JP2506662Y2

JP2506662Y2 - 校正分銅内蔵型電子天びん

Info

Publication number: JP2506662Y2
Application number: JP11567689U
Authority: JP
Inventors: 晟河本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2004-09-29
Also published as: JPH0355527U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は校正用分銅を内蔵した電子天びんに関する。

〈従来の技術〉一般に、電子天びんの校正は、荷重検出部にひょう量
近傍の質量既知の分銅を負荷し、その状態での計量値が
分銅質量に一致するよう、校正係数（スパン係数と称さ
れる）を更新することによって行われる。

ところで、高精度の電子天びんは温度に敏感であり、
使用中においてもしばしば校正を必要とする。このよう
な校正を外部の基準分銅を用いて行い、手動によって係
数を調整するのでは極めて煩雑であるので、従来、校正
用の分銅とその分銅を荷重検出部に加除する機構を内蔵
するとともに、キー等の操作によって、分銅加除機構を
駆動して内蔵分銅を荷重検出部に加除し、そのときの荷
重検出出力を用いて演算によってスパン係数を更新す
る、いわゆる校正プログラムを備えた電子天びんがあ
る。

また、温度センサを設け、前回の校正時点からの温度
変化がある一定の温度を越えたときに上記のような校正
プログラムを自動的にスタートさせるようにした電子天
びんも提案されている。

〈考案が解決しようとする課題〉ところで、校正用分銅とその加除機構を内蔵するため
には、天びんハウジング内にそのスペースが必要となる
が、特に比較的大ひょう量の天びんでは、これらを内蔵
すると大型になってしまうという問題があり、このこと
から大ひょう量の天びんでは、依然として内蔵分銅を持
たないものが多く、煩雑な手動による校正作業を強いら
れるとともに、校正を忘れて誤差の多い状態で使用して
しまうという危険もある。

この考案はこのような点に鑑みてなされたもので、比
較的大ひょう量の天びんでも、大型化することなく校正
用分銅を内蔵できるとともに、常にスパン誤差のない測
定が可能な電子天びんの提供を目的としている。

〈課題を解決するための手段〉上記の目的を達成するため、本考案では、温度センサ
と、その温度センサの出力が前回の校正時点から所定値
以上変化しているか否かを判定する判定手段を設け、そ
の判定結果に基づいてあらかじめ設定された温度変化が
あったときには校正プログラムを自動的にスタートさせ
るよう構成するとともに、校正分銅は、皿の下面と天び
んハウジングの上面との間の空隙、もしくは、皿の下面
に向かって天びんハウジング上面を突出させることによ
って形成した当該ハウジング内部上方の空間内に配設し
ている。

〈作用〉通常は空き空間となっている皿の下面とハウジング上
面との間の空隙、ないしは、実質的には同じ空間である
が、ここにハウジングの上面を突出させることによって
ハウジング内とした空間に、校正用分銅を収納すること
により、天びんを特に大型化することなく分銅の内蔵が
可能となり、これと温度変化が一定値を越えたときに自
動的に校正プログラムをスタートさせる技術とを併用す
ることにより、大ひょう量の天びんでも常時誤差のない
測定が可能となる。

〈実施例〉第１図は本考案実施例の構成図で、機構部の縦断面図
と制御回路部のブロック図とを併記して示す図である。
なお、制御回路部は、実際には図中で示す電子装置部に
実装されている。

ハウジング１内には、荷重検出部２、分銅加除機構
８、表示器11、電子装置部12、および温度センサ13等が
収容されている。

荷重検出部２にはその受感部に連通する皿受軸３が設
けられており、この皿受軸３はハウジング１の上面に設
けられた孔からハウジング外部に望んでいる。そして、
この皿受軸３の先端に、皿受４を介して皿５が支持され
ている。

ハウジング１の上面と皿５の下面との間には、皿受軸
３の軸心を中心として円環状の校正用分銅６が配設され
ている。この校正用分銅６の質量はこの天びんのひょう
量値近傍で、かつ、既知であって、その質量値W_Rは後述
するマイクロコンピュータ10内に書き込まれている。校
正用分銅６の上方には、この校正用分銅６を覆うように
分銅当り７が設けられている。

分銅加除機構８は、上下方向に変位自在の分銅押し上
げ棒8a、その分銅押し上げ棒8aの下端に当接する偏芯カ
ム8b、およびこの偏芯カム8bを回動させるモータ8cによ
って構成されており、通常の測定時には分銅押し上げ棒
8aが上方に位置してその上端で校正用分銅６を分銅当り
７に押しつけている。この状態では、校正用分銅６は荷
重検出部２の受感部には一切接触していない。第１図は
この状態を示している。

