JPH07209102A - ロードセルの温度補償方法及びその装置 - Google Patents

ロードセルの温度補償方法及びその装置

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JPH07209102A
JPH07209102A JP1477194A JP1477194A JPH07209102A JP H07209102 A JPH07209102 A JP H07209102A JP 1477194 A JP1477194 A JP 1477194A JP 1477194 A JP1477194 A JP 1477194A JP H07209102 A JPH07209102 A JP H07209102A
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voltage
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Motoyuki Adachi
元之 安達
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明生 広瀬
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Yamato Scale Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化に対する零点補正を正確に行うこと
ができる低廉なロードセルの温度補償装置を提供するこ
と。 【構成】 ロードセルの起歪体に設けられた歪ゲージG
1 〜G4 からなるブリッジ回路11と、ブリッジ回路1
1の入力側に直列接続され温度によって抵抗値RS が変
化する感温素子12と、ブリッジ回路11の一方の出力
端15に生成する温度電圧e2 とブリッジ回路11の両
方の出力端14、15に生成する荷重電圧(e1
2 )とを演算処理して温度変化に基づいてブリッジ回
路11の両方の出力端14、15に生成される零点変化
量を算出する零点変化量算出手段(CPU20)と、該
零点変化量に基づいてブリッジ回路11の両方の出力端
14、15に生成される荷重電圧(e1 −e2 )の零点
補正をする補正手段(CPU20)と、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、計量装置の重量セン
サとして使用する歪ゲージ式ロードセルの温度による出
力変化を補償するロードセルの温度補償方法及びその装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記従来の歪ゲージ式ロードセルに荷重
を掛けない無負荷状態における零点の温度特性を補償
(零点の温度補償)する為には、例えば図11に示すブ
リッジ回路の歪ゲージG4 と直列に、温度の変化に伴っ
て抵抗値が変化する銅線抵抗r1を挿入する必要があ
る。
【0003】しかし、ロードセルに貼着されている歪ゲ
ージG1 〜G4 の温度係数(無負荷状態)は、夫々のロ
ードセルによって若干相違しており、この温度係数の相
違が夫々のロードセルの零点の温度特性の相違の主たる
要因となっている。その為に、ブリッジ回路に挿入する
銅線抵抗r1 の抵抗値(長さ)を夫々のロードセルごと
に調整して半田付けする必要がある。しかし、銅線抵抗
1 を所望の抵抗値に調整して切断することは、人手に
よらなければならず、多くの手間と時間が掛かるという
問題がある。
【0004】そこで、この問題を解決する発明が特開昭
63-204103 号公報に掲載されており、図12に示すマイ
クロコンピュータ9には、 V≒V0 (1−α1 t) ・・・・(1) ΔV=ΔV0 (1+β1 t) ・・・・(2) が予め記憶されており、零点の補償に際しては、以下の
ステップを実行して零点を補償する。ただし、Vは温度
tにおけるブリッジ回路1の入力電圧(入力端1a、1
b間の電圧)、V0 は0℃におけるブリッジ回路1の入
力電圧、α1 は感温抵抗2の温度係数、tはロードセル
3の温度であり、ΔVは温度tにおけるブリッジ回路1
の零点変化量、ΔV0 は0℃におけるブリッジ回路1の
零点変化量、β1 はブリッジ回路1の温度係数である。
【0005】(a)まず、零点を補償するタイミングに
なると、マイクロコンピュータ9は、スイッチ手段5に
