JPS58206931A - 電子秤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景： 本発明はアナログ電圧信号または電流信号を発生する測
定値検出装置を有し、測定値検出装置に後置接続された
高分解能のＡ／Ｄ変換器を有し、例えばマイクロプロセ
ッサの形のディジタル信号処理ユニットを有し、また測
定値検出装置の、温度による誤差を補正する装置を有す
る電子秤に関する。

例えば斯様な形式の秤はドイツ連邦共和国特許公開第３
０３３２７２号公報によって公知である。その場合零点
ｔ、の、温廂による誤差の補正は、磁界と共働して温度
に依存する付加的な力を測定値検出装置に加える温度に
依存して制御される電流に上って行う。然るに斯様に測
定値検出装置に直接介入することは、例えば零点の、温
度による誤差と同時に場合によっては感度または直線性
の、温度による誤差を補正すべき場合、めんどうである
。それ故温度による誤差の補正をディジタル信号処理ユ
ニットで行うことが考えられる。それはディジタル信号
処理ユニットで、温度測定値を用いてすべての温度に依
存する補正値を算出できるからである。それ故ドイツ連
邦共和国特許公開第３１０６５３４号公報において、そ
れぞれ温度センサ、湿度センサおよび圧力センサを設け
、それらのアナログ出力信号を順次Ａ／Ｄ変換器に供給
することがすでに提案”されている。その場合ディジタ
ル化された値から、ディジタル信号処理ユニットで所要
の補正値を計算することができる。然るに斯様な構成は
、センサに後置接続される別個のＡ／Ｄ変換器に、付加
的な費用がかかる欠点を有する。

また秤に本来の測定値検出装置の出力信号と少なくとも
１つの温度センサの出力信号とを、順次切換スイッチを
介して、高分解能を有するＡ／Ｄ変換器に供給すること
も考えられるが、これは実現されていない。それは測定
値検出装置からＡ／Ｄ変換器への測定路にスイッチを設
けると、秤の精度は大きく損われるからである。

発明の目的： それ放水発明の課題は、少なくとも１つの温度センサ（
またはそれに類似した少なくとも１つのセンサ）のアナ
ログ形の出力信号をディジタル化し、その場合は付加的
なＡ／Ｄ変換器を設ける必要もなく、また本来の秤−測
定値検出装置の出力信号をＡ／Ｄ変換する精度が損われ
ることもない。

発明の構成： 本発明によればこの課題は、スイッチを設け、このスイ
ッチはＡ／Ｄ変換器の入力端に、測定値検出装置の信号
に付加して、所定のディジタル信号処理ユニットによっ
て制御される時間に少なくとも１つの温度センサの出力
信号を供給するようにしたことによって解決される。

発明の効果： それ故秤の測定値検出装置から高分解能Ａ／Ｄ変換器へ
の高感度の測定路は遮断されることがなく、少なくとも
１つの温度センサの出力信号は所定の時間にＡ／Ｄ変換
器の入力信号に付加して供給される。そして後置接続さ
れたディジタル信号処理ユニットは少なくとも１つの温
度センサの出力信号を計算によって求めることができる
。

本発明の実施例において、Ａ／Ｄ変換器の入力側に供給
される少なくとも１つの温度センサの最大出力信号を、
本来の測定値検出装置の信号の最大値の署。より小さく
なるように、温度センサを構成しかつ接続すると有利で
ある。それによって秤に本来の測定値検出装置に対する
Ａ／Ｄ変換器の測定範囲は殆んど制限を受けなくなる。

またＡ／Ｄ変換器の分解能が高いので、これでも温度測
定の測定精度ｉ十分である。例えば１００．０００ステ
ツプの分解能を有する秤において、通常の場合温度誤差
はたかだか２００ス精度で十分であり、これは１ｏｏ、
ｏｏｏステップの分解能を有するＡ／Ｄ変換器の場合、
最大入力信号の１俤の入力信号ですでに達成される。

Ａ／Ｄ変換器の入力端を電流シンクとして構成すると有
利である。それによって測定値検出装置と少なくとも１
つの温度センサとからの２つの信号の和を、悪影響が生
じないようにして電流和として計算することができる。

本発明の有利な実施例において、ディジタル信号処理ユ
ニットは静止状態監視回路を有し、静止状態監視回路が
静止状態を通報した場合だけ、測定値検出装置の信号に
付加してＡ／Ｄ変換器の入力側に少なくとも１つの温度
センサの出力信号を供給するスイッチを作動するように
している。それ故秤の静止萩態においてだけ、温度セン
サの出カー号の測定値を、秤に本来の測定値検出装置の
信号の変化と見間違えることはなくなる。

また本発明の実施例において、少なくとも１つの温度セ
ンサの出力信号をディジタル信号処理ユニットで式、 ＵＴ＝Ｕ１−７（Ｕｏ＋Ｕ２） にしたがって計算するようにしているので有利である。

その場合Ｕ。はスイッチを作動する以前のＡ／Ｄ変換器
の出力信号値を表わし、Ｕｌはスイッチの作動時におけ
るＡ／Ｄ変換器の出力信号値を表わし、またＵ２はスイ
ッチの作動期間が終了した後のＡ／Ｄ変換器の出力信号
値を表わす。即ちスイッチを作動した期間の信号とその
期間の前後°に生ずる２つの信号の平均値との差が形成
される。すべての値Ｕ。、ＵｌおよびＵ２は静止状態監
視回路の応動の場合にはじめて測定されるので有利であ
る。ディジタル信号処理ユニットは付加的に、はじめの
値Ｕ。とおわりの値Ｕ２とが所定の許容誤差の範囲内で
一致するか否かを検査し、一致する場合だけ、ＵＴに対
して計算された値を後続処理するので有利である。それ
によってＡ／Ｄ変換器の測定サイクルと比較して僅かな
間だけ、ＵＴに対する値を計算しかつ処理できるように
なる。秤の内部の温度は、熱的慣性があるために非常に
緩慢にしか変化しないので、これでも差支えない。前述
の記載は湿度センサまたは気圧センサに対しても当ては
まる。勿論それらのセンサを温度センサに付加して設け
ることもでき、また温度センサの代りに設けることもで
きる。それらのセンサの出力信号は前述の方式でディジ
タル化しかつ計算することができる。

実施例の説明： 次に本発用を図示の実施例につき説明する。

第１図の電子秤の測定値検出装置は可動な荷受は台３を
有し、この荷受は台は荷受は皿７を支持しかつ平行に案
内された２つの案内棒５と６を介して秤の、ケースに固
定された部分１に連結されている。連結部材としてそれ
ぞれ板ばね５ａ、５ｂ、５ａ、６ｂが案内棒５と６の端
部に連結されている。荷受は台３は突出したアーム仝に
、ケースに固定された永久磁石系２の磁界と相互作用を
するコイル９を支持している。

位置センサー１は荷受は台３の位置を検知しかつ調整増
幅器１２を介して、荷重を相殺するのに必要な電流を供
給する。斯様な補償電流はコイル９の可動なリード線１
０を介して供給されかつ同時に測定抵抗１３を通して流
れる。測定抵抗１３から４電流に比例する測定電圧が取
出されかつ抵抗１４を介してＡ／Ｄ変換器１５の入力側
に供給される。その場合抵抗１４を介して流れる電流が
Ａ／Ｄ変換器の人１力信号となる。

Ａ　／　Ｄ変換器は、演算増幅器１６と帰還コンデンサ
ー７とで構成された積分器を有し、また周期的にスイッ
チ２０を閉成する制御ユニット１８を有し、スイッチ２
０の周期的閉成によって基準電圧源２１から抵抗１９を
介して積分器１６．１７に電流が供給される。その場合
抵抗１９を流れる電流の極性は抵抗１４を流れる測定電
流の極性に対して逆極性である。その場合スイＶ１１゜ ツチ２０に対するキーイング比は制御ユニット１８によ
２て、抵抗１４および１９を通して流れる２つの電流の
時間的平均値が逆極性で同じ大きさであるように選択さ
れる。それ故帰還コンデンサ１７の電荷は平均的には変
化しない。

そしてこのキーイング比を高周波のクロックツξルスに
よって簡単にディジタル化することができる。斯様な公
知のＡ／Ｄ変換器の回路は例えばドイツ連邦共和国特許
第２１１４１４１号明細書に詳しく記載されている。

Ａ／Ｄ変換器１５によってディジタル化された測定値は
、例えばマイクロプロセッサによって構成できるデイノ
タル信号処理ユニット２２に供給される。信号処理ユニ
ットには、例えば静止状態監視とか平均値形成とか校正
とか温度誤差の補正などの檀々の測定値処理プログラム
が記憶されている。処理結果は指示記憶装置に供給され
かつディジタル指示装置２３で指示される。

温度の測定のために、測定値検出装置に温度センサ２７
が設けられている。図示の実施例において、温度センサ
２７は永久磁石系２に取付けられている。温度センサと
して、温度に依存して変化する抵抗オたは順方向電圧が
温度に依存して変化する半導体−ｐｎ接合部が設けられ
ている。温度センサ２７は抵抗２８を介して定電圧源２
６に接続されている。温度に依存して変化する温度セン
サ２７の電圧降下は、スイッチ２５が閉成されている場
合、付加的な電流を（高抵抗の）抵抗２４を介してＡ／
Ｄ変換器１５の入力側に流すことができる。それ故スイ
ッチ２５が閉成されている場合、Ａ／Ｄ変換器１５の入
力側に、固有の測定値検出装置１〜１３の測定信号と温
度センサ２７の測定信号との和が供給され、またスイッ
チ２５が開放されている場合、Ａ／Ｄ変換器の入力側に
は本来の測定値検出装置の測定信号だけが供給される。

そしてスイッチ２５を制御するディジタル信号処理ユニ
ット２２．には、本来の測定値検出装置の出力信号と同
時に温度センサ２７の出力信号をも供給できる。その場
合スイッチ２５を、機械的な継電器または電子的なＦＥ
Ｔ−スイッチによって、構成することができる。永久磁
石系２に１つの温度センサ２７を設ける代りに、多数の
温度センサを測定値検出装置の種々の個所に縦続接続し
、かつ電圧降下の和を、スイッチ２５を介してＡ　／　
Ｄ変換器１５、の入力側に供給することができる。それ
によって測定値検出装置の重要な部分で、温度の平均値
を形成することができる。

斯様な測定過程は第２図に流れ図の形で詳しく示されて
いる： 通常の状態でスイッチ２５は開放されておシ、かつディ
ジタル信号処理ユ、ニットは本来の測定値検出装置の出
力信号に相応する測定値をＡ／Ｄ変換器から取出し、そ
の測定値から指示すべき値を計算し、かつ指示記憶装置
と指示装置とを制御する。同時にこの測定値を先行する
測定値と比較し、かつそのようにして静止状態監視を行
う。例えば丁度材料がはかり皿で調量されていて測定値
の静止状態が生じない場合、デイノタル信号処理ユニッ
トは連続的に前述の静止状態を監視するループに接続さ
れ、かつ測定値検出装置の変化する出力信号が連続的に
指示される。調量が終了すると、順次多数の同じ測定値
が生ずるので、静止状態監視装置は静止状態を検出する
。この同じ測定値はＵ。とじて記憶される。そしてディ
ジタル信号処理ユニットはスイッチ２５を作動し、かつ
静止状態監視装置が再び静止状態を通報するまで測定値
取出しループに接続され続ける。新しい測定値はＵｌと
して記憶されかつ引き続いてスイッチ２５を通常位置（
開放状態）に復帰させる。再び測定値取出しループで静
止状態を待ちかつ静止状態の測定値をＵ２として記憶す
る。そしてディジタル信号処理ユニットは、記憶された
測定値Ｕ。とＵ２がたかだか４ｄＬか異ならないか否か
を検査する。

偏差が４ｄより大きいと、すべての測定過程は評価され
ない。それは測定過程で荷が載せられたりまたは降ろさ
れたシした可・能性があるから１： である。然るに偏差が４ｄより小さいと、平均値ｙ６（
Ｕｎ　＋　Ｕ２　）が計算されかつ記憶された値Ｕ１か
ら差引かれる。このようにして求められた値ＵＴは、温
度センサ２７の出力信号を示し、記憶されかつ温度に依
存する補正値の計算のために用いられる。この補正は零
点、感度および／または直線性に関する。次に新しい測
定値をＡ／Ｄ変換器から取出し、その測定値から導かれ
る指示値を計算し、かつこれまで最後に計算された値を
指示していた指示装置に転送する。次に新たなサイクル
を開始することができる。第２図に示した前述の過程は
、勿論、基本的な過程だけを示す。例えばこの過程は詳
細には、遅延過程、ＵｌおよびＵ２に対する測定値取出
しループにおける循環の制限過程などによって補わなけ
ればならない。これについてはデータ処理の専門家なら
ばすぐにわかる。

勿論本発明の実施例において温度センサにつき説明した
回路は、例えば湿度センサ、圧力センサ、加速度センサ
、傾斜センサなどの他の環境センサに対しても、簡単に
適合させることができる。ま゛た種々のセンサに対応し
て設けられかつ順次に行われる測定サイクルで作動され
る多数のスイッチ２５によって、多数の個所の温度を別
個に検出するかまたは多種類の環境・ξラメータを検出
し、ディ・ジタル化し、かつ補正のために処理すること
ができる。温度を多数の個所で別個に検出することは、
例えば永久磁石系で測定された温度が感度補正に著しく
関与していたり、平行な案内部材の付近の温度を零点補
正に深く関与していて、非常に高い要求が課せられる場
合に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子秤の機械的な要部を断面図で
示しかつ対応する電子装置を部分的にブロック図で示す
図、第２図は第１図の秤で測定および処理を行う際の流
れ図である。 ３・・・荷受は台、４・・・アーム、５，６・・・案内
棒、５ａ　、５ｂ　、５ａ　、　６ｂ・”板ばね、７・
・・荷受は皿、１１・・・位置センサ、１２・・・調整
増幅器、１３・・・測定抵抗、１５・・・Ａ／Ｄ変換器
、１６・・・演算増幅器、１８・・・制御ユニット、２
１・・・基準電圧源、２２・・・信号処理ユニット、２
３・・・ディジタル指示装置、２６・・・定電圧源、２
７・・・温度センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アナログ電圧信号または電流信号を発生する測定値
   検出装置を有し、前記測定値検出装置に後置接続された
   高分解能のＡ／Ｄ　ｆｆｉ換器を有し、ディジタル信号
   処理ユニットを有し、また前記測定値検出装置の、温度
   による誤差を補正する装置を有する電子秤において、ス
   イッチ（２５）を設け、前記スイッチはＡ／Ｄ変換器（
   １５）の入力端に、測定値検出装置（１〜１３）の信号
   に付加して、所定のディジタル信号処理ユニット（２２
   ）によって制御される時間に少なくとも１つの温度セン
   サ（２７）の出力信号を供給するようにしたことを特徴
   とする電子秤。 ２、　　Ａ／Ｄ変換器（１５）の入力側に供給される少
   なくとも１つの温度センサ（２７）の最大出力信号は、
   測定値検出装置（１〜１３）の信号の叢大値の呂。より
   小さい、特許請求の範囲第１項記載の電子秤。 ３、　　Ａ／Ｄ変快器（１５）の入力端を電流シンクと
   じて構成した特許請求の範囲第１項記載の電子秤。 ４、　ディジタル信号処理ユニソ）（２２）は静止状態
   監視回路を有する、特許請求の範囲第１項記載の電子秤
   。 ５、　　Ａ／Ｄ変換器（１５）の入力側に、測定値検出
   装置（１〜１３）の信号に付加して、少なくとも１つの
   温度センサ（２７）の出力信号を供給するスイッチ（２
   ５）は、静止状態監視回路が静止状態を通報した場合だ
   け作動される、特許請求の範囲第４項記載の電子秤。 ６、　少なくとも１つの温度センサ（２７）の出力信号
   をディジタル信号処理ユニット（２２）で式、 ＵＴ　”　ｊＪ　１２　（Ｕｏ十Ｕ２　）にしたがって
   計算する、その場合Ｕ。はスイッチ（２５）を作動する
   以前のＡ／Ｄ変換器の出力信号値を表わし、Ｕｌはスイ
   ッチ（２５）を作動した場合のＡ／Ｄ変換器の出力信号
   値を表わし、またＵ２はスイッチ（２５）の作動を終了
   した後のＡ／Ｄ変換器の出力信号値を表わす、特許請求
   の範囲第１項記載の電子秤。 ７、　ディジタル信号処理ユニット（２２’）は少なく
   とも１つの温度センサ（２７）の出力信号に対して計算
   された値を、ＵｏとＵ２が所定の許容誤差の範囲内で一
   致する場合だけ、後続処理するようにした特許請求の範
   囲第６項記載の電子秤。 ８、　アナログ電圧信号または電流信号を発生する測定
   値検出装置を有し、前記測定値検出装置に後置接続され
   た高分解能のＡ／Ｄ変換器を有し、ディジタル信号処理
   ユニットを有し、また前記測定値検出装置の、温度によ
   る誤差を補正する装置を有する電子秤において、Ａ／Ｄ
   変換器（１５）の入力側を、一方で抵抗（１４）を介し
   て測定値検出装置（１〜１３）の測定値出力側に接続し
   、かつ他方ではも９１つの抵抗（２４）とスイッチ（２
   ５）とを介して温度測定回路（２６〜２８）の出力仙１
   に接続し、またスイッチ（２５）を、ディジタル信号処
   理ユニット（２２）によって制御される所定の時間に作
   動する（閉成する）ようにしたことを特徴とする電子秤
   。