JP2006313096A - ディジタル重量計 - Google Patents

Abstract

【課題】ストレインゲージ抵抗及び増幅回路に影響することなく、低出力インピーダンスで駆動するゼロ点調整回路を備えたディジタル重量計を提供する。
【解決手段】ストレインゲージ式ロードセルのブリッジ回路と、ブリッジ回路の出力電圧を増幅する差動増幅器と、差動増幅器によって増幅された出力電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器と、前記ディジタル値に基づいて前記差動増幅器の基準電圧を可変してゼロ点を調整するゼロ点調整器とを備えたディジタル重量計において、前記ゼロ点調整器は、前記差動増幅器の入力インピーダンスに対して、低出力インピーダンスで基準電圧を出力するように、所望の抵抗比に設定した複数の抵抗を備えて成ることから、外乱ノイズや絶縁抵抗の変化などの環境の影響を受け難くすることを可能とし、また、熱雑音などによる内部ノイズの低減することを可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ストレインゲージ式ロードセルを用いたディジタル重量計に関する。

一般に、ストレインゲージ式ロードセルを用いたディジタル重量計は、ストレインゲージにより構成したブリッジ回路からの出力（以下、ブリッジ出力Ｖ_ＳＧと言う。）が非常に小さいため、差動増幅器を介して増幅した後に、二重積分方式のＡＤ変換器に入力して荷重に対応するカウント値を得るものである。

このとき、高精度化を目的として、ＡＤ変換器のＡＤ変換可能入力電圧範囲内で、前記差動増幅した出力の範囲を可能な限り大きく取るために、荷重が無負荷時の差動増幅器の基準電圧を調整することによってＡＤ変換の分解能を上げるゼロ点調整がなされる。

最も単純な回路構成としては、図５に示すように、ストレインゲージＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４から成るブリッジ回路と、抵抗Ｒ_Ｇ及びオペアンプＡ_１から成る差動増幅器とから構成されるアナログ回路が、ＡＤ変換器を介して制御部に接続され、前記制御部は、演算部、記憶部及び表示部などを含む公知の重量計の周辺装置に接続されて構成する。

また、Ｖ_Ｒは、前記ゼロ点調整のために、荷重が無負荷時の差動増幅器の基準電圧を手動で調整するゼロ点調整用ボリュームであり、図５中のブリッジ回路を構成するＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３’及びＲ_４’において、Ｒ_３’及びＲ_４’は、各々前記ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒに備えた抵抗とストレインゲージ抵抗Ｒ_３及びＲ_４との合成抵抗を示したものである。

この回路におけるゼロ点調整としては、前記ブリッジを構成する各ストレインゲージ抵抗Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４が同等の抵抗値であるため、前記差動増幅器によって増幅された出力電圧（以下、増幅出力Ｖ_０と言う。）は０ｖ付近の値になってしまう。そこで、荷重が無負荷時の増幅出力が−Ｖ_ＤＤ近傍の電圧値となるように前記Ｖ_Ｒを調整するものである。

ところが、図５の構成回路では、前記増幅出力Ｖ_０は、Ｖ_０＝Ｖ_ＳＧ×Ｒ_Ｇ／（Ｒ_１／／Ｒ_２）＋Ｖ_ＤＤ×（２×Ｒ_４’／（Ｒ_３’＋Ｒ_４’）−１）で表される。ただし、Ｒ_１／／Ｒ_２＝１／（１／Ｒ_１＋１／Ｒ_２）である。この式からも明らかなように、前記差動増幅器における増幅率は、前記抵抗Ｒ_Ｇだけでなく、ストレインゲージ抵抗Ｒ_１及びＲ_２の影響を受けるため、偏置や傾斜を伴う荷重によって、各ストレインゲージの抵抗Ｒ_１とＲ_２との変化に違いが生じると、前記増幅出力Ｖ_０に誤差となって現れてしまうことから、高精度の測定を要する重量計には不向きであった。

