジタイプで温度補償抵抗が２つの場合であ
っても同様に適用できることは言うまでもない。
【００４０】このロードセル本体１０は薄型の秤（厚さ
２０ｍｍ程度）用に開発されたもので、数十ｍｍの厚さ
のロードセル本体１０の片面のみに歪ゲージＺ３，Ｚ４
が取り付けられているハーフブリッジタイプのロードセ
ルである。
２０ｍｍ程度）用に開発されたもので、数十ｍｍの厚さ
のロードセル本体１０の片面のみに歪ゲージＺ３，Ｚ４
が取り付けられているハーフブリッジタイプのロードセ
ルである。
【００４１】このロードセルの場合、その基板２５に歪
ゲージＺ３，Ｚ４と同じ抵抗値（１０００Ω）のダミー
抵抗Ｚ１，Ｚ２（図ではＺ２はＺ１に隠れて見えない）
や、温度補償抵抗Ｒ２（７５Ω，４３００ＰＰＭ）や、
粗調用抵抗ＲＡや、微調用抵抗ＶＲや、ディップスイッ
チＳＷ１〜ＳＷ４等が取り付けられている。
ゲージＺ３，Ｚ４と同じ抵抗値（１０００Ω）のダミー
抵抗Ｚ１，Ｚ２（図ではＺ２はＺ１に隠れて見えない）
や、温度補償抵抗Ｒ２（７５Ω，４３００ＰＰＭ）や、
粗調用抵抗ＲＡや、微調用抵抗ＶＲや、ディップスイッ
チＳＷ１〜ＳＷ４等が取り付けられている。
【００４２】即ちこの具体例の場合は、図１に示す回路
の内、出力調整抵抗ＲＶ１（又はＲＶ２〜ＲＶ４）を配
置した基板をそれぞれ各ロードセルＬ１（又はＲＶ２〜
ＲＶ４）に設けている。
の内、出力調整抵抗ＲＶ１（又はＲＶ２〜ＲＶ４）を配
置した基板をそれぞれ各ロードセルＬ１（又はＲＶ２〜
ＲＶ４）に設けている。
【００４３】またこの具体例では、粗調用抵抗ＲＡを構
成するｒ１，ｒ２が各４８Ωで４００ＰＰＭ、微調用抵
抗ＶＲが０〜５０Ωで１００ＰＰＭのものを使用してい
る。
成するｒ１，ｒ２が各４８Ωで４００ＰＰＭ、微調用抵
抗ＶＲが０〜５０Ωで１００ＰＰＭのものを使用してい
る。
【００４４】この例では上記と同じ方法で粗調用抵抗Ｒ
Ａの温度係数の理想値が４００ＰＰＭとして求められ、
４００ＰＰＭの温度係数の抵抗が市販されているのでそ
れを用いている。
Ａの温度係数の理想値が４００ＰＰＭとして求められ、
４００ＰＰＭの温度係数の抵抗が市販されているのでそ
れを用いている。
【００４５】参考までにＲＡ（＝ｒ１＋ｒ２）＝９６
Ω、ＶＲ＝５０Ωの場合について簡単化して計算して温
度係数を上記式より求めてみると、
Ω、ＶＲ＝５０Ωの場合について簡単化して計算して温
度係数を上記式より求めてみると、
【数６】 より、ｘ≒４００ＰＰＭとなる。
【００４６】なおこの具体例の場合、図１０に示すよう
にダミー抵抗Ｚ１，Ｚ２、温度補償抵抗Ｒ２はロードセ
ル本体１０に接触させるようにして、ロードセル本体１
０と同じ温度となるようにしている。
にダミー抵抗Ｚ１，Ｚ２、温度補償抵抗Ｒ２はロードセ
ル本体１０に接触させるようにして、ロードセル本体１
０と同じ温度となるようにしている。
【００４７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 ロードセル複数個使用の秤量装置を構成する場合、出
力調整抵抗によるスパンの温度変化を従来に比べ極めて
小さくできる。このため秤量精度が向上する。
ば以下のような優れた効果を有する。 ロードセル複数個使用の秤量装置を構成する場合、出
力調整抵抗によるスパンの温度変化を従来に比べ極めて
小さくできる。このため秤量精度が向上する。
【００４８】単体のロードセルを製造する場合、予め
出力調整抵抗分を加味して温度補償をする必要がないの
で、ロードセルを複数個使用した秤量装置専用のロード
セルを製造しなくて良い。
出力調整抵抗分を加味して温度補償をする必要がないの
で、ロードセルを複数個使用した秤量装置専用のロード
セルを製造しなくて良い。
【００４９】出力調整抵抗の温度係数を選択するだけ
の構成なので、構成が簡単であると共にコストアップと
ならない。
の構成なので、構成が簡単であると共にコストアップと
ならない。
【図１】本発明を適用したロードセルの回路構成図であ
る。
る。
【図２】出力調整抵抗ＲＶ１を取り付けないロードセル
Ｌ１単体の回路構成図である。
Ｌ１単体の回路構成図である。
【図３】出力調整抵抗ＲＶ１を取り付けたロードセルＬ
１の回路構成図である。
１の回路構成図である。
【図４】本発明を用いた秤量装置による実験結果と理論
値を示す図である。
値を示す図である。
【図５】従来の秤量装置による実験結果を示す図であ
る。
る。
【図６】出力調整抵抗ＲＶ１の一具体例を示す回路図で
