JPH0640016B2 - 電磁式負荷補償秤の容量性の位置検出器 - Google Patents
電磁式負荷補償秤の容量性の位置検出器Info
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- JPH0640016B2 JPH0640016B2 JP61261737A JP26173786A JPH0640016B2 JP H0640016 B2 JPH0640016 B2 JP H0640016B2 JP 61261737 A JP61261737 A JP 61261737A JP 26173786 A JP26173786 A JP 26173786A JP H0640016 B2 JPH0640016 B2 JP H0640016B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G7/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups
- G01G7/02—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electromagnetic action
- G01G7/04—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electromagnetic action with means for regulating the current to solenoids
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、可変の間隔をおいて相対的に移動可能な面
電極を有する、電磁式負荷補償秤の容量性の位置検出器
に関するものである。
電極を有する、電磁式負荷補償秤の容量性の位置検出器
に関するものである。
この種の電磁式負荷補償秤の容量性の位置検出器自体は
公知である（たとえばアメリカ合衆国特許第３，１３
３，６０６号，第３，６０４，５２５号および第３，６
８５，６０４号）。この公知の手段では検出要素は差動
コンデンサとして機能し、容量比または容量差は、荷重
で移動する秤の可動部材（竿）の秤の不動部材（支台）
に対する位置の尺度を形成している。秤の中立位置すな
わち平衡状態では容量比は１、すなわち容量差は０であ
る。中立位置からの各偏位時には、これによつて生じる
容量の変化に基づいて、秤の補償電流を、再び中立位置
が得られるまで再調整する。
公知である（たとえばアメリカ合衆国特許第３，１３
３，６０６号，第３，６０４，５２５号および第３，６
８５，６０４号）。この公知の手段では検出要素は差動
コンデンサとして機能し、容量比または容量差は、荷重
で移動する秤の可動部材（竿）の秤の不動部材（支台）
に対する位置の尺度を形成している。秤の中立位置すな
わち平衡状態では容量比は１、すなわち容量差は０であ
る。中立位置からの各偏位時には、これによつて生じる
容量の変化に基づいて、秤の補償電流を、再び中立位置
が得られるまで再調整する。
容量の変化を検出するためには、たとえば中立辺に位相
選択整流器を有する交流ブリツジが有用である（アメリ
カ合衆国特許第３，１３３，６０６号）。差動コンデン
サは、二つの固定コンデンサとともに完全なブリツジ回
路を形成することができる（アメリカ合衆国特許第３，
６０４，５２５号）。このようにすると差動コンデンサ
の二つの外側電極は同一の電位、特に基準（大地）電位
で、可動の秤部材、たとえば金属製の秤の竿の一部で形
成することができ（アメリカ合衆国特許第３，６８５，
６０４号）、これによりそうでない場合には必要な絶縁
して取付けた外側電極に対する移動可能な接続が不要に
なるという利点がある。
選択整流器を有する交流ブリツジが有用である（アメリ
カ合衆国特許第３，１３３，６０６号）。差動コンデン
サは、二つの固定コンデンサとともに完全なブリツジ回
路を形成することができる（アメリカ合衆国特許第３，
６０４，５２５号）。このようにすると差動コンデンサ
の二つの外側電極は同一の電位、特に基準（大地）電位
で、可動の秤部材、たとえば金属製の秤の竿の一部で形
成することができ（アメリカ合衆国特許第３，６８５，
６０４号）、これによりそうでない場合には必要な絶縁
して取付けた外側電極に対する移動可能な接続が不要に
なるという利点がある。
しかし検出要素として秤の竿に外側電極を有する差動コ
ンデンサを備えた当初に掲げた容量性の位置検出器の公
知の構造には、その機械的および電気的な特性の点で種
々の問題がある。
ンデンサを備えた当初に掲げた容量性の位置検出器の公
知の構造には、その機械的および電気的な特性の点で種
々の問題がある。
問題は、差動コンデンサの可動の外側電極が、空間的に
互いに絶縁した不動の内側電極を包含しているという状
態から生じている。したがつて実際上位置検出器の可動
部材を複数の部材で形成することが必須で、この点から
秤の竿を秤の支台に対して取付けたり取外したりするこ
とが困難であり、外側電極を秤の竿に対して取付けるた
めに別の作業が必要である。
互いに絶縁した不動の内側電極を包含しているという状
態から生じている。したがつて実際上位置検出器の可動
部材を複数の部材で形成することが必須で、この点から
秤の竿を秤の支台に対して取付けたり取外したりするこ
