JP2008116393A - Load cell unit, weight checker, and balance - Google Patents

Load cell unit, weight checker, and balance Download PDF

Info

Publication number
JP2008116393A
JP2008116393A JP2006301517A JP2006301517A JP2008116393A JP 2008116393 A JP2008116393 A JP 2008116393A JP 2006301517 A JP2006301517 A JP 2006301517A JP 2006301517 A JP2006301517 A JP 2006301517A JP 2008116393 A JP2008116393 A JP 2008116393A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
strain
bridge circuit
output
load cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006301517A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazufumi Naito
和文 内藤
Sachiko Tajiri
祥子 田尻
Shinji Takechi
真治 武市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ishida Co Ltd
Original Assignee
Ishida Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishida Co Ltd filed Critical Ishida Co Ltd
Priority to JP2006301517A priority Critical patent/JP2008116393A/en
Priority to EP07806075A priority patent/EP2060884A1/en
Priority to US12/310,720 priority patent/US20090255736A1/en
Priority to PCT/JP2007/066489 priority patent/WO2008029648A1/en
Publication of JP2008116393A publication Critical patent/JP2008116393A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Force In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load cell unit capable of satisfactorily weighing the weight of a measuring object, even when the ambient temperature varies, and to provide a weight checker and a balance that utilize the load cell unit. <P>SOLUTION: A strain element has a plurality of strain element parts. Each strain gauge 41 is arranged in the corresponding strain part. A bridge circuit 40 is formed of the strain gauges 41. Each of the strain gauges 41 is a temperature-sensitive compensating type gauge, and roughly corrects the output sensitivity of the bridge circuit 40. A zero-point compensating element 42 roughly corrects the zero point of the bridge circuit 40. A temperature-sensitive resistance 45 is a temperature sensor for detecting the temperature of the strain element. The zero-point compensating element 42 and the temperature-sensitive resistance 45 are disposed in a thick wall portion, sandwiched by the adjacent strain element parts. A signal processing part 50 further compensates the zero point and the output sensitivity of the bridge circuit 40, by conducting fine correction with a secondary or more higher degree of approximation as to the roughly-corrected bridge output. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被計量物の重量を荷重信号に基づいて計量するロードセルユニット、ならびに、このロードセルユニットを利用した重量選別機および秤に関するもので、特に、ひずみゲージを使用したブリッジ回路の出力補償に関する。   The present invention relates to a load cell unit that measures the weight of an object to be weighed based on a load signal, and a weight sorter and a scale using the load cell unit, and more particularly to output compensation of a bridge circuit using a strain gauge. .

従来より、ブリッジ回路に直列接続された感温抵抗によってブリッジ回路の出力を粗補償するとともに、粗補償済みの荷重電圧を温度補償関数等によって微補償することにより、ブリッジ回路の出力感度を補償する技術が知られている(例えば、特許文献1)。また、温度検出用のセンサにより検出された温度に基づいて零点および出力感度を補償する技術も従来から知られている(例えば、特許文献2)。さらに、ブリッジ回路の出力感度を電気的に補償するために、感温抵抗を温度センサとして使用する技術も従来から知られている(例えば、特許文献3)。   Conventionally, the output of the bridge circuit is roughly compensated by the temperature-sensitive resistor connected in series to the bridge circuit, and the output sensitivity of the bridge circuit is compensated by finely compensating the coarsely compensated load voltage by a temperature compensation function or the like. A technique is known (for example, Patent Document 1). A technique for compensating for the zero point and output sensitivity based on the temperature detected by a temperature detection sensor has also been known (for example, Patent Document 2). Furthermore, a technique using a temperature-sensitive resistor as a temperature sensor in order to electrically compensate the output sensitivity of the bridge circuit has been conventionally known (for example, Patent Document 3).

ここで、「零点」とは、無負荷出力のことであり、無負荷状態のロードセルユニットに電源からの電圧が印加された場合において、ロードセルユニットのブリッジ回路から出力される電圧(荷重信号)をいう。また、「出力感度」とは、ロードセルユニットに一定荷重が付与された場合において、ブリッジ回路からの出力の変動量をいい、ブリッジ回路の出力から零点を差し引いたものである。   Here, the “zero point” means a no-load output. When a voltage from a power source is applied to a load cell unit in a no-load state, a voltage (load signal) output from the bridge circuit of the load cell unit is Say. “Output sensitivity” refers to the amount of fluctuation in output from the bridge circuit when a certain load is applied to the load cell unit, and is obtained by subtracting the zero point from the output of the bridge circuit.

特開平11−064123号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-064123 特開平11−125555号公報JP-A-11-125555 特公平07−069232号公報Japanese Patent Publication No. 07-069232

しかし、出力感度の温度補償が施される場合において、温度変動による零点の変化量が大きいと、この零点変動の影響によってブリッジ回路からの出力が大きく変動する。その結果、特許文献1の技術では、被計量物の重量を安定して検出できないという問題が生じていた。また、特許文献2および3において、温度センサや感温抵抗の配置によっては、周囲温度の変動の影響を受け、その結果、計量値が安定しないという問題も生じていた。   However, when temperature compensation of output sensitivity is performed, if the amount of change of the zero point due to temperature fluctuation is large, the output from the bridge circuit varies greatly due to the influence of this zero point fluctuation. As a result, the technique of Patent Document 1 has a problem that the weight of the object to be weighed cannot be detected stably. Further, in Patent Documents 2 and 3, depending on the arrangement of the temperature sensor and the temperature sensitive resistor, there is a problem that the measurement value is not stable due to the influence of the fluctuation of the ambient temperature.

そこで、本発明では、周囲温度が変化した場合であっても良好に被計量物の重量を計量することができるロードセルユニット、ならびに、このロードセルユニットを利用した重量選別機および秤を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a load cell unit that can accurately weigh the object to be weighed even when the ambient temperature changes, and a weight sorter and a scale using the load cell unit. Objective.

上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、被計量物の重量を荷重信号に基づいて計量するロードセルユニットであって、貫通孔が設けられた金属ブロックであり、前記貫通孔の内壁面と前記金属ブロックの外周面とに挟まれた薄肉状の起歪部を複数有する起歪体と、複数の起歪部のうち対応する起歪部に配置されており、温度変化に起因する前記起歪体の縦弾性係数の変化量を補償して前記ブリッジ回路のブリッジ出力を粗補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度を補償する温度感度補償型のひずみゲージと、前記ひずみゲージによって形成されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の一辺に配置されたひずみゲージと直列接続されており、温度変化によって変動する前記ブリッジ回路の零点を前記起歪体の温度に応じて補償することにより、前記ブリッジ回路の出力を粗補正する零点補償素子と、前記起歪体の温度を検出する温度センサと、前記零点補償素子によって前記ブリッジ回路の零点が補償され、かつ、前記ひずみゲージによって前記ブリッジ回路の出力感度が補償されることにより粗補正された前記ブリッジ出力につき、前記温度センサによる検出結果に基づいて精補正することによって、前記ブリッジ回路の零点および出力感度をさらに補償する信号処理部とを備え、前記起歪体は、荷重が付与される自由端と固定端との間に設けられた複数の前記起歪部を介してロバーバル機構を構成し、前記零点補償素子および前記温度センサは、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a load cell unit for weighing the weight of an object to be weighed based on a load signal, and is a metal block provided with a through hole. A strain generating body having a plurality of thin strain generating portions sandwiched between a wall surface and an outer peripheral surface of the metal block, and a corresponding strain generating portion among the plurality of strain generating portions, and is caused by a temperature change. By compensating for the amount of change in the longitudinal elastic modulus of the strain body and roughly correcting the bridge output of the bridge circuit, a temperature sensitivity compensation type strain gauge for compensating the output sensitivity of the bridge circuit, and the strain gauge A bridge circuit formed and a strain gauge disposed on one side of the bridge circuit are connected in series, and the zero point of the bridge circuit that fluctuates due to a temperature change is compensated according to the temperature of the strain generating body. By doing so, the zero point compensation element for roughly correcting the output of the bridge circuit, the temperature sensor for detecting the temperature of the strain generating body, the zero point of the bridge circuit is compensated by the zero point compensation element, and the strain gauge A signal that further compensates for the zero point and output sensitivity of the bridge circuit by finely correcting the bridge output that has been coarsely corrected by compensating the output sensitivity of the bridge circuit based on the detection result by the temperature sensor. A strainer, wherein the strain body constitutes a Roverval mechanism via the plurality of strain portions provided between a free end to which a load is applied and a fixed end, and the zero compensation element and the The temperature sensor is provided in a portion sandwiched between adjacent strain generating portions.

また、請求項2の発明は、請求項1に記載のロードセルユニットにおいて、前記温度センサは、感温抵抗であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the load cell unit according to the first aspect, the temperature sensor is a temperature sensitive resistor.

また、請求項3の発明は、被計量物の重量を荷重信号に基づいて計量するロードセルユニットであって、貫通孔が設けられた金属ブロックであり、前記貫通孔の内壁面と前記金属ブロックの外周面とに挟まれた薄肉状の起歪部を複数有する起歪体と、複数の起歪部のうち対応する起歪部に配置されており、温度変化に起因する前記起歪体の熱膨張を補償可能な自己温度補償型のひずみゲージと、前記ひずみゲージによって形成されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の一辺に配置されたひずみゲージと直列接続されており、温度変化によって変動する前記ブリッジ回路の零点を前記起歪体の温度に応じて補償することにより、前記ブリッジ回路の出力を粗補正する零点補償素子と、前記ブリッジ回路の入力側に直列接続されており、温度変化に起因する前記起歪体の縦弾性係数の変化量を補償して前記ブリッジ回路のブリッジ出力を粗補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度を補償する感温抵抗と、前記零点補償素子によって前記ブリッジ回路の零点が補償され、かつ、前感温抵抗によって前記ブリッジ回路の出力感度が補償されることにより粗補正された前記ブリッジ出力につき、前記温度センサによる検出結果に基づいて精補正することによって、前記ブリッジ回路の零点および出力感度をさらに補償する信号処理部とを備え、前記起歪体は、荷重が付与される自由端と固定端との間に設けられた複数の前記起歪部を介してロバーバル機構を構成し、前記零点補償素子および温度センサとして使用可能な前記感温抵抗は、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられていることを特徴とする。   The invention of claim 3 is a load cell unit that measures the weight of an object to be weighed based on a load signal, and is a metal block provided with a through hole, and the inner wall surface of the through hole and the metal block A strain generating body having a plurality of thin strain generating portions sandwiched between the outer peripheral surfaces, and a heat generating portion of the strain generating body that is disposed in a corresponding strain generating section among the plurality of strain generating sections and is caused by temperature change. A self-temperature-compensating strain gauge capable of compensating for expansion, a bridge circuit formed by the strain gauge, and a bridge connected in series with a strain gauge disposed on one side of the bridge circuit and fluctuating according to temperature changes Compensating the zero point of the circuit according to the temperature of the strain-generating body, it is connected in series with the zero point compensating element for coarsely correcting the output of the bridge circuit and the input side of the bridge circuit, and the temperature change. By compensating for the amount of change in the longitudinal elastic modulus of the strain body caused by the above and roughly correcting the bridge output of the bridge circuit, a temperature-sensitive resistor that compensates the output sensitivity of the bridge circuit and the zero compensation element Fine correction is performed based on the detection result of the temperature sensor for the bridge output which is compensated for by compensating the zero point of the bridge circuit and by compensating the output sensitivity of the bridge circuit by a pre-temperature sensing resistor. A signal processing unit that further compensates for the zero point and output sensitivity of the bridge circuit, and the strain generating body includes a plurality of the strain generating portions provided between a free end to which a load is applied and a fixed end. The temperature sensitive resistor that can be used as a zero compensation element and a temperature sensor is provided in a portion sandwiched between adjacent strain generating portions. And said that you are.

また、請求項4の発明は、請求項3に記載のロードセルユニットにおいて、前記感温抵抗のうち第1感温抵抗は、前記ブリッジ回路の入力側第1端子と、第2感温抵抗は、前記ブリッジ回路の入力側第2端子と、それぞれ接続されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the load cell unit according to the third aspect, the first temperature sensing resistor among the temperature sensing resistors is the first input terminal of the bridge circuit and the second temperature sensing resistor is: It is connected to the input side second terminal of the bridge circuit, respectively.

また、請求項5の発明は、請求項3に記載のロードセルユニットにおいて、前記感温抵抗は、前記ブリッジ回路の入力側の端子のうち、いずれか一方の端子と接続されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the load cell unit according to the third aspect, the temperature sensitive resistor is connected to one of the terminals on the input side of the bridge circuit. To do.

また、請求項6の発明は、被計量物の重量を荷重信号に基づいて計量するロードセルユニットであって、貫通孔が設けられた金属ブロックであり、前記貫通孔の内壁面と前記金属ブロックの外周面とに挟まれた薄肉状の起歪部を複数有する起歪体と、複数の起歪部のうち対応する起歪部に配置されており、温度変化に起因する前記起歪体の熱膨張を補償可能な自己温度補償型のひずみゲージと、前記ひずみゲージによって形成されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の一辺に配置されたひずみゲージと直列接続されており、温度変化によって変動する前記ブリッジ回路の零点を前記起歪体の温度に応じて補償することにより、前記ブリッジ回路のブリッジ出力を粗補正する零点補償素子と、温度センサとして使用可能な感温抵抗と、入力信号に対して信号処理を実行し、前記感温抵抗と接続されており、温度変化に応じた前記感温抵抗の抵抗値に基づいて増幅度が制御される可変ゲイン増幅部と、前記可変ゲイン増幅部からの出力信号に基づいた補償演算を実行可能な補償演算部とを有する信号処理部と、前記ブリッジ出力と基準出力とを切り替えて、前記可変ゲイン増幅部に入力可能な切替部とを備え、前記起歪体は、荷重が付与される自由端と固定端との間に設けられた複数の前記起歪部を介してロバーバル機構を構成し、前記零点補償素子および前記感温抵抗は、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられており、前記切替部がブリッジ出力側に切り替えられて、前記入力信号として前記ブリッジ出力が前記可変ゲイン増幅部に入力される場合には、前記可変ゲイン増幅部は、温度変化に起因する前記起歪体の縦弾性係数の変化量を補償して前記ブリッジ出力を粗補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度を補償し、前記補償演算部は、前記零点補償素子によって前記ブリッジ回路の零点が補償され、かつ、前記可変ゲイン増幅部によって前記ブリッジ回路の出力感度が補償されることにより粗補正された前記ブリッジ出力につき、前記温度センサの検出結果に基づいて精補正することにより、前記ブリッジ回路の零点および出力感度をさらに補償し、前記切替部が基準出力側に切り替えられて、前記入力信号として前記基準出力が前記可変ゲイン増幅部に入力される場合には、前記可変ゲイン増幅部は、前記感温抵抗の抵抗値に応じた出力信号を出力し、前記補償演算部は、前記出力信号に基づいて前記起歪体の温度を演算することを特徴とする。   The invention of claim 6 is a load cell unit for weighing the weight of an object to be weighed based on a load signal, and is a metal block provided with a through hole, and the inner wall surface of the through hole and the metal block A strain generating body having a plurality of thin strain generating portions sandwiched between the outer peripheral surfaces, and a heat generating portion of the strain generating body that is disposed in a corresponding strain generating section among the plurality of strain generating sections and is caused by temperature change. A self-temperature-compensating strain gauge capable of compensating for expansion, a bridge circuit formed by the strain gauge, and a bridge connected in series with a strain gauge disposed on one side of the bridge circuit and fluctuating according to temperature changes By compensating the zero point of the circuit according to the temperature of the strain generating body, a zero point compensating element for roughly correcting the bridge output of the bridge circuit, a temperature sensitive resistor usable as a temperature sensor, and an input signal A variable gain amplifying unit that is connected to the temperature sensitive resistor and whose amplification degree is controlled based on a resistance value of the temperature sensitive resistor according to a temperature change, and the variable gain amplification A signal processing unit having a compensation calculation unit capable of executing a compensation calculation based on an output signal from the unit, and a switching unit capable of switching between the bridge output and the reference output and inputting to the variable gain amplification unit The strain generating body constitutes a Roverval mechanism via a plurality of strain generating portions provided between a free end to which a load is applied and a fixed end, and the zero compensation element and the temperature sensitive resistor are: Provided in a portion sandwiched between adjacent strain generating sections, the switching section is switched to the bridge output side, and when the bridge output is input to the variable gain amplification section as the input signal, Variable gain amplifier Compensating the output sensitivity of the bridge circuit by compensating for the amount of change in the longitudinal elastic modulus of the strain body due to temperature change and roughly correcting the bridge output, and the compensation calculation unit Based on the detection result of the temperature sensor, the bridge output that has been coarsely corrected by compensating the zero point of the bridge circuit by an element and compensating the output sensitivity of the bridge circuit by the variable gain amplifier. By correcting, the zero point and output sensitivity of the bridge circuit are further compensated, and when the switching unit is switched to the reference output side and the reference output is input to the variable gain amplification unit as the input signal The variable gain amplifying unit outputs an output signal corresponding to a resistance value of the temperature sensitive resistor, and the compensation calculating unit is configured to output the output signal based on the output signal. The temperature of the strain generating body is calculated.

また、請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のロードセルユニットにおいて、前記起歪部のうち隣接する第1および第2起歪部は、前記外周面のうち、前記被計量物側から受ける荷重方向と略垂直であり、前記被計量物側からの荷重を受け持つ第1面側に設けられており、隣接する第3および第4起歪部は、前記荷重方向と略垂直であり、前記貫通孔を挟んで前記第1面と逆側の第2面側に設けられており、前記ひずみゲージは、第1ないし第4起歪部のそれぞれに配置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the load cell unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the adjacent first and second strain generating portions of the strain generating portions are the outer peripheral surfaces, It is substantially perpendicular to the load direction received from the object to be weighed, and is provided on the first surface side that handles the load from the object to be weighed. The adjacent third and fourth strain generating portions are arranged in the load direction. And is provided on the second surface side opposite to the first surface across the through hole, and the strain gauges are disposed in the first to fourth strain generating portions, respectively. It is characterized by that.

また、請求項8の発明は、請求項1または請求項2に記載のロードセルユニットにおいて、前記ブリッジ回路は、第1および第2ひずみゲージと、第1および第2固定抵抗と、によって形成されており、前記第1ひずみゲージは、第1入力端子と第1出力端子との間に、前記第2ひずみゲージは、第2入力端子と前記第1出力端子との間に、前記第1固定抵抗は、前記第1入力端子と、第2出力端子との間に、前記第2固定抵抗は、前記第2入力端子と、前記第2出力端子との間に、それぞれ接続されていることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the load cell unit according to the first or second aspect, the bridge circuit is formed of first and second strain gauges and first and second fixed resistors. The first strain gauge is between the first input terminal and the first output terminal, and the second strain gauge is between the second input terminal and the first output terminal. Are connected between the first input terminal and the second output terminal, and the second fixed resistor is connected between the second input terminal and the second output terminal, respectively. And

また、請求項9の発明は、請求項8に記載のロードセルユニットにおいて、前記起歪部のうち隣接する第1および第2起歪部は、前記外周面のうち、前記被計量物側から受ける荷重方向と略垂直であり、前記被計量物側からの荷重を受け持つ第1面側に設けられており、隣接する第3および第4起歪部は、前記荷重方向と略垂直であり、前記貫通孔を挟んで前記第1面と逆側の第2面側に設けられており、前記第1および第2ひずみゲージは、前記第1面および前記第2面のいずれか一方の面につき、該一方の面に設けられた起歪部のそれぞれに配置されていることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the load cell unit according to the eighth aspect, the adjacent first and second strain generating portions of the strain generating portions are received from the measured object side of the outer peripheral surface. It is substantially perpendicular to the load direction, provided on the first surface side that handles the load from the weighing object side, and the adjacent third and fourth strain generating portions are substantially perpendicular to the load direction, It is provided on the second surface side opposite to the first surface across the through hole, and the first and second strain gauges are either one of the first surface and the second surface, It arrange | positions at each of the strain generation part provided in this one surface, It is characterized by the above-mentioned.

また、請求項10の発明は、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のロードセルユニットにおいて、前記信号処理部は、粗補正された前記ブリッジ出力を2次以上の高次近似によって精補正することにより、前記ブリッジ回路の零点をさらに補償することを特徴とする。   The invention according to claim 10 is the load cell unit according to any one of claims 1 to 9, wherein the signal processing unit finely corrects the coarsely corrected bridge output by a second-order or higher order approximation. By doing so, the zero point of the bridge circuit is further compensated.

また、請求項11の発明は、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のロードセルユニットにおいて、前記信号処理部は、粗補正された前記ブリッジ出力を2次以上の高次近似によって精補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度をさらに補償することを特徴とする。   The invention according to claim 11 is the load cell unit according to any one of claims 1 to 9, wherein the signal processing unit finely corrects the coarsely corrected bridge output by a second-order or higher order approximation. Thus, the output sensitivity of the bridge circuit is further compensated.

また、請求項12の発明は、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のロードセルユニットにおいて、前記信号処理部は、粗補正された前記ブリッジ出力につき、2次以上の高次近似によって精補正することによって前記ブリッジ回路の零点を補償し、かつ、2次以上の高次近似によって精補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度を補償することを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the load cell unit according to any one of the first to ninth aspects, the signal processing unit accurately performs the second or higher order approximation on the coarsely corrected bridge output. The zero point of the bridge circuit is compensated by correction, and the output sensitivity of the bridge circuit is compensated by finely correcting by a second-order or higher order approximation.

また、請求項13の発明は、重量選別機であって、搬送される選別対象物の重量を計量する計量装置と、前記計量装置による選別対象物の計量結果に基づいて、各選別対象物を振り分ける振分装置とを備え、前記計量装置は、請求項1ないし請求項12のいずれかに記載のロードセルユニットと、前記ロードセルユニットによって支持されており、各選別対象物を搬送する計量コンベアとを有することを特徴とする。   The invention according to claim 13 is a weight sorter, which is a weighing device for weighing the weight of the sorting object to be conveyed, and each sorting object is determined based on the weighing result of the sorting object by the weighing device. The distribution device includes a distribution device, and the weighing device includes: a load cell unit according to any one of claims 1 to 12; and a weighing conveyor that is supported by the load cell unit and conveys each sorting object. It is characterized by having.

また、請求項14の発明は、請求項1ないし請求項12のいずれかに記載のロードセルユニットと、前記ロードセルによって支持されており、計量対象物を載荷する上皿部とを備えることを特徴とする。   The invention of claim 14 is characterized by comprising the load cell unit according to any one of claims 1 to 12 and an upper plate part supported by the load cell and for loading an object to be measured. To do.

請求項1、請求項2、および、請求項7ないし請求項12に記載の発明では、零点補償素子によってブリッジ回路の零点が補償され、かつ、ひずみゲージによってブリッジ回路の出力感度が補償されて、ブリッジ回路の出力(ブリッジ出力)が粗補正される。また、信号処理部は、温度センサによる検出結果に基づいて、粗補正されたブリッジ出力を精補正し、ブリッジ回路の零点および出力感度をさらに補償する。すなわち、ブリッジ回路には、2種類の零点補償と、2種類の温度感度補償と、が施される。   In the inventions according to claim 1, claim 2, and claim 7 to claim 12, the zero point of the bridge circuit is compensated by the zero compensation element, and the output sensitivity of the bridge circuit is compensated by the strain gauge, The output of the bridge circuit (bridge output) is roughly corrected. The signal processing unit finely corrects the coarsely corrected bridge output based on the detection result of the temperature sensor, and further compensates for the zero point and output sensitivity of the bridge circuit. That is, the bridge circuit is subjected to two types of zero compensation and two types of temperature sensitivity compensation.

また、請求項1、請求項2、および請求項7ないし請求項12に記載の発明において、薄肉状の起歪部は起歪体の他の部分と比較して熱抵抗が大きく、隣接する起歪部に挟まれた部分は周囲の熱的な影響を受けにくい。   In the inventions according to claims 1, 2, and 7 to 12, the thin-walled strain generating portion has a larger thermal resistance than the other portions of the strain generating body, and the adjacent strain generating portions. The portion sandwiched between the strained portions is not easily affected by the surrounding heat.

すなわち、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられた零点補償素子は、起歪体の温度を正確に反映しつつブリッジ回路の零点を補償することができる。また、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられた温度センサは、起歪体の温度を正確かつ安定的に検出することができる。   That is, the zero compensation element provided in the portion sandwiched between the adjacent strain generating portions can compensate the zero of the bridge circuit while accurately reflecting the temperature of the strain generating body. Moreover, the temperature sensor provided in the part pinched | interposed into the adjacent strain generating part can detect the temperature of a strain generating body correctly and stably.

これにより、信号処理部は、零点および出力感度に関する粗補正が施されたブリッジ出力を、正確かつ安定的に検出された起歪体の温度に基づいて精補正することができる。すなわち、回路的(ハードウェア的)に零点補償および感度補償がされたブリッジ回路について、さらにソフトウェア的な零点および感度補償を施すことができる。そのため、ブリッジ回路の出力精度をさらに向上させることができ、その結果、ロードセルユニットによる計量結果の再現性をさらに向上させることができる。   Thereby, the signal processing unit can finely correct the bridge output subjected to the coarse correction related to the zero point and the output sensitivity based on the temperature of the strain generating body detected accurately and stably. That is, a software zero and sensitivity compensation can be further applied to the bridge circuit in which zero compensation and sensitivity compensation are performed in a circuit (hardware) manner. Therefore, the output accuracy of the bridge circuit can be further improved, and as a result, the reproducibility of the measurement result by the load cell unit can be further improved.

特に、請求項2に記載の発明によれば、感温抵抗の抵抗値の変化に基づいて起歪体の温度を検出することができる。   In particular, according to the second aspect of the present invention, the temperature of the strain generating body can be detected based on a change in the resistance value of the temperature sensitive resistor.

請求項3ないし請求項7、および請求項10ないし請求項12に記載の発明では、零点補償素子によってブリッジ回路の零点が補償され、かつ、感温抵抗によってブリッジ回路の出力感度が補償されて、ブリッジ回路の出力(ブリッジ出力)が粗補正される。また、信号処理部は、感温抵抗により検出された起歪体の温度に基づいて、粗補正されたブリッジ出力を精補正し、ブリッジ回路の零点および出力感度をさらに補償する。   In the inventions according to claims 3 to 7 and 10 to 12, the zero point of the bridge circuit is compensated by the zero compensation element, and the output sensitivity of the bridge circuit is compensated by the temperature sensitive resistor, The output of the bridge circuit (bridge output) is roughly corrected. Further, the signal processing unit finely corrects the coarsely corrected bridge output based on the temperature of the strain generating body detected by the temperature sensitive resistor, and further compensates for the zero point and output sensitivity of the bridge circuit.

また、請求項3ないし請求項7、および請求項10ないし請求項12に記載の発明において、薄肉状の起歪部は起歪体の他の部分と比較して熱抵抗が大きく、隣接する起歪部に挟まれた部分は周囲の熱的な影響を受けにくい。   In the inventions according to claims 3 to 7 and claims 10 to 12, the thin-walled strain generating portion has a larger thermal resistance than the other portions of the strain generating body, and the adjacent strain generating portions. The portion sandwiched between the strained portions is not easily affected by the surrounding heat.

すなわち、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられた零点補償素子は、起歪体の温度を正確に反映しつつブリッジ回路の零点を補償することができる。また、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられており、温度センサとして使用可能な感温抵抗は、起歪体の温度を正確に反映しつつブリッジ回路の出力感度を粗補正するとともに、起歪体の温度を正確かつ安定的に検出することができる。   That is, the zero compensation element provided in the portion sandwiched between the adjacent strain generating portions can compensate the zero of the bridge circuit while accurately reflecting the temperature of the strain generating body. In addition, the temperature-sensitive resistor that can be used as a temperature sensor is roughly corrected for the output sensitivity of the bridge circuit while accurately reflecting the temperature of the strain-generating body. The temperature of the strain generating body can be detected accurately and stably.

これにより、信号処理部は、零点および出力感度に関する粗補正が施されたブリッジ出力を、正確かつ安定的に検出された起歪体の温度に基づいて精補正することができる。そのため、ブリッジ回路の出力精度をさらに向上させることができ、ロードセルユニットによる計量結果の再現性をさらに向上させることができる。   Thereby, the signal processing unit can finely correct the bridge output subjected to the coarse correction related to the zero point and the output sensitivity based on the temperature of the strain generating body detected accurately and stably. Therefore, the output accuracy of the bridge circuit can be further improved, and the reproducibility of the measurement result by the load cell unit can be further improved.

請求項6、および請求項10ないし請求項12に記載の発明では、零点補償素子によってブリッジ回路の零点が補償され、かつ、可変ゲイン増幅部によってブリッジ回路の出力感度が補償されて、ブリッジ回路の出力(ブリッジ出力)が粗補正される。また、補償演算部は、起歪体の温度に基づいて、粗補正されたブリッジ出力を精補正し、ブリッジ回路の零点および出力感度をさらに補償する。   In the inventions according to claims 6 and 10 to 12, the zero point of the bridge circuit is compensated by the zero compensation element, and the output sensitivity of the bridge circuit is compensated by the variable gain amplifying unit. The output (bridge output) is roughly corrected. The compensation calculation unit finely corrects the coarsely corrected bridge output based on the temperature of the strain generating body, and further compensates for the zero point and output sensitivity of the bridge circuit.

また、請求項6、および請求項10ないし請求項12に記載の発明において、薄肉状の起歪部は起歪体の他の部分と比較して熱抵抗が大きく、隣接する起歪部に挟まれた部分は周囲の熱的な影響を受けにくい。   Further, in the inventions according to claims 6 and 10 to 12, the thin-walled strain generating portion has a larger thermal resistance than other portions of the strain generating body, and is sandwiched between adjacent strain generating portions. These parts are not easily affected by the surrounding heat.

すなわち、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられた零点補償素子は、起歪体の温度を正確に反映しつつブリッジ回路の零点を補償することができる。また、切替部がブリッジ出力側とされた場合には、可変ゲイン増幅部は、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられた感温抵抗の抵抗値変化に基づき、起歪体の温度を正確に反映しつつブリッジ回路の出力感度を粗補正することができる。さらに、切替部が基準出力側とされた場合には、補償演算部は、起歪体の温度を正確かつ安定的に検出することができる。   That is, the zero compensation element provided in the portion sandwiched between the adjacent strain generating portions can compensate the zero of the bridge circuit while accurately reflecting the temperature of the strain generating body. In addition, when the switching unit is on the bridge output side, the variable gain amplifying unit determines the temperature of the strain generating body based on the change in the resistance value of the temperature sensitive resistor provided in the portion sandwiched between the adjacent strain generating units. The output sensitivity of the bridge circuit can be roughly corrected while accurately reflecting the above. Further, when the switching unit is set to the reference output side, the compensation calculation unit can accurately and stably detect the temperature of the strain generating body.

これにより、補償演算部は、零点および出力感度に関する粗補正が施されたブリッジ出力を、正確かつ安定的に検出された起歪体の温度に基づいて精補正することができる。そのため、ブリッジ回路の出力精度をさらに向上させることができ、ロードセルユニットによる計量結果の再現性をさらに向上させることができる。   Thus, the compensation calculation unit can finely correct the bridge output subjected to the coarse correction related to the zero point and the output sensitivity based on the temperature of the strain generating body detected accurately and stably. Therefore, the output accuracy of the bridge circuit can be further improved, and the reproducibility of the measurement result by the load cell unit can be further improved.

特に、請求項10に記載の発明によれば、粗補正後のブリッジ出力に対して、2次以上の高次近似による零点補償を施すことができる。そのため、精補正を低コストで実現できる。   In particular, according to the tenth aspect of the invention, it is possible to perform zero point compensation by higher-order approximation of the second or higher order on the bridge output after the coarse correction. Therefore, fine correction can be realized at low cost.

特に、請求項11に記載の発明によれば、粗補正後のブリッジ出力に対して、2次以上の高次近似による出力感度補償を施すことができる。そのため、精補正を低コストで実現できる。   In particular, according to the invention described in claim 11, output sensitivity compensation can be performed on the bridge output after coarse correction by higher-order approximation of the second or higher order. Therefore, fine correction can be realized at low cost.

特に、請求項12に記載の発明によれば、粗補正後のブリッジ出力に対して、2次以上の高次近似による零点および出力感度補償を施すことができる。そのため、精補正を低コストで実現できる。   In particular, according to the twelfth aspect of the present invention, the zero point and the output sensitivity compensation can be applied to the bridge output after the coarse correction by the higher-order approximation of the second or higher order. Therefore, fine correction can be realized at low cost.

また、請求項13に記載の発明によれば、ロードセルユニットのブリッジ回路には、回路的(ハードウェア的)な零点および出力感度補償と、ソフトウェア的な零点および出力感度補償とが施されており、高精度に制御されたブリッジ出力に基づいて各選別対象物の重量を算出することができる。そのため、重量選別機のように選択対象物と比較して重量の大きい計量コンベアがロードセルユニットに支持されている場合であっても、温度変化によるブリッジ出力の変動量を低減させることができ、選別対象物を再現性良く計量することができる。   According to the invention of claim 13, the bridge circuit of the load cell unit is subjected to circuit-like (hardware) zero and output sensitivity compensation, and software zero and output sensitivity compensation. The weight of each sorting object can be calculated based on the bridge output controlled with high accuracy. Therefore, even when a weighing conveyor that is heavier than the selected object is supported by the load cell unit, such as a weight sorter, the amount of fluctuation in the bridge output due to temperature changes can be reduced. The object can be weighed with good reproducibility.

また、請求項14に記載の発明によれば、ロードセルユニットのブリッジ回路には、回路的(ハードウェア的)な零点および出力感度補償と、ソフトウェア的な零点および出力感度補償とが施されており、高精度に制御されたブリッジ出力に基づいて各計量対象物の重量を算出することができる。そのため、ロードセルユニットの定格容量に対する最小目量を小さく設定することが可能となり、その結果、計量対象物の計量精度(計量分解能)をさらに向上させることができる。   According to the invention described in claim 14, the bridge circuit of the load cell unit is subjected to circuit-like (hardware-like) zero and output sensitivity compensation, and software zero and output sensitivity compensation. The weight of each weighing object can be calculated based on the bridge output controlled with high accuracy. Therefore, it is possible to set the minimum scale for the rated capacity of the load cell unit small, and as a result, it is possible to further improve the measurement accuracy (measurement resolution) of the measurement object.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<1.第1の実施の形態>
<1.1.重量選別機の構成>
図1は、第1の実施の形態における重量選別機1の全体構成の一例を示す正面図である。重量選別機1は、例えば、袋詰め工程等の前工程から搬入された商品について、該商品の重量を計量するとともに、この計量結果に基づいて商品を振り分ける。ここで、重量選別機1は、一定の重力加速度の下で商品の重量を計量するとともに、計量された重量を質量に変換している。
<1. First Embodiment>
<1.1. Configuration of weight sorter>
FIG. 1 is a front view showing an example of the entire configuration of the weight sorter 1 according to the first embodiment. For example, the weight sorter 1 measures the weight of a product brought in from a previous process such as a bagging process, and distributes the product based on the measurement result. Here, the weight sorter 1 measures the weight of the product under a constant gravitational acceleration, and converts the measured weight into a mass.

図1に示すように、重量選別機1は、主として、取込装置10と、計量装置20と、振分装置60と、を備えている。なお、図1および以降の各図には、それらの方向関係を明確にすべく必要に応じて適宜、Z軸方向を鉛直方向とし、XY平面を水平面とするXYZ直交座標系を付している。   As shown in FIG. 1, the weight sorter 1 mainly includes an intake device 10, a weighing device 20, and a sorting device 60. 1 and the subsequent drawings have an XYZ orthogonal coordinate system in which the Z-axis direction is a vertical direction and the XY plane is a horizontal plane, as necessary, in order to clarify the directional relationship. .

取込装置10は、図1に示すように、取込コンベア11を有している。取込装置10は、選別対象物5の搬送方向AR1から見て上流側の装置から受け渡された選別対象物5を計量装置20に搬送する。   The take-in device 10 has a take-in conveyor 11 as shown in FIG. The take-in device 10 conveys the sorting object 5 delivered from the upstream device as viewed from the conveying direction AR1 of the sorting object 5 to the weighing device 20.

計量装置20は、取込装置10から受け渡された選別対象物(被計量物)5を搬送しつつ、選別対象物5の重量を計量する。図1に示すように、計量装置20は、主として、計量コンベア21と、ロードセルユニット30と、を有している。   The weighing device 20 measures the weight of the sorting object 5 while conveying the sorting object (object to be weighed) 5 delivered from the take-in device 10. As shown in FIG. 1, the weighing device 20 mainly has a weighing conveyor 21 and a load cell unit 30.

計量コンベア21は、取込装置10から受け渡された各選別対象物5を振分装置60に搬送する搬送部である。また、図1に示すように、計量コンベア21は、取付部材25を介してロードセルユニット30の起歪体31に支持されている。したがって、起歪体31は、計量コンベア21、および計量コンベア21上を搬送される選別対象物5の荷重を受ける。   The weighing conveyor 21 is a transport unit that transports each sorting object 5 delivered from the capture device 10 to the sorting device 60. Further, as shown in FIG. 1, the weighing conveyor 21 is supported by the strain body 31 of the load cell unit 30 via the attachment member 25. Therefore, the strain body 31 receives the load of the weighing conveyor 21 and the sorting object 5 conveyed on the weighing conveyor 21.

ロードセルユニット30は、被計量物である選別対象物5の重量を荷重信号に基づいて計量するユニットである。なお、ロードセルユニット30の詳細な構成については、後述する。   The load cell unit 30 is a unit that measures the weight of the sorting object 5 that is an object to be weighed based on a load signal. The detailed configuration of the load cell unit 30 will be described later.

振分装置60は、計量装置20による選別対象物5の計量結果に基づいて、各選別対象物5を振り分ける。図1に示すように、振分装置60は、主として、搬送コンベア61と、レバー62と、を有している。搬送コンベア61は、計量装置20から受け渡された計量後の選別対象物5を搬送方向AR1に沿って搬送する搬送部である。レバー62は、搬送方向AR1と略垂直な回動軸62aを中心に回動可能とされており、搬送コンベア61によって搬送される選別対象物5を振り分ける。   The sorting device 60 sorts the sorting objects 5 based on the weighing result of the sorting objects 5 by the weighing device 20. As shown in FIG. 1, the sorting device 60 mainly includes a transport conveyor 61 and a lever 62. The transport conveyor 61 is a transport unit that transports the weighing target object 5 passed from the weighing device 20 along the transport direction AR1. The lever 62 is pivotable about a pivot shaft 62a that is substantially perpendicular to the transport direction AR1, and sorts the sorting objects 5 transported by the transport conveyor 61.

例えば、計量装置20による計量結果が良品範囲内となる場合、レバー62は、その長さ方向が搬送方向AR1と略平行となり、かつ、搬送コンベア61の側方に位置するように回動させられる。これにより、選別対象物5は、搬送方向AR1の延長上に配置された良品ライン(図示省略)に受け渡される。   For example, when the measurement result by the weighing device 20 falls within the non-defective range, the lever 62 is rotated so that the length direction thereof is substantially parallel to the transport direction AR1 and is positioned to the side of the transport conveyor 61. . Thereby, the sorting object 5 is delivered to a non-defective product line (not shown) arranged on the extension of the transport direction AR1.

一方、計量装置20による計量結果が良品範囲外となる場合、レバー62は、選別対象物5の搬送を遮るように回動させられる。これにより、レバー62まで到達した選別対象物5は、レバー62に沿って移動し、搬送コンベア61の側方に設けられた不良品ライン(図示省略)に受け渡される。   On the other hand, when the measurement result by the weighing device 20 is out of the non-defective range, the lever 62 is rotated so as to block the conveyance of the selection target object 5. As a result, the sorting object 5 that has reached the lever 62 moves along the lever 62 and is delivered to a defective product line (not shown) provided on the side of the transport conveyor 61.

<1.2.ロードセルユニットの構成>
図2および図3は、それぞれロードセルユニット30のハードウェア構成の一例を示す正面図および平面図である。また、図4は、ひずみゲージ41の構成の一例を示す表面図である。さらに、図5は、ロードセルユニット30のブロック回路図である。図2ないし図5に示すように、ロードセルユニット30は、主として、起歪体31と、複数のひずみゲージ41(41a〜41d)と、零点補償素子42と、感温抵抗45と、信号処理部50と、を備えている。
<1.2. Configuration of load cell unit>
2 and 3 are a front view and a plan view showing an example of the hardware configuration of the load cell unit 30, respectively. FIG. 4 is a surface view showing an example of the configuration of the strain gauge 41. Further, FIG. 5 is a block circuit diagram of the load cell unit 30. As shown in FIGS. 2 to 5, the load cell unit 30 mainly includes a strain generating body 31, a plurality of strain gauges 41 (41a to 41d), a zero compensation element 42, a temperature sensitive resistor 45, and a signal processing unit. 50.

起歪体31は、図2に示すように、貫通孔32が設けられた金属ブロックであり、例えば、アルミ合金やステンレス等の金属によって形成された弾性体である。起歪体31は、貫通孔32の内壁面32aと外周面35(第1および第2面35a、35bを含む)とに挟まれた薄肉状の起歪部33(第1ないし第4起歪部33a〜33d)を複数(本実施の形態では4つ)有している。   As shown in FIG. 2, the strain body 31 is a metal block provided with a through hole 32, and is an elastic body formed of a metal such as an aluminum alloy or stainless steel, for example. The strain generating body 31 includes a thin strain generating portion 33 (first to fourth strain generating members) sandwiched between the inner wall surface 32a of the through hole 32 and the outer peripheral surface 35 (including the first and second surfaces 35a and 35b). A plurality of (in this embodiment, four) portions 33a to 33d).

ここで、複数の起歪部33のうち隣接する2つの起歪部33a、33bは、選別対象物(被計量物)5から受ける荷重方向AR2と略垂直であり、選別対象物5側からの荷重を受け持つ第1面(上面)35a側に設けられている。また、複数の起歪部33のうち隣接する2つの起歪部33c、33dは、荷重方向AR2と略垂直であり、貫通孔32を挟んで第1面35aと逆側の第2面(下面)35bに設けられている。   Here, two adjacent strain generating portions 33a and 33b among the plurality of strain generating portions 33 are substantially perpendicular to the load direction AR2 received from the selection target (object to be weighed) 5, and from the selection target 5 side. It is provided on the first surface (upper surface) 35a side that handles the load. Further, two adjacent strain generating portions 33c and 33d among the plurality of strain generating portions 33 are substantially perpendicular to the load direction AR2, and the second surface (lower surface) opposite to the first surface 35a across the through hole 32. ) 35b.

さらに、第1および第2起歪部33a、33bに挟まれた部分には、これら第1および第2起歪部33a、33bより肉厚の第1厚肉部34aが形成されている。また、第3および第4起歪部33c、33dに挟まれた部分には、これら第3および第4起歪部33c、33dより肉厚の第2厚肉部34bが形成されている。   Further, a first thick portion 34a thicker than the first and second strain generating portions 33a and 33b is formed at a portion sandwiched between the first and second strain generating portions 33a and 33b. Further, a second thick portion 34b having a thickness greater than those of the third and fourth strain generating portions 33c and 33d is formed in a portion sandwiched between the third and fourth strain generating portions 33c and 33d.

これにより、起歪体31の固定端31aが計量装置20内に固定され、自由端31b側に荷重が付与されると、第1起歪部33aの第1面(上面)35a側、および第4起歪部33dの第2面(下面)35b側には圧縮応力が、第2起歪部33bの第1面35a側、および第3起歪部33cの第2面35b側には引張応力が発生する。そのため、各起歪部33a〜33dには機械的ひずみが生ずる。   Thus, when the fixed end 31a of the strain generating body 31 is fixed in the weighing device 20 and a load is applied to the free end 31b side, the first surface (upper surface) 35a side of the first strain generating portion 33a and the first end Compressive stress is applied to the second surface (lower surface) 35b side of the fourth strained portion 33d, and tensile stress is applied to the first surface 35a side of the second strained portion 33b and the second surface 35b side of the third strained portion 33c. Will occur. Therefore, mechanical strain occurs in each of the strain generating portions 33a to 33d.

また、自由端側31bに荷重が付与されると、起歪体31は、略平行四辺形状に変形し、ロバーバル機構として機能する。そのため、起歪体31に働くモーメントはキャンセルされ、その結果、選別対象物5の重量は、計量コンベア21上の位置によらず、略同一の値として検出される。このように、起歪体31は、荷重が付与される自由端31bと固定端31aとの間に設けられた複数の起歪部33を介してロバーバル機構を構成する。   In addition, when a load is applied to the free end side 31b, the strain body 31 is deformed into a substantially parallelogram shape and functions as a Roverval mechanism. Therefore, the moment acting on the strain generating body 31 is canceled, and as a result, the weight of the selection object 5 is detected as substantially the same value regardless of the position on the weighing conveyor 21. Thus, the strain body 31 constitutes a Roverval mechanism via the plurality of strain portions 33 provided between the free end 31b to which a load is applied and the fixed end 31a.

複数の起歪部33のうち対応する起歪部の外周面35には、図2および図3に示すように、ひずみゲージ41(41a〜41d)が配置されている。すなわち、第1および第2起歪部33a、33bの第1面35aには第1および第2ひずみゲージ41a、41bが、第3および第4起歪部33c、33dには第3および第4ひずみゲージ41c、41dが、それぞれ接着されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, strain gauges 41 (41 a to 41 d) are arranged on the outer peripheral surface 35 of the corresponding strain generating portion among the plurality of strain generating portions 33. That is, the first and second strain gauges 41a and 41b are provided on the first surface 35a of the first and second strain generating portions 33a and 33b, and the third and fourth strain generating portions 33c and 33d are provided on the third and fourth strain surfaces 33a and 33b. Strain gauges 41c and 41d are bonded to each other.

各ひずみゲージ41(41a〜41d)は、図4に示すように、フォトエッチング加工した金属箔等の抵抗体40bを、薄い電気絶縁物(例えば、ポリイミド樹脂)のベース部材40a上に蛇行状に形成したものである。したがって、各起歪部33(33a〜33d)にひずみが発生し、そのひずみがベース部材40aを経由して抵抗体40bに伝わると、抵抗体40bには、ひずみ量に応じた抵抗変化が生ずる。   As shown in FIG. 4, each strain gauge 41 (41 a to 41 d) has a resistor 40 b such as a photo-etched metal foil in a meandering shape on a base member 40 a made of a thin electric insulator (for example, polyimide resin). Formed. Accordingly, when strain occurs in each strain generating portion 33 (33a to 33d) and the strain is transmitted to the resistor 40b via the base member 40a, a resistance change corresponding to the strain amount occurs in the resistor 40b. .

ここで、本実施の形態において、起歪体31は、その線膨張係数に従い温度上昇にともなって熱膨張する。また、起歪体31の縦弾性係数(ヤング率)は、温度上昇にともなって低下し、同一応力におけるひずみ量が増大する。   Here, in this embodiment, the strain body 31 is thermally expanded as the temperature rises in accordance with its linear expansion coefficient. In addition, the longitudinal elastic modulus (Young's modulus) of the strain body 31 decreases as the temperature increases, and the amount of strain under the same stress increases.

これに対して、本実施の形態では、ひずみゲージ41として温度感度補償型のひずみゲージが使用されている。すなわち、本実施の形態のひずみゲージ41の抵抗体40bは、例えば、ニッケルクロム(Ni−Cr)合金等の金属によって構成されている。また、ひずみゲージ41の抵抗体40bについては、そのひずみ感度に関する温度係数が負値となるように、かつ、その縦弾性係数が温度上昇にともなって増大するように、ニッケルとクロムの配合率が調整され、抵抗体40bに対して所定の熱処理が施されている。   On the other hand, in the present embodiment, a temperature sensitivity compensation type strain gauge is used as the strain gauge 41. That is, the resistor 40b of the strain gauge 41 of the present embodiment is made of a metal such as a nickel chromium (Ni—Cr) alloy. Further, for the resistor 40b of the strain gauge 41, the mixing ratio of nickel and chromium is set so that the temperature coefficient related to the strain sensitivity becomes a negative value and the longitudinal elastic coefficient increases as the temperature rises. The resistance 40b is adjusted and subjected to a predetermined heat treatment.

したがって、温度上昇によって起歪体31が膨張し、かつ、温度上昇によって同一荷重に対する起歪体31のひずみ量が増大した場合であっても、起歪体31に接着されたひずみゲージ41の抵抗値は、所定の温度範囲内で略同一となる。このように、温度感度補償型のひずみゲージ41は、温度変化に起因して伸縮する起歪体31の熱膨張を補償してブリッジ回路40の零点変化を抑制するとともに、温度変化に起因する縦弾性係数の変化量を補償してブリッジ回路40の出力(以下、「ブリッジ出力」とも呼ぶ)を粗補正することにより、ブリッジ回路40の出力感度を補償する。   Therefore, even if the strain body 31 expands due to a temperature rise and the strain amount of the strain body 31 with respect to the same load increases due to the temperature rise, the resistance of the strain gauge 41 bonded to the strain body 31 is increased. The values are substantially the same within a predetermined temperature range. As described above, the temperature-sensitive compensation type strain gauge 41 compensates for the thermal expansion of the strain generating body 31 that expands and contracts due to a temperature change, suppresses the zero point change of the bridge circuit 40, and longitudinally results from the temperature change. The output sensitivity of the bridge circuit 40 is compensated by roughly correcting the output of the bridge circuit 40 (hereinafter also referred to as “bridge output”) by compensating for the change amount of the elastic coefficient.

ここで、ブリッジ回路40の出力感度補償について、温度感度補償型のひずみゲージ41によって補償する場合と、感温抵抗によって補償する場合と、を比較する。   Here, the output sensitivity compensation of the bridge circuit 40 is compared with the case where the temperature sensitivity compensation type strain gauge 41 is compensated and the case where it is compensated by the temperature sensitive resistance.

まず、感温抵抗によってブリッジ回路の出力感度を補償する場合、例えば、ブリッジ回路の各辺には、自己温度補償型のひずみゲージが配置され、ブリッジ回路の入力側には、感温抵抗が直列接続される。この場合において、電源投入時に感温抵抗の抵抗値が安定するまでには、感温抵抗に電圧が印加されてから所定時間経過することが必要とされる。その結果、この所定時間が経過するまではブリッジ回路40の出力感度を良好に粗補正することができない。   First, when compensating the output sensitivity of a bridge circuit with a temperature sensitive resistor, for example, a self-temperature compensated strain gauge is arranged on each side of the bridge circuit, and a temperature sensitive resistor is connected in series with the input side of the bridge circuit. Connected. In this case, it is necessary that a predetermined time elapses after the voltage is applied to the temperature sensing resistor until the resistance value of the temperature sensing resistor is stabilized when the power is turned on. As a result, the output sensitivity of the bridge circuit 40 cannot be coarsely corrected well until the predetermined time has elapsed.

