JPH0798241A - 電子天びん - Google Patents
電子天びんInfo
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- JPH0798241A JPH0798241A JP24268793A JP24268793A JPH0798241A JP H0798241 A JPH0798241 A JP H0798241A JP 24268793 A JP24268793 A JP 24268793A JP 24268793 A JP24268793 A JP 24268793A JP H0798241 A JPH0798241 A JP H0798241A
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- JP
- Japan
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- reference voltage
- permanent magnet
- sensor
- magnet
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価な部品を用いても電源投入時の熱的過渡
状態において、従来の天びんに比して容易に各部の温度
補償を行うことのできる電子天びんを提供する。 【構成】 天びんケース１４に通じる永久磁石９の放熱
通路の途中に基準電圧発生素子１７を設け、この基準電
圧発生素子１７と永久磁石９の熱的中間位置に温度補償
用の温度センサ１６を配置した構造とする。
状態において、従来の天びんに比して容易に各部の温度
補償を行うことのできる電子天びんを提供する。 【構成】 天びんケース１４に通じる永久磁石９の放熱
通路の途中に基準電圧発生素子１７を設け、この基準電
圧発生素子１７と永久磁石９の熱的中間位置に温度補償
用の温度センサ１６を配置した構造とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電磁力平衡型の電子天び
んに関する。
んに関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁力平衡型の電子天びんにおいては、
永久磁石により生成される磁界中にフォースコイルを配
置し、そのフォースコイルに電流を流すことによって、
被測定荷重と釣り合わせるための電磁力を発生してい
る。そして、この電磁力と被測定荷重が釣り合っている
状態でフォースコイルに流れる電流により、その荷重を
求めるようになっている。
永久磁石により生成される磁界中にフォースコイルを配
置し、そのフォースコイルに電流を流すことによって、
被測定荷重と釣り合わせるための電磁力を発生してい
る。そして、この電磁力と被測定荷重が釣り合っている
状態でフォースコイルに流れる電流により、その荷重を
求めるようになっている。
【０００３】ところで、永久磁石はその温度によって発
生する磁界の強さが変化する、いわゆる温度係数を有し
ているため、通常はこの永久磁石の近傍に温度センサを
配置し、その出力によって永久磁石の温度補償を行うよ
うになっている。
生する磁界の強さが変化する、いわゆる温度係数を有し
ているため、通常はこの永久磁石の近傍に温度センサを
配置し、その出力によって永久磁石の温度補償を行うよ
うになっている。
【０００４】また、フォースコイルに流れる電流は、通
常は抵抗によって電圧信号に変換された後、Ａ−Ｄ変換
器でデジタル化されてマイクロコンピュータに採り込ま
れ、質量値に換算されて表示される。このフォースコイ
ル電流から質量値を求める過程では基準電圧が必要とな
る。
常は抵抗によって電圧信号に変換された後、Ａ−Ｄ変換
器でデジタル化されてマイクロコンピュータに採り込ま
れ、質量値に換算されて表示される。このフォースコイ
ル電流から質量値を求める過程では基準電圧が必要とな
る。
【０００５】このような基準電圧を発生するための装置
は、温度による誤差を生じない場合にはどのような位置
に置いても差し支えないが、温度による誤差がある場合
には温度管理下に置く必要がある。
は、温度による誤差を生じない場合にはどのような位置
に置いても差し支えないが、温度による誤差がある場合
には温度管理下に置く必要がある。
