JP4426046B2 - Electronic balance that performs creep correction using temperature correction means - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁平衡式秤量装置、起歪体を用いたロードセル式秤量装置等の電子秤に係り、特に時間の経過を要因とする装置の感度変化を温度補正手段を用いて補正できるようにした電子秤に関する。
【0002】
【従来の技術】
電磁平衡式秤量装置、或いは起歪体を用いたロードセル式秤量装置等の所謂電子秤と称される高感度の秤量装置においては、その高い感度故に外乱の影響も大きい。特に温度(温度の変化)は感度変化を起こす大きな要因となっている。
【0003】
図4は電子秤のうちでも、特に高い分解能を有している電磁平衡式秤量装置(電子天秤)を示す。この電子天秤ではマグネット21、ポールピース22、ヨーク23により磁気回路が形成され、秤量皿24に荷重WNが負荷されると、この荷重WNは支点25を中心としてビーム26を揺動変位させようとし、この変位は位置センサ28により検出される。位置センサ28の変位信号に対応して電流制御部29はフォースコイル27に電流を流し、これにより前記ビーム26を平衡させる。こフォースコイル27に出力される電流はA/D変換部31を経て演算手段33にデジタル出力され、演算手段においてこの電気量から荷重WNの計量値が算出され、表示手段34に表示される。なお図中ロバーバル機構等は省略されている。
【0004】
この電子天秤において、前記マグネット21の磁界の強さの温度係数は−200〜−300ppm/℃とかなり大きいため、秤量装置としての感度を保持する必要上マグネット21近傍に温度センサ30を設けて温度を計測し、この温度センサ30から出力された温度データはA/D変換部32を介して演算手段33に出力され、この温度データにより計量値を温度補正するよう構成されているものが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
秤量皿に荷重を負荷し計量値が安定したならばこれを読み取り、直ちに荷重を除くといった使用方法の場合には正しい質量表示を行う上記電子天秤も、試料を長時間負荷して、この試料の経時的変化をみるような場合、試料により負荷された荷重の計量値が、試料自体の経時的変化に起因する変化とは別な変化を起こす場合がある。
【0006】
図5は電子天秤おける経時的な計量値の変化を示す。時間t1において荷重を負荷し、かつ時間t2において荷重を除いた場合、この間の経過時間Δtにおける荷重の計量値の変化を示している。線図L1、L2は計量値の変化の例を、またL3は負荷された荷重の真値それぞれ示している。図からも明らかなとおり時間の経過を要因として計量値が変化するクリープ現象を生じていることがわかる。
【0007】
従来は、フォースコイル27に電流を流すことによる発熱で、マグネット21が温度変化し、かつこのマグネット21の温度変化によってマグネット21によ磁界が変化すること、即ちマグネット21の温度のみを変化の要因として温度補正することにより計量値を補正しており、荷重負荷時にクリープが発生しないよう温度センサ30の位置を調整していた。しかしこのように調整された温度センサの位置は、電子秤の周囲の温度変化を検出する点からは最適な位置ではなく、現実には温度補正のみでは電子秤の精度の確保に限界があった。また電子秤に負荷された荷重によって機構部分に加わるストレスにより、フォースコイルの発熱よりも速い成分のクリープが発生することもあり、温度センサの位置を調整するだけではクリープの発生を防止しきれない場合も生じている。
【0008】
このため、高分解能の秤量装置においてより高い精度を得るには、特にクリープの補正に当たっては、長期間の試験によりこの秤量装置のクリープ特性を検出し、かつこの検出したデータにより温度補正とは別な演算回路によりクリープ補正を行うようになっている。この結果、演算回路は複雑化しかつ装置全体は高価なものとなることは否めない
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点に鑑み構成したものであって、荷重による変位或いは変形を電気量に変換して当該荷重を計量し、かつ当該変位部或いは変形部の温度を計測し、当該計測温度と当該変位部或いは変形部が有する温度係数とによって計量荷重を補正するようにした温度補正手段を有し、かつ当該変形或いは変位部に対する荷重の継続的な負荷により生じるクリープ現象によって計量値が変化する電子秤を前提とし、クリープ現象により変化した計量値の量を、温度を要因と仮定したときに当該クリープ現象による計量値の変化と同量の計量値の変化を生じる温度の値に換算しこの換算値を補正値(等価温度)する手段を有し、前記クリープ現象による計量値の変化の補正を、当該算出した等価温度を補正値として温度補正手段によって補正するよう構成したことを特徴とする温度補正手段を用いてクリープ補正をする電子秤である。
【0010】
【発明の実施の形態】
例えば電子天秤において、温度補正用の温度センサが電磁部、特に電磁部のマグネットに設けられている。電子秤の調整時において秤量物の荷重が負荷されると、この荷重の負荷時間が計測され、時間の経過を要因としてこの荷重の計量値の変化を計測する。
【0011】
この計測の結果、荷重負荷後計量値が安定した時の計量値を基準とし、経時的にこの計量値が変化した場合にはクリープとして、この変化量を計測する。計量値の変化量は、この電子天秤が有している温度特性、直接的には電子天秤電磁部のマグネットの温度係数に基づいて、実際にマグネット温度が変化したと仮定した時に生じる計量値の変化量に対応する温度(以下「等価温度」とする)に換算され補正値とされる。
【0012】
前記等価温度が算出されれば、この等価温度データを温度補正手段に出力し、時間の経過を要因とする計量値の変化をこの等価温度データを補正値とすることにより温度補正として計量値を補正する。またこの場合、マグネットの実際の計測温度も変化している場合にはこの実際の計測温度と前記等価温度を含めて温度補正手段により温度補正として計量値を補正する。
【0013】
【実施例】
図1は本発明の一実施例を示す電子天秤のブロック図である。
図において秤量物の荷重WNが負荷されると、この荷重によるビームの変位は位置センサ1が検知し、その変位信号に対応して電流制御手段2が電磁部3のフォースコイルに電流を流し、これにより前記ビームを平衡させる。この電流制御手段2から出力された電流はA/D変換部4を経て温度補正手段9に対し重量デジタル信号WS1として出力される。
【0014】
一方電磁部3、特に電磁部3のマグネット(図4も合わせて参照)には温度センサ7が配置されてマグネットの温度を検知し、この温度データはA/D変換部8を経て計測温度デジタル信号TS1として温度補正手段9に至る。温度補正手段9においては、前記重量デジタル信号WS1と計量温度デジタル信号TS1から重量値の温度補正を行い、温度補正後の重量デジタル信号AWを演算手段5に出力する。この演算手段5において重量デジタル信号WS1から秤量物の計量値が算出され、かつ表示手段6に対し計量値デジタル信号WS2として出力され、当該表示手段6において計量値が表示される。
【0015】
次に電子秤天秤の調整時において、符号10は時計手段であって、演算手段5から出力される計量値デジタル信号WS2の出力時間を計測するものである。11は計量値変化測定手段であって、電子天秤に対する秤量物の荷重の負荷時間が一定時間以上となった場合に、真値に対する計量値の変化を測定する。また12は等価温度算出手段であって、時間の経過を要因として変化した計量値の変化量と、温度の変化を要因と仮定したときに変化する計量値の変化量とが同一となるときの温度である等価温度を算出する手段である。
【0016】
図2は上述した構成の作動状態の一例を示すフロー図であるが、その作動の状態は前記図1の構成と併せて説明する。
調整時においては、既に設定されている等価温度の影響を受けないようにするため、先ず等価温度デジタル信号TS2の出力を停止する(Sa1)。この新たな状態において前記温度センサ7が電磁部3のマグネット温度を計測している状態で秤量物の荷重WNが負荷される(Sa2)。荷重の負荷による重量デジタル信号WS1は温度補正手段9及び演算手段5において秤量物の荷重の計量値として算出され計量値デジタル信号WS2が表示手段6に出力される。
【0017】
前記秤量物WNの負荷(Sa2)の際に、この計量値デジタル信号WS2は時計手段10によって計測され(Sa3)、予め設定された一定時間の計測を行い(Sa4)、計量値変化測定手段11に対して計量値デジタル信号WS2が出力されると共に前記時計手段10から時間データtSが出力され、時間の経過を要因とする計量値の変化が測定される(Sa9)。これにより例えば図5の線図L1に示すような時間の経過を要因とする計量値の変化のデータを得る。この場合秤量物の荷重の真値に対する計量値の変化量を算出する。なお荷重負荷後秤量物の計量値が安定した時点での計量値がこの真値にほぼ対応する。
【0018】
測定されたクリープ量により、前述のとおり時間の経過を要因として変化した計量値の変化量と、温度の変化を要因としたときに変化する計量値の変化量とが同一となるときの温度である等価温度、つまり温度に起因しないと考えられる計量値の変化を、温度変化による計量値の変化としてとらえた場合、更に換言すれば温度が変化したと仮定したときの計量値の変化量と同一の変化量となる温度(ダミー温度)を等価温度として算出(Sa11)する。この等価温度を補正値として、或いは実際に温度変化があった場合にはこの実際の温度変化データを加えて最終的な等価温度としての補正用温度データを作成する(Sa12)。この補正用温度データは等価温度デジタル信号TS2として前記温度補正手段9に出力され(Sa6)、実際には時間の経過を要因とするクリープ補正であるものを温度の変化を要因とする温度補正として、クリープ補正用の手段を設けることなく、温度補正手段9のみを用いて補正を行い(Sa7)、この補正値を計量値として表示する(Sa8)。
【0019】
なお、上記の説明では、クリープ補正の内容を明瞭にするために温度センサ7から出力される温度データについては変化がないこと、つまり実際に計測した温度のデータを使用する必要がない場合を例に説明した。温度の変化により実際に計測された温度データである計測温度デジタル信号TS1による温度補正も併せて行う必要がある場合については後述する具体例を用いて説明する。
【0020】
次に、特定の数値を用いてフローをより具体的に説明する。
先ず電子天秤は秤量100g、最小表示0.0001gのものとする。また説明を分かりやすくするため、電磁部のマグネットの温度係数は−200ppm/℃、荷重なしの場合にフォースコイルの電流がゼロ、即ち重量データWはゼロ、100g荷重負荷時の重量データWは1,000,000とする。なお発明者等による試験の結果、フォースコイルに電流を流すことにより生じる磁界がマグネットの磁界に与える影響は、このフォースコイルの電流値と負荷された荷重の重量値とされる値との関係において2次関数、或いはこれに近似した関係をもつものが多いが、この点も説明を簡便化するため前記マグネットの磁界に与える影響を、電流値に比例するものとして以下説明する。
【0021】
電子天秤の調整時に100gの荷重を加えて100.0000g(重量データWs=1,000,000)を表示し、かつ最終的に100.0010g(重量データWe=1,000,010)で収束したとする。この時の温度データもTaとして記憶する。これらの計量値の変化からマグネットによる磁界は下記式のとおり−10ppm減少したものと見なせる。
(Ws−We)/Ws=−10/1,000,000=−10ppm・・(1)
ここで、マグネットの温度係数は−200ppm/℃であるので、上記−10ppmの温度変化は、下記式で示される。
−10ppm/−200ppm/℃=0.05℃・・・・(2)
【0022】
即ち、上記式(2)により、重量データWが1,000,000の場合、この変化を温度が0.5℃変化したものと見なすことができ、この温度データ(等価温度)を用いて温度補正としてクリープ補正可能であることを示している。
よって温度補正における温度データを修正する最大値Δtmax と重量データWとの関係は次の式(3)のようになる。
Δtmax =0.05×W/1,000,000・・・・(3)
【0023】
荷重の継続負荷時の変化量が温度に対して影響を受ける場合には、上記式(3)に対して要因として温度の変化を加える。計量時の温度をtとし、かつ調整時の温度は前述のとおりTaであるから、荷重継続負荷時の変化量は、温度に対してリニアであるとして下記式(4)により表される。ここでkは荷重継続負荷時の計量値の変化量が温度に対して有している感度を決定する定数を示す。
Δtmax =〔0.05+k×(t−Ta)〕×W/1,000,000・・・(4)
【0024】
計量値は荷重が負荷された後時間の経過と共に徐々に変化していくので、前記Δtmax に時間要素加味して温度データを修正する。これは、回路的にはΔtmax を入力として、これをローパスフィルタを通過させることにより実現可能であり、その変化の度合いはローパスフィルタの強さを調整することにより実施できる。ローパスフィルタとして機能させる単純な方法は移動平均処理であり、平均化を行うデータ数を変更することによりローパスフィルタの強さの調整が可能である。以上の例において、Δtmax に対して時間要素を加味したデータΔtを求め、温度補正手段においてこのデータΔtを温度データに対して加算或いは減算して荷重継続負荷による変化を補正する。
【0025】
図3は上記具体例と関連して図2に示すフローのうち、特に等価温度の算出(Sa11)から表示(Sa8)までを具体的に示すフロー図である。
先ずA/D変換部8を介して出力される計測温度デジタル信号TS1として温度データtを採取し、記憶する(Sb1)。また同様にA/D変換部4を介して出力される重量デジタル信号WS1により重量データWを採取して記憶する(Sb2)。これら重量データW及び温度データtを変数とした計算式により、重量データWでかつ温度データtのときの温度データ修正値の最大値Δtmax を算出する(Sb3)。ステップSb3として示される式のうち、a、Wb、k及びTaは電子天秤調整時のデータや、電子天秤の機種毎に設定される固有の定数を意味する。なお、前述のように、試験の結果、ステップSb3の式はWの二次式とする方が実際の変化に則するものが多いが、この場合は個々の試験に基づいた特定の二次式がステップSb3に示されることになる。
【0026】
次に前記Δtmax に対して時間要素を加味するため、前述の如くローパスフィルタを通してその出力信号TS2として等価温度Δtをえる(Sb4)。なおローパスフィルタの強さは継続負荷されている荷重の計量値の変化速度に合わせて、電子天秤の機種毎に調整することになる。
【0027】
続いて温度データtと温度データの修正値Δtから温度補正で使用する温度データtc を求め(Sb5)、重量データWをこの温度データtc で 温度補正してDtc を得る(Sb6)。このDtc は荷重の継続負荷による誤差を補正した重量データとなり、この重量データDtc を更にリニアリティーやキャリブレーション等、必要とする各種補正を行って(Sb7)、最終的な計量値Dを表示する(Sb8)。
【0028】
上述のように温度データを用いて時間の経過を要因とするクリープの補正は、継続的な荷重負荷がある場合に、その計量誤差が生じない位置に温度センサを配置したことと同等であり、かつ実際の温度を検出する温度センサは予め温度計測対象の温度を正確に計測できる位置に配置されているので、当然ながら温度補正そのものも正確に実行することができる。
【0029】
以上本発明を主として電磁平行式秤量装置である電子天秤を例に説明したが、例えば起歪体を用いたロードセル式秤量装置においても起歪体固有のクリープ特性を有しており、温度補正を行っているロードセル式秤量装置であれば当然本発明の実施が可能である。また従来温度補正を行っていなくとも、ロードセル式秤量装置の分解能の向上により、温度の影響が無視出来なくなくなっている現状において、温度補正システムと平行して、この温度補正システムにクリープ補正システムを組み込んだ補正システムを搭載することは可能である。
【0030】
【発明の効果】
以上本発明を各実施例により説明した如く、本発明はクリープによる計量値の変化を、温度が変化したときの計量値の変化に対応する等価温度として算出し、この等価温度を用いて温度補正手段によりクリープ補正するよう構成したので、クリープ補正をするための特別の演算手段を必要とせず、従って演算回路が複雑化することなくクリープ補正が可能となる。
【0031】
また、温度データを用いてクリープ補正を行うものであるため、荷重の継続的負荷による計量値の変化に対しても、実際の温度の変化に対しても、温度データを変更するだけで簡単に対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を示すプロック図である。
【図2】 本発明の作動状態の一例を示すフロー図である。
【図3】 図2に示すフローのうち特に補正用温度データの作成から表示までを具体的に示したフロー図である。
【図4】 従来の温度補正システムを示す電磁平行式電子秤の概念図である。
【図5】 電磁平行式電子秤のクリープを示す線図である。
【符号の説明】
3 電磁部
5 演算手段
6 表示手段
7 温度センサ
9 温度補正手段
10 時計手段
11 計量値変化測定手段
12 等価温度算出手段
AW 温度補正後デジタル信号
tS 時間信号
TS1 計測温度デジタル信号
TS2 等価温度デジタル信号
WN 荷重
WS1 重量デジタル信号
WS2 計量値デジタル信号
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic balance type weighing device, an electronic balance such as a load cell type weighing device using a strain-generating body, and in particular, a change in sensitivity of the device due to the passage of time can be corrected using a temperature correction means. It relates to an electronic scale.
[0002]
[Prior art]
In a highly sensitive weighing device called a so-called electronic balance such as an electromagnetic balance weighing device or a load cell weighing device using a strain-generating body, the influence of disturbance is large due to its high sensitivity. In particular, temperature (change in temperature) is a major factor causing sensitivity changes.
[0003]
FIG. 4 shows an electromagnetic balance type weighing device (electronic balance) having a particularly high resolution among electronic balances. In this electronic balance, a magnet 21, a pole piece 22, and a yoke 23 form a magnetic circuit. When a load WN is applied to the weighing pan 24, the load WN tries to swing and displace the beam 26 about the fulcrum 25. This displacement is detected by the position sensor 28. In response to the displacement signal