JP2010169511A - ロードセル - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱過程での荷重信号の変化を正確に補償することができるロードセルを提供する。
【解決手段】被計量物１７の荷重の作用により歪みを発生させる起歪部１１〜１４を有する弾性体５と、起歪部で１１〜１４発生した歪みに基づいて被計量物１７の荷重に応じた荷重信号を出力するブリッジ回路３０とを備えるロードセル３において、弾性体５における伝熱経路の上流側の温度を検出する温度センサ２１と、弾性体５における伝熱経路の下流側の温度を検出する温度センサ２２とを設け、これら温度センサ２１，２２の検出温度に基づいて補償演算を行って伝熱過程での荷重信号の変化を補償するものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性体の起歪部で発生した歪みに基づいて被計量物の荷重に応じた荷重信号を出力するロードセルに関するものである。

図９には、従来のロードセルが組み込まれた計量器の概略構造説明図（ａ）およびブリッジ回路のブロック図（ｂ）がそれぞれ示されている。
図９（ａ）に示される計量器５１は、主として、筐体５２と、ロードセル５３と、計量皿５４とより構成されている。

ロードセル５３は、平行四辺形型（ロバーバル型）の形状を持つ弾性体５５を備えている。
弾性体５５の一端側には、計量皿支持金具６５が固定されている。
弾性体５５には、計量皿支持金具６５を介して計量皿５４が取り付けられている。
弾性体５５の他端側には、弾性体支持金具６６が固定されている。
弾性体５５は、弾性体支持金具６６を介して筐体５２に取り付けられている。

弾性体５５は、被計量物６７の荷重負荷に応じて圧縮歪みと伸張歪みを生ずる複数の起歪部６１，６２，６３，６４を有している。
各起歪部６１，６２，６３，６４上には、伸縮歪みに応じて抵抗値の変化する抵抗体によって成るストレインゲージ５６，５７，５８，５９が貼り付けられている。

ロードセル５３においては、図９（ｂ）に示されるように、ストレインゲージ５６，５７，５８，５９によってブリッジ回路８０が構成されている。
図９（ｂ）に示されるブリッジ回路８０において、ａ端子とｂ端子との間には、定電圧電源８４により印加電圧Ｅｉが加えられている。

計量皿５４上に被計量物６７が載せられて、弾性体５５に被計量物１７の荷重が負荷されると、各起歪部６１〜６４が伸縮歪みを生じることによってストレインゲージ５６〜５９が抵抗変化する。すると、ブリッジ回路８０のｃ端子とｄ端子からの出力電圧Ｅｏが負荷荷重の大きさに比例して変化する。この出力電圧Ｅｏの変化量を測定することにより、負荷荷重の大きさを測定することができる。

ところで、出力電圧Ｅｏ（荷重信号）は、負荷荷重が変化した場合のみ変化するとは限らない。

すなわち、弾性体５５の温度が変化すると、弾性体５５の縦弾性係数が所定の温度係数を持って変化し、負荷荷重に対する歪み量が変化するため、負荷荷重が一定であっても、気温変化等による弾性体５５の温度変化によって弾性体５５の縦弾性係数が変化し、荷重信号が変化する。つまり一定の負荷荷重に対する歪み量の関係が変化するので、弾性体５５の温度変化によって荷重信号のスパンが変化することになる。

また、ストレインゲージ５６〜５９に使用されている抵抗体も所定の温度係数を持っており、使用されているストレインゲージ５６〜５９の間で該温度係数は一様でないこと、およびストレインゲージ５６〜５９が弾性体５５に貼り付けされている部分の温度分布も異なるので、温度変化に伴ってブリッジ回路８０のバランスが崩れ、負荷荷重の有無に関わらず出力電圧Ｅｏが変動する。つまり荷重信号の零点が変化することになる。

このようなロードセル５３の特性に対して、例えば特許文献１に係る技術では、図９（ａ）に示されるように、隣接する起歪部６１，６２の間に起歪部６１，６２の温度を検出する温度センサ７１を設けるとともに、図示されない零点補償素子を設け、ストレインゲージ５６〜５９として縦弾性係数温度補償型ゲージを適用している。

特開２００８−６４４９７号公報

特許文献１に係る技術においては、起歪部６１〜６４やストレインゲージ５６〜５９の温度変化に対して、零点補償素子によって零点変化をアナログ回路上で粗補償させるとともに、補償演算回路での温度補償演算プログラムの実行による補償演算により、粗補償された荷重信号を温度センサ７１の検出温度に基づいて精密補償している。
また、縦弾性係数温度補償型ゲージは負のゲージ率温度係数を有しており、弾性体５５の縦弾性係数の変化率の温度係数を負のゲージ率温度係数によって相殺することによって温度に関わるスパン変化を補償するようになっている。

特許文献１に係る技術によれば、起歪部６１〜６４およびストレインゲージ５６〜５９の温度が弾性体５５の周辺の気温変化に伴って変化する際に、この気温変化に起因する荷重信号の変化を補償することができる。

気温が変化すると、多少の熱容量の違いはあるものの起歪部６１〜６４および起歪部６１〜６４周辺の弾性体５５に対して温度上昇あるいは温度下降した気体がほぼ同時に均等に接触するので、気温変化の大きさの割には荷重信号の変化は小さい。言い換えれば、温度センサ７１の温度出力変化が大きい割には荷重信号の変化量は小さい。
特許文献１に係る技術は、全ての起歪部６１〜６４および起歪部６１〜６４周辺部品が一様な温度状態にあることを前提に、任意の温度において荷重信号が変化しないように補償対策を講じている。

ところで、気温より十分に温度の高い（あるいは低い）物品を計量皿５４に繰り返し載せ降ろしする場合がある。また、計量皿５４の近くに熱源があって計量皿５４が加熱されるような場合もある。
このような場合、荷重の支持側つまり計量皿５４側からの熱が計量皿支持金具６５を経由して弾性体５５に伝導するが、複数の起歪部６１〜６４は弾性体５５の伝熱経路において熱源に対しそれぞれ異なる距離と伝熱抵抗をもって設けられているため、伝熱遅れ差に応じてそれぞれの起歪部６１〜６４に大きい温度差が生じることになる。
各起歪部６１〜６４に大きな温度差が生じると、温度変化による影響を相殺することができず、荷重信号の変化の量が大きくなる。
起歪部６１〜６４周辺の熱移動に伴う起歪部６１〜６４周辺の温度変化の大きさを温度センサ７１によって検出することができるが、該温度センサ７１が同じ温度変化量を検出しても気温変化による温度変化の場合に比べて伝熱による温度変化の場合は、伝熱過程での各起歪部６１〜６４間の温度差が大きくなるため、荷重信号の変化量が大きくなる。

