JPH0765920B2 - ロ−ドセル式電子秤の荷重検出回路 - Google Patents
ロ−ドセル式電子秤の荷重検出回路Info
- Publication number
- JPH0765920B2 JPH0765920B2 JP61238424A JP23842486A JPH0765920B2 JP H0765920 B2 JPH0765920 B2 JP H0765920B2 JP 61238424 A JP61238424 A JP 61238424A JP 23842486 A JP23842486 A JP 23842486A JP H0765920 B2 JPH0765920 B2 JP H0765920B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load cell
- circuit
- differential amplifier
- load
- resistor
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- Measurement Of Force In General (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、ロードセル式電子秤の荷重検出回路に関す
る。
る。
（従来の技術） 近年、電子回路を用いて計量する方式の秤が実用化され
ているが、この種の電子回路を用いた計量装置は、被計
量物の荷重による歪によって抵抗値が変化する歪ゲージ
を起歪体に貼り付けたロードセルを使用している。そし
て、該ロードセルから出力されるアナログの計量信号を
増幅し、この信号を一旦アナログ−デジタル変換器でデ
ジタル値に変換後、表示装置に表示せしめるような構成
を有している。
ているが、この種の電子回路を用いた計量装置は、被計
量物の荷重による歪によって抵抗値が変化する歪ゲージ
を起歪体に貼り付けたロードセルを使用している。そし
て、該ロードセルから出力されるアナログの計量信号を
増幅し、この信号を一旦アナログ−デジタル変換器でデ
ジタル値に変換後、表示装置に表示せしめるような構成
を有している。
第11図は、起歪体に４枚の歪ゲージRa,Rbを取付けたロ
ードセル式電子秤の荷重検出回路の例である。ロードセ
ルＡは、歪ゲージRa,Rbをブリッジ回路に形成し、起歪
体の温度補償抵抗（感温抵抗）Rsoを基準電源Vexおよび
アース端子GNDとブリッジ回路の入力端子との間に接続
して構成される。基板Ｃは、差動増幅器ａ、フィルタ
ｂ、A/Dコンバータｃにより構成され、差動増幅器の反
転入力端子と出力側との間にはフィードバック抵抗R1を
又、基準電源Vexとの間にはバイアス抵抗R1をそれぞれ
接続する。また、ロードセルと基板の間はケーブルＢに
より接続する。基板Ｃの出力側にはテンキーＤ、CPUE、
表示器Ｆを配置する。
ードセル式電子秤の荷重検出回路の例である。ロードセ
ルＡは、歪ゲージRa,Rbをブリッジ回路に形成し、起歪
体の温度補償抵抗（感温抵抗）Rsoを基準電源Vexおよび
アース端子GNDとブリッジ回路の入力端子との間に接続
して構成される。基板Ｃは、差動増幅器ａ、フィルタ
ｂ、A/Dコンバータｃにより構成され、差動増幅器の反
転入力端子と出力側との間にはフィードバック抵抗R1を
又、基準電源Vexとの間にはバイアス抵抗R1をそれぞれ
接続する。また、ロードセルと基板の間はケーブルＢに
より接続する。基板Ｃの出力側にはテンキーＤ、CPUE、
表示器Ｆを配置する。
（発明が解決しようとする問題点） 最近の薄膜形成技術の進歩により、ロードセルの歪ゲー
ジも薄膜化してコストを下げ、しかも精度良く荷重を検
出できるような荷重検出回路が開発されている。ところ
で、ロードセルの歪ゲージを薄膜化すると、歪ゲージの
相対温度特性は極めて良いので、ゲージ抵抗の絶対温度
係数にバラツキがあっても、ブリッジ回路の出力温度特
性を許容範囲内に規定することができるが、この薄膜歪
ゲージに温度補償抵抗を直列に接続する場合には、歪ゲ
ージの絶対温度係数が大きくバラツイているので、温度
補償抵抗の温度係数も歪ゲージに応じて個々に決定しな
ければならないという問題があった。
ジも薄膜化してコストを下げ、しかも精度良く荷重を検
出できるような荷重検出回路が開発されている。ところ
で、ロードセルの歪ゲージを薄膜化すると、歪ゲージの
相対温度特性は極めて良いので、ゲージ抵抗の絶対温度
係数にバラツキがあっても、ブリッジ回路の出力温度特
