JPH10160551A - Electronic balance - Google Patents

Electronic balance

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JPH10160551A
JPH10160551A JP31633196A JP31633196A JPH10160551A JP H10160551 A JPH10160551 A JP H10160551A JP 31633196 A JP31633196 A JP 31633196A JP 31633196 A JP31633196 A JP 31633196A JP H10160551 A JPH10160551 A JP H10160551A
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JP
Japan
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converter
balance beam
resolution
displacement
balance
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JP31633196A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Yamaguchi
敏之 山口
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic balance having the same performance with a low-resolution A/D-converter as with a high-resolution A/D-converter, by applying a dither to the light-emitting quantity of a light emission element, and preventing the standing wave caused by the resolution of the A/D-converter from occurring. SOLUTION: The driving current of a light emission diode 41 is changed at a frequency corresponding to the frequency of an oscillator 91, and a dither is applied to the luminescence quantity of the light emission diode 41. The incident light quantities to photo-diodes 42a, 42b are momentarily changed. The output of a differential amplifier 44, i.e., displacement detected value, is momentarily changed even if the displacement quantity is constant except for the case that the displacement of a balance beam is true 0, and the input signal to an A/D-converter is momentarily changed. The PID(proportional, integral, differential) output from a PID arithmetic section is changed to various values with the elapse of time, and the balance beam is controlled to be swung according to the change and balanced at the position of the displacement 0. A specific standing wave based on resolution is resolved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子天びんに関し、
更に詳しくは、デジタルサーボ機構を備えた電子天びん
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic balance,
More specifically, the present invention relates to an electronic balance having a digital servo mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子天びんにおいては、一般に、天びん
ビームの一端に皿を係合させるとともに、そのビームに
は電磁力発生装置のフォースコイルを固着する。そし
て、その天びんビームの回動変位の検出値をPID(比
例・積分・微分)演算した結果に基づいて、ビームの回
動変位が0になるようにフォースコイルに供給する電流
の大きさを制御するとともに、その回動変位が0の平衡
状態においてフォースコイルに流れる電流の大きさから
皿に作用する被測定荷重の大きさを求め、計量表示値を
決定する。
2. Description of the Related Art Generally, in an electronic balance, a plate is engaged with one end of a balance beam, and a force coil of an electromagnetic force generator is fixed to the beam. The magnitude of the current supplied to the force coil is controlled based on the result of the PID (proportional / integral / differential) calculation of the detected value of the rotational displacement of the balance beam so that the rotational displacement of the beam becomes zero. At the same time, the magnitude of the load to be measured acting on the plate is determined from the magnitude of the current flowing through the force coil in the equilibrium state where the rotational displacement is zero, and the weighing display value is determined.

【0003】従来の電子天びんにおいては、以上のよう
なサーボ機構をアナログ回路で構成するとともに、フォ
ースコイルに流れる電流を電圧変換した後にデジタル化
し、そのデジタルデータを用いて計量表示値を決定して
いた。
In a conventional electronic balance, the above-described servo mechanism is configured by an analog circuit, and a current flowing through a force coil is converted into a voltage and then digitized, and a weighing display value is determined using the digital data. Was.

【0004】これに対し、近年、デジタルサーボ機構を
備えた電子天びんが提案されており、このデジタルサー
ボ機構を有する電子天びんにおいては、ビームの変位検
出結果をデジタル化してデジタルPID演算を施し、フ
ォースコイルに供給すべき電流値を決定するとともに、
計量表示値はデジタルPID演算結果(通常はI演算結
果)に基づいて決定する。
On the other hand, in recent years, an electronic balance having a digital servo mechanism has been proposed. In an electronic balance having this digital servo mechanism, a beam displacement detection result is digitized to perform a digital PID operation, and a force is applied. Determine the current value to be supplied to the coil,
The measurement display value is determined based on the digital PID calculation result (usually the I calculation result).