【０００６】従来、恒温タイプの基準電圧発生装置とし
て知られているものは、ヒータを内蔵し、その保温温度
は周囲温度よりも高く設定されており、このタイプの基
準電圧発生装置を用いる場合には当然のことながら、温
度係数を持つ永久磁石からは離れた位置に置かれる。
て知られているものは、ヒータを内蔵し、その保温温度
は周囲温度よりも高く設定されており、このタイプの基
準電圧発生装置を用いる場合には当然のことながら、温
度係数を持つ永久磁石からは離れた位置に置かれる。
【０００７】また、恒温タイプではない基準電圧発生装
置を用いて、その基準電圧発生装置を永久磁石の温度と
同じ温度になるような位置に配置して、永久磁石の温度
に応じて基準電圧値を変化させることによって温度補償
を行うような提案もなされている。
置を用いて、その基準電圧発生装置を永久磁石の温度と
同じ温度になるような位置に配置して、永久磁石の温度
に応じて基準電圧値を変化させることによって温度補償
を行うような提案もなされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電子
天びんのうち、恒温タイプの基準電圧発生装置を用いた
ものでは、恒温タイプと言えども発生電圧の温度係数は
ゼロではなく、厳密には出力電圧の温度補正が必要であ
る。しかし、この方式の電子天びんにおいては、従来、
電源投入時の過渡時に適切な温度補償を行うことができ
ず、問題となっている。すなわち、永久磁石内の温度を
測定するための温度センサは、周囲温度の変化による系
の温度補償には有効であるものの、電源投入時等におけ
る熱的過渡状態においては、別位置に設けられた基準電
圧発生装置の補正には熱時定数が大き過ぎて温度センサ
周辺の温度とはずれを生じており、正確な補償を行うこ
とができない。
天びんのうち、恒温タイプの基準電圧発生装置を用いた
ものでは、恒温タイプと言えども発生電圧の温度係数は
ゼロではなく、厳密には出力電圧の温度補正が必要であ
る。しかし、この方式の電子天びんにおいては、従来、
電源投入時の過渡時に適切な温度補償を行うことができ
ず、問題となっている。すなわち、永久磁石内の温度を
測定するための温度センサは、周囲温度の変化による系
の温度補償には有効であるものの、電源投入時等におけ
る熱的過渡状態においては、別位置に設けられた基準電
圧発生装置の補正には熱時定数が大き過ぎて温度センサ
周辺の温度とはずれを生じており、正確な補償を行うこ
とができない。
【０００９】一方、基準電圧発生装置の温度を永久磁石
温度と同値にすることによって補償する提案技術では、
永久磁石の温度係数に対する補償は可能であるが、他の
補正等に用いるＡ−Ｄ変換器の基準電圧として用いるこ
とは不可能であるとともに、総合的な温度補償には温度
センサが磁石内部にあるため、周囲温度測定に対して熱
時定数的に問題がある。
温度と同値にすることによって補償する提案技術では、
永久磁石の温度係数に対する補償は可能であるが、他の
補正等に用いるＡ−Ｄ変換器の基準電圧として用いるこ
とは不可能であるとともに、総合的な温度補償には温度
センサが磁石内部にあるため、周囲温度測定に対して熱
時定数的に問題がある。
【００１０】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、電源投入時の過渡応答時において、安価な部品
を用いて、従来の各タイプの電子天びんに比して容易に
温度補償を行うことのできる電子天びんの提供を目的と
している。
もので、電源投入時の過渡応答時において、安価な部品
を用いて、従来の各タイプの電子天びんに比して容易に
温度補償を行うことのできる電子天びんの提供を目的と
している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電子天びんは、永久磁石９による磁界中に
置かれたフォースコイル８に電流を流すことによって発
生する電磁力を、被測定荷重と釣り合わせ、その釣り合
い状態でフォースコイル８に流れる電流の大きさから被
測定荷重の大きさを求める電子天びんにおいて、天びん
ケース１４に通じる永久磁石９の放熱通路の途中に基準
電圧発生素子１７を設け、この基準電圧発生素子１７と
永久磁石９との熱的中間位置に温度補償用の温度センサ
