JPH10221183A - ロードセル荷重検出器の温度補償方法及びその装置 - Google Patents
ロードセル荷重検出器の温度補償方法及びその装置Info
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- JPH10221183A JPH10221183A JP9309581A JP30958197A JPH10221183A JP H10221183 A JPH10221183 A JP H10221183A JP 9309581 A JP9309581 A JP 9309581A JP 30958197 A JP30958197 A JP 30958197A JP H10221183 A JPH10221183 A JP H10221183A
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- G01G3/18—Temperature-compensating arrangements
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2268—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects
- G01L1/2281—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects for temperature variations
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来からある汎用ロードセルに使用可能な温
度補償方法及び装置を提供する。 【解決手段】 起歪体１３とストレインゲージ１４から
成るロードセル２と、ロードセルを固定するための固定
基台３と、被測定物を流すための荷重発生部６とからな
る荷重検出装置１のロードセル荷重検出器の温度補償装
置である。温度補償装置は、起歪体１３の中心を中心と
する対称位置二箇所にそれぞれ直接接触するように設け
られ、その内部又は外部に熱素子８，９を有する熱伝導
可能な熱源ブロック１５，１６と、該各熱源ブロックに
それぞれ設けられる温度センサ１０，１１と、ロードセ
ル荷重検出器２の温度が予め設定された一定の温度とな
るように、温度センサ１０，１１が検出した温度に基づ
き、熱素子８，９を制御する制御手段１２とから構成さ
れる。温度補償装置により、ロードセル荷重検出器２の
温度は、外乱の影響を受けない一定温度に保持される。
熱素子８，９は、冷却手段５１，５２とすることもでき
る。
度補償方法及び装置を提供する。 【解決手段】 起歪体１３とストレインゲージ１４から
成るロードセル２と、ロードセルを固定するための固定
基台３と、被測定物を流すための荷重発生部６とからな
る荷重検出装置１のロードセル荷重検出器の温度補償装
置である。温度補償装置は、起歪体１３の中心を中心と
する対称位置二箇所にそれぞれ直接接触するように設け
られ、その内部又は外部に熱素子８，９を有する熱伝導
可能な熱源ブロック１５，１６と、該各熱源ブロックに
それぞれ設けられる温度センサ１０，１１と、ロードセ
ル荷重検出器２の温度が予め設定された一定の温度とな
るように、温度センサ１０，１１が検出した温度に基づ
き、熱素子８，９を制御する制御手段１２とから構成さ
れる。温度補償装置により、ロードセル荷重検出器２の
温度は、外乱の影響を受けない一定温度に保持される。
熱素子８，９は、冷却手段５１，５２とすることもでき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロードセル荷重検
出器（以下、単にロードセルとする。）を用いる荷重検
出装置に関し、特に、温度の変化による零点の変動を補
償したロードセルを用いる荷重検出装置に関する。
出器（以下、単にロードセルとする。）を用いる荷重検
出装置に関し、特に、温度の変化による零点の変動を補
償したロードセルを用いる荷重検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ロードセルを用いた荷重検出
装置においては、環境温度の変化によるロードセル自体
の温度変化によって、ロードセルの零点が変化すること
が知られている。この温度変化による零点の変化を補償
する従来技術は、例えば、特開昭５４−５５４７４号及
び特開平１−１５２３１７号公報に開示されている。
装置においては、環境温度の変化によるロードセル自体
の温度変化によって、ロードセルの零点が変化すること
が知られている。この温度変化による零点の変化を補償
する従来技術は、例えば、特開昭５４−５５４７４号及
び特開平１−１５２３１７号公報に開示されている。
【０００３】従来、温度変化を考慮して計測値を補正す
る方法は、非常に煩雑であるという問題があった。ま
た、ブリッジ回路などに温度補正素子等を付加して温度
変化による影響を少なくする方法は、広範囲の温度変化
がある場合には計測値を一定値以内に温度補償すること
は技術的にも困難であることに加えて、回路も複雑とな
り、コストが高くなるという問題があった。
る方法は、非常に煩雑であるという問題があった。ま
た、ブリッジ回路などに温度補正素子等を付加して温度
変化による影響を少なくする方法は、広範囲の温度変化
がある場合には計測値を一定値以内に温度補償すること
は技術的にも困難であることに加えて、回路も複雑とな
り、コストが高くなるという問題があった。
【０００４】そこで、特開昭５４−５５４７４号公報で
は、比較的簡単な構成で容易に且つ確実に温度変化の影
響を克服することを目的として、ロードセルのケースの
周囲近傍に熱源および感熱素子を設け、上記感熱素子に
よって上記熱源の温度をコントロールし、上記ロードセ
ルの温度を一定に保つようにした技術が開示されてい
る。
