JPH0247690B2 - - Google Patents

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JPH0247690B2
JPH0247690B2 JP57083352A JP8335282A JPH0247690B2 JP H0247690 B2 JPH0247690 B2 JP H0247690B2 JP 57083352 A JP57083352 A JP 57083352A JP 8335282 A JP8335282 A JP 8335282A JP H0247690 B2 JPH0247690 B2 JP H0247690B2
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JP
Japan
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temperature
force
signal
generating
pressure
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Application number
JP57083352A
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Japanese (ja)
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JPS57196123A (en
Inventor
Kei Buriifua Denisu
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Setra Systems Inc
Original Assignee
Setra Systems Inc
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Publication date
Application filed by Setra Systems Inc filed Critical Setra Systems Inc
Publication of JPS57196123A publication Critical patent/JPS57196123A/en
Publication of JPH0247690B2 publication Critical patent/JPH0247690B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G23/00Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/01Testing or calibrating of weighing apparatus
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G3/00Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/18Temperature-compensating arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L27/00Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
    • G01L27/002Calibrating, i.e. establishing true relation between transducer output value and value to be measured, zeroing, linearising or span error determination
    • G01L27/005Apparatus for calibrating pressure sensors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は測定技術の分野に属し、詳しくいう
と、力および圧力測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is in the field of measurement technology, and more particularly relates to force and pressure measuring devices.

例えば、はかりの形式の代表的従来技術の力測
定装置は測定されるべき重量を受け入れるための
プラツトホーム、すなわち計量皿(計量パン)を
含む。この計量皿は力トランスジユーサによつて
支持部材またはフレームに結合されている。種々
の形式の従来技術の感知装置においては、トラン
スジユーサおよび計量皿はこの計量皿中の物体に
対して比較的正確な重さの感知を可能にするよう
に適合されたリンク装置によつて支持部材に結合
されている。例えば、力センサがひずみゲージに
使用されたりあるいはフイードバツク配置におい
ては可動コイルが固定磁界中に置かれる。
For example, a typical prior art force measuring device in the form of a scale includes a platform, or weighing pan, for receiving the weight to be measured. The weighing pan is connected to a support member or frame by a force transducer. In various types of prior art sensing devices, a transducer and a weighing pan are connected by a linkage adapted to permit relatively accurate weight sensing of objects in the weighing pan. coupled to the support member. For example, force sensors are used in strain gauges or in feedback arrangements a moving coil is placed in a fixed magnetic field.

従来技術の計量装置は計量皿に置かれた物体の
比較的正確な測定値を提供するけれど、多くの欠
点がある。例えば、多くの計量装置は計量皿中の
測定されるべき物体の偏心荷重に特に敏感であ
る。このような偏心荷重は装置における摩擦損失
により誤差を生じさせ得る。そのような損失を補
正するために、従来技術の計量装置はしばしば上
記誤差を減少させるための種々の形式の機械的リ
ンク装置を使用している。例えば、米国特許第
4026416号には、単一の感知軸線に沿うように計
量皿の運動を制限するたわみ配置が開示されてい
る。しかしながら、そのような計量装置は運動の
範囲が比較的狭く、従つて計量可能な範囲が狭
い。
Although prior art weighing devices provide relatively accurate measurements of objects placed on weighing pans, they have a number of drawbacks. For example, many weighing devices are particularly sensitive to eccentric loading of the object to be measured in the weighing pan. Such eccentric loads can cause errors due to frictional losses in the device. To compensate for such losses, prior art weighing devices often use various types of mechanical linkages to reduce the errors. For example, U.S. Pat.
No. 4,026,416 discloses a flexure arrangement that limits movement of the weighing pan along a single sensing axis. However, such metering devices have a relatively narrow range of motion and therefore a narrow measurable range.

多くの従来技術の装置の他の欠点は感知トラン
スジユーサおよび関連する回路の温度の影響、な
らびに種々の機械的組立体の温度変動によるよう
な温度による変動があることである。
Another drawback of many prior art devices is the temperature effects of the sensing transducer and associated circuitry, as well as temperature variations, such as due to temperature variations in various mechanical assemblies.

従つて、本発明の目的は温度による変動を補償
した高精度の計量装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a highly accurate metering device that compensates for variations due to temperature.

他の目的は温度による変動を補償した圧力測定
装置を提供することである。
Another object is to provide a pressure measuring device that is compensated for variations due to temperature.

