JPH07190842A - 圧電式重量測定装置 - Google Patents
圧電式重量測定装置Info
- Publication number
- JPH07190842A JPH07190842A JP33336193A JP33336193A JPH07190842A JP H07190842 A JPH07190842 A JP H07190842A JP 33336193 A JP33336193 A JP 33336193A JP 33336193 A JP33336193 A JP 33336193A JP H07190842 A JPH07190842 A JP H07190842A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電素子から発生する電圧値によって被測定
物の重量を測定する圧電式重量測定装置に関し、簡易な
構成で誤差の少ない測定装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 被測定物の重量による圧力に比例した電圧値
を出力する圧電素子およびこの圧電素子から出力される
電圧値をホールドするコンデンサからなる重量センサ
と、被測定物の測定開始からコンデンサの静電容量およ
び周辺の回路抵抗から定まる時定数が経過した時点のコ
ンデンサの端子電圧を取り込み、この端子電圧から最大
電圧値を算出し、この最大電圧値から被測定物の重量を
算出する制御部とを備える。
物の重量を測定する圧電式重量測定装置に関し、簡易な
構成で誤差の少ない測定装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 被測定物の重量による圧力に比例した電圧値
を出力する圧電素子およびこの圧電素子から出力される
電圧値をホールドするコンデンサからなる重量センサ
と、被測定物の測定開始からコンデンサの静電容量およ
び周辺の回路抵抗から定まる時定数が経過した時点のコ
ンデンサの端子電圧を取り込み、この端子電圧から最大
電圧値を算出し、この最大電圧値から被測定物の重量を
算出する制御部とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子から発生する
電圧値によって被測定物の重量を測定する圧電式重量測
定装置に関し、特に被加熱物の重量を測定して加熱時間
や高周波出力等を制御する電子レンジの重量測定装置に
好適なものである。
電圧値によって被測定物の重量を測定する圧電式重量測
定装置に関し、特に被加熱物の重量を測定して加熱時間
や高周波出力等を制御する電子レンジの重量測定装置に
好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から被加熱物の重量を測定して加熱
時間や高周波発振器の動作状態等を制御するようにした
電子レンジが商品化されている。被加熱物の重量検出手
段としては、例えば圧電素子が用いられている。圧電素
子は重量（圧力）がかかると重量に比例した電圧値を発
生する。電子レンジはこの電圧値をディジタル信号に変
換し、制御部に入力して加熱時間や高周波発振器の制御
に使用する。
時間や高周波発振器の動作状態等を制御するようにした
電子レンジが商品化されている。被加熱物の重量検出手
段としては、例えば圧電素子が用いられている。圧電素
子は重量（圧力）がかかると重量に比例した電圧値を発
生する。電子レンジはこの電圧値をディジタル信号に変
換し、制御部に入力して加熱時間や高周波発振器の制御
に使用する。
【０００３】圧電素子からの電圧値の検出は、基準電圧
から一定値が変化した時点から一定期間の変化量を測定
し、その最大値をピークホールド回路のコンデンサに一
定時間蓄積することで行う。被加熱物の重量が軽い場合
は、想定される最大重量で測定レベルを決定すると精度
が劣化するため、測定レンジを 1／2 ， 1／3 ，…と切
り換えて測定する。
から一定値が変化した時点から一定期間の変化量を測定
し、その最大値をピークホールド回路のコンデンサに一
定時間蓄積することで行う。被加熱物の重量が軽い場合
は、想定される最大重量で測定レベルを決定すると精度
が劣化するため、測定レンジを 1／2 ， 1／3 ，…と切
り換えて測定する。
【０００４】測定が終了すると、ピークホールド回路の
コンデンサを放電し、両端電圧を基準電圧付近まで戻
し、次の最大値検出に備える。この動作を数回繰り返
し、検出した複数の最大値の平均値を算出し、定数倍し
て重量データに換算する。
コンデンサを放電し、両端電圧を基準電圧付近まで戻
し、次の最大値検出に備える。この動作を数回繰り返
