JP2513397B2 - 電子天びん - Google Patents
電子天びんInfo
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- JP2513397B2 JP2513397B2 JP3808293A JP3808293A JP2513397B2 JP 2513397 B2 JP2513397 B2 JP 2513397B2 JP 3808293 A JP3808293 A JP 3808293A JP 3808293 A JP3808293 A JP 3808293A JP 2513397 B2 JP2513397 B2 JP 2513397B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁力発生装置を用い
て荷重検出を行う電子天びんに関する。
て荷重検出を行う電子天びんに関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁力平衡型の電子天びんは、永久磁石
によって作られる静磁場内にフォースコイルを可動的に
設けた電磁力発生装置が天びんビームの一端に取り付け
られ、このビームの他端に秤量皿上の荷重が伝達される
構造になっている。そして、秤量皿上の荷重とつり合う
電磁力が発生するように電磁力発生装置のフォースコイ
ルに供給する電流を制御し、つり合ったときの電流値か
ら秤量皿上の荷重値が検出される。
によって作られる静磁場内にフォースコイルを可動的に
設けた電磁力発生装置が天びんビームの一端に取り付け
られ、このビームの他端に秤量皿上の荷重が伝達される
構造になっている。そして、秤量皿上の荷重とつり合う
電磁力が発生するように電磁力発生装置のフォースコイ
ルに供給する電流を制御し、つり合ったときの電流値か
ら秤量皿上の荷重値が検出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電磁力平衡型の電子天
びんでは、被測定物を秤量する際、荷重を増加させてい
く場合と、荷重を減少していく場合とがある。特に被測
定物を一定重量だけ秤り取るような場合には荷重を適宜
増加したり減少したりして所定の重量に近づけていく。
びんでは、被測定物を秤量する際、荷重を増加させてい
く場合と、荷重を減少していく場合とがある。特に被測
定物を一定重量だけ秤り取るような場合には荷重を適宜
増加したり減少したりして所定の重量に近づけていく。
【０００４】ところが、秤量皿上に荷重を付加したとき
と、秤量皿に載せられている荷重を除去したときとで
は、ビームが静止状態になる（平衡状態に達する）直前
のビームの移動方向が逆である。すなわち、荷重付加時
と荷重除去時の変位方向は反対であるため、これらの変
位位置から平衡位置に戻るときのビームの移動も反対方
向となる。このように、ビームが平衡位置に戻るときの
ビームの移動方向が異なると、平衡に達するときの天び
ん機構の機械的または電気的なヒステリシスの影響によ
り、ビームを平衡にするのに必要な電磁力がビームの移
動方向によって異なり正しい測定結果を得ることができ
なくなる場合が生じる。特に高精度の電子天びんではこ
のヒステリシスが性能向上の障害となる。
と、秤量皿に載せられている荷重を除去したときとで
は、ビームが静止状態になる（平衡状態に達する）直前
のビームの移動方向が逆である。すなわち、荷重付加時
と荷重除去時の変位方向は反対であるため、これらの変
位位置から平衡位置に戻るときのビームの移動も反対方
向となる。このように、ビームが平衡位置に戻るときの
ビームの移動方向が異なると、平衡に達するときの天び
ん機構の機械的または電気的なヒステリシスの影響によ
り、ビームを平衡にするのに必要な電磁力がビームの移
動方向によって異なり正しい測定結果を得ることができ
なくなる場合が生じる。特に高精度の電子天びんではこ
のヒステリシスが性能向上の障害となる。
【０００５】本発明はこのような問題を解決し、天びん
の機械的、電気的な要因によるヒステリシスがあったと
しても全く問題なく高精度の測定を行うことができる電
子天びんを提供することを目的とする。
の機械的、電気的な要因によるヒステリシスがあったと
しても全く問題なく高精度の測定を行うことができる電