性を許容範囲内に規定することができるが、この薄膜歪
ゲージに温度補償抵抗を直列に接続する場合には、歪ゲ
ージの絶対温度係数が大きくバラツイているので、温度
補償抵抗の温度係数も歪ゲージに応じて個々に決定しな
ければならないという問題があった。
そこで、本発明はこのような従来技術の問題点の解消を
目的としたロードセル式電子秤の荷重検出回路を提供す
るものである。
目的としたロードセル式電子秤の荷重検出回路を提供す
るものである。
（問題点を解決するための手段） ロードセルの起歪体の所定個所に設けた歪ゲージにより
ブリッジ回路を形成し、ブリッジ回路の出力側に増幅回
路を接続したロードセル式電子秤の荷重検出回路におい
て、前記増幅回路は、２個の差動増幅回路で構成され、
各差動増幅回路の反転入力端子間に増幅率調整抵抗器を
有し、かつ各差動増幅回路の各非反転入力端子にはそれ
ぞれ前記ブリッジ回路の出力が接続された高入力差動増
幅回路であり、前記増幅率調整抵抗器が、ロードセルに
配置された温度補償抵抗器と、高精度抵抗器とからな
る、前記高入力差動増幅回路からロードセルの荷重負荷
特性の温度による変化を補償した出力信号を取出す手段
を有するように構成する。
ブリッジ回路を形成し、ブリッジ回路の出力側に増幅回
路を接続したロードセル式電子秤の荷重検出回路におい
て、前記増幅回路は、２個の差動増幅回路で構成され、
各差動増幅回路の反転入力端子間に増幅率調整抵抗器を
有し、かつ各差動増幅回路の各非反転入力端子にはそれ
ぞれ前記ブリッジ回路の出力が接続された高入力差動増
幅回路であり、前記増幅率調整抵抗器が、ロードセルに
配置された温度補償抵抗器と、高精度抵抗器とからな
る、前記高入力差動増幅回路からロードセルの荷重負荷
特性の温度による変化を補償した出力信号を取出す手段
を有するように構成する。
（作用） これにより、温度上昇によってロードセルの起歪体の歪
率が大きくなって、ブリッジ回路の出力が大きくなって
も、温度補償抵抗の抵抗値が下り、その結果、高入力差
動増幅回路の増幅率が下がって、高入力差動増幅回路か
らは、温度変化による影響のない一定出力を取り出すこ
とができる。
率が大きくなって、ブリッジ回路の出力が大きくなって
も、温度補償抵抗の抵抗値が下り、その結果、高入力差
動増幅回路の増幅率が下がって、高入力差動増幅回路か
らは、温度変化による影響のない一定出力を取り出すこ
とができる。
（実施例） 以下、図により本発明の実施例について説明する。第１
図は、本発明の第１の実施例の回路図である。図に示す
ように、ロードセルの起歪体に薄膜で形成した歪ゲージ
Ra,Rbを設け温度補償抵抗Rsoは、歪ゲージで形成された
ブリッジ回路に直列に挿入せず、ロードセルＡの所定位
置、例えば起歪体の一部分に薄膜または箔で形成する。
温度補償抵抗Rsoには直列に精密抵抗Roを接続し、両抵
抗の合成温度係数を調整する。差動増幅器ａの入力側に
は、フィードバック抵抗Rf1,Rf2をそれぞれ反転入力端
子に接続した差動増幅器p,qを設け、さらに、その差動
増幅器p,qの反転入力端子間には、直列接続された上記
抵抗Rso,Roを挿入する。差動増幅器p,qにより形成され
る高入力差動増幅回路の増幅率αは、次のように表わさ
れる。
図は、本発明の第１の実施例の回路図である。図に示す
ように、ロードセルの起歪体に薄膜で形成した歪ゲージ
Ra,Rbを設け温度補償抵抗Rsoは、歪ゲージで形成された
ブリッジ回路に直列に挿入せず、ロードセルＡの所定位
置、例えば起歪体の一部分に薄膜または箔で形成する。
温度補償抵抗Rsoには直列に精密抵抗Roを接続し、両抵
抗の合成温度係数を調整する。差動増幅器ａの入力側に
は、フィードバック抵抗Rf1,Rf2をそれぞれ反転入力端
子に接続した差動増幅器p,qを設け、さらに、その差動
増幅器p,qの反転入力端子間には、直列接続された上記
抵抗Rso,Roを挿入する。差動増幅器p,qにより形成され
る高入力差動増幅回路の増幅率αは、次のように表わさ
れる。
α＝１＋｛（Rf1＋Rf2）/Rs｝ ……（１） 但し、 Rs＝Rso＋Ro ……（２） （１）式より、温度が上昇するとRsが大となり、増幅率
は低下するが、ヤング率は温度上昇により小となるた
え、増幅率の低下はキャンセルされ、一定出力が得られ
る。すなわち、温度補償抵抗Rsoは、増幅率を可変とす
るために用いられ、温度変化に対する応答性を良好とす
るためにロードセル側に配置されるものである。
は低下するが、ヤング率は温度上昇により小となるた