このことから、高精度に対応する回路構成としては、増幅率にストレインゲージ抵抗の変動が影響しないように、図６に示すように、オペアンプＡ_１及びＡ_２と、各二つの抵抗Ｒ_Ｇ１及びＲ_Ｇ２とから差動増幅器を構成し、差動増幅器の入力インピーダンスを大きくしたものが一般的である。図５の構成例と同様にＡＤ変換器へ入力する増幅出力Ｖ_０を算出すると、Ｖ_０＝Ｖ_ＳＧ×（１＋Ｒ_Ｇ２／Ｒ_Ｇ１）と表されることから、ストレインゲージ抵抗Ｒ_１及びＲ_２の影響を受けることなく出力されることが分かる。

また、前記ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒによる手動ゼロ点調整では工数がかかり、製造工程上コストアップに繋がる可能性があることから、前記ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒに代えて、例えば、ブリッジの＋端子と並列に、ストレインゲージ抵抗よりも抵抗値の大きな抵抗Ｒｏｆｓの一端を接続し、前記抵抗のもう一端を、予め調整用係数などを設定した電圧切り換え制御することにより、自動で、容易に且つ高速にゼロ点調整を行なうことを可能としたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３０９１３１３号明細書

しかしながら、前記特許文献１に示される抵抗Ｒｏｆｓは、前記各ストレインゲージ抵抗Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４の抵抗値変化が微小であることから、精度を上げるために、一般的ストレインゲージ抵抗の抵抗値が数百Ω程度であるのに対して、数ＭΩもの抵抗値にする必要がある。このような大きな抵抗は、外乱ノイズや絶縁抵抗の変化などの環境の影響を受けやすくなる。また、熱雑音などによる内部ノイズの増加を引き起こす場合があった。

また、前記特許文献１並びに図５及び図６に示される従来例においては、例えば図６の従来例において、ブリッジを構成するストレインゲージ抵抗Ｒ_３’及びＲ_４’として示してあるように、前記ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒは、前記ストレインゲージ抵抗Ｒ_３及びＲ_４に対して並列に接続してあり、偏置や傾斜を伴う荷重を負荷した場合に、前記ストレインゲージの抵抗変化を妨げるように作用してしまう場合があった。

例えば、図６に示した回路において、前記ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒを接続しない構成にした場合と、図６に示す通り、前記ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒを接続して構成しゼロ点調整した場合とで、各々、重量計にある荷重を中央に負荷したときのブリッジ回路からの出力のスパンに対して、偏置荷重を負荷したときのスパンの変化率を算出し、前記ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒの有無によるスパン誤差の違いを検証した。このときの、ブリッジ回路を構成する各抵抗Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４の荷重無負荷時、中央荷重時及び偏置荷重時における各抵抗値を図７に示す。これによると、ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒを接続しない構成にした場合の前記スパン変化率は−０．０２８％であったのに対して、ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒを接続して０点調整した場合は−０．０５７％もの変化率を示す場合があり、明らかにゼロ点調整のために接続したゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒの抵抗が誤差要因となることが分かる。

従って本発明は上述の問題点を解決し、ストレインゲージ抵抗及び増幅回路に影響することなく、低出力インピーダンスで駆動するゼロ点調整回路を備えたディジタル重量計を提供する。

上記課題を解決するために本発明は、ストレインゲージ式ロードセルのブリッジ回路と、ブリッジ回路の出力電圧を増幅する差動増幅器と、差動増幅器によって増幅された出力電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器と、前記ディジタル値に基づいて前記差動増幅器の基準電圧を可変してゼロ点を調整するゼロ点調整器とを備えたディジタル重量計において、前記ゼロ点調整器は、前記差動増幅器の入力インピーダンスに対して、低出力インピーダンスで基準電圧を出力するように、所望の抵抗比に設定した複数の抵抗を備えて成るディジタル重量計を提供する。

また、前記ゼロ点調整器は、前記基準電圧を出力する出力端子を備えた基準電圧増幅回路と、前記基準電圧増幅回路に備えた入力端子に一端を接続するゼロ点調整用抵抗と、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端に更に接続する、前記基準電圧の電位変動範囲を設定する所定の電位差を有する２つの電圧端子と、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端の電位が、前記電位変動範囲の中心電位となるように、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端と前記２つの電圧端子との間の各々に配する同値の中心電位設定抵抗と、前記ゼロ点調整用抵抗のもう一端に接続する切換器とを備えて成り、前記切換器は、前記ゼロ点調整用抵抗に掛かる電位として、電源電圧の上限値から下限値までの間の２種若しくは２種以上の電位又はＯＰＥＮ状態の電位の内、少なくとも前記２種の電位を切り換える。

また、前記基準電圧増幅回路は、非反転増幅回路又は反転増幅回路のいずれか一方で構成する。

本発明のディジタル重量計は、ストレインゲージ式ロードセルのブリッジ回路と、ブリッジ回路の出力電圧を増幅する差動増幅器と、差動増幅器によって増幅された出力電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器と、前記ディジタル値に基づいて前記差動増幅器の基準電圧を可変してゼロ点を調整するゼロ点調整器とを備えたディジタル重量計において、前記ゼロ点調整器は、前記差動増幅器の入力インピーダンスに対して、低出力インピーダンスで基準電圧を出力するように、所望の抵抗比に設定した複数の抵抗を備えて成ることから、差動増幅器の負荷効果を無視でき、精度良くゼロ点調整を行なうことが可能であり、前記複数の抵抗に低い抵抗値のものを使用することが可能であり、外乱ノイズや絶縁抵抗の変化などの環境の影響を受け難くすることを可能とし、また、熱雑音などによる内部ノイズを低減することを可能とする。

また、前記ゼロ点調整器は、前記基準電圧を出力する出力端子を備えた基準電圧増幅回路と、前記基準電圧増幅回路に備えた入力端子に一端を接続するゼロ点調整用抵抗と、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端に更に接続する、前記基準電圧の電位変動範囲を設定する所定の電位差を有する２つの電圧端子と、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端の電位が、前記電位変動範囲の中心電位となるように、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端と前記２つの電圧端子との間の各々に配する同値の中心電位設定抵抗と、前記ゼロ点調整用抵抗のもう一端に接続する切換器とを備えて成り、前記切換器は、前記ゼロ点調整用抵抗に掛かる電位として、電源電圧の上限値から下限値までの間の２種若しくは２種以上の電位又はＯＰＥＮ状態の電位の内、少なくとも前記２種の電位を切り換えるものであり、前記基準電圧増幅回路は、非反転増幅回路又は反転増幅回路のいずれか一方で構成することから、偏置や傾斜を伴う荷重を負荷した場合でも、前記ストレインゲージの抵抗変化を妨げることなくゼロ点調整を可能とし、ＡＤ変換の分解能を向上させ高精度化を図ることを可能とするものである。また、負電圧発生回路を不要とした単電源回路への組み込みも可能であり、安価に高精度な重量計を提供することを可能とする。

本発明のディジタル重量計は、ストレインゲージ式ロードセルのブリッジ回路と、ブリッジ回路の出力電圧を増幅する差動増幅器と、差動増幅器によって増幅された出力電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器と、前記ディジタル値に基づいて前記差動増幅器の基準電圧を可変してゼロ点を調整するゼロ点調整器とを備えたディジタル重量計において、前記ゼロ点調整器は、前記差動増幅器の入力インピーダンスに対して、低出力インピーダンスで基準電圧を出力するように、所望の抵抗比に設定した複数の抵抗を備えて成る。

また、前記ゼロ点調整器は、前記基準電圧を出力する出力端子を備えた基準電圧増幅回路と、前記基準電圧増幅回路に備えた入力端子に一端を接続するゼロ点調整用抵抗と、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端に更に接続する、前記基準電圧の電位変動範囲を設定する所定の電位差を有する２つの電圧端子と、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端の電位が、前記電位変動範囲の中心電位となるように、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端と前記２つの電圧端子との間の各々に配する同値の中心電位設定抵抗と、前記ゼロ点調整用抵抗のもう一端に接続する切換器とを備えて成り、前記切換器は、前記ゼロ点調整用抵抗に掛かる電位として、電源電圧の上限値から下限値までの間の２種若しくは２種以上の電位又はＯＰＥＮ状態の電位の内、少なくとも前記２種の電位を切り換える

また、前記基準電圧増幅回路は、非反転増幅回路又は反転増幅回路のいずれか一方で構成する

本発明の実施例１は、前記図６の従来例において、ゼロ点調整用ボリュームＶ_Ｒによるゼロ点調整に代えて、ストレインゲージや差動増幅回路からの出力に影響を与えないように、低出力インピーダンスで駆動するゼロ点調整器の出力をもって、前記差動増幅回路の基準電圧を変動させることによってゼロ点調整を行なうものであり、以下図１を用いて構成を説明する。

図１によると、本実施例１の重量計の回路構成は、ストレインゲージＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４からブリッジ回路を構成し、オペアンプＡ_１及びＡ_２と、各二つの抵抗Ｒ_Ｇ１及びＲ_Ｇ２とから差動増幅器を構成するものであり、また前記差動増幅器がＡＤ変換器を介して制御部に接続され、前記制御部が、演算部、記憶部及び表示部などを含む公知の重量計の周辺装置に接続されて構成する。ここまでの構成は前記図６に示す従来例と同様の構成である。

本実施例１において、前記差動増幅器の基準電圧を発生するゼロ点調整器は、ゼロ点調整用抵抗Ｒ_ｏｆｓ１、Ｒ_ｏｆｓ２、Ｒ_ｏｆｓ３及びＲ_ｏｆｓ４の各一端を各々抵抗Ｒ_ＩＮを介してオペアンプＡ_３のプラス端子に接続し、もう一端を各々プラス側電源端子の電位である＋Ｖ_ＤＤ（以下、単に＋Ｖ_ＤＤと表す。）、マイナス側電源端子の電位である−Ｖ_ＤＤ（以下、単に−Ｖ_ＤＤと表す。）又はＯＰＥＮ状態のいずれかに接続を切り換える切換器に接続して構成するものである。

また、前記抵抗Ｒ_ＩＮの各ゼロ点調整用抵抗を接続した一端は、前記基準電圧の電位変動範囲を設定するために、＋Ｖ_ＤＤ及び−Ｖ_ＤＤに、各々中心電位設定抵抗Ｒｂを介して接続されて成り、前記オペアンプＡ_３は、マイナス端子側に備えた抵抗Ｒ_０Ｇ１及びＲ_０Ｇ２と共に基準電圧増幅器となる非反転増幅回路を構成するものであり、この非反転増幅回路が、基準電圧増幅器のオペアンプＡ_３を介して前記差動増幅器の基準電圧入力位置に接続されて成る。

ここで、前記ＯＰＥＮ状態とは、前記＋Ｖ_ＤＤ、−Ｖ_ＤＤその他回路上の何れにも接続しない状態を示すものである。また、前記抵抗Ｒ_ＩＮはバイアス電流の影響をキャンセルするための抵抗であり、前記Ｒ_０Ｇ１とＲ_０Ｇ２との並列合成抵抗値と同一の抵抗値とするものである。

また、前記切換器は、制御部に接続されて成り、ＡＤ変換器から出力されるカウント値に基づいて、前記制御部によって各ゼロ点調整用抵抗に掛かる電位を切り換えるものである。ただし、切換器の制御は公知であるため、ここでは説明を省略する。

ここで、前述の従来例と同様にブリッジ出力Ｖ_ＳＧ、ＡＤ変換器へ入力されるオペアンプＡ_２からの出力を増幅出力Ｖ_０とし、前記非反転増幅回路のオペアンプＡ_３からの基準電圧出力をＶ_０Ｇとし、前記各ゼロ点調整用抵抗が接続される側の抵抗Ｒ_ＩＮの一端の電位を調整電位Ｖｂと定義する。