切換信号Sを送信する。これにより、図12のスイッチ
手段5が閉じられ、マルチプレクサ7が増幅回路4’側
に接続されて、ブリッジ回路1の入力電圧Vは、増幅回
路4’に入力され、増幅回路4’の出力は、マルチプレ
クサ7、A/D変換器8を介してマイクロコンピュータ
9に入力される。
【0006】(b)次に、コンピュータ9は、入力電圧
Vを(1)式に代入してロードセル温度tを算出し、こ
の算出した温度tを(2)式に代入して当該温度tにお
けるブリッジ回路1の温度tにおける零点変化量ΔVを
求める。
【0007】(c)次に、コンピュータ9は、この変化
量ΔVを、所定の換算率でもってデジタル値に変換し、
その値をコンピュータ9に記憶されている秤の零点から
減算してロードセルの温度による零点変化を補正する。
これにより、秤の零点は、温度に左右されない値に設定
される。
【0008】図13は、同発明の別の実施例である。同
図に示す10は分圧回路であり、温度特性の良い精密抵
抗で形成されており、温度には左右されない所定の一定
電圧が出力されるようにされている。そして、この分圧
回路10の入力電圧Vがスイッチ手段5を介して増幅回
路4に入力し、上記と同様にしてコンピュータ9が温度
tを算出する。そして、この温度tに基づいて変化量Δ
Vを算出してロードセルの温度による零点変化を補正す
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図12に示す零点補正
装置では、増幅回路4’への入力電圧Vは、励磁電圧V
exよりも感温抵抗2による電圧降下分を差し引いた電圧
であり、励磁電圧Vexよりも少し低いだけの電圧となっ
ている。即ち、例えば感温抵抗2の抵抗値Rs が約48
Ω、歪ゲージ3の各々の抵抗値(G1 〜G4 )が約35
0Ω、励磁電圧Vexが10Vとすると、入力電圧Vは、
約8.8Vとなる。
【0010】なお、スパン変化を補償するための感温抵
抗2の抵抗値Rs を約48Ωとした理由は、今、歪ゲー
ジ3の抵抗値(G1 〜G4 )=350Ω、スパン補償を
行わない状態でのロードセルのスパン変化率α2 =60
0ppm/℃、感温抵抗2の抵抗温度係数β2 =500
0ppm/℃とすると、 感温抵抗2の抵抗値Rs =α2 1 /(β2 −α2 ) =600×350/(5000−600) ≒48(Ω) と計算することができるからである。
【0011】ところで、増幅回路4’、フィルタ回路
6、A/D変換器8等のアナログ信号処理回路の電源電
圧Veyと、ブリッジ回路1の励磁電圧Vexと、を共通に
することが電源回路の費用を軽減するためには必要であ
る。
【0012】しかし、アナログ信号処理回路の電源電圧
eyを10Vにすると、増幅回路4’に入力する入力電
圧Vが8.8Vである為に増幅回路4’の増幅率kx
10/8.8≒1.1未満にする必要があり、増幅率k
x を大きい値に設計することができないという問題があ
る。即ち、増幅率kx を大きい値とすることができない
と、温度tの変化に基づく増幅回路4’の出力電圧の変
化量が小さいものとなり、この小さい変化量に基づいて
温度tを測定しなければならないので、温度tを正確に
測定することができず、その結果、零点補正を正確に行
うことができないという問題がある。従って、零点補正
を正確に行う為には、ブリッジ回路1の電源電圧(励磁
電圧Vex)よりも大きい電源電圧Veyを増幅回路4’等
用として別個に設ける必要があり、そうすると、回路が
複雑となり、費用も多く掛かるという問題が発生する。
【0013】ただし、図13に示す同発明の他の実施例
では、分圧回路10を設けているので、ブリッジ回路1
の電源電圧(励磁電圧Vex)と増幅回路4、4’等の電
源電圧Veyとを共通にすることができるが、この分圧回
路10には、温度により抵抗値が変化しない精密抵抗を
必要とする為に高価であるという問題がある。
【0014】本発明は、低廉な装置を使用して温度変化
に対する零点補正を正確に行うことができるロードセル
の温度補償方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】第1の発明のロードセル
の温度補償方法は、歪ゲージをブリッジ回路に構成した
歪ゲージ式ロードセルの起歪体に感温素子を設け、該感
温素子で上記ロードセルの温度を測定して零点変化を電
気的に補正するようにしたロードセルの温度補償方法に