え、増幅率の低下はキャンセルされ、一定出力が得られ
る。すなわち、温度補償抵抗Rsoは、増幅率を可変とす
るために用いられ、温度変化に対する応答性を良好とす
るためにロードセル側に配置されるものである。
第２図は、本発明の第２の実施例の回路図である。第１
の実施例では、精密抵抗Roをロードセルに配置したが、
精密抵抗は温度変化に対する応答性は特に問題とならな
いので、第２の実施例では、基板Ｃ側に配置して温度補
償抵抗Rsoと直列に接続している。
の実施例では、精密抵抗Roをロードセルに配置したが、
精密抵抗は温度変化に対する応答性は特に問題とならな
いので、第２の実施例では、基板Ｃ側に配置して温度補
償抵抗Rsoと直列に接続している。
第３図は、本発明の第３の実施例の回路図である。この
例では、精密抵抗Roはロードセル側に配置し、温度補償
抵抗Rsoとは並列に接続している。この場合には、
（１）式のRsは、 Rs＝｛RsoRo/（Rso＋Ro）｝ ……（３） で表わされる。
例では、精密抵抗Roはロードセル側に配置し、温度補償
抵抗Rsoとは並列に接続している。この場合には、
（１）式のRsは、 Rs＝｛RsoRo/（Rso＋Ro）｝ ……（３） で表わされる。
第４図は、本発明の第４の実施例の回路図である。この
例では精密抵抗Roは基板側に配置し、温度補償抵抗Rso
とは並列に接続されている。
例では精密抵抗Roは基板側に配置し、温度補償抵抗Rso
とは並列に接続されている。
以上の実施例では、演算増幅器をa,p,qの三個使用する
例について説明したが、演算増幅器を二個のみ使用して
回路構成を簡略化することもできる。
例について説明したが、演算増幅器を二個のみ使用して
回路構成を簡略化することもできる。
第５図は、演算増幅器を二個使用した荷重検出回路の１
例を示す回路図である。図に示すように、ブリッジ回路
の一方の出力側にバッファとして作用する演算増幅器の
非反転入力端子を接続し、他方の出力側には、ブリッジ
バランス調整と零点調整とを兼用する抵抗Rzを介して、
演算増幅器ａの非反転入力端子に接続する。演算増幅器
ｒの出力信号は、その反転入力端子にフィードバックす
ると共に、温度補償抵抗Rsoと精密抵抗Roとの直列回路
を介して、演算増幅器ａの反転入力端子に接続する。こ
の例では、回路構成が簡単になると共に、ブリッジバラ
ンスの調整と零点調整とを一個所でできるという効果も
得られる。
例を示す回路図である。図に示すように、ブリッジ回路
の一方の出力側にバッファとして作用する演算増幅器の
非反転入力端子を接続し、他方の出力側には、ブリッジ
バランス調整と零点調整とを兼用する抵抗Rzを介して、
演算増幅器ａの非反転入力端子に接続する。演算増幅器
ｒの出力信号は、その反転入力端子にフィードバックす
ると共に、温度補償抵抗Rsoと精密抵抗Roとの直列回路
を介して、演算増幅器ａの反転入力端子に接続する。こ
の例では、回路構成が簡単になると共に、ブリッジバラ
ンスの調整と零点調整とを一個所でできるという効果も
得られる。
第６図は、更に、ドリフト補正切替機能を付加した例の
回路図である。この例では基板Ｃの構成のみを示してい
るが、ロードセルＡ、ケーブルＢの構成は第５図と同様
である。この場合には、CPUからの制御信号t1により、
スイッチS1,S2を切替えるものであり、スイッチS1をオ
ン、スイッチS2をオフとして計量モードを選択してい
る。
回路図である。この例では基板Ｃの構成のみを示してい
るが、ロードセルＡ、ケーブルＢの構成は第５図と同様
である。この場合には、CPUからの制御信号t1により、
スイッチS1,S2を切替えるものであり、スイッチS1をオ
ン、スイッチS2をオフとして計量モードを選択してい
る。
第７図は、第６図の例においてスイッチS1をオフ、スイ
ッチS2をオンとして、ドリフト補正モードを選択した場
合の回路図である。この場合には、差動増幅器として作
用する演算増幅器ａの反転入力端子および非反転入力端
子の両入力電圧は等しくなり、その差電圧は0Vであり、
また、演算増幅器r,aの比反転入力端子の両入力電圧は
約1/2Vexとなり、演算増幅器ａの出力電圧Voutとしてオ
フセット電圧が得られる。CPUからの信号t1によりドリ
フト補正モードに切替える毎に、オフセット電圧に対応
するA/Dコンバータの出力電圧をCPUに入力して記憶更新
し、ドリフト補正を行なう。このように、この例ではド
リフト補正機能の切替が簡単に行なえ、誤差も増加しな
い。
ッチS2をオンとして、ドリフト補正モードを選択した場