し、検出した複数の最大値の平均値を算出し、定数倍し
て重量データに換算する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の技術では、圧電素子から発生する電圧の最大値を測
定するため、重量によって最大値に達するまでの時間が
異なり、誤差が生じやすいという不都合がある。
来の技術では、圧電素子から発生する電圧の最大値を測
定するため、重量によって最大値に達するまでの時間が
異なり、誤差が生じやすいという不都合がある。
【０００６】また、変化する電圧値の最大値を測定する
ため、サンプリング周期や測定レンジを切り換える必要
があり、この場合も誤差が生じやすい。さらに、圧電素
子から発生する電圧の変化量が制御部の測定レンジを超
えないようにするために、測定レンジを切り換える回路
が必要となる。
ため、サンプリング周期や測定レンジを切り換える必要
があり、この場合も誤差が生じやすい。さらに、圧電素
子から発生する電圧の変化量が制御部の測定レンジを超
えないようにするために、測定レンジを切り換える回路
が必要となる。
【０００７】そこで、本発明は圧電素子から発生する電
圧値によって被測定物の重量を測定するに際して、簡易
な構成で誤差の少ない圧電式重量測定装置を提供するこ
とを目的とする。
圧値によって被測定物の重量を測定するに際して、簡易
な構成で誤差の少ない圧電式重量測定装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による圧電式重量
測定装置は、被測定物の重量による圧力に比例した電圧
値を出力する圧電素子およびこの圧電素子から出力され
る電圧値をホールドするコンデンサからなる重量センサ
と、被測定物の測定開始からコンデンサの静電容量およ
び周辺回路の抵抗から定まる時定数が経過した時点のコ
ンデンサの端子電圧を取り込み、この端子電圧から最大
電圧値を算出し、この最大電圧値から被測定物の重量を
算出する制御部とを備える。
測定装置は、被測定物の重量による圧力に比例した電圧
値を出力する圧電素子およびこの圧電素子から出力され
る電圧値をホールドするコンデンサからなる重量センサ
と、被測定物の測定開始からコンデンサの静電容量およ
び周辺回路の抵抗から定まる時定数が経過した時点のコ
ンデンサの端子電圧を取り込み、この端子電圧から最大
電圧値を算出し、この最大電圧値から被測定物の重量を
算出する制御部とを備える。
【０００９】
【作用】本発明の構成において、制御部は被測定物の測
定開始時点から一定時間が経過した時点における重量セ
ンサの出力電圧、すなわちコンデンサの端子電圧を取り
込み、この端子電圧に基づいて被測定物の重量に対応す
る最大出力電圧値を算出する。
定開始時点から一定時間が経過した時点における重量セ
ンサの出力電圧、すなわちコンデンサの端子電圧を取り
込み、この端子電圧に基づいて被測定物の重量に対応す
る最大出力電圧値を算出する。
【００１０】この場合、一定時間とは、コンデンサの静
電容量をＣ［Ｆ］、周辺回路の抵抗をＲ［Ω］とする
と、「Ｔｃ[sec]＝Ｃ[F]×Ｒ[Ω]」で定まる時間Ｔｃの
ことである。この時間Ｔｃは時定数と呼ばれ、回路によ
って決まる定数で、この時間が経過するとコンデンサの
端子電圧は印加電圧の６3.２％まで上昇する。
電容量をＣ［Ｆ］、周辺回路の抵抗をＲ［Ω］とする
と、「Ｔｃ[sec]＝Ｃ[F]×Ｒ[Ω]」で定まる時間Ｔｃの
ことである。この時間Ｔｃは時定数と呼ばれ、回路によ
って決まる定数で、この時間が経過するとコンデンサの
端子電圧は印加電圧の６3.２％まで上昇する。
【００１１】したがって、制御部は一定時間Ｔｃが経過
した時点に取り込んだ電圧値Ｖtcから、「Ｖmax ＝Ｖtc
×（１００／６3.２）」の演算式によって被測定物の重
量に対応する最大電圧値Ｖmax を算出し、この最大電圧
値Ｖmax から被測定物の重量を算出する。
した時点に取り込んだ電圧値Ｖtcから、「Ｖmax ＝Ｖtc
×（１００／６3.２）」の演算式によって被測定物の重
量に対応する最大電圧値Ｖmax を算出し、この最大電圧
値Ｖmax から被測定物の重量を算出する。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明による圧電式重量測定装置の
一実施例を示すブロック図で、電子レンジの被加熱物の
重量を測定する重量検出手段に適用した一例を示す。本
実施例による重量測定装置は、マイクロコンピュータ構
成の制御部１を中心に、圧電素子を含む重量センサ２、
電源部３、表示部４、操作部５およびリレー駆動部６か
らなる。
一実施例を示すブロック図で、電子レンジの被加熱物の