特許文献１に係る技術は、弾性体５５の１箇所に設けられた温度センサ７１の検出温度に基づいて荷重信号の変化を補償する技術である。
しかしながら、１個の温度センサ７１だけでは、検出温度の変化が気温変化によるものなのか、伝熱によるものなのかを識別することができない。
このため、特許文献１に係る技術では、伝熱過程での荷重信号の変化を正確に補償することができないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、伝熱過程での荷重信号の変化を正確に補償することができるロードセルを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるロードセルは、
被計量物の荷重の作用により歪みを発生させる起歪部を有する弾性体と、前記起歪部で発生した歪みに基づいて被計量物の荷重に応じた荷重信号を出力する荷重信号出力手段とを備えるロードセルにおいて、
前記弾性体における伝熱経路の上流側の温度を検出する上流側温度センサと、
前記弾性体における伝熱経路の下流側の温度を検出する下流側温度センサと、
前記上流側温度センサおよび下流側温度センサの検出温度に基づいて伝熱過程での前記荷重信号の変化を補償する荷重信号補償手段と
を備えることを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記上流側温度センサおよび下流側温度センサは、前記起歪部を挟むように配置されているのが好ましい（第２発明）。

本発明において、前記荷重信号補償手段は、前記上流側温度センサの検出温度と前記下流側温度センサの検出温度との差に基づいて前記荷重信号の零点変化またはスパン変化を補償するものとすることができる（第３発明）。

本発明において、前記荷重信号補償手段は、前記上流側温度センサの検出温度と前記下流側温度センサの検出温度との差の変化状態に基づいて前記荷重信号の零点変化またはスパン変化を補償するものとすることができる（第４発明）。

本発明において、前記上流側温度センサおよび下流側温度センサは、前記弾性体の周囲の気温変化による前記荷重信号の変化を補償するための温度センサを兼用しているものとすることができる（第５発明）。

本発明によれば、弾性体における伝熱経路の上流側および下流側の温度が上流側温度センサおよび下流側温度センサによってそれぞれ検出され、これら温度センサの検出温度に基づいて伝熱過程での荷重信号の変化が荷重信号補償手段によって補償されるので、伝熱過程での荷重信号の変化を正確に補償することができる。

本発明の一実施形態に係るロードセルが組み込まれた計量器の概略構造説明図である。 本実施形態のロードセルの概略システム構成図（ａ）、制御装置の機能ブロック図（ｂ）およびメモリの記憶領域の説明図（ｃ）である。 温度センサによる検出温度の変化の様子を表すグラフである。 零点荷重信号の変化の様子を表すグラフ（ａ）およびＭ１モードの関数グラフ（ｂ）である。 荷重変化特性の記憶操作を説明するフローチャートである。 ロードセル使用モードにおける補償動作を説明するフローチャートである。 温度センサの配置の他の態様例を説明する図（１）である。 温度センサの配置の他の態様例を説明する図（２）である。 従来のロードセルが組み込まれた計量器の概略構造説明図（ａ）およびブリッジ回路のブロック図（ｂ）である。

次に、本発明によるロードセルの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係るロードセルが組み込まれた計量器の概略構造説明図が示されている。

図１に示される計量器１は、主として、筐体２と、ロードセル３と、計量皿４とより構成されている。

ロードセル３は、主として、弾性体５と、複数のストレインゲージ６，７，８，９とを備えている。

弾性体５は、例えばアルミニウム合金やステンレス等の金属によって形成された金属弾性体であり、貫通孔１０が設けられた平行四辺形型（ロバーバル型）の形状とされている。
弾性体５は、貫通孔１０の内壁面と外周面とに挟まれた薄肉状の起歪部１１，１２，１３，１４を上下左右に合計４つ有している。

弾性体５の一端側には、計量皿支持金具１５が固定されている。
弾性体５には、計量皿支持金具１５を介して計量皿４が取り付けられている。
弾性体５の他端側には、弾性体支持金具１６が固定されている。
弾性体５は、弾性体支持金具１６を介して筐体２に取り付けられている。

計量皿４上に被計量物１７が載せられて、計量皿支持金具１５を介して弾性体５に被計量物１７の荷重が作用すると、その負荷荷重に応じて、起歪部１１，１３には伸張歪みが生じ、起歪部１２，１４には圧縮歪みが生じる。

複数のストレインゲージ６，７，８，９は、上下左右に配置されている４つの起歪部１１，１２，１３，１４に対応して配置されている。
各ストレインゲージ６，７，８，９は、伸縮歪みに応じて抵抗値の変化する抵抗体によって成るものである。
ストレインゲージ６，７は、起歪部１１，１２に対応させて弾性体５の上面に接着手段を用いて貼り付けられている。
ストレインゲージ８，９は、起歪部１３，１４に対応させて弾性体５の下面に接着手段を用いて貼り付けられている。

弾性体５の正面には、複数（本実施形態では２個）の温度センサ２１，２２が設けられている。
これら温度センサ２１，２２は、起歪部１１〜１４を挟むように貫通孔１０の両側に配置されている。
計量皿４の上に載せられた被計量物１７の熱は、計量皿４から計量皿支持金具１５および弾性体５を経て弾性体支持金具１６へと伝わる。
計量皿支持金具１５側に配置される温度センサ２１は、弾性体５における伝熱経路の上流側の温度を検出する。
弾性体支持金具１６側に配置される温度センサ２２は、弾性体５における伝熱経路の下流側の温度を検出する。

図２には、本実施形態のロードセルの概略システム構成図（ａ）、制御装置の機能ブロック図（ｂ）およびメモリの記憶領域の説明図（ｃ）がそれぞれ示されている。

図２（ａ）に示されるように、ロードセル３は、ストレインゲージ６〜９により構成されるブリッジ回路３０（本発明の「荷重信号出力手段」に相当する。）と、信号の処理や各種の演算等を行う制御装置３１と、操作装置３２と、表示装置３３とを備えている。
なお、従来の温度補償手段である、ブリッジ回路３０の一辺に挿入される零点温度補償素子については図示省略されている。

図２（ａ）に示されるブリッジ回路３０において、ａ端子とｂ端子との間には、定電圧電源３４により印加電圧Ｅｉが加えられている。
計量皿４上に被計量物１７が載せられて、弾性体５に被計量物１７の荷重が負荷されると、各起歪部１１〜１４が伸縮歪みを生じることによってストレインゲージ６〜９が抵抗変化する。すると、ブリッジ回路３０のｃ端子とｄ端子からの出力電圧Ｅｏが負荷荷重の大きさに比例して変化する。この出力電圧Ｅｏは荷重信号Ｗａとして制御装置３１に与えられる。

制御装置３１は、主として、演算増幅器３５と、Ａ／Ｄ変換器３６と、Ｉ／Ｏ回路３７と、メモリ３８と、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）３９とより構成されている。

演算増幅器３５は、荷重信号Ｗａ（出力電圧Ｅｏ）をＡ／Ｄ変換可能な大きさに増幅する。
なお、演算増幅器３５自身、あるいは演算増幅器３５の前後にノイズを減衰させるためのアナログフィルタが挿入される場合があるが省略している。