は、比較的簡単な構成で容易に且つ確実に温度変化の影
響を克服することを目的として、ロードセルのケースの
周囲近傍に熱源および感熱素子を設け、上記感熱素子に
よって上記熱源の温度をコントロールし、上記ロードセ
ルの温度を一定に保つようにした技術が開示されてい
る。
【０００５】次に、特開平１−１５２３１７号公報記載
の構成は、図６に示すように、取り付け台に支持したロ
ードセル２２をカバー２０で覆い、そのカバー２０によ
って画定される空間の温度を調整する空調装置２１と、
ロードセル２２や取り付け台の温度を測定する測温素子
２３とを設けたものである。つまり、特開平１−１５２
３１７号公報が開示する技術は、測温素子により測定さ
れた各温度が一定になるように空調装置２１を制御する
ことで、温度ドリフトによる誤差を小さくする荷重検出
装置を実現しようとしたものである。一定荷重を加えた
ままでロードセルの温度を変化させると、ロードセルか
ら出力される電圧が変化するので、これを防止するため
である。特開平１−１５２３１７号公報は、周囲の温度
変化の影響をなくするために、周囲の温度変化よりも高
い一定温度に保つことで、温度ドリフトを防止しようと
したものである。
の構成は、図６に示すように、取り付け台に支持したロ
ードセル２２をカバー２０で覆い、そのカバー２０によ
って画定される空間の温度を調整する空調装置２１と、
ロードセル２２や取り付け台の温度を測定する測温素子
２３とを設けたものである。つまり、特開平１−１５２
３１７号公報が開示する技術は、測温素子により測定さ
れた各温度が一定になるように空調装置２１を制御する
ことで、温度ドリフトによる誤差を小さくする荷重検出
装置を実現しようとしたものである。一定荷重を加えた
ままでロードセルの温度を変化させると、ロードセルか
ら出力される電圧が変化するので、これを防止するため
である。特開平１−１５２３１７号公報は、周囲の温度
変化の影響をなくするために、周囲の温度変化よりも高
い一定温度に保つことで、温度ドリフトを防止しようと
したものである。
【０００６】上記従来技術は共に、ロードセルの温度を
制御して温度変化による検出値の変化を補償しようとす
るものであり、従来の計測値の補正に比較して、簡単な
温度制御のみで補償が可能となっている。
制御して温度変化による検出値の変化を補償しようとす
るものであり、従来の計測値の補正に比較して、簡単な
温度制御のみで補償が可能となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５４−５５４７４号公報のものでは、ロードセルとその
検出素子である抵抗線歪素子を外装ケースや断熱材によ
り囲まれた空間に置く必要があった。また特開平１−１
５２３１７号公報のものでは、ロードセルをカバーによ
り囲まれた空間に置く必要があることに加えて、さらに
空調設備をも必要とするものであった。つまり、温度補
償のために特別なロードセルの製造を要することとな
り、高価となることからその用途は自ずと限定されるも
のであった。そこで、従来より、汎用のロードセルがそ
のまま使用でき、なおかつ特別な設備を必要としない温
度補償技術の開発が望まれていた。
５４−５５４７４号公報のものでは、ロードセルとその
検出素子である抵抗線歪素子を外装ケースや断熱材によ
り囲まれた空間に置く必要があった。また特開平１−１
５２３１７号公報のものでは、ロードセルをカバーによ
り囲まれた空間に置く必要があることに加えて、さらに
空調設備をも必要とするものであった。つまり、温度補
償のために特別なロードセルの製造を要することとな
り、高価となることからその用途は自ずと限定されるも
のであった。そこで、従来より、汎用のロードセルがそ
のまま使用でき、なおかつ特別な設備を必要としない温
度補償技術の開発が望まれていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明では、起歪体にストレインゲージを貼付してな
るロードセルを対象に、次のような手段を講じた。
に本発明では、起歪体にストレインゲージを貼付してな
るロードセルを対象に、次のような手段を講じた。
【０００９】先ず、方法に関する請求項１によると、熱
伝導可能な熱源ブロックをストレインゲージが貼付され
た起歪体に対して、該起歪体の中心を中心とする対称位
置二箇所にそれぞれ直接接触するように設けると共に、
ロードセルの温度が、周囲の温度変化に影響されず且つ
一定温度に保持されるように、前記起歪体の温度を前記
熱源ブロックにより温度制御するようにしたものであ
る。それぞれの熱源ブロックの制御により、ロードセル
の任意位置の温度を外乱の影響を受けない一定温度に保
持するロードセルの温度補償方法とした。
伝導可能な熱源ブロックをストレインゲージが貼付され
た起歪体に対して、該起歪体の中心を中心とする対称位
置二箇所にそれぞれ直接接触するように設けると共に、
ロードセルの温度が、周囲の温度変化に影響されず且つ
一定温度に保持されるように、前記起歪体の温度を前記
熱源ブロックにより温度制御するようにしたものであ
る。それぞれの熱源ブロックの制御により、ロードセル
の任意位置の温度を外乱の影響を受けない一定温度に保
持するロードセルの温度補償方法とした。
【００１０】更に、装置に関する請求項５によると、固
定基台と、該固定基台上に設けられる起歪体にストレイ
ンゲージを貼付して成るロードセルと、該ロードセル上
に設けられる被測定物を流すための荷重発生部とを含む
ロードセル式荷重検出装置のロードセルの温度補償装置
であって、前記起歪体の中心を中心とする対称位置二箇
所にそれぞれ直接接触するように設けられ、その内部又
は外部に熱素子を有する熱伝導可能な熱源ブロックと、
該熱源ブロックにそれぞれ設けられる温度センサと、前
記ロードセルの温度が予め設定された一定の温度となる
ように前記温度センサが検出した温度に基づき前記熱素