１６を配置したことによって特徴づけられる。
め、本発明の電子天びんは、永久磁石９による磁界中に
置かれたフォースコイル８に電流を流すことによって発
生する電磁力を、被測定荷重と釣り合わせ、その釣り合
い状態でフォースコイル８に流れる電流の大きさから被
測定荷重の大きさを求める電子天びんにおいて、天びん
ケース１４に通じる永久磁石９の放熱通路の途中に基準
電圧発生素子１７を設け、この基準電圧発生素子１７と
永久磁石９との熱的中間位置に温度補償用の温度センサ
１６を配置したことによって特徴づけられる。
【００１２】
【作用】永久磁石９と基準電圧発生素子１７とが熱的過
渡状態において所定の勾配をもって放熱通路中に存在
し、両者の熱が天びんケース１に放熱される。そして、
その間に永久磁石９の温度補償用の温度センサ１６が介
在することになり、基準電圧発生素子１７と温度センサ
１６とが熱的に適当な距離を置いて結ばれることにな
る。これにより、温度センサ１６の出力によって永久磁
石９の温度補償を行うとともに、電源投入時における過
渡状態での基準電圧発生素子１７の温度補償をも行うこ
とが可能となる。
渡状態において所定の勾配をもって放熱通路中に存在
し、両者の熱が天びんケース１に放熱される。そして、
その間に永久磁石９の温度補償用の温度センサ１６が介
在することになり、基準電圧発生素子１７と温度センサ
１６とが熱的に適当な距離を置いて結ばれることにな
る。これにより、温度センサ１６の出力によって永久磁
石９の温度補償を行うとともに、電源投入時における過
渡状態での基準電圧発生素子１７の温度補償をも行うこ
とが可能となる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明実施例の構成図で、天びんケー
ス内部のメカニズムを表す模式図と、電気回路図を表す
ブロック図とを併記して示す図である。
ス内部のメカニズムを表す模式図と、電気回路図を表す
ブロック図とを併記して示す図である。
【００１４】被測定荷重Ｗは秤量皿１上に載せられ、そ
の荷重はロバーバル機構２の可動柱２ａを介してビーム
３に一端部に伝達される。ビーム３は弾性支点４を中心
として傾動自在に天びんメカニズムの固定部５に支承さ
れており、伝達荷重はビーム３を傾斜させるように働
き、この傾斜はビーム３の他端部に設けられた変位セン
サ６によって電気信号に変換される。変位センサ６の出
力はＰＩＤ制御回路７の入力となってフォースコイル８
に流れる電流の大きさを変化させる。フォースコイル８
は永久磁石９によって作られる静磁場内に置かれてお
り、ここに電流が流れると静磁場中の磁束密度とフォー
スコイル８に流れる電流の大きさに応じた電磁力が発生
する。この電磁力は秤量皿１上の被測定荷重Ｗに抗して
ビーム３をバランスさせるように働き、結局、ビーム３
をバランス状態させるのに要する電流が被測定荷重Ｗと
比例することになる。フォースコイル９に流れる電流は
抵抗１０によって電圧信号に変換された後にスイッチ１
１を介してＡ−Ｄ変換器１２に導入され、デジタル化さ
れた後にマイクロコンピュータ１３に採り込まれる。な
お、実際には、永久磁石７にはその両極にヨークおよび
ポールピースが装着され、フォースコイル８はこれらに
よって作られた円筒状の一様な磁場空間に沿って巻回さ
れる。また、天びんメカニズムの固定部５は、図におい
ては天びんケース１４に対して細いくびれ部５ａ，５ｂ
を介して固定されているようになっているが、これはこ
の部分の熱抵抗が大きいことを意味するものであって、
実際にはこのようなくびれ部はない。
の荷重はロバーバル機構２の可動柱２ａを介してビーム
３に一端部に伝達される。ビーム３は弾性支点４を中心
として傾動自在に天びんメカニズムの固定部５に支承さ
れており、伝達荷重はビーム３を傾斜させるように働
き、この傾斜はビーム３の他端部に設けられた変位セン
サ６によって電気信号に変換される。変位センサ６の出
力はＰＩＤ制御回路７の入力となってフォースコイル８
に流れる電流の大きさを変化させる。フォースコイル８
は永久磁石９によって作られる静磁場内に置かれてお
り、ここに電流が流れると静磁場中の磁束密度とフォー
スコイル８に流れる電流の大きさに応じた電磁力が発生
する。この電磁力は秤量皿１上の被測定荷重Ｗに抗して
ビーム３をバランスさせるように働き、結局、ビーム３