これに対して、本実施の形態のブリッジ回路40では、ひずみゲージ41として温度感度補償型のものが使用されている。すなわち、感温抵抗45でなく、温度感度補償型のひずみゲージ41によって、ブリッジ回路40の出力感度が粗補正される。そのため、上述の所定時間が経過する前であっても、ブリッジ回路40の出力感度は良好に粗補正される。その結果、電源投入時においてブリッジ回路40の出力は速やかに安定し、ロードセルユニット30は選別対象物5の計量処理を速やかに開始することができる。   On the other hand, in the bridge circuit 40 of the present embodiment, a temperature sensitivity compensation type is used as the strain gauge 41. That is, the output sensitivity of the bridge circuit 40 is roughly corrected not by the temperature-sensitive resistor 45 but by the temperature sensitivity compensation type strain gauge 41. For this reason, the output sensitivity of the bridge circuit 40 is coarsely corrected well even before the above-described predetermined time has elapsed. As a result, when the power is turned on, the output of the bridge circuit 40 is quickly stabilized, and the load cell unit 30 can quickly start the weighing process of the selection target object 5.

ブリッジ回路40は、選別対象物5の重量を荷重信号として出力する。図5に示すように、ブリッジ回路40は、主として、第1ないし第4ひずみゲージ41a〜41dによって形成されている。すなわち、(1)プラス入力端子44aとプラス出力端子43aとの間には第1ひずみゲージ41aが、(2)プラス入力端子44aとマイナス出力端子43bとの間には第2ひずみゲージ41bが、(3)プラス出力端子43aとマイナス入力端子44bとの間には第3ひずみゲージ41cが、(4)マイナス出力端子43bとマイナス入力端子44bとの間には第4ひずみゲージ41dが、それぞれ配置されており、これらひずみゲージ41(41a〜41d)はフルブリッジを構成する。そして、出力端子43a、43b間電圧がブリッジ回路40の出力として検出される。   The bridge circuit 40 outputs the weight of the selection target object 5 as a load signal. As shown in FIG. 5, the bridge circuit 40 is mainly formed by first to fourth strain gauges 41a to 41d. That is, (1) the first strain gauge 41a is between the plus input terminal 44a and the plus output terminal 43a, and (2) the second strain gauge 41b is between the plus input terminal 44a and the minus output terminal 43b. (3) A third strain gauge 41c is disposed between the plus output terminal 43a and the minus input terminal 44b, and (4) a fourth strain gauge 41d is disposed between the minus output terminal 43b and the minus input terminal 44b. These strain gauges 41 (41a to 41d) constitute a full bridge. The voltage between the output terminals 43a and 43b is detected as the output of the bridge circuit 40.

零点補償素子42(42a〜42d)は、抵抗温度係数の大きい抵抗体(銅線やニッケル線)を巻き線状にしたものであり、ブリッジ回路40のいずれか一辺に配置されている。すなわち、図5に示す零点補償素子42a〜42dのうちのいずれか1つが使用され、対応するひずみゲージ41(41a、41c、41b、41d)と直列接続されている。また、第1零点補償素子42aは第1面35a側の第1厚肉部34aに(図2参照)、第2零点補償素子42bは第2面35b側の第2厚肉部34bに(図2参照)、第3零点補償素子42cは第1面35a側の第1厚肉部34aに(図示省略)、第4零点補償素子42dは第2面35b側の第2厚肉部34bに(図示省略)、いずれか密着して取り付けられている。なお、零点補償素子42は、巻き線状の抵抗体に限定されず、例えば、この抵抗体と同様な抵抗値および抵抗温度係数を有するチップ抵抗であってもよい。   The zero point compensation element 42 (42a to 42d) is formed by winding a resistor (copper wire or nickel wire) having a large temperature coefficient of resistance, and is disposed on any one side of the bridge circuit 40. That is, any one of the zero compensation elements 42a to 42d shown in FIG. 5 is used and connected in series with the corresponding strain gauge 41 (41a, 41c, 41b, 41d). The first zero compensation element 42a is provided on the first thick part 34a on the first surface 35a side (see FIG. 2), and the second zero compensation element 42b is provided on the second thick part 34b on the second surface 35b side (see FIG. 2). 2), the third zero compensation element 42c is provided on the first thick part 34a on the first surface 35a side (not shown), and the fourth zero compensation element 42d is provided on the second thick part 34b on the second surface 35b side (see FIG. It is attached in close contact with either one. The zero compensation element 42 is not limited to a wound resistor, and may be, for example, a chip resistor having the same resistance value and resistance temperature coefficient as the resistor.

ここで、上述のように、ひずみゲージ41には、温度感度補償型のひずみゲージが使用されている。これにより、起歪体31に対して荷重が付与されていない場合(無負荷状態)における各ひずみゲージ41の抵抗値は、起歪体31の周囲温度が変化しても略同一の値となる。したがって、各ひずみゲージ41の物性(例えば、抵抗値および抵抗温度係数)が略同一な場合、ブリッジ回路40の零点は、周囲温度が変化しても略同一となる。   Here, as described above, the strain gauge 41 is a temperature sensitivity compensation type strain gauge. Accordingly, the resistance value of each strain gauge 41 when no load is applied to the strain generating body 31 (no load state) becomes substantially the same value even if the ambient temperature of the strain generating body 31 changes. . Therefore, when the physical properties (for example, resistance value and resistance temperature coefficient) of each strain gauge 41 are substantially the same, the zero point of the bridge circuit 40 is substantially the same even when the ambient temperature changes.

しかし、各ひずみゲージ41が個体差を有する場合や、各ひずみゲージ41の接着状況が異なる場合、ブリッジ回路40の零点は、周囲温度の変化に応じて変動し、その結果、計量装置20による計量結果が周囲温度の影響を受けることになる。   However, when each strain gauge 41 has an individual difference or when the adhesion state of each strain gauge 41 is different, the zero point of the bridge circuit 40 fluctuates according to a change in the ambient temperature, and as a result, the weighing by the weighing device 20 is performed. The result will be affected by the ambient temperature.

これに対して、本実施の形態では、温度変化による零点の変化量に応じた零点補償素子42が、ブリッジ回路40の一辺に配置されており、対応するひずみゲージ41と直列接続されている。そのため、温度変化によって変動する零点は起歪体31の温度に応じて補償され、ブリッジ回路40の出力は一定範囲内となるように粗補正される。   On the other hand, in the present embodiment, the zero compensation element 42 corresponding to the amount of change of the zero due to the temperature change is disposed on one side of the bridge circuit 40 and is connected in series with the corresponding strain gauge 41. Therefore, the zero point that fluctuates due to the temperature change is compensated according to the temperature of the strain generating body 31, and the output of the bridge circuit 40 is roughly corrected so as to be within a certain range.

また、薄肉状の起歪部33は起歪体31の他の部分と比較して熱抵抗が大きく、隣接する起歪部33に挟まれた部分(厚肉部34)は固定端31a側や自由端31b側の取付面から熱的な影響を受けにくい。したがって、厚肉部34に設けられた零点補償素子42は、起歪体31の温度を正確に反映しつつブリッジ回路40の零点を補償することができる。   Further, the thin-walled strain-generating portion 33 has a larger thermal resistance than the other portions of the strain-generating body 31, and the portion sandwiched between the adjacent strain-generating portions 33 (thick wall portion 34) is the fixed end 31a side or Less susceptible to thermal influence from the mounting surface on the free end 31b side. Therefore, the zero compensation element 42 provided in the thick portion 34 can compensate the zero of the bridge circuit 40 while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31.

なお、零点補償素子42の配置は、ブリッジ回路40のいずれか一辺に限定されない。例えば、零点補償素子42は、ブリッジ回路40の一辺と、当該一辺からみて対角の辺に配置されてもよい。すなわち、零点補償素子42として、第1および第4零点補償素子42a、42dが使用されてもよいし、第2および第3零点補償素子42b、42cが使用されてもよい。すなわち、零点補償素子42は、ブリッジ回路40の少なくとも一辺以上に配置されていればよい。   The arrangement of the zero compensation element 42 is not limited to any one side of the bridge circuit 40. For example, the zero compensation element 42 may be disposed on one side of the bridge circuit 40 and on a diagonal side when viewed from the one side. That is, as the zero compensation element 42, the first and fourth zero compensation elements 42a and 42d may be used, or the second and third zero compensation elements 42b and 42c may be used. That is, the zero compensation element 42 only needs to be arranged on at least one side of the bridge circuit 40.

感温抵抗45は、零点補償素子42と同様に、抵抗温度係数の大きな抵抗体である。例えば、感温抵抗45にはニッケル(Ni)系、銅(Cu)系、または白金(Pt)系の材料が使用されている。図2に示すように、感温抵抗45は、第1面35a側の第1厚肉部34aに密着して取り付けられている。   Similar to the zero compensation element 42, the temperature sensitive resistor 45 is a resistor having a large resistance temperature coefficient. For example, a nickel (Ni), copper (Cu), or platinum (Pt) material is used for the temperature sensitive resistor 45. As shown in FIG. 2, the temperature-sensitive resistor 45 is attached in close contact with the first thick portion 34a on the first surface 35a side.

また、図5に示すように、感温抵抗45の一端部は温度測定用端子43cと、他端部は温度測定用端子43dと、それぞれ電気的に接続されている。また、温度測定用端子43cは信号処理基板50a上に設けられた精密抵抗46aを介して電源46のプラス側と、温度測定用端子43dは信号処理基板50a上に設けられた精密抵抗46bを介して電源46のマイナス側と、それぞれ電気的に接続されている。   As shown in FIG. 5, one end of the temperature sensitive resistor 45 is electrically connected to the temperature measuring terminal 43c, and the other end is electrically connected to the temperature measuring terminal 43d. The temperature measurement terminal 43c is connected to the positive side of the power supply 46 via a precision resistor 46a provided on the signal processing board 50a, and the temperature measurement terminal 43d is provided via a precision resistor 46b provided on the signal processing board 50a. Are electrically connected to the negative side of the power source 46 respectively.

したがって、ロードセルユニット30は、感温抵抗45の両端電圧(温度測定用端子43c、43d間電圧)と、感温抵抗45の抵抗値−温度特性と、に基づいて、起歪体31の温度を算出することができる。このように、本実施の形態において、起歪体31の温度は感温抵抗45の抵抗値の変化に基づいて検出され、感温抵抗45は温度センサとして使用される。   Therefore, the load cell unit 30 determines the temperature of the strain generating body 31 based on the voltage across the temperature sensing resistor 45 (voltage between the temperature measuring terminals 43c and 43d) and the resistance value-temperature characteristic of the temperature sensing resistor 45. Can be calculated. Thus, in the present embodiment, the temperature of the strain generating body 31 is detected based on the change in the resistance value of the temperature sensing resistor 45, and the temperature sensing resistor 45 is used as a temperature sensor.

また、感温抵抗45は、周囲の熱的な影響を受けにくい厚肉部34に密着されており、感温抵抗45の抵抗値は、起歪体31の温度を正確に反映しつつ変動する。そのため、起歪体31の温度は、感温抵抗45の抵抗値の変化に基づいて、起歪体31の温度を正確かつ安定的に検出される。   Further, the temperature-sensitive resistor 45 is in close contact with the thick portion 34 that is not easily affected by the surrounding heat, and the resistance value of the temperature-sensitive resistor 45 varies while accurately reflecting the temperature of the strain-generating body 31. . Therefore, the temperature of the strain generating body 31 is accurately and stably detected based on the change in the resistance value of the temperature sensitive resistor 45.

ここで、ブリッジ回路から出力される荷重信号のS/N比を向上させ、選別対象物の計量精度を向上させることを目的として、電源からブリッジ回路に供給される電圧を上昇させる場合について検討する。   Here, in order to improve the S / N ratio of the load signal output from the bridge circuit and improve the weighing accuracy of the selection object, the case where the voltage supplied from the power source to the bridge circuit is increased will be examined. .

ブリッジ回路の各辺に自己温度補償型のひずみゲージが配置され、このブリッジ回路のプラス入力側、および/または、マイナス入力側に感温抵抗が直列接続されている場合において、ブリッジ回路に供給される電圧が上昇すると、これにともなって、感温抵抗への供給電圧が上昇し、感温抵抗での消費電力量が大きくなる。   When a self-temperature-compensated strain gauge is placed on each side of the bridge circuit and a temperature-sensitive resistor is connected in series on the positive input side and / or negative input side of the bridge circuit, it is supplied to the bridge circuit. As the voltage increases, the supply voltage to the temperature sensitive resistor increases, and the amount of power consumed by the temperature sensitive resistor increases.

その結果、感温抵抗自体が発熱し、感温抵抗に基づいて起歪体の温度を正確に測定することが困難となる。また、起歪体の温度を正確に測定するためには、感温抵抗の抵抗値が安定するまでの待機時間が必要となり、計量処理を速やかに開始することができない。   As a result, the temperature sensitive resistor itself generates heat, and it becomes difficult to accurately measure the temperature of the strain generating body based on the temperature sensitive resistance. In addition, in order to accurately measure the temperature of the strain generating body, a standby time is required until the resistance value of the temperature sensitive resistance is stabilized, and the measurement process cannot be started promptly.

これに対して、本実施の形態のようにひずみゲージとして温度感度補償型のものが使用される場合、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45と、ブリッジ回路40とを、電源46に対して並列に接続することが可能となる。これにより、電源46からの供給電圧は、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45によって分圧されることになる。   On the other hand, when a temperature-sensitive compensation type strain gauge is used as in this embodiment, the precision resistors 46a and 46b, the temperature-sensitive resistor 45, and the bridge circuit 40 are connected to the power source 46. Can be connected in parallel. As a result, the supply voltage from the power supply 46 is divided by the precision resistors 46 a and 46 b and the temperature sensitive resistor 45.

そのため、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45の抵抗値を調整することによって、ブリッジ回路40への印加電圧をさらに高く設定しつつ感温抵抗45の発熱を低減させることが可能となる。その結果、選別対象物5の計量精度を向上させるとともに、計量処理を速やかに開始することが可能となる。   Therefore, by adjusting the resistance values of the precision resistors 46a and 46b and the temperature sensitive resistor 45, it is possible to reduce the heat generation of the temperature sensitive resistor 45 while setting the applied voltage to the bridge circuit 40 higher. As a result, it is possible to improve the weighing accuracy of the selection target object 5 and to quickly start the weighing process.

信号処理部50は、ブリッジ回路40からの信号(例えば、荷重信号)に基づく信号処理を実行する。図5に示すように、信号処理部50は、主として、固定ゲイン増幅部51aと、A/D変換部51bと、メモリ53と、CPU54と、を有しており、これら各要素51a、51b、53、54は信号処理基板50a上に設けられている。   The signal processing unit 50 executes signal processing based on a signal (for example, a load signal) from the bridge circuit 40. As shown in FIG. 5, the signal processing unit 50 mainly includes a fixed gain amplification unit 51a, an A / D conversion unit 51b, a memory 53, and a CPU 54. These elements 51a, 51b, 53 and 54 are provided on the signal processing board 50a.

固定ゲイン増幅部51aは、アナログ信号として検出されたブリッジ回路40の出力(出力端子43a、43b間電圧)、および感温抵抗45への印加電圧(入力端子43c、43d間電圧)を各々一定の増幅度(増幅率が1倍の場合を含む)で増幅する。また、A/D変換部51bは、固定ゲイン増幅部51aから出力された増幅後のアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、変換後のデジタル信号は、CPU54に入力される。   The fixed gain amplifying unit 51a keeps the output of the bridge circuit 40 detected as an analog signal (voltage between the output terminals 43a and 43b) and the voltage applied to the temperature sensing resistor 45 (voltage between the input terminals 43c and 43d), respectively. Amplification is performed at the amplification degree (including the case where the amplification factor is 1). The A / D converter 51b converts the amplified analog signal output from the fixed gain amplifier 51a into a digital signal. The converted digital signal is input to the CPU 54.

メモリ53は、例えば不揮発性メモリによって構成された記憶部であり、プログラムや変数等を格納する。また、CPU54は、メモリ53に格納されたプログラムに従った制御を実行する。したがって、CPU54は、このプログラムに従って、A/D変換部51bによる変換処理、零点および出力感度の補償演算処理、およびフィルタリング等を含む重量演算処理等を所定のタイミングで実行することができる。   The memory 53 is a storage unit configured by, for example, a nonvolatile memory, and stores programs, variables, and the like. Further, the CPU 54 executes control according to a program stored in the memory 53. Therefore, according to this program, the CPU 54 can execute conversion processing by the A / D conversion unit 51 b, zero point and output sensitivity compensation calculation processing, weight calculation processing including filtering, and the like at a predetermined timing.

ここで、図5に示すように、信号処理部50のCPU54は、メモリ53に格納されたプログラムに基づき、主として、零点補償演算機能および出力感度補償演算機能(補償演算部52が対応)と、重量演算処理機能(重量演算部55が対応)と、を実現する。   Here, as shown in FIG. 5, the CPU 54 of the signal processing unit 50 is mainly based on the program stored in the memory 53, and the zero point compensation calculation function and the output sensitivity compensation calculation function (the compensation calculation unit 52 corresponds), A weight calculation processing function (corresponding to the weight calculation unit 55) is realized.

CPU54の補償演算部52は、零点補償素子42によってブリッジ回路40の零点が補償され、かつ、ひずみゲージ41によってブリッジ回路40の出力感度が補償されることにより粗補正されたブリッジ出力につき、感温抵抗45(温度センサ)による検出結果に基づいて精補正する。これにより、ブリッジ回路40の零点および出力感度は、補償演算部52によってさらに補償される。なお、補償演算部52による精補正処理については、後述する。   The compensation calculation unit 52 of the CPU 54 detects the temperature of the bridge output that has been coarsely corrected by compensating the zero point of the bridge circuit 40 by the zero point compensation element 42 and compensating the output sensitivity of the bridge circuit 40 by the strain gauge 41. Fine correction is performed based on the detection result of the resistor 45 (temperature sensor). Thereby, the zero point and output sensitivity of the bridge circuit 40 are further compensated by the compensation calculation unit 52. The fine correction process by the compensation calculation unit 52 will be described later.

CPU54の重量演算部55は、精補正されたブリッジ出力に基づいて、選別対象物5の重量を演算する。振分装置60は、重量演算部55の演算結果に基づいて振り分け処理を実行する。   The weight calculation unit 55 of the CPU 54 calculates the weight of the selection object 5 based on the finely corrected bridge output. The sorting device 60 executes the sorting process based on the calculation result of the weight calculation unit 55.

<1.3.信号処理部(補償演算部)による零点補償>
図6は、ブリッジ回路40の零点値Vと起歪体31の温度Tとの関係を示す図である。図6の縦軸は、電源46からの励起電圧(供給電圧)が電圧値Vs(本実施の形態においてはVs=12V)に設定されている場合において、起歪体31が選別対象物5からの荷重を受けないときの零点値V(単位:μV/12V)を示す。また、図6の横軸は、起歪体31の温度T(単位:℃)を示す。さらに、図6中の曲線Cz1は零点補償素子42を使用しない場合における零点値Vと起歪体31の温度Tとの関係を、曲線Cz2は零点補償素子42を使用した場合における零点値Vと起歪体31の温度Tとの関係を、それぞれ示す。
<1.3. Zero compensation by signal processing unit (compensation calculation unit)>
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the zero value V of the bridge circuit 40 and the temperature T of the strain generating body 31. The vertical axis in FIG. 6 indicates that when the excitation voltage (supply voltage) from the power supply 46 is set to the voltage value Vs (in this embodiment, Vs = 12 V), the strain generating body 31 is separated from the selection object 5. The zero value V (unit: μV / 12V) when no load is received is shown. Further, the horizontal axis of FIG. 6 indicates the temperature T (unit: ° C.) of the strain body 31. Further, a curve Cz1 in FIG. 6 shows the relationship between the zero value V and the temperature T of the strain generating element 31 when the zero compensation element 42 is not used, and a curve Cz2 shows the zero value V when the zero compensation element 42 is used. The relationship with the temperature T of the strain body 31 is shown respectively.

ここで、零点補償素子42は、温度変化による零点値の変化量が直線的(1次的)な場合に、零点を有効に補償可能であることが知られている。しかし、図6に示すように、所定の温度範囲Ra(例えば、−10≦T≦40)における零点値Vの温度特性が一定の曲率を有している場合、零点補償素子42による零点補償では、零点値の変動幅Rzが、Rz1からRz2に改善されるだけで、Rz2より小さくすることができない。その結果、零点補償素子42を使用するだけでは、信号処理部50による計量結果の再現性をさらに向上させることが困難となる。   Here, it is known that the zero compensation element 42 can effectively compensate for the zero when the variation of the zero value due to the temperature change is linear (primary). However, as shown in FIG. 6, when the temperature characteristic of the zero value V in a predetermined temperature range Ra (for example, −10 ≦ T ≦ 40) has a constant curvature, the zero compensation by the zero compensation element 42 is not performed. The fluctuation range Rz of the zero value is merely improved from Rz1 to Rz2, and cannot be made smaller than Rz2. As a result, it becomes difficult to further improve the reproducibility of the measurement result by the signal processing unit 50 only by using the zero compensation element 42.

そこで、本実施の形態において、信号処理部50は、零点補償素子42、および、ひずみゲージ41によって零点および出力感度が粗補正されたブリッジ出力につき、2次以上の高次近似によって精補正することにより、ブリッジ回路40の零点変化量をさらに補償する。具体的には、(1)零点補償に関して、ブリッジ出力の精補正に必要となるパラメータを算出し、(2)このパラメータに基づいてブリッジ回路40の零点を補償する。   Therefore, in the present embodiment, the signal processing unit 50 finely corrects the zero output and the bridge output whose output sensitivity is roughly corrected by the strain gauge 41 by the second order or higher order approximation. Thus, the amount of change in the zero point of the bridge circuit 40 is further compensated. Specifically, regarding (1) zero compensation, a parameter required for precise correction of the bridge output is calculated, and (2) the zero of the bridge circuit 40 is compensated based on this parameter.

まず、零点補償に関するパラメータの算出について、2次近似の場合を例にとって説明する。ロードセルユニット30を計量装置20に取り付けることに先立って、粗補正後における零点変化量の温度特性を求める。例えば、温度感度補償型のひずみゲージ41、および零点補償素子42を使用したブリッジ回路40について、無負荷状態としつつ起歪体31の温度Tを温度T1、T2、T3(いずれも温度範囲Ra内)と変化させて、各温度T1、T2、T3におけるブリッジ出力V1、V2、V3を求める。   First, calculation of parameters relating to zero compensation will be described by taking the case of second-order approximation as an example. Prior to attaching the load cell unit 30 to the weighing device 20, the temperature characteristic of the zero point change amount after the coarse correction is obtained. For example, with respect to the bridge circuit 40 using the temperature sensitivity compensation type strain gauge 41 and the zero point compensation element 42, the temperature T of the strain-generating body 31 is set to the temperatures T1, T2, T3 (all within the temperature range Ra) while being in the no-load state. ) To obtain the bridge outputs V1, V2, and V3 at the temperatures T1, T2, and T3.

続いて、(T、V)=(T1,V1)、(T2,V2)、(T3,V3)を数1に代入するとともに、これら3つの連立方程式を解くことにより、パラメータa1、b1、c1を算出する。そして、求められたパラメータa1、b1、c1をメモリ53に格納する。   Subsequently, by substituting (T, V) = (T1, V1), (T2, V2), (T3, V3) into Equation 1 and solving these three simultaneous equations, parameters a1, b1, c1 Is calculated. Then, the obtained parameters a1, b1, and c1 are stored in the memory 53.

V = a1・T・T + b1・T + c1 ・・・ (数1)     V = a1 · T · T + b1 · T + c1 (Equation 1)

なお、パラメータa1〜c1は、同種のひずみゲージ41を使用したロードセルユニット30同士であっても、ひずみゲージ41の個体差や、ひずみゲージ41の接着状況により、異なった値となる。すなわち、パラメータa1〜c1は、ロードセルユニット30毎に求める必要がある。   The parameters a1 to c1 have different values depending on the individual difference of the strain gauge 41 and the adhesion state of the strain gauge 41 even if the load cell units 30 use the same type of strain gauge 41. That is, the parameters a1 to c1 need to be obtained for each load cell unit 30.

次に、パラメータを使用した精補正について説明する。まず、選別対象物5の重量を計量することに先だって、選別対象物5が計量コンベア21に載荷されていないときのブリッジ出力、および起歪体31の温度を求める。続いて、求められた温度における零点を演算する。演算された零点は、メモリ53に記憶される。   Next, precise correction using parameters will be described. First, prior to weighing the weight of the sorting object 5, the bridge output when the sorting object 5 is not loaded on the weighing conveyor 21 and the temperature of the strain generating body 31 are obtained. Subsequently, the zero point at the obtained temperature is calculated. The calculated zero point is stored in the memory 53.

