JPH0531729B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロードセル式電子秤の荷重検出回路
に関する。

（従来技術） 近年、秤は機械的に計量するものから電子回路
を用いて計量する方式のものに移行しつつある。

この種の電子回路を用いた計量装置は、被計量
物の荷重による歪によつて抵抗値が変化する歪ゲ
ージを起歪体に貼付けたロードセルを使用してい
る。そして該ロードセルから出力されるアナログ
の計量信号を増幅し、この信号を直接表示装置に
表示せしめるか、又はこの信号を一旦アナログ−
デジタル変換器でデジタル値に変換後、表示装置
に表示せしめるような構成を有する。このような
従来のロードセルを第３図に示す。このロードセ
ルは、起歪体１の引張受感部Ｔと圧縮受感部Ｃに
左右対称に４枚の歪ゲージGt，Gcを貼着したも
のである。第４図は第３図のように４枚の歪ゲー
ジを取りつけた場合の回路構成で、たとえば特開
昭57−207831号公報にも１例が示されている。こ
の回路構成では、歪ゲージGt，Gcでブリツジ回
路２を構成し、被計量物の重量を計量しようとす
る場合、第３図に示すように起歪体１の端部に被
計量物の重量Ｗが加えられて、起歪体１を平行四
辺形状に歪ませ、この歪によつて生じた抵抗値の
変化によるブリツジ回路２のアンバランス量がブ
リツジ回路２の出力となる。そしてこのブリツジ
回路２の出力は差動増幅器４に入力され差動増幅
器４の出力側より被計量物の重量信号を取り出す
ことになる。

（従来技術の問題点） 第４図に示すように、従来例においては、起歪
体の温度補償抵抗R₀をブリツジ回路の入力側に
直列に挿入していたので、印加電圧Vexに応じて
温度補償抵抗R₀の発熱量が変化し、その温度平
衡点がずれるので、その抵抗値は印加電圧に応じ
て変えなければならないという問題があつた。ま
た、電源を投入しても温度補償抵抗R₀が温度平
衡点に達するまでは正確な計測ができないので、
使用前に予め通電しておかなければならず、操作
が煩雑となつていた。

（発明の目的） 本発明の目的はスパンのパワーオン特性（電源
投入後の安定特性）を良好にするとともに、ブリ
ツジ回路の印加電圧を変える場合でも温度補償抵
抗R₀の抵抗値を変える必要がないロードセル式
電子秤の荷重検出回路を提供することにある。

（発明の概要） 本発明に係るロードセル式電子秤の荷重検出回
路は、ロードセルの起歪体の所定箇所に所定数貼
り付けた歪ゲージを直列に接続し、該接続点であ
る歪ゲージの出力側に、起歪体の温度補償抵抗を
直列に接続し、該温度補償抵抗は演算増幅器の負
端子に接続し、該演算増幅器の正端子は分圧抵抗
を介して歪ゲージの印加電圧源に接続したもので
ある。

（実施例） 以下図により本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図であ
り、第２図は、歪ゲージの取付状態を示す説明図
である。該回路図から明らかなように、起歪体に
貼着されている２個の歪ゲージGt，Gcはロード
セルLC側においてそれぞれ直列に接続され、温
度補償抵抗R₀は歪ゲージGtとGcの接続点すなわ
ち歪ゲージの出力側に直列に挿入し、セルケーブ
ル５₁を通して演算増幅器３の負端子に接続する。
この温度補償抵抗R₀は、温度によるその抵抗値
変化によつて、演算増幅器３の増幅率を変え、こ
れにより歪ゲージ式ロードセルを構成する起歪体
１のヤング率の温度補償を行う。このため、この
温度補償抵抗R₀は起歪体１に貼着してこれと同
一温度とするように構成する。また、ブリツジ回
路のダミー抵抗としてのra，rbを基板PB側にお
いて、演算増幅器３の基準電圧（＋側入力電圧）
を得るための分圧抵抗とする。勿論、印加電圧
Vexに比例した定電圧源を演算増幅器３の＋側端
子に直接加えることもできる。印加電圧Vexは、
セルケーブル５₂を通じて一方の歪ゲージGcに印
加される。尚、秤としての零点調整やブリツジバ
ランスの調整等は、分圧抵抗ra，rbの分圧比を調
整抵抗V_Rで変えることにより行う。

上記のような構成において、ロードセルに被計
量物が載置され、荷重がこれに掛ると、この荷重
に対応する歪量は引張り受感部Ｔと圧縮受感部Ｃ
に生じ、歪ゲージGtとGcの抵抗値が変化して、
その変化量は演算増幅器３により増幅され、この
出力側から重量信号として取り出される。この
際、温度補償抵抗R₀は、起歪体１の温度すなわ
ち歪ゲージGt，Gcの温度によるその抵抗値変化
によつて、演算増幅器３の増幅率を変え、これに
より歪ゲージ式ロードセルを構成する起歪体１の
ヤング率の温度補償を行つて、演算増幅器３の出
力を正確なものにする。

以上の実施例では、２枚の歪ゲージGt，Gcと
分圧抵抗ra，rbとでブリツジ回路を構成している
が、このブリツジがバランスした状態、例えば、
Gt＝Gc，ra＝rbでは、演算増幅器３からは
Vex／２の電圧が出力する。したがつてこの場合
には、この電圧を演算増幅器３の後段に接続する
Ａ／Ｄ変換器（図示せず）の初期入力電圧とする
使い方をしなければならない。

これに対し、第５図に示すものは、このＡ／Ｄ
変換器に対する初期入力電圧をほぼ零とするもの
で、印加電圧源Vexと演算増幅器３の負端子との
間にバイアス抵抗R₁を挿入して、ブリツジがバ
ランスした状態での演算増幅器３の出力が、所定
の初期電圧（例えば、ほぼ零）となるようにして
いる。これにより、温度補償抵抗R₀に流れる電
流を極めて微小にして、秤としての零点の温度特
性を向上させることができ、併せて、Ａ／Ｄ変換
器の使用領域を拡大させることができる。

尚、以上の各実施例では、２枚の歪ゲージを用
いた例を説明したが、これに限定されるものでは
なく、２枚以上の歪ゲージを使用する場合にも本
発明は同様に適用できる。

（発明の効果） 本発明によれば、従来例に比較して次のような
効果がある。

(1) 温度補償抵抗R₀は歪ゲージGc，Gtの出力側
に接続されているので、これに流れる電流を従
来よりも非常に小さくでき、発熱による抵抗変
化がほとんどなく、歪ゲージ式ロードセル出力
のスパンのパワーオン特性を向上できる。

(2) ロードセル側の出力インピーダンスを低く保
つことができるので、ノイズ等の影響を小さく
することができる。

(3) 抵抗ra，rbは相対温度特性さえ良ければ、絶
対温度特性は問題にしなくとも良いメリツトが
ある。

(4) 温度補償抵抗R₀の抵抗値を、ロードセルの
印加電圧に応じて変化させる必要がないので設
計、取換えが容易となる。

(5) 温度補償抵抗R₀を、差動出力を取り出すた
めのブリツジ回路の構成要素から外して、演算
増幅器の増幅率を変えるための構成要素として
用いているので、分圧抵抗として用いる抵抗
ra，rbの抵抗値を自由に選択でき、設計の自由
度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２
図は歪ゲージの取り付け状態を説明する説明図、
第３図は、従来例の歪ゲージの取付状態を説明す
る説明図、第４図は従来例の回路図、第５図は、
本発明の他の一実施例を示す回路図である。 １…起歪体、Cc，Ct…歪ゲージ、３…演算増
幅器、４…ブリツジ回路、ra，rb…分圧抵抗、
R₀…温度補償抵抗、R₁…バイアス抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロードセルの起歪体の所定箇所に所定数貼り
   付けた歪ゲージを直列に接続し、該接続点である
   歪ゲージの出力側に、起歪体の温度補償抵抗を直
   列に接続し、該温度補償抵抗は演算増幅器の負端
   子に接続し、該演算増幅器の正端子は分圧抵抗を
   介して歪ゲージの印加電圧源に接続したことを特
   徴とするロードセル式電子秤の荷重検出回路。 ２ 分圧抵抗の分圧比が調整可能であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のロードセル
   式電子秤の荷重検出回路。 ３ 演算増幅器の負端子と歪ゲージの印加電圧源
   との間にバイアス抵抗を接続したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載のロ
   ードセル式電子秤の荷重検出回路。