校正用分銅６を荷重検出部２に負荷する場合には、偏
芯カム8bを回動させて分銅押し上げ棒8aを下降させる。
これにより、校正用分銅６も下降するが、皿受軸３に
は、その軸心を中心としたカップ状の分銅受９が固着さ
れており、分銅押し上げ棒8aの下降時には校正用分銅６
はこの分銅受９上に乗る。この状態を第２図に示す。な
お、この状態では校正用分銅６は他の部分には一切接触
していない。

制御回路部はマイクロコンピュータ10を主体として、
荷重検出部２および温度センサ13の出力をデジタル化す
るＡ−Ｄ変換器14、マイクロコンピュータ10と外部機器
とを接続する入出力インターフェース15、およびマイク
ロコンピュータ10の指令によりモータ8cを駆動するドラ
イバ16等によって構成されている。

マイクロコンピュータ10では、ROMに書き込まれた後
述するプログラムに従い、所定のインタバルで荷重検出
部２からの荷重データおよび温度センサ13からの温度デ
ータを採り込み、不揮発性RAM内のスパン係数Ｋを用い
て表示器11に表示すべき計量値W_Xを決定するとともに、
ある一定の温度変化があったときには自動的に分銅加除
機構８を駆動して校正用分銅６を荷重検出部２に負荷
し、スパン係数Ｋを更新することができる。

第３図はマイクロコンピュータ10のROMに書き込まれ
たプログラムの内容を示すフローチャートで、以下、こ
の図を参照しつつ本考案実施例の作用を述べる。

通常の測定状態では温度変化フラッグはOFFとなって
おり、ST1からST2へと進んで温度センサ13からの温度デ
ータｔを採り込む。次に、この温度データｔと、前回の
校正時にRAM内に記憶している温度データt_Rとの差Δを
算出し、その差があらかじめ設定されている規定値を越
えているかどうかを判別する（ST3,ST4）。

この温度差Δは、あらかじめこの天びんの温度係数等
に基づいて定めているもので、例えばスパン変化を２カ
ウント生じさせるような温度差としておく。

さて、差Δが規定値以下であれば、ST4からST6へと進
み、荷重データC_Xを採り込み、そのデータC_Xと、あらか
じめ試料を載せない状態で風袋キー（図示せず）等を操
作することによって採り込んでいる風袋データC_O、およ
び不揮発性RAM内に記憶しているスパン係数Ｋを用い
て、次の（１）式によって計量表示値W_Xを算出し、表示
器11に表示する（ST7,ST8）。

W_X＝KC_X−KC_O ……（１）温度差Δが規定値を越えると、ST4からST5へと進み、
温度変化フラグをONにした後、ST6〜ST8を実行する。

温度変化フラグがONになると、ST1からST9へと進み、
ここで現時点の荷重データの大きさ等から皿５上に試料
が載っているか否かを判別し、試料が載っている場合に
はST6以下へと進み、通常の測定ルーチンを続ける。

試料が載っていない場合には、ST10以下の校正ルーチ
ンに入る。

校正ルーチンでは、まず無負荷状態での荷重データC_O
を採り込み（ST10）、次いで分銅加除機構８に指令を発
して分銅押し上げ棒8aを下降させ、校正用分銅６を荷重
検出部２に負荷した後（ST11）、その状態での荷重デー
タC_Rを採り込む（ST12）。このデータの採取を終える
と、分銅加除機構８に再び指令を発して分銅押し上げ棒
8aを上昇させ、校正用分銅６の荷重検出部２への負荷を
解除する（ST13）。そして、データC_OとC_R、および校正
用分銅６の質量値W_Rとから、次の（２）式によって新た
にスパン係数Ｋ′を算出し、そのスパン係数Ｋ′を不揮
発性RAM内の古いスパン係数と置き換える（ST14）。

Ｋ′＝W_R／（C_R−C_O） ……（２）以上の校正ルーチンが終了すると、温度変化フラグを
OFFにし、今回の校正時点の温度データｔをデータt_Rと
してRAM内に格納する（ST15,ST16）。

以上の動作により、温度が前回の校正時点からΔを越
えて変化するごとに、自動的にスパン校正が実行される
ことになる。ただし、このスパン校正は、皿５上に試料
が載ってない場合に限られ、試料が載っている場合には
そさが降ろされたときに自動的にスパン校正されること
になる。

なお、一連の多数の試料が重量偏差の測定等におい
て、途中でスパン校正が実行されるとスパン校正前後で
測定値に差ができ、好ましくない場合がある。以上のプ
ログラムでは、この点の考慮はなされていないが、この
対策としては、校正を手動でパスさせる方法があるが、
この方法を用いるとパスさせると更にもう１段階の温度
変化が生じるまで校正が行われなくなる。つまり、通常
に校正を行わせた場合に比べて誤差が２倍になってしま
うという不具合がある。

そこで、第４図にフローチャートの要部を示すよう
に、所定の温度変化が生じたときにすぐに校正ルーチン
に入るのではなく、所定時間後に校正動作に入る旨のメ
ッセージを表示するとともに、この時に測定者が校正実
行の延期をボタン等の操作によって入力できるようにす
ることが望ましい。

すなわち、第４図は第３図のプログラムの一部を変更
したもので、第４図（ａ）に示すように第３図のST1とS
T9間にST21とST22を挿入するとともに、これに関連して
ST23乃至ST28を追加し、更に第４図（ｂ）に示すように
第３図のST4とST5の間にST29を挿入したものであり、以
下に詳細を説明する。

ST4で温度差Δが規定値を越えていると判断すると、S
T29においてタイマを規定の例えば１分に設定する。そ
して、ST1で温度変化フラグがONになっていると、ST21
で表示器11等に校正開始までの時間、この例では当初は
１分、を表示する。

そして、タイマが設定時間を刻んだ後にST9以下へと
進むようにし（ST22）、この設定時間が経過するまでの
間に、延期ボタンを操作すると、この操作回数に応じて
タイマの設定時間を延長するように構成している（ST23
〜ST28）。

この第４図のプログラムによると、一連の測定が終了
するに要する時間等を測定者が推定し、必要に応じて延
期ボタンを操作することによって、校正動作が延期さ
れ、しかも、その時間の経過後には自動的に校正ルーチ
ンが実行される。

ここで、単に皿上に試料が無い状態が規定時間継続す
るだけで校正動作に入るものがあるが、水分の測定等、
一時試料を降ろして、ある時間処理し、その後に再び試
料を皿上に載せて測定するような作業に対して不都合が
生じるが、第４図のプログラムでは延期時間を測定者が
指定するので、このような不都合は生じない。

なお、本考案の温度センサ13は、校正動作を実行する
か否かの判定用のものを専用に設けてもよいし、あるい
は通常の天びんが備えている荷重センサの温度補正用の
ものを兼用してもよい。

また、本考案における分銅加除機構８は、上記した実
施例のように偏芯カム8bとモータ8c等によるものに限ら
ず、例えばクランクや斜板カム、ねじ機構等、公知の種
々の機構を採用することができ、その一例を挙げると、
分銅押し上げ棒8aを常時スプリングで押し上げておき、
校正用分銅を負荷するときにのみソレノイドの力で分銅
押し上げ棒を降ろすようにしたもの、あるいはロータリ
ーソレノイドでカム等を回動させるようにするもの等、
任意の機構を採用できる。

更に、本考案では、校正用分銅の配設箇所として、第
１図に示すようにハウジングの上面と皿の下面間の空隙
のほか、実質的に同一空間であるところの、ハウジング
の上面を皿の下面に向かって突出させることによって、
ハウジング内にできる空間であってもよいことは勿論で
ある。

〈考案の効果〉以上説明したように、本考案によれば、通常は空き空
間である皿の下面とハウジングの上面との間の空隙、も
しくは、皿の下面に向かってハウジングを突出させて作
ったハンジング内の空間に校正用分銅を配設するととも
に、前回の校正時点から所定の温度変化があったときに
は自動的に校正動作を行うように構成したので、比較的
大ひょう量の天びんでも大型化することなく校正用の分
銅を内蔵することが可能となり、煩雑な作業をすること
なく温度変化に応じて自動的にスパン校正が実行され、
常にスパン誤差のない電子天びんが得られる。

また、校正の実行を、測定者のボタン操作等によって
一時延期できるようにすれば、一連の測定作業において
もその途中で偏差が生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の構成図、第２図はその校正用分
銅６の負荷状態を示す説明図、第３図は本考案実施例の
マイクロコンピュータ10のROMに書き込まれたプログラ
ムの内容を示すフローチャート、第４図は本考案の他の
実施例のプログラムの内容を示す要部のフローチャート
である。１……ハウジング２……荷重検出部５……皿６……校正用分銅７……分銅当り８……分銅加除機構９……分銅受 10……マイクロコンピュータ 13……温度センサ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】上方に皿が係合された荷重検出部の出力
を、メモリ内のスパン係数を用いて質量に換算するとと
もに、校正用分銅とその加除機構を内蔵し、その加除機
構を駆動して校正用分銅を上記荷重検出部に加除し、校
正用分銅の負荷時および無負荷時における上記荷重検出
部の出力から上記スパン係数を更新して上記メモリの内
容を更新する校正プログラムを備えた天びんにおいて、
温度センサと、その温度センサの出力が前回の校正時点
から所定値以上変化しているか否かを判定する判定手段
を有し、その判定結果に基づいてあらかじめ設定された
温度変化があったときには上記校正プログラムを自動的
にスタートさせるよう構成するとともに、上記校正分銅
は、上記皿の下面と天びんハウジングの上面との間の空
隙、もしくは、上記皿の下面に向かって天びんハウジン
グ上面を突出させることによって形成した当該ハウジン
グ内部上方の空間内に配設されていることを特徴とする
校正分銅内蔵型電子天びん。