子を制御する制御手段とから成るロードセルの温度補償
装置が提供される。
定基台と、該固定基台上に設けられる起歪体にストレイ
ンゲージを貼付して成るロードセルと、該ロードセル上
に設けられる被測定物を流すための荷重発生部とを含む
ロードセル式荷重検出装置のロードセルの温度補償装置
であって、前記起歪体の中心を中心とする対称位置二箇
所にそれぞれ直接接触するように設けられ、その内部又
は外部に熱素子を有する熱伝導可能な熱源ブロックと、
該熱源ブロックにそれぞれ設けられる温度センサと、前
記ロードセルの温度が予め設定された一定の温度となる
ように前記温度センサが検出した温度に基づき前記熱素
子を制御する制御手段とから成るロードセルの温度補償
装置が提供される。
【００１１】ロードセルの起歪体に貼付されたストレイ
ンゲージをほぼ中心にして、対称位置に熱源ブロックを
設けると、起歪体は対称位置の熱源ブロックによって双
方から加熱又は冷却され起歪体内部の熱伝導により、ロ
ードセル全体、特にストレインゲージを中心とした起歪
体の温度は常に一定温度に制御できるようになる。ま
た、起歪体とロードセル取り付け部、起歪体とホッパー
等の荷重発生部の間のそれぞれに熱源ブロックを設けた
ため、起歪体からの熱伝導（放熱）は雰囲気だけとな
り、不均衡な放熱は起こらない。対称位置に設けた熱源
ブロックによる加熱又は冷却と、その熱源ブロックの間
の雰囲気への放熱とのバランスによりストレインゲージ
を中心としたロードセル全体の温度を一定に保持するよ
う制御する、という大変容易かつ安価な方法及び装置で
ある。
ンゲージをほぼ中心にして、対称位置に熱源ブロックを
設けると、起歪体は対称位置の熱源ブロックによって双
方から加熱又は冷却され起歪体内部の熱伝導により、ロ
ードセル全体、特にストレインゲージを中心とした起歪
体の温度は常に一定温度に制御できるようになる。ま
た、起歪体とロードセル取り付け部、起歪体とホッパー
等の荷重発生部の間のそれぞれに熱源ブロックを設けた
ため、起歪体からの熱伝導（放熱）は雰囲気だけとな
り、不均衡な放熱は起こらない。対称位置に設けた熱源
ブロックによる加熱又は冷却と、その熱源ブロックの間
の雰囲気への放熱とのバランスによりストレインゲージ
を中心としたロードセル全体の温度を一定に保持するよ
う制御する、という大変容易かつ安価な方法及び装置で
ある。
【００１２】熱源ブロックの設置場所が、ロードセルと
固定基台の間、及び荷重発生部とロードセルとの間であ
り、ロードセルの起歪体が熱源ブロック以外の他の部位
又は部材と直接接触することがないため、起歪体の熱量
が他の部位に伝導することは無く、且つ熱源ブロックか
らの熱は起歪体に的確に効率よく伝達される。
固定基台の間、及び荷重発生部とロードセルとの間であ
り、ロードセルの起歪体が熱源ブロック以外の他の部位
又は部材と直接接触することがないため、起歪体の熱量
が他の部位に伝導することは無く、且つ熱源ブロックか
らの熱は起歪体に的確に効率よく伝達される。
【００１３】熱源ブロックと固定基台との間、及び熱源
ブロックと荷重発生部との間にそれぞれ断熱材を介在さ
せることで、熱源ブロックの熱はより効率的に起歪体に
伝達される。
ブロックと荷重発生部との間にそれぞれ断熱材を介在さ
せることで、熱源ブロックの熱はより効率的に起歪体に
伝達される。
【００１４】ロードセルの温度を、室温より高く且つロ
ードセルの補償環境温度の上限値以下の、または室温よ
り低く且つロードセルの補償環境温度の下限値以上の一
定温度に熱源ブロックにより制御することにより、ロー
ドセルを、外乱の影響を受けない安定動作可能な状態に
することができる。
ードセルの補償環境温度の上限値以下の、または室温よ
り低く且つロードセルの補償環境温度の下限値以上の一
定温度に熱源ブロックにより制御することにより、ロー
ドセルを、外乱の影響を受けない安定動作可能な状態に
することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施例を図１から
図５により説明する。ここでは、ロバーバル機構を応用
した起歪体に、ストレインゲージを貼付した方式のロー
ドセルを例に説明する。
図５により説明する。ここでは、ロバーバル機構を応用
した起歪体に、ストレインゲージを貼付した方式のロー
ドセルを例に説明する。
【００１６】
【実施例】図１に、本発明の第一の実施例のロードセル
式荷重検出装置１を示す。ロードセル２の下方は、良好
な熱伝導部材４を介して固定基台３に固定されている。
また、荷重発生部である荷重検出板６は、前記熱伝導部
材４とほぼ同質量の熱伝導部材５を介してロードセル２
の上方に固定されている。各熱伝導部材４，５は、ロー
ドセル２の対称位置に固定されている。言い換えると、
各熱伝導部材４，５は、ロードセルの中心位置の空間部
に貼付されたストレインゲージを中心とした対称位置に
設けられており、各熱伝導部材４，５に各々固定基台３
及び荷重検出板６が固定されていることになる。
式荷重検出装置１を示す。ロードセル２の下方は、良好
な熱伝導部材４を介して固定基台３に固定されている。
また、荷重発生部である荷重検出板６は、前記熱伝導部
材４とほぼ同質量の熱伝導部材５を介してロードセル２
の上方に固定されている。各熱伝導部材４，５は、ロー
ドセル２の対称位置に固定されている。言い換えると、
各熱伝導部材４，５は、ロードセルの中心位置の空間部
に貼付されたストレインゲージを中心とした対称位置に
設けられており、各熱伝導部材４，５に各々固定基台３
及び荷重検出板６が固定されていることになる。
【００１７】本実施例では、荷重検出板６の斜面７に測
定物を流し、斜面７に架かる荷重をロードセル２で検出
し、この荷重を測定物の流量に換算する流量計とした構
成のうち、主要部分を示している。
定物を流し、斜面７に架かる荷重をロードセル２で検出
し、この荷重を測定物の流量に換算する流量計とした構
成のうち、主要部分を示している。
【００１８】各熱伝導部材４，５には、熱素子としての
ヒータ８，９と温度センサ１０，１１がそれぞれ設けて
ある。ここで、ヒータ８，９と温度センサ１０，１１
は、温度設定制御装置１２に接続されている。温度設定
制御装置１２は、温度センサ１０，１１により検出され
た検出値（温度）と、予め設定した目標値（温度）とを
比較し、その差が無くなるように、例えばヒータ８，９
へ供給される電流値を制御する。
ヒータ８，９と温度センサ１０，１１がそれぞれ設けて
ある。ここで、ヒータ８，９と温度センサ１０，１１
は、温度設定制御装置１２に接続されている。温度設定
制御装置１２は、温度センサ１０，１１により検出され
た検出値（温度）と、予め設定した目標値（温度）とを
比較し、その差が無くなるように、例えばヒータ８，９
へ供給される電流値を制御する。
【００１９】ここで、ヒータ８，９は、熱伝導部材４，
５を効率良く加熱できるものであればよく、実施時の技
術手段の中から最適なものを適宜選択すれば良い。ま
た、温度センサ１０，１１は、最も一般的にはサーミス
タであるが、温度を検出値として信号出力できる好まし
くは小型のものであればどのようなものでもよく、特に
サーミスタに限定されることはない。また、起歪体に貼
付できる検出素子でも良い。熱伝導部材４，５は、小型
でも熱容量密度の大きいものが好ましく、ヒータ８，９
の加熱による熱を長時間保持しつつロードセル２の加熱
が可能なものが好ましい。したがって、熱伝導部材４，
５は熱源としての作用を有するものである。熱伝導部材
４，５は、熱源として好ましいもので、且つ荷重に耐え
得る強度を備えるものであれば、その材質は金属でもよ
いし、セラミック等でもよい。
５を効率良く加熱できるものであればよく、実施時の技
術手段の中から最適なものを適宜選択すれば良い。ま
た、温度センサ１０，１１は、最も一般的にはサーミス
タであるが、温度を検出値として信号出力できる好まし
くは小型のものであればどのようなものでもよく、特に
サーミスタに限定されることはない。また、起歪体に貼
付できる検出素子でも良い。熱伝導部材４，５は、小型
でも熱容量密度の大きいものが好ましく、ヒータ８，９
の加熱による熱を長時間保持しつつロードセル２の加熱
が可能なものが好ましい。したがって、熱伝導部材４，
５は熱源としての作用を有するものである。熱伝導部材
４，５は、熱源として好ましいもので、且つ荷重に耐え
得る強度を備えるものであれば、その材質は金属でもよ
いし、セラミック等でもよい。
【００２０】図２に、起歪体１３とストレインゲージ１
４からなるロードセル２の温度補償装置の詳細を示す。
起歪体１３に貼付されたストレインゲージ１４をほぼ中
心にして（より正確には、ロードセルの中心位置の空間
部の中心）、起歪体１３の対称位置に、熱伝導部材４と
ヒータ８とからなる熱源ブロック１５及び熱伝導部材５
とヒータ９とからなる熱源ブロック１６とを設ける。起
歪体１３は、対称位置に設けられた熱源ブロック１５，
１６によって双方から加熱されるため、起歪体１３の内
部の熱伝導により、ロードセル２の全体、特にストレイ
ンゲージ１４を中心とした起歪体１３の温度は常に一定
温度に制御される。また、熱源ブロック１５，１６によ
って起歪体１３以外の部位、つまり固定基台３や荷重検
出板６に対して起歪体からの熱伝導が無いようにしたの
で、起歪体１３からの熱伝導（放熱）は雰囲気だけとな
る。固定基台や、ホッパー等の荷重発生部と起歪体１３
との直接接触を避けることができるため、起歪体１３の
不均衡な放熱は起こらない。つまり、ロードセル２の対
称位置に設けた熱源ブロックによる同時加熱と、その熱
源の間のロードセル２からの雰囲気への放熱とのバラン
スにより、ストレインゲージ１４を中心としたロードセ
ル２全体の温度が一定に保持されることとなる。
４からなるロードセル２の温度補償装置の詳細を示す。
起歪体１３に貼付されたストレインゲージ１４をほぼ中
心にして（より正確には、ロードセルの中心位置の空間
部の中心）、起歪体１３の対称位置に、熱伝導部材４と
ヒータ８とからなる熱源ブロック１５及び熱伝導部材５
とヒータ９とからなる熱源ブロック１６とを設ける。起
歪体１３は、対称位置に設けられた熱源ブロック１５，
１６によって双方から加熱されるため、起歪体１３の内
部の熱伝導により、ロードセル２の全体、特にストレイ
ンゲージ１４を中心とした起歪体１３の温度は常に一定
温度に制御される。また、熱源ブロック１５，１６によ
って起歪体１３以外の部位、つまり固定基台３や荷重検
出板６に対して起歪体からの熱伝導が無いようにしたの
で、起歪体１３からの熱伝導（放熱）は雰囲気だけとな
る。固定基台や、ホッパー等の荷重発生部と起歪体１３
との直接接触を避けることができるため、起歪体１３の
不均衡な放熱は起こらない。つまり、ロードセル２の対
称位置に設けた熱源ブロックによる同時加熱と、その熱
源の間のロードセル２からの雰囲気への放熱とのバラン
スにより、ストレインゲージ１４を中心としたロードセ
ル２全体の温度が一定に保持されることとなる。
【００２１】本実施例は、図１に示すようにシングルポ
イントロードセルを例にしているが、この場合、その中
央には肉薄部分があり、仮に熱源ブロックを一方のみと
した場合を考察すると、温度上昇は熱源ブロックのある
側が高温となり肉薄部分を境に熱源ブロックのない反対
側は低温となり、熱源ブロックを設けたために起歪体内
部の温度が不均衡になってしまう。つまり、ロードセル
の使用条件としては最も不適切な状態となってしまう。
したがって、ロードセルの両端にほぼ同質量の熱伝導部
材を設けると共にこれを熱源とすることが、起歪体内部
の温度を均一にするために重要なことである。
イントロードセルを例にしているが、この場合、その中
央には肉薄部分があり、仮に熱源ブロックを一方のみと
した場合を考察すると、温度上昇は熱源ブロックのある
側が高温となり肉薄部分を境に熱源ブロックのない反対
