JP5207997B2 - ロードセル - Google Patents
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Description
図8(a)に示される計量器51は、主として、筐体52と、ロードセル53と、計量皿54とより構成されている。
弾性体55の一端側には、計量皿支持金具65が固定されている。
弾性体55には、計量皿支持金具65を介して計量皿54が取り付けられている。
弾性体55の他端側には、弾性体支持金具66が固定されている。
弾性体55は、弾性体支持金具66を介して筐体52に取り付けられている。
各起歪部61,62,63,64上には、伸縮歪みに応じて抵抗値の変化する抵抗体によって成るストレインゲージ56,57,58,59が貼り付けられている。
図8(b)に示されるブリッジ回路80において、a端子とb端子との間には、定電圧電源84により印加電圧Eiが加えられている。
また、縦弾性係数温度補償型ゲージは負のゲージ率温度係数を有しており、弾性体55の縦弾性係数の変化率の温度係数を負のゲージ率温度係数によって相殺することによって温度に関わるスパン変化を補償するようになっている。
特許文献1に係る技術は、全ての起歪部61〜64および起歪部61〜64周辺部品が一様な温度状態にあることを前提に、任意の温度において荷重信号が変化しないように補償対策を講じている。
このような場合、荷重の支持側つまり計量皿54側からの熱が計量皿支持金具65を経由して弾性体55に伝導するが、複数の起歪部61〜64は弾性体55の伝熱経路において熱源に対しそれぞれ異なる距離と伝熱抵抗をもって設けられているため、伝熱遅れ差に応じてそれぞれの起歪部61〜64に大きい温度差が生じることになる。
各起歪部61〜64に大きな温度差が生じると、温度変化による影響を相殺することができず、荷重信号の変化の量が大きくなる。
起歪部61〜64周辺の熱移動に伴う起歪部61〜64周辺の温度変化の大きさを温度センサ71によって検出することができるが、該温度センサ71が同じ温度変化量を検出しても気温変化による温度変化の場合に比べて伝熱による温度変化の場合は、伝熱過程での各起歪部61〜64間の温度差が大きくなるため、荷重信号の変化量が大きくなる。
しかしながら、1個の温度センサ71だけでは、検出温度の変化が気温変化によるものなのか、伝熱によるものなのかを識別することができない。
このため、特許文献1に係る技術では、伝熱過程での荷重信号の変化を正確に補償することができないという問題点がある。
可動側非起歪部位と固定側非起歪部位と、前記可動側非起歪部位と前記固定側非起歪部位とを連結する上下2本の梁と、前記上下2本の梁の前記可動側非起歪部位の側と前記固定側非起歪部位の側とにそれぞれ設けられ、被計量物の荷重の作用により歪みを発生させる起歪部を有する弾性体と、前記起歪部で発生した歪みに基づいて被計量物の荷重に応じた荷重信号を出力する荷重信号出力手段とを備える平行四辺形型ロードセルにおいて、
前記弾性体における伝熱経路の前記起歪部を挟む上流側および下流側にそれぞれ配置され、前記伝熱経路の上流側の温度を検出する上流側温度センサおよび下流側の温度を検出する下流側温度センサと、
前記上流側温度センサおよび下流側温度センサの検出温度に基づいて前記起歪部の伝熱状態を推定することにより伝熱過程での前記荷重信号の変化を補償する荷重信号補償手段とを備え、
前記上流側温度センサは、前記伝熱経路の上流側にあたる前記可動側非起歪部位上に1個設けられ、前記下流側温度センサは、前記伝熱経路の下流側にあたる前記固定側非起歪部位上に1個設けられることを特徴とするものである(第1発明)。
弾性体5は、貫通孔10の内壁面と外周面とに挟まれた薄肉状の起歪部11,12,13,14を上下左右に合計4つ有している。
弾性体5には、計量皿支持金具15を介して計量皿4が取り付けられている。
弾性体5の他端側には、弾性体支持金具16が固定されている。
