JPS584773B2 - 車両用重量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、複数の車輪を有する車両用重量計における
荷重検出器信号のオフセット補正方式および演算方式を
改良した車両用重量計に関する。

まず、車両用重量計の原理について説明すると、いま、
車両の自重をＷ。

、積載された積荷の重量をＷ１車輪それぞれに加わる分
担荷重をＷ１、Ｗ２，・・・・・・Ｗｎとすれば、各車
輪の分担荷重の総和は積荷重量と車両自重の和に等しい
から、次式で表わ，される。

Ｗ＋Ｗｏ＝Ｗ１＋Ｗ２，・・・・・・＋Ｗｎ・・・（１
）このことは、積荷の重心位置に関係なく、常に成立す
る。

この（１）式において、車両の自重Ｗ。

が既知であれば、積荷重ＫＷは次の（２）式のように容
易に求められる。

Ｗ＝（Ｗ１＋Ｗ２＋・・・・・・Ｗｎ）−Ｗ。

…（２）各車輪の荷重の検出は該当車輪の分担荷重が顕
著に現われる個所に適当なトランスジューサを設けて、
圧力あるいは変位の変化を電気信号に変換して取り出す
ものである。

以下、このトランスジューサとしては、圧力および変位
の検出に広く用いられているストレーンゲージを応用し
た例について説明する。

ストレーンゲージはその微少な抵抗変化を検出するため
に、通常ブリッジ接続で使用され、さらに、信号増幅器
のドリフトなどによる測定結果への影響を防止する目的
で数ＫＨｘの交流１駆動とすることが多い。

次に、上述のストレーンゲージブリッジのオフセットバ
ランス法について第１図に基づき説明すると、この第１
図における１はｅ５の交流信号を発生する交流信号源、
２はブリッジ駆動トランス、３はＲバランス用の可変抵
抗器、４はＣバランス用の可変抵抗器、５は固定抵抗器
、６はコンデンサ、７〜１０はストレーンゲージブリッ
ジのゲージ抵抗である。

１１はブリッジ出力端子を表わし、ブリッジ出力電圧ｅ
ｏを取り出すようになっている。

このブリッジ出力電圧ｅ。

はブリッジ各辺のゲージ抵抗７〜１０および浮遊容量の
バラツキによるオフセットのほかに、車両用重量計の場
合には、車両自重の分担荷重による出力信号をも含んで
いる。

このブリッジ出力電圧ｅ。

は実効成分と無効成分に分解することができ、したがっ
て、可変抵抗器３により実効成分を打ち消し（Ｒバラン
ス）、可変抵抗器４により無効成分を打ち消す（Ｃバラ
ンス）ように、それぞれを調整すれば、ブリッジ出力電
圧ｅ。

は零にすることができる。次に、前記ストレーンゲージ
ブリッジのバランス法を用いた従来の車両用重量計の構
成について第２図にしたがって説明する。

この第２図における１２は荷重検出用のストレーンゲー
ジブリッジ、１３は第１図の可変抵抗器３，４、固定抵
抗器５、コンデンサ６などで構成されるブリッジバラン
ス回路であり、１４はブリッジバランス回路１３の出力
電圧を増幅する信号増幅器、１５は車両の全車輪ごとに
得られる信号増幅器１４の出力信号を合計するための信
号加算器、そして、１６はこの信号加算器１５の加算結
果信号を重量単位に変換して表示する重量表示器である
。

この第２図において、重駄測定に当っては、まず車両を
無積荷の状態とした後に各車輪ごとにブリッジバランス
回路１３のＲバランスおよびＣバランス操作を行ない、
各信号増幅器１４の出力を零に調整する。

これにより、車輪の車両自重の分担荷重および荷重検出
用ストレーンゲージブリッジ１２のオフセットを補正し
たことになる。

この操作を全車輪について行なった後、車両に積荷を積
載すれば、各信号増幅器１４の出力には、積荷重量の各
車輪への分担荷重に応じた信号が得られる。

この出力信号は信号加算器１５に与えられて加算される
ので、重量表示器１６には上記第（２）式で示す積荷の
全重量を表示することができる。

以上述べたように、従来の方式では、各重量ごとにブリ
ッジバランス回路１３および信号増幅器１４を備える必
要があり、さらに、ブリッジバランス操作は各車輪につ
いてそれぞれ行われなければならない。

このため、信号増幅器１４の出力には、零点を検出する
表示器をｎ個分用意するかあるいは重量表示器１６を信
号増幅器１４の出力に順次切換接続するなどの処置も必
要であった。

