JPH01250028A - 秤量装置、ロードセル及びロードセルの製作方法 - Google Patents
秤量装置、ロードセル及びロードセルの製作方法Info
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- JPH01250028A JPH01250028A JP63298432A JP29843288A JPH01250028A JP H01250028 A JPH01250028 A JP H01250028A JP 63298432 A JP63298432 A JP 63298432A JP 29843288 A JP29843288 A JP 29843288A JP H01250028 A JPH01250028 A JP H01250028A
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Classifications
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- G01G3/1402—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01G3/1406—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports combined with special measuring circuits
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- G01G3/18—Temperature-compensating arrangements
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
うな」デジタルロードセル及びカウンタフォースとして
のロッカーピンの使用、並びにモジュラデジタルロード
セルの製作方法に関する。
Golumn)であり、秤量装置においてここ数年の間
1通常、荷重伝達装置として用いられてきた。ロッカー
ピンの主要な利点は、それを自立構造、すなわち、柱脚
又は接地端を支点として撓んだ普通の直立ビンがたわみ
を与える荷重が取り除かれたとき元の直立姿勢に復元す
る構造とすることができることである。自立構造特性は
、秤量の際に一時的な面荷重を受ける場合に利点を有す
る。自立構造特性は、ビンの各端面の曲率半径がビン全
高の半分より大きくなるようにビンを機能的に製作する
ことによって得られる。ロッカーピンは、又、要求され
る全形状が円形であり、これはビンを旋盤上で回転させ
ることにより達成されるので、筒型に製作できる。ドリ
ル加工、タップ立て又はマシンニングは要求されない。
ており、秤量装置のカウンタフォースに採用されてきた
。しかし、これに関するコラムの性能は全体としては満
足できるものではなかった。なぜならば主として非線形
問題があるためである。荷重が負荷されたコラムは、大
きさの等しくない引張ひずみ及び圧縮ひずみを生じ、大
きさのほぼ等しい引張ひすみ及び圧縮ひずみを生ずるカ
ウンタフォースに比べ、非線形ひずみ特性を発生させる
。ある線形補償は。
インゲージブリッジ回路に加えてブリッジ回路の電圧を
変化させ非線形を補償することにより達成されてきた。
利な点として残る。
びマイクロプロセッサを搭載した。
リント基板に電子回路が配線されている。この開発によ
って、ロードセルの色々な不正確さをデジタル補償する
ことができるようになった。
ルの本質的な不利な点として非線形問題があった。本発
明の目的はカウンタフォースとしてロッカーピンを用い
たロードセルを提供することである。その他の目的とし
て、コラムロードセルに関連した従来の不利な点を克服
することであり、又、モジュラ設計の、がっ。
デジタル分析及び補償を許容しかつ必要とするように密
閉されたデジタルロードセルを提供することである。
しての秤量装置は5両端に曲面の載荷面を持ったーユニ
ットのコラムのロッカーピンカウンタフォースを有する
。各載荷面の曲率半径はコラム高の半分よりも大きい。
器がコラムの回りに搭載されている。
作用する荷重のデジタル表示を与えるためにカウンタフ
ォースと連関している。カウンタフォースのための線形
補償係数を蓄積する手段が、該デジタル表示を線形補償
係数と結合してカウンタフォースに作用する荷重の補償
デジタル表示を与える手段と共に備えられている。
されたデジタル回路板を有するロードセルは、該回路板
及びカウンタフォースの変換器取付部のためのシールさ
れた包囲体を備えている。外部通信のために、コネクタ
といった装置が包囲体を貫通して回路板への信号経路を
与える。回路板は、デジタル重量読み値を与え、がっ、
それらを包囲体を貫通する経路に伝達する回路を有し、
又、蓄積されたデジタル補償係数を該重量読み値に適用
する手段を有する。該ロードセルは、製作後に包囲体内
の物理的調整をする必要がなく、包囲体を貫通する信号
経路を用いて制御され補償される。−又はそれ以上の秤
量装置内のそういった数多くのモジュラロードセルを一
つの共通のコントローラに接続し、かつ、一つのローカ
ルエリアネットワーク内で互いに接続することができる
。
前に決定された線形補償係数をN積して重量読みに値に
適用しても良い。
ードセルは、ステンレススチール製又はそれと同様のロ
ッカーピンカウンタフォース12を有する。プリント基
板14がカウンタフォースに取り付けられており、そし
て一般的に設計された包囲体15が該基板及びカウンタ
フォースの大部分を包囲している。プリント基板工4は
、アナログ−デジタル変換器及びマイクロプロセッサを
有するロードセルと連関した電子回路を含んでいる。こ
れについては、後で詳しく述べる。プリント基板14は
、スクリュ17をスペーサを貫通させてカウンタフォー
スのボディまで到達させることにより、カウンタフォー
ス12に固定されている。カウンタフォース、回路板及
び包囲体を組み合わせることにより一般的に設計された
デジタルロードセル20が形成される。
した上部包囲体21及び下部包囲体22を有する。両部
材ともステンレススチールであることが好ましい、上、
下部包囲体21゜22は各々、開口端の縁から外側へ放
射状に広がったフランジ23.24を有する。フランジ
23.24は上部包囲体及び下部包囲体を結合するよう
に互いに溶接されている。中央開口部25.26が上下
部包囲体21.22の閉じた側の端部に設けられており
、該開口を通してカウンタフォース12の外端部が突出
している。
28でカウンタフォース12の肩に溶接されている。上
部包囲体21に一組の放射状の開口30.31が備えら
れている。電気コネクタ33は、開口30を通って突出
しており、かつ、上部包囲体21の壁の該開口を形成す
る部分に溶接されている。電気配線34はコネクタ33
から包囲体15内の回路板14上のコネクタへと延びて
いる。換気管36は、開口31を通って突出しており、
かつ、上部包囲体21の壁にはんだづけされてその位置
に固定されている。換気管36は包囲体15の内部を清
掃し。
ることを可能にする。
ース12は、横センタライン50を軸に縦に対称なシリ
ンダ状のコラムの形状を全長に渡り成している。小径部
52はセンタライン50から各々の方向に延び、上体部
54及び下体部55と合体する。上層57−ここに上部
包囲体21が溶接されている−は上体部54から上首5
8へと延び、該上首は上部載荷面60で終結している。
接されている−は下体部55から上首63へと延び、該
上首は下部載荷面65で終結している。各々の載荷面6
0.65は、ビンを自立させるため、すなわち、ビンが
端面80,65のいずれか一つで支持されて、直立した
ビンに荷重が作用してたわみが生じている場合に、この
荷重が除去されたときにビンが元の直立位置に戻るよう
にするために、ロッカーピンの全高の半分より大きな曲
率半径を有する0回路板14をカウンタフォースに取り
付けるスクリュ17を受けるための、タップを切った一
組の孔68.68が上体部54に設けられている。カウ
ンタフォース12は、孔68.88を除き、ドリル加工
、タップ立て又はその他のマシンニングを必要とせず、
旋盤上で直円シリンダロッド又はバーを回転させるとい
う非常に経済的な方法で製作することができる。
は、カウンタフォースの小径部52はこの部分に望まし
い範囲のひずみを与える。
、第4図に示すように、小径部520回りに配設されて
いる。−組の圧縮検出ストレインゲージ75.76はそ
れぞれ直径−Fの互いに反対の位置であってセンタライ
ン50の上下の位置で小径部52に取り付けられている
。これらのストレインゲージのひずみ検出素子は。
みを検出するために、ロッカーピンの縦方向に配列され
る。−組の引張検出ストレインゲージ79.80は同一
直径上の互いに反対の位置であってセンタライン50を
中心として圧縮検出ゲージと反対の位置に取り付けられ
ている。引張検出ゲージ79.80のひずみ検出素子は
、a筒面80,65に圧縮荷重が作用したときに小径部
52の周長が増加することにより明白となる引張ひずみ
を検出するために、横センタライン50と同方向になる
ように一般的に配列される。温度検出ニッケル抵抗82
は。
タライン上の位置で小径部52に取り付けられている。
14をカウンタフォース12にスクリュ17で取り付け
てカウンタフォース及びプリント基板間の結線を行なう
ことによるアセンブリーが行なわれる。コネクタ33及
び換気管36は上部包囲体21に溶接又ははんだづけさ
れている、カウンタフォース及び回路板は上部包囲体2
1に取り付けられ、そして回路板及びコネクタ33間の
結線が行なわれる。上部包囲体21は、数字27で示さ
れるように、カウンタフォース12の上部57に溶接さ
れる。下部包囲体22が、次に、上部包囲体21に取り
付けられ、上下両包囲体はフランジ23.24で互いに
溶接される0次に、下部包囲体22は。
部62に溶接される。次に、アセンブリーは換気管36
を通じて清掃され、そして換気管は、電子回路及びカウ
ンタフォースの荷重非接触部分を包囲体15内に密閉し
てシールするために、締め付けられ、かつ、溶接されて
閉じられる。この結果、ロードセルをコンピュータ又は
その他のコントローラに接続するコネクタ33を通じて
のみ調整され、補償され、又。
ばならない、N閉されてシールされた自蔵デジタルロー
ドセルとなる。したがって。
理的干渉を受けることなく遠隔位置から行なうことがで
きる。これにより、ロードセ゛ ルを、秤量システムに
おけるモジュラで互換性のある組立ユニットとすること
ができる。
ロッカーピンカウンタフォースは。
がなくてもロードセルとして使用することができる。同
様に、モジュラデジタルロードセルの形成のための他の
形のカウンタフォースも用いることができる。
と、これによりロッカーピンの縦軸に平行に圧縮ひずみ
が生じ、それはストレインゲージ75.76で検出され
る。小径部52は放射状に増大して極めて小さい引張ひ
ずみを生じる。この引張ひずみはゲージ79.80で検
出される。圧縮ひずみは引張ひずみよりも十分に大きい
ため、ストレインゲージ75.76゜79.80で形成
されるブリッジ回路の出力は事実上非線形である。上述
した通り、このことがコラムロードセルの使用における
従来の大きな欠点である。
ジタルロードセルは、ブリッジ回路90をなすように接
続されたストレインゲージ75.7B、79.80を有
する。このブリッジ回路は前置増幅器92にアナログ重
量信号を与える。前置増幅器92がらの重量信号は、ア
ナログフィルタ94を介してアナログスイッチ96の一
入力端へ運ばれる。スイッチ96の出力は多段集積アナ
ログ−デジタル(A−D)変換11(10の入力側へ接
続される。ニッケル抵抗82は、ブリッジ回路に直列に
接続され、前置増幅器101を介してアナログスイッチ
96の他の一の入力側に信号を与える。ブリッジ回路9
0への電流は電源103によって供給される。該電源は
、又、アナログスイッチ96を介して、多段集積A−D
変換器1(10に既知の基準電位を与える。A−D変換
器1(10の出力は。
プロセッサとしてインテル8344を使用することが好
ましい。マイクロプロセッサ105は、アナログスイッ
チ96の作動を制御してブリッジ回路90からのアナロ
グ重量信号とニッケル抵抗82からの温度表示信号をA
−D変換器1(10によりデジタル形に変換し自己に伝
達させる。
D変換m10Oから受信したデータ及びリモートコント
ローラあるいはコンピュータから受信したデータを蓄積
するROM、EEPROM及びFLAMを有するメモリ
105aを備えている。マイクロプロセッサ105は5
又。
等品に接続された、コントローラ又はコンピュータと通
信するためのシリアルインタフェイスユニット105b
を備えている。
車両秤量用の秤量装置が示されている。このシステムは
、上述した。トラックのような車両を支えるのに適した
荷重受部125を支持する八つのデジタルロードセル2
0を有する。ロードセル20は、ジャンクションボック
ス127を介して互いに接続されており、更にバス12
8を通して主コントローラ130へ接続されている。主
コントローラは、プリンタとかホストコンピュータとい
った−又はそれ以上の周辺装置132へ接続しても良い
。デジタルロードセル20及び主コントローラ130は
。
ル20が奴隷の役割を実行するLAN(Local A
rea Network ローカルエリアネットワー
ク)を形成するように構成され、かつ、プログラムされ
ている。LANには、好ましくは、インテル・ビットバ
ス(Intel BITBUS)通信システムを用いる
。
AMメモリ140a及びシリアルインタフェイスユニッ
ト140bを備えたマイクロプロセッサ140を有する
。このマイクロプロセッサはインテル8344が好まし
い。マイクロプロセッサ140は、デジタルロードセル
20と通信するために、シリアルインタフェイスユニッ
ト140bに接続された励振器142及び受信機143
を介してバス128へ接続されている。マイクロプロセ
ッサ140は、又。
クロック154及び−組のデュアルトランスミッタ15
6,157とが接続されたアドレス・データバス150
とも通信する。トランスミッタ156,157はバス1
50をプリンタ160、ホストコンピュータ161.バ
ーコードエンコーダ163及びシリアルインプット/ア
ウトプットライン164といった種々の周辺装置に接続
する。パラレルインプット/アウトプットライン166
は、又、ラッチ167を介してバス150に接続されて
いる。
74を介して、7桁真空螢光デイスプレィ172に重量
データを供給する。キーボード180は、システムのキ
ャリブレーション及びセットアツプの間に手動の選択や
種々のモード及びオプションをインプットするため、並
びにシステムのオペレーションの僅かな変更を行なうた
めに、キーボードドライブ182を介してマイクロプロ
セッサ140へ接続されている。
システムのキャリブレーション及びセットアツプの間に
決定される種々のキャリブレーション係数や同様な情報
を蓄積するために、マイクロプロセッサ140に接続さ
れている。
トレド・スケール・コーポレーションによってモデル8
530デジタルインジケータとしそ製造販売されている
。
、LANの主人として作動する主コントローラは、LA
Nの衛星あるいは奴隷として作動する各ロードセルに対
しデータ送信を行なうよう、それらからの重量データを
受信するのに望ましいレートでもって命令する。各ロー
ドセルからのデータは一定事項に関して操作され、秤量
装置の他のロードセルからのデータと合計され、その和
は、最終表示重量を生じさせるために、更に操作される
。
が、各ロードセル又は一のA−D変換器を共有する各グ
ループのロードセルのデジタル出力を、共通のバスを介
さずにむしろ個々に主コントローラに接続することもで
きる。必須の特質は、主コントローラが複数ロードセル
の個々のデジタル情報を受信し、それを操作することで
ある。
主コントローラあるいはホストコンピュータの奴隷とし
て動作し、かつ、自己になされた命令に応答するように
プログラムされている。一のロードセルは、コントロー
ラと共に一つで働くこともできるし、又は共通のコント
ローラもしくは主コントローラと共に複数ロードセル秤
量装置内のもしくは複数ロードセル秤量システム内の一
ロードセルとして働くこともできる。後者の場合、各ロ
ードセルはメモリ内に蓄積された唯一のアドレスを有し
、このアドレスに対してのみ主コントローラが命令を送
信することができるようになっている。すべてのロード
セルは製作される時に同一のアドレスが与えられ、この
アドレスは、必要ならば、秤量装置のセットアツプ時に
唯一のアドレスと置換される。
及びスパンに影響を与える温度影響。
ようにプログラムされている。補償係数値を含む使用さ
れる補償アルゴリズムはロードセルのメモリに蓄積され
る。該係数値はロードセルの製作時に決定される。係数
は、ロードセルをそれの製作時にホストコンピュータに
接続し、ロードセルを、補償アルゴリズムにおいて使用
するデータを得るために必要な異なる荷重及び温度条件
下に置き、そして個々の係数を得るために該データを用
いて決定される0次に。
されそしてメモリに蓄積される。
D−Wet (1+ Wet・E)ここで、Wcは線形
に対する補償が行なわれた重量、WILは補償が行なわ
れていない重量の読み、D及びEは係数である。係数の
値は、半荷重及び全荷重の重量の読みを得て、それを方
程式に代入することにより決定される。Wet及びWH
Iは半荷重の場合の値、WG2及びWl、2は全荷重の
場合の値であり、そして、Wr、MをW、t2に等しい
とおけば。
与えられる係数り及びEの値は。
ードセルに伝達される。
ートは、単一又は複数ロードセルシステムのいずれかに
接続され、かつ、キャリブレーション又は通常の操作が
行なわれているデジタルロードセルのオペレーションを
示す。ブロック250の5TARTの後、オペレーショ
ンは、ブロック251において「サイレント」モードで
始まる。これは本質的には、ローカルモードであり2本
モードでは、主コントローラ又はホストコンピュータは
ロードセルとは通信を開始しない状態にある。ブロック
252でロードセルのアドレスがメモリから呼び出され
、その有効性がブロック253でチエツクされる。
1あるいは240といったアドレスがブロック255で
ロードされる。蓄hフされたアドレスは有効であるとの
決定の後、又は新たなアドレスが割り当てられた後、オ
ペレーションは直接、又は、ポイント254を通り、ブ
ロック257へ進み、ここで、ROMのエラーに対する
チエツクがなされ、そのようなエラーが発見された場合
には合図が設定される。次に、ブロック259において
、第5図のニッケル抵抗82から温度の読みが得られ、
補償に用いるために蓄積される。ブロック260におい
て、デジタル重量の読みが得られ5 レンジから外れて
いるという負の合図がクリアされる。重量の読みは5そ
れがレンジから外れているか否かを決定するために、ブ
ロック262でチエツクされる。外れていない場合、オ
ペレーションはポイント264を通りブロック268(
第9B図)へ進み、ここで、データは補償されるべきか
、又はこのままの生の形にしておくかについての決定が
なされる0重量の読みがレンジから外れているとブロッ
ク262で決定されたならば、ブロック269で合図が
設定され、オペレーションはポイント270を通りブロ
ック272へ進む。同様に、重量の読みは生のまで良い
とブロック268で決定されたならば、オペレーション
はポイント270を通りブロック272へとジャンプす
る。
る温度補償を行なうサブルーチンがブロック275で実
行される。ブロック276でサブルーチンrL r N
C0RJが使用され。
読みが補償される。ブロック277及びブロック278
で、スパントリム係数による重量の読みを修正するサブ
ルーチン、及びロードセルのクリープに対する重量の読
みを補正するサブルーチンが、それぞれ実行される。
モリエラーとレンジを外れたデータとが調査され、いず
れかの状態が発見された場合、適当なエラーコードがロ
ードされる。オペレーションは、次に、ポイント284
を通ってブロック286(第9C図)へ進み、ここで、
ロードセルがサイレントモードであるが否がが決定され
る。サイレントモードでない場合、重量及び温度の読み
は、ブロック288において伝達のためのシリアルバッ
ファヘロードされ5オペレーシヨンはブロック290へ
進む。ロードセルがサイレントモードである場合、ブロ
ック288をスキップして、ポイント291を経由して
ブロック290へ進み、ここで、ホストコンピュータ又
は主コントローラから受信したいずれのメツセージに対
してもチエツクがなされる。もし、メツセージがなく、
かつ、セルがブロック292で決定されるサイレントモ
ードならば、オペレーションはポイント293を通りメ
インループのブロック252に戻り、上述のオペレーシ
ョンが繰り返される。ロードセルがサイレントモードで
ないとき、オペレーションは1重量と温度の読みが主コ
ントローラ又はホストコンピュータに伝達されたことを
示しながら、シリアルバッファが空になるまでブロック
292からブロック295へ進み、ポイント296を通
ってループを繰り返す、そのとき、オペレーションはポ
イント293を通りメインループのブロック252(第
9A図)へ戻る。
、オペレーションはポイント298を通ってブロック3
(10(第9D図)へ進み、ここでメツセージの有効性
が決定される。メツセージが有効でないとき、その効果
に対する応答がブロック301で送信され、オペレーシ
ョンはポイント296を通りブロック295へ戻る。メ
ツセージは有効とブロック3(10で決定されたとき、
オペレーションは、メツセージの内容を決定するために
ポイント303を通りブロック305(第9E図)へ進
む、リセットのコマンドメツセージは、オペレーション
を5TARTポイント250に戻す。ブロック307で
メツセージはデータ出力を活性化するコマンドであると
決定されたならば、サイレントモードはブロック308
で無力化され、アクティブデータモードが設定される。
ク311(第9M図)へ進み、命令が履行されたことを
コントローラ又はホストコンピュータに応答する。この
サイクルは、次に、データを伝達するため、ポイント2
96を通ってブロック295(第9C図)へ進み、そし
てブロック252のオペレーションの始めに戻る。
のであるとブロック307(第9E図)で決定されたな
らば、オペレーションはポイント315を通ってブロッ
ク316(第9F図)へ進み、メツセージが生のデータ
に対するコマンドあるいは補償された形のデータに対す
るものであるか否かを決定する。いずれかの形のデータ
であれば、命令通りのデータモードがブロック317で
設定され、コマンドが履行されたという応答がポイント
310及びブロック311(第9M図)を通ってなされ
、オペレーションはポイント296を通りブロック29
5(第9C図)へ戻る。
16(第9F図)で決定されたならば、オペレーション
は、そのメツセージがメモリに蓄積されるアルゴリズム
補償係数のような補償データを含むものであるか否かを
決定するために、ポイント319を通り一連の質疑事項
へ向かう、ブロック322(第9G図)において、メツ
セージが温度補償データを含むか否かについての決定が
なされる。含んでいないならば、オペレーションはポイ
ント323を通り、順次、データはクリープ補償データ
であるかを決定するブロック326(第9H図)、ポイ
ント327及びデータは線形補償データであるかを決定
するブロック329(第9J図)、並びに、ポイント3
30及びデータはスパントリム補償データであるかを決
定するブロック331(第9に図)へと進む、もしメツ
セージが一のタイプの補償データを含むと決定されたな
らば。
(第9G図)へ進み、ここでデータがメモリに蓄積され
る0次に、ロードされたデータは好結果のものかを決定
するチエツクがなされる。好結果であれば、オペレーシ
ョンはポイント310を通り、メツセージコマンドは履
行されたと応答するためにブロック311へ進み。
進む。ロードされたデータが好結果のものでないならば
、その結果に対する応答はブロック338で送信され、
オペレーションはポイント296を通ってブロック29
5へ進む。
ョンに対する補償を行なう補償係数は、製作工程の一部
としてのセットアツプの間にのみデジタルロードセルに
伝達されるということ注意すべきである。従って、ロー
ドセルが第6図及び第7図秤量装置システムの一部とし
て動作しているときは、受領したメツセージ内のそうい
った存在データの場合の上述の試験結果は負となる。
及する。受領したメツセージはデータ係数を含むかにつ
いての最終試験をブロック331(第9に図)で受けた
後、オペレーションは、メツセージはロードセルのため
に割り当てられたアドレスを含んでいるかを決定するた
め、ポイント340を通りブロック341(第9L図)
へ進む、含んでいない場合、オペレーションはポイント
296を通りブロック295へ進む。メツセージがアド
レスの割当であれば。
ドレスのロードが満足に達成されたかを決定するチエツ
クがブロック344で行なわれる。ロードされたアドレ
スが満足するものではないとき、その効果に対する応答
がブロック345で送信され、オペレーションはポイン
ト296を通りブロック295へ進む。アドレスは首尾
よくロードされたとブロック344で決定されたならば
、コマンドは履行されたという応答を伝達するため、オ
ペレーションはボイント310を通ってブロック311
(第9M図)へと進む、オペレーションは5次に、ポイ
ント296を通りブロック295へ進む。
補償を与えるためのブロック276(第9B図)で実行
されるサブルーチンLINCOR内のステップを図示す
る。該サブルーチンはポイント350(第10A図)に
始まり。
がロードされる。オペレーションは次にブロック353
に進み、ここで、該係数が正しくロードされたかを決定
するチエツクがなされる。正しくない場合、オペレーシ
ョンはポイント354を通りブロック355(第10B
図)へ進み ここでエラーの合図を設定し、次にポイン
ト357を通り、メインプログラムのブロック277へ
戻る。線形補償係数は満足にロードされたとブロック3
53で決定されたならば。
償が行なわれた重量の読みが計算され蓄積される。オペ
レーションは5次に、ポイント357を通り、メインプ
ログラムのブロック277へ戻る。
ない。)は第6図及び第7図の秤量装置における主コン
トローラ130のオペレーションを示す、ブロック4(
10のパワーアップ、及びブロック401でのいくつか
の初期化ステップの後、ブロック403でシステム内の
ロードセルの台数がメモリから呼び出され、その情報が
ブロック405でチエツクされる。ロードセルの台数が
入力されず、セルの確認がされない場合、セットアツプ
モードがブロック406で選択され、オペレーションは
キーボードの指示をチエツクするためにポイント407
を通り決定ブロック410(第11B図)へ進む、キー
ボードからの指示があって、がっ、システムはセットア
ツプモードであるとブロック412で決定されたならば
、オペレーションはロードセルの台数及びそれらのアド
レスは既知であるがを決定するためポイント413を通
って決定ブロック415(第11C図)へ進む。既知で
ないなら、オペレーションはキーボードが弔−/トータ
ルのキー指示を表示しているかを決定するために決定ブ
ロック417へ進む。表示している場合、オペレーショ
ンはポイント418を通りブロック420そしてブロッ
ク421(第LID図)へ進み、ここで適当な表示を行
なうよう命令がなされ、システム内に−又はそれ以上の
ロードセルがあるかによって、単一セルの合図が設定さ
れるか、又はクリアされる。オペレーションは次にポイ
ント423を通りブロック425、ブロック426(第
11C図)へとジャンプして戻り、ここでロードセルの
台数は人力され、アドレスがそれらに割り当てられる。
スに接続し、それに番号240−この番号は製作時にす
べてのロードセルに割り当てられるーのアドレスを与え
、そして次に、それに対して該アドレスを新たに割り当
てられたアドレスに変えるように指示することによって
割り当てられる。システム内の第2のロードセルが次に
、バスに接続され、その手順が繰り返される。これは、
すべてのロードセルがバスに接続されアドレスが割り当
てられるまで続けられる。
通ってブロック432そしてブロック433(第11E
図)へと進み、これらのブロックでは、すべてのロード
セルにリセットのコマンドが送信され1次に、データ送
信を要求されときにはそうせよという命令がなされる。
ック435で決定されたとき、必要ならばオペレータが
干渉できるように、応答をしないセルの内、最も若い番
号のものがブロック436で表示される。オペレーショ
ンは1次にポイント423を通り、ブロック425そし
てブロック426(第11C図)ヘジャンブし。
して、次にポイント430を通ってブロック432,4
33,435(第LIE図)へ戻る。オペレーションは
、システムのすべてのロードセルが相応して応答したと
決定ブロック435で決定されるまでこのループを回る
。
ドが作動しているかを決定するため決定ブロック435
からポイント440G−通って決定ブロック442(第
11F図)へ進む。
ョンはポイント445を通りブロック446(第11G
図)へとジャンプし5色々のセットアツプ機能のコマン
ドを与える−又はそれ以上の一連のキーの指示に対する
チエツクを開始する。キーコマンドはロードセルのアド
レスの再割当を行なうものであると決定ブロック446
で決定されたならば、オペレーションはポイント448
を通り、第12A図及び第12B国に図示され下記にお
いて説明される手順ヘジャンブする。ロードセルのアド
レスの再割当をすることは1例えば、第6図及び第7図
のシステムにおける単一ロードセルが欠陥を有しそれを
交換しなけらばならないときに必要となる。
レスと同じものが割り当てられなければならない。
ションは、ポイント440(第1IF図)を通り決定ブ
ロック442へ戻り、セットアツプモードが既に作動し
ているか否かを決定する0作動していない場合、オペレ
ーションはポイント445を通って進み、キーコマンド
に対するスキャンニングを続ける。決定ブロック453
においてキーコマンドは秤量装置のキャリブレーション
であるとされたとき、オペレーションはポイント455
を通りその手順ヘジャンブする。キャリブレーション操
作が実行されたとき、オペレーションはポイント440
を通り決定ブロック442(第11F図)へ戻り。
キャンニングを続ける。オペレーションは決定ブロック
457,459.461を通り、このように続けられる
。ブロック457で゛ のシフト調整キーコマンドは、
ポイント463を通り第11図に図示され下記において
説明される手順を開始させる。ブロック459で検知さ
れたキーコマンドは、ポイント465を通りトリムキャ
リブレーション手順を開始させる。
ント467を介して、一のロードセルが置換された後の
秤量装置の荷重位置補償手順へとジャンプさせる。
ンはポイント440を通ってブロック442(第11F
図)に進む。セットアツプモードが作動された場合、オ
ペレーションはポイント470を通って決定ブロック4
72(第11H図)に進む、ロードセルがエラーである
との合図が設定されないとき、すべてのロードセルから
の読みがブロック475で読み取られ。
エツクがブロック476でなされる。
エラーの生じたロードセルのアドレスがブロック478
で表示され、セルがエラーであるとの合図がブロック4
80で設定される。
ック410(第11B図)ヘジャンブし、キーボードの
指示がないときは、ポイント470を通って決定ブロッ
ク472へ戻る。セルがエラーであるとの合図が設定さ
れたならば、オペレーションはポイント430を通りブ
ロック432,433(第11E図)へ進み、ここでロ
ードセルはリセットされデータを提供するように再度命
令される。ロードセルすべては相応して応答していない
とブロック435で決定されたなら、オペレーションは
ブロック436及びポイント423を通り、ブロック4
25.426(第11C図)へと進み、再度ロードセル
のアドレスを割り当て1次にポイント430を通って、
セルがすべて相応して応答したとブロック435(第L
IE図)で決定されるまで。
)、そしてポイント470を通ってブロック472(第
11H図)へ進み、ブロック475で再びすべてのセル
を読み取る。
76で決定されたならば、オペレーションはポイント4
85を通って、決定ブロク’7487 (if I J
図)へ進み、ロードセルのデータと共に受領された如何
なるエラーメツセージをもチエツクする。そういった如
何なるエラーが受領されたときは、その事実はブロック
489で表示され、オペレーションはポイント407を
通りブロック41o(第11B図)へ進む。キーボード
からの指示がないならば。
ドセルからのデータをブロック475(第11H図)で
再び読み取る。データと共にはエラーメツセージは何も
受領されなかったとブロック487(第11J図)で決
定されたならば、オペレーションはポイント492を通
って決定ブロック494(第11に図)へ進む。
定されたならば、オペレーションは。
)ヘジャンブし、ここで単一ロードセルのデータが表示
される。オペレーションは。
及び498を通ってポイント470(第11H図)へ戻
る。
第11に図)で決定されたならば。
、がっ、該読みを合計し秤量装置上の全重量を得るため
のオペレーションがブロック5(10から始まる。ブロ
ック5(10で、全重量レジスタがクリアされ、ブロッ
ク501でレジスタはシステム内のロードセルの台数N
に設定される。システム内の最大番号のロードセルの荷
重位置補償係数Xがブロック503においてメモリから
呼び出され、レジスタMにロードされる。ロードセルN
に対して荷重位置係数Xを呼び出したことが好結果では
ないとブロック505で決定されたならば、ブロック5
06で数1がレジスタMにロードされ、更にオペレーシ
ョンは続く。反対に好結果であるとブロック505で決
定さ°れたならば、オペレーションはポイント508を
通りブロック510へ飛び。
蓄積された荷重位置係数xNと掛は合わされ、その積は
全重量レジスタに加えられる。
でN=Oであるがを決定する試験が行なわれる。NがO
でないならば、オベレー・ジョンはポイント515を通
りブロック503へ戻り、ここで、システム内で2番目
に大きな番号のロードセルに対する前記シフト調整(荷
重位置)係数Xがメモリから呼び出され、レジスタMに
ロードされる。
みがそれぞれの荷重位置係数と掛は合わされて全重量レ
ジスタに加えられるまで上述の通りに続く、その時点で
、ブロック514はすべてのロードセルからの読みは合
計されたと決定する0次にゼロ及びスパンキャリブレー
シ日ン係数がブロック517でメモリから呼び出される
。呼び出されたメモリが好結果ではないとブロック51
9で決定されたとき、エラーの表示がブロック520で
行なわれ、オペレーションはポイント407を通りブロ
ック410(第11B図)へ戻る。呼び出されたメモリ
が好結果であれば、オペレーションは、ポイント522
を通りブロック525(第1LL図)へ進み、ここでゼ
ロ及びスパン係数が重量の読みに適用される。次にブロ
ック527でオートゼロ及び風袋に関する他のオペレー
ションが実行される。ブロック528で重量の読みはデ
イスプレィのために丸められ切り捨てられ7ブロツり5
30において最終重量が表示される。オペレーションは
次に、ポイント407を通ってブロック410(第11
B図)へ戻り、キーボードからの指示をチエツクし、ロ
ードセルに対して重量の読みを送信するように要求する
。
アドレスがシステム内のロードセルにまだ割り当てられ
ていないことを仮定した。
ク405で決定されていたならば、オペレーションはポ
イント535を通りブロック540へ進み、そこにおい
てロードセルに対してデータ送信を行なうよう要求する
準備がなされた。更にオペレーションは上述したように
進み、ブロック432でリセットコマンドがすべてのロ
ードセルに送信された。
る欠陥のある−又はそれ以上のロードセルの交換を可能
とすることである。秤量装置における各ロードセルは個
々に監視され診断される為、欠陥があるロードセルは容
易に発見される。そうした発見があったとき、欠陥ある
ロードセルは取り除かれ、新しいロードセルが挿入され
て、その新規ロードセルに対して、アドレスが割り当て
られ、かつ、新規荷重位置補償係数が決定される。
スを割り当てる手順を図示する。該手順は、ロードセル
アドレスの再割当を行なうというキーコマンドがブロッ
ク446(第1IG図)で検出されたとき、ポイント4
48に始まる。最初に、秤量装置内の他のすべてのロー
ドセルのバスとの接続を外し、新規ロードセルだけをそ
れに接続する必要がある。第12A図において、この場
合欠陥があって取り除かれたロードセルのアドレスと同
一の新規のロードセルのアドレスが、デイスプレィから
のプロンプトメツセージに応答してブロック575でキ
ーボードを通して入力される。ブロック578で240
のアドレスがアドレスレジスタにロードされて、オペレ
ーションはポイント579を通りブロック580へ進む
。そこでは、ロードセルのアドレス変換のコマンド及び
新規アドレスがアドレスレジスタのロードセルアドレス
、この場合、240に伝達される。次に、ブロック58
1で、アドレスが割り当てられたロードセルから相応し
た応答が得られたか否かについての決定が行なわれる。
キーボードのスキャンニングを行なうためにポイント4
45を通ってブロック446(第11G図)へ戻る。こ
れは、置換ロードセルが新品のロードセルの場合、製造
時に240のアドレスがすべてのロードセルにロードさ
れている為1通常の結果である。
は新品ではなく240以外のアドレスがMMされている
ことがある。その場合、オペレーションは決定ブロック
581からブロック583へ進み、ここではアドレスレ
ジスタの数が漸減され、そしてブロック585でゼロと
比較される。アドレスレジスタの数がゼロでないとき、
オペレーションは、ポイント579を通り、漸減された
ロードセルアドレスにアドレス変換命令及び新規アドレ
スをブロック580で与えるために、そして次に、相応
する応答に対するチエツクをブロック581で行なうた
めに5元に戻る。オペレーションは、このように。
いはアドレスレジスタの数がゼロに等しいとブロック5
85で決定されるまで進行する。ゼロの場合5機能して
いないロードセルがシステム内に設置されているとデイ
スプレィに表示させ、オペレーションはポイント440
を通りブロック442(第11F図)へ戻る。
本発明の他の実施例のモジュラデジタルロードセルを図
示している。第13図乃至第15図において、二本の梁
を有する二梁式カウンタフォース6(10及び二つの包
囲リング602.603はステンレススチールで!#造
されている。上梁605及び下梁606は、空洞608
を形成するようにステンレススチールブロックを貫通し
た複数のドリル穴によって、形作られている。−組のス
トレインゲージ610゜611は上梁605のセンタラ
イン上に一列に並んで該梁に従来の方法で取り付けられ
ている。
間の位置に取り付けられており、温度検出のために用い
られる。もう−組のストレインゲージ617,818は
、同様にして、下梁606に取り付けられている。タッ
プ立てたペアーの穴825,626は、カウンタフォー
スの一端及び他端のベースに荷重受部を取り付けるため
に設けられている。
カウンタフォース6(10の側面に取り付けられており
、もう一つの回路板628はカウンタフォースの一端に
形成された空洞内に取り付けられている。これらの回路
板は、ロードセルに第1図乃至第4図のロードセルと同
様な方法でその役割を行なわせるために必要なアナログ
及びデジタル回路を含んでいる。適当な配線が、回路板
及びストレインゲージ間並びに空洞630の開口端に配
設されたコネクタ633までの間、行なわれる。ガラス
及びメタルシール635は、空洞630の開口端を閉鎖
するために、カウンタフォースにはんだづけされる。
って行き、それに繋ぐ。シール635のターミナルから
の配線はケーブル637へと続いている。シール635
.該シールのターミナルからケーブル637までの配線
及び該ケーブルの端部はエポキシシール639によって
包囲されている。
は、ストレインゲージ取付は部と共に、チューブ状のベ
ローズ642によって包囲されてシールされる。ベロー
ズ642は。
02とリング603間の位置に置かれる。
の両端650.651の内周面に溶接することにより、
リング802,603に取り付けられる。
非接触部分はそのように包囲され。
ジタルロードセルのように、ケーブル637を通じての
み、調節され、補償され。
ければならない、自蔵モジュラデジタルロードセルとな
る。
じりリングロードセルとして知られている。カウンタフ
ォース675はステンレススチールで形成され、テーバ
付内側ダイヤフラム680及びテーパ付外側ダイヤフラ
ム681によってねじりリング684に接合された外側
リム677及び中央ハブ679を有する。使用の際には
、外側リムは通常、ボルト又は同等品により固定され、
荷重又は力がハブ679に載荷される。Ia荷により、
ねじりリング684の上部に周方向の圧縮ひずみ、同リ
ングの下部に周方向の引張ひずみが生ずる。ストレイン
ゲージのひずみ検出素子をリングに生じた圧縮ひずみを
検出するように周方向の方向に向けて、四つのストレイ
ンゲージ687乃至690をねじりリング684の上表
面上に90°間隔で配設する。同様に、四つのストレイ
ンゲージ(うち二つのみが数字692,893で図示さ
れている。)をねじりリング684の引張ひずみを検出
するように圧縮ゲージの直接下のねじりリング684の
下表面上に取り付ける。ストレインゲージはブリッジ回
路状に接続することが好ましい、ストレインゲージ68
7乃至690がらねじリリング684の下部空洞までの
配線のために、外側ダイヤフラム681を貫通して二つ
(7)穴894a及び694bが設けられている。
5がハブ679に設けられている。
下部に取り付けられ、接着剤又はその他の適当な取り付
は方法によりそこに固定される。回路板7(10は、ロ
ードセルに第1図乃至第4図のロードセルと同様な方法
でその役務を行なわせるために必要なアナログ及びデジ
タル電子回路を有する。ケーブルニップル701が、デ
ジタルロードセル及びコントローラ又はコンピュータ間
の情報を伝達するために、外側リム677内の穴を貫通
して備えられている。ねじりリング684の上下の空洞
は、ステンレススチールフォイルのような環状メタルシ
ールを外側リム677の内周面及びハブ679の外周面
に溶接又はその他適当に取り付けることにより閉じてシ
ールされる。望ならば、ねじりリング684の上Fの空
洞は不活性ガスで充填することができる。本ロードセル
は、ケーブルニップル701を通じてのみ特徴を有し、
又、制御されつる、がっ、そうされなければならない、
別のモジュラ自蔵デジタルロードセルである。
を必要とせず、外部ソースからのデジタル分析及び補償
を許容しかつ必要とするように密閉されたデジタルロー
ドセルを提供することができた。
補償し、従来の問題点を解決することができた。
構造特性を得、秤量の際の一時的な面荷重を受ける場合
に利点を有する。又、製作が簡単であり、軽済的である
。
発明の実施例のデジタルロードセルの縦断面図。 第2図は、第1図のロードセルの平面図。 第3図は、ロッカーピンカウンタフォースの正面図。 第4図は、第3図のカウンタフォースの小径部の展開図
であり、ストレインゲージ装置を示したものである。 第5図は、デジタルロードセルの電子回路のブロック線
図。 第6図は、デジタルロードセルを利用した車両秤量装置
の平面図。 第7図は、第6図の車両秤量装置の主要構成要素の接続
図。 第8図は、第6図及び第7図の秤量装置に使用される主
コントローラの好ましい形のブロック線図。 第9A図、第9B図、第9C図、第9D図、第9E図、
第9F図、第9G図、第9 H図、第9J図、第9に図
、第9L図及び第9M図は、本発明の実施例における各
デジタルロードセルのオペレーションを示すフローチャ
ート。 第10A図及び第10B図は、デジタルロードセルに用
いられる線形補償手順を示すフローチャート。 第11A図、第118図、第11C図、第LID図、第
11E図、第11F図、第11G図、第11H図、第1
1J図、第11に図及び第11L図は、第8図の主コン
トローラのオペレーションを示すフローチャート。 第12A図及び第12B図は、複数ロードセルシステム
における置換ロードセルにアドレスを割り当てる手順を
示すフローチャート。 第13図は、本発明の他の実施例のモジュラデジタルロ
ードセルの側面図。 第14図は、第13図のロードセルのカウンタフォース
の一部断面側面図の拡大図。 第15図は、第14図のロードセルの15−15断面図
。 第16図は1本発明の実施例の別のモジュラデジタルロ
ードセルの縦断面図。 第17図は、第16図のロードセルの17−17断面図
。 12・・・・・・ロッカーピンカウンタフォース14・
・・・・・プリント基板 15・・・・・・包囲体 20・・・・・・デジタルロードセル 33・−・・・・コネクタ 36・−・・・・換気管 52・・・・・・小径部 60.65・・・載荷面 75.76・・・圧縮検出ストレインゲージ79.80
・−・引張検出ストレインゲージ82・・・・・・温度
検出ニッケル抵抗90・・・・・・ブリッジ回路 92・・・・・・前置増幅器 96・・・・・・アナログスイッチ 1、 OO・・・A−D変換器 105.140・・・マイクロプロセッサ105(L、
140a−メモリ 105b、140b・・・シリアルインタフェイスユニ
ット 125・・・荷重受部 127・・・ジャンクションボックス 128・・・バス 130・・・主コントローラ 172・・・7桁真空螢光デイスプレィ180・・・キ
ーボード 183・・・メモリ 6(10・・・二梁式カウンタフォース602.603
・・・包囲リング 605・・・上梁 606・・・下梁 608・・・空洞 610、all、617.618・・・ストレインゲー
ジ 615・・・ニッケル抵抗 625.626・・・プリント基板 633・・・コネクタ 637・・・ケーブル 642・・・ベローズ 675・・・カウンタフォース 679・・・中央ハブ 684・・・ねじりリング 687.688,689,690・・・ストレインゲー
ジ 694a、694 b −・穴 695・・・載荷穴 7(10・・・環状回路板 701・・・ケーブルニップル FIG、6 FIG、11C FIG、11L FIG、13 FIG、15 FIG、I6 手続補正書 (方式) %式% 1 事件の表示 昭和63年特許願第298432号 2 発明の名称 秤量装置、ロードセル及びロードセルの製作方法3 補
正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国オハイオ州 43085ワーシ
ントン・ウェスト・ウィルソン・ブリッジ・ロード35
0番地 名 称 トレド・スケール・コーポレーション4 代理
人 〒105 住 所 東京都港区虎ノ門1丁目1番15号三田ビル四
階図面の簡単な説明の欄において、 明細書第57頁第15行ないし18行に、[第9A図、
第9B図、・・・・・・・・及び第9M図は、」とある
のを、(第9A図乃至第9L図1に。 第58頁第3行ないし6行に、「第11A図、第11B
図、・・・・・・・・及び第11L図は、」とあるのを
、lr第11A図乃至第11に図jに、訂正する。 FIG、11に
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)カウンタフォース、該カウンタフォースに搭載さ
れた変換器、該カウンタフォースに固定された回路装置
であって該カウンタフォースに作用する荷重のデジタル
表示を生じさせる手段を含むもの、該デジタル表示に少
なくとも一つの補償係数を適用する手段及び該デジタル
表示を伝達するための手段であって外部コマンドに応答
するもの、前記変換器及び前記回路装置のためのシール
された包囲体、並びに前記回路装置との外部通信のため
の手段であって包囲体を貫通した経路を与えるものとを
有する秤量装置 (2)カウンタフォースがロッカーピンであり、かつ、
補償係数がロッカーピンに作用する変動荷重のデジタル
表示の非線形を補償をする請求項1記載の秤量装置 (3)カウンタフォースが二梁式カウンタフォースであ
る請求項1記載の秤量装置 (4)カウンタフォースがねじりリングカウンタフォー
スである請求項1記載の秤量装置(5)回路装置が、カ
ウンタフォースの温度のデジタル表示を生じさせる手段
、温度補償係数を蓄積する手段、及び該温度表示及び該
温度補償係数を利用してデジタル荷重表示を補償する手
段とを含む請求項1記載の秤量装置 (6)変換器及びデジタル回路装置のためのシールされ
た包囲体を設けるステップ、デジタル回路装置との外部
通信のための経路であって包囲体を貫通したものを設け
るステップ、カウンタフォースを色々な荷重及び操作条
件下に置き該条件下のデジタル荷重表示を得るステップ
、該荷重表示を利用してロードセルのデジタル補償係数
を決定するステップ、及び該補償係数をロードセルのオ
ペレーションにおいて使用するために蓄積しておくステ
ップとを含む、カウンタフォース及び該カウンタフォー
スに搭載されたデジタル回路装置を含モジュラデジタル
ロードセルであって該カ ウンタフォースに作用する荷重のデジタル表示を与える
ものの製作方法 (7)両端に曲面の載荷面を持つ一ユニットのコラムで
あって該載荷面のそれぞれの曲率半径がコラムの高さの
半分より大きいもの、及びコラムの周囲に搭載された変
換器であって載荷面に作用する荷重を表示するシグナル
を与えるものとを有するロードセル。 (8)変換器が、荷重により生じた圧縮ひずみを検出す
るための第1のペアのストレインゲージ及び荷重により
生じた引張ひずみを検出するための第2のペアのストレ
インゲージ、並びにこれらのストレインゲージを接続し
てブリッジ回路をなす手段とを有する請求項7記載のロ
ードセル (9)コラムと連関して載荷面に作用する荷重のデジタ
ル表示を与える手段、変換器の出力の線形補償のための
代数表示を蓄積する手段、及び該デジタル表示を該代数
表示に結合して補償されたデジタル表示を与える手段と
を有する請求項7記載のロードセル (10)共同動作を行なう、ロッカーピンカウンタフォ
ース、該カウンタフォースと連関してそれに作用する荷
重のデジタル表示を与える手段、該カウンタフォースの
出力の線形補償のための代数表示を蓄積する手段、及び
該デジタル表示を該代数表示と結合させて補償デジタル
表示を与える手段とを有する秤量装置 (11)前記デジタル表示手段、前記蓄積手段及び前記
結合手段を搭載するための、前記カウンタフォースに固
定された回路搭載手段を有する請求項10記載の秤量装
置 (12)各々のロードセルがカウンタフォース、該カウ
ンタフォースに搭載された変換器、該カウンタフォース
に固定された回路装置であってカウンタフォースに作用
する荷重のデジタル表示を与える手段及び外部からの送
信に応答し該デジタル表示を伝達する手段とを含むもの
、該変換器及び該回路装置のためのシールされた包囲体
、及び該回路装置との外部通信のための経路であって包
囲体を貫通したものを与える手段とを有する複数のロー
ドセル並びに、これらのロードセルによって支持された
荷重受部、これらのロードセルをローカルエリアネット
ワークにおいて接続する手段、これらのロードセルに信
号を送信して前記デジタル表示を受信する手段、及び該
デジタル表示を結合させて荷重受部に載荷された全重量
のデジタル表示を生じさせる手段とを備えた秤量装置 (13)カウンタフォースがロッカーピンである請求項
12記載の秤量装置 (14)回路装置がデジタル表示に対し少なくとも一の
補償係数を適用する手段を有する請求項12記載の秤量
装置
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