重量を測定する重量検出手段に適用した一例を示す。本
実施例による重量測定装置は、マイクロコンピュータ構
成の制御部１を中心に、圧電素子を含む重量センサ２、
電源部３、表示部４、操作部５およびリレー駆動部６か
らなる。
【００１３】図２は、重量センサ２の回路図で、重量
（圧力）の大きさに比例した電圧を出力する圧電素子Ｐ
Ｚ、圧電素子ＰＺの出力電圧を分圧するために直列接続
された２つの分圧抵抗Ｒ１およびＲ２、この分圧抵抗で
分圧した電圧の最大値を一定期間ホールドするコンデン
サＣ、外部からのリセット信号によって作動してコンデ
ンサＣの電荷を放電するトランジスタＱ、電圧フォロワ
として機能するオペアンプＯＰからなる。電圧Ｖｂは基
準電圧である。
（圧力）の大きさに比例した電圧を出力する圧電素子Ｐ
Ｚ、圧電素子ＰＺの出力電圧を分圧するために直列接続
された２つの分圧抵抗Ｒ１およびＲ２、この分圧抵抗で
分圧した電圧の最大値を一定期間ホールドするコンデン
サＣ、外部からのリセット信号によって作動してコンデ
ンサＣの電荷を放電するトランジスタＱ、電圧フォロワ
として機能するオペアンプＯＰからなる。電圧Ｖｂは基
準電圧である。
【００１４】重量センサ２の出力、すなわちオペアンプ
ＯＰからの出力電圧Ｖout は制御部１に供給され、内部
のＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換された後に、マ
イコンによる重量検出処理に使用される。
ＯＰからの出力電圧Ｖout は制御部１に供給され、内部
のＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換された後に、マ
イコンによる重量検出処理に使用される。
【００１５】次に、図３に示すフローチャートを参照し
ながら本実施例の動作について説明する。制御部１は、
重量センサ２の出力電圧Ｖout が基準電圧Ｖｂから一定
値変化したことを検知すると（ステップＳ１）、圧電素
子ＰＺに被測定物の重量が印加されたと判断し、その検
知時点から時間Ｔｃが経過した時点で（ステップＳ
２）、出力電圧Ｖout を電圧値Ｖtcとして取り込む（ス
テップＳ３）。
ながら本実施例の動作について説明する。制御部１は、
重量センサ２の出力電圧Ｖout が基準電圧Ｖｂから一定
値変化したことを検知すると（ステップＳ１）、圧電素
子ＰＺに被測定物の重量が印加されたと判断し、その検
知時点から時間Ｔｃが経過した時点で（ステップＳ
２）、出力電圧Ｖout を電圧値Ｖtcとして取り込む（ス
テップＳ３）。
【００１６】ここで、時間ＴｃはコンデンサＣに電圧を
印加したときに端子電圧が印加電圧の６3.２％まで上昇
する時間で、静電容量をＣ［Ｆ］、回路の抵抗をＲ
［Ω］とすると、「Ｔｃ[sec]＝Ｃ[F]×Ｒ[Ω]」で求め
られる時間である。この時間Ｔｃは時定数と呼ばれ、回
路によって決まる定数で、印加電圧には無関係の性質を
有する。
印加したときに端子電圧が印加電圧の６3.２％まで上昇
する時間で、静電容量をＣ［Ｆ］、回路の抵抗をＲ
［Ω］とすると、「Ｔｃ[sec]＝Ｃ[F]×Ｒ[Ω]」で求め
られる時間である。この時間Ｔｃは時定数と呼ばれ、回
路によって決まる定数で、印加電圧には無関係の性質を
有する。
【００１７】図４に示す「経過時間−出力電圧」特性の
グラフを参照して説明すると、同図に示すように、重量
Ｗ１［ｇ］，Ｗ２［ｇ］の２つの被加熱物を測定し、時
間Ｔｃ経過後に重量センサ２から出力される出力電圧Ｖ
out の値をそれぞれ電圧値Ｖ１tc，Ｖ２tcとし、最大値
を電圧値Ｖ１max ，Ｖ２max とすると、電圧値Ｖ１tcは
最大電圧値Ｖ１max の約６３％、電圧値Ｖ２tcは最大電
圧値Ｖ２max の約６３％になる。
グラフを参照して説明すると、同図に示すように、重量
Ｗ１［ｇ］，Ｗ２［ｇ］の２つの被加熱物を測定し、時
間Ｔｃ経過後に重量センサ２から出力される出力電圧Ｖ
out の値をそれぞれ電圧値Ｖ１tc，Ｖ２tcとし、最大値
を電圧値Ｖ１max ，Ｖ２max とすると、電圧値Ｖ１tcは
最大電圧値Ｖ１max の約６３％、電圧値Ｖ２tcは最大電
圧値Ｖ２max の約６３％になる。
【００１８】このグラフから明らかなように、重量が重
いほど発生する出力電圧の最大値は大きくなり、最大値
に達するまでの時間も長くなるが、時間Ｔｃ後には必ず
最大値の約６3.２％に達している。
いほど発生する出力電圧の最大値は大きくなり、最大値
に達するまでの時間も長くなるが、時間Ｔｃ後には必ず
最大値の約６3.２％に達している。
【００１９】そこで、制御部１はステップＳ３で測定し
た電圧値Ｖtcから、「Ｖmax ＝Ｖtc×（１００／６3.
