JP2016205852A - Conveying and weighing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンベヤ上を搬送される被計量物品を計量する搬送計量装置に関し、特に、複数の荷重検出装置を備えるものに関する。 The present invention relates to a transport and weighing device for weighing an article to be weighed that is transported on a conveyor, and more particularly to a device that includes a plurality of load detection devices.
複数の荷重検出装置を備えた搬送計量装置の一例が特許文献1に開示されている。特許文献1の技術では、荷重検出装置として使用されたロードセルがコンベヤを支持した2台の計量コンベヤが並行に配置されている。これら2台の計量コンベヤに跨った状態で被計量物品が搬送され、それぞれの計量コンベヤのロードセルの重量計測値を加算して、被計量物品の重量を計測している。なお、加算された重量計測値は、デジタル重量計測値に変換され、このデジタル重量計測値が、例えばデジタル表示される。 An example of a transfer and weighing device provided with a plurality of load detection devices is disclosed in Patent Document 1. In the technique of Patent Document 1, two weighing conveyors in which a load cell used as a load detection device supports the conveyor are arranged in parallel. The article to be weighed is conveyed across the two weighing conveyors, and the weight measurement value of the load cell of each weighing conveyor is added to measure the weight of the article to be weighed. The added weight measurement value is converted into a digital weight measurement value, and this digital weight measurement value is digitally displayed, for example.
計量コンベヤを支持するロードセルは、コンベヤの支持具及び2台のコンベヤの搬送面と被計量物品の底面に力学的に繋がって、ロードセルに力が伝達される。2台のコンベヤの搬送面と被計量物品の底面との間は、僅かな摩擦力を介して接触しているので、2台のロードセルは相互に殆ど力学的な干渉を受けない構成である。 The load cell that supports the weighing conveyor is mechanically connected to the conveyor support and the conveying surfaces of the two conveyors and the bottom surface of the article to be weighed, and the force is transmitted to the load cell. Since the conveying surface of the two conveyors and the bottom surface of the article to be weighed are in contact with each other through a slight frictional force, the two load cells are configured to receive little mechanical interference with each other.
2台のロードセルへの荷重の印加条件は、計量コンベヤの前段に設けられた送り込みコンベヤから、被計量物品が2台の計量コンベヤにほぼ同時に送り込みされ、ほぼ同時に後段の送り出しコンベヤに送り出しされる。2台の計量コンベヤの構造がほぼ同じで、ロードセルも同じ型式の同じ定格容量のものが使用されているとすると、被計量物品は2台の計量コンベヤにその荷重をほぼ1/2ずつ分配するようにほぼ同時に送り込まれており、しかも、2台のロードセル間には力学的な干渉が無いので、2台のロードセルは、ほぼ同一の動特性に基づくほぼ同一の過渡応答荷重信号を生じる。これら荷重信号を加算することによって、精確に被計量物品の重量を計測することができる。 The condition for applying the load to the two load cells is that the articles to be weighed are fed into the two weighing conveyors almost simultaneously from the feeding conveyor provided in the previous stage of the weighing conveyor, and are sent out to the subsequent feeding conveyor almost simultaneously. Assuming that the structures of the two weighing conveyors are almost the same, and the load cell is of the same type and the same rated capacity, the articles to be weighed will distribute the load to the two weighing conveyors approximately ½ each. Thus, the two load cells generate almost the same transient response load signal based on almost the same dynamic characteristics. By adding these load signals, the weight of the article to be weighed can be accurately measured.
従って、それぞれのロードセルのばね定数をKとすると、特許文献1の技術は、2台の計量コンベヤと1つの被計量物品とを合わせてなる質量をばね定数Kの並列ばねで支持する計量部系と、2台の計量コンベヤとからなる搬送計量装置に、みなすことができる。並列ばねの合成ばね定数が2Kとなるので、1台の計量コンベヤの固有振動数の約2倍の固有振動数を持つ計量部系が構成される。計量部系に存在する機械的なノイズ信号である固有振動数が高いと、荷重信号に含まれる過渡応答信号が速く収束する上に、応答特性の速いフィルタを荷重信号を濾波するフィルタとして使用できるので、被計量物品の計量台上での滞在時間が短くても、精確な計量ができる。従って、計量台上で被計量物品の滞在時間が短く、かつ自動で計量する搬送計量装置では、固有振動数が高いことが必須の条件である。 Therefore, if the spring constant of each load cell is K, the technique of Patent Document 1 is a measuring unit system that supports a mass composed of two weighing conveyors and one item to be weighed by a parallel spring having a spring constant K. And a transfer weighing device comprising two weighing conveyors. Since the combined spring constant of the parallel springs is 2K, a measuring unit system having a natural frequency approximately twice the natural frequency of one weighing conveyor is configured. If the natural frequency, which is a mechanical noise signal existing in the measuring unit system, is high, the transient response signal included in the load signal converges quickly, and a filter with fast response characteristics can be used as a filter for filtering the load signal. Therefore, accurate weighing can be performed even if the residence time of the article to be weighed on the weighing table is short. Therefore, it is indispensable to have a high natural frequency in a transfer and weighing device that has a short residence time on the weighing table and that automatically weighs.