とが困難であり、外側電極を秤の竿に対して取付けるた
めに別の作業が必要である。
秤を過負荷から保護するために、特に曲げ支持体を備え
た秤におけるその曲げ支持体の過歪みを防止するため
に、秤の竿の移動を両側から抑制する慣用的なストツパ
が設けられている。従来においてはこのストツパは調整
可能にする必要があつた。なぜなら秤の支台に対する秤
の竿の中立位置は一つの構造系内でも秤によつて異なる
高さ位置をとるとともに、この場合には各秤についてス
トツパを調整しなければならないからである。この欠点
は一方では、位置検出器の製作時および組立て時に、部
分的にはその複数部分からなる構造によつて、各容量の
公称値からの偏差が生じることに帰することができる。
他方差動コンデンサと通常はこの差動コンデンサから分
離して設置する電子評価装置との間の電気接続部は、秤
によつて異なるブリツジの平衡に影響する漂遊容量を形
成し得る。
た秤におけるその曲げ支持体の過歪みを防止するため
に、秤の竿の移動を両側から抑制する慣用的なストツパ
が設けられている。従来においてはこのストツパは調整
可能にする必要があつた。なぜなら秤の支台に対する秤
の竿の中立位置は一つの構造系内でも秤によつて異なる
高さ位置をとるとともに、この場合には各秤についてス
トツパを調整しなければならないからである。この欠点
は一方では、位置検出器の製作時および組立て時に、部
分的にはその複数部分からなる構造によつて、各容量の
公称値からの偏差が生じることに帰することができる。
他方差動コンデンサと通常はこの差動コンデンサから分
離して設置する電子評価装置との間の電気接続部は、秤
によつて異なるブリツジの平衡に影響する漂遊容量を形
成し得る。
さらにこの接続部を適当に遮蔽しない場合には、アンテ
ナ効果によつて高周波数の妨害信号が評価回路に到達す
る可能性がある。
ナ効果によつて高周波数の妨害信号が評価回路に到達す
る可能性がある。
この発明は、上記のような欠点を回避した形態で、機械
的な構造をより簡単にすることができるとともにより正
確に動作することができる容量性の位置検出器を提供す
ることを目的としている。
的な構造をより簡単にすることができるとともにより正
確に動作することができる容量性の位置検出器を提供す
ることを目的としている。
この発明の位置検出器は、秤の不動部材と、荷重の作用
で移動可能な秤の可動部材がいずれも基準電位位置を占
める不動と可動の面電極を形成し、不動と可動の面電極
の間に、一対ずつ並設するとともに外側の面電極と共同
して直列に接続した二系列のコンデンサを形成する四つ
の不動の面電極を設置し、可動の面電極に隣接する一方
の系列の二つのコンデンサと、外側の不動の面電極に隣
接する他方の系列の二つのコンデンサがそれぞれ容量性
の分圧器を形成し、さらに二つの分圧器をブリツジに接
続するとともに共通の交流電流源に接続し、かつ二つの
分圧器の中点における基準電位に関する電圧を、秤の可
動部材の平衡位置からの偏位の尺度とすることを特徴と
している。
で移動可能な秤の可動部材がいずれも基準電位位置を占
める不動と可動の面電極を形成し、不動と可動の面電極
の間に、一対ずつ並設するとともに外側の面電極と共同
して直列に接続した二系列のコンデンサを形成する四つ
の不動の面電極を設置し、可動の面電極に隣接する一方
の系列の二つのコンデンサと、外側の不動の面電極に隣
接する他方の系列の二つのコンデンサがそれぞれ容量性
の分圧器を形成し、さらに二つの分圧器をブリツジに接
続するとともに共通の交流電流源に接続し、かつ二つの
分圧器の中点における基準電位に関する電圧を、秤の可
動部材の平衡位置からの偏位の尺度とすることを特徴と
している。
この発明による位置検出器は、ブリツジ回路に四つのコ
ンデンサを有する公知の実施例の場合と同じように動作
する。しかしこの四つのコンデンサのうち一つのコンデ
ンサだけが可変で、この点が二つの可変のコンデンサを
示す差動コンデンサを有する構造と異なつている。この
簡略化によつてこうむる感度ロスは、相応の信号の増幅
によつて問題なく補償される。しかも、単一の可変コン
デンサ ということと結びついた利点として、可変の面
電極が一つしかなく、しかもそれは面要素によつて簡単
に、たとえば秤の竿のような秤の可動部材の上に設ける
ことができるということがある。この可動の面電極はコ
ンデンサ機構の外側に位置しているので、そのような可
動の面電極の取り付け方に合うように形成された秤の竿
は不動の面電極によつて邪魔されずに取付けたり取外し
たりすることができる。位置検出器の可動部材には、そ
れ以外に構成部材および固定用の部材を必要としない。
従つて、それらの部材についての組み立て作業も不要と
なる。さらに位置検出器の可動部材は差動コンデンサの
それと違つて、付加的な移動空間を必要としない。この
ため位置検出器の高さが減少する。
ンデンサを有する公知の実施例の場合と同じように動作
する。しかしこの四つのコンデンサのうち一つのコンデ
ンサだけが可変で、この点が二つの可変のコンデンサを
示す差動コンデンサを有する構造と異なつている。この
簡略化によつてこうむる感度ロスは、相応の信号の増幅
によつて問題なく補償される。しかも、単一の可変コン
デンサ ということと結びついた利点として、可変の面
電極が一つしかなく、しかもそれは面要素によつて簡単
に、たとえば秤の竿のような秤の可動部材の上に設ける