【0005】ここで、天びんビームの回動変位は、通
常、互いに対向する発光素子と受光素子の間に天びんビ
ームの一端部を挿入し、受光素子の出力から検出する方
法が採用されている。より具体的には、例えば、天びん
ビームの一端部にスリットを形成するとともに、そのス
リットを挟んで1個の発光素子と2個の受光素子とを対
向させ、その2個の受光素子の出力を差動増幅すること
によって、天びんビームの刻々の回動位置を検出する。
このような光学的位置センサにおいては、発光素子の駆
動制御は定電源回路によってドライブする固定ドライブ
方式とするか、あるいは受光素子によって発光量を検知
し、その検知結果に基づいて発光素子の発光量を一定に
制御する光量制御方式が用いられている。
Here, the rotational displacement of the balance beam is usually detected by inserting one end of the balance beam between a light emitting element and a light receiving element facing each other and detecting the output from the light receiving element. More specifically, for example, a slit is formed at one end of the balance beam, and one light emitting element and two light receiving elements are opposed to each other with the slit interposed therebetween, and the outputs of the two light receiving elements are output. The momentary rotation position of the balance beam is detected by differential amplification.
In such an optical position sensor, the drive control of the light emitting element is performed by a fixed drive method driven by a constant power supply circuit, or the light emission amount is detected by a light receiving element, and the light emission amount of the light emitting element is determined based on the detection result. Is used to control the light amount to be constant.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、天びんビー
ムの回動変位検出結果をデジタル化して取り込むデジタ
ルサーボ機構を備えた電子天びんにおいては、目標とす
る性能にもよるが、変位検出結果をデジタル化するため
のA−D変換器には16bit以上の分解能が必要とな
る。すなわち、このA−D変換器の分解能が低いと、天
びんビームがある一定の範囲を越えて変位しなければそ
のデジタル変換値は量子化エラーの範囲内に止まり、P
ID入力は一義的なものとなる結果、PID出力も一義
的な値のみとなって、フォースコイルに流れる電流値も
一義的なものとなり、制御結果は特定の定在波が生じた
状態となる。このような状態では、PID出力をどのよ
うに平均化処理しても計量表示値が安定しない。
By the way, in an electronic balance provided with a digital servo mechanism which digitizes and detects the rotational displacement detection result of the balance beam, the displacement detection result is digitized depending on the target performance. An A / D converter for performing the conversion requires a resolution of 16 bits or more. That is, if the resolution of the A / D converter is low, if the balance beam does not displace beyond a certain range, the digital conversion value remains within the range of the quantization error, and P
As a result, the ID input is unique, the PID output is also unique, the current flowing through the force coil is also unique, and the control result is a state in which a specific standing wave is generated. . In such a state, no matter how the PID output is averaged, the weighing display value is not stable.

【0007】そして、以上のようなある程度以上の高い
分解能を持ち、しかも高速のA−D変換器は高価であ
り、従って高性能の電子天びんをデジタルサーボ機構に
よって構築しようとする場合、コストアップを余儀なく
されるという問題がある。ここで、A−D変換値の分解
能を見掛け的に向上させる手段として、変位検出値をプ
リ増幅した後にA−D変換器に導くことが一般的に考え
られるが、この場合、その分ダイナミックレンジが低下
してしまうという問題が生じる。
A high-speed A / D converter having a high resolution of at least a certain level as described above is expensive. Therefore, when a high-performance electronic balance is to be constructed by a digital servo mechanism, the cost is increased. There is a problem that is forced. Here, as a means for apparently improving the resolution of the AD conversion value, it is generally considered that the displacement detection value is preamplified and then guided to the AD converter. In this case, the dynamic range is accordingly increased. Is reduced.

【0008】本発明の目的は、低い分解能のA−D変換
器を用いても、そのダイナミックレンジを低下させるこ
となく、実質的に高分解能のA−D変換器を用いた場合
と同等の結果を得ることができ、もって安価で高性能の
フルデジタルの電子天びんを提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a low-resolution A / D converter without lowering its dynamic range and substantially the same result as using a high-resolution A / D converter. To provide a low-cost, high-performance, full-digital electronic balance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施の形態を表す図1,図2を参照しつつ
説明すると、本発明の電子天びんは、被測定荷重を負荷
するための皿1を支承し、かつ、電磁力発生装置3によ
り被測定荷重に対抗する電磁力が付与される天びんビー
ム2を備えるとともに、その天びんビーム2の回動変位
を、発光素子41と受光素子42a,42bからなる光
学的位置センサ4で検出し、かつ、その検出結果をA−
D変換器5でデジタル化して、そのデジタル変位検出デ
ータを用いたデジタルPID演算によって電磁力発生装
置3による発生電磁力を決定して、天びんビーム2を平
衡状態に制御するデジタルサーボ機構を備え、かつ、そ
のPID演算結果に基づいて計量表示値を決定する電子
天びんにおいて、発光素子41の駆動回路9が、当該発
光素子41の発光量を所定の周波数で刻々と変化させる
ディザ付与手段91を含んでいることによって特徴づけ
られる。
A configuration for achieving the above object will be described with reference to FIGS. 1 and 2 showing an embodiment. The electronic balance of the present invention applies a load to be measured. And a balance beam 2 to which an electromagnetic force against the load to be measured is applied by the electromagnetic force generating device 3 and the rotational displacement of the balance beam 2 is received by the light emitting element 41. The position is detected by the optical position sensor 4 including the elements 42a and 42b, and the detection result is A-
A digital servo mechanism for digitizing by the D converter 5, determining the electromagnetic force generated by the electromagnetic force generator 3 by digital PID calculation using the digital displacement detection data, and controlling the balance beam 2 to an equilibrium state; In addition, in the electronic balance that determines the weighing display value based on the PID calculation result, the driving circuit 9 of the light emitting element 41 includes dither providing means 91 that changes the light emission amount of the light emitting element 41 at a predetermined frequency. Is characterized by

【0010】ここで、本発明においては、発光量に付与
すべきディザの波形、振幅および周波数は、それぞれ一
定としてもよいし、これらの全部もしくは任意の一つを
意図的に変化させるように制御してもよい。
Here, in the present invention, the waveform, amplitude and frequency of the dither to be given to the light emission amount may be respectively fixed, or controlled so that all or any one of them is intentionally changed. May be.

【0011】以上の本発明の構成において、発光素子4
1の発光量にディザが付与されると、受光素子42a,
42bの出力に基づく天びんビーム2の変位検出結果
は、その変位量(平衡状態からのずれ量)が一定であっ
ても発光量のディザに対応して刻々と変化し、A−D変
換器5への出力が刻々と変化する。従って、そのA−D
変換器5からのデジタル変位検出データのPID演算結
果も刻々と種々の値に変化し、A−D変換分解能に起因
する特定の定在波が消滅するため、その演算結果を基に
これを平均化して求められる計量表示値はA−D変換器
5の分解能の影響を受けない安定したものとなる。な
お、この状態では、電磁力発生装置3による発生電磁力
が発光量のディザに呼応して刻々と変化し、結局、デジ
タルサーボ機構は天びんビーム2を揺らしつつ所定の平
衡状態に位置させるように動作することになるが、ディ
ザの波形、振幅並びに周波数を天びんメカニズムに応じ
て適宜に設定しておくことにより、あるいは、系の状況
に応じて適宜に制御することにより、特に問題とはなら
ない。
In the above configuration of the present invention, the light emitting element 4
When dither is given to the light emission amount of No. 1, the light receiving elements 42a,
The displacement detection result of the balance beam 2 based on the output of the A-D converter 42b changes every moment according to the dither of the light emission amount even if the displacement amount (deviation from the equilibrium state) is constant. Output changes every moment. Therefore, the AD
The PID calculation result of the digital displacement detection data from the converter 5 also changes to various values every moment, and a specific standing wave caused by the A / D conversion resolution disappears. The weighed display value obtained by the conversion is stable without being affected by the resolution of the AD converter 5. In this state, the electromagnetic force generated by the electromagnetic force generating device 3 changes every moment in response to the dither of the light emission amount. As a result, the digital servo mechanism moves the balance beam 2 to a predetermined equilibrium state while shaking. Although it will operate, there is no particular problem by appropriately setting the waveform, amplitude, and frequency of dither according to the balance mechanism, or by appropriately controlling it according to the state of the system.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の全体
構成図で、機械的構成を示す模式図と電気的構成を示す
ブロック図とを併記して示す図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, in which a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration are shown together.