ある。
ある。
【図７】図６に示す出力調整抵抗ＲＶ１〜ＲＶ４と並列
和算回路とを設けてなる基板の回路構成図である。
和算回路とを設けてなる基板の回路構成図である。
【図８】和算箱の一例の外観を示す図であり、同図
（ａ）は上面図、同図（ｂ）は斜視図である。
（ａ）は上面図、同図（ｂ）は斜視図である。
【図９】本発明の第二実施形態にかかる一つのロードセ
ルＬ１（又はＬ２〜Ｌ４）に対応する回路図である。
ルＬ１（又はＬ２〜Ｌ４）に対応する回路図である。
【図１０】図９の回路を取り付けたロードセルＬ１（又
はＬ２〜Ｌ４）の概略平面図である。
はＬ２〜Ｌ４）の概略平面図である。
【図１１】スパン温度補償をした従来の単独のロードセ
ルの回路構成図である。
ルの回路構成図である。
【図１２】ロードセルを複数個使用した従来例の回路構
成図である。
成図である。
Ｌ１〜Ｌ４ ロードセル ＲＶ１〜ＲＶ４ 出力調整抵抗 ＲＡ 粗調用抵抗 ＶＲ 微調用抵抗 ＶOUT 荷重出力 ４０ 筐体 ＳＷ１〜ＳＷ６ ディップスイッチ（スイッチ手段） Ｚ３，Ｚ４ 歪ゲージ
Claims (9)
- 【請求項１】 複数個のロードセルを備え、各ロードセ
ルの出力を出力調整抵抗を介して並列和算することによ
り荷重出力を得るようにした秤量装置のスパン温度補償
方法において、 前記出力調整抵抗として、この出力調整抵抗を前記ロー
ドセルに付加することによって生じるスパン出力の温度
依存性を相殺するような温度係数を有する材料の感温抵
抗を用いることを特徴とする秤量装置のスパン温度補償
方法。 - 【請求項２】 前記出力調整抵抗は、粗調用抵抗と可変
抵抗からなる微調用抵抗とから構成し、少なくとも粗調
用抵抗に前記温度係数を有する感温抵抗を用いることを
特徴とする請求項１記載の秤量装置のスパン温度補償方
法。 - 【請求項３】 前記粗調用抵抗は、複数個の抵抗から構
成され、且つスイッチ手段により前記複数個の抵抗の内
の何れか１又は２以上の抵抗を選択して接続するように
構成したことを特徴とする請求項２記載の秤量装置のス
パン温度補償方法。 - 【請求項４】 前記出力調整抵抗は、歪ゲージの抵抗
値，温度補償抵抗の抵抗値及び温度係数などに基づい
て、計算により、この出力調整抵抗を前記ロードセルに
付加することによって生じるスパン出力の温度依存性を
相殺するに最適な温度係数の理想値を求め、この理想値
又はこの理想値に近い温度係数を有する材料の感温抵抗
を用いることを特徴とする請求項１乃至３の内の何れか
１項記載の秤量装置のスパン温度補償方法。 - 【請求項５】 複数個のロードセルを備え、各ロードセ
ルの出力を出力調整抵抗を介して並列和算回路によって
並列和算することにより荷重出力を得るようにした秤量
装置において、 前記出力調整抵抗として感温抵抗を用い、この感温抵抗
の温度係数をこの出力調整抵抗を付加することによって
生じるスパン出力の温度依存性を相殺するようなものと
することにより前記荷重出力のスパン温度補償を行なう
ことを特徴とする秤量装置。 - 【請求項６】 前記出力調整抵抗は、粗調用抵抗と可変
抵抗からなる微調用抵抗とから構成し、少なくとも粗調
用抵抗に前記温度係数を有する感温抵抗を用いることを
特徴とする請求項５記載の秤量装置。 - 【請求項７】 前記粗調用抵抗は、複数個の抵抗から構
成され、且つスイッチ手段により前記複数個の抵抗の内
の何れか１又は２以上の抵抗を選択して接続するように
構成したことを特徴とする請求項６記載の秤量装置。 - 【請求項８】 前記出力調整抵抗及び並列和算回路を同
一基板上に配置すると共に、この基板をロードセルとは
別体に構成した筐体内に収納したことを特徴とする請求
項５乃至７の内の何れか１項記載の秤量装置。 - 【請求項９】 前記出力調整抵抗を配置した基板をそれ
ぞれ各ロードセルに設けたことを特徴とする請求項５乃
至７記載の内の何れか１項記載の秤量装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27553198A JP3259693B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 秤量装置のスパン温度補償方法及び秤量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27553198A JP3259693B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 秤量装置のスパン温度補償方法及び秤量装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000105145A true JP2000105145A (ja) | 2000-04-11 |
