JPH0633382Y2 - 電池式電子秤 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は、電源として電池を使用する電子秤に関し、
加重に応じて容量が変化する可変容量コンデンサを発振
回路に組込み、発振回路からの周波数に基づいて物体の
重量を計量する電池式電子秤に関する。

〈従来の技術〉 電池を使用した電子秤は、手軽に持運びができるという
利点、および商用電源のない場所において物体の重量を
計量することができるという利点を有する。

従来の電池を使用する電子秤は、電力の消耗が少ないと
いう観点から加重により静電容量が変化する可変容量コ
ンデンサを使用するものが主流となっている。そして、
さらに測定精度の向上、電池消耗の低減化を図るととも
に、電源電圧を低くし、電池の使用本数を少なくした電
子秤の開発のを行なっている。

第５図は、従来からの電池式電子秤を示し、ケーシング
の表面に表示器（２）、および電源スイッチ（３）を設
けるとともに、ケーシングの開口に物体を載置する受皿
（４）を取付けている。そして、ケーシング内には、受
皿（４）と連結され、受皿（４）の変位に応じて電気的
容量が変化する可変容量コンデンサ（６）を組込んだ発
振回路（81）と、該発振回路（81）からの出力信号の周
波数に基づいて重量を算出するマイクロプロセッサ（8
4）と、上記電源スイッチ（３）を介して発振回路（8
1）、マイクロプロセッサ（84）、および表示器（２）
に接続される乾電池（85）とを設けている（第６図参
照）。

上記構成の電子秤は、受皿（４）上に物体が載置される
ことにより、物体の重量に応じて、可変容量コンデンサ
（６）の静電容量が変化する。この静電容量の変化に伴
なって発振回路（81）の発振周波数が変化する。そし
て、マイクロプロセッサ（84）は、発振周波数をカウン
トするとともに、周波数に基づいて演算処理を行ない、
物体の重量を算出し、表示器（２）に算出結果を表示さ
せる。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記の電子秤において、測定精度の向上を図る場合に
は、発振回路の出力信号の周波数を高くすることによっ
て達成できるが、周波数を高くすると、マイクロプロセ
ッサ（84）のサイクルタイムを速くする必要がある。し
かし、サイクルタイムの速いマイクロプロセッサは、電
力消費が大きく、且つ電位も高いので、使用する電池の
本数も多くなり、コストがかかるという不都合が生ず
る。

より具体的に説明すれば、現在、3V乾電池で駆動し得る
市販のマイクロプロセッサのサイクルタイムは、精々12
5μsec程度であるから、発振周波数を5kHz以下にしてカ
ウントし、残りのタイムで所定の演算をして測定物の重
量を計数している。従って、上記の構成の電子秤では、
測定精度、消費電力において限界がある。

〈目的〉 この考案は上記問題点に鑑みてなされたものであり、測
定精度の向上を図るとともに、電力消費の低減化を達成
する電池式電子秤を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するためにこの考案の電池式電子秤は、
電源として乾電池または二次電池からなる電池及び太陽
電池を使用し、加重に応じて静電容量が変化する可変容
量コンデンサを組込んだ発振回路からの周波数に基いて
物体の重量を計量するようにした電子秤において、上記
発振回路は上記太陽電池に接続されており、上記発振回
路からの周波数を計数するカウンタと、カウンタからの
出力信号に基いて所定の演算を行ない物体の重量を測定
する演算処理装置とは上記電池に接続されたことを特徴
とするものである。

〈作用〉 以上のようなこの考案の電池式電子秤であれば、最もサ
イクルタイムを必要とする周波数の計数をカウンタに行
なわせ、演算処理装置には、カウンタからの出力信号に
基いて所定の演算処理のみを行なわせているから、演算
処理装置の演算処理時間を少なくし、演算処理装置によ
る電力消費量を低減することができる。

さらに詳細に説明すれば、カウンタは市販の低電圧用の
もの、例えば駆動電位が3V程度でも、数10kHz程度の周
波数を計数することが可能であるから、発振回路の周波
数を高くしても計数することができる。そして、演算処
理装置において、カウンタからの出力信号、即ち、計数
結果に所定の係数を乗算するなどして、物体の重量を測
定することにより、測定精度を向上させることができ
る。

また、発振回路に太陽電池が接続されているので、比較
的立ち上がり速度の遅い発振回路を物理的に電位の安定
している太陽電池で常時駆動しておくことにより、電源
投入後の測定誤差を殆どなくすことができる。

また、演算処理装置が、測定物搭載前と、測定物搭載後
のカウンタからの出力信号の差に基いて重量を測定する
ものである場合にも、上記と同様な作用を達成できる。

また、電池と太陽電池とを巧みに使い分けることによっ
て電池の消費を低く抑えることができる。

さらに、電源が太陽電池と二次電池とを接続したもので
ある場合にも、電子秤の電力消費が少ないから、太陽電
池で二次電池を僅かに充電するのみで、上記と同様な作
用を達成することができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。
なお、従来例と同様な部分については、同じ符号を付し
ている。

第１図は、この考案の実施例としての電池式電子秤を示
し、ケーシングの表面所定の位置に太陽電池（１）、表
示器（２）、および電源スイッチ（３）を設け、ケーシ
ングの上部開口に受皿（４）を取付けている。そして、
ケーシング内には、ケーシング内の段部に周縁が固定さ
れた板バネ（５）と、板バネ（５）の撓みに応じて静電
容量が変化する可変容量コンデンサ（６）と、受皿
（４）の中心と板バネ（５）との間ならびに板バネ
（５）と可変容量コンデンサ（６）との間に、介在され
る支柱（７）（７′）と、上記可変容量コンデンサ
（６）の静電容量変化に基づいて物体の重量を測定する
重量測定装置（８）とを設けている。

上記可変容量コンデンサ（６）は、一対の電極（61）
（62）を有し、一方の電極（61）が支柱（７）を介して
上記板バネ（５）に取付けられ、他方の電極（62）がケ
ーシングの底面に固定されている。そして、板バネ
（５）の撓みに伴なって、一方の電極（61）が変位し、
電極（61）（62）間の距離が短くなると静電容量が増加
する構成である。

上記重量測定装置（８）の構成を第２図のブロック図を
参照して説明すれば、重量測定装置（８）は、上記可変
容量コンデンサ（６）を発振素子の一部として組み込ん
だ発振回路（81）と、２入力ANDゲート（82）と、カウ
ンタ（83）と、上記２入力ANDゲート（82）ならびにカ
ウンタ（83）を制御するとともに、カウンタ（83）から
の出力信号に基いて物体の重量を計算して、計算結果を
表示器（２）に表示させるマイクロプロセッサ（84）
と、一方の電極が上記太陽電池（１）のアース側に接続
され、他方の電極が上記電源スイッチ（３）に接続され
る乾電池（85）とを有している。

第３図の発振回路の回路図と、第４図のタイミングチャ
ート図に基いて上記重量測定装置（８）を、さらに詳細
に説明すれば、上記発振回路（81）は、発振周波数を定
める可変容量コンデンサ（６）と抵抗（8R）とを消費電
力の非常に少ない増幅素子（8A）に接続したマルチバイ
ブレータを使用している。上記２入力ANDゲート（82）
は、発振回路（81）からの出力信号（第４図Ａ参照）と
マイクロプロセッサ（84）からの時間制御信号（第４図
Ｂ参照）を入力とし、所定時間内に入力される発振信号
（第４図Ｃ参照）を出力している。カウンタ（83）は２
入力ANDゲート（82）からの出力信号をクロック入力す
るとともに、マイクロプロセッサ（84）からの信号（第
４図Ｄ参照）をリセット入力とし、２入力ANDゲート（8
2）からの出力信号のパルス数を計数している。

上記電子秤の作用について説明すれば、発振回路（81）
は、太陽電池（１）に常時接続されており、この太陽電
池（１）は物理的に電位が定まる安定した電源であるか
ら、物体を載置していない状態において一定の周波数の
信号を出力している。

次に、電源スイッチ（３）を投入し、物体を受皿（４）
に載置することにより、板バネ（５）は物体の重量に対
応して撓み、可変容量コンデンサ（６）の上側の電極
（61）が下方に変位して電極（61）（62）間の距離が短
くなることに伴い静電容量が増加する。この静電容量の
増加に伴なって発振回路（81）の発振周波数が低くなる
（第４図ＣのΦ_２参照）。そして、２入力ANDゲート（8
2）において、マイクロプロセッサ（84）により制御さ
れる時間内に入力される発振信号を通過させ、カウンタ
（83）において、２入力ANDゲート（82）からの出力信
号のパルス数を計数している。そして、マイクロプロセ
ッサにおいて、測定物搭載前（発振周波；Φ_１）と搭載
後（発振周波；Φ_２）のカウンタ（83）からの計数出力
信号の差に基いて演算処理を行ない、物体の重量を算出
し、表示器（２）に算出結果を表示させる。

上記の場合において、物体の重量測定精度は、発振回路
からの出力信号の周波数の高さに依存し、基準となる周
波数は、発振回路（81）の抵抗（8R）の大きさを小さく
することにより高く調整することができる。そして、電
位が低くても計数速度が速いカウンタ（83）により、２
入力ANDゲート（82）を介して所定時間毎に出力される
発振回路（81）からの出力パルス数を計数しているので
あるから、従来の電子秤のごとく、マイクロプロセッサ
（84）により発振回路（81）からの出力パルスを直接計
数する場合と比較して、より高い周波数を計数すること
ができ、測定精度が大巾に向上する。また、発振回路
（81）の周波数を高くすることにより、物体を載置して
いない状態（最も周波数の高い状態）から物体を載置し
た状態（最も周波数の低い状態）までの、周波数変化の
幅を大きくとることができ、測定許容範囲を拡大でき
る。

しかも、マイクロプロセッサ（84）は、カウンタ（83）
からの計数結果に基いて物体の重量を計算するのみであ
るから、サイクルタイムの大部分を演算処理に回すこと
ができるので、物体の軽量に付随する他の処理、例え
ば、料金換算等の処理を行なうことが可能になる。

以上要約すれば、発振回路（81）を太陽電池（１）に接
続し、発振回路（81）を待機状態にしておき、物体が受
皿（４）に載置されることによる可変容量コンデンサ
（６）の静電容量変化に応じて発振周波数が正確に変化
する。そして、発振周波数をマイクロプロセッサ（84）
より計数速度の速いカウンタ（83）により計数し、マイ
クロプロセッサ（84）においてカウンタ（83）からの計
数結果に基いて物体の重量を測定することによって、低
電位乾電池の使用における測定精度を向上させている。

尚、この考案は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば乾電池（85）に替えて、二次電池を使用し、
太陽電池（１）により二次電池を充電すること、また、
可変容量コンデンサ（６）を極板間の変位する可変空隙
形に替えて、極板間に誘電体が挿入される可変誘電率形
のものを使用することが可能であり、その他この考案の
要旨を変更しない範囲内において、種々の設計変更を施
すことが可能である。

〈考案の効果〉 以上のようにこの考案の電池式電子秤によれば、最もサ
イクルタイムを必要とする周波数の計数をマイクロプロ
セッよりも計数速度の速いカウンタに行なわせ、測定精
度を向上させるとともに、演算処理装置には、カウンタ
からの出力信号に基いて所定の演算処理のみを行なわせ
ているから、演算処理装置の演算処理時間を少なくし、
負担が軽くなり、演算処理装置による電力消費量を低減
することができる。

しかも、発振回路に太陽電池を接続したので、比較的立
ち上がり速度の遅い発振回路を常時駆動しておくことが
でき、電源投入後の測定誤差の殆どない電子秤を実現す
ることができる。

また、電池と太陽電池とを巧みに使い分けることによっ
て電池の消費を低く抑えることができる。

従って、測定精度の向上を図るとともに、電力消費の低
減化を達成することができるという特有の実用的効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の実施例としての電池式電子秤の斜
視図と概略図、 第２図は第１図の実施例のブロック図、 第３図は第１図の発振回路の詳細を示す回路図、 第４図はタイミングチャート図、 第５図は従来の電池式電子秤の斜視図、 第６図は従来の電池式電子秤のブロック図。 （３）……電源スイッチ、（６）……可変容量コンデン
サ、 （81）……発振回路、（83）……カウンタ、 （84）……マイクロプロセッサ、 （85）……乾電池。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電源として乾電池または二次電池からなる
   電池及び太陽電池を使用し、加重に応じて静電容量が変
   化する可変容量コンデンサを組込んだ発振回路からの周
   波数に基いて物体の重量を計量するようにした電子秤に
   おいて、上記発振回路は上記太陽電池に接続されてお
   り、上記発振回路からの周波数を計数するカウンタと、
   カウンタからの出力信号に基いて所定の演算を行ない物
   体の重量を測定する演算処理装置とは上記電池に接続さ
   れたことを特徴とする電池式電子秤。