おいて、上記ブリッジ回路の一方の出力端に生成する温
度電圧と上記ブリッジ回路の両方の出力端に生成する荷
重電圧とを演算処理して温度変化に基づいて上記ブリッ
ジ回路の両方の出力端に生成される零点変化量を算出す
る段階と、該零点変化量に基づいて上記ブリッジ回路の
両方の出力端に生成される荷重電圧の零点補正をする段
階と、を具備することを特徴とするものである。
【0016】第2の発明は、第1の発明のロードセルの
温度補償方法において、上記感温素子が、上記ロードセ
ルの温度による出力スパン変化を電気的に補正すること
を特徴とするものである。
【0017】第3の発明のロードセルの温度補償装置
は、ロードセルの起歪体に設けられた歪ゲージからなる
ブリッジ回路と、上記ブリッジ回路の入力側に直列接続
され温度によって抵抗値が変化する感温素子と、上記ブ
リッジ回路の一方の出力端に生成する温度電圧と上記ブ
リッジ回路の両方の出力端に生成する荷重電圧とを演算
処理して温度変化に基づいて上記ブリッジ回路の両方の
出力端に生成される零点変化量を算出する零点変化量算
出手段と、該零点変化量に基づいて上記ブリッジ回路の
両方の出力端に生成される荷重電圧の零点補正をする補
正手段と、を具備することを特徴とするものである。
【0018】第4の発明は、第3の発明のロードセルの
温度補償装置において、上記感温素子が、上記ロードセ
ルの温度による出力スパン変化を電気的に補正する抵抗
値に定められていることを特徴とするものである。
【0019】
【作用】第1、第3の発明によると、ブリッジ回路の一
方の出力端には、温度電圧が生成し、ブリッジ電圧の両
方の出力端には、荷重電圧が生成する。そして、これら
温度電圧と荷重電圧とを演算処理して、温度変化に基づ
いてブリッジ回路の両方の出力端に生成される零点変化
量を算出する。そして、荷重電圧からこの零点変化量を
減算又は加算等することにより零点補正を行う。
【0020】そして、ブリッジ回路の一方の出力端に生
成される温度電圧(例えばe2 )は、ブリッジ回路の電
源電圧(例えばE1 )の1/2未満の電圧であるので、
ブリッジ回路の電源電圧E1 と、温度電圧e2 を増幅す
る為の増幅器等の電源電圧E1 とを共用した場合でも、
増幅器の増幅率k2 をE1 /e2 >2に設計することが
できる。
【0021】第2、第4の発明によると、第1、第3の
発明の感温素子が、ロードセルの温度による出力スパン
変化を電気的に補正する。
【0022】
【実施例】本発明の第1実施例を各図を参照して説明す
る。図1は、この実施例のロードセルの温度補償装置を
備えた計量装置の電気回路を示すブロック図である。同
図に示すように、ロードセルのブリッジ回路11の入力
側に感温素子12を直列接続し、感温素子12の抵抗値
S の変化でロードセルの温度変化に対するブリッジ回
路11の出力スパン変化を補償する構成である。
【0023】ブリッジ回路11は、従来公知の起歪体に
設けた例えば4つの歪ゲージG(G1 〜G4 )からなる
ものであり、また、感温素子12は、歪ゲージGの温度
係数よりも十分に大きい温度係数の銅、ニッケル、チタ
ン等で形成され、その抵抗値RS は、ブリッジ回路11
の温度による出力スパン変化を相殺し得る値に設定され
ている。例えば、歪ゲージGの抵抗値Rが350Ωとす
ると、従来例で説明したように出力スパン変化を相殺す
るためには感温素子12の抵抗値RS が必然的に約48
Ωとなる。
【0024】また、ブリッジ回路11の両方の出力端1
4、15に生成する荷重電圧e1 、e2 は、増幅器16
に入力し、増幅器16の出力は、フィルタ回路17に入
力してノイズ成分が除去される。フィルタ回路17の出
力は、スイッチ回路18のスイッチSW1を介してA/
D変換回路19に入力し、このデジタル出力は、中央演
算処理装置(以下、CPU20という。)に入力して所
定の演算処理がなされる。
【0025】そして、ブリッジ回路11の一方の出力端
15に生成する温度電圧e2 は、増幅器21とスイッチ
SW2を介してCPU20に入力して所定の演算処理が
なされる。また、スイッチ回路18のスイッチSW1、
SW2は、CPU20から出力する切換信号Sによって
a接点側とb接点側とに切換制御されるように構成され
ている。つまり、重量を計量する重量計測モードのとき
は、SW1がON、SW2がOFFとなり、温度を計測
する温度計測モードのときは、SW1がOFF、SW2
がONとなる。
【0026】そして、ロードセルの零点変化の補償に際
しては、感温素子12がロードセルの温度を検出する温
度センサとして使用され、この温度センサの抵抗値RS
の変化に基づいて変化する出力端15に生成する温度電
圧e2 は、増幅器21、スイッチSW2を介してCPU
20に入力して処理される。従って、ロードセルの零点
変化の補償用として別の感温素子は不要となる。なお、
増幅器16、21は、差動増幅器である。
【0027】ただし、図1に示すブリッジ回路11の電
源電圧と増幅器16、21、フィルタ回路17、A/D
変換回路19等のアナログ回路の電源電圧は、いずれも
例えばE1 (=10V)であり、同一の電源回路より取
り出されている。ただし、この共通の電源電圧E1 は、
10V以外の電圧としてもよい。
【0028】次に、上記構成の温度補償装置による出力
スパンの温度補償について説明する。図1に示す計量装
置に電源が投入されると、ブリッジ回路11と感温素子
12には温度に左右されない励磁電圧E1 が印加され、
これによってブリッジ回路11からは、起歪体の歪量に
比例する荷重電圧(e1 −e2 )が出力される。そし
て、ロードセル温度が何らかの原因で次第に上昇する
と、起歪体のヤング率の減少によって起歪体の歪量が増
加し、その結果、ブリッジ回路11の負荷をかけた状態
の荷重電圧Aは、図4に示すように、ロードセルの温度
tの上昇と共に上昇する。即ち、荷重とロードセル出力
(e1 −e2 )との関係においてロードセルの出力スパ
ンが増加していく。また、感温素子12の抵抗値RS
温度上昇と共に上昇していく。そして、感温素子12の
抵抗値の上昇によって、ブリッジ回路11に加えられて
いる励磁電圧Ec (図3参照)が減少するので、ブリッ
ジ回路11の荷重電圧A(=e1 −e2 )は下降する。
【0029】ところが、荷重電圧Aの上昇率と感温素子
12の抵抗値の上昇による荷重電圧Aの下降率とが、略
等しくなるように感温素子12の抵抗値Rs を設計して
あるので、ブリッジ回路11の荷重電圧Aは、これらの
スパン変化が相殺され、温度に影響されない出力となっ
て生成される。また、ロードセルの温度が下がる場合
は、上記と逆の作用によって同様にして温度による荷重
電圧Aの変化が相殺される。従って、ロードセルの出力
スパンは、ブリッジ回路11の荷重電圧Aにおいて、電
気的に完全に温度補償されたものとして出力される。
【0030】次に、上記構成の温度補償装置による零点
の温度補償について説明する。図1に示す計量装置にお
いて、重量計測モードの状態では、CPU20の制御に
より、図1に示すスイッチSW1がON、スイッチSW
2がOFFの状態に夫々設定されて、ブリッジ回路11
の出力端14、15に生成される荷重電圧A(=e1
2 )は、増幅器16、フィルタ回路17、スイッチS
W1、A/D変換回路19を介してCPU20に入力
し、この入力した信号はCPU20によって演算処理さ
れて重量が算出される。そして、例えば電子秤では、電
源投入直後の初期状態の時に入力したブリッジ回路11
の荷重電圧Aが秤の零点として記憶され、組合せ秤で
は、零点調整の際に入力した無負荷時の荷重電圧Aが秤
の零点として記憶される。
【0031】ところが、この秤の零点は、温度によって
変動するので、CPU20は、次に記載する原理に基づ
き定期、又は不定期に零点の温度補償を実行する。
【0032】今、ロードセルの製作時における零点の温
度補償段階において、図4及び図5に示すように、温度
t=t1 での無負荷状態の荷重電圧A(=e1 −e2
=A1 、温度電圧B(=e2 )=B1 、そして、温度t
=t2 での無負荷状態の荷重電圧A(=e1 −e2 )=
2 、温度電圧B(=e2 )=B2 として得られたとす
る。これら測定した電圧A1 、A2 、B1 、B2 は、図
1に示す記憶部22のRAM又はEEPROMに記憶す
る。
【0033】従って、ロードセルの無負荷時の零点(荷
重電圧A)は、温度1℃当たり(A2 −A1 )/(t2
−t1 )ボルト変化する。温度電圧Bは、温度1℃当た
り(B2 −B1 )/(t2 −t1 )ボルト変化する。つ
まり、歪ゲージG(G1 〜G4 )に歪が生じていない状
態(無負荷状態)、即ち、歪ゲージG1 〜G4 の抵抗値
がR(一定)である場合は、温度電圧Bの変化量ΔBに