上述したような搬送計量装置であっても、ロードセルからの荷重信号に重畳される電気的ノイズ信号によって、重量測定値がばらついてはならない。特許文献1の技術では、各ロードセルから出力された荷重信号を直接にA/D変換器によってデジタル荷重信号変換器に入力しているが、ロードセルからの出力は、低レベルのアナログ信号であるので、デジタル荷重信号として処理する前に、例えば演算増幅器で増幅してからA/D変換するのが、周知技術で、例えば特開平6−18318号の図8に示されている。 Even in the above-described transport and weighing device, the weight measurement value should not vary due to the electrical noise signal superimposed on the load signal from the load cell. In the technique of Patent Document 1, the load signal output from each load cell is directly input to the digital load signal converter by the A / D converter, but the output from the load cell is a low-level analog signal. Prior to processing as a digital load signal, for example, amplification by an operational amplifier followed by A / D conversion is a well-known technique, for example, shown in FIG. 8 of JP-A-6-18318.
しかし、高い計量精度が要求される場合、極めて低レベルのロードセルの荷重信号を安定なデジタル重量値として表示しなければならない。しかし、ロードセルの荷重信号を増幅する演算増幅器は、その入力部に入力ノイズ電圧を有し、SN比が小さいと、入力ノイズ電圧の影響を受けて、表示重量値がばらつくという問題がある。一般にロードセルは定格容量が小さいほど、同じ印加荷重に対する荷重信号は大きい。従って、安定な重量値を測定するためには、使用するロードセルの定格容量に制限を課す必要がある。 However, when high weighing accuracy is required, the load signal of a very low level load cell must be displayed as a stable digital weight value. However, the operational amplifier that amplifies the load signal of the load cell has an input noise voltage at its input part, and if the SN ratio is small, there is a problem that the display weight value varies due to the influence of the input noise voltage. In general, the smaller the rated capacity of a load cell, the larger the load signal for the same applied load. Therefore, in order to measure a stable weight value, it is necessary to impose a limit on the rated capacity of the load cell to be used.
この観点から、特許文献1の技術の計量部系を見ると、被計量物品の荷重は、2台の計量コンベヤに約1/2ずつ分配されるので、上記のばね定数Kのロードセルで1台の計量コンベヤを支持したときのロードセルの荷重信号は、1台の計量コンベヤに被計量物品を載荷したときのロードセルの荷重信号の1/2になる。この1/2の荷重信号を、それぞれを演算増幅器で増幅すると、SN比が1/2に低下し、計量部系の重量値の測定の安定性に関する静特性が低下する。 From this point of view, when the weighing unit system of the technique of Patent Document 1 is viewed, the load of the article to be weighed is distributed by about 1/2 to the two weighing conveyors, so one load cell with the above spring constant K is used. When the weighing conveyor is supported, the load signal of the load cell is ½ of the load signal of the load cell when an article to be weighed is loaded on one weighing conveyor. When each of the half load signals is amplified by an operational amplifier, the S / N ratio is reduced to 1/2, and the static characteristics relating to the stability of measurement of the weight value of the measuring unit system are reduced.
そこで、1台当たりの計量コンベヤに印加する被計量物品の重量が1/2になっても、荷重信号の出力を低下させないようにするためには、ばね定数がK/2である定格容量のロードセルを使用する必要がある。この場合、計量部系を並列にしているにも拘わらず、総合ばね定数は(K/2)+(K/2)=Kとなり、固有振動周波数が低くなり、計量部系の動特性を改善できない。 Therefore, in order not to reduce the output of the load signal even when the weight of the articles to be weighed applied to each weighing conveyor is halved, the rated capacity of the spring capacity is K / 2. It is necessary to use a load cell. In this case, the total spring constant is (K / 2) + (K / 2) = K, even though the measuring units are in parallel, and the natural vibration frequency is lowered, improving the dynamic characteristics of the measuring unit. Can not.
即ち、ばね定数がK/2である定格容量の2台のロードセルを使用した場合、元の1台の計量コンベヤをばね定数Kのロードセルで支持する構成と同じ静特性を得られるが、過度応答性の改善による高速計量を実現することができない。 That is, when two load cells with a rated capacity with a spring constant of K / 2 are used, the same static characteristics as the configuration in which the original weighing conveyor is supported by the load cell with the spring constant K can be obtained, but the excessive response High-speed weighing cannot be realized by improving the performance.
