JPH0316608B2 - - Google Patents
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- JPH0316608B2 JPH0316608B2 JP13170981A JP13170981A JPH0316608B2 JP H0316608 B2 JPH0316608 B2 JP H0316608B2 JP 13170981 A JP13170981 A JP 13170981A JP 13170981 A JP13170981 A JP 13170981A JP H0316608 B2 JPH0316608 B2 JP H0316608B2
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- output
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- pulse
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- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
- G01G23/18—Indicating devices, e.g. for remote indication; Recording devices; Scales, e.g. graduated
- G01G23/36—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells
- G01G23/37—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting
- G01G23/3707—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting using a microprocessor
- G01G23/3714—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting using a microprocessor with feedback means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電子天びんに関する。
従来の電磁力平衡式の電子天びんにおいて、電
磁力を発生させるフイードバツクコイルに流れる
電流を出力抵抗に導き、その出力抵抗の両端電圧
をＡ／Ｄ変換器に導入して荷重を測定していた
が、この出力抵抗の温度変化、経年変化、また発
熱などの影響を受け、測定精度の向上の妨げにな
つていた。
磁力を発生させるフイードバツクコイルに流れる
電流を出力抵抗に導き、その出力抵抗の両端電圧
をＡ／Ｄ変換器に導入して荷重を測定していた
が、この出力抵抗の温度変化、経年変化、また発
熱などの影響を受け、測定精度の向上の妨げにな
つていた。
この発明の目的は、上述の点に鑑み、出力抵抗
の温度変化、発熱などの影響を受けず、高精度な
測定が行なえる電子天びんを提供することにあ
る。
の温度変化、発熱などの影響を受けず、高精度な
測定が行なえる電子天びんを提供することにあ
る。
この発明の電子天びんは、要約すれば、出力抵
抗の両端電圧に比例したパルス幅をもち、波高値
が所定の荷重に対応して設定されたバルス電流
を、フイードバツクコイルに流れる電流を打ち消
す方向に供給し、上記出力抵抗に流れる電流を零
とするよう構成され、上記パルス幅を測定するこ
とにより、はかり皿に作用する荷重が測定される
ことを特徴としている。
抗の両端電圧に比例したパルス幅をもち、波高値
が所定の荷重に対応して設定されたバルス電流
を、フイードバツクコイルに流れる電流を打ち消
す方向に供給し、上記出力抵抗に流れる電流を零
とするよう構成され、上記パルス幅を測定するこ
とにより、はかり皿に作用する荷重が測定される
ことを特徴としている。
以下、その発明の実施例を図面に従い説明す
る。
る。
第１図がこの実施例の構成を示す図である。
位置検出器１は、はかり皿７に荷重が与えられ
たとき天びん機構部６のビーム２２の変異を検出
する変異センサなどからなり、その出力は増幅器
２およびPID（比例積分微分）制御器３に導入さ
れる。PID制御器３は、ビーム２２を元の位置
（荷重が与えられる前の状態）に復元させるため
に電磁力発生機構５内のフイードバツクコイル
（FBC）２０に電圧−電流変換器４を介して供給
するフイードバツク電流IFを制御するためのもの
である。電磁力発生機構５はFBC２０によつて
発生した電磁力を天びん機構部６を介してビーム
２２に作用させるものである。FBC２０の出力
線は出力抵抗２１（この抵抗値をＲとする。）に
接続され、またその接続点２３からは差動増幅器
９の入力側（＋）と基準電流発生器１２に接続さ
れている。出力抵抗２１の両端にはローパスフイ
ルター８が接続されている。差動増幅器９、比較
器１０、ノコギリ波発生回路１１、ノコギリ波制
御回路１４、量子化補正回路１８および基準電流
発生器１２からなる電圧−パルス幅変換器は、出
力抵抗２１の両端電圧ERに比例した時間幅をも
つパルス電流を発生させるためのものである。差
動増幅器９の入力側（−）には量子化補正回路１
８から出力される電流ＩとコンデンサーＣによつ
て決まる電圧Erが与えられている。差動増幅器
９は両端電圧ERとこの電圧Erとの差に対応した
電圧Ａを比較器１０の入力側（＋）に出力するも
のである。比較器１０の入力側（−）には、ノコ
ギリ波発生回路１１が出力するノコギリ波電圧Ｂ
が与えられている。比較器１０において、電圧Ａ
がノコギリ波電圧Ｂより大きいか否か比較され、
Ａ≧Ｂのときの時間幅をもつパルス信号Ｄが基準
電流発生器１２に出力される。ノコギリ波電圧Ｂ
は、ノコギリ波発生回路１１から一定の周期Ｔご
とに連続して発生され、この周期Ｔは基準発振器
１３が発するクロツク信号をノコギリ波制御回路
１４に導入して設定される。ノコギリ波制御回路
１４はノコギリ波の発生スタート、リセツトなど
の制御を行なう回路である。比較器１０の出力は
基準発振器１３のクロツク信号と同期をとるため
にノコギリ波制御回路１４からの制御信号Ｅとと
もにフリツプフロツプ１９に入力される。フリツ
プフロツプ１９の出力Ｆ，Ｇはカウンター１５に
導入されている。カウンター１５は基準発振器１
３からのクロツク信号に従い、パルス信号Ｄのパ
ルス幅を測定するものであり、その値を演算器１
６に出力する。基準電流発生器１２は、定電流源
を内蔵し、パルス信号Ｄのパルス幅の間流れる基
準パルス電流を発し、この基準パルス電流の直流
成分IPを出力抵抗２１に供給するものである。こ
の直流成分IPはFBC２０に流れる電流IFを打ち消
す方向に流れる。
たとき天びん機構部６のビーム２２の変異を検出
する変異センサなどからなり、その出力は増幅器
２およびPID（比例積分微分）制御器３に導入さ
れる。PID制御器３は、ビーム２２を元の位置
（荷重が与えられる前の状態）に復元させるため
に電磁力発生機構５内のフイードバツクコイル
（FBC）２０に電圧−電流変換器４を介して供給
するフイードバツク電流IFを制御するためのもの
である。電磁力発生機構５はFBC２０によつて
発生した電磁力を天びん機構部６を介してビーム
２２に作用させるものである。FBC２０の出力
線は出力抵抗２１（この抵抗値をＲとする。）に
接続され、またその接続点２３からは差動増幅器
９の入力側（＋）と基準電流発生器１２に接続さ
れている。出力抵抗２１の両端にはローパスフイ
ルター８が接続されている。差動増幅器９、比較
器１０、ノコギリ波発生回路１１、ノコギリ波制
御回路１４、量子化補正回路１８および基準電流
発生器１２からなる電圧−パルス幅変換器は、出
力抵抗２１の両端電圧ERに比例した時間幅をも
つパルス電流を発生させるためのものである。差
動増幅器９の入力側（−）には量子化補正回路１
８から出力される電流ＩとコンデンサーＣによつ
て決まる電圧Erが与えられている。差動増幅器
９は両端電圧ERとこの電圧Erとの差に対応した
電圧Ａを比較器１０の入力側（＋）に出力するも
のである。比較器１０の入力側（−）には、ノコ
ギリ波発生回路１１が出力するノコギリ波電圧Ｂ
が与えられている。比較器１０において、電圧Ａ
がノコギリ波電圧Ｂより大きいか否か比較され、
Ａ≧Ｂのときの時間幅をもつパルス信号Ｄが基準
電流発生器１２に出力される。ノコギリ波電圧Ｂ
は、ノコギリ波発生回路１１から一定の周期Ｔご
とに連続して発生され、この周期Ｔは基準発振器
１３が発するクロツク信号をノコギリ波制御回路
１４に導入して設定される。ノコギリ波制御回路
１４はノコギリ波の発生スタート、リセツトなど
の制御を行なう回路である。比較器１０の出力は
基準発振器１３のクロツク信号と同期をとるため
にノコギリ波制御回路１４からの制御信号Ｅとと
もにフリツプフロツプ１９に入力される。フリツ
プフロツプ１９の出力Ｆ，Ｇはカウンター１５に
導入されている。カウンター１５は基準発振器１
３からのクロツク信号に従い、パルス信号Ｄのパ
ルス幅を測定するものであり、その値を演算器１
６に出力する。基準電流発生器１２は、定電流源
を内蔵し、パルス信号Ｄのパルス幅の間流れる基
準パルス電流を発し、この基準パルス電流の直流
成分IPを出力抵抗２１に供給するものである。こ
の直流成分IPはFBC２０に流れる電流IFを打ち消
す方向に流れる。
第２図にこのIPの出力波形図を示す。
パルス信号Ｄの波高値Irは所定の荷重に対応し