続いて、補償演算部52は、可能な場合には計量毎に、前回零点を記憶した時点から所定時間経過後に、または前回零点を記憶した時点から所定回数の計量がなされたときに、零点の変化量を求める。すなわち、感温抵抗45に基づいて起歪体31の温度Tを検出するとともに、検出結果を数1を代入することによって、現時点における零点値を求める。そして、補償演算部52は、前回零点を記憶した時点からの零点の変化量に基づいて、ブリッジ回路40の零点を補償して、零点に関する精補正処理を実行する。   Subsequently, when possible, the compensation calculation unit 52 sets the zero point for each measurement when a predetermined time has elapsed from the time when the previous zero was stored, or when a predetermined number of times have been measured since the previous zero was stored. Find the amount of change. In other words, the temperature T of the strain generating body 31 is detected based on the temperature sensitive resistance 45, and the zero value at the present time is obtained by substituting Equation 1 for the detection result. Then, the compensation calculation unit 52 compensates for the zero point of the bridge circuit 40 based on the amount of change of the zero point from the time when the previous zero point was stored, and executes a fine correction process for the zero point.

<1.4.信号処理部(補償演算部)による出力感度の補償>
図7は、同一荷重が起歪体31に付与された場合において、出力感度の変動率ΔV(単位:ppm)と、起歪体31の温度T(単位:℃)との関係を、T=「20」を基準にして示したものである。
<1.4. Compensation of output sensitivity by signal processing unit (compensation calculation unit)>
FIG. 7 shows the relationship between the fluctuation rate ΔV (unit: ppm) of the output sensitivity and the temperature T (unit: ° C.) of the strain body 31 when the same load is applied to the strain body 31. This is based on “20”.

すなわち、温度Tにおける零点値をVe(T)と、温度Tにおける出力感度をV0(T)と、した場合、温度Tにおける出力感度の変動率をΔV(T)は、数2によって求められる。したがって、T=「20」のとき、ΔVの値は「0」となる。   That is, when the zero value at temperature T is Ve (T) and the output sensitivity at temperature T is V0 (T), the variation rate of the output sensitivity at temperature T can be obtained by Equation 2. Therefore, when T = “20”, the value of ΔV is “0”.

ΔV(T)= ((V0(T)−(Ve(T))−(V0(20)−Ve(20)))
/(V0(20)−Ve(20)) ・・・ (数2)
ΔV (T) = ((V0 (T) − (Ve (T)) − (V0 (20) −Ve (20)))
/ (V0 (20) -Ve (20)) (Equation 2)

ここで、図7の縦軸は出力感度の変動率ΔVを、横軸は起歪体31の温度Tを、それぞれ示す。また、図7中の曲線Cs1は、図5に示すブリッジ回路40を温度感度補償型でなく自己温度補償型のひずみゲージによって形成した場合において、出力感度の変動率ΔVと起歪体31の温度Tとの関係を示したものである。すなわち、曲線Cs1の測定環境下では、感温抵抗等の出力感度補償用素子が使用されない場合の変動率ΔVが測定されている。   Here, the vertical axis in FIG. 7 represents the output sensitivity fluctuation rate ΔV, and the horizontal axis represents the temperature T of the strain generating body 31. Further, the curve Cs1 in FIG. 7 shows the variation rate ΔV of output sensitivity and the temperature of the strain generating body 31 when the bridge circuit 40 shown in FIG. 5 is formed by a self-temperature compensation type strain gauge instead of the temperature sensitivity compensation type. The relationship with T is shown. That is, under the measurement environment of the curve Cs1, the variation rate ΔV when the output sensitivity compensation element such as the temperature sensitive resistance is not used is measured.

さらに、図7中の曲線Cs2は、出力感度補償用素子が不必要なひずみゲージ41(温度感度補償型ゲージ)によってブリッジ回路40を形成した場合において、出力感度の変動率ΔVと起歪体31の温度Tとの関係を示したものである。   Further, a curve Cs2 in FIG. 7 shows the output sensitivity variation rate ΔV and the strain generating body 31 when the bridge circuit 40 is formed by the strain gauge 41 (temperature sensitivity compensation type gauge) that does not require an output sensitivity compensation element. It shows the relationship with the temperature T.

図7に示すように、温度範囲Raにおける曲線Cs2の変動幅Rs2は、曲線Cs1の変動幅Rs1より小さい。また、曲線Cs1における変動率ΔVの温度変化は600(ppm/℃)程度である、一方、曲線Cs2における変動率ΔVの温度変化は15(ppm/℃)程度である。   As shown in FIG. 7, the fluctuation range Rs2 of the curve Cs2 in the temperature range Ra is smaller than the fluctuation range Rs1 of the curve Cs1. Further, the temperature change of the variation rate ΔV in the curve Cs1 is about 600 (ppm / ° C.), while the temperature change of the variation rate ΔV in the curve Cs2 is about 15 (ppm / ° C.).

このように、温度感度補償型ゲージによってブリッジ回路40を形成することにより、感温抵抗を使用しなくとも出力感度の変動幅Rsを一定の範囲内に収めることができ、金属箔の熱処理により変動率ΔVの温度変化を15(ppm/℃)程度に抑制することができる。   In this way, by forming the bridge circuit 40 with the temperature sensitivity compensation type gauge, the fluctuation range Rs of the output sensitivity can be kept within a certain range without using the temperature sensitive resistor, and the fluctuation is caused by the heat treatment of the metal foil. The temperature change of the rate ΔV can be suppressed to about 15 (ppm / ° C.).

しかし、温度感度補償型ゲージは、温度変化による変動率ΔVの変化量が直線的(1次的)な場合に、出力感度を有効に補償できることが知られている。したがって、図7に示すように、温度範囲Raにおける変動率ΔVの温度特性が一定の曲率を有している場合、温度感度補償型ゲージによる感度補償だけでは、ΔVの変動幅をRs2より小さくすることができない。その結果、温度感度補償型ゲージを使用するだけでは、信号処理部50による計量精度をさらに向上させることが困難となる。   However, it is known that the temperature sensitivity compensation type gauge can effectively compensate the output sensitivity when the change amount of the variation rate ΔV due to the temperature change is linear (primary). Therefore, as shown in FIG. 7, when the temperature characteristic of the variation rate ΔV in the temperature range Ra has a certain curvature, the variation range of ΔV is made smaller than Rs2 only by the sensitivity compensation by the temperature sensitivity compensation type gauge. I can't. As a result, it is difficult to further improve the measurement accuracy by the signal processing unit 50 only by using the temperature sensitivity compensation type gauge.

そこで、本実施の形態において、信号処理部50は、零点補償素子42、および、ひずみゲージ41によって零点および出力感度が粗補正され、かつ、精補正処理によって零点補償が施された出力感度につき、2次以上の高次近似によって精補正することにより、ブリッジ回路40の出力感度をさらに補償する。これにより、変動率ΔVの温度変化を、さらに1〜5(ppm/℃)程度まで抑制することが可能となる。   Therefore, in the present embodiment, the signal processing unit 50 uses the zero point compensation element 42 and the strain gauge 41 to roughly correct the zero point and the output sensitivity, and outputs the output sensitivity subjected to the zero point compensation by the fine correction process. The output sensitivity of the bridge circuit 40 is further compensated by performing a fine correction by a second-order or higher-order approximation. Thereby, the temperature change of the fluctuation rate ΔV can be further suppressed to about 1 to 5 (ppm / ° C.).

具体的には、(1)出力感度の補償に関して、出力感度の精補正に必要となるパラメータを算出し、(2)このパラメータに基づいてブリッジ回路40の出力感度を補償する。   Specifically, regarding (1) compensation of output sensitivity, a parameter necessary for precise correction of output sensitivity is calculated, and (2) the output sensitivity of the bridge circuit 40 is compensated based on this parameter.

まず、出力感度補償に関するパラメータの算出について、2次近似の場合を例にとって説明する。パラメータの算出では、計量装置20にロードセルユニット30が取り付けられることに先立って、零点補償素子42および感温抵抗45により粗補正され、かつ、零点の変化量について精補正されたブリッジ出力について、出力感度の変動率ΔVの温度特性を求める。すなわち、起歪体31に荷重を付与させつつ、起歪体31の温度を温度T1、T2、T3(いずれも温度範囲Ra内)と変化させて、各温度T1、T2(=「20」)、T3における出力感度の変動率ΔV1、ΔV2、ΔV3を求める。   First, calculation of parameters relating to output sensitivity compensation will be described by taking the case of second-order approximation as an example. In calculating the parameters, the bridge output that has been coarsely corrected by the zero compensation element 42 and the temperature sensitive resistor 45 and finely corrected for the amount of change of the zero before the load cell unit 30 is attached to the weighing device 20 is output. The temperature characteristic of the sensitivity fluctuation rate ΔV is obtained. That is, while applying a load to the strain generating body 31, the temperature of the strain generating body 31 is changed to temperatures T1, T2, and T3 (all within the temperature range Ra), and each temperature T1, T2 (= “20”). , Output sensitivity fluctuation rates ΔV1, ΔV2, and ΔV3 at T3 are obtained.

続いて、(T、ΔV(T))=(T1,ΔV1)、(T2,ΔV2)、(T3,ΔV3)を数3に代入するとともに、これら3つの連立方程式を解くことにより、パラメータa2、b2、c2を算出する。そして、求められたパラメータa2、b2、c2は、メモリ53に格納される。   Subsequently, (T, ΔV (T)) = (T1, ΔV1), (T2, ΔV2), (T3, ΔV3) are substituted into Equation 3, and the parameters a2, b2 and c2 are calculated. The obtained parameters a2, b2, and c2 are stored in the memory 53.

ΔV(T) = a2・T・T + b2・T + c2 ・・・ (数3)     ΔV (T) = a2 · T · T + b2 · T + c2 (Equation 3)

なお、数3のパラメータa2〜c2は、同種のひずみゲージ41を使用したロードセルユニット30同士であっても、ひずみゲージ41の個体差や、ひずみゲージ41の接着状況により、異なった値となる。すなわち、パラメータa2〜c2は、パラメータa1〜c1と同様に、ロードセルユニット30毎に求める必要がある。   Note that the parameters a2 to c2 in Equation 3 have different values depending on the individual difference of the strain gauge 41 and the adhesion state of the strain gauge 41 even between the load cell units 30 using the same type of strain gauge 41. That is, the parameters a2 to c2 need to be obtained for each load cell unit 30 as in the parameters a1 to c1.

次に、パラメータを使用した精補正について説明する。計量コンベア21(図1参照)の荷重と、選別対象物5の荷重と、が起歪体31に付与された場合において、補償演算部52は、粗補正されたブリッジ出力の零点の変化量を補償し、零点に関する精補正が施されたブリッジ出力を求める。また、補償演算部52は、感温抵抗45に基づき、粗補正されたブリッジ出力が求められた時点における起歪体31の温度Tを検出する。   Next, precise correction using parameters will be described. In the case where the load of the weighing conveyor 21 (see FIG. 1) and the load of the selection target 5 are applied to the strain generating body 31, the compensation calculation unit 52 calculates the amount of change in the zero point of the coarsely corrected bridge output. Compensate and find the bridge output with fine correction for zero. In addition, the compensation calculation unit 52 detects the temperature T of the strain generating body 31 at the time when the coarsely corrected bridge output is obtained based on the temperature-sensitive resistor 45.

続いて、補償演算部52は、検出された温度Tと、メモリ53に格納されたパラメータa2〜c2と、を数3に代入することにより、温度Tにおける出力感度の変動率ΔV(T)を求める。   Subsequently, the compensation calculation unit 52 substitutes the detected temperature T and the parameters a2 to c2 stored in the memory 53 into Equation 3 to obtain the variation rate ΔV (T) of the output sensitivity at the temperature T. Ask.

続いて、補償演算部52は、温度Tにおいて零点補償に関する精補正が施されたブリッジ出力に基づき、温度Tにおける荷重M(T)を演算する。なお、荷重M(T)は、予め実験等によって求められた出力感度V0(T)と荷重M(T)との関係に基づいて演算される。   Subsequently, the compensation calculation unit 52 calculates the load M (T) at the temperature T based on the bridge output subjected to the fine correction related to the zero point compensation at the temperature T. The load M (T) is calculated based on the relationship between the output sensitivity V0 (T) and the load M (T) obtained in advance through experiments or the like.

そして、重量演算部55は、温度Tにおける荷重M(T)を、温度Tにおける変動率ΔV(T)によって補正することにより、基準温度T=「20」における荷重M(20)を求める。すなわち、重量演算部55は、荷重M(T)と変動率ΔV(T)に基づいて、温度T=「20」を基準とした荷重M(20)を求める。具体的には、荷重M(20)は、荷重M(T)と、変動率ΔV(T)とが数4に代入されることにより、求められる。   Then, the weight calculator 55 calculates the load M (20) at the reference temperature T = “20” by correcting the load M (T) at the temperature T by the variation rate ΔV (T) at the temperature T. That is, the weight calculator 55 obtains the load M (20) based on the temperature T = “20” based on the load M (T) and the variation rate ΔV (T). Specifically, the load M (20) is obtained by substituting the load M (T) and the variation rate ΔV (T) into Equation 4.

M(20) = M(T)/(1+ΔV(T)) ・・・ (数4)     M (20) = M (T) / (1 + ΔV (T)) (Equation 4)

ここで、重量選別機1の計量コンベア21(図1参照)の重量Mcは、通常、選別対象物5の重量Mtと比較して大きな値となる。また、重量選別機1で使用されるロードセルユニット30の起歪体31には、選別対象物5の荷重と、計量コンベア21(風袋)の荷重とがかかる。さらに、温度変化によるブリッジ出力の変動量は、起歪体31にかかる荷重が増加するにしたがって増大する。したがって、重量選別機1の計量装置20による計量結果は、被計量物5のみの荷重がかかる場合と比較して、周囲温度の変化の影響を大きく受けることになる。   Here, the weight Mc of the weighing conveyor 21 (see FIG. 1) of the weight sorter 1 is usually larger than the weight Mt of the sorting object 5. Further, the load of the sorting object 5 and the load of the weighing conveyor 21 (tare) are applied to the strain body 31 of the load cell unit 30 used in the weight sorter 1. Further, the amount of change in the bridge output due to the temperature change increases as the load applied to the strain generating body 31 increases. Therefore, the weighing result by the weighing device 20 of the weight sorter 1 is greatly affected by the change in the ambient temperature as compared with the case where only the load to be weighed 5 is applied.

これに対して、本実施の形態のロードセルユニット30は、2種類の零点補償と、2種類の温度感度補償とを実行することができ、高精度に制御されたブリッジ出力に基づいて各選別対象物5の重量を演算することができる。そのため、温度変化によって変動するブリッジ出力の影響を低減させることができ、選別対象物5を再現性良く計量することができる。   On the other hand, the load cell unit 30 of the present embodiment can execute two types of zero compensation and two types of temperature sensitivity compensation, and selects each selection target based on the bridge output controlled with high accuracy. The weight of the object 5 can be calculated. Therefore, it is possible to reduce the influence of the bridge output that fluctuates due to a temperature change, and it is possible to measure the selection target 5 with good reproducibility.

また、ブリッジ回路40の出力感度が、ロードセルユニット30に計量コンベア21(図1参照)の重量Mcが付与されたときのブリッジ出力を基準に精補正される場合、計量コンベア21が交換されてその重量Mcが変化する毎に、重量選別機1を工場に送り戻し、再度温度試験をすることによって数4のパラメータa2〜c2を演算し直すことが必要となっていた。その結果、再演算に要する工数がさらに発生するという問題が生じていた。   In addition, when the output sensitivity of the bridge circuit 40 is precisely corrected based on the bridge output when the weight Mc of the weighing conveyor 21 (see FIG. 1) is applied to the load cell unit 30, the weighing conveyor 21 is replaced. Every time the weight Mc changes, it is necessary to recalculate the parameters a2 to c2 of Formula 4 by sending the weight sorter 1 back to the factory and performing a temperature test again. As a result, there has been a problem that man-hours required for recalculation further occur.

これに対して、本実施の形態では、ブリッジ回路40の出力感度に関する精補正は、補償演算部52による零点補償がされたブリッジ出力に施されている。これにより、選別対象物5の重量Mtは、重量演算部55によって演算された荷重M(20)から計量コンベア21の重量Mc(20)を減算することによって求められる。そのため、計量コンベア21が交換された場合であっても、数4のパラメータa2〜c2を演算し直す必要がなく、効率的に選別対象物5の重量Mtを求めることができる。   On the other hand, in the present embodiment, the fine correction related to the output sensitivity of the bridge circuit 40 is performed on the bridge output that has been compensated for zero by the compensation calculation unit 52. As a result, the weight Mt of the sorting object 5 is obtained by subtracting the weight Mc (20) of the weighing conveyor 21 from the load M (20) calculated by the weight calculator 55. Therefore, even when the weighing conveyor 21 is replaced, it is not necessary to recalculate the parameters a2 to c2 of Formula 4, and the weight Mt of the selection target object 5 can be obtained efficiently.

<1.5.第1の実施の形態のロードセルユニットおよび重量選別機の利点>
以上のように、第1の実施の形態のブリッジ回路40には、零点補償素子42および温度感度補償型のひずみゲージ41によって回路的(ハードウェア的)に零点および出力感度の補償が施される。また、回路的に補償されたブリッジ出力に対して、さらにソフトウェア的な零点および出力感度の補償が施される。
<1.5. Advantages of Load Cell Unit and Weight Sorter of First Embodiment>
As described above, the bridge circuit 40 according to the first embodiment is compensated for the zero point and the output sensitivity in a circuit (hardware manner) by the zero point compensation element 42 and the temperature sensitivity compensation type strain gauge 41. . Further, the zero compensation of the software and the output sensitivity are further compensated for the bridge output compensated for in circuit.

また、零点補償素子42は、厚肉部34に設けられており、起歪体31の温度を正確に反映しつつブリッジ回路40の零点を粗補正することができる。さらに、感温抵抗45は、零点補償素子42と同様に、厚肉部34に設けられており、起歪体31の温度を正確かつ安定的に検出することができる。   Further, the zero compensation element 42 is provided in the thick portion 34 and can roughly correct the zero of the bridge circuit 40 while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31. Further, like the zero compensation element 42, the temperature sensitive resistor 45 is provided in the thick portion 34, and can detect the temperature of the strain generating body 31 accurately and stably.

このように、信号処理部50は、零点および出力感度に関する粗補正が施されたブリッジ出力につき、正確かつ安定的に検出された起歪体31の温度に基づいて精補正することができる。そのため、ブリッジ回路40の出力精度をさらに向上させることができ、その結果、ロードセルユニット30による計量結果の再現性をさらに向上させることができる。   As described above, the signal processing unit 50 can finely correct the bridge output subjected to the coarse correction related to the zero point and the output sensitivity based on the temperature of the strain generating body 31 detected accurately and stably. Therefore, the output accuracy of the bridge circuit 40 can be further improved, and as a result, the reproducibility of the measurement result by the load cell unit 30 can be further improved.

また、第1の実施の形態の重量選別機1は、2種類の零点補償と、2種類の出力感度補償とを実行することができ、高精度に制御されたブリッジ回路40の出力に基づいて各選別対象物5の重量を演算することができる。そのため、重量選別機1のように、選別対象物5の荷重と、計量コンベア21(風袋)の荷重とが起歪体31にかかる場合であっても、温度変化によって変動するブリッジ出力の影響を低減させることができ、選別対象物5を再現性良く計量することができる。   Further, the weight sorter 1 of the first embodiment can execute two types of zero compensation and two types of output sensitivity compensation, and based on the output of the bridge circuit 40 controlled with high accuracy. The weight of each sorting object 5 can be calculated. Therefore, even when the load of the sorting object 5 and the load of the weighing conveyor 21 (tare) are applied to the strain generating body 31 as in the weight sorter 1, the influence of the bridge output that fluctuates due to the temperature change is affected. Therefore, the selection object 5 can be weighed with good reproducibility.

また、第1の実施の形態では、ブリッジ回路40に直列接続される感温抵抗でなく、温度感度補償型のひずみゲージ41が、出力感度補償用素子として使用されている。これにより、ロードセルユニット30は、感温抵抗が出力感度補償用素子として使用される場合とは異なり、感温抵抗に電圧が印加されると速やかに出力が安定し、所定時間待機する必要がない。そのため、ロードセルユニット30は、選別対象物5の計量処理を速やかに開始することができる。   Further, in the first embodiment, a temperature sensitivity compensation type strain gauge 41 is used as an output sensitivity compensation element instead of a temperature sensitive resistor connected in series to the bridge circuit 40. Thus, unlike the case where the temperature sensitive resistor is used as an output sensitivity compensating element, the load cell unit 30 quickly stabilizes the output when a voltage is applied to the temperature sensitive resistor and does not need to wait for a predetermined time. . Therefore, the load cell unit 30 can start the weighing process of the sorting object 5 promptly.

さらに、第1の実施の形態では、ひずみゲージとして温度感度補償型のものが使用されており、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45と、ブリッジ回路40とは、電源46に対して並列に接続されている。そのため、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45の抵抗値を調整することによって、感温抵抗45の発熱を抑制することができる。その結果、正確な温度検出が可能となるとともに、電源投入時において感温抵抗45の両端電圧(すなわち、感温抵抗45からの出力)が安定するまでの時間を短縮することが可能となり、選別対象物5の計量精度を向上させることができる。   Further, in the first embodiment, a temperature sensitivity compensation type strain gauge is used, and the precision resistors 46 a and 46 b, the temperature sensitive resistor 45, and the bridge circuit 40 are parallel to the power supply 46. It is connected to the. Therefore, the heat generation of the temperature sensitive resistor 45 can be suppressed by adjusting the resistance values of the precision resistors 46 a and 46 b and the temperature sensitive resistor 45. As a result, accurate temperature detection becomes possible, and it is possible to shorten the time until the voltage across the temperature sensing resistor 45 (that is, the output from the temperature sensing resistor 45) stabilizes when the power is turned on. The measurement accuracy of the object 5 can be improved.

<2.第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。ここで、第2の実施の形態の重量選別機100は、ブリッジ回路140の構成が相違する点を除いては、第1の実施の形態の重量選別機1と同じである。そこで、以下では、この相違点を中心に説明する。
<2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Here, the weight sorter 100 of the second embodiment is the same as the weight sorter 1 of the first embodiment except that the configuration of the bridge circuit 140 is different. Therefore, in the following, this difference will be mainly described.

なお、以下の説明において、第1の実施の形態の重量選別機1における構成要素と同様な構成要素については同一符号を付している。これら同一符号の構成要素は、第1の実施の形態において説明済みであるため、本実施形態では説明を省略する。   In addition, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the component in the weight sorter 1 of 1st Embodiment. Since the components with the same reference numerals have already been described in the first embodiment, description thereof will be omitted in the present embodiment.

<2.1.ロードセルユニットの構成>
図2および図3は、それぞれロードセルユニット130のハードウェア構成の一例を示す正面図および平面図である。また、図4は、ひずみゲージ141の構成の一例を示す表面図である。さらに、図8は、ロードセルユニット130のブロック回路図である。図2ないし図4、および図8に示すように、ロードセルユニット130は、主として、起歪体31と、複数のひずみゲージ141(141a〜141d)と、零点補償素子42と、感温抵抗145(145a、145b)と、信号処理部50と、を備えている。
<2.1. Configuration of load cell unit>
2 and 3 are a front view and a plan view showing an example of the hardware configuration of the load cell unit 130, respectively. FIG. 4 is a surface view showing an example of the configuration of the strain gauge 141. Further, FIG. 8 is a block circuit diagram of the load cell unit 130. As shown in FIG. 2 to FIG. 4 and FIG. 8, the load cell unit 130 mainly includes a strain generating body 31, a plurality of strain gauges 141 (141a to 141d), a zero compensation element 42, and a temperature sensitive resistor 145 ( 145a, 145b) and a signal processing unit 50.

複数の起歪部33のうち対応する起歪部の外周面35には、図2および図3に示すように、ひずみゲージ141(141a〜141d)が配置されている。すなわち、第1および第2起歪部33a、33bの第1面35aには第1および第2ひずみゲージ141a、141bが、第3および第4起歪部33c、33dには第3および第4ひずみゲージ141c、141dが、それぞれ接着されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, strain gauges 141 (141 a to 141 d) are arranged on the outer peripheral surface 35 of the corresponding strain generating portion among the plurality of strain generating portions 33. That is, the first and second strain gauges 141a and 141b are provided on the first surface 35a of the first and second strain generating portions 33a and 33b, and the third and fourth strain generating portions 33c and 33d are provided on the third and fourth strain surfaces. Strain gauges 141c and 141d are bonded to each other.

各ひずみゲージ141(141a〜141d)は、図4に示すように、フォトエッチング加工した金属箔等の抵抗体140bを、薄い電気絶縁物(例えば、ポリイミド樹脂)のベース部材140a上に蛇行状に形成したものである。したがって、各起歪部33(33a〜33d)にひずみが発生し、そのひずみがベース部材140aを経由して抵抗体140bに伝わると、抵抗体140bには、ひずみ量に応じた抵抗変化が生ずる。   As shown in FIG. 4, each strain gauge 141 (141 a to 141 d) has a resistor 140 b such as a photo-etched metal foil serpentine on a thin electric insulator (for example, polyimide resin) base member 140 a. Formed. Accordingly, when strain is generated in each strain generating portion 33 (33a to 33d) and the strain is transmitted to the resistor 140b via the base member 140a, a resistance change corresponding to the strain amount occurs in the resistor 140b. .

また、本実施の形態では、ひずみゲージ141として自己温度補償型のひずみゲージが使用されている。すなわち、ひずみゲージ141の抵抗体140bは、例えば、銅ニッケル(Cu−Ni)合金等の金属によって構成されている。また、ひずみゲージ141の抵抗体140bは、その抵抗温度係数が起歪体31の線膨張係数に応じた所定の負値となるように熱処理が施されている。   In the present embodiment, a self-temperature compensated strain gauge is used as the strain gauge 141. That is, the resistor 140b of the strain gauge 141 is made of a metal such as a copper nickel (Cu—Ni) alloy, for example. In addition, the resistor 140b of the strain gauge 141 is heat-treated so that its resistance temperature coefficient becomes a predetermined negative value corresponding to the linear expansion coefficient of the strain generating body 31.

したがって、起歪体31の温度が上昇すると、起歪体31が膨張して起歪体31に接着されたひずみゲージ41のゲージ長が伸張するとともに、抵抗体40bの抵抗温度係数が減少する。そのため、起歪体31に接着されたひずみゲージ141の抵抗値は、所定の温度範囲内で略同一となる。このように、自己温度補償型のひずみゲージ141は、温度変化に起因して伸縮する起歪体31の熱膨張を補償し、ブリッジ回路140の零点変化を抑制することができる。   Therefore, when the temperature of the strain generating body 31 rises, the strain generating body 31 expands, the gauge length of the strain gauge 41 bonded to the strain generating body 31 is extended, and the resistance temperature coefficient of the resistor 40b is decreased. Therefore, the resistance value of the strain gauge 141 adhered to the strain generating body 31 is substantially the same within a predetermined temperature range. Thus, the self-temperature compensation type strain gauge 141 can compensate for the thermal expansion of the strain generating body 31 that expands and contracts due to a temperature change, and can suppress the zero point change of the bridge circuit 140.

ブリッジ回路140は、選別対象物5の重量を荷重信号として出力する。図8に示すように、ブリッジ回路140は、主として、第1ないし第4ひずみゲージ141a〜141dによって形成されている。すなわち、(1)プラス入力端子144aとプラス出力端子143aとの間には第1ひずみゲージ141aが、(2)プラス入力端子144aとマイナス出力端子143bとの間には第2ひずみゲージ141bが、(3)プラス出力端子143aとマイナス入力端子144bとの間には第3ひずみゲージ141cが、(4)マイナス出力端子143bとマイナス入力端子144bとの間には第4ひずみゲージ141dが、それぞれ配置されており、これらひずみゲージ141(141a〜141d)はフルブリッジを構成する。そして、出力端子143a、143b間電圧がブリッジ回路140の出力として検出される。   The bridge circuit 140 outputs the weight of the selection target object 5 as a load signal. As shown in FIG. 8, the bridge circuit 140 is mainly formed by first to fourth strain gauges 141a to 141d. That is, (1) the first strain gauge 141a is between the plus input terminal 144a and the plus output terminal 143a, and (2) the second strain gauge 141b is between the plus input terminal 144a and the minus output terminal 143b. (3) A third strain gauge 141c is disposed between the plus output terminal 143a and the minus input terminal 144b, and (4) a fourth strain gauge 141d is disposed between the minus output terminal 143b and the minus input terminal 144b. These strain gauges 141 (141a to 141d) constitute a full bridge. Then, the voltage between the output terminals 143a and 143b is detected as the output of the bridge circuit 140.

零点補償素子42(42a〜42d)は、抵抗温度係数の大きい抵抗体(銅線やニッケル線)を巻き線状にしたものであり、ブリッジ回路140のいずれか一辺に配置されている。すなわち、図8に示す零点補償素子42a〜42dのうちのいずれか1つが使用され、対応するひずみゲージ141(141a、141c、141b、141d)と直列接続されている。また、第1零点補償素子42aは第1面35a側の第1厚肉部34aに(図2参照)、第2零点補償素子42bは第2面35b側の第2厚肉部34bに(図2参照)、第3零点補償素子42cは第1面35a側の第1厚肉部34aに(図示省略)、第4零点補償素子42dは第2面35b側の第2厚肉部34bに(図示省略)、いずれか密着して取り付けられている。なお、零点補償素子42は、巻き線状の抵抗体に限定されず、例えば、この抵抗体と同様な抵抗値および抵抗温度係数を有するチップ抵抗であってもよい。   The zero point compensation element 42 (42a to 42d) is formed by winding a resistor (copper wire or nickel wire) having a large resistance temperature coefficient, and is disposed on any one side of the bridge circuit 140. That is, any one of the zero compensation elements 42a to 42d shown in FIG. 8 is used and connected in series with the corresponding strain gauge 141 (141a, 141c, 141b, 141d). The first zero compensation element 42a is provided on the first thick part 34a on the first surface 35a side (see FIG. 2), and the second zero compensation element 42b is provided on the second thick part 34b on the second surface 35b side (see FIG. 2). 2), the third zero compensation element 42c is provided on the first thick part 34a on the first surface 35a side (not shown), and the fourth zero compensation element 42d is provided on the second thick part 34b on the second surface 35b side (see FIG. It is attached in close contact with either one. The zero compensation element 42 is not limited to a wound resistor, and may be, for example, a chip resistor having the same resistance value and resistance temperature coefficient as the resistor.

ここで、ひずみゲージ141には、上述のように、自己温度補償型のひずみゲージが使用されている。これにより、起歪体31に対して荷重が付与されていない場合(無負荷状態)における各ひずみゲージ141の抵抗値は、起歪体31の周囲温度が変化しても略同一の値となる。したがって、各ひずみゲージ141の物性(例えば、抵抗体140bの抵抗値および抵抗温度係数)が略同一な場合、ブリッジ回路140の零点は、周囲温度が変化しても略同一となる。   Here, as described above, a self-temperature compensated strain gauge is used for the strain gauge 141. As a result, the resistance value of each strain gauge 141 when no load is applied to the strain generating body 31 (the unloaded state) becomes substantially the same value even if the ambient temperature of the strain generating body 31 changes. . Therefore, when the physical properties (for example, the resistance value and resistance temperature coefficient of the resistor 140b) of each strain gauge 141 are substantially the same, the zero point of the bridge circuit 140 is substantially the same even when the ambient temperature changes.

しかし、各ひずみゲージ141が個体差を有する場合や、各ひずみゲージ141の接着状況が異なる場合、ブリッジ回路140の零点は、周囲温度の変化に応じて変動し、その結果、計量装置20による計量結果が周囲温度の影響を受けることになる。   However, when each strain gauge 141 has an individual difference, or when the adhesion state of each strain gauge 141 is different, the zero point of the bridge circuit 140 fluctuates according to a change in the ambient temperature. The result will be affected by the ambient temperature.

これに対して、本実施の形態では、温度変化による零点の変化量に応じた零点補償素子42が、ブリッジ回路140の一辺に配置されており、対応するひずみゲージ141と直列接続されている。そのため、温度変化によって変動する零点は起歪体31の温度に応じて補償され、ブリッジ回路140の出力は一定範囲内となるように粗補正される。   On the other hand, in the present embodiment, the zero point compensation element 42 corresponding to the amount of change of the zero point due to the temperature change is disposed on one side of the bridge circuit 140 and is connected in series with the corresponding strain gauge 141. Therefore, the zero point that fluctuates due to a temperature change is compensated according to the temperature of the strain generating body 31, and the output of the bridge circuit 140 is roughly corrected so as to be within a certain range.

また、薄肉状の起歪部33は起歪体31の他の部分と比較して熱抵抗が大きく、隣接する起歪部33に挟まれた部分(厚肉部34)は固定端31a側や自由端31b側の取付面から熱的な影響を受けにくい。したがって、厚肉部34に設けられた零点補償素子42は、起歪体31の温度を正確に反映しつつブリッジ回路140の零点を補償することができる。   Further, the thin-walled strain-generating portion 33 has a larger thermal resistance than the other portions of the strain-generating body 31, and the portion sandwiched between the adjacent strain-generating portions 33 (thick wall portion 34) is the fixed end 31a side or Less susceptible to thermal influence from the mounting surface on the free end 31b side. Therefore, the zero compensation element 42 provided in the thick portion 34 can compensate the zero of the bridge circuit 140 while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31.

なお、零点補償素子42の配置は、ブリッジ回路140のいずれか一辺に限定されない。例えば、零点補償素子42は、ブリッジ回路140の一辺と、当該一辺からみて対角の辺に配置されてもよい。すなわち、零点補償素子42として、第1および第4零点補償素子42a、42dが使用されてもよいし、第2および第3零点補償素子42b、42cが使用されてもよい。すなわち、零点補償素子42は、ブリッジ回路140の少なくとも一辺以上に配置されていればよい。   The arrangement of the zero compensation element 42 is not limited to any one side of the bridge circuit 140. For example, the zero compensation element 42 may be arranged on one side of the bridge circuit 140 and on a diagonal side when viewed from the one side. That is, as the zero compensation element 42, the first and fourth zero compensation elements 42a and 42d may be used, or the second and third zero compensation elements 42b and 42c may be used. That is, the zero compensation element 42 may be disposed on at least one side of the bridge circuit 140.

感温抵抗145(145a、145b)は、零点補償素子42と同様に、抵抗温度係数の大きな抵抗体である。例えば、第1感温抵抗145aにはニッケル(Ni)系の材料が、第2感温抵抗145bには銅(Cu)系の材料が、それぞれ使用されている。   Similar to the zero compensation element 42, the temperature sensitive resistor 145 (145a, 145b) is a resistor having a large resistance temperature coefficient. For example, a nickel (Ni) based material is used for the first temperature sensitive resistor 145a, and a copper (Cu) based material is used for the second temperature sensitive resistor 145b.

図2に示すように、第1感温抵抗145aは第1面35a側の第1厚肉部34aに、第2感温抵抗145bは第2面35b側の第2厚肉部34bに、それぞれ密着して取り付けられている。また、図8に示すように、第1感温抵抗145aはブリッジ回路140のプラス入力側147の端子144aと、第2感温抵抗145bはブリッジ回路140のマイナス入力側148の端子144bと、それぞれ電気的に接続されている。   As shown in FIG. 2, the first temperature sensing resistor 145a is on the first thick part 34a on the first surface 35a side, and the second temperature sensing resistor 145b is on the second thick part 34b on the second surface 35b side, respectively. It is attached closely. Further, as shown in FIG. 8, the first temperature sensing resistor 145a is a terminal 144a on the plus input side 147 of the bridge circuit 140, and the second temperature sensing resistor 145b is a terminal 144b on the minus input side 148 of the bridge circuit 140, respectively. Electrically connected.

ここで、起歪体31に働く応力をσ、起歪体31の縦弾性係数をEとする場合、起歪部33に生ずるひずみ量ε1は、数5によって求めることができる。   Here, when the stress acting on the strain generating body 31 is σ and the longitudinal elastic modulus of the strain generating body 31 is E, the strain amount ε 1 generated in the strain generating section 33 can be obtained by Equation 5.

ε1 = σ/E ・・・ (数5)     ε1 = σ / E (Equation 5)

また、応力によるひずみゲージ141のひずみ量をε2、ひずみゲージ141の抵抗値をR、応力によるひずみゲージ141の抵抗値の変化量をΔRとする場合、ひずみゲージ141のゲージ率は、数6のように表すことができる。   Further, when the strain amount of the strain gauge 141 due to stress is ε2, the resistance value of the strain gauge 141 is R, and the change amount of the resistance value of the strain gauge 141 due to stress is ΔR, the gauge factor of the strain gauge 141 is Can be expressed as:

K = ΔR/(R・ε2) ・・・ (数6)     K = ΔR / (R · ε2) (Equation 6)

そして、ひずみゲージ141は起歪部33の外周面35(35a、35b)に接着されており、起歪部33のε1とひずみゲージ141のひずみ量ε2とが略同一であるとすると、ゲージ141の抵抗値の変化量ΔRは数7のように表すことができる。   Then, the strain gauge 141 is bonded to the outer peripheral surface 35 (35a, 35b) of the strain generating portion 33, and if the strain amount 33 of the strain generating portion 33 and the strain amount ε2 of the strain gauge 141 are substantially the same, the gauge 141 is provided. The change amount ΔR of the resistance value can be expressed as shown in Equation 7.

ΔR = R・σ・K/E ・・・ (数7)     ΔR = R · σ · K / E (Expression 7)

なお、縦弾性係数Eは、通常、周囲温度の上昇にともなって減少する。すなわち、起歪体31にかかる荷重が同一の場合であっても、各起歪部33に生ずるひずみは、温度上昇にともなって増加する。   The longitudinal elastic modulus E usually decreases as the ambient temperature increases. That is, even if the load applied to the strain generating body 31 is the same, the strain generated in each strain generating portion 33 increases as the temperature rises.

したがって、起歪体31の周囲温度が上昇することによって縦弾性係数Eが減少すると、ゲージ141の抵抗値の変化量ΔRは、数7から分かるように増加する。   Therefore, when the longitudinal elastic modulus E decreases as the ambient temperature of the strain generating body 31 increases, the change amount ΔR of the resistance value of the gauge 141 increases as can be seen from Equation 7.

これに対して、感温抵抗145の抵抗値は、周囲温度の上昇にともなって増加し、ブリッジ回路140への印加電圧(入力端子144a、144b間電圧)は低下する。   On the other hand, the resistance value of the temperature-sensitive resistor 145 increases as the ambient temperature increases, and the voltage applied to the bridge circuit 140 (voltage between the input terminals 144a and 144b) decreases.

このように、ブリッジ回路140のプラスおよびマイナス入力側147、148に感温抵抗145が接続されると、起歪体31の周囲温度に応じてブリッジ回路140の印加電圧が調整される。そのため、温度変化に起因したブリッジ回路140の出力変化が抑制され、ブリッジ回路40の出力感度は電気的に補正される。   As described above, when the temperature-sensitive resistor 145 is connected to the plus and minus input sides 147 and 148 of the bridge circuit 140, the applied voltage of the bridge circuit 140 is adjusted according to the ambient temperature of the strain generating body 31. Therefore, the output change of the bridge circuit 140 due to the temperature change is suppressed, and the output sensitivity of the bridge circuit 40 is electrically corrected.

すなわち、ブリッジ回路140のプラスおよびマイナス入力側147、148に感温抵抗145が接続された場合、図7に示すように、出力感度の変動率ΔVの変動幅Rs2は、感温抵抗145が接続されない場合の変動幅Rs1と比較して小さくなる。また、曲線Cs1における変動率ΔVの温度変化は600(ppm/℃)程度である、一方、曲線Cs2における変動率ΔVの温度変化は15(ppm/℃)程度である。   That is, when the temperature sensitive resistor 145 is connected to the positive and negative input sides 147 and 148 of the bridge circuit 140, the fluctuation range Rs2 of the output sensitivity fluctuation rate ΔV is connected to the temperature sensitive resistor 145 as shown in FIG. It becomes smaller than the fluctuation range Rs1 when not. Further, the temperature change of the variation rate ΔV in the curve Cs1 is about 600 (ppm / ° C.), while the temperature change of the variation rate ΔV in the curve Cs2 is about 15 (ppm / ° C.).

このように、ブリッジ回路140のプラスおよびマイナス入力側147、148に感温抵抗145を接続することにより、出力感度の変動幅Rsを一定の範囲内に収めることができ、変動率ΔVの温度変化を15(ppm/℃)程度に抑制することができる。   In this way, by connecting the temperature sensitive resistor 145 to the plus and minus input sides 147 and 148 of the bridge circuit 140, the fluctuation range Rs of the output sensitivity can be kept within a certain range, and the temperature change of the fluctuation rate ΔV. Can be suppressed to about 15 (ppm / ° C.).

また、本実施の形態で使用される感温抵抗145の抵抗温度係数は、各ひずみゲージ141のものと比較して大きな値となる。これにより、感温抵抗145と比較した場合、各ひずみゲージ141は精密抵抗と見ることができる。したがって、ブリッジ回路140への印加電圧(入力端子144a、144b間電圧)と、電源46の励起電圧と、感温抵抗145の抵抗値−温度特性と、に基づいて、起歪体31の温度が算出される。すなわち、本実施の形態において、起歪体31の温度は、感温抵抗145の抵抗値の変化に基づいて検出される。   Further, the temperature coefficient of resistance of the temperature sensitive resistor 145 used in the present embodiment is larger than that of each strain gauge 141. Thereby, when compared with the temperature sensitive resistor 145, each strain gauge 141 can be regarded as a precision resistor. Therefore, based on the voltage applied to the bridge circuit 140 (voltage between the input terminals 144a and 144b), the excitation voltage of the power supply 46, and the resistance value-temperature characteristic of the temperature sensitive resistor 145, the temperature of the strain generating body 31 is Calculated. That is, in the present embodiment, the temperature of the strain generating body 31 is detected based on the change in the resistance value of the temperature sensitive resistor 145.

このように、感温抵抗145は、温度変化に起因するブリッジ回路140の出力感度を補償する感度補正部としてだけでなく、起歪体31の温度センサとしても使用される。そのため、ロードセルユニット130の部品点数を低減させ、ロードセルユニット130の製造コストを低減させることができる。   As described above, the temperature-sensitive resistor 145 is used not only as a sensitivity correction unit that compensates for the output sensitivity of the bridge circuit 140 due to a temperature change, but also as a temperature sensor of the strain generating body 31. Therefore, the number of parts of the load cell unit 130 can be reduced, and the manufacturing cost of the load cell unit 130 can be reduced.

さらに、感温抵抗145は、固定端31a側や自由端31b側の取付面からの熱的な影響を受けにくい厚肉部34に密着されている。これにより、感温抵抗145の抵抗値は、起歪体31の温度を正確に反映しつつ変動する。そのため、起歪体31の温度は、感温抵抗145の抵抗値の変化に基づいて、起歪体31の温度を正確かつ安定的に検出される。   Furthermore, the temperature-sensitive resistor 145 is in close contact with the thick portion 34 that is not easily affected by heat from the mounting surface on the fixed end 31a side or the free end 31b side. Thereby, the resistance value of the temperature-sensitive resistor 145 varies while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31. Therefore, the temperature of the strain generating body 31 is accurately and stably detected based on the change in the resistance value of the temperature sensitive resistor 145.

信号処理部50は、ブリッジ回路140からの信号(例えば、荷重信号)に基づく信号処理を実行する。図8に示すように、信号処理部50は、主として、固定ゲイン増幅部51aと、A/D変換部51bと、メモリ53と、CPU54と、を有しており、これら各要素51a、51b、53、54は信号処理基板50a上に設けられている。   The signal processing unit 50 performs signal processing based on a signal (for example, a load signal) from the bridge circuit 140. As shown in FIG. 8, the signal processing unit 50 mainly includes a fixed gain amplification unit 51a, an A / D conversion unit 51b, a memory 53, and a CPU 54. These elements 51a, 51b, 53 and 54 are provided on the signal processing board 50a.

固定ゲイン増幅部51aは、アナログ信号として検出されたブリッジ回路140の出力電圧(出力端子143a、143b間電圧)、およびブリッジ回路140への印加電圧(入力端子144a、144b間電圧)を各々一定の増幅度(増幅率が1倍の場合を含む)で増幅する。また、A/D変換部51bは、固定ゲイン増幅部51aから出力された増幅後のアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、変換後のデジタル信号は、CPU54に入力される。   The fixed gain amplifying unit 51a sets the output voltage (voltage between the output terminals 143a and 143b) detected as an analog signal and the voltage applied to the bridge circuit 140 (voltage between the input terminals 144a and 144b) to be constant. Amplification is performed at the amplification degree (including the case where the amplification factor is 1). The A / D converter 51b converts the amplified analog signal output from the fixed gain amplifier 51a into a digital signal. The converted digital signal is input to the CPU 54.

メモリ53は、例えば不揮発性メモリによって構成された記憶部であり、プログラムや変数等を格納する。また、CPU54は、メモリ53に格納されたプログラムに従った制御を実行する。したがって、CPU54は、このプログラムに従って、A/D変換部51bによる変換処理、零点および出力感度の補償演算処理、および重量演算処理等を所定のタイミングで実行することができる。   The memory 53 is a storage unit configured by, for example, a nonvolatile memory, and stores programs, variables, and the like. Further, the CPU 54 executes control according to a program stored in the memory 53. Therefore, the CPU 54 can execute the conversion process by the A / D conversion unit 51b, the zero point and output sensitivity compensation calculation process, the weight calculation process, and the like at a predetermined timing according to this program.

ここで、図8に示すように、信号処理部50のCPU54は、メモリ53に格納されたプログラムに基づき、主として、零点補償演算機能および出力感度補償演算機能(補償演算部52が対応)と、重量演算処理機能(重量演算部55が対応)と、を実現する。   Here, as shown in FIG. 8, the CPU 54 of the signal processing unit 50 mainly has a zero point compensation calculation function and an output sensitivity compensation calculation function (compensation calculation unit 52 corresponds) based on the program stored in the memory 53. A weight calculation processing function (corresponding to the weight calculation unit 55) is realized.

CPU54の補償演算部52は、感温抵抗145による検出結果に基づいて起歪体31の温度を算出する。また、補償演算部52は、零点補償素子42によってブリッジ回路140の零点が補償され、かつ、感温抵抗145によってブリッジ回路140の出力感度が補償されることにより粗補正されたブリッジ出力につき、感温抵抗145によって検出された起歪体31の温度に基づいて精補正する。これにより、ブリッジ回路140の零点および出力感度は、補償演算部52によってさらに補償され(数1および数3参照)、変動率ΔVの温度変化は、さらに1〜5(ppm/℃)程度まで抑制される。   The compensation calculation unit 52 of the CPU 54 calculates the temperature of the strain generating body 31 based on the detection result by the temperature sensitive resistor 145. In addition, the compensation calculation unit 52 compensates for the bridge output that has been coarsely corrected by compensating the zero point of the bridge circuit 140 by the zero point compensation element 42 and compensating the output sensitivity of the bridge circuit 140 by the temperature sensing resistor 145. Fine correction is performed based on the temperature of the strain body 31 detected by the temperature resistor 145. As a result, the zero point and output sensitivity of the bridge circuit 140 are further compensated by the compensation calculation unit 52 (see Equations 1 and 3), and the temperature change of the variation rate ΔV is further suppressed to about 1 to 5 (ppm / ° C.). Is done.

CPU54の重量演算部55は、精補正されたブリッジ回路140の出力に基づいて、選別対象物5の重量を演算する。振分装置60は、重量演算部55の演算結果に基づいて振り分け処理を実行する。   The weight calculation unit 55 of the CPU 54 calculates the weight of the selection target object 5 based on the output of the bridge circuit 140 that has been finely corrected. The sorting device 60 executes the sorting process based on the calculation result of the weight calculation unit 55.

<2.2.第2の実施の形態のロードセルユニットおよび重量選別機の利点>
以上のように、第2の実施の形態では、零点補償素子42およびブリッジ回路140に直列接続された感温抵抗145によって回路的(ハードウェア的)な零点補償および感度補償が施される。また、回路的に補償されたブリッジ出力に対して、さらにソフトウェア的な零点および出力感度の補償が施される。
<2.2. Advantages of Load Cell Unit and Weight Sorter of Second Embodiment>
As described above, in the second embodiment, circuit (hardware) zero compensation and sensitivity compensation are performed by the temperature compensation resistor 145 connected in series to the zero compensation element 42 and the bridge circuit 140. Further, the zero compensation of the software and the output sensitivity are further compensated for the bridge output compensated for in circuit.

また、零点補償素子42は、厚肉部34に設けられており、起歪体31の温度を正確に反映しつつブリッジ回路140の零点を補償することができる。さらに、感温抵抗145は、零点補償素子42と同様に、厚肉部34に設けられている。これにより、起歪体31の温度を正確に反映しつつブリッジ回路140の出力感度を補償するとともに、起歪体31の温度を正確かつ安定的に検出することができる。そのため、ブリッジ回路140の出力精度をさらに向上させることができ、その結果、ロードセルユニット30による計量結果の再現性をさらに向上させることができる。   The zero compensation element 42 is provided in the thick portion 34 and can compensate the zero of the bridge circuit 140 while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31. Further, the temperature-sensitive resistor 145 is provided in the thick portion 34, similarly to the zero compensation element 42. Accordingly, the output sensitivity of the bridge circuit 140 can be compensated while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31, and the temperature of the strain generating body 31 can be detected accurately and stably. Therefore, the output accuracy of the bridge circuit 140 can be further improved, and as a result, the reproducibility of the measurement result by the load cell unit 30 can be further improved.

また、第2の実施の形態の重量選別機100は、2種類の零点補償と、2種類の温度感度補償とを実行することができ、高精度に制御されたブリッジ回路140の出力に基づいて各選別対象物5の重量を演算することができる。そのため、重量選別機100のように、選別対象物5の荷重と、計量コンベア21(風袋)の荷重とが起歪体31にかかる場合であっても、温度変化によって変動するブリッジ出力の影響を低減させることができ、選別対象物5を再現性良く計量することができる。   The weight sorter 100 according to the second embodiment can execute two types of zero compensation and two types of temperature sensitivity compensation based on the output of the bridge circuit 140 controlled with high accuracy. The weight of each sorting object 5 can be calculated. Therefore, even when the load of the sorting object 5 and the load of the weighing conveyor 21 (tare) are applied to the strain generating body 31 as in the weight sorter 100, the influence of the bridge output that fluctuates due to the temperature change is affected. Therefore, the selection object 5 can be weighed with good reproducibility.