of the position sensor 28, the current control unit 29 causes a current to flow through the force coil 27, thereby balancing the beam 26. The current output to the force coil 27 is digitally output to the calculation means 33 via the A / D converter 31, and the measurement value of the load WN is calculated from the amount of electricity in the calculation means and displayed on the display means 34. In the figure, the roval mechanism and the like are omitted.
[0004]
In this electronic balance, the temperature coefficient of the magnetic field strength of the magnet 21 is as large as −200 to −300 ppm / ° C. Therefore, the temperature sensor 30 is provided in the vicinity of the magnet 21 in order to maintain sensitivity as a weighing device. The temperature data output from the temperature sensor 30 is output to the computing means 33 via the A / D converter 32, and the measured value is often temperature-corrected by this temperature data.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The electronic balance, which reads the weight when the weight is stable and reads the measured value and immediately removes the load and displays the correct mass, also applies the sample for a long time. When the change with time is observed, the measured value of the load applied by the sample may cause a change different from the change due to the change with time of the sample itself .
[0006]
FIG. 5 shows the change of the measured value over time in the electronic balance. When the load is applied at time t1 and the load is removed at time t2, the change in the measured value of the load during the elapsed time Δt is shown. The diagrams L1 and L2 show examples of changes in the measured value, and L3 shows the true value of the applied load. As can be seen from the figure, a creep phenomenon occurs in which the measured value changes due to the passage of time .
[0007]
Conventionally, the temperature of the magnet 21 changes due to heat generated by passing a current through the force coil 27, and the magnetic field is changed by the magnet 21 due to the temperature change of the magnet 21, that is, only the temperature of the magnet 21 is the cause of the change. As described above, the measured value is corrected by correcting the temperature, and the position of the temperature sensor 30 is adjusted so that creep does not occur when a load is applied. However, the position of the temperature sensor adjusted in this way is not an optimal position from the point of detecting the temperature change around the electronic balance. In reality, there is a limit to ensuring the accuracy of the electronic balance only by temperature correction. . In addition, due to the stress applied to the mechanical part due to the load applied to the electronic balance, creep of components faster than the heat generation of the force coil may occur, and it is not possible to prevent the occurrence of creep simply by adjusting the position of the temperature sensor. There are also cases.
[0008]
For this reason, in order to obtain higher accuracy in a high-resolution weighing device, especially when correcting the creep, the creep characteristics of the weighing device are detected by a long-term test, and the detected data is separate from the temperature correction. Creep correction is performed by a simple arithmetic circuit. As a result, it cannot be denied that the arithmetic circuit is complicated and the entire apparatus is expensive.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is configured in view of the above-described problems. The displacement or deformation due to a load is converted into an electric quantity, the load is measured, the temperature of the displacement part or the deformation part is measured, and the measured temperature and There is a temperature correction means that corrects the weighing load according to the temperature coefficient of the displacement part or deformation part, and the measurement value changes due to the creep phenomenon caused by the continuous load of the load on the deformation or displacement part. the electronic balance assumes the amount of metered value changed due to the creep phenomenon, in terms of the temperature values resulting in a change in the weight value of the change and the same amount of weight value with the creep assuming that the factor of temperature, and means for the conversion value and the correction value (equivalent temperature), the correction of the change in weight value with the creep phenomenon, the temperature correction means an equivalent temperature the calculated as the correction value An electronic balance for the creep correction using the temperature correction means, characterized by being configured to positive.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
For example, in an electronic balance, a temperature sensor for temperature correction is provided in an electromagnetic part, particularly a magnet of the electromagnetic part. When a load of a weighing object is applied during the adjustment of the electronic balance, the load time of this load is measured, and the change in the measured value of this load is measured with the passage of time as a factor .
[0011]
As a result of this measurement, the measured value when the measured value after loading is stabilized is used as a reference, and when this measured value changes over time, the amount of change is measured as creep. The amount of change in the measured value is based on the temperature characteristics of the electronic balance, directly based on the temperature coefficient of the magnet of the electronic balance electromagnetic part, and the measured value that occurs when the magnet temperature actually changes. It is converted into a temperature corresponding to the amount of change (hereinafter referred to as "equivalent temperature") Ru is the correction value.
[0012]
When the equivalent temperature is calculated, the equivalent temperature data is output to the temperature correction means, and the change in the measurement value due to the passage of time is used as a correction value. Correct. Also in this case, if the actual measured temperature of the magnet is also changed to correct the metered value as a temperature compensation by the temperature compensation means, including the actual measurement temperature and the equivalent temperature.
[0013]
【Example】
FIG. 1 is a block diagram of an electronic balance showing an embodiment of the present invention.
In the figure, when the load WN of the weighing object is loaded, the displacement of the beam due to this load is detected by the position sensor 1, and the current control means 2 sends a current to the force coil of the electromagnetic unit 3 in response to the displacement signal, This balances the beam. The current output from the current control means 2 is output as a weight digital signal WS1 to the temperature correction means 9 via the A / D converter 4.
[0014]
On the other hand, a temperature sensor 7 is disposed in the electromagnetic unit 3, particularly the magnet of the electromagnetic unit 3 (see also FIG. 4) to detect the temperature of the magnet, and this temperature data passes through the A / D conversion unit 8 and is measured temperature digital. The signal TS1 reaches the temperature correction means 9. The temperature correction means 9 performs temperature correction of the weight value from the weight digital signal WS1 and the measured temperature digital signal TS1, and outputs the weight digital signal AW after temperature correction to the calculation means 5. The calculation means 5 calculates the weight value of the weighed product from the weight digital signal WS1 and outputs it to the display means 6 as the weight value digital signal WS2, and the display means 6 displays the weight value.
[0015]
Next, at the time of adjustment of the electronic balance, reference numeral 10 denotes a clock means for measuring the output time of the measurement value digital signal WS2 output from the calculation means 5. 11 is a measurement value change measuring means, which measures the change of the measurement value with respect to the true value when the load time of the load of the weighing object on the electronic balance becomes a certain time or more. Reference numeral 12 denotes equivalent temperature calculation means, which is used when the amount of change of the measured value that has changed due to the passage of time is the same as the amount of change of the measured value that changes when the change in temperature is assumed to be a factor . It is a means for calculating an equivalent temperature which is a temperature.
[0016]
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operating state of the above-described configuration. The operating state will be described together with the configuration of FIG.
At the time of adjustment, first, the output of the equivalent temperature digital signal TS2 is stopped in order to avoid the influence of the already set equivalent temperature (Sa1). In this new state, the weight WN of the weighing object is applied while the temperature sensor 7 is measuring the magnet temperature of the electromagnetic unit 3 (Sa2). The weight digital signal WS1 based on the load is calculated by the temperature correction unit 9 and the calculation unit 5 as a measurement value of the weight of the weighing object, and the measurement value digital signal WS2 is output to the display unit 6.
[0017]
When the weighing object WN is loaded (Sa2), the measurement value digital signal WS2 is measured by the clock unit 10 (Sa3), and is measured for a predetermined time (Sa4). And a time value tS is output from the clock means 10 and a change in the measured value due to the passage of time is measured (Sa9). As a result, for example, data of change in the measured value due to the passage of time as shown in a diagram L1 in FIG. 5 is obtained. In this case, the change amount of the measured value with respect to the true value of the load of the weighed item is calculated. It should be noted that the measured value when the measured value of the weighed material after loading is stabilized substantially corresponds to this true value.
[0018]
The measured creep amount, at a temperature at which the change amount of the change in the weight value as a factor of the elapsed time as described above, and the amount of change in weight value that changes when the cause of the change in temperature becomes the same When an equivalent temperature, that is, a change in the measured value that is not attributed to the temperature, is regarded as a change in the measured value due to a temperature change, in other words, it is the same as the amount of change in the measured value when it is assumed that the temperature has changed. The temperature ( dummy temperature) that is the amount of change in is calculated as an equivalent temperature (Sa11). Using this equivalent temperature as a correction value, or when there is an actual temperature change, this actual temperature change data is added to create correction temperature data as the final equivalent temperature (Sa12). This correction temperature data is output as the equivalent temperature digital signal TS2 to the temperature correction means 9 (Sa6), and actually the creep correction due to the passage of time is used as the temperature correction due to the temperature change. Then, correction is performed using only the temperature correction means 9 without providing a creep correction means (Sa7), and this correction value is displayed as a measured value (Sa8).
[0019]
In the above description, there is no change in the temperature data outputted from the temperature sensor 7 in order to clarify the contents of the creep correction, that is, the case where there is no need to use the actual temperature data measured Example Explained. A case where temperature correction by the measured temperature digital signal TS1, which is actually measured temperature data due to a temperature change, also needs to be performed will be described using a specific example described later.
[0020]
Next, the flow will be described more specifically using specific numerical values.
First, the electronic balance has a weight of 100 g and a minimum display of 0.0001 g. In order to make the explanation easy to understand, the temperature coefficient of the magnet of the electromagnetic part is −200 ppm / ° C., the current of the force coil is zero when there is no load, that is, the weight data W is zero, and the weight data W at 100 g load is 1 , 000,000. As a result of tests by the inventors, the influence of the magnetic field generated by passing a current through the force coil on the magnetic field of the magnet is related to the value of the current value of the force coil and the weight value of the loaded load. Many of them have a quadratic function or a relationship close to this, but for the sake of simplicity, this point will be described below assuming that the influence of the magnet on the magnetic field is proportional to the current value.
[0021]
When adjusting the electronic balance, a load of 100 g was applied to display 100.0000 g (weight data Ws = 1,000,000) and finally converged to 100.010 g (weight data We = 1,000,010). And The temperature data at this time is also stored as Ta. From these changes in measured values, it can be considered that the magnetic field generated by the magnet is reduced by -10 ppm as shown in the following formula.
(Ws−We) / Ws = −10 / 1,000,000 = −10 ppm (1)
Here, since the temperature coefficient of the magnet is −200 ppm / ° C., the temperature change of −10 ppm is expressed by the following equation.
−10 ppm / −200 ppm / ° C. = 0.05 ° C. (2)
[0022]
That is, according to the above formula (2), when the weight data W is 1,000,000, this change can be regarded as a temperature change of 0.5 ° C., and the temperature data (equivalent temperature) is used to determine the temperature. It shows that creep correction is possible.
Therefore, the relationship between the maximum value Δtmax for correcting the temperature data in the temperature correction and the weight data W is expressed by the following equation (3).
Δtmax = 0.05 × W / 1,000,000 (3)
[0023]
When the amount of change of the load during the continuous load is affected by the temperature, the temperature change is added as a factor to the above equation (3). Since the temperature at the time of measurement is t and the temperature at the time of adjustment is Ta as described above, the amount of change at the time of continuous load is expressed by the following formula (4) as being linear with respect to the temperature. Here, k represents a constant that determines the sensitivity of the change amount of the measured value when the load is continuously applied to the temperature.
Δtmax = [0.05 + k × (t−Ta)] × W / 1,000,000 (4)
[0024]
Since the measured value gradually changes with the lapse of time after the load is applied, the temperature data is corrected in consideration of the time factor in the Δtmax. This can be realized by taking Δtmax as an input and passing this through a low-pass filter, and the degree of change can be realized by adjusting the strength of the low-pass filter. A simple method for functioning as a low-pass filter is a moving average process, and the strength of the low-pass filter can be adjusted by changing the number of data to be averaged. In the above example, data [Delta] t with time factor added to [Delta] tmax is obtained, and the temperature correction means adds or subtracts this data [Delta] t from the temperature data to correct the change due to the load continuation load.
[0025]
FIG. 3 is a flowchart specifically showing the calculation from the equivalent temperature calculation (Sa11) to the display (Sa8) in the flow shown in FIG. 2 in relation to the above specific example.
First, temperature data t is sampled and stored as a measured temperature digital signal TS1 output via the A / D converter 8 (Sb1). Similarly, the weight data W is sampled and stored by the weight digital signal WS1 output via the A / D converter 4 (Sb2). The maximum value Δtmax of the temperature data correction value for the weight data W and the temperature data t is calculated by a calculation formula using the weight data W and the temperature data t as variables (Sb3). In the formula shown as step Sb3, a, Wb, k, and Ta mean data at the time of adjusting the electronic balance and specific constants set for each model of the electronic balance. As described above, as a result of the test, as a result of the test, the expression of step Sb3 is more in accordance with the actual change if it is a quadratic expression of W. In this case, a specific secondary expression based on each test is used. Is shown in step Sb3.
[0026]
Next, in order to add a time element to Δtmax, an equivalent temperature Δt is obtained as an output signal TS2 through a low-pass filter as described above (Sb4). The strength of the low-pass filter is adjusted for each electronic balance model in accordance with the changing speed of the measurement value of the load that is continuously loaded.
[0027]
Subsequently determined temperature data t c for use in temperature correction from the correction value Δt of the temperature data t and temperature data (Sb5), obtain Dt c and temperature correction weight data W at this temperature data t c (Sb6). This Dt c becomes weight data in which an error due to the continuous load of the load is corrected. The weight data Dt c is further subjected to various necessary corrections such as linearity and calibration (Sb7), and the final measured value D is displayed. (Sb8).
[0028]
As described above, correction of creep due to the passage of time using temperature data is equivalent to placing a temperature sensor at a position where no measurement error occurs when there is a continuous load load, And since the temperature sensor which detects actual temperature is previously arrange | positioned in the position which can measure the temperature of temperature measuring object correctly, naturally temperature correction itself can also be performed correctly.
[0029]
Although the present invention has been described mainly using an electronic balance as an electromagnetic parallel weighing device as an example, for example, a load cell weighing device using a strain generating body also has creep characteristics unique to the strain generating body, and temperature correction is performed. Of course, the present invention can be implemented with any load cell type weighing device. Moreover, even if no temperature correction has been performed in the past, the effect of temperature cannot be ignored due to the improved resolution of the load cell type weighing device. In parallel with the temperature correction system, a creep correction system is installed in this temperature correction system. It is possible to mount a built-in correction system.
[0030]
【The invention's effect】
As described above with reference to the embodiments, the present invention calculates the change in the measured value due to creep as an equivalent temperature corresponding to the change in the measured value when the temperature changes, and uses this equivalent temperature to correct the temperature. Since the creep correction is performed by the means, no special calculation means for performing the creep correction is required, and therefore the creep correction can be performed without complicating the calculation circuit.
[0031]
In addition, since creep correction is performed using temperature data, it is easy to change the measured value due to continuous load loading, or to change the actual temperature simply by changing the temperature data. It is possible to respond.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of an operating state of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart specifically showing from correction flow data creation to display in the flow shown in FIG.
FIG. 4 is a conceptual diagram of an electromagnetic parallel electronic balance showing a conventional temperature correction system.
FIG. 5 is a diagram showing creep of an electromagnetic parallel electronic balance.
[Explanation of symbols]
3 Electromagnetic part 5 Calculation means 6 Display means 7 Temperature sensor 9 Temperature correction means 10 Clock means 11 Measurement value change measurement means 12 Equivalent temperature calculation means AW Digital signal after temperature correction tS Time signal TS1 Measurement temperature digital signal TS2 Equivalent temperature digital signal WN Load WS1 Weight digital signal WS2 Weighing value digital signal

Claims (6)

荷重による変位或いは変形を電気量に変換して当該荷重を計量し、かつ当該変位部或いは変形部の温度を計測し、当該計測温度と当該変位部或いは変形部が有する温度係数とによって計量荷重を補正するようにした温度補正手段を有し、かつ当該変形或いは変位部に対する荷重の継続的な負荷により生じるクリープ現象によって計量値が変化する電子秤において、クリープ現象により変化した計量値の量を、温度を要因と仮定したときに当該クリープ現象による計量値の変化と同一の計量値の変化を生じる温度の値に換算しこの換算値を等価温度とする手段を有し、前記クリープ現象による計量値の変化の補正を、当該算出した等価温度を補正値として温度補正手段によって補正するよう構成したことを特徴とする温度補正手段を用いてクリープ補正をする電子秤。The displacement or deformation due to the load is converted into an electric quantity, the load is measured, the temperature of the displacement part or the deformation part is measured, and the measurement load is determined by the measured temperature and the temperature coefficient of the displacement part or the deformation part. In an electronic balance having a temperature correction means adapted to correct, and the measured value changes due to the creep phenomenon caused by the continuous load of the deformation or the displacement part , the amount of the measured value changed by the creep phenomenon , in terms of the temperature values resulting in a change in the same metric and the change in weight value with the creep when assuming the temperature and factors comprises means for the converted value to the equivalent temperature, weighed by the creep phenomenon the correction of the change in value, using a temperature compensation means, characterized by being configured to correct the temperature correction means an equivalent temperature the calculated as the correction value click An electronic scale to the-loop correction. 