JP3765915B2

JP3765915B2 - Amplifier temperature zero point correction device

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Publication number: JP3765915B2
Application number: JP28603397A
Authority: JP
Inventors: 博嘉井上; 安俊増田
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: JPH11108741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子機器に設けられている増幅器の温度変化に基づく零点変動を補正する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の上記装置が適用されている計量装置には、起歪体と起歪体に設けられている歪ゲージで構成されたブリッジ回路とを備えるロードセルと、ブリッジ回路を駆動する電源部と、ブリッジ回路の出力信号を増幅してアナログ計量信号を出力する増幅器と、この増幅器から出力されたアナログ計量信号をデジタル計量信号に変換して出力するアナログ・デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）と、を備えているものがある。
【０００３】
この計量装置に設けられている増幅器の温度補正を行う従来の温度零点補正装置は、増幅器の温度を検出する温度センサと、補正装置とを備えている。
この補正装置は、温度センサによって検出された温度を使用して温度変化に基づく増幅器の零点変化量を算出し、デジタル計量信号からこの算出した零点変化量を減算して補正済みデジタル計量信号を出力することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の温度零点補正装置では、温度センサが必要であり、その分だけ構造が複雑となり、費用が嵩むという問題がある。そして、増幅器の各温度と各温度における零点変化量との関係（増幅器の温度特性）を予め測定しておいて記憶させておく必要があるが、増幅器を温度槽に入れて増幅器の温度特性を正確に測定することは、極めて困難なことであるし、その分の手間と時間が掛かるという問題がある。
【０００５】
本発明は、温度センサが不要であり、増幅器の温度特性を予め測定する必要のない増幅器の温度零点補正装置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】
第１の発明に係る増幅器の温度零点補正装置は、抵抗体で構成されているブリッジ回路と、このブリッジ回路を駆動する電源部と、上記ブリッジ回路の出力信号を増幅して信号を出力する増幅器と、を備える電子機器において、
上記ブリッジ回路を駆動する電源電圧が高電圧の状態で上記増幅器が出力する計量用信号が略安定したときに上記ブリッジ回路を駆動する電源電圧を高電圧から低電圧に変更可能な電圧変更手段と、上記電源電圧が高電圧であるときに上記増幅器が出力する計量用信号、上記電源電圧が低電圧であるときに上記増幅器が出力する補正用信号、及び上記高電圧と低電圧の両者の比を使用して上記増幅器の温度変化に基づく上記計量用信号の零点変化量を算出する零点変化量算出手段と、上記計量用信号から当該零点変化量を除去する補正手段と、を具備することを特徴とするものである。
【０００７】
第２の発明に係る増幅器の温度零点補正装置は、抵抗体で構成されているブリッジ回路と、このブリッジ回路を駆動する電源部と、上記ブリッジ回路の出力信号を増幅してアナログ信号を出力する増幅器と、上記アナログ信号をデジタル信号に変換して出力するアナログ・デジタル変換回路と、を備える電子機器において、
上記ブリッジ回路を駆動する電源電圧が高電圧の状態で上記アナログ・デジタル変換回路が出力する計量用デジタル信号が略安定したときに上記ブリッジ回路を駆動する電源電圧を高電圧から低電圧に変更可能な電圧変更手段と、上記電源電圧が高電圧であるときに上記アナログ・デジタル変換回路が出力する計量用デジタル信号、上記電源電圧が低電圧であるときに上記アナログ・デジタル変換回路が出力する補正用デジタル信号、及び上記高電圧と低電圧の両者の比を使用して上記増幅器の温度変化に基づく上記計量用デジタル信号の零点変化量を算出する零点変化量算出手段と、上記計量用デジタル信号から当該零点変化量を除去する補正手段と、を具備することを特徴とするものである。
【０００８】
第３の発明に係る増幅器の温度零点補正装置は、起歪体と起歪体に設けられている歪ゲージで構成されたブリッジ回路とを備えるロードセルと、上記ブリッジ回路を駆動する電源部と、上記ブリッジ回路の出力信号を増幅してアナログ信号を出力する増幅器と、上記アナログ信号をデジタル信号に変換して出力するアナログ・デジタル変換回路と、を備える電子機器において、
上記ブリッジ回路を駆動する電源電圧が高電圧の状態で上記アナログ・デジタル変換回路が出力する計量用デジタル信号が略安定したときに上記ブリッジ回路を駆動する電源電圧を高電圧から低電圧に変更可能な電圧変更手段と、上記電源電圧が高電圧であるときに上記アナログ・デジタル変換回路が出力する計量用デジタル信号、上記電源電圧が低電圧であるときに上記アナログ・デジタル変換回路が出力する補正用デジタル信号、及び上記高電圧と低電圧の両者の比を使用して上記増幅器の温度変化に基づく上記計量用デジタル信号の零点変化量を算出する零点変化量算出手段と、上記計量用デジタル信号から当該零点変化量を除去する補正手段と、を具備することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る増幅器の温度零点補正装置は、電源部の電源電圧により駆動されるブリッジ回路の出力信号を増幅器により増幅して信号を出力する電子機器において、温度変化による増幅器の零点変化量を算出し、増幅器の出力信号からこの算出した零点変化量を除去することができる。
つまり、電源電圧が高電圧の状態で増幅器が出力する計量用信号が略安定したときに、電圧変更手段が、電源電圧を高電圧から低電圧に変更し、電源電圧が高電圧であるときに増幅器が出力する計量用信号、電源電圧が低電圧であるときに増幅器が出力する補正用信号、及び高電圧と低電圧の両者の比を使用して、増幅器の温度変化に基づく計量用信号の零点変化量を零点変化量算出手段が算出する。そして、補正手段が増幅器の計量信号から当該零点変化量を除去する。これにより、計量信号から増幅器の温度変化に基づく零点誤差を除去することができる。
【００１０】
第２の発明に係る増幅器の温度零点補正装置は、増幅器のアナログ出力信号をデジタル出力信号に変換して出力するアナログ・デジタル変換回路が設けられている電子機器において、その増幅器の温度変化に基づいて発生する零点変化を計量用デジタル信号から除去する補正を行う装置である。零点変化量算出手段は、計量用デジタル信号、補正用デジタル信号、及び上記高電圧と低電圧の両者の比を使用して、増幅器の温度変化に基づく計量用デジタル信号の零点変化量を算出し、補正手段は、計量用デジタル信号から当該零点変化量を除去することができる。
【００１１】
第３の発明に係る増幅器の温度零点補正装置は、ロードセルと、増幅器のアナログ出力信号をデジタル出力信号に変換して出力するアナログ・デジタル変換回路と、が設けられている電子機器である計量装置において、その増幅器の温度変化に基づき発生する零点変化を計量用デジタル信号から除去する補正を行う装置である。零点変化量算出手段、及び補正手段は、第２の発明と同様に作用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る増幅器の温度零点補正装置（以下、「温度零点補正装置」という。）を計量装置に適用した一実施形態を図１乃至図３を参照して説明する。図１に示す１はロードセル、２は増幅器、３はアナログ・デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）、４は電源部である。
ロードセル１は、従来公知の起歪体（図示せず）と図１に示すブリッジ回路５とから成っている。ブリッジ回路５は、例えば４つの歪ゲージＧ（Ｇ１〜Ｇ４）から成っている。ブリッジ回路５の両方の出力端子６、７に生成される出力信号は、増幅器２で増幅され、その増幅された計量用アナログ信号、又は補正用アナログ信号はスイッチＳＷ３を介してＡ／Ｄ変換回路３に入力し、このＡ／Ｄ変換回路３により計量用デジタル信号、又は補正用デジタル信号に変換されて中央演算処理装置（ＣＰＵ）８に入力する。ＣＰＵ８には記憶部２４が接続している。
【００１３】
増幅器２は、一般に知られているオペアンプであり、図１に示すように、反転入力端子と非反転入力端子がブリッジ回路５の出力端子６と７とに夫々接続している。そして、増幅器２の出力端子と反転入力端子との間に帰還抵抗９を接続してあり、非反転入力端子を抵抗体１０を介して接地してある。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換回路３は、従来公知の二重積分方式のＡ／Ｄ変換回路であり、積分回路１１とコンパレータ１２とから成っている。
積分回路１１は、オペアンプ１５と積分抵抗体Ｒと積分コンデンサＣとから成っている。オペアンプ１５は、反転入力端子が積分抵抗体Ｒを介して入力切換スイッチＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５が並列に接続しており、非反転入力端子が接地している。そして、オペアンプ１５の出力端子が積分コンデンサＣを介して反転入力端子と接続している。コンパレータ１２は、反転入力端子がオペアンプ１５の出力端子と接続しており、非反転入力端子が接地している。そして、コンパレータ１２の出力端子は、ＣＰＵと接続している。
【００１５】
電源部４は、一方の端子１６がスイッチＳＷ１を介してブリッジ回路５の入力端子１７と接続し、他方の端子１９がスイッチＳＷ２を介してブリッジ回路５の入力端子１８と接続している。また、電源部４の端子１６と１９は、抵抗体Ｒ１、ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＡ３、ＲＡ４、及びＲ２を介して接続している。更に、抵抗体Ｒ１とＲＡ１とを接続する接続線２０は、ブリッジ回路５の入力端子１７と接続し、抵抗体ＲＡ４とＲ２とを接続する接続線２１は、ブリッジ回路５の入力端子１８と接続している。そして、抵抗体ＲＡ２とＲＡ３とを接続する接続線２２は、スイッチＳＷ４と接続し、抵抗体ＲＡ３とＲＡ４とを接続する接続線２３は、スイッチＳＷ５と接続している。また、接続線２２は、接地してある。
【００１６】
なお、抵抗体Ｒ１とＲ２の抵抗値は、互いに等しく同一である。そして、この抵抗体Ｒ１とＲ２の合計抵抗値は、４つの抵抗体ＲＡ１〜ＲＡ４の合計抵抗値とこれに並列接続するブリッジ回路５の合成抵抗値との合成抵抗値と等しくなるように定めてある。従って、スイッチＳＷ１とＳＷ２がＯＮの状態では、ブリッジ回路５の入力端子に高電圧Ｖ_Sが印加され、この状態でＡ／Ｄ変換回路３から出力される被計量物のデジタル信号（計量用デジタル信号）を表すカウント値Ｋ_out1を得ることができる。そして、スイッチＳＷ１とＳＷ２がＯＦＦの状態では、ブリッジ回路５の入力端子に低電圧Ｖ_S／２が印加され、この状態でＡ／Ｄ変換回路３から出力される補正用デジタル信号を表すカウント値Ｋ_out2を得ることができる。ただし、この実施形態の４つの抵抗体ＲＡ１〜ＲＡ４は、夫々同一の抵抗値のものを使用しているが、これに限る必要はない。
【００１７】
次に、本発明の特徴とする温度零点補正装置を構成する電圧変更手段、零点変化量算出手段、及び補正手段を説明する。これら電圧変更手段、零点変化量算出手段、及び補正手段は、ＣＰＵ８と図３のフローチャートで示すプログラムにより構成されている。この図３のフローチャートで示すプログラムは、ＣＰＵ８と接続する記憶部２４に記憶されている。
電圧変更手段は、予め設定されている零点変化量の算出時間間隔の例えば２分が経過するごとに、スイッチＳＷ１、２がＯＮであって、ブリッジ回路５を駆動する電源電圧が高電圧Ｖ_Sの状態で、計量用デジタル信号を表すカウント値Ｋ_out1が安定しているか否かを判定し、安定していると判定したときに、このカウント値Ｋ_out1を読み込んで記憶部２４に記憶し、次に、ロードセル１に掛かる負荷が同じ状態でスイッチＳＷ１、２をＯＦＦにして、ブリッジ回路５を駆動する電源電圧を低電圧Ｖ_S／２に変更し、この低電圧Ｖ_S／２の状態で補正用デジタル信号を表すカウント値Ｋ_out2を読み込んで記憶部２４に記憶し、しかる後に、スイッチＳＷ１、２をＯＮに変更する手段である。
【００１８】
零点変化量算出手段は、電源電圧が高電圧Ｖ_Sであるときに、Ａ／Ｄ変換回路３から出力された計量用デジタル信号、電源電圧が低電圧Ｖ_S／２であるときに、Ａ／Ｄ変換回路３から出力された補正用デジタル信号、及び高電圧Ｖ_Sと低電圧Ｖ_S／２の両者の比ｘ（＝２）を使用して増幅器２の温度変化に基づく計量用デジタル信号の零点変化量を算出する手段である。
なお、零点変化量算出手段は、ロードセル１に被計量物の重量が掛かっている状態、又は被計量物の重量が掛かっていない状態のいずれの状態でも、スイッチＳＷ１、２がＯＮであるときに零点変化量を算出することができる。ただし、ロードセル１に一定の負荷が掛かっている状態で、Ａ／Ｄ変換回路３から出力された安定した計量用デジタル信号、及び安定した補正用デジタル信号を使用することにより零点変化量を正確に算出することができる。
補正手段は、計量用デジタル信号から当該零点変化量を除去して零点変化量補正済みの計量用デジタル信号を出力する手段である。なお、今回算出された零点変化量は、次回に零点変化量が算出されるまで記憶部２４に記憶しておく。
【００１９】
次に、零点変化量算出手段が増幅器２の温度変化に基づく計量用デジタル信号の零点変化量を算出し、補正手段が計量用デジタル信号から当該零点変化量を除去することができる理論を説明する。
図２はＡ／Ｄ変換回路３の動作原理を示す図である。この図に示すように、まず、リセット期間では、ＣＰＵ８が図１に示すスイッチＳＷ４をＯＮにして（ＳＷ３、５はＯＦＦ）、積分コンデンサＣの電荷を放電する。このとき積分回路１１の出力電圧は０となっている。
【００２０】
入力電圧積分期間では、スイッチＳＷ３をＯＮにして（ＳＷ４、５はＯＦＦ）、ロードセル１に被計量物の重量が掛かった状態で増幅器２から入力する実線で示す計量用アナログ信号（Ｖ_A＋Ｖ_ofs）、又は補正用アナログ信号（Ｖ_A／２＋Ｖ_ofs）を一定時間積分する。この積分時間は、ＣＰＵ８のカウンタがクロックパルス数をカウントして測定しており、予め定めたカウント数Ｎに達すると次の基準電圧積分期間に移る。
ただし、計量用アナログ信号（Ｖ_A＋Ｖ_ofs）は、ブリッジ回路５に高電圧Ｖ_Sが印加された状態（スイッチＳＷ１、２がＯＮ）での増幅器２の出力信号であり、補正用アナログ信号（Ｖ_A／２＋Ｖ_ofs）は、ブリッジ回路５に低電圧Ｖ_S／２が印加された状態（スイッチＳＷ１、２がＯＦＦ）での増幅器２の出力信号である。
【００２１】
そして、Ｖ_ofsは、増幅器２の温度変化に基づくこの増幅器２の計量用アナログ信号の零点変化量、即ち、増幅器２のオフセット電圧とオフセット電圧の温度ドリフトの合計電圧である。この零点変化量Ｖ_ofsは、電源電圧が高電圧Ｖ_Sであるときも、低電圧Ｖ_S／２であるときも同一である。
また、入力電圧積分期間のクロックパルスの数をＮ、クロックパルスの周期をＴ、積分コンデンサＣの静電容量をＣ、及び積分抵抗体Ｒの抵抗値をＲとすると、入力電圧積分期間終了時の積分回路１１の出力電圧Ｖ_out1とＶ_out2は、
Ｖ_out1＝−（Ｖ_A＋Ｖ_ofs）・Ｎ・Ｔ／（Ｃ・Ｒ）・・・・（１）
Ｖ_out2＝−（（Ｖ_A／２）＋Ｖ_ofs）・Ｎ・Ｔ／（Ｃ・Ｒ）・・・・（２）
となる。ただし、低電圧をＶ_S／２としたが、Ｖ_S／ｘとすると、
Ｖ_out2＝−（（Ｖ_A／ｘ）＋Ｖ_ofs）・Ｎ・Ｔ／（Ｃ・Ｒ）・・・・（３）
となる。ｘは、高電圧と低電圧との比であり、この実施形態ではｘ＝２である。
【００２２】
基準電圧積分期間では、スイッチＳＷ５をＯＮにして（ＳＷ３、４はＯＦＦ）、計量用アナログ信号（Ｖ_A＋Ｖ_ofs）等の入力電圧とは逆極性の基準電圧−Ｖ_ref、又は−Ｖ_ref／２を積分回路１１の出力電圧Ｖ_out1、又はＶ_out2が０になるまで積分する。ここで、基準電圧積分期間中のクロックパルスの数Ｋ_out1とＫ_out2は、
Ｋ_out1＝（Ｖ_A＋Ｖ_ofs）・Ｎ／Ｖ_ref ・・・・（４）
Ｋ_out2＝（（Ｖ_A／２）＋Ｖ_ofs）・Ｎ／（Ｖ_ref／２）・・・・（５）
となり、計量用アナログ信号（Ｖ_A＋Ｖ_ofs）、又は補正用アナログ信号（Ｖ_A／２＋Ｖ_ofs）を計量用デジタル信号Ｋ_out1、又は補正用デジタル信号Ｋ_out2に変換することができる。なお、高電圧と低電圧との比をｘとすると、
Ｋ_out2＝（（Ｖ_A／ｘ）＋Ｖ_ofs）・Ｎ／（Ｖ_ref／ｘ）・・・・（６）
となる。
【００２３】
このようにして、Ａ／Ｄ変換が終了して次のＡ／Ｄ変換を開始できる。そのために、カウンタをリセットして、改めて計数を開始するが、次にＡ／Ｄ変換が終了するまで今回計数して得られた計量用デジタル信号Ｋ_out1、又は補正用デジタル信号Ｋ_out2を記憶部２４に保持しておく。
【００２４】
次に、（４）式と（５）式とにより、零点変化量Ｖ_ofs（アナログ量）を求めると、
Ｖ_ofs＝〔（Ｋ_out2−Ｋ_out1）／（ｘ−１）〕・（Ｖ_ref／Ｎ）・・（７）
となり、このＶ_ofsをデジタル量の零点変化量Ｋ_ofsに直すと、
Ｋ_ofs＝Ｖ_ofs・Ｎ／Ｖ_ref ・・・・（８）
となる。ただし、（ｘ−１）と（Ｖ_ref／ｘ）は定数、ｘは２、Ｎは５０００、Ｖ_refはＶ_S／４であり、夫々の値は記憶部２４に記憶されている。
従って、この（７）式に計量用デジタル信号Ｋ_out1と補正用デジタル信号Ｋ_out2を代入して、（８）式を計算することにより零点変化量Ｋ_ofs（デジタル値）を算出することができる。この（７）式と（８）式の計算を行って零点変化量Ｋ_ofsを算出するのが零点変化量算出手段である。
【００２５】
補正手段は、計量用デジタル信号Ｋ_out1から零点変化量Ｋ_ofsを減算して、増幅器２の温度変化に基づく零点変化を除去した補正済み計量用デジタル信号を算出して出力することができ、これにより、被計量物の重量を正確に出力することができる。
【００２６】
次に、上記理論を具体的に数値を掲げて説明する。電源電圧の１ボルト当たりのロードセル１の出力が２ｍＶ／Ｖ、増幅器２のゲインを１００倍、電源電圧が高電圧Ｖ_Sで１０Ｖ、電源電圧が低電圧Ｖ_S／２で５Ｖ、未知である零点変化量Ｖ_ofsを１ｍＶ、基準電圧Ｖ_refを１０／４＝２．５Ｖとする。
ブリッジ回路５に高電圧Ｖ_A＝１０Ｖが印加された状態で増幅器２が出力する計量用アナログ信号（Ｖ_A＋Ｖ_ofs）は、

となり、
ブリッジ回路５に低電圧Ｖ_A＝５Ｖが印加された状態で増幅器２が出力する計量用アナログ信号（（Ｖ_A／２）＋Ｖ_ofs）は、

となる。
【００２７】
ただし、増幅器２の零点変化量Ｖ_ofsは、電源電圧と無関係である。
この（９）、（１０）式の値を夫々（４）、（５）式に代入すると、計量用デジタル信号Ｋ_out1と補正用デジタル信号Ｋ_out2は、

となり、これらＫ_out1とＫ_out2がＣＰＵ８に入力する。ＣＰＵ８がこの（１１）、（１２）式の値を（７）式に代入すると、

となり、零点変化量Ｖ_ofsの１ｍＶのゲインの１００倍の電圧０．１（Ｖ）と一致する。そして、このＶ_ofsを（８）式によりデジタル量の零点変化量Ｋ_ofsに直すと、

となり、零点変化量Ｋ_ofs＝２００（カウント）が得られる。
従って、ＣＰＵ８の補正手段は、計量用デジタル信号Ｋ_out1の４２００（カウント）から零点変化量Ｋ_ofsの２００（カウント）を減算することにより増幅器２の温度変化に基づく零点変化を除去した補正済み計量用デジタル信号の４０００（カウント）を算出して出力することができる。
【００２８】
次に、上記のように構成された増幅器２の温度零点補正装置の動作手順を図３に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、スイッチＳＷ１、２がＯＮであり、計量装置の電源がＯＮになった時から、又は前回に零点変化量を算出した時から予め設定されている零点変化量算出の時間間隔の例えば２分が経過したか否かを判定する（Ｓ１００）。そして、２分が経過してＹＥＳと判定したときは、スイッチＳＷ１、２がＯＮであって、ブリッジ回路５を駆動する電源電圧が高電圧Ｖ_Sの状態で、計量用デジタル信号を表すカウント値Ｋ_out1（ＣＰＵ８がカウントするカウント値）が安定しているか否かを判定する（Ｓ１０２）。そして、カウント値Ｋ_out1が安定しておりＹＥＳと判定したときは、このときのカウント値Ｋ_out1を読み込んで記憶部２４に記憶する（Ｓ１０４）。ただし、カウント値Ｋ_out1が安定しておらずＮＯと判定したときは、安定と判定するまで待つ。次に、ロードセル１に上記と同一の負荷が掛かっている状態でスイッチＳＷ１、２をＯＦＦにして、ブリッジ回路５を駆動する電源電圧を低電圧Ｖ_S／２に変更し、この低電圧Ｖ_S／２の状態で補正用デジタル信号を表すカウント値Ｋ_out2（ＣＰＵ８がカウントするカウント値）を読み込んで記憶部２４に記憶し、しかる後に、スイッチＳＷ１、２をＯＮに変更する（Ｓ１０６）。次に、カウント値Ｋ_out1及びカウント値Ｋ_out2を（７）式に代入して、（８）式により零点変化量Ｋ_ofsを算出して、前回に計算して記憶部２４に記憶されている零点変化量Ｋ_ofsを、今回計算して得られた零点変化量Ｋ_ofsに変更するように記憶する（Ｓ１０８）。これで零点変化量Ｋ_ofsを算出できたので、計量用デジタル信号を表すカウント値Ｋ_out1から記憶部２４に記憶されている最新の零点変化量Ｋ_ofsを減算して、増幅器２の温度変化に基づく零点変化量を除去し（Ｓ１１２）、表示部（図示せず）にこの零点変化量を除去した零点変化量補正済みの計量用デジタル信号を表示する（Ｓ１１４）。ただし、カウント値Ｋ_out1、Ｋ_out2が、被計量物の重量がロードセル１に負荷されている状態のものである場合は、表示部には零点変化量を除去した被計量物の重量が表示され、被計量物の重量がロードセル１に負荷されていない状態のものである場合は、表示部には零点変化量を除去した０が表示される。
【００２９】
なお、ステップ１００において、零点変化量算出の時間間隔の２分が経過しておらず、ＮＯと判定したときは、計量用デジタル信号を表すカウント値Ｋ_out1を読み出して（Ｓ１１０）、この読み出したカウント値Ｋ_out1から記憶部２４に記憶されている零点変化量Ｋ_ofsを減算して、増幅器２の温度変化に基づく零点変化量を除去し（Ｓ１１２）、表示部（図示せず）にこの零点変化量を除去した零点変化量補正済みの計量用デジタル信号を表示する（Ｓ１１４）。
【００３０】
このように、上記実施形態に係る増幅器の温度零点補正装置によると、従来の温度零点補正装置のように、温度センサを必要としないので、その分だけ構造が簡単であり、費用を低減することができる。そして、増幅器２の各温度と各温度における零点変化量との関係を表す増幅器２の温度特性を予め測定しておいて記憶部２４に記憶させておく必要がない。
【００３１】
ただし、上記実施形態において、零点変化量算出の時間間隔を２分に設定したが、これ以外の時間間隔で零点変化量を算出してもよいし、被計量物の重量を計量するたびに零点変化量を算出してもよい。
そして、上記実施形態において、図１に示す増幅器２により増幅されて出力される計量用アナログ信号を図４に示す従来一般に知られている２次のローパスフィルタ２５により処理してこの計量用アナログ信号を安定化させる構成としている場合は、スイッチＳＷ１、２がＯＦＦとなり補正用アナログ信号がこのローパスフィルタ２５を通過するときに、時間遅れが発生し、これにより零点変化量Ｋ_ofsを算出する時間が長くかかることとなる。そこで、この時間遅れを解消する為に、スイッチＳＷ１、２をＯＦＦにして補正用アナログ信号を読み取る時は、図４に示すＦＥＴ（スイッチ）２６をＯＮにして、フィルタを効かせずにＡ／Ｄ変換回路３に入力させる。そして、スイッチＳＷ１、２をＯＮにして計量用アナログ信号を安定化させる時は、ＦＥＴ２６をＯＦＦにして、フィルタを効かせてＡ／Ｄ変換回路３に入力させる構成としてもよい。なお、ローパスフィルタ２５は、図１に示す増幅器２の出力端子とスイッチＳＷ３との間に設けられ、ＦＥＴ２６と直列に接続する抵抗体ｒ₁は、オペアンプ２７の非反転入力端子と増幅器２の出力端子との間に設けられている。
【００３２】
また、上記実施形態において、Ａ／Ｄ変換回路３は、従来公知の二重積分方式のＡ／Ｄ変換回路としたが、これ以外の方式のＡ／Ｄ変換回路を使用してもよい。
更に、上記実施形態において、高電圧と低電圧の比ｘを２としたが、２以外の１．５、２．５、又は３、・・・等の比に調整してもよい。例えば、比ｘ＝３とする場合は、スイッチＳＷ１とＳＷ２がＯＮの状態では、ブリッジ回路５の入力端子に高電圧Ｖ_Sが印加され、スイッチＳＷ１とＳＷ２がＯＦＦの状態では、ブリッジ回路５の入力端子に低電圧Ｖ_S／３が印加されるように、抵抗体Ｒ１とＲ２の合計抵抗値、４つの抵抗体ＲＡ１〜ＲＡ４の合計抵抗値、及びブリッジ回路５の合成抵抗値を定める必要がある。
そして、上記実施形態では、本発明に係る増幅器の温度零点補正装置を計量装置に適用した例を示したが、これ以外に、ブリッジ回路と増幅器を備える例えば圧力検出装置等に適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る増幅器の温度零点補正装置によると、従来の温度零点補正装置のように、温度センサを必要としないので、その分だけ構造が簡単であり、費用を低減することができる。そして、増幅器の各温度と各温度における零点変化量との関係（増幅器の温度特性）を予め測定しておいて記憶させる必要がないので、従来のように、増幅器を温度槽に入れて増幅器の温度特性を正確に測定するという困難な測定作業を必要とせず、従って、その分の手間と時間を削減することができ、その結果、増幅器の温度零点補正装置を従来よりも簡単で比較的短時間で製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る増幅器の温度零点補正装置を計量装置に適用した一実施形態の電気回路図である。
【図２】同実施形態の計量装置に設けられているＡ／Ｄ変換回路の動作波形図である。
【図３】同実施形態に係る同温度零点補正装置の補正手順を示すフローチャートである。
【図４】同実施形態に使用されるローパスフィルタの回路図である。
【符号の説明】
１ロードセル
２増幅器
３Ａ／Ｄ変換回路
４電源部
５ブリッジ回路
８ＣＰＵ
２４記憶部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for correcting a zero point variation based on a temperature change of an amplifier provided in an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
A conventional weighing device to which the above-mentioned device is applied includes a load cell including a strain generating body and a bridge circuit configured by a strain gauge provided in the strain generating body, a power supply unit that drives the bridge circuit, and a bridge An amplifier that amplifies the output signal of the circuit and outputs an analog weighing signal; an analog-digital conversion circuit (A / D conversion circuit) that converts the analog weighing signal output from the amplifier into a digital weighing signal and outputs the digital weighing signal; Some are equipped with.
[0003]
A conventional temperature zero point correction device that performs temperature correction of an amplifier provided in the weighing device includes a temperature sensor that detects the temperature of the amplifier, and a correction device.
This correction device calculates the zero point change amount of the amplifier based on the temperature change using the temperature detected by the temperature sensor, and outputs the corrected digital weighing signal by subtracting the calculated zero point change amount from the digital weighing signal. can do.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional temperature zero point correction apparatus requires a temperature sensor, and there is a problem that the structure becomes complicated and the cost increases accordingly. Then, it is necessary to measure and store the relationship between each temperature of the amplifier and the zero point variation at each temperature (a temperature characteristic of the amplifier) in advance. It is extremely difficult to measure accurately, and there is a problem that much time and effort are required.
[0005]
An object of the present invention is to provide an amplifier temperature zero point correction apparatus that does not require a temperature sensor and does not require the temperature characteristics of the amplifier to be measured in advance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An apparatus for correcting a temperature zero point of an amplifier according to a first aspect of the present invention includes a bridge circuit configured by a resistor, a power supply unit that drives the bridge circuit, and an amplifier that amplifies an output signal of the bridge circuit and outputs a signal In an electronic device comprising:
Voltage changing means capable of changing the power supply voltage for driving the bridge circuit from a high voltage to a low voltage when the measurement signal output from the amplifier is substantially stable when the power supply voltage for driving the bridge circuit is high; A measurement signal output by the amplifier when the power supply voltage is high, a correction signal output by the amplifier when the power supply voltage is low, and a ratio between the high voltage and the low voltage A zero point change amount calculating means for calculating a zero point change amount of the measurement signal based on a temperature change of the amplifier, and a correction means for removing the zero point change amount from the measurement signal. It is a feature.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a temperature zero correction apparatus for an amplifier, a bridge circuit composed of a resistor, a power supply unit that drives the bridge circuit, and an output signal of the bridge circuit that is amplified to output an analog signal. In an electronic apparatus comprising an amplifier and an analog-digital conversion circuit that converts the analog signal into a digital signal and outputs the digital signal,
The power supply voltage for driving the bridge circuit can be changed from a high voltage to a low voltage when the digital signal for measurement output from the analog / digital conversion circuit is substantially stabilized when the power supply voltage for driving the bridge circuit is high. Voltage changing means, a digital signal for measurement output from the analog / digital conversion circuit when the power supply voltage is high, and a correction output from the analog / digital conversion circuit when the power supply voltage is low A zero point change amount calculating means for calculating a zero point change amount of the measuring digital signal based on a temperature change of the amplifier using a ratio between the high voltage and the low voltage, and the measuring digital signal And a correcting means for removing the amount of change in the zero point.
[0008]
A temperature zero point correction apparatus for an amplifier according to a third aspect of the present invention is a load cell comprising a strain generating body and a bridge circuit composed of a strain gauge provided in the strain generating body, and a power supply unit that drives the bridge circuit, In an electronic apparatus comprising: an amplifier that amplifies an output signal of the bridge circuit and outputs an analog signal; and an analog / digital conversion circuit that converts the analog signal into a digital signal and outputs the digital signal.
The power supply voltage for driving the bridge circuit can be changed from a high voltage to a low voltage when the digital signal for measurement output from the analog / digital conversion circuit is substantially stabilized when the power supply voltage for driving the bridge circuit is high. Voltage changing means, a digital signal for measurement output from the analog / digital conversion circuit when the power supply voltage is high, and a correction output from the analog / digital conversion circuit when the power supply voltage is low A zero point change amount calculating means for calculating a zero point change amount of the measuring digital signal based on a temperature change of the amplifier using a ratio between the high voltage and the low voltage, and the measuring digital signal And a correcting means for removing the amount of change in the zero point.
[0009]
The temperature zero-point correction apparatus for an amplifier according to the present invention calculates an amount of zero-point change of the amplifier due to a temperature change in an electronic device that amplifies the output signal of the bridge circuit driven by the power supply voltage of the power supply unit and outputs the signal. Thus, the calculated zero point variation can be removed from the output signal of the amplifier.
That is, when the measuring signal output from the amplifier is substantially stable when the power supply voltage is high, the voltage changing means changes the power supply voltage from the high voltage to the low voltage, and the power supply voltage is high. The metering signal output by the amplifier, the correction signal output by the amplifier when the power supply voltage is low, and the ratio of both high and low voltage are used to calculate the metering signal based on the temperature change of the amplifier. The zero point change amount is calculated by the zero point change amount calculating means. Then, the correcting means removes the zero point variation from the weighing signal of the amplifier. Thereby, the zero point error based on the temperature change of the amplifier can be removed from the measurement signal.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a temperature zero correction apparatus for an amplifier based on a temperature change of the amplifier in an electronic device provided with an analog / digital conversion circuit for converting an analog output signal of the amplifier into a digital output signal and outputting the digital output signal. It is a device that performs correction to remove the zero point change that occurs from the digital signal for measurement. The zero point change amount calculating means calculates the zero point change amount of the weighing digital signal based on the temperature change of the amplifier, using the weighing digital signal, the correction digital signal, and the ratio of both the high voltage and the low voltage. The correction means can remove the zero point variation from the weighing digital signal.
[0011]
A temperature zero point correction device for an amplifier according to a third invention is a measuring device which is an electronic device provided with a load cell and an analog / digital conversion circuit which converts an analog output signal of the amplifier into a digital output signal and outputs the digital output signal. In the apparatus, a correction is made to remove the zero point change generated based on the temperature change of the amplifier from the measuring digital signal. The zero point change amount calculating means and the correcting means operate in the same manner as in the second invention.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in which a temperature zero point correction device (hereinafter referred to as “temperature zero point correction device”) of an amplifier according to the present invention is applied to a weighing device will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, 1 is a load cell, 2 is an amplifier, 3 is an analog / digital conversion circuit (A / D conversion circuit), and 4 is a power supply unit.
The load cell 1 includes a conventionally known strain generating body (not shown) and a bridge circuit 5 shown in FIG. The bridge circuit 5 includes, for example, four strain gauges G (G1 to G4). The output signals generated at both output terminals 6 and 7 of the bridge circuit 5 are amplified by the amplifier 2, and the amplified analog signal for measurement or the analog signal for correction is supplied to the A / D conversion circuit via the switch SW3. 3 is converted into a digital signal for measurement or a digital signal for correction by the A / D conversion circuit 3 and input to a central processing unit (CPU) 8. A storage unit 24 is connected to the CPU 8.
[0013]
The amplifier 2 is a generally known operational amplifier, and an inverting input terminal and a non-inverting input terminal are respectively connected to output terminals 6 and 7 of the bridge circuit 5 as shown in FIG. The feedback resistor 9 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the amplifier 2, and the non-inverting input terminal is grounded via the resistor 10.
[0014]
The A / D conversion circuit 3 is a conventionally known double integration type A / D conversion circuit, and includes an integration circuit 11 and a comparator 12.
The integrating circuit 11 includes an operational amplifier 15, an integrating resistor R and an integrating capacitor C. The operational amplifier 15 has an inverting input terminal connected in parallel to the input change-over switches SW3, SW4, and SW5 via the integration resistor R, and a non-inverting input terminal grounded. The output terminal of the operational amplifier 15 is connected to the inverting input terminal via the integration capacitor C. The comparator 12 has an inverting input terminal connected to the output terminal of the operational amplifier 15 and a non-inverting input terminal grounded. The output terminal of the comparator 12 is connected to the CPU.
[0015]
In the power supply unit 4, one terminal 16 is connected to the input terminal 17 of the bridge circuit 5 via the switch SW1, and the other terminal 19 is connected to the input terminal 18 of the bridge circuit 5 via the switch SW2. Further, the terminals 16 and 19 of the power supply unit 4 are connected via resistors R1, RA1, RA2, RA3, RA4, and R2. Further, the connection line 20 connecting the resistors R1 and RA1 is connected to the input terminal 17 of the bridge circuit 5, and the connection line 21 connecting the resistors RA4 and R2 is connected to the input terminal 18 of the bridge circuit 5. is doing. The connection line 22 that connects the resistors RA2 and RA3 is connected to the switch SW4, and the connection line 23 that connects the resistors RA3 and RA4 is connected to the switch SW5. The connection line 22 is grounded.
[0016]
Note that the resistance values of the resistors R1 and R2 are the same and the same. The total resistance value of the resistors R1 and R2 is determined to be equal to the combined resistance value of the total resistance value of the four resistors RA1 to RA4 and the combined resistance value of the bridge circuit 5 connected in parallel thereto. is there. Therefore, when the switches SW1 and SW2 are ON, the high voltage V is applied to the input terminal of the bridge circuit 5. _S Is applied, and in this state, the count value K representing the digital signal (digital signal for measurement) of the object to be measured output from the A / D conversion circuit 3 _out1 Can be obtained. When the switches SW1 and SW2 are OFF, the low voltage V is applied to the input terminal of the bridge circuit 5. _S / 2 is applied, and in this state, the count value K representing the correction digital signal output from the A / D conversion circuit 3 _out2 Can be obtained. However, although the four resistors RA1 to RA4 of this embodiment have the same resistance value, they need not be limited to this.
[0017]
Next, the voltage changing means, the zero point change amount calculating means, and the correcting means constituting the temperature zero point correcting apparatus, which is a feature of the present invention, will be described. These voltage changing means, zero point change amount calculating means, and correcting means are constituted by the CPU 8 and a program shown in the flowchart of FIG. The program shown in the flowchart of FIG. 3 is stored in the storage unit 24 connected to the CPU 8.
The voltage changing means is configured such that the switch SW1 and the switch SW2 are turned on every time, for example, 2 minutes of a preset zero change amount calculation time interval, and the power supply voltage for driving the bridge circuit 5 is the high voltage V _S Count value K representing the digital signal for weighing _out1 Is determined to be stable, and when it is determined to be stable, the count value K _out1 Is stored in the storage unit 24. Next, the switches SW1 and SW2 are turned OFF with the load applied to the load cell 1 being the same, and the power supply voltage for driving the bridge circuit 5 is set to the low voltage V. _S / 2 to change this low voltage V _S Count value K representing digital signal for correction in the state of / 2 _out2 Is stored in the storage unit 24, and then the switches SW1 and SW2 are turned on.
[0018]
The zero point change amount calculation means uses a high voltage V _S The digital signal for measurement output from the A / D conversion circuit 3 when the power supply voltage is low voltage V _S / 2, the correction digital signal output from the A / D conversion circuit 3 and the high voltage V _S And low voltage V _S This is a means for calculating the zero point change amount of the measuring digital signal based on the temperature change of the amplifier 2 using the ratio x (= 2) of / 2.
The zero-point change amount calculation means is used when the switches SW1 and SW2 are ON in any state where the weight of the object to be weighed is applied to the load cell 1 or the weight of the object to be weighed is not applied. The zero point change amount can be calculated. However, when the load cell 1 is under a certain load, the zero change amount can be accurately determined by using the stable measurement digital signal output from the A / D conversion circuit 3 and the stable correction digital signal. Can be calculated.
The correction means is means for removing the zero point change amount from the measurement digital signal and outputting the measurement digital signal with the zero point change corrected. The zero change amount calculated this time is stored in the storage unit 24 until the zero change amount is calculated next time.
[0019]
Next, a theory will be described in which the zero point change amount calculating means calculates the zero point change amount of the measuring digital signal based on the temperature change of the amplifier 2 and the correcting means can remove the zero point change amount from the measuring digital signal. .
FIG. 2 is a diagram showing an operation principle of the A / D conversion circuit 3. As shown in this figure, first, in the reset period, the CPU 8 turns on the switch SW4 shown in FIG. 1 (SW3 and 5 are OFF), and discharges the integration capacitor C. At this time, the output voltage of the integrating circuit 11 is zero.
[0020]
During the input voltage integration period, the switch SW3 is turned ON (SW4 and 5 are OFF), and the weighing analog signal (V indicated by the solid line) input from the amplifier 2 in a state where the weight of the object to be weighed is applied to the load cell 1. _A + V _ofs ) Or analog signal for correction (V _A / 2 + V _ofs ) For a certain time. This integration time is measured by the counter of the CPU 8 counting the number of clock pulses, and when a predetermined count number N is reached, the next reference voltage integration period starts.
However, the analog signal for weighing (V _A + V _ofs ) Is applied to the bridge circuit 5 with a high voltage V _S Is an output signal of the amplifier 2 in a state where the switch is applied (switches SW1 and SW2 are ON), and a correction analog signal (V _A / 2 + V _ofs ) Is a low voltage V across the bridge circuit 5 _S This is an output signal of the amplifier 2 when / 2 is applied (switches SW1 and SW2 are OFF).
[0021]
And V _ofs Is the zero point variation of the measuring analog signal of the amplifier 2 based on the temperature change of the amplifier 2, that is, the total voltage of the offset voltage of the amplifier 2 and the temperature drift of the offset voltage. This zero point variation V _ofs Is the high voltage V _S Even when the low voltage V _S The same applies to / 2.
Further, when the number of clock pulses in the input voltage integration period is N, the period of the clock pulse is T, the capacitance of the integration capacitor C is C, and the resistance value of the integration resistor R is R, the end of the input voltage integration period Output voltage V of the integrating circuit 11 _out1 And V _out2 Is
V _out1 =-(V _A + V _ofs ) ・ N ・ T / (C ・ R) ・・・・ (1)
V _out2 =-((V _A / 2) + V _ofs ) ・ N ・ T / (C ・ R) ・・・・ (2)
It becomes. However, the low voltage is V _S / 2, but V _S / X
V _out2 =-((V _A / X) + V _ofs ) ・ N ・ T / (C ・ R) ・・・・ (3)
It becomes. x is the ratio of the high voltage to the low voltage, and in this embodiment x = 2.
[0022]
In the reference voltage integration period, the switch SW5 is turned ON (SW3 and 4 are OFF), and the measurement analog signal (V _A + V _ofs ) Etc. The reference voltage of the opposite polarity to the input voltage -V _ref Or -V _ref / 2 is the output voltage V of the integrating circuit 11 _out1 Or V _out2 Integrate until becomes zero. Here, the number K of clock pulses during the reference voltage integration period _out1 And K _out2 Is
K _out1 = (V _A + V _ofs ) ・ N / V _ref .... (4)
K _out2 = ((V _A / 2) + V _ofs ) ・ N / (V _ref / 2) ・・・・ (5)
The analog signal for weighing (V _A + V _ofs ) Or analog signal for correction (V _A / 2 + V _ofs ) For digital signal K for weighing _out1 Or digital signal K for correction _out2 Can be converted to If the ratio between the high voltage and the low voltage is x,
K _out2 = ((V _A / X) + V _ofs ) ・ N / (V _ref / X) (6)
It becomes.
[0023]
In this way, the A / D conversion is completed and the next A / D conversion can be started. For this purpose, the counter is reset and counting is started again, but the measurement digital signal K obtained this time until the next A / D conversion is completed. _out1 Or digital signal K for correction _out2 Is stored in the storage unit 24.
[0024]
Next, the zero point change amount V is calculated by the equations (4) and (5). _ofs (Analog amount)
V _ofs = [(K _out2 -K _out1 ) / (X-1)] · (V _ref / N) ・・ (7)
And this V _ofs Is the digital value zero-point change K _ofs If you fix it to
K _ofs = V _ofs ・ N / V _ref .... (8)
It becomes. However, (x-1) and (V _ref / X) is a constant, x is 2, N is 5000, V _ref Is V _S / 4, and the respective values are stored in the storage unit 24.
Therefore, the weighing digital signal K _out1 And digital signal K for correction _out2 Is substituted, and the zero point variation K is calculated by calculating equation (8). _ofs (Digital value) can be calculated. The zero change amount K is calculated by calculating the equations (7) and (8). _ofs Is calculated by the zero point variation calculation means.
[0025]
The correction means is a weighing digital signal K _out1 To zero change K _ofs Can be subtracted to calculate and output a corrected weighing digital signal from which the zero point change based on the temperature change of the amplifier 2 is removed, whereby the weight of the object to be weighed can be accurately output.
[0026]
Next, the above theory will be described with specific numerical values. The output of the load cell 1 per volt of the power supply voltage is 2 mV / V, the gain of the amplifier 2 is 100 times, and the power supply voltage is the high voltage V _S 10V, power supply voltage is low voltage V _S / 2 at 5V, unknown zero variation V _ofs 1mV, reference voltage V _ref Is 10/4 = 2.5V.
The bridge circuit 5 has a high voltage V _A = Analog signal for measurement output by the amplifier 2 with 10V applied (V _A + V _ofs )

And
The bridge circuit 5 has a low voltage V _A = Analog signal for measurement ((V _A / 2) + V _ofs )

It becomes.
[0027]
However, the zero point change amount V of the amplifier 2 _ofs Is independent of the supply voltage.
Substituting the values of the equations (9) and (10) into the equations (4) and (5), respectively, the weighing digital signal K _out1 And digital signal K for correction _out2 Is

And these K _out1 And K _out2 Is input to the CPU 8. When the CPU 8 substitutes the values of the equations (11) and (12) into the equation (7),

And the zero point change amount V _ofs This corresponds to a voltage of 0.1 (V) which is 100 times the gain of 1 mV. And this V _ofs By the equation (8) _ofs If you fix it to

And the zero point variation K _ofs = 200 (count) is obtained.
Therefore, the correction means of the CPU 8 is the digital signal K for weighing. _out1 4200 (count) from zero change amount K _ofs By subtracting 200 (count), it is possible to calculate and output 4000 (count) of the corrected weighing digital signal from which the zero point change based on the temperature change of the amplifier 2 is removed.
[0028]
Next, the operation procedure of the temperature zero point correction apparatus for the amplifier 2 configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, since the switches SW1 and SW2 are ON and the power supply of the weighing device is turned ON or when the zero point change amount is calculated last time, for example, two minutes of the zero point change amount calculation time interval set in advance. It is determined whether or not elapses (S100). If it is determined YES after 2 minutes, the switches SW1 and SW2 are ON and the power supply voltage for driving the bridge circuit 5 is the high voltage V. _S Count value K representing the digital signal for weighing _out1 It is determined whether (the count value counted by the CPU 8) is stable (S102). And the count value K _out1 Is stable and the determination is YES, the count value K at this time _out1 Is stored in the storage unit 24 (S104). However, the count value K _out1 When it is determined that the condition is not stable and NO, the process waits until it is determined that the condition is stable. Next, in a state where the load same as that described above is applied to the load cell 1, the switches SW1 and SW2 are turned OFF, and the power supply voltage for driving the bridge circuit 5 is set to the low voltage V _S / 2 to change this low voltage V _S Count value K representing digital signal for correction in the state of / 2 _out2 (Count value counted by the CPU 8) is read and stored in the storage unit 24. After that, the switches SW1 and SW2 are changed to ON (S106). Next, the count value K _out1 And count value K _out2 Is substituted into the equation (7), and the zero point variation K is calculated by the equation (8). _ofs , And the zero point variation K calculated in the previous time and stored in the storage unit 24 _ofs Is the zero-point change amount K _ofs (S108). This is the zero change amount K _ofs Has been calculated, the count value K representing the weighing digital signal _out1 To the latest zero change K stored in the storage unit 24 _ofs Is subtracted to remove the zero point change amount based on the temperature change of the amplifier 2 (S112), and the zero point change amount corrected digital signal for which the zero point change amount is removed is displayed on the display unit (not shown). (S114). However, the count value K _out1 , K _out2 However, when the weight of the object to be weighed is in a state where the load cell 1 is loaded, the weight of the object to be weighed from which the zero point variation is removed is displayed on the display unit, and the weight of the object to be weighed is the load cell 1. If the load is not loaded, 0 is displayed on the display unit from which the zero point variation is removed.
[0029]
In step 100, if two minutes of the time interval for calculating the zero point change amount have not elapsed and it is determined NO, the count value K representing the measurement digital signal _out1 (S110), and the read count value K _out1 To zero storage K stored in the storage unit 24 _ofs Is subtracted to remove the zero point change amount based on the temperature change of the amplifier 2 (S112), and the zero point change amount corrected digital signal for which the zero point change amount is removed is displayed on the display unit (not shown). (S114).
[0030]
As described above, according to the temperature zero point correction apparatus for an amplifier according to the above-described embodiment, a temperature sensor is not required unlike the conventional temperature zero point correction apparatus, so that the structure is simple and the cost can be reduced accordingly. Can do. Then, it is not necessary to previously measure the temperature characteristics of the amplifier 2 representing the relationship between each temperature of the amplifier 2 and the zero point variation at each temperature and store it in the storage unit 24.
[0031]
However, in the above embodiment, the time interval for calculating the zero point change amount is set to 2 minutes. However, the zero point change amount may be calculated at other time intervals, or the zero point amount is measured each time the weight of the object to be measured is measured. The amount of change may be calculated.
In the above embodiment, the measurement analog signal amplified and output by the amplifier 2 shown in FIG. 1 is processed by a generally known secondary low-pass filter 25 shown in FIG. When the switches SW1 and SW2 are turned OFF and the correction analog signal passes through the low-pass filter 25, a time delay occurs, and this causes a zero-point change amount K. _ofs It takes a long time to calculate. In order to eliminate this time delay, when the switches SW1 and SW2 are turned OFF and the correction analog signal is read, the FET (switch) 26 shown in FIG. The data is input to the D conversion circuit 3. When the switches SW1 and SW2 are turned on to stabilize the measurement analog signal, the FET 26 may be turned off and the filter may be applied to be input to the A / D conversion circuit 3. The low-pass filter 25 is provided between the output terminal of the amplifier 2 shown in FIG. 1 and the switch SW3, and is a resistor r connected in series with the FET 26. ₁ Is provided between the non-inverting input terminal of the operational amplifier 27 and the output terminal of the amplifier 2.
[0032]
In the above embodiment, the A / D conversion circuit 3 is a conventionally known double integration type A / D conversion circuit, but an A / D conversion circuit of another type may be used.
Furthermore, in the above embodiment, the ratio x between the high voltage and the low voltage is 2, but it may be adjusted to a ratio other than 2, such as 1.5, 2.5, 3,. For example, when the ratio x = 3, the high voltage V is applied to the input terminal of the bridge circuit 5 when the switches SW1 and SW2 are ON. _S Is applied and the switches SW1 and SW2 are OFF, the low voltage V is applied to the input terminal of the bridge circuit 5. _S It is necessary to determine the total resistance value of the resistors R1 and R2, the total resistance value of the four resistors RA1 to RA4, and the combined resistance value of the bridge circuit 5 so that / 3 is applied.
In the above embodiment, the temperature zero point correction device for an amplifier according to the present invention is applied to a weighing device. However, the present invention can be applied to, for example, a pressure detection device including a bridge circuit and an amplifier. .
[0033]
【The invention's effect】
According to the temperature zero point correction apparatus for an amplifier according to the present invention, a temperature sensor is not required unlike the conventional temperature zero point correction apparatus, so that the structure is simple and the cost can be reduced. Since there is no need to measure and store the relationship between each temperature of the amplifier and the zero point variation at each temperature in advance (the temperature characteristic of the amplifier), the amplifier is placed in a temperature chamber as in the prior art. This eliminates the need for the difficult measurement work of accurately measuring the temperature characteristics, thus reducing the time and effort, and as a result, the temperature zero-point correction device for the amplifier is simpler and relatively shorter than before. Can be produced in time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electric circuit diagram of an embodiment in which a temperature zero point correction device for an amplifier according to the present invention is applied to a weighing device.
FIG. 2 is an operation waveform diagram of an A / D conversion circuit provided in the weighing device of the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a correction procedure of the temperature zero point correction apparatus according to the embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram of a low-pass filter used in the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Load cell
2 Amplifier
3 A / D conversion circuit
4 Power supply
5 Bridge circuit
8 CPU
24 storage unit

Claims

In an electronic apparatus comprising a bridge circuit configured by a resistor, a power supply unit that drives the bridge circuit, and an amplifier that amplifies an output signal of the bridge circuit and outputs a signal,
Voltage changing means capable of changing the power supply voltage for driving the bridge circuit from a high voltage to a low voltage when the measurement signal output from the amplifier is substantially stable when the power supply voltage for driving the bridge circuit is high; A measurement signal output by the amplifier when the power supply voltage is high, a correction signal output by the amplifier when the power supply voltage is low, and a ratio between the high voltage and the low voltage And a zero point change amount calculating means for calculating a zero point change amount of the measurement signal based on a temperature change of the amplifier, and a correction means for removing the zero point change amount from the measurement signal. A temperature zero point correction device for an amplifier characterized by the above.

A bridge circuit composed of resistors, a power supply unit that drives the bridge circuit, an amplifier that amplifies the output signal of the bridge circuit and outputs an analog signal, and converts the analog signal into a digital signal for output In an electronic device comprising an analog / digital conversion circuit
The power supply voltage for driving the bridge circuit can be changed from a high voltage to a low voltage when the digital signal for measurement output from the analog / digital conversion circuit is substantially stabilized when the power supply voltage for driving the bridge circuit is high. Voltage changing means, a digital signal for measurement output from the analog / digital conversion circuit when the power supply voltage is high, and a correction output from the analog / digital conversion circuit when the power supply voltage is low A zero point change amount calculating means for calculating a zero point change amount of the measuring digital signal based on a temperature change of the amplifier using a ratio between the high voltage and the low voltage, and the measuring digital signal And a correction means for removing the zero point variation from the temperature zero point correction apparatus for an amplifier.

A load cell comprising a strain generating body and a bridge circuit composed of a strain gauge provided on the strain generating body, a power supply unit for driving the bridge circuit, and amplifying the output signal of the bridge circuit to output an analog signal In an electronic device comprising: an amplifier that converts the analog signal into a digital signal and outputs the analog signal;
The power supply voltage for driving the bridge circuit can be changed from a high voltage to a low voltage when the digital signal for measurement output from the analog / digital conversion circuit is substantially stabilized when the power supply voltage for driving the bridge circuit is high. Voltage changing means, a digital signal for measurement output from the analog / digital conversion circuit when the power supply voltage is high, and a correction output from the analog / digital conversion circuit when the power supply voltage is low A zero point change amount calculating means for calculating a zero point change amount of the measuring digital signal based on a temperature change of the amplifier using a ratio between the high voltage and the low voltage, and the measuring digital signal And a correction means for removing the zero point variation from the temperature zero point correction apparatus for an amplifier.