JPH023452B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、質量計に関するものである。

先に、この発明の発明者は第１図乃至第３図に
示すような力測定装置を提案した。第１図におい
て、１はロバーバル式の主弾性体で、その一端部
２は固定部３に取付けられ、他端部４に荷重を印
加するための載台５が取付けられている。この主
弾性体１の上方には副弾性体６が配置され、その
一端部７は主弾性体１の一端部２と一体に形成さ
れている。副弾性体６の他端部８と主弾性体１の
他端部４との間には力検出器として弦９が張設さ
れている。載台５上に物品を載置すると、弦９に
は物品の重量に比例した張力が生じる。従つて、
この張力を検出することによつて重量を知ること
ができる。そのため、第２図に示すように弦９に
直角に磁界を磁界発生体１０によつてかけ、弦９
の両端を処理部の一部をなす発振器１１に接続し
ている。張力によつて弦９にわずかなたわみが生
じると、フレミングの右手の法則に従つて弦９に
は電流が流れ、その電流は発振器１１内の増幅器
１２で増幅され、増幅された電流は帰還用抵抗器
１３を介して弦９に供給され、フレミングの左手
の法則によつてたわみ、増幅器１２に供給される
電流は益々増加する。やがて増幅器１２から与え
られるエネルギと弦９の曲げ応力とが釣り合う位
置まで弦９はたわみ、逆方向に戻つてくる。これ
によつて、弦９にはいままでとは逆向きの電流が
流れ、この電流は増幅器１２で増幅され、弦９に
供給されて、弦９はいままでとは反対側にたわ
む。以後、これを繰返し、弦９は周波数ｆの振動
をする。この周波数ｆは で求められる。ただし、ｎは振動に高調波数、ｌ
は弦９の有効長、ｐは弦９の張力、ｇは重力加速
度、ｒは弦９の単位長さ当りの質量である。従つ
て、第３図に示すように処理部の残りの部分をな
すカウンタ１４で発振器１２の周波数ｆをカウン
トし、演算部１５で張力ｐを求め、さらに張力ｐ
に比例する重量を算出し、表示部１６に表示す
る。なお、１７はゲートで、一定時間間隔で開閉
動作するもので、特定時間の間カウンタ１４に周
波数をカウントさせるためのものである。また１
８はキーボードで、演算部１５に演算用の定数を
設定するためのものである。

このような力測定装置は、あくまでも力を測定
するものであつて、質量を測定するものではな
い。従つて、これを用いて質量を測定するために
は、使用地の重量加速度に合わせて補正をする
か、使用地域を制限しなければならなかつた。

使用地の重力加速度に合わせて補正をするもの
としては、例えば特開昭52−149154号に開示され
ているように、無荷重状態のときに内蔵する質量
が既知の分銅をロードセルに載荷し、そのときの
検出値と既知の質量とに基づいて補正するものが
あるが、分銅にはその秤の秤量に近い質量のもの
を使用しなければならず、しかも無荷重状態のと
きにしか補正ができず、実用的でなかつた。

この発明は、上記の力測定装置において簡単な
構成の補正装置を付加して構成した質量計を提供
することを目的とする。

そのため、この発明は、第４図に示すように上
記の力測定装置２０と、副弾性体の他端部の近傍
に分銅を加除する装置２２と、副弾性体に分銅を
載荷していない状態における力測定装置２０内の
処理部２４の出力を記憶する第１メモリ２６と、
分銅を副弾性体に載荷した状態における処理部２
４の出力を記憶している第２メモリ２８と、第１
メモリ２６と第２メモリ２８との記憶値の差を算
出する減算部３０と、この減算部３０の出力を記
憶する第３メモリ３２と、主弾性体に物品を載荷
した状態における処理部２４の出力を第３メモリ
３２の記憶値で除算する除算部３４とから構成し
ている。

