JPS5977318A - クリ−プが自動補正されるはかり - Google Patents

クリ−プが自動補正されるはかり

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JPS5977318A
JPS5977318A JP18711482A JP18711482A JPS5977318A JP S5977318 A JPS5977318 A JP S5977318A JP 18711482 A JP18711482 A JP 18711482A JP 18711482 A JP18711482 A JP 18711482A JP S5977318 A JPS5977318 A JP S5977318A
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JP
Japan
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creep
load cell
weighed
weight
value
Prior art date
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JP18711482A
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JPS6314885B2 (ja
Inventor
Yoshibumi Hara
義文 原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G23/00Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/18Indicating devices, e.g. for remote indication; Recording devices; Scales, e.g. graduated
    • G01G23/36Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells
    • G01G23/37Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting
    • G01G23/3707Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting using a microprocessor
    • G01G23/3714Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting using a microprocessor with feedback means

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】 産業上の利用分野 本発明はロードセルのような荷重変換器を使用したはか
シにおいて、クリープ現象によって生ずる誤差を自動的
に補正し正しい表示を行なう電子式のクリープが自動補
正されるはかりに関する。
従来例の構成とその問題点 鉄、アルミなどを起歪体とし、この起歪体に荷重を加え
た時生ずる歪量に比例する電気信号を発生するようにし
たロード士ル援おいては、加えた荷重と荷重を加えてい
る時間に依存するクリープと呼ばれる出力変動が生ずる
だめ正確な荷重検出を行なう上で障害となっていた。M
1図は一般的なロードセルを使ったはかりの基本構造図
で、1はロードセル、2は計量皿、3は被計量物である
第2図は特公昭57−5295号公報t%公昭57−1
0365号公報などで公知のデジタル表示はかりの電気
回路のブロック図を示す。基準電源4でロードセル1に
電圧を加え直流増幅器6によりロードセル1の出力を増
幅する。6は直流増幅器5の出力をデジタル量に変換す
るためのA−D変換器で、7はゼロ・トラキング回路で
、被計量物が存在しない時、零点の変動を自動点に補正
し記憶し、被削置物がロードセル1に載置された時発生
する重量に対応しだA−D変換器6のデジタル値から零
点変動値を減算し、この値をデジタル表示器8へ出力し
、正しい重量値をデジタル表示するものである。
第3図は、前記被計量物を時刻t0にはかりに載せ、時
刻t3で降ろした場合のクリープによる出力変動を示す
図である。被計量物3が載置されると、ロードセル1の
クリープ現象により、時間の経過とともに除々に出力が
増加して、みかけ上の荷重が増加したことになる。時刻
t3に被計量物が降ろされると除々にクリープが回復し
やがて元の零点まで戻ることを示している。さて、従来
の発明においては、温度ドリフトあるいは計量皿などの
風袋によるクリープ現象のため生ずる零点付近の微小出