Ａ／Ｄ変換器３６は、演算増幅器３５からの荷重信号Ｗａや温度センサ２１，２２からの温度検出信号などのアナログ信号をデジタル信号に変換する。
なお、Ａ／Ｄ変換器３６のサンプリング間隔は、荷重信号Ｗａおよび温度検出信号のそれぞれに対して任意でよいが、例えば、各信号共にΔｔ＝１ｍｓｅｃのサンプリング間隔にて実施するものとすることができる。

Ｉ／Ｏ回路（入出力回路）３７は、Ａ／Ｄ変換器３６と、操作装置３２と、表示装置３３と、ＣＰＵ３９との間で各種の信号やデータの受け渡しを行う。

メモリ３８は、所定プログラムやデータを保持するためのＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）や、必要に応じて書き換えられるデータなどを保持するためのＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｌｙ）などで構成され、所定プログラムの設定や、定数の設定、調整定数の設定・記憶、演算用数値の一時記憶などを行う。

ＣＰＵ３９は、メモリ３８に格納されている所定プログラムの指示に従って、必要な信号をＩ／Ｏ回路３７を介して受け取り、また必要なデータをメモリ３８から受け取り、受け取った信号やデータから所定プログラム通りに演算を実行し、その演算結果をメモリに送ったり、その演算結果に基づく制御信号をＩ／Ｏ回路３７を介して出力したりする。

制御装置３１においては、所定プログラムがＣＰＵ３９で実行されることにより、図２（ｂ）に示される荷重演算部４０、第１温度補償演算部４１および第２温度補償演算部４２のそれぞれの機能が実現される。

操作装置３２は、操作スイッチや数値キーなどを備えてなり、零点調整動作や、使用モードの切り替え動作、数値設定動作などの各種の動作の際に用いられる。

表示装置３３は、例えば液晶ディスプレイからなり、計量結果や各種データの入出力画面などが表示される。

以上に述べたように構成されるロードセル３において、計量皿４の上に載せられた被計量物１７の熱が、計量皿４から計量皿支持金具１５および弾性体５を経て弾性体支持金具１６へと伝わる伝熱過程の際に、荷重信号Ｗａの変化を補償する手法について以下に説明することとする。

図１に示される計量器１において、例えば気温より温度の高い被計量物１７を計量皿４上に繰り返し置いて重量を測定する場合に伝熱による荷重信号Ｗａの変化が起こる。
１個の被計量物１７の計量皿４上での滞在時間は短くても、こうした被計量物１７の計量が短い間隔で繰り返し行われると、放熱よりも熱源からの給熱量の方が大きくなる。
計量皿４の上に載せられた被計量物１７の温度が弾性体５の温度よりも高い場合、被計量物１７の熱は、計量皿４から計量皿支持金具１５を介して弾性体５へと伝達され、起歪部１１〜１４を通過して弾性体支持金具１６へと伝達される。

温度の高い被計量物１７の計量作業が実施され、終了するまでの温度センサ２１、２２の検出温度Ｔ１，Ｔ２と時間経過との関係は図３（ａ）の如く表される。

計量皿４、計量皿支持金具１５等によるイニシアル荷重をＷ０、零点調整を実施する場合にメモリ３８に記憶されている零点変化分の重量値をＷｚ、スパン係数をＫとすると、荷重信号Ｗａは、図２（ｂ）に示される荷重信号演算部４０において、下記の式（１）によって被計量物１７の重量を表わす荷重信号Ｗｎ´に変換される。

Ｗｎ´＝Ｋ・{Ｗａ−Ｗ０−Ｗｚ} ・・・（１）

気温変化に応じた起歪部１１〜１４の感温に伴う零点、スパンの変化については従来通りの方法にて温度補償がなされるものとする。
すなわち、気温変化に対する温度補償は、予め図２（ａ）のブリッジ回路３０において４つのストレインゲージ６〜９のいずれかに直列に組み込まれた零温度補償素子やスパン温度補償素子による手段によってアナログ的に補償が行われる。

零点の変化については、より精密に補償するために、図２（ｂ）に示される第１温度補償演算部４１による演算が行われる。
予め調整時点で計量皿４に被計量物１７を置かない状態で荷重信号Ｗａを測定し、温度変化によってＷａが変化する分を零点補償関数Ｗｚ（θｍ）として求め、計量器１の使用時に、第１温度補償演算部４１は、温度センサ２１，２２の検出温度Ｔ１，Ｔ２の平均値θｍ（＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２）を求め、予め調整時点で導出された前記の零点補償関数Ｗｚ（θｍ）にθｍを代入し、下記の式（２）に基づく補償演算によって零点温度補償された被計量物１７の重量を表わす荷重信号Ｗｎ"を求める。

Ｗｎ"＝Ｋ・｛（Ｗａ−Ｗｚ（θｍ））−Ｗ０−Ｗｚ｝ ・・・（２）

スパンの温度補償については、特許文献１に係る技術のように縦弾性係数温度補償ゲージを適用するのではなく通常のストレインゲージを適用した上で、温度変化によって抵抗値が変化する感温抵抗を、図２（ａ）に示されるブリッジ回路３０の定電圧電源３４とａ端子との間、または定電圧電源３４とｂ端子との間、あるいは両方に挿入することによって粗補償し、さらに微小なスパン変化に対してスパン係数補償関数Ｋ（θｍ）を予め調整時点で導いた上で、下記の式（３）に基づく演算によって精密補償するという手法を採用する。上記の零点の温度補償演算を行ったＷｎ"に対してスパン補償を行い荷重信号Ｗｎを求める。

Ｗｎ＝Ｗｎ"＝Ｋ・［Ｋ（θｍ）・｛Ｗａ−Ｗｚ（θｍ）｝−Ｗ０−Ｗｚ］・・・（３）

〔伝熱温度補償条件を求める調整作業の手順〕
被計量物１７の荷重信号の伝熱による変化を補償するための補償条件を求める調整作業を次のように行う。

（Ｍ０モード）
被計量物１７の温度をθａ、現在の気温をθ１とし、補償条件を設定するための計量作業が行われる直前はロードセル３の各部分の温度は全て一様にθ１である状態（Ｍ０モード：図３（ａ）参照）とし、気温θ１より十分温度の高い、温度θａに加熱された被計量物１７を用いて補償条件設定作業を開始する。

被計量物１７としては、既知の重量値Ｍｓを持つサンプル物品を用いる。
計量皿４に載せるサンプル物品の温度が低下しないように、θａに加熱したサンプル物品を調整作業中は複数個用意する。
図２（ｂ）における荷重信号Ｗｎ´は、予め式（２）に基づいてスパン調整してスパン係数Ｋを求めておく。
スパン調整の際はサンプル物品も気温θ１と同じ温度にしておく。調整は気温θ１のときの零点荷重、スパン係数の値を基準とする。

