JPS5829861B2 - load cell scale - Google Patents

load cell scale

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JPS5829861B2
JPS5829861B2 JP51139132A JP13913276A JPS5829861B2 JP S5829861 B2 JPS5829861 B2 JP S5829861B2 JP 51139132 A JP51139132 A JP 51139132A JP 13913276 A JP13913276 A JP 13913276A JP S5829861 B2 JPS5829861 B2 JP S5829861B2
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JP
Japan
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load
gauge
resistance
resistance value
output
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JP51139132A
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義久 西山
昶 西川
規久 大坂
徹 北川
成二 鈴木
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Toshiba TEC Corp
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Tokyo Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は抵抗歪みゲージを用いたロードセル秤に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a load cell scale using a resistance strain gauge.

一般に、抵抗歪みゲージを用いたロードセル秤は第1図
に示すような構成からなるものである。
Generally, a load cell scale using a resistance strain gauge has a configuration as shown in FIG.

即ち、1はビームで、このビーム1の一端上面には外力
を印加するための受圧部2が形成され、他端の基部3は
枠本体(図示せず)に固定されている。
That is, 1 is a beam, and a pressure receiving part 2 for applying an external force is formed on the upper surface of one end of the beam 1, and a base part 3 at the other end is fixed to a frame body (not shown).

捷た、このビーム1の側面には二つの楕円孔を連通した
形の異形孔4を形成することにより、上側に二個下側に
二個歪部5,6,7.8が形成されている。
By forming an irregularly shaped hole 4 in which two elliptical holes are connected to each other on the side surface of the bent beam 1, two distorted parts 5, 6, 7.8 are formed on the upper side and two on the lower side. There is.

これらの歪部5,6,7.8の外面には抵抗歪みゲージ
9が固定されている。
Resistive strain gauges 9 are fixed to the outer surfaces of these strained parts 5, 6, 7.8.

これらの抵抗歪みゲージ9は、ブリッジ回路を形成しつ
つ端子板10を介して抵抗ブロック11に接続されてい
るものである。
These resistance strain gauges 9 are connected to a resistance block 11 via a terminal plate 10 while forming a bridge circuit.

しかして、被測定物の重みが受圧部2に印加されるとビ
ーム1が撓み、その圧力に応じてブリッジ回路からデジ
タリードアウド(図示せず)に電気信号が発せられて重
量測定がなされるものである。
When the weight of the object to be measured is applied to the pressure receiving part 2, the beam 1 is deflected, and in response to the pressure, an electric signal is emitted from the bridge circuit to a digital readout (not shown) to measure the weight. It is something.

ここで、従来においては前記歪部5,6,7゜8に対応
する抵抗歪みゲージ9として抵抗Ra。
Here, conventionally, a resistor Ra is used as the resistive strain gauge 9 corresponding to the strained portions 5, 6, 7°8.

Rb、Rc、Rdからなる基本ブリッジ回路(第2図)
に感度補正の為の抵抗Rs、感度の温度補正の為の抵抗
Rst、ゼロバランス補正の為の抵抗RZ、ゼロバラン
スの温度補正の為の抵抗Rzrを付加したブリッジ回路
(第3図)を設けているものである。
Basic bridge circuit consisting of Rb, Rc, and Rd (Figure 2)
A bridge circuit (Fig. 3) is provided in which a resistor Rs for sensitivity correction, a resistor Rst for temperature correction of sensitivity, a resistor RZ for zero balance correction, and a resistor Rzr for zero balance temperature correction are added. It is something that

そして、入力を■(一定)、出力をVoとすると となる。Then, if the input is ■ (constant) and the output is Vo, becomes.

ここで、従来は(1)式で示される無荷重時(すなわち
W=0)のとき出力V o = Oとするために(1)
式の右辺を零とし、各辺の抵抗をRa = Rb =
Rc = R,dとしているものである。
Here, conventionally, in order to set the output V o = O at the time of no load (i.e., W = 0) shown by equation (1), (1)
The right side of the equation is set to zero, and the resistance of each side is Ra = Rb =
Rc = R, d.