て予め設定される。また、パルス幅Ｔはこの装置
の固有周波数より高く、通常50ｍｓ以下である。
IPは一周期内でパルス信号Ｄのパルス幅ｔに対し
Ir ｔ／Ｔと表わせる。ローパスフイルター８は、
この装置に及ぼす振動成分を減衰させるととも
に、IPを流したときに含まれる高周波成分を減衰
させて安定した直流電圧成分を取り出すために設
けられている。量子化誤差補正回路１８は、カウ
ンター１５が計数する時間とパヴス信号Ｄの時間
幅とのずれによつて生ずる量子化誤差を補正する
ためにその誤差を電流Ｉに変換して差動増幅器９
に、電圧Erを与えるものである。
て予め設定される。また、パルス幅Ｔはこの装置
の固有周波数より高く、通常50ｍｓ以下である。
IPは一周期内でパルス信号Ｄのパルス幅ｔに対し
Ir ｔ／Ｔと表わせる。ローパスフイルター８は、
この装置に及ぼす振動成分を減衰させるととも
に、IPを流したときに含まれる高周波成分を減衰
させて安定した直流電圧成分を取り出すために設
けられている。量子化誤差補正回路１８は、カウ
ンター１５が計数する時間とパヴス信号Ｄの時間
幅とのずれによつて生ずる量子化誤差を補正する
ためにその誤差を電流Ｉに変換して差動増幅器９
に、電圧Erを与えるものである。
第３図に量子化誤差の一例を示す。
基準発振器１３が出力するクロツク信号は一定
の時間幅をもつパルス信号であるから、パルス信
号Ｄの時間幅ｔに対してカウンター１５がｎ個の
クロツク信号を計数したときの時間t0との間に
（t0−ｔ）（＝△ｔ）のずれが発生する。この△ｔ
に対応した電圧Erを発生させるために、量子化
誤差補正回路１８は電流ＩをコンデンサーＣに出
力する。また、前周期のErは、スイツチ２４に
よつて一周期ごとに消去される。電圧Erが与え
られると、△ｔはパルス信号Ｄの次の周期のとき
補正される。このErは微小な値で零に近似され
るが、量子化誤差補正回路１８を用いないときに
は、差動増幅器９の入力側（−）を零電位として
よい。
の時間幅をもつパルス信号であるから、パルス信
号Ｄの時間幅ｔに対してカウンター１５がｎ個の
クロツク信号を計数したときの時間t0との間に
（t0−ｔ）（＝△ｔ）のずれが発生する。この△ｔ
に対応した電圧Erを発生させるために、量子化
誤差補正回路１８は電流ＩをコンデンサーＣに出
力する。また、前周期のErは、スイツチ２４に
よつて一周期ごとに消去される。電圧Erが与え
られると、△ｔはパルス信号Ｄの次の周期のとき
補正される。このErは微小な値で零に近似され
るが、量子化誤差補正回路１８を用いないときに
は、差動増幅器９の入力側（−）を零電位として
よい。
以上の構成において、出力抵抗２１にはIFを打
ち消すような電流IPが流れる結果、この出力抵抗
２１の両端電圧ERは、 ER＝IF×Ｒ−IP×Ｒ ……(1) となり、この電圧ERが、Erと等しくなるように
制御され、結局、出力抵抗２１には量子化誤差に
相当する電圧Erに応じた電流のみが流れることに
なる。すなわち、この制御状態で出力抵抗２１に
流れる電流I(F-P)は、 I(F-P)＝Er／Ｒ ……(2) となる。ここで、第３図において説明したよう
に、量子化誤差は測定値の大きさに比して極めて
微小であつて電圧Erは非常に微小な電圧となり、
従つて電流I(F-P)はIFと比較して極めて微小とな
る。
ち消すような電流IPが流れる結果、この出力抵抗
２１の両端電圧ERは、 ER＝IF×Ｒ−IP×Ｒ ……(1) となり、この電圧ERが、Erと等しくなるように
制御され、結局、出力抵抗２１には量子化誤差に
相当する電圧Erに応じた電流のみが流れることに
なる。すなわち、この制御状態で出力抵抗２１に
流れる電流I(F-P)は、 I(F-P)＝Er／Ｒ ……(2) となる。ここで、第３図において説明したよう
に、量子化誤差は測定値の大きさに比して極めて
微小であつて電圧Erは非常に微小な電圧となり、
従つて電流I(F-P)はIFと比較して極めて微小とな
る。
そのため、出力抵抗２１には、通常のフイード
バツク電流IFを流す場合に比して、極めて僅かな
発熱が生じるだけとなる。
バツク電流IFを流す場合に比して、極めて僅かな
発熱が生じるだけとなる。
そして、はかり皿７上に作用している荷重は、
IFがIPと比例関係にあること、つまりパルス信号
Ｄのパルス幅（より詳しくは量子化誤差を含めた
フリツプフロツプ１９の出力のパルス幅）と比例
関係にあることから、このパルス幅を通過する基
準発振器の１３のクロツク信号をカウンタ１５で
計数することにより、求めることができる。
IFがIPと比例関係にあること、つまりパルス信号
Ｄのパルス幅（より詳しくは量子化誤差を含めた
フリツプフロツプ１９の出力のパルス幅）と比例
関係にあることから、このパルス幅を通過する基
準発振器の１３のクロツク信号をカウンタ１５で
計数することにより、求めることができる。