ことができるということがある。この可動の面電極はコ
ンデンサ機構の外側に位置しているので、そのような可
動の面電極の取り付け方に合うように形成された秤の竿
は不動の面電極によつて邪魔されずに取付けたり取外し
たりすることができる。位置検出器の可動部材には、そ
れ以外に構成部材および固定用の部材を必要としない。
従つて、それらの部材についての組み立て作業も不要と
なる。さらに位置検出器の可動部材は差動コンデンサの
それと違つて、付加的な移動空間を必要としない。この
ため位置検出器の高さが減少する。
位置検出器のすべてのスイツチ接点は不動の面電極にあ
り、このため可動の電気接点はなくなる。内側の四つの
面電極はなるべく、秤の不動部材に間隔をおいて取付け
る板状の配線台の両側における電導カバーによつて形成
する。外側の不動の面電極は、配線台の取付け面より低
くなつている秤の不動部材の面要素で簡単に形成するこ
とができる。これにより配線台の取付けのためには、固
定要素（たとえばねじ）以外は、付加的な構成部材は不
要である。
り、このため可動の電気接点はなくなる。内側の四つの
面電極はなるべく、秤の不動部材に間隔をおいて取付け
る板状の配線台の両側における電導カバーによつて形成
する。外側の不動の面電極は、配線台の取付け面より低
くなつている秤の不動部材の面要素で簡単に形成するこ
とができる。これにより配線台の取付けのためには、固
定要素（たとえばねじ）以外は、付加的な構成部材は不
要である。
板状の配線台上に、秤の電子回路装置の中の、少くとも
例の部材、すなわち容量の変化を検出するための回路手
段と、中立位置からの偏位を示す誤差信号を発するため
の回路手段とを含んでいる部材を設置すると有利であ
る。これにより不動の面電極から上記の回路手段までの
電気接続がきわめて短くなり、このため外部の妨害信号
に対する測定機構全体の感度が大幅に低減できる。電子
回路装置は印刷回路の形に形成することができる。これ
により位置検出器は回路装置に簡単に集約することがで
き、この結果この製造が一段と簡易化される。
例の部材、すなわち容量の変化を検出するための回路手
段と、中立位置からの偏位を示す誤差信号を発するため
の回路手段とを含んでいる部材を設置すると有利であ
る。これにより不動の面電極から上記の回路手段までの
電気接続がきわめて短くなり、このため外部の妨害信号
に対する測定機構全体の感度が大幅に低減できる。電子
回路装置は印刷回路の形に形成することができる。これ
により位置検出器は回路装置に簡単に集約することがで
き、この結果この製造が一段と簡易化される。
次に、この発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図によれば、秤は秤量物体の重量に対応する荷重Ｐ
が作用する荷重受け１を備えている。この荷重受け１
は、永久磁石５を有する永久磁石機構４のエアギヤツプ
３に設置したコイル２を支持している。コイル２の負荷
巻線を通して補償電流ｉＬが流れ、この補償電流によつ
て永久磁石機構４の磁界に、荷重Ｐに対抗する力Ｆが発
生する。調整装置６は、荷重受け１の位置を検出するた
めの位置検出器６ａを備えているが、この調整装置６に
よつて、補償電流ｉＬは次のような具合に調整される。
すなわち、補償電流ｉＬに比例する力Ｆが秤を平衡状態
に保ち、従つて荷重Ｐの大きさ、つまり秤量物の重量を
あらわすことになるような具合に、である。
が作用する荷重受け１を備えている。この荷重受け１
は、永久磁石５を有する永久磁石機構４のエアギヤツプ
３に設置したコイル２を支持している。コイル２の負荷
巻線を通して補償電流ｉＬが流れ、この補償電流によつ
て永久磁石機構４の磁界に、荷重Ｐに対抗する力Ｆが発
生する。調整装置６は、荷重受け１の位置を検出するた
めの位置検出器６ａを備えているが、この調整装置６に
よつて、補償電流ｉＬは次のような具合に調整される。
すなわち、補償電流ｉＬに比例する力Ｆが秤を平衡状態
に保ち、従つて荷重Ｐの大きさ、つまり秤量物の重量を
あらわすことになるような具合に、である。
第２図と第３図に示した容量性の位置検出器は、互いに
可変の間隔をおいて対向する可動の面電極７と不動の面
電極８を備えている。可動の面電極７は、荷重の作用で
移動する、たとえば秤の竿のような秤の可動部材９の面
要素によつて形成する。これに対して不動の面電極８
は、たとえば秤の支台のような秤の不動部材１０の面要
素で形成する。これら両方の面電極７および８は、零電
位の状態にある。そのことは、秤の構成部材が金属製の
場合にも当然当てはまる。上記の二つの面電極７と８と
の間には、さらに四つの不動の面電極１１，１２，１
３，１４が設置してある。これらの電極は二つずつ対で
並設されているとともに、板状の配線台１５の両側にお
ける電導カバーで形成されている。面電極１１，１２お
よび１３，１４の間の電気誘電体をつかさどる配線台１
５は、面電極の部分が秤の不動部材１０から間隔をおい
て位置するように、秤の不動部材１０にねじ１６を介し
て取付けられている。
可変の間隔をおいて対向する可動の面電極７と不動の面
電極８を備えている。可動の面電極７は、荷重の作用で
移動する、たとえば秤の竿のような秤の可動部材９の面
要素によつて形成する。これに対して不動の面電極８
は、たとえば秤の支台のような秤の不動部材１０の面要
素で形成する。これら両方の面電極７および８は、零電