このように設定された抵抗からなるブリッジ回路に卦い
て、荷重Wを加えると各抵抗はJRだけ抵抗値が増減す
るので、荷重Wにかける各辺の抵抗値をそれぞれ” A
t RB t ROt RDとすると、RA=R,D
=Ra+ARsRB=Rc=Ra−ARとなる。
When a load W is applied to a bridge circuit consisting of resistors set in this way, the resistance value of each resistor increases or decreases by JR, so the resistance value of each side to which the load W is applied is "A"
If t RB t ROt RD, then RA=R,D
=Ra+ARsRB=Rc=Ra-AR.

このときの入力■と出力Voとの関係は、となる。The relationship between the input ■ and the output Vo at this time is as follows.

ここで、ARは加えられた荷重Wに比例しJR,=kW
(k :定数)の関係にあるので(2式となり、荷重W
を横軸にとり縦軸に出力Voをとると第4図に示すよう
な原点を通る直線となる。
Here, AR is proportional to the applied load W, JR, = kW
Since the relationship is (k: constant), it becomes (2 equations), and the load W
If the horizontal axis is taken as the horizontal axis and the output Vo is taken on the vertical axis, a straight line passing through the origin as shown in FIG. 4 is obtained.

ここで、ロードセル秤の電気的表示を行なうには直接電
圧計へ接続するかAD変換器を用いる等の手段によるわ
けであるが、第4図によると無荷重時W=oに釦いて出
力Vo=Oとして原点を通るものであるので被測定物を
測定するとき、荷重受は部の初荷重分が出力Voとして
始めから表示され被測定物の重量に加算されてし渣い、
被測定物のみの荷重を直接表示することはできず、初荷
重分を減算するなどして被測定物の荷重を算出している
ものであり、出力機構が複雑化している。
Here, electrical display of the load cell scale can be done by directly connecting it to a voltmeter or by using an AD converter, but according to Fig. 4, when there is no load, pressing W = o will change the output voltage. = O and passes through the origin, so when measuring the object to be measured, the initial load of the load receiver is displayed as the output Vo from the beginning and added to the weight of the object to be measured.
The load on the object to be measured cannot be directly displayed, and the load on the object to be measured is calculated by subtracting the initial load, making the output mechanism complicated.

渣た、このロードセル秤の出力を増幅器で増幅するにし
ても初荷重分の電圧があるために入力電圧範囲が制限さ
れて増幅器を有効に利用できないものである。
Even if the output of the load cell scale is amplified by an amplifier, the input voltage range is limited because of the voltage corresponding to the initial load, and the amplifier cannot be used effectively.

この発明は、このような点に鑑みなされたもので、ロー
ドセル秤の出力を電圧計lたばAD変換器で表示させた
時に、被測定物のみの荷重を直接表示し、渣た、増幅器
の入力電圧範囲を有効に利用できるロードセル秤を得る
ことを目的とするものである。
This invention was made in view of these points, and when the output of a load cell scale is displayed with a voltmeter or an AD converter, the load of only the object to be measured is directly displayed, and the residual load of the amplifier is The purpose of this invention is to obtain a load cell scale that can effectively utilize the input voltage range.

この発明は、各辺等しい抵抗値R1で設定されたゲージ
抵抗からなるブリッジが荷重受は部の初荷重W、により
平衡するよう前記ゲージ抵抗のいずれか一つに抵抗値4
JR,(但し、ARlは前記初荷重W1によるゲージ抵
抗の抵抗変化量)の外部抵抗を付加するか筐たばそのゲ
ージ抵抗自身の抵抗値をR0上4JR1に設定したこと
を特徴とするものである。
In this invention, one of the gauge resistors has a resistance value of 4 so that the bridge consisting of the gauge resistors set with equal resistance values R1 on each side is balanced by the initial load W of the load receiver.
JR, (where ARl is the amount of change in resistance of the gauge resistor due to the initial load W1) is added, or the resistance value of the gauge resistor itself of the housing tobacco is set to 4JR1 above R0. be.

したがって、荷重受は部の初荷重によりブリッジが平衡
するようブリッジのゲージ抵抗のいずれか一つに抵抗値
4JR1の外部抵抗を付加するか筐たはゲージ抵抗自身
の抵抗値をR7上4JR,、に設定することにより、被
測定物のみの荷重を簡単な回路により直接表示でき、ま
た、増幅器の入力電圧範囲を有効に利用できるように構
成したものである。
Therefore, in order to balance the bridge with the initial load of the load receiver, either add an external resistor with a resistance value of 4JR1 to one of the gauge resistors of the bridge, or change the resistance value of the housing or the gauge resistor itself to 4JR on R7. By setting this, the load of only the object to be measured can be directly displayed using a simple circuit, and the input voltage range of the amplifier can be effectively utilized.

この発明の一実施例を第5図ないし第6図に基いて説明
する。
An embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 5 and 6.

第5図に示すブリッジ回路は第3図で示したブリッジ回
路と同様にブリッジ各辺にゲージ抵抗Ra 、Rb 、
Rc 、Rdを有する。
Similar to the bridge circuit shown in FIG. 3, the bridge circuit shown in FIG. 5 has gauge resistors Ra, Rb,
It has Rc and Rd.

また、Rzrは無荷重の時の出力電圧の温度補正の為の
抵抗であり、Rzは無荷重の時の出力電圧を一定の初バ
イアス電圧にする為の抵抗である。
Further, Rzr is a resistor for temperature correction of the output voltage when no load is applied, and Rz is a resistor for making the output voltage when no load is a constant initial bias voltage.

しかして、ブリッジ回路は第1図に示すようなロードセ
ル秤に接続されているものとする。
Assume that the bridge circuit is connected to a load cell scale as shown in FIG.

このようなブリッジ回路において、1ず各ゲージ抵抗R
a、Rb、Rc、Rdを等しい抵抗値R1に設定し、ゲ
ージ抵抗R,bには未知抵抗rを外部抵抗として付加す
るものとする。
In such a bridge circuit, first each gauge resistance R
It is assumed that a, Rb, Rc, and Rd are set to the same resistance value R1, and an unknown resistance r is added as an external resistance to the gauge resistances R and b.

そして、荷重Wにネ・ける各辺の抵抗値をそれぞれRA
、RB。
Then, the resistance value of each side connected to the load W is RA
, R.B.

R,C、R,Dとすると荷重Wにより各ゲージ抵抗の抵
抗値はARだけ増減して、 となり、 この時の入力■と出力Voとの関係は となる。
When R, C, R, and D are assumed, the resistance value of each gauge resistor increases or decreases by AR due to the load W, and the relationship between the input ■ and the output Vo at this time is as follows.

ここで、荷重受は部の初荷重W1 を加えたとき(す
なわち、ゲージ抵抗の抵抗値変化AR=、(R1)
出力VO=Oなるようにすると(3)式は、となる。
Here, when the initial load W1 of the load receiver is applied (i.e., the resistance value change of the gauge resistance AR=, (R1)
When the output VO=O, equation (3) becomes as follows.

なお、ゲージ抵抗Rcだけにr=4JR1の外部抵抗を
付加してもよい。
Note that an external resistance of r=4JR1 may be added only to the gauge resistance Rc.

したがって、各ゲージ抵抗の抵抗値を等しい抵抗値R1
に設定し、いずれか一つのゲージ抵抗にはr=4JR1
の外部抵抗を付加すれば、初荷重W1による出力Voを
零にできる。
Therefore, the resistance value of each gauge resistor is equal to the resistance value R1
and r=4JR1 for any one gauge resistance.
By adding an external resistance of , the output Vo due to the initial load W1 can be made zero.

この場合、各辺の無荷重時の抵抗 Ra =R,c =Rd =R0、R,b=R1+4a
lより となり、 この(6)式により初バイアス電圧が決定される。
In this case, the unloaded resistance of each side Ra = R, c = Rd = R0, R, b = R1 + 4a
The initial bias voltage is determined by this equation (6).

また、 荷重Wのとき(3)式は となり、第6図に示す(Wl、O)を通る直線となるが
、ここで、被測定物のみの荷重をWxとすると となり、被測定物のみの荷重Wxに対応する出力Voを
直接表示できるものである。
Also, when the load is W, equation (3) becomes, and a straight line passes through (Wl, O) shown in Fig. 6. Here, if the load of only the object to be measured is Wx, then The output Vo corresponding to the load Wx can be directly displayed.

したがって、この被測定物だけの荷重Wxによる出力V
oを電圧計重たばAD変換器で表示するだけで測定でき
るので初荷重の減算等の補正機構を出力側に設ける必要
がなく簡単なものにできる。
Therefore, the output V due to the load Wx of this measured object alone
Since o can be measured simply by displaying it with a voltmeter and AD converter, there is no need to provide a correction mechanism such as subtraction of the initial load on the output side, making it simple.

筐た、ロードセル秤の出力を増幅器で増減すを場合、入
力電圧範囲を有効に利用できるものである。
In addition, when increasing or decreasing the output of a load cell scale using an amplifier, the input voltage range can be used effectively.

なお、前記実施例にふ・いては各ゲージ抵抗を等しい抵
抗R1に設定し、ゲージ抵抗Rb(−!たはR,c)だ
けに外部抵抗4,11を付加した場合を説明したが、各
ゲージ抵抗はそのま1の抵抗値とし、対応するゲージ抵
抗Rb、Rcにそれぞれ2JR1の外部抵抗を付加して
もよい。
In the above embodiment, each gauge resistance was set to the same resistance R1, and the external resistances 4 and 11 were added only to the gauge resistance Rb (-! or R, c). The gauge resistors may be left with a resistance value of 1, and external resistors of 2JR1 may be added to the corresponding gauge resistors Rb and Rc, respectively.

すなわち、この場合に荷重Wが加わると となり、前述の(7)式と同様のものとなる。In other words, if a load W is applied in this case, This is similar to equation (7) above.

つぎに、前述した外部抵抗をゲージ抵抗自身の抵抗に含
める場合について説明する。
Next, a case where the above-mentioned external resistance is included in the resistance of the gauge resistor itself will be explained.

1ず、各ゲージ抵抗の抵抗値を Ra=Rc=Ra’=R1、Rb−(R1+r′)(但
し、r′は未知抵抗分)とすると、荷重Wに卦ける各ゲ
ージの抵抗値A A t RB t RO+ RDは となり、 この時の入力■と出力Voとの関係は となる。
1. If the resistance value of each gauge resistance is Ra=Rc=Ra'=R1, Rb-(R1+r') (where r' is the unknown resistance), then the resistance value of each gauge in relation to the load W is A t RB t RO+ RD becomes, and the relationship between the input ■ and the output Vo at this time is as follows.

ここで、初荷重W1になようとすると、(8)式は により出力V o = 0 よって未知抵抗分子′ は r’:4 、hRl(10) (’、”R1>>、(R1,r’>>l r’ )))
となる。
Here, when the initial load is set to W1, the output V o = 0 is expressed by equation (8). Therefore, the unknown resistance molecule' is r':4, hRl(10) (', "R1>>, (R1, r '>>l r' )))
becomes.

なお、ゲージ抵抗RcだけをRc=(R1+4 JR,
1)としてもよい。
Note that only the gauge resistance Rc is Rc=(R1+4 JR,
1) may be used.

また、ゲージ抵抗Rb 、Rcいずれも抵抗値を変化さ
せないときはゲージ抵抗Ra 、Rdについていずれか
一つだけゲージ抵抗の抵抗値をRa=Rt 4JR1
(=Rd)に減少させて作ってもよい。
In addition, when the resistance value of neither gauge resistor Rb or Rc is changed, the resistance value of only one of gauge resistors Ra and Rd is Ra=Rt 4JR1
(=Rd).