簡単に説明すると、本発明は温度補償された測
定装置である。力入力部材上の物体を計量するよ
うに適合された一形式においては、この装置は温
度補償された力関数W(F、T)を評価するのに
使用される定数Kijを記憶装置を含む、ここで、 W(F、T)=ni=1 ai(T)Fi-1 (1) Fは補償されていない力入力(すなわち、物体
の重さ)の関数であり、またTは装置の温度を表
わす、また、 ai(T)=nj=1 kijTj-1(i=1、2…m) (2) ここでKijは定数である。この装置はさらに、
装置の温度での力入力を表わすセンサ信号FW
発生するためのセンサ信号発生器および装置の温
度を表わす温度信号FTを発生させるための温度
信号発生器を含む。本発明の一形式においては、
これら2つの発生器は、周波数が印加される力と
温度によつてそれぞれ変化する発振器を含む。こ
の形式においては、信号FWおよびFTがこれら発
振器のそれぞれの周波数を表わす。
Briefly described, the present invention is a temperature compensated measurement device. In one form adapted for weighing an object on a force input member, the device includes a storage device for constants K ij used to evaluate the temperature compensated force function W(F,T). , where W(F,T)= ni=1 a i (T)F i-1 (1) F is a function of the uncompensated force input (i.e., the weight of the object) and T represents the temperature of the device, and a i (T)= nj=1 k ij T j-1 (i=1, 2...m) (2) where K ij is a constant. This device also
It includes a sensor signal generator for generating a sensor signal F W representative of the force input at the temperature of the device and a temperature signal generator for generating a temperature signal F T representative of the temperature of the device. In one form of the invention,
These two generators include oscillators whose frequency varies with applied force and temperature, respectively. In this format, signals F W and F T represent the respective frequencies of these oscillators.

力信号発生器が、FWおよびFT信号ならびに記
憶された定数Kijに応答し、FWに対応する力入力
FにてそしてFTに等しい温度Tにて評価される
温度補償された力関数W(F、T)を表す信号を
発生する。
A force signal generator is responsive to the F W and F T signals and a stored constant K ij to generate a temperature compensated force evaluated at a force input F corresponding to F W and at a temperature T equal to F T. A signal representing the function W(F,T) is generated.

この形態によれば、この装置は力入力を表わ
す、すなわち計量皿の物体の重量を表わす出力信
号、すなわち温度補償された力信号を提供する。
According to this configuration, the device provides an output signal representative of the force input, ie the weight of the object on the weighing pan, ie a temperature compensated force signal.

本発明の他の面によれば、この装置は温度補償
された力関数W(F、T)を較正するための装置
を含む。この較正発生器は、装置がnの異なる温
度T1、T2、……Tnのそれぞれにあるときに計量
皿の一連のmのあらかじめ定められた重さをそれ
ぞれ加えたことに応答して一連のセンサ信号を発
生するためのセンサ信号発生装置を含む。較正発
生器はさらに、ai(T)に対して関数W(F,T)
を解き、そしてnの温度のそれぞれごとにai(T)
を表わす係数信号を発生するための装置を含む。
関数(1)はi=1、2、……mの値に対して解かれ
る。この場合に、Fは関連する温度において発生
されるセンサ信号のそれぞれに対応し、またW
(F,T)はセンサ信号と関連したそれぞれの重
さに等しい。
According to another aspect of the invention, the apparatus includes a device for calibrating the temperature compensated force function W(F,T). This calibration generator responds to the application of a series of m predetermined weights of the weighing pan each time the device is at each of n different temperatures T 1 , T 2 , ...Tn. a sensor signal generating device for generating a sensor signal. The calibration generator further calculates the function W(F,T) for a i (T)
and for each temperature of n a i (T)
and an apparatus for generating a coefficient signal representing the coefficient.
Function (1) is solved for the values of i=1, 2, . . . m. In this case, F corresponds to each of the sensor signals generated at the relevant temperature, and W
(F,T) are equal to the respective weights associated with the sensor signals.

較正発生器はさらに、Kijに対して式(2)を解き、
そして各iの値に対するKijを表わす信号を発生
するための装置を含む。関数ai(T)はj=1、
2、……nに対して解かれる。この場合に、ai
(T)は温度T1、T2、……Toに関連した係数信
号のそれぞれに等しく、またTはこれら係数信号
に関連したそれぞれの温度に等しい。
The calibration generator further solves equation (2) for K ij ,
and includes apparatus for generating a signal representing K ij for each value of i. The function a i (T) is j=1,
2,...solved for n. In this case, a i
(T) is equal to each of the coefficient signals associated with temperatures T 1 , T 2 , . . . To , and T is equal to each temperature associated with these coefficient signals.

本発明の一形式においては、W(F,T)およ
びai(T)を解くための装置はプログラム・デイ
ジタルコンピユータである。好ましい一形式にお
いては、mは4に等しく、またnは3に等しい。
In one form of the invention, the device for solving W(F,T) and a i (T) is a programmed digital computer. In one preferred form, m is equal to 4 and n is equal to 3.

圧力測定のために適合された本発明の一形式に
おいては、センサ信号発生器は入力圧力を表わす
信号FWを発生するように適合されている。温度
補償された力関数(1)はFおよびTの同じ関数であ
るが、しかしFは入力圧力の関数である。
In one form of the invention adapted for pressure measurements, the sensor signal generator is adapted to generate a signal F W representative of the input pressure. The temperature compensated force function (1) is the same function of F and T, but F is a function of input pressure.

本発明は、力測定形式においては、加速器トラ
ンスジユーサとしても、すなわち力入力が力入力
部材に加えられる慣性力である加速器トランスジ
ユーサとしても有用である。
The invention is also useful in a force measurement format as an accelerator transducer, ie, where the force input is an inertial force applied to a force input member.

本発明の上述のおよびその他の目的、種々の特
徴、ならびに本発明それ自体は添付図面を参照し
ての好ましい実施例についての以下の説明から十
分に理解されよう。
These and other objects, various features, and the invention itself of the invention will be better understood from the following description of a preferred embodiment, taken in conjunction with the accompanying drawings.

第1図は本発明による計量装置(重さ測定装
置)210の概略図を示す。この計量装置210
は計量皿212の形式の力入力部材および基準軸
線216に沿つて移動するように適合された関連
する支持ポスト214を含む。ポスト214は機
械的ダンパー組立体218を介して軸線216に
関して固定された基準部材(またはハウジング)
220に結合されている。計量皿212およびそ
の支持ポスト214は平行運動リンク組立体16
0によつてアーマチヤ部材226に結合されてい
る。アーマチヤ部材226は平行運動リンク組立
体110によつて基準部材(支持部材)220に
結合されている。力トランスジユーサ10がアー
マチヤ部材226と基準部材220間に結合され
ている。この力トランスジユーサ10はライン1
0aによつて位置センサ信号244に結合されて
いる。位置センサ244はライン244aに出力
信号を提供する。この出力信号は計量皿212の
測定されるべき重さによる変位に起因する力トラ
ンスジユーサ10の素子の移動を表わす。
FIG. 1 shows a schematic diagram of a weighing device (weighing device) 210 according to the invention. This weighing device 210
includes a force input member in the form of a weighing pan 212 and an associated support post 214 adapted to move along a reference axis 216 . Post 214 is connected to a reference member (or housing) fixed relative to axis 216 via mechanical damper assembly 218.
220. Weigh pan 212 and its support post 214 are connected to parallel motion link assembly 16
0 to the armature member 226. Armature member 226 is coupled to reference member (support member) 220 by parallel motion link assembly 110. Force transducer 10 is coupled between armature member 226 and reference member 220. This force transducer 10 is connected to line 1
0a to the position sensor signal 244. Position sensor 244 provides an output signal on line 244a. This output signal represents the movement of the elements of force transducer 10 due to the displacement of weighing pan 212 due to the weight to be measured.

プロセツサ250がライン244aの信号に応
答してライン250aに出力信号を提供する。こ
の入力信号は計量皿212上の物体の重さを表わ
す。
Processor 250 provides an output signal on line 250a in response to the signal on line 244a. This input signal represents the weight of the object on the weighing pan 212.

例えば、計量装置210の素子は本願と同日出
願の米国特許出願第265088号の「計量装置」に記
載された対応的に番号の付けられた素子と同じ形
式のものでもよい。
For example, the elements of metering device 210 may be of the same type as the correspondingly numbered elements described in U.S. patent application Ser.

第2図は計量装置210のプロセツサ250を
ブロツク図形式で示す。プロセツサ250は計量
皿212上の重さによつて加えられる検出された
力を表わす周波数を有する信号をライン244a
に提供する第1の(重さ)発振器を含む。この重
さ発振器は力トランスジユーサ10および位置セ
ンサ244を含む。ライン244aの信号はカウ
ンタ260に結合される。このカウンタ260は
ライン244aの信号の周波数を表わすデイジタ
ルカウント信号FWをライン260aに提供する。
FIG. 2 shows processor 250 of metering device 210 in block diagram form. Processor 250 generates a signal on line 244a having a frequency representative of the detected force exerted by the weight on weighing pan 212.
a first (weight) oscillator for providing a first (weight) oscillator; The weight oscillator includes a force transducer 10 and a position sensor 244. The signal on line 244a is coupled to counter 260. This counter 260 provides a digital count signal F W on line 260a representative of the frequency of the signal on line 244a.

温度センサ264がライン264aに発振信号
を提供する。このライン264aの信号の周波数
は計量装置210の温度を表わす。ライン264
aの信号はカウンタ266に結合されている。こ
のカウンタ266はライン264aの信号の周波
数を表わすデイジタルカウント信号FTをライン
266aに提供する。ライン260aおよび26
6aの信号はマイクロプロセツサ270に供給さ
れる。
A temperature sensor 264 provides an oscillating signal on line 264a. The frequency of the signal on line 264a represents the temperature of metering device 210. line 264
The a signal is coupled to counter 266. This counter 266 provides a digital count signal F T on line 266a representative of the frequency of the signal on line 264a. lines 260a and 26
The signal at 6a is provided to microprocessor 270.

マイクロプロセツサ270は関連するランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)272およびリ
ード・オンリー・メモリ(ROM)274、なら
びに入力/出力キーボード276を含む。マイク
ロプロセツサ270はまた、通常の表示装置を駆
動するのに適当な出力信号をライン250aに提
供する。タイミング回路277がタイミング制御
信号をプロセツサ250中のブロツクに提供す
る。
Microprocessor 270 includes associated random access memory (RAM) 272 and read only memory (ROM) 274 and an input/output keyboard 276. Microprocessor 270 also provides an output signal on line 250a suitable for driving a conventional display device. Timing circuit 277 provides timing control signals to blocks in processor 250.

本発明の一形式においては、マイクロプロセツ
サはモステク(Mostek)タイプ38P70/02でよ
く、ROM274は日立タイプHM462532であり、
RAM272はNCRタイプ2055である。
In one form of the invention, the microprocessor may be a Mostek type 38P70/02 and the ROM 274 is a Hitachi type HM462532;
RAM 272 is NCR type 2055.

動作において、ライン244aおよび264a
の信号は計量皿上の物体の重さおよび計量装置2
10の温度をそれぞれ表わす周波数によつて特徴
付けられている。カウンタ260および266
は、ライン244aおよび264aの信号の周波
数を表わすデイジタルカウント(FWおよびFT
を提供する窓カウンタとして作用するために、タ
イミング回路277によつて制御される。
In operation, lines 244a and 264a
The signal is the weight of the object on the weighing pan and the weighing device 2.
It is characterized by frequencies, each representing 10 temperatures. counters 260 and 266
are digital counts (F W and F T ) representing the frequency of the signals on lines 244a and 264a.
is controlled by timing circuit 277 to act as a window counter providing .

RAM272は温度補償された力関数W(F,
T)を表わす定数Kijを記憶する。
The RAM 272 stores a temperature-compensated force function W(F,
A constant K ij representing T) is stored.

関数W(F,T)は次のように定義される。 The function W(F,T) is defined as follows.

W(F、T)=ni=1 ai(T)Fi-1 (1) ここでFは物体により発生した補償されていな
い力の関数であり、Tは計量装置210の温度を
表わす。上記定義において、 ai(T)=nj=1 kijTi-1(i=1、2…m) (2) ここでKijは定数である。この実施例において
は、m=4、n=3である。値FWおよびFTは計
量パン212上の物体の重さを表わす温度補償さ
れた値を提供するために、FWに対応する力入力
FにておよびFTに対応する温度Tにて評価され
る関数W(F、T)に対応する信号と共に使用で
きる。
W(F,T)= ni=1 a i (T)F i-1 (1) where F is a function of the uncompensated force exerted by the object and T is the temperature of the metering device 210. represent In the above definition, a i (T)= nj=1 k ij T i-1 (i=1, 2...m) (2) where K ij is a constant. In this example, m=4 and n=3. The values F W and F T are evaluated at a force input F corresponding to F W and at a temperature T corresponding to F T to provide a temperature compensated value representing the weight of the object on the weighing pan 212. can be used with a signal corresponding to the function W(F,T).