子天びんを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明の電子天びんは、荷重の変動に基づく
天びんの非平衡を電磁力によってバランスさせる電子天
びんにおいて、荷重の変動方向の正負を判別する変動方
向判別手段を設け、この判別結果に基づいて荷重の変動
方向が正から負へ、または負から正への変化であるかど
うかに拘らず、平衡状態に達する直前の発生電磁力が常
に正方向或いは負方向から平衡状態に達するように制御
することを特徴とする。以下に、本発明にかかる電子天
びんがどのように作用するかを説明する。
になされた本発明の電子天びんは、荷重の変動に基づく
天びんの非平衡を電磁力によってバランスさせる電子天
びんにおいて、荷重の変動方向の正負を判別する変動方
向判別手段を設け、この判別結果に基づいて荷重の変動
方向が正から負へ、または負から正への変化であるかど
うかに拘らず、平衡状態に達する直前の発生電磁力が常
に正方向或いは負方向から平衡状態に達するように制御
することを特徴とする。以下に、本発明にかかる電子天
びんがどのように作用するかを説明する。
【０００７】
【作用】本発明の電子天びんは、秤量皿上に荷重が付加
されたか（正の荷重変動）、除去されたか（負の荷重変
動）をあらかじめ判別する。そしてビームが荷重変動に
より非平衡になった状態から新しい平衡状態になるよう
に発生電磁力を変動していくのであるが、この判別結果
に基づいて平衡状態に達する直前の電磁力の平衡値への
近づけ方を異ならせることで、平衡状態直前の発生電磁
力の変動方向が、荷重付加時と除去時の場合とで同じに
なるようにする。すなわち、たとえば荷重が付加された
ときに発生電磁力を増やす方向に変動することで平衡に
なる電磁力発生手段をもった天びんの場合、荷重が除去
されたときは電磁力を減らす方向に変動すれば平衡にな
るのであるが、平衡状態に近づいてもさらに電磁力を減
少させ、一旦平衡状態を越えるまで電磁力を過剰に減少
した後、逆に電磁力を増やす方向に変動させて平衡に達
するようにする。
されたか（正の荷重変動）、除去されたか（負の荷重変
動）をあらかじめ判別する。そしてビームが荷重変動に
より非平衡になった状態から新しい平衡状態になるよう
に発生電磁力を変動していくのであるが、この判別結果
に基づいて平衡状態に達する直前の電磁力の平衡値への
近づけ方を異ならせることで、平衡状態直前の発生電磁
力の変動方向が、荷重付加時と除去時の場合とで同じに
なるようにする。すなわち、たとえば荷重が付加された
ときに発生電磁力を増やす方向に変動することで平衡に
なる電磁力発生手段をもった天びんの場合、荷重が除去
されたときは電磁力を減らす方向に変動すれば平衡にな
るのであるが、平衡状態に近づいてもさらに電磁力を減
少させ、一旦平衡状態を越えるまで電磁力を過剰に減少
した後、逆に電磁力を増やす方向に変動させて平衡に達
するようにする。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明の電子天びんの一実施例を示す構成図
である。本発明の電子天びんは、ビーム１に取り付けら
れたフォースコイル２とフォースコイル２に静磁場を発
生する永久磁石３とからなる電磁力発生手段１０と、ビ
ーム位置検出手段２０と、ビーム位置検出手段２０から
の信号に基づいてビーム１を新しい平衡状態にするのに
必要な電磁力を算出する電磁力算出手段３０と、現在発
生している電磁力から前記電磁力算出手段で算出した新
しい平衡状態にするのに必要な電磁力になるまで前記電
磁力発生手段に発生する電磁力を徐々に近づけていく電
磁力増減制御手段４０と、電磁力増減制御手段４０から
の信号によりフォースコイル２に電流を供給するコイル
電流供給手段５０と、天びんの秤量皿上の荷重の変動が
増加か減少かを判別する変動方向判別手段６０とから構
成される。ここで、ビーム位置検出手段２０には通常光
学的な位置センサ４を用いられるが位置検出できるもの
であればこれ以外のものも適用できる。電磁力算出手段
３０と電磁力増減制御手段４０と変動方向判別手段６０
とはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを内蔵するマイクロコンピ
ュータ４の機能を利用している。
る。図１は本発明の電子天びんの一実施例を示す構成図
である。本発明の電子天びんは、ビーム１に取り付けら