合の回路図である。この場合には、差動増幅器として作
用する演算増幅器ａの反転入力端子および非反転入力端
子の両入力電圧は等しくなり、その差電圧は0Vであり、
また、演算増幅器r,aの比反転入力端子の両入力電圧は
約1/2Vexとなり、演算増幅器ａの出力電圧Voutとしてオ
フセット電圧が得られる。CPUからの信号t1によりドリ
フト補正モードに切替える毎に、オフセット電圧に対応
するA/Dコンバータの出力電圧をCPUに入力して記憶更新
し、ドリフト補正を行なう。このように、この例ではド
リフト補正機能の切替が簡単に行なえ、誤差も増加しな
い。
第８図はドリフト補正に加えて自己診断機能を付加した
例の回路図である。この場合にはCPUからの制御信号t1,
t2によりスイッチS1,S3をオン、スイッチS2,S4をオフに
して計量モードを選択している。なお、フィルタｂ′と
しては、CPUからの信号により、バッファおよびフィル
タの切替機能のあるものを使用する。
例の回路図である。この場合にはCPUからの制御信号t1,
t2によりスイッチS1,S3をオン、スイッチS2,S4をオフに
して計量モードを選択している。なお、フィルタｂ′と
しては、CPUからの信号により、バッファおよびフィル
タの切替機能のあるものを使用する。
第９図は、第８図の例をドリフト補正モードで使用する
場合の回路図であり、CPUからの制御信号により、スイ
ッチS2,S3をオン、スイッチS1,S4をオフにする。このド
リフト補正は、自己診断を行なう際の前処理として必要
であり、ドリフト補正によりオフセット電圧の記憶更新
を行なった後、自己診断モードに切替える。
場合の回路図であり、CPUからの制御信号により、スイ
ッチS2,S3をオン、スイッチS1,S4をオフにする。このド
リフト補正は、自己診断を行なう際の前処理として必要
であり、ドリフト補正によりオフセット電圧の記憶更新
を行なった後、自己診断モードに切替える。
第10図は該自己診断モードを選択したときの回路図であ
り、スイッチS2,S4をオン、スイッチS1,S3をオフにして
いる。この場合には、演算増幅器ａの出力側からは−Vr
efの一定電圧が出力される。したがって、A/Dコンバー
タの電圧がこの一定電圧と対応しているかどうかをチェ
ックすることにより、演算増幅器ａ（差動増幅器）から
A/Dコンバータに到るまでの信号処理回路の自己診断が
行なえる。このように、この例では自己診断機能の切替
が簡単に行なえる。
り、スイッチS2,S4をオン、スイッチS1,S3をオフにして
いる。この場合には、演算増幅器ａの出力側からは−Vr
efの一定電圧が出力される。したがって、A/Dコンバー
タの電圧がこの一定電圧と対応しているかどうかをチェ
ックすることにより、演算増幅器ａ（差動増幅器）から
A/Dコンバータに到るまでの信号処理回路の自己診断が
行なえる。このように、この例では自己診断機能の切替
が簡単に行なえる。
以上、本発明の主旨をその特定された実施例について説
明したが、既に述べたところに基づく本発明についての
変形あるいは修正は、種々に可能であることが明らかで
ある。
明したが、既に述べたところに基づく本発明についての
変形あるいは修正は、種々に可能であることが明らかで
ある。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、増幅回路を、２個の差
動増幅回路で構成し、各差動増幅回路の反転入力端子間
に増幅率調整抵抗器を接続し、かつ各差動増幅回路の各
非反転入力端子にはそれぞれ前記ブリッジ回路の出力を
接続した高入力差動増幅回路とし、前記増幅率調整抵抗
器を前記温度補償抵抗器と高精度抵抗器とで構成したの
で、ロードセルの温度補償抵抗器を歪ゲージとは電気的
に分離してロードセルに配置することができるとともに
高入力差動増幅回路の増幅率を、前記両抵抗器の合成温
度係数で温度変化に対応して調整することができる。し
たがって、歪ゲージを薄膜で形成した場合にも、種々の
歪ゲージに対して温度変化を補償した出力信号が得られ
るように設定が自在である。
動増幅回路で構成し、各差動増幅回路の反転入力端子間
に増幅率調整抵抗器を接続し、かつ各差動増幅回路の各
非反転入力端子にはそれぞれ前記ブリッジ回路の出力を
接続した高入力差動増幅回路とし、前記増幅率調整抵抗
器を前記温度補償抵抗器と高精度抵抗器とで構成したの
で、ロードセルの温度補償抵抗器を歪ゲージとは電気的
に分離してロードセルに配置することができるとともに
高入力差動増幅回路の増幅率を、前記両抵抗器の合成温
度係数で温度変化に対応して調整することができる。し
たがって、歪ゲージを薄膜で形成した場合にも、種々の
歪ゲージに対して温度変化を補償した出力信号が得られ
るように設定が自在である。
また、ブリッジ抵抗は相対温度特性のみを規定すれば足
り、特性の設定が容易になる。
り、特性の設定が容易になる。
第１図〜第10図は、本発明の各実施例の回路図、第11図
は従来例の回路図である Ａ……ロードセル、Ｂ……ケーブル、Ｃ……基板、a,p,
q,r……差動増幅器、Ra,Rb……歪ゲージ、Rso……温度
補償抵抗、Ro……精密抵抗。
は従来例の回路図である Ａ……ロードセル、Ｂ……ケーブル、Ｃ……基板、a,p,
q,r……差動増幅器、Ra,Rb……歪ゲージ、Rso……温度
補償抵抗、Ro……精密抵抗。
Claims (1)
- 【請求項１】ロードセルの起歪体の所定個所に設けた歪
ゲージによりブリッジ回路を形成し、ブリッジ回路の出
力側に増幅回路を接続したロードセル式電子秤の荷重検
出回路において、前記増幅回路は、２個の差動増幅回路
で構成され、各差動増幅回路の反転入力端子間に増幅率
調整抵抗器を有し、かつ各差動増幅回路の各非反転入力
端子にはそれぞれ前記ブリッジ回路の出力が接続された
高入力差動増幅回路であり、前記増幅率調整抵抗器が、
ロードセルに配置された温度補償抵抗器と、高精度抵抗
器とからなる、前記高入力差動増幅回路からロードセル
の荷重負荷特性の温度による変化を補償した出力信号を
取出す手段を有したことを特徴とするロードセル式電子
秤の荷重検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61238424A JPH0765920B2 (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | ロ−ドセル式電子秤の荷重検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61238424A JPH0765920B2 (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | ロ−ドセル式電子秤の荷重検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6391521A JPS6391521A (ja) | 1988-04-22 |
| JPH0765920B2 true JPH0765920B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=17030003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61238424A Expired - Lifetime JPH0765920B2 (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | ロ−ドセル式電子秤の荷重検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765920B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2536822B2 (ja) * | 1989-03-09 | 1996-09-25 | 株式会社石田衡器製作所 | 計量装置用温度補償回路 |
| JP3251081B2 (ja) * | 1992-12-03 | 2002-01-28 | 株式会社イシダ | 計量装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925984A (ja) * | 1972-04-12 | 1974-03-07 | ||
| JPS61209332A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-17 | Tokyo Electric Co Ltd | 歪センサ− |
-
1986
- 1986-10-07 JP JP61238424A patent/JPH0765920B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6391521A (ja) | 1988-04-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |