JP2586115B2 - 電子天びん - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、秤量室を備えた電子天びんに関する。

＜従来の技術＞ 読取限度0.1mg程度以下の高精度の電子天びんでは、
秤量皿に風が当たるだけで測定値に影響が出る。そこ
で、このような高精度の電子天びんでは、一般に、秤量
皿を秤量皿と称される室内に収容して風の影響を避けて
いる。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、電子天びんでは計量値の演算や各部の制御
等を行うための電子回路を備え、この回路にはICやトラ
ンジスタ等が用いられるが、これらは通電によって発熱
する。この電子回路部からの発熱は、種々の工夫によっ
てできるだけ外部へ逃がしているものの、その一部は秤
量室の壁面に伝達され、これによって秤量室内の空気温
度は外部の気温よりも高くなる。

そのため、秤量皿上に被測定試料を載せるべく秤量室
の扉を開けると、秤量室内の空気と外気との密度差に起
因して秤量室内で対流が生じ、扉を閉めてから暫くの
間、表示値が安定しないという問題がある。

また、容器等、容積のある試料を測定すると、外気と
秤量室内の温度差により、外部から持ち込まれた容器等
の内部の空気が膨張して軽くなるため、第４図に例示す
るように、測定値が経時的にマイナスにドリフトしてゆ
き、正確な秤量ができないという問題があった。

なお、本発明者は既に、秤量室の外方の扉の下方に発
熱体を設けることによって、扉近傍の外気温度を高くし
てここに上向きの気流を生じさせ、扉開放時に秤量室内
の空気とこれに接する外気の密度差をなくすようにした
電子天びんを提案している（特開昭61−195312号）。こ
の技術により、上記した２つの問題点のうち、前者の対
流の問題点は解消されるが、後者の問題点は解消されな
い。

本発明は上記した２つの問題点を一挙に解決すること
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の構成を、実施例に対応す
る第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、秤量室２
外に熱電モジュール８を配設し、その熱電モジュール８
の冷却側に熱的に接続された冷却板７を、秤量室２と電
子回路部５の間に介在させたことによって、特徴づけら
れる。

なお、本明細書で言う熱電モジュールとは、ペルチェ
効果を利用した、熱電冷却素子等を主体とする装置をい
う。

＜作用＞ 電子回路部５から発生した熱は、この電子回路部５と
秤量室２間に介在する冷却板７に伝達されるが、冷却板
７は熱電モジュール８によって冷却される。電子回路部
５から冷却板７に伝達される熱量と、熱電モジュール８
によって冷却板７から奪われる熱量とが同等となるよう
調整しておくことで、秤量室２内には電子回路部５から
の熱が伝わらず、その内部の空気温度は外気温度と等し
い状態に保たれる。

＜実施例＞ 第１図は本発明実施例の構造を示す縦断面図である。

天びんハウジング１に隣接して秤量室２が設けられて
おり、この秤量室２内に、天びんハウジング１から突出
する秤量皿３が収容されている。

秤量室２にはその側壁の適宜箇所に扉（図示せず）が
設けられており、この扉を介して被測定試料の秤量皿３
への載せ降ろしを行なうことができる。

秤量皿３は、天びんハウジング１内に収容された荷重
センサを含む天びんメカニズム４に連結されており、秤
量皿３上の荷重はこの天びんメカニズム４の荷重センサ
によって検出される。

荷重センサからの出力は電子回路部５に採り込まれて
試料質量値に換算され、表示器６に表示される。

秤量室２と天びんハウジング１を仕切る仕切板2aと、
電子回路部５との間に、例えば銅やアルミニウム等の熱
伝導度の良好な材料で形成された冷却板７が介挿されて
いる。この冷却板７は、仕切板2aに沿って天びんハウジ
ング１と秤量室２との境界部のほぼ前面に亘って延び、
その一端部は秤量室２外に配設された熱電モジュール８
の冷却側に熱的に接続されている。

熱電モジュール８の加熱側には、天びんハウジング１
の外方に突出する放熱板９が接続されており、この熱電
モジュール８は電子回路部５内に設けられている後述の
温度制御回路によって駆動制御される。

天びんハウジング１の外側の適宜箇所、例えばその底
面に外気温度を検出するための気温センサ10が配設され
ており、また、冷却板７にはその温度を検出するための
冷却板温度センサ11が固着されている。これら両センサ
10,11の出力は電子回路部５内の温度制御回路に導かれ
ている。

第２図に温度制御回路の構成例を示す。気温センサ10
の出力と冷却板温度センサ11の出力との差信号が偏差増
幅器21に入力されている。この偏差増幅器21の出力は、
PID制御器22を介して、熱電モジュール８にその駆動信
号として供給される。これにより、熱電モジュール８
は、冷却板７の温度が外気温に一致するようにフィード
バック制御されることになる。

以上の本発明実施例によると、電子回路部５で発生し
て秤量室２側に向かう熱は、冷却板７によって遮蔽され
この冷却板７を加熱することになるが、冷却板７の温度
は熱電モジュール８の駆動によって常に外気温と等しい
状態に保たれているから、秤量室２内の温度は上昇せず
に外気温と同等に保たれる。その結果、扉を開放しても
秤量室２内に対流が生じず、また、外部に置かれていた
容器等を秤量室２内に挿入しても浮力変化を生じること
がなく、従ってドリフトの発生もない。

第３図は本発明の他の実施例の構造を示す縦断面図
で、第１図におけるものと同等の部材には同じ番号を付
して示している。

この例が第１図の例と相違する点は、天びんハウジン
グ１と秤量室２との間の仕切板2aを除き、冷却板70によ
って兼用させた点である。これにより、第３図の例で
は、第１図の例に比してコストダウンを達成できるメリ
ットがある。

なお、以上の各実施例において、冷却板７もしくは70
を、第１図、第３図に二点鎖線（７′,70′）で示すよ
うに、電子回路部５と天びんメカニズム４との間にも介
在させると、天びんメカニズム４への電子回路部５から
の熱的影響をも低減させることができ、精度向上を達成
できる。

また、以上の各実施例では、気温センサ10と冷却板温
度センサ11を設けて、冷却板７（70）の温度が外気温度
と一致するように熱電モジュール８をフィードバック制
御する例を示したが、これらの両センサおよび制御回路
は必ずしも必要ではない。すなわち、電子回路部５の発
熱による秤量室２の外気温に対する温度上昇量は、一般
に、電子天びんの構造等に応じてほぼ一定であり、従っ
て、この温度上昇量に見合う分だけの熱量を冷却板７も
しくは70から奪うように、熱電モジュール８を定常駆動
することによって、秤量室２内の温度を外気温度とほぼ
同一にすることができる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、熱電モジュー
ルの冷却側に熱的に接続された冷却板を、秤量室と電子
回路部との間に介在させることにより、電子回路部が発
熱しても秤量室内の温度を外気温度と等しい状態に維持
できるように構成したから、扉の開閉に伴う秤量室内で
の対流の発生を防止でき、扉を閉めた後に直ちに安定し
た表示が得られ、測定時間を短縮することができる。

同時に、容器等の多量の外気を秤量室内に持ち込んで
しまう試料を測定する場合にも、温度差による空気の膨
張に起因するドリフトが生じず、常に正確な測定が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構造を示す縦断面図、 第２図はその温度制御回路の構成例を示すブロック図、 第３図は本発明の他の実施例の構造を示す縦断面図、 第４図は容器等による秤量室内への外気持ち込みにより
空気の密度差によって生じるドリフト現象の例を示すグ
ラフである。 ２……秤量室 ３……秤量皿 ５……電子回路部 ７……冷却板 ８……熱電モジュール 10……気温センサ 11……冷却板温度センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に秤量皿を収容する秤量室と、上記秤
   量皿に係合する荷重センサからのデータを用いた演算等
   を行なう電子回路部をそなえた天びんにおいて、上記秤
   量室外に熱電モジュールを配設するとともに、その熱電
   モジュールの冷却側に熱的に接続された冷却板を、上記
   秤量室と電子回路部の間に介在させたことを特徴とす
   る、電子天びん。