JPH07229781A - ロードセルユニットとロードセル式はかり - Google Patents
ロードセルユニットとロードセル式はかりInfo
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- JPH07229781A JPH07229781A JP24172594A JP24172594A JPH07229781A JP H07229781 A JPH07229781 A JP H07229781A JP 24172594 A JP24172594 A JP 24172594A JP 24172594 A JP24172594 A JP 24172594A JP H07229781 A JPH07229781 A JP H07229781A
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Abstract
ニットを提供することを目的とする。 【構成】 起歪体の変形をストレインゲージで検出して
電気信号に変換するロードセルユニットにおいて、スト
レインゲージ出力のアナログ信号をデジタル変換するA
/D変換器の出力値を温度センサ8の検出に基づいて補
正して出力する制御部9aを設け、制御部9aの動作ク
ロックを温度依存性の少ない第1の水晶振動子Tcxo
から得、温度センサ8として第1の水晶振動子Tcxo
よりも温度依存性の大きい第2の水晶振動子Tmxoを
使用し、第2の水晶振動子の発振周波数の変動量から温
度情報を得るため、第2の水晶振動子の発振周波数を高
く選ぶことによって、高分解能の温度補償を実現でき
る。
Description
のロードセルユニットを使用したロードセル式はかりに
関するものである。
構成されたロードセルユニットでは、ブリッジ接続され
たストレインゲージの所定の辺に温度係数を持った補正
抵抗を介装して温度補正が施されている。
はアナログ式の温度センサを設けスイッチ回路を介して
単一のA/D変換器の入力にロードセルユニットまたは
温度センサを選択的に接続して、ロードセルユニットの
出力信号と温度センサの出力信号の両アナログ信号を、
単一のA/D変換器だけでデジタル変換させ、この情報
をマイクロコンピュータに取り込んでロードセルユニッ
トの温度補償を実施する技術が開示されている。
32号公報の構成では、温度センサの温度情報に基づい
てマイクロコンピュータがロードセルユニットの出力か
ら得られる計重値を補正してしているため、前記のよう
な補正抵抗ゲージの煩わしい調整作業を回避できる。し
かし、スイッチ回路で切り替えてデジタル変換している
ため、ロードセルユニットの出力をデジタル変換してい
るタイミングと温度センサの出力をデジタル変換してい
るタイミングとに僅かな時間的なずれが発生し、正確な
温度補正を期待できない。また、温度センサの出力をデ
ジタル変換している期間にはロードセルユニットの出力
信号をデジタル変換できない。
現できるロードセルユニットを提供することを目的とす
る。また、複数台のロードセルユニットで測定荷重を支
持し、各ロードセルユニットの測定荷重を指示計で計算
処理するロードセル式はかりにおいて、載台となるプラ
ットホームの拡張に伴って使用するロードセルユニット
の数が増大しても、これに対応できるロードセル式はか
りを提供することを目的とする。
ルユニットは、測定荷重を起歪体で支持し、起歪体の変
形をストレインゲージで検出して電気信号に変換するロ
ードセルユニットにおいて、起歪体を収納したケーシン
グに、ストレインゲージ出力のアナログ信号をデジタル
変換するA/D変換器と、温度センサと、前記A/D変
換器の出力値を前記温度センサの検出に基づいて補正し
て出力する制御部とを設け、制御部の動作クロックを温
度依存性の少ない第1の水晶振動子から得、前記温度セ
ンサとして第1の水晶振動子よりも温度依存性の大きい
第2の水晶振動子を使用し、第2の水晶振動子の発振周