をバランス状態させるのに要する電流が被測定荷重Ｗと
比例することになる。フォースコイル９に流れる電流は
抵抗１０によって電圧信号に変換された後にスイッチ１
１を介してＡ−Ｄ変換器１２に導入され、デジタル化さ
れた後にマイクロコンピュータ１３に採り込まれる。な
お、実際には、永久磁石７にはその両極にヨークおよび
ポールピースが装着され、フォースコイル８はこれらに
よって作られた円筒状の一様な磁場空間に沿って巻回さ
れる。また、天びんメカニズムの固定部５は、図におい
ては天びんケース１４に対して細いくびれ部５ａ，５ｂ
を介して固定されているようになっているが、これはこ
の部分の熱抵抗が大きいことを意味するものであって、
実際にはこのようなくびれ部はない。
【００１５】マイクロコンピュータ１３では、Ａ−Ｄ変
換器１２から採取したフォースコイル８に流れる電流に
比例するデジタルデータを質量値に換算して表示器１５
に表示するが、この質量換算に当たっては、第１に永久
磁石９の温度による発生磁場強度の補償が必要であり、
第２に言わばキログラム原器に相当する基準電圧の温度
補償が必要で、更に第３には総合的に系を温度補償すべ
く周囲温度を監視する必要がある。
換器１２から採取したフォースコイル８に流れる電流に
比例するデジタルデータを質量値に換算して表示器１５
に表示するが、この質量換算に当たっては、第１に永久
磁石９の温度による発生磁場強度の補償が必要であり、
第２に言わばキログラム原器に相当する基準電圧の温度
補償が必要で、更に第３には総合的に系を温度補償すべ
く周囲温度を監視する必要がある。
【００１６】さて、本発明実施例では、永久磁石９の中
央部に設けられた孔内に温度センサ１６が配設されてい
るとともに、その温度センサ１６と天びんケース１４と
の間に、基準電圧発生素子１７が配設されている。この
基準電圧発生素子１７は恒温タイプものではなく、所定
の温度係数を有する通常の安価な素子である。そして、
温度センサ１６の出力は温度計測回路１８を介して、ま
た、基準電圧発生素子１７からの電圧信号は基準電圧発
生回路１９を介して、それぞれスイッチ１１を経てＡ−
Ｄ変換器１２に導入されている。スイッチ１１は、マイ
クロコンピュータ１３からの指令により、通常は抵抗を
介して供給されるフォースコイル８の電流の計測信号を
導入しているが、所定のインターバルによって温度計測
回路１８の出力と基準電圧発生回路１９の出力を導入し
てデジタル化するように構成されている。また、温度計
測回路１８からの温度計測信号は基準温度発生回路１９
に導かれ、温度センサ１６による温度検出結果に応じて
基準電圧信号の大きさが補正されるようになっている。
央部に設けられた孔内に温度センサ１６が配設されてい
るとともに、その温度センサ１６と天びんケース１４と
の間に、基準電圧発生素子１７が配設されている。この
基準電圧発生素子１７は恒温タイプものではなく、所定
の温度係数を有する通常の安価な素子である。そして、
温度センサ１６の出力は温度計測回路１８を介して、ま
た、基準電圧発生素子１７からの電圧信号は基準電圧発
生回路１９を介して、それぞれスイッチ１１を経てＡ−
Ｄ変換器１２に導入されている。スイッチ１１は、マイ
クロコンピュータ１３からの指令により、通常は抵抗を
介して供給されるフォースコイル８の電流の計測信号を
導入しているが、所定のインターバルによって温度計測
回路１８の出力と基準電圧発生回路１９の出力を導入し
てデジタル化するように構成されている。また、温度計
測回路１８からの温度計測信号は基準温度発生回路１９
に導かれ、温度センサ１６による温度検出結果に応じて
基準電圧信号の大きさが補正されるようになっている。
【００１７】ここで、温度センサ１６と基準電圧発生素
子１７の配設位置は、永久磁石９および天びんケース１
４との関連において熱的には、電源投入時等の過渡状態
で図２に示すように位置となっている。すなわち、永久
磁石９の熱は熱容量の大きな天びんケース１４に向かっ
て放熱されるが、その放熱路の途中に温度センサ１６お
よび基準電圧発生素子１７が配置され、温度センサ１６
は熱的には周辺温度（外気温度）と磁石温度とのほぼ中
間位置であり、基準電圧発生素子１７は熱的にはその温
度センサ１６と周囲温度との中間位置、つまり磁石温度