本発明は、静特性としてのSN比を改善した上で、動特性としての過度応答性も改善した搬送計量装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the conveyance weighing device which improved the excessive response as a dynamic characteristic, after improving the S / N ratio as a static characteristic.
本発明の一態様の搬送計量装置は、計量部を有している。計量部は、複数台の計量台を備えたもので、被計量物品は、その重量が各計量台に均等に印加されるように計量台上に跨って載置され、かつ計量台上をその一端から他端側に搬送される。例えば、送り込み搬送手段によって、各計量台上に同時に被計量物品を送り込むことが望ましい。各計量台は、同じ構造のものであることが望ましい。各計量台は、それぞれロードセルによって支持されている。各ロードセル及び各計量台は、力学的に非干渉状態にある。また、各ロードセルは、同じ定格容量であることが望ましい。さらに、各ロードセルは、起歪体を有し、この起歪体の複数の起歪部それぞれに歪みゲージを貼着したものでる。各ロードセルは、前記被計量物品の前記計量台上への載荷によって出力が変化するブリッジ回路を有し、各ブリッジ回路は、前記歪みゲージを使用した歪みゲージ式によるブリッジ回路、例えばホイートストーンブリッジ回路である。ブリッジ回路は、前記出力が発生する1対の出力端子と、電源手段から電源、例えば電源電圧が印加される1対の電源端子とを有し、各ブリッジ回路の1対の出力端子は互いに直列に接続され、その直列の出力が増幅手段に供給されている。各ブリッジ回路の電源手段は、他のブリッジ回路用の電源手段と電気的に絶縁されている。なお、各ブリッジ回路の1対の電源端子間に印加される電源電圧は、同じ値とすることが望ましい。前記増幅手段としては、演算増幅器を使用することもできるし、トランジスタやFETのような能動素子を使用して構成したものとすることもできる。少なくとも1つのブリッジ回路用の電源手段は、基準電位を有するものとすることができ、この基準電位を前記増幅手段の基準電位とすることもできる。 The conveyance weighing device of one embodiment of the present invention includes a weighing unit. The weighing unit is provided with a plurality of weighing tables, and the articles to be weighed are placed on the weighing table so that the weight is equally applied to each weighing table, and the weighing table is placed on the weighing table. It is conveyed from one end to the other end. For example, it is desirable that the articles to be weighed are simultaneously fed onto each weighing table by the feeding and conveying means. Each weighing platform is preferably of the same structure. Each weighing platform is supported by a load cell. Each load cell and each weighing platform are mechanically non-interfering. Moreover, it is desirable that each load cell has the same rated capacity. Further, each load cell has a strain generating body, and a strain gauge is attached to each of a plurality of strain generating portions of the strain generating body. Each load cell has a bridge circuit whose output changes when the article to be weighed is loaded on the weighing table, and each bridge circuit is a strain gauge type bridge circuit using the strain gauge, such as a Wheatstone bridge. Circuit. The bridge circuit has a pair of output terminals for generating the output and a pair of power supply terminals to which a power supply, for example, a power supply voltage is applied from the power supply means, and the pair of output terminals of each bridge circuit is in series with each other And the serial output is supplied to the amplifying means. The power supply means of each bridge circuit is electrically insulated from the power supply means for other bridge circuits. The power supply voltage applied between a pair of power supply terminals of each bridge circuit is preferably set to the same value. As the amplifying means, an operational amplifier can be used, or an active element such as a transistor or FET can be used. The at least one power supply means for the bridge circuit may have a reference potential, and this reference potential may be used as the reference potential of the amplifying means.
このように構成された搬送計量装置では、被計量物品は複数台の計量台にその荷重をほぼ均等に分配するように送り込まれ、しかも、複数台のロードセル間には力学的な干渉が無いので、複数のブリッジ回路の1対の出力端子から、ほぼ同一振幅、同一位相、同一周波数の過度応答信号及び定常信号からなる荷重信号が得られる。複数のブリッジ回路の1対の出力端子を直列に接続し、しかも電源は互いに独立しているので、これら荷重信号は、互いに加算され、単独の値よりも大きな値になる。従って、大きな値の荷重信号が増幅手段に供給されるので、増幅手段におけるSN比が大きく改善される。しかも、従来技術に関連して述べたのと同様に、複数台、例えばn台の計量台及びn台のロードセルを備えた計量部系を考えた場合、この計量部系は、1台の計量台の固有振動数の約n倍の固有振動数を持つので、荷重信号中の過渡応答信号が速く収束する上に、応答特性の速いフィルタを荷重信号を濾波するフィルタとして使用できる。従って、被計量物品の計量台上での滞在時間が短くても、精確な計量ができる。 In the transport and weighing apparatus configured as described above, the articles to be weighed are sent to a plurality of weighing platforms so as to distribute the load almost evenly, and there is no mechanical interference between the plurality of load cells. From the pair of output terminals of the plurality of bridge circuits, a load signal composed of a transient response signal and a steady signal having substantially the same amplitude, the same phase, and the same frequency is obtained. Since a pair of output terminals of a plurality of bridge circuits are connected in series and the power sources are independent of each other, these load signals are added to each other and become a value larger than a single value. Accordingly, since a large load signal is supplied to the amplifying means, the SN ratio in the amplifying means is greatly improved. Moreover, in the same way as described in connection with the prior art, when a weighing unit system including a plurality of units, for example, n weighing units and n load cells, is considered, this weighing unit system includes one weighing unit. Since the natural frequency is about n times the natural frequency of the base, the transient response signal in the load signal converges quickly, and a filter with fast response characteristics can be used as a filter for filtering the load signal. Therefore, accurate weighing can be performed even if the stay time of the article to be weighed on the weighing table is short.