前記定義に従って、前記増幅出力Ｖ_０は、
Ｖ_０＝Ｖ_ＳＧ×（１＋Ｒ_Ｇ２／Ｒ_Ｇ１）＋Ｖ_０Ｇ（式１）
と表され、基準電圧出力Ｖ_０Ｇを変化させることにより、増幅出力Ｖ_０のゼロ点調整を可能とするものであることが分かる。

また、前記基準電圧出力Ｖ_０Ｇは、
Ｖ_０Ｇ＝Ｖｂ×（１＋Ｒ_０Ｇ２／Ｒ_０Ｇ１）−Ｖ_ＤＤ×Ｒ_０Ｇ２／Ｒ_０Ｇ１(式２)
として表され、低出力インピーダンスで駆動されることから、前記増幅出力Ｖ_０に与える影響を無視することができるものである。

ここで、前記調整電位Ｖｂは、＋Ｖ_ＤＤ及び−Ｖ_ＤＤに各々中心電位設定抵抗Ｒｂを介して接続されていることから、前記制御部によりＡＤ変換器のカウント値に基づいて切換器を制御し、前記各ゼロ点調整用抵抗Ｒ_ｏｆｓ１、Ｒ_ｏｆｓ２、Ｒ_ｏｆｓ３及びＲ_ｏｆｓ４がすべてＯＰＥＮ状態に接続された場合に、前記基準電圧出力Ｖ_０ＧをＶ_０Ｇ１とすると、
Ｖ_０Ｇ１＝−Ｖ_ＤＤ×Ｒ_０Ｇ２／Ｒ_０Ｇ１(式３)
として出力されるものであり、調整電位Ｖｂ＝０（ｖ）となる。すなわち、前記ゼロ点調整用抵抗Ｒ_ｏｆｓ１、Ｒ_ｏｆｓ２、Ｒ_ｏｆｓ３及びＲ_ｏｆｓ４を、各々＋Ｖ_ＤＤ又は−Ｖ_ＤＤに接続する場合において、＋Ｖ_ＤＤに接続した場合と−Ｖ_ＤＤに接続した場合とで、電位０（ｖ）を中心に対称に調整可能とするものであり、前記基準電圧出力Ｖ_０Ｇにおいては、前記Ｖ_０Ｇ１の電位を中心にして、調整電位Ｖｂを変化させることによってゼロ点調整がなされるものである。

この調整電位Ｖｂの変化量は、前記抵抗Ｒｂと前記ゼロ点調整用抵抗Ｒ_ｏｆｓ１、Ｒ_ｏｆｓ２、Ｒ_ｏｆｓ３及びＲ_ｏｆｓ４との抵抗比を所望の値に設定するだけで良いため、抵抗値は低いものを用いることが可能である。

また、前記基準電圧増幅器の抵抗Ｒ_０Ｇ１及びＲ_０Ｇ２によって決定される増幅率を可変とすることにより、ゼロ点調整範囲の中心を任意に調整することが可能である。

本発明の実施例２は、前記実施例１のゼロ点調整器を、図２に示すように単電源回路において用いる例である。すなわち図１に示したマイナス側電源端子の電位である−Ｖ_ＤＤをグランド：ＧＮＤに置き換えた回路である。これによると、増幅出力Ｖ_０及び基準電圧出力Ｖ_０Ｇは、各々前記式１及び式２で示したものと同様である。

前記各ゼロ点調整用抵抗Ｒ_ｏｆｓ１、Ｒ_ｏｆｓ２、Ｒ_ｏｆｓ３及びＲ_ｏｆｓ４をすべてＯＰＥＮ状態に接続した場合には、調整電位ＶｂはＶｂ＝Ｖ_ＤＤ／２となり、前記基準電圧出力Ｖ_０ＧをＶ_０Ｇ２とすると、
Ｖ_０Ｇ２＝（１−Ｒ_０Ｇ２／Ｒ_０Ｇ１）×Ｖ_ＤＤ／２(式４)
と表されることから、前記基準電圧出力Ｖ_０Ｇにおいては、前記Ｖ_０Ｇ２の電位を中心にして、調整電位Ｖｂを変化させることによってゼロ点調整がなされるものである。

これにより、例えば乾電池などの直流電源で動作する回路を備えた重量計にも応用可能であり、負電圧への変換回路などが不要となることから、単純な回路構成で、安価に高精度な重量計を提供できる。

本発明の実施例３は、前記実施例２のゼロ点調整器を、図３に示すようにインスツルメンテーションアンプを使用した回路において用いる例である。

これは、オペアンプＡ_１及びＡ_２における各増幅出力において生ずるオフセット電圧をオペアンプＡ_４の増幅出力においてキャンセルすることにより高精度化を図ったものである。ここで、ＡＤ変換器へ入力するオペアンプＡ_４からの出力を増幅出力Ｖ_０とすると、増幅率を設定する各抵抗Ｒ_Ｇ１、Ｒ_Ｇ２、Ｒ_Ｇ３及びＲ_Ｇ４に基づいて、増幅出力Ｖ_０は、
Ｖ_０＝Ｖ_ＳＧ×（１＋２×Ｒ_Ｇ２／Ｒ_Ｇ１）×（Ｒ_Ｇ４／Ｒ_Ｇ３）＋Ｖ_０Ｇ（式５）
と表され、基準電圧出力Ｖ_０Ｇは、実施例２と同様にして、（式４）で表されるＶ_０Ｇ２の電位を中心にして、Ｖｂを変化させることによってゼロ点調整がなされるものである。

これにより、オペアンプ自身のばらつきや環境温度による誤差を低減した安定した性能の回路であることから、例えば、低秤量でブリッジ出力が極端に小さい重量計の場合であっても、より精密なゼロ点調整が可能となり、高精度な重量測定を可能とするものである。

なお、実施例においては、前記ゼロ点調整用抵抗Ｒ_ｏｆｓ１、Ｒ_ｏｆｓ２、Ｒ_ｏｆｓ３及びＲ_ｏｆｓ４として４つの抵抗を用いたが、少なくとも一つの抵抗があれば良い。ただし、高精度化のためには複数の抵抗を用いるのが望ましい。

また、前記切換器は、実施例１において、ゼロ点調整用抵抗Ｒ_ｏｆｓ１、Ｒ_ｏｆｓ２、Ｒ_ｏｆｓ３及びＲ_ｏｆｓ４の各一端を各々＋Ｖ_ＤＤ、−Ｖ_ＤＤ又はＯＰＥＮ状態のいずれかに接続を切り換えるものとしたが、＋Ｖ_ＤＤと−Ｖ_ＤＤとの接続を切り換えるものであっても良い。更に接続する電位は、＋Ｖ_ＤＤから−Ｖ_ＤＤまでの任意の２種の電位であっても良い。このことは、実施例２及び３に示したような−Ｖ_ＤＤをＧＮＤに置き換えた場合であっても同様のことが言える。

また、前記差動増幅器の基準電圧を出力する基準電圧増幅回路を、非反転増幅回路に代えて反転増幅回路を用いても良い。例えば、実施例１に例示した図１の回路構成において、オペアンプＡ_３と抵抗Ｒ_０Ｇ１及びＲ_０Ｇ２とから成る非反転増幅回路を備えたゼロ点調整器を例示したが、これを図４に示すようにＶ_ｏｆｓを基準電位として、前記非反転増幅回路と同様にオペアンプＡ_３と抵抗Ｒ_０Ｇ１及びＲ_０Ｇ２とから反転増幅回路を構成しても良い。このとき、前記実施例１では式２で示した基準電圧出力Ｖ_０Ｇは、
Ｖ_０Ｇ＝Ｖｂ×（−Ｒ_０Ｇ２／Ｒ_０Ｇ１）＋Ｖ_ｏｆｓ×（１＋Ｒ_０Ｇ２／Ｒ_０Ｇ１）
と表され、その他構成及び動作は実施例１と同じであるため、前記基準電圧出力Ｖ_０Ｇは、前記ＯＰＥＮ状態のときの電位Ｖ_０Ｇ＝Ｖ_ｏｆｓ×（１＋Ｒ_０Ｇ２／Ｒ_０Ｇ１）を中心にして、調整電位Ｖｂを変化させることによってゼロ点調整が可能となるものである。これは、実施例２に例示した図２の単電源回路で前記反転増幅回路を用いる場合であっても、前記ＯＰＥＮ状態のときの電位Ｖ_０Ｇ＝（Ｖ_ＤＤ／２）×（−Ｒ_０Ｇ２／Ｒ_０Ｇ１）＋Ｖ_ｏｆｓ×（１＋Ｒ_０Ｇ２／Ｒ_０Ｇ１）を中心にしてゼロ点調整がなされる。

本発明の実施例１の重量計の回路図である。 本発明の実施例２の重量計の回路図である。 本発明の実施例３の重量計の回路図である。 本発明の重量計の別の回路構成を示す図である。 従来の重量計の一例を示す回路図である。 従来の重量計の他の一例を示す回路図である。 ブリッジの各抵抗の荷重による変化を示す図である。

符号の説明

Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４ オペアンプ
Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４ ストレインゲージ抵抗
Ｒ_Ｇ１、Ｒ_Ｇ２、Ｒ_Ｇ３、Ｒ_Ｇ４ 差動増幅器の増幅率を設定する抵抗
Ｒ_０Ｇ１、Ｒ_０Ｇ２ 非反転増幅回路の増幅器の増幅率を設定する抵抗
Ｒ_ｏｆｓ１、Ｒ_ｏｆｓ２、Ｒ_ｏｆｓ３、Ｒ_ｏｆｓ４ ゼロ点調整用抵抗
Ｒｂ中心電位設定抵抗
Ｒ_ＩＮ 抵抗
Ｖ_０ 増幅出力
Ｖ_ＳＧ ブリッジ出力
Ｖ_０Ｇ 基準電圧出力
Ｖ_Ｒ ゼロ点調整用ボリューム
Ｖｂ 調整電位
＋ＶＤＤ、−ＶＤＤ プラス側及びマイナス側電源電圧

Claims (3)

1. ストレインゲージ式ロードセルのブリッジ回路と、ブリッジ回路の出力電圧を増幅する差動増幅器と、差動増幅器によって増幅された出力電圧をディジタル値に変換するＡＤ変換器と、前記ディジタル値に基づいて前記差動増幅器の基準電圧を可変してゼロ点を調整するゼロ点調整器とを備えたディジタル重量計において、
   前記ゼロ点調整器は、前記差動増幅器の入力インピーダンスに対して、低出力インピーダンスで基準電圧を出力するように、所望の抵抗比に設定した複数の抵抗を備えて成ることを特徴とするディジタル重量計。
2. 前記ゼロ点調整器は、
   前記基準電圧を出力する出力端子を備えた基準電圧増幅回路と、
   前記基準電圧増幅回路に備えた入力端子に一端を接続するゼロ点調整用抵抗と、
   前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端に更に接続する、前記基準電圧の電位変動範囲を設定する所定の電位差を有する２つの電圧端子と、
   前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端の電位が、前記電位変動範囲の中心電位となるように、前記入力端子に接続したゼロ点調整用抵抗の一端と前記２つの電圧端子との間の各々に配する同値の中心電位設定抵抗と、
   前記ゼロ点調整用抵抗のもう一端に接続する切換器とを備えて成り、
   前記切換器は、前記ゼロ点調整用抵抗に掛かる電位として、電源電圧の上限値から下限値までの間の２種若しくは２種以上の電位又はＯＰＥＮ状態の電位の内、少なくとも前記２種の電位を切り換えることを特徴とする請求項１記載のディジタル重量計。
   
3. 前記基準電圧増幅回路は、非反転増幅回路又は反転増幅回路のいずれか一方で構成することを特徴とする請求項２記載のディジタル重量計。
   
   
   
   
   

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