本実施例はまた、力関数(1)を表わす。データを
発生しこれをメモリ272に記憶する較正モード
においても使用できる。本実施例によつてこの較
正手続きを実行するために、4つの一連の既知の
重さが3つの温度のそれぞれにおいて計量皿21
2に置かれる。他の実施例においては、異なる数
の重さおよび温度が使用できる。
This example also represents the force function (1). It can also be used in a calibration mode to generate data and store it in memory 272. To perform this calibration procedure according to the present example, a series of four known weights are placed on the weighing pan 21 at each of three temperatures.
placed at 2. In other embodiments, different numbers of weights and temperatures can be used.

プロセツサ250は、事実上、関数W(F,T)
に基ずいた一組の12個の連立方程式を発生する。
プロセツサ250はこれら12個の連立方程式を解
き、温度T1、T2およびT3で求められたa1、温度
T1、T2およびT3で求められたa2、温度T1、T2
よびT3で求められたa3、ならびに温度T1、T2
よびT3で求められたa4を表わす信号を提供する。
Processor 250 effectively processes the function W(F,T)
Generate a set of 12 simultaneous equations based on .
The processor 250 solves these 12 simultaneous equations, and calculates a 1 obtained at temperatures T 1 , T 2 and T 3 , and
A signal representing a 2 determined at T 1 , T 2 and T 3 , a 3 determined at temperatures T 1 , T 2 and T 3 , and a 4 determined at temperatures T 1 , T 2 and T 3 I will provide a.

プロセツサ250は次に、aiに対するこれら12
個の求められた値を使用して12個のKijの値に対
して式(2)に基づく一組の12個の連立方程式を解
く。一般に、温度T1、T2およびT3におけるa1
対する3つの値と、これら3つの温度におけるa2
に対する3つの値と、これら3つの温度における
a3に対する3つの値と、これら3つの温度におけ
るa4に対する3つの値とがKij(i=1、2、…
4、j=1、2、)を認定するのに使用される。
Processor 250 then processes these 12
A set of 12 simultaneous equations based on equation (2) is solved for the 12 values of K ij using the obtained values. In general, three values for a 1 at temperatures T 1 , T 2 and T 3 and a 2 at these three temperatures
three values for and at these three temperatures
The three values for a 3 and the three values for a 4 at these three temperatures are K ij (i=1, 2,...
4, j=1, 2,).

Kijに対するこれら値の決定に続いて、関数W
(F,T)は完全に特定化される。これら値を表
わすデータはRAM272に記憶される。
Following the determination of these values for K ij , the function W
(F,T) is fully specified. Data representing these values is stored in RAM 272.

一般の較正モードにおいて、プロセツサ250
は計量装置210に対する「較正面」を決定す
る。ここで、重さ値(W)は加えられた重さに対
するセンサ244の発振器の周波数(F)および計量
装置210の温度(T)の関数である。この関数
関係W(F、T)は、計量装置210に対する較
正面を記述するものである。一連の基準の重さが
多数の温度のそれぞれにおいて計量皿212に置
かれる。計量皿212に重さを置くことに応答し
て、重さによる計量皿に作用する力が力トランス
ジユーサ10に伝達され、そしてリンク組立体1
60および110が軸線216に関して加えられ
るモーメント(重さの偏心荷重によつて生じ得る
ような)の影響を最小にする。トランスジユーサ
10に加えられる力はこのトランスジユーサの導
電性表面の相対運動を生じさせ、キヤパシタンス
の変化をもたらす。このキヤパシタンスの変化は
ライン244a上の発振器の出力周波数に対応す
る変化を生じさせる。次に、プロセツサが上記し
た態様でこれら値を使用し、W(F,T)を完全
に定義し、この関数を表わすデータをRAM27
2に記憶する。
In general calibration mode, processor 250
determines the “calibration plane” for metering device 210. Here, the weight value (W) is a function of the oscillator frequency (F) of sensor 244 and the temperature (T) of metering device 210 relative to the applied weight. This functional relationship W(F,T) describes the calibration plane for metering device 210. A series of reference weights are placed on weighing pan 212 at each of a number of temperatures. In response to placing a weight on the weighing pan 212, the force acting on the weighing pan due to the weight is transmitted to the force transducer 10 and link assembly 1
60 and 110 minimize the effects of moments applied about axis 216 (such as can be caused by eccentric loads of weight). A force applied to transducer 10 causes relative movement of the conductive surfaces of the transducer, resulting in a change in capacitance. This change in capacitance causes a corresponding change in the oscillator output frequency on line 244a. The processor then uses these values in the manner described above to completely define W(F,T) and stores data representing this function in RAM 27.
Store in 2.

重さ測定モードにおいては、測定されるべき重
さを計量皿212上に置くことに応答して、プロ
セツサ250はこれら信号(ライン244a上
の)ならびに温度発振器264からの信号(ライ
ン264a上の)を使用してFおよびTに対する
対応する値における関数W(F,T)の値を識別
する。W(F,T)のこの値は計量装置210の
現温度における計量皿212上の重さを表わす信
号に変換される。
In the weigh mode, in response to placing the weight to be measured on weighing pan 212, processor 250 outputs these signals (on line 244a) as well as the signal from temperature oscillator 264 (on line 264a). is used to identify the value of the function W(F,T) at corresponding values for F and T. This value of W(F,T) is converted into a signal representing the weight on weighing pan 212 at the current temperature of weighing device 210.

第3図は圧力センサ280およびプロセツサ2
50を含む圧力測定装置278をブロツク図形式
で示す。この好ましい形式においては、圧力セン
サ280は容量性圧力トランスジユーサ(セト
ラ・システムズ・インコーポレイテツドによつて
製造された、変形可能なダイヤフラムを有するモ
デル270のような)を感知素子として含む。一
般に、この装置278は、センサ280が入力圧
力の関数である周波数によつて特徴付けられた発
振信号を提供する点を除き、第1図の形態と実質
的に同じ態様で動作する。
Figure 3 shows the pressure sensor 280 and processor 2.
A pressure measuring device 278 is shown in block diagram form, including a pressure measuring device 50. In this preferred form, pressure sensor 280 includes a capacitive pressure transducer (such as model 270 with a deformable diaphragm manufactured by Setra Systems, Inc.) as the sensing element. In general, the apparatus 278 operates in substantially the same manner as that of FIG. 1, except that the sensor 280 provides an oscillating signal characterized by a frequency that is a function of input pressure.