このように構成した質量計は次のように動作す
る。今、この質量計が分銅を副弾性体に載荷しな
い状態で物品を計量するものとし、かつ現在質量
m1の或る物を計量しているとする。このとき、
処理部２４の出力は、m1に重力加速度ｇを乗算
した値に比例したW1（Ａ・m1・ｇ）であり、こ
れを第１メモリ２６が記憶する。なお、Ａは比例
定数で、主弾性体と副弾性体との弾性係数によつ
て定まる値である。この状態において、分銅加除
装置２２によつて質量ｍの分銅を副弾性体の他端
部の近傍に載荷すると、力検出器９の張力が分銅
の重量だけ減少し処理部２４の出力は質量ｍに重
力加速度ｇを乗算したものＷをW1から減算した
ものW1−Ｗとなり、これが第２メモリ２８に記
憶される。減算部３０は第１メモリ２６の記憶値
W₁から第２メモリ２８の記憶値W₁−Ｗを減算
し、Ｗを算出する。Ｗは第３メモリ３２に記憶さ
れる。そして分銅を除去した状態で質量mxが未
知の物品を計量したときの処理部２４の出力W2
（Ａ・mx・ｇ）をＷで除算すると、 W2／Ｗ＝Ａ・mx・ｇ／ｍ・ｇ＝Ａ・mx／ｍ となり、質量mxを重力加速度ｇの影響を受けな
いで知ることができる。

また、計量時に分銅を副弾性体に載荷し、調整
を行なうときに、分銅を副弾性体から除去しても
よい。以上のように、この発明によれば、わざわ
ざ物品を取り除いて、分銅を載荷する必要がな
く、例えば測定の終了した物品が載荷されている
状態で分銅を加除するという操作だけで簡単にか
つ正確に質量を測定できる。しかも、加除する分
銅には、力測定装置の秤量よりもかなり小さな質
量のものを使用することができる。

以下、この発明を第５図乃至第７図に示す１実
施例に基づいて詳細に説明する。なお、力測定装
置は従来と同等のものであるので同等部分には同
一符号を付して説明を省略する。第５図におい
て、分銅加除装置２２は、副弾性体６の一端部に
蝶番３８で基端部を結合した板状体４０の先端部
に分銅４２を設け、板状体４０の中途にカム４４
を当接させ、このカム４４をモータ４６によつて
回転させて、カム４４の凸部が板状体４０に接触
している状態では副弾性体６の他端部８上に分銅
４２を載荷せず、カム４４の凸部が板状体４０に
接触していない状態では副弾性体６の他端部８上
に分銅４２を載荷するものである。モータ４６は
図には示していないが、適当な取付具によつて固
定部３に取付けられている。無論カム４４はどの
ように回転しても副弾性体６には接触しないよう
に配置されている。分銅４２の質量は、例えば力
測定装置が秤量１Kgであつて、主弾性体１が900
ｇの力を受けもち、副弾性体６が100ｇの力を受
けもつとするなら、副弾性体６に約100ｇの力を
かけることができるものに選択してある。

発振器１１を除いた処理部２４、第１乃至第３
メモリ２６，２８，３２、減算部３０、除算部３
４は、第６図に示すように、CPU４８、ROM５
０及びRAM５２からなるマイクロコンピユータ
によつて具現される。また、このマイクロコンピ
ユータは、除算部３４によつて得た質量データを
表示部５４に表示すると共に、分銅加除装置２２
のモータ４６の制御も併せて行なう。

次に第７図を参照しながら、マイクロコンピユ
ータの具現する機能を説明する。なお、載台５上
には適当な物品が載置されており、発振器１１の
周波数ｆから質量データW0は既に得られている
ものとする。また既に第３メモリには適当な補正
用データが記憶されており、かつ分銅４２は載荷
されていないとする。同図において、ステツプ60
で重量データW0読み込れ、ステツプ62で分銅４
２が載荷されているか否かを判断する。現在、載
荷されていないのでステツプ64に移り、重量デー
タW0を第３メモリのデータで除算し、その除算
値を質量データとして表示部５４に表示する。そ
して、ステツプ66で質量データのデータ処理を行
ない、ステツプ68で一定時間が経過しているか否
かを判断し、経過していなければ経過するまでス
テツプ60、62、64、66、68を順に繰返す。

一定時間が経過すると、ステツプ70に移り、今
読込んだ重量データW0を第１メモリに記憶する。
次いで、ステツプ72でモータ４６を制御し、分銅
４２を副弾性体６に載荷する。そして、ステツプ
60に戻る。このとき、弦９の張力は載台５上から
物品を取り除いたときと同様な程度に減少する。
従つて、重量データW0も相当に減少する。そし
て、ステツプ62で再び分銅４２が載荷されている
か否か判断するが、今度は載荷されているのでス
テツプ74に移り、減少した重量データW0を第２
メモリに記憶させ、次いでステツプ76でモータ４
６を制御して分銅４２を副弾性体６から取り除
く。