なお、前記したように量子化誤差を無視してあ
る程度の測定精度の悪化を許容するならば、Erを
常時0Vとしてもよい。この場合には、出力抵抗
２１に流れる電流I(F-P)は常に実質的に０となり、
出力抵抗２１には全く発熱は生じない。
る程度の測定精度の悪化を許容するならば、Erを
常時0Vとしてもよい。この場合には、出力抵抗
２１に流れる電流I(F-P)は常に実質的に０となり、
出力抵抗２１には全く発熱は生じない。
以上説明したように、この発明によれば、フイ
ードバツクコイルに流れる電流を導く出力抵抗の
温度変化、発熱などの影響を全く受けないから、
Ａ／Ｄ変換の精度が高められ、また、安価に、か
つ簡単な構成であり、高精度な電子天びんに多大
の効果を有する。
ードバツクコイルに流れる電流を導く出力抵抗の
温度変化、発熱などの影響を全く受けないから、
Ａ／Ｄ変換の精度が高められ、また、安価に、か
つ簡単な構成であり、高精度な電子天びんに多大
の効果を有する。
第１図はこの発明の実施例の構成を示す図、第
２図および第３図はこの実施例の使用説明図であ
る。 １……位置検出器、５……電磁力発生機構、７
……はかり皿、９……差動増幅器、１０……比較
器、１１……ノコギリ波発生回路、１２……基準
電流発生器、１３……基準発振器、１５……カウ
ンター、２０……フイードバツクコイル、２１…
…出力抵抗、２２……ビーム。
２図および第３図はこの実施例の使用説明図であ
る。 １……位置検出器、５……電磁力発生機構、７
……はかり皿、９……差動増幅器、１０……比較
器、１１……ノコギリ波発生回路、１２……基準
電流発生器、１３……基準発振器、１５……カウ
ンター、２０……フイードバツクコイル、２１…
…出力抵抗、２２……ビーム。
Claims (1)
- １ はかり皿に作用する荷重によつて変位するビ
ームと、このビームの変位を検出するビーム位置
検出器と、このビーム位置検出器の出力を導入
し、上記ビームを所定の位置に復元するよう制御
する制御手段と、この制御手段の出力によつて上
記荷重に対応した電磁力を発生するフイードバツ
クコイルからなる電磁力発生機構とを備えた装置
において、上記フイードバツクコイルに流れる電
流が導入される出力抵抗と、上記出力抵抗の両端
電圧に比例したパルス幅をもち、波高値が所定の
荷重に対応して設定されたパルス電流を発生させ
る手段と、上記パルス電流のパルス幅を測定する
手段とを有し、上記フイードバツクコイルに電流
が流れたとき、その電流を打ち消す方向に上記パ
ルス電流が上記出力抵抗に供給されるよう構成さ
れた電子天びん。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13170981A JPS5833127A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 電子天びん |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13170981A JPS5833127A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 電子天びん |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5833127A JPS5833127A (ja) | 1983-02-26 |
| JPH0316608B2 true JPH0316608B2 (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=15064358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13170981A Granted JPS5833127A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 電子天びん |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5833127A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2706825B2 (ja) * | 1989-08-21 | 1998-01-28 | アンリツ株式会社 | 電磁補償はかり |
-
1981
- 1981-08-21 JP JP13170981A patent/JPS5833127A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5833127A (ja) | 1983-02-26 |
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