波数の変動量から前記制御部で温度情報を得るよう構成
したことを特徴とする。
求項1において、A/D変換器を二重積分型A/D変換
器とし、制御部は、第1の水晶振動子の発振出力から作
られた動作クロックに基づいてロードセルの出力信号を
積分し、第2の水晶振動子の発振信号を、A/D変換器
の変換サイクルごとに一定時間だけ計数して温度情報を
検出し、A/D変換器の最新のデジタル変換出力値を最
新の温度情報に基づいて補正して出力するよう構成した
ことを特徴とする。
数台のロードセルユニットで測定荷重を支持し、各ロー
ドセルユニットの測定荷重を指示計で計算処理するロー
ドセル式はかりであって、指示計から通信回線を介して
各ロードセルユニットに個別番号を指定して計重値を要
求し、各ロードセルユニットでは前記通信回線上の個別
番号と自己の個別番号との一致を検出して前記通信回線
に計重値出力し、指示計では、前記通信回線を介して全
てのロードセルユニットから収集した計重値の和算値を
計算するように構成したことを特徴とする。
示計から通信回線を介してロードセルユニットに計重値
を要求し、ロードセルユニットでは指示計からの計重値
の要求を検出して計重信号のデジタル変換を開始すると
共に前回にデジタル変換した計重値を前記通信回線に出
力し、指示計では、前記通信回線を介してロードセルユ
ニットから計重信号を収集するように構成したことを特
徴とする。
度依存性のある第2の水晶振動子を使用し、この第2の
水晶振動子の発振周波数の変動量から温度情報を得るた
め、高価なA/D変換器を使用せずに、第2の水晶振動
子の発振周波数を安価なカウンタで計数するだけでデジ
タル変換することができる。また、高分解能の温度補正
を実施できる。
二重積分型A/D変換器とし、制御部は、第2の水晶振
動子の発振信号を、A/D変換器の変換サイクルごとに
一定時間だけ計数して温度情報を検出し、A/D変換器
の最新のデジタル変換出力値を最新の温度情報に基づい
て補正して出力するため、ロードセルの出力信号をその
デジタル変換のタイミングの温度情報で補正して正確な
温度補正を実現できる。
ドセルユニットを通信回線で接続し、指示計側が主導権
を握って個別番号を指定して各ロードセルユニットから
計重値を収集し、これを和算しているので、ロードセル
ユニットの増設が容易である。
ットでは指示計からの計重値の要求を検出して計重信号
のデジタル変換を開始すると共に前回のデジタル変換の
計重値を通信回線に出力する。したがって、複数台のロ
ードセルユニットで構成されているロードセル式はかり
の応答性が向上する。
て説明する。本発明のロードセル式はかりは図2に示す
ように構成されている。
1a,1b,1c,1dで載台2を支持している。ロー
ドセルユニット1a〜1dは通信回線3を介して指示計
4に接続されている。各ロードセルユニット1a〜1d
と指示計4は、次のように構成されている。
じであるため、ここではロードセルユニット1aを例に
挙げて説明する。図1に示すように、ロードセルユニッ
ト1aのケーシング5の中には、起歪体の他に、この起
歪体に貼着されたストレインゲージをブリッジ接続した
ブリッジ回路6,A/D変換器7,温度センサ8,中央
処理装置9a,通信コントロール10a,通信ドライバ
レシーバ11aなどが納められている。外部からケーシ
ング5に給電された直流±15ボルトの電源電圧は電源
12aでロードセルユニット1aの内部で必要な各種の
電圧に変換されて各部に給電される。ストレインゲージ
のブリッジ回路6には、基準電源12bを介して励磁電
圧が印加されている。ブリッジ回路6の出力電圧はアン
プ13とローパスフィルタ14を介してA/D変換器7
の被変換入力に印加されている。
て変換のタイミングが管理されており、A/D変換器7
でデジタル変換された計重データは中央処理装置9aに
取り込まれる。温度センサ8はケーシング5の内部温度
を検出するもので、ここではブリッジ回路6に近接して
配置されており、温度データは中央処理装置9aに取り
込まれる。中央処理装置9aに取り込まれた温度データ
はA/D変換器7から取り込んだ計重データの温度補正
に使用される。中央処理装置9aは通信コントロール1
0aと通信ドライバレシーバ11aを介して通信回線3
に接続されている。ロードセルユニット1b〜1dも同
様に通信回線3に接続されている。なお、ロードセルユ
ニット1a〜1dには別々の個別番号が予め割り当てら
れている。
a〜1dに接続されている指示計4には、次のようなシ
ステムコントローラ15が内蔵されている。システムコ
ントローラ15は通信ドライバレシーバ11b,通信コ
ントロール10b,中央処理装置9b,秤演算データ処
理部16,指示計インターフェース17とで構成されて
いる。中央処理装置9bは、通信コントロール10bと
通信ドライバレシーバ11bを介して通信回線3に、各
ロードセルユニット1a〜1dの個別番号を順に指定し
て計重値データを要求し、通信回線3を介して全てのロ
ードセルユニット1a〜1dから収集した計重値の和算
値を秤演算データ処理部16で演算して指示計インター
フェース17を介して出力する。
指示計4におけるシステムコントローラ15との通信の
様子を図3と図4に基づいて説明する。図3に示すよう
に、中央処理装置9aには温度センサ8としての第2の
水晶振動子Tmxoがカウンタ18を介して接続されて
いる。第2の水晶振動子Tmxoは中央処理装置9aの
動作クロックを発振している第1の水晶振動子Tcxo
よりも温度依存性の大きいもので、第1の水晶振動子T
cxoとしてATカットの振動子が使用されているのに
対して、第2の水晶振動子TmxoとしてはYカットの
振動子が使用されている。IDメモリ19,温度補正関
数メモリ20,スパン補正関数メモリ21には、使用に
際して通信回線3に外部機器21を接続して必要のデー
タが通信コントロール10aと中央処理装置10a介し
て書き込まれている。
セルユニット1aの個別番号が書き込まれる。スパン補
正関数メモリ21には、無負荷状態と最大秤量を付加し
た状態のロードセルユニット1aの計重データをA/D
変換器7を介して取り込んで、外部機器22からの操作
で、無負荷状態の計重データと最大秤量を付加した状態
のロードセルユニット1aの計重データとの差が目的の
スパンになるように補正するスパン補正関数が書き込ま
れる。温度補正関数メモリ20には、カウンタ18を介
して第2の水晶振動子Tmxoから求められた温度デー
タに基づいて計重データの温度変化を補正する温度補正
関数が書き込まれる。このようにして、ロードセルユニ
ット1a〜1dは個別にIDメモリ19とスパン補正関
数メモリ21および温度補正関数メモリ20に必要な事
項が外部機器22によって書き込まれる。ここで、ロー
ドセルユニット1a〜1dの個別番号をID1 ,ID
2 ,ID3 ,ID4 とすると、中央処理装置9a,9b
は図4の(a)〜(i)のようにして、温度補正ならび
にスパン調整された計重データを通信回線3に出力し、
ロードセルユニット1a〜1dの和算値を計算する。
一定周期で個別番号をID1 ,ID 2 ,ID3 ,ID4
が発生する。ここでは繰り返しの周期を50msとす
る。通信回線3の個別番号ID1 を検出したロードセル
ユニット1aの中央処理装置9aは、〔ステップ1〕で
個別番号の一致を検出して図4の(c)に示すように自
己のロードセルユニット1aのA/D変換器7にデジタ
ル変換の開始を指示する。このA/D変換器7は二重積
分型A/D変換器で、A/D変換器7は第1の水晶振動
子Tcxoの発振出力から作られた動作クロックに基づ
いて決まる規定時間( 12.5ms )だけ被変換入力の
アナログ信号を積分する。詳しくは、A/D変換器7の
変換1サイクルが50msで、最初の12.5msが被変換
入力のアナログ信号の積分期間、次の25ms( =1
2.5ms+12.5ms )が最大の逆積分期間、残りの12.