図３（ａ）に示されるように、時刻ｔ０以降にて調整作業が開始される。
温度θａに加熱したサンプル物品を略一定の時間間隔τ´でもって計量皿４に載せ降ろしすると、サンプル物品から起歪部１１〜１４への伝熱によって、図３（ａ）に示されるように、時刻ｔ１から温度センサ２１が熱を感じ始めて検出温度Ｔ１が上昇する。

サンプル物品を載せ降ろしする度に計量皿４にサンプル物品が無い状態の荷重信号Ｗａを零点荷重、サンプル物品の置かれた状態の荷重信号Ｗａを温度センサ２１，２２の検出温度Ｔ１，Ｔ２と共に測定する。サンプル物品はほぼロードセル３の定格荷重の物品を適用する。

〔熱伝導による温度センサの出力変化モード〕
（Ｍ１モード）
計量皿４上へのサンプル物品の載せ降ろしを繰り返す間に、熱は、温度センサ２１を経由して起歪部１１〜１４に伝わり、更に起歪部１１〜１４から温度センサ２２の方へ伝わり、図３（ａ）に示されるように、時刻ｔ２から温度センサ２２が熱を感じ始めて検出温度Ｔ２が上昇する。
しばらくは熱源に近い温度センサ２１が速く応答し、温度センサ２１の検出温度Ｔ１が熱源の温度θａに向けて立ち上がり、温度センサ２２の検出温度Ｔ２との差が拡大する（Ｍ１モード）。

（Ｍ２モード）
しかし、温度センサ２１の検出温度Ｔ１は、熱源の温度θａに接近するにつれて変化が小さくなる。
一方、起歪部１１〜１４を通して温度センサ２２に伝わった熱によって、温度センサ２２の検出温度Ｔ２は温度センサ２１の検出温度Ｔ１に接近し、時刻ｔ３を境にして次第に検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ２との温度差が小さくなる（Ｍ２モード）。

やがて温度センサ２１に対する伝熱が飽和（給熱量と放熱量とが平衡）し、温度センサ２１の検出温度Ｔ１がθｂ（＜θａ）となる。
一方、温度センサ２２に対する伝熱も時刻ｔ４にて飽和し、温度センサ２２の検出温度Ｔ２がθｃ（≦θｂ）となる。
但し図３（ａ）においてはθｃ＜θｂとして描いている。

（Ｍ３モード）
被計量物１７（サンプル物品）からの継続的な給熱と外部への放熱により、弾性体５の温度センサ２１，２２が設けられている部分は熱平衡状態となり、（θｂ−θｃ）の温度差を保ったままの状態が継続される（Ｍ３モード）。
但し、（θｂ−θｃ）≒０の状態で熱平衡すると、Ｍ０モードと等価になる。
この場合、起歪部１１〜１４の温度は気温とは異なるが、従来の補償手段によって、気温がθｂに上昇した場合と同じ補償がなされ、伝熱による補償は行われない。

このまま計量作業の継続実施による一定の給熱が続くと時刻ｔ４以降の熱平衡の状態が継続するが、例えば計量作業に休みが生じ、計量皿４上からの熱供給が停止されると、弾性体５の温度センサ２１が設けられている部分においては、弾性体５から計量皿支持金具１５側への放熱のみの状態となり、時刻ｔ５以降、温度センサ２１の検出温度Ｔ１がθ１に向けて下がり始める。
一方、弾性体５の温度センサ２２が設けられている部分においては、起歪部１１〜１４を通しての給熱が無くなるため、弾性体５から弾性体支持金具１６側への放熱のみの状態となり、時刻ｔ５以降、温度センサ２２の検出温度Ｔ２がθ１に向けて下がり始める。

（Ｍ４１モード）
弾性体５の温度センサ２１が設けられている部分と弾性体５の温度センサ２２が設けられている部分との放熱特性の差によって、もし温度センサ２１側の放熱の方が速い場合は、時刻ｔ６において、温度センサ２１の検出温度Ｔ１と温度センサ２２の検出温度Ｔ２とが一致する（Ｍ４１モード）。

（Ｍ４２モード）
温度センサ２１の検出温度Ｔ１の方が温度センサ２２の検出温度Ｔ２よりも速く下がるので、検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ２の差が拡大し時刻ｔ７で最大となる（Ｍ４２モード）。

（Ｍ４３モード）
やがて温度センサ２１の検出温度Ｔ１は気温θ１に等しくなって平衡する。
また、温度センサ２２の検出温度Ｔ２は、時刻ｔ７以降において、温度センサ２１の検出温度Ｔ１との差を縮めながら気温θ１に接近して時刻ｔ８で平衡する。
つまり、時刻ｔ７〜ｔ８は、検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ２との差が零に向かって縮小する期間である（Ｍ４３モード）。

（モードＭ４２´）
弾性体支持金具１６側の弾性体５の放熱の方が計量皿支持金具１５側の弾性体５の放熱よりも速い場合は、図３（ｂ）に示されるように、検出温度Ｔ２の方が検出温度Ｔ１よりも速くθ１に向かうので、時刻ｔ７´までは検出温度差（Ｔ１−Ｔ２）が拡大する（モードＭ４２´）。

（Ｍ４３´モード）
時刻ｔ７´以降は検出温度Ｔ２が気温θ１に等しくなって平衡した後に検出温度Ｔ１も気温θ１に接近して時刻ｔ８で平衡する。
時刻ｔ７´〜ｔ８は検出温度Ｔ２と検出温度Ｔ１との差が零に向かって縮小する期間である（Ｍ４３'モード）。

計量皿４より熱供給を受ける場合の温度センサ２１，２２よる検出温度Ｔ１，Ｔ２の変化の様子（図３（ａ）参照）を熱伝達モード別条件として定義すると、次の表１の如くになる。
反対に計量皿４に気温θ１より低い温度の被計量物１７が置かれた場合には新たにＮ３、Ｎ４モードが増える。

温度センサ２１，２２の検出信号を時間間隔τ（＞τ´）毎にサンプリングして得られる検出温度Ｔ１，Ｔ２の値でもって現在の伝熱過程が表１中のいずれの熱伝達モードに所属するかを判定するものとする。

ブリッジ回路３０からの荷重信号Ｗａおよび温度センサ２１，２２からの温度検出信号はいずれも、それらの信号に混入する各種ノイズを減衰させるための適切なるフィルタ演算、あるいはアナログフィルタを通過させた上で時間間隔τ毎にサンプリングするものとする。

ある時刻ｔ〈ｉ〉にサンプリングした温度センサ２１および温度センサ２２の検出温度をそれぞれＴ１〈ｉ〉およびＴ２〈ｉ〉とし、時間τ後の温度センサ２１および温度センサ２２の検出温度をそれぞれＴ１〈ｉ＋１〉およびＴ２〈ｉ＋１〉とする。

