JPH0654254B2 - 電子天びん - Google Patents
電子天びんInfo
- Publication number
- JPH0654254B2 JPH0654254B2 JP21579085A JP21579085A JPH0654254B2 JP H0654254 B2 JPH0654254 B2 JP H0654254B2 JP 21579085 A JP21579085 A JP 21579085A JP 21579085 A JP21579085 A JP 21579085A JP H0654254 B2 JPH0654254 B2 JP H0654254B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- time
- clock pulse
- time difference
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は電磁力平衡式の電子天びんに関する。
＜従来の技術＞ 従来より、電磁力平衡式の電子天びんにおいて、フォー
スコイルの力と荷重が平衡したときのフォースコイルの
電流量に対応してパルス時間幅が変化する方形波パルス
信号をつくり、この方形波の時間差をクロックパルスの
計数により測定して荷重値を得る方式の電子天びんが知
られている。
スコイルの力と荷重が平衡したときのフォースコイルの
電流量に対応してパルス時間幅が変化する方形波パルス
信号をつくり、この方形波の時間差をクロックパルスの
計数により測定して荷重値を得る方式の電子天びんが知
られている。
＜発明が解決しようとする問題点＞ このような方式の電子天びんにおいて、天びんの表示桁
数を多くして高精度の天びんを得ようとすれば、クロッ
クパルスの周波数を高くしなければならない。しかし、
高精度の電子天びんには１０６ないし１０７の有効桁数
が要求されており、例えばパルス幅２ｍＳで 2,000,000
カウントを得るには 1,000ＭHzのカウンタが必要とな
り、回路素子が非常に高価になるという問題がある。
数を多くして高精度の天びんを得ようとすれば、クロッ
クパルスの周波数を高くしなければならない。しかし、
高精度の電子天びんには１０６ないし１０７の有効桁数
が要求されており、例えばパルス幅２ｍＳで 2,000,000
カウントを得るには 1,000ＭHzのカウンタが必要とな
り、回路素子が非常に高価になるという問題がある。
この対策のひとつとして、特開昭54-48277号公報には、
クロックパルスの周波数を２ＭHz程度と比較的低く抑
え、方形波パルスの時間幅に例えば最大4,000 カウント
になるよう設定しておき、測定ごとに生ずる量子化誤差
を解消するためクロックパルスとフォースコイルに流す
パルスの立下り時刻との同期回路を設け、その差を累計
してゆき、何回かの方形波パルスによって1 クロックパ
ルス分の値になれば測定値を１カウント補正する方式が
開示されている。
クロックパルスの周波数を２ＭHz程度と比較的低く抑
え、方形波パルスの時間幅に例えば最大4,000 カウント
になるよう設定しておき、測定ごとに生ずる量子化誤差
を解消するためクロックパルスとフォースコイルに流す
パルスの立下り時刻との同期回路を設け、その差を累計
してゆき、何回かの方形波パルスによって1 クロックパ
ルス分の値になれば測定値を１カウント補正する方式が
開示されている。
しかし、この補正方式によっても、2,000,000 カウント
を得るには、 500パルス、即ち１秒間を必要とし、例え
ば１０個のデータを平均処理して表示する場合、１回の
測定に１０秒間を要することになり高精度の電子天びん
には採用し難い。
を得るには、 500パルス、即ち１秒間を必要とし、例え
ば１０個のデータを平均処理して表示する場合、１回の
測定に１０秒間を要することになり高精度の電子天びん
には採用し難い。
そこで本発明の目的は、高速に有効桁数の多い計測値が
得られ、短時間に多数の平均データを得ることにより安
全性に優れ、かつ、応答性の高い電磁力平衡式の電子天
びんを得ようとすることにある。
得られ、短時間に多数の平均データを得ることにより安
全性に優れ、かつ、応答性の高い電磁力平衡式の電子天
びんを得ようとすることにある。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の電子天びんは、磁界中に設けたフォースコイル
に発生する力と荷重が平衡したときのフォースコイルの
電流量を測定して荷重の大きさを求める電磁力平衡式の
電子天びんにおいて、クロックパルス発生部と、上記電
流量に対応してパルス時間幅が変化し、かつ、上記クロ
ックパルスに同期して立上るパルス電流をフォースコイ
ルに供給する手段と、パルス時間幅に通過するクロック
パルスの個数を計数するクロックパルス計数部と、上記
パルス電流の立下り時刻と上記クロックパルスとの時間
差を検出する時間差検出部と、その時間差をデジタル信
号に変換する時間差計数手段と、上記クロックパルス計
数部の計数値と上記時間差計数手段の計数値から表示す
べき値を求めるデジタル演算部を有することを特徴とし
ている。
に発生する力と荷重が平衡したときのフォースコイルの
電流量を測定して荷重の大きさを求める電磁力平衡式の
