JPH0735981B2

JPH0735981B2 - 電子天びん

Info

Publication number: JPH0735981B2
Application number: JP4217821A
Authority: JP
Inventors: 晟河本; 康弘藤永; 邦夫島内
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH05209775A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子天びんに関する。

【０００２】

【従来の技術】高精度の電子天びんでは、その秤量と読
取限度の比が１／１６０万〜１／２００（０．５ＰＰ
Ｍ）にも達している。しかし、電子部品その他の構成要
素は比較的大きな温度依存性や経年変化を有している。
例えば構成要素のうち、永久磁石は温度依存性２００〜
４００ＰＰＭ／℃、経年変化数１０ＰＰＭ／月を有す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、設計上の種
々の対策や製造時の厳密な調整等を行っても、スパンの
温度依存性を１〜２ＰＰＭ／℃に収めるのが限度であっ
て、測定時の周囲温度が１℃変わっただけでも、秤量付
近の測定を行っているときには読取限度の２〜４カウン
ト分の誤差を生ずることになる。従って、このような高
精度の電子天びんには、室温が一定に制御された恒温室
でなければ信頼性のある測定を行いえないとともに、ほ
ぼ毎日スパンを較正しなければ経年変化に起因する誤差
が生じている心配があって、極めて使用しにくいという
欠点があった。

【０００４】本発明は上記に鑑みてなされたもので、比
較的温度依存性の高い部品を用い、しかもそれほど厳密
な調整等を行わずとも、常に天びんのスパンを誤差のな
い状態として、もって恒温室等で測定しなくても、ある
いは経年変化に起因する誤差を心配しなくても常に高精
度の測定を行い得る電子天びんの提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子天びんにおいては、載置された荷重を
電気的信号に変換する荷重検出部からの出力信号を、記
憶された換算係数により質量に変換して表示するととも
に、スパン較正指令が与えられたとき、内蔵された所定
質量の分銅を上記荷重検出部に載置せしめ、そのときの
上記荷重検出部からの出力信号と上記分銅質量を用い
て、上記換算係数を更新し得る電子天びんにおいて、周
囲温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段か
らの出力信号と上記荷重検出部からの出力信号とが切り
換えられて入力されるＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換
部により変換された温度データが前回のスパン較正時の
温度データに対してあらかじめ設定された一定温度以上
変化したかを判断する手段を備え、上記一定温度変化毎
に上記スパン較正指令を発して自動的に上記換算係数を
更新し得るよう構成される。

【０００６】

【作用】図１に示す機能ブロック図において、荷重検出
部１は載せられた荷重を電気信号に変換する。その信号
は質量換算手段２において、換算係数記憶手段３に格納
されている換算係数により質量に変換されて表示手段４
に表示される。分銅加除機構５は、スパン較正指令が発
せられたとき、内蔵している所定質量の分銅を荷重検出
部１に載せ、そのときの荷重検出部１からの出力は換算
係数算出手段６に取り込まれる。換算係数算出手段６で
は、その出力値と分銅質量とによって新たに換算係数を
算出し、その値を換算係数記憶手段３の内容と置換して
換算係数の更新を行う。スパン較正指令は温度変化判別
手段７から自動的に次のように発生される。すなわち、
温度変化判別手段７は、温度検出手段８による周囲温度
の検出値が、前回のスパン較正時の温度データに対して
あらかじめ設定された一定温度以上変化したときにスパ
ン較正指令を発する。

【０００７】温度検出手段からの検出値と荷重検出部か
らの出力は、１つのＡ／Ｄ変換部に切り換えられて入力
される（図２参照）。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００９】図２において、荷重検出部１１は秤皿１１
ａ上の荷重を荷重センサ１１ｂによって検出し、その荷
重に対応するアナログ電気信号を出力し、その信号は切
換器１２を介してＡ／Ｄ変換器１３に入力され、デジタ
ル信号に変換された後、制御部１４に入力される。制御
部１４はマイクロコンピュータで構成され、各種演算や
プログラムの実行、および各周辺装置の制御を行うＣＰ
Ｕ１４ａ、後述するプログラムや、換算係数等を記憶す
るエリアを備えたメモリ１４ｂ、および外部の周辺装置
と当該制御部１４を接続するためのインターフェース回
路１４ｃ等から構成されている。荷重検出部１１からの
デジタル変換入力は、制御部１４において、後述するよ
うに、質量に換算されて表示器１５に表示されるよう構
成されている。