れたフォースコイル２とフォースコイル２に静磁場を発
生する永久磁石３とからなる電磁力発生手段１０と、ビ
ーム位置検出手段２０と、ビーム位置検出手段２０から
の信号に基づいてビーム１を新しい平衡状態にするのに
必要な電磁力を算出する電磁力算出手段３０と、現在発
生している電磁力から前記電磁力算出手段で算出した新
しい平衡状態にするのに必要な電磁力になるまで前記電
磁力発生手段に発生する電磁力を徐々に近づけていく電
磁力増減制御手段４０と、電磁力増減制御手段４０から
の信号によりフォースコイル２に電流を供給するコイル
電流供給手段５０と、天びんの秤量皿上の荷重の変動が
増加か減少かを判別する変動方向判別手段６０とから構
成される。ここで、ビーム位置検出手段２０には通常光
学的な位置センサ４を用いられるが位置検出できるもの
であればこれ以外のものも適用できる。電磁力算出手段
３０と電磁力増減制御手段４０と変動方向判別手段６０
とはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを内蔵するマイクロコンピ
ュータ４の機能を利用している。
【０００９】また、コイル電流供給手段５０には通常パ
ワーアンプを使用するが、これに限らず、周知のデジタ
ル制御方式を用いてコイル電流を制御してもよい。な
お、このコイル電流値から被測定物の荷重を検出する点
については電磁力平衡型天びんの一般手法を用いてい
る。
ワーアンプを使用するが、これに限らず、周知のデジタ
ル制御方式を用いてコイル電流を制御してもよい。な
お、このコイル電流値から被測定物の荷重を検出する点
については電磁力平衡型天びんの一般手法を用いてい
る。
【００１０】本実施例においては秤量皿上の荷重が増加
したときは電磁力発生手段の発生電磁力を増加すること
で平衡状態に近づくように構成してあるものとして以下
の説明を行う。
したときは電磁力発生手段の発生電磁力を増加すること
で平衡状態に近づくように構成してあるものとして以下
の説明を行う。
【００１１】図２はマイクロコンピュータ４に書き込ま
れたプログラムを示すフローチャートで以下、この図を
参照しつつ本発明の動作並びに作用を説明する。
れたプログラムを示すフローチャートで以下、この図を
参照しつつ本発明の動作並びに作用を説明する。
【００１２】秤量皿上の荷重が増減されてビームが変動
するとビーム位置検出手段によって非平衡状態になった
ことが検出され（ＳＴ１）、位置検出手段からの信号に
よるビームの変位量と、その変動が荷重の増加であった
かそれとも減少であったかの情報がマイクロコンピュー
タ４に記憶される（ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４）。もしも
変動が瞬間的な外乱ノイズであった場合は、荷重が増加
したとも減少したとも判別されないため外乱であったと
判断してプログラムを終了して初期状態に戻る（ＳＴ４
でNO）。
するとビーム位置検出手段によって非平衡状態になった
ことが検出され（ＳＴ１）、位置検出手段からの信号に
よるビームの変位量と、その変動が荷重の増加であった
かそれとも減少であったかの情報がマイクロコンピュー
タ４に記憶される（ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４）。もしも
変動が瞬間的な外乱ノイズであった場合は、荷重が増加
したとも減少したとも判別されないため外乱であったと
判断してプログラムを終了して初期状態に戻る（ＳＴ４
でNO）。
【００１３】そして、秤量皿上の荷重が変動した時点で
の発生電磁力Ｐとビーム変位量とから算出した新しい平
衡状態にするのに必要な電磁力Ｎ（以下平衡電磁力と呼
ぶ）とをマイクロコンピュータ４に記憶させる（ＳＴ
５、ＳＴ６）。
の発生電磁力Ｐとビーム変位量とから算出した新しい平
衡状態にするのに必要な電磁力Ｎ（以下平衡電磁力と呼
ぶ）とをマイクロコンピュータ４に記憶させる（ＳＴ
５、ＳＴ６）。
【００１４】秤量皿上の荷重が増加したとき（ＳＴ３で
YES ）には、小さい電磁力変動量ｎ一回当たりの変動単
位（以下ｎを電磁力変動単位と呼ぶ）として発生電磁力
Ｐを漸増させていき、平衡電磁力Ｎに近づける（ＳＴ
７、ＳＴ８でNO）。そして、発生電磁力Ｐと平衡電磁力
Ｎとの差が電磁力変動単位ｎ以下になると（ＳＴ８でYE