側は低温となり、熱源ブロックを設けたために起歪体内
部の温度が不均衡になってしまう。つまり、ロードセル
の使用条件としては最も不適切な状態となってしまう。
したがって、ロードセルの両端にほぼ同質量の熱伝導部
材を設けると共にこれを熱源とすることが、起歪体内部
の温度を均一にするために重要なことである。
【００２２】ここでロードセルの制御温度について説明
する。一般的なシングルポイントロードセルの補償環境
温度範囲は、−１０℃〜４０℃であり、ロードセルの想
定される使用温度範囲は、０℃〜３５℃である。ここ
で、熱源装置を用いて、ロードセルの制御温度を任意の
温度にすることも可能であるが、例えば使用温度範囲よ
りも高く、ロードセルの補償環境温度範囲の上限の４０
℃にロードセルの制御温度を設定すれば、加熱のみの制
御でよい。また、例えば使用温度範囲よりも低く、ロー
ドセルの補償環境温度範囲の下限の−１０℃にロードセ
ルの制御温度を設定すれば、冷却のみの制御でよい。こ
こで、熱源装置のうち加熱手段としては、ヒータを用い
ればよく、また、冷却手段としては、後述するが、ペル
ティエ素子を用いればよい。このように構成すること
で、従来技術では必要であった大きな設備を必要とせ
ず、安価な温度補償が可能となる。
する。一般的なシングルポイントロードセルの補償環境
温度範囲は、−１０℃〜４０℃であり、ロードセルの想
定される使用温度範囲は、０℃〜３５℃である。ここ
で、熱源装置を用いて、ロードセルの制御温度を任意の
温度にすることも可能であるが、例えば使用温度範囲よ
りも高く、ロードセルの補償環境温度範囲の上限の４０
℃にロードセルの制御温度を設定すれば、加熱のみの制
御でよい。また、例えば使用温度範囲よりも低く、ロー
ドセルの補償環境温度範囲の下限の−１０℃にロードセ
ルの制御温度を設定すれば、冷却のみの制御でよい。こ
こで、熱源装置のうち加熱手段としては、ヒータを用い
ればよく、また、冷却手段としては、後述するが、ペル
ティエ素子を用いればよい。このように構成すること
で、従来技術では必要であった大きな設備を必要とせ
ず、安価な温度補償が可能となる。
【００２３】図３に、本発明の第二の実施例のロードセ
ルの温度補償装置を示す。本実施例と第一の実施例の違
いは、断熱材１７，１８を用いていることであり、他の
部分に関しては第一の実施例と同様なので、その構成及
び作用の説明は省略する。
ルの温度補償装置を示す。本実施例と第一の実施例の違
いは、断熱材１７，１８を用いていることであり、他の
部分に関しては第一の実施例と同様なので、その構成及
び作用の説明は省略する。
【００２４】図のように、本実施例では、断熱材１７，
１８が、熱源ブロック１５と固定基台３の間、及び熱源
ブロック１６と荷重検出板６の間にそれぞれに介在して
いる。本実施例では、このように、断熱材１７，１８が
設けられているため、熱源ブロック１５，１６の熱は、
固定基台３や荷重検出板６には伝導しなくなるため、確
実にロードセル２のみを加熱し、加熱ロスは極めて少な
くなる。その結果、熱源ブロック１５，１６によるロー
ドセル２の温度制御が迅速となり、温度管理の精度が向
上する。
１８が、熱源ブロック１５と固定基台３の間、及び熱源
ブロック１６と荷重検出板６の間にそれぞれに介在して
いる。本実施例では、このように、断熱材１７，１８が
設けられているため、熱源ブロック１５，１６の熱は、
固定基台３や荷重検出板６には伝導しなくなるため、確
実にロードセル２のみを加熱し、加熱ロスは極めて少な
くなる。その結果、熱源ブロック１５，１６によるロー
ドセル２の温度制御が迅速となり、温度管理の精度が向
上する。
【００２５】図４に、本発明の温度補償装置に使用され
る温度設定制御手段の最も簡単な構成の例として、バイ
メタルスイッチを示す。具体的には、熱伝導部材５
（４）内にバイメタルスイッチ１９を設け、これを加熱
手段となるヒータ９及び電源３０と直列に接続したもの
である。バイメタルスイッチ１９に動作温度が４０°の
ものを使用することにより、熱源ブロック１６（１５）
が４０℃に達するとバイメタルスイッチ１９がＯＦＦに
なり、ヒータ９の加熱が止まる。次に、熱源ブロック１
６（１５）の温度が下がってくると、バイメタルスイッ
チ１９がＯＮになり、ヒータ９は熱伝導部材５（４）を
再び加熱し始める。バイメタルスイッチを使用した場
合、温度制御は、上記のように、ヒータ９への電流の供
給の断続の繰り返しにより行われることになるが、熱伝
導部材４，５自体が大きな熱質量を有するものであるた
め、加熱の対象であるロードセル２を一定温度に維持す
る上で特に問題ないものである。測定精度の必要性及び
使用環境の周辺温度の変化の大小にもよるが、この程度
の簡単な温度設定制御手段でも実用上使用でき、コスト
は大変安価である。この温度制御手段としては、バイメ
タルスイッチ以外に、感温素子そのものに制御手段を有
するものも利用することができる。また、コントローラ
等を用いた高度な温度制御でもよい。
る温度設定制御手段の最も簡単な構成の例として、バイ
メタルスイッチを示す。具体的には、熱伝導部材５
（４）内にバイメタルスイッチ１９を設け、これを加熱
手段となるヒータ９及び電源３０と直列に接続したもの
である。バイメタルスイッチ１９に動作温度が４０°の
ものを使用することにより、熱源ブロック１６（１５）
が４０℃に達するとバイメタルスイッチ１９がＯＦＦに
なり、ヒータ９の加熱が止まる。次に、熱源ブロック１
６（１５）の温度が下がってくると、バイメタルスイッ
チ１９がＯＮになり、ヒータ９は熱伝導部材５（４）を
再び加熱し始める。バイメタルスイッチを使用した場
合、温度制御は、上記のように、ヒータ９への電流の供
給の断続の繰り返しにより行われることになるが、熱伝
導部材４，５自体が大きな熱質量を有するものであるた
め、加熱の対象であるロードセル２を一定温度に維持す
る上で特に問題ないものである。測定精度の必要性及び
使用環境の周辺温度の変化の大小にもよるが、この程度
の簡単な温度設定制御手段でも実用上使用でき、コスト
は大変安価である。この温度制御手段としては、バイメ
タルスイッチ以外に、感温素子そのものに制御手段を有
するものも利用することができる。また、コントローラ
等を用いた高度な温度制御でもよい。
【００２６】ここで、本願発明の変更実施例を説明す
る。ここまでは、一部の説明を除き、熱源ブロック１
５，１６内にロードセル２を加熱するための熱素子とし
てヒータ８，９が設けられている場合を説明してきた
が、熱源ブロック１５，１６はロードセルを加熱するも
のに限られず、冷却するものであっても構わない。この
場合、図５に示すように、第一の実施例を示す図２にお
いてヒータ８，９が設けられていた熱伝導部材４，５の
面上に、加熱のための熱素子であるヒータ８，９に代え
て、冷却のための熱素子であるペルティエ素子５１，５
２が設けられる。このペルティエ素子５１，５２を熱伝
導部材４，５の面上に設け、ロードセル２の制御温度
を、使用温度範囲よりも低く、且つロードセルの補償環
境温度範囲の下限の、例えば−１０℃付近となるように
冷却制御することにより、上述した加熱の場合と同様
に、ロードセル２への周囲の温度変化の影響をなくすこ
とができる。なお、熱伝導部材４，５に接するペルティ
エ素子５１，５２の冷却面の反対側の面には、放熱器５
３，５４が設けられる。
る。ここまでは、一部の説明を除き、熱源ブロック１
５，１６内にロードセル２を加熱するための熱素子とし
てヒータ８，９が設けられている場合を説明してきた
が、熱源ブロック１５，１６はロードセルを加熱するも
のに限られず、冷却するものであっても構わない。この
場合、図５に示すように、第一の実施例を示す図２にお
いてヒータ８，９が設けられていた熱伝導部材４，５の
面上に、加熱のための熱素子であるヒータ８，９に代え
て、冷却のための熱素子であるペルティエ素子５１，５
２が設けられる。このペルティエ素子５１，５２を熱伝
導部材４，５の面上に設け、ロードセル２の制御温度
を、使用温度範囲よりも低く、且つロードセルの補償環
境温度範囲の下限の、例えば−１０℃付近となるように
冷却制御することにより、上述した加熱の場合と同様
に、ロードセル２への周囲の温度変化の影響をなくすこ
とができる。なお、熱伝導部材４，５に接するペルティ
エ素子５１，５２の冷却面の反対側の面には、放熱器５
３，５４が設けられる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、ロ
ードセルの両端に設けた熱源ブロックを温度制御するこ
とにより温度補償するものであるため、ロードセル自身
は従来からある汎用のものがそのまま使用でき、結果と
して、装置全体を安価に構成することができる。
ードセルの両端に設けた熱源ブロックを温度制御するこ
とにより温度補償するものであるため、ロードセル自身
は従来からある汎用のものがそのまま使用でき、結果と
して、装置全体を安価に構成することができる。
【００２８】また、ロードセルは熱源ブロックのみに接
し、他の部位、例えば固定基台や荷重検出板とは隔離さ
れているため、ロードセルが接触するのは雰囲気のみと
なり、起歪体の不均衡な放熱は起こらない。従って、ロ
ードセルの温度制御は容易となる。
し、他の部位、例えば固定基台や荷重検出板とは隔離さ
れているため、ロードセルが接触するのは雰囲気のみと
なり、起歪体の不均衡な放熱は起こらない。従って、ロ
ードセルの温度制御は容易となる。
【００２９】更に、ロードセルの両端に設けた熱源ブロ
ックと、固定基台、荷重検出板との間に断熱材を設けた
ので、熱源ブロックは確実にロードセルのみを加熱する
ために作用し、加熱ロスが少なくなりロードセルの温度
制御は更に容易となる。
ックと、固定基台、荷重検出板との間に断熱材を設けた
ので、熱源ブロックは確実にロードセルのみを加熱する
ために作用し、加熱ロスが少なくなりロードセルの温度
制御は更に容易となる。
【図１】本発明のロードセル荷重検出器の温度補償装置
を設けた流量計の一部構成を示す図である。
を設けた流量計の一部構成を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施例の温度補償装置の構成を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明の第二の実施例の温度補償装置の構成を
示す図である。
示す図である。
【図４】温度補償装置における温度制御手段の一例を示
す図である。
す図である。
【図５】冷却素子を用いた場合の本発明の温度補償装置
の変更実施例を示す図である。
の変更実施例を示す図である。
【図６】従来のロードセル荷重検出器の温度補償装置を
示す図である。
示す図である。
１ ロードセル式荷重検出装置 ２ ロードセル荷重検出器 ３ 固定基台 ４ 熱伝導部材 ５ 熱伝導部材 ６ 荷重検出板 ７ 斜面 ８ ヒータ ９ ヒータ １０ 温度センサ １１ 温度センサ １２ 温度設定制御装置 １３ 起歪体 １４ ストレインゲージ １５ 熱源ブロック １６ 熱源ブロック １７ 断熱材 １８ 断熱材 １９ バイメタルスイッチ ２０ カバー ２１ 空調設備 ２２ ロードセル検出器 ２３ 測温素子 ３０ 電源 ５１ ペルティエ素子 ５２ ペルティエ素子 ５３ 放熱器 ５４ 放熱器
Claims (10)
- 【請求項１】 起歪体にストレインゲージを貼付して成
るロードセル荷重検出器の温度補償方法であって、該方
法は、 熱伝導可能な熱源ブロックを前記起歪体に対して、前記
起歪体の中心を中心とする対称位置二箇所にそれぞれ直
接接触するように設ける過程と、 前記ロードセル荷重検出器の温度が、周囲の温度変化に
影響されず且つ一定温度に保持されるように、前記起歪
体の温度を前記熱源ブロックにより温度制御する過程