【0013】被測定荷重を負荷するための皿1は、支点
21を中心として回動自在の天びんビーム2の一端部に
支承されている。天びんビーム2には、電磁力発生装置
3のフォースコイル31が固着されている。電磁力発生
装置3は、磁気回路32が作る静磁場中にフォースコイ
ル31を可動に配置した構造を持ち、フォースコイル3
1に流れる電流の大きさに応じた電磁力を発生し、その
電磁力は、後述するように被測定荷重に抗して天びんビ
ーム2を平衡させるべく作用する。
A plate 1 for applying a load to be measured is supported on one end of a balance beam 2 which is rotatable about a fulcrum 21. A force coil 31 of the electromagnetic force generator 3 is fixed to the balance beam 2. The electromagnetic force generating device 3 has a structure in which the force coil 31 is movably arranged in a static magnetic field generated by the magnetic circuit 32.
1 generates an electromagnetic force corresponding to the magnitude of the current flowing through the balance 1 and acts to balance the balance beam 2 against the load to be measured, as described later.

【0014】天びんビーム2の回動変位は、その他端部
の先端に形成されたスリット22の位置を光学的位置セ
ンサ4で刻々と検知することによって検出される。その
変位検出結果はA−D変換器5によってデジタル化され
た後、演算装置6に刻々と取り込まれる。演算装置6
は、実際にはマイクロコンピュータとその周辺機器によ
っで構成されているが、この図においてはそのROMに
書き込まれたプログラムに基づく主要な機能ごとにブロ
ック図で示しており、デジタル変位データにPID演算
を施すPID演算部61と、そのPID演算部61から
の演算結果を用いて平均化処理等によって計量表示値を
決定する計量値演算部62を備えている。計量値演算部
62による演算結果は表示器7に表示される。また、P
ID演算部61による演算結果に基づいて電磁力発生装
置3のフォースコイル31に流れる電流の大きさが制御
され、これにより、天びんビーム2には皿1への作用荷
重に抗して当該ビーム2の回動変位を0とするための電
磁力が作用し、天びんビーム2は平衡位置にバランスす
る。この例においては、フォースコイル31にはパルス
電流が流され、そのパルス電流のデューティがPID演
算結果に基づいて変化するようになっている。
The rotational displacement of the balance beam 2 is detected by detecting the position of the slit 22 formed at the tip of the other end with the optical position sensor 4 every moment. The result of the displacement detection is digitized by the A / D converter 5, and thereafter, is taken into the arithmetic unit 6 every moment. Arithmetic unit 6
Is actually composed of a microcomputer and its peripheral devices, but in this figure, a block diagram is shown for each main function based on the program written in the ROM, and the PID is added to the digital displacement data. The PID calculator 61 includes a PID calculator 61 that performs calculations, and a metric value calculator 62 that determines a weighing display value by an averaging process or the like using the calculation results from the PID calculator 61. The calculation result by the weighing value calculation unit 62 is displayed on the display 7. Also, P
The magnitude of the current flowing through the force coil 31 of the electromagnetic force generator 3 is controlled based on the calculation result by the ID calculation unit 61, whereby the balance beam 2 is applied to the balance beam 2 against the load applied to the plate 1. An electromagnetic force is applied to reduce the rotational displacement of the balance beam to zero, and the balance beam 2 is balanced to the equilibrium position. In this example, a pulse current flows through the force coil 31, and the duty of the pulse current changes based on the PID calculation result.

【0015】すなわち、PID演算部61からの演算結
果はパルス幅変調回路81に導入され、一定の周波数を
持ち、かつ、PID演算結果に応じたデューティを持つ
パルス信号に変換される。このパルス信号はスイッチ8
2を駆動して、定電流源83からの直流電流をチョッピ
ングし、これにより、フォースコイル31には一定波高
値、一定周期で、かつそのデューティがPID演算結果
に応じて変化するパルス電流が流される。
That is, the operation result from the PID operation unit 61 is introduced into a pulse width modulation circuit 81, and is converted into a pulse signal having a constant frequency and a duty according to the PID operation result. This pulse signal is output to switch 8
2 is driven to chop the DC current from the constant current source 83, whereby a pulse current having a constant peak value, a constant cycle, and a duty of which changes according to the PID calculation result flows through the force coil 31. It is.

【0016】さて、光学的位置センサ4は、図2にその
発光ダイオードの駆動回路9とともに詳細構成図を示す
ように、1個の発光ダイオード41と、2個のフォトダ
イオード42a,42bを主体として構成され、これら
は天びんビーム2の先端部に形成されたスリットを挟ん
で対向配置されている。各フォトダイオード42a,4
2bの出力はそれぞれ増幅器43a,43bによって増
幅された後、差動増幅器44により差動増幅され、その
刻々の差動増幅値が天びんビーム2の変位検出結果とし
てA−D変換器5に入力される。
The optical position sensor 4 is mainly composed of one light emitting diode 41 and two photodiodes 42a and 42b as shown in FIG. These are arranged to face each other with a slit formed at the tip of the balance beam 2 interposed therebetween. Each photodiode 42a, 4
The output of 2b is amplified by the amplifiers 43a and 43b, respectively, and then differentially amplified by the differential amplifier 44. The instantaneous differential amplification value is input to the AD converter 5 as the displacement detection result of the balance beam 2. You.

【0017】すなわち、2個のフォトダイオード42
a,42bはそれぞれの受光面が互いに隣接するように
配置され、発光ダイオード41からの出力光は天びんビ
ーム2のスリット22を介してその各受光面に入射す
る。スリット22の中心が各フォトダイオード42a,
42bの各受光面の境界線上に位置している状態では、
各受光面への入射光量は等しく、従って各フォトダイオ
ード42a,42bの出力は互いに等しく、差動増幅器
44の出力は0となる。その状態から天びんビーム2が
変位すると、各受光面への入射光量に差が生じ、これに
より各フォトダイオード42a,42bの出力に差が生
じて、差動増幅器44はその変位の向きに応じた極性
で、かつ、変位の量に応じた大きさを持つ信号を出力す
る。
That is, two photodiodes 42
The light receiving surfaces a and 42b are arranged such that their light receiving surfaces are adjacent to each other, and the output light from the light emitting diode 41 enters each light receiving surface through the slit 22 of the balance beam 2. The center of the slit 22 is located at each photodiode 42a,
In a state where it is located on the boundary line of each light receiving surface of 42b,
The amount of light incident on each light receiving surface is equal, so that the outputs of the photodiodes 42a and 42b are equal to each other, and the output of the differential amplifier 44 is zero. When the balance beam 2 is displaced from this state, a difference occurs in the amount of light incident on each light receiving surface, thereby causing a difference in the output of each of the photodiodes 42a and 42b, and the differential amplifier 44 responds to the direction of the displacement. A signal having a polarity and a magnitude corresponding to the amount of displacement is output.

【0018】発光ダイオード41の駆動回路9は、発振
器91と、その発振器91からの電圧信号が抵抗を介し
てインバース入力に導入される増幅器92と、この増幅
器92からの出力がベースに供給され、かつ、エミッタ
が発光ダイオード41に接続されたトランジスタ93に
よって構成されており、発光ダイオード41の駆動電流
は発振器91の発振周波数に応じた周波数で変化し、こ
れによって発光ダイオード41の発光量にディザが付与
される。なお、発光ダイオード41のディザ以外の発光
量の変動は、2個のフォトダイオード42a,42bの
中点から増幅器92に戻されるフィードバック回路によ
って抑制される。また、発振器91の発振周波数は、例
えば1〜数kHzとされる。
The driving circuit 9 of the light emitting diode 41 includes an oscillator 91, an amplifier 92 in which a voltage signal from the oscillator 91 is introduced to an inverse input via a resistor, and an output from the amplifier 92 is supplied to a base. Further, the transistor 93 has an emitter connected to the light emitting diode 41, and the driving current of the light emitting diode 41 changes at a frequency corresponding to the oscillation frequency of the oscillator 91. Granted. In addition, the fluctuation of the light emission amount other than the dither of the light emitting diode 41 is suppressed by the feedback circuit returned to the amplifier 92 from the midpoint between the two photodiodes 42a and 42b. The oscillation frequency of the oscillator 91 is, for example, 1 to several kHz.

【0019】以上の本発明の実施の形態によれば、発光
ダイオード41の発光量にディザが付与されているた
め、天びんビーム2のスリット22の位置が変化しなく
ても各フォトダイオード42a,42bへの入射光量が
刻々と変化する。
According to the above-described embodiment of the present invention, since the light emission amount of the light emitting diode 41 is dithered, even if the position of the slit 22 of the balance beam 2 does not change, each of the photodiodes 42a and 42b The amount of light incident on the light changes every moment.

【0020】各フォトダイオード42a,42bの出力
を差動入力とする差動増幅器44の出力、つまり変位検
出値は、従って、天びんビーム2の変位が真の0である
場合を除いて、天びんビーム2の変位量が一定であって
もその値が刻々と変化し、A−D変換器5への入力信号
が刻々と変化し、そのデジタル変換出力の値が種々に変
化する。これにより、PID演算部61によるPID出
力も経時的に種々の値に変化する結果、フォースコイル
41に流れる電流の大きさが刻々と変化し、天びんビー
ム2はその変化に応じて揺れつつ、変位0の位置にバラ
ンスするように制御される。このとき、A−D変換器5
として低分解能のものを用いていても、その出力が種々
に変化するために、その分解能に基づく特定の定在波は
解消されるから、計量値演算部62においてPID出力
に平均化処理を施す等によって算出される計量表示値は
癖のない滑らかな値となり、高分解能のA−D変換器を
用いた場合と同等の結果が得られる。
The output of the differential amplifier 44 having the output of each of the photodiodes 42a and 42b as a differential input, that is, the displacement detection value, is, therefore, except for the case where the displacement of the balance beam 2 is true 0. Even if the displacement amount of 2 is constant, its value changes every moment, the input signal to the AD converter 5 changes every moment, and the value of the digital conversion output changes variously. As a result, the PID output from the PID calculation unit 61 also changes to various values with time, so that the magnitude of the current flowing through the force coil 41 changes every moment, and the balance beam 2 is displaced while swinging according to the change. It is controlled so as to balance to the position of 0. At this time, the AD converter 5
Even if a low-resolution one is used, the output changes in various ways, so that a specific standing wave based on the resolution is eliminated. The weighing display value calculated by the above becomes a smooth value without a habit, and a result equivalent to the case of using a high-resolution AD converter is obtained.

【0021】なお、以上の実施の形態においては、発光
ダイオード41の発光量に付与するディザは、一定の波
形、周波数および振幅とした例を示し、これらは天びん
メカニズムの特性に応じて適宜に設定しておくことで特
に問題は生じないが、この発光量のディザの波形、周波
数並びに振幅のいずれかまたは全部を、系の制御状況に
適応させて意図的に制御することにより、より良好な制
御を達成できるものと期待される。
In the embodiment described above, the dither given to the light emission amount of the light emitting diode 41 is an example in which the waveform, frequency and amplitude are constant, and these are appropriately set according to the characteristics of the balance mechanism. By doing so, there is no particular problem. However, better control can be achieved by intentionally controlling any or all of the dither waveform, frequency, and amplitude of this light emission amount in accordance with the control situation of the system. Is expected to be achieved.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、天びん
ビームの変位を検出するための光学的位置センサの発光
素子の発光量にディザを付与して、変位検出値をデジタ
ル化するためのA−D変換器の分解能に基づく特定の定
在波が制御系内に生じることを防止しているから、この
A−D変換器として低分解能のA−D変換器を用いて
も、そのダイナミックレンジを損なうことなく、実質的
に高分解能のA−D変換器を用いた場合と同等の性能を
持つデジタルサーボ方式の電子天びんを得ることがで
き、安価で高性能のフルデジタルの電子天びんが得られ
る。
As described above, according to the present invention, dither is given to the light emission amount of the light emitting element of the optical position sensor for detecting the displacement of the balance beam, and the displacement detection value is digitized. A specific standing wave based on the resolution of the A / D converter is prevented from being generated in the control system. Therefore, even if a low-resolution A / D converter is used as the A / D converter, It is possible to obtain a digital servo type electronic balance having substantially the same performance as that using an A / D converter with high resolution without impairing the dynamic range, and it is an inexpensive and high performance full digital electronic balance. Is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の全体構成図で、機械的構
成を示す模式図と電気的構成を示すブロック図とを併記
して示す図
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, showing both a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration.

【図2】その光学式位置センサ4並びにその発光ダイオ
ード41の駆動回路9の詳細構成図
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the optical position sensor 4 and a driving circuit 9 of the light emitting diode 41 thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 皿 2 天びんビーム 3 電磁力発生装置 31 フォースコイル 4 光学的位置センサ 41 発光ダイオード 42a,42b フォトダイオード 44 差動増幅器 5 A−D変換器 6 演算装置 61 PID演算部 62 計量値演算部 81 パルス幅変調回路 82 スイッチ 83 定電流源 9 発光ダイオードの駆動回路 91 発振器 92 増幅器 93 トランジスタ REFERENCE SIGNS LIST 1 plate 2 balance beam 3 electromagnetic force generator 31 force coil 4 optical position sensor 41 light emitting diode 42a, 42b photodiode 44 differential amplifier 5 A / D converter 6 arithmetic unit 61 PID operation unit 62 weighing operation unit 81 pulse Width modulation circuit 82 Switch 83 Constant current source 9 Light emitting diode driving circuit 91 Oscillator 92 Amplifier 93 Transistor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定荷重を負荷するための皿を支承
し、かつ、電磁力発生装置により被測定荷重に対抗する
電磁力が付与される天びんビームを備えるとともに、そ
の天びんビームの回動変位を、発光素子と受光素子から
なる光学的位置センサで検出し、かつ、その検出結果を
A−D変換器でデジタル化して、そのデジタル変位検出
データを用いたデジタルPID演算によって電磁力発生
装置による発生電磁力を決定して、天びんビームを平衡
状態に制御するデジタルサーボ機構を備え、かつ、その
PID演算結果に基づいて計量表示値を決定する電子天
びんにおいて、上記発光素子の駆動回路が、当該発光素
子の発光量を所定の周波数で刻々と変化させるディザ付
与手段を含んでいることを特徴とする電子天びん。
1. A balance beam for supporting a plate for applying a load to be measured and receiving an electromagnetic force against the load to be measured by an electromagnetic force generator, and a rotational displacement of the balance beam. Is detected by an optical position sensor comprising a light emitting element and a light receiving element, and the detection result is digitized by an A / D converter. A digital servo mechanism that determines the generated electromagnetic force and controls the balance beam to be in an equilibrium state, and in the electronic balance that determines the weighing display value based on the PID calculation result, wherein the driving circuit of the light emitting element includes: An electronic balance including dither providing means for changing the amount of light emitted from a light emitting element at a predetermined frequency.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013140143A (en) * 2011-12-30 2013-07-18 Wipotec Wiege-Und Positionier-Systeme Gmbh Bridge elements
JP2017167124A (en) * 2016-02-17 2017-09-21 メトラー−トレド ゲーエムベーハー Differential measurement circuit, and balance with force compensation

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