本発明はその精神または本質的特性から逸脱す
ることなしに他の特定の形式で実施できる。従つ
て、本実施例はすべての点で例示であつて限定す
るものではないとみなすことができるから、本発
明の範囲は上記した記載によつてではなく、特許
請求の範囲によつて指示されており、それ故、特
許請求の範囲と等価の意味および範囲内に入るす
べての変形、変更は本発明に包含されるものであ
る。
The invention may be embodied in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics. Therefore, the present embodiments can be considered to be illustrative in all respects and not limiting, and the scope of the present invention is indicated by the claims rather than by the above description. Therefore, all modifications and changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are intended to be embraced by the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を実施する計量装置の一例を示
す概略図、第2図は第1図の装置のプロセツサを
示すブロツク図、第3図は本発明を実施する圧力
測定装置の一例を示すブロツク図である。 10:力トランスジユーサ、110,160:
平行運動リンク組立体、210:計量装置、21
2:計量皿、220:基準部材、226:アーマ
チヤ部材、244:位置センサ、250:プロセ
ツサ、260:カウンタ、264:温度センサ、
266:カウンタ、270:マイクロプロセツ
サ、272:RAM(ランダム・アクセス・メモ
リ)、274:ROM(リード・オンリー・メモ
リ)、276:入力/出力キーボード、277:
タイミング回路、278:圧力測定装置、28
0:圧力センサ。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a measuring device implementing the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a processor of the device in FIG. 1, and FIG. 3 is an example of a pressure measuring device implementing the present invention. It is a block diagram. 10: Force transducer, 110, 160:
Parallel motion link assembly, 210: Metering device, 21
2: Measuring pan, 220: Reference member, 226: Armature member, 244: Position sensor, 250: Processor, 260: Counter, 264: Temperature sensor,
266: Counter, 270: Microprocessor, 272: RAM (Random Access Memory), 274: ROM (Read Only Memory), 276: Input/Output Keyboard, 277:
Timing circuit, 278: Pressure measuring device, 28
0: Pressure sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 力入力部材に対する力を感知するための温度
補償形力感知装置において、 温度補償された力関数W(F、T)を評価する
のに使用される定数Kijを記憶するための記憶手
段と、ただし、 W(F、T)=ni=1 ai(T)Fi-1 (1) ここで、Fは力入力の関数であり、Tは当該力
感知装置の温度を表わす、また、 ai(T)=nj=1 kijTj-1(i=1、2…m) (2) ここでKijは前記定数であり、 センサ信号FWを発生するための手段と、ただ
し、FWは当該力感知装置の温度における力入力
を表わす、 温度信号FTを発生するための手段と、ただし、
FTは当該力感知装置の温度を表わし、 前記信号FWおよびFTならびに前記の記憶され
た定数Kijから温度補償された力信号を発生する
ための手段であつて、W(F、T)を評価するた
めの手段を含む力信号発生手段と、ただし、当該
温度補償された力信号は、FWに対応する力入力
FにておよびFTに対応する温度Tにて評価され
た前記温度補償された力関数W(F、T)を表わ
す、 とを具備することを特徴とする力感知装置。 2 前記温度補償された力関数W(F、T)を較
正するための較正手段であつて、当該較正手段
は、 力感知装置がn個の温度T1、T2、…Toのそれ
ぞれにあるとき、一連のm個の所定の力を前記入
力部材へ加えることに応答して、一連のm個のセ
ンサ信号FWおよびn個のセンサ信号FTを発生す
るための手段と、 前記関数(1)に基づく一組のm×n個の連立方程
式を発生しこれをai(T)に対して解きそして前
記n個のそれぞれの温度および前記m個のそれぞ
れの重さに関しai(T)を表わす係数信号を発生
する手段と、ただし、関連付けられた力および温
度で発生したそれぞれのセンサ信号FWおよびFT
ごとに、W(F、T)は、FWに対応する力入力に
ておよびFTに対応する温度Tにて評価され、 関数(2)に基づく一組のm×n個の連立方程式お
よび前記のm×n個のai(T)の値およびn個の
関連付けられた温度の値を発生しそしてこれを
Kijに対して解き、各iの値(i=1、2、…m)
および各jの値(j=1、2、…n)ごとにKij
を表わす信号を発生する手段と、 を含む特許請求の範囲第1項記載の力感知装置。 3 m=4、n=3である特許請求の範囲第1項
または第2項記載の力感知装置。 4 前記センサ信号発生手段が第1の発振器を含
み、FWが該第1の発振器の周波数を表わし、前
記温度信号発生手段が第2の発振器を含み、FT
が該第2の発振器の周波数を表わす特許請求の範
囲第1項または第2項記載の力感知装置。 5 入力圧力を測定するための温度補償形圧力測
定装置において、 温度補償された圧力関数W(F、T)を評価す
るのに使用される定数Kijを記憶する手段と、た
だし、 W(F、T)=ni=1 ai(T)Fi-1 (1) ここで、Fは入力圧力の関数であり、Tは当該
圧力測定装置の温度を表わし、また、 ai(T)=nj=1 kijTj-1(i=1、2…m) (2) ここでKijは前記定数であり、 センサ信号FWを発生するための手段と、ただ
し、FWは当該圧力測定装置の温度における入力
圧力を表わす、 温度信号FTを発生するための手段と、ただし、
FTは当該圧力測定装置の温度を表わし、 前記信号FWおよびFTならびに前記の記憶され
た定数Kijから温度補償された圧力信号を発生す
る手段であつて、W(F、T)を評価するための
手段を含む圧力信号発生手段と、ただし、当該温
度補償された圧力信号は、FWに対応する入力圧
力FにておよびFTに対応する温度Tにて評価さ
れた前記温度補償された圧力関数W(F、T)を
表わす、 とを具備することを特徴とする圧力測定装置。 6 前記温度補償された圧力関数W(F、T)を
較正するための較正手段であつて、当該較正手段
は、 圧力測定装置がn個の温度T1、T2、…Toのそ
れぞれにあるとき、一連のm個の所定の圧力を前
記入力部材へ加えることに応答して、一連のm個
のセンサ信号FWおよびn個のセンサ信号FTを発
生するための手段と、 前記関数(1)に基づく一組のm×n個の連立方程
式を発生しこれをai(T)に対して解きそして前
記n個のそれぞれの温度および前記m個のそれぞ
れの重さごとにai(T)を表わす係数信号を発生
する手段と、ただし、関連付けられた圧力および
温度で発生したそれぞれのセンサ信号FWおよび
FTごとに、W(F、T)は、FWに対応する入力圧
力にておよびFTに対応する温度Tにて評価され、 関数(2)に基づく一組のm×n個の連立方程式お
よび前記のm×n個のai(T)の値およびn個の
関連付けられた温度の値を発生しそしてこれを
Kijに対して解き、各iの値(i=1、2、…m)
および各jの値(j=1、2、…n)ごとにKij
を表わす信号を発生する手段と、 を含む特許請求の範囲第5項記載の圧力測定装
置。 7 m=4、n=3である特許請求の範囲第5項
または第6項記載の圧力測定装置。 8 前記センサ信号発生手段が第1の発振器を含
み、FWが該第1の発振器の周波数を表わし、前
記温度信号発生手段が第2の発振器を含み、FT
が該第2の発振器の周波数を表わす特許請求の範
囲第5項または第6項記載の圧力測定装置。
[Claims] 1. In a temperature-compensated force sensing device for sensing a force on a force input member, a constant K ij used to evaluate a temperature-compensated force function W (F, T) is stored. W(F,T)= ni=1 a i (T)F i-1 (1) where F is a function of the force input and T is the function of the force sensed It represents the temperature of the device, and a i (T)= nj=1 k ij T j-1 (i=1, 2...m) (2) where K ij is the above constant, and the sensor signal F means for generating W , where F W represents the force input at the temperature of the force sensing device; means for generating a temperature signal F T ;