位の状態にある。そのことは、秤の構成部材が金属製の
場合にも当然当てはまる。上記の二つの面電極７と８と
の間には、さらに四つの不動の面電極１１，１２，１
３，１４が設置してある。これらの電極は二つずつ対で
並設されているとともに、板状の配線台１５の両側にお
ける電導カバーで形成されている。面電極１１，１２お
よび１３，１４の間の電気誘電体をつかさどる配線台１
５は、面電極の部分が秤の不動部材１０から間隔をおい
て位置するように、秤の不動部材１０にねじ１６を介し
て取付けられている。
内側の四つの面電極１１，１２，１３，１４は、第４図
により、外側の二つの面電極と共同して直列に接続した
二系列のコンデンサを形成している。可動の面電極７に
隣接した位置にある一方の系の二つのコンデンサＣ１，
Ｃ３と、外側の不動の面電極８に隣接した位置にある他
方の系の二つのコンデンサＣ２，Ｃ４はそれぞれ容量性
の分圧器を形成しており、これらのコンデンサのうちコ
ンデンサＣ１だけは可変容量で、配線台１５に対する秤
の可動部材９の位置によつて容量が変化する。
により、外側の二つの面電極と共同して直列に接続した
二系列のコンデンサを形成している。可動の面電極７に
隣接した位置にある一方の系の二つのコンデンサＣ１，
Ｃ３と、外側の不動の面電極８に隣接した位置にある他
方の系の二つのコンデンサＣ２，Ｃ４はそれぞれ容量性
の分圧器を形成しており、これらのコンデンサのうちコ
ンデンサＣ１だけは可変容量で、配線台１５に対する秤
の可動部材９の位置によつて容量が変化する。
第５図によれば二つの容量性の分圧器Ｃ１，Ｃ３および
Ｃ２，Ｃ４はブリツジに結線されているとともに共通の
交流電流源１９に接続されている。交流電流源としては
簡単な高周波発振器を設置するか、あるいは秤の電気装
置中のパルス発振器を利用することができる。秤の可動
部材９の平衡位置からの偏位の尺度としては、二つの分
圧器の中点１７，１８における基準電位に関連した電圧
の差を使用する。この両中点１７，１８は、たとえば極
性の異なる二つのダイオードのような整流器Ｄ１，Ｄ２
を介して接続されている。この整流器の出力部には、秤
の補償電流ｉＬを調整するための誤差信号ＵＦを発生す
る二つの抵抗からなる加算回路Ｒ１，Ｒ２が接続されて
いる。
Ｃ２，Ｃ４はブリツジに結線されているとともに共通の
交流電流源１９に接続されている。交流電流源としては
簡単な高周波発振器を設置するか、あるいは秤の電気装
置中のパルス発振器を利用することができる。秤の可動
部材９の平衡位置からの偏位の尺度としては、二つの分
圧器の中点１７，１８における基準電位に関連した電圧
の差を使用する。この両中点１７，１８は、たとえば極
性の異なる二つのダイオードのような整流器Ｄ１，Ｄ２
を介して接続されている。この整流器の出力部には、秤
の補償電流ｉＬを調整するための誤差信号ＵＦを発生す
る二つの抵抗からなる加算回路Ｒ１，Ｒ２が接続されて
いる。
第６図に示す容量性の位置検出器は、基本的には第２図
と第３図のそれと同じ構造である。違つているのは、先
の面電極１２，１３をそれぞれ、二つの並設した面電極
２０，２１と２２，２３で置換し、これらの面電極のう
ち面電極２１，２２を内側で接続した点にある。両方の
容量性の分圧器は、第７図によれば、コンデンサＣ１と
Ｃ11およびＣ２とＣ21で形成され、第８図では両方の分
圧器の中点１７，１８は、コンデンサＣ12，Ｃ22で形成
される第３の容量性の分圧器によつて互いに接続されて
いる。第７図の端子Ａ，Ｃには交流電流源が接続されて
おり、端子Ｂには、秤の補償電流ｉＬを調整するための
誤差信号ＵＦを発生する位相選択整流回路が接続されて
いる。
と第３図のそれと同じ構造である。違つているのは、先
の面電極１２，１３をそれぞれ、二つの並設した面電極
２０，２１と２２，２３で置換し、これらの面電極のう
ち面電極２１，２２を内側で接続した点にある。両方の
容量性の分圧器は、第７図によれば、コンデンサＣ１と
Ｃ11およびＣ２とＣ21で形成され、第８図では両方の分
圧器の中点１７，１８は、コンデンサＣ12，Ｃ22で形成
される第３の容量性の分圧器によつて互いに接続されて
いる。第７図の端子Ａ，Ｃには交流電流源が接続されて
おり、端子Ｂには、秤の補償電流ｉＬを調整するための
誤差信号ＵＦを発生する位相選択整流回路が接続されて
いる。
この実施例では、両分圧器Ｃ１，Ｃ11およびＣ２，Ｃ21
の中点１７，１８における電圧の加算は、直流側ではな
く交流側で行う。これにより温度補正が二つの固定コン
デンサよりもむずかしい第５図の二つの整流器Ｄ１，Ｄ
２は不要になる。
の中点１７，１８における電圧の加算は、直流側ではな
く交流側で行う。これにより温度補正が二つの固定コン
デンサよりもむずかしい第５図の二つの整流器Ｄ１，Ｄ
２は不要になる。
第８図と第９図は、誤差信号ＵＦを発生するための評価
装置と関連させて、第７図の位置検出器の回路の実施例
を示したものである。第８図には位置検出器のコンデン
サで形成したブリツジ回路と評価装置２４との接続態様
が示してあり、第９図には評価装置２４の回路が図解し
てある。第９図では、端子Ａ，Ｂ，Ｃを有するコンデン
サ・ブリツジ回路は、端子Ａ，Ｂ間の可変容量のコンデ
ンサＣｘおよび端子Ｂ，Ｃ間の定容量のコンデンサＣｏ
で代用してある。
装置と関連させて、第７図の位置検出器の回路の実施例
を示したものである。第８図には位置検出器のコンデン
