JP2536821B2 - Self-diagnosis circuit - Google Patents
Self-diagnosis circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子秤等の重量測定装置における歪ゲージ
からの信号を処理する増幅回路、レベル変換回路、フィ
ルタ回路、及びアナログ−ディジタル変換回路等の動作
をチェックする自己診断回路に関する。The present invention relates to an amplifier circuit, a level conversion circuit, a filter circuit, and an analog-digital conversion circuit for processing a signal from a strain gauge in a weight measuring device such as an electronic scale. The present invention relates to a self-diagnosis circuit for checking operations such as.
（従来技術） 電子秤等の重量測定装置は、重量を機械的歪に変換す
る起歪体の表面に複数、通常４個の歪みゲージを貼着
し、これら歪ゲージを含むブリッジ回路を形成し、この
ブリッジ回路からの信号を後段に接続する増幅回路、レ
ベル変換回路、フィルタ回路、及びアナログ−ディジタ
ル変換回路等により表示や印字等の出力機器に適したデ
ィジタル信号に変換するように構成されている。(Prior Art) In a weight measuring device such as an electronic scale, a plurality of strain gauges, usually four strain gauges, are attached to the surface of a strain generating body that converts weight into mechanical strain, and a bridge circuit including these strain gauges is formed. , A signal from this bridge circuit is configured to be converted into a digital signal suitable for an output device such as a display or a print by an amplifier circuit, a level conversion circuit, a filter circuit, an analog-digital conversion circuit, etc., which are connected to the subsequent stage. There is.
このため、歪ゲージから出力機器までの経路に存在す
る多数の回路が全て正常に動作することによって目的を
達成することが可能となるため、秤量動作に先立って各
回路が全て正常に動作することの確認が必要となる。こ
のため、ブリッジ回路からの出力に基準荷重に相当する
電圧を印加して信号処理回路の動作状態を確認すること
も考えられるが、歪ゲージが組込まれたブリッジ回路
は、温度変化に対する起歪体自体のヤング率の変化によ
って出力信号が変動するので、通常ブリッジの作動電圧
供給端子に感温抵抗素子を接続して温度補償を行なって
おり、この感温抵抗素子の温度抵抗特性等が起歪体の温
度特性や、抵抗値と異なると、ブリッジの信号出力端子
からの同相成分が変動することになる。For this reason, it is possible to achieve the purpose by operating all the many circuits that exist in the path from the strain gauge to the output device normally.Therefore, each circuit should operate normally before the weighing operation. Confirmation is required. Therefore, it is conceivable to apply a voltage equivalent to the reference load to the output from the bridge circuit to check the operating state of the signal processing circuit. Since the output signal fluctuates due to changes in the Young's modulus of itself, temperature compensation is usually performed by connecting a temperature sensitive resistance element to the operating voltage supply terminal of the bridge, and the temperature resistance characteristic of this temperature sensitive resistance element is distorted. If the temperature characteristic of the body is different from the resistance value, the in-phase component from the signal output terminal of the bridge fluctuates.
このため、例えば第３図に示したように感温抵抗素子
Ｅ、Ｆを介して作動電圧Vexの供給を受けるブリッジ回
路Ａからの出力信号を演算増幅器Ｂで受け、これの反転
入力端子側に基準電圧発生回路Ｃからの基準荷重に相当
した電圧を印加するとともに、ブリッジ回路Ａの同相電
圧を検出するドリフト検出回路Ｄからの電圧を常時印加
して、ブリッジ回路からの出力のドリフトに関わりな
く、後段の回路をチェックするものが提案されている
（特開昭61−164124号公報）。Therefore, for example, as shown in FIG. 3, the operational amplifier B receives the output signal from the bridge circuit A, which is supplied with the operating voltage V ex via the temperature-sensitive resistance elements E and F, and its inverting input terminal side. In addition to applying a voltage corresponding to the reference load from the reference voltage generating circuit C, a voltage from the drift detection circuit D that detects the common mode voltage of the bridge circuit A is always applied to Instead, there has been proposed a method for checking the circuit in the subsequent stage (Japanese Patent Laid-Open No. 61-164124).
（解決すべき問題点） このような回路によれば、温度変化に関わりなく信号
処理回路系の動作を正確にチェックすることができる反
面、ブリッジ回路Ａの同相成分を打消すためのドリフト
検出回路Ｄを必要として回路構成が複雑になるという問
題がある。(Problems to be Solved) According to such a circuit, although the operation of the signal processing circuit system can be accurately checked regardless of the temperature change, the drift detection circuit for canceling the in-phase component of the bridge circuit A There is a problem that the circuit configuration becomes complicated because D is required.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、ドリフト検出回路を不要
として回路構成の簡素化を図ることができる電子秤用の
新規な自己診断回路を提供することにある。The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide a novel self-diagnosis circuit for an electronic scale, which does not require a drift detection circuit and can simplify the circuit configuration. To provide.
（問題を解決するための手段） このような問題を解消するために本発明においては、
歪みゲージを含むブリッジからの出力を演算増幅器の反
転入力端子と非反転入力端子とで受けて前記演算増幅器
の出力を後段の信号処理回路に出力する電子秤におい
て、前記演算増幅器の反転入力端子と前記演算増幅器の
出力端子とを第１の抵抗により、また前記反転入力端子
と基準信号発生手段の出力端子とを第２の抵抗により接
続し、さらに前記非反転入力端子を前記第１の抵抗と第
２の抵抗との並列合成抵抗により接地するようにした。(Means for Solving Problems) In order to solve such problems, in the present invention,
In an electronic balance that receives an output from a bridge including a strain gauge at an inverting input terminal and a non-inverting input terminal of an operational amplifier and outputs the output of the operational amplifier to a signal processing circuit in a subsequent stage, an inverting input terminal of the operational amplifier The output terminal of the operational amplifier is connected by a first resistor, the inverting input terminal and the output terminal of the reference signal generating means are connected by a second resistor, and the non-inverting input terminal is connected by the first resistor. It was grounded by a parallel combined resistance with the second resistance.
（作用） 演算増幅器周りに接続されている抵抗のインピーダン
スのマッチングが取れているため、ブリッジに接続され
る感温抵抗体の特性、及び抵抗変化に起因する同相電圧
が基準電圧加算量に影響を与えない回路構成を採ること
ができて、ドリフト検出回路を不要とすることができ
る。(Function) Since impedances of the resistors connected around the operational amplifier are matched, the characteristics of the temperature-sensitive resistor connected to the bridge and the common-mode voltage caused by the resistance change affect the reference voltage addition amount. A circuit configuration not given can be adopted, and the drift detection circuit can be eliminated.
（実施例） そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づ
いて説明する。(Embodiment) Therefore, the details of the present invention will be described below based on an illustrated embodiment.
第１図は、本発明の一実施例を示すものであって、図
中符号１は、起歪体の歪を電気信号に変換するブリッジ
回路で、４つの歪ゲージ２、２′、３、３′をそれぞれ
接続するとともに、作動電圧供給端子の一方を感温抵抗
素子５を介して接地し、また他方の作動電圧供給端子を
感温抵抗４を介して作動電圧Vexに接続して、歪み信号
を出力するように構成されている。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which reference numeral 1 is a bridge circuit for converting the strain of a strain generating element into an electric signal, and four strain gauges 2, 2 ', 3, 3'is connected to each other, one of the operating voltage supply terminals is grounded via the temperature sensitive resistance element 5, and the other operating voltage supply terminal is connected to the operating voltage Vex via the temperature sensitive resistor 4 to prevent distortion. It is configured to output a signal.
10は、ブリッジ回路１からの歪み信号を直接受ける演
算増幅器で、反転入力端子は抵抗11を介してその出力端
子及び抵抗12を介して後述する基準電圧発生回路20の出
力端子に接続し、また非反転端子は抵抗13と抵抗14とに
より接地されている。Reference numeral 10 is an operational amplifier that directly receives the distortion signal from the bridge circuit 1, and its inverting input terminal is connected to its output terminal via a resistor 11 and to the output terminal of a reference voltage generating circuit 20 described later via a resistor 12, and The non-inverting terminal is grounded by resistors 13 and 14.
20は、前述の基準電圧発生回路で、安定化電源からの
電圧Vexを抵抗21、22により基準重量に相当する電圧V0
に分圧し、スイッチ23を介してバッファ用増幅器24の反
転端子に出力するように構成されている。バッファ用増
幅器24は、その非反転端子をスイッチ23に逆連動するス
イッチ25により接地されている。これらスイッチ23、25
は、秤量装置に電源が投入された時や、チェックモード
が選択されたときにスイッチ制御回路27から出力される
信号により、スイッチ23をオンに、スイッチ25をオフに
させ、また秤量モードに入った時点ではスイッチ23をオ
フに、スイッチ25をオンに切換えられる。Reference numeral 20 is the above-mentioned reference voltage generation circuit.
And is output to the inverting terminal of the buffer amplifier 24 via the switch 23. The non-inverting terminal of the buffer amplifier 24 is grounded by a switch 25 which reversely works with the switch 23. These switches 23, 25
Turns on the switch 23 and turns off the switch 25 by the signal output from the switch control circuit 27 when the weighing device is powered on or when the check mode is selected. Then, the switch 23 can be turned off and the switch 25 can be turned on.
また、演算増幅器10の反転入力端子とその出力端子を
接続する抵抗11の値をRf、非反転入力端子を接地してい
る抵抗14の値をRd、演算増幅器10の反転入力端子と基準
電圧発生回路20の出力端子とを接続している抵抗12の値
をRbil、及び演算増幅器10の非反転入力端子を接地して
いる他方の抵抗13の値をRbi2とすると、 Rf＝Rd Rbi1＝Rbi2 おなるように各抵抗値が選択されている。Also, the value of the resistor 11 that connects the inverting input terminal of the operational amplifier 10 and its output terminal is Rf, the value of the resistor 14 that grounds the non-inverting input terminal is Rd, and the inverting input terminal of the operational amplifier 10 and the reference voltage are generated. If the value of the resistor 12 connected to the output terminal of the circuit 20 is Rbil and the value of the other resistor 13 grounding the non-inverting input terminal of the operational amplifier 10 is Rbi2, then R f = R d R bi1 = R bi2 Each resistance value is selected so that
この実施例において、図示しない秤量装置本体の電源
が投入されてスタート条件が満足すると、スイッチ制御
回路27からチェック信号が出力し、スイッチ23がON、ま
たスイッチ25がOFFとなって基準電圧発生回路20からの
基準信号が出力する。この基準信号は抵抗12を介して演
算増幅器10の反転入力端子に入力して、演算増幅器10に
基準重量相当分の信号を出力する。演算増幅器10からの
出力は、後段に続くレベル変換回路、フィルタ回路、ア
ナログ−デイジタル変換回路等に入力し、重量信号と同
等の扱いを受けて重量として表示器に表示される。In this embodiment, when the weighing apparatus main body (not shown) is powered on and the start condition is satisfied, a check signal is output from the switch control circuit 27, the switch 23 is turned on and the switch 25 is turned off, and the reference voltage generation circuit is turned on. The reference signal from 20 is output. This reference signal is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 10 via the resistor 12 and outputs a signal corresponding to the reference weight to the operational amplifier 10. The output from the operational amplifier 10 is input to a level conversion circuit, a filter circuit, an analog-digital conversion circuit, etc. following the latter stage, and is treated as the weight signal and displayed as a weight on a display.
ところで、この信号経路のいずれかに障害が発生して
いる場合には、演算増幅器10からの出力は基準重量とし
て表示され得ないから、オペレータは信号処理回路の途
中に障害が発生していることを確認することができる。By the way, if any of the signal paths has a failure, the output from the operational amplifier 10 cannot be displayed as the reference weight, so that the operator is in the middle of the signal processing circuit. Can be confirmed.
このようにして、回路機能のチェックが終了した段階
で、スイッチ制御回路27は、スイッチ23をOFF、またス
イッチ25をONにして基準信号を零レベルに切換える。こ
の状態で図示しない秤量器に品物を載置すると、ブリッ
ジ回路１から重量信号が出力する。この重量信号は演算
増幅器10を経由して、所定の信号処理を受けて重量とし
て表示される。In this way, when the circuit function check is completed, the switch control circuit 27 turns off the switch 23 and turns on the switch 25 to switch the reference signal to the zero level. When an item is placed on a weighing machine (not shown) in this state, the bridge circuit 1 outputs a weight signal. The weight signal is subjected to a predetermined signal processing via the operational amplifier 10 and displayed as a weight.
ところで、回路の各点の出力電圧を第２図に示したよ
うに採ると、 また、演算増幅器のオフセット量を無視すると、 V6＝０ V2＝V1 V7＝V6 なる関係が成立し、これを演算増幅器10の出力電圧V5に
ついて解くと、 秤量モード時においては、 となる。By the way, if the output voltage at each point of the circuit is taken as shown in FIG. Also, when the offset amount of the operational amplifier is ignored, the relationship of V 6 = 0 V 2 = V 1 V 7 = V 6 is established. Solving this for the output voltage V5 of the operational amplifier 10, in the weighing mode, Becomes
（ただし、Ra＝Ｒ ＋ΔＲ、Rb＝Ｒ−ΔＲ、R01＝R02＝
R0とし、ΔＲは荷重による抵抗値の変化分を表す） 一方、チェックモード時においては、 V2＝V1 V7＝V6 なる関係が成立し、これらの式を演算増幅器10の出力電
圧V5について解くと、 となる。(However, R a = R + ΔR, R b = R−ΔR, R 01 = R 02 =
R 0 , ΔR represents the change in resistance value due to load) On the other hand, in the check mode, The relationship of V 2 = V 1 V 7 = V 6 is established, and when these equations are solved for the output voltage V 5 of the operational amplifier 10, Becomes
すなわち、ブリッジ回路１からの重量に基づく信号V
5Wに なる電圧、つまり基準電圧信号が重畳されることになる
ので、温度変化によるドリフトが重畳されることはな
い。That is, the weight-based signal V from the bridge circuit 1
To 5W Therefore, the drift due to the temperature change is not superimposed.
すなわち、抵抗値の設定条件がRf＝Rd、及びRbi1＝R
bi2＝Rbiとなってインピーダンスマッチングが取れてい
る関係上、演算増幅器10が差電圧のみを検出することに
なる。That is, the resistance setting conditions are R f = R d and R bi1 = R
Since bi2 = R bi and impedance matching is achieved , the operational amplifier 10 detects only the difference voltage.
なお、この実施例においては、演算増幅器10の反転入
力端子と出力端子を接続する抵抗11と、基準信号発生回
路20と接続する抵抗12により、演算増幅器10の非反転入
力端子を接地するようにしているが、これら抵抗11、12
を並列接続したときの値を有する１つの抵抗により接地
するようにしても同様の作用を奏することは明らかであ
る。In this embodiment, the non-inverting input terminal of the operational amplifier 10 is grounded by the resistor 11 connecting the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 10 and the resistor 12 connecting with the reference signal generating circuit 20. However, these resistors 11 and 12
It is obvious that the same operation can be achieved even if the resistors are grounded by one resistor having a value when they are connected in parallel.
（発明の効果） 以上、説明したように本発明においては、歪みゲージ
を含むブリッジからの出力を演算増幅器の反転入力端子
と非反転入力端子とで受けて演算増幅器の出力を後段の
信号処理回路に出力する電子秤において、演算増幅器の
反転入力端子と演算増幅器の出力端子とを第１の抵抗に
より、また反転入力端子と基準信号発生手段の出力端子
とを第２の抵抗により接続し、さらに非反転入力端子を
第１の抵抗と第２の抵抗との並列合成抵抗により接地し
たので、ドリフト検出回路を必要とすることなく、ブリ
ッジに接続される感温抵抗素子の温度抵抗特性、及び抵
抗変化に起因する同相電圧が基準電圧の加算量に影響を
与えることのない自己診断回路を実現でき、また演算増
幅器の非反転入力端子を、基準電圧発生手段のフィード
バック抵抗と同じ抵抗により接地した場合には高い精度
で製作されている市販のペア抵抗の使用が可能となり、
部品選別の手間を省くことができる。(Effect of the Invention) As described above, in the present invention, the output from the bridge including the strain gauge is received by the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier, and the output of the operational amplifier is provided in the subsequent signal processing circuit. In the electronic balance for outputting to, the inverting input terminal of the operational amplifier and the output terminal of the operational amplifier are connected by a first resistor, and the inverting input terminal and the output terminal of the reference signal generating means are connected by a second resistor. Since the non-inverting input terminal is grounded by the parallel combined resistance of the first resistance and the second resistance, the temperature resistance characteristic of the temperature-sensitive resistance element connected to the bridge and the resistance are connected without using the drift detection circuit. It is possible to realize a self-diagnosis circuit in which the common mode voltage caused by the change does not affect the added amount of the reference voltage, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier is connected to the feedback voltage of the reference voltage generating means. When grounded with the same resistance as the black resistor, it is possible to use a commercially available pair resistor manufactured with high accuracy,
It is possible to save the trouble of selecting parts.
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は同上
回路の動作を説明する説明図、及び第３図は電子秤にお
ける従来の自己診断回路の一例を示すブロック図であ
る。 １……ブリッジ回路 ２、２′、３、３′……歪ゲージ ５……感温抵抗体 10……演算増幅器 20……基準電圧発生回路FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram explaining the operation of the same circuit as above, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional self-diagnosis circuit in an electronic scale. . 1 ... Bridge circuit 2, 2 ', 3, 3' ... Strain gauge 5 ... Temperature-sensitive resistor 10 ... Operational amplifier 20 ... Reference voltage generation circuit
Claims (1)
算増幅器の反転入力端子と非反転入力端子とで受けて前
記演算増幅器の出力を後段の信号処理回路に出力する電
子秤において、 前記演算増幅器の反転入力端子と前記演算増幅器の出力
端子とを第１の抵抗により、また前記反転入力端子と基
準信号発生手段の出力端子とを第２の抵抗により接続
し、さらに前記非反転入力端子を前記第１の抵抗と第２
の抵抗との並列合成抵抗により接地してなる自己診断回
路。1. An electronic balance that receives an output from a bridge including a strain gauge at an inverting input terminal and a non-inverting input terminal of an operational amplifier and outputs the output of the operational amplifier to a signal processing circuit in a subsequent stage. The inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier are connected by a first resistor, the inverting input terminal and the output terminal of the reference signal generating means are connected by a second resistor, and the non-inverting input terminal is connected by the first resistor. First resistance and second
Self-diagnosis circuit that is grounded by parallel combined resistance with the resistance of.
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|---|---|---|---|
| JP1028446A JP2536821B2 (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Self-diagnosis circuit |
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| JPH02206730A JPH02206730A (en) | 1990-08-16 |
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