JPH08114489A - 電磁式天びん - Google Patents
電磁式天びんInfo
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- JPH08114489A JPH08114489A JP25168794A JP25168794A JPH08114489A JP H08114489 A JPH08114489 A JP H08114489A JP 25168794 A JP25168794 A JP 25168794A JP 25168794 A JP25168794 A JP 25168794A JP H08114489 A JPH08114489 A JP H08114489A
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- Japan
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- temperature
- load
- balance
- temperature sensor
- digital filter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 荷重を電磁式天びんにかけたときに電磁力平
衡部に発生する熱による温度変化補償を容易に行い、個
々の天びんの個体差に対応する。 【構成】 フォースコイル５から発生する熱によって電
磁力平衡部の磁石の温度が変化するが、その代表的温度
の変化速度より速く温度が変化する位置に温度センサー
１１を設置し、その温度センサーの出力をデジタルフィ
ルターにより遅らせることによって前記磁石の代表的温
度の変化速度と一致させて温度補償を行う。
衡部に発生する熱による温度変化補償を容易に行い、個
々の天びんの個体差に対応する。 【構成】 フォースコイル５から発生する熱によって電
磁力平衡部の磁石の温度が変化するが、その代表的温度
の変化速度より速く温度が変化する位置に温度センサー
１１を設置し、その温度センサーの出力をデジタルフィ
ルターにより遅らせることによって前記磁石の代表的温
度の変化速度と一致させて温度補償を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】質量または力を測定する電磁式天
びんに関する。
びんに関する。
【０００２】
【従来の技術】天びんは温度の変化によってわずかなが
ら出力が変化するので、精密な天びんでは温度に対する
補償をする必要がある。その温度の変化としては、室温
などの環境温度の変化のほかに、天びん自身が発生する
熱も考慮にいれなければならない。とくに電磁式天びん
において、試料を乗せるなどして荷重をかけると電磁力
平衡部のコイルに流れる電流によって熱が発生し、コイ
ルや磁石の温度を上昇させることになる。この現象は、
荷重負荷のかかっていない天びんにいきなりフルスパン
に近い荷重をかけたとき、あるいは、その逆に急に負荷
を外したの場合に顕著に現れる。
ら出力が変化するので、精密な天びんでは温度に対する
補償をする必要がある。その温度の変化としては、室温
などの環境温度の変化のほかに、天びん自身が発生する
熱も考慮にいれなければならない。とくに電磁式天びん
において、試料を乗せるなどして荷重をかけると電磁力
平衡部のコイルに流れる電流によって熱が発生し、コイ
ルや磁石の温度を上昇させることになる。この現象は、
荷重負荷のかかっていない天びんにいきなりフルスパン
に近い荷重をかけたとき、あるいは、その逆に急に負荷
を外したの場合に顕著に現れる。
【０００３】従来は、ひとつの磁石用温度センサーのみ
で環境温度変化も保障する場合が多いが、より温度の変
化による測定値の変動を打ち消す目的で、環境温度の変
化を検出する温度センサーを設けて室温の変化に対する
補償を行うとともに、磁石用温度センサーをそれとは別
に設けて、天びんに荷重を加えたときにコイルで発生す
る熱により磁石の温度が上昇し、これによってその磁石
が発生している磁場が変化して重量測定値が変動する分
も補償するものもあった。このような従来例として特公
平５−６８６４５には、ケースに固定されたビ−ムの支
持部材とコイル支持枠体のそれぞれに温度センサーを設
けた例が記載されている。
で環境温度変化も保障する場合が多いが、より温度の変
化による測定値の変動を打ち消す目的で、環境温度の変
化を検出する温度センサーを設けて室温の変化に対する
補償を行うとともに、磁石用温度センサーをそれとは別
に設けて、天びんに荷重を加えたときにコイルで発生す
る熱により磁石の温度が上昇し、これによってその磁石
が発生している磁場が変化して重量測定値が変動する分
も補償するものもあった。このような従来例として特公
平５−６８６４５には、ケースに固定されたビ−ムの支
持部材とコイル支持枠体のそれぞれに温度センサーを設
けた例が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電磁力平衡
部内の磁石またはポールピースに貼り付けた温度センサ
ーはその磁石の代表的温度の変化に忠実に追随するとは
限らないので、荷重を加えたときの天びん出力の時間的
変化（クリープとよぶ）を的確に補償するには、センサ
ーの設置条件をいろいろに変て多くのテストを繰り返す
など、面倒な準備作業が必要であった。具体的には、温
度センサーの熱容量とコイルからの距離、温度センサー
の取り付け場所、ポールピースやヨークの熱容量の大
小、磁石の熱伝導度、温度センサーの熱応答性、などの
条件を的確に合わせる必要があった。さらには、個々の
天びんのわずかな個体差により条件が変わってしまうの
で、個々の天びんに対して十分な補償を行うことが困難
であった。
部内の磁石またはポールピースに貼り付けた温度センサ
ーはその磁石の代表的温度の変化に忠実に追随するとは
限らないので、荷重を加えたときの天びん出力の時間的
変化（クリープとよぶ）を的確に補償するには、センサ
ーの設置条件をいろいろに変て多くのテストを繰り返す
など、面倒な準備作業が必要であった。具体的には、温
度センサーの熱容量とコイルからの距離、温度センサー
の取り付け場所、ポールピースやヨークの熱容量の大
小、磁石の熱伝導度、温度センサーの熱応答性、などの
条件を的確に合わせる必要があった。さらには、個々の
天びんのわずかな個体差により条件が変わってしまうの
で、個々の天びんに対して十分な補償を行うことが困難
であった。
【０００５】ここでいう磁石の代表的温度とは、その磁
石によって発生している磁界の強さすなわち磁束密度に
直接関係すると考えられる温度である。これは一般的に
は磁石の各部分の温度が均一でない場合の磁石全体の平
均温度と考えてもよい。
石によって発生している磁界の強さすなわち磁束密度に
直接関係すると考えられる温度である。これは一般的に
は磁石の各部分の温度が均一でない場合の磁石全体の平
均温度と考えてもよい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、荷重をかけたときに電磁力平衡部に発生
する熱による温度変化に起因して、重量測定値の出力が
変化することの補償を行う電磁式天びんにおいて、前記
電磁力平衡部内の磁石の代表的温度の変化速度より速く
温度が変化する位置に、熱容量が小さく応答の速い温度
センサーを設置し、その温度センサーの出力をデジタル
フィルターにより遅らせることによって前記磁石の代表
的温度の変化速度と一致させて温度補償を行うようにし
た。
決するために、荷重をかけたときに電磁力平衡部に発生
する熱による温度変化に起因して、重量測定値の出力が
変化することの補償を行う電磁式天びんにおいて、前記
電磁力平衡部内の磁石の代表的温度の変化速度より速く
温度が変化する位置に、熱容量が小さく応答の速い温度
センサーを設置し、その温度センサーの出力をデジタル
フィルターにより遅らせることによって前記磁石の代表
的温度の変化速度と一致させて温度補償を行うようにし
た。
【０００７】ここでいう「磁石の代表的温度の変化速度
より速く温度が変化する位置」とは、磁石の温度変化が
電磁力平衡用のコイルの発熱に起因する場合、例えば磁
