JPH11201838A - Load cell and method for compensating temperature of load cell - Google Patents

Load cell and method for compensating temperature of load cell

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JPH11201838A
JPH11201838A JP2269098A JP2269098A JPH11201838A JP H11201838 A JPH11201838 A JP H11201838A JP 2269098 A JP2269098 A JP 2269098A JP 2269098 A JP2269098 A JP 2269098A JP H11201838 A JPH11201838 A JP H11201838A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load cell which compensates effectively a primary component and a secondary component of temperature characteristic of zero point. SOLUTION: A nickel line 8 affecting mainly a primary component of temperature characteristic of zero point of a load cell and a copper wire 7 affecting mainly a secondary component of the temperature characteristic of zero point similarly are prepared. An output voltage of a bridge circuit 1 at the time of a no-load is measured at three points on sides of specified low and high temperatures and near a normal temperature located at a middle point of the both, and an upper copper wire 7 is added to a specified position of the bridge circuit 1 so that a difference between a differential amount between an output value on the high temperature side at a high temperature side measuring point and a normal temperature output value at a normal temperature measuring point; and a differential amount between a normal temperature output value at a normal temperature measuring point and an output value on the low temperature side at a low temperature side measuring point is set in the specified allowable range. Next, the other nickel wire 8 is added to a specified position of the bridge circuit 1 so that a differential amount between the high temperature side output value and the low temperature side output value is set in the specified allowable range.

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、電子秤等に用いら
れるロードセルと、そのロードセルの温度補償方法とに
関し、荷重計測技術の分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load cell used for an electronic balance and the like, and a temperature compensation method for the load cell, and belongs to the field of load measurement technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子秤における荷重検出器として、例え
ば図11に示すようなロードセルAが使用されることが
ある。このロードセルAは、一端の固定剛体部Bと他端
の可動剛体部Cと両端の剛体部間に上下平行に設けられ
た2本のビーム部D,Eよりなる中空直方体状の起歪体
Fと、該起歪体Fにおけるビーム部D,Eの肉厚が薄く
された起歪部D1,D2,E1,E2の表面に設けられ
て、その歪みを電気信号に変換する歪みゲージG1,G
2,G3,G4とで構成されている。
2. Description of the Related Art In some cases, a load cell A as shown in FIG. 11 is used as a load detector in an electronic balance. This load cell A has a hollow rectangular parallelepiped strain-generating body F composed of two beam parts D and E provided vertically parallel between a fixed rigid body B at one end, a movable rigid body C at the other end, and rigid bodies at both ends. And strain gauges G1, G provided on the surfaces of the strain-generating portions D1, D2, E1, E2 of the strain-generating body F in which the thicknesses of the beam portions D, E are reduced, and converting the strain into electric signals.
2, G3 and G4.

【0003】そして、図12に示すように、これらの歪
みゲージG1,G2,G3,G4を用いてブリッジ回路
Hが構成され、その対向する頂点の二つの組の一方に一
定電圧Vinを印加した状態における他方の組の出力電
圧Voutが荷重検出信号として取り出されるようにな
っている。
As shown in FIG. 12, a bridge circuit H is formed by using these strain gauges G1, G2, G3 and G4, and a constant voltage Vin is applied to one of two sets of opposing vertices. The output voltage Vout of the other set in the state is extracted as a load detection signal.

【0004】このロードセルAによれば、可動剛体部C
に荷重が負荷された時に、起歪部D1,D2,E1,E
2に歪みが生じ、歪みゲージG1,G2,G3,G4の
抵抗値の変化によりその歪みに対応した出力電圧Vou
tが検出されることになる。
According to the load cell A, the movable rigid portion C
When a load is applied to the strain generating portions D1, D2, E1, E
2 occurs, and the output voltage Vou corresponding to the distortion is generated by a change in the resistance value of the strain gauges G1, G2, G3, G4.
t will be detected.

【0005】ところで、この種のロードセルにおいて
は、無負荷時においても周囲の温度変化によって出力電
圧Voutが変化する性質(以下、零点の温度特性とい
う)がある。したがって、そのままの状態で電子秤等に
組み込んだ場合には、周囲の温度変化によって零点が変
動し、計量誤差が生じるという問題がある。
Incidentally, this type of load cell has a property that the output voltage Vout changes due to a change in ambient temperature even when there is no load (hereinafter referred to as a zero-point temperature characteristic). Therefore, when the electronic device is incorporated in an electronic balance or the like as it is, there is a problem that the zero point fluctuates due to a change in ambient temperature, and a measurement error occurs.

【0006】この問題に対しては、従来においては、例
えば次のような手法を用いて零点の温度特性を補償する
ようになっていた。
In order to solve this problem, conventionally, for example, the following method has been used to compensate for the temperature characteristic of the zero point.

【0007】つまり、ブリッジ回路Hに一定電圧Vin
を印加した状態で、所定の低温側測定点Tl(例えば、
−10℃)と高温側測定点Th(例えば、50℃)とで
無負荷時の出力電圧Voutをそれぞれ測定する。その
場合に、低温側測定点Tlにおける無負荷時の出力電圧
Vout(=Vl)と高温側測定点Thにおける無負荷
時の出力電圧Vout(=Vh)とが、温度を横軸とし
て例えば図13に示すようにプロットされるものとする
と、ロードセルAの零点の温度特性を2点間を通る直線
Iで近似して、高温側無負荷時出力値Vhから低温側無
負荷時出力値Vlを減算した値(Vd=Vh−Vl)を
該ロードセルAの「全体ドリフト量」として定義する。
そして、この全体ドリフト量Vdが所定の許容範囲に収
まるように、例えば図12の2点鎖線で示すように上記
ブリッジ回路Hの所定位置に、銅やニッケルからなる所
定抵抗値の温度補償抵抗Jを付加する。
That is, a constant voltage Vin is applied to the bridge circuit H.
Is applied, a predetermined low-temperature side measurement point Tl (for example,
The no-load output voltage Vout is measured at −10 ° C.) and the high-temperature side measurement point Th (for example, 50 ° C.). In this case, the output voltage Vout (= Vl) at no load at the low-temperature measurement point Tl and the output voltage Vout (= Vh) at no-load at the high-temperature measurement point Th are plotted on the horizontal axis with respect to temperature, for example, in FIG. , The temperature characteristic of the zero point of the load cell A is approximated by a straight line I passing between the two points, and the low-temperature no-load output value Vl is subtracted from the high-temperature no-load output value Vh. The calculated value (Vd = Vh-Vl) is defined as the “total drift amount” of the load cell A.
Then, the temperature compensation resistor J made of copper or nickel and having a predetermined resistance value is provided at a predetermined position of the bridge circuit H as shown by a two-dot chain line in FIG. 12 so that the total drift amount Vd falls within a predetermined allowable range. Is added.

【0008】この結果、例えば図14の実線で示すよう
に、温度補償後の高温側無負荷時出力値Vhと低温側無
負荷時出力値Vlとをプロットしたグラフがほぼ水平と
なり、両者の差分である全体ドリフト量Vdが所定の許
容範囲(例えば、±3μV)以内に収まることになっ
て、零点変動が抑制されることになる。
As a result, for example, as shown by a solid line in FIG. 14, a graph plotting the high-temperature-side no-load output value Vh and the low-temperature-side no-load output value Vl after the temperature compensation becomes substantially horizontal, and the difference between the two is obtained. Is within a predetermined allowable range (for example, ± 3 μV), and the zero point fluctuation is suppressed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロード
セルの温度補償前における零点の温度特性が、例えば図
13の2点鎖線で示すように温度に対する2次成分を含
む場合には、次のような問題を生じうる。
However, when the temperature characteristic of the zero point before the temperature compensation of the load cell includes a second-order component with respect to the temperature as shown by a two-dot chain line in FIG. 13, for example, the following problem occurs. Can occur.

【0010】すなわち、2次成分量が大きい場合には、
図15に示すように温度補償後の高温側無負荷時出力値
Vhと低温側無負荷時出力値Vlとが許容範囲内に収ま
ったとしても、常用使用温度である20℃付近において
無負荷時の出力電圧Voutが大きく変化し、実用に適
し得ない場合が生じることになるのである。
That is, when the secondary component amount is large,
As shown in FIG. 15, even if the high-temperature-side no-load output value Vh and the low-temperature-side no-load output value Vl after the temperature compensation fall within the allowable range, there is no load around 20 ° C. which is a normal use temperature. Output voltage Vout greatly changes, which may not be suitable for practical use.

【0011】そこで、この発明は、零点の温度特性の1
次成分と2次成分とが効果的に補償されたロードセルを
提供することを課題とする。
Accordingly, the present invention provides one of the zero point temperature characteristics.
It is an object to provide a load cell in which a second-order component and a second-order component are effectively compensated.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that it is configured as follows.

【0013】すなわち、本願の請求項1に係る発明(以
下、第1発明という)は、起歪体に固定された複数の歪
みゲージで構成したブリッジ回路の出力電圧を出力信号
として取り出すようにしたロードセルにおいて、上記出
力電圧の零点の温度特性の1次成分に影響を与える第1
補償抵抗体を、所定の高温側測定点における高温側無負
荷時出力値と所定の低温側測定点における低温側無負荷
時出力値との差分量が所定の許容範囲に収まるように上
記ブリッジ回路の所定位置に付加すると共に、上記零点
の温度特性の2次成分に影響を与える第2補償抵抗体
を、上記高温側測定点における高温側無負荷時出力値と
所定の常温測定点における常温無負荷時出力値との差分
量と、該常温測定点における常温無負荷時出力値と上記
低温側測定点における低温側無負荷時出力値との差分量
との差が所定の許容範囲に収まるように、上記ブリッジ
回路の所定位置に付加したことを特徴とする。
That is, in the invention according to claim 1 of the present application (hereinafter, referred to as a first invention), an output voltage of a bridge circuit composed of a plurality of strain gauges fixed to a flexure element is extracted as an output signal. In the load cell, a first component that affects a first-order component of a temperature characteristic of a zero point of the output voltage.
The bridge circuit is set so that the difference between the high-temperature side no-load output value at a predetermined high-temperature side measurement point and the low-temperature side no-load output value at a predetermined low-temperature side measurement point falls within a predetermined allowable range. And a second compensating resistor which affects the second-order component of the temperature characteristic of the zero point is connected to a high-temperature-side no-load output value at the high-temperature-side measurement point and a normal-temperature non-load value at a predetermined normal-temperature measurement point. The difference between the load output value and the difference between the normal temperature no-load output value at the normal temperature measurement point and the low temperature no-load output value at the low temperature measurement point falls within a predetermined allowable range. Preferably, the bridge circuit is added to a predetermined position of the bridge circuit.

【0014】また、請求項2に係る発明(以下、第2発
明という)は、起歪体に固定された複数の歪みゲージで
構成したブリッジ回路の出力電圧を出力信号として取り
出すようにしたロードセルにおいて、上記出力電圧の零
点の温度特性の主として1次成分に影響を与える第1補
償抵抗体を、所定の高温側測定点における高温側無負荷
時出力値と所定の低温側測定点における低温側無負荷時
出力値との差分量が所定の許容範囲に収まるように上記
ブリッジ回路の所定位置に付加すると共に、上記零点の
温度特性の主として2次成分に影響を与える第2補償抵
抗体を、上記高温側測定点における高温側無負荷時出力
値と所定の常温測定点における常温無負荷時出力値との
差分量と、該常温測定点における常温無負荷時出力値と
上記低温側測定点における低温側無負荷時出力値との差
分量との差が所定の許容範囲に収まるように、上記ブリ
ッジ回路の所定位置に付加したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a load cell in which an output voltage of a bridge circuit composed of a plurality of strain gauges fixed to a flexure element is taken out as an output signal. The first compensating resistor which mainly affects the primary component of the temperature characteristic of the zero point of the output voltage is connected to a high-temperature no-load output value at a predetermined high-temperature measurement point and a low-temperature non-load value at a predetermined low-temperature measurement point. A second compensating resistor, which is added to a predetermined position of the bridge circuit so that a difference amount from the load output value falls within a predetermined allowable range, and mainly affects a secondary component of the temperature characteristic of the zero point, The difference between the high-temperature side no-load output value at the high-temperature side measurement point and the normal-temperature no-load output value at a predetermined normal temperature measurement point, the normal-temperature no-load output value at the normal temperature measurement point, and the low-temperature side measurement point Definitive as the difference between the difference amount between the low-temperature side no-load output value is within a predetermined permissible range, characterized in that added to the predetermined position of the bridge circuit.

【0015】そして、請求項3に係る発明(以下、第3
発明という)は、上記第1、第2発明のロードセルにお
いて、第1補償抵抗体としてニッケルを使用すると共
に、第2補償抵抗体として銅を使用したことを特徴とす
る。
The invention according to claim 3 (hereinafter referred to as third invention)
The invention is characterized in that in the load cells of the first and second inventions, nickel is used as the first compensation resistor and copper is used as the second compensation resistor.

【0016】一方、本願の請求項4に係る発明(以下、
第4発明という)は、起歪体に固定された複数の歪みゲ
ージで構成したブリッジ回路の出力電圧の零点の温度特
性を抑制するロードセルの温度補償方法に関するもので
あって、零点の温度特性の1次成分に影響を与える第1
補償抵抗体と、同じく零点の温度特性の2次成分に影響
を与える第2補償抵抗体とを準備すると共に、所定の高
温側測定点における高温側無負荷時出力値と所定の常温
測定点における常温無負荷時出力値との差分量と、該常
温測定点における常温無負荷時出力値と所定の低温側測
定点における低温側無負荷時出力値との差分量との差が
所定の許容範囲に収まるように、上記第2補償抵抗体を
上記ブリッジ回路の所定位置に付加すると共に、上記高
温側無負荷時出力値と上記低温側無負荷時出力値との差
分量が所定の許容範囲に収まるように他方の第1補償抵
抗体を上記ブリッジ回路の所定位置に付加することを特
徴とする。
On the other hand, the invention according to claim 4 of the present application (hereinafter referred to as the invention)
The fourth invention) relates to a load cell temperature compensation method for suppressing a zero-point temperature characteristic of an output voltage of a bridge circuit composed of a plurality of strain gauges fixed to a flexure element. The first that affects the primary component
A compensating resistor and a second compensating resistor that also affects the second-order component of the temperature characteristic of the zero point are prepared, and the high-temperature side no-load output value at a predetermined high-temperature side measurement point and the predetermined normal temperature measurement point The difference between the normal temperature no-load output value and the difference between the normal temperature no-load output value at the normal temperature measurement point and the low temperature no-load output value at the predetermined low temperature side measurement point is within a predetermined allowable range. The second compensation resistor is added to a predetermined position of the bridge circuit so that the difference between the high-temperature-side no-load output value and the low-temperature-side no-load output value falls within a predetermined allowable range. The other first compensation resistor is added to a predetermined position of the bridge circuit so as to be accommodated.

【0017】また、請求項5に係る発明(以下、第5発
明という)は、起歪体に固定された複数の歪みゲージで
構成したブリッジ回路の出力電圧の零点の温度特性を抑
制するロードセルの温度補償方法に関するものであっ
て、零点の温度特性の主として1次成分に影響を与える
第1補償抵抗体と、同じく零点の温度特性の主として2
次成分に影響を与える第2補償抵抗体とを準備すると共
に、所定の高温側測定点における高温側無負荷時出力値
と所定の常温測定点における常温無負荷時出力値との差
分量と、該常温測定点における常温無負荷時出力値と所
定の低温側測定点における低温側無負荷時出力値との差
分量との差が所定の許容範囲に収まるように、上記第2
補償抵抗体を上記ブリッジ回路の所定位置に付加すると
共に、上記高温側無負荷時出力値と上記低温側無負荷時
出力値との差分量が所定の許容範囲に収まるように他方
の第1補償抵抗体を上記ブリッジ回路の所定位置に付加
することを特徴とする。
The invention according to claim 5 (hereinafter referred to as a fifth invention) is a load cell for suppressing a temperature characteristic of a zero point of an output voltage of a bridge circuit constituted by a plurality of strain gauges fixed to a flexure element. The present invention relates to a temperature compensation method, in which a first compensation resistor mainly affects a first-order component of a temperature characteristic of a zero point, and a second compensation resistor mainly affecting a temperature characteristic of a zero point.
While preparing a second compensation resistor that affects the next component, the difference between the high-temperature side no-load output value at a predetermined high-temperature side measurement point and the normal temperature no-load output value at a predetermined normal temperature measurement point, The second temperature is set so that the difference between the normal temperature no-load output value at the normal temperature measurement point and the low temperature no-load output value at the predetermined low temperature side measurement point falls within a predetermined allowable range.
A compensation resistor is added to a predetermined position of the bridge circuit, and the other first compensation is performed so that the difference between the high-temperature-side no-load output value and the low-temperature-side no-load output value falls within a predetermined allowable range. A resistor is added to a predetermined position of the bridge circuit.

【0018】そして、請求項6に係る発明(以下、第6
発明という)は、上記第4、第5発明のロードセルの温
度補償方法に関するものであって、第2補償抵抗体を用
いた零点の温度特性の2次成分に対する温度補償を、第
1補償抵抗体を用いた零点の温度特性の1次成分に対す
る温度補償に先行させて行なうと共に、高温側無負荷時
出力値と常温無負荷時出力値との差分量と、該常温無負
荷時出力値と低温側無負荷時出力値との差分量との差が
所定の許容範囲に収まり、かつ上記高温側無負荷時出力
値と低温側無負荷時出力値との差分量が所定の許容範囲
に収まるまで、上記2次成分に対する温度補償と1次成
分に対する温度補償とを交互に行なうことを特徴とす
る。
The invention according to claim 6 (hereinafter referred to as a sixth embodiment)
The invention relates to the load cell temperature compensation methods of the fourth and fifth inventions, wherein the temperature compensation for the secondary component of the zero point temperature characteristic using the second compensation resistor is performed by the first compensation resistor. Is performed prior to the temperature compensation for the first-order component of the zero-point temperature characteristic, and the difference between the high-temperature-side no-load output value and the normal-temperature no-load output value; Until the difference between the difference value from the side no-load output value falls within a predetermined allowable range, and the difference amount between the high temperature side no-load output value and the low temperature side no-load output value falls within a predetermined allowable range. The temperature compensation for the secondary component and the temperature compensation for the primary component are performed alternately.

【0019】さらに、請求項7に係る発明(以下、第7
発明という)は、上記第4、第5発明のロードセルの温
度補償方法に関するものであって、第1補償抵抗体とし
てニッケルを使用すると共に、第2補償抵抗体として銅
を使用することを特徴とする。
Furthermore, the invention according to claim 7 (hereinafter referred to as a seventh aspect)
The invention relates to the load cell temperature compensation methods of the fourth and fifth inventions, wherein nickel is used as the first compensation resistor and copper is used as the second compensation resistor. I do.

【0020】今、図1に示すように、低温側測定点T
l、常温測定点Tn(例えば、20℃)及び高温側測定
点Thにおける出力電圧Voutのそれぞれの測定結果
を温度Tを横軸にしてプロットしたグラフが、低温側無
負荷時出力値Vl、常温無負荷時出力値Vn及び高温側
無負荷時出力値Vhの3点を通る折れ線アで示されるも
のとすると、この折れ線アはロードセルの零点の温度特
性を示す曲線イを低温側測定点Tlと高温側測定点Th
との間で近似したものとみることができる。
Now, as shown in FIG.
1, a graph plotting the respective measurement results of the output voltage Vout at the normal temperature measurement point Tn (for example, 20 ° C.) and the high temperature side measurement point Th with the temperature T as a horizontal axis is the low temperature side no-load output value Vl, the normal temperature If it is indicated by a polygonal line a passing through the three points of the no-load output value Vn and the high-temperature-side no-load output value Vh, this polygonal line shows a curve A indicating the temperature characteristic of the zero point of the load cell as the low-temperature side measurement point Tl. High temperature side measurement point Th
Can be regarded as an approximation between

【0021】ここで、高温側無負荷時出力値Vhと常温
無負荷時出力値Vnとの差分量△Vh(=Vh−Vn)
を「高温側ドリフト量」と定義し、常温無負荷時出力値
Vnと低温側無負荷時出力値Vlとの差分量△Vl(=
Vn−Vl)を「低温側ドリフト量」と定義して、これ
らの高温側ドリフト量△Vhから低温側ドリフト量△V
lを減算した値Vc(=△Vh−△Vl)を便宜的に
「曲率量」として定義すると、図のように零点の温度特
性を示す曲線イが下向きに凸で折れ線アが下向きに凸で
示されるときには曲率量Vcがプラスの値となる。逆
に、零点の温度特性を示す曲線が上向きに凸で折れ線が
上向きに凸のときには曲率量Vcはマイナスの値とな
り、高温側ドリフト量△Vhと低温側ドリフト量△Vl
とが一致して上記折れ線が直線状態となるときには、曲
率量Vcは零となる。つまり、曲率量Vcは幾何学的に
みて上記零点の温度特性を示す曲線イの常温無負荷時出
力値Vnにおける「曲率」に相当するものとみなすこと
ができる。したがって、曲率量Vcを所定の許容範囲内
に収めれば、上記零点の温度特性の2次成分が抑制され
ることになる。
Here, the difference ΔVh (= Vh−Vn) between the high temperature side no-load output value Vh and the normal temperature no-load output value Vn.
Is defined as the “high-temperature-side drift amount”, and the difference ΔVl (= the difference between the normal-temperature no-load output value Vn and the low-temperature-side no-load output value Vl)
Vn−Vl) is defined as the “low temperature side drift amount”, and the low temperature side drift amount ΔV is calculated from the high temperature side drift amount ΔVh.
If the value Vc (= △ Vh- △ Vl) obtained by subtracting 1 is defined as “curvature amount” for convenience, as shown in FIG. When shown, the curvature amount Vc has a positive value. Conversely, when the curve showing the temperature characteristic of the zero point is convex upward and the broken line is convex upward, the curvature amount Vc becomes a negative value, and the high-temperature side drift amount ΔVh and the low-temperature side drift amount ΔVl
Is satisfied, and the polygonal line becomes a straight line, the curvature amount Vc becomes zero. That is, the amount of curvature Vc can be regarded as geometrically equivalent to the "curvature" in the normal temperature no-load output value Vn of the curve A indicating the temperature characteristic of the zero point. Therefore, if the curvature amount Vc falls within a predetermined allowable range, the secondary component of the temperature characteristic at the zero point is suppressed.

【0022】また、高温側無負荷時出力値Vhと低温側
無負荷時出力値Vlの差分量Vd(=Vh−Vl)は、
ロードセルの全体ドリフト量として定義されることか
ら、この全体ドリフト量Vdを許容範囲内に収めれば、
零点の温度特性の1次成分についても抑制されることに
なる。
The difference Vd (= Vh-Vl) between the high-temperature-side no-load output value Vh and the low-temperature-side no-load output value Vl is given by:
Since it is defined as the total drift amount of the load cell, if this total drift amount Vd falls within an allowable range,
The first-order component of the zero-point temperature characteristic is also suppressed.

【0023】これにより、ロードセルの零点の温度特性
が低温側測定点Tlから高温側測定点Thの全範囲にわ
たってフラットな特性となり、高い計量精度が得られる
ことになる。
As a result, the temperature characteristic of the zero point of the load cell becomes flat over the entire range from the low-temperature side measurement point Tl to the high-temperature side measurement point Th, so that high measurement accuracy can be obtained.

【0024】以上のように、第1発明によれば、零点の
温度特性の1次成分に影響を与える第1補償抵抗体と、
同じく零点の温度特性の2次成分に影響を与える第2補
償抵抗体とをそれぞれブリッジ回路の所定位置に付加す
るだけで、零点変動の少ないロードセルが得られること
になる。
As described above, according to the first aspect, the first compensating resistor which affects the first-order component of the temperature characteristic of the zero point,
Similarly, a load cell with little zero point fluctuation can be obtained only by adding a second compensating resistor, which similarly affects the secondary component of the zero point temperature characteristic, to a predetermined position of the bridge circuit.

【0025】また、第2発明によれば、零点の温度特性
の主として1次成分に影響を与える第1補償抵抗体と、
同じく零点の温度特性の主として2次成分に影響を与え
る第2補償抵抗体とをそれぞれブリッジ回路の所定位置
に付加するだけで、上記第1発明と同様に零点変動の少
ないロードセルが得られることになる。
According to the second aspect of the present invention, the first compensating resistor which mainly affects the first-order component of the temperature characteristic of the zero point,
Similarly, by simply adding a second compensating resistor, which mainly affects the secondary component of the temperature characteristic of the zero point, to a predetermined position of the bridge circuit, a load cell with a small zero point fluctuation can be obtained in the same manner as in the first invention. Become.

【0026】そして、第3発明によれば、第1補償抵抗
体としてニッケルを使用すると共に、第2補償抵抗体と
して銅を使用した場合に、上記第1、第2発明の作用が
得られることになる。
According to the third invention, when the nickel is used as the first compensation resistor and the copper is used as the second compensation resistor, the effects of the first and second inventions can be obtained. become.

【0027】一方、第4発明によれば、零点の温度特性
の1次成分に影響を与える第1補償抵抗体と、同じく零
点の温度特性の2次成分に影響を与える第2補償抵抗体
とをそれぞれブリッジ回路の所定位置に付加することに
より、ロードセルの零点の温度特性の1成分と2次成分
の双方を効果的に補償することが可能となる。
On the other hand, according to the fourth aspect, the first compensating resistor that affects the primary component of the zero-point temperature characteristic, and the second compensating resistor that also affects the secondary component of the zero-point temperature characteristic, Is added to the predetermined position of the bridge circuit, it is possible to effectively compensate for both the first and second components of the temperature characteristic of the zero point of the load cell.

【0028】また、第5発明によれば、零点の温度特性
の主として1次成分に影響を与える第1補償抵抗体と、
同じく零点の温度特性の主として2次成分に影響を与え
る第2補償抵抗体とをそれぞれブリッジ回路の所定位置
に付加することにより、上記第4発明と同様にロードセ
ルの零点の温度特性の1成分と2次成分の双方を効果的
に補償することが可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, the first compensating resistor which mainly affects the primary component of the temperature characteristic of the zero point,
Similarly, by adding a second compensating resistor, which mainly affects the second-order component of the temperature characteristic of the zero point, to a predetermined position of the bridge circuit, one component of the temperature characteristic of the zero point of the load cell and the second component are added similarly to the fourth invention. Both of the secondary components can be effectively compensated.

【0029】そして、第4、第5発明のいずれにおいて
も、ロードセルの無負荷時における出力電圧を、低温
側、高温側及び両者の中間に位置する常温付近の3点で
測定するだけで、該ロードセルの零点の温度特性の1次
成分と2次成分の双方を簡便かつ精度よく抑制すること
が可能となる。
In any of the fourth and fifth aspects of the present invention, the output voltage of the load cell when there is no load is measured only at three points near the normal temperature, which is located between the low temperature side, the high temperature side, and between them. Both the primary component and the secondary component of the temperature characteristic of the zero point of the load cell can be easily and accurately suppressed.

【0030】また、第6発明によれば、第2補償抵抗体
を用いた零点の温度特性の2次成分に対する温度補償
を、第1補償抵抗体を用いた零点の温度特性の1次成分
に対する温度補償に先行させて行なうようにしているの
で、2次成分に対する温度補償が効果的に行なわれるこ
とになる。
According to the sixth aspect, the temperature compensation for the second-order component of the zero-point temperature characteristic using the second compensation resistor is performed for the first-order component of the zero-point temperature characteristic using the first compensation resistor. Since the temperature compensation is performed prior to the temperature compensation, the temperature compensation for the secondary component is effectively performed.

【0031】さらに、第7発明によれば、第1補償抵抗
体としてニッケルを使用すると共に、第2補償抵抗体と
して銅を使用した場合に、上記第4、第5発明の作用が
得られることになる。
Further, according to the seventh invention, when nickel is used as the first compensation resistor and copper is used as the second compensation resistor, the effects of the fourth and fifth inventions can be obtained. become.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
ロードセルの温度補償方法について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A load cell temperature compensating method according to an embodiment of the present invention will be described below.

【0033】なお、以下の説明は本発明に係るロードセ
ルの温度補償方法についてのものであるが、その補償方
法が実施されたロードセルは本発明に係るロードセルの
実施の形態となる。
The following description relates to the load cell temperature compensating method according to the present invention. The load cell in which the compensating method is implemented is an embodiment of the load cell according to the present invention.

【0034】すなわち、本実施の形態に係る温度補償方
法が実施されるロードセルの起歪体は、図示しないが図
10に示した従来例と同様な構成とされていると共に、
該起歪体における各起歪部の表面に設けられる歪みゲー
ジは、例えば図2に示すように接続されてブリッジ回路
1が構成されている。
That is, although not shown, the flexure element of the load cell in which the temperature compensation method according to the present embodiment is performed has the same configuration as that of the conventional example shown in FIG.
Strain gauges provided on the surface of each strain generating portion of the strain generating element are connected, for example, as shown in FIG.

【0035】つまり、このブリッジ回路1は、4つの歪
みゲージR1,R2,R3,R4が4角形の各辺に位置
するように、接続点j1,j2,j3,j4で互いに接
続されていると共に、歪みゲージR2が設けられたブリ
ッジ辺の接続点j2寄りに補償抵抗体を追加接続するた
めの2組の接続端子2,2、3,3が直列に配置され、
また歪みゲージR4が設けられたブリッジ辺の接続点j
2寄りにも補償抵抗体を追加接続するための2組の接続
端子4,4、5,5が直列に配置された構成とされる。
なお、各接続端子2,2、3,3、4,4、5,5間は
予め配線材6…6で接続されている。
That is, the bridge circuit 1 is connected to each other at the connection points j1, j2, j3, j4 such that the four strain gauges R1, R2, R3, R4 are located on each side of the square. , Two sets of connection terminals 2, 2, 3, 3 for additionally connecting a compensation resistor near the connection point j2 on the bridge side where the strain gauge R2 is provided, are arranged in series,
Also, a connection point j on the bridge side where the strain gauge R4 is provided.
Two sets of connection terminals 4, 4, 5, and 5 for additionally connecting a compensation resistor closer to the second side are arranged in series.
The connection terminals 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5 and 5 are connected in advance by wiring members 6.

【0036】そして、接続点j1,j3に一定電圧Vi
nが印加され、接続点j2,j4から出力電圧Vout
が取り出されるように回路が構成されている。
A constant voltage Vi is applied to the connection points j1 and j3.
n is applied, and the output voltage Vout is output from the connection points j2 and j4.
The circuit is configured so that is extracted.

【0037】つぎに、本実施の形態に係る温度補償方法
について説明する。
Next, the temperature compensation method according to the present embodiment will be described.

【0038】まず、ロードセルを恒温槽に設置して、ブ
リッジ回路1に一定電圧Vin(例えば、12V)を印
加した状態における無負荷時の出力電圧Voutを、所
定の低温側測定点Tl(例えば、ー10℃)、高温側測
定点Th(例えば、50℃)及び両者の中間に位置する
常温付近(例えば、20℃)でそれぞれ測定する。
First, the load cell is set in a constant temperature bath, and the output voltage Vout under no load when a constant voltage Vin (for example, 12 V) is applied to the bridge circuit 1 is measured at a predetermined low-temperature side measurement point Tl (for example, -10 ° C.), at the high-temperature side measurement point Th (for example, 50 ° C.), and at around room temperature (for example, 20 ° C.) which is located between the two.

【0039】そして、高温側測定点Thにおける高温側
無負荷時出力値Vh、低温側測定点Tlにおける低温側
無負荷時出力値Vl及び常温測定点Tnにおける常温無
負荷時出力値Vnを、次の関係式(1)、(2)に代入
することにより、全体ドリフト量Vdと曲率量Vcとを
それぞれ算出する。
Then, the output value Vh at no load on the high temperature side at the measurement point Th on the high temperature side, the output value Vl at no load on the low temperature side at the low temperature measurement point Tl, and the output value Vn at normal temperature at the normal temperature measurement point Tn are shown below. By substituting into the relational expressions (1) and (2), the total drift amount Vd and the curvature amount Vc are calculated respectively.

【0040】 Vd=Vh−Vl …(1) Vc=(Vh−Vn)−(Vn−Vl) …(2) ここで、上記式(2)の右辺第1項目の(Vh−Vn)
は、前述した高温側ドリフト量△Vhを示し、同じく右
辺第2項目の(Vn−Vl)は、前述した低温側ドリフ
ト量△Vlを示す。
Vd = Vh−V1 (1) Vc = (Vh−Vn) − (Vn−V1) (2) Here, (Vh−Vn) of the first item on the right side of the above equation (2)
Indicates the above-mentioned high-temperature side drift amount ΔVh, and similarly, the second item on the right side (Vn−Vl) indicates the above-mentioned low-temperature side drift amount ΔVl.

【0041】その場合に、低温側無負荷時出力値Vl、
常温無負荷時出力値Vn及び高温側無負荷時出力値Vh
の3点を通る零点の温度特性が、図3の折れ線のように
下向きに凸の特性を示すものとすると、全体ドリフト量
Vd及び曲率量Vcが共にプラスの値となる。
In this case, the low-temperature side no-load output value Vl,
Normal temperature no-load output value Vn and high temperature side no-load output value Vh
Assuming that the temperature characteristic of the zero point passing through the three points has a downwardly convex characteristic as shown by the broken line in FIG. 3, both the entire drift amount Vd and the curvature amount Vc have positive values.

【0042】今、図4に示すブリッジ回路において、温
度補償抵抗Rxが温度変化により△Rだけ変化したとき
の電圧変化△Vは、次式(3)となる。
Now, in the bridge circuit shown in FIG. 4, a voltage change ΔV when the temperature compensation resistor Rx changes by ΔR due to a temperature change is given by the following equation (3).

【0043】 △V=△R・Vin/(4・Rg) …(3) また、温度補償抵抗Rxの抵抗温度係数(TCR)をα
とすると、温度が△Tだけ変化したときの抵抗変化△R
は、次式(4)で示される。
ΔV = ΔR · Vin / (4 · Rg) (3) Further, the temperature coefficient of resistance (TCR) of the temperature compensation resistor Rx is α
Then, the resistance change △ R when the temperature changes by △ T
Is represented by the following equation (4).

【0044】 △R=α・Rx・△T …(4) したがって、温度が△Tだけ変化したときのロードセル
の出力変化△V(全体ドリフト量Vd)を補償するため
に要する温度補償抵抗Rxの値は、上記式(3)、
(4)から求められる次式(5)で与えられる。
ΔR = α · Rx · ΔT (4) Therefore, the output compensation ΔV of the load cell when the temperature changes by ΔT (total drift amount Vd) The value is calculated by the above equation (3),
It is given by the following equation (5) obtained from (4).

【0045】 Rx=4・△V・Rg/(△T・α・Vin) …(5) 一方、印加電圧を12Vに設定した状態において、曲率
量Vcを1μVだけ変化させるのに必要な抵抗値は、歪
みゲージR1,R2,R3,R4の抵抗値を350Ωと
した場合に、例えば補償抵抗体として銅線(単位長さ当
たりの抵抗値:0.54Ω/m、TCR:3900pp
m/℃)を使用した場合には、約0.014Ωとなり、
補償抵抗体としてニッケル線(単位長さ当たりの抵抗
値:1.66Ω/m、TCR:5060ppm/℃)を
使用した場合には、約0.036Ωとなり、銅線の方が
ニッケル線よりも曲率量Vcを大きく変化させられるよ
うになっている。したがって、第1補償抵抗体としてニ
ッケル線を選択し、第2補償抵抗体として銅線を選択す
ることになる。
Rx = 4 · ΔV · Rg / (ΔT · α · Vin) (5) On the other hand, in a state where the applied voltage is set to 12 V, a resistance value required to change the curvature amount Vc by 1 μV Is a copper wire (resistance value per unit length: 0.54 Ω / m, TCR: 3900 pp), for example, when the resistance values of the strain gauges R1, R2, R3, and R4 are 350Ω.
m / ° C) is about 0.014Ω,
When a nickel wire (resistance value per unit length: 1.66 Ω / m, TCR: 5060 ppm / ° C.) is used as the compensation resistor, the value is about 0.036 Ω, and the curvature of the copper wire is higher than that of the nickel wire. The amount Vc can be largely changed. Therefore, a nickel wire is selected as the first compensation resistor, and a copper wire is selected as the second compensation resistor.

【0046】また、全体ドリフト量Vdと曲率量Vcと
の関係についてみれば、全体ドリフト量Vdをプラス側
に変化させると曲率量Vcはマイナス側に変化し、逆に
全体ドリフト量Vdをマイナス側に変化させると曲率量
Vcはプラス側に変化することになる。
As for the relationship between the total drift amount Vd and the curvature amount Vc, when the total drift amount Vd is changed to the plus side, the curvature amount Vc changes to the minus side, and conversely, the total drift amount Vd is changed to the minus side. , The curvature amount Vc changes to the plus side.

【0047】このような関係に基づいて、第1段階とし
て銅線を用いて曲率量Vc(2次成分)を補償する。そ
の場合に、図3に示すように特性曲線に対応する折れ線
が下向きに凸で曲率量Vcがプラスであることから、図
2のブリッジ回路1における接続端子5,5間に、配線
材6を除去した上で所定抵抗値の銅線を接続する。ここ
で、上記したように曲率量Vcを1μVだけ変化させる
のに必要な抵抗値は約0.014Ωであることから、例
えば曲率量Vcの値が2μVの場合には使用する抵抗値
は約0.028Ωとなる。これにより、図5に示すよう
に曲率量Vc(2次成分)が補償されて、特性曲線が直
線的になる。なお、曲率量Vcがマイナスのときには、
接続端子3、3間に銅線を接続することになる。
Based on such a relationship, the curvature Vc (second-order component) is compensated using a copper wire as the first step. In this case, since the broken line corresponding to the characteristic curve is convex downward and the curvature amount Vc is positive as shown in FIG. 3, the wiring member 6 is connected between the connection terminals 5 and 5 in the bridge circuit 1 of FIG. After removal, a copper wire having a predetermined resistance value is connected. Here, as described above, the resistance value required to change the curvature amount Vc by 1 μV is about 0.014 Ω. For example, when the curvature amount Vc is 2 μV, the resistance value used is about 0 μm. .028Ω. Thereby, the curvature amount Vc (second order component) is compensated as shown in FIG. 5, and the characteristic curve becomes linear. When the curvature amount Vc is minus,
A copper wire will be connected between the connection terminals 3 and 3.

【0048】第2段階として、全体ドリフト量Vd及び
銅線を付加したことによる全体ドリフト量Vdへの影響
を除去するために、ニッケル線をブリッジ回路1におけ
る接続端子2,2間に、配線材6を除去した上で所定抵
抗値のニッケル線を接続する。その場合の抵抗値は、上
記式(5)で計算される。
In the second stage, in order to remove the influence of the addition of the copper wire and the total drift amount Vd on the total drift amount Vd, a nickel wire is connected between the connection terminals 2 and 2 in the bridge circuit 1 by a wiring material. After removing 6, a nickel wire having a predetermined resistance value is connected. The resistance value in that case is calculated by the above equation (5).

【0049】一方、全体ドリフト量Vdと銅線を付加し
たことによる全体ドリフト量Vdへの影響を合わせた値
がマイナスの値を示すときには、ブリッジ回路1の接続
端子4,4間にニッケル線を接続する。
On the other hand, when the value obtained by adding the total drift amount Vd and the effect on the total drift amount Vd due to the addition of the copper wire is a negative value, a nickel wire is connected between the connection terminals 4 and 4 of the bridge circuit 1. Connecting.

【0050】なお、ニッケル線を接続したときに、曲率
量Vcが許容範囲(例えば、±1.5μV)を逸脱する
ときには、それを補償するように銅線を追加接続する。
When the curvature amount Vc deviates from an allowable range (for example, ± 1.5 μV) when a nickel wire is connected, a copper wire is additionally connected so as to compensate for the deviation.

【0051】このような手順を繰り返すことにより、図
6に示すように、零点の温度特性が低温側測定点Tlか
ら高温側測定点Thに至る全範囲にわたってフラットな
特性となるまで、銅線とニッケル線を交互に接続してい
く。
By repeating such a procedure, as shown in FIG. 6, the copper wire is connected with the copper wire until the temperature characteristic at the zero point becomes flat over the entire range from the low-temperature measurement point Tl to the high-temperature measurement point Th. Nickel wires are connected alternately.

【0052】そして、図7に示すように、ブリッジ回路
1に銅線7とニッケル線8とを接続したときに、図6に
示すような温度特性が得られたときには、全体ドリフト
量Vdと曲率量Vcとが共に所定の許容範囲内に収まる
ことになる。
As shown in FIG. 7, when the copper wire 7 and the nickel wire 8 are connected to the bridge circuit 1 and the temperature characteristics as shown in FIG. 6 are obtained, the total drift amount Vd and the curvature are obtained. Both the amount Vc and the amount Vc fall within a predetermined allowable range.

【0053】図8に本実施の形態に係る温度補償方法を
用いたシミュレーション結果の一例を示す。
FIG. 8 shows an example of a simulation result using the temperature compensation method according to the present embodiment.

【0054】すなわち、温度補償前に比べて曲率量Vc
が±1μV以内に収められると共に、全体ドリフト量V
dも大幅に改善されている。
That is, the curvature amount Vc is larger than that before the temperature compensation.
Is within ± 1 μV, and the total drift amount V
d is also greatly improved.

【0055】ここで、本実施の形態においては、補償抵
抗体として銅線とニッケル線とを用いているが、補償抵
抗体の形態としては線材以外にチップ抵抗体、箔の抵抗
体、薄膜の抵抗体を使用することも可能である。
Here, in this embodiment, a copper wire and a nickel wire are used as the compensation resistors. However, the compensation resistors are not limited to wires, but may be chip resistors, foil resistors, or thin films. It is also possible to use resistors.

【0056】また、箔や薄膜の抵抗体を補償抵抗体とし
て使用する場合には、これらで抵抗体パターンを作成し
て、これらのパターンを図2に示した配線材6…6の代
わりにブリッジ回路1に予め組み込んでおき、温度補償
の際にトリミングによって抵抗体パターンの抵抗値を変
化させるようにしてもよい。その場合には、例えば接続
端子2,2及び接続端子4,4には第1補償抵抗体のパ
ターンが、また接続端子3,3及び接続端子5,5には
第2補償抵抗体のパターンが組み込まれることになる。
When a foil or thin film resistor is used as a compensation resistor, a resistor pattern is formed using these resistors, and these patterns are replaced by bridges instead of the wiring members 6 shown in FIG. The resistance value of the resistor pattern may be incorporated in the circuit 1 in advance and changed by trimming during temperature compensation. In this case, for example, the connection terminals 2 and 2 and the connection terminals 4 and 4 have a first compensation resistor pattern, and the connection terminals 3 and 3 and the connection terminals 5 and 5 have a second compensation resistor pattern. Will be incorporated.

【0057】なお、ブリッジ回路1の回路構成を、図9
に示すように変更してもよい。その場合には、歪みゲー
ジR3が設けられたブリッジ辺の接続点j4寄りに補償
抵抗体を追加接続するための2組の接続端子2’,
2’、3’,3’が直列に配置され、また歪みゲージR
1が設けられたブリッジ辺の接続点j4寄りにも補償抵
抗体を追加接続するための2組の接続端子4’,4’、
5’,5’が直列に配置された構成とされる。なお、こ
の場合においても、各接続端子2’,2’、3’,
3’、4’,4’、5’,5’間は予め配線材6…6で
接続されることになる。
The circuit configuration of the bridge circuit 1 is shown in FIG.
May be changed as shown in FIG. In that case, two sets of connection terminals 2 ′, 2 ′, for additionally connecting a compensation resistor near the connection point j4 on the bridge side where the strain gauge R3 is provided.
2 ′, 3 ′, 3 ′ are arranged in series, and the strain gauge R
2 sets of connection terminals 4 ′, 4 ′ for additionally connecting a compensation resistor near the connection point j 4 on the bridge side where 1 is provided;
5 ′, 5 ′ are arranged in series. In this case, also in this case, the connection terminals 2 ', 2', 3 ',
3 ', 4', 4 ', 5', 5 'are connected in advance by wiring members 6 ... 6.

【0058】つぎに、本発明に係るロードセルの更に別
の実施の形態について説明する。
Next, still another embodiment of the load cell according to the present invention will be described.

【0059】すなわち、例えば図10に示すように、こ
の実施の形態に係るロードセル10は、一端の固定剛体
部11と他端の可動剛体部12と両端の剛体部間に上下
平行に設けられた2本のビーム部13,14よりなる中
空直方体状の起歪体15を有していると共に、この起歪
体15における上下2本のビーム部13,14には、そ
れぞれ長手方向の2箇所に肉厚が薄くされた起歪部13
a,13b,14a,14bが設けられている。
That is, as shown in FIG. 10, for example, the load cell 10 according to this embodiment is provided vertically parallel between a fixed rigid body 11 at one end, a movable rigid body 12 at the other end, and rigid bodies at both ends. It has a hollow rectangular parallelepiped strain generator 15 composed of two beam sections 13 and 14, and the upper and lower two beam sections 13 and 14 in the strain generator 15 are respectively provided at two locations in the longitudinal direction. Flexure portion 13 with reduced thickness
a, 13b, 14a and 14b are provided.

【0060】そして、この実施の形態においては、上記
起歪体15における上側のビーム部13の起歪部13
a,13bの表面に、例えば前述の図2に示したブリッ
ジ回路1を構成する4つの歪みゲージR1,R2,R
3,R4が設けられている。その場合に、例えば固定剛
体部11側に位置する起歪部13aには歪みゲージR
1,R4が幅方向に並列して設けられ、また他方の可動
剛体部12側に位置する起歪部13bには歪みゲージR
2,R3が幅方向に並列して設けられる。そして、これ
らの歪みゲージR1,R2,R3,R4は、図2に示す
ように4角形の各辺に位置するように、接続点j1,j
2,j3,j4で互いに接続されると共に、歪みゲージ
R2が設けられたブリッジ辺の接続点j2寄りに補償抵
抗体を追加接続するための2組の接続端子2,2、3,
3が直列に配置され、また歪みゲージR4が設けられた
ブリッジ辺の接続点j2寄りにも補償抵抗体を追加接続
するための2組の接続端子4,4、5,5が直列に配置
された構成とされることになる。
In this embodiment, the strain generating portion 13 of the upper beam portion 13 in the strain generating body 15 is used.
For example, the four strain gauges R1, R2, R constituting the bridge circuit 1 shown in FIG.
3, R4 are provided. In this case, for example, a strain gauge R is provided on the strain-generating portion 13a located on the fixed rigid body portion 11 side.
1 and R4 are provided in parallel in the width direction, and a strain gauge R is provided on a strain-generating portion 13b located on the other movable rigid body portion 12 side.
2, R3 are provided in parallel in the width direction. Then, these strain gauges R1, R2, R3, R4 are connected to the connection points j1, j so as to be located on each side of the square as shown in FIG.
2, j3, j4, and two pairs of connection terminals 2, 2, 3, for additionally connecting a compensation resistor near the connection point j2 on the bridge side where the strain gauge R2 is provided.
3 are arranged in series, and two sets of connection terminals 4, 4, 5 and 5 for additionally connecting a compensation resistor are arranged in series near the connection point j2 on the bridge side where the strain gauge R4 is provided. Configuration.

【0061】この実施の形態に係るロードセル10にお
いても、前述の方法で温度補償が行なわれることにな
る。
In the load cell 10 according to this embodiment, temperature compensation is performed by the above-described method.

【0062】なお、上記起歪体15における下側のビー
ム部14の起歪部14a,14bの表面に、4つの歪み
ゲージR1,R2,R3,R4を設けるようにしてもよ
い。その場合には、例えば固定剛体部11側に位置する
起歪部14aには歪みゲージR1,R4が幅方向に並列
して設けられると共に、他方の可動剛体部12側に位置
する起歪部14bには歪みゲージR2,R3が幅方向に
並列して設けられることになる。
Incidentally, four strain gauges R1, R2, R3, R4 may be provided on the surface of the strain generating portions 14a, 14b of the lower beam portion 14 in the strain generating body 15. In this case, for example, the strain gauges R1 and R4 are provided in parallel in the width direction on the strain generating portion 14a located on the fixed rigid portion 11 side, and the strain generating portion 14b positioned on the other movable rigid portion 12 side. , Strain gauges R2 and R3 are provided in parallel in the width direction.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロードセ
ルの零点の温度特性の1次成分と共に2次成分が抑制さ
れることから、該温度特性が常用使用温度領域の広い範
囲にわたってフラットな特性に補正されたロードセルが
得られることになる。
As described above, according to the present invention, since the primary component and the secondary component of the temperature characteristic at the zero point of the load cell are suppressed, the temperature characteristic becomes flat over a wide range of the normal use temperature range. Thus, a load cell corrected in characteristics can be obtained.

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

【図1】 本発明方法の原理を説明する温度と無負荷時
の出力電圧との関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between a temperature and an output voltage under no load for explaining the principle of the method of the present invention.

【図2】 実施の形態に係るロードセルに用いられる歪
みゲージのブリッジ回路を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a bridge circuit of a strain gauge used in the load cell according to the embodiment;

【図3】 温度補償前の温度と無負荷時の出力電圧の関
係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a temperature before temperature compensation and an output voltage at no load.

【図4】 ブリッジ回路に温度補償抵抗を接続した場合
の抵抗値の計算方法を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of calculating a resistance value when a temperature compensation resistor is connected to a bridge circuit.

【図5】 温度補償の中間段階における温度と無負荷時
の出力電圧の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a temperature in an intermediate stage of temperature compensation and an output voltage at no load.

【図6】 温度補償後の温度と無負荷時の出力電圧の関
係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a temperature after temperature compensation and an output voltage at no load.

【図7】 温度補償後のブリッジ回路を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a bridge circuit after temperature compensation.

【図8】 温度補償のシュミレーション結果を示す表で
ある。
FIG. 8 is a table showing simulation results of temperature compensation.

【図9】 別の実施の形態に係るロードセルに用いられ
る歪みゲージのブリッジ回路を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a bridge circuit of a strain gauge used in a load cell according to another embodiment.

【図10】 さらに別の実施の形態に係るロードセルを
示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a load cell according to still another embodiment.

【図11】 従来のロードセルを示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a conventional load cell.

【図12】 従来のロードセルに用いられる歪みゲージ
のブリッジ回路を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a bridge circuit of a strain gauge used in a conventional load cell.

【図13】 従来のロードセルにおける温度補償前の温
度と無負荷時の出力電圧の関係を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a temperature before temperature compensation and an output voltage at no load in a conventional load cell.

【図14】 従来のロードセルにおける温度補償後の温
度と無負荷時の出力電圧の関係を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a temperature after temperature compensation and an output voltage at no load in a conventional load cell.

【図15】 従来の問題点の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a conventional problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ブリッジ回路 7 銅線 8 ニッケル線 R1〜R4 歪みゲージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bridge circuit 7 Copper wire 8 Nickel wire R1-R4 Strain gauge

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 起歪体に固定された複数の歪みゲージで
構成したブリッジ回路の出力電圧を出力信号として取り
出すようにしたロードセルであって、上記出力電圧の零
点の温度特性の1次成分に影響を与える第1補償抵抗体
が、所定の高温側測定点における高温側無負荷時出力値
と所定の低温側測定点における低温側無負荷時出力値と
の差分量が所定の許容範囲に収まるように上記ブリッジ
回路の所定位置に付加されていると共に、上記零点の温
度特性の2次成分に影響を与える第2補償抵抗体が、上
記高温側測定点における高温側無負荷時出力値と所定の
常温測定点における常温無負荷時出力値との差分量と、
該常温測定点における常温無負荷時出力値と上記低温側
測定点における低温側無負荷時出力値との差分量との差
が所定の許容範囲に収まるように、上記ブリッジ回路の
所定位置に付加されていることを特徴とするロードセ
ル。
1. A load cell for taking out an output voltage of a bridge circuit composed of a plurality of strain gauges fixed to a flexure element as an output signal, wherein a first-order component of a temperature characteristic of a zero point of the output voltage is obtained. The first compensating resistor that influences the difference between the high-temperature no-load output value at a predetermined high-temperature measurement point and the low-temperature no-load output value at a predetermined low-temperature measurement point falls within a predetermined allowable range. The second compensating resistor, which is added to a predetermined position of the bridge circuit and affects the secondary component of the temperature characteristic of the zero point, as described above, is connected to the high-temperature side no-load output value at the high-temperature side measurement point by a predetermined value. The amount of difference between the output value at normal temperature and no load at the normal temperature measurement point,
The bridge circuit is added to a predetermined position of the bridge circuit so that the difference between the output value at normal temperature at no load and the output value at normal temperature at no load and the low temperature output value at low temperature at no load falls within a predetermined allowable range. A load cell, wherein
【請求項2】 起歪体に固定された複数の歪みゲージで
構成したブリッジ回路の出力電圧を出力信号として取り
出すようにしたロードセルであって、上記出力電圧の零
点の温度特性の主として1次成分に影響を与える第1補
償抵抗体が、所定の高温側測定点における高温側無負荷
時出力値と所定の低温側測定点における低温側無負荷時
出力値との差分量が所定の許容範囲に収まるように上記
ブリッジ回路の所定位置に付加されていると共に、上記
零点の温度特性の主として2次成分に影響を与える第2
補償抵抗体が、上記高温側測定点における高温側無負荷
時出力値と所定の常温測定点における常温無負荷時出力
値との差分量と、該常温測定点における常温無負荷時出
力値と上記低温側測定点における低温側無負荷時出力値
との差分量との差が所定の許容範囲に収まるように、上
記ブリッジ回路の所定位置に付加されていることを特徴
とするロードセル。
2. A load cell for taking out an output voltage of a bridge circuit composed of a plurality of strain gauges fixed to a flexure element as an output signal, wherein a primary component of a temperature characteristic of a zero point of the output voltage is mainly included. The first compensating resistor that influences the difference between the high-temperature no-load output value at a predetermined high-temperature measurement point and the low-temperature no-load output value at a predetermined low-temperature measurement point falls within a predetermined allowable range. A second element, which is added to a predetermined position of the bridge circuit so as to be contained and affects mainly a secondary component of the temperature characteristic of the zero point.
The compensation resistor has a difference between the high-temperature side no-load output value at the high-temperature side measurement point and the normal-temperature no-load output value at a predetermined normal temperature measurement point, and the normal-temperature no-load output value at the normal temperature measurement point. A load cell, wherein the load cell is added to a predetermined position of the bridge circuit so that a difference between the low-temperature side no-load output value and a low-temperature side no-load output value falls within a predetermined allowable range.
【請求項3】 第1補償抵抗体としてニッケルが使用さ
れていると共に、第2補償抵抗体として銅が使用されて
いることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか
に記載のロードセル。
3. The load cell according to claim 1, wherein nickel is used as the first compensation resistor and copper is used as the second compensation resistor. .
【請求項4】 起歪体に固定された複数の歪みゲージで
構成したブリッジ回路の出力電圧の零点の温度特性を抑
制するロードセルの温度補償方法であって、零点の温度
特性の1次成分に影響を与える第1補償抵抗体と、同じ
く零点の温度特性の2次成分に影響を与える第2補償抵
抗体とを準備すると共に、所定の高温側測定点における
高温側無負荷時出力値と所定の常温測定点における常温
無負荷時出力値との差分量と、該常温測定点における常
温無負荷時出力値と所定の低温側測定点における低温側
無負荷時出力値との差分量との差が所定の許容範囲に収
まるように、上記第2補償抵抗体を上記ブリッジ回路の
所定位置に付加すると共に、上記高温側無負荷時出力値
と上記低温側無負荷時出力値との差分量が所定の許容範
囲に収まるように他方の第1補償抵抗体を上記ブリッジ
回路の所定位置に付加することを特徴とするロードセル
の温度補償方法。
4. A load cell temperature compensation method for suppressing a zero-point temperature characteristic of an output voltage of a bridge circuit constituted by a plurality of strain gauges fixed to a flexure element. A first compensating resistor that affects the temperature and a second compensating resistor that also affects the second-order component of the temperature characteristic of the zero point are prepared. The difference between the normal temperature no-load output value at the normal temperature measurement point and the difference between the normal temperature no-load output value at the normal temperature measurement point and the low-temperature no-load output value at the predetermined low-temperature measurement point. The second compensation resistor is added to a predetermined position of the bridge circuit so that the value falls within a predetermined allowable range, and the difference between the high-temperature-side no-load output value and the low-temperature-side no-load output value is reduced. Others within the specified tolerance Wherein the first compensation resistor is added to a predetermined position of the bridge circuit.
【請求項5】 起歪体に固定された複数の歪みゲージで
構成したブリッジ回路の出力電圧の零点の温度特性を抑
制するロードセルの温度補償方法であって、零点の温度
特性の主として1次成分に影響を与える第1補償抵抗体
と、同じく零点の温度特性の主として2次成分に影響を
与える第2補償抵抗体とを準備すると共に、所定の高温
側測定点における高温側無負荷時出力値と所定の常温測
定点における常温無負荷時出力値との差分量と、該常温
測定点における常温無負荷時出力値と所定の低温側測定
点における低温側無負荷時出力値との差分量との差が所
定の許容範囲に収まるように、上記第2補償抵抗体を上
記ブリッジ回路の所定位置に付加すると共に、上記高温
側無負荷時出力値と上記低温側無負荷時出力値との差分
量が所定の許容範囲に収まるように他方の第1補償抵抗
体を上記ブリッジ回路の所定位置に付加することを特徴
とするロードセルの温度補償方法。
5. A load cell temperature compensation method for suppressing a zero-point temperature characteristic of an output voltage of a bridge circuit constituted by a plurality of strain gauges fixed to a flexure element, wherein a primary component of the zero-point temperature characteristic is mainly provided. And a second compensating resistor, which also affects the second-order component of the temperature characteristic of the zero point, and outputs a high-temperature-side no-load output value at a predetermined high-temperature-side measurement point. And the difference between the normal-temperature no-load output value at the predetermined normal-temperature measurement point, and the difference between the normal-temperature no-load output value at the normal-temperature measurement point and the low-temperature no-load output value at the predetermined low-temperature measurement point. The second compensation resistor is added to a predetermined position of the bridge circuit so that the difference between the two falls within a predetermined allowable range, and the difference between the high-temperature side no-load output value and the low-temperature side no-load output value is added. Volume is within specified tolerance A temperature compensation method for a load cell, characterized in that the other first compensation resistor is added to a predetermined position of the bridge circuit so as to fall within the range.
【請求項6】 第2補償抵抗体を用いた零点の温度特性
の2次成分に対する温度補償を、第1補償抵抗体を用い
た零点の温度特性の1次成分に対する温度補償に先行さ
せて行なうと共に、高温側無負荷時出力値と常温無負荷
時出力値との差分量と、該常温無負荷時出力値と低温側
無負荷時出力値との差分量との差が所定の許容範囲に収
まり、かつ上記高温側無負荷時出力値と低温側無負荷時
出力値との差分量が所定の許容範囲に収まるまで、上記
2次成分に対する温度補償と1次成分に対する温度補償
とを交互に行なうことを特徴とする請求項4又は請求項
5のいずれかに記載のロードセルの温度補償方法。
6. The temperature compensation for the second-order component of the zero-point temperature characteristic using the second compensation resistor is performed prior to the temperature compensation for the first-order component of the zero-point temperature characteristic using the first compensation resistor. Together, the difference between the high-temperature no-load output value and the normal-temperature no-load output value and the difference between the normal-temperature no-load output value and the low-temperature no-load output value are within a predetermined allowable range. The temperature compensation for the second-order component and the temperature compensation for the first-order component are alternately performed until the temperature falls within a predetermined allowable range and the difference between the high-temperature side no-load output value and the low-temperature side no-load output value falls within a predetermined allowable range. 6. The temperature compensation method for a load cell according to claim 4, wherein the temperature compensation is performed.
【請求項7】 第1補償抵抗体としてニッケルを使用す
ると共に、第2補償抵抗体として銅を使用することを特
徴とする請求項4又は請求項5のいずれかに記載のロー
ドセルの温度補償方法。
7. The temperature compensation method for a load cell according to claim 4, wherein nickel is used as the first compensation resistor, and copper is used as the second compensation resistor. .
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