JP5679704B2 - Strain gauge type load cell fault diagnosis device - Google Patents

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Description

本発明は、例えば電気抵抗線式歪ゲージや半導体歪みゲージ等のストレインゲージを用いたストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置に関するものである。 The present invention relates to a failure diagnostic apparatus for a strain gauge type load cell using a strain gauge such as an electric resistance wire strain gauge or a semiconductor strain gauge.

この種の故障診断装置として、例えば特許文献1にて提案されているものがある。   As this type of failure diagnosis apparatus, there is one proposed in Patent Document 1, for example.

特開平5−172661号公報JP-A-5-172661

特許文献1に係る故障診断装置においては、計量器が特定の状態、例えば作業者が計量台上に被計量物がない状態であるとの判断をして、零点調整装置を手動操作するか、自動的に行う場合は物品センサによる計量台上の被計量物の有無を検知することによる零点の自動検出手段による零点判断を受けて、荷重センサのフルブリッジ回路を構成する2つのハーフブリッジ回路のそれぞれの出力を零点の出力に基づいて予め定めた許容値と比較し、その比較の結果、いずれかのハーフブリッジ回路の出力が許容値を超えていれば故障報知するようにされている。   In the failure diagnosis device according to Patent Document 1, the weighing instrument is in a specific state, for example, the operator judges that there is no object to be weighed on the weighing table, and manually operates the zero adjustment device, In the case of automatic, the two half-bridge circuits constituting the full-bridge circuit of the load sensor are received by receiving the zero point determination by the zero-point automatic detecting means by detecting the presence or absence of an object to be weighed on the weighing table by the article sensor. Each output is compared with a predetermined allowable value based on the zero point output, and if the result of the comparison is that the output of any half-bridge circuit exceeds the allowable value, a failure notification is made.

しかし、特許文献1に係る故障診断装置を計量器に適用した場合には以下のような問題点がある。   However, when the failure diagnosis apparatus according to Patent Document 1 is applied to a measuring instrument, there are the following problems.

計量器にはコンベヤスケールやホッパスケールなどのように荷重が継続的に長期間負荷され続けるものがあり、滅多に計量台上に被計量物のなくなる状態は存在せず零点へもどらないので通常に使用している状態では故障報知することができない。   Some weighers, such as conveyor scales and hopper scales, continue to be loaded for a long period of time, and there is rarely a condition where the object to be weighed disappears on the weighing table, and it does not return to the zero point. Failure notification cannot be made in the state of use.

トラックスケール、台秤、料金秤などの非自動秤には、標準的に自動零点トラッキング機能が備えられている。このため、荷重センサの零点やスパンが故障によってドリフトしても、自動零点トラッキング機能が動作することによって、計量台上に被計量物が存在しないときには、重量測定値の表示値は零を保つことになる。重量測定値の表示値が零であれば、作業者は零点調整装置である零点調整キースイッチを操作しないので、ストレインゲージに故障がおきていても故障警報が出力されない。   Non-automatic scales such as track scales, platform scales, and fee scales are typically equipped with an automatic zero-point tracking function. For this reason, even if the zero point or span of the load sensor drifts due to a failure, the automatic zero point tracking function operates to keep the displayed weight measurement value at zero when there is no object to be weighed on the weighing platform. become. If the display value of the weight measurement value is zero, the operator does not operate the zero point adjustment key switch that is the zero point adjustment device, and therefore no failure alarm is output even if the strain gauge has failed.

なお、特許文献1では計量台上に被計量物がない状態を光電検出器のような物品センサを設けて検出し零点と判定して故障検出を実施する方法も提案されているが、計量台の広さと被計量物の大きさとの関係で、確実に計量台上に被計量物の載置の無いことを検出するには一本の光軸を持つセンサでは対応できずコストがかかる。   In Patent Document 1, there is also proposed a method for detecting a state in which there is no object to be weighed on a weighing table by providing an article sensor such as a photoelectric detector, and determining a zero point to perform failure detection. A sensor having a single optical axis cannot be used to reliably detect that the object to be weighed is not placed on the weighing table due to the relationship between the size of the object and the size of the object to be weighed.

また、特許文献1に係る故障診断装置では、2つのハーフブリッジ回路の出力をそれぞれ対応する許容値と比較して故障の有無を判定するようにされている。このため、計量台上に泥、水滴、ゴミが付着するなど、荷重センサのブリッジ回路が故障でない要因による零点ドリフト要因と、ブリッジ回路の故障による零点ドリフト要因とを区別することができない。したがって、故障でない要因のドリフト分を見込んで許容値を設定しておかなければならないことになるが、故障でない要因によるドリフト量の把握が難しく精確な故障判定ができない。   Further, in the failure diagnosis apparatus according to Patent Document 1, the outputs of the two half bridge circuits are compared with corresponding allowable values, respectively, and the presence or absence of a failure is determined. For this reason, it is not possible to distinguish between a zero point drift factor caused by a failure of the bridge circuit of the load sensor, such as mud, water drops, and dust adhering to the weighing table, and a zero point drift factor caused by a failure of the bridge circuit. Therefore, an allowable value must be set in anticipation of a drift amount of a factor that is not a failure. However, it is difficult to grasp a drift amount due to a factor that is not a failure, and an accurate failure determination cannot be performed.

また、特許文献1に係る故障診断装置において、作業員が特別に手を下さずに作り出せる特定の状態とは計量台上に被計量物のない状態である。しかし、計量器としての風袋荷重が小さい計量器の場合は、図8に示されるように、ハーフブリッジ回路のスパンが変動しても計量器としての零点付近の荷重信号の変化分Δeは小さいので、スパンに許容精度を超える異常な変化を起こしていても故障を検出するができない。   Moreover, in the failure diagnosis apparatus according to Patent Document 1, a specific state that can be created without a worker's special hand is a state in which there is no object to be weighed on the weighing table. However, in the case of a measuring instrument with a small tare load as a measuring instrument, as shown in FIG. 8, even if the span of the half-bridge circuit varies, the change Δe of the load signal near the zero point as a measuring instrument is small. Even if an abnormal change in the span exceeding the allowable accuracy occurs, a failure cannot be detected.

また、特許文献1に係る故障診断装置において、2つのハーフブリッジ回路は、それぞれの荷重出力電圧に関する異なるゲイン係数を有するものとされている。このため、同じ負荷荷重に対する出力電圧変化の大きさが異なることになる。したがって、両方のハーフブリッジ回路の出力に対して許容値を設定する場合、同じ負荷荷重相当分の出力変化に対する許容値を設定すべきであるが、この様な設定はハーフブリッジ回路のゲイン差などの認識のない計量器の使用者にとっては設定が困難である。   Moreover, in the failure diagnosis apparatus according to Patent Document 1, the two half-bridge circuits have different gain coefficients related to the respective load output voltages. For this reason, the magnitude of the output voltage change with respect to the same load is different. Therefore, when setting an allowable value for the outputs of both half-bridge circuits, an allowable value for an output change corresponding to the same load load should be set. Setting is difficult for users of measuring instruments who are not aware of this.

要するに、特許文献1に係る故障診断装置では、計量器の種類や計量動作中であるか否かといった計量条件によっては荷重センサの故障を精確に検出することができない場合があるという問題点がある。   In short, the failure diagnosis apparatus according to Patent Document 1 has a problem that the failure of the load sensor may not be accurately detected depending on the weighing conditions such as the type of weighing instrument and whether or not the weighing operation is being performed. .

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、計量器の種類や計量動作中であるか否かといった計量条件に関わらず、荷重センサの故障を精確に検出することができるストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can accurately detect a failure of a load sensor regardless of weighing conditions such as the type of weighing instrument and whether or not weighing is being performed. It is an object of the present invention to provide a failure diagnostic apparatus for a strain gauge type load cell .

前記目的を達成するために、本発明によるストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置は、
2組のハーフブリッジ回路にて1つのフルブリッジ回路が構成されるとともに、前記2組のハーフブリッジ回路の出力をそれぞれのハーフブリッジ回路別に得ることにより当該ストレインゲージ式ロードセルに支持される計量台に載置された被計量物の重量値を前記それぞれのハーフブリッジ回路の出力別に算出する被計量物重量値算出手段を備えて構成されるストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置であって、
所定の計量精度または所定の定格荷重に基づいて定められる許容値を記憶する記憶手段と、
前記計量台上に任意の大きさの力または荷重が負荷された状態にあるときに、前記2組のハーフブリッジ回路の出力信号において各出力信号に含まれる運転中の零点変動成分が除去された出力信号から算出した重量値を比較し、その比較した結果が前記許容値を超えているか否かを判定する比較判定手段と
を備えることを特徴とするものである(第1発明)。
In order to achieve the above object, a strain gauge type load cell failure diagnosis apparatus according to the present invention comprises:
A full bridge circuit is constituted by two sets of half-bridge circuits, and an output of the two sets of half-bridge circuits is obtained for each half-bridge circuit, thereby providing a weighing platform supported by the strain gauge load cell. A strain gauge type load cell fault diagnosis device comprising weighted object weight value calculating means for calculating a weight value of a placed object to be weighed for each output of each half bridge circuit,
Storage means for storing an allowable value determined based on a predetermined weighing accuracy or a predetermined rated load;
When the force or load of an arbitrary magnitude is loaded on the weighing platform, the operating zero point fluctuation component included in each output signal is removed from the output signals of the two sets of half bridge circuits . Comparing and determining means for comparing weight values calculated from the output signals and determining whether or not the comparison result exceeds the allowable value (first invention).

本発明において、前記計量台上に被計量物が存在しない状態または任意の荷重の被計量物が存在する状態において、前記比較判定手段によって前記2組のハーフブリッジ回路の出力信号から算出した重量値の比較結果が前記許容値を超えていると判定されたときに、警報を発する警報手段が設けられるのが好ましい(第2発明)。 In the present invention, in a state where the objects to be weighed of the weighing sample on the platform is not a state or any existing loads are present, the weight value calculated from an output signal of said two sets of half-bridge circuit by said comparison determination means It is preferable that alarm means for issuing an alarm when it is determined that the comparison result exceeds the allowable value is provided (second invention).

本発明において、前記2組のハーフブリッジ回路の出力信号から算出した重量値のそれぞれが、同じ大きさの負荷荷重に対して同じ大きさの被計量物重量値となるような演算処理を実行する荷重信号算出手段が設けられるのが好ましい(第3発明)。 In the present invention, the respective weight values calculated from the output signals of the two sets of half-bridge circuit, to execute the objects to be weighed weight values become such processing of the same size with respect to the applied load of the same magnitude It is preferable that a load signal calculation means is provided (third invention).

本発明において、前記計量台上に被計量物が存在しない状態または既知の重量値を持つ被計量物が載置された状態において、前記2組のハーフブリッジ回路のいずれが故障であるかを選択判別する選択判別手段が設けられるのが好ましい(第4発明)。 In the present invention, in the state where the object to be weighed does not exist on the weighing table or the object to be weighed having a known weight value is placed, it is selected which of the two sets of half bridge circuits is in failure. It is preferable to provide a selection determining means for determining (fourth invention).

本発明において、前記選択判別手段によって前記2組のハーフブリッジ回路の一方が故障であると選択判別されたとき、前記2組のハーフブリッジ回路の他方の出力信号を、前記計量台上の被計量物の重量測定用の出力信号として重量測定値に変換する変換手段が設けられるのが好ましい(第5発明)。 In the present invention, when one of the two sets of half-bridge circuits is selected and determined by the selection determining means, the other output signal of the two sets of half-bridge circuits is sent to the weighing target on the weighing table. It is preferable to provide a conversion means for converting to a weight measurement value as an output signal for weight measurement of an object (fifth invention).

本発明において、前記荷重信号算出手段による演算処理に際して、手動零点調整および/または自動零点トラッキングによって得られる零点変動量の記憶値が含まれる荷重信号算出式が用いられるのが好ましい(第6発明)。   In the present invention, it is preferable to use a load signal calculation formula including a memorized value of the zero point variation obtained by manual zero point adjustment and / or automatic zero point tracking in the calculation processing by the load signal calculating means (sixth invention). .

本発明において、前記荷重信号算出手段による演算処理を経て得られる前記2組のハーフブリッジ回路の出力信号から算出した重量値のそれぞれについて負荷荷重に対応する出力誤差を補償する誤差補償手段が設けられるのが好ましい(第7発明)。 In the present invention, there is provided error compensation means for compensating an output error corresponding to the load load for each of the weight values calculated from the output signals of the two sets of half-bridge circuits obtained through the arithmetic processing by the load signal calculation means. (7th invention) is preferable.

本発明によれば、ストレインゲージ式ロードセルの故障を検出するにあたって、ストレインゲージ式ロードセルに任意の大きさの力または荷重が負荷された状態にあるときに、2組のハーフブリッジ回路の出力信号から算出した重量値を比較し、その比較した結果が所定の計量精度または所定の定格荷重に基づいて定められる許容値を超えているか否かを判定するようにされているので、計量器の種類や計量動作中であるか否かといった計量条件に関わらず、荷重センサの故障を精確に検出することができる。 According to the present invention, when detecting a failure of the strain gauge type load cell, when in the state in which an arbitrary amount of force or load to the strain gauge type load cell is loaded, from the output signals of the two sets of half-bridge circuit The calculated weight value is compared, and it is determined whether the comparison result exceeds an allowable value determined based on a predetermined weighing accuracy or a predetermined rated load. Regardless of the weighing condition such as whether or not the weighing operation is in progress, the failure of the load sensor can be accurately detected.

本発明の第1の実施形態に係るストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置が適用されるストレインゲージ式ロードセルの使用状態図で、圧縮型ロードセルに使用した状態図(a)および二重ビーム式ロードセルに使用した状態図(b)In use state view of the strain gauge type load cell failure diagnosis apparatus of the strain gauge type load cell is applied according to a first embodiment of the present invention, the state diagram used to compress load cell (a) and the dual beam load cell Used state diagram (b) 本発明の第1の実施形態に係るストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置の概略システム構成図1 is a schematic system configuration diagram of a strain gauge type load cell failure diagnosis apparatus according to a first embodiment of the present invention. 中央演算処理装置の機能ブロック図Functional block diagram of the central processing unit ストレインゲージ式ロードセルのフルブリッジ回路出力電圧図 Strain gauge load cell full bridge circuit output voltage diagram ストレインゲージ式ロードセル出力のヒステリシス特性図Hysteresis characteristics of strain gauge load cell output 重量測定信号に対する誤差の関係図Error relationship diagram for weighing signal 本発明の第2の実施形態に係るストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置の概略システム構成図Schematic system configuration diagram of a strain gauge type load cell failure diagnosis apparatus according to a second embodiment of the present invention 従来技術の問題点を説明するための図Illustration for explaining the problems of the prior art

次に、本発明によるストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置(以下、単に「故障診断装置」という。)の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Next, a specific embodiment of a strain gauge type load cell failure diagnosis apparatus (hereinafter simply referred to as “failure diagnosis apparatus”) according to the present invention will be described with reference to the drawings.

〔第1の実施形態〕
図1には、本実施形態の故障診断装置が適用されるストレインゲージ式ロードセルの使用状態図で、圧縮型ロードセルに使用した状態図(a)および二重ビーム式ロードセルに使用した状態図(b)がそれぞれ示されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a use state diagram of a strain gauge type load cell to which the failure diagnosis apparatus of the present embodiment is applied, a state diagram (a) used for a compression type load cell and a state diagram (b) used for a double beam type load cell. ) Are shown respectively.

<圧縮型ロードセルの概略説明>
図1(a)に示される圧縮型ロードセル1においては、支持部2上に起歪部3が設けられ、この起歪部3の上部に力の受衝部4が設けられている。起歪部3は、受衝部4が力を受けたとき圧縮される。この起歪部3には、ストレインゲージ11a,13aが起歪部3の軸方向に平行に貼り付けられるとともに、ストレインゲージ12a,14aが起歪部3の軸方向に直角に貼り付けられている。ストレインゲージ11a,13aは圧縮力を検出し、ストレインゲージ12a,14aは引張力を検出する。
<Overview of compression load cell>
In the compression load cell 1 shown in FIG. 1A, a strain generating portion 3 is provided on a support portion 2, and a force receiving portion 4 is provided above the strain generating portion 3. The strain generating portion 3 is compressed when the impact receiving portion 4 receives a force. The strain gauges 11 a and 13 a are attached to the strain generating part 3 in parallel to the axial direction of the strain generating part 3, and the strain gauges 12 a and 14 a are attached to the strain generating part 3 at right angles to the axial direction of the strain generating part 3. . The strain gauges 11a and 13a detect compressive force, and the strain gauges 12a and 14a detect tensile force.

<二重ビーム式ロードセルの概略説明>
図1(b)に示される二重ビーム式ロードセル5においては、2つの梁(ビーム)6,7を構成するように起歪部8が形成されている。起歪部8において、ビーム6にはストレインゲージ11b,12bが、ビーム7にはストレインゲージ13b,14bがそれぞれビームの長手方向に沿って貼り付けられている。起歪部8に結合された計量台9上に被計量物を載せると、その被計量物の重量に応じた荷重が起歪部8に作用し、ストレインゲージ12b,14bは、ゲージ接着面が伸びる方向の曲げ応力を受け、ストレインゲージ11b,13bは、ゲージ接着面が縮む方向の曲げ応力を受ける。
<Overview of double beam load cell>
In the double beam type load cell 5 shown in FIG. 1B, a strain generating portion 8 is formed so as to constitute two beams (beams) 6 and 7. In the strain generating portion 8, strain gauges 11b and 12b are attached to the beam 6, and strain gauges 13b and 14b are attached to the beam 7 along the longitudinal direction of the beam. When an object to be weighed is placed on the weighing table 9 coupled to the strain generating part 8, a load corresponding to the weight of the object to be weighed acts on the strain generating part 8, and the strain gauges 12b and 14b have gauge adhesive surfaces. The strain gauges 11b and 13b receive a bending stress in a direction in which the gauge bonding surface contracts.

<ストレインゲージの符号の総称についての説明>
以下の説明において、ストレインゲージ11a,11bを総称してストレインゲージ11と呼び、ストレインゲージ12a,12bを総称してストレインゲージ12と呼び、ストレインゲージ13a,13bを総称してストレインゲージ13と呼び、ストレインゲージ14a,14bを総称してストレインゲージ14と呼ぶこととする。
<Explanation of the generic names of strain gauge symbols>
In the following description, the strain gauges 11a and 11b are collectively referred to as the strain gauge 11, the strain gauges 12a and 12b are collectively referred to as the strain gauge 12, and the strain gauges 13a and 13b are collectively referred to as the strain gauge 13. The strain gauges 14a and 14b are collectively referred to as a strain gauge 14.

<フルブリッジ回路の説明>
ストレインゲージ11,12,13,14は、図2に示されるように、フルブリッジ回路15を構成するように互いに接続されている。ここで、フルブリッジ回路15において、対向する辺を構成しているストレインゲージ12,14がどちらも引張力なら引張力を、対向する辺を構成しているストレインゲージ11,13がどちらも圧縮力なら圧縮力というように同じ型の力を受けるように結線されている。
<Description of full bridge circuit>
As shown in FIG. 2, the strain gauges 11, 12, 13, and 14 are connected to each other so as to constitute a full bridge circuit 15. Here, in the full bridge circuit 15, if both the strain gauges 12 and 14 constituting the opposite sides are tensile forces, the tensile force is obtained, and both the strain gauges 11 and 13 constituting the opposite sides are both compressive forces. Then, it is wired to receive the same type of force as compression force.

<フルブリッジ回路の説明>
フルブリッジ回路15において、対向する2つの接続点16,17には、励磁用の直流電圧が印加され、これら接続点16,17と直角に位置する接続点18,19からは力または荷重の検出電圧が取り出される。
<Description of full bridge circuit>
In the full bridge circuit 15, a DC voltage for excitation is applied to two opposing connection points 16 and 17, and force or load is detected from the connection points 18 and 19 positioned at right angles to these connection points 16 and 17. The voltage is taken out.

次に、本実施形態の故障診断装置の具体的な構成について、図2の概略システム構成図を用いて以下に説明することとする。   Next, a specific configuration of the failure diagnosis apparatus of the present embodiment will be described below using the schematic system configuration diagram of FIG.

<故障診断装置の概略説明>
図2に示されるように、本実施形態の故障診断装置20は、前述したフルブリッジ回路15に対して設けられる、2つの電圧参照用の固定抵抗器21,22と、アナログ加算回路23と、2つのアナログ−デジタル変換器(以下、「A/D変換器」と称する。)24,25と、演算回路26とを備えている。
<Outline of fault diagnosis device>
As shown in FIG. 2, the failure diagnosis apparatus 20 of the present embodiment includes two voltage reference fixed resistors 21 and 22 provided for the above-described full bridge circuit 15, an analog adder circuit 23, Two analog-digital converters (hereinafter referred to as “A / D converters”) 24 and 25 and an arithmetic circuit 26 are provided.

<電圧参照用の固定抵抗器の説明>
2つの電圧参照用の固定抵抗器21,22は、互いに直列接続されている。これら固定抵抗器21,22は、フルブリッジ回路15の接続点16,17に接続されている。
<Description of fixed resistor for voltage reference>
The two fixed resistors 21 and 22 for voltage reference are connected in series with each other. These fixed resistors 21 and 22 are connected to connection points 16 and 17 of the full bridge circuit 15.

<ハーフブリッジ回路の説明>
ここで、固定抵抗器21,22とストレインゲージ12,13とにより、ハーフブリッジ回路15aが形成される。また、固定抵抗器21,22とストレインゲージ11,14とにより、ハーフブリッジ回路15bが形成される。
<Description of half-bridge circuit>
Here, the half bridge circuit 15 a is formed by the fixed resistors 21 and 22 and the strain gauges 12 and 13. Further, a half bridge circuit 15 b is formed by the fixed resistors 21 and 22 and the strain gauges 11 and 14.

<アナログ加算回路の説明>
アナログ加算回路23は、第1演算増幅器31と、第2演算増幅器32と、第3演算増幅器33と、第4演算増幅器34とを備えて構成されている。
第1演算増幅器31において、入力正端子31aはフルブリッジ回路15の接続点18に接続され、入力負端子31bは出力端子31cに接続され、出力端子31cは抵抗器40に接続されている。
第2演算増幅器32において、入力正端子32aは2つの固定抵抗器21,22の接続点41に接続され、入力負端子32bは出力端子32cに接続され、出力端子32cは抵抗器42,43に接続されている。
第3演算増幅器33において、入力正端子33aは回路のアース44に接続され、入力負端子33bは、抵抗器40,42に接続されるとともに、抵抗器45を介して出力端子33cに接続され、出力端子33cはA/D変換器24に接続されている。
第4演算増幅器34において、入力正端子34aはフルブリッジ回路15の接続点19に接続され、入力負端子34bは、抵抗器43に接続されるとともに、抵抗器46を介して出力端子34cに接続され、出力端子34cはA/D変換器25に接続されている。
<Description of analog adder circuit>
The analog adder circuit 23 includes a first operational amplifier 31, a second operational amplifier 32, a third operational amplifier 33, and a fourth operational amplifier 34.
In the first operational amplifier 31, the input positive terminal 31 a is connected to the connection point 18 of the full bridge circuit 15, the input negative terminal 31 b is connected to the output terminal 31 c, and the output terminal 31 c is connected to the resistor 40.
In the second operational amplifier 32, the input positive terminal 32a is connected to the connection point 41 of the two fixed resistors 21 and 22, the input negative terminal 32b is connected to the output terminal 32c, and the output terminal 32c is connected to the resistors 42 and 43. It is connected.
In the third operational amplifier 33, the input positive terminal 33a is connected to the circuit ground 44, the input negative terminal 33b is connected to the resistors 40 and 42, and is connected to the output terminal 33c via the resistor 45, The output terminal 33c is connected to the A / D converter 24.
In the fourth operational amplifier 34, the input positive terminal 34 a is connected to the connection point 19 of the full bridge circuit 15, and the input negative terminal 34 b is connected to the resistor 43 and connected to the output terminal 34 c via the resistor 46. The output terminal 34 c is connected to the A / D converter 25.

<アナログ−デジタル変換器の説明>
A/D変換器24,25は、アナログ加算回路23からのアナログ荷重信号をデジタル荷重信号に変換するものである。A/D変換器24,25からのデジタル荷重信号は演算回路に向けて出力される。
<Description of analog-digital converter>
The A / D converters 24 and 25 convert the analog load signal from the analog adder circuit 23 into a digital load signal. Digital load signals from the A / D converters 24 and 25 are output to the arithmetic circuit.

<演算回路のハード構成の説明>
演算回路26は、入出力回路(I/O)51と、中央演算処理装置(CPU)52と、メモリブロック(MEM)53とを備えて構成されている。
演算回路26において、A/D変換器24,25の出力信号は、入出力回路51から中央演算処理装置52を介してメモリブロック53に読み込まれる。
メモリブロック53は、データを入力、出力、演算のために一次記憶するRAMや設定データを継続記憶するEEPROMや所定プログラムを継続記憶するPROMなどの記憶素子(半導体素子)から成るものである。
後述するWan,Wbn,Dなどの計算式はPROMに記憶され、後述するスパン許容誤差Erの値を算出するためのEsやWabsの値はEEPROMに設定される。
演算回路26には、表示装置(DIS)54やキースイッチ(KEY)55、警報器(ALARM)などが接続されており、後述するWan,Wbnの値は表示装置54に表示され、データの設定や零点調整などの操作はキースイッチ55によって実施され、故障を報知する警報は警報器56から発せられる。
<Description of hardware configuration of arithmetic circuit>
The arithmetic circuit 26 includes an input / output circuit (I / O) 51, a central processing unit (CPU) 52, and a memory block (MEM) 53.
In the arithmetic circuit 26, output signals of the A / D converters 24 and 25 are read from the input / output circuit 51 into the memory block 53 via the central processing unit 52.
The memory block 53 is composed of a storage element (semiconductor element) such as a RAM that primarily stores data for input, output, and computation, an EEPROM that continuously stores setting data, and a PROM that continuously stores predetermined programs.
Calculation formulas such as Wan, Wbn, and D, which will be described later, are stored in the PROM, and Es and Wabs values for calculating the value of the span allowable error Er described later are set in the EEPROM.
A display device (DIS) 54, a key switch (KEY) 55, an alarm device (ALARM), and the like are connected to the arithmetic circuit 26. The values of Wan and Wbn, which will be described later, are displayed on the display device 54, and data setting is performed. Operations such as zero point adjustment and the like are performed by the key switch 55, and an alarm for notifying the failure is issued from the alarm device 56.

<中央演算処理装置の機能の説明>
中央演算処理装置52においては、メモリブロック53に格納されている所定プログラムが実行されることにより、図3に示されるような、フィルタ処理部52a、荷重信号算出部52b、比較判定部52c、警報信号生成部52d、選択判別部52e、変換部52f、誤差補償部52gおよび表示信号生成部52hのそれぞれの機能が実現される。
<Description of functions of central processing unit>
In the central processing unit 52, by executing a predetermined program stored in the memory block 53, a filter processing unit 52a, a load signal calculation unit 52b, a comparison determination unit 52c, an alarm as shown in FIG. The functions of the signal generation unit 52d, the selection determination unit 52e, the conversion unit 52f, the error compensation unit 52g, and the display signal generation unit 52h are realized.

<フィルタ処理部の説明>
フィルタ処理部52aは、A/D変換器24,25からのデジタル荷重信号に対し所定のフィルタリング処理を行う。
<Description of Filter Processing Unit>
The filter processing unit 52a performs a predetermined filtering process on the digital load signals from the A / D converters 24 and 25.

<荷重信号算出部の説明>
荷重信号算出部52bは、A/D変換器24およびA/D変換器25からのそれぞれのデジタル荷重信号が、同じ大きさの負荷荷重に対して同じ大きさの出力信号となるような演算処理を実行する。
<Description of load signal calculation unit>
The load signal calculation unit 52b performs arithmetic processing such that each digital load signal from the A / D converter 24 and the A / D converter 25 becomes an output signal having the same magnitude with respect to the load having the same magnitude. Execute.

<比較判定部の説明>
比較判定部52cは、圧縮型ロードセル1または二重ビーム式ロードセル5に対して任意の大きさの力または荷重が負荷された状態にあるときに、A/D変換器24からのデジタル荷重信号と、A/D変換器25からのデジタル荷重信号とを比較し、その比較した結果が所定の計量精度または所定の定格荷重に基づいて定められる許容値を超えているか否かを判定する。
<Description of the comparison determination unit>
When the compression load cell 1 or the double beam load cell 5 is in a state where a force or a load of an arbitrary magnitude is applied, the comparison / determination unit 52c receives the digital load signal from the A / D converter 24 and The digital load signal from the A / D converter 25 is compared, and it is determined whether or not the comparison result exceeds an allowable value determined based on a predetermined weighing accuracy or a predetermined rated load.

<警報信号出力部の説明>
警報信号生成部52dは、比較判定部52cによってA/D変換器24からのデジタル荷重信号とA/D変換器25からのデジタル荷重信号との比較結果が許容値を超えていると判定されたときに、警報器56に警報を発生させるための警報信号を生成する。
<Description of alarm signal output unit>
The alarm signal generation unit 52d is determined by the comparison determination unit 52c that the comparison result between the digital load signal from the A / D converter 24 and the digital load signal from the A / D converter 25 exceeds the allowable value. Sometimes, an alarm signal for generating an alarm in the alarm device 56 is generated.

<選択判別部の説明>
選択判別部52eは、荷重信号算出部52bによる演算処理を経て得られるA/D変換器24からのデジタル荷重信号とA/D変換器25からのデジタル荷重信号とに基づいて、2組のハーフブリッジ回路15a,15bのいずれが故障であるかを選択判別する。
<Description of the selection determination unit>
Based on the digital load signal from the A / D converter 24 and the digital load signal from the A / D converter 25 obtained through the arithmetic processing by the load signal calculation unit 52b, the selection determination unit 52e has two sets of half. It is selected and determined which of the bridge circuits 15a and 15b is faulty.

<変換部の説明>
変換部52fは、選択判別部52eによって2組のハーフブリッジ回路15a,15bの一方の回路が故障であると選択判別されたとき、2組のハーフブリッジ回路15a,15bの他方の回路に対応するデジタル荷重信号を重量測定用の出力信号に変換する。
<Description of conversion unit>
The conversion unit 52f corresponds to the other circuit of the two sets of half bridge circuits 15a and 15b when the selection determination unit 52e selects and determines that one of the two sets of half bridge circuits 15a and 15b is faulty. Convert the digital load signal into an output signal for weight measurement.

<誤差補償部の説明>
誤差補償部52gは、荷重信号算出部52bによる演算処理を経て得られる2組のハーフブリッジ回路15a,15bのデジタル荷重信号のそれぞれについて負荷荷重に対応する出力誤差を補償する。
<Description of error compensation unit>
The error compensator 52g compensates for an output error corresponding to the load load for each of the digital load signals of the two sets of half-bridge circuits 15a and 15b obtained through the arithmetic processing by the load signal calculator 52b.

<表示信号出力部の説明>
表示信号生成部52hは、後述するWan,Wbnの値などを表示装置54に表示させるための表示信号を生成する。
<Description of display signal output unit>
The display signal generation unit 52h generates a display signal for causing the display device 54 to display values of Wan and Wbn, which will be described later.

<荷重信号の処理流れの説明>
以上に述べたような構成の故障診断装置20において、2組のハーフブリッジ回路15a,15bから出力されるアナログ荷重信号eoa,eobは、図2に示されるように、アナログ加算回路23を経てアナログ荷重信号eoa´,eob´とされる。これらアナログ荷重信号eoa´,eob´は、A/D変換器24,25によってデジタル荷重信号Wa,Wbに変換される。これらデジタル荷重信号Wa,Wbは、演算回路26に取り込まれ、図3に示されるように、フィルタ処理部52aにて所定のフィルタリング処理が施されてデジタル荷重信号Wax,Wbxとされる。
<Explanation of load signal processing flow>
In the failure diagnosis apparatus 20 having the configuration described above, the analog load signals eoa and eob output from the two sets of half-bridge circuits 15a and 15b are converted into analog signals via an analog adder circuit 23 as shown in FIG. The load signals are eoa ′ and eob ′. These analog load signals eoa ′ and eob ′ are converted into digital load signals Wa and Wb by A / D converters 24 and 25, respectively. These digital load signals Wa and Wb are taken into the arithmetic circuit 26, and as shown in FIG. 3, a predetermined filtering process is performed in the filter processing unit 52a to obtain digital load signals Wax and Wbx.

次に、演算回路26におけるデジタル荷重信号Wax,Wbxに基づく演算処理の内容について、二重ビーム式ロードセル5に計量台9が装備されてなる計量器を例にして以下に説明することとする。   Next, the contents of the arithmetic processing based on the digital load signals Wax and Wbx in the arithmetic circuit 26 will be described below by taking as an example a measuring instrument in which the double beam type load cell 5 is equipped with the measuring table 9.

<初期荷重の記憶動作の説明>
計量器の調整時点で、計量台9(計量ホッパなどの計量容器でもよい。)上には被計量物を置かず二重ビーム式ロードセル5に電源を印加すると2組のハーフブリッジ回路15a,15bからはブリッジ抵抗のアンバランス成分や風袋荷重分が加わったアナログ荷重信号eoa,eobが出力される。これらアナログ荷重信号eoa,eobは、アナログ加算回路23、A/D変換器24,25およびフィルタ処理部52aを経てデジタル荷重信号Wax,Wbxに変換される。このときのデジタル荷重信号Wax,Wbxとして、Wax=Wai、Wbx=Wbiが得られたとする。これらWai,Wbiの値は、初期荷重として、キースイッチ55における初期荷重記憶キースイッチの操作によって、メモリブロック53に記憶される。
<Description of initial load storage operation>
At the time of adjustment of the weighing device, when a power is applied to the double beam type load cell 5 without placing an object to be weighed on the weighing table 9 (which may be a weighing container such as a weighing hopper), two sets of half bridge circuits 15a and 15b. Outputs analog load signals eoa and eob to which an unbalanced component of bridge resistance and a tare load are added. These analog load signals eoa and eob are converted into digital load signals Wax and Wbx via the analog adder circuit 23, A / D converters 24 and 25, and the filter processing unit 52a. Assume that Wax = Wai and Wbx = Wbi are obtained as the digital load signals Wax and Wbx at this time. The values of Wai and Wbi are stored in the memory block 53 as an initial load by operating the initial load storage key switch in the key switch 55.

<荷重信号算出式の定義の説明>
ハーフブリッジ回路15a側の荷重Wanを下記の式(1)でもって定義する。
Wan=ka・(Wax−Wai) ・・・(1)
同様に、ハーフブリッジ回路15b側の荷重Wbnを下記の式(2)でもって定義する。
Wbn=kb・(Wbx−Wbi) ・・・(2)
この時点でkaおよびkbはそれぞれ仮の値として1が設定される。
初期荷重値Wai,Wbiを初期荷重メモリへ記憶した時点ではWax=Wai、Wbx=Wbiであるからka,kbの0でない任意の数値に対して、Wan=Wbn=0である。
<Explanation of load signal calculation formula definition>
The load Wan on the half bridge circuit 15a side is defined by the following equation (1).
Wan = ka · (Wax-Wai) (1)
Similarly, the load Wbn on the half bridge circuit 15b side is defined by the following equation (2).
Wbn = kb · (Wbx−Wbi) (2)
At this time, ka and kb are set to 1 as temporary values.
Since Wax = Wai and Wbx = Wbi when the initial load values Wai and Wbi are stored in the initial load memory, Wan = Wbn = 0 for any numerical value of ka and kb which is not zero.

<スパン係数の定義の説明>
次に、定格荷重Ws(Wsの値は既知)を置いたときにWanの値とWbnの値がそれぞれWs/2の値を表すようにスパン係数ka,kbを定める。これにより、WanとWbnは同じ荷重の変化に対して同じ量だけ変化する。
<Explanation of definition of span coefficient>
Next, the span coefficients ka and kb are determined so that the value of Wan and the value of Wbn each represent the value of Ws / 2 when the rated load Ws (the value of Ws is known) is placed. Thus, Wan and Wbn change by the same amount for the same load change.

<判別式の定義の説明>
以上の如く数式を設定した上で、任意の負荷荷重に対して、下記式(3)でもって定義される判別式Dの値を求める。
D=Wan−Wbn ・・・(3)
荷重信号が振動的でなく、安定していれば計量台9の任意の大きさの負荷荷重に対して実施する。
<Explanation of discriminant definition>
After setting the mathematical formula as described above, the value of the discriminant D defined by the following formula (3) is obtained for an arbitrary load.
D = Wan-Wbn (3)
If the load signal is not vibrational and stable, the measurement is performed for a load of an arbitrary magnitude on the weighing platform 9.

<風袋荷重の変化と判別式Dの値との関係の説明>
計量器の計量台9は使用中に被計量物などから水分や泥、ゴミなどの異物を受ける。これらはハーフブリッジ回路15a,15bが共通に受ける計量台9の風袋荷重の変化による零点ドリフト要因であって、Wan,Wbnは計量台9上の同じ荷重変化に対して同じ大きさだけ変動する。この変動量はフルブリッジ回路15の故障ではない。
この場合、風袋荷重の変化分を受けても、Wan=Wbnであるから判別式D=0であり、それぞれのハーフフルブリッジ回路15a,15bのゲイン差による影響を受けない。
<Description of relationship between change in tare load and value of discriminant D>
The measuring table 9 of the measuring instrument receives foreign matter such as moisture, mud, and dust from the object to be measured during use. These are the zero point drift factors due to the change in the tare load of the weighing table 9 that the half bridge circuits 15a and 15b receive in common, and Wan and Wbn fluctuate by the same magnitude with respect to the same load change on the weighing table 9. This variation is not a failure of the full bridge circuit 15.
In this case, even if the change in the tare load is received, since Wan = Wbn, the discriminant D = 0, and it is not affected by the gain difference between the half-full bridge circuits 15a and 15b.

<故障の影響と判別式Dの値との関係の説明>
一方、双方のハーフブリッジ回路15a,15bにおけるいずれかのストレインゲージ12,13;11,14が湿気を帯びたり、腐食したりすることによってストレインゲージ抵抗値が変化したり、荷重に対する抵抗変化率の大きさが変動すると、ハーフブリッジ回路15a,15bのそれぞれに特有の故障となる。
Wan,Wbnのいずれか一方に他方と異なる変化量が現れるので、判別式Dには、それぞれのハーフブリッジ回路15a,15bのゲイン差が影響せず、しかも両方に共通のドリフトに影響されず、いずれかのハーフブリッジ回路15a,15bに特有の故障によって変化の生じた分の値が現れ、判別式D=ΔEなる誤差情報が現れる。
<Explanation of relationship between failure effect and discriminant D value>
On the other hand, when one of the strain gauges 12, 13; 11, 14 in both the half bridge circuits 15 a, 15 b is wet or corroded, the strain gauge resistance value changes or the resistance change rate with respect to the load changes. If the size varies, a failure peculiar to each of the half-bridge circuits 15a and 15b occurs.
Since a change amount different from the other appears in either Wan or Wbn, the discriminant D is not affected by the gain difference between the respective half bridge circuits 15a and 15b, and is not affected by the drift common to both. A value corresponding to a change caused by a failure peculiar to any of the half bridge circuits 15a and 15b appears, and error information of discriminant D = ΔE appears.

<許容値の説明>
ここで、計量器としての所定の計量精度または所定の定格荷重に基づいて許容値Etが設定され、この許容値Etは予めメモリブロック53に記憶される。
<Description of allowable values>
Here, an allowable value Et is set based on a predetermined weighing accuracy or a predetermined rated load as the measuring device, and the allowable value Et is stored in the memory block 53 in advance.

<比較判定部の動作説明>
比較判定部52cは、WanとWbnとを比較し、判別式Dに基づいて、下記式(4)が成立するか否かを判定する。
D=|ΔE|>Et ・・・(4)
<Description of the operation of the comparison judgment unit>
The comparison determination unit 52c compares Wan and Wbn, and determines whether the following expression (4) is established based on the discriminant D.
D = | ΔE |> Et (4)

<警報信号出力部の動作説明>
比較判定部52cによって上記式(4)が成立すると判定されたとき、この判定を受けて、警報信号生成部52dは、警報器56に警報を発生させるための警報信号を生成して出力する。これにより、故障である旨の警報が警報器56から発せられる。
こうして、任意の負荷荷重に対して精確にいずれかのハーフブリッジ回路15a,15bの故障を検出することができる。もちろん作業者が零点調整装置を操作しなくてもよく、また物品センサなどによって被計量物の計量台9上の存在を検知する必要もない。
<Operation explanation of alarm signal output unit>
When the comparison / determination unit 52c determines that the above equation (4) is established, the alarm signal generation unit 52d generates and outputs an alarm signal for causing the alarm device 56 to generate an alarm in response to this determination. As a result, an alarm indicating that there is a failure is issued from the alarm device 56.
In this way, it is possible to accurately detect a failure of one of the half bridge circuits 15a and 15b with respect to an arbitrary load. Of course, the operator does not have to operate the zero adjustment device, and it is not necessary to detect the presence of the object to be weighed on the weighing table 9 by an article sensor or the like.

ところで、ストレインゲージ11〜14の吸湿や腐食などの要因による零点やスパンドリフト(故障)は徐々に(少量ずつ)生じるので、もし故障があっても自動零点トラッキング機能が動作する。したがって、自動零点トラッキング機能によって計量器の使用時に重量表示値が継続的に零表示になっていれば作業者は零点調整装置を操作すること、具体的に言えばキースイッチ55における零点調整キーを操作することがない。
フルブリッジ回路50の出力電圧は、図4に示されるように、風袋荷重が負荷された点が計量器としての零点になるので、図4に示されるが如くスパン係数kがk´に変動しても計量器の零点では(計量台9上に被計量物のない状態では)零点変動量としてのみ検出することができる。
もしスパン変動を原因とする零点変動であれば、自動零トラッキング装置にて零点をΔeだけ補正しても、任意の被計量物の荷重においてΔe≠Δe´であるからスパン変動分について精確な重量測定値を行うことはできない。
そうすると、従来事例のように作業者が零点調整装置を操作したときにのみ、ハーフブリッジ回路15a,15bの出力を故障判定するようにしていると、零点が自動補正されていてもスパン誤差によって多くの計量物に対して誤計量を実施してしまうことになる。
また、スパン変化率が許容精度を超えていても計量台9上に被計量物のない状態での零点変化量が小さければ故障とは検出せず零点調整を行うことで済ませられる事態も起きる。
By the way, zero points and span drifts (failures) due to factors such as moisture absorption and corrosion of the strain gauges 11 to 14 occur gradually (by a small amount), so that even if there is a failure, the automatic zero point tracking function operates. Therefore, if the weight display value is continuously displayed as zero when the weighing instrument is used by the automatic zero tracking function, the operator operates the zero adjustment device, specifically, the zero adjustment key on the key switch 55 is pressed. There is no operation.
As shown in FIG. 4, the output voltage of the full bridge circuit 50 is the zero point of the measuring instrument at the point where the tare load is applied. Therefore, as shown in FIG. 4, the span coefficient k varies to k ′. However, at the zero point of the weighing instrument (when there is no object to be weighed on the weighing table 9), it can be detected only as the zero point fluctuation amount.
If the zero point fluctuation is caused by span fluctuation, even if the zero point is corrected by Δe by the automatic zero tracking device, Δe ≠ Δe ′ at the load of any object to be measured. Measurement values cannot be taken.
Then, only when the operator operates the zero adjustment device as in the conventional case, the failure determination is performed on the outputs of the half bridge circuits 15a and 15b. Will result in incorrect weighing.
Further, even if the span change rate exceeds the allowable accuracy, if the zero point change amount in the state where there is no object to be weighed on the weighing table 9 is small, a failure may not be detected and the zero point adjustment may be performed.

<零点変動量の記憶値が含まれる荷重信号算出式の定義の説明>
そこで、零点調整機能も含めた重量測定値を求める数式をそれぞれのハーフブリッジ回路15a,15bの出力荷重信号にも適用する。
上記(1)式に零点メモリWzaを、上記(2)式に零点メモリWzbを用意して、下記式(5)および式(6)を定義する。
Wan=ka・(Wax−Wai)−Wza ・・・(5)
Wbn=kb・(Wbx−Wbi)−Wzb ・・・(6)
なお、それぞれの零点調整装置(零点調整キースイッチ)を特別に設けても良いが計量器としての重量測定値表示用の零点調整装置と操作、機能を兼用するものとする。
さらには双方共にドリフトメモリWda,Wdbを用意して(またはそれぞれWza,Wzbにその役割を兼用させても良い)、下記式(7)および式(8)を定義する。
Wan=ka・(Wax−Wai)−Wza−Wda ・・・(7)
Wbn=kb・(Wbx−Wbi)−Wzb−Wdb ・・・(8)
<Explanation of definition of load signal calculation formula including stored value of zero variation>
Therefore, the mathematical formula for obtaining the weight measurement value including the zero adjustment function is also applied to the output load signals of the respective half bridge circuits 15a and 15b.
The zero point memory Wza is prepared in the above equation (1) and the zero point memory Wzb is prepared in the above equation (2), and the following equations (5) and (6) are defined.
Wan = ka. (Wax-Wai) -Wza (5)
Wbn = kb · (Wbx−Wbi) −Wzb (6)
Each zero point adjusting device (zero point adjusting key switch) may be specially provided. However, the zero point adjusting device for displaying a weight measurement value as a measuring instrument is also used for operation and function.
Furthermore, both of the drift memories Wda and Wdb are prepared (or Wza and Wzb may also serve as their respective roles), and the following expressions (7) and (8) are defined.
Wan = ka. (Wax-Wai) -Wza-Wda (7)
Wbn = kb · (Wbx−Wbi) −Wzb−Wdb (8)

<零点変動量の記憶値が含まれる荷重信号算出式に基づく比較判定部の動作説明>
上記式(7)(8)に基づく下記式(9)で表される新たな判別式Dを定義する。
D=|Wan−Wbn| ・・・(9)
両方のハーフブリッジ回路15a,15bの出力信号に対しても自動零点トラッキングを動作させる。この場合、計量器が適正に零点調整して、または自動零点トラッキングがなされて使用され、かつ両方のハーフブリッジ回路15a,15bに同時に故障は起きないものとすると、上記式(9)で表される判別式Dの値は、任意の重量の被計量物の負荷時において、2組のハーフブリッジ回路15a,15bのいずれかのスパンの故障による変動量の大きさを表すので(下記具体例参照)、判別式Dの値によってスパン故障を評価・判定が可能になる。
<Description of Operation of Comparison Determination Unit Based on Load Signal Calculation Formula Including Memory Value of Zero Point Variation>
A new discriminant D represented by the following formula (9) based on the above formulas (7) and (8) is defined.
D = | Wan−Wbn | (9)
Automatic zero point tracking is also activated for the output signals of both half bridge circuits 15a and 15b. In this case, if the measuring instrument is used with zero adjustment properly or automatic zero tracking performed, and both the half bridge circuits 15a and 15b do not fail at the same time, the above equation (9) is obtained. The value of the discriminant D represents the amount of fluctuation due to the failure of one of the two half-bridge circuits 15a and 15b when an object with an arbitrary weight is loaded (see the specific example below). ), The span failure can be evaluated and determined by the value of the discriminant D.

<スパン故障の評価・判定の具体例の説明>
例えば、
計量台9へのゴミ付着による通常の零点変化量=10
ハーフブリッジ回路15bに固有の故障による零点変化量=5
ハーフブリッジ回路15bに固有の故障によるスパン変化量=3(但し1000の負荷に対してスパン誤差が3)
Wza=Wzb=0
とする。
計量台9上に被計量物がないときで、零点調整操作を行わない場合は、
Wan=10−0=10
Wbn=15−0=15
となる。
(1)零点調整操作をする。(Wzaへ10、Wzbへ15を記憶させる)
(または自動零トラッキングが動作している)
Wan=10−10=0
Wbn=15−15=0
(2)負荷を計量台へ置く。
Wan=1010−10=1000
Wbn=1015+3−15=1003
そして、上記式(9)に基づく判別式Dの値は、次のようにして求められる。
D=|Wan−Wbn|=3
こうして、零点調整操作をした場合でもスパン誤差が抽出される。
(3)零点調整操作をしないで負荷を計量台へ置く。
Wan=1010−0=1010
Wbn=1015+3−0=1018
そして、上記式(9)に基づく判別式Dの値は、次のようにして求められる。
D=|Wan−Wbn|=8
こうして、零点調整操作をしない場合はスパン誤差と零点誤差とが混合で抽出される。
<Description of specific examples of span failure evaluation / determination>
For example,
Normal amount of zero change due to dust adhering to the weighing platform 9 = 10
Zero change amount due to failure inherent in half-bridge circuit 15b = 5
Span change amount due to failure inherent in half-bridge circuit 15b = 3 (however, span error is 3 for 1000 loads)
Wza = Wzb = 0
And
If there is no object to be weighed on the weighing platform 9 and the zero adjustment operation is not performed,
Wan = 10-0 = 10
Wbn = 15-0 = 15
It becomes.
(1) Perform zero adjustment. (10 is stored in Wza and 15 is stored in Wzb)
(Or automatic zero tracking is working)
Wan = 10-10 = 0
Wbn = 15-15 = 0
(2) Place the load on the weighing platform.
Wan = 1010−10 = 1000
Wbn = 1015 + 3-15 = 1003
And the value of discriminant D based on said Formula (9) is calculated | required as follows.
D = | Wan−Wbn | = 3
Thus, the span error is extracted even when the zero adjustment operation is performed.
(3) Place the load on the weighing platform without adjusting the zero point.
Wan = 1010-0 = 01010
Wbn = 1015 + 3-0 = 1018
And the value of discriminant D based on said Formula (9) is calculated | required as follows.
D = | Wan−Wbn | = 8
Thus, when the zero adjustment operation is not performed, the span error and the zero error are extracted by mixing.

<判別式Dの他の態様例>
なお、判別式Dを下記式(3)´のように比率計算式で定義することもできる。
D=Wan/Wbn ・・・(3)´
そして、D=1より大きい値または小さい値に対してどれくらい離れているかについて評価しても良い。
<Another example of discriminant D>
The discriminant D can also be defined by a ratio calculation formula like the following formula (3) ′.
D = Wan / Wbn (3) ′
Then, it may be evaluated how far away from a value larger or smaller than D = 1.

<スパン変動の影響と判別式Dの値との関係の説明>
零点調整が適正になされていない状態で計量器が使用される場合は、零点異常による変動分にスパン異常による変動分が加味されたものが判別式Dの値として現われる。
台秤、料金秤のように度々、計量台9上に被計量物がない状態で用いられる計量器の場合はスパン変動分が評価される。
スパン変動量に対する計量精度から導出する誤差の許容値をErとすると、比較判定部52cは、下記式(10)が成立すれば、スパン故障であると判定する。
D>Er ・・・(10)
比較判定部52cによって上記式(10)が成立すると判定されたとき、この判定を受けて、警報信号生成部52dは、警報器56に警報を発生させるための警報信号を生成して出力する。これにより、スパン故障である旨の警報が警報器56から発せられる。
ところで、スパン変動によって発生する誤差量は被計量物の荷重の大きさに応じて異なる。したがって許容値Erも被計量物の負荷荷重の大きさによって異なる値が適用されなければならない。
そこで、任意の負荷荷重におけるスパンに関する許容誤差Erは、定格荷重を負荷した場合のWan+Wbn=Wabs、定格負荷時の許容スパン誤差をEsとすると、調整時点でEsとWabsの値を設定し、任意の負荷荷重におけるスパン許容誤差Erを下記式(11)のように定める。
Er=Es・{(Wan+Wbn)/Wabs} ・・・(11)
<Explanation of relationship between influence of span fluctuation and discriminant D value>
When the measuring instrument is used in a state in which the zero point adjustment is not properly performed, a value obtained by adding a variation due to the span abnormality to a variation due to the zero abnormality appears as the value of the discriminant D.
In the case of a measuring instrument such as a platform scale or a fee scale, which is often used in a state where there is no object to be weighed on the weighing platform 9, the span variation is evaluated.
Assuming that the error tolerance derived from the measurement accuracy with respect to the span variation amount is Er, the comparison / determination unit 52c determines that a span failure has occurred if the following equation (10) holds.
D> Er (10)
When the comparison / determination unit 52c determines that the above expression (10) is established, the alarm signal generation unit 52d generates and outputs an alarm signal for causing the alarm device 56 to generate an alarm in response to this determination. As a result, an alarm indicating that a span failure has occurred is issued from the alarm device 56.
By the way, the amount of error generated due to span variation differs depending on the magnitude of the load of the object to be weighed. Therefore, the allowable value Er must be different depending on the magnitude of the load on the object to be weighed.
Therefore, the allowable error Er related to the span at an arbitrary load is set to Es + Wabs at the time of adjustment, where Wan + Wbn = Wabs when the rated load is applied and Es is the allowable span error at the rated load. The span allowable error Er at a load of 1 is defined as in the following equation (11).
Er = Es · {(Wan + Wbn) / Wabs} (11)

<スパン変動の影響と判別式Dの値(比率の場合)との関係の説明>
なお、判別式Dの値を比率で表す場合は、定格荷重における許容精度をRs(%)とすると、
D<1−(Rs/100)
または、
D>1+(Rs/100)
であれば、比較判定部52cはスパン故障であると判定し、この判定を受けて、警報信号生成部52dは警報信号を出力する。
<Description of the relationship between the influence of span fluctuation and the value of discriminant D (in the case of ratio)>
When the value of the discriminant D is expressed as a ratio, if the allowable accuracy at the rated load is Rs (%),
D <1- (Rs / 100)
Or
D> 1+ (Rs / 100)
If so, the comparison / determination unit 52c determines that there is a span failure, and upon receiving this determination, the alarm signal generation unit 52d outputs an alarm signal.

<異常要因による零点変動の影響と判別式Dの値との関係の説明>
一方、コンベヤスケールなどのように長い期間零点へ戻らずに使用される計量器の場合は、零点異常による変動分が補正されずにWan,Wbnに含まれてしまうので、判別式Dの判定には異常要因による零点変動量についての許容値Ezを見込んだ値Er+Ezが設定されることが好ましい。
そして、
D>Er+Ez
の式によって故障判定がなされる。
ここで、Ezは定格荷重の何%という値に予め定められる。
<Explanation of the relationship between the influence of zero point fluctuation due to abnormal factors and the value of discriminant D>
On the other hand, in the case of a measuring instrument used without returning to the zero point for a long period of time such as a conveyor scale, the fluctuation due to the zero point abnormality is not corrected and is included in Wan and Wbn. Is preferably set to a value Er + Ez that allows for an allowable value Ez for the zero point variation due to an abnormal factor.
And
D> Er + Ez
The failure is determined by the following formula.
Here, Ez is preset to a value of what percentage of the rated load.

<スパン誤差の評価・判定の効果説明>
以上のように、WanおよびWbnを上記(5)(6)式または上記式(7)(8)のように設定し、WanおよびWbnに対して零点調整を自動または手動で適正に行っていれば、任意の重量を持つ被計量物を負荷した状態でスパン誤差を評価、判定することができる。
なお、ハーフブリッジ回路15a,15bの零点変動による故障の場合は零点調整が可能な範囲の変動であれば零点調整操作を行うことによって計量器を当面使用し続けることも可能であるが、スパン変動による故障であれば変動が許容値を上回る場合は計量器を使用し続けることはできない。
<Explanation of the effect of span error evaluation / determination>
As described above, Wan and Wbn are set as in the above formulas (5), (6) or the above formulas (7), (8), and zero adjustment for Wan and Wbn is performed automatically or manually appropriately. For example, the span error can be evaluated and determined in a state where an object to be weighed having an arbitrary weight is loaded.
In the case of a failure due to the zero point fluctuation of the half bridge circuits 15a and 15b, if the fluctuation is within a range where the zero point adjustment is possible, it is possible to continue using the measuring instrument for the time being by performing the zero point adjustment operation. If the fluctuation exceeds the allowable value, the meter cannot continue to be used.

<何れの側のハーフブリッジ回路が故障でスパン変動しているかについての説明>
本実施形態の故障診断装置20は、Wan,Wbnの値、またはこれらを下記表1に示されるように重量表示値WDa,WDbへ換算した値を、キースイッチ55を操作することによって表示装置54に表示させることができるようになっている。

Figure 0005679704
<Explanation as to which side of the half-bridge circuit has a span fluctuation due to a failure>
The failure diagnosis apparatus 20 of the present embodiment operates the key switch 55 to operate the display device 54 by converting the values of Wan and Wbn, or values obtained by converting them into weight display values WDa and WDb as shown in Table 1 below. Can be displayed.
Figure 0005679704

<重量表示値の説明>
Wnx(Wax,Wbx)の値は内部カウント値と呼ばれ、計量法によってその1カウントに対応するアナログ荷重信号は、表示重量値の最小表示量の少なくとも1/4以下の大きさに設定されている。反対に言えば、同じアナログ荷重電圧について、表示重量値の最小表示量の1カウントに対応する内部カウント数は4倍以上の値を持つように設定されている。
例えば、上記表1に示されるように、内部カウント値Wnxの4カウント分のアナログ荷重信号でもって表示重量値WD(WDa,WDb)の最小表示量の1カウントを表すように構成される。
WD(WDa,WDb)の1カウントが例えば計量器としての最小表示量0,5,0,5・・・とか0,2,4,6・・・とか0,10,20,40,60・・・(g)に対応する。
<Description of weight display value>
The value of Wnx (Wax, Wbx) is called an internal count value, and the analog load signal corresponding to one count is set to a size of at least 1/4 or less of the minimum display amount of the display weight value by the measurement method. Yes. Conversely, for the same analog load voltage, the internal count corresponding to one count of the minimum display amount of the display weight value is set to have a value that is four times or more.
For example, as shown in Table 1, it is configured to represent one count of the minimum display amount of the display weight value WD (WDa, WDb) with an analog load signal corresponding to four counts of the internal count value Wnx.
One count of WD (WDa, WDb) is, for example, the minimum display amount 0, 5, 0, 5..., 0, 2, 4, 6. -Corresponds to (g).

<自動零点トラッキングによる自動零点補正の説明>
自動零点トラッキングによる自動零点補正とは、Wnxを表す式(例えば、Wnx=k・(Wox−Wi)−Wz)に対してドリフトメモリWdを設け、Wnxを、
Wnx=k・(Wox−Wi)−Wz−Wd
と表し、表示重量値WDが0であるときのWnxの値を調べ(上記表1にて、表示値の0と記載した範囲)、Wnxの値が−1または1であるならWnx=0となる方向に自動的にドリフトメモリWdに対して+1又は−1を加算することによってWnx=0となる表1の真の零(センター零と呼ばれる)に入るように補正する。なお、零点メモリWzとドリフトメモリWdを一つの共通のメモリにしてもよい。
計量法に準拠して構成された計量器では被計量物が計量台9上から除去され、荷重信号が安定し重量表示値が零表示になったとき、自動的に上記の零点トラッキング操作が実施される。
<Description of automatic zero correction by automatic zero tracking>
Automatic zero point correction by automatic zero point tracking means that a drift memory Wd is provided for an expression (for example, Wnx = k · (Wox−Wi) −Wz) representing Wnx, and Wnx is
Wnx = k · (Wox−Wi) −Wz−Wd
And the value of Wnx when the display weight value WD is 0 (the range indicated as 0 of the display value in Table 1 above), and if the value of Wnx is −1 or 1, Wnx = 0. By automatically adding +1 or -1 to the drift memory Wd in a certain direction, correction is made so as to enter the true zero (referred to as center zero) in Table 1 where Wnx = 0. Note that the zero point memory Wz and the drift memory Wd may be one common memory.
The weighing instrument configured in accordance with the weighing law automatically performs the above zero tracking operation when the object to be weighed is removed from the weighing table 9 and the load signal is stabilized and the weight display value becomes zero. Is done.

<何れの側のハーフブリッジ回路が故障しているかの判定についての説明>
表示装置56の表示が零でない場合はキースイッチ55における零点調整キーを押してWanおよびWbnの零点を調整し、既知の重量値を持つ被計量物(例えば分銅)を計量台9上に置いてWna,Wbnまたはこれらの値を表示用重量値WDa,WDbに変換して表示させる。
作業者は既知の重量値とこれらの表示重量値を比較することによって何れの側のハーフブリッジ回路15a,15bが故障しているか容易に判定することができる。
仮に、ハーフブリッジ回路15aに異常がある場合は、作業者は計量器としての重量測定値の表示をハーフブリッジ回路15bの出力を持って行わせる旨の表示切り替え指令をやはりキースイッチ55の操作によって行い、変換部52fが重量測定値として2・Wbnを取り扱うようにする。なお、ハーフブリッジ回路15bが故障の場合は、ハーフブリッジ回路15aの出力に基づいて、変換部52fが重量測定値として2・Wanを取り扱うようにするのは言うまでもない。
<Explanation on which side of the half-bridge circuit is broken>
When the display of the display device 56 is not zero, the zero point adjustment key in the key switch 55 is pressed to adjust the zero points of Wan and Wbn, and an object to be weighed (for example, a weight) having a known weight value is placed on the weighing table 9 and Wna. , Wbn or these values are converted into display weight values WDa, WDb for display.
The operator can easily determine which side of the half-bridge circuits 15a and 15b has failed by comparing the displayed weight values with known weight values.
If there is an abnormality in the half-bridge circuit 15a, the operator also gives a display switching command to display the weight measurement value as a weighing instrument with the output of the half-bridge circuit 15b by operating the key switch 55. The conversion unit 52f handles 2 · Wbn as a weight measurement value. Needless to say, when the half-bridge circuit 15b fails, the converter 52f handles 2 · Wan as a weight measurement value based on the output of the half-bridge circuit 15a.

<何れの側のハーフブリッジ回路が故障によって零点変動しているかについての説明>
零点故障については、上記式(1)(2)式によるWan,Wbnまたは上記式(5)〜(8)におけるka・(Wax−Wai)およびkb・(Wbx−Wbi)の値のみを、またはこれらの値を零点変動量についての表示重量値としてWDa´,WDb´に換算して表示できるようにする。
作業者が零点変動量表示のキースイッチ55を操作すると、数式の上で零点変動について手動、自動による補正量が関与しない式(1)および式(2)式の値がそれぞれ表示されるようにする。
これら値には、上述した計量台9へのゴミの付着など両方のハーフブリッジ回路15a,15bに共通の要因による零点変動分や、零点におけるスパン変動量の分も含まれるが、一般にこれらの値は小さいとすれば、零点の状態(従来事例で言う特定の状態)、すなわち計量台9上に被計量物を置かない状態で両方の表示値の零の値からの偏差の大きさを比較すれば、零点からプラス方向或いはマイナス方向に大きく離れた値を示す方のハーフブリッジ回路15a,15bの零点異常とその程度が判明する。
零点異常を自動判定するようにした場合でも、2組のハーフブリッジ回路15,15bが双方とも同じ荷重変化に対いて同じ大きさの表示量だけ変化するように予めスパン調整されているので、零点変動の許容範囲は定格荷重のA%というように、同じ許容値を設定することができ、このように決定して設定した許容値と零点における式(1)および式(2)の値をそれぞれ比較して、上記の零点変動量についての表示重量値が設定した許容値を超えていれば異常警報し、いずれか故障している側を表示する。
<Explanation as to which side of the half-bridge circuit is fluctuating due to failure>
For zero point failure, only Wan, Wbn according to the above formulas (1) and (2) or the values of ka · (Wax−Wai) and kb · (Wbx−Wbi) in the above formulas (5) to (8), or These values can be converted into WDa ′ and WDb ′ and displayed as display weight values for the zero point variation.
When the operator operates the key switch 55 for displaying the zero variation, the values of the equations (1) and (2) that do not involve the manual and automatic correction amounts for the zero variation are displayed on the equation. To do.
These values include the zero fluctuation due to factors common to both the half-bridge circuits 15a and 15b, such as dust adhering to the weighing table 9, and the span fluctuation at the zero. Is small, compare the magnitude of the deviation from the zero value of both displayed values in the zero point state (a specific state in the conventional case), that is, without placing the object to be weighed on the weighing table 9. For example, the zero point abnormality and the degree of the half bridge circuit 15a, 15b which shows a value far away from the zero point in the plus or minus direction are found.
Even when the zero point abnormality is automatically determined, since the two sets of half bridge circuits 15 and 15b are previously adjusted in span so as to change the display amount of the same magnitude with respect to the same load change, The allowable range of fluctuation can be set to the same allowable value, such as A% of the rated load. The allowable value determined in this way and the values of the equations (1) and (2) at the zero point are respectively set. In comparison, if the display weight value for the zero point fluctuation amount exceeds the set allowable value, an abnormality alarm is given and either of the malfunctioning sides is displayed.

<より精確なスパン誤差の判定と故障時の誤差補償についての説明>
より精確にスパン誤差を判定し、かつ故障時にはより精確に被計量物の重量測定を出力するには、次のように調整時点て準備する。
一般に圧縮型ロードセル1や二重ビーム式ロードセル5などに適用される荷重センサは非直線性、ヒステリシス特性を有するので、零点調整を行った後に重量値Wsを負荷したときWan=WAを出力する荷重センサに対して任意の荷重Wxを負荷しても、下記式(12)で決まる直線上の出力は得られず、WxのWsまでの漸増、漸減荷重に対して図5のようにヒステリシス曲線を描く。
Wan=(WA/Ws)・Wx ・・・(12)
すなわち、図5に示されるように、任意の負荷荷重に対して荷重漸増時はex、荷重漸減時はex´の誤差を生じる。
<Explanation of more accurate span error determination and error compensation in case of failure>
In order to determine the span error more accurately and to output the weight measurement of the object to be measured more accurately at the time of failure, prepare at the time of adjustment as follows.
In general, load sensors applied to the compression load cell 1 and the double beam load cell 5 have non-linearity and hysteresis characteristics. Therefore, a load that outputs Wan = WA when a weight value Ws is loaded after zero adjustment is performed. Even if an arbitrary load Wx is applied to the sensor, the output on the straight line determined by the following equation (12) is not obtained, and a hysteresis curve is applied as shown in FIG. 5 for gradually increasing and decreasing loads of Wx to Ws. Draw.
Wan = (WA / Ws) · Wx (12)
That is, as shown in FIG. 5, an error of ex occurs when the load gradually increases and ex ′ when the load gradually decreases, with respect to an arbitrary load.

<より精確なスパン誤差の判定と故障時の誤差補償についての説明>
そこで、重量値が0からWsまでの間で複数通りの異なる被計量物を計量台9上へ負荷してそれぞれの負荷におけるWanを測定し、例えば図5に示されるように重量値Wx1,Wx2の被計量物を負荷したときの誤差が荷重漸増時はea1,ea2、荷重漸減時はea1´,ea2´が測定されたとすると、
荷重の増減時の平均値として、
Wx1負荷時は、測定値=(WA1+WA1´)/2=WA1a
に対する誤差=(ea1+ea1´)/2=ea1a、
Wx2負荷時は、測定値=(WA2+WA2´)/2=WA2a
に対する誤差=(ea2+ea2´)/2=ea2a、
と算出し、図6に示されるように、誤差−測定信号Wanの座標に置き換えて、図5に示される測定値を図6に示される座標にプロットし、一点鎖線で表わす2次曲線など誤差を表す下記式(13)で表される関数を決定し、誤差補償部52gはWanの値に対するexを求めて、Wanを下記式(14)で表されるように補正する。
ex=f(Wan) ・・・(13)
Wan+ex ・・・(14)
なお、Wbnについても同様にする。
このようにハーフブリッジ回路15a,15bの出力信号を補正することによって判別式Dの値はより精確に表されるので、より精確に故障判定を実施することができる。
また、スパン故障によって2組のハーフブリッジ回路15a,15bのいずれかの出力をもって計量器としての重量測定値に代替させる場合でも精確な値を与えることができる。
<Explanation of more accurate span error determination and error compensation in case of failure>
Therefore, a plurality of different objects to be weighed with a weight value between 0 and Ws are loaded onto the weighing table 9, and the wan at each load is measured. For example, as shown in FIG. 5, the weight values Wx1, Wx2 Assuming that the error when loading an object to be measured is ea1 and ea2 when the load is gradually increased, and ea1 ′ and ea2 ′ when the load is gradually decreased,
As an average value when the load increases or decreases,
At Wx1 load, measured value = (WA1 + WA1 ′) / 2 = WA1a
Error = (ea1 + ea1 ′) / 2 = ea1a,
At the time of Wx2 load, measured value = (WA2 + WA2 ′) / 2 = WA2a
Error = (ea2 + ea2 ′) / 2 = ea2a,
As shown in FIG. 6, the error-measurement signal Wan is replaced with the coordinates, and the measurement values shown in FIG. 5 are plotted at the coordinates shown in FIG. The function represented by the following formula (13) representing the error is determined, and the error compensation unit 52g obtains ex for the value of Wan, and corrects Wan as represented by the following formula (14).
ex = f (Wan) (13)
Wan + ex (14)
The same applies to Wbn.
Since the value of the discriminant D is expressed more accurately by correcting the output signals of the half-bridge circuits 15a and 15b in this way, the failure determination can be performed more accurately.
Further, an accurate value can be given even when the output of one of the two sets of half-bridge circuits 15a and 15b is replaced with a weight measurement value as a measuring instrument due to a span failure.

<本発明との語句の対応関係の説明>
荷重信号算出部52bが本発明の「被計量物重量値算出手段」および「荷重信号算出手段」に対応する。
比較判定部52cが本発明の「比較判定手段」に対応する。
警報信号生成部52dおよび警報器56を含む構成が本発明の「警報手段」に対応する。
選択判別部52eが本発明の「選択判別手段」に対応する。
変換部52fが本発明の「変換手段」に対応する。
誤差補償部52gが本発明の「誤差補償手段」に対応する。
メモリブロック53が本発明の「記憶手段」に対応する。
<Explanation of correspondence relationship of words with the present invention>
The load signal calculation unit 52b corresponds to the “object weight value calculation unit” and the “load signal calculation unit” of the present invention.
The comparison determination unit 52c corresponds to the “comparison determination unit” of the present invention.
The configuration including the alarm signal generation unit 52d and the alarm device 56 corresponds to the “alarm unit” of the present invention.
The selection determination unit 52e corresponds to the “selection determination unit” of the present invention.
The converter 52f corresponds to the “converter” of the present invention.
The error compensator 52g corresponds to the “error compensator” of the present invention.
The memory block 53 corresponds to “storage means” of the present invention.

〔第2の実施形態〕
図7には、本発明の第2の実施形態に係る故障診断装置の概略システム構成図が示されている。なお、先の実施形態の故障診断装置20と同一または同様のものについては図に同一符号付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては先の実施形態の故障診断装置20と異なる点を中心に説明することとする。
[Second Embodiment]
FIG. 7 shows a schematic system configuration diagram of a failure diagnosis apparatus according to the second embodiment of the present invention. Note that the same or similar parts as those of the failure diagnosis apparatus 20 of the previous embodiment are given the same reference numerals in the drawing, and detailed description thereof is omitted, and in the following, the failure diagnosis apparatus 20 of the previous embodiment and The explanation will focus on the differences.

本実施形態の故障診断装置20Aは、フルブリッジ回路15に対して設けられる、アナログ加算回路57と、A/D変換器58と、演算回路26とを備えている。
ここで、フルブリッジ回路15と演算回路26は、先の実施形態の故障診断装置20で使用されたものと共通のものである。
先の実施形態の故障診断装置20では、2つのA/D変換器24,25が用いられているが、本実施形態の故障診断装置20Aでは、1つのA/D変換器58が用いられる。
先の実施形態の故障診断装置20では、フルブリッジ回路15における接続点16の電位が+Vで接続点17の電位が零の直流電圧が印加されているが、本実施形態の故障診断装置20Aでは、接続点16の電位が+Vで接続点17の電位が−Vの直流電圧が印加されている。この場合、先の実施形態の故障診断装置20では必要とされる電圧参照用の固定抵抗21,22によるハーフブリッジ回路15a,15bは不要となる。
The failure diagnosis apparatus 20A of the present embodiment includes an analog adder circuit 57, an A / D converter 58, and an arithmetic circuit 26 that are provided for the full bridge circuit 15.
Here, the full bridge circuit 15 and the arithmetic circuit 26 are the same as those used in the failure diagnosis apparatus 20 of the previous embodiment.
In the failure diagnosis apparatus 20 of the previous embodiment, two A / D converters 24 and 25 are used, but in the failure diagnosis apparatus 20A of this embodiment, one A / D converter 58 is used.
In the fault diagnosis apparatus 20 of the previous embodiment, a DC voltage is applied in which the potential at the connection point 16 in the full bridge circuit 15 is + V and the potential at the connection point 17 is zero. A DC voltage is applied such that the potential at the connection point 16 is + V and the potential at the connection point 17 is −V. In this case, the half-bridge circuits 15a and 15b using the voltage reference fixed resistors 21 and 22 that are required in the failure diagnosis apparatus 20 of the previous embodiment are not necessary.

アナログ加算回路57は、第1演算増幅器61と、第2演算増幅器62と、第3演算増幅器63と、第4演算増幅器64と、第5演算増幅器65とを備えて構成されている。
第1演算増幅器61において、入力正端子61aはフルブリッジ回路15の接続点18に接続され、入力負端子61bは出力端子61cに接続され、出力端子61cは抵抗器66,67に接続されている。
第2演算増幅器62において、入力正端子62aはフルブリッジ回路15の接続点19に接続され、入力負端子62bは出力端子62cに接続され、出力端子62cは抵抗器68および第4演算増幅器64の入力正端子64aにそれぞれ接続されている。
第3演算増幅器63において、入力正端子63aは、抵抗器68に接続されるとともに、抵抗器69を介して回路のアース70に接続され、入力負端子63bは、抵抗器66に接続されるとともに、抵抗器71を介して出力端子63cに接続され、出力端子63cはアナログスイッチ72を介してA/D変換器58に接続されている。
第4演算増幅器64において、入力正端子64aは第2演算増幅器62の出力端子62cおよび抵抗器68にそれぞれ接続され、入力負端子64bは、抵抗器73を介して回路のアース70に接続されるとともに、抵抗器74を介して出力端子64cに接続され、出力端子64cはアナログスイッチ75を介してA/D変換器58に接続されている。
第5演算増幅器65において、入力正端子65aは抵抗器76を介して回路のアース70に接続され、入力負端子65bは、抵抗器67に接続されるとともに、抵抗器77を介して出力端子65cに接続され、出力端子65cはアナログスイッチ78を介してA/D変換器58に接続されている。
The analog adder circuit 57 includes a first operational amplifier 61, a second operational amplifier 62, a third operational amplifier 63, a fourth operational amplifier 64, and a fifth operational amplifier 65.
In the first operational amplifier 61, the input positive terminal 61a is connected to the connection point 18 of the full bridge circuit 15, the input negative terminal 61b is connected to the output terminal 61c, and the output terminal 61c is connected to the resistors 66 and 67. .
In the second operational amplifier 62, the input positive terminal 62 a is connected to the connection point 19 of the full bridge circuit 15, the input negative terminal 62 b is connected to the output terminal 62 c, and the output terminal 62 c is the resistor 68 and the fourth operational amplifier 64. Each is connected to the input positive terminal 64a.
In the third operational amplifier 63, the input positive terminal 63a is connected to the resistor 68, and is connected to the circuit ground 70 via the resistor 69, and the input negative terminal 63b is connected to the resistor 66. The output terminal 63 c is connected to the A / D converter 58 via the analog switch 72.
In the fourth operational amplifier 64, the input positive terminal 64a is connected to the output terminal 62c of the second operational amplifier 62 and the resistor 68, respectively, and the input negative terminal 64b is connected to the circuit ground 70 via the resistor 73. At the same time, the resistor 74 is connected to the output terminal 64 c, and the output terminal 64 c is connected to the A / D converter 58 via the analog switch 75.
In the fifth operational amplifier 65, the input positive terminal 65 a is connected to the circuit ground 70 via a resistor 76, and the input negative terminal 65 b is connected to a resistor 67, and is also connected to a output terminal 65 c via a resistor 77. The output terminal 65 c is connected to the A / D converter 58 via the analog switch 78.

本実施形態の故障診断装置20Aにおいては、計量器用のアナログ荷重信号は第3演算増幅器63において合成される。
接続点18側のハーフブリッジ回路15aの出力荷重信号がeoa、接続点19側のハーフブリッジ回路15bの荷重信号がeobであり、A/D変換器58は全ての信号に兼用して1個のみ設けられ、その入力がアナログスイッチ72,75,78によって切り換えられる。このように適宜A/D変換器の使用個数は選択すればよい。
In the failure diagnosis apparatus 20A of the present embodiment, the analog load signal for the weighing instrument is synthesized by the third operational amplifier 63.
The output load signal of the half-bridge circuit 15a on the connection point 18 side is eoa, the load signal of the half-bridge circuit 15b on the connection point 19 side is eob, and only one A / D converter 58 is used for all signals. The input is switched by analog switches 72, 75, 78. Thus, the number of A / D converters used may be selected as appropriate.

以上、本発明のストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 The strain gauge type load cell failure diagnosis apparatus of the present invention has been described based on a plurality of embodiments. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiments, and is described in each embodiment. The configuration can be changed as appropriate within a range not departing from the gist, such as appropriately combining the configurations.

本発明のストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置は、計量器の種類や計量動作中であるか否かといった計量条件に関わらず、ストレインゲージ式ロードセルの故障を精確に検出することができるという特性を有していることから、コンベヤスケールやホッパスケール、トラックスケール、台秤、料金秤などの計量器で使用されるストレインゲージ式ロードセルの故障診断の用途に好適に用いることができる。 The strain gauge load cell failure diagnosis device of the present invention has the characteristic that it can accurately detect a strain gauge load cell failure regardless of the weighing conditions such as the type of weighing instrument and whether or not the weighing operation is in progress. Therefore, it can be suitably used for fault diagnosis of strain gauge type load cells used in measuring instruments such as conveyor scales, hopper scales, track scales, platform scales, and fee scales.

1 圧縮型ロードセル
5 二重ビーム式ロードセル
9 計量台
15a ハーフブリッジ回路
15b ハーフブリッジ回路
20 故障診断装置(第1の実施形態)
20A 故障診断装置(第2の実施形態)
52b 荷重信号算出部(荷重信号算出手段)
52c 比較判定部(比較判定手段)
52d 警報信号生成部(警報手段)
52e 選択判別部(選択判別手段)
52f 変換部(変換手段)
52g 誤差補償部(誤差補償手段)
53 メモリブロック(記憶手段)
56 警報器(警報手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compression type load cell 5 Double beam type load cell 9 Weighing table 15a Half bridge circuit 15b Half bridge circuit 20 Failure diagnosis device (first embodiment)
20A Fault diagnosis device (second embodiment)
52b Load signal calculation unit (load signal calculation means)
52c Comparison determination unit (comparison determination means)
52d Alarm signal generator (alarm means)
52e Selection discrimination unit (selection discrimination means)
52f Conversion unit (conversion means)
52g Error compensator (error compensation means)
53 Memory block (storage means)
56 Alarm (alarm means)

Claims (7)

2組のハーフブリッジ回路にて1つのフルブリッジ回路が構成されるとともに、前記2組のハーフブリッジ回路の出力をそれぞれのハーフブリッジ回路別に得ることにより当該ストレインゲージ式ロードセルに支持される計量台に載置された被計量物の重量値を前記それぞれのハーフブリッジ回路の出力別に算出する被計量物重量値算出手段を備えて構成されるストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置であって、
所定の計量精度または所定の定格荷重に基づいて定められる許容値を記憶する記憶手段と、
前記計量台上に任意の大きさの力または荷重が負荷された状態にあるときに、前記2組のハーフブリッジ回路の出力信号において各出力信号に含まれる運転中の零点変動成分が除去された出力信号から算出した重量値を比較し、その比較した結果が前記許容値を超えているか否かを判定する比較判定手段と
を備えることを特徴とするストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置。
A full bridge circuit is constituted by two sets of half-bridge circuits, and an output of the two sets of half-bridge circuits is obtained for each half-bridge circuit, thereby providing a weighing platform supported by the strain gauge load cell. A strain gauge type load cell fault diagnosis device comprising weighted object weight value calculating means for calculating a weight value of a placed object to be weighed for each output of each half bridge circuit,
Storage means for storing an allowable value determined based on a predetermined weighing accuracy or a predetermined rated load;
When the force or load of an arbitrary magnitude is loaded on the weighing platform, the operating zero point fluctuation component included in each output signal is removed from the output signals of the two sets of half bridge circuits . A strain gauge type load cell fault diagnosis apparatus comprising: a comparison determination unit that compares weight values calculated from output signals and determines whether the comparison result exceeds the allowable value.
前記計量台上に被計量物が存在しない状態または任意の荷重の被計量物が存在する状態において、前記比較判定手段によって前記2組のハーフブリッジ回路の出力信号から算出した重量値の比較結果が前記許容値を超えていると判定されたときに、警報を発する警報手段が設けられる請求項1に記載のストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置。   In a state where an object to be weighed does not exist on the weighing table or an object to be weighed of an arbitrary load exists, the comparison result of the weight value calculated from the output signals of the two sets of half bridge circuits by the comparison determination unit is The strain gauge type load cell failure diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising an alarm unit that issues an alarm when it is determined that the allowable value is exceeded. 前記2組のハーフブリッジ回路の出力信号から算出した重量値のそれぞれが、同じ大きさの負荷荷重に対して同じ大きさの被計量物重量値となるような演算処理を実行する荷重信号算出手段が設けられる請求項1または2に記載のストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置。   Load signal calculation means for executing calculation processing such that each of the weight values calculated from the output signals of the two sets of half-bridge circuits has the same weight value for the load to be measured. The fault diagnostic apparatus for a strain gauge type load cell according to claim 1 or 2, wherein: 前記計量台上に被計量物が存在しない状態または既知の重量値を持つ被計量物が載置された状態において、前記2組のハーフブリッジ回路のいずれが故障であるかを選択判別する選択判別手段が設けられる請求項3に記載のストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置。   Selection determination for selecting and determining which of the two sets of half-bridge circuits is faulty in a state where an object to be weighed does not exist on the weighing platform or a object to be weighed having a known weight value is placed 4. The strain gauge type load cell failure diagnosis apparatus according to claim 3, wherein a means is provided. 前記選択判別手段によって前記2組のハーフブリッジ回路の一方が故障であると選択判別されたとき、前記2組のハーフブリッジ回路の他方の出力信号を、前記計量台上の被計量物の重量測定用の出力信号として重量測定値に変換する変換手段が設けられる請求項4に記載のストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置。   When the selection determining means selects and determines that one of the two sets of half-bridge circuits is faulty, the other output signal of the two sets of half-bridge circuits is used to measure the weight of an object to be weighed on the weighing platform. 5. A strain gauge type load cell fault diagnosis apparatus according to claim 4, wherein conversion means for converting the weight measurement value into an output signal for use is provided. 前記荷重信号算出手段による演算処理に際して、手動零点調整および/または自動零点トラッキングによって得られる零点変動量の記憶値が含まれる荷重信号算出式が用いられる請求項3に記載のストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置。   4. The failure of the strain gauge load cell according to claim 3, wherein a load signal calculation formula including a stored value of a zero fluctuation amount obtained by manual zero adjustment and / or automatic zero tracking is used in the calculation processing by the load signal calculation means. Diagnostic device. 前記荷重信号算出手段による演算処理を経て得られる前記2組のハーフブリッジ回路の出力信号から算出した重量値のそれぞれについて負荷荷重に対応する出力誤差を補償する誤差補償手段が設けられる請求項3に記載のストレインゲージ式ロードセルの故障診断装置。   The error compensation means for compensating the output error corresponding to the load load for each of the weight values calculated from the output signals of the two sets of half-bridge circuits obtained through the arithmetic processing by the load signal calculation means is provided. The strain gauge type load cell failure diagnosis apparatus described.
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