JP2010038855A - 重力校正機能を備える質量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 重力校正機能を備える質量測定装置を提供する。
【解決手段】 重力校正機能を備える質量測定装置は、重量センサー１０、アナログデジタル転換ユニット２０、加速度計３０、制御ユニット４０からなる。
該重量センサーは、被測定物件のその所在地における重量値を測定し、該重量値を表すアナログ重量信号を出力し、該アナログデジタル転換ユニットは該重量センサーに、電気的に接続し、該アナログ重量信号をデジタル重量信号に転換する。該加速度計は該所在地の重力加速度値を提供し、該制御ユニットは該アナログデジタル転換ユニット及び該加速度計にそれぞれ電気的に接続し、用以該重力加速度値及び該デジタル重量信号に基づき該被測定物件の質量値を表す質量信号を演算し出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、重力校正機能を備える質量測定装置に関する。特に、地表上の任意の地において該地の重力加速度値を測定することができ、該重力加速度値により被測定物件の質量値を演算、算出することができる重力校正機能を備える質量測定装置に係る。

質量とは、一定体積及び一定密度を備える物体の物理量を表し、重量とは、一定質量を備える物体の重力加速度の作用における別の物理量を表す。具体的には、重量値とは質量値と重力加速度値の乗積である。但し、地球の形状は正円の球体ではないため、地表上の各地の重力加速度値にはいくらかの差異がある。このため物体が異なる緯度或いは異なる海抜高度の地にあれば、異なる重量値を示す。
質量測定装置は、通常、それが備える重量センサーにより、物体の重力加速度の作用における重量値を測定するが、測定の前に質量測定装置に対して行う校正プロセスを通して、所在地の重力加速度値を質量測定装置内に保存してパラメーターとし、該パラメーターにより、該物体の重量値から物体の質量値を演算、算出する。

従来の質量測定装置が測定時に行って来た校正プロセスの多くは、標準重量によって物体測定の前に先ず質量測定装置に対して校正プロセスを行い、所在地の重力加速度値をパラメーターとするものである。
もう一つのより進歩した方法では、各地の重力加速度値を記載した校正表(calibration table)を準備し、その所在地において物体の測定を行う前に、先ず校正表上の該地に属する重力加速度値を質量測定装置に入力し、或いは校正表を質量測定装置内に内蔵して、校正時に呼び出して使用するものである。
しかし、この校正表は地表上の主要地区の重力加速度値しか提供することができないため、地表上のすべての地域の重力加速度値を完全に提供することはできない。このため、質量測定装置が正確に測定可能な適用範囲を間接的に制限している。さらに、校正表に基づき校正プロセスを行うには、人力により煩雑な操作を行う必要があり、使用上の不便を増大させている。
特開２００２−２１４０３２号公報 特開２００３−２５４８１８号公報

本発明が解決しようとする課題は、地表上の任意の所在地においてすべて、正確に物体の質量を測定可能な重力校正機能を備える質量測定装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は下記の重力校正機能を備える質量測定装置を提供する。
重力校正機能を備える質量測定装置は重量センサー、アナログデジタル転換ユニット、加速度計、制御ユニットを具え、
該重量センサーは被測定物件のその所在地における重量値を測定し、該重量値を表すアナログ重量信号を出力し、
該アナログデジタル転換ユニットは該重量センサーに電気的に接続されて、該アナログ重量信号をデジタル重量信号に転換し、
該加速度計は該所在地の重力加速度値を提供し、
該制御ユニットは該アナログデジタル転換ユニット及び該加速度計にそれぞれ電気的に接続され、該重力加速度値及び該デジタル重量信号に基づき該被測定物件の質量値を表す質量信号を演算して出力する。
本発明は該加速度計により該所在地の重力加速度値を提供し、該制御ユニットにより該重力加速度値に基づき、重量センサーが測定した重量値を演算して質量値を算出し、地表の任意の所在地において該被測定物件の質量を正確に測定することができ、緯度或いは高度等地理条件の影響を受けることがない。

上記のように、本発明は地表上の任意の地において該地の重力加速度値を測定することができ、該重力加速度値により被測定物件の質量値を演算、算出することができる。

本発明の技術内容に関して、以下の図に対応する最適実施例中において、明確に説明する。
図１は、本発明重力校正機能を備える質量測定装置の最適実施例の回路ブロックチャートである。
該重力校正機能を備える質量測定装置は、重量センサー10、アナログデジタル転換ユニット20、制御ユニット40、加速度計30、ディスプレー50、入力ユニット60、接続ポート70から構成される。
該重量センサー10は、被測定物件の重量値を測定し、該被測定物件の重量値を表すアナログ重量信号を出力する。本実施例中では、該重量センサー10はブリッジ回路(bridge circuit)を含むロードセル(load cell)を例とするが、実際の実施ではこれに限定するものではない。

