JPS60244819A - ロ−ドセル秤のビ−ム体 - Google Patents
ロ−ドセル秤のビ−ム体Info
- Publication number
- JPS60244819A JPS60244819A JP10189684A JP10189684A JPS60244819A JP S60244819 A JPS60244819 A JP S60244819A JP 10189684 A JP10189684 A JP 10189684A JP 10189684 A JP10189684 A JP 10189684A JP S60244819 A JPS60244819 A JP S60244819A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- beam body
- load
- thickness
- thin
- strain gauge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Measurement Of Force In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、ビーム体の片面にストレンゲージを薄膜プロ
セスにより形成するようにしたロードセル秤のビーム体
に関するものである。
セスにより形成するようにしたロードセル秤のビーム体
に関するものである。
技術的背景およびその問題点
従来、ストレンゲージはビーム体の両面、すなわち、四
−の薄肉変形部の外面に形成している。
−の薄肉変形部の外面に形成している。
そして１通常はストレンゲージをビーム体の上下面に貼
付しているものであるが、そのストレンゲージを薄膜プ
ロセスにより形成する場合には、ビーム体の上面と下面
との二面に蒸着等の処理を行なわなければならない。そ
のため、工程が複雑であり、また、歩留が低下し、コス
ト高になる欠点を有する。
付しているものであるが、そのストレンゲージを薄膜プ
ロセスにより形成する場合には、ビーム体の上面と下面
との二面に蒸着等の処理を行なわなければならない。そ
のため、工程が複雑であり、また、歩留が低下し、コス
ト高になる欠点を有する。
しかしながら、その反面、荷重受部にモーメントが作用
しても上下の薄肉変形部によってそのモーメントの影響
を相殺し、これにより、安定した出力を示すと云う利点
を有する。
しても上下の薄肉変形部によってそのモーメントの影響
を相殺し、これにより、安定した出力を示すと云う利点
を有する。
このように両面にストレンゲージを形成したものの利点
はあっても前述のように製作上の問題があるため、−個
所の薄肉変形部に二個ずつのストレンゲージを配置して
片面だけにストレンゲージを設けてブリッジ回路を形成
させるようにしたものが考えられている。この場合、ビ
ーム体の片面にのみストレンゲージを形成すればよいの
で、製作がきわめて容易であると云う利点を有する。し
かしながら、第１図（ａ）（ｂ ）（ｃ ）、第２図（
ａ）（ｂ）（ｃ）に示すような欠点を有する。
はあっても前述のように製作上の問題があるため、−個
所の薄肉変形部に二個ずつのストレンゲージを配置して
片面だけにストレンゲージを設けてブリッジ回路を形成
させるようにしたものが考えられている。この場合、ビ
ーム体の片面にのみストレンゲージを形成すればよいの
で、製作がきわめて容易であると云う利点を有する。し
かしながら、第１図（ａ）（ｂ ）（ｃ ）、第２図（
ａ）（ｂ）（ｃ）に示すような欠点を有する。
すなわち、ビーム体１の一面にのみストレンゲージ２が
形成されているものであるが、そのビーム体１の一端は
固定部３に固定され、他端には受皿４が連結されている
。そして、第１図（ｂ）に示すものは荷重５が中央に位
置し、第１図（ａ）に示すものは荷重５が左側に位置し
、第１図（ｃ）に示すものは荷重５が右側に位置する。
形成されているものであるが、そのビーム体１の一端は
固定部３に固定され、他端には受皿４が連結されている
。そして、第１図（ｂ）に示すものは荷重５が中央に位
置し、第１図（ａ）に示すものは荷重５が左側に位置し
、第１図（ｃ）に示すものは荷重５が右側に位置する。
このとき、荷重５が中央に位置していると、第２図（ｂ
）に示すように荷重の値とストレンゲージ２によるブリ
ッジ回路からの出力電圧との関係はほぼ直線性を示す。