弾性体5は、弾性体支持金具16を介して筐体2に取り付けられている。
各ストレインゲージ6,7,8,9は、伸縮歪みに応じて抵抗値の変化する抵抗体によって成るものである。
ストレインゲージ6,7は、起歪部11,12に対応させて弾性体5の上面に接着手段を用いて貼り付けられている。
ストレインゲージ8,9は、起歪部13,14に対応させて弾性体5の下面に接着手段を用いて貼り付けられている。
これら温度センサ21,22は、起歪部11〜14を挟むように貫通孔10の両側に配置されている。
計量皿4の上に載せられた被計量物17の熱は、計量皿4から計量皿支持金具15および弾性体5を経て弾性体支持金具16へと伝わる。
計量皿支持金具15側に配置される温度センサ21は、弾性体5における伝熱経路の上流側の温度を検出する。
弾性体支持金具16側に配置される温度センサ22は、弾性体5における伝熱経路の下流側の温度を検出する。
なお、従来の温度補償手段である、ブリッジ回路30の一辺に挿入される零点温度補償素子については図示省略されている。
計量皿4上に被計量物17が載せられて、弾性体5に被計量物17の荷重が負荷されると、各起歪部11〜14が伸縮歪みを生じることによってストレインゲージ6〜9が抵抗変化する。すると、ブリッジ回路30のc端子とd端子からの出力電圧Eoが負荷荷重の大きさに比例して変化する。この出力電圧Eoは荷重信号Waとして制御装置31に与えられる。
なお、演算増幅器35自身、あるいは演算増幅器35の前後にノイズを減衰させるためのアナログフィルタが挿入される場合があるが省略している。
なお、A/D変換器36のサンプリング間隔は、荷重信号Waおよび温度検出信号のそれぞれに対して任意でよいが、例えば、各信号共にΔt=1msecのサンプリング間隔にて実施するものとすることができる。
1個の被計量物17の計量皿4上での滞在時間は短くても、こうした被計量物17の計量が短い間隔で繰り返し行われると、放熱よりも熱源からの給熱量の方が大きくなる。
計量皿4の上に載せられた被計量物17の温度が弾性体5の温度よりも高い場合、被計量物17の熱は、計量皿4から計量皿支持金具15を介して弾性体5へと伝達され、起歪部11〜14を通過して弾性体支持金具16へと伝達される。
Wn´=K・{Wa−W0−Wz} ・・・(1)
すなわち、気温変化に対する温度補償は、予め図2(a)のブリッジ回路30において4つのストレインゲージ6〜9のいずれかに直列に組み込まれた零温度補償素子やスパン温度補償素子による手段によってアナログ的に補償が行われる。
予め調整時点で計量皿4に被計量物17を置かない状態で荷重信号Waを測定し、温度変化によってWaが変化する分を零点補償関数Wz(θm)として求め、計量器1の使用時に、第1温度補償演算部41は、温度センサ21,22の検出温度T1,T2の平均値θm(=(T1+T2)/2)を求め、予め調整時点で導出された前記の零点補償関数Wz(θm)にθmを代入し、下記の式(2)に基づく補償演算によって零点温度補償された被計量物17の重量を表わす荷重信号Wn"を求める。
Wn"=K・{(Wa−Wz(θm))−W0−Wz} ・・・(2)
Wn=Wn"=K・[K(θm)・{Wa−Wz(θm)}−W0−Wz]・・・(3)
被計量物17の荷重信号の伝熱による変化を補償するための補償条件を求める調整作業を次のように行う。
被計量物17の温度をθa、現在の気温をθ1とし、補償条件を設定するための計量作業が行われる直前はロードセル3の各部分の温度は全て一様にθ1である状態(M0モード:図3(a)参照)とし、気温θ1より十分温度の高い、温度θaに加熱された被計量物17を用いて補償条件設定作業を開始する。
計量皿4に載せるサンプル物品の温度が低下しないように、θaに加熱したサンプル物品を調整作業中は複数個用意する。
図2(b)における荷重信号Wn´は、予め式(2)に基づいてスパン調整してスパン係数Kを求めておく。
スパン調整の際はサンプル物品も気温θ1と同じ温度にしておく。調整は気温θ1のときの零点荷重、スパン係数の値を基準とする。
温度θaに加熱したサンプル物品を略一定の時間間隔τ´でもって計量皿4に載せ降ろしすると、サンプル物品から起歪部11〜14への伝熱によって、図3(a)に示されるように、時刻t1から温度センサ21が熱を感じ始めて検出温度T1が上昇する。
(M1モード)
計量皿4上へのサンプル物品の載せ降ろしを繰り返す間に、熱は、温度センサ21を経由して起歪部11〜14に伝わり、更に起歪部11〜14から温度センサ22の方へ伝わり、図3(a)に示されるように、時刻t2から温度センサ22が熱を感じ始めて検出温度T2が上昇する。
しばらくは熱源に近い温度センサ21が速く応答し、温度センサ21の検出温度T1が熱源の温度θaに向けて立ち上がり、温度センサ22の検出温度T2との差が拡大する(M1モード)。
しかし、温度センサ21の検出温度T1は、熱源の温度θaに接近するにつれて変化が小さくなる。
一方、起歪部11〜14を通して温度センサ22に伝わった熱によって、温度センサ22の検出温度T2は温度センサ21の検出温度T1に接近し、時刻t3を境にして次第に検出温度T1と検出温度T2との温度差が小さくなる(M2モード)。
一方、温度センサ22に対する伝熱も時刻t4にて飽和し、温度センサ22の検出温度T2がθc(≦θb)となる。
但し図3(a)においてはθc<θbとして描いている。
被計量物17(サンプル物品)からの継続的な給熱と外部への放熱により、弾性体5の温度センサ21,22が設けられている部分は熱平衡状態となり、(θb−θc)の温度差を保ったままの状態が継続される(M3モード)。
但し、(θb−θc)≒0の状態で熱平衡すると、M0モードと等価になる。
この場合、起歪部11〜14の温度は気温とは異なるが、従来の補償手段によって、気温がθbに上昇した場合と同じ補償がなされ、伝熱による補償は行われない。
一方、弾性体5の温度センサ22が設けられている部分においては、起歪部11〜14を通しての給熱が無くなるため、弾性体5から弾性体支持金具16側への放熱のみの状態となり、時刻t5以降、温度センサ22の検出温度T2がθ1に向けて下がり始める。
弾性体5の温度センサ21が設けられている部分と弾性体5の温度センサ22が設けられている部分との放熱特性の差によって、もし温度センサ21側の放熱の方が速い場合は、時刻t6において、温度センサ21の検出温度T1と温度センサ22の検出温度T2とが一致する(M41モード)。
温度センサ21の検出温度T1の方が温度センサ22の検出温度T2よりも速く下がるので、検出温度T1と検出温度T2の差が拡大し時刻t7で最大となる(M42モード)。
やがて温度センサ21の検出温度T1は気温θ1に等しくなって平衡する。
また、温度センサ22の検出温度T2は、時刻t7以降において、温度センサ21の検出温度T1との差を縮めながら気温θ1に接近して時刻t8で平衡する。
つまり、時刻t7〜t8は、検出温度T1と検出温度T2との差が零に向かって縮小する期間である(M43モード)。
弾性体支持金具16側の弾性体5の放熱の方が計量皿支持金具15側の弾性体5の放熱よりも速い場合は、図3(b)に示されるように、検出温度T2の方が検出温度T1よりも速くθ1に向かうので、時刻t7´までは検出温度差(T1−T2)が拡大する(モードM42´)。
時刻t7´以降は検出温度T2が気温θ1に等しくなって平衡した後に検出温度T1も気温θ1に接近して時刻t8で平衡する。
時刻t7´〜t8は検出温度T2と検出温度T1との差が零に向かって縮小する期間である(M43'モード)。
反対に計量皿4に気温θ1より低い温度の被計量物17が置かれた場合には新たにN3、N4モードが増える。
|T1〈i+1〉−T1〈i〉|≦a (但し、a(>0)は設定境界値)
が初めて成立した時点のT1〈i〉を記憶して、上の式が成立したT1〈i+1〉より増減しないと判定する(T2についても同じ)。
時間間隔τ毎にa以内の大きさで漸増・漸減することが考えられるが緩やかな変化であるので影響が無視できるものとする。
任意のタイミングiにおけるT1〈i〉およびT2〈i〉において、
|T1〈i〉−T2〈i〉|≦a
T1〈i+1〉−T1〈i〉>a
T2についても同様。
T1〈i+1〉−T1〈i〉<−a
T2についても同様。
|T1〈i+1〉−T2〈i+1〉|−|T1〈i〉−T2〈i〉|>b
但しb(>0)は設定境界値。
(6)|T1−T2|が漸減
|T1〈i+1〉−T2〈i+1〉|−|T1〈i〉−T2〈i〉|<b
例えば、(i−1)の時刻での現象がM1モードであったとき、iの時刻のデータにおいて|T1−T2|が漸増、漸減のいずれにも相当しない場合はM1モードが継続しているものとする。
本実施形態においては、熱源に近い方の起歪部12,13から遠い方の起歪部11,14へ伝熱する過程で、あるいは熱平衡、放熱過程で起歪部11〜14やストレインゲージ6〜9に生じる温度の過渡的変化による零点荷重信号の変化を、起歪部11〜14を挟む両端の金属弾性部分における温度差の過渡的な変化状態(温度差の大小、拡大、縮小、一定)でもって対応させて表すものとする。
但し、弾性体5の構造やストレインゲージ6〜9の特性によって異なった変化が現れる。
図4(a)に示される零点信号は、プラス方向へ変化している事例であるが、マイナス方向へ変化する場合もある。
図4(a)に示されるように、M1モードの区間内を適切な時間間隔毎(例えば10秒間隔)に零点荷重とサンプル荷重と温度センサ21,22の温度を測定しながら次のモードM2に切り替わるまで測定し、測定データを図2(c)に示されるレジスタ38に時刻i毎にストアする。
なお、零点荷重とサンプル荷重を測定する時間間隔は数秒間を置くがその間の検出温度T1、T2の温度の変化は小さいものとする。温度変化が速い場合は零点荷重測定を先に全てのモードで終了した後に再度、ロードセル3の温度を気温θ1に戻しサンプル荷重測定のみを全てのモードに対して行う。
このようにしてM1モードの中でi=1+nまでの零点荷重が測定され、図2(c)に示されるレジスタ38に記憶されたとすると、これらの測定データと温度センサ21,22の温度差Td〈i〉=|T1〈i〉−T2〈i〉|との関係を調べる。
先ず零点荷重の変化について、測定値の基準を気温θ1、すなわちM1モード開始時の第一番目の測定時(i=1)の測定値に置いて、温度差Td〈i〉に対する零点荷重のWaz〈1〉変化量Δwz〈i〉を、
Td〈i〉=0 : Δwz〈i〉=0
Td〈i+1〉 : Δwz〈i+1〉=Waz〈i+1〉−Waz〈i〉
Td〈i+2〉 : Δwz〈i+2〉=Waz〈i+2〉−Waz〈i〉
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Td〈i+n〉 : Δwz〈i+n〉=Waz〈i+n〉−Waz〈i〉
と求める。
そして、図4(b)に示されるように、i=1〜nについてTd〈i〉とΔwz〈i〉の関係より最小自乗法などの方法を使用してM1モードにおける零点荷重の変化量Wzm1を温度差Tdの1次、あるいは高次関数として、
Wzm1=Fm1(Td)
の形で表す。この値をM1モードにおける零点の補償値Wzc1とし、
Wzc1=Wzm1
とする。モードM2、M3、M41、M42、M43についても同様に零点温度補償値Wzc2、Wzc3、Wzc41、Wzc42、Wzc43を求めてメモリ38に記憶させる。
なお、1回の調整試行による測定結果でなく複数回の調整試行による測定結果(同時刻に取得した測定値を平均する)を以て行えばより信頼性が上がって好ましい。
Tdについて広い範囲でデータを得られるからである。
