JP2517059B2 - 重量センサ - Google Patents
重量センサInfo
- Publication number
- JP2517059B2 JP2517059B2 JP63096018A JP9601888A JP2517059B2 JP 2517059 B2 JP2517059 B2 JP 2517059B2 JP 63096018 A JP63096018 A JP 63096018A JP 9601888 A JP9601888 A JP 9601888A JP 2517059 B2 JP2517059 B2 JP 2517059B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- point
- weight
- points
- weight sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は重量センサに関するものであり、特にその調
整方法に関するものである。
整方法に関するものである。
従来の技術 従来のこの種の重量センサ、特に電子レンジなどに用
いられる重量センサは、第８図に示す構成である。第８
図は重量センサの一部破断斜視図であり、１はアルミナ
・ダイアフラムをもつ静電容量型重量検知素子、２は回
転台を支える回転軸３に加えられる荷重（ｗ）を重量検
知素子１に正確に伝達するためのロバーバル機構を示
す。重量検知素子部分の断面図を第９図に示す。回転軸
３に荷重が加えられると、回転軸３はバネホールダ４を
押圧し、バネ５を介して、荷重点６に荷重を集中させ
る。荷重点６は重量検知素子１のアルミナ・ダイアフラ
ム７を屈曲させる。その結果、重量検知素子１のアルミ
ナ・ダイアフラム７およびアルミナ基板８に設けられた
電極間の静電容量が変化する。
いられる重量センサは、第８図に示す構成である。第８
図は重量センサの一部破断斜視図であり、１はアルミナ
・ダイアフラムをもつ静電容量型重量検知素子、２は回
転台を支える回転軸３に加えられる荷重（ｗ）を重量検
知素子１に正確に伝達するためのロバーバル機構を示
す。重量検知素子部分の断面図を第９図に示す。回転軸
３に荷重が加えられると、回転軸３はバネホールダ４を
押圧し、バネ５を介して、荷重点６に荷重を集中させ
る。荷重点６は重量検知素子１のアルミナ・ダイアフラ
ム７を屈曲させる。その結果、重量検知素子１のアルミ
ナ・ダイアフラム７およびアルミナ基板８に設けられた
電極間の静電容量が変化する。
この静電容量の変化を第10図に示すようなCR発振器な
どのＣ−Ｆ変換回路を用いて発振周波数の変化として取
り出していた。第10図は、オペアンプ9,10を用いたCR発
振回路図を示す。11の可変容量は重量検知素子の静電容
量を、Ｒは抵抗を、VRは可変抵抗を、Trは出力段のトラ
ンジスタをそれぞれ示す。この回路の出力、発振周波数
をマイコンが検知し、重量値を得ていた。
どのＣ−Ｆ変換回路を用いて発振周波数の変化として取
り出していた。第10図は、オペアンプ9,10を用いたCR発
振回路図を示す。11の可変容量は重量検知素子の静電容
量を、Ｒは抵抗を、VRは可変抵抗を、Trは出力段のトラ
ンジスタをそれぞれ示す。この回路の出力、発振周波数
をマイコンが検知し、重量値を得ていた。
第11図に重量センサの荷重（ｗ）−発振周波数（ｆ）
特性を示す。同図において、点ｚ（fz,wz）は重量セン
サが無荷重の場合、点ｐ（fp,wp）は重量センサの回転
軸３に回転皿（秤量台）が負荷された場合（wp1.7k
g）、点ｋ（fk,wk）は回転皿上に荷重1.5kg（wk＝wp＋
1.5kg＝3.2kg）を印加した場合の結果である。
特性を示す。同図において、点ｚ（fz,wz）は重量セン
サが無荷重の場合、点ｐ（fp,wp）は重量センサの回転
軸３に回転皿（秤量台）が負荷された場合（wp1.7k
g）、点ｋ（fk,wk）は回転皿上に荷重1.5kg（wk＝wp＋
1.5kg＝3.2kg）を印加した場合の結果である。
上記の３点（点z,点p,点ｋ）より、荷重（ｗ）−発振
周波数（ｆ）変換曲線、２次曲線12を求め、発振周波数
（ｆ）より荷重（ｗ）を演算し、重量値を得ていた。
周波数（ｆ）変換曲線、２次曲線12を求め、発振周波数
（ｆ）より荷重（ｗ）を演算し、重量値を得ていた。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、２次曲線12を求
めるため、無荷重状態（点ｚ）、回転皿負荷状態（点
ｐ）さらに荷重1.5kg印加状態（点ｋ）の３点のデータ
が必要であった。
めるため、無荷重状態（点ｚ）、回転皿負荷状態（点
ｐ）さらに荷重1.5kg印加状態（点ｋ）の３点のデータ
が必要であった。
電子レンジなどの重量センサの場合、点ｚ、点ｐは製
造工程の一部の状態であるが、点ｋは製造工程にない状
態であるため、即ち荷重を印加し、さらにその荷重をデ
ータ収集後取り除く必要があり、非常に繁雑であった。
造工程の一部の状態であるが、点ｋは製造工程にない状
態であるため、即ち荷重を印加し、さらにその荷重をデ
ータ収集後取り除く必要があり、非常に繁雑であった。
本発明は従来の課題を解消するもので、製造工程上の
２点（点ｚ、点ｐ）から荷重変換２次曲線12を得、工程
の簡略化を達成することを目的とする。
２点（点ｚ、点ｐ）から荷重変換２次曲線12を得、工程
の簡略化を達成することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明の重量センサは、本発明の重量センサは、量産
前の段階、即ち量産試作段階で、多数個の重量センサを
試作するとともに、重量値と重量センサ出力値、この場
合、荷重（ｗ）と発振周波数（ｆ）、との関係を多数個
データ収集し、変換２次曲線を最小二乗近似などの方法
で求める。この時に、製造工程上の２点（点ｚおよび点
ｐ）と、変換２次曲線のパラメータとの相関関係を予
め、求めておく。量産性には、前記２点（点ｚおよび点
ｐ）で、重量センサの出力値を測定するとともに、前記
予め決められた相関関係を用い変換２次曲線を演算し、
求めるようにしたものである。
前の段階、即ち量産試作段階で、多数個の重量センサを
試作するとともに、重量値と重量センサ出力値、この場
合、荷重（ｗ）と発振周波数（ｆ）、との関係を多数個
データ収集し、変換２次曲線を最小二乗近似などの方法
で求める。この時に、製造工程上の２点（点ｚおよび点
ｐ）と、変換２次曲線のパラメータとの相関関係を予
め、求めておく。量産性には、前記２点（点ｚおよび点
ｐ）で、重量センサの出力値を測定するとともに、前記
予め決められた相関関係を用い変換２次曲線を演算し、
求めるようにしたものである。
作用 本発明は、上記の機能を有するため、製造工程上の２
点、無荷重状態の点ｚおよび回転皿負荷状態の点ｐ、の
データから荷重（ｗ）−発振周波数（ｆ）変換２次曲線
を求められるため、第３のデータ点ｋが不用となり、工
程の簡略化が得られるものである。
点、無荷重状態の点ｚおよび回転皿負荷状態の点ｐ、の
データから荷重（ｗ）−発振周波数（ｆ）変換２次曲線
を求められるため、第３のデータ点ｋが不用となり、工
程の簡略化が得られるものである。
実施例 以下本発明の実施例を添付図面を用いて説明する。
第１図は本発明の実施例を説明するための重量センサ
の荷重（ｗ）−発振周波数（ｆ）特性である。点ｚ
（wz,fz）、点ｐ（wp,fp）は従来の無荷重状態および回
転皿負荷状態を示す。同図における、２次曲線13は２点
z,pより得られた荷重（ｗ）−発振周波数（ｆ）変換曲
線を示す。
の荷重（ｗ）−発振周波数（ｆ）特性である。点ｚ
（wz,fz）、点ｐ（wp,fp）は従来の無荷重状態および回
転皿負荷状態を示す。同図における、２次曲線13は２点
z,pより得られた荷重（ｗ）−発振周波数（ｆ）変換曲
線を示す。
一般に、荷重をｗ、発振周波数をｆとすると、変換２
次式はｗ＝ａ（ｆ−ｂ）２＋ｃ …（１） で表わされる。式（１）において、a,b,cは未知の３つ
の定数である。従来は、点ｚ、点ｐ、点ｋの３点のデー
タにより、最小自乗近似などの方法により、未知の３つ
の定数a,b,cを決めていた。尚、未知の定数ｃは、ｗの
最大値wMを、定数ｂはその時の周波数fMを示す。定数ａ
は、２次曲線（放物線）の急峻さの程度を示す。
次式はｗ＝ａ（ｆ−ｂ）２＋ｃ …（１） で表わされる。式（１）において、a,b,cは未知の３つ
の定数である。従来は、点ｚ、点ｐ、点ｋの３点のデー
タにより、最小自乗近似などの方法により、未知の３つ
の定数a,b,cを決めていた。尚、未知の定数ｃは、ｗの
最大値wMを、定数ｂはその時の周波数fMを示す。定数ａ
は、２次曲線（放物線）の急峻さの程度を示す。
本発明においては、２点（点ｚおよび点ｐ）のデータ
と未知の定数ｃ（ｗの最大値wM）および定数ｂ（その時
の周波数fM）との間に強い相関があり、その相関を用
い、あらかじめ決められた方法により、定数b,cを推定
する。第2,3図に、２点、点ｚおよび点ｐと、定数ｂお
よび定数ｃ相関を示す。この相関は、量産前の量産試作
時に、ｎ＝100個程度の、製造時のばらつきを見込んだ
サンプルを用いて、予め求めておく。第２図は、量産試
作時のデータであり、定数ｂ（最大値wMなるときの周波
数fM）と２点（点ｚおよび点ｐ）との相関を示す。同図
は傾きが大きい程、最大値（wM））となる周波数（fM）
が、測定値（fZ）近づいてくることを示す。横軸は、点
ｚ、点ｐ間の傾き を示し、縦軸は定数fMを示す。同図の黒丸は実験値を示
し、実線14は最小自乗法で求めた１次回帰式を示す。実
線14の経験式は、次式（２）で示される。
と未知の定数ｃ（ｗの最大値wM）および定数ｂ（その時
の周波数fM）との間に強い相関があり、その相関を用
い、あらかじめ決められた方法により、定数b,cを推定
する。第2,3図に、２点、点ｚおよび点ｐと、定数ｂお
よび定数ｃ相関を示す。この相関は、量産前の量産試作
時に、ｎ＝100個程度の、製造時のばらつきを見込んだ
サンプルを用いて、予め求めておく。第２図は、量産試
作時のデータであり、定数ｂ（最大値wMなるときの周波
数fM）と２点（点ｚおよび点ｐ）との相関を示す。同図
は傾きが大きい程、最大値（wM））となる周波数（fM）
が、測定値（fZ）近づいてくることを示す。横軸は、点
ｚ、点ｐ間の傾き を示し、縦軸は定数fMを示す。同図の黒丸は実験値を示
し、実線14は最小自乗法で求めた１次回帰式を示す。実
線14の経験式は、次式（２）で示される。
尚、 は点ｐ、点ｚ間の傾き、mf,nfは第２図より得られる実
線14を表わす１次式の係数を示し、本実施例においては
mf＝−135,nf＝−60.15であった。
線14を表わす１次式の係数を示し、本実施例においては
mf＝−135,nf＝−60.15であった。
第３図は、定数ｃ（最大値wM）と２点（点ｚおよび点
ｐ）との相関を示す。同図は傾きが大きい程、最大値
（wM）が大きくなることを示す。第２図と同様に横軸に
傾き を示し、縦軸は定数wMを示す。同図の黒丸は実験値を示
し、実線15は最小自乗法で求めた１次回帰式を示す。実
線の最小自乗法で求めた１次回帰式は、次式（３）で示
される。
ｐ）との相関を示す。同図は傾きが大きい程、最大値
（wM）が大きくなることを示す。第２図と同様に横軸に
傾き を示し、縦軸は定数wMを示す。同図の黒丸は実験値を示
し、実線15は最小自乗法で求めた１次回帰式を示す。実
線の最小自乗法で求めた１次回帰式は、次式（３）で示
される。
尚、 は点ｐ、点ｚ間の傾き、mw,nwは第３図の実線15を表わ
す１次式の係数を示し、本実施例においてはmw＝−4.6,
nw＝−8.15であった。
す１次式の係数を示し、本実施例においてはmw＝−4.6,
nw＝−8.15であった。
以上のように、第２図、第３図で得られる最小自乗法
で求めた１次回帰式、式（２）、式（３）を用いて、２
つの定数b,cが得られる。得られた２つの定数をそれぞ
れfM′,wM′とすると、変換２次式（１）は、以下のよ
うに示される。
で求めた１次回帰式、式（２）、式（３）を用いて、２
つの定数b,cが得られる。得られた２つの定数をそれぞ
れfM′,wM′とすると、変換２次式（１）は、以下のよ
うに示される。
ｗ＝ａ×（ｆ−fM）２＋wM′ …（４） 上式（４）において、点ｐ（秤量台を負荷した状態、
実荷重の零点）を必ず通るようにするため、式（４）に
（wp,fp）を代入し、未知の定数ａを求める、即ち wp
＝ａ×（fp−fM）２＋wM′ …（５） より、 となる。
実荷重の零点）を必ず通るようにするため、式（４）に
（wp,fp）を代入し、未知の定数ａを求める、即ち wp
＝ａ×（fp−fM）２＋wM′ …（５） より、 となる。
以上のようにして、未知の３つの定数a,b,cが実測デ
ータ点ｚ、点ｐの２点から得られたことになる。
ータ点ｚ、点ｐの２点から得られたことになる。
このようにして得られた、荷重（ｗ）−発振周波数
（ｆ）変換２次曲線は、荷重範囲０〜4.7kg（秤量台上
の実荷重;0〜3kg）において、±2.5％以内で実測荷重と
一致した。第4,5,6図に結果を示す。これらはそれぞれ
実荷重（秤量台上の荷重）1.0,2.0,3.0kgの場合の試料5
0台に対する結果であり、横軸に試料番号を示す。
（ｆ）変換２次曲線は、荷重範囲０〜4.7kg（秤量台上
の実荷重;0〜3kg）において、±2.5％以内で実測荷重と
一致した。第4,5,6図に結果を示す。これらはそれぞれ
実荷重（秤量台上の荷重）1.0,2.0,3.0kgの場合の試料5
0台に対する結果であり、横軸に試料番号を示す。
以上の結果は、電子レンジなどに用いられる場合の実
用上の誤差基準±５％を充分満足しており、実調理に応
用しても実用上何ら問題はない。
用上の誤差基準±５％を充分満足しており、実調理に応
用しても実用上何ら問題はない。
第７図に具体的な回路構成を示す。VR1は無荷重時の
重量検知素子１の出力値を設定するため第１の可変抵抗
を、VR2は秤量台を負荷したときの重量検知素子１の出
力値を設定するための第２の可変抵抗を示す。それぞれ
の設定値は、マルチ・プレクサ16およびA/D変換器17を
介してマイコン18に入力され、重量変換２次式がマイコ
ン18の中で演算され、求められる。このときROM19内に
収納されている式（２）、式（３）の整数mf,nfおよびm
w,nwがマイコン18に読み込まれる。重量検知素子１の出
力もＣ−Ｆ変換回路20を介してマイコン18に入力され
る。この結果、マイコン18は重量値を出力する。
重量検知素子１の出力値を設定するため第１の可変抵抗
を、VR2は秤量台を負荷したときの重量検知素子１の出
力値を設定するための第２の可変抵抗を示す。それぞれ
の設定値は、マルチ・プレクサ16およびA/D変換器17を
介してマイコン18に入力され、重量変換２次式がマイコ
ン18の中で演算され、求められる。このときROM19内に
収納されている式（２）、式（３）の整数mf,nfおよびm
w,nwがマイコン18に読み込まれる。重量検知素子１の出
力もＣ−Ｆ変換回路20を介してマイコン18に入力され
る。この結果、マイコン18は重量値を出力する。
次に、荷重（ｗ）−発振周波数（ｆ）変換式が３次式
で近似される場合について簡単に説明する。３次式の場
合、変換式の傾き が次式（７）のように２次式で近似されると仮定する。
で近似される場合について簡単に説明する。３次式の場
合、変換式の傾き が次式（７）のように２次式で近似されると仮定する。
従って、３次変換式は次式（８）のようになり、 未知の４つの定数（a,b,c,d）で示されることにな
る。２次式の場合と同様、２点、点ｚおよび点ｐ、と定
数b,cの相関より、経験式を得、まず定数b,c、即ち
fM′,wM′を決める。
る。２次式の場合と同様、２点、点ｚおよび点ｐ、と定
数b,cの相関より、経験式を得、まず定数b,c、即ち
fM′,wM′を決める。
次に、仮想点（２点z,pの中点）における傾き（７）
式が、２点z,pの傾きと一致すると仮定し、第３の定数
ａを求める。即ち、 以上のようにして、未知の３点の定数a,b,cを決め、
更に変換式（８）が、点ｐ（秤量台を負荷した状態）を
通ることより、第４の定数ｄを求める。
式が、２点z,pの傾きと一致すると仮定し、第３の定数
ａを求める。即ち、 以上のようにして、未知の３点の定数a,b,cを決め、
更に変換式（８）が、点ｐ（秤量台を負荷した状態）を
通ることより、第４の定数ｄを求める。
以上説明したように、２点、点ｚおよび点ｐ、から３
次変換式の４つの定数（a,b,c,d）が得られたことにな
る。
次変換式の４つの定数（a,b,c,d）が得られたことにな
る。
発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明は、２点（点
ｚおよび点ｐ）のデータからあらかじめ決められた方式
により、荷重変換２次式が得られ、工程が非常に簡略化
されるという効果がある。
ｚおよび点ｐ）のデータからあらかじめ決められた方式
により、荷重変換２次式が得られ、工程が非常に簡略化
されるという効果がある。
第１図は本発明の周波数−荷重変換特性図、第２図、第
３図は本発明の相関図、第４図〜第６図は誤差を示すた
めの特性図、第７図は本発明の一実施例の要部構成図、
第８図は重量センサの一部破断外観図、第９図は同要部
断面図、第10図はＣ−Ｆ変換回路図、第11図は従来の周
波数−荷重変換特性図である。 １……重量検知素子、２……ロバーバル機構、３……回
転軸。
３図は本発明の相関図、第４図〜第６図は誤差を示すた
めの特性図、第７図は本発明の一実施例の要部構成図、
第８図は重量センサの一部破断外観図、第９図は同要部
断面図、第10図はＣ−Ｆ変換回路図、第11図は従来の周
波数−荷重変換特性図である。 １……重量検知素子、２……ロバーバル機構、３……回
転軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 正信 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−1929（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】無荷重時の重量センサの出力値を設定した
第１の設定値と、物体を載置するための秤量台を負荷し
た時の重量センサの出力値を設定した第２の設定値とか
ら、予め決められた方法で２次式からなる重量変換式を
演算し、前記重量変換式により重量値を表示してなる重
量センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63096018A JP2517059B2 (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 重量センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63096018A JP2517059B2 (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 重量センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01267424A JPH01267424A (ja) | 1989-10-25 |
| JP2517059B2 true JP2517059B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=14153522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63096018A Expired - Lifetime JP2517059B2 (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 重量センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517059B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2877006B2 (ja) * | 1994-11-08 | 1999-03-31 | 松下電器産業株式会社 | 重量換算法とそれを用いた加熱調理器 |
| JP2001228011A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 体重計 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0797043B2 (ja) * | 1986-06-23 | 1995-10-18 | 株式会社エー・アンド・デイ | 秤量装置の直線性補正方法 |
-
1988
- 1988-04-19 JP JP63096018A patent/JP2517059B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01267424A (ja) | 1989-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0259012B1 (en) | Electronic hygrometer and electronic thermohygrometer | |
| US4838369A (en) | Load cell having digital output | |
| US3314493A (en) | Electrical weigh scale with capacitive transducer | |
| EP0406335A1 (en) | PAIRS ADAPTED OF FORCE TRANSDUCERS. | |
| JP2517059B2 (ja) | 重量センサ | |
| US3684953A (en) | Single frequency moisture gauge with two-channel demodulation and feedback control of input | |
| US4446447A (en) | Circuit for converting pressure variation to frequency variation | |
| US4475409A (en) | Transducer for dynamometer | |
| US6177637B1 (en) | Sensing system | |
| US3323049A (en) | System for quantitatively measuring a property of dielectric material by applying input signals at two different frequencies to a capacitance probe and varying the frequency of one input signal to maintain a constant ratio of output signals for the two frequencies | |
| US4770261A (en) | Weighing device | |
| EP0171133B1 (en) | Electric moisture meter | |
| JPH07107493B2 (ja) | 重量検知器 | |
| JPH0312529A (ja) | 重量検出装置 | |
| JPH076828B2 (ja) | 組合せ計量装置の自動ゼロ点補正方法 | |
| JP2877006B2 (ja) | 重量換算法とそれを用いた加熱調理器 | |
| SU840744A1 (ru) | Устройство дл измерени относи-ТЕльНОгО изМЕНЕНи пАРАМЕТРОВ КОМплЕКСНОгОСОпРОТиВлЕНи | |
| JPH0518990A (ja) | 静電容量式力学量検出器 | |
| SU697818A1 (ru) | Устройство дл измерени дифферента при балансировке поплавковых приборов | |
| JPS5829861B2 (ja) | ロ−ドセル秤 | |
| JPS6152945B2 (ja) | ||
| JP3179862B2 (ja) | 計量装置の信号処理回路 | |
| JPS5842938A (ja) | 温度測定装置 | |
| JPH02310429A (ja) | 静電容量式計量装置 | |
| SU1200182A1 (ru) | Способ измерени электрических и неэлектрических параметров |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |