JPH0229176B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、電磁的力補償の原理に基く電気式は
かりに関する。このはかりは、少くとも１つのコ
イル、１つの測定抵抗および交流電圧発生器を有
している。その際、コイルは固定された永久磁石
装置の空隙の中に配置されており、また位置セン
サおよび可変利得増幅器を介して、はかりの荷重
に依存する補償直流電流が、コイルを流れる。こ
の補償直流電流は測定抵抗の中をも流れ、測定抵
抗の両端からは、はかりの荷重に依存する信号が
取出され、Ａ／Ｄ変換器に供給される。交流電圧
発生器の振幅は、制御回路によつて制御される。
その供給する交流電流は補償直流電流に付加され
て、少くともコイルを流れる。

この種のはかりは、ドイツ連邦共和国特許公開
第3002462号公報より公知である。この公報記載
のはかりでは、付加的な交流電流は、少くともコ
イルを荷重に依存して過熱させる。また、交流電
圧発生器の振幅を制御するために、コイルおよび
測定抵抗と直列に加熱抵抗が接続されている。こ
の加熱抵抗は、その過熱温度を温度センサによ
り、または熱線強度（この場合抵抗はフイラメン
トとして構成されている）を放射形センサによつ
て測定され、いずれも一定の値に制御されるよう
になつている。しかしこの回路では、はかりの最
大荷重、従つて補償直流電流が小さい場合、加熱
抵抗のために利用できる電力が非常に小さくな
り、そのため良好な測定ができる程度に、過熱温
度ないし熱線強度を高めることが困難である。従
つてこの回路にかなりの改善を加える必要があ
る。

発明の目的 本発明の課題は、上述の電気式はかりに対し
て、補償直流電流の大きさとは無関係に交流電圧
発生器の振幅を敏感に制御できる回路を提供する
ことである。

発明の構成と効果 本発明によればこの課題は次のようにして解決
される。即ち、温度に強く依存する抵抗を少くと
も１つ有する分圧回路を設け、これをコイルおよ
び測定抵抗と並列に接続する。その際、この温度
に強く依存する抵抗を流れる直流および交流電流
を、コイルを流れる直流および交流電流に比例さ
せる。さらにこの抵抗の抵抗値ができるだけ一定
になるように、制御回路によつて交流電流発生器
の振幅を制御するのである。

交流電流発生器の振幅を制御するためには、コ
イルおよび測定抵抗に対して並列な分路が設けら
れ、その中を流れる直流および交流電流の大きさ
は、コイルおよび測定抵抗中を流れる電流の、例
えば10倍とされる。従つて、極めて大きい電力を
利用できることになる。この並列分路は、温度に
強く依存する抵抗を含み、さらにブリツジ回路の
分岐として構成される。その場合、この温度に強
く依存する抵抗の抵抗値はブリツジ回路の中で直
接に決定することができ、また制御回路の入力信
号は交流電圧発生器の振幅のために供給される。

温度に強く依存する抵抗は、白熱電球のフイラ
メントから構成すると有利である。この場合、抵
抗は過熱して非常な高温となるので、それに対す
る周囲温度の変化は無視することができる。

有利な実施例では、交流電圧発生器の出力側
は、一方では第１のコンデンサを介してコイルの
中間タツプと接続され、他方では第２のコンデン
サを介して分圧器の中点と接続される。この実施
例では、コイルのインダクタンスの影響がないの
で、交流電圧発生器の振幅が小さくても、必要な
交流電流が得られる。また、コイル中を流れる付
加交流電流は、はかり自体に電磁力を及ぼさない
ので、有害な振動が発生する心配もない。

さらに、インピーダンスを小さくしておくため
に、測定抵抗を容量的に橋絡することもできる。

実施例の説明 次に図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図は、本発明による電気式はかりの第１の
実施例である。電気式はかりは、可動さら受け棒
３を有し、それは上ざら７を担持すると共に、平
行ガイドの形をしたリンク装置５，６を介して、
はかりの固定部分１と連結されている。リンク装
置５，６の両端には、ジヨイントとして働く板ば
ね５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂが取付けられている。
さら受け棒３のアーム４にはコイル９が懸架さ
れ、それは固定された永久磁石装置２の磁界と相
互作用の関係にある。位置センサ１１はさら受け
棒３の位置を検出し、可変利得増幅器１２を介し
て、荷重を補償するのに必要な電流を供給する。
この補償直流電流は、可動リード導体１０を介し
てコイル９に供給されるが、同時に測定抵抗１３
をも流れる。測定抵抗１３からは電流に比例した
測定電圧が取出され、この電圧はＡ／Ｄ変換器１
４でデジタル変換され、デジタル計算回路１５で
処理されて、デジタル表示装置１６に表示され
る。

コイル９および測定抵抗１３と並列に、第１の
分圧器回路２１，２２が、制御回路１８の中に設
けられている。その場合分圧器回路は、白熱電球
のフイラメントとして構成された温度に強く依存
する抵抗２１と、固定値抵抗２２から成つてい
る。また、２つの固定値抵抗２３，２４から成る
第２の分圧器回路が、可変利得増幅器１２の出力
側に接続されている。さらに交流電圧発生器１７
が設けられている。その発生する付加交流電流
は、コンデンサ１９を介して容量的に、コイル
９、測定抵抗１３、第１の分圧器２１，２２およ
び第２の分圧器２３，２４を流れる。この場合可
変利得増幅器１２の出力側は、電流源として高抵
抗に構成されているので、交流電流がこれを介し
てリークすることはない。この回路は、交流およ
び直流のどちらについても、分圧器２１，２２を
流れる電流と、コイル９および測定抵抗１３を流
れる電流との比が等しくなるように、前置抵抗２
６を用いて調整されている。例えば、分圧器２
１，２２を流れる直流電流が、コイル９および測
定抵抗１３を流れる直流電流の10倍であるとすれ
ば、分圧器２１，２２を流れる交流電流も、コイ
ル９と測定抵抗１３を流れる交流電流の10倍とな
る。前置抵抗２６の抵抗値が大きくなると、コイ
ル９の補償直流電流が一定の場合、より大きな直
流電流が分圧器２１，２２を通つて流れる。しか
し、同時に交流電圧発出器１７の振幅が一定であ
れば、交流電流が小さくなるので、前置抵抗２６
を介して調整が可能である。

２つの分圧器回路２１，２２および２３，２４
は、その形成するブリツジが、温度に強く依存す
る抵抗２１の設定作動点で平衡するように構成さ
れている。従つて、積分増幅器２５の入力側にお
ける差電圧は零であり、その出力電圧は変化しな
い。この出力電圧は、交流電圧発生器１７の制御
入力側１７ａに供給されて、その振幅を決定す
る。従つてこの振幅も一定に維持される。交流電
圧発生器１７の回路の詳細は、前述のドイツ連邦
共和国特許出願公開第3002462号公報に記載され
ている。

例えば、上ざら７に荷重がかけられると、可変
利得増幅器１２が供給する補償直流電圧は増大す
る。すると、コイル９、測定抵抗１３、温度に強
く依存する抵抗２１および固定値抵抗２２，２
３，２４における電力損失も大きくなる。そのた
め、抵抗２１の抵抗値は変化する。第１図の実施
例の場合、抵抗２１は白熱電球のフイラメントと
して構成されており、その温度係数は正なので、
抵抗値は高くなる。従つて、抵抗２１〜２４から
形成されたブリツジの平衡は破れ、RC素子３２，
３３により交流電圧成分から取出された直流差電
圧が、積分増幅器２５に印加される。そのため、
抵抗２１における電力損失がその設定値に復帰す
るまで、交流電圧発生器１７の制御電圧は低下
し、その交流電圧の振幅は小さくなる。この場
合、コイル９および測定抵抗１３を流れる直・交
流電流と、抵抗２１を流れる直・交流電流とは比
例しているので、コイル９および測定抵抗１３に
おける電力損失は、その設定値に留まつている。

第２図は、本発明による電気式はかりの別の実
施例を示している。第１図と同じ部品には同一の
参照番号が付されている。この実施例では、交流
電圧発生器１７の出力側は、コンデンサ１９を介
してコイル９の中間タツプ１０ａと葬続されてい
る。この時付加交流電流は、中間タツプ１０ａか
ら、一方では１つのコイル半部および測定抵抗１
３を介して流れ、他方ではもう１つのコイル半
部、対称化抵抗２０、および可変利得増幅器１２
の出力側を介して流れる。この出力側は、第２図
の実施例では低抵抗出力側となつている。対称化
抵抗２０は、２つの部分電流が等しくなように、
調整されている。

さらに交流電圧発生器１７の出力側は、コンデ
ンサ２９を介して分圧器２１，２２の中点２７と
接続されている。従つて、付加交流電流は、固定
値抵抗２２および温度に強く依存する抵抗２１を
介しても流れる。ここでも、調整ポテンシヨメー
タ３０を調節することにより、コイル９および測
定抵抗１３の中の直流および交流電流は、抵抗２
１を流れる直・交流電流に比例させることができ
る。