荷重による電磁部の変位を平衡させる電気量を出力して当該電気量から当該荷重を計量し、かつ当該電磁部温度を計測し、当該計測温度と当該電磁部が有する温度係数とによって計量値を補正するようにした温度補正手段を有し、かつ当該電磁部に対する荷重の継続的な負荷により生じるクリープ現象によって計量値が時間の経過を要因として変化する現象を有する電磁平衡式の電子秤において、クリープ現象により変化した計量値の量を、温度を要因と仮定したときに当該クリープ現象による計量値の変化と同一の計量値の変化を生じる温度の値に換算しこの換算値を等価温度とする手段を有し、前記クリープ現象による計量値の変化の補正を、当該算出した等価温度を補正値として温度補正手段によって補正するよう構成したことを特徴とする温度補正手段を用いてクリープ補正をする電子秤。An electric quantity that balances the displacement of the electromagnetic part due to the load is output, the load is measured from the electric quantity, the temperature of the electromagnetic part is measured, and the measured value is calculated by the measured temperature and the temperature coefficient of the electromagnetic part. In an electromagnetic balance type electronic balance having a temperature correction means for correcting, and having a phenomenon in which a measured value changes due to the passage of time due to a creep phenomenon caused by a continuous load of a load on the electromagnetic part. the amount of metered value changed due to the creep phenomenon, in terms of the temperature values resulting in a change in the same metric and the change in weight value with the creep assuming that the factor of temperature, and the converted value equivalent temperature and means for, especially that the correction of the change in weight value with the creep phenomenon, and configured to correct the temperature correction means an equivalent temperature the calculated as the correction value Electronic scales for the creep correction using the temperature correction means to. 電磁部温度を計測する手段のうち少なくとも一つは電磁部のマグネットに配置されていることを特徴とする請求項2記載の温度補正手段を用いてクリープ補正をする電子秤。  3. An electronic balance for performing creep correction using temperature correction means according to claim 2, wherein at least one of means for measuring the temperature of the electromagnetic part is disposed on a magnet of the electromagnetic part. 荷重により起歪体が変形し、この変形を電気量に変化して当該荷重を計量し、かつ変形部の温度を計測し、当該計測温度と当該変形部が有する温度係数とによって計量荷重を補正するようにした温度補正手段を有し、かつ当該変形部に対する荷重の継続的な負荷により計量値が時間の経過を要因として変化する現象を有するロードセル式の電子秤において、クリープ現象により変化した計量値の量を、温度を要因と仮定したときに当該クリープ現象による計量値の変化と同一の計量値の変化を生じる温度の値に換算しこの換算値を等価温度とする手段を有し、前記クリープ現象による計量値の変化の補正を、当該算出した等価温度を補正値として温度補正手段によって補正するよう構成したことを特徴とする温度補正手段を用いてクリープ補正をする電子秤。The strain body is deformed by the load, the deformation is changed into an electric quantity, the load is measured, the temperature of the deformed part is measured, and the measured load is corrected by the measured temperature and the temperature coefficient of the deformed part. In a load cell type electronic balance having a temperature correction means configured to perform and having a phenomenon in which a measured value changes due to the passage of time due to a continuous load applied to the deformed portion, the measurement changed due to a creep phenomenon The amount of the value is converted into a temperature value that causes a change in the measured value that is the same as the change in the measured value due to the creep phenomenon when the temperature is assumed as a factor, and has a means for setting the converted value as an equivalent temperature , creep the correction of the change in the weight value due to creep phenomenon, by using the temperature correction means, characterized by being configured to correct the temperature correction means an equivalent temperature the calculated as the correction value Electronic scales to the positive. 秤量物の荷重の負荷時間を計測する手段と、時間の経過を要因とする計量値の変化を測定する手段と、当該計量値の変化量に対応する等価温度を算出する手段とを有し、電子秤の調整時において、秤量物の荷重の負荷時間を計測する手段により計測された荷重の負荷時間と、時間の経過を要因とする計量値の変化を判定する手段とにより当該計量値の変化を測定し、かつ当該変化量に対応する等価温度を算出し、電子秤の通常使用時においては、算出された等価温度により温度補正手段において温度補正として当該時間の経過を要因とする計量値の変化を補正することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の温度補正手段を用いてクリープ補正をする電子秤。Means for measuring the load time of the load of the weighing object, means for measuring a change in the measured value due to the passage of time, and means for calculating an equivalent temperature corresponding to the amount of change in the measured value, during adjustment of the electronic balance, the load time of the load the load time of the load measured by the means for measuring the weighed materials by the means for determining the change in the weight value to cause the passage of time of the weighing Measure the change and calculate the equivalent temperature corresponding to the amount of change, and in normal use of the electronic scale, the measured value that causes the passage of time as a temperature correction in the temperature correction means by the calculated equivalent temperature An electronic balance that performs creep correction using the temperature correction means according to claim 1, wherein the change in temperature is corrected. 秤量物の荷重の負荷時間を計測する手段により当該負荷時間が予め設定された時間になったと判定されたときに、計量値データと時間データが計量値変化測定手段に出力されるよう構成したことを特徴とする請求項5記載の温度補正手段を用いてクリープ補正をする電子秤。  The measurement value data and the time data are output to the measurement value change measurement means when it is determined by the means for measuring the load time of the load of the weighing object that the load time has reached a preset time. An electronic balance that performs creep correction using the temperature correction means according to claim 5.
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