スパン変化量についても零点変化量の場合と同様に測定値の基準を気温θ1、すなわちM1モード開始時の第一番目の測定時(i=1)の測定値に置いて、サンプル荷重測定時に図2(c)に示されるサンプル荷重レジスタ38に記憶した測定データを使用し、零点を差し引いた正味のサンプル物品の荷重分を算出し、スパン荷重変化量をΔws〈i〉とすると、気温θ1におけるサンプル物品の正味の荷重Ws1は、
Ws1=Was〈i〉−Waz〈i〉
であるから、温度差に対するスパン変化量は、
Td〈i+1〉:
Δws〈i+1〉=(Was〈i+1〉−Waz〈i+1〉)−Ws1
Td〈i+2〉:
Δws〈i+2〉=(Was〈i+2〉−Waz〈i+2〉)−Ws1
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Td〈i+n〉:
Δws〈i+n〉=(Was〈i+n〉−Waz〈i+n〉)−Ws1
・・・・(4)
と算出される。
故にM1モードにおける温度差に対するスパン係数変化率R〈i〉は、
Td〈i+1〉:
R〈i+1〉=Δws〈i+1〉/Ws1
Td〈i+2〉:
R〈i+2〉=Δws〈i+2〉/Ws1
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Td〈i+n〉:
R〈i+n〉=Δws〈i+n〉/Ws1
・・・・(5)
スパン係数変化率R〈i〉の変化する様子を表した図は省略するが、図4(b)の零点荷重変化量のグラフと同様に、M1モードにおけるスパン係数変化率R〈i〉の温度差Tdの変化に対する関係式を最小自乗法などの方法によって1次、あるいは高次関数f1(Td)として、
R1=f1(Td)
と表す。スパン係数の変化を補償するためのスパン温度補償係数Rc1としては、
Rc1=1/(1+R1)
となる。
モードM2、M3、M41、M42、M43についても同様にf2(Td)、f3(Td)、f41(Td)、f42(Td)、f43(Td)によってスパン温度補償係数Rc2、Rc3、Rc41、Rc42、Rc43を用意しメモリ38に記憶させる。
(A)零点温度補償
荷重信号の零点温度補償のみを行う場合は、ロードセル使用時には、温度センサ21,22の時間間隔τ毎のサンプリング値によって熱伝達モードを判定し、判定した熱伝達モードに対応する補償関数をFm1(Td)〜Fm43(Td)の中から選び、検出温度T1、T2の値から求めた温度差Tdを代入することによって、零点補償値Wzm1〜Wzm43の中のいずれかの値Wzcを求め、図2(b)の荷重演算部40で求まるWn´に対して第1温度補償演算部41にて求めた荷重信号Wn"をWnとして、
Wn=K・[(Wa−Wzc)−W0−Wz]
と計算することによって零点を補償する。
なお、荷重信号Waのサンプリング時間間隔はτより短い値が採用されているものとする。
荷重信号のスパン温度補償のみを行う場合は、ロードセル使用時には、温度センサ21,22の時間間隔τ毎のサンプリング値によって熱伝達モードを判定し、判定した熱伝達モードに対応する補償関数をf1(Td)〜f43(Td)の中から選び、検出温度T1、T2の値から求めた温度差Tdを代入することによって、スパン温度補償係数R1〜R43の中のいずれかの値Rcを求め、図2(b)の荷重演算部40で求めた荷重信号Wn´に対して第2温度補償演算部42にてRcの逆数を掛けて、Wnとして、
Wn=K・{Rc・Wa−W0−Wz} ・・・(6)
と計算することによってスパンを温度補償する。
図2(b)の荷重演算部40で求めた荷重信号Wn´に対して第1温度補償演算部41にて零点補償演算を行ってWn"を求め、Wn"に対して第2温度補償演算部42にて、Wnとして、
Wn=K・{Rc・(Wa−Wzc)−W0−Wz}
・・・(7)
と計算することによって零点とスパンを温度補償する。
なお、上記(A)〜(C)で述べた補償演算はいずれも図2(b)に示される第2温度補償演算部42において行われる。
計量皿4に被計量物17としてサンプル物品を置いた場合のWaとサンプル物品を置かない場合のWaの間に、Waが零点荷重か否かを判定する荷重WAを得る。
続いての作業を主に図5のフローチャートを用いて説明する。
なお、図5のフローチャートに示される処理動作は時間間隔Δt毎(A/D変換器36のサンプリング時間毎)に実行される。
また、図5中記号「S」はステップを表す。
なお、この載せ降ろし作業は、伝熱による零点荷重やサンプル荷重の変化量がロードセル3の計量精度に影響を与える程変化する時間よりも速い時間間隔で行う。
この作業において、零点荷重およびサンプル物品荷重を、ブリッジ回路30からの荷重信号Waの安定を確認しつつ、一定時間間隔Δt・A(Aは整数)でもって、温度センサ21,22の温度検出信号と共に荷重信号Waを自動測定する。
予め設定された境界値に基づいて荷重信号Waが零点荷重信号であるかサンプル荷重信号であるかをWaとWAの大小関係によって判定する。Wa≦WAであれば零点荷重であるとする。
ステップS6において荷重信号Waが零点荷重信号であると判断したとき、自動測定により得られた温度センサ21,22による検出温度T1、T2と零点荷重Waz〈i〉とをメモリ38内に設けた零点荷重レジスタ(図2(c)参照)に記憶させる。
なお、零点荷重の記憶はカウンタC1=0のときに行うようにしており、カウンタC1が所定のカウント数Aとなる時間間隔、すなわちΔt・Aの時間間隔でカウンタC1は0となるので、時間間隔Δt・A毎にWaz〈i〉がメモリ38内に設けた零点荷重レジスタ(図2(c)参照)に記憶される。
ステップS6において荷重信号Waがサンプル荷重信号であると判断したとき、検出温度T1、T2とサンプル物品荷重Was〈i〉をメモリ38内に設けたサンプル荷重レジスタ(図2(c)参照)に記憶させる(S12〜S13)。
なお、零点荷重と同様にカウンタC2が所定のカウント数Aとなる時間間隔、すなわちΔt・Aの時間間隔でサンプル荷重をサンプル荷重レジスタ(図2(c)参照)に記憶させる(S14〜S16)。
以上の作業終了後において、記憶させた零点荷重およびスパン荷重は検出温度T1、T2と共にメモリ38から読み出して、(4)式、(5)式に基づき各モード別にΔwz〈i〉とR〈i〉をTd〈i〉に応じて算出し(フローは省略)、逐次、時系列にプリントアウトするなどして補償式を作成するための資料とする。
弾性体支持金具16側からの伝熱による補償対策については、弾性体支持金具16側への給熱であれば、例えば計量皿支持金具15に緩やかな熱風を当てるなどして継続的に略一定温度に加熱しても荷重信号に振動外乱を与えることがない。
したがって、計量皿4上に物品のない状態を継続して連続的に給熱しながら零点荷重の変化を連続的に測定し、ロードセル3の温度状態を基へ戻した後に計量皿4上にサンプル物品を継続的に置いて連続的に給熱しながらサンプル物品荷重の変化を連続的に測定することができる。
また、容量の大きいロードセル3であって、計量皿4側からの給熱操作による振動外乱が荷重信号の精度に影響を与えない場合には、上記と同様に零点荷重、サンプル物品荷重をそれぞれ別の期間において連続的に計量皿4を加熱しながら連続的に測定できる。
同様に、メモリ38のサンプル荷重レジスタに記憶させたサンプル荷重と検出温度T1、T2から求めたR〈i〉とを呼び出してプリントアウトすると、図3(a)に示されるグラフと、サンプル荷重変化に関する図4(a)に相当するグラフとを得ることができる。
これらのグラフから熱伝達モード別の零点荷重変化の温度差についての関数Fm1(Td)〜Fm43(Td)を決定しメモリ38へ登録する。
同様に、熱伝達モード別のスパン変化と温度差についての関数f1(Td)〜f43(Td)を決定しメモリ38へ登録する。
なお、図6のフローチャートに示される処理動作は時間間隔Δt毎(A/D変換器のサンプリング時間間毎)に実行される。
また、図6中記号「T」はステップを表す。
ロードセル使用モードにおいて、ブリッジ回路30からの荷重信号Waと共に温度センサ21,22の温度検出信号を一定時間間隔Δt・B(Bは整数)でもって読み込んで、検出温度T1、T2の値によって予め定義した熱伝達モードのいずれに属するかを判定する。
判定された熱伝達モードに応じた関数と温度差とに基づいて、零点変化量Wzcとスパン温度補償係数Rcを求め、古いWzcとRcを新たに求めた値に更新し、式(7)に基づいて荷重信号の伝熱による温度補償を行う(T8〜T9)。
なお、補償のための温度データT1〈i〉、T2〈i〉のサンプリング時間間隔τは、カウンタC3が所定のカウント数Bとなる時間間隔、すなわちΔt・Bとする(T10〜T12)。
ロードセル使用モードから他のモードへの切り替えの際には、カウンタC3の値を「0」とし(T13)、検出温度T1、T2のデータの記憶をクリアし(T14)、スパン温度補償係数Rcの値を「1」に、零点変化量Wzcの値を「0」として(T15)、フローを終了する。
また、弾性体5における伝熱経路の下流側(弾性体支持金具16側)の温度が温度センサ22(本発明の「下流側温度センサ」に相当する。)によって検出される。
そして、これら温度センサ21,22の検出温度T1、T2に基づいて伝熱過程での荷重信号の変化が第2温度補償演算部42(本発明の「荷重信号補償手段」に相当する。)によって補償されるので、伝熱過程での荷重信号の変化を正確に補償することができる。
また、同様の趣旨により、図示による説明は省略するが、弾性体5の下面側におけるストレインゲージ8,9の近傍に温度センサ21,22を設けるようにしても良い。
要するに、温度センサ21,22は起歪部11〜14を挟む位置に設けられることが、起歪部11〜14の伝熱状態を最もよく反映するので好ましい。
2 筐体
3 ロードセル
4 計量皿
5 弾性体
6〜9 ストレインゲージ
11〜14 起歪部
15 計量皿支持金具
16 弾性体支持金具
17 被計量物
21 温度センサ(伝熱経路上流側温度センサ)
22 温度センサ(伝熱経路下流側温度センサ)
30 ブリッジ回路(荷重信号出力手段)
40 荷重信号演算部
41 第1温度補償演算部
42 第2温度補償演算部(荷重信号補償手段)
Claims (4)
- 可動側非起歪部位と固定側非起歪部位と、前記可動側非起歪部位と前記固定側非起歪部位とを連結する上下2本の梁と、前記上下2本の梁の前記可動側非起歪部位の側と前記固定側非起歪部位の側とにそれぞれ設けられ、被計量物の荷重の作用により歪みを発生させる起歪部を有する弾性体と、前記起歪部で発生した歪みに基づいて被計量物の荷重に応じた荷重信号を出力する荷重信号出力手段とを備える平行四辺形型ロードセルにおいて、
前記弾性体における伝熱経路の前記起歪部を挟む上流側および下流側にそれぞれ配置され、前記伝熱経路の上流側の温度を検出する上流側温度センサおよび下流側の温度を検出する下流側温度センサと、
前記上流側温度センサおよび下流側温度センサの検出温度に基づいて前記起歪部の伝熱状態を推定することにより伝熱過程での前記荷重信号の変化を補償する荷重信号補償手段とを備え、
前記上流側温度センサは、前記伝熱経路の上流側にあたる前記可動側非起歪部位上に1個設けられ、前記下流側温度センサは、前記伝熱経路の下流側にあたる前記固定側非起歪部位上に1個設けられることを特徴とするロードセル。 - 前記荷重信号補償手段は、前記上流側温度センサの検出温度と前記下流側温度センサの検出温度との差に基づいて前記荷重信号の零点変化またはスパン変化を補償する請求項1に記載のロードセル。
- 前記荷重信号補償手段は、前記上流側温度センサの検出温度と前記下流側温度センサの検出温度との差の変化状態に基づいて前記荷重信号の零点変化またはスパン変化を補償する請求項1に記載のロードセル。
- 前記上流側温度センサおよび下流側温度センサは、前記弾性体の周囲の気温変化による前記荷重信号の変化を補償するための温度センサを兼用している請求項1〜3のいずれかに記載のロードセル。
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