と周囲温度との間の周囲温度側から１／４程度の位置で
ある。
子１７の配設位置は、永久磁石９および天びんケース１
４との関連において熱的には、電源投入時等の過渡状態
で図２に示すように位置となっている。すなわち、永久
磁石９の熱は熱容量の大きな天びんケース１４に向かっ
て放熱されるが、その放熱路の途中に温度センサ１６お
よび基準電圧発生素子１７が配置され、温度センサ１６
は熱的には周辺温度（外気温度）と磁石温度とのほぼ中
間位置であり、基準電圧発生素子１７は熱的にはその温
度センサ１６と周囲温度との中間位置、つまり磁石温度
と周囲温度との間の周囲温度側から１／４程度の位置で
ある。
【００１８】このような配置によると、温度センサ１６
の出力は永久磁石９の温度のみならず基準電圧発生素子
１７の温度のいずれをも表す信号となる。つまり、永久
磁石９のみならず基準電圧発生素子１７も温度センサ１
６の管理下に置かれ、なおかつ、基準電圧発生素子１７
は、温度センサ１６よりも熱的に大容量の天びんケース
１４すなわち周囲温度側に配置されていることから、こ
の基準電圧発生素子１７は永久磁石９ほどには過渡的な
温度変化の影響を受けにくい。
の出力は永久磁石９の温度のみならず基準電圧発生素子
１７の温度のいずれをも表す信号となる。つまり、永久
磁石９のみならず基準電圧発生素子１７も温度センサ１
６の管理下に置かれ、なおかつ、基準電圧発生素子１７
は、温度センサ１６よりも熱的に大容量の天びんケース
１４すなわち周囲温度側に配置されていることから、こ
の基準電圧発生素子１７は永久磁石９ほどには過渡的な
温度変化の影響を受けにくい。
【００１９】従って、基準電圧発生素子１７は、電源投
入時あるいは秤量時のフォースコイル８に流れる電流に
よる永久磁石９の温度変化に追従してある程度温度が変
化してその出力電圧が変化するが、この温度変化による
電圧変化は温度センサ１６からの出力に基づく温度計測
回路１８からの温度計測信号によって補正され、Ａ−Ｄ
変換器１２を介してマイクロコンピュータ１３に採り込
まれることになり、電源投入時ないしは秤量中の発熱に
より永久磁石９および温度センサ１６並びに基準温度発
生素子１７を含む各部の温度分布が一様でない場合にお
いても、温度センサ１６の出力に基づいて永久磁石９に
よる磁界の温度補償、基準電圧素子１７による発生電圧
の温度補償、並びに周囲温度変化に対する総合的な温度
補償が可能となる。
入時あるいは秤量時のフォースコイル８に流れる電流に
よる永久磁石９の温度変化に追従してある程度温度が変
化してその出力電圧が変化するが、この温度変化による
電圧変化は温度センサ１６からの出力に基づく温度計測
回路１８からの温度計測信号によって補正され、Ａ−Ｄ
変換器１２を介してマイクロコンピュータ１３に採り込
まれることになり、電源投入時ないしは秤量中の発熱に
より永久磁石９および温度センサ１６並びに基準温度発
生素子１７を含む各部の温度分布が一様でない場合にお
いても、温度センサ１６の出力に基づいて永久磁石９に
よる磁界の温度補償、基準電圧素子１７による発生電圧
の温度補償、並びに周囲温度変化に対する総合的な温度
補償が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
永久磁石の天びんケースへの放熱通路の途中に基準電圧
発生素子を設けるとともに、この基準電圧発生素子と永
久磁石との熱的中間に温度センサを設け、この温度セン
サによって永久磁石および基準電圧発生素子の温度を管
理するように構成しているから、１個の温度センサを用
いた簡単な構成のもとに、電源投入時等の熱的過渡状態
において、永久磁石の温度補償のみならず基準電圧発生
素子の温度補償を容易に行うことが可能となる。また、
このように基準電圧発生素子は温度センサの管理下に置
かれるため、温度係数が比較的大きな安価な素子を用い
ることができ、コストの低減をも達成できる。
永久磁石の天びんケースへの放熱通路の途中に基準電圧
発生素子を設けるとともに、この基準電圧発生素子と永
久磁石との熱的中間に温度センサを設け、この温度セン
サによって永久磁石および基準電圧発生素子の温度を管
理するように構成しているから、１個の温度センサを用
いた簡単な構成のもとに、電源投入時等の熱的過渡状態
において、永久磁石の温度補償のみならず基準電圧発生
素子の温度補償を容易に行うことが可能となる。また、
このように基準電圧発生素子は温度センサの管理下に置
かれるため、温度係数が比較的大きな安価な素子を用い
ることができ、コストの低減をも達成できる。
【図１】本発明実施例の天びんケース内部のメカニズム
を表す模式図と、電気回路図を表すブロック図とを併記
して示す構成図
を表す模式図と、電気回路図を表すブロック図とを併記
して示す構成図
【図２】その温度センサ１６および基準電圧発生素子１
７の熱的配設位置を示すグラフ
７の熱的配設位置を示すグラフ
１ 秤量皿 ２ ロバーバル機構 ３ ビーム ４ 弾性支点 ５ 固定部 ６ 変位センサ ７ ＰＩＤ制御回路 ８ フォースコイル ９ 永久磁石 １１ スイッチ １２ Ａ−Ｄ変換器 １３ マイクロコンピュータ １４ 天びんケース １６ 温度センサ １７ 基準電圧発生素子 １８ 温度計測回路 １９ 基準電圧発生回路
Claims (1)
- 【請求項１】 永久磁石による磁界中に置かれたフォー
スコイルに電流を流すことによって発生する電磁力を、
被測定荷重と釣り合わせ、その釣り合い状態で上記フォ
ースコイルに流れる電流の大きさから被測定荷重の大き
さを求める電子天びんにおいて、天びんケースに通じる
上記永久磁石の放熱通路の途中に基準電圧発生素子が設
けられ、この基準電圧発生素子と上記永久磁石との熱的
中間位置に温度補償用の温度センサが配置されているこ
とを特徴とする電子天びん。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24268793A JP3191525B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 電子天びん |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24268793A JP3191525B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 電子天びん |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0798241A true JPH0798241A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3191525B2 JP3191525B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=17092746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24268793A Expired - Fee Related JP3191525B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 電子天びん |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191525B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11307078B2 (en) | 2018-12-21 | 2022-04-19 | Wipotec Gmbh | Scale with overload detection measured by auxiliary voltage |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP24268793A patent/JP3191525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11307078B2 (en) | 2018-12-21 | 2022-04-19 | Wipotec Gmbh | Scale with overload detection measured by auxiliary voltage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3191525B2 (ja) | 2001-07-23 |
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