サで形成したブリツジ回路と評価装置２４との接続態様
が示してあり、第９図には評価装置２４の回路が図解し
てある。第９図では、端子Ａ，Ｂ，Ｃを有するコンデン
サ・ブリツジ回路は、端子Ａ，Ｂ間の可変容量のコンデ
ンサＣｘおよび端子Ｂ，Ｃ間の定容量のコンデンサＣｏ
で代用してある。
評価装置２４を作動させるためには、二つの大地対称の
直流電圧源＋ＵＢ，−ＵＢを用いる。コンデンサＣｘ，
Ｃｏの給電のために、直流電圧源からの直流電圧は周期
的に動作する電子切換スイツチＳ１，Ｓ２によつて断続
される。コンデンサ回路の中点Ｂの電圧は第１の演算増
幅器ＭＰ１にかかる。この演算増幅器は、入力抵抗が大
きいインピーダンス変成器として働くとともに、この動
作点は反転しない入力部の抵抗Ｒ３によつて規定され
る。位相選択整流回路は、コンデンサＣ３およびＣ４と
二重積分器として接続した第２の演算増幅器ＭＰ２と、
第３の電子切換スイツチＳ３を包含しており、この切換
スイツチＳ３によつて第１の演算増幅器ＭＰ１から抵抗
Ｒ４を通して送られる信号は、第２の演算増幅器ＭＰ２
の二つの入力部に交互に供給される。三つの切換スイツ
チＳ１，Ｓ２，Ｓ３の制御信号の入力部は、パルス周波
数がたとえば３０ＫＨｚである共通のパルス発振器ＴＧ
に接続されている。演算増幅器ＭＰ２の出力部には、た
とえばＣｘ＜Ｃｏの場合には正、Ｃｘ＞Ｃｏの場合には
負になる直流電圧の誤差信号ＵＦが発生する。容量比Ｃ
ｘ／Ｃｏの変化の函数としての誤差信号ＵＦの絶対量
は、評価装置２４の出力部の接点Ｄ，Ｅ間の接続によつ
て得られる帰還率に左右される。この例の場合には、分
圧器Ｒ５，Ｒ６によつて誤差信号ＵＦの一部が帰還され
る。帰還が強い場合、たとえば接点Ｄ・Ｅ間の直接の接
続の場合には誤差信号は減少し、逆の場合には増加す
る。
直流電圧源＋ＵＢ，−ＵＢを用いる。コンデンサＣｘ，
Ｃｏの給電のために、直流電圧源からの直流電圧は周期
的に動作する電子切換スイツチＳ１，Ｓ２によつて断続
される。コンデンサ回路の中点Ｂの電圧は第１の演算増
幅器ＭＰ１にかかる。この演算増幅器は、入力抵抗が大
きいインピーダンス変成器として働くとともに、この動
作点は反転しない入力部の抵抗Ｒ３によつて規定され
る。位相選択整流回路は、コンデンサＣ３およびＣ４と
二重積分器として接続した第２の演算増幅器ＭＰ２と、
第３の電子切換スイツチＳ３を包含しており、この切換
スイツチＳ３によつて第１の演算増幅器ＭＰ１から抵抗
Ｒ４を通して送られる信号は、第２の演算増幅器ＭＰ２
の二つの入力部に交互に供給される。三つの切換スイツ
チＳ１，Ｓ２，Ｓ３の制御信号の入力部は、パルス周波
数がたとえば３０ＫＨｚである共通のパルス発振器ＴＧ
に接続されている。演算増幅器ＭＰ２の出力部には、た
とえばＣｘ＜Ｃｏの場合には正、Ｃｘ＞Ｃｏの場合には
負になる直流電圧の誤差信号ＵＦが発生する。容量比Ｃ
ｘ／Ｃｏの変化の函数としての誤差信号ＵＦの絶対量
は、評価装置２４の出力部の接点Ｄ，Ｅ間の接続によつ
て得られる帰還率に左右される。この例の場合には、分
圧器Ｒ５，Ｒ６によつて誤差信号ＵＦの一部が帰還され
る。帰還が強い場合、たとえば接点Ｄ・Ｅ間の直接の接
続の場合には誤差信号は減少し、逆の場合には増加す
る。
秤の可動部材９の位置の中立位置からの偏位の函数とし
ての評価装置２４の出力部における電圧の変動量は、位
置の変動がどの方向に生じるか、すなわちコンデンサＣ
ｘの面電極間の間隔が減少するか増大するかによつて変
わる。電極の間隔が増大する場合には、誤差電圧Ｕ
Ｆは、電極間隔の減少の場合よりも比較的緩やかに増大
する。位置の狂いが正方向であつても負方向であつて
も、一致した電圧変動を達成するため、そしてそれによ
つて補償電流ｉＬの調整の際に同じ調整速度を達成する
ために、前述の帰還分岐路には、誤差電圧ＵＦの方向の
作用を受ける非線形の回路網が設けてあり、この回路網
はこの例では接点Ｅと接続されているとともに、たとえ
ばダイオードのような手段Ｄ３，Ｄ４とたとえば抵抗の
ような手段Ｒ７，Ｒ８で構成されている。
ての評価装置２４の出力部における電圧の変動量は、位
置の変動がどの方向に生じるか、すなわちコンデンサＣ
ｘの面電極間の間隔が減少するか増大するかによつて変
わる。電極の間隔が増大する場合には、誤差電圧Ｕ
Ｆは、電極間隔の減少の場合よりも比較的緩やかに増大
する。位置の狂いが正方向であつても負方向であつて
も、一致した電圧変動を達成するため、そしてそれによ
つて補償電流ｉＬの調整の際に同じ調整速度を達成する
ために、前述の帰還分岐路には、誤差電圧ＵＦの方向の
作用を受ける非線形の回路網が設けてあり、この回路網
はこの例では接点Ｅと接続されているとともに、たとえ
ばダイオードのような手段Ｄ３，Ｄ４とたとえば抵抗の
ような手段Ｒ７，Ｒ８で構成されている。
板状の配線台１５（第３図）の上 にはなるべく面電極
１１，１２，１３，１４の外に、秤の電子装置の中の少
なくとも上記部材、すなわち位置検出器の一部を成して
おり、これ故に容量変化を検出するための回路手段と中
立位置からの偏位を示す誤差信号を発するための回路手
段とを含んでいる部材を配置することが望ましい。電気
的な点から特に好適な手段は、秤の調整装置６（第１
図）全体を同じ配線台１５に設置することである。これ
により、そうしない場合に存在する中間導線によつて生
ずる当初に掲げた誤差発生源は一段と減少する。
１１，１２，１３，１４の外に、秤の電子装置の中の少
なくとも上記部材、すなわち位置検出器の一部を成して
おり、これ故に容量変化を検出するための回路手段と中
立位置からの偏位を示す誤差信号を発するための回路手
段とを含んでいる部材を配置することが望ましい。電気
的な点から特に好適な手段は、秤の調整装置６（第１
図）全体を同じ配線台１５に設置することである。これ
により、そうしない場合に存在する中間導線によつて生
ずる当初に掲げた誤差発生源は一段と減少する。
上述した構造上の特徴を有する位置検出器は、従来の手
段に比してより精確に製造することができるとともによ
り簡単に組立てることができる。したがつてたとえば秤
の竿のような秤の可動部材の中立位置については、一つ
の構造系内における秤相互の偏位がきわめて小さくな
る。このため竿のストツパの調整が不要である。すなわ
ち固定したストツパを設けることができる。位置検出器
の組立て、取付けに必要な部品は比較的少なく、このた
め製造、保管、組立ておよび保守のコストが低い。
段に比してより精確に製造することができるとともによ
り簡単に組立てることができる。したがつてたとえば秤
の竿のような秤の可動部材の中立位置については、一つ
の構造系内における秤相互の偏位がきわめて小さくな
る。このため竿のストツパの調整が不要である。すなわ
ち固定したストツパを設けることができる。位置検出器
の組立て、取付けに必要な部品は比較的少なく、このた
め製造、保管、組立ておよび保守のコストが低い。
第１図は電磁式負荷補償秤の概要図； 第２図および第３図は、この発明の第１の実施例に基づ
く位置検出器の正面図および縦断面図； 第４図は第２図と第３図の位置検出器の回路図； 第５図は第２図と第３図の位置検出器を有する誤差信号
発生回路を示す図； 第６図はこの発明の第２の実施例に基づく位置検出器の
正面図； 第７図は第６図の位置検出器の回路図； 第８図は第６図の位置検出器を誤差信号発生のための評
価装置に接続した図； 第９図は評価装置の回路図である。 ９……秤の可動部材、１０……秤の不動部材、Ｄ１，Ｄ
２……整流器、１５……板状の配線台、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３……電子切換スイツチ、ＴＧ……パルス発振器
く位置検出器の正面図および縦断面図； 第４図は第２図と第３図の位置検出器の回路図； 第５図は第２図と第３図の位置検出器を有する誤差信号
発生回路を示す図； 第６図はこの発明の第２の実施例に基づく位置検出器の
正面図； 第７図は第６図の位置検出器の回路図； 第８図は第６図の位置検出器を誤差信号発生のための評
価装置に接続した図； 第９図は評価装置の回路図である。 ９……秤の可動部材、１０……秤の不動部材、Ｄ１，Ｄ
２……整流器、１５……板状の配線台、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３……電子切換スイツチ、ＴＧ……パルス発振器
Claims (8)
- 【請求項１】可変の間隔をおいて相対的に移動可能な面
電極を有する、平衡位置を検出するための電磁式負荷補
償秤の容量性の位置検出器において、秤の不動部材１０
と荷重の作用で移動可能な秤の可動部材９がいずれも基
準電位位置を占める不動の面電極８と可動の面電極７を
形成し、不動と可動の面電極の間に一対ずつ並設すると
ともに外側の面電極７および８と共同して直列に接続し
た二系列のコンデンサを形成する四つの不動の面電極１
１、１２、１３、１４を設置し、可動の面電極７に隣接
する一方の系列の二つのコンデンサＣ１，Ｃ３と外側の
不動の面電極８に隣接する他方の系列の二つのコンデン
サＣ２，Ｃ４がそれぞれ容量性の分圧器を形成し、さら
に二つの分圧器をブリッジに接続するとともに共通の交
流電流源１９に接続し、かつ二つの分圧器の中点１７、
１８における基準電位に関する電圧を秤の可動部材９の
平衡位置からの偏位の尺度とすることを特徴とする電磁
式負荷補償秤の容量性の位置検出器。 - 【請求項２】二つの分圧器の中点１７、１８を極性の異
なる二つの整流器Ｄ１，Ｄ２と接続し、この整流器の出
力部に、秤の補償電流ｉＬを調整するための誤差信号Ｕ
Ｆを発生する加算回路Ｒ１，Ｒ２を接続することを特徴
とする、特許請求の範囲第１項記載の電磁式負荷補償秤
の容量性の位置検出器。 - 【請求項３】二つの分圧器の中点１７、１８を第３の容
量の分圧器Ｃ12、Ｃ22によって互いに接続し、第３の容
量性の分圧器の中点Ｂを、秤の補償電流iLを調整するた
めの誤差信号ＵＦを発生する位相選択整流回路に接続す
ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の電磁
式負荷補償秤の容量性の位置検出器。 - 【請求項４】内側の四つの面電極１１、１２、１３、１
４を、秤の不動部材１０に間隔をおいて取付けた板状の
配線台１５の両側の電導カバーによって形成することを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の電磁式負荷補
償秤の容量性の位置検出器。 - 【請求項５】第３の容量性の分圧器を形成するコンデン
サＣ12、Ｃ22を、板状の配線台１５の両側の電導カバー
で形成することを特徴とする、特許請求の範囲第３項お
よび第４項記載の電磁式負荷補償秤の容量性の位置検出
器。 - 【請求項６】板状の配線台１５に、秤の電子回路装置の
部材で、少くとも、容量の変化を検出するための回路手
段と、中立位置からの偏位を示す誤差信号を発するため
の回路手段とを含んでいる部材を設置することを特徴と
する、特許請求の範囲第４項記載の電磁式負荷補償秤の
容量性の位置検出器。 - 【請求項７】直流電圧源＋ＵＢ，−ＵＢから容量ブリッ
ジ回路（Ｃｘ，Ｃｏ）に給電するために必要な交流電圧
を発生する、二つの電子切換スイッチＳ１，Ｓ２を含む
チョッパを設け、位相選択整流回路が、二重積分器とし
て接続した演算増幅器ＭＰ２と、ブリッジ回路の出力信
号を交互に二つの増幅器の入力部に供給する第３のの電
子切換スイッチＳ３を有し、かつ三つの切換スイッチＳ
１、Ｓ２、Ｓ３の制御信号の入力部を共通のパルス発振
器ＴＧに接続することを特徴とする、特許請求の範囲第
３項記載の電磁式負荷補償秤の容量性の位置検出器。 - 【請求項８】正および負の方向に位置の狂いが生じた場
合の誤差信号の進路の不規則性を、その方向に応じて修
正するための手段Ｄ３、Ｄ４、Ｒ７、Ｒ８を備えたこと
を特徴とする、特許請求の範囲第７項記載の電磁式負荷
補償秤の容量性の位置検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH1493/86-2 | 1986-04-15 | ||
| CH1493/86A CH669040A5 (de) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | Kapazitiver positionsdetektor an einer elektromagnetisch kraftkompensierenden waage. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62250310A JPS62250310A (ja) | 1987-10-31 |
| JPH0640016B2 true JPH0640016B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=4211744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61261737A Expired - Lifetime JPH0640016B2 (ja) | 1986-04-15 | 1986-10-31 | 電磁式負荷補償秤の容量性の位置検出器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4705127A (ja) |
| EP (1) | EP0241649B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0640016B2 (ja) |
| CH (1) | CH669040A5 (ja) |
| DE (2) | DE3760401D1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5150759A (en) * | 1990-10-29 | 1992-09-29 | Borchard John S | Capacitor-sensor |
| US6496348B2 (en) * | 1998-03-10 | 2002-12-17 | Mcintosh Robert B. | Method to force-balance capacitive transducers |
| US6348788B1 (en) * | 1999-09-28 | 2002-02-19 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | High resolution current sensing apparatus |
| US6366099B1 (en) | 1999-12-21 | 2002-04-02 | Conrad Technologies, Inc. | Differential capacitance sampler |
| WO2016157280A1 (ja) | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 株式会社 エー・アンド・デイ | 電子秤 |
| DE102016010899B4 (de) | 2016-09-08 | 2018-07-19 | Technische Universität Ilmenau | Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Kalibrierung der Auslenkung der Waagschale einer EMK-Waage |
| DE102016124485A1 (de) | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Bedienvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten kapazitiven Messeinheit, Kraftfahrzeug, sowie Verfahren zum Betreiben einer Bedienvorrichtung |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3133606A (en) * | 1961-06-28 | 1964-05-19 | Farrington Machines Inc | Scales |
| US3604525A (en) * | 1969-08-15 | 1971-09-14 | Wm Ainsworth Inc | Automatic top-loading weigh apparatus with electronic measuring and recording circuit |
| US3685604A (en) * | 1970-09-28 | 1972-08-22 | Wm Ainsworth Inc | Balanced mass-moment balance beam with electrically conductive pivots |
| CH529998A (de) * | 1971-04-05 | 1972-10-31 | Mettler Instrumente Ag | Kraftmessgerät |
| US3680650A (en) * | 1971-11-10 | 1972-08-01 | Scientech Inc | Weight sensing device |
| CH544294A (de) * | 1972-06-27 | 1973-11-15 | Mettler Instrumente Ag | Elektrische Waage |
| CH578168A5 (ja) * | 1974-12-06 | 1976-07-30 | Mettler Instrumente Ag | |
| CH586897A5 (ja) * | 1975-07-22 | 1977-04-15 | Mettler Instrumente Ag | |
| CH593481A5 (ja) * | 1975-11-18 | 1977-12-15 | Mettler Instrumente Ag | |
| CH591071A5 (ja) * | 1976-04-01 | 1977-08-31 | Mettler Instrumente Ag | |
| CH612756A5 (ja) * | 1977-05-18 | 1979-08-15 | Mettler Instrumente Ag | |
| DE3012979A1 (de) * | 1980-04-03 | 1981-10-15 | Sartorius GmbH, 3400 Göttingen | Kraftmess- oder waegevorrichtung mit elektromagnetischer kraftkompensation und kapazitivem lagensensor |
| US4372406A (en) * | 1980-04-30 | 1983-02-08 | Shimadzu Corporation | Electronic balance |
| CH654411A5 (de) * | 1981-06-02 | 1986-02-14 | Mettler Instrumente Ag | Elektrische waage. |
| DE3410955A1 (de) * | 1984-03-24 | 1985-09-26 | W. & T. Avery Ltd., Smethwick, Warley, West Midlands | Wandler |
-
1986
- 1986-04-15 CH CH1493/86A patent/CH669040A5/de not_active IP Right Cessation
- 1986-10-31 JP JP61261737A patent/JPH0640016B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-01-29 EP EP87101228A patent/EP0241649B1/de not_active Expired
- 1987-01-29 DE DE8787101228T patent/DE3760401D1/de not_active Expired
- 1987-02-27 DE DE8703075U patent/DE8703075U1/de not_active Expired
- 1987-03-13 US US07/025,584 patent/US4705127A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0241649A3 (en) | 1988-07-13 |
| DE8703075U1 (ja) | 1987-08-13 |
| EP0241649A2 (de) | 1987-10-21 |
| EP0241649B1 (de) | 1989-08-02 |
| CH669040A5 (de) | 1989-02-15 |
| US4705127A (en) | 1987-11-10 |
| DE3760401D1 (en) | 1989-09-07 |
| JPS62250310A (ja) | 1987-10-31 |
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