| JP3259693B2 JP3259693B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=17556755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27553198A Expired - Lifetime JP3259693B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 秤量装置のスパン温度補償方法及び秤量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3259693B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000292273A (ja) * | 1999-04-09 | 2000-10-20 | Teraoka Seiko Co Ltd | ロードセル |
| JP2006118959A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | A & D Co Ltd | 荷重変換器 |
| JP2010181224A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Tanita Corp | 多点式秤の製造方法及び多点式秤 |
| EP2249135A1 (de) * | 2009-05-08 | 2010-11-10 | Mettler-Toledo AG | Widerstandsnetzwerk, Kraftmessvorrichtung und Verfahren zur justierung der Kraftmessvorrichtung |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP27553198A patent/JP3259693B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000292273A (ja) * | 1999-04-09 | 2000-10-20 | Teraoka Seiko Co Ltd | ロードセル |
| JP2006118959A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | A & D Co Ltd | 荷重変換器 |
| JP4625676B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2011-02-02 | 株式会社エー・アンド・デイ | 荷重変換器 |
| JP2010181224A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Tanita Corp | 多点式秤の製造方法及び多点式秤 |
| EP2249135A1 (de) * | 2009-05-08 | 2010-11-10 | Mettler-Toledo AG | Widerstandsnetzwerk, Kraftmessvorrichtung und Verfahren zur justierung der Kraftmessvorrichtung |
| WO2010128099A1 (de) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Mettler-Toledo Ag | Widerstandsnetzwerk, kraftmessvorrichtung und verfahren zur justierung der kraftmessvorrichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3259693B2 (ja) | 2002-02-25 |
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