さらに、第2の実施の形態において、感温抵抗145(145a、145b)は、ブリッジ回路140のプラスおよびマイナス入力側147、148に直列接続されている。これにより、感温抵抗145を、温度変動による起歪体の縦弾性係数の変化を補償してブリッジ回路140の出力を補正する感度補償部としてだけでなく、起歪体31の温度センサとしても使用することができる。そのため、ロードセルユニット130の部品点数を低減させ、ロードセルユニットの製造コストを低減させることができる。   Furthermore, in the second embodiment, the temperature sensitive resistor 145 (145a, 145b) is connected in series to the plus and minus input sides 147, 148 of the bridge circuit 140. Accordingly, the temperature-sensitive resistor 145 not only serves as a sensitivity compensation unit that compensates for the change in the longitudinal elastic modulus of the strain generating body due to temperature fluctuations and corrects the output of the bridge circuit 140, but also as a temperature sensor for the strain generating body 31 Can be used. Therefore, the number of parts of the load cell unit 130 can be reduced, and the manufacturing cost of the load cell unit can be reduced.

<3.第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。ここで、第3の実施の形態の重量選別機200は、ブリッジ回路240の構成が相違する点を除いては、第1の実施の形態の重量選別機1と同じである。そこで、以下では、この相違点を中心に説明する。
<3. Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Here, the weight sorter 200 of the third embodiment is the same as the weight sorter 1 of the first embodiment except that the configuration of the bridge circuit 240 is different. Therefore, in the following, this difference will be mainly described.

なお、以下の説明において、第1の実施の形態の重量選別機1における構成要素と同様な構成要素については同一符号を付している。これら同一符号の構成要素は、第1の実施の形態において説明済みであるため、本実施形態では説明を省略する。   In addition, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the component in the weight sorter 1 of 1st Embodiment. Since the components with the same reference numerals have already been described in the first embodiment, description thereof will be omitted in the present embodiment.

<3.1.ロードセルユニットの構成>
図2および図3は、それぞれロードセルユニット230のハードウェア構成の一例を示す正面図および平面図である。また、図4は、ひずみゲージ241の構成の一例を示す表面図である。さらに、図9は、ロードセルユニット230のブロック回路図である。図2ないし図4、および図9に示すように、ロードセルユニット230は、主として、起歪体31と、複数のひずみゲージ241(241a、241b)と、零点補償素子242と、感温抵抗45と、信号処理部50と、を備えている。
<3.1. Configuration of load cell unit>
2 and 3 are a front view and a plan view showing an example of the hardware configuration of the load cell unit 230, respectively. FIG. 4 is a surface view showing an example of the configuration of the strain gauge 241. Further, FIG. 9 is a block circuit diagram of the load cell unit 230. As shown in FIGS. 2 to 4 and 9, the load cell unit 230 mainly includes a strain generating body 31, a plurality of strain gauges 241 (241 a and 241 b), a zero compensation element 242, a temperature sensitive resistor 45, and the like. And a signal processing unit 50.

複数の起歪部33のうち対応する起歪部の外周面35には、図2および図3に示すように、ひずみゲージ241(241a、241b)が配置されている。すなわち、第1および第2起歪部33a、33bの第1面35aには第1および第2ひずみゲージ241a、241bが接着されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, strain gauges 241 (241 a and 241 b) are arranged on the outer peripheral surface 35 of the corresponding strain-generating part among the plurality of strain-generating parts 33. That is, the first and second strain gauges 241a and 241b are bonded to the first surfaces 35a of the first and second strain generating portions 33a and 33b.

なお、ひずみゲージ241の配置はこれに限定されない。例えば、第3および第4起歪部33c、33dの第2面35bに第2および第1ひずみゲージ241b、241aが接着されてもよい。すなわち、第1および第2ひずみゲージ241a、241bは、第1面35a(上面)および第2面35b(下面)のいずれか一方の面につき、該一方の面に設けられた起歪部のそれぞれに配置されていればよい。   Note that the arrangement of the strain gauges 241 is not limited to this. For example, the second and first strain gauges 241b and 241a may be bonded to the second surface 35b of the third and fourth strain generating portions 33c and 33d. That is, each of the first and second strain gauges 241a and 241b has a strain generating portion provided on one of the first surface 35a (upper surface) and the second surface 35b (lower surface). It suffices if they are arranged.

ここで、各ひずみゲージ241(241a、241b)には、第1の実施の形態のひずみゲージ41と同様な温度感度補償型のものが使用されている。したがって、ひずみゲージ241は、温度変化に起因して伸縮する起歪体31の熱膨張を補償してブリッジ回路240の零点変化を抑制するとともに、温度変化に起因した縦弾性係数の変化量を補償してブリッジ回路240の出力変化を抑制することができる。   Here, as each strain gauge 241 (241a, 241b), a temperature sensitivity compensation type similar to that of the strain gauge 41 of the first embodiment is used. Therefore, the strain gauge 241 compensates for the thermal expansion of the strain generating body 31 that expands and contracts due to a temperature change, suppresses the zero point change of the bridge circuit 240, and compensates the amount of change in the longitudinal elastic modulus due to the temperature change. Thus, the output change of the bridge circuit 240 can be suppressed.

ブリッジ回路240は、選別対象物5の重量を荷重信号として出力する。図9に示すように、ブリッジ回路240は、主として、第1および第2ひずみゲージ241a、241bと、第1および第2固定抵抗246c、246dとによって形成されている。すなわち、(1)プラス入力端子44a(第1入力端子)とプラス出力端子243a(第1出力端子)との間には第1ひずみゲージ241aが、(2)プラス出力端子243aとマイナス入力端子44b(第2入力端子)との間には第2ひずみゲージ241bが、(3)プラス入力端子44aとマイナス出力端子243b(第2出力端子)との間には第1固定抵抗246cが、(4)マイナス出力端子243bとマイナス入力端子44bとの間には第2固定抵抗246dが、それぞれ配置されており、これらひずみゲージ241(241a、241b)はハーフブリッジを構成する。そして、出力端子243a、243b間電圧がブリッジ回路240の出力として検出される。   The bridge circuit 240 outputs the weight of the selection target object 5 as a load signal. As shown in FIG. 9, the bridge circuit 240 is mainly formed by first and second strain gauges 241a and 241b and first and second fixed resistors 246c and 246d. That is, (1) the first strain gauge 241a is provided between the plus input terminal 44a (first input terminal) and the plus output terminal 243a (first output terminal), and (2) the plus output terminal 243a and the minus input terminal 44b. A second strain gauge 241b is provided between the second input terminal and (3) a first fixed resistor 246c is provided between the positive input terminal 44a and the negative output terminal 243b (second output terminal). ) A second fixed resistor 246d is arranged between the minus output terminal 243b and the minus input terminal 44b, and these strain gauges 241 (241a, 241b) constitute a half bridge. The voltage between the output terminals 243a and 243b is detected as the output of the bridge circuit 240.

零点補償素子242(242a、242b)は、第1の実施の形態の零点補償素子42と同様に、抵抗温度係数の大きい抵抗体(銅線やニッケル線)を巻き線状にしたものである。図2に示すように、第1および第2零点補償抵抗体242aのいずれかは、第1面35a側の第1厚肉部34aに密着して取り付けられている。また、図9に示すように、零点補償素子242(242a、242b)は、ブリッジ回路240の一辺に配置されたひずみゲージ241(241a、241b)と、いずれか直列接続されている。なお、零点補償素子242は、巻き線状の抵抗体に限定されず、例えば、この抵抗体と同様な抵抗値および抵抗温度係数を有するチップ抵抗であってもよい。   The zero compensation element 242 (242a, 242b) is formed by winding a resistor (copper wire or nickel wire) having a large resistance temperature coefficient, like the zero compensation device 42 of the first embodiment. As shown in FIG. 2, one of the first and second zero compensation resistors 242a is attached in close contact with the first thick portion 34a on the first surface 35a side. Also, as shown in FIG. 9, the zero compensation element 242 (242a, 242b) is connected in series with one of the strain gauges 241 (241a, 241b) arranged on one side of the bridge circuit 240. The zero compensation element 242 is not limited to a wound resistor, and may be, for example, a chip resistor having the same resistance value and resistance temperature coefficient as the resistor.

ここで、上述のように、ひずみゲージ241には、温度感度補償型のひずみゲージが使用されている。しかし、各ひずみゲージ241が個体差を有する場合や、各ひずみゲージ241の接着状況が異なる場合、ブリッジ回路240の零点は、周囲温度の変化に応じて変動し、その結果、計量装置20による計量結果が周囲温度の影響を受けることになる。   Here, as described above, the strain gauge 241 is a temperature sensitivity compensation type strain gauge. However, when each strain gauge 241 has an individual difference, or when the adhesion state of each strain gauge 241 is different, the zero point of the bridge circuit 240 fluctuates according to a change in the ambient temperature. The result will be affected by the ambient temperature.

これに対して、本実施の形態では、温度変化による零点の変化量に応じた零点補償素子242が、ブリッジ回路240の一辺に配置されており、対応するひずみゲージ241と直列接続されている。そのため、零点補償素子242は、温度変化によって変動する零点を起歪体31の温度に応じて粗補正する。   On the other hand, in the present embodiment, the zero compensation element 242 corresponding to the amount of change of the zero due to the temperature change is arranged on one side of the bridge circuit 240 and is connected in series with the corresponding strain gauge 241. Therefore, the zero compensation element 242 roughly corrects the zero that fluctuates due to the temperature change according to the temperature of the strain generating body 31.

また、薄肉状の起歪部33は起歪体31の他の部分と比較して熱抵抗が大きく、隣接する起歪部33に挟まれた部分(厚肉部34)は固定端31a側や自由端31b側の取付面から熱的な影響を受けにくい。したがって、厚肉部34に設けられた零点補償素子242は、起歪体31の温度を正確に反映しつつブリッジ回路240の零点を補償することができる。   Further, the thin-walled strain-generating portion 33 has a larger thermal resistance than the other portions of the strain-generating body 31, and the portion sandwiched between the adjacent strain-generating portions 33 (thick wall portion 34) is the fixed end 31a side or Less susceptible to thermal influence from the mounting surface on the free end 31b side. Therefore, the zero compensation element 242 provided in the thick portion 34 can compensate the zero of the bridge circuit 240 while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31.

感温抵抗45は、零点補償素子242と同様に、抵抗温度係数の大きな抵抗体である。図2に示すように、感温抵抗45は、第1面35a側の第1厚肉部34aに密着して取り付けられている。また、感温抵抗45の抵抗温度係数は、信号処理基板50a上に設けられた精密抵抗46a、46b(図9参照)のものと比較して大きい。   The temperature sensitive resistor 45 is a resistor having a large resistance temperature coefficient, like the zero compensation element 242. As shown in FIG. 2, the temperature-sensitive resistor 45 is attached in close contact with the first thick portion 34a on the first surface 35a side. The resistance temperature coefficient of the temperature sensitive resistor 45 is larger than that of the precision resistors 46a and 46b (see FIG. 9) provided on the signal processing board 50a.

したがって、感温抵抗45の両端電圧(温度測定用端子43c、43d間電圧)と、感温抵抗45の抵抗値−温度特性と、に基づいて、起歪体31の温度を算出することができる。このように、本実施の形態において、起歪体31の温度は感温抵抗45の抵抗値の変化に基づいて検出され、感温抵抗45は温度センサとして使用される。   Therefore, the temperature of the strain-generating body 31 can be calculated based on the voltage across the temperature-sensitive resistor 45 (the voltage between the temperature measuring terminals 43c and 43d) and the resistance value-temperature characteristic of the temperature-sensitive resistor 45. . Thus, in the present embodiment, the temperature of the strain generating body 31 is detected based on the change in the resistance value of the temperature sensing resistor 45, and the temperature sensing resistor 45 is used as a temperature sensor.

また、感温抵抗45は、固定端31a側や自由端31b側の取付面からの熱的な影響を受けにくい厚肉部34に密着されており、感温抵抗45の抵抗値は、起歪体31の温度を正確に反映しつつ変動する。そのため、起歪体31の温度は、感温抵抗45の抵抗値の変化に基づいて、起歪体31の温度を正確かつ安定的に検出される。   Further, the temperature-sensitive resistor 45 is in close contact with the thick portion 34 that is not easily influenced by heat from the mounting surface on the fixed end 31a side or the free end 31b side. It fluctuates while accurately reflecting the temperature of the body 31. Therefore, the temperature of the strain generating body 31 is accurately and stably detected based on the change in the resistance value of the temperature sensitive resistor 45.

ここで、本実施の形態のブリッジ回路240と、ひずみゲージ241に代えて第2の実施の形態で使用したひずみゲージ141により形成されるブリッジ回路と、について検討する。上述のように、ひずみゲージ141は自己補償型のひずみゲージであり、ブリッジ回路の入力側には、感度補正用の感温抵抗145(145a、145b)を接続することが必要となる(図8参照)。   Here, the bridge circuit 240 of the present embodiment and the bridge circuit formed by the strain gauge 141 used in the second embodiment instead of the strain gauge 241 will be considered. As described above, the strain gauge 141 is a self-compensating strain gauge, and it is necessary to connect the temperature-sensitive resistor 145 (145a, 145b) for sensitivity correction to the input side of the bridge circuit (FIG. 8). reference).

しかし、ひずみゲージ141の抵抗温度特性は、3(ppm/℃)程度であり、固定抵抗246c、246dの抵抗温度係数は25(ppm/℃)で相対抵抗温度係数は5(ppm/℃)程度である。そのため、ブリッジ回路に印加される電圧(すなわち、入力端子間電圧)は、温度変化による感温抵抗145の抵抗値変動の影響だけでなく、固定抵抗246c、246dの抵抗値変動の影響をも受けることになる。   However, the resistance temperature characteristic of the strain gauge 141 is about 3 (ppm / ° C.), the resistance temperature coefficient of the fixed resistors 246c and 246d is 25 (ppm / ° C.), and the relative resistance temperature coefficient is about 5 (ppm / ° C.). It is. Therefore, the voltage applied to the bridge circuit (that is, the voltage between the input terminals) is affected not only by the resistance value fluctuation of the temperature sensitive resistor 145 due to the temperature change but also by the resistance value fluctuation of the fixed resistors 246c and 246d. It will be.

したがって、2つの自己温度補償型のひずみゲージ141と固定抵抗246c、246dとによって形成されるハーフブリッジ型のブリッジ回路では、直列接続された感温抵抗145を使用しても、出力感度を良好に補正できない場合がある。   Therefore, in the half-bridge type bridge circuit formed by the two self-temperature compensation type strain gauges 141 and the fixed resistors 246c and 246d, the output sensitivity is improved even if the temperature-sensitive resistor 145 connected in series is used. It may not be possible to correct.

これに対して、本実施の形態では、ひずみゲージとして温度感度補償型のひずみゲージ241が使用されており、感度補正用の感温抵抗をブリッジ回路240の入力側47、48に設ける必要がない。そのため、ハーフブリッジ型のブリッジ回路240を形成する場合であっても、出力感度を良好に補正することができる。   On the other hand, in the present embodiment, a temperature sensitivity compensation type strain gauge 241 is used as a strain gauge, and it is not necessary to provide a temperature-sensitive resistor for sensitivity correction on the input sides 47 and 48 of the bridge circuit 240. . Therefore, even when the half-bridge type bridge circuit 240 is formed, the output sensitivity can be corrected favorably.

また、本実施の形態では、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45と、ブリッジ回路240とは、電源46に対して並列に接続されている。これにより、電源46からの供給電圧は、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45によって分圧される。そのため、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45の抵抗値を調整することによって、感温抵抗45の発熱を抑制することができる。その結果、正確な温度検出が可能となるとともに、電源投入時において感温抵抗45の両端電圧(すなわち、感温抵抗45からの出力)が安定するまでの時間を短縮することが可能となり、選別対象物5の計量精度を向上させることができる。   In the present embodiment, the precision resistors 46 a and 46 b, the temperature sensitive resistor 45, and the bridge circuit 240 are connected in parallel to the power supply 46. As a result, the supply voltage from the power source 46 is divided by the precision resistors 46 a and 46 b and the temperature sensitive resistor 45. Therefore, the heat generation of the temperature sensitive resistor 45 can be suppressed by adjusting the resistance values of the precision resistors 46 a and 46 b and the temperature sensitive resistor 45. As a result, accurate temperature detection becomes possible, and it is possible to shorten the time until the voltage across the temperature sensing resistor 45 (that is, the output from the temperature sensing resistor 45) stabilizes when the power is turned on. The measurement accuracy of the object 5 can be improved.

信号処理部50は、ブリッジ回路240からの信号(例えば、荷重信号)に基づく信号処理を実行する。図9に示すように、信号処理部50は、主として、固定ゲイン増幅部51aと、A/D変換部51bと、メモリ53と、CPU54と、を有しており、これら各要素51a、51b、53、54は信号処理基板50a上に設けられている。   The signal processing unit 50 executes signal processing based on a signal (for example, a load signal) from the bridge circuit 240. As shown in FIG. 9, the signal processing unit 50 mainly includes a fixed gain amplification unit 51a, an A / D conversion unit 51b, a memory 53, and a CPU 54. These elements 51a, 51b, 53 and 54 are provided on the signal processing board 50a.

メモリ53は、例えば不揮発性メモリによって構成された記憶部であり、プログラムや変数等を格納する。また、CPU54は、メモリ53に格納されたプログラムに従った制御を実行する。したがって、CPU54は、このプログラムに従って、A/D変換部51bによる変換処理、零点および出力感度の補償演算処理、および重量演算処理等を所定のタイミングで実行することができる。   The memory 53 is a storage unit configured by, for example, a nonvolatile memory, and stores programs, variables, and the like. Further, the CPU 54 executes control according to a program stored in the memory 53. Therefore, the CPU 54 can execute the conversion process by the A / D conversion unit 51b, the zero point and output sensitivity compensation calculation process, the weight calculation process, and the like at a predetermined timing according to this program.

ここで、図9に示すように、信号処理部50のCPU54は、メモリ53に格納されたプログラムに基づき、主として、零点補償演算機能および感度補償演算機能(補償演算部52が対応)と、重量演算処理機能(重量演算部55が対応)と、を実現する。   Here, as shown in FIG. 9, the CPU 54 of the signal processing unit 50 is mainly based on the program stored in the memory 53, the zero point compensation calculation function and the sensitivity compensation calculation function (the compensation calculation unit 52 corresponds), the weight An arithmetic processing function (corresponding to the weight calculation unit 55) is realized.

固定ゲイン増幅部51aは、アナログ信号として検出されたブリッジ回路240の出力電圧、(出力端子243a、243b間電圧)および感温抵抗45の両端電圧(すなわち、感温抵抗45からの出力)を各々一定の増幅度(増幅率が1倍の場合を含む)で増幅する。また、A/D変換部51bは、固定ゲイン増幅部51aから出力された増幅後のアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、変換後のデジタル信号は、CPU54に入力される。   The fixed gain amplifying unit 51a outputs the output voltage of the bridge circuit 240 detected as an analog signal (the voltage between the output terminals 243a and 243b) and the voltage across the temperature sensing resistor 45 (that is, the output from the temperature sensing resistor 45). Amplification is performed at a constant amplification factor (including the case where the amplification factor is 1). The A / D converter 51b converts the amplified analog signal output from the fixed gain amplifier 51a into a digital signal. The converted digital signal is input to the CPU 54.

CPU54の補償演算部52は、零点補償素子42によってブリッジ回路240の零点が補償され、かつ、ひずみゲージ241によってブリッジ回路240の出力感度が補償されることにより粗補正されたブリッジ出力につき、感温抵抗45(温度センサ)による検出結果に基づいて精補正する。これにより、ブリッジ回路240の零点および出力感度は、補償演算部52によってさらに補償される(数1および数3参照)。   The compensation calculation unit 52 of the CPU 54 detects the temperature of the bridge output that has been coarsely corrected by compensating the zero point of the bridge circuit 240 by the zero point compensation element 42 and compensating the output sensitivity of the bridge circuit 240 by the strain gauge 241. Fine correction is performed based on the detection result of the resistor 45 (temperature sensor). Thereby, the zero point and output sensitivity of the bridge circuit 240 are further compensated by the compensation calculation unit 52 (see Equations 1 and 3).

CPU54の重量演算部55は、精補正されたブリッジ回路240の出力に基づいて、選別対象物5の重量を演算する。振分装置60は、重量演算部55の演算結果に基づいて振り分け処理を実行する。   The weight calculation unit 55 of the CPU 54 calculates the weight of the selection target object 5 based on the output of the bridge circuit 240 that has been precisely corrected. The sorting device 60 executes the sorting process based on the calculation result of the weight calculation unit 55.

<3.2.第3の実施の形態のロードセルユニットの利点>
以上のように、第3の実施の形態のブリッジ回路240には、第1の実施の形態と同様に、零点補償素子42および温度感度補償型のひずみゲージ241によって回路的(ハードウェア的)な零点補償および感度補償が施される。また、回路的に補償されたブリッジ出力に対して、さらにソフトウェア的な零点および出力感度の補償が施される。
<3.2. Advantages of Load Cell Unit of Third Embodiment>
As described above, the bridge circuit 240 according to the third embodiment is circuit-like (hardware-like) by the zero-point compensation element 42 and the temperature sensitivity compensation type strain gauge 241 as in the first embodiment. Zero compensation and sensitivity compensation are performed. Further, the zero compensation of the software and the output sensitivity are further compensated for the bridge output compensated for in circuit.

また、零点補償素子42は、厚肉部34に設けられており、起歪体31の温度を正確に反映しつつブリッジ回路240の零点を粗補正することができる。さらに、感温抵抗45は、零点補償素子42と同様に厚肉部34に設けられており、起歪体31の温度を正確かつ安定的に検出することができる。   The zero compensation element 42 is provided in the thick portion 34 and can roughly correct the zero of the bridge circuit 240 while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31. Further, the temperature-sensitive resistor 45 is provided in the thick portion 34 similarly to the zero compensation element 42, and can detect the temperature of the strain generating body 31 accurately and stably.

そのため、第3の実施の形態では、ブリッジ回路240の出力精度をさらに向上させることができ、その結果、ロードセルユニット230による計量結果の再現性をさらに向上させることができる。   Therefore, in the third embodiment, the output accuracy of the bridge circuit 240 can be further improved, and as a result, the reproducibility of the measurement result by the load cell unit 230 can be further improved.

また、第3の実施の形態のロードセルユニット230は、第1の実施の形態と同様に、2種類の零点補償と、2種類の温度感度補償とを実行することができ、高精度に制御されたブリッジ回路240の出力に基づいて各選別対象物5の重量を演算することができる。そのため、重量選別機200のように、選別対象物5の荷重と、計量コンベア21(風袋)の荷重とが起歪体31にかかる場合であっても、温度変化によって変動するブリッジ出力の影響を低減させることができ、選別対象物5を再現性良く計量することができる。   In addition, the load cell unit 230 of the third embodiment can execute two types of zero compensation and two types of temperature sensitivity compensation, as in the first embodiment, and is controlled with high accuracy. The weight of each selection object 5 can be calculated based on the output of the bridge circuit 240. Therefore, even when the load of the sorting object 5 and the load of the weighing conveyor 21 (tare) are applied to the strain generating body 31 as in the weight sorter 200, the influence of the bridge output that fluctuates due to the temperature change is affected. Therefore, the selection object 5 can be weighed with good reproducibility.

さらに、本実施の形態では、ひずみゲージとして温度感度補償型のものが使用されており、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45とブリッジ回路240とは、電源46に対して並列に接続されている。そのため、精密抵抗46a、46b、および感温抵抗45の抵抗値を調整することによって、感温抵抗45の発熱を抑制することができる。その結果、正確な温度検出が可能となるとともに、電源投入時において感温抵抗45の両端電圧(すなわち、感温抵抗45からの出力)が安定するまでの時間を短縮することが可能となり、選別対象物5の計量精度を向上させることができる。   Furthermore, in this embodiment, a temperature sensitivity compensation type strain gauge is used, and the precision resistors 46a and 46b, the temperature sensitive resistor 45 and the bridge circuit 240 are connected in parallel to the power supply 46. ing. Therefore, the heat generation of the temperature sensitive resistor 45 can be suppressed by adjusting the resistance values of the precision resistors 46 a and 46 b and the temperature sensitive resistor 45. As a result, accurate temperature detection becomes possible, and it is possible to shorten the time until the voltage across the temperature sensing resistor 45 (that is, the output from the temperature sensing resistor 45) stabilizes when the power is turned on. The measurement accuracy of the object 5 can be improved.

<4.第4の実施の形態>
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。ここで、第4の実施の形態の重量選別機400は、ブリッジ回路140からの信号の取得方法が相違する点と、信号処理部の構成が相違する点と、を除いては、第2の実施の形態の重量選別機100と同じである。そこで、以下では、この相違点を中心に説明する。
<4. Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Here, the weight sorter 400 according to the fourth embodiment is different from the second method except that the signal acquisition method from the bridge circuit 140 is different from the signal processing unit. This is the same as the weight sorter 100 of the embodiment. Therefore, in the following, this difference will be mainly described.

なお、以下の説明において、第2の実施の形態の重量選別機100における構成要素と同様な構成要素については同一符号を付している。これら同一符号の構成要素は、第2の実施の形態において説明済みであるため、本実施形態では説明を省略する。   In addition, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the component in the weight sorter 100 of 2nd Embodiment. Since the components with the same reference numerals have already been described in the second embodiment, description thereof will be omitted in this embodiment.

<4.1.ロードセルユニットの構成>
図2および図3は、それぞれロードセルユニット430のハードウェア構成の一例を示す正面図および平面図である。また、図4は、ひずみゲージ141の構成の一例を示す表面図である。さらに、図10は、ロードセルユニット430のブロック回路図である。図2ないし図4、および図10に示すように、ロードセルユニット430は、主として、起歪体31と、複数のひずみゲージ141(141a〜141d)と、零点補償素子42と、感温抵抗445と、複数(本実施の形態では4つ)の精密抵抗446(446a〜446d)と、信号処理部450と、を備えている。ここで、ひずみゲージ141としては、第2の実施の形態で説明したようように、自己温度補償型のひずみゲージが使用されている。
<4.1. Configuration of load cell unit>
2 and 3 are a front view and a plan view showing an example of the hardware configuration of the load cell unit 430, respectively. FIG. 4 is a surface view showing an example of the configuration of the strain gauge 141. Further, FIG. 10 is a block circuit diagram of the load cell unit 430. As shown in FIGS. 2 to 4 and 10, the load cell unit 430 mainly includes a strain generating body 31, a plurality of strain gauges 141 (141 a to 141 d), a zero compensation element 42, and a temperature sensitive resistor 445. , A plurality (four in this embodiment) of precision resistors 446 (446a to 446d) and a signal processing unit 450 are provided. Here, as described in the second embodiment, a self-temperature compensation type strain gauge is used as the strain gauge 141.

感温抵抗445は、第2の実施の形態の感温抵抗145と同様に、抵抗温度係数の大きな抵抗体である。例えば、感温抵抗445にはニッケル(Ni)系、銅(Cu)系、または白金(Pt)系の材料が使用されている。図2に示すように、感温抵抗445は、第1面35a側の第1厚肉部34aに密着して取り付けられている。   The temperature sensitive resistor 445 is a resistor having a large resistance temperature coefficient, similarly to the temperature sensitive resistor 145 of the second embodiment. For example, a nickel (Ni) -based, copper (Cu) -based, or platinum (Pt) -based material is used for the temperature sensitive resistor 445. As shown in FIG. 2, the temperature-sensitive resistor 445 is attached in close contact with the first thick portion 34a on the first surface 35a side.

精密抵抗446a〜446dは、それぞれ温度変化による抵抗変動の小さな抵抗体である。図10に示すように、精密抵抗446a〜446cは、信号処理基板50a上に設けられており、上からこの順番に電気的に接続されている。また、精密抵抗446aは電源46のプラス側と、精密抵抗446cは電源46のマイナス側と、それぞれ電気的に接続されている。さらに、図10に示すように、精密抵抗446dは、感温抵抗445と電気的に接続されている。   Each of the precision resistors 446a to 446d is a resistor having a small resistance variation due to a temperature change. As shown in FIG. 10, the precision resistors 446a to 446c are provided on the signal processing board 50a, and are electrically connected in this order from the top. The precision resistor 446a is electrically connected to the plus side of the power source 46, and the precision resistor 446c is electrically connected to the minus side of the power source 46. Furthermore, as shown in FIG. 10, the precision resistor 446d is electrically connected to the temperature sensitive resistor 445.

切替部448(448a、448b)は、いわゆる切替スイッチである。図10に示すように、切替部448aがプラス出力端子143a側に、切替部448bがマイナス出力端子143b側に、それぞれ切り替えられることにより(すなわち、各切替部448が下側に切り替えられることにより:図10参照)、可変ゲイン増幅部451aには、ブリッジ回路140のブリッジ出力が入力される。   The switching unit 448 (448a, 448b) is a so-called selector switch. As shown in FIG. 10, the switching unit 448a is switched to the plus output terminal 143a side and the switching unit 448b is switched to the minus output terminal 143b side (that is, each switching unit 448 is switched to the lower side: The bridge output of the bridge circuit 140 is input to the variable gain amplifying unit 451a.

一方、切替部448aが基準電圧用端子443c側に、切替部448bが基準電圧用端子443d側に、それぞれ切り替えられることにより(すなわち、各切替部448が上側に切り替えられことにより)、可変ゲイン増幅部451aには、精密抵抗446bの両端電圧(すなわち、精密抵抗446bからの出力)が入力される。ここで、後述するように、精密抵抗446bの両端電圧は、起歪体31の温度検出においては、略一定値を有する基準出力として使用される。   On the other hand, when the switching unit 448a is switched to the reference voltage terminal 443c side and the switching unit 448b is switched to the reference voltage terminal 443d side (that is, each switching unit 448 is switched to the upper side), variable gain amplification is performed. The voltage across the precision resistor 446b (that is, the output from the precision resistor 446b) is input to the part 451a. Here, as will be described later, the voltage across the precision resistor 446 b is used as a reference output having a substantially constant value in the temperature detection of the strain generating body 31.

このように、各切替部448は、ブリッジ出力と基準出力とを切り替えて、可変ゲイン増幅部451aに入力することができる。   As described above, each switching unit 448 can switch between the bridge output and the reference output and input the variable output to the variable gain amplifying unit 451a.

信号処理部450は、入力信号に対して所定の信号処理を実行する。図10に示すように、信号処理部450は、主として、可変ゲイン増幅部451aと、A/D変換部51bと、メモリ53と、CPU54と、を有しており、これら各要素451a、51b、53、54は、信号処理基板50a上に設けられている。   The signal processing unit 450 performs predetermined signal processing on the input signal. As shown in FIG. 10, the signal processing unit 450 mainly includes a variable gain amplification unit 451a, an A / D conversion unit 51b, a memory 53, and a CPU 54. These elements 451a, 51b, 53 and 54 are provided on the signal processing board 50a.

可変ゲイン増幅部451aは、例えばインスツルメンテーションアンプによって構成されており、図10に示すように、感温抵抗445および精密抵抗446dと接続されている。これにより、可変ゲイン増幅部451aの増幅度は、起歪体31の温度変化に応じた感温抵抗445の抵抗値に基づいて制御される。そして、可変ゲイン増幅部451aは、この増幅度に基づいて入力信号を増幅する。   The variable gain amplifying unit 451a is configured by an instrumentation amplifier, for example, and is connected to a temperature sensitive resistor 445 and a precision resistor 446d as shown in FIG. Thereby, the amplification degree of the variable gain amplifier 451a is controlled based on the resistance value of the temperature sensitive resistor 445 corresponding to the temperature change of the strain generating body 31. The variable gain amplifying unit 451a amplifies the input signal based on the amplification degree.

また、A/D変換部51bは、可変ゲイン増幅部451aから出力された増幅後のアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、変換後のデジタル信号は、CPU54に入力される。   The A / D converter 51b converts the amplified analog signal output from the variable gain amplifier 451a into a digital signal. The converted digital signal is input to the CPU 54.

ここで、起歪体31の縦弾性係数(ヤング率)は、温度上昇にともなって低下し、同一応力におけるひずみ量が増大する。そのため、温度が上昇すると、ブリッジ回路140の出力感度が増加する。一方、本実施の形態において、可変ゲイン増幅部451aの増幅度は、起歪体31の温度が上昇(これにともなって感温抵抗445の抵抗値が増加)するにしたがって小さくなるように設定されている。   Here, the longitudinal elastic modulus (Young's modulus) of the strain generating body 31 decreases as the temperature rises, and the amount of strain under the same stress increases. Therefore, when the temperature rises, the output sensitivity of the bridge circuit 140 increases. On the other hand, in the present embodiment, the amplification degree of the variable gain amplifying unit 451a is set so as to decrease as the temperature of the strain generating body 31 increases (the resistance value of the temperature sensitive resistor 445 increases accordingly). ing.

したがって、適切な感温抵抗445が予め選択されるとともに、各切替部448がブリッジ出力側(下側)に切り替えられ、入力信号としてブリッジ回路140のブリッジ出力が可変ゲイン増幅部451aに入力される場合には、可変ゲイン増幅部451aは、温度変化に起因する起歪体31の縦弾性係数の変化量を補償してブリッジ出力を粗補正することができる。その結果、ブリッジ回路140の出力感度が補償される。   Accordingly, an appropriate temperature-sensitive resistor 445 is selected in advance, and each switching unit 448 is switched to the bridge output side (lower side), and the bridge output of the bridge circuit 140 is input to the variable gain amplification unit 451a as an input signal. In this case, the variable gain amplifying unit 451a can roughly correct the bridge output by compensating for the amount of change in the longitudinal elastic coefficient of the strain generating body 31 due to the temperature change. As a result, the output sensitivity of the bridge circuit 140 is compensated.

すなわち、感温抵抗445と電気的に接続された可変ゲイン増幅部451aが使用される場合、図7に示すように、出力感度の変動率ΔVの変動幅Rs2は、感温抵抗445および可変ゲイン増幅部451aが使用されない場合の変動幅Rs1と比較して小さくなる。また、曲線Cs1における変動率ΔVの温度変化は600(ppm/℃)程度である、一方、曲線Cs2における変動率ΔVの温度変化は15(ppm/℃)程度である。   That is, when the variable gain amplifying unit 451a electrically connected to the temperature sensitive resistor 445 is used, as shown in FIG. 7, the fluctuation range Rs2 of the output sensitivity fluctuation rate ΔV is equal to the temperature sensitive resistor 445 and the variable gain. This is smaller than the fluctuation range Rs1 when the amplifying unit 451a is not used. Further, the temperature change of the variation rate ΔV in the curve Cs1 is about 600 (ppm / ° C.), while the temperature change of the variation rate ΔV in the curve Cs2 is about 15 (ppm / ° C.).

このように、感温抵抗445および可変ゲイン増幅部451aが使用されることにより、出力感度の変動幅Rsを一定の範囲内に収めることができ、変動率ΔVの温度変化を15(ppm/℃)程度に抑制することができる。   Thus, by using the temperature-sensitive resistor 445 and the variable gain amplifying unit 451a, the fluctuation range Rs of the output sensitivity can be kept within a certain range, and the temperature change of the fluctuation rate ΔV is 15 (ppm / ° C. ) To a certain extent.

これに対して、各切替部448が基準出力側(上側)に切り替えられて、入力信号として基準出力が可変ゲイン増幅部451aに入力される場合には、可変ゲイン増幅部451aは、感温抵抗445の抵抗値に応じた出力信号を出力する。   On the other hand, when each switching unit 448 is switched to the reference output side (upper side) and the reference output is input to the variable gain amplifying unit 451a as the input signal, the variable gain amplifying unit 451a An output signal corresponding to the resistance value of 445 is output.

ここで、基準出力側(温度検出モード)と、ブリッジ出力側(ブリッジ出力検出モード)との間で、各切替部448を切り替えるタイミングについて説明する。図11および図12は、ブリッジ出力検出モードと温度検出モードとの切替タイミングを説明するための図である。   Here, the timing for switching each switching unit 448 between the reference output side (temperature detection mode) and the bridge output side (bridge output detection mode) will be described. 11 and 12 are diagrams for explaining the switching timing between the bridge output detection mode and the temperature detection mode.

例えば、図11に示すように、検出モードが、一定間隔で温度検出モードに切り替えられ、一定間隔で起歪体31の温度が計測されるように各切替部448の動作が制御されてもよい。また、図12に示すように、非計量期間においては一定間隔で温度検出モードに切り替えられ、計量処理が実行される場合にはブリッジ出力検出モードとなるように、各切替部448の動作が制御されてもよい。   For example, as shown in FIG. 11, the operation of each switching unit 448 may be controlled so that the detection mode is switched to the temperature detection mode at regular intervals, and the temperature of the strain body 31 is measured at regular intervals. . In addition, as shown in FIG. 12, the operation of each switching unit 448 is controlled so that the temperature detection mode is switched at regular intervals during the non-measurement period and the bridge output detection mode is set when the measurement process is executed. May be.

なお、本実施の形態では、A/D変換部51bの出力信号にデジタルフィルタ処理が施される。そのため、フィルタ処理に伴う遅れ時間が発生せず、図11および図12に示すように、両モードを所定間隔で切り替えることができる。   In the present embodiment, digital filter processing is performed on the output signal of the A / D converter 51b. Therefore, the delay time associated with the filter processing does not occur, and both modes can be switched at a predetermined interval as shown in FIGS.

CPU54の補償演算部52は、可変ゲイン増幅部451aからの出力信号に基づいた補償演算処理を実行する。例えば、切替部448が基準出力側(上側)に切り替えられて、可変ゲイン増幅部451aの入力信号として基準出力が入力される場合には、補償演算部52は、可変ゲイン増幅部451aから出力され、A/D変換部51bでデジタル変換されたデジテル信号に基づいて、起歪体31の温度を演算する。   The compensation computation unit 52 of the CPU 54 executes compensation computation processing based on the output signal from the variable gain amplification unit 451a. For example, when the switching unit 448 is switched to the reference output side (upper side) and a reference output is input as an input signal of the variable gain amplification unit 451a, the compensation calculation unit 52 is output from the variable gain amplification unit 451a. Based on the digitized signal digitally converted by the A / D converter 51b, the temperature of the strain generating body 31 is calculated.

また、切替部448がブリッジ出力側に切り替えられて、可変ゲイン増幅部451aの入力信号としてブリッジ出力が入力される場合には、補償演算部52は、粗補正されたブリッジ出力を精補正する。   When the switching unit 448 is switched to the bridge output side and a bridge output is input as an input signal of the variable gain amplifying unit 451a, the compensation calculation unit 52 finely corrects the coarsely corrected bridge output.

すなわち、零点補償素子42によって零点が補償され、かつ、可変ゲイン増幅部451aによって出力感度が補償されることにより、ブリッジ出力は粗補正される。そして、粗補正されたブリッジ出力は、温度センサとして使用された感温抵抗445の検出結果に基づいて精補正される。すなわち、ブリッジ回路140の零点および出力感度は、さらに補償され(数1および数3参照)、変動率ΔVの温度変化は、さらに1〜5(ppm/℃)程度まで抑制される。   That is, the zero point is compensated by the zero point compensation element 42, and the output sensitivity is compensated by the variable gain amplifying unit 451a, whereby the bridge output is roughly corrected. The coarsely corrected bridge output is finely corrected based on the detection result of the temperature sensitive resistor 445 used as the temperature sensor. That is, the zero point and output sensitivity of the bridge circuit 140 are further compensated (see Equations 1 and 3), and the temperature change of the variation rate ΔV is further suppressed to about 1 to 5 (ppm / ° C.).

CPU54の重量演算部55は、精補正されたブリッジ回路140の出力に基づいて、選別対象物5の重量を演算する。振分装置60は、重量演算部55の演算結果に基づいて振り分け処理を実行する。   The weight calculation unit 55 of the CPU 54 calculates the weight of the selection target object 5 based on the output of the bridge circuit 140 that has been finely corrected. The sorting device 60 executes the sorting process based on the calculation result of the weight calculation unit 55.

<4.2.第4の実施の形態のロードセルユニットおよび重量選別機の利点>
以上のように、第4の実施の形態では、零点補償素子42と、感温抵抗445が接続された可変ゲイン増幅部451aと、によって回路的(ハードウェア的)な零点補償および感度補償が施される。また、回路的に補償されたブリッジ出力に対して、さらにソフトウェア的な零点および出力感度の補償が施される。
<4.2. Advantages of Load Cell Unit and Weight Sorter of Fourth Embodiment>
As described above, in the fourth embodiment, circuit-like (hardware-like) zero compensation and sensitivity compensation are performed by the zero compensation element 42 and the variable gain amplification unit 451a to which the temperature sensitive resistor 445 is connected. Is done. Further, the zero compensation of the software and the output sensitivity are further compensated for the bridge output compensated for in circuit.

また、零点補償素子42は、厚肉部34に設けられており、起歪体31の温度を正確に反映しつつブリッジ回路40の零点を補償することができる。さらに、感温抵抗445は、零点補償素子42と同様に、厚肉部34に設けられている。これにより、可変ゲイン増幅部451aは、起歪体31の温度を正確に反映しつつブリッジ回路140の出力感度を補償することができる。また、補償演算部52は、起歪体31の温度を正確かつ安定的に検出することができる。そのため、ブリッジ回路140の出力精度をさらに向上させることができ、その結果、ロードセルユニット430による計量結果の再現性をさらに向上させることができる。   The zero compensation element 42 is provided in the thick portion 34 and can compensate the zero of the bridge circuit 40 while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31. Further, the temperature-sensitive resistor 445 is provided in the thick portion 34, similarly to the zero compensation element 42. Thereby, the variable gain amplifying unit 451a can compensate the output sensitivity of the bridge circuit 140 while accurately reflecting the temperature of the strain generating body 31. Further, the compensation calculation unit 52 can accurately and stably detect the temperature of the strain-generating body 31. Therefore, the output accuracy of the bridge circuit 140 can be further improved, and as a result, the reproducibility of the measurement result by the load cell unit 430 can be further improved.

また、第4の実施の形態の重量選別機400は、2種類の零点補償と、2種類の温度感度補償とを実行することができ、高精度に制御されたブリッジ回路140の出力に基づいて各選別対象物5の重量を演算することができる。そのため、重量選別機400のように、選別対象物5の荷重と、計量コンベア21(風袋)の荷重とが起歪体31にかかる場合であっても、温度変化によって変動するブリッジ出力の影響を低減させることができ、選別対象物5を再現性良く計量することができる。   The weight sorter 400 according to the fourth embodiment can execute two types of zero compensation and two types of temperature sensitivity compensation based on the output of the bridge circuit 140 controlled with high accuracy. The weight of each sorting object 5 can be calculated. Therefore, even when the load of the sorting object 5 and the load of the weighing conveyor 21 (tare) are applied to the strain generating body 31 as in the weight sorter 400, the influence of the bridge output that fluctuates due to the temperature change is affected. Therefore, the selection object 5 can be weighed with good reproducibility.

さらに、第4の実施の形態において、感温抵抗445および可変ゲイン増幅部451aは、温度変動による起歪体の縦弾性係数の変化を補償してブリッジ回路140の出力を補正する感度補償部としてだけでなく、起歪体31の温度センサとしても使用することができる。そのため、ロードセルユニット430の部品点数を低減させ、ロードセルユニットの製造コストを低減させることができる。   Furthermore, in the fourth embodiment, the temperature-sensitive resistor 445 and the variable gain amplifying unit 451a serve as a sensitivity compensation unit that compensates for the change in the longitudinal elastic coefficient of the strain generating body due to temperature fluctuations and corrects the output of the bridge circuit 140. In addition, it can be used as a temperature sensor for the strain body 31. Therefore, the number of parts of the load cell unit 430 can be reduced, and the manufacturing cost of the load cell unit can be reduced.

<5.変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
<5. Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.

(1)第2の実施の形態において、感温抵抗145(145a、145b)は、ブリッジ回路140のプラスおよびマイナス入力側147、148のいずれにも直列接続されているものとして説明したが、これに限定されるものでない。   (1) In the second embodiment, the temperature-sensitive resistor 145 (145a, 145b) has been described as being connected in series to both the positive and negative input sides 147, 148 of the bridge circuit 140. It is not limited to.

感温抵抗145は、例えば、ブリッジ回路140のプラス入力側147にのみ接続されてもよいし(図13参照)、ブリッジ回路140のマイナス入力側148にのみ接続されてもよい。これにより、部品点数を低減することができ、ロードセルユニット30の製造コストを低減させることができる。このように、感温抵抗145は、ブリッジ回路140のプラスおよびマイナス入力側147、148の少なくとも一方に直列接続されていればよい。なお、感温抵抗145の材料としては、ブリッジ回路140の出力感度に応じて、ニッケル(Ni)系、銅(Cu)系、または白金(Pt)系等の材料が選択される。   For example, the temperature-sensitive resistor 145 may be connected only to the plus input side 147 of the bridge circuit 140 (see FIG. 13), or may be connected only to the minus input side 148 of the bridge circuit 140. Thereby, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost of the load cell unit 30 can be reduced. As described above, the temperature-sensitive resistor 145 only needs to be connected in series to at least one of the plus and minus input sides 147 and 148 of the bridge circuit 140. As a material for the temperature sensitive resistor 145, a material such as nickel (Ni), copper (Cu), or platinum (Pt) is selected according to the output sensitivity of the bridge circuit 140.

(2)また、第1ないし第3の実施の形態において、信号処理部50は起歪体31と別体に構成されているものとして図示したが(図1参照)、信号処理部50の配置はこれに限定されるものでなく、起歪体31と信号処理部50とは一体的に構成されてもよい。   (2) In the first to third embodiments, the signal processing unit 50 is illustrated as being configured separately from the strain body 31 (see FIG. 1). However, the strain generating body 31 and the signal processing unit 50 may be configured integrally.

(3)また、第1ないし第3の実施の形態において、ロードセルユニット30、130、230、430は、重量選別機1、100、200、400での計量処理に使用されるものとして説明したが、ロードセルユニット130の適用対象は、これに限定されるものでない。   (3) In the first to third embodiments, the load cell units 30, 130, 230, and 430 have been described as being used for the weighing process in the weight sorters 1, 100, 200, and 400. The application target of the load cell unit 130 is not limited to this.

図14は、ロードセルユニット30(130、230)を適用した装置(秤300)の他の例を示す正面図である。秤300は、高精度な計量結果が要求される工業用秤であり、静止状態とされた計量対象物305の重量を計量する装置である。図14に示すように、秤300は、主として、ロードセルユニット30(130、230)と、上皿部310と、を備えている。なお、以下では、主として、第1の実施の形態のロードセルユニット30を使用する場合について説明する。なお、秤300は、第1ないし第3の実施の形態の重量選別機1、100、200、400と同様に、計量された重量を変換することによって計量対象物の質量を取得している。   FIG. 14 is a front view showing another example of a device (balance 300) to which the load cell unit 30 (130, 230) is applied. The scale 300 is an industrial scale that requires high-precision weighing results, and is a device that measures the weight of the weighing object 305 in a stationary state. As shown in FIG. 14, the scale 300 mainly includes a load cell unit 30 (130, 230) and an upper plate part 310. In the following, the case where the load cell unit 30 of the first embodiment is used will be mainly described. Note that the scale 300 acquires the mass of the measurement object by converting the measured weight in the same manner as the weight sorters 1, 100, 200, and 400 of the first to third embodiments.

上皿部310は、計量対象物305を載荷する載荷部として使用される。図14に示すように、上皿部310は、取付部材325を介して起歪体31の自由端31b側で支持されている。また、起歪体31の固定端31aは、本体部320内の固定部321に取り付けられている。したがって、起歪体31は、荷重方向AR3(略Z軸方向)の荷重を受け持つ。そして、信号処理部50は、ブリッジ回路40(図5参照)から出力された荷重信号に基づいて、計量対象物305の重量を演算する。   The upper plate part 310 is used as a loading part for loading the weighing object 305. As shown in FIG. 14, the upper plate 310 is supported on the free end 31 b side of the strain body 31 via an attachment member 325. Further, the fixed end 31 a of the strain body 31 is attached to a fixed portion 321 in the main body 320. Therefore, the strain body 31 is responsible for the load in the load direction AR3 (substantially Z-axis direction). Then, the signal processing unit 50 calculates the weight of the weighing object 305 based on the load signal output from the bridge circuit 40 (see FIG. 5).

このように、秤300のブリッジ回路40(140、240)には、回路的(ハードウェア的)な零点および出力感度補償と、ソフトウェア的な零点および出力感度補償とが施されており、高精度に制御されたブリッジ出力に基づいて各計量対象物305の重量を算出することができる。そのため、ロードセルユニット30(130、230)の最大容量に対する最小目量を小さく設定することが可能となり、その結果、計量対象物の計量精度(計量分解能)をさらに向上させることができる。例えば、原材料に微量の添加物が添加される場合であっても、この添加物の重量を正確に計量することができる。   As described above, the bridge circuit 40 (140, 240) of the scale 300 is provided with circuit-like (hardware-like) zero point and output sensitivity compensation and software zero point and output sensitivity compensation. The weight of each measurement object 305 can be calculated on the basis of the bridge output controlled to the above. Therefore, it is possible to set the minimum scale for the maximum capacity of the load cell unit 30 (130, 230) small, and as a result, the measurement accuracy (measurement resolution) of the measurement object can be further improved. For example, even when a small amount of additive is added to the raw material, the weight of the additive can be accurately measured.