このように、ゲージ抵抗Ra、Rb、Rc 、Rdのい
ずれか一つのゲージ抵抗自身の抵抗値をR1±4.JR
,。
In this way, the resistance value of any one of the gauge resistors Ra, Rb, Rc, and Rd is set to R1±4. JR
,.

に設定しても、外部抵抗4JR,を付加させた場合と同
じような直線(第6図)が得られるものである。
Even if it is set to , a straight line (FIG. 6) similar to that obtained when an external resistor 4JR is added is obtained.

な訟、各ゲージ抵抗の抵抗値をRa=Rd=Rt 。In other words, the resistance value of each gauge resistor is Ra=Rd=Rt.

Rb=aa=(F、、+2JR1)あるいはR,a =
Rd=(R,−2JR1)、Rb=Rd=R1と設定し
てもよいものであり、この場合には荷重Wが加わると前
述したC71式となる。
Rb=aa=(F,,+2JR1) or R,a=
It is also possible to set Rd=(R, -2JR1) and Rb=Rd=R1, and in this case, when the load W is added, the above-mentioned formula C71 is obtained.

この発明は、上述したように荷重受は部の初荷量により
ブリッジが平衡するようブリッジのゲージ抵抗のいずれ
か一つに抵抗値4AR1の外部抵抗を付加するかまたは
ゲージ抵抗自身の抵抗値をR1上4JR,1に設定した
ので、被測定物のみの荷重を簡単な出力機構で直接表示
することができ、また、増幅器でロードセル秤の出力を
増幅する場合でも入力電圧範囲を有効に利用できる等の
効果を有する。
As described above, this invention adds an external resistor with a resistance value of 4AR1 to one of the gauge resistors of the bridge, or increases the resistance value of the gauge resistor itself to R1 so that the bridge is balanced depending on the initial load of the load receiver. Since it is set to 4JR, 1, the load of only the object to be measured can be directly displayed with a simple output mechanism, and the input voltage range can be used effectively even when amplifying the output of the load cell scale with an amplifier. It has the effect of

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

第1図はロードセル秤の斜視図、第2図は従来例を示す
基本ブリッジ回路図、第3図はそのブリッジ回路図、第
4図はその特性グラフ、第5図はこの発明の一実施例を
示すブリッジ回路図、第6図はその特性を示すグラフで
ある。 Ra 、 R,b 、 Rc 、 Rd・−−−ゲージ
抵抗。
Fig. 1 is a perspective view of a load cell scale, Fig. 2 is a basic bridge circuit diagram showing a conventional example, Fig. 3 is its bridge circuit diagram, Fig. 4 is its characteristic graph, and Fig. 5 is an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph showing its characteristics. Ra, R, b, Rc, Rd---Gauge resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 各辺等しい抵抗値用で設定された←ジ抵抗からなる
ブリッジが荷重受は部の初荷重W1により平衡するよう
前記ゲージ抵抗のいずれか一つに抵抗値4AR0(但し
、JRlは前記初荷重W、によるゲージ抵抗の抵抗変化
量)の外部抵抗を付加するかまたはそのゲージ抵抗自身
の抵抗値を R0±4JR1に設定したことを特徴とするロードセル
秤。
[Claims] 1. One of the gauge resistors has a resistance value of 4AR0 (however, the bridge made of ← gauge resistors set for equal resistance values on each side is balanced by the initial load W1 of the load receiver). , JRl is the amount of change in resistance of the gauge resistor due to the initial load W), or the resistance value of the gauge resistor itself is set to R0±4JR1.
JP51139132A 1976-11-19 1976-11-19 load cell scale Expired JPS5829861B2 (en)

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JPS5364079A JPS5364079A (en) 1978-06-08
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JPS6215870A (en) * 1985-07-12 1987-01-24 インタ−ナシヨナル・スタンダ−ド・エレクトリツク・コ−ポレ−シヨン Frequency stabilizing semiconductor laser

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