前記複数の電源手段のうち少なくとも1つは、共通電位を有し、この共通電位に対して正負の電圧を発生するものとすることができる。この正負の電圧にほぼ等しい電圧を、他の電源手段が発生し、正負の電圧及び、この正負の電圧にほぼ等しい電圧が、対応するブリッジ回路の1対の電源端子間に供給される。更に、前記正負の電圧及び前記共通電位は、前記増幅手段に供給される。 At least one of the plurality of power supply means may have a common potential and generate a positive or negative voltage with respect to the common potential. The other power supply means generates a voltage approximately equal to the positive / negative voltage, and the positive / negative voltage and a voltage approximately equal to the positive / negative voltage are supplied between a pair of power supply terminals of the corresponding bridge circuit. Further, the positive and negative voltages and the common potential are supplied to the amplifying means.
なお、各計量台上を被計量物品が一端側から他端側まで搬送されるように、計量台を搬送手段とすることができ、更に搬送手段は無端紐帯を使用したものとすることもできる。無端紐帯としては、例えばチェーン、細幅平ベルトや、断面形状が円形の丸ベルトを使用することもできる。なお、各無端紐帯を1台の駆動手段によって駆動することもできる。 It should be noted that the weighing table can be used as a conveying means so that an article to be weighed is conveyed from one end side to the other end side on each weighing table, and the conveying means can also use an endless strap. . As the endless strap, for example, a chain, a narrow flat belt, or a round belt having a circular cross section can be used. In addition, each endless cord band can also be driven by one drive means.
以上のように、本発明による搬送計量装置では、1台の計量台と1台のロードセルを使用して計量部系を構成した場合よりも荷重信号に含まれる過度応答信号の固有振動数が高いので高速計量に適する上に、増幅手段で増幅したときのSN比を改善することができる。 As described above, in the transfer weighing device according to the present invention, the natural frequency of the transient response signal included in the load signal is higher than that in the case where the weighing unit system is configured using one weighing table and one load cell. Therefore, in addition to being suitable for high-speed weighing, the SN ratio when amplified by the amplification means can be improved.
本発明の第1の実施形態の搬送計量装置は、図2に示すように、複数台、例えば2台の計量台、例えば計量コンベヤ2a、2bを有している。これら2台の計量コンベヤ2a、2bは、同じ規格のもので、同図(b)に示すように2つのプーリ4a、4b間に無端紐帯、例えばベルト6を張架して、一方のプーリ、例えばプーリ4bに結合された駆動手段、例えばモータ8によって、一方の端、例えばプーリ4a側から他方の端、例えばプーリ4b側に、被計量物品10を搬送するコンベヤを有し、このコンベヤ上の被計量物品10を計量するために、ロードセル12が、プーリ4a、4bを支持している支持台14に結合されている。計量コンベヤ2a、2bのロードセル12は、同一構造、同一定格のもので、例えばロバーバル機構に形成した起歪体の4つの起歪部に、荷重検出センサ、例えば歪みゲージを、それぞれ貼設した公知のものである。なお、4つの歪みゲージは、計量コンベヤ2a、2bに被計量物品が載荷されたとき、2つが引っ張り力を検出し、残りの2つが圧縮力を検出するようにされている。
As shown in FIG. 2, the transport and weighing device according to the first embodiment of the present invention has a plurality of, for example, two weighing tables, for example, weighing
被計量物品10が同図(a)に示すように計量コンベヤ2a、2bの間に跨った状態でプーリ4a側からプーリ4b側に搬送されるように、計量コンベヤ2a、2bは、並列に配置されている。この配置状態において、計量コンベヤ2a、2bは機械的に非干渉である。
The weighing