石の中心部の温度が磁束密度の変化に関係していると考
えると、この中心部よりコイル側に近い位置が前記に定
義した位置になる。より具体的には磁石の磁束をポ−ル
ピ−スやヨークを介してコイル周辺に誘導しているよう
なケースでは、このポールピースまたはその周縁の位置
がこれに該当する。
より速く温度が変化する位置」とは、磁石の温度変化が
電磁力平衡用のコイルの発熱に起因する場合、例えば磁
石の中心部の温度が磁束密度の変化に関係していると考
えると、この中心部よりコイル側に近い位置が前記に定
義した位置になる。より具体的には磁石の磁束をポ−ル
ピ−スやヨークを介してコイル周辺に誘導しているよう
なケースでは、このポールピースまたはその周縁の位置
がこれに該当する。
【０００８】
【作用】熱容量が小さく応答の速い温度センサーを磁石
の代表的温度の変化速度より速く温度が変化する位置に
設けたので、その温度センサーの出力は磁石の代表的温
度よりも速く変化する。その出力をデジタルフィルター
を通すことにより任意に遅らせて磁石の代表的温度にあ
わせて温度補償を行うことによって天びん出力のクリー
プ現象を最小限におさえることができる。デジタルフィ
ルターでの遅れ量の設定は簡単なので、従来例の課題で
記したように、条件合わせのために多くの試行錯誤を繰
り返す必要がなく、個々の天びんの個体差にも対応する
ことができる。
の代表的温度の変化速度より速く温度が変化する位置に
設けたので、その温度センサーの出力は磁石の代表的温
度よりも速く変化する。その出力をデジタルフィルター
を通すことにより任意に遅らせて磁石の代表的温度にあ
わせて温度補償を行うことによって天びん出力のクリー
プ現象を最小限におさえることができる。デジタルフィ
ルターでの遅れ量の設定は簡単なので、従来例の課題で
記したように、条件合わせのために多くの試行錯誤を繰
り返す必要がなく、個々の天びんの個体差にも対応する
ことができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例である電磁式天びん
の全体構成図である。荷重１は支点１６を介してビーム
２に伝わり、ビームが動こうとする。変位センサー３が
ずれを検出するとサーボアンプ４の働きでそのずれがな
くなるようにフォースコイル５に電流ｉが流れ、そのコ
イルが発生する磁界と磁石１４による磁界Ｈの相互作用
による力と荷重１大きさがつりあって平衡状態となる。
この電流ｉは荷重に比例した大きさであり、抵抗Ｒを流
れることで電圧Ｖに変換され、その電圧ＶはＡ／Ｄ変換
器６によりデジタルデータに変換され制御部７に取り込
まれる。制御部７は取り込んだデータを重量値に変換し
て表示器８に表示する。操作キー９は制御部に各種の指
令を与えるものである。制御部７はマイクロコンピュー
タを主体として構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、Ｉ／Ｏポートなどのほかに温度センサーからのアナ
ログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器など
を含む。制御部７はＲＯＭ内に書かれているソフトウェ
アによってデジタルフィルター７１および各種の演算を
行う演算部７２を構成しており、とくに温度センサー１
１および１２からの信号はデジタルフィルター７１の処
理を経て演算され、温度補償に使われる。
の全体構成図である。荷重１は支点１６を介してビーム
２に伝わり、ビームが動こうとする。変位センサー３が
ずれを検出するとサーボアンプ４の働きでそのずれがな
くなるようにフォースコイル５に電流ｉが流れ、そのコ
イルが発生する磁界と磁石１４による磁界Ｈの相互作用
による力と荷重１大きさがつりあって平衡状態となる。
この電流ｉは荷重に比例した大きさであり、抵抗Ｒを流
れることで電圧Ｖに変換され、その電圧ＶはＡ／Ｄ変換
器６によりデジタルデータに変換され制御部７に取り込
まれる。制御部７は取り込んだデータを重量値に変換し
て表示器８に表示する。操作キー９は制御部に各種の指
令を与えるものである。制御部７はマイクロコンピュー