その後、ステツプ78で重量データW0を読込み、
ステツプ80で第１メモリのデータと比較する。も
し同一であるなら、分銅４２を載せ降ろしした間
に載台５上の物品に変化がなかつたことになるの
で、正確に分銅による張力変化が読みとれてい
る。よつてステツプ82で第１メモリと第２メモリ
との記憶値の差を算出し、第３メモリに記憶さ
せ、ステツプ60に戻り、以後、ステツプ62、64、
66に移る。また、ステツプ80においてステツプ78
で読み込んだ重量データW0を第１のデータと比
較した際に両者が等しくなければ、分銅４２を載
せ降ろした間に載台５上の物品に変化があつたこ
とになるので、正確に分銅による張力変化が読み
とれていないので、ステツプ60に戻り、ステツプ
62、64、66に移る。

なお、このような補正を所定時間おきに繰返す
こととしたのは、温度変化の激しい場所で使用し
たり、傾きやすい車や船に設置して使用したりす
ることを考慮したためである。また、分銅４２を
副弾性体６に載荷した状態では弦９の張力は載台
５上に全く物品が載置されていない状態と同じ位
にまで小さくなるが、弦９には測定精度を高める
ために荷重が最も大きく変化した際に弦９に生じ
る張力の変化を４倍乃至６倍の初張力がかけてあ
るので、弦９の張力が零近くになることはなく補
正をすることができる。同一の理由によつて、載
台５上に物品を載せない状態において分銅４２を
載せ降ろししても補正をすることができる。

上記の実施例では、補正をする際に分銅４２を
副弾性体６に載荷したが、常に分銅４２を副弾性
体６に載荷し、補正をする際に分銅４２を副弾性
体６から降ろしてもよい。分銅４２の加除にはカ
ム４４とモータ４６とを用いたが、分銅４２の加
除ができる構成ならどんなものでもよく、例えば
電磁型ソレノイドを用いてもよい。また、板状体
４０の先端部に分銅４２を設け、基端部に蝶番３
８によつて副弾性体６の一端部７に結合したが、
これに限らず、副弾性体６の一端部８に正確に力
がかかるものであればどのような構造のものも使
用できる。さらに副弾性体６を主弾性体１の上方
に配置して弦９に張力をかけたが、副弾性体６を
主弾性体１の下方に配置して圧縮力を弦９にかけ
てもよい。上記の実施例では、弦９によつて張力
Ｐを測定したが、これに代えて力を感じるものな
らどのようなものでも使用でも、例えば水晶式力
検出器や音叉式力検出器を使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の力測定装置の正面図、第２図は
従来の力測定装置に用いる発振器の回路図、第３
図は従来の力測定装置の電気回路図、第４図はこ
の発明による質量計の概略図、第５図はこの発明
による質量計の１実施例の斜視図、第６図は同実
施例のブロツク図、第７図は同実施例のフローチ
ヤートである。 ２０……力測定装置、２２……分銅加除装置、
２６……第１メモリ、２８……第２メモリ、３０
……減算部、３２……第３メモリ、３４……除算
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主弾性体と、この主弾性体よりも同じ力に対
   して大きく撓む副弾性体と、上記主弾性体と上記
   副弾性体との作用部間に設けた力検出器と、この
   力検出器の出力に基づいて上記主弾性体に載荷さ
   れた物品の重量を算出する処理部とを、備える力
   測定装置と、上記副弾性体の作用部の近傍に分銅
   を加除する装置と、上記分銅を上記副弾性体から
   除去した状態であつて上記主弾性体に物品が載荷
   されている状態の上記処理部の出力を記憶する第
   １メモリと、上記分銅を上記副弾性体に載荷した
   状態であつて上記主弾性体に上記物品が載荷され
   ている状態の上記処理部の出力を記憶する第２メ
   モリと、第１メモリと第２メモリとの記憶値の差
   を算出する演算部と、この演算部の出力を記憶す
   る第３メモリと、上記主弾性体に物品を載荷した
   状態における上記処理部の出力を第３メモリの記
   憶値で除算する除算部とを、具備する質量計。