計量コンベヤ2a、2bに被計量物品の重量が均等に印加されるように、計量コンベヤ2a、2bに同時に被計量物品10を載荷するように、計量コンベヤ2a、2bのプーリ4a側に、搬送手段、例えば送り込みコンベヤ16が配置されている。また、計量コンベヤ2a、2bでの計量が終了した被計量物品10を計量コンベヤ2a、2bから搬出するために、計量コンベヤ2a、2bのプーリ4b側には、搬送手段、例えば送り出しコンベヤ18が配置されている。これら送り込みコンベヤ16及び送り出しコンベヤ18は、それぞれ1台で被計量物品10の送り込み、送り出しを行うので、計量コンベヤ2a、2bよりも幅広である。
Conveying means on the side of the
計量コンベヤ2aのロードセル12は、引っ張り検出用の歪みゲージ14、20と、圧縮検出用の歪みゲージ16、18を有し、図1に示すように、これらによって1組のブリッジ回路、例えばホイートストーンブリッジ回路22が構成されている。引っ張り検出用の歪みゲージ14が上側辺に位置し、圧縮検出用の歪みゲージ18が下側辺に位置するように直列に接続され、同じく圧縮検出用の歪みゲージ16が上側辺に位置し、引っ張り検出用の歪みゲージ20が下側辺に位置するように直列に接続され、これら2つの直列回路が並列に接続されている。
The
同様に、計量コンベヤ2bのロードセル12も、引っ張り検出用の歪みゲージ24、30と、圧縮検出用の歪みゲージ28、26を有している。これら歪みゲージ24、26、28、30によって、もう1組のホイートストーンブリッジ回路32が構成されている。ホイートストーンブリッジ回路32でも、引っ張り検出用の歪みゲージ24が上側辺に位置し、圧縮検出用の歪みゲージ28が下側辺に位置するように直列に接続され、同じく圧縮検出用の歪みゲージ26が上側辺に位置し、引っ張り検出用の歪みゲージ30が下側辺に位置するように直列に接続され、これら2つの直列回路が並列に接続されている。
Similarly, the
ホイートストーンブリッジ回路22は、2つの直列回路の2つの接続点に1対の電源端子34、36を有し、各直列回路の上側辺と下側辺との2つの接続点に1対の出力端子38、40を有している。同様に、ホイートストーンブリッジ回路32も1対の電源端子42、44と、1対の出力端子46、48とを有している。
The
ホイートストーンブリッジ回路22の電源端子34、36は、直流電源50に接続され、ホイートストーンブリッジ回路32の電源端子42、44は、直流電源52に接続されている。直流電源50は、電源端子34、36間にE1の直流電圧を供給し、直流電源52は、電源端子42、44間にE2(E2≒E1)の直流電圧を供給するものである。これら直流電源50、52は、互いに電気的に絶縁されている。但し、直流電源50は、コモン電位COMを中心に正の+Vと負の−V’(V≒V)を出力し、V−(−V’)=E1の電圧を電源端子42、44に供給している。
The
計量コンベヤ2a、2bには、送り込みコンベヤ16によってほぼ同時に被計量物品10が送り込みされ、かつ計量コンベヤ2a、2bのロードセル12のホイートストーンブリッジ回路22、32に印加されている電圧は同じ大きさであるので、被計量物品10が計量コンベヤ2a、2bに載荷されたとき、ホイートストーンブリッジ回路22の出力端子38、40から出力される荷重信号電圧e1と、ホイートストーンブリッジ回路32の出力端子46、48から出力される荷重信号電圧e2とは、ほぼ同じE0である。但し、荷重信号電圧e1、e2は、被計量物の重量を表す直流信号(定常信号)の他に過度応答信号を含み、その過度応答信号の位相、周波数及び振幅は、同一である。
The articles to be weighed 10 are fed into the weighing
直流電源50、52は、互いに電気的に絶縁されているので、ホイートストーンブリッジ回路22の出力端子40とホイートストーンブリッジ回路32の出力端子46とを直列に接続すると、出力端子38及び48間から、それぞれの荷重信号電圧e1とe2とを加算した荷重信号電圧(e1+e2=2E0)が得られる。もし、直流電源50、52が互いに電気的に絶縁されて無く、同じ電圧をホイートストーンブリッジ回路22、32に供給するものであれば、1つの直流電源から1つのホイートストーンブリッジ回路に電源電圧が印加されているのと等価となり、出力端子38及び48間からの荷重信号電圧はE0にしかならない。
Since the DC power supplies 50 and 52 are electrically insulated from each other, when the output terminal 40 of the
出力端子38、48間の荷重信号電圧2E0は、測定回路の一部をなす増幅手段、例えば複数の演算増幅器を使用したインストルメンテーションアンプ54によって増幅され、測定回路の一部をなすA/D変換器56によってデジタル荷重信号に変換されて、演算回路58に供給され、例えば演算回路58が備えるデジタル表示部に被計量物の重量がデジタル表示される。
The load signal voltage 2E0 between the
これらインストルメンテーションアンプ54、A/D変換器56の電源は、直流電源50から供給され、また、これらの共通電位は、直流電源50のコモン電位COMである。このように構成しているのは、ホイートストーンブリッジ回路22の出力端子38、46の電位が、直流電源50のほぼ中央の電位であるコモン電位COMに近く、ホイートストーンブリッジ回路22の出力端子40とホイートストーンブリッジ回路32の出力端子46とを接続しているので、出力端子38、40、46、48の各電位はCOMの電位に近いからである。従って、出力端子38、46間の荷重信号電圧2EOを、インストルメンテーションアンプ54に供給する際にレベルシフトが不要になる。
The power of the
また、出力端子40、48間の荷重信号電圧2EOに含まれる固有振動信号は、演算回路58中に構成したデジタルフィルタによって除去される。この固有振動信号の周波数は、従来技術の項で説明したように、計量コンベヤ2aまたは2b単体で、被計量物品10を計量する場合よりも高くなっている。固有振動信号の周波数が高くなっているので、過渡応答信号が速く収束する。更に、デジタルフィルタは、固有振動信号の周波数に一致させたノッチを持つように構成しており、更に固有振動信号の周波数が高いので、デジタルフィルタとして応答特性の速い構成のものを使用できる。従って、被計量物品10の計量コンベヤ12a、12b上での滞在時間が短くても、被計量物品10を精確に計量ができる。