）に示すように荷重の値とストレンゲージ２によるブリ
ッジ回路からの出力電圧との関係はほぼ直線性を示す。
しかしながら、第１図（ａ）、第１図（ｃ）に示す場合
には荷重５によりビーム体１にはモーメントが作用する
ことになり、ストレンゲージ２が形成された面は伸びる
か縮むかいずれか一方の偏荷重となるため、荷重と出力
電圧との関係は第２図（、）、第２図（ｃ）に示すよう
に直線性を示さなくなる。
には荷重５によりビーム体１にはモーメントが作用する
ことになり、ストレンゲージ２が形成された面は伸びる
か縮むかいずれか一方の偏荷重となるため、荷重と出力
電圧との関係は第２図（、）、第２図（ｃ）に示すよう
に直線性を示さなくなる。
発明の目的
本発明は、ビーム体の一面にのみストレンゲージを形成
したものにおいて、偏荷重が作用しても荷重と出力電圧
との直線性を維持することができるようにしたロードセ
ル秤のビーム体を得ることを目的とする。
したものにおいて、偏荷重が作用しても荷重と出力電圧
との直線性を維持することができるようにしたロードセ
ル秤のビーム体を得ることを目的とする。
発明の概要
本発明は、ビーム体の形状を特定するパラメータのうち
、外部要因に基づく条件により要求される部分の寸法を
あらかじめ設定してしまい、そのような外部要件に関係
しないパラメータであって偏荷重による影響をなくすこ
とができるアーム部の厚さを調整して出力の直線性を得
ることができるように構成したものである。
、外部要因に基づく条件により要求される部分の寸法を
あらかじめ設定してしまい、そのような外部要件に関係
しないパラメータであって偏荷重による影響をなくすこ
とができるアーム部の厚さを調整して出力の直線性を得
ることができるように構成したものである。
発明の実施例
本発明の一実施例を第３図ないし第７図に基づいて説明
する。第１図および第２図について説明した部分と同一
部分は同一符号を用い説明も省略する。まず、ビーム体
１の上面はパターン形成面６とされて四個のストレンゲ
ージ２とこれらのストレンゲージ２を電気的に接続して
ブリッジ回路を形成するためのリード線部７と外部接続
のための端子８とが薄膜プロセスにより形成されている
。
する。第１図および第２図について説明した部分と同一
部分は同一符号を用い説明も省略する。まず、ビーム体
１の上面はパターン形成面６とされて四個のストレンゲ
ージ２とこれらのストレンゲージ２を電気的に接続して
ブリッジ回路を形成するためのリード線部７と外部接続
のための端子８とが薄膜プロセスにより形成されている
。
たとえば、ビーム体１の面に絶縁層を形成し、この絶縁
層の上に抵抗層と導電層とを順次積層し、フォトエツチ
ングによりこれらの抵抗層と導電層とをエツチングして
パターンを形成することにより、前記ストレンゲージ２
、前記リード線部７、前記端子８とがそれぞれ形成され
る。そして、前記ビーム体１には二個の孔９がたがいに
連設された状態で貫通して形成されており、これらの孔
９により形成された上または下の二個ずつの薄肉変形部
１０はアーム部１１により連設されている。
層の上に抵抗層と導電層とを順次積層し、フォトエツチ
ングによりこれらの抵抗層と導電層とをエツチングして
パターンを形成することにより、前記ストレンゲージ２
、前記リード線部７、前記端子８とがそれぞれ形成され
る。そして、前記ビーム体１には二個の孔９がたがいに
連設された状態で貫通して形成されており、これらの孔
９により形成された上または下の二個ずつの薄肉変形部
１０はアーム部１１により連設されている。
そして、前記ビーム体１の一方には固定部３に結合され
るための二個の結合孔１２が形成され、他方の可動部１
３には受皿４の支柱１４が結合されるための一個の結合
孔１５が形成されている。
るための二個の結合孔１２が形成され、他方の可動部１
３には受皿４の支柱１４が結合されるための一個の結合
孔１５が形成されている。
このような構成において、ビーム体１は機械加工が容易
である高力アルミニウムが使用される。
である高力アルミニウムが使用される。
そして、ビーム体１の長さり９幅Ｂ、高さＨは設置され
る秤のスペースにより適当なものが選択される。そして
、薄肉変形部１ｏの間隔Ｓはできる ゛だけ大きくなる
ように設定される。また、薄肉変形部１０の厚さＴは秤
の秤量、すなわち、最大許容荷重に応じて定められる。
る秤のスペースにより適当なものが選択される。そして
、薄肉変形部１ｏの間隔Ｓはできる ゛だけ大きくなる
ように設定される。また、薄肉変形部１０の厚さＴは秤
の秤量、すなわち、最大許容荷重に応じて定められる。
さらに、孔９の半径ｒには加工工具の直径と一致するも
のであるが、できるだけ大きい方が望ましい７ このような各種のパラメータを設定した後に、アーム部
１１の厚さｔが重要なファクターとして残されている。
のであるが、できるだけ大きい方が望ましい７ このような各種のパラメータを設定した後に、アーム部
１１の厚さｔが重要なファクターとして残されている。
この厚さＬを変化させることにより出力電圧の変化が生
じるものであるが、その説明の前にアーム部ＩＩの厚さ
Ｌを適当←設定し、第４図に示すように荷重５が印加さ
れる荷重点が、Ｃ，Ｌ、Ｒと変化するときの出力変化を
第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。すなわち、横軸に荷
重５の変化をとり、縦軸に荷重変化に対応して生じる出
力誤差を示す。この出力誤差は直線性からはずれた量を
云う。ここで、注意しなければならないことは、第５図
（ａ）（ｃ）における出力誤差も±０゜０４％と云うき
わめて微少なものであり、秤であるからこそ、このよう
な微少な誤差も問題になると云うことである。
じるものであるが、その説明の前にアーム部ＩＩの厚さ
Ｌを適当←設定し、第４図に示すように荷重５が印加さ
れる荷重点が、Ｃ，Ｌ、Ｒと変化するときの出力変化を
第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。すなわち、横軸に荷
重５の変化をとり、縦軸に荷重変化に対応して生じる出
力誤差を示す。この出力誤差は直線性からはずれた量を
云う。ここで、注意しなければならないことは、第５図
（ａ）（ｃ）における出力誤差も±０゜０４％と云うき
わめて微少なものであり、秤であるからこそ、このよう
な微少な誤差も問題になると云うことである。
つぎに、具体的形状について実測した三つの例を第６図
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。
まず、Ｄ＝ １ ４ ８ｎｉｎ、 Ｂ＝２ ０ｍｍ、
ト１＝２ ５＋ｎｍ。
ト１＝２ ５＋ｎｍ。
Ｓ＝４０ｍｍ、Ｒ＝９＋ｎｍとする。そして、Ｔについ
ては、２．３５ｍｍ、１．５０ｍ、１．０５ｍのそれぞ
れの場合についてアーム部１１の厚さ［の変化と出力電
圧の直線性の誤差とをめたのが第６図（ａ）（ｂ）（ｃ
）である。このとき、秤量が異なるものとして薄肉変形
部１０の厚さＴの異なるものを測定したものである。具
体的には、Ｔ＝２．３５ｍの秤量は１５ｋｇであり、Ｔ
＝１．５０ｍｍの秤量は６ ｋｇであり、Ｔ＝１．０５
ｏｗｎの秤量は３ ｋｇである。そして、荷重点り、Ｒ
は荷重点Ｃより１００ｍ偏位している。
ては、２．３５ｍｍ、１．５０ｍ、１．０５ｍのそれぞ
れの場合についてアーム部１１の厚さ［の変化と出力電
圧の直線性の誤差とをめたのが第６図（ａ）（ｂ）（ｃ
）である。このとき、秤量が異なるものとして薄肉変形
部１０の厚さＴの異なるものを測定したものである。具
体的には、Ｔ＝２．３５ｍの秤量は１５ｋｇであり、Ｔ
＝１．５０ｍｍの秤量は６ ｋｇであり、Ｔ＝１．０５
ｏｗｎの秤量は３ ｋｇである。そして、荷重点り、Ｒ
は荷重点Ｃより１００ｍ偏位している。
そこで、荷重点Ｃについては直線性の誤差はなく荷重点
り、Ｒについて図示の如き変化を示す。ここで、Ｌ位置
およびＲ位置のデータ自体は第５図における出力誤差で
ある。しかも、Ｌ位置とＲ位置とはストレンゲージ２に
対してその伸びまたは縮みに等して値を示すものである
ため、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）においては、Ｌ位置と
Ｒ位置との変化が対称的である。
り、Ｒについて図示の如き変化を示す。ここで、Ｌ位置
およびＲ位置のデータ自体は第５図における出力誤差で
ある。しかも、Ｌ位置とＲ位置とはストレンゲージ２に
対してその伸びまたは縮みに等して値を示すものである
ため、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）においては、Ｌ位置と
Ｒ位置との変化が対称的である。
しかして、この結果をみると、いずれの場合にも、アー
ム部１１の厚さｔを変化させることにより、偏荷重を印
加しても出力電圧の直線性が損なわれないところが存す
る。すなわち、第６図（、）（Ｔ＝２．３５ｎ＋ｍ）の
ときにはｔ＝２．７５ｍｍであり、第６図（ｂ） （Ｔ
＝ １．５０ｏｗｎ）のときにはｔ＝２．１５＋ｎｍで
あり、第６図（ｅ）（Ｔ＝ １．０５ｕｎ）のときには
ｔ＝１．８０胴である。
ム部１１の厚さｔを変化させることにより、偏荷重を印
加しても出力電圧の直線性が損なわれないところが存す
る。すなわち、第６図（、）（Ｔ＝２．３５ｎ＋ｍ）の
ときにはｔ＝２．７５ｍｍであり、第６図（ｂ） （Ｔ
＝ １．５０ｏｗｎ）のときにはｔ＝２．１５＋ｎｍで
あり、第６図（ｅ）（Ｔ＝ １．０５ｕｎ）のときには
ｔ＝１．８０胴である。
このようにしてアーム部１１の厚さ［を設定しておくこ
とにより、受皿４上のどの点に荷重を印加させても荷重
と出力電圧との関係の直線性があり、ストレンゲージ２
をビーム体１の片面にだけ形成しても偏荷重の影響を受
けない。
とにより、受皿４上のどの点に荷重を印加させても荷重
と出力電圧との関係の直線性があり、ストレンゲージ２
をビーム体１の片面にだけ形成しても偏荷重の影響を受
けない。
なお、実施に当っては第７図に示すようにアーム部１１
を二つの円弧を結合した形にしてもよい。
を二つの円弧を結合した形にしてもよい。
さらに、アーム部１１の厚さ［と薄肉変形部１゜の厚さ
Ｔとの関係は、Ｌ＞Ｔに限られるものではない。
Ｔとの関係は、Ｌ＞Ｔに限られるものではない。
発明の効果
本発明は、上述のようにビーム体の設置スペース、秤量
、加工工具等の外部要因に基づいてビーム体の長さ９幅
、高さ、薄肉変形部の間隔、その薄肉変形部の猿さ、孔
の半径等をあらかじめ設定しておき、受皿上の荷重点を
変えても出方の直線性が得られるように薄肉変形部を連
結するアーム部の厚さを設定するようにしたので、ビー
ム体の一面にのみストレンゲージを形成しても偏荷重の
影響による出力電圧の誤差を防止することができ、これ
により、製作が容易で高精度のロードセル秤を得ること
ができるものである。
、加工工具等の外部要因に基づいてビーム体の長さ９幅
、高さ、薄肉変形部の間隔、その薄肉変形部の猿さ、孔
の半径等をあらかじめ設定しておき、受皿上の荷重点を
変えても出方の直線性が得られるように薄肉変形部を連
結するアーム部の厚さを設定するようにしたので、ビー
ム体の一面にのみストレンゲージを形成しても偏荷重の
影響による出力電圧の誤差を防止することができ、これ
により、製作が容易で高精度のロードセル秤を得ること
ができるものである。
第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は受皿に作用させる荷重点の
変化を示す側面図、第２図（、）（ｂ）（ｃ）はそれぞ
れの場合の荷重と出力電圧との関係を示すグラフ、第３
図は本発明の一実施例を示すビーム体の斜視図、第４図
は側面図、第５図（、）（ｂ）（ｅ）は荷重Ａｃ、Ｌ、
Ｒのそれぞれの場合における荷重と出力電圧誤差との関
係を示すグラフ、第６図（＝）（ｂ）（ｃ）は、アーム
部の厚さと出力電圧誤差との関係を測定した状態のグラ
フ、第７図はアーム部の変形例を示すビーム体の側面図
である。 １・・・ビーム体、２・・・ストレンゲージ、４・・・
受皿。 ５・・・荷重、９・・・孔、１ｏ・・・薄肉変形部、１
１・・・アーム部、１３・・・可動部 出 願 人 東京電気株式会社 Ｊｕし ３５防 （９４）。 −”′１ 啼００３Ｆ
変化を示す側面図、第２図（、）（ｂ）（ｃ）はそれぞ
れの場合の荷重と出力電圧との関係を示すグラフ、第３
図は本発明の一実施例を示すビーム体の斜視図、第４図
は側面図、第５図（、）（ｂ）（ｅ）は荷重Ａｃ、Ｌ、
Ｒのそれぞれの場合における荷重と出力電圧誤差との関
係を示すグラフ、第６図（＝）（ｂ）（ｃ）は、アーム
部の厚さと出力電圧誤差との関係を測定した状態のグラ
フ、第７図はアーム部の変形例を示すビーム体の側面図
である。 １・・・ビーム体、２・・・ストレンゲージ、４・・・
受皿。 ５・・・荷重、９・・・孔、１ｏ・・・薄肉変形部、１
１・・・アーム部、１３・・・可動部 出 願 人 東京電気株式会社 Ｊｕし ３５防 （９４）。 −”′１ 啼００３Ｆ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 直方体状の金属による素材に二つの孔を貫通してアーム
部により連結された四個の薄肉変形部を形成したビーム
体を設け、このビーム体の片面に前記薄肉変形部上に位
置するストレンゲージを薄膜プロセスにより形成し、前
記ビーム体の一端を固定するとともに他端の可動部に受
皿を連結したものにおいて、前記ビーム体の長さ９幅、
高さ、前記薄肉変形部の間隔、その薄肉変形部の厚さ。 前記孔の半径をあらかじめ設定し、これらの条件のもと
に前記受皿に加えられる荷重点が変動しても前記ストレ
ンゲージによるブリッジ回路からの出力が直線性になる
ように前記アーム部の厚さを設定したことを特徴とする
ロードセル秤のビーム体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189684A JPS60244819A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | ロ−ドセル秤のビ−ム体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189684A JPS60244819A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | ロ−ドセル秤のビ−ム体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60244819A true JPS60244819A (ja) | 1985-12-04 |
| JPH0559370B2 JPH0559370B2 (ja) | 1993-08-30 |
Family
ID=14312680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10189684A Granted JPS60244819A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | ロ−ドセル秤のビ−ム体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60244819A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0261641A2 (en) * | 1986-09-22 | 1988-03-30 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Load cell |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54140565A (en) * | 1978-04-24 | 1979-10-31 | Teraoka Seikosho Kk | Method of adjusting loaddcellltype load meter |
-
1984
- 1984-05-21 JP JP10189684A patent/JPS60244819A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54140565A (en) * | 1978-04-24 | 1979-10-31 | Teraoka Seikosho Kk | Method of adjusting loaddcellltype load meter |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0261641A2 (en) * | 1986-09-22 | 1988-03-30 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Load cell |
| US4951027A (en) * | 1986-09-22 | 1990-08-21 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Load cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0559370B2 (ja) | 1993-08-30 |
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