F T represents the temperature of the force sensing device, means for generating a temperature compensated force signal from said signals F W and F T and said stored constant K ij , W(F, T ), wherein said temperature-compensated force signal is said to have been evaluated at a force input F corresponding to F W and at a temperature T corresponding to F T . A force sensing device characterized in that it represents a temperature compensated force function W(F,T). 2. Calibration means for calibrating the temperature-compensated force function W(F, T), the calibration means comprising: a force sensing device at each of n temperatures T 1 , T 2 ,...T o ; means for generating a series of m sensor signals FW and n sensor signals FT in response to applying a series of m predetermined forces to the input member; Generate a set of m×n simultaneous equations based on (1), solve them for a i (T), and calculate a i ( means for generating coefficient signals representative of T), with the respective sensor signals F W and F T generated at associated forces and temperatures;
For each, W(F, T) is evaluated at a force input corresponding to F W and at a temperature T corresponding to F T , and a set of m × n simultaneous equations based on function (2) and Generate the m×n values of a i (T) and n associated temperature values and convert them to
Solve for K ij and value of each i (i=1, 2,...m)
and K ij for each value of j (j=1, 2,...n)
2. A force sensing device as claimed in claim 1, comprising: means for generating a signal representative of . 3. The force sensing device according to claim 1 or 2, wherein m=4 and n=3. 4. The sensor signal generating means includes a first oscillator, F W represents the frequency of the first oscillator, the temperature signal generating means includes a second oscillator, F T
3. A force sensing device according to claim 1, wherein represents the frequency of the second oscillator. 5. In a temperature-compensated pressure measuring device for measuring input pressure, means for storing constants K ij used to evaluate the temperature-compensated pressure function W(F,T), with W(F , T)= ni=1 a i (T)F i-1 (1) where F is a function of the input pressure, T represents the temperature of the pressure measuring device, and a i (T )= nj=1 k ij T j-1 (i=1, 2...m) (2) Here, K ij is the above constant, and the means for generating the sensor signal FW , provided that F W are means for generating a temperature signal F T representative of the input pressure at the temperature of the pressure measuring device;
F T represents the temperature of the pressure measuring device; means for generating a temperature-compensated pressure signal from said signals F W and F T and said stored constant K ij ; pressure signal generating means comprising means for evaluating, provided that the temperature compensated pressure signal is the temperature compensated pressure signal evaluated at an input pressure F corresponding to F W and at a temperature T corresponding to F T ; A pressure measuring device characterized in that it represents a pressure function W (F, T). 6 Calibration means for calibrating the temperature-compensated pressure function W(F, T), the calibration means comprising: a pressure measuring device at each of n temperatures T 1 , T 2 ,...T o ; means for generating a series of m sensor signals FW and n sensor signals FT in response to applying a series of m predetermined pressures to the input member; Generate a set of m×n simultaneous equations based on (1), solve them for a i (T), and then calculate a i (T), with respective sensor signals F W and generated at associated pressures and temperatures;
For each F T , W(F, T) is evaluated at an input pressure corresponding to F W and at a temperature T corresponding to F T , forming a set of m×n systems based on function (2). Generate the equation and the m×n values of a i (T) and n associated temperature values and convert this to
Solve for K ij and value of each i (i=1, 2,...m)
and K ij for each value of j (j=1, 2,...n)
6. A pressure measuring device as claimed in claim 5, comprising: means for generating a signal representative of . 7. The pressure measuring device according to claim 5 or 6, wherein m=4 and n=3. 8. The sensor signal generation means includes a first oscillator, F W represents the frequency of the first oscillator, the temperature signal generation means includes a second oscillator, and F T
7. A pressure measuring device according to claim 5, wherein represents the frequency of the second oscillator.
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