Further, the natural vibration signal included in the load signal voltage 2EO between the
しかし、このデジタルフィルタは、応答遅れが小さく、種々の低い周波数信号を含むインストルメンテーションアンプ54の入力ノイズは除去しにくい。しかも、出力端子38、40間の荷重信号電圧e1と出力端子46、48間の荷重信号電圧e2とが加算されて、値が大きくなっている荷重信号電圧2E0をインストルメンテーションアンプ54に供給しているので、インストルメンテーションアンプ54の入力側で発生するノイズが、計量コンベヤ2a、2bを単体で使用している場合と変化していないとすると、インストルメンテーションアンプ54のSN比、特に入力側でのSN比は、計量コンベヤ2a、2bを単体で使用して、ホイートストーンブリッジ回路22または32を単体で使用した場合よりも向上している。また、インストルメンテーションアンプ54へ入力するホイートストーンブリッジ回路22、32の出力端子38、48のラインに重畳するノイズに対しても同様にSN比が向上している。
However, this digital filter has a small response delay, and it is difficult to remove the input noise of the
ホイートストーンブリッジ回路22、32への直流電源50、52からの電圧が変動する場合、荷重信号電圧e1、e2の大きさが変動する。これに対処するために、直流電源50の電圧のセンシング回路60と、直流電源52の電圧のセンシング回路62とが設けられている。これらセンシング回路60、62の出力電圧は加算回路64によって加算される。この加算値は、直流電源50、52の電圧が変動していると、その変動に追従したものとなる。この加算値が、A/D変換器56の参照電圧端子56refに供給されている。これによって、レシオメトリックが成立し、A/D変換器56によって変換されたデジタル荷重信号は、直流電源50、52の電圧変動の影響を受けない。なお、これらセンシング回路60、62及び加算回路64は、演算増幅器と抵抗器とによって構成され、直流電源50から電源供給を受け、かつ直流電源50の共通電位COMを共通電位としている。
When the voltage from the
上記の実施形態では、インストルメンテーションアンプ54、A/D変換器56、センシング回路60、62、加算回路64に対して直流電源50から電源供給を行ったが、直流電源50は、ホイートストーンブリッジ回路22の専用でコモン電圧COMを持たない電源として使用し、インストルメンテーションアンプ54、A/D変換器56、センシング回路60、62、加算回路64用に、正の出力電圧+Vと、負の出力電圧―V’と、+VとーV’との中間電位であるコモン電位COMを持つ直流電源を、別途用意し、そのコモン電位COMを、ホイートストーンブリッジ回路22の出力端子40と、ホイートストーンブリッジ回路34の出力端子46との接続点に接続することもできる。
In the above-described embodiment, power is supplied from the
図3に第2の実施形態の搬送計量装置の回路図を示す。この実施形態では、直列に接続された2つのロードセル12a、12bの荷重信号電圧2E0を、それぞれ増幅手段、例えばインストルメンテーションアンプ66、68で増幅し、これらインストルメンテーションアンプ66、68の出力を、加算回路70によって加算したものである。他の構成は、第1の実施形態の搬送計量装置と同一であるので、詳細な説明は省略する。
FIG. 3 shows a circuit diagram of the conveyance weighing device of the second embodiment. In this embodiment, the load signal voltage 2E0 of two load cells 12a and 12b connected in series is amplified by amplification means, for example,
この加算回路70の出力は、A/D変換器56に供給される。インストルメンテーションアンプ66、68は、同じ増幅度を持つもので、その増幅度をαとすると、インストルメンテーションアンプ66、68から2EOαの出力電圧がそれぞれ出力され、これらが加算器70によって加算されるので、A/D変換器56には4EOαの電圧が供給される。
The output of the
このように構成すると、第1の実施形態の搬送計量装置のインストルメンテーションアンプ54におけると同様に、インストルメンテーションアンプ66、68においてSN比が改善された上、これらインストルメンテーションアンプ66、68の出力が加算されて、A/D変換器56に供給されるので、更にSN比を改善することができる。これは、インストルメンテーションアンプ66、68の入力ノイズの位相が互いに無相関であるため加算回路の出力において荷重信号は単純加算されるのに対し、入力ノイズ電圧は2乗合計の平方根値となるためである。
With this configuration, the SN ratio is improved in the
図4に第3の実施形態の搬送計量装置を示す。この搬送計量装置は、被計量物品の搬送計量に無端紐帯としてチェーンを使用した計量チェーンコンベヤ70a、70bを使用したものである。チェーンコンベヤ70a、70bは、同一の構成で、図4(a)に示すように並列に配置されている。
FIG. 4 shows a transport weighing device according to the third embodiment. This conveying and weighing apparatus uses weighing
