JPH0540421Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、測定器の分野で利用される。

本考案は体重測定器に関し、詳しくはセラミツ
ク圧電体を利用した体重測定器に関する。

(ロ) 従来技術 重さ測定器、例えば電子天びん、自動肺活量計
などでは、セラミツク圧電体を利用したものが見
当らず、前者については差動トランス、ロードセ
ル、天びんとエンコーダとの組み合せなど多種多
様に構成されており、後者では呼気流速センサー
に熱線式、バイテーラ式、差動トランス式などが
ある。

なお、自動肺活量計は１回の呼気で１秒量、１
秒率、予測肺活量１秒率、努力性肺活量、最大換
気量、％肺活量など各種肺機能データを測定する
測定器である。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 ところで、ロードセル、天びんとエンコーダと
の組合わせなどは、機構部の構造が複雑で機械的
にも弱い。熱線式やバイテーラ式は直線性が悪い
だけ精度が劣る。また、バイテーラ式や差動トラ
ンス式では、構造が複雑で取扱いに問題がある。

本考案の目的は、検出量の構造を簡素化するの
に有用なセラミツク圧電体を利用し、そのヒステ
リシス特性を除去して使用でき、精度の高い測定
が得られるセラミツク圧電体を利用した体重測定
器を提供することである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 前記した目的は、体重の荷重を受けるセラミツ
ク圧電体と、この圧電体の検出値をデイジタル値
に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の
出力データを取り込むコントローラと、このコン
トローラに接続された体重値表示器と、IDカー
ドリーダと、ヒステリシス除去回路と、前記圧電
体にＡ／Ｄ変換器またはヒステリシス除去回路に
いずれかを切替え可能に接続させるスイツチと、
IDカードの挿入がカードリーダにより検知され
るとコントローラがスイツチを作動させて圧電体
をＡ／Ｄ変換器に接続させ、他方IDカードの抜
出がカードリーダにより検知されるとコントロー
ラがスイツチを作動させて圧電体をヒステリシス
除去回路に接続させる手段とを具備することによ
り、達成される。

(ホ) 作用 例えば、重さ測定器として電子天びんについて
は、荷重に比例した電圧を検出するセラミツク圧
電体を用いた天びん部と、AD変換してデジタル
表示するためのコントローラと、セラミツク圧電
体の特性ヒステリシスを除去するための回路を具
備する。

また、自動肺活量計では、円筒形マウスピース
の中央部にセラミツク圧電体を配置した流速
（量）トランスジユーサと、フロボリユームを収
集し各種肺機能データを算出するコントローラ
と、そのコントローラの制御信号とヒステリシス
除去回路によりセラミツク圧電体のヒステリシス
を除去する回路と具備している。

いずれも、荷重または流速と変位量との比例関
係が存在し、また変位量に応じて電圧が発生し、
逆に電圧を印加すると歪みを生じるという働きを
利用して機構部や検出器のシンプル化を図つてい
る。

(ヘ) 実施例 本考案の好適な実施例は、図面に基づいて説明
される。

第１図から第５図は自動肺活量計に適用した本
考案の１実施例を図示したものであり、第６図か
ら第９図は電子天びんに適用した本考案の他の１
実施例を図示したものである。

第１図について、「Ready」ランプを点灯して
いることを確認後、設定器８により性別、年令、
身長等を入力するとデータメモリRAMの所定ア
ドレスの所にフアイルされる。次に、IDカード
リーダ７にカードが挿入されるとIDカードデー
タが読取られ、コントローラ（マイクロコンピユ
ータ）５より測定開始信号がヒステリシスト除去
回路６に送られる。同時に、測定スイツチ（リレ
ースイツチ）２が測定側に自動的にセツトされ
る。

そこで、受診者は呼気流速（量）トランスジユ
ーサ（第３図例示）を口にくわえて、１回だけ呼
気するとセラミツク圧電体１により流速信号が出
力され、積分器３でフロボリユームが得られる。
それをAD変換器４によりデジタル化されデータ
収集フアイルに記録される。この場合、測定開始
信号出力後、AD変換器４からのデータを収集し
てデータが初期値の零かを監視し、データが零で
なくなると同時にスタート信号をカウンタ９へ出
力し、カウンタ９のスタートを開始する。

データ収集中にカウンタ９から１秒経過すると
コントローラ５へ割込み信号が出力される。この
割込みが出た時の収集データをデータメモリ（そ
の構成例は第５図に図示）の１秒量のアドレス位
置に記憶する。また、連続してデータを収集しな
がらデータが増加しているかチエツクを行なう。
データの最大値を検出した時点でデータの収集を
終了し、最大値データは前記１秒量と同様データ
メモリの努力性肺活量アドレス位置に書き込まれ
る。

同時に、データメモリにフアイルされたデータ
を基本に各種算出データを計算して所定アドレス
にフアイルする。表示切換スイツチにより各種デ
ータが表示器１０に表示される。

次に、IDカードが抜き取られると、コントロ
ーラ側より測定終了信号をヒステリシス除去回路
６へ出力し、測定スイツチ２をヒステリシス除去
回路側にする。次に、ヒステリシス除去するため
所定電圧をコントローラ５側よりヒステリシス除
去回路６へ出力する。ヒステリシス除去回路６よ
り所定電圧から徐々に電圧を減じて零になるまで
セラミツク圧電体１に加えてヒステリシスを除去
する。上記制御終了後、「Ready」ランプを点灯
させ、初期にもどる。

セラミツク圧電体の特性例は第４図のように直
線性はよいが、ヒステリシスを持つため上記除去
回路を付加して精度の高いデータを得る。

第２の実施例は、自動身長体重計における体重
測定について第６図より説明される。

左、右足検出器１８およびIDカードエツジ
（カード挿入中）１９がオンのとき、コントロー
ラ１６に割込みがかかりその割込みに基づいてコ
ントローラ１６から測定開始の信号がヒステリシ
ス除去回路１４によりリレースイツチ１２が自動
的に測定側に入る。

また、測定開始信号によりマイクロプロセツサ
１６のソフトウエアカウンタにて遅延後、データ
ラツチ１５からパルスを出力してデータラツチ１
５よりデータを読みとり、体重値表示器１７に出
力する。

天びん部とセラミツク圧電体との関係構成例は
第７図と第８図に示されている。セラミツク圧電
体の特性は第９図に示すようにヒステリシスを持
つ。

従つて、左、右足検出器１８およびIDカード
エツジがオフになつたとき、コントローラ１６に
割込みがかかつてマイクロプロセツサからの制御
信号によりリレースイツチ１２を測定オフ側に換
えると、同時に所定の電圧を加えて徐々に電圧を
減じヒステリシスを零（電圧0Vにして測定）に
して、Ready状態とする。また、直線補正もコン
トローラ１６（マイクロプロセツサ）により行な
われる。

実施例では、呼気流速を積分後、AD変換して
マイクロプロセツサ５でデータ収集しているが、
流速をマイクロプロセツサ５側で積分したり、ま
た最大呼気流量（Peak Flow）などを測定する
こともできる。さらには、呼気だけでなく吸気も
同様に測定可能である。

なお、第２実施例は自動身長体重計の体重部に
ついて記述したがすべての重さ測定器に適用され
る。

(ト) 効果 本考案により、自動肺活量ではセラミツク圧電
体との組合わせで非常にシンプルな流速（量）ト
ランスジユーサが構成され、精度の高いデータが
得られる。また、重量計では機構部の構造が簡単
で重さが計測できる。いずれの場合でも、セラミ
ツク圧電体のヒステリシスを除去して測定するた
め精度の高いデータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図は自動肺活量計に適用した本
考案の１実施例を図示したものであり、第１図は
その構成ブロツク図、第２図はその動作例フロー
チヤート、第３図は呼気流速（量）トランスジユ
ーサの構成例示図、第４図はセラミツク圧電体バ
イモルフ型特性例示図、第５図は肺活量に関する
データメモリ構成例示図であり、第６図から第９
図は電子天びんに適用した本考案の他の１実施例
を図示したもので、第６図はその構成ブロツク
図、第７図と第８図は天びん構成例示図、第９図
はセラミツク圧電体バイモル型の特性例示図であ
る。 １と１１はセラミツク圧電体、２と１２はスイ
ツチ、４と１３はＡ／Ｄ変換器、５と１６はコン
トローラないしマイクロコンピユータ、６と１４
はヒステリシス除去回路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 体重の荷重を受けるセラミツク圧電体と、この
   圧電体の検出値をデイジタル値に変換するＡ／Ｄ
   変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力データを取り
   込むコントローラと、このコントローラに接続さ
   れた体重値表示器と、IDカードリーダと、ヒス
   テリシス除去回路と、前記圧電体にＡ／Ｄ変換器
   またはヒステリシス除去回路のいずれかを切替え
   可能に接続させるスイツチと、IDカードの挿入
   がカードリーダにより検知されるとコントローラ
   がスイツチを作動させて圧電体をＡ／Ｄ変換器に
   接続させ、他方IDカードの抜出がカードリーダ
   により検知されるとコントローラがスイツチを作
   動させて圧電体をヒステリシス除去回路に接続さ
   せる手段とを具備していることを特徴とする、体
   重測定器。