本発明の第1ないし第3の実施の形態における重量選別機の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the weight sorter in the 1st thru | or 3rd embodiment of this invention. 本発明の第1ないし第3の実施の形態におけるロードセルユニットのハードウェア構成の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the hardware constitutions of the load cell unit in the 1st thru | or 3rd Embodiment of this invention. 第1ないし第3の実施の形態におけるロードセルユニットのハードウェア構成の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the hardware constitutions of the load cell unit in 1st thru | or 3rd Embodiment. 第1ないし第3の実施の形態におけるひずみゲージの構成の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a structure of the strain gauge in 1st thru | or 3rd Embodiment. 第1の実施の形態におけるロードセルユニットのブロック回路図である。It is a block circuit diagram of the load cell unit in a 1st embodiment. ブリッジ回路の零点と起歪体の温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the zero of a bridge circuit, and the temperature of a strain body. ブリッジ回路の出力感度と起歪体の温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the output sensitivity of a bridge circuit, and the temperature of a strain body. 第2の実施の形態におけるロードセルユニットのブロック回路図である。It is a block circuit diagram of the load cell unit in 2nd Embodiment. 第3の実施の形態におけるロードセルユニットのブロック回路図である。It is a block circuit diagram of the load cell unit in 3rd Embodiment. 第4の実施の形態におけるロードセルユニットのブロック回路図である。It is a block circuit diagram of the load cell unit in 4th Embodiment. 第4の実施の形態におけるブリッジ出力検出モードと温度検出モードとの切替タイミングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the switching timing of the bridge | bridging output detection mode in 4th Embodiment, and temperature detection mode. 第4の実施の形態におけるブリッジ出力検出モードと温度検出モードとの切替タイミングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the switching timing of the bridge | bridging output detection mode in 4th Embodiment, and temperature detection mode. 変形例におけるロードセルユニットのブロック回路図である。It is a block circuit diagram of the load cell unit in a modification. 本発明の実施の形態におけるロードセルユニットを適用した装置の他の例を示す正面図である。It is a front view which shows the other example of the apparatus to which the load cell unit in embodiment of this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1、100、200、400 重量選別機
5 選別対象物
10 取込装置
20 計量装置
21 計量コンベア
30、130、230 ロードセルユニット
31 起歪体
31a 固定端
31b 自由端
32 貫通孔
32a 内壁面
33 起歪部
34 厚肉部
35 外周面
35a 第1面
35b 第2面
40、140、240 ブリッジ回路
40a ベース部材
40b 抵抗体
41、141、241 ひずみゲージ
42、242 零点補償素子
45、145、445 感温抵抗
50、450 信号処理部
50a 信号処理基板
60 振分装置
300 秤
310 上皿部
AR2 荷重方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100,200,400 Weight sorter 5 Sorting object 10 Take-in device 20 Weighing device 21 Weighing conveyor 30, 130, 230 Load cell unit 31 Strain body 31a Fixed end 31b Free end 32 Through hole 32a Inner wall surface 33 Strain Part 34 Thick part 35 Outer peripheral surface 35a First surface 35b Second surface 40, 140, 240 Bridge circuit 40a Base member 40b Resistor 41, 141, 241 Strain gauge 42, 242 Zero compensation element 45, 145, 445 Temperature sensitive resistance 50, 450 Signal processing unit 50a Signal processing board 60 Sorting device 300 Scale 310 Upper plate part AR2 Load direction

Claims (14)

被計量物の重量を荷重信号に基づいて計量するロードセルユニットであって、
(a) 貫通孔が設けられた金属ブロックであり、前記貫通孔の内壁面と前記金属ブロックの外周面とに挟まれた薄肉状の起歪部を複数有する起歪体と、
(b) 複数の起歪部のうち対応する起歪部に配置されており、温度変化に起因する前記起歪体の縦弾性係数の変化量を補償して前記ブリッジ回路のブリッジ出力を粗補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度を補償する温度感度補償型のひずみゲージと、
(c) 前記ひずみゲージによって形成されたブリッジ回路と、
(d) 前記ブリッジ回路の一辺に配置されたひずみゲージと直列接続されており、温度変化によって変動する前記ブリッジ回路の零点を前記起歪体の温度に応じて補償することにより、前記ブリッジ回路の出力を粗補正する零点補償素子と、
(e) 前記起歪体の温度を検出する温度センサと、
(f) 前記零点補償素子によって前記ブリッジ回路の零点が補償され、かつ、前記ひずみゲージによって前記ブリッジ回路の出力感度が補償されることにより粗補正された前記ブリッジ出力につき、前記温度センサによる検出結果に基づいて精補正することによって、前記ブリッジ回路の零点および出力感度をさらに補償する信号処理部と、
を備え、
前記起歪体は、荷重が付与される自由端と固定端との間に設けられた複数の前記起歪部を介してロバーバル機構を構成し、
前記零点補償素子および前記温度センサは、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられていることを特徴とするロードセルユニット。
A load cell unit that measures the weight of an object to be weighed based on a load signal,
(a) a metal block provided with a through hole, a strain generating body having a plurality of thin strain generating portions sandwiched between an inner wall surface of the through hole and an outer peripheral surface of the metal block;
(b) Arranged in the corresponding strain generating portion among a plurality of strain generating portions, and compensates for the amount of change in the longitudinal elastic modulus of the strain generating body due to temperature change, and roughly corrects the bridge output of the bridge circuit. A temperature sensitivity compensation type strain gauge that compensates for the output sensitivity of the bridge circuit, and
(c) a bridge circuit formed by the strain gauge;
(d) It is connected in series with a strain gauge arranged on one side of the bridge circuit, and compensates for the zero point of the bridge circuit that fluctuates due to a temperature change according to the temperature of the strain generating body. A zero compensation element for coarse correction of the output;
(e) a temperature sensor that detects the temperature of the strain body;
(f) The detection result of the temperature sensor for the bridge output that has been compensated by the zero compensation of the bridge circuit by the zero compensation element and the coarse correction by compensating the output sensitivity of the bridge circuit by the strain gauge. A signal processing unit that further compensates for the zero point and output sensitivity of the bridge circuit by performing fine correction based on
With
The strain body constitutes a Roverval mechanism via a plurality of the strain portions provided between a free end to which a load is applied and a fixed end,
The load cell unit, wherein the zero compensation element and the temperature sensor are provided in a portion sandwiched between adjacent strain generating portions.
請求項1に記載のロードセルユニットにおいて、
前記温度センサは、感温抵抗であることを特徴とするロードセルユニット。
In the load cell unit according to claim 1,
The load cell unit, wherein the temperature sensor is a temperature sensitive resistor.
被計量物の重量を荷重信号に基づいて計量するロードセルユニットであって、
(a) 貫通孔が設けられた金属ブロックであり、前記貫通孔の内壁面と前記金属ブロックの外周面とに挟まれた薄肉状の起歪部を複数有する起歪体と、
(b) 複数の起歪部のうち対応する起歪部に配置されており、温度変化に起因する前記起歪体の熱膨張を補償可能な自己温度補償型のひずみゲージと、
(c) 前記ひずみゲージによって形成されたブリッジ回路と、
(d) 前記ブリッジ回路の一辺に配置されたひずみゲージと直列接続されており、温度変化によって変動する前記ブリッジ回路の零点を前記起歪体の温度に応じて補償することにより、前記ブリッジ回路の出力を粗補正する零点補償素子と、
(e) 前記ブリッジ回路の入力側に直列接続されており、温度変化に起因する前記起歪体の縦弾性係数の変化量を補償して前記ブリッジ回路のブリッジ出力を粗補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度を補償する感温抵抗と、
(f) 前記零点補償素子によって前記ブリッジ回路の零点が補償され、かつ、前感温抵抗によって前記ブリッジ回路の出力感度が補償されることにより粗補正された前記ブリッジ出力につき、前記温度センサによる検出結果に基づいて精補正することによって、前記ブリッジ回路の零点および出力感度をさらに補償する信号処理部と、
を備え、
前記起歪体は、荷重が付与される自由端と固定端との間に設けられた複数の前記起歪部を介してロバーバル機構を構成し、
前記零点補償素子および温度センサとして使用可能な前記感温抵抗は、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられていることを特徴とするロードセルユニット。
A load cell unit that measures the weight of an object to be weighed based on a load signal,
(a) a metal block provided with a through hole, a strain generating body having a plurality of thin strain generating portions sandwiched between an inner wall surface of the through hole and an outer peripheral surface of the metal block;
(b) a self-temperature-compensated strain gauge that is arranged in a corresponding strain-generating portion among a plurality of strain-generating portions and can compensate for thermal expansion of the strain-generating body caused by temperature change;
(c) a bridge circuit formed by the strain gauge;
(d) It is connected in series with a strain gauge arranged on one side of the bridge circuit, and compensates for the zero point of the bridge circuit that fluctuates due to a temperature change according to the temperature of the strain generating body. A zero compensation element for coarse correction of the output;
(e) It is connected in series to the input side of the bridge circuit, and compensates for the amount of change in the longitudinal elastic coefficient of the strain body due to temperature change, thereby roughly correcting the bridge output of the bridge circuit, A temperature-sensitive resistor that compensates for the output sensitivity of the bridge circuit,
(f) Detection by the temperature sensor of the bridge output that has been coarsely corrected by the zero point of the bridge circuit being compensated by the zero compensation element and the output sensitivity of the bridge circuit being compensated by a pre-temperature sensing resistor. A signal processor that further compensates for the zero and output sensitivity of the bridge circuit by finely correcting based on the results;
With
The strain body constitutes a Roverval mechanism via a plurality of the strain portions provided between a free end to which a load is applied and a fixed end,
The temperature sensing resistor that can be used as the zero compensation element and the temperature sensor is provided in a portion sandwiched between adjacent strain generating portions.
請求項3に記載のロードセルユニットにおいて、
前記感温抵抗のうち第1感温抵抗は、前記ブリッジ回路の入力側第1端子と、第2感温抵抗は、前記ブリッジ回路の入力側第2端子と、それぞれ接続されていることを特徴とするロードセルユニット。
In the load cell unit according to claim 3,
Of the temperature-sensitive resistors, the first temperature-sensitive resistor is connected to the input-side first terminal of the bridge circuit, and the second temperature-sensitive resistor is connected to the input-side second terminal of the bridge circuit. Load cell unit.
請求項3に記載のロードセルユニットにおいて、
前記感温抵抗は、前記ブリッジ回路の入力側の端子のうち、いずれか一方の端子と接続されていることを特徴とするロードセルユニット。
In the load cell unit according to claim 3,
The load cell unit, wherein the temperature-sensitive resistor is connected to one of terminals on the input side of the bridge circuit.
被計量物の重量を荷重信号に基づいて計量するロードセルユニットであって、
(a) 貫通孔が設けられた金属ブロックであり、前記貫通孔の内壁面と前記金属ブロックの外周面とに挟まれた薄肉状の起歪部を複数有する起歪体と、
(b) 複数の起歪部のうち対応する起歪部に配置されており、温度変化に起因する前記起歪体の熱膨張を補償可能な自己温度補償型のひずみゲージと、
(c) 前記ひずみゲージによって形成されたブリッジ回路と、
(d) 前記ブリッジ回路の一辺に配置されたひずみゲージと直列接続されており、温度変化によって変動する前記ブリッジ回路の零点を前記起歪体の温度に応じて補償することにより、前記ブリッジ回路のブリッジ出力を粗補正する零点補償素子と、
(e) 温度センサとして使用可能な感温抵抗と、
(f) 入力信号に対して信号処理を実行し、
(f-1) 前記感温抵抗と接続されており、温度変化に応じた前記感温抵抗の抵抗値に基づいて増幅度が制御される可変ゲイン増幅部と、
(f-2) 前記可変ゲイン増幅部からの出力信号に基づいた補償演算を実行可能な補償演算部と、
を有する信号処理部と、
(g) 前記ブリッジ出力と基準出力とを切り替えて、前記可変ゲイン増幅部に入力可能な切替部と、
を備え、
前記起歪体は、荷重が付与される自由端と固定端との間に設けられた複数の前記起歪部を介してロバーバル機構を構成し、
前記零点補償素子および前記感温抵抗は、隣接する起歪部に挟まれた部分に設けられており、
前記切替部がブリッジ出力側に切り替えられて、前記入力信号として前記ブリッジ出力が前記可変ゲイン増幅部に入力される場合には、
i) 前記可変ゲイン増幅部は、温度変化に起因する前記起歪体の縦弾性係数の変化量を補償して前記ブリッジ出力を粗補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度を補償し、
ii) 前記補償演算部は、前記零点補償素子によって前記ブリッジ回路の零点が補償され、かつ、前記可変ゲイン増幅部によって前記ブリッジ回路の出力感度が補償されることにより粗補正された前記ブリッジ出力につき、前記温度センサの検出結果に基づいて精補正することにより、前記ブリッジ回路の零点および出力感度をさらに補償し、
前記切替部が基準出力側に切り替えられて、前記入力信号として前記基準出力が前記可変ゲイン増幅部に入力される場合には、
iii) 前記可変ゲイン増幅部は、前記感温抵抗の抵抗値に応じた出力信号を出力し、
iv) 前記補償演算部は、前記出力信号に基づいて前記起歪体の温度を演算することを特徴とするロードセルユニット。
A load cell unit that measures the weight of an object to be weighed based on a load signal,
(a) a metal block provided with a through hole, a strain generating body having a plurality of thin strain generating portions sandwiched between an inner wall surface of the through hole and an outer peripheral surface of the metal block;
(b) a self-temperature-compensated strain gauge that is arranged in a corresponding strain-generating portion among a plurality of strain-generating portions and can compensate for thermal expansion of the strain-generating body caused by temperature change;
(c) a bridge circuit formed by the strain gauge;
(d) It is connected in series with a strain gauge arranged on one side of the bridge circuit, and compensates for the zero point of the bridge circuit that fluctuates due to a temperature change according to the temperature of the strain generating body. A zero compensation element for coarse correction of the bridge output;
(e) a temperature sensitive resistor that can be used as a temperature sensor;
(f) Perform signal processing on the input signal,
(f-1) a variable gain amplification unit that is connected to the temperature sensing resistor and whose amplification degree is controlled based on a resistance value of the temperature sensing resistor according to a temperature change;
(f-2) a compensation calculation unit capable of executing a compensation calculation based on an output signal from the variable gain amplification unit;
A signal processing unit having
(g) a switching unit capable of switching between the bridge output and the reference output and input to the variable gain amplifying unit;
With
The strain body constitutes a Roverval mechanism via a plurality of the strain portions provided between a free end to which a load is applied and a fixed end,
The zero compensation element and the temperature sensitive resistor are provided in a portion sandwiched between adjacent strain generating portions,
When the switching unit is switched to the bridge output side and the bridge output is input to the variable gain amplification unit as the input signal,
i) The variable gain amplifying unit compensates for the output sensitivity of the bridge circuit by compensating for the amount of change in the longitudinal elastic coefficient of the strain generating body due to a temperature change and roughly correcting the bridge output,
ii) The compensation calculation unit compensates for the bridge output that has been coarsely corrected by compensating the zero of the bridge circuit by the zero compensation element and compensating the output sensitivity of the bridge circuit by the variable gain amplifier. , Further compensating for the zero point and output sensitivity of the bridge circuit by finely correcting based on the detection result of the temperature sensor,
When the switching unit is switched to the reference output side and the reference output is input to the variable gain amplification unit as the input signal,
iii) The variable gain amplifier outputs an output signal corresponding to the resistance value of the temperature sensitive resistor,
iv) The load cell unit, wherein the compensation calculation unit calculates the temperature of the strain generating body based on the output signal.
請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のロードセルユニットにおいて、
前記起歪部のうち隣接する第1および第2起歪部は、前記外周面のうち、前記被計量物側から受ける荷重方向と略垂直であり、前記被計量物側からの荷重を受け持つ第1面側に設けられており、
隣接する第3および第4起歪部は、前記荷重方向と略垂直であり、前記貫通孔を挟んで前記第1面と逆側の第2面側に設けられており、
前記ひずみゲージは、第1ないし第4起歪部のそれぞれに配置されていることを特徴とするロードセルユニット。
The load cell unit according to any one of claims 1 to 6,
The first and second strain generating portions adjacent to each other among the strain generating portions are substantially perpendicular to the load direction received from the object to be weighed in the outer peripheral surface, and are responsible for the load from the object to be weighed. It is provided on one side,
Adjacent third and fourth strain generating portions are substantially perpendicular to the load direction, and are provided on the second surface side opposite to the first surface across the through hole,
The load cell unit, wherein the strain gauge is disposed in each of the first to fourth strain generating portions.
請求項1または請求項2に記載のロードセルユニットにおいて、
前記ブリッジ回路は、第1および第2ひずみゲージと、第1および第2固定抵抗と、によって形成されており、
前記第1ひずみゲージは、第1入力端子と第1出力端子との間に、
前記第2ひずみゲージは、第2入力端子と前記第1出力端子との間に、
前記第1固定抵抗は、前記第1入力端子と、第2出力端子との間に、
前記第2固定抵抗は、前記第2入力端子と、前記第2出力端子との間に、
それぞれ接続されていることを特徴とするロードセルユニット。
In the load cell unit according to claim 1 or 2,
The bridge circuit is formed by first and second strain gauges and first and second fixed resistors,
The first strain gauge is between the first input terminal and the first output terminal,
The second strain gauge is between a second input terminal and the first output terminal,
The first fixed resistor is between the first input terminal and the second output terminal,
The second fixed resistor is between the second input terminal and the second output terminal,
Each load cell unit is connected to each other.
請求項8に記載のロードセルユニットにおいて、
前記起歪部のうち隣接する第1および第2起歪部は、前記外周面のうち、前記被計量物側から受ける荷重方向と略垂直であり、前記被計量物側からの荷重を受け持つ第1面側に設けられており、
隣接する第3および第4起歪部は、前記荷重方向と略垂直であり、前記貫通孔を挟んで前記第1面と逆側の第2面側に設けられており、
前記第1および第2ひずみゲージは、前記第1面および前記第2面のいずれか一方の面につき、該一方の面に設けられた起歪部のそれぞれに配置されていることを特徴とするロードセルユニット。
The load cell unit according to claim 8,
The first and second strain generating portions adjacent to each other among the strain generating portions are substantially perpendicular to the load direction received from the object to be weighed in the outer peripheral surface, and are responsible for the load from the object to be weighed. It is provided on one side,
Adjacent third and fourth strain generating portions are substantially perpendicular to the load direction, and are provided on the second surface side opposite to the first surface across the through hole,
The first and second strain gauges are arranged on either one of the first surface and the second surface in each of the strain-generating portions provided on the one surface. Load cell unit.
請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のロードセルユニットにおいて、
前記信号処理部は、粗補正された前記ブリッジ出力を2次以上の高次近似によって精補正することにより、前記ブリッジ回路の零点をさらに補償することを特徴とするロードセルユニット。
The load cell unit according to any one of claims 1 to 9,
The signal processing unit further compensates for a zero point of the bridge circuit by finely correcting the coarsely corrected bridge output by a second-order or higher order approximation.
請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のロードセルユニットにおいて、
前記信号処理部は、粗補正された前記ブリッジ出力を2次以上の高次近似によって精補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度をさらに補償することを特徴とするロードセルユニット。
The load cell unit according to any one of claims 1 to 9,
The signal processing unit further compensates the output sensitivity of the bridge circuit by finely correcting the coarsely corrected bridge output by a second-order or higher order approximation.
請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のロードセルユニットにおいて、
前記信号処理部は、粗補正された前記ブリッジ出力につき、2次以上の高次近似によって精補正することによって前記ブリッジ回路の零点を補償し、かつ、2次以上の高次近似によって精補正することにより、前記ブリッジ回路の出力感度を補償することを特徴とするロードセルユニット。
The load cell unit according to any one of claims 1 to 9,
The signal processing unit compensates the zero point of the bridge circuit by finely correcting the coarsely corrected bridge output by a second-order or higher-order approximation and finely correcting by the second-order or higher-order approximation. Thus, the load cell unit compensates the output sensitivity of the bridge circuit.
重量選別機であって、
搬送される選別対象物の重量を計量する計量装置と、
前記計量装置による選別対象物の計量結果に基づいて、各選別対象物を振り分ける振分装置と、
を備え、
前記計量装置は、
請求項1ないし請求項12のいずれかに記載のロードセルユニットと、
前記ロードセルユニットによって支持されており、各選別対象物を搬送する計量コンベアと、
を有することを特徴とする重量選別機。
A weight sorter,
A weighing device for weighing the object to be sorted,
A sorting device that sorts each sorting object based on the weighing result of the sorting object by the weighing device;
With
The weighing device is
The load cell unit according to any one of claims 1 to 12,
Supported by the load cell unit, a weighing conveyor for conveying each sorting object,
A weight sorter characterized by comprising:
請求項1ないし請求項12のいずれかに記載のロードセルユニットと、
前記ロードセルによって支持されており、計量対象物を載荷する上皿部と、
を備えることを特徴とする秤。
The load cell unit according to any one of claims 1 to 12,
Supported by the load cell, and an upper platen portion on which a weighing object is loaded;
A balance characterized by comprising.
JP2006301517A 2006-09-05 2006-11-07 Load cell unit, weight checker, and balance Pending JP2008116393A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006301517A JP2008116393A (en) 2006-11-07 2006-11-07 Load cell unit, weight checker, and balance
EP07806075A EP2060884A1 (en) 2006-09-05 2007-08-24 Load cell unit, weight checker, electronic weighting instrument, and weighting instrument
US12/310,720 US20090255736A1 (en) 2006-09-05 2007-08-24 Load cell unit, weight checker, electronic balance, and balance
PCT/JP2007/066489 WO2008029648A1 (en) 2006-09-05 2007-08-24 Load cell unit, weight checker, electronic weighting instrument, and weighting instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006301517A JP2008116393A (en) 2006-11-07 2006-11-07 Load cell unit, weight checker, and balance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008116393A true JP2008116393A (en) 2008-05-22

Family

ID=39502431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006301517A Pending JP2008116393A (en) 2006-09-05 2006-11-07 Load cell unit, weight checker, and balance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008116393A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106595832A (en) * 2016-12-07 2017-04-26 锐马(福建)电气制造有限公司 Weighing sensor zero drift compensation workbench
CN107416378A (en) * 2017-08-30 2017-12-01 南通中集罐式储运设备制造有限公司 Tank container and the monitoring system for managing tank container
CN108917894A (en) * 2018-05-22 2018-11-30 应晨聪 Electronic scale sensor device
CN112556902A (en) * 2020-12-11 2021-03-26 中国航天空气动力技术研究院 Double-range force transducer and manufacturing method thereof
CN112556806A (en) * 2020-12-25 2021-03-26 中国航天空气动力技术研究院 Force-measuring weighing sensor
KR20210042706A (en) * 2019-10-10 2021-04-20 한국항공우주산업 주식회사 Load sensor comprising compansation means
EP3882581A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-22 ISHIDA CO., Ltd. Load cell unit and weighing equipment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02253130A (en) * 1989-03-28 1990-10-11 Tokyo Electric Co Ltd Load cell weighing instrument
JPH11125555A (en) * 1997-08-21 1999-05-11 Toshiba Tec Corp Load cell balance
JP2000111425A (en) * 1998-10-02 2000-04-21 Kubota Corp Temperature compensating device of digital load cell
JP2000241234A (en) * 1999-02-25 2000-09-08 Toshiba Tec Corp Load cell scale
JP3251081B2 (en) * 1992-12-03 2002-01-28 株式会社イシダ Weighing device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02253130A (en) * 1989-03-28 1990-10-11 Tokyo Electric Co Ltd Load cell weighing instrument
JP3251081B2 (en) * 1992-12-03 2002-01-28 株式会社イシダ Weighing device
JPH11125555A (en) * 1997-08-21 1999-05-11 Toshiba Tec Corp Load cell balance
JP2000111425A (en) * 1998-10-02 2000-04-21 Kubota Corp Temperature compensating device of digital load cell
JP2000241234A (en) * 1999-02-25 2000-09-08 Toshiba Tec Corp Load cell scale

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106595832A (en) * 2016-12-07 2017-04-26 锐马(福建)电气制造有限公司 Weighing sensor zero drift compensation workbench
CN106595832B (en) * 2016-12-07 2023-05-02 锐马(福建)电气制造有限公司 Zero drift compensation workbench of weighing sensor
CN107416378A (en) * 2017-08-30 2017-12-01 南通中集罐式储运设备制造有限公司 Tank container and the monitoring system for managing tank container
CN108917894A (en) * 2018-05-22 2018-11-30 应晨聪 Electronic scale sensor device
KR20210042706A (en) * 2019-10-10 2021-04-20 한국항공우주산업 주식회사 Load sensor comprising compansation means
KR102349777B1 (en) * 2019-10-10 2022-01-12 한국항공우주산업 주식회사 Load sensor comprising compansation means
EP3882581A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-22 ISHIDA CO., Ltd. Load cell unit and weighing equipment
EP3882581B1 (en) 2020-03-19 2022-11-02 ISHIDA CO., Ltd. Load cell unit and weighing equipment
US11808620B2 (en) 2020-03-19 2023-11-07 Ishida Co., Ltd. Load cell unit with temperature compensation and weighing equipment including the load cell unit
CN112556902A (en) * 2020-12-11 2021-03-26 中国航天空气动力技术研究院 Double-range force transducer and manufacturing method thereof
CN112556806A (en) * 2020-12-25 2021-03-26 中国航天空气动力技术研究院 Force-measuring weighing sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008029648A1 (en) Load cell unit, weight checker, electronic weighting instrument, and weighting instrument
US7478001B2 (en) Systems and methods for temperature-compensated measuring of a load
JP2008116393A (en) Load cell unit, weight checker, and balance
GB2221039A (en) Load cell device with integral data processing/output means
JPH06174536A (en) Measuring apparatus
JPH08510549A (en) Strain gauge sensor with integrated temperature signal output
JP2008064497A (en) Load cell unit, weight sorting machine, and electronic balance
JPH0769232B2 (en) Method and apparatus for temperature compensation of load cell
EP3882581B1 (en) Load cell unit and weighing equipment
JPH11125555A (en) Load cell balance
JPH1164123A (en) Span temperature compensating apparatus for load cell
US11415472B2 (en) Flexible bridge sensor electronic architecture and method for implementing same
WO2006132234A1 (en) Electronic balance
JP2000111425A (en) Temperature compensating device of digital load cell
JP5126852B2 (en) Multi-point scale manufacturing method and multi-point scale
JP4657805B2 (en) Temperature characteristics adjustment method for thermal flow sensor
JP2636447B2 (en) Temperature compensation method for semiconductor circuit
JP4426046B2 (en) Electronic balance that performs creep correction using temperature correction means
JP5679837B2 (en) Weighing device
KR102349777B1 (en) Load sensor comprising compansation means
JP4156962B2 (en) Weighing device
JP2000241234A (en) Load cell scale
JP5511120B2 (en) Gas concentration detector
JP4179214B2 (en) Sensor temperature characteristics inspection method
KR20240011022A (en) Load measuring device with parallel semiconductor strain gauge

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091015

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20091015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120522

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120925