抵抗２１〜２４も、抵抗ブリツジを形成してお
り、可変利得増幅器１２の出力側から電圧の距給
を受けている。抵抗２１の抵抗値がその設定値か
ら偏移すると、積分増幅器２５は、抵抗２１が設
定値を回復するまで、交流電圧発生器１７の振幅
を制御する。抵抗２１を流れる直流および交流電
圧は、コイル９および測定抵抗１３を流れる直・
交流電流に比例しているので、抵抗２１における
電力損失が一定の場合、それはコイル９および測
定抵抗１３における電力損失も一定であることを
意味する。

当業者なら、上述の回路を容易に変形できるだ
ろう。例えば、正の温度係数を有する温度に強く
依存する抵抗２１の代わりに、固定値抵抗を用
い、さらに抵抗２２を固定値抵抗としてではなく
サーミスタとして構成することもできる。しか
も、両抵抗２１，２２の温度係数を負とすれば、
回路の感度を高めることができる。

また、固定値抵抗２２の抵抗値が、温度に強く
依存する抵抗２１の設定抵抗値とほぼ一致する場
合には、分圧器２３，２４を省略することもでき
る。この場合には、一方では対称化抵抗２０とコ
イル９の半部の１つ、他方ではコイル９の他の半
部と測定抵抗１３から形成される１：１分圧器が
利用される。従つて積分増幅器２５の入力側３４
も、交流電圧を抑圧するRC素子を介して、コイ
ル９の中間タツプ１０ａに接続される。

さらに、コイル９における電力損失が荷重に無
関係であれば、補償直流電流は小さくても十分で
ある。その場合、第２図に示すコンデンサ２８に
より、測定抵抗１３を橋絡する。その時、対称抵
抗２０の抵抗値は非常に小さな値でよい。また調
整ポテンシヨメータ３０は、相応に非対称に調整
しなければならない。この変形例の利点は、対称
化抵抗２０の抵抗値が小さいので、実質的に可変
利得増幅器１２の全出力直流電圧が、コイル９お
よび測定抵抗１３に印加されることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気式はかりの第１の実
施例のブロツク回路図であり、第２図は本発明に
よる電気式はかりの第２の実施例のブロツク回路
図である。 １……はかりの固定部分、２……永久磁石装
置、３……さら受け棒、４……アーム、５，６…
…リンク装置、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ……板ば
ね、７……上ざら、９……コイル、１０……可動
リード導体、１０ａ……コイルの中間タツプ、１
１……位置センサ、１２……可変利得増幅器、１
３……測定抵抗、１４……Ａ／Ｄ変換器、１５…
…デジタル計算回路、１６……デジタル表示装
置、１７……交流電圧発生器、１８……制御回
路、１９，２８，２９……コンデンサ、２０……
対称化抵抗、２１……温度に強く依存する抵抗、
２２〜２４……固定値抵抗、２５……積分増幅
器、２６……前置抵抗、２７……中点、３０……
ポテンシヨメータ、３２，３３……RC素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 固定永久磁石装置の空隙に配置された少
   くとも１つのコイルを有し、位置センサおよび
   可変利得増幅器を介して、はかりの荷重に依存
   する補償直流電流がこのコイルに加えられ、 (b) また測定抵抗を有し、前記補償直流電流がこ
   の測定抵抗を流れ、この抵抗の両端からはかり
   の荷重に依存する信号が取出されて、Ａ／Ｄ変
   換器に供給され、 (c) さらに制御回路によつてその振幅が制御され
   る交流電圧発生器を有し、この交流電圧発生器
   の供給する交流電流が、補償直流電流に付加し
   て少くともコイルを流れる形式の、電磁的力補
   償の原理に基く電気式はかりにおいて、 (d) コイル９および測定抵抗１３と並列に、分圧
   器回路２１，２２が設けられ、この分圧器回路
   ２１，２２が温度に強く依存する抵抗２１を少
   くとも１個有し、その際この温度に強く依存す
   る抵抗２１を流れる直流および交流電流が、コ
   イル９を流れる直流および交流電流に比例し、 (e) 温度に強く依存する抵抗２１の抵抗値ができ
   る限り一定になるように、制御回路１８が交流
   電圧発生器１７の振幅を制御する ことを特徴とする電気式はかり。 ２ 温度に強く依存する抵抗２１が、白熱電球の
   フイラメントから成つている特許請求の範囲第１
   項記載の電気式はかり。 ３ 交流電圧発生器１７の出力側が、一方ではコ
   ンデンサ１９を介してコイル９の中間タツプ１０
   ａに接続され、他方では別のコンデンサ２９を介
   して分圧器２１，２２の中点２７と接続されてい
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の電気
   式はかり。 ４ 測定抵抗１３が、第３のコンデンサ２８を介
   して容量的に橋絡されている特許請求の範囲第１
   項〜第３項のいずれかに記載の電気式はかり。