電子天びんにおいて、クロックパルス発生部と、上記電
流量に対応してパルス時間幅が変化し、かつ、上記クロ
ックパルスに同期して立上るパルス電流をフォースコイ
ルに供給する手段と、パルス時間幅に通過するクロック
パルスの個数を計数するクロックパルス計数部と、上記
パルス電流の立下り時刻と上記クロックパルスとの時間
差を検出する時間差検出部と、その時間差をデジタル信
号に変換する時間差計数手段と、上記クロックパルス計
数部の計数値と上記時間差計数手段の計数値から表示す
べき値を求めるデジタル演算部を有することを特徴とし
ている。
＜実施例＞ 第１図は本発明実施例の回路ブロック図を示し、第２図
に各部のタイムチャートを示す。
に各部のタイムチャートを示す。
電磁力発生部１は、ひょう量皿１１上に作用する荷重Ｗ
と平衡する電磁力をフォースコイルに発生させる。また
フォースコイルの変位を検出する位置検出器を内蔵して
いる。その位置検出器の出力信号は増幅器２により増幅
されたのちＰＩＤ制御器３により荷重Ｗに比例したアナ
ログ信号になり、これがパルス幅変調器４に入力され
る。このパルス幅変調器４は、クロックパルスに同期し
て始動する鋸歯状波電圧発生回路とその鋸歯状波電圧と
ＰＩＤ制御器３の出力電圧を比較して（第２図(a)図）
一致時刻Ｋを検出する比較回路を内蔵している。この比
較回路は、鋸歯状波電圧を始動させるクロックと同期し
て立ち上り、上記した一致時刻に立ち下る方形波パルス
信号（第２図(b)図）を出力する。この方形波パルス信
号が電子スイッチ５を開閉制御して定電流源６の電流を
フォースコイル１５に供給する。このようにフィードバ
ックループが形成され、平衡状態における方形波パルス
信号のＨｉの時間幅ｔが荷重Ｗに比例したものになる ＡＮＤゲート７は第２図(c)図に示すように、方形波パ
ルス信号がＨｉの時間だけクロックパルスを通過させて
カウンタ８に入力し、カウンタ８はこれを計数する。
と平衡する電磁力をフォースコイルに発生させる。また
フォースコイルの変位を検出する位置検出器を内蔵して
いる。その位置検出器の出力信号は増幅器２により増幅
されたのちＰＩＤ制御器３により荷重Ｗに比例したアナ
ログ信号になり、これがパルス幅変調器４に入力され
る。このパルス幅変調器４は、クロックパルスに同期し
て始動する鋸歯状波電圧発生回路とその鋸歯状波電圧と
ＰＩＤ制御器３の出力電圧を比較して（第２図(a)図）
一致時刻Ｋを検出する比較回路を内蔵している。この比
較回路は、鋸歯状波電圧を始動させるクロックと同期し
て立ち上り、上記した一致時刻に立ち下る方形波パルス
信号（第２図(b)図）を出力する。この方形波パルス信
号が電子スイッチ５を開閉制御して定電流源６の電流を
フォースコイル１５に供給する。このようにフィードバ
ックループが形成され、平衡状態における方形波パルス
信号のＨｉの時間幅ｔが荷重Ｗに比例したものになる ＡＮＤゲート７は第２図(c)図に示すように、方形波パ
ルス信号がＨｉの時間だけクロックパルスを通過させて
カウンタ８に入力し、カウンタ８はこれを計数する。
時間差検出器９は例えばフリップフロップより成り、方
形波パルス信号が立ち下った時刻から次にクロックパル
スが入力されるまでの時間差Δｔを検出し、第２図(d)
に示すようにパルス時間幅がΔｔのパルスを出力する。
パルス幅−電圧変換部１０は入力信号のパルス時間幅に
比例したアナログ電圧を出力する。この変換部１０は、
例えば第３図に示すように、定電圧源２３から電子スイ
ッチ２４を介してコンデンサ２５を充電させ、この電子
スイッチ２４を時間幅Δｔの入力電圧でオンオフ制御さ
せて、コンデンサ２５の端子電圧をオン時間に比例した
電圧に変換する。この電圧をＡ−Ｄ変換部１６が読取っ
たのち、電子スイッチ２６を閉じてコンデンサの電荷を
放電し次の測定に備える（第２図(e)図）、このパルス
幅−電圧変換部１０は通常のフィルタ回路に置換して実
施することもできる。
形波パルス信号が立ち下った時刻から次にクロックパル
スが入力されるまでの時間差Δｔを検出し、第２図(d)
に示すようにパルス時間幅がΔｔのパルスを出力する。
パルス幅−電圧変換部１０は入力信号のパルス時間幅に
比例したアナログ電圧を出力する。この変換部１０は、
例えば第３図に示すように、定電圧源２３から電子スイ
ッチ２４を介してコンデンサ２５を充電させ、この電子
スイッチ２４を時間幅Δｔの入力電圧でオンオフ制御さ
せて、コンデンサ２５の端子電圧をオン時間に比例した
電圧に変換する。この電圧をＡ−Ｄ変換部１６が読取っ
たのち、電子スイッチ２６を閉じてコンデンサの電荷を
放電し次の測定に備える（第２図(e)図）、このパルス
幅−電圧変換部１０は通常のフィルタ回路に置換して実
施することもできる。
Ａ−Ｄ変換部１６はデジタル化されたΔｔに関する信号
はデジタル演算部１２により、カウンタ８のカウント値
と重み付け加算され、表示部１３に表示される。この演
算は、方形波パルス信号の周期をＴ、そのＨｉレベルの
時間をｔ、時間ｔが終わってから次のクロックまでの時
間差をΔｔ、クロックの周期をｔＣ、前述のカウンタ８
にて計数されたカウント値をｎとし、係数をＡとすれ
ば、荷重Ｗは、 により求められる。すなわち、ｎはカウンタ８から求め
られ、Δｔはデジタル演算部１２から求められ、Ａ、ｔ
Ｃ、Ｔは既知定数であるので、上記式により荷重Ｗを求