基づいて荷重電圧Aの変化量ΔAを算出することがで
き、これによって荷重電圧Aの零点補正をすることがで
きる。
【0034】しかし、ロードセルに荷重が掛かると、歪
ゲージG1 〜G4 に歪が生じて図3に示すように、圧縮
力及び引っ張り力に応じて各抵抗値が(R−ΔR)又は
(R+ΔR)と変化するので、ブリッジ回路11の出力
端15の温度電圧e2 は、 e2 =(R+ΔR)・Ec /2R ・・・・(3) となり、温度電圧e2 は、温度tの影響以外に荷重の影
響を受けて変化することとなる。ただし、Ec はブリッ
ジ回路11の入力端子24、25に生成する励磁電圧で
ある。
【0035】そこで、ロードセルに任意の荷重が掛かっ
た状態でも荷重の影響を除去した温度電圧e2 を検出す
る方法を次に説明する。まず、秤調整時のスパン調整の
段階で図6に示す荷重電圧C1 、C2 、図7に示す温度
電圧D1 、D2 を求める。なお、このときの温度は、基
準温度tx である。即ち、まず、例えば被計量物品を載
置する載台上に物品を載置していないときの荷重電圧C
(=e1 −e2 )=C1 、温度電圧D(=e2 )=D1
を測定する。次に、載台に重量mの分銅を載置したとき
の荷重電圧C=C2 、温度電圧D=D2 を測定する。た
だし、図6及び図7に示す重量Mは、秤の風袋荷重であ
る。そして、これら測定した電圧C1 、C2 、D1 、D
2 は、図1に示す記憶部22としてのRAM又はEEP
ROMに記憶する。また、m/(C2 −C1 )=kより
スパン係数kを算出して、このスパン係数kも記憶す
る。
【0036】次に、任意の温度tの時に或る荷重が掛か
ったときの荷重電圧がCであり、温度電圧がDとする
と、この温度電圧Dは基準温度tx の時の温度電圧との
差がHとなり、この温度電圧Dの変化量Hは、 H=D−〔(D2 −D1 )(C−C1 )/(C2 −C1 )+D1 〕・・(4) で求めることができる。つまり、(4)式の第1項のD
は、温度がtであって、ロードセルに或る荷重が掛かり
荷重電圧がCであるときの温度電圧であり、第2項は、
温度がtx であって、ロードセルに或る荷重が掛かり荷
重電圧がCであるときの温度電圧であるので、この差を
とることによって荷重電圧Cの影響を除去した温度電圧
Dの変化量Hを算出することができる。なお、図8は、
Hと温度tとの関係を表す図であり、この図8に示すH
の直線は、図5に示す温度電圧Bの直線をBx だけ下方
に平行移動させたものである。
【0037】ところで、この変化量Hは、ブリッジ回路
11の出力端15の温度電圧BをBx だけ下方に平行移
動させたものであるので、温度1℃当たり(B2
1 )/(t2 −t1 )の変化をする。従って、 H/〔(B2 −B1 )/(t2 −t1 )〕=Δt ・・・・(5) により、温度tの基準温度tx に対する温度変化量Δt
を算出することができる。
【0038】また、荷重電圧Aを示す図4より、零点が
温度1℃当たり(A2 −A1 )/(t2 −t1 )の変化
をすることは、ロードセルの製作時における調整段階で
求められているので、温度計測モードにおいて、その時
の温度tの基準温度tx に対する温度変化量Δtが
(5)式より算出できると、この温度変化量Δtに基づ
く荷重電圧Aの零点変動分は、 〔(A2 −A1 )/(t2 −t1 )〕・Δt ・・・・(6) として得られる。従って、秤調整時におけるスパン調整
時の基準温度t=tx の下での風袋荷重電圧C1 を用い
て、Δtの温度変化が生じた後の風袋荷重電圧CM を新
たに次のように演算することにより、零点変動したロー
ドセルの荷重電圧Cから温度による影響を除去すること
ができる。即ち、風袋荷重電圧CM は、 CM =C1 −〔(A2 −A1 )/(t2 −t1 )〕・Δt ・・・(7) として求まる。
【0039】そして、(7)式に(4)、(5)式を代
入すると、CM は、 CM =C1 −〔(A2 −A1 )/(t2 −t1 )〕・〔(t2 −t1 )/(B 2 −B1 )〕・〔D−D1 −(D2 −D1 )(C−C1 )/(C2 −C1 )〕 =C1 −〔(A2 −A1 )/(B2 −B1 )〕・〔D−D1 −(D2 −D 1 )(C−C1 )/(C2 −C1 )〕 ・・・・(8) で求まる。なお、(8)式の右辺の第2項が、温度の変
化分Δtによるロードセルの零点の補正分を示してお
り、しかも、この温度の変化分Δtは、(4)式により
荷重電圧Cに基づく影響を除去したものである。この
(8)式の右辺の第2項を計算処理する手段(図10の
ステップ212)が、請求項3に記載の零点変化量算出
手段である。従って、(5)式よりロードセルに掛かる
荷重の影響を除去した温度変化量Δtが求まり、この温
度変化量Δtを(7)式に代入することにより、温度変
化により生じる零点誤差を補償した新たな零点(風袋荷
重電圧CM )を算出することができる。この(7)式か
ら導かれる(8)式を計算処理する手段(図10のステ
ップ212)が、請求項3に記載の補正手段である。
【0040】しかる後に、(8)式によって求めた零点
(風袋荷重電圧)CM と、ロードセルの製作時に求めて
記憶してあるスパン係数kと、を使用してロードセルに
掛かる重量Wを正確に測定することができる。即ち、重
量Wは、 W=k(C−CM ) ・・・・(9) より求めることができる。
【0041】次に、図9のフローチャートを参照して秤
調整時におけるスパン調整の手順と、図10に示すよう
にこのスパン調整によって得られた各々の値C1
2 、D1 、D2 及びスパン係数kを使用して、重量測
定モードのときに零点補正をする手順と、を説明する。
【0042】まず、図9のフローチャートを説明する。
なお、このフローチャートの内容を実行するためのプロ
グラムは、例えばEPROMに記憶されており、このプ
ログラムに従ってCPU20が動作する。まず、オペレ
ータが図1に示す計量装置の電源電圧を投入する。そし
て、CPU20が、図1に示すスイッチSW1をON、
スイッチSW2をOFFにして(ステップ100)、無
負荷の状態(載台に分銅を載置していない状態)におい
てブリッジ回路11の出力端14、15に生成する荷重
電圧C1 を読み込む(ステップ102)。そして、CP
U20が、スイッチSW1をOFF、スイッチSW2を
ONにして(ステップ104)、無負荷の状態(分銅を
載置していない状態)においてブリッジ回路11の出力
端15に生成する温度電圧D1 を読み込む(ステップ1
06)。次に、オペレータが載台に重量mの分銅を載置
し(ステップ108)、しかる後に、CPU20が、ス
イッチSW1をON、スイッチSW2をOFFにして
(ステップ110)、重量mの負荷状態においてブリッ
ジ回路11の出力端14、15に生成する荷重電圧C2
を読み込み(ステップ112)、次に、スイッチSW1
をOFF、スイッチSW2をONにして(ステップ11
4)、同負荷状態においてブリッジ回路11の出力端1
5に生成する温度電圧D2を読み込む(ステップ11
6)。そして、CPU20が、重量m、C1 、C2
り、スパン係数kを算出してこのkを読み込み(ステッ
プ118)、しかる後に、スイッチSW1をON、スイ
ッチSW2をOFFにしてスパン調整を終了する(ステ
ップ120)。ただし、このときの温度tは、一定とす
る。
【0043】次に、図10のフローチャートを参照し
て、物品の重量計測の際に零点補正する手順を説明す
る。まず、CPU20が、このCPU20内に設けられ
ている温度計測タイマにより温度計測時間を測定し、温
度計測タイミングとなったか否かを判定する(ステップ
200)。そして、温度計測時間となり、YESと判定
すると、温度計測モードとなり、スイッチSW1をOF
F、スイッチSW2をONにして(ステップ202)、
ブリッジ回路11の出力端15に生成する温度電圧DP
を読み込む(ステップ204)。この温度電圧DP は、
ロードセルの零点を変動させる温度変化と、載台に載置
されている被計量物品の重量Wの影響を受けて変動する
温度電圧である。そして、温度計測タイマをクリアする
(ステップ206)。次に、ステップ200において、
温度計測タイマがタイムアップしておらず、NOと判定
すると、重量計測モードとなり、CPU20が、スイッ
チSW1をON、スイッチSW2をOFFにして(ステ
ップ208)、重量Wの荷重が掛かっている状態におい
てブリッジ回路11の出力端14、15に生成する荷重
電圧CP を読み込み(ステップ210)、この読み込ん
だ荷重電圧CP とステップ204で読み込んだDP を、
予め記憶されている(8)式に代入して温度変化により
生じる零点誤差を補償した新たな零点(風袋荷重電圧)
M を算出する(ステップ212)。なお、この零点C
M は、重量Wの影響も補償している。次に、この零点C
M と荷重電圧CP を予め記憶されている(9)式に代入
して重量Wを算出することにより、温度による誤差を含
まない重量Wを測定することができる(ステップ21
4)。しかる後に、温度計測タイマのタイムをインクリ
メントする(ステップ216)。ただし、零点補正のタ
イミングをタイマによって計測して所定の時間間隔で行
ったが、不定期的に行ってもよい。
【0044】第2実施例を図2を参照して説明する。第
1実施例では、図1に示すようにアナログ荷重電圧k1
・(e1 −e2 )と温度電圧e2 を1台のA/D変換回
路19によってデジタル値に変換する構成であるのに対
して、第2実施例では、図2に示すように、スイッチ回
路18を省略して、荷重電圧k1 ・(e1 −e2 )と温
度電圧e2 を夫々専用のA/D変換回路19、23によ
ってデジタル値に変換する構成である。これ以外の構成
及び作用は第1実施例と同等であり、同一部分を同一の
図面符号で示し、詳細な説明を省略する。
【0045】第1実施例では、スイッチSW1、SW2
を切り換えることにより荷重電圧k1 ・(e1 −e2
と温度電圧e2 を1台のA/D変換回路19でA/D変
換することができるが、スイッチSW1、SW2を切り
換えるのに所定の切換時間を要するために、高速で変化
する荷重電圧k1 ・(e1 −e2 )を忠実に、かつ速や
かにA/D変換する用途には適さない。これに対して、
第2実施例では、荷重電圧k1 ・(e1 −e2 )及び温
度電圧e2 を夫々別個にA/D変換し、各A/D変換し
て得られたデジタル値を別個に随時記憶部22に記憶し
ておくことができるので、零点の温度補償された荷重電
圧をタイミングの遅れなしに得ることができる。
【0046】第3実施例を図14を参照して説明する。
第1実施例では、図1に示すように、電源電圧E1 (=
10V)をブリッジ回路11及び感温素子12、増幅器
16、21等にかけた構成であるのに対して、第3実施
例では、図14に示すように、アナログコモンを設けて
得られる電源電圧+E2 (=+5V)と−E2 (=−5
V)をブリッジ回路11及び感温素子12、増幅器1
6、21等にかけた構成である。これ以外の構成及び作
用は第1実施例と同等であり、同一部分を同一の図面符
号で示し、詳細な説明を省略する。ただし、E2 を5V
としたが、これ以外の電圧としてもよい。
【0047】図14に示す構成により、出力端15に
は、−0.6Vの温度電圧e2 がかかっており、増幅器
21には+E2 (=+5V)と−E2 (=−5V)の電
圧がかかっている。従って、増幅器21の増幅率k2
5/0.6≒8.3に設計することができる。
【0048】なお、図12に示す従来の零点補正装置に
おいて、電源電圧+E2 (=+5V)と−E2 (=−5
V)をブリッジ回路1及び感温抵抗2、増幅回路4’等
にかけた構成を考えると、入力端1aには3.8Vの電
圧がかかっており、増幅回路4’には+E2 (=+5
V)と−E2 (=−5V)の電圧がかかっている。従っ
て、増幅回路4’の増幅率k2 を5/3.8≒1.3に
設計することができる。このように、図12に示す従来
の零点補正装置では、増幅率k2 を約1.3の小さい値
にしかに設計することができないのに対して、本願の第
3実施例では、増幅率k2 を約8.3に設計することが
でき、これにより、ロードセルの温度を従来よりも精度
良く測定することができ、その結果、零点補正を精度良
く行うことができる。
【0049】なお、第1、第2実施例のロードセルの温
度補償装置は、例えば電子秤、組合せ秤、重量チェッカ
ー等に適用することができる。
【0050】
【発明の効果】第1、第3の発明によると、ブリッジ回
路の一方の出力端に生成される温度電圧(例えばe2
は、ブリッジ回路の電源電圧(例えばE1 )の1/2未
満の電圧であるので、ブリッジ回路の電源電圧E1 と、
温度電圧e2 を増幅する為の増幅器等の電源電圧E1
を共用した場合でも、増幅器の増幅率k2 をE1 /e2
>2に設計することができ、その結果、温度に対する零
点補償を正確に行うことができるのに対して、図12に
示す従来例では、増幅回路4’の電源電圧Veyをブリッ
ジ回路1の電源電圧Vexと共用して例えば10Vにする
と、増幅回路4’に入力する入力電圧Vが8.8Vであ
る為に増幅回路4’の増幅率kx を10/8.8≒1.
1未満に設計する必要があり、増幅率kx を大きい値に
設計することができず、その結果、温度に対する零点補
償を正確に行うことができないという問題がある。その
結果、従来例では、ブリッジ回路1と増幅回路4’の電
源電圧を共用にすることができないのに対して、第1、
第3の発明によると両者の電源電圧を共用にすることが
でき、これによって、従来よりも回路が簡単となり、費
用も低く抑えることができるという効果がある。
【0051】しかも、従来と同様にロードセルの温度変
化による零点変化を正確に補正することができるという
効果がある。
【0052】第2、第4の発明によると、第1、第3の
発明の効果がある上に、温度測定に使用している感温素
子が、ロードセルの温度による出力スパン変化を電気的
に補正することができるものであるので、スパンの温度
補償用として別の感温抵抗を設ける必要がないという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例に係るロードセルの温度
補償装置を適用した計量装置の電気回路を示すブロック
図である。
【図2】同発明の第2実施例に係るロードセルの温度補
償装置を適用した計量装置の電気回路を示すブロック図
である。
【図3】同第1実施例のブリッジ回路のブロック図であ
る。
【図4】同第1実施例の荷重電圧Aとロードセル温度t
との関係を示す図である。
【図5】同第1実施例の温度電圧Bとロードセル温度t
との関係を示す図である。
【図6】同第1実施例の荷重電圧Cとロードセルに掛か
る荷重との関係を示す図である。
【図7】同第1実施例の温度電圧Dとロードセルに掛か
る荷重との関係を示す図である。
【図8】同第1実施例の温度電圧Dの変化量Hとロード
セル温度tとの関係を示す図である。
【図9】同第1実施例においてスパン係数を求める手順
を示すフローチャートである。
【図10】同第1実施例において零点補正を行い温度に
左右されない重量を求める手順を示すフローチャートで
ある。
【図11】従来の零点補正用抵抗をブリッジ回路に挿入
したブロック図である。
【図12】従来の他の温度補償装置の電気回路を示すブ
ロック図である。
【図13】従来の更に他の温度補償装置の電気回路を示
すブロック図である。
【図14】同発明の第3実施例に係るロードセルの温度
補償装置を適用した計量装置の電気回路を示すブロック
図である。
【符号の説明】
11 ブリッジ回路 12 感温素子 13 歪ゲージ 14、15 出力端 20 CPU

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 歪ゲージをブリッジ回路に構成した歪ゲ
    ージ式ロードセルの起歪体に感温素子を設け、該感温素
    子で上記ロードセルの温度を測定して零点変化を電気的
    に補正するようにしたロードセルの温度補償方法におい
    て、上記ブリッジ回路の一方の出力端に生成する温度電
    圧と上記ブリッジ回路の両方の出力端に生成する荷重電
    圧とを演算処理して温度変化に基づいて上記ブリッジ回
    路の両方の出力端に生成される零点変化量を算出する段
    階と、該零点変化量に基づいて上記ブリッジ回路の両方
    の出力端に生成される荷重電圧の零点補正をする段階
    と、を具備することを特徴とするロードセルの温度補償
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のロードセルの温度補償
    方法において、上記感温素子が、上記ロードセルの温度
    による出力スパン変化を電気的に補正することを特徴と
    するロードセルの温度補償方法。
  3. 【請求項3】 ロードセルの起歪体に設けられた歪ゲー
    ジからなるブリッジ回路と、上記ブリッジ回路の入力側
    に直列接続され温度によって抵抗値が変化する感温素子
    と、上記ブリッジ回路の一方の出力端に生成する温度電
    圧と上記ブリッジ回路の両方の出力端に生成する荷重電
    圧とを演算処理して温度変化に基づいて上記ブリッジ回
    路の両方の出力端に生成される零点変化量を算出する零
    点変化量算出手段と、該零点変化量に基づいて上記ブリ
    ッジ回路の両方の出力端に生成される荷重電圧の零点補
    正をする補正手段と、を具備することを特徴とするロー
    ドセルの温度補償装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載のロードセルの温度補償
    装置において、上記感温素子が、上記ロードセルの温度
    による出力スパン変化を電気的に補正する抵抗値に定め
    られていることを特徴とするロードセルの温度補償装
    置。
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