また、各車輪ごとに行ったブリッジバランス後の残量（
オフセットミス）は信号加算器１５を通った後、重量表
示器１６に累積誤差として現われるなどの不都合もある
。

この発明は、上記従来の不都合を解消するためになされ
たもので、車両の無負荷状態における荷重検出器のオフ
セットを全車両分一括同時に補正することができ、操作
が容易で低廉な車両用重量計を提供するものである。

次に、この発明の屯両用重量計の実施例について図面に
基づき説明すれば、第３図はその一実施例を示すブロッ
ク図であり、この第３図において第２図と同一部分には
同一符号を付して述べることにする。

この第３図において、１２は各車輪の荷重検出用のスト
レーンゲ−ジブリッジであり、これらのストレーンゲー
ジブリッジ１２の出力側は信号増幅器１５に送出するよ
うになっている。

この信号加算器１５の出力は信号増幅器１４を通して重
量表示器１６に送出するようになっている。

また、信号加算器１５には、この発明によって新たに設
けられた補正信号発生器１７の出力が導入されるように
なっている。

この第３図では、各車輪ごとにストレーンゲージブリッ
ジ１２で検出された車輪荷重の電気出力信号は直ちに信
号加算器１５に与えられる。

このとき、補正信号発生器１７の出力も同様に信号加算
器１５に与えられる。

これにより、信号加算器１５はストレーンゲージブリッ
ジ１２の出力および補正信号発生器１７の出力を加算し
て、その加算結果を信号増幅器１４に送出する。

信号増幅器１４に送出された信号加算器１５の出力はそ
こで増幅された後、重量単位レベルに変換されて、重量
表示器１６に送出される。

これにより、この重量表示器１６は積載重量を表示する
。

いま、各ストレーンゲージブリッジ１２のオフセット出
力と車両自重の分担荷重による出力との和を重量換算し
た値を各車輪ごとに、Ｐ１，Ｐ２・・・・・・Ｐｎとし
、積荷重量Ｗの各車輪に対する分担荷重をそれぞれＱｌ
−Ｑ２・・・・・・Ｑｎとすれば、車両が無負荷状態に
おける重量表示器１６の指示値Ｙｎは ＹＯ＝Ｐ１＋Ｐ２，・・・・・・十Ｐｎ・・・（３）と
なる。

ここで、補正信号発生器１７を操作して、重量表示器１
６の指示値を零になるように調整する。

このとき、補正信号発生器１７の発生信号Ｘは次のよう
になる。

Ｘ＝−（Ｐ１＋Ｐ２，・・・・・・＋Ｐｎ）＝−Ｙ。

・・・（４）しかる後、車両に積荷を積載すれば、重量
表示器１６の指示値Ｙは Ｙ一（Ｑｔ＋Ｐｔ）＋（Ｑ２＋Ｐ２）＋・・・・・・（
Ｑｎ＋Ｐｎ）＋Ｘ＝（Ｑｔ＋Ｑ２，・・・・・・Ｑｎ）
＋（Ｐｔ＋Ｐ２＋・・・・・・Ｐｎ）＋Ｘ＝Ｗ＋Ｙｏ−
Ｙｏ＝Ｗ・・・（５） となり、直ちに積荷重量Ｗを知ることができる。

なお、この発明による車両用重量計におけるストレーン
ゲージブリッジ１２のオフセットおよび車両自重の分担
荷重による出力信号は従来の方式による出力信号と同様
に実効成分と無効成分を含んでいる。

したがって、信号加算器１５により全車輪分のストレー
ンゲージブリッジ１２の出力信号を加算したものも当然
のことながら実効成分と無効成分を含んでいる。

一方、補正信号発生器１７は上記加算結果信号を打ち消
すためのものであるから、任意の大きさおよび位相の補
正信号を発生できなければならな、い。

この補正信号発生器１７は公知の回路構成により、容易
に実現できるものである。

以下、第４図および第５図により、補正信号発生器１７
の具体的回路の実施例について説明することにする。

第４図は直交座標形補正回路の一例を示すものであり、
この第４図における１８はストレーンゲージブリッジ駆
動用と同じ周波数を有する交流信号源であり、信号ｅ，
をトランス１９の１次巻線に供給するようになっている
。

トランス１９の２次巻線の中点はアースされ、また、そ
の両端間には実効成分調整用の可変抵抗器２０が接続さ
れており、この可変抵抗器２０に並列に無効成分調整用
の可変抵抗器２１が接続されている。