S ）、その時点での発生電磁力Ｐと平衡電磁力Ｎとの差
である△Ｎ（以下最終電力変動量と呼ぶ）を加えて（Ｓ
Ｔ９）、平衡状態に至らせる。
YES ）には、小さい電磁力変動量ｎ一回当たりの変動単
位（以下ｎを電磁力変動単位と呼ぶ）として発生電磁力
Ｐを漸増させていき、平衡電磁力Ｎに近づける（ＳＴ
７、ＳＴ８でNO）。そして、発生電磁力Ｐと平衡電磁力
Ｎとの差が電磁力変動単位ｎ以下になると（ＳＴ８でYE
S ）、その時点での発生電磁力Ｐと平衡電磁力Ｎとの差
である△Ｎ（以下最終電力変動量と呼ぶ）を加えて（Ｓ
Ｔ９）、平衡状態に至らせる。
【００１５】次に、秤量皿上の荷重が減少したとき（Ｓ
Ｔ４でYES ）には、電磁力変動単位ずつ発生電磁力Ｐを
漸減させていき、平衡電磁力Ｎに近づける（ＳＴ１０、
ＳＴ１１でNO）。そして、発生電磁力Ｐと平衡電磁力Ｎ
との差が電磁力変動単位ｎ以下に近づいた後も、さらに
発生電磁力Ｐを減少させ、平衡電磁力Ｎより発生電磁力
Ｐが小さくなるとともにこの差が電磁力変動単位ｎを越
えるまで漸減させ続ける（ＳＴ１１でYES ）。すなわ
ち、発生電磁力Ｐが平衡電磁力Ｎに近づいてもそまま平
衡状態に収束させるのではなく一旦過剰に発生電磁力Ｐ
を減少させる。
Ｔ４でYES ）には、電磁力変動単位ずつ発生電磁力Ｐを
漸減させていき、平衡電磁力Ｎに近づける（ＳＴ１０、
ＳＴ１１でNO）。そして、発生電磁力Ｐと平衡電磁力Ｎ
との差が電磁力変動単位ｎ以下に近づいた後も、さらに
発生電磁力Ｐを減少させ、平衡電磁力Ｎより発生電磁力
Ｐが小さくなるとともにこの差が電磁力変動単位ｎを越
えるまで漸減させ続ける（ＳＴ１１でYES ）。すなわ
ち、発生電磁力Ｐが平衡電磁力Ｎに近づいてもそまま平
衡状態に収束させるのではなく一旦過剰に発生電磁力Ｐ
を減少させる。
【００１６】過剰に発生電磁力を減少させた状態は、前
述の荷重変動が増加であった場合と同一であるのでこれ
以降の動作は荷重が増加した場合と同様にする。すなわ
ち、発生電磁力Ｐを電磁力変動単位ｎずつ漸増させてい
き（ＳＴ７）、発生電磁力Ｐと平衡電磁力Ｎとの差が電
磁力変動単位ｎ以下になると（ＳＴ８でYES ）、その点
での発生電磁力Ｐと平衡電磁力Ｎとの差である△Ｎ（以
下最終電磁力変動量と呼ぶ）を加えて（ＳＴ９）、平衡
状態に至らせる。
述の荷重変動が増加であった場合と同一であるのでこれ
以降の動作は荷重が増加した場合と同様にする。すなわ
ち、発生電磁力Ｐを電磁力変動単位ｎずつ漸増させてい
き（ＳＴ７）、発生電磁力Ｐと平衡電磁力Ｎとの差が電
磁力変動単位ｎ以下になると（ＳＴ８でYES ）、その点
での発生電磁力Ｐと平衡電磁力Ｎとの差である△Ｎ（以
下最終電磁力変動量と呼ぶ）を加えて（ＳＴ９）、平衡
状態に至らせる。
【００１７】図３は、本実施例において秤量皿上に１０
０ｇ荷重を加除したときの発生電磁力の変動の様子を説
明するための図であり、（ａ）は秤量皿上の荷重、
（ｂ）は発生電磁力を示す。荷重を増加したときは発生
電磁力が単調に平衡値に近づくのに対し、荷重を減少し
たときは発生電磁力は一旦過剰に減少した後再び漸増し
ながら平衡値に至る。
０ｇ荷重を加除したときの発生電磁力の変動の様子を説
明するための図であり、（ａ）は秤量皿上の荷重、
（ｂ）は発生電磁力を示す。荷重を増加したときは発生
電磁力が単調に平衡値に近づくのに対し、荷重を減少し
たときは発生電磁力は一旦過剰に減少した後再び漸増し
ながら平衡値に至る。
【００１８】以上のプログラムにより、秤量皿上の荷重
を増加させたか減少させたかにかかわらず、静止状態
（平衡状態）には常に発生電磁力が漸増しつつ到達する
ようになり、天びん機構に機械的、電気的ヒステリシス
があったとしてもその影響を受けずに測定できる。
を増加させたか減少させたかにかかわらず、静止状態
（平衡状態）には常に発生電磁力が漸増しつつ到達する
ようになり、天びん機構に機械的、電気的ヒステリシス
があったとしてもその影響を受けずに測定できる。
【００１９】本実施例では、秤量皿上の荷重が増加した
ときは発生電磁力を増加することで平衡状態に近づくよ
うに構成してあるとしたが、これとは逆に発生電磁力を
減少させることで平衡状態に近づく構成の天びんにする
ときにはＳＴ７〜ＳＴ１１の大小関係の判別式の符号を
適当に変更すれば同様の動作を行うことができる。
