JPH0574768B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は電子天びんに関する。

(ロ) 従来技術 一般に、電子天びんは、試料に働く重力の加速
度による力を、電磁力で平衡させたり、あるいは
弾性体の歪や振動弦等の振動数変化におきかえて
検出し、その検出値を質量に換算して表示してい
る。この為、設置場所が変つて重力の加速度が変
化すると、正しい質量を表示し得なくなるから、
換算する為の係数を更新する、いわゆるスパン較
正を行なう必要がある。また、使用されている電
子パーツは、温度依存性や経年変化特性を有し、
高精度なものになる程頻繁にスパン較正が必要と
なる。

スパン較正の仕方は、基準となる質量を有する
分銅を皿上に載せ、そのときの表示値がその分銅
質量と一致するよう、可変抵抗を調整したり、あ
るいは、あらかじめスパン較正用プログラムを内
蔵しておき、スパン較正モードにして基準分銅を
載せることにより、換算係数を更新することが行
なわれる。

上述した、試料を載せることにより加わる力を
検出する検出部の出力は、力の大きさに対してで
きるだけ直線性を有するような工夫や調整が行な
われるものの、完全な直線性を有するものではな
い。従つて、従来の電子天びんのスパン較正時に
おいて、検出部出力の直線性誤差の為に、第３図
に示す如く軽い分銅を用いて較正すると、本来あ
るべき較正直線Ａから逸脱した直線Ｂなる較正直
線を得てしまい、ひよう量値近傍においては誤差
が拡大されてしまう。その為、従来の電子天びん
では、当該電子天びんのひよう量値に近い較正荷
重で較正することが一般的で、中乃至大ひよう量
の天びんでは数Kg乃至数百Kgという大きな較正用
分銅を必要とし、費用的にも労力的にも問題とな
つていた。

(ハ) 目的 本発明は上記に鑑みてなされたもので、あらか
じめ設定された複数の較正質量のうち、任意の較
正質量を負荷することにより、自動的にどの較正
質量であるかを判定してスパン較正を実行し、使
用者の意図に応じて較正質量を軽量からひよう量
値近傍のものまで自由に選択し得、しかも、軽い
較正質量を選択しても従来の電子天びんのような
誤差を生ずることのない電子天びんの提供を目的
としている。

(ニ) 構成 本発明の構成を、第１図に示す機能ブロツク図
に基づいて説明する。

荷重検出部は皿上荷重に対応した電気信号を出
力する。出力曲線記憶手段は、少くとも無負荷
時、当該天びんのひよう量値負荷時、およびあら
かじめ設定された複数の較正質量負荷時における
荷重検出部の出力から求められた荷重検出部出力
−質量曲線を記憶している。較正質量判別手段
は、スパン較正時に荷重検出部に負荷された質量
が、上述した複数の較正質量のうち、どの較正質
量であるかを荷重検出部の出力から判別する。較
正係数算出手段は、複数の較正質量のいずれかを
荷重検出部に負荷したときの荷重検出部出力と、
較正質量判別手段の判別結果とから、上記曲線の
傾きを較正する為の係数を算出し、その算出結果
は較正係数記憶手段に記憶される。

通常の測定時には、図中破線で示すように質量
換算手段において、荷重検出部出力が出力曲線記
憶手段と較正係数記憶手段の内容に基づいて質量
に換算され、表示される。

スパン較正は、設定された複数の較正質量のう
ちいずれかを荷重検出部に負荷して、そのときの
表示値がその較正質量となるよう、較正係数を算
出し、較正係数記憶手段の内容を更新することに
よつて行われる。

(ホ) 実施例 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明
する。

第２図は本発明実施例の構成を示すブロツク図
である。

荷重検出部１は皿１ａ上に載せられた荷重に対
応する電気信号を出力し、そのデジタル変換デー
タは制御部２に取り込まれる。制御部２はマイク
ロコンピユータによつて構成され、各種演算やプ
ログラムの実行、および各周辺機器の制御を行う
CPU２１、測定プログラムや後述するスパン較
正プログラムおよび出力曲線算出プログラムが書
き込まれたROM２２、その出力曲線や後述する
較正係数を記憶するエリアを備えた不揮発性
RAM２３、および荷重検出部１からのデジタル
変換データや各種演算結果等を記憶するエリアを
備えたRAM２４等を有し、これらは互いにバス
ラインによつて接続されている。制御部２には、
CPU２１からの指令に基づいて計量値を表示す
る表示器３が接続されている。

次に作用を述べる。先ず、当該電子天びんの出
荷時等において、出力曲線算出プログラムが選択
される。このプログラムにおいては、少くとも、
無負荷時、当該天びんのひよう量値の質量負荷
時、および任意に設定し得る複数の較正質量負荷
時の荷重検出部１の出力から、例えばラグランジ
ユの補間法により、荷重検出部出力−質量曲線が
求められる。すなわち、上述した各質量を含む例
えばｎ＋１点の既知の質量x₀，x₁，……，x_oを加
えて、それぞれにおける荷重検出部１の出力y₀，
y₁……，y_oを実測して、ｙ＝Ｐ（ｘ）を、 ｙ＝l₀xⁿ＋l₁x^n-1＋……＋l_o-1ｘ＋l_o…… (1) とおいて、 Ｐ（ｘ）＝ｎ 〓ⁱ⁼⁰ Q_i（ｘ）・y_i…… (2) ただし Q_i（ｘ）＝〓（ｘ−x_j）／〓（x_i−x_j）…… (3) から与えられた全ての点（x_i，y_i）を通るような
(1)式の各係数l₀，l₁…，l_oが求められ、この(1)式
が不揮発性RAM２３内に格納される。なお、較
正質量の設定において、複数のうち１つはひよう
量値又はその近傍を設定しておくことが好まし
い。

次に、スパン較正プログラムが選択される。こ
のプログラムにおいては、あらかじめ設定された
複数の較正質量x_k1，x_k2，…を記憶しておき、荷
重検出部１の出力の大きさから、どの較正質量が
負荷されたかを判別する。そして、負荷された較
正質量が例えばx_k1で、荷重検出部１の出力がy_k1
であつたとすると、曲線Ｐ（ｘ）が（x_k1，y_k1）
を通るよう、(1)式の係数を補正すべく較正係数Ｋ
が y_k1＝Ｋ・Ｐ（x_k1）…… (4) によつて算出される。当初においては曲線Ｐ（ｘ）
が（x_k1，y_k1）を通るから、Ｋ＝１となり、この
Ｋが不揮発性RAM２３内に格納される。

以上のように曲線と較正係数が決定した後は、
測定プログラムによつて皿１ａ上に試料を載せる
と、そのときの荷重検出部１の出力ｙが、(1)式お
よび較正係数Ｋによつて質量ｘに変換され、表示
器３に表示されることになる。

設置場所が変更されたり、経年変化等によつ
て、スパン較正を行う必要がある場合、スパン較
正プログラムを選択して、設定された複数の較正
質量のうち、任意の較正質量を有する分銅等を皿
１ａ上に載せると、どの較正質量であるかを判別
して、上述の(4)式に基づいて較正係数Ｋが算出さ
れて更新され、以後の質量換算に供されることに
なる。

ここで、曲線ｐ（ｘ）は、少なくとも無負荷時
と当該天びんのひよう量値負荷時、および設定さ
れた複数の較正質量x_k1，x_k2，…をそれぞれ負荷
したときの荷重検出部の各出力を実測して求めら
れたもので、例えばその曲線ｐ（ｘ）上の一点で
ある（x_k1，y_k1）が本来の位置となるよう、較正
質量x_k1を負荷して曲線ｐ（ｘ）の傾きを表す係数
ｋを更新することで較正を行うから、X_k1が例え
ばひよう量値の1/2未満の較正質量であつても、
極めて正確なスパン較正を行うことができる。

しかしながら、荷重検出部１の出力はデジタル
変換されて制御部２に取り込まれるから、常に±
１カウントのデジタル変換誤差を含んでいる。従
つて、軽量の較正質量を用いて正確なスパン較正
を行うことができるものの、やはりひよう量値近
傍の較正質量を用いて較正係数Ｋを求めた方が、
その正確度はより高いものとなる。故に、複数の
較正質量のうち１つはひよう量値近傍の質量を設
定しておくことにより、使用目的等に応じてより
正確な較正を行う必要のある場合には、ひよう量
値近傍の較正質量で較正することもできる。

なお、以上の本発明実施例では、荷重検出部出
力−質量曲線を、ラグランジユの補正法を用いて
求める例を示したが、他の方法で求めてよいこと
は勿論で、更に、必ずしも出力曲線算出プログラ
ムを内蔵する必要はなく、出荷時等において他の
装置で出力曲線を求め、その結果を記憶させても
よい。

(ヘ) 効果 以上説明したように、本発明によれば、任意に
設定し得る複数の較正質量に対応する点を通る出
力曲線を記憶するとともに、スパン較正時にはそ
の複数の較正質量のうちいずれかを負荷すれば、
自動的にどの較正質量であるかを判別して、出力
曲線の傾きを補正する為の較正係数を算出して更
新するよう構成したから、例えばひよう量値の1/
２未満等の大巾に軽量の較正質量で正確な較正を
行うことができるとともに、より厳密な較正を要
する場合には、設定された複数の較正質量のう
ち、よりひよう量値に近い較正質量を用いてより
正確に較正することもできる。すなわち、ユーザ
ーの目的に応じて、経済的な軽い較正用分銅を用
意したり、正確度を重視してひよう量値近傍の分
銅を用意したり、自由に選択することができる。

更に、ひよう量値の異なる複数の電子天びん
を、一つの較正用分銅で較正することも可能で、
例えばひよう量200ｇ、300ｇ、500ｇ、１Kgおよ
び２Kgの計５台の電子天びんを、質量200ｇの分
銅で較正することができ、その経済的効果は大き
い。

また、２レンジの電子天びんにおいて、それぞ
れのレンジにおける較正質量を同一に設定すれ
ば、２つのレンジを同一の分銅で較正することも
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロツク図、
第２図は本発明実施例の構成を示すブロツク図、
第３図は従来の電子天びんにおけるスパン較正の
特性図である。 １…荷重検出部、２…制御部、３…表示器、２
１…CPU、２２…ROM、２３…不揮発生RAM、
２４…RAM。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 皿上荷重に応じた電気信号を発生する荷重検
   出部の出力を、質量に換算して計量値として表示
   するよう構成された天びんにおいて、少くとも無
   負荷時、当該天びんのひよう量値負荷時、および
   あらかじめ設定された複数の較正質量負荷時にお
   ける上記荷重検出部の出力から求められた荷重検
   出部出力−質量曲線を記憶する手段と、スパン較
   正時に負荷された質量が上記複数の較正質量のう
   ち、どの較正質量であるかを判別する手段と、上
   記荷重検出部にいずれかの較正質量を負荷したと
   きの出力と上記判別結果とから、上記曲線の傾き
   を較正する係数を算出する手段と、その係数を記
   憶する手段とを有し、当該天びんのスパン較正を
   上記複数の較正質量のうち、任意の較正質量の負
   荷による上記係数の更新によつて行うとともに、
   荷重検出部出力を上記曲線と上記係数を用いて質
   量に換算して表示するよう構成したことを特徴と
   する電子天びん。