２）」の演算式によって最大電圧値Ｖmax を計算する
（ステップＳ４）。
た電圧値Ｖtcから、「Ｖmax ＝Ｖtc×（１００／６3.
２）」の演算式によって最大電圧値Ｖmax を計算する
（ステップＳ４）。
【００２０】計算が終了するとコンデンサＣを放電し
（ステップＳ５）、信頼性を高めるためにこの一連の処
理（ステップＳ１〜Ｓ６）を複数Ｎ回繰り返す。Ｎ回終
了すると、電圧の変化量は重量（圧力）に比例するの
で、Ｎ回繰り返して得たＮ個の最大電圧値Ｖmax の平均
値を計算し（ステップＳ７）、その平均値を定数倍して
重量に換算し（ステップＳ８）、処理を終了する。
（ステップＳ５）、信頼性を高めるためにこの一連の処
理（ステップＳ１〜Ｓ６）を複数Ｎ回繰り返す。Ｎ回終
了すると、電圧の変化量は重量（圧力）に比例するの
で、Ｎ回繰り返して得たＮ個の最大電圧値Ｖmax の平均
値を計算し（ステップＳ７）、その平均値を定数倍して
重量に換算し（ステップＳ８）、処理を終了する。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、ピークホールド回路の
コンデンサの端子電圧は、いかなる印加電圧に対しても
一定時間経過後には必ず最大値の約６３％の値に達する
ことに着目し、そのときの電圧値を測定することによっ
て、いかなる重量の被測定物も一度の測定で最大値を測
定するようにしたので、従来のサンプリング方式に比べ
て誤差を少なくすることができる。また、最大値の約６
３％の電圧値を測定すればよいので、測定レンジの切り
換えが不要となり、切り換えに伴う誤差を削減すること
ができる。
コンデンサの端子電圧は、いかなる印加電圧に対しても
一定時間経過後には必ず最大値の約６３％の値に達する
ことに着目し、そのときの電圧値を測定することによっ
て、いかなる重量の被測定物も一度の測定で最大値を測
定するようにしたので、従来のサンプリング方式に比べ
て誤差を少なくすることができる。また、最大値の約６
３％の電圧値を測定すればよいので、測定レンジの切り
換えが不要となり、切り換えに伴う誤差を削減すること
ができる。
【図１】本発明による圧電式重量測定装置の一実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】図１に示す重量センサの回路図である。
【図３】図１に示す実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図４】図１に示す実施例の動作を説明するためのグラ
フである。
フである。
１ 制御部 ２ 重量センサ ３ 電源部 ４ 表示部 ５ 操作部 ６ リレー駆動部
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定物の重量による圧力に比例した電
圧値を出力する圧電素子および前記圧電素子から出力さ
れる前記電圧値をホールドするコンデンサからなる重量
センサと、 前記被測定物の測定開始から前記コンデンサの静電容量
および周辺回路の抵抗から定まる時定数が経過した時点
の前記コンデンサの端子電圧を取り込み、前記端子電圧
から最大電圧値を算出し、前記最大電圧値から前記被測
定物の重量を算出する制御部と、を備えることを特徴と
する圧電式重量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33336193A JPH07190842A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 圧電式重量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33336193A JPH07190842A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 圧電式重量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190842A true JPH07190842A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18265254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33336193A Pending JPH07190842A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 圧電式重量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07190842A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970075693A (ko) * | 1996-05-02 | 1997-12-10 | 이영서 | 전자렌지의 조리대상물 중량판정방법 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33336193A patent/JPH07190842A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970075693A (ko) * | 1996-05-02 | 1997-12-10 | 이영서 | 전자렌지의 조리대상물 중량판정방법 |
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