該アナログデジタル転換ユニット20は、該重量センサー10に電気的に接続し、該重量センサー10が生じるアナログ重量信号を転換し、デジタル重量信号を出力して、後続の信号処理の便を図る。
該加速度計30は、その所在地の重力加速度値を提供する。本最適実施例中では、該加速度計30はマイクロエレクトロメカニズムシステム(MEMS)型式の単軸加速度計であるが、実際の実施時には双軸加速度計、或いは三軸加速度計とすることができる。
該制御ユニット40は、それぞれ該アナログデジタル転換ユニット20及び該加速度計30に電気的に接続し、該アナログデジタル転換ユニット20が出力するデジタル重量信号、及び該加速度計30が提供する該所在地の重力加速度値をそれぞれ受信する。具体的には、該制御ユニット40は、マイクロプロセッサー(Microprocessor)或いはマイクロコントローラー(MCU)である。該制御ユニット40は、該加速度計30が提供する所在地の重力加速度値に基づき、該アナログデジタル転換ユニット20が出力するデジタル重量信号を演算し、該被測定物件の質量値を表す質量信号を算出する。

該ディスプレー50と該制御ユニット40は、電気的に接続し、該質量信号を受信し、該被測定物件の質量値を表示する。具体的には、該ディスプレー50は常用の七桁ディスプレー或いは液晶ディスプレーであるが、これに限定するものではない。
該入力ユニット60と該制御ユニット40は、電気的に接続し、駆動信号を入力して、該制御ユニット40は該加速度計30を駆動し該重力加速度を提供させる。具体的には、該入力ユニット60は少なくとも１個の使用者に操作を提供する操作ボタンを具える。
該接続ポート70は、該制御ユニット40に電気的に接続し、プリンター等周辺設備80電気的に接続し、該被測定物件の質量値を印刷、出力する。具体的には、該接続ポート70はRS-232シリアルポートであるが、これに限定するものではない。さらに、該周辺設備80はインターネットに置換することができ、これにより該校正後のデジタル重量信号をリモートエンドに伝送し処理することができる。

例えば、実際に本発明の重力校正機能を備える質量測定装置を使用して地表上のある所在地において、被測定物件に対し測定を行う時には、該重量センサー10が該所在地の重力加速度の作用下において、測定する該被測定物件の重量値はmgで、該加速度計30が測定する得該所在地の重力加速度値はgである。該制御ユニット40の演算により、該被測定物件の質量値をmと求めることができる。
上記のように、本発明の重力校正機能を備える質量測定装置は、該加速度計30により所在地の重力加速度値を提供し、該制御ユニット40により、該重力加速度値に基づき、該重量センサー10が測定した重量値を演算して質量値とし、地表の任意の所在地において該被測定物件の質量を正確に測定することができ、緯度或いは高度等地理条件の影響を受けることなく、しかも人手による煩雑な校正プロセスの設定を不要とすることができるため、使用上の利便性を拡大することができる。
以上は本発明の最適実施例に過ぎず、本発明の実施範囲を限定するものではない。本発明特許請求範囲に基づく等価変化と修飾はすべて本発明特許範囲に含むものとする。

本発明重力校正機能を備える質量測定装置の最適実施例の回路ブロックチャートである。

符号の説明

10 重量センサー
20 アナログデジタル転換ユニット
30 加速度計
40 制御ユニット
50 ディスプレー
60 入力ユニット
70 接続ポート
80 周辺装置

Claims (7)

1. 重量センサー、アナログデジタル転換ユニット、加速度計、制御ユニットからなり、
   該重量センサーは被測定物件のその所在地における重量値を測定して該重量値を表すアナログ重量信号を出力し、
   該アナログデジタル転換ユニットは、該重量センサーに電気的に接続されて該アナログ重量信号をデジタル重量信号に転換し、
   該加速度計は、該所在地の重力加速度値を提供し、
   該制御ユニットは、該アナログデジタル転換ユニット及び該加速度計にそれぞれ電気的に接続されて、該重力加速度値及び該デジタル重量信号に基づき該被測定物件の質量値を表す質量信号を演算して出力することを特徴とする重力校正機能を備える質量測定装置。
2. 前記加速度計は、マイクロエレクトロメカニズムシステム型式の単軸加速度計、双軸加速度計、或いは三軸加速度計であることを特徴とする請求項１記載の重力校正機能を備える質量測定装置。
3. 前記制御ユニットは、マイクロプロセッサー或いはマイクロコントローラーであることを特徴とする請求項１記載の重力校正機能を備える質量測定装置。
4. 前記重力校正機能を備える質量測定装置は、さらに、該制御ユニットと電気的に接続する入力ユニットを具え、駆動信号を入力し、該制御ユニットは該加速度計を駆動し、該所在地の重力加速度を提供することを特徴とする請求項１記載の重力校正機能を備える質量測定装置。
5. 前記入力ユニットは、少なくとも１個の操作ボタンを具えることを特徴とする請求項４記載の重力校正機能を備える質量測定装置。
6. 前記重力校正機能を備える質量測定装置は、さらに該制御ユニットに電気的に接続するディスプレーを具え、該質量信号を受信して該被測定物件の質量値を表示することを特徴とする請求項１記載の重力校正機能を備える質量測定装置。
7. 前記重力校正機能を備える質量測定装置は、さらに該制御ユニットに電気的に接続され、周辺設備に電気的接続を提供する接続ポートを具えることを特徴とする請求項１記載の重力校正機能を備える質量測定装置。

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