タを主体として構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、Ｉ／Ｏポートなどのほかに温度センサーからのアナ
ログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器など
を含む。制御部７はＲＯＭ内に書かれているソフトウェ
アによってデジタルフィルター７１および各種の演算を
行う演算部７２を構成しており、とくに温度センサー１
１および１２からの信号はデジタルフィルター７１の処
理を経て演算され、温度補償に使われる。
【００１０】ポールピース１３にスパンドリフト補正用
の温度センサー１１が貼りつけてあり、それとは別にゼ
ロドリフト補正用の温度センサー１２が設けてある。荷
重が加わるとそれに比例してフォースコイル５に電流ｉ
が流れ、フォースコイル抵抗をｒとするとｉ2 ｒなる電
力でフォースコイルの近くにあるポールピース１３を加
熱する。温度センサー１１は磁石の代表的温度の変化よ
り少し早めに変化する熱容量と位置が選んでポールピー
ス１３に貼りつけてある。図２は、負荷がゼロの状態か
らある値の負荷をかけた場合に、負荷をかけた時刻ｔ0
から数分から数十分程度の時間の経過とともに温度補正
後の質量の表示値がどの様に変化していくかを示す図で
ある。かけた負荷の質量値を３０００ｇとして例示して
ある。温度センサー１１の温度が磁石の代表温度の上昇
より少し早めにあがり、デジタルフィルターをかけない
で温度補正すると、図２のｂ線のごとく表示値が変化す
る。その状態でデジタルフィルターをかけ適当な遅れを
温度センサー１１の出力に与えると図２のａ線のように
表示値はすみやかに一定値に安定する。温度センサー１
１の熱容量が大きすぎたりコイルから遠すぎると図２の
ｃ線のごとくなる。
の温度センサー１１が貼りつけてあり、それとは別にゼ
ロドリフト補正用の温度センサー１２が設けてある。荷
重が加わるとそれに比例してフォースコイル５に電流ｉ
が流れ、フォースコイル抵抗をｒとするとｉ2 ｒなる電
力でフォースコイルの近くにあるポールピース１３を加
熱する。温度センサー１１は磁石の代表的温度の変化よ
り少し早めに変化する熱容量と位置が選んでポールピー
ス１３に貼りつけてある。図２は、負荷がゼロの状態か
らある値の負荷をかけた場合に、負荷をかけた時刻ｔ0
から数分から数十分程度の時間の経過とともに温度補正
後の質量の表示値がどの様に変化していくかを示す図で
ある。かけた負荷の質量値を３０００ｇとして例示して
ある。温度センサー１１の温度が磁石の代表温度の上昇
より少し早めにあがり、デジタルフィルターをかけない
で温度補正すると、図２のｂ線のごとく表示値が変化す
る。その状態でデジタルフィルターをかけ適当な遅れを
温度センサー１１の出力に与えると図２のａ線のように
表示値はすみやかに一定値に安定する。温度センサー１
１の熱容量が大きすぎたりコイルから遠すぎると図２の
ｃ線のごとくなる。
【００１１】ここで図２のａ線とｂ線の極小値との差を
δとすると、このあとで説明するように、この最大偏差
量δの値からデジタルフィルターの定数Ｋを求めること
ができる。
δとすると、このあとで説明するように、この最大偏差
量δの値からデジタルフィルターの定数Ｋを求めること
ができる。
【００１２】次に温度センサー１１および１２の出力を
使ってどのように温度補償を行うのかの手順を説明す
る。温度変化によって天びん出力のスパンとゼロ点がど
の程度変化するのかを表すスパン温度補正係数αs とゼ
ロ温度補正係数αz を次のように定義しておく。 Ｗm ＝（１＋αs （Ｔm −Ｔs ））Ｗs ＋αz （Ｔm −Ｔs ） …(1) ここで Ｗm ：温度補正しないときの表示質量 Ｗs ：真の質量 Ｔm ：測定時の温度 Ｔs ：真の質量を表示するときの温度 である。
使ってどのように温度補償を行うのかの手順を説明す
る。温度変化によって天びん出力のスパンとゼロ点がど
の程度変化するのかを表すスパン温度補正係数αs とゼ
ロ温度補正係数αz を次のように定義しておく。 Ｗm ＝（１＋αs （Ｔm −Ｔs ））Ｗs ＋αz （Ｔm −Ｔs ） …(1) ここで Ｗm ：温度補正しないときの表示質量 Ｗs ：真の質量 Ｔm ：測定時の温度 Ｔs ：真の質量を表示するときの温度 である。
【００１３】（手順１）まず初めにスパン温度補正係数
αs とゼロ温度補正係数αz を求める必要がある。これ
は試作機製造の最終段階で一度行えばよいもので、次の
ように行う。天びんを組み上げたら温度試験槽に入れ、
例えば１０℃と３０℃に、装置全体をおのおの数時間保
って、そのときの温度センサー１１と１２の出力と、天
びんのゼロ荷重のときの出力とフルスパン荷重のときの
出力を測定することにより得られる。スパン温度補正係
数αs およびゼロ温度補正係数αz は次の式で与えられ
る。 αs ＝（（Ｗs30 −Ｗz30 ）−（Ｗs10 −Ｗz10 ）） ／（（Ｗs10 −Ｗz10 ）・（Ｔs30 −Ｔs10 ））…(2) αz ＝（Ｗz30 −Ｗz10 ）／（Ｔz30 −Ｔz10 ） …(3) ここで Ｗs30 ：３０℃、フルスパン荷重の質量表示値 Ｗz30 ：３０℃、ゼロ荷重の質量表示値 Ｗs10 ：１０℃、フルスパン荷重の質量表示値 Ｗz10 ：１０℃、ゼロ荷重の質量表示値 Ｔs30 ：３０℃、フルスパン荷重の温度センサー１１の
出力値 Ｔs10 ：１０℃、フルスパン荷重の温度センサー１１の
出力値 Ｔz30 ：３０℃、ゼロ荷重の温度センサー１２の出力値 Ｔz10 ：１０℃、ゼロ荷重の温度センサー１２の出力値 である。
αs とゼロ温度補正係数αz を求める必要がある。これ
は試作機製造の最終段階で一度行えばよいもので、次の
ように行う。天びんを組み上げたら温度試験槽に入れ、
例えば１０℃と３０℃に、装置全体をおのおの数時間保
って、そのときの温度センサー１１と１２の出力と、天
びんのゼロ荷重のときの出力とフルスパン荷重のときの
出力を測定することにより得られる。スパン温度補正係
数αs およびゼロ温度補正係数αz は次の式で与えられ
る。 αs ＝（（Ｗs30 −Ｗz30 ）−（Ｗs10 −Ｗz10 ）） ／（（Ｗs10 −Ｗz10 ）・（Ｔs30 −Ｔs10 ））…(2) αz ＝（Ｗz30 −Ｗz10 ）／（Ｔz30 −Ｔz10 ） …(3) ここで Ｗs30 ：３０℃、フルスパン荷重の質量表示値 Ｗz30 ：３０℃、ゼロ荷重の質量表示値 Ｗs10 ：１０℃、フルスパン荷重の質量表示値 Ｗz10 ：１０℃、ゼロ荷重の質量表示値 Ｔs30 ：３０℃、フルスパン荷重の温度センサー１１の
出力値 Ｔs10 ：１０℃、フルスパン荷重の温度センサー１１の
出力値 Ｔz30 ：３０℃、ゼロ荷重の温度センサー１２の出力値 Ｔz10 ：１０℃、ゼロ荷重の温度センサー１２の出力値 である。
【００１４】（手順２）温度センサー１１の出力に最適
な遅れを与えるデジタルフィルターの定数Ｋを求める。
フルスパンの荷重を加え時間に対する質量表示値（図２
のデータ）を数分間ないし数十分間測定する。このとき
デジタルフィルターはかけない状態で測定する。この測
定で得られた最大偏差量δからデジタルフィルターで与
えるべき定数Ｋの値を求める。最大偏差量δから定数Ｋ
の値を求めるには、あらかじめ実験で求めたテーブルを
用いる。
な遅れを与えるデジタルフィルターの定数Ｋを求める。
フルスパンの荷重を加え時間に対する質量表示値（図２
のデータ）を数分間ないし数十分間測定する。このとき
デジタルフィルターはかけない状態で測定する。この測
定で得られた最大偏差量δからデジタルフィルターで与
えるべき定数Ｋの値を求める。最大偏差量δから定数Ｋ
の値を求めるには、あらかじめ実験で求めたテーブルを
用いる。
【００１５】デジタルフィルターは例えば次の式で与え
られる。 Ｙn ＝（（Ｋ−１）／Ｋ）Ｙn-1 ＋（１／Ｋ）Ｄn …(4) ここで Ｙn ：デジタルフィルター通った後のｎ回目のセンサー
出力 Ｄn ：生のｎ回目のセンサー出力 Ｋ ：遅れを与える定数（正の整数） である。
られる。 Ｙn ＝（（Ｋ−１）／Ｋ）Ｙn-1 ＋（１／Ｋ）Ｄn …(4) ここで Ｙn ：デジタルフィルター通った後のｎ回目のセンサー
出力 Ｄn ：生のｎ回目のセンサー出力 Ｋ ：遅れを与える定数（正の整数） である。
【００１６】最大偏差量δから定数Ｋの値を求める実験
とは、ある最大偏差量δがあった場合に、図２のａ線の
ような出力が得られるように補正する定数Ｋの値を試行
錯誤によって見つける実験である。それをいくつかのδ
に対して求めておく。一度δとＫの関係をあらわす表
（または式）ができあがれば、以後は電磁力平衡部の構
造を大幅に変えないかぎりは同じ関係を用いることがで
きる。
とは、ある最大偏差量δがあった場合に、図２のａ線の
ような出力が得られるように補正する定数Ｋの値を試行
錯誤によって見つける実験である。それをいくつかのδ
に対して求めておく。一度δとＫの関係をあらわす表
（または式）ができあがれば、以後は電磁力平衡部の構
造を大幅に変えないかぎりは同じ関係を用いることがで
きる。
【００１７】（手順３）以上の手順の後の通常の測定で
は、温度センサー１１の出力を上記手順２で求めたＫの
値を使ったデジタルフィルターで遅らせたデータＹn か
らそのときの温度Ｔsmを求め、上記手順１で求めたスパ
ン温度補正係数αs およびゼロ温度補正係数αz を使っ
て荷重測定値を補正することによって、クリープ現象の
ない正しい質量値をただちに表示することができる。補
正された質量値は次の式で与えられる。 Ｗd ＝（Ｗm −αz （Ｔzm−Ｔz ））／（１＋αs （Ｔsm−Ｔs ））…(5) ここで Ｗd ：補正された質量表示値 Ｗm ：そのときの質量測定値（補正前） Ｔsm：そのときの温度センサー１１の出力から計算した
温度 Ｔzm：そのときの温度センサー１２の出力から計算した
温度 Ｔs ：真の質量を表示するときの温度センサー１１の温
度 Ｔz ：ゼロを表示するときの温度センサー１２の温度 なお、デジタルフィルターは遅れを与えるだけでなく、
データのフィルタリングも行われるから温度データの安
定化にも役立ち、ひいては測定値の安定化にもつなが
る。環境変化による温度変化はスパンいっぱいの荷重を
加えたときに比べてずっと温度変化が緩やかであるた
め、上記デジタルフィルターによる影響は少なく、どち
らもうまく補正が行われるようになる。
は、温度センサー１１の出力を上記手順２で求めたＫの
値を使ったデジタルフィルターで遅らせたデータＹn か
らそのときの温度Ｔsmを求め、上記手順１で求めたスパ
ン温度補正係数αs およびゼロ温度補正係数αz を使っ
て荷重測定値を補正することによって、クリープ現象の
ない正しい質量値をただちに表示することができる。補
正された質量値は次の式で与えられる。 Ｗd ＝（Ｗm −αz （Ｔzm−Ｔz ））／（１＋αs （Ｔsm−Ｔs ））…(5) ここで Ｗd ：補正された質量表示値 Ｗm ：そのときの質量測定値（補正前） Ｔsm：そのときの温度センサー１１の出力から計算した
温度 Ｔzm：そのときの温度センサー１２の出力から計算した
温度 Ｔs ：真の質量を表示するときの温度センサー１１の温
度 Ｔz ：ゼロを表示するときの温度センサー１２の温度 なお、デジタルフィルターは遅れを与えるだけでなく、
データのフィルタリングも行われるから温度データの安
定化にも役立ち、ひいては測定値の安定化にもつなが
る。環境変化による温度変化はスパンいっぱいの荷重を
加えたときに比べてずっと温度変化が緩やかであるた
め、上記デジタルフィルターによる影響は少なく、どち
らもうまく補正が行われるようになる。
【００１８】上記の手順２で、定数Ｋを求めることは比
較的短い時間で行うことができるので１台ごとの調整も
十分可能であり、それぞれの天びんに最適な遅れを与え
る定数Ｋを求められる。
較的短い時間で行うことができるので１台ごとの調整も
十分可能であり、それぞれの天びんに最適な遅れを与え
る定数Ｋを求められる。
【００１９】ゼロドリフトの補正も上記スパンドリフト
の補正と同様な考え方を採用することができる。すなわ
ちゼロドリフト補正用の温度センサー１２の出力が、天
びんのゼロ点に関係する環境温度変化を正確に代表して
いない場合に、前記センサーの出力をデジタルフィルタ
ーで処理することによって、補正の精度を上げることが
できる。たとえば手順１でやったように、ゼロ温度セン
サー１２の出力をチェックし、温度センサー１２出力と
ゼロドリフトの安定までの時間差を求め、これからゼロ
ドリフト補正用デジタルフィルターの定数Ｋ´を求め、
以後温度センサー１２の出力をデジタルフィルターで処
理した後の出力で補正するようにすれば温度センサー１
２が早すぎて一時的な過補正になることがない。
の補正と同様な考え方を採用することができる。すなわ
ちゼロドリフト補正用の温度センサー１２の出力が、天
びんのゼロ点に関係する環境温度変化を正確に代表して
いない場合に、前記センサーの出力をデジタルフィルタ
ーで処理することによって、補正の精度を上げることが
できる。たとえば手順１でやったように、ゼロ温度セン
サー１２の出力をチェックし、温度センサー１２出力と
ゼロドリフトの安定までの時間差を求め、これからゼロ
ドリフト補正用デジタルフィルターの定数Ｋ´を求め、
以後温度センサー１２の出力をデジタルフィルターで処
理した後の出力で補正するようにすれば温度センサー１
２が早すぎて一時的な過補正になることがない。
【００２０】ここで式(4) で表されるデジタルフィルタ
ーについて補足説明する。数の少ないメモリーで長い時
間の遅延を作ろうとした場合に、式(4) で表されるデジ
タルフィルターを使うとＹn とＹn-1 を記憶する２つの
メモリーだけで十分である。それに加えて定数Ｋと生の
データＤn を使って遅延した信号を計算することができ
る。図３には入力がゼロからステップ状に１００％に変
化した場合のデジテルフィルター通過後の出力を示して
いる。定数Ｋを大きくするにつれて出力の遅れが大きく
なっているのがわかる。図４にはＹn が９５％に達する
までのサンプリング数ＮをＫの関数としてプロットした
ものである。 Ｎ＝３Ｋ−２ …(6) と表すことができる。また 遅延時間＝サンプリング周期×Ｎ …(7) である。
ーについて補足説明する。数の少ないメモリーで長い時
間の遅延を作ろうとした場合に、式(4) で表されるデジ
タルフィルターを使うとＹn とＹn-1 を記憶する２つの
メモリーだけで十分である。それに加えて定数Ｋと生の
データＤn を使って遅延した信号を計算することができ
る。図３には入力がゼロからステップ状に１００％に変
化した場合のデジテルフィルター通過後の出力を示して
いる。定数Ｋを大きくするにつれて出力の遅れが大きく
なっているのがわかる。図４にはＹn が９５％に達する
までのサンプリング数ＮをＫの関数としてプロットした
ものである。 Ｎ＝３Ｋ−２ …(6) と表すことができる。また 遅延時間＝サンプリング周期×Ｎ …(7) である。
【００２１】
【発明の効果】温度センサーの実質的応答速度をデジタ
ルフィルターの手法により磁石の代表的温度にあわせて
温度補償を行うことができ、天びん出力のクリープ現象
を最小限におさえることができる。デジタルフィルター
の遅れ量の設定は簡単なので、条件合わせのための多大
な試行錯誤は必要がなく、個々の天びんの個体差にも対
応することができる。
ルフィルターの手法により磁石の代表的温度にあわせて
温度補償を行うことができ、天びん出力のクリープ現象
を最小限におさえることができる。デジタルフィルター
の遅れ量の設定は簡単なので、条件合わせのための多大
な試行錯誤は必要がなく、個々の天びんの個体差にも対
応することができる。
【００２２】１台ごとに温度補償特性を合わせ込むこと
ができるので、個々の天びんの性能を向上できる。ま
た、従来より小型の磁石でも同程度の性能が出せるの
で、磁石の小型化によりコストダウンができる。
ができるので、個々の天びんの性能を向上できる。ま
た、従来より小型の磁石でも同程度の性能が出せるの
で、磁石の小型化によりコストダウンができる。
【図１】本発明の一実施例である。
【図２】温度センサーの応答とクリープ特性を示す。
【図３】デジタルフィルターのステップ応答特性を表
す。
す。
【図４】定数Ｋと遅れの関係を表す。
１…荷重 ２…ビーム ３…変
位センサー ４…サーボアンプ ５…フォースコイル ６…Ａ
／Ｄ変換器 ７…制御部 ８…表示器 ９…操
作キー １１…温度センサー １２…温度センサー １３…
ポールピース １４…磁石 １５…ヨーク １６…
支点 Ｈ…磁界
位センサー ４…サーボアンプ ５…フォースコイル ６…Ａ
／Ｄ変換器 ７…制御部 ８…表示器 ９…操
作キー １１…温度センサー １２…温度センサー １３…
ポールピース １４…磁石 １５…ヨーク １６…
支点 Ｈ…磁界
Claims (1)
- 【請求項１】 荷重をかけたときに電磁力平衡部に発生
する熱による温度変化に起因して、重量測定値の出力が
変化することの補償を行う電磁式天びんにおいて、前記
電磁力平衡部内の磁石の代表的温度の変化速度より速く
温度が変化する位置に温度センサーを設置し、その温度
センサーの出力をデジタルフィルターにより遅らせた信
号によって温度補償を行うことを特徴とする電磁式天び
ん。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25168794A JPH08114489A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 電磁式天びん |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25168794A JPH08114489A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 電磁式天びん |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114489A true JPH08114489A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=17226521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25168794A Pending JPH08114489A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 電磁式天びん |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08114489A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012101854A1 (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 株式会社 エー・アンド・デイ | 計量装置 |
| CN111473852A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-31 | 杭州喙个科技有限公司 | 一种基于电磁感应的化妆品抽料复检装置 |
-
1994
- 1994-10-18 JP JP25168794A patent/JPH08114489A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012101854A1 (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 株式会社 エー・アンド・デイ | 計量装置 |
| US9354109B2 (en) | 2011-01-28 | 2016-05-31 | A&D Company, Limited | Weighing apparatus that correlates environmental fluctuations with weight results |
| CN111473852A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-31 | 杭州喙个科技有限公司 | 一种基于电磁感应的化妆品抽料复检装置 |
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