めることがてきる。
はデジタル演算部１２により、カウンタ８のカウント値
と重み付け加算され、表示部１３に表示される。この演
算は、方形波パルス信号の周期をＴ、そのＨｉレベルの
時間をｔ、時間ｔが終わってから次のクロックまでの時
間差をΔｔ、クロックの周期をｔＣ、前述のカウンタ８
にて計数されたカウント値をｎとし、係数をＡとすれ
ば、荷重Ｗは、 により求められる。すなわち、ｎはカウンタ８から求め
られ、Δｔはデジタル演算部１２から求められ、Ａ、ｔ
Ｃ、Ｔは既知定数であるので、上記式により荷重Ｗを求
めることがてきる。
カウンタ８、Ａ−Ｄ変換部１６及びデジタル演算部１２
は、ワンチップマイクロコンピュータ１４により実現す
ることもできる。
は、ワンチップマイクロコンピュータ１４により実現す
ることもできる。
本発明は、フォースコイルへ供給する電流オンオフする
方式のみに限らず、例えば正負の両定電流源を備え交互
に切換える方式のものに実施することができる。
方式のみに限らず、例えば正負の両定電流源を備え交互
に切換える方式のものに実施することができる。
〈発明の効果〉 本発明によれば、カウンタ８の桁数を例えば４桁とし、
Ａ−Ｄ変換部１６の桁数を例えば３桁とすれば、合せて
７桁の計測値が得られることになり、しかも１サイクル
毎、例えば２ｍＳ毎に７桁のデータが得られるから、従
来のクロックパルスを累計する方式に比べて大幅な時間
短縮となり、従って一定時間内のデータ数が大幅に増大
し、平均化を行うことによって精度、安定度ともに飛躍
的に向上させることができる。
Ａ−Ｄ変換部１６の桁数を例えば３桁とすれば、合せて
７桁の計測値が得られることになり、しかも１サイクル
毎、例えば２ｍＳ毎に７桁のデータが得られるから、従
来のクロックパルスを累計する方式に比べて大幅な時間
短縮となり、従って一定時間内のデータ数が大幅に増大
し、平均化を行うことによって精度、安定度ともに飛躍
的に向上させることができる。
第１図は本発明の実施例を示す回路ブロック図、第２図
はその作用説明図、第３図は第１図のパルス幅−電圧変
換部１０の具体例を示す回路図である。
はその作用説明図、第３図は第１図のパルス幅−電圧変
換部１０の具体例を示す回路図である。
Claims (1)
- 【請求項１】磁界中に設けたフォースコイルに発生する
力と荷重が平衡したときのフォースコイルの電流量を測
定して荷重の大きさを求める電磁力平衡式の電子天びん
において、クロックパルス発生部と、上記電流量に対応
してパルス時間幅が変化し、かつ、上記クロックパルス
に同期して立上るパルス電流を上記フォースコイルに供
給する手段と、上記パルス時間幅に通過するクロックパ
ルスの個数を計数するクロックパルス計数部と、上記パ
ルス電流の立下り時刻と上記クロックパルスとの時間差
を検出する時間差検出部と、その時間差をデジタル信号
に変換する時間差計数手段と、上記クロックパルス計数
部の計数値と上記時間差計数手段の計数値から表示すべ
き値を求めるデジタル演算部を有する電子天びん。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21579085A JPH0654254B2 (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 電子天びん |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21579085A JPH0654254B2 (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 電子天びん |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6275214A JPS6275214A (ja) | 1987-04-07 |
| JPH0654254B2 true JPH0654254B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=16678278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21579085A Expired - Lifetime JPH0654254B2 (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 電子天びん |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654254B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03162631A (ja) * | 1989-11-20 | 1991-07-12 | Shimadzu Corp | 電子天びん |
-
1985
- 1985-09-28 JP JP21579085A patent/JPH0654254B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6275214A (ja) | 1987-04-07 |
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