5msがオートゼロ期間である。
して入力積分を開始して12.5msの入力積分を終了する
と、図4の(d)に示すように逆積分を開始し、図4の
(f)に示すように積分値がゼロになるまでの動作クロ
ックまたはこの動作クロックに基づく信号を計数する。
そして後述の〔ステップ2〕を経て〔ステップ3〕が実
行される。〔ステップ3〕ではA/D変換器7の逆積分
の開始とともにカウンタ18のゲート回路が図4の
(e)に示すように25msにわたって開放されて、カ
ウンタ18の計数値が図4の(g)に示すよう上昇す
る。ゲート回路が中央処理装置9aによって25msだ
け開放されて温度データが得られると、中央処理装置9
aではA/D変換器出力Dwとカウンタ18の計数値D
tの読み込みを実施し、計数値Dtとスパン補正関数メ
モリ21の内容および温度補正関数メモリ20の内容に
基づいて出力Dwを補正する演算を図4の(h)のタイ
ミングで実施する。この演算結果を中央処理装置9aの
送信データバッファの内容を前回の補正後の計重値#1
を補正後の今回の計重値#2に更新する。送信データバ
ッファの計重値#2は、次回の変換サイクルの〔ステッ
プ2〕において通信コントロール10aと通信ドライバ
レシーバ11aを介して図4の(b)に示すように通信
回線3に出力される。
セルユニット1a〜1dの補正後の計重値が50msご
とに発生しており、指示計4のシステムコントローラ1
5は4つの計重値を和算して出力する。
dのブリッジ回路6を補正抵抗で調整せずともロードセ
ルユニット1a〜1dの見掛け上の特性を簡単に揃える
ことができる。また、第2の水晶振動子Tmxoの発振
信号を、A/D変換器7の変換サイクルごとに一定時間
だけカウンタ18が計数して温度データを収集している
ため、デジタル変換しているタイミングと温度センサの
出力をデジタル変換しているタイミングとの時間的なず
れがなく、正確な温度補正を期待できるものである。さ
らに、カウンタ18が第2の水晶振動子Tmxoの原発
振周波数10MHzの信号を計数し、カウント値の変動
量を温度情報としているため、高分解能で温度検出が可
能である。
5が個別番号を指定してロードセルユニットの側に計重
データを要求する構成であるため、個別番号の繰り返し
の周期をロードセルユニットでのデジタル変換周期以上
に設定するだけで5台以上のロードセルユニットで測定
荷重を支持し、各ロードセルユニットの測定荷重を指示
計で計算処理するロードセル式はかりに対応することが
できる。
イクルごとに一定時間だけ第2の水晶振動子Tmxoの
発振信号を計数する具体例として、A/D変換器7の入
力積分期間に続く25msに第2の水晶振動子Tmxo
の発振信号を計数したが、入力積分期間またはオートゼ
ロ期間としたり、入力積分期間から逆積分期間にわたっ
て第2の水晶振動子Tmxoの発振信号を計数したり、
逆積分期間からオートゼロ期間にわたって第2の水晶振
動子Tmxoの発振信号を計数したり、入力積分期間か
らオートゼロ期間にわたって第2の水晶振動子Tmxo
の発振信号を計数したりして温度情報を得るように構成
しても同様である。
処理回路が構成されている。ブロックB1では、予め決
められた第1の平均化回数AV1に基づいて、A/D変
換器7の変換出力Dwの時々の出力w00(t) を読み込
んで下記の第1式に基づいて移動平均処理して移動平均
値w0 (t) を計算する。
施している。ここで予め求められたスパン温度係数φS
と温度変化率Δtに基づいて下記の第2式に示すように
計算する。なお、スパン温度係数φS は起歪体の材質、
ストレインゲージの種類、回路構成によって一意的に決
まる。
率の温度係数とストレインゲージの温度係数およびアナ
ログ回路の温度係数との和算値がφS となる。
予め書き込まれているゼロ点のデジタル値ΔwZ0を、下
記の第3式に示すようにw01(t) から減算してw
1(t)を計算する。
施している。ここで予め求められた高温側温度補正係数
をφZH,低温側温度補正係数をφZL,第2の水晶振動子
Tmxoの周波数変化率(Δf′/f)に基づいて下記
の第4式に示すように計算する。
予め書き込まれているデジタル値ΔwZ1を、下記の第5
式に示すようにw11から減算してw12を計算する。
係数Cをw12に掛けて下記の第6式に示すようにw2 を
計算する。
に際しては、(Δf′/f)が次のようにして第1の水