ときは発生電磁力を増加することで平衡状態に近づくよ
うに構成してあるとしたが、これとは逆に発生電磁力を
減少させることで平衡状態に近づく構成の天びんにする
ときにはＳＴ７〜ＳＴ１１の大小関係の判別式の符号を
適当に変更すれば同様の動作を行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
秤量皿上の荷重を増加させたか減少させたかにかかわら
ず、ビームを常に一方向から平衡状態に至らせることに
より、天びん機構に機械的、電気的ヒステリシスがあっ
たとしてもその影響を受けずに測定でき、正しい測定結
果を得ることができる。
秤量皿上の荷重を増加させたか減少させたかにかかわら
ず、ビームを常に一方向から平衡状態に至らせることに
より、天びん機構に機械的、電気的ヒステリシスがあっ
たとしてもその影響を受けずに測定でき、正しい測定結
果を得ることができる。
【図１】本発明の実施例を示す構成図。
【図２】本発明実施例のマイクロコンヒュータに書き込
んだプログラムを示すフローチャート。
んだプログラムを示すフローチャート。
【図３】本実施例において１００ｇ荷重を加除したとき
の発生電磁力の変動の様子を示す説明図で（ａ）は秤量
皿上の荷重、（ｂ）は発生電磁力を示す図
の発生電磁力の変動の様子を示す説明図で（ａ）は秤量
皿上の荷重、（ｂ）は発生電磁力を示す図
１：ビーム ２：フォースコイル ３：永久磁石 ４：マイクロコンピュータ ２０：位置検出手段 ５０：コイル電流供給手段
Claims (1)
- 【請求項１】荷重の変動に基づく天びんの非平衡を電磁
力によってバランスさせる電子天びんにおいて、荷重の
変動方向の正負を判別する変動方向判別手段を設け、こ
の判別結果に基づいて荷重の変動方向が正から負へ、ま
たは負から正への変化であるかどうかに拘らず、平衡状
態に達する直前の発生電磁力が常に正方向或いは負方向
から平衡状態に達するように制御することを特徴とする
電子天びん。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3808293A JP2513397B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 電子天びん |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3808293A JP2513397B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 電子天びん |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249699A JPH06249699A (ja) | 1994-09-09 |
| JP2513397B2 true JP2513397B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=12515563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3808293A Expired - Fee Related JP2513397B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 電子天びん |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2513397B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993004399A1 (en) * | 1991-08-19 | 1993-03-04 | Eastman Kodak Company | Photographic paper with low oxygen permeability |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP3808293A patent/JP2513397B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06249699A (ja) | 1994-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |