JPH0557527B2

JPH0557527B2 -

Info

Publication number: JPH0557527B2
Application number: JP57501920A
Authority: JP
Inventors: Shii In Rii; Tenisu Kei Buriifua
Original assignee: Setra Systems Inc
Current assignee: Setra Systems Inc
Priority date: 1981-05-19
Filing date: 1982-05-11
Publication date: 1993-08-24
Also published as: WO1982004124A1; CA1171883A; CH668317A5; JPS58500773A; EP0079935A1; DE3246011T1; GB8301165D0; DE3246011C2; GB2111220B; GB2111220A; US4382479A

Description

請求の範囲１Ａ被秤量物体を支持するための力入力部材
と、Ｂ剛性のアーマチユア部材と、Ｃ該アーマチユア部材が、基準部材に関して固
定された基準軸に実質的に平行な運動に拘束さ
れるように前記アーマチユアと前記基準部材を
結合する手段を含む第１のリンク機構と、Ｄ前記力入力部材および前記アーマチユア部材
を弾撥的に結合する手段を含む第２のリンク機
構と、Ｅ前記力入力部材と結合され、前記力入力部材
の前記基準部材に関する相対運動を制動する比
較的低摩擦の制動手段を含むダンパと、Ｆ前記アーマチユア部材と前記基準部材間に結
合され、加わる力に関連づけられた間隔を有す
る１対の互いに補足し合う形状に形成された対
向面を含む力トランスジユーサと、Ｇ該力トランスジユーサの互いに補足し合う形
状に形成された対向面間の間隔を表わす信号を
発生する位置センサとを備える秤量システム。

２前記第２リンク機構が、前記力入力部材を前
記基準軸に平行な秤量軸にほぼ沿う運動に拘束す
る手段を含み、前記ダンパが、流体ダンパを含ん
でおり、互いに補足し合う形状に形成された対向
面を有する１対の相対する部材を有し、該１対の
部材の一方が前記基準部材に結合され、他方が前
記力入力部材に結合されていて、前記秤量軸に沿
つて相対運動を行うように適合され、前記対向面
が複数の交番する隆起およびトラフを備えてお
り、前記相対運動から生ずる前記隆起およびトラ
フ間の流体流で前記の制動を行うようになされた
特許請求の範囲第１項記載の秤量システム。

３前記隆起が実質的に平行である特許請求の範
囲第２項記載のシステム。

４前記隆起が円形で同心的である特許請求の範
囲第２項記載の秤量システム。

５前記第１直線運動リンク機構が、前記アーマ
チユアの運動範囲を実質的に前記基準軸に沿うよ
うに制御する調節手段を備える特許請求の範囲第
１項記載の秤量システム。

６前記力トランスジユーサが、前記対向面の相
対する部分に導電性部材を備え、前記位置センサ
が該導電性部材に結合された電気回路を備えてい
て、前記導電性部材と該回路が、前記の互いに補
足し合う形状に形成された対向面の間隔に関係づ
けられた特性周波数を有する発振器を形成してい
る特許請求の範囲第１項記載の秤量システム。

関連出願についての言及本出願の主題は、米国特許出願第265087号「力
トランスジユーサ」、同第265089号「調節可能な
リンク機構」、同第265089号「温度補償測定シス
テム」、同第265090号「誘導回路素子」および同
第265092号「直線運動リンク機構」と関係する。
これらは、すべて本願と同日に出願されたもので
ある。

発明の分野本発明は計器の分野に関し、特定すると重量測
定システムに関する。

従来の代表的秤量システムは、被測定重量を載
置するための受板すなわち秤量皿を備える。秤量
皿は、力トランスジユーサにより支持部材または
枠体に係合される。従来の種々の形式の感知シス
テムにおいては、トランスジユーサと秤量皿は、
皿内の対象物に対して相当に正確な重量感知を可
能にするよう構成されたリンク機構により支持部
材に結合される。１例として、力センサは、歪ゲ
ージまたはフイードバツク配置内の固定磁界内に
配置された可動コイルを使用したものである。

従来の秤量システムは、秤量皿内に載置された
物体の相当正確な測定値を提供するが、既知のシ
ステムには多くの欠点がある。例えば、多くのこ
の種のシステムは、秤量皿内における被測定物質
の中心ずれの負荷に特に敏感である。この種の中
心ずれの負荷は、システムの摩擦損失に起因して
誤差を生じることがある。この種の損失を阻止す
るため、従来の秤量システムは、この種の誤差を
減ずるための種々の形式の機械的リンクを利用す
ることが多い。例えば、米国特許第4026416号は、
単一の感知軸線に沿う秤量皿の運動を制限するた
わみ装置を開示している。しかしながら、この種
のシステムは、その運動範囲、したがつて許容さ
れる重量範囲が相当に制限される。

従来のシステムの多くのものの他の欠点は、感
知トランスジユーサおよび関連する回路に対する
温度の影響のような、温度に関するシステムの変
動である。

したがつて、本発明の目的は、高精度の秤量シ
ステムを提供することである。

本発明の特定の目的は、システムの温度の変動
について補償された秤量システムを提供すること
である。

発明の概要簡単にいうと、本発明は、秤量皿および剛性の
アーマチユアのような力入力部材を含む秤量シス
テムに係る。第１のリンク機構が、アーマチユア
を基準部材に関して固定された基準軸線に沿つて
移動させるように、アーマチユアを基準部材すな
わちハウジングに結合する。一般に、このリンク
機構は、特に加えられるモーメントに抵抗性があ
る。

第２のリンク機構が、力入力部材をアーマチユ
アに弾撥的に結合しており、これら部材の相当大
きな範囲の直線的相対運動を可能にしている。力
入力部材と基準部材間には、低摩擦ダンパが結合
されており、力入力部材とハウジング間の相対運
動を制動している。

アーマチユアと基準部材間には力トランスジユ
ーサが結合されている。トランスジユーサは、加
わる力に関係づけられた分離間隔を有する１対の
互いに補足し合う形状に形成された相対する面を
備える。

位置センサが、トランスジユーサに結合されて
いて、トランスジユーサの互いに補足し合う形状
に形成された相対する面間の間隔を表わす信号を
発生する。

【図面の簡単な説明】

本発明のこれらおよびその他の目的および種々
の特質は、図面を参照して行なつた以下の説明か
ら一層明らかとなろう。

第１図は、本発明の１具体例の概略図である。

第２図は第１図のシステムの例示の具体例の上
面図である。

第３図は第２図の具体例の断面図である。

第４図は第１図のシステムの位置センサの概略
図である。

第５図は第４図の位置センサのインダクタの１
形式を示す線図である。

第６図は第１図のシステムのプロセツサのブロ
ツク図である。

好ましい具体例の説明第１図には、本発明の秤量システム２１０が概
略線図で示されている。このシステムは、基準軸
２１６に沿つて運動するように適合された秤量皿
２１２と関連する支持ポスト２１４を含む。他の
具体例においては、皿は、ある形式の力入力部材
により交換できる。ポスト２１４は、機械的ダン
パ組立体２１８により、軸線２１６に関して固定
された基準部材（すなわちハウジング）２２０に
結合される。皿２１２およびその支持ポスト２１
４は、リンク機構１６０によりアーマチユア部材
２２６に結合される。アーマチユア部材２２６
は、リンク機構１１０により支持部材２２０に結
合される。力トランスジユーサ１０が、アーマチ
ユア部材２２６と支持部材２２０間に結合されて
いる。トランスジユーサ１０は、線１０ａにより
位置センサ２４４に結合される。位置センサ２４
４は、被測定重量による皿２１２の変位に起因す
る力トランスジユーサ１０の部材の運動を表わす
出力信号を線２４４ａに供給する。

プロセツサ２５０は、線２４４ａ上の信号に応
答して、線２５０ａに出力信号を供給する。後者
の信号は、秤量皿２１２上の物体の重量を表わ
す。

第２図は第１図の秤量システムの１具体例の平
面図、第３図は同じ具体例の断面図である。

以下、第２図および第３図に具体例で示される
第１図のシステムの種々の要素について説明す
る。

秤量皿２１２および支持ポスト２１４秤量皿２１２は、秤量システム２１０により秤
量されるべき物体を受容するに適合した円形の皿
である。円筒形の支持ポスト２１４は、皿２１２
の底部から延在している。このポストは、システ
ム２１０の後述の部分により軸２１６に沿うほと
んど摩擦のない被制動運動に拘束される。

ダンパ２１８ダンパ２１８は、支持ポスト２１４と支持部材
２２０間に結合されている。ダンパは、１対の
ほゞ円形の部材２１８ａおよび２１８ｂを備えて
いる。部材２１８ａおよび２１８ｂの相対する部
分は、各々１組の同心の円形の隆起を備えてい
る。部材２１８ａの隆起は、軸２１６に沿つての
相対運動の際部材２１８ｂの隆起と噛み合うよう
適合されており、隆起間に挟まる空気で部材２１
８ａおよび２１８ｂの相対運動の低摩擦制動を可
能にするようになされている。

アーマチユア２２６およびリンク機構１６０支持ポスト２１４は、リンク機構１６０により
アーマチユア２２６に結合される。リンク機構１
６０は、基準部材（支持ポスト２１４に対応）の
運動を、アーマチユア２２６に関して実質適に固
定配向を有する基準軸（軸２１６に対応）に沿つ
て拘束する。

第２図および第３図に例示される具体例におい
て、アーマチユア２２６は、金属板の閉鎖された
箱の形状を有している。リンク機構１６０は、
ほゞ米国特許第265092号に示される形式を有して
いる。この特許出願の第１図はリンク機構１６０
を示している。

この特許出願に示されるように、基準部材１６
２（ポスト２１４に対応）の運動を、支持部材１
６６（アーマチユア２２６）に関して固定された
基準軸１６４（軸２１６に対応）し沿うように拘
束するよう適合されたリンク機構１６０が示され
ている。リンク機構１６０は、２対のＶ字状の弾
性たわみ部材を有している。第１の（上部の）１
対は部材１６８および１７０を有しており、第２
の（下部の）１対は部材１７２および１７４を有
している。各部材１６８，１７０，１７２および
１７４は、頂部端部と第１および第２の末端部と
を有している。

本具体例において、たわみ部材の上部の１対
（部材１６８および１７０）の第１末端部は相互
に結合され、また上部の１対の第２末端部も相互
に結合されている。同様に、下部の一対のたわみ
部材（部材１７２および１７４）の第１末端部は
相互に結合され、また下部の１対の第２末端部も
相互に結合されている。

上部の１対のたわみ部材を第１の末端部はま
た、軸２１６の方向に長さＬを有する剛性の結合
部材１７６により下部の１対のたわみ部材の対応
する第１の末端部に結合されている。同様に、上
部の１対のたわみ部材の結合された第２末端部も
また、軸２１６の方向に長さＬを有する剛性の結
合部材１７８により下方の１対のたわみ部材の第
２末端部に結合されている。

上部の１対の上部たわみ部材１６８の頂部端部
は、点Ｍ１にて支持部材１６６（すなわちアーマ
チユア２２６）に結合されている。同様に、下部
の１対の上部部材１７２の頂部端部は、点Ｍ２に
て支持部材１６６（すなわちアーマチユア２６
６）に結合される。点Ｍ１およびＭ２は、軸１６
４（すなわち軸２１６）の方向に距離Ｌだけ分離
されている。

上部１対の下部たわみ部材の頂部端部は、点Ｎ
１にて基準部材１６２（すなわちポスト２１４）
に結合される。同様に、下部の１対の下部たわみ
部材１７４の頂部端部は、点Ｎ２にて基準部材１
６２（すなわちポスト２１４）に結合される。

本具体例においては、頂部端部の点Ｔ，Ｕ，Ｖ
およびＷの延長部は、ポスト２１４およびアーマ
チユア２２６の対応するものに対して実質的に剛
性のカツプリングとして働く。したがつて、点Ｍ
１およびＭ２間の距離Ｍ１Ｍ２は、実質的に点Ｔ
およびＵ間の距離TUに実質的に等しく、点Ｎ１
およびＮ２間の距離Ｎ１Ｎ２は、実質的に点Ｖお
よびＷ（VW）間の距離に等しい。こゝで、これ
らの距離Ｍ１Ｍ２，TU，Ｎ１Ｎ２およびVWは、
すべて軸２１６の方向における距離をいう。この
結果、距離QS（結合部材１７８の両端部の結合点
にある）、PR，VWおよびTUは、すべてＬに等
しいことになる。

加えて、点Ｓは、前記たわみ部材１７２および
１７４の表面上において点ＷおよびＵから等距離
であり（すなわちSW＝SU）、点Ｒは、前記たわ
み部材１７２および１７４の表面上において点Ｗ
およびＵから等距離であり（すなわちRW＝
RU）、点Ｑはたわみ部材１６８および１７０の
表面上において点ＴおよびＶから等距離であり
（すなわちVQ＝TQ）、そして点Ｐは、前記たわ
み部材１６８および１７０の表面上において点Ｔ
およびＶから等距離である（すなわちVP＝TP）。

この形態の場合、ダンパ２１８と関連して、基
準部材１６２（第２図および３図のポスト２１４
に対応）は、支持部材１６６（第２図および３図
の２２６に対応）に関して固定された軸１６４
（第２および３図の軸２１６に対応）に実質的に
沿つた比較的大きな制動運動に拘束される。この
ような運動は、皿２１２上の物体から生ずる力に
応答しよう。

リンク機構１１０アーマチユア２２６はまた、リンク機構１１０
により支持部材（またはハウジング）２２０に結
合される。リンク機構１１０は、軸２１６に平行
にかつ支持部材２２０に関して実質的に固定され
た配向を有する基準軸線に沿つて基準部材（アー
マチユア２２６に対応する）の運動を拘束するリ
ンク機構である。

例示の具体例において、リンク機構２３０は、
ほゞ米国特許第265089号に示される形式を有す
る。この出願の第１図は、リンク機構１１０を示
している。

リンク機構１１０は、基準部材１１２（アーマ
チユア２２６に対応）の運動を軸１１６（軸２１
６に平行な軸に対応する）に沿うように拘束する
ように適合されている。しかして、この第１基準
軸１１６は、支持部材２２０に関して固定されて
いる。リンク機構１１０は、１対の細長いたわみ
部材１２４および１２６を備えている。図示のた
わみ部材１２４および１２６は、一端に位置して
たわみ部（参照符号１２５および１２７で指示さ
れている）を備えるビームである。各部材１２４
および１２６の端部のたわみ部１２５および１２
７は、ビーム部分１２４ａおよび１２６ａの対応
するものにより支持部材２２０に結合されてい
る。

各部材１２４および１２６の他端部は、調節可
能なカツプリング組立体により支持部材２２０に
結合されている。部材１２４に対する調節可能な
カツプリング組立体は、部材１２４の自由端近傍
のねじ１３０および支持部材２２０の延長部１３
２にある関連するねじ穴を含む。たわみ部材１２
４のその端部の運動は、ばね１３４により抵抗さ
れる。この形態の場合、ねじ１３０は、たわみ部
材１２４の自由端を軸１１６の方向において調節
自在に位置づけるように回転することができる。

同様に、部材１２６に対する調節自在のカツプ
リング組立体は、部材１２６の自由端近傍のねじ
１３１、延長部１３２内にある関連するねじ穴お
よびばねを含む。ねじ１３１は、たわみ部材１２
６の自由端を軸１１６の方向において調節自在に
位置づけるように回転することができる。

リンク機構１１０はさらに、２つのＶ字状たわ
み部材１３６および１３８を備えており、そして
各たわみ部材１３６および１３８は、頂部端部
（たわみ部すなわちヒンジ部を含む）と２つの末
端部（各々たわみ部すなわちヒンジ部を有する）。
たわみ部材１３６および１３８の頂部部分は、点
ＢおよびＣにて基準部材１１２の端部に結合され
ている（頂部たわみ部の先のビーム延長部分１３
６ａおよび１３８ａにより）。しかして、点Ｂお
よびＣは、軸１１６の方向において距離Ｘだけ分
離されている。

部材１３６の第１および第２の末端部は、それ
ぞれ結合点ＡおよびＤにて、ビーム延長部１３６
ｂおよび１３６ｃ（末端たわみ部の先の）および
スペーサ部材１４２（および１４３）の対応する
ものにより、たわみ部材１２４および１２６のた
わみ部および自由端部間の点に結合される。点Ａ
およびＤは、軸１１６に垂直な軸１４０に沿つて
存在する。好ましい形式において、点ＡおよびＤ
は、それぞれのたわみ部材１２４および１２６の
たわみ部から自由端部までの距離の約10分の１の
距離にある。

Ｖ字状部材１３８の第１および第２の末端部
は、（それぞれ末端たわみ部を越えるビーム延長
部分１３８ｂ（および１３８ｃ）により）支持部
材２２０に結合される。しかして、それぞれのた
わみ部は点（Ｅおよび）Ｆに位置づけられてい
る。点ＥおよびＦは軸１１６に垂直な第３の基準
軸１４４上に存在する。

軸１４０が軸１４４に平行であり、軸１１６の
方向に距離Ｘだけ分離されていると、基準部材１
１２の運動は、実質的に軸１１６に沿うように拘
束される。さらに、部材１１２は、軸１１６に関
するモーメントに関して相当に抵抗性がある。

リンク機構１１０は、特に、軸１４０および１
４４が平行であるように調節容易である。一般
に、ねじ１３０および１３１、この運動の精密な
調整すなわち精確な制御を達成するように調節自
在に位置づけできる。たわみ部材１２４および１
２６に沿つての部材１３６および１３８の端部の
接続位置は、この運動の微細な制御を可能にする
ように選択できる。

本発明の例示の形式において、点ＡおよびＢ間
の距離は点ＤおよびＢ間の距離に等しく、点Ｆお
よびＣ間の距離は点ＥおよびＣ間の距離に等し
い。他の関係も使用できるが、これらの関係は、
軸１１６に沿つて部材１１２の最大運動範囲を可
能にする。

リンク機構１１０について開示された形態の場
合、２つの調節ねじは、リンク機構の完全な整列
すなわち微細な調整を可能にし、アーマチユア２
２６の運動を最適化する。このリンク機構は、特
に、皿２１２において秤量されるべき物体のいず
れの方向における中心ずれの負荷により加えられ
るモーメントに抵抗性がある。

例示の具体例において、部材１２４，１２６，
１３６および１３８は、分離した位置にたわみ部
をもつ比較的剛性のビームである。他の具体例に
おいて、これらの部材は、分布たわみを有する部
材、例えばばね性鋼で置き代えることができる。

力トランスジユーサ１０力トランスジユーサ１０は、アーマチユア２２
４と支持部材２２０間に結合されている。例示の
具体例において、力トランスジユーサ１０は、
ほゞ米国特許第265087号の第１図に示される形式
の容量形式のセンサである。

この特許に示されるように、力トランスジユー
サ１１０は、共通の軸線１６に沿つて延びる１対
の方形断面の細長い部材１２および１４を含む。
部材１２および１４は、その隣接端部に互いに補
足し合う形状に形成された面を備える。図示のよ
うに、部材１２および１４の全端部が互いに補足
し合う形状の面を形成しているが、他の具体例に
おいては、互いに補足し合う形状に形成された面
は隣接端部の一部のみとしてもよい。

例示の具体例において、部材１２および１４
は、それぞれ平坦部分２０および２２を備えてい
る。これらの部分は、中心軸１６に垂直な第１の
基準軸３０の方向において食違いにされている。
平坦部分２０および２２は、軸１６および３０に
垂直な第２の基準軸２４に平行である。好ましい
具体例においては、平坦部分２０および２２は中
心軸１６にも平行であるが、他の具体例において
は、軸１６と平行でない。図示のように、面２０
および２２の両側の面は、軸３０に平行であり軸
１６に垂直であるが、これらの面は他の配向も使
用できよう。本具体例において、部材１２および
１４は実質的に同一である。これらの部材は、ト
ランスジユーサを形成するように結合される。

細長い部材１２および１４は、各々、軸１６お
よび２４に平行な面においてその相補的に形成さ
れた面から延びる２つの平坦なスロツトを備え
る。

本具体例において、各部材１２および１４の両
スロツトは同じ深さより成る。しかしながら、他
の具体例においては、各部材１２および１４にお
いて、一方のスロツトは深さＡを有し、他方のス
ロツトは深さＢを有するものとし得る。この場
合、ＡおよびＢの少なくとも一方は０でなく、Ａ
＋Ｂの和は予定された値に等しい。さらに、部材
１２内のスロツトは、軸３０の方向に離間されて
いるから、部材１２の上部ビーム部分１２ａおよ
び下部ビーム部分１２ｂ（部材１２のスロツトお
よび外表面により境界を形成されたビーム部分）
は、軸２４に平行な軸の回りのモーメントに応答
して比較的たわみ性である。

本具体例において、部材１２および１４は実質
的に同一である。その結果、部材１４の２つのス
ロツトは、「上部」ビーム部分１４ａおよび「下
部」ビーム部分１４ｂを形成するものと考えられ
る。

部材１２および１４の平坦部分２０および２２
は各々、実質的に平坦な導電性部材３４および３
６の１つを支持している。

部材１２および１４の上部ビーム部分１２ａお
よび上部ビーム部分１４ｂはそれぞれ部材４２に
より結合されており、下部ビーム部分１２ｂおよ
び下部ビーム部分１４ａは、それぞれ部材４４に
より結合されている。得られた形態において、部
材１２および１４の相補的に形成された面は、軸
１６の方向に互に食違いにされており、部材３４
および３６の相対する導電面は、軸３０の方向に
互に食違いにされている。好ましい具体例におい
て、部材１２および１４は石英であり、隣接部材
４２および４４も石英であるから、部材はすべ
て、モノリシツク構造体を形成するように融着さ
れる。他の具体例においては、けい酸チタン、セ
ラミツクまたはその他の誘導体物質を使用でき
る。

トランスジユーサ１０はまた、部材１４に堅固
に取り付けられた剛性の入力部材５２および部材
１２に堅固に取り付けられた剛性の支持部材５０
を備えている。これらの部材５０および５２も石
英とし得、ブロツク１２および１４の対応するも
のに融着し得る。支持部材５０は、支持部材２２
０の上部平坦面に結合される。

トランスジユーサ１０の動作において、測定さ
れるべき力は、皿２１２、ポスト２１４、リンク
機構１６０、アーマチユア２２６、剛性のカツプ
リング部材２２７および２２９を介して入力部材
５２に、軸２１６に実質的に平行に加えられる。
力は、部材１４の右手部分（第３図に例示される
よう）に伝達される。部材５２に加えられる力に
応答して、支持部材２２０の上面２２０ａにて、
等しく反対方向の力が部材１２の左手部分（第３
図において）に加えられる。トランスジユーサ１
０に加えられる力の対に対応して、トランスジユ
ーサ１０の上部および下部ビーム部分は変形し、
導電部材３４および３６は、それらの平行関係を
維持しながら、トランスジユーサ１０に加えられ
る対の力の大きさに関係づけられた距離だけ分離
する。部材３４および３６により形成される実効
コンデンサの容量の大きさは、従来通りに測定す
ることができ、部材５２に加えられる力の測定値
を得ることができる。

トランスジユーサ１０は、軸２１６に平行な軸
に沿う方向以外の方向のモーメントおよび力に非
常に抵抗性があるから、加えられる力は、予め軸
２１６に精確に平行に加えられることを要しな
い。

上部および下部ビーム部材は変形するから、こ
れらの部材に応力が生ずる。例示の具体例におい
ては、スロツトの深さＡおよびＢが等しくブロツ
ク１２および１４が実質的に同じであるというシ
ステムの対称性に起因して、結合部材４２および
４４により形成される接合が、曲げ応力変曲点、
すなわち曲げモーメントが０となる点で生ずる。
本発明の他の形式においては、例えばスロツトの
深さＡおよびＢが異なる場合、特にスロツトの深
さＡまたはＢの一方が０に等しい場合、これら部
材の接合はこれらの応力変曲点で生じない。しか
しながら、好ましい形式はこの特徴を有する。こ
の条件下では、結合部材４２および４４により形
成される接合は、軽く応力が加わり、比較的低品
質であり、したがつて廉価な接合を使用できる。

本発明の装置が例えば石英から構成される場
合、力トランスジユーサ１０は、荷重下で非常に
低いヒステリシスおよび非常に低いクリープを有
し、精度指数は約10^-5〜10^-6である。さらに、装
置は、熱により誘導される変化容量が比較的低
い。

力トランスジユーサ１０は、だいたい軸２１６
に平行な単一の軸に沿う正味の力にのみ応答し、
他の面における力に対して比較的高い拒否比を維
持する。本具体例の部材１２および１４は、互い
に補足し合う形状の形成するように切り出された
方形の細長い石英ブロツクから容易に構成でき
る。これらの互いに補足し合う形状の面を有する
２つのブロツクは、上部および下部ビーム部分を
形成するように切除された１対のスロツトのみを
有する。これらのビーム部分は、頑丈なモノリシ
ツク構造体を形成するように例えば融着により結
合される。本発明の他の形式においては、少なく
とも部材３４および３６の一方が他方から絶縁さ
れていれば、部材１２および１４に対して金属を
含む他の材料を使用することができる。

トランスジユーサ１０のこの形態の場合、線１
０ａ（導電性部材３４および３６に接続されてい
る）を横切る容量は、トランスジユーサに加わる
力とともに変わる部材３４および３６間の分離を
表わす。

位置センサ２２４本具体例における位置センサ２４４は、第４図
に示されている。センサ２４４は、力トランスジ
ユーサ１０からの線１０ａに接続される。これら
の端子と関連する容量は、センサ２４４の回路と
協働して発振器を形成する。発振器は、線１０ａ
を横切る容量およびインダクタ９０のインダクタ
ンスに関係づけられる周波数、したがつて皿２１
２に加わる力によつて特徴づけられる信号を線２
４４ａ上に供給する。

好ましい形式において、インダクタ９０は、米
国特許第265090号の図に示される形式の高精度の
安定な誘導回路部素子である。

第５図は、第４図の回路のインダクタ９０に対
する好ましい形式を示す。インダクタ９０は、剛
性の円筒状の絶縁対支持部材９１を含む。支持部
材９１は、円形断面および0.625インチの直径を
有する溶融石英ロツドである。巻線が２端子９２
と９３の間に巻かれている。巻線はロツド９１上
に40回巻かれている。巻線は、12ミルの巻線間隔
で均一に巻かれている。

巻線は、複合線９４から作られる。線９４は、
ミシガン州所在のナシヨナル・スタンダード・コ
ーポレーシヨンにより作られた0.0071インチ直径
の「含銅」線である。この複合線は、焼入鋼の心
および該心上に被着された銅を有しており、線重
量の約40％が銅である。線の引張強さは、約
200000ポンド／平方インチである。

素子９０の製造に際しては、石英ロツド９１を
旋盤に取り付け、線９４をその引張強さの約85％
の張力で維持してロツド上に巻く。巻線は、その
端部をロツド９１上に接着することにより張力下
に維持される。図面に示される要素９６および９
７は、巻線の端部のセメントを表わす。例えば、
使用されるセメントは、シアノアクリレート接着
剤とし得る。代わりに、エポキシ接着剤を使用し
てもよい。

この形態の場合、素子９０は、端子９２および
９３間に、2ppm／〓の温度変化をもつ約10μhの
特性インダクタンスを提供する。他の具体例にお
いては、異なる複合線構造体を使用できる。例え
ば、鋼心またはその他の高引張強度材料の心上に
銀または金から被着物を作ることができる。ま
た、支持部材９１は、石英に加えてセラミツク、
けい酸チタンのようなある種の他の材料とし得
る。同様に、円形断面のロツドでなく楕円断面を
有するような他の幾何形態の支持部材を使用する
こともできる。支持部材は、中実または中空いず
れでもよい。

この形態の場合、力トランスジユーサ１０およ
び位置センサ２４４は、高度安定性を有する発振
器を形成し、力トランスジユーサ１０に加わる力
に関して周波数が変わる出力信号を線２４４ａ上
に供給する。

プロセツサ２５０第６図は、システム２１０のプロセツサ２５０
をブロツク図で示す。プロセツサ２５０は、線２
４４ａ上に皿２１２上の荷重により加わる被検出
力を表わす周波数を有する信号を発生する第１の
（秤量）発振器を含む。高さ発振器は、先の特許
出願に記載されるような力トランスジユーサ１０
および位置センサ２４４を含む。線２４４ａ上の
信号はカウンタ２６０に結合され、該カウンタ
は、線２４４ａ上の信号周波数を表わすデイジタ
ル計数信号Fwを線２６０ａ（Fw）上に供給する。

温度センサ２６４は、線２６４ａ上に発振信号
を供給するが、この周波数は、システム２１０の
温度を表わすものである。線２６４ａ上の信号は
カウンタ２６６に供給され、該カウンタは、線２
６４ａ上の信号周波数を表わすデイジタル計数信
号（FT）を線２６６ａ上に供給する。線２６０
ａおよび２６６ａは、マイクロプロセツサ２７０
に接続される。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）、ならび
に入力／出力キーボード２７６を備えている。マ
イクロプロセツサ２７０はまた、従来の表示を駆
動するに適当な出力信号を線２５０ａ上に供給す
る。タイミング回路２８０は、プロセツサ２５０
の諸ブロツクにタイミング制御信号を供給する。

本発明の１形式において、マイクロプロセツサ
はモステク38P70／02型、ROM２７４は
HITACHI HM462532型、RAM２７２は
NCR2055型である。

動作において、線２４４ａおよび２６４ａ上の
信号は、皿上の物体の重量およびシステム２１０
の温度をそれぞれ表わす周波数を有する。カウン
タ２６０および２６６は、タイミング回路２８０
により制御され、線２４４ａおよび２６４ａ上の
信号周波数を表わすデイジタル計数値（F_Wおよ
びF_T）を供給する窓カウンタとして働く。

一般に、メモリ２７２は較正関数Ｗ（Ｆ、Ｔ）
を表わすデータを記憶する。

較正関数Ｗ（Ｆ、Ｔ）は下記のように定義され
る。

Ｗ（Ｆ、Ｔ）＝_n 〓ⁱ⁼¹ a₁(T)F^i-1 こゝに、Ｆは物体の重さ関数であり、Ｔは秤量
システム２１０の温度を表わす。この定義におい
て、 a₁(T)＝_n 〓ⁱ⁼¹ _o 〓^j=1 KijT^i-1 こゝにKijは定数である。本具体例において、
ｍ＝４およびｎ＝３である。一般に、値F_Wおよ
びF_Tは、較正関数を評価して、皿２１２上の物
体の重量を表わす値を提供するのに使用できる。

本具体例はまた、較正モードにおいて、較正関
数を発生して該関数を表わすデータをメモリ２７
２に記憶するのにも使用できる。本実施例でこの
較正手続を遂行するためには、一連の４種の既知
の重量を３種の温度で皿２１２上に配置する。他
の具体例においては、異なる数の重量および温度
を使用できる。

プロセツサ２５０は、実際には、Ｗ（Ｆ、Ｔ）
に基づく場合、１組の４つの連立方程式を生成す
る。こゝに、該関数は、各重量に等しく設定さ
れ、各重量に対してF_Wに対する検出値がＦに挿
入される。プロセツサ２５０は、これら４つの連
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、
T₁、T₂およびT₃で求められたa₃およびT₁、T₂お
よびT₃で求められたa₄を表わす信号を供給する。

プロセツサ２５０は、これらのaiに対して得ら
れた値を使用してKijに対する関数ai(T)を解く。
一般に、a₁に対する３つの値（すなわち３つの異
なる温度T₁、T₂、およびT₃における）は、K₁₁、
K₁₂およびK₁₃の値について解かれる。

同様に、３つの温度におけるa₂の値は、K₂₁、
K₂₂およびK₂₃を決定するのに使用され、a₃に対
する値は、K₃₁、K₃₂およびK₃₃を決定するのに使
用され、a₄の値は、K₄₁、K₄₂およびK₄₃を決定す
るのに使用される。Kijについてのこれらの値の
決定に続いて、較正関数Ｗ（Ｆ、Ｔ）は完全に特
定される。これら値を表わすデータは、RAM２
７２に記憶される。

動作一般的較正モードにおいて、プロセツサ２５０
は、秤量システム２１０に対する「較正面」を決
定する。こゝで重量値Ｗは、加えられる重量に対
するセンサ２４４(F)の発振器の周波数およびシス
テム２１０の温度(T)の関数である。システム２１
０に対する較正面を表わすこの関数的関係Ｗ（Ｆ、
Ｔ）は、較正関数と称される。複数の温度で、一
連の基準荷重を秤量皿２１２上に置く。荷重を皿
２１２上に置くことに応答して、荷重から皿に加
わる力はトランスジユーサ１０に伝達されるが、
リンク機構１６０および１１０は、軸２１６の回
りに加えられるモーメント（荷重の中心ずれの負
荷から生ずるような）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、トランスジユ
ーサの導電性表面の相対運動を生じさせ、容量変
化をもたらす。これらの容量変化は、線２４４ａ
上に発振器の出力周波数に対応する変化を生じさ
せる。プロセツサは、上述のようにこれらの値を
利用してＷ（Ｆ、Ｔ）を完全に定義し、この関数
を表わすデータをRAM２７２に記憶する。

重量測定モードにおいては、プロセツサ２５０
は、皿２１２上への被測定荷重の載置に応答し
て、これらの信号（線２４４ａ上の）を温度発振
器２６４（線２６４ａ）からの信号と一緒に利用
して、ＦおよびＴに対する対応する値における較
正関数Ｗ（Ｆ、Ｔ）の値を識別する。Ｗ（Ｆ、Ｔ）
のその値は、システム２１０の現在温度における
皿２１２上の重量を表わす信号に変換される。

上記本発明の構成によれば、 (1) 力が、ハウジングに関して固定された基準軸
線にほぼ沿つてトランスジユーサに加わる、 (2) 中心ずれの力に抗し得る、 (3) ハウジングに関する秤量皿の広範囲の運動が
可能になる、 (4) 摩擦損失が無視し得る程度であるなどの利点が得られ、したがつて誤差の少ない正
確な秤量装置を得ることができる。

本発明は、その技術思想から逸脱することなく
他の形式で具体化される。それゆえ、これらの具
体例は、あらゆる点において例示と考えられるべ
きものであることを理解されたい。