力変化を補正するための方法を明示している。しかし、
被計量物の荷重が定格荷重に近いほど大きいと第3図の
ようなりリープにより発生した見かけ上の荷重の誤差Δ
Wは、そのばかりの最小単位を超す程大きくなる。この
だめ従来例では、被言1量物を載置後、一定時間が経過
すると表示にわずか誤差を生じ、被計量物を降した直後
、しばらくの間、零に戻らないという問題が発生するだ
め、クリープの少ないロードセルを使用する必要があり
高価となっていた。特に荷重定格が数故以丁の小さなロ
ードセルにおいてこのクリープ現象による誤差の割合が
大きく、ロードセルの製作が難しかった。
発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、ロードセルのクリープにより
発生する荷重印加後の出力変動を自動的に補正し、高価
なロードセルを使用することなく、正確な重量が行なう
ことのできるり1ノーブ力玉自動補正されるばかりを提
供するものである。
発明の構成 本発明は、ロードセルと、ロードセル7気信号をアナロ
グ・デジタル変換するA−D変換器ト、マイクロコンピ
ュータおよび、表示器とタイマートで構成され、マイク
ロコンピータの言己憶回路に、現在の被計量物の重量W
とそれ力;言十量されるひとつ前の重量値Mと、り1ノ
一ブによるロードセルの電気信号の変動量と変動量力(
発生する1での時間の関係を複数の数表としてあら75
)しめ記憶シておき、マイクロコンピュータがこの数表
を使用して、前記WとMの値を基に、今後発生するクリ
ープによる誤差を算出して、り+)−フKJ:り現実に
誤差が発生するタイミングに合せて、重量表示の値を補
正するようにしだり1ノ一ブ力玉自動補正されるはかり
であり、クリープブのIμ常に少ない特殊なロードセル
を使用せず、高精度力)つ安価なはかりを実現すること
ができる。
実施例の能a11 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第3図において、被計量物を載せた時t1〜t
3の間のクリープ現象によって発生した誤差ΔWの値は
ロードセルの被31量物の重量Wと時間tの関数で表わ
すことができる。即ち、Δw=f1(W,t)    
   ・・・・・・・・(1)となり、実施例のロード
セルでは被計量物事tWをパラメータとして時間tに対
するΔWの変化を図に表わすと第4図のような特性をも
っている。
同様に被削置物を降ろしだ後のクリープ回復の場合は第
5図のようになシ、同様に時間と重量の関数は、 ΔW=f2(W,t)        ・・・・・・・
・(2)と表わすことができる。一方、2つの被計量物
があり、その重量値がWl,W2で、その関係ll′i
W1〈W2とする。時刻1aでWlを載せ、時刻t。に
てWlとW2を入替えて載せ、時刻t。にて再びW2と
Wl を入替えて載せ、時刻tdでWlを降してはかシ
の上に何もないようにしだ時のクリープによる誤差ΔW
の変化を第6図に示す。時刻tbとtdにおいではかり
に載っている重量値はWl で同じであるにもかかわら
ず、ΔWの値が違っている。
これはクリープ現象にヒステリシスがあることを示して
いる。即ち、現在の被削置物の重量をW。
それが載せられる前の被計量物の重量をMとし、現時点
で発生しているクリープの誤差をΔMとすると一般的に
今後発生するクリープの誤差ΔWはΔW−ΔM−f(W
、M、t)    ・・・・・・・・・(3)と表され
る。
実施例はこのようなりリープによる誤差ΔWをマイクロ
コンピー、−夕を使用し、現在の被計量物の重量W、被
被削物物載せる前の被計量物の重量Mと時間tとから求
め、はかりの表示を補正するもので、第7図は本発明の
一実施例のクリープ補正付はかりのクリープ補正に関す
る部分の回路ブロック図である。第7図において番号が
1,4゜5.6.8で示される物は第2図と同じ物であ
る。
ただしA−D変換器6は表示の最小単位の5倍の分解能
をもっている。9は書込み可能な読出専用メモリ(以下
POMと略す)やランダム・アクセス・メモリC以下R
AMと略す)および入出力インク〜7エイス回路を備え
たマイクロコンピュータ(以下マイコンと略す)1oは
一定周期で発振するクロックパルス発生器で、マイコン
9ハコ(7)クロックパルスを計数することにより任意
の時点からの時間を測定することができる。今、はかり
の定格をI Kgとし、最小単位がo、<ts fであ
るので、表示器8は正しい重量がたとえば600.2 
t なら切下げてeoo、o と表示し、600.3 
fならば切上げて600゜6 と表示するようにマイコ
ン10で制御される。はかシの誤差として、表示の最小
単位ひとつ分の変動は許されるので、これらの場合eo
o、oあるいr/i、eoo、sのどちらを表示しても
さしつかえない。さて、正しい重量値がeoo。3yの
時クリープにより0.42のみかけ上の重量増分があっ
た場合を考えるとeoo。7となシ理論的には必ず60
0.5 と表示されるはずであるが、A −D変換器6
の量子化時の誤差または、はがシの微振動による外乱の
ため601.0 と表示される可能性がある。すると、
前記のeoo、oと表示された場合と比べると最小中1
位の2倍の1.0の範囲で変動することになり、はかシ
としての仕様が満足できないためクリープによる誤差Δ
Wが0.3f以上ならば、少なくともO03グごとに補
正する必要がある。前述のようにこの誤差ΔWは式(3
ンで表わさiする。その関数の形と定数は不明なので実
験によりWとMをパラメータとして時間tに対するΔW
の変化を測定し、その結果から算出する必要がある。し
かし、パラメータの数が多いので、その定数および関数
の形を決定することは非常にむつかしく、厳密な近似式
はWあるいはMをいくつかの範囲に1斐定した多数の式
となる。したがって式(3ンを利用する方法は非常な労
力が必要である。ところで、クリープの誤差ΔWの補正
は、上記のとと(o、3fきざみで行なえばよいので厳
密な近似式をつくる必要はない。
そこで、この誤差ΔWの算出を簡単にするため、被削置
物を載せ、ΔWが飽和した時、その値が0〜0.165
’+7)範囲となる被d1°員物の重景靴囲、0.16
〜0.45 f  トQ ルN囲、0.46〜0.75
fとなる範囲の3つに分ける。(実施例では最大重量1
050グの時でもクリープの誤差ΔWは0.75 f1
以下である。)この3つの範囲のうち被削置物の重量W
の代表値としてクリープの飽和時のΔWが約0.3 f
および約0667を示す値を選ぶ。この値は実施例では
、第4図のようにe5of、 93o9となった。次に
これら代表値をパラメータとしてΔWの値が0.1 g
きざみに増加するごとの時間t11−16I を測定す
る。第6図、第6図の場合にも同様に前記現在の被削置
物の重量Wとその前の被計量物の重量Mの値として65
07と930fの場合の時間を測定し、第8図のような
数表を作成する。そしてこの数表をマイコン90FRO
Mに記憶させておく。任意のWおよびMに対し、マイコ
ン9ば、クリープの誤差ΔWが0.I Yきざみに変わ
るに要する時間をこの数表から探すようプログラムされ
ている。このような数表は」二記FROM内に本実施例
では6種格納されている。数表の先頭のMとWの範囲は
マイコン9が対応する数表を探す目印となっている。
第9図は本発明のクリープ補正伺はかりのクリープ補正
に関するプログラムの概略フローチャートであり以下第
9図により動作説明する。電源投入直後の数秒以上間、
はかりには何も載っていないものとする。電源を入れる
とマイコン9は、RAMの内容をずべて0にする。つづ
いて、A−D変換器6から一定時間ごと、たとえば03
秒間隔でロードセルからの重量データDwを入力する。
この重量データの値が絶対値差でo2グ(この値d、0
.37でも良い)以内で1〜2秒安定した状態が続くと
、マイコンはその値をゼロ点として記憶し、表示器8に
ゼロを出力する。これでステップ1が終る。つづいてス
テップ2においては被計量物が載せられると第3図のよ
うに重量データDWが変化し、時刻t0〜t1の期間で
は刻々とデータが変わり安定しない。そしてtl  を
過ぎ、振動がおさまるとデータが安定するので、安定し
た時点のデータを被計量物の重量データWとして記憶す
る。一方、データが安定しない時は上記Wの値をその前
にはかりに載っていた被削緻物の重量データMとして記
憶する。さて、重量データが安定した状態で、仮にW=
9002. M−OS’とするとマイコンはFROMの
中から数表1を選ぶ。そして現在記憶されているΔWの
値が0.2 yなら、番地8006の値16秒が選択さ
れる。重量データが安定した状態が続くとクリープによ
り上記16秒後に−1−0,1fの誤差が発生するので
、タイマーに16秒をセットし、タイムアツプするとW
とMの値を比較して、Wが大きいので、ΔWに01を加
算して0.37を新たなΔWの値として記憶する。
もしMが小さい時はΔWより0.1減算し、新たなΔW
の値とする。ΔWの範囲が本実施例では0〜0.6に限
られるので、フローチャートにはその判定を追加してい
る。つづいて、表示用重量データAをA=W−DZ−Δ
Wとして計算する。このAの値は0.17きざみの値で
あるから、最小表示単位力0−F5f/きざみとなるよ
うに、o、o −o−2F、を切捨て、0.3〜0.7
は0.6とし、0.8〜0.9は゛切−上げて表示する
。表示が完了するとステップ2の最初へ戻る。上記のタ
イマ一時間16秒の測定は前述のようにクロック発振器
のクロックパルスを計数して行なっているが、′マイコ
ン9の外部にプログラム可能な限時タイマーを設け、こ
の限時タイマーを使用しても可能である。
本発明でははかりの定格値に対し最大0.75 f!以
下のクリープしか発生しなかったので前記代表値が2つ
しかなく数表は6種である。代表値がひとつの時、数表
は2つであり、代表値が3つなら髪 12鍾となる。ところで補正値の誤差について説明する
とクリープの誤差ΔWの値は代表値によりバー算しただ
め、被削置物の重量が代表値と異なる場合、実施例では
最大±0.1511の補正誤差が生することになるが、
前述のように補正は03yととに行なえばよいのではか
りの仕様を満足する。
なお、実施例では、第8図のような数表を使用しだが、
データの配列についてこの形式に限定されるものではな
い。
発明の効果 以」二のように本発明によれば、ロードセルを使用した
はかりにおいて被削置物の重量と被露1量物により生ず
るクリープの誤差とその発生までの時間の関係を、被計
量物の重量の代表値について、あらかじめ測定し、数表
として記憶しておき、はかりに現実に被側量が載せられ
た時、マイコンが前記数表の中からクリープによる誤差
を選び、この誤差をロードセルの出力より減算し正しい
被計量物の重量値を算出する。その結果、クリープの少
ない特別なロードセルを使用せずに、正確な言1量がで
きる。特に、定格値が数に7以下のロードセルは製作が
難しいので有効である。また近年マイコンの価格が著し
く低下してきたので、はかりの価格も安価となる。
【図面の簡単な説明】 第1図はロードセルを使用したはかりの基本構成の概略
図、第2図は従来のデジタル表示はかりの電気回路ブロ
ック図、第3図は被削置物を81量した時のロードセル
の出力変化の図、第4図は被削置物を載せた時発生する
クリープの誤差量の変化図、第6図は被計量物を降した
時のクリープの回復による誤差量の変化図、第6図はク
リープの−り変換器、8・・・・・・重量表示器、9・
・・・・・マイクロコンビーータ、10・・・・・・ク
ロック発振器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
1 図 第 2 図 第 3vlJ Wt ”:町 t+’ :l「 特許庁長官殿 1事件の表示 昭和57年4,1−許願第 187114号2発明の名
称 クリープが自動補正されるはかり 3補正をする者 事(′1との関係      特  許  出  願 
 人住 所  大阪府門真市大字門真1006番地名 
称 (582)松下電器産業株式会社代−!?に   
    山   下   俊   彦4代理人 〒57
1 住 所  大阪府門真市大字門真1006番地松下電器
産業株式会社内 〔辿絡先電話(東京)437−1121特許分室〕(1
)明細書記6頁16行目の1時刻teにて−1を1一時
刻t4)にて」と補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  被削置物の重量を電気信号に変換するロード
    セルと、この電気信号をアナログ・デジタル変換  ′
    するA−D変換器とクリープにより発生する電気信号の
    変動分を記憶する第1の記憶手段と現在の被計量物が載
    せられる前の被計量物の重量を記憶する第2の記憶手段
    と、あらかじめ測定された被計量物とひとつ前の被計量
    物の重量と、これら被計量物により前記ロードセルのク
    リープ現象のため変動する電気信号の変動量と変動が発
    生するまでの時間との関係を複数の数表として記憶する
    第3の記憶手段と、前記第1およびの記憶手段および現
    在の被計量物の重量値とから前記第3の記憶手段の数表
    の中から現在の被計量物が載せられた直後からの前記ロ
    ードセルの電気信号の変動量が発生するまでの時間を選
    び出す選択手段と、この選択手段によシ決定された時間
    経過後に、前記第1の記憶手段の内容に変動分として一
    定値を加減算し、クリープの誤差を求め、そのクリープ
    の誤差を前記ロードセルの電気信号のデジタル量から減
    算して被計量物の正しい重量とするgf算補正手段とか
    らなるクリープが自動補正されるはかり。
JP18711482A 1982-10-25 1982-10-25 クリ−プが自動補正されるはかり Granted JPS5977318A (ja)

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JPS6145932A (ja) * 1984-08-06 1986-03-06 メットラー・トレド・インコーポレーテッド クリ−プ補償型秤量装置及びクリ−プ用出力修正方法
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