次に、上記の熱伝達モードの判定条件における用語の定義について説明する。

（１）Ｔ１が略一定（Ｔ１が時間経過に応じて増減しない。）
｜Ｔ１〈ｉ＋１〉−Ｔ１〈ｉ〉｜≦ａ （但し、ａ（＞０）は設定境界値）
が初めて成立した時点のＴ１〈ｉ〉を記憶して、上の式が成立したＴ１〈ｉ＋１〉より増減しないと判定する（Ｔ２についても同じ）。
時間間隔τ毎にａ以内の大きさで漸増・漸減することが考えられるが緩やかな変化であるので影響が無視できるものとする。

（２）Ｔ１≒Ｔ２（｜Ｔ１−Ｔ２｜≒０）
任意のタイミングｉにおけるＴ１〈ｉ〉およびＴ２〈ｉ〉において、
｜Ｔ１〈ｉ〉−Ｔ２〈ｉ〉｜≦ａ

（３）Ｔ１が漸増
Ｔ１〈ｉ＋１〉−Ｔ１〈ｉ〉＞ａ
Ｔ２についても同様。

（４）Ｔ１が漸減
Ｔ１〈ｉ＋１〉−Ｔ１〈ｉ〉＜−ａ
Ｔ２についても同様。

（５）｜Ｔ１−Ｔ２｜が漸増
｜Ｔ１〈ｉ＋１〉−Ｔ２〈ｉ＋１〉｜−｜Ｔ１〈ｉ〉−Ｔ２〈ｉ〉｜＞ｂ
但しｂ（＞０）は設定境界値。
（６）｜Ｔ１−Ｔ２｜が漸減
｜Ｔ１〈ｉ＋１〉−Ｔ２〈ｉ＋１〉｜−｜Ｔ１〈ｉ〉−Ｔ２〈ｉ〉｜＜ｂ

ある熱伝達モードにて現象が進んでいるときの時刻ｉにおけるデータがいかなる条件にも適合しなかった場合には同じ熱伝達モードが継続しているものとする。
例えば、（ｉ−１）の時刻での現象がＭ１モードであったとき、ｉの時刻のデータにおいて｜Ｔ１−Ｔ２｜が漸増、漸減のいずれにも相当しない場合はＭ１モードが継続しているものとする。

〔零点補償条件の設定方法〕
本実施形態においては、熱源に近い方の起歪部１２，１３から遠い方の起歪部１１，１４へ伝熱する過程で、あるいは熱平衡、放熱過程で起歪部１１〜１４やストレインゲージ６〜９に生じる温度の過渡的変化による零点荷重信号の変化を、起歪部１１〜１４を挟む両端の金属弾性部分における温度差の過渡的な変化状態（温度差の大小、拡大、縮小、一定）でもって対応させて表すものとする。

一事例として、計量皿４側からの高い温度の伝熱の際に、図３（ａ）に示される温度センサ２１，２２による検出温度の変化に対応して、Ｗａの零点荷重信号Ｗａｚ〈ｉ〉（被計量物１７が計量皿４上に無い場合の荷重信号）の変化が図４（ａ）に示される如く現れたとする。
但し、弾性体５の構造やストレインゲージ６〜９の特性によって異なった変化が現れる。
図４（ａ）に示される零点信号は、プラス方向へ変化している事例であるが、マイナス方向へ変化する場合もある。

温度差の変化状態によって表す伝熱、放熱、熱平衡と荷重信号変化との関係は上記の熱伝達モード別にある時点の荷重信号の大きさに基づく荷重信号の大きさでもって関係付ける。

Ｍ１モードについて調整作業によって零点荷重の温度変化量を求める事例を述べる。上記の調整作業時に温度検出信号および零点荷重時の荷重信号Ｗａの時刻ｉ毎のサンプリング荷重をＷａｚ〈ｉ〉として検出温度Ｔ１〈ｉ〉、Ｔ２〈ｉ〉に対応させて記録し、同時に計量皿４にサンプル物品を載せたときの荷重信号Ｗａの時刻ｉ毎のサンプリング荷重をＷａｓ〈ｉ〉を測定する。
図４（ａ）に示されるように、Ｍ１モードの区間内を適切な時間間隔毎（例えば１０秒間隔）に零点荷重とサンプル荷重と温度センサ２１，２２の温度を測定しながら次のモードＭ２に切り替わるまで測定し、測定データを図２（ｃ）に示されるレジスタ３８に時刻ｉ毎にストアする。
なお、零点荷重とサンプル荷重を測定する時間間隔は数秒間を置くがその間の検出温度Ｔ１、Ｔ２の温度の変化は小さいものとする。温度変化が速い場合は零点荷重測定を先に全てのモードで終了した後に再度、ロードセル３の温度を気温θ１に戻しサンプル荷重測定のみを全てのモードに対して行う。
このようにしてＭ１モードの中でｉ＝１＋ｎまでの零点荷重が測定され、図２（ｃ）に示されるレジスタ３８に記憶されたとすると、これらの測定データと温度センサ２１，２２の温度差Ｔｄ〈ｉ〉＝｜Ｔ１〈ｉ〉−Ｔ２〈ｉ〉｜との関係を調べる。
先ず零点荷重の変化について、測定値の基準を気温θ１、すなわちＭ１モード開始時の第一番目の測定時（ｉ＝１）の測定値に置いて、温度差Ｔｄ〈ｉ〉に対する零点荷重のＷａｚ〈１〉変化量Δｗｚ〈ｉ〉を、

Ｔｄ〈ｉ〉＝０ ： Δｗｚ〈ｉ〉＝０
Ｔｄ〈ｉ＋１〉 ： Δｗｚ〈ｉ＋１〉＝Ｗａｚ〈ｉ＋１〉−Ｗａｚ〈ｉ〉
Ｔｄ〈ｉ＋２〉 ： Δｗｚ〈ｉ＋２〉＝Ｗａｚ〈ｉ＋２〉−Ｗａｚ〈ｉ〉
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Ｔｄ〈ｉ＋ｎ〉 ： Δｗｚ〈ｉ＋ｎ〉＝Ｗａｚ〈ｉ＋ｎ〉−Ｗａｚ〈ｉ〉
と求める。
そして、図４（ｂ）に示されるように、ｉ＝１〜ｎについてＴｄ〈ｉ〉とΔｗｚ〈ｉ〉の関係より最小自乗法などの方法を使用してＭ１モードにおける零点荷重の変化量Ｗｚｍ１を温度差Ｔｄの１次、あるいは高次関数として、

Ｗｚｍ１＝Ｆｍ１（Ｔｄ）

の形で表す。この値をＭ１モードにおける零点の補償値Ｗｚｃ１とし、

Ｗｚｃ１＝Ｗｚｍ１

とする。モードＭ２、Ｍ３、Ｍ４１、Ｍ４２、Ｍ４３についても同様に零点温度補償値Ｗｚｃ２、Ｗｚｃ３、Ｗｚｃ４１、Ｗｚｃ４２、Ｗｚｃ４３を求めてメモリ３８に記憶させる。

同様の方法によってＭ２、Ｍ３、Ｍ４１、Ｍ４２、Ｍ４３の各熱伝達モードにおいてもそれぞれ零点荷重信号の変化量Ｗｚｍ２、Ｗｚｍ３、Ｗｚｍ４１、Ｗｚｍ４２、Ｗｚｍ４３についてのＴｄの関数Ｆｍ２（Ｔｄ）、Ｆｍ３（Ｔｄ）、Ｆｍ４１（Ｔｄ）、Ｆｍ４２（Ｔｄ）、Ｆｍ４３（Ｔｄ）を用意する。
なお、１回の調整試行による測定結果でなく複数回の調整試行による測定結果（同時刻に取得した測定値を平均する）を以て行えばより信頼性が上がって好ましい。

また、気温より十分低い温度に冷却した被計量物１７を用いて、図３（ａ）において破線で示す測定結果を得て、高い温度の被計量物１７の場合の試行では得られなかったＮ３、Ｎ４１の熱伝達モードにおけるＷｚｎ３、Ｗｚｎ４１についての関数Ｆｎ３（Ｔｄ）、Ｆｎ４１（Ｔｄ）を求める。

被計量物１７の温度が気温より高い、低いの違いはあるが同じ熱伝達モードが存在する場合については両方の場合のデータを基に作成することが好ましい。
Ｔｄについて広い範囲でデータを得られるからである。

こうして、熱伝達モード別に零点変化関数を決定し、メモリ３８に記憶させる。

〔スパン補償条件の設定方法〕
スパン変化量についても零点変化量の場合と同様に測定値の基準を気温θ１、すなわちＭ１モード開始時の第一番目の測定時（ｉ＝１）の測定値に置いて、サンプル荷重測定時に図２（ｃ）に示されるサンプル荷重レジスタ３８に記憶した測定データを使用し、零点を差し引いた正味のサンプル物品の荷重分を算出し、スパン荷重変化量をΔｗｓ〈ｉ〉とすると、気温θ１におけるサンプル物品の正味の荷重Ｗｓ１は、

Ｗｓ１＝Ｗａｓ〈ｉ〉−Ｗａｚ〈ｉ〉

であるから、温度差に対するスパン変化量は、
Ｔｄ〈ｉ＋１〉：
Δｗｓ〈ｉ＋１〉＝（Ｗａｓ〈ｉ＋１〉−Ｗａｚ〈ｉ＋１〉）−Ｗｓ１
Ｔｄ〈ｉ＋２〉：
Δｗｓ〈ｉ＋２〉＝（Ｗａｓ〈ｉ＋２〉−Ｗａｚ〈ｉ＋２〉）−Ｗｓ１
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Ｔｄ〈ｉ＋ｎ〉：
Δｗｓ〈ｉ＋ｎ〉＝（Ｗａｓ〈ｉ＋ｎ〉−Ｗａｚ〈ｉ＋ｎ〉）−Ｗｓ１
・・・・（４）
と算出される。
故にＭ１モードにおける温度差に対するスパン係数変化率Ｒ〈ｉ〉は、

Ｔｄ〈ｉ＋１〉：
Ｒ〈ｉ＋１〉＝Δｗｓ〈ｉ＋１〉／Ｗｓ１
Ｔｄ〈ｉ＋２〉：
Ｒ〈ｉ＋２〉＝Δｗｓ〈ｉ＋２〉／Ｗｓ１
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Ｔｄ〈ｉ＋ｎ〉：
Ｒ〈ｉ＋ｎ〉＝Δｗｓ〈ｉ＋ｎ〉／Ｗｓ１
・・・・（５）
スパン係数変化率Ｒ〈ｉ〉の変化する様子を表した図は省略するが、図４（ｂ）の零点荷重変化量のグラフと同様に、Ｍ１モードにおけるスパン係数変化率Ｒ〈ｉ〉の温度差Ｔｄの変化に対する関係式を最小自乗法などの方法によって１次、あるいは高次関数ｆ１（Ｔｄ）として、

Ｒ１＝ｆ１（Ｔｄ）

と表す。スパン係数の変化を補償するためのスパン温度補償係数Ｒｃ１としては、

Ｒｃ１＝１／（１＋Ｒ１）

となる。
モードＭ２、Ｍ３、Ｍ４１、Ｍ４２、Ｍ４３についても同様にｆ２（Ｔｄ）、ｆ３（Ｔｄ）、ｆ４１（Ｔｄ）、ｆ４２（Ｔｄ）、ｆ４３（Ｔｄ）によってスパン温度補償係数Ｒｃ２、Ｒｃ３、Ｒｃ４１、Ｒｃ４２、Ｒｃ４３を用意しメモリ３８に記憶させる。

〔ロードセル使用時の伝熱補償〕
（Ａ）零点温度補償
荷重信号の零点温度補償のみを行う場合は、ロードセル使用時には、温度センサ２１，２２の時間間隔τ毎のサンプリング値によって熱伝達モードを判定し、判定した熱伝達モードに対応する補償関数をＦｍ１（Ｔｄ）〜Ｆｍ４３（Ｔｄ）の中から選び、検出温度Ｔ１、Ｔ２の値から求めた温度差Ｔｄを代入することによって、零点補償値Ｗｚｍ１〜Ｗｚｍ４３の中のいずれかの値Ｗｚｃを求め、図２（ｂ）の荷重演算部４０で求まるＷｎ´に対して第１温度補償演算部４１にて求めた荷重信号Ｗｎ"をＷｎとして、

Ｗｎ＝Ｋ・［（Ｗａ−Ｗｚｃ）−Ｗ０−Ｗｚ］

と計算することによって零点を補償する。
なお、荷重信号Ｗａのサンプリング時間間隔はτより短い値が採用されているものとする。

（Ｂ）スパン温度補償
荷重信号のスパン温度補償のみを行う場合は、ロードセル使用時には、温度センサ２１，２２の時間間隔τ毎のサンプリング値によって熱伝達モードを判定し、判定した熱伝達モードに対応する補償関数をｆ１（Ｔｄ）〜ｆ４３（Ｔｄ）の中から選び、検出温度Ｔ１、Ｔ２の値から求めた温度差Ｔｄを代入することによって、スパン温度補償係数Ｒ１〜Ｒ４３の中のいずれかの値Ｒｃを求め、図２（ｂ）の荷重演算部４０で求めた荷重信号Ｗｎ´に対して第２温度補償演算部４２にてＲｃの逆数を掛けて、Ｗｎとして、

Ｗｎ＝Ｋ・｛Ｒｃ・Ｗａ−Ｗ０−Ｗｚ｝ ・・・（６）

と計算することによってスパンを温度補償する。

（Ｃ）零点とスパンを同時に温度補償する場合
図２（ｂ）の荷重演算部４０で求めた荷重信号Ｗｎ´に対して第１温度補償演算部４１にて零点補償演算を行ってＷｎ"を求め、Ｗｎ"に対して第２温度補償演算部４２にて、Ｗｎとして、

Ｗｎ＝Ｋ・｛Ｒｃ・（Ｗａ−Ｗｚｃ）−Ｗ０−Ｗｚ｝
・・・（７）

と計算することによって零点とスパンを温度補償する。
なお、上記（Ａ）〜（Ｃ）で述べた補償演算はいずれも図２（ｂ）に示される第２温度補償演算部４２において行われる。

次に、伝熱による温度差に対する荷重変化特性の記憶操作について、調整作業において（１）式に基づいて気温θ１において、気温と同じ温度のサンプル物品を用いてスパン係数Ｋを求める。
計量皿４に被計量物１７としてサンプル物品を置いた場合のＷａとサンプル物品を置かない場合のＷａの間に、Ｗａが零点荷重か否かを判定する荷重ＷＡを得る。
続いての作業を主に図５のフローチャートを用いて説明する。
なお、図５のフローチャートに示される処理動作は時間間隔Δｔ毎（Ａ／Ｄ変換器３６のサンプリング時間毎）に実行される。
また、図５中記号「Ｓ」はステップを表す。

補償式を作成するため、調整作業モードにおいて、略一定温度に加熱したサンプル物品（既知の重量値：Ｍｓ）を略一定の時間間隔τ´でもって計量皿４上に載せ降ろしする。
なお、この載せ降ろし作業は、伝熱による零点荷重やサンプル荷重の変化量がロードセル３の計量精度に影響を与える程変化する時間よりも速い時間間隔で行う。

（ステップＳ１〜ステップＳ５）
この作業において、零点荷重およびサンプル物品荷重を、ブリッジ回路３０からの荷重信号Ｗａの安定を確認しつつ、一定時間間隔Δｔ・Ａ（Ａは整数）でもって、温度センサ２１，２２の温度検出信号と共に荷重信号Ｗａを自動測定する。

（ステップＳ６）
予め設定された境界値に基づいて荷重信号Ｗａが零点荷重信号であるかサンプル荷重信号であるかをＷａとＷＡの大小関係によって判定する。Ｗａ≦ＷＡであれば零点荷重であるとする。

（ステップＳ７〜ステップＳ１１）
ステップＳ６において荷重信号Ｗａが零点荷重信号であると判断したとき、自動測定により得られた温度センサ２１，２２による検出温度Ｔ１、Ｔ２と零点荷重Ｗａｚ〈ｉ〉とをメモリ３８内に設けた零点荷重レジスタ（図２（ｃ）参照）に記憶させる。
なお、零点荷重の記憶はカウンタＣ１＝０のときに行うようにしており、カウンタＣ１が所定のカウント数Ａとなる時間間隔、すなわちΔｔ・Ａの時間間隔でカウンタＣ１は０となるので、時間間隔Δｔ・Ａ毎にＷａｚ〈ｉ〉がメモリ３８内に設けた零点荷重レジスタ（図２（ｃ）参照）に記憶される。

（ステップＳ１２〜ステップＳ１６）
ステップＳ６において荷重信号Ｗａがサンプル荷重信号であると判断したとき、検出温度Ｔ１、Ｔ２とサンプル物品荷重Ｗａｓ〈ｉ〉をメモリ３８内に設けたサンプル荷重レジスタ（図２（ｃ）参照）に記憶させる（Ｓ１２〜Ｓ１３）。
なお、零点荷重と同様にカウンタＣ２が所定のカウント数Ａとなる時間間隔、すなわちΔｔ・Ａの時間間隔でサンプル荷重をサンプル荷重レジスタ（図２（ｃ）参照）に記憶させる（Ｓ１４〜Ｓ１６）。

調整作業モードの終了の際には、カウンタＣ１およびカウンタＣ２の値をそれぞれ「０」として（Ｓ１７〜Ｓ１８）、フローを終了する。
以上の作業終了後において、記憶させた零点荷重およびスパン荷重は検出温度Ｔ１、Ｔ２と共にメモリ３８から読み出して、（４）式、（５）式に基づき各モード別にΔｗｚ〈ｉ〉とＲ〈ｉ〉をＴｄ〈ｉ〉に応じて算出し（フローは省略）、逐次、時系列にプリントアウトするなどして補償式を作成するための資料とする。

上記の事例においては、計量皿４側からの伝熱による補償対策に当たって、計量皿４側からの給熱に関し、計量皿支持金具１５側に給熱操作による振動外乱を与えないようにするために、加熱した（あるいは冷却した）サンプル物品を計量皿４上に載せ降ろししながら、荷重の安定を検知しつつ温度センサ２１，２２からの温度検出信号とブリッジ回路３０からの荷重信号Ｗａとを測定した。
弾性体支持金具１６側からの伝熱による補償対策については、弾性体支持金具１６側への給熱であれば、例えば計量皿支持金具１５に緩やかな熱風を当てるなどして継続的に略一定温度に加熱しても荷重信号に振動外乱を与えることがない。
したがって、計量皿４上に物品のない状態を継続して連続的に給熱しながら零点荷重の変化を連続的に測定し、ロードセル３の温度状態を基へ戻した後に計量皿４上にサンプル物品を継続的に置いて連続的に給熱しながらサンプル物品荷重の変化を連続的に測定することができる。
また、容量の大きいロードセル３であって、計量皿４側からの給熱操作による振動外乱が荷重信号の精度に影響を与えない場合には、上記と同様に零点荷重、サンプル物品荷重をそれぞれ別の期間において連続的に計量皿４を加熱しながら連続的に測定できる。

図５のフローチャートに示される処理動作の終了後にメモリ３８の零点荷重レジスタに記憶させた零点荷重と検出温度Ｔ１、Ｔ２とから求めたΔｗｚ〈ｉ〉を呼び出してプリントアウトすると、図３（ａ）に示されるグラフと、図４（ａ）に示されるグラフとを得ることができる。
同様に、メモリ３８のサンプル荷重レジスタに記憶させたサンプル荷重と検出温度Ｔ１、Ｔ２から求めたＲ〈ｉ〉とを呼び出してプリントアウトすると、図３（ａ）に示されるグラフと、サンプル荷重変化に関する図４（ａ）に相当するグラフとを得ることができる。
これらのグラフから熱伝達モード別の零点荷重変化の温度差についての関数Ｆｍ１（Ｔｄ）〜Ｆｍ４３（Ｔｄ）を決定しメモリ３８へ登録する。
同様に、熱伝達モード別のスパン変化と温度差についての関数ｆ１（Ｔｄ）〜ｆ４３（Ｔｄ）を決定しメモリ３８へ登録する。

次に、ロードセル使用モードにおける補償動作を主に図６のフローチャートを用いて説明する。
なお、図６のフローチャートに示される処理動作は時間間隔Δｔ毎（Ａ／Ｄ変換器のサンプリング時間間毎）に実行される。
また、図６中記号「Ｔ」はステップを表す。

（ステップＴ１〜ステップＴ７）
ロードセル使用モードにおいて、ブリッジ回路３０からの荷重信号Ｗａと共に温度センサ２１，２２の温度検出信号を一定時間間隔Δｔ・Ｂ（Ｂは整数）でもって読み込んで、検出温度Ｔ１、Ｔ２の値によって予め定義した熱伝達モードのいずれに属するかを判定する。

（ステップＴ８〜ステップＴ１２）
判定された熱伝達モードに応じた関数と温度差とに基づいて、零点変化量Ｗｚｃとスパン温度補償係数Ｒｃを求め、古いＷｚｃとＲｃを新たに求めた値に更新し、式（７）に基づいて荷重信号の伝熱による温度補償を行う（Ｔ８〜Ｔ９）。
なお、補償のための温度データＴ１〈ｉ〉、Ｔ２〈ｉ〉のサンプリング時間間隔τは、カウンタＣ３が所定のカウント数Ｂとなる時間間隔、すなわちΔｔ・Ｂとする（Ｔ１０〜Ｔ１２）。

（ステップＴ１３〜ステップＴ１５）
ロードセル使用モードから他のモードへの切り替えの際には、カウンタＣ３の値を「０」とし（Ｔ１３）、検出温度Ｔ１、Ｔ２のデータの記憶をクリアし（Ｔ１４）、スパン温度補償係数Ｒｃの値を「１」に、零点変化量Ｗｚｃの値を「０」として（Ｔ１５）、フローを終了する。

本実施形態のロードセル３においては、弾性体５における伝熱経路の上流側（計量皿支持金具１５側）の温度が温度センサ２１（本発明の「上流側温度センサ」に相当する。）によって検出される。
また、弾性体５における伝熱経路の下流側（弾性体支持金具１６側）の温度が温度センサ２２（本発明の「下流側温度センサ」に相当する。）によって検出される。
そして、これら温度センサ２１，２２の検出温度Ｔ１、Ｔ２に基づいて伝熱過程での荷重信号の変化が第２温度補償演算部４２（本発明の「荷重信号補償手段」に相当する。）によって補償されるので、伝熱過程での荷重信号の変化を正確に補償することができる。

以上、本発明のロードセルについて、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、温度センサ２１，２２を設ける位置は、起歪部１１〜１４を挟む位置であれば、図７に示されるように、弾性体５の上面側におけるストレインゲージ７，６の近傍であっても良い。
また、同様の趣旨により、図示による説明は省略するが、弾性体５の下面側におけるストレインゲージ８，９の近傍に温度センサ２１，２２を設けるようにしても良い。
要するに、温度センサ２１，２２は起歪部１１〜１４を挟む位置に設けられることが、起歪部１１〜１４の伝熱状態を最もよく反映するので好ましい。

また、本実施形態においては、使用する温度センサ２１，２２の個数を２個とする例で説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも２個（３個以上でも勿論可能）であればよい。

２個の温度センサ２１，２２を設ける位置は、必ずしも起歪部１１〜１４を挟む位置でなくてもよく、かつ少なくとも１個ずつが下記に述べる位置に設置されていれば補償に対応することができる。
すなわち、起歪部１１〜１４における伝熱の過渡状態がそれぞれの温度センサ２１，２２によって表せればよいので、少なくとも１個ずつの温度センサ２１，２２を、弾性体５または弾性体５に取り付けられている金具（計量皿支持金具１５、弾性体支持金具１６）の上の伝熱経路に沿って設け、設置間隔は伝熱遅れによる温度差の検出可能な位置であれば、検出した温度差でもって起歪部１１〜１４の伝熱状態を推定し、温度差の過渡状態と荷重信号の変動との関係を定義することによって補償に対応させることができる。

本実施形態においては、弾性体５として平行四辺形型（ロバーバル型）の形状のものを使用した例でもって説明したが、図８（ａ）に示されるように、柱型の弾性体５Ａであれば起歪部４５に設けられるストレインゲージ６，９を挟むように温度センサ２１，２２を設けて、弾性体５Ａの図８（ａ）中記号Ａ側またはＢ側からの伝熱による荷重信号の零点、スパンの変化を補償することができる。
また、図８（ｂ）に示されるように、膜型の弾性体５Ｂであっても、起歪部４６に設けられるストレインゲージ６，９を挟むように温度センサ２１，２２を設けて、弾性体５Ｂの図８（ｂ）中記号Ｃ側またはＤ側からの伝熱による荷重信号の零点、スパンの変化を補償することができる。

本発明のロードセルは、伝熱過程での荷重信号の変化を正確に補償することができるという特性を有していることから、各種の計量器やトラックスケールに組み込まれる計量センサの用途に好適に用いることができる。

１ 計量器
２ 筐体
３ ロードセル
４ 計量皿
５ 弾性体
６〜９ ストレインゲージ
１１〜１４ 起歪部
１５ 計量皿支持金具
１６ 弾性体支持金具
１７ 被計量物
２１ 温度センサ（伝熱経路上流側温度センサ）
２２ 温度センサ（伝熱経路下流側温度センサ）
３０ ブリッジ回路（荷重信号出力手段）
４０ 荷重信号演算部
４１ 第１温度補償演算部
４２ 第２温度補償演算部（荷重信号補償手段）

Claims (5)

1. 被計量物の荷重の作用により歪みを発生させる起歪部を有する弾性体と、前記起歪部で発生した歪みに基づいて被計量物の荷重に応じた荷重信号を出力する荷重信号出力手段とを備えるロードセルにおいて、
   前記弾性体における伝熱経路の上流側の温度を検出する上流側温度センサと、
   前記弾性体における伝熱経路の下流側の温度を検出する下流側温度センサと、
   前記上流側温度センサおよび下流側温度センサの検出温度に基づいて伝熱過程での前記荷重信号の変化を補償する荷重信号補償手段と
   を備えることを特徴とするロードセル。
2. 前記上流側温度センサおよび下流側温度センサは、前記起歪部を挟むように配置されている請求項１に記載のロードセル。
3. 前記荷重信号補償手段は、前記上流側温度センサの検出温度と前記下流側温度センサの検出温度との差に基づいて前記荷重信号の零点変化またはスパン変化を補償する請求項１または２に記載のロードセル。
4. 前記荷重信号補償手段は、前記上流側温度センサの検出温度と前記下流側温度センサの検出温度との差の変化状態に基づいて前記荷重信号の零点変化またはスパン変化を補償する請求項１または２に記載のロードセル。
5. 前記上流側温度センサおよび下流側温度センサは、前記弾性体の周囲の気温変化による前記荷重信号の変化を補償するための温度センサを兼用している請求項１〜４のいずれかに記載のロードセル。

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