【００１０】荷重検出部１１には、荷重センサ１１ｂに
近接して温度センサ１６が設けられており、この温度セ
ンサ１６は当該温度センサ１６近傍の温度を検出して、
その温度に対応するアナログ電気信号を出力する。その
信号は切換器１２を介してＡ／Ｄ変換器１３に導入さ
れ、デジタル信号に変換された後、制御部１４に入力さ
れる。

【００１１】切換器１２は制御部１４からの指令に基づ
いて、Ａ／Ｄ変換器１３への入力信号を、上述の荷重検
出部１１からの信号又は温度センサ１６からの信号に切
換える。

【００１２】分銅加除機構１７は、制御部１４からの指
令に基づいて駆動されるモータ１７ａによって回動され
る偏芯カム１７ｂ、その偏芯カム１７ｂの回動によって
支点１７ｃ´を中心に変位されるレバー１７ｃから構成
され、制御部１４からの指令によって較正分銅１８を荷
重センサ１１ｂに負荷せしめ、あるいはその負荷を取り
除くことができる。

【００１３】図３は本発明の一実施例のメモリ１４ｂに
書き込まれたデータ処理用プログラムを示すフローチャ
ートである。

【００１４】先ず、切換器１２に指令を発してＡ／Ｄ変
換器１３への入力信号を温度センサ１６からの信号と
し、そのデジタル変換温度データｔを取り込む（ＳＴ
１、ＳＴ２）。その温度データｔが、後述する前回スパ
ン較正時の温度データｔo に対して、あらかじめ設定さ
れた温度Ｔ（例えば０．５℃）以上の差がないときに
は、切換器１２によりＡ／Ｄ変換器１３への入力信号を
荷重検出部１１からの信号とし、そのデジタル変換デー
タｗを取り込む（ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５）。そしてそ
のデータｗを、現在メモリ１４ｂに記憶されている換算
係数Ｋを用いて、質量Ｗに次のように換算し、Ｗ＝Ｋ・ｗ……（１）風袋引きやゼロ点補正等の一般的な演算処理を行って計
量表示値を決定し表示器１５に表示する（ＳＴ６、ＳＴ
７、ＳＴ８）。通常はこのような測定ルーチンが実行さ
れている。

【００１５】もし、室温等の変化によって、荷重センサ
１１ｂ近傍の温度が上述の温度以上変化すると、ある一
定の周期で、この例では計量値表示ごとに、温度センサ
１６からのデータｔを読み取っているので、ＳＴ３から
直ちにＳＴ９以下のスパン較正ルーチンが実行される。
このルーチンでは、検出した温度データｔをｔo として
記憶して次回のスパン較正のための基準温度（次回のス
パン較正時に“前回のスパン較正時の温度データｔo と
なる）とするとともに、切換器１２によって荷重センサ
１１ｂの出力をＡ／Ｄ変換器１３に入力して、そのデジ
タル変換データｗを採取する（ＳＴ１０、ＳＴ１１）。
その値がゼロ荷重近傍の規定値の範囲内になければ、秤
皿１１ａ上に試料が載っている、すなわち測定中と判断
し、警報を発して較正しなければ信頼性のある測定値が
得られない旨を報知し、試料を秤皿１１ａから降ろすよ
う促す（ＳＴ１２、ＳＴ１３）。上述の範囲内に入って
いれば、そのデータｗをｗo として記憶し（ＳＴ１
４）、分銅加除機構１７のモータ１７ａを駆動して偏芯
カム１７ｂを所定角度回動させ、レバー１７ｃを下方に
変位させて較正分銅１８を荷重センサ１１ｂに負荷し
（ＳＴ１５）、荷重センサ１１ｂの応答特性等に基づく
所定の規定時間だけ待機してデータｗの安定を待った
後、データｗを取り込む（ＳＴ１６、ＳＴ１７）。そし
て、その較正分銅１８の負荷によるデータｗと、上述の
無負荷時のデータｗo と、較正分銅１８の質量Ｐとによ
って換算係数Ｋ（又はＳ）を、Ｋ＝Ｐ／（ｗ−ｗo ）……（２）（又はＳ＝（ｗ−ｗo ）／Ｐ……（２）´）にて算出し、その値をそれまでに記憶されていた値と置
き換えて換算係数Ｋの更新を行う（ＳＴ１８）。

【００１６】次いで、モータ１７ａを駆動し分銅加除機
構１７によって較正分銅１８の荷重センサ１１ｂへの負
荷を取り除き（ＳＴ１９）、ＳＴ５へ進んで通常の測定
ルーチンに戻る。

【００１７】なお、換算係数として（２）´に示すＳを
用いるときには、ＳＴ６における換算式（１）は、下記
の（１）´に変更する。

【００１８】Ｗ＝ｗ／Ｓ……（１）´ また、スパン較正時における無負荷時のデータｗo と較
正分銅１８負荷時のデータｗの採取に関しては、特別に
荷重センサ１１ｂからのデジタル変換データを多数個平
均化して、正確な換算係数を得るよう構成することが望
ましい。なお、温度変化はゆるやかなので、必ずしも表
示を１回行う毎に温度ｔをチェックする必要はなく、例
えば図５に示すように、ＳＴ８の後にＳＴ２０、ＳＴ２
１を設けて、表示Ｑ回毎にｔをチェックするようにして
もよい。

【００１９】次に、本発明の他の実施例として、一定の
温度変化毎の較正に加えて、一定の時間経過毎の較正を
も行えるよう構成した例を述べる。この場合、上述の実
施例のフローチャートのＳＴ３とＳＴ４の間に、図４に
示すＳＴ３´を挿入すればよい。これにより、前回スパ
ン較正時の温度に対して所定温度以上の温度変化があっ
たとき、又は前回スパン較正時から所定時間以上時間経
過したときのいずれか早いほうの条件に達すると較正ル
ーチンが実行される。もし、時間による較正が実行され
たときでも、ＳＴ３´からＳＴ９に進んでその時点の温
度がｔo として記憶されるので、時間による較正後、す
ぐに温度変化による較正が行われるような無駄はない。

【００２０】なお、経過時間の測定手段は、別途時計機
能等のハードウェアを装備する必要はなく、プログラム
の周回数等によって容易に知ることができる。例えば、
ＳＴ７とＳＴ８の間に、ルーチン通過毎にレジスタの内
容をカウントアップするようなステップを設け、較正ル
ーチン実行時にその内容をリセットするようなステップ
を、例えばＳＴ１９の次段に設ければよい。更に、電源
が投入されたとき、無条件で一度較正ルーチンを実行
し、その後温度変化および時間経過による較正を行うよ
う構成すればより完全なものとなる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、所定の温度変化毎に自動的にスパン較正が
実行されて、計量値が常に一定の誤差内に収められるの
で、ユーザーは信頼性の高い測定値を得ることができる
とともに、測定のための恒温室等特別の室を用意する必
要がなくなる。また、天びんのスパンの温度依存性を、
本発明を採用しない場合に比べて３〜１０倍程度ラフに
できるため、構成部品を安価にし、かつ、調整作業も簡
単となってコストを低減させることができる。

【００２２】また、一定の時間経過毎にも自動的に較正
されるよう構成すれば、経年変化等の心配が皆無となっ
てより一層効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の構成図である。

【図３】本発明の一実施例のデータ処理用プログラムを
示すフローチャートである。

【図４】本発明の他の実施例のデータ処理用プログラム
の要部を示すフローチャートである。

【図５】本発明の他の実施例のデータ処理用プログラム
の要部を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１１荷重検出部１１ａ秤皿１１ｂ荷重センサ１２切換
器１３Ａ／Ｄ変換器１４制御
部１４ａＣＰＵ１４ｂメモ
リ１４ｃインターフェース回路１５表示
器１６温度センサ１７分銅
加除機構１７ａモータ１７ｃレバ
ー１８較正分銅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】載置された荷重を電気的信号に変換する
荷重検出部からの出力信号を、記憶された換算係数によ
り質量に変換して表示するとともに、スパン較正指令が
与えられたとき、内蔵された所定質量の分銅を上記荷重
検出部に載置せしめ、そのときの上記荷重検出部からの
出力信号と上記分銅質量を用いて、上記換算係数を更新
し得る電子天びんにおいて、周囲温度を検出する温度検
出手段と、この温度検出手段からの出力信号と上記荷重
検出部からの出力信号とが切り換えられて入力されるＡ
／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部により変換された温度
データが前回のスパン較正時の温度データに対してあら
かじめ設定された一定温度以上変化したかを判断する手
段を備え、上記一定温度変化毎に上記スパン較正指令を
発して自動的に上記換算係数を更新し得るよう構成した
ことを特徴とする電子天びん。