可変抵抗器２０の可動端子は固定抵抗器２３を介して、
また、可変抵抗器２１の可動端子はコゾデンサ２２を介
して演算増幅器２５の反転入力端子に接続されている。

この演算増幅器２５の非反転入力端子は接地されており
、また、出力側と反転入力端子間には固定抵抗器２４が
接続されている。

演算増幅器２５の出力側は補正信号出力端子２６に接続
されており、この補正信号出力端子２６には補正信号ｅ
。

が現われるようになっている。

すなわち、この第４図において、可変抵抗器２０により
実効成分の大きさおよび極性を、可変抵抗器２１により
無効成分の大きさおよび極性を調整した後、演算増幅器
２５で上記両成分を合成することにより、任意の補正信
号ｅ。

を得る。一方、第５図の極座標形補正回路の場合はトラ
ンス１９の２次巻線の両端と位相調整用の可変抵抗器２
８とコンデンサ２２との直列回路の両端間に、極性反転
スイッチ２７が設けられており、可変抵抗器２８とコン
デンサ２２との接続点は固定抵抗器３０を介して演算増
幅器２５の反転入力端子に接続されている。

そして、この演算増幅器２５の反転入力端子と出力側と
の間に振幅調整用の可変抵抗器２９が接続されている。

この第５図の回路では、極性反転スイッチ２７によりト
ランス１９の２次巻線の電圧の極性を選択した後、可変
抵抗器２８により位相を調整するとともに、可変抵抗器
２９により振幅を調整して任意の補正信号ｅ。

を補正信号出力端子２６より得るようにしたものである
。

以上説明したごとく、零点補正方式を採用したこの発明
による車両用重量計では、各検出ストレーンゲージブリ
ッジのブリッジ各辺のアンバランスによるオフセット出
力および車両自重の分担荷重による出力は第３図の補正
信号発生器１７の操作のみによって容易に補正できる。

また、この零点補正方式では、第（３）式に示す無積荷
状態での信号加算結果Ｙ。

に対して零点補正するので、従来の方法による各車輪ご
とのオフセットミスの累積は現われることなく、完全な
零点が得られる。

さらに、測定系の構成においても、従来の方式では必要
であった第２図のｎ個のブリッジバランス回路１３や信
号増幅器１４の出力の零点検出表示器あるいは重量表示
器１６の切換接続機構などは不要であり、また、信号増
幅器１４は１台で町能である。

この発明で新たに採用されている補正信号発生器は第４
図および第５図に示したごとく、公知の回路の組み合わ
せにより、容易に構成でき、さらに簡略化あるいは変形
も可能である。

すなわち、零点補正方式を採用したこの発明は従来の不
都合な点をことごとく解決することができ、操作が容易
でかつ低廉な車両用重量計を実現することができるもの
である。

なお、以上の説明では、荷重検出用トランスジューサと
しては、ストレーンゲージをブリッジ構成で交流駆動す
る場合について述べて来たが、直流信号によるトランス
ジューサは勿論、他の方式によるトランスジューサの場
合にも広く適用可能であることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のストレーンゲージブリッジのバランス法
を説明するための接続図、第２図は従来の車両用重量計
の構成を示すブロック図、第３図はこの発明の車両用重
量計の一実施例の構成を示すブロック図、第４図は同上
車両用重量計に使用されている補正信号発生器の一例と
して直交座標形補正信号発生回路を示す回路図、第５図
は同上補正信号発生器の他の例として極座標形補正信号
発生回路を示す回路図である。 １２・・・・・・荷重検出用のストレーンゲージブリッ
ジ回路、１４・・・・・・信号増幅器、１５・・・・・
・信号加算器、１６・・・・・・重量表示器、１７・・
・・・・補正信号発生器、１８・・・・・・交流信号源
、１９・・・・・・トランス、２０，２１，２８，２９
・・・・・・可変抵抗器、２２・・・・・・コンデンサ
、２５・・・・・・演算増幅器、２６・・・・・・補正
信号出力端子、なお、図中同一符号は同一部分または相
当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の車輪を有する車両において上記各車輪に加
   わる重量を個々に検出して電気信号を発生する複数個の
   検出手段、この検出手段の各出力信号を加算する信号加
   算器、上記車両の無負荷状態における上記検出手段のオ
   フセットを全車輪分を一括同時に補正するように補正信
   号を上記信号加算器に送出する補正信号発生器、上記信
   号加算器から加算結果として出力される信号加算器の出
   力信号を増幅する信号増幅器、この信号増幅器の出力に
   より上記車両の積荷重量を表示する重量表示器を備えて
   なる車両用重量計。