晶振動子Tcxo,第2の水晶振動子Tmxoに基づい
て計算されている。
ているカウンタ18の計数値Dtの時々の出力cf
(t) は、ブロックB7に読み込まれて、予め決められ
た第2の平均化回数AV2に基づいて下記の第7式に基
づいて移動平均処理して移動平均値cf′(t)を計算
する。
40倍されて周波数f(t) に変換され、ブロックB9
では、基準温度での第2の水晶振動子Tmxoの周波数
f(s) を差し引いて周波数変化量f(t) −f(s)
に変換される。
f(s) ≧0 ”のときにはφZHが選択される。“ f
(t) −f(s) <0 ”のときにはφZLが選択され
る。ゼロ点wz(t)の温度変化の実測結果と第2の水晶
振動子Tmxoの周波数変化率の温度変化の実測結果に
基づいて、φZHとφZLを説明すると下記の第8式と第9
式のようになる。
いて周波数変化率が計算される。
いて周波数変化率が補正される。
率Δtはブロック12において下記の第12式に基づい
て計算される。
ブロックB2とブロックB3とブロックB4を介してブ
ロックB5に入力したが、ブロックB1の出力をブロッ
クB3とブロックB4を介してブロックB2に入力し、
ブロックB2の出力をブロックB5に入力するように構
成することもできる。
歪体で支持し、起歪体の変形をストレインゲージで検出
して電気信号に変換するロードセルユニットにおいて、
起歪体を収納したケーシングに、ストレインゲージ出力
のアナログ信号をデジタル変換するA/D変換器と、温
度センサと、前記A/D変換器の出力値を前記温度セン
サの検出に基づいて補正して出力する制御部とを設け、
制御部の動作クロックを温度依存性の少ない第1の水晶
振動子から得、前記温度センサとして第1の水晶振動子
よりも温度依存性の大きい第2の水晶振動子を使用し、
第2の水晶振動子の発振周波数の変化を前記制御部で計
数して温度情報を得るよう構成したため、温度変動にと
もなう第2の水晶振動子の発振周波数の変化量として温
度情報を捕らえることができ、高分解能の温度補償を期
待できる。
求項1において、A/D変換器を二重積分型A/D変換
器とし、制御部は、第1の水晶振動子の発振出力から作
られた動作クロックに基づいてロードセルの出力信号を
積分し、第2の水晶振動子の発振信号を、A/D変換器
の変換サイクルごとに一定時間だけ計数して温度情報を
検出し、A/D変換器の最新のデジタル変換出力値を最
新の温度情報に基づいて補正して出力するため、A/D
変換器がデジタル変換しているタイミングと温度センサ
の出力をデジタル変換しているタイミングとの時間的な
ずれがなく、正確な温度補正を期待できるものである。
数台のロードセルユニットで測定荷重を支持し、各ロー
ドセルユニットの測定荷重を指示計で計算処理するロー
ドセル式はかりであって、指示計から通信回線を介して
各ロードセルユニットに個別番号を指定して計重値を要
求し、各ロードセルユニットでは前記通信回線上の個別
番号と自己の個別番号との一致を検出して前記通信回線
に計重値出力し、指示計では、前記通信回線を介して全
てのロードセルユニットから収集した計重値の和算値を
計算するように構成したため、指示計側が主導権を握っ
て個別番号を指定して各ロードセルユニットから計重値
を収集し、これを和算しているので、ロードセルユニッ
トの増設が容易である。
ードセルユニットでは指示計からの計重値の要求を検出
して計重信号のデジタル変換を開始すると共に前回のデ
ジタル変換の計重値を通信回線に出力するため、複数台
のロードセルユニットを接続したはかりシステムの場合
に、指示計の側で各ロードセルユニットの動作のタイム
シェアリングをコントロールでき、ロードセルユニット
のデータ出力レートと同じレートではかりとしてのデー
タ処理を実施でき、複数台のロードセルユニットで構成
されているロードセル式はかりの応答性が向上するもの
である。
ある。
態の説明図である。
別番号
Claims (4)
- 【請求項1】 測定荷重を起歪体で支持し、起歪体の変
形をストレインゲージで検出して電気信号に変換するロ
ードセルユニットにおいて、ストレインゲージ出力のア
ナログ信号をデジタル変換するA/D変換器と、温度セ
ンサと、前記A/D変換器の出力値を前記温度センサの
検出に基づいて補正して出力する制御部とを設け、制御
部の動作クロックを温度依存性の少ない第1の水晶振動