と、 を有することを特徴とするロードセル荷重検出器の温度
補償方法。 - 【請求項２】 前記温度制御過程は、前記熱源ブロック
内に設けられたバイメタルスイッチの開閉動作により行
われることを特徴とする請求項１記載のロードセル荷重
検出器の温度補償方法。 - 【請求項３】 前記温度制御過程は、ロードセル荷重検
出器の温度を、室温よりも高く且つロードセル荷重検出
器の補償環境温度の上限値以下の温度に制御することを
特徴とする請求項１記載のロードセル荷重検出器の温度
補償方法。 - 【請求項４】 前記温度制御過程は、ロードセル荷重検
出器の温度を、室温よりも低く且つロードセル荷重検出
器の補償環境温度の下限値以上の温度に制御することを
特徴とする請求項１記載のロードセル荷重検出器の温度
補償方法。 - 【請求項５】 固定基台と、該固定基台上に設けられる
起歪体にストレインゲージを貼付して成るロードセル荷
重検出器と、該ロードセル荷重検出器上に設けられる被
測定物を流すための荷重発生部とを含むロードセル式荷
重検出装置のロードセル荷重検出器の温度補償装置であ
って、該温度補償装置は、 前記起歪体の中心を中心とする対称位置二箇所にそれぞ
れ直接接触するように設けられ、その内部又は外部に熱
素子を有する熱伝導可能な熱源ブロックと、 前記各熱源ブロックにそれぞれ設けられる温度センサ
と、 前記ロードセル荷重検出器の温度が予め設定された一定
の温度となるように、前記温度センサが検出した温度に
基づき、前記熱素子を制御する制御手段と、 を有することを特徴とするロードセル荷重検出器の温度
補償装置。 - 【請求項６】 前記熱源ブロックの一方は前記固定基台
とロードセル荷重検出器との間に、他方は前記荷重発生
部とロードセル荷重検出器との間にそれぞれ設けられる
ことを特徴とする請求項５記載のロードセル荷重検出器
の温度補償装置。 - 【請求項７】 前記熱素子は、ロードセル荷重検出器の
温度を、室温よりも高く且つロードセル荷重検出器の補
償環境温度の上限値以下の温度に加熱するヒータから成
ることを特徴とする請求項５記載のロードセル荷重検出
器の温度補償装置。 - 【請求項８】 前記熱素子は、ロードセル荷重検出器の
温度を、室温よりも低く且つロードセル荷重検出器の補
償環境温度の下限値以上の温度に冷却するペルティエ素
子から成ることを特徴とする請求項５記載のロードセル
荷重検出器の温度補償装置。 - 【請求項９】 前記温度センサと制御手段は、前記熱源
ブロック内に設けられるバイメタルスイッチから成るこ
とを特徴とする請求項５記載のロードセル荷重検出器の
温度補償装置。 - 【請求項１０】 一方の前記熱源ブロックと固定基台、
及び他方の前記熱源ブロックと荷重発生部との間には、
それぞれ断熱材が介在することを特徴とする請求項５記
載のロードセル荷重検出器の温度補償装置。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9309581A JPH10221183A (ja) | 1996-12-05 | 1997-10-24 | ロードセル荷重検出器の温度補償方法及びその装置 |
| CA002221659A CA2221659A1 (en) | 1996-12-05 | 1997-11-20 | Method and device for effecting temperature compensation in load cell type load detector |
| TW086117379A TW350909B (en) | 1996-12-05 | 1997-11-20 | Method and apparatus for temperature compensation to force tester load tester |
| MYPI97005623A MY116174A (en) | 1996-12-05 | 1997-11-22 | Method and device for effecting temperature compensation in load cell type load detector |
| EP97309496A EP0846940B1 (en) | 1996-12-05 | 1997-11-25 | Method and device for effecting temperature compensation in load cell type load detector |
| DE69700218T DE69700218T2 (de) | 1996-12-05 | 1997-11-25 | Methode und Vorrichtung zur Temperaturkompensation in einer Kraftmesszelle eines Lastdetektors |
| ES97309496T ES2131424T3 (es) | 1996-12-05 | 1997-11-25 | Procedimiento y dispositivo para efectuar la compensacion de temperatura en un detector de carga del tipo de celula de carga. |
| AU45418/97A AU717357B2 (en) | 1996-12-05 | 1997-11-26 | Method and device for effecting temperature compensation in load cell type load detector |
| US08/982,376 US6173619B1 (en) | 1996-12-05 | 1997-12-02 | Method and device for effecting temperature compensation in load cell type load detector |
| KR1019970065928A KR100308439B1 (ko) | 1996-12-05 | 1997-12-04 | 로드셀하중검출기의온도보상방법및그장치 |
| CN97119899A CN1190737A (zh) | 1996-12-05 | 1997-12-05 | 测力传感器式重量检测器用的温度补偿方法及其装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-342654 | 1996-12-05 | ||
| JP34265496 | 1996-12-05 | ||
| JP9309581A JPH10221183A (ja) | 1996-12-05 | 1997-10-24 | ロードセル荷重検出器の温度補償方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10221183A true JPH10221183A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=26566005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9309581A Pending JPH10221183A (ja) | 1996-12-05 | 1997-10-24 | ロードセル荷重検出器の温度補償方法及びその装置 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6173619B1 (ja) |
| EP (1) | EP0846940B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10221183A (ja) |
| KR (1) | KR100308439B1 (ja) |
| CN (1) | CN1190737A (ja) |
| AU (1) | AU717357B2 (ja) |
| CA (1) | CA2221659A1 (ja) |
| DE (1) | DE69700218T2 (ja) |
| ES (1) | ES2131424T3 (ja) |
| MY (1) | MY116174A (ja) |
| TW (1) | TW350909B (ja) |
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| JP2008046115A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-02-28 | Mettler-Toledo Ag | 計量モジュール |
| JP2010169511A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Yamato Scale Co Ltd | ロードセル |
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| CN1853111B (zh) * | 2003-08-18 | 2010-04-28 | 株式会社爱德万测试 | 温度控制装置和方法、电子部件试验装置和方法及处理机 |
| DE10359866B4 (de) * | 2003-12-18 | 2014-11-20 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Drucksensormodulen |
| DE102004054644A1 (de) * | 2004-11-11 | 2006-05-18 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren von Messwertaufnehmern |
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| EP1925922A1 (de) | 2006-11-24 | 2008-05-28 | Mettler-Toledo AG | Temperierbare Mehrfachwägevorrichtung |
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| EP3163269B1 (en) * | 2015-10-29 | 2019-05-08 | Mettler-Toledo GmbH | Balance with active heat flow control |
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| WO2018200668A1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-11-01 | Ati Industrial Automation, Inc. | Force/torque sensor temperature compensation |
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- 1997-11-25 DE DE69700218T patent/DE69700218T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1997-11-26 AU AU45418/97A patent/AU717357B2/en not_active Ceased
- 1997-12-02 US US08/982,376 patent/US6173619B1/en not_active Expired - Fee Related
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