これらチェーンコンベヤ70a、70bは、同一構成、同一定格容量のロードセル72を、それぞれ有している。各ロードセル72で計量台74がそれぞれ支持されている。両計量台74の送り込み側に、送り込み側チェーン支持台76が、計量台74の送り出し側に送り出し側チェーン支持台78が、計量台74を挟んで一列に配置されている。送り込み側チェーン支持台76、送り出し側チェーン支持台78間にチェーン80が無端状態に張架されている。2つのチェーン80に対して、共通にモータ82が設けられている。両チェーン80にスプロケット84、86、88がそれぞれ設けられている。共通のモータ82は、両チェーン80のスプロケット86に結合されており、モータ82の回転によって、2つのチェーン80、80は、送り込み側チェーン支持台76側から計量台74上を通過して、送り出し側チェーン支持台78上に被計量物品を搬送するように同期駆動される。
These
送り込み側チェーン支持台76側に送り込みコンベヤ90が、送り出し側チェーン支持台78側に送り出しコンベヤ92が設けられている。
A
この搬送計量装置では、第1の実施形態で使用した電気回路または第2の実施形態で使用した電気回路が使用され、第1または第2の実施形態の搬送計量装置と同様に動作し、1台の計量チェーンコンベヤを使用した場合よりも、高速計量に適する上に、演算増幅器のSN比を改善することができる。 In this conveyance weighing device, the electric circuit used in the first embodiment or the electric circuit used in the second embodiment is used, and operates in the same manner as the conveyance weighing device of the first or second embodiment. Compared with the case where a weighing chain conveyor is used, it is suitable for high-speed weighing, and the SN ratio of the operational amplifier can be improved.
図5に第4の実施形態の搬送計量装置の回路図を示す。この実施形態では、図2に示す計量コンベヤ2a、2bと同一構成の新たな計量コンベヤを、計量コンベヤ2a、2bに並列に設けるか、または第3の実施形態の図4に示す計量チェーンコンベヤ70a、70bと同一構成の新たな計量チェーンコンベヤを、計量チェーンコンベヤ70a、70bに並列に設けて、合計3台の計量コンベヤまたは計量チェーンコンベヤを使用する。計量チェーンコンベヤを使用する場合、3台の計量チェーンコンベヤは、共通の1台のモータによって駆動される。3台の計量コンベヤまたは3台の計量チェーンコンベヤによって、1つの被計量物品が搬送されながら、計量される。3台の計量コンベヤまたは3台の計量チェーンコンベヤを並設した構成であるので、上述したように固有振動周波数が、1台の計量コンベヤ又は1台の計量チェーンコンベヤを使用する場合よりも高く、また第1の実施形態や第3の実施形態のように2台の計量コンベヤまたは2台の計量チェーンコンベヤを使用する場合よりも高い。
FIG. 5 shows a circuit diagram of the conveyance weighing device of the fourth embodiment. In this embodiment, a new weighing conveyor having the same configuration as the weighing
3台の計量コンベヤまたは計量チェーンコンベヤは、同一定格、同一構成のロードセルをそれぞれ有している。これら合計3台のロードセルは、それぞれ歪みゲージからなるホイートストーンブリッジ回路94、96、98を備えている。これらホイートストーンブリッジ回路94、96、98の1対の出力端子が直列に接続されている。従って、これら1対の出力端子間にそれぞれ発生した合計3つの荷重信号電圧は、各1対の出力端子が直列に接続されていることによって加算され、増幅器100によって増幅され、その後にA/D変換器102によってデジタル荷重信号に変換されている。
The three weighing conveyors or the weighing chain conveyors have load cells with the same rating and the same configuration. These three load cells are each provided with a
各ホイートストーンブリッジ回路94、96、98には、互いに電気的に絶縁された直流電源104、106、108によってそれぞれ動作電源が供給されている。各直流電源104、106、108のうち1つ、例えば直流電源108がコモン電位COMを中心に正の+Vと負の−V’(V≒V’)の電圧を発生し、+V、―V’、COMが、増幅器100及びA/D変換器102によって使用されている。また、コモン電位COMは、ホイートストーンブリッジ回路96と98との出力端子同士の接続点に接続されている。
Each
また、各直流電源106、108、110の電圧は、増幅器112、114で加算増幅されて、A/D変換器102に参照電圧として供給されている。増幅器112、114も、直流電源108の+V、―V’、COMを使用している。
The voltages of the
この実施形態では、3組のホイートストーンブリッジ回路94、96、98からの荷重信号電圧を直列にしているので、同じ荷重の計量物に対して、1台の計量コンベヤまたは1台の計量チェーンコンベヤを使用した場合の3倍の荷重信号電圧が得られ、増幅器100において3倍のSN比が得られる。また、上述したように、固有振動成分の周波数が高くなっているので、荷重信号電圧に含まれている過渡応答成分が速く収束する。更に、A/D変換器102からのデジタル荷重信号が供給される図1に示す演算回路58に相当する演算回路において構成されるデジタルフィルタは、固有振動成分の周波数に一致させたノッチを持つが、固有振動成分の周波数が高いので、デジタルフィルタとして応答特性の速いものを使用できる。従って、3台の計量コンベヤまたは3台の計量チェーンコンベヤ上での被計量物品の滞在時間が短くても、精確な計量ができる。増幅器112、114を設けているので、レシオメトリックが成立し、A/D変換器102によって変換されたデジタル荷重信号は、直流電源106、108、110の電圧変動の影響を受けない。
In this embodiment, the load signal voltages from the three sets of
なお、第2の実施形態の搬送計量装置と同様に、ホイートストーンブリッジ回路94、96、98それぞれの1対の出力端子を直列に接続して得た直列荷重信号電圧を、3つの演算増幅器によって増幅した後に、これら3つの演算増幅器の出力を加算器によって加算することもできる。
As in the case of the transfer weighing device of the second embodiment, the series load signal voltage obtained by connecting a pair of output terminals of each of the
上記の第1乃至第3の実施形態の搬送計量装置では、2台のロードセルを使用し、第4の実施形態の搬送計量装置では、3台のロードセルを使用したが、2台以上のロードセルであれば、任意の台数のロードセルを使用することができる。上記の各実施形態では、ベルト式の計量コンベヤや計量チェーンコンベヤを使用したが、例えば被計量物品が、上面を一端から他端まで滑走する滑走台をロードセルで支持し、複数の滑走台を並列に配置することもできる。 In the conveyance weighing device according to the first to third embodiments, two load cells are used. In the conveyance weighing device according to the fourth embodiment, three load cells are used, but two or more load cells are used. If so, an arbitrary number of load cells can be used. In each of the above embodiments, a belt-type weighing conveyor or a weighing chain conveyor is used. For example, an article to be weighed supports a slide that slides from one end to the other on the upper surface with a load cell, and a plurality of slides are arranged in parallel. It can also be arranged.
2a、2b 計量コンベヤ(計量台)
10 被計量物品
12 ロードセル
22 32 ブリッジ回路
50 52 電源(電源手段)
34 36 42 44 電源端子
38 40 46 48 出力端子
54 インストルメンテーションアンプ(増幅手段)
2a, 2b Weighing conveyor (weighing platform)
10 Article to be weighed 12
34 36 42 44
Claims (3)
前記被計量物品が跨って前記一端から前記他端まで搬送されるように、前記計量台が並列に配設され、
前記複数の歪みゲージ式ロードセルは、前記被計量物品の前記計量台上への載荷に応じて1対の出力端子間の出力が変化する前記歪みゲージによるブリッジ回路を、それぞれ有し、
前記各ブリッジ回路には、互いに絶縁された複数の電源手段のうち対応するものによって電源が供給され、
増幅手段への供給用に前記各ブリッジ回路の1対の出力端子が直列に接続されている
搬送計量装置。 A plurality of strain gauge type load cells, each having a strain gauge attached to a strain generating portion, support a plurality of weighing stands that convey an article to be weighed from one end to the other end,
The weighing tables are arranged in parallel so that the article to be weighed is transported from the one end to the other end,
The plurality of strain gauge type load cells each have a bridge circuit formed by the strain gauges in which an output between a pair of output terminals changes according to the load of the article to be weighed on the weighing table,
Each bridge circuit is supplied with power by a corresponding one of a plurality of power supply means insulated from each other,
A transport weighing device in which a pair of output terminals of each bridge circuit is connected in series for supply to an amplifying means.
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