子から得、前記温度センサとして第1の水晶振動子より
も温度依存性の大きい第2の水晶振動子を使用し、第2
の水晶振動子の発振周波数の変動量から前記制御部で温
度情報を得るよう構成したロードセルユニット。 - 【請求項2】 A/D変換器を二重積分型A/D変換器
とし、制御部は、第1の水晶振動子の発振出力から作ら
れた動作クロックに基づいてロードセルの出力信号を積
分し、第2の水晶振動子の発振信号を、A/D変換器の
変換サイクルごとに一定時間だけ計数して温度情報を検
出し、A/D変換器の最新のデジタル変換出力値を最新
の温度情報に基づいて補正して出力する請求項1記載の
ロードセルユニット。 - 【請求項3】 複数台のロードセルユニットで測定荷重
を支持し、各ロードセルユニットの測定荷重を指示計で
計算処理するロードセル式はかりであって、指示計から
通信回線を介して各ロードセルユニットに個別番号を指
定して計重値を要求し、各ロードセルユニットでは前記
通信回線上の個別番号と自己の個別番号との一致を検出
して前記通信回線に計重値出力し、指示計では、前記通
信回線を介して全てのロードセルユニットから収集した
計重値の和算値を計算するように構成したロードセル式
はかり。 - 【請求項4】 指示計から通信回線を介してロードセル
ユニットに計重値を要求し、ロードセルユニットでは指
示計からの計重値の要求を検出して計重信号のデジタル
変換を開始すると共に前回にデジタル変換した計重値を
前記通信回線に出力し、指示計では、前記通信回線を介
してロードセルユニットから計重信号を収集するように
構成したロードセル式はかり。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06241725A JP3110260B2 (ja) | 1993-12-21 | 1994-10-06 | ロードセルユニットとロードセル式はかり |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32076293 | 1993-12-21 | ||
JP5-320762 | 1993-12-21 | ||
JP06241725A JP3110260B2 (ja) | 1993-12-21 | 1994-10-06 | ロードセルユニットとロードセル式はかり |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07229781A true JPH07229781A (ja) | 1995-08-29 |
JP3110260B2 JP3110260B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=26535414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06241725A Expired - Lifetime JP3110260B2 (ja) | 1993-12-21 | 1994-10-06 | ロードセルユニットとロードセル式はかり |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3110260B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017164426A3 (ja) * | 2017-02-11 | 2017-11-16 | 新光電子株式会社 | 押込み試験装置 |
-
1994
- 1994-10-06 JP JP06241725A patent/JP3110260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017164426A3 (ja) * | 2017-02-11 | 2017-11-16 | 新光電子株式会社 | 押込み試験装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3110260B2 (ja) | 2000-11-20 |
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JPS62212528A (ja) | 電子秤 |
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