JPS60247120A - ロ−ドセル - 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】 産業上の利用分野 本発明は荷重検知素子として一個あるいはそれ以上の規
定寸法ビームを有したロードセルに関し、更に詳細には
荷重の変位を補正しうるようにしたロードセルおよびそ
のようなロードセルにおける補正方法に関する。

従来の技術 一個おるいはそれ以上のビームを有したロードセルを用
いた秤量装置においては、秤量すべき物品は通常ビーム
の一端に支持された合板に載置される。この種の秤量装
置において、重シが「ずれた」位置、即ち秤量装置の較
正の時に占めた中心位置以外の位置に置かれると誤差を
生ずることがあることは良く知られている。中心−ずれ
荷重は長さ方向、即ち細長いビームロードセルの中心縦
軸に沿った方向、あるいは横方向、即ち該縦軸に垂直な
軸に沿った方向、あるいは両方向に生ずる場合もある。

ロードセルの各ビームおよび他の構成要素が一様であシ
且２完全に対称的であれば、理論的には重ルがロードセ
ルに支持された台板上の異った位置に置かれてもロード
セルの感応性に影響を与えることはない。しかし実際に
は重）を合板上の異なった位置に置くと誤差が生ずる。

誤差は種々の要因におけるわずかな変化によシ引き起こ
される。

例えば、（１）ビーム上の歪ゲージの位置の小さな変位
、（２）ビームに対する歪ゲージの連結状態の変化、（
３）歪ゲージの配置上の変化、（４）歪ゲージの抵抗の
変化、（５）歪ゲージ因子の変化、（６）ロードセルの
配置上の変化、（７）ビームの凹み部分の厚さの変化、
（８）凹み部分の位置および（あるいは）配置上の変化
、（９）ロードセルビームの補正における変化、（Ｉｌ
切削その他の要因によるロードセルにおける歪の変化、
および仏υ接続回路系につながるｂ−ド線の変化等であ
る。このような中心ずれ荷重による影響を補正するため
の種々の考案がなされている。

米国特許３，５７６，１２８　（Ｌｏｃｋｅｒｙ　）に
はロードセルの歪ゲージに抵抗を接続することにより荷
重の縦方向の変位のみを補正しうるようにした２ビーム
ロードセルが開示されている。米国特許４．１２８，０
０１　（Ｍａｒｋｓ　）にはビーム上の成る所定の位置
から物質を除去することによシ荷重の縦横方向の変位を
補正する２ビームロードセルが示されている。

米国特許出願２７２，９２８号（Ｇｒｉｆｆｅｎ　、　
１９８１年６月１２日出願）には２ビームロードセルに
おける縦横方向の変位の補正のための改良構成が開示さ
れている。

米国特許４，２８２，７４８　（Ｌｏｃｋｅｒｙ　ｅｔ
ａｌ　）は荷重部位と取シ付は部位間の角度を調整して
ロードセルが機内および機外荷重に対して実質的に感応
しないようにした単一ビームのロードセルに関するもの
である。同時係属中の米国特許出、Ｍ３５８１９５号（
Ｇｒｌｆｆｅｎ　ａｎｄ　Ｂｅｈｒｍａｎ　）には荷重
の縦横方向変位を補正する改良型単、−ビームロードセ
ルが開示されている。この場合ビームの凹み部分にホー
ニングを行うことによシあるいはビームの縦軸に角度を
もって歪ゲージを取シ付は該ゲージに適宜の抵抗ネット
ワークを接続することに補正が行われる。

米国特許４，１０７，９８５　（Ｓｏｍｍａｒ　）には
一対の平行な屈曲部材間に配置した単一ビームロードセ
ルが開示されている。ビーム上の長さ方向に離隔配置さ
れた歪ゲージ間をホーニングあるいはやすシ加工してビ
ームから物質を除去して中心ずれ荷重の影響を減殺する
ように構成されている。

これらの従来例は、縦方向及び横方向の中心ずれ荷重に
よる種々の誤差を完全に補正することができなかった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記した問題に鑑みてなされ、新規なロードセ
ルを提供するものであ）、荷重感知素子として一個ある
いはそれ以上のゲπジ付ビームを備えた縦方向および横
方向の中心ずれ荷重を補正しうるロードセルを設け、該
ゲージとビームの中立軸との相対位置は、該ゲージを適
宜の位置に配することによ）および（または）ビームを
物理的に変更させることによシ該ゲージが中心ずれ荷重
に対して補正可能な応答を生ずるように配置するもので
ある。

また、歪ゲージを各ビームに設け、該ゲージをビームの
縦軸に対して回転および変位させることによって該ゲー
ジが補正可能な応答を発生するようにし、上記歪ゲージ
の成るものに抵抗を接続して中心ずれ荷重の補正を行わ
せるものである。

問題点を解決するだめの手段及び作用 本発明は一個あるいはそれ以上のビームを用いてロード
セルに付与される荷重の大きさを測定するようになした
補正ロードセルおよび該ロードセルの補正方法に関する
。本発明によれば、歪ゲージの取カ付けられるビームの
中立軸に対する該歪ゲージの位置は、該ゲージが中心ず
れ荷重を受けた時に補正可能な出力応答を生じるように
配置させる。これはゲージをビーム上に適切に位置せし
めることによ）、また、ビームの適宜部分から物質を除
去することにより中立軸の位置を変化させることによシ
達成される。好ましくは歪ゲージをビームの中心縦軸に
対して成る角度を成して、また、該軸から変位させて該
ビーム上に取シ付け、中心ずれ荷重が生じた場合該ゲー
ジが補正可能な出力応答を生ずるようにする。また歪ゲ
ージの成るものには抵抗ネットワークを接続して中心ず
れ荷重の補正を行わしめるようにする。更に、取シ付け
を容易にすると同時に接近性を良くするため、ゲージを
全てビームの同じ側に配置するのが有利であるが、必ず
しもこうする必璧はなく、ビームの両対抗側に配置して
もよい。歪ゲージそれ自体は各ゲージの路条の少くとも
一部が他の路条部分に対して成る角度を有するように構
成される。これによシ中心ずれ荷重に対する補正可能な
応答を生ぜしめるだめの各ゲージのビーム上の配位がよ
シ容易となる。

本発明によるロードセルの一例は各々複数個の歪ゲージ
を取シ付けた一個おるいはそれ以上のビームを設けて成
夛、更に全体的に谷ビームに平行で荷重受は部材と支持
体間に配置された一個あるいはそれ以上の屈曲アームを
有する。

実　施　例 第１．２図は本発明によるロードセルの力感応部材の一
実施例を示す。この力感応部材は単一の屈曲部材、即ち
ビーム１０よシなる。ｍｘ、ｚ図示の如く、該ビーム部
材１０は長方形の横断面を有する。しかし横断面は必ず
しも長方形でなくともよく、他の適宜形状のものでもよ
い。ビーム１０はその一端で支持され他端に力、即ち荷
重が掛けられるように構成されている。該ビームの上側
には歪ゲージ１３．１４が、その下側には歪ゲージ１５
．１６が取）付けられ、これらも歪ゲージは互に離隔し
て配置され、正しく接続された時には該ビーム１０に付
与された荷重を示す信号を発生するようになされている
。

本発明の好適な一例として上記歪ゲージをビームの表面
に載置し、該ゲージが荷重の垂直方向の分力によシ生じ
た歪に対して感応し、重シ（荷重）の位置変化により生
ぜしめられたビーム上のトルクにより生ずる歪には感応
しないように構成することが理想的である。このような
目的に適合するようにビーム上に正確に載置されたゲー
ジはビームの中立軸上に在ると云える。ビーム１０のよ
うな形状を有した理想的な屈曲ビームにおいては、その
中立軸がビーム表面の中心縦軸と一致する。

しかし実際にはそのような理想的なビームとはならず、
中立軸はビームの中心縦軸と完全には一致せず、通常正
確に位置させることはできない。

ゲージはその最良の決定可能位置としてビームの縦軸上
に対称的に配置されるが、中心ずれ荷重によシ生ずるト
ルクに感応するためロードセルの更なる補正が要求され
る。この補正は通常ビームあるいは関連機構の成る特定
部分をホーニングすることによシ行われてきた。

本発明によれば、ビームの中立軸に対する歪ゲージの位
置を該ゲージが中心ずれ荷重に対し補正可能な応答を生
ずるようにすれば、歪ゲージに抵抗ネットワークを接続
し一個あるいはそれ以上のビームを荷重感知素子として
用いた秤、童装置の中心ずれ荷重に対する補正を更に高
度に行うことができることを見い出した。補正可能な応
答はゲージを適切な位置に配置せしめることによ）また
、ビームを物理的に変更して中立軸を変位させることに
よシ得られる。いずれの場合においてもその目的は対称
性を欠除させてゲージが中心ずれ荷重に呼応して応答を
生ずるようになすことであシ、この反応は回路内の抵抗
を一個あるいはそれ以上のゲージと接続することによシ
補正される。特に、少くとも幾つかのゲージをビームの
中心縦軸（中立軸の最近似軸）に対して変位および回転
させることによシ上記反応を生じさせるようにすること
が望ましい。例えば、ゲージの路条の少くとも一部分が
ビーム表面の中心縦軸に対して成る小さな角度を有する
ように谷ゲージをビーム上に配置する。

本発明によれば、第１，２図の歪ゲージ１３−１６をビ
ーム１０の縦軸１８に対し成る角度を有して配置し該軸
よシわずかに変位させる。ゲージ１３と１５はビーム１
０の一端の対向面に位置させ互に反対の方向に回転変位
させる。同様にゲージ１４と１６をビーム１０の他端に
同じように取シ付ける。各ゲージはビーム１０の中心ず
れ荷重に感応するように配置される。荷重の変位によシ
生ずる誤差の補正は以下に述べる如く抵抗を一個あるい
はそれ以上のゲージに接続することによシ達成させる。

第３図には第１，２図の単一ビーム１０を荷重受はアー
ム２１とベース２９間に固層させたロードセル構造２５
が第１，２図よシ少さなスケールで示されている。ビー
ム１０は上記アーム２Ｔとベース２９間に接着、溶接あ
るいはその他適宜の両部材２７．２９間に堅固に接続し
うる手段によ多接続される。またビーム１０はアーム２
７とベース２９を含むロードセル機構の一体部分として
形成することもできる。第１，２図に示す如く、ビーム
１０には荷重受はアーム２１に付与された荷重あるいは
重みによシ５−ム１０内に生ずる引張歪および圧縮歪を
感知する歪ゲージ１３−１６が設けられる。また一対の
屈曲アーム３４．３５が荷重受はアーム２Ｔとベース２
９間にビーム１０と実質的に平行に設けられている。第
３図に示す如く、各アーム３４．３５は屈曲部分３８．
３９を有する。この屈曲部分は必ずしも必要ではなく、
それらがなくてもロードセルは充分にその機能を発揮で
きる。アーム３４．３５は荷重受はアーム２７に付与さ
れた中心ずれ荷重がビーム１０に好ましからざる影響を
与えるのを防止する作用を有する。第３図のロードセル
には２個の屈曲アーム３４．３５が設けられているが、
−個のみあるいは２個以上の屈曲アームを設けてもよく
、２個設けた場合と同様の効果がえられる。

−個あるいはそれ以上の屈曲ア５−ムを有した第３図の
ロードセル構造２５は荷重受はアーム２７からの長さ方
向あるいは横方向にずれた荷重の変位によシ影響される
。そのような中心ずれ荷重に対する補正は第３図のロー
ドセルの場合歪ゲージ’１３−１６を上述の如く配置し
且つ補正抵抗を一個あるいはそり以上のゲージに下記の
如く接続することにより成就される。

第４図は本発明によるロードセルの単一ビームよ構成る
力感応部材の他の実施例を示す。このビーム４０は第１
，２図のビーム１０の場合と同様に第３図のロードセル
構造２５の力感応部材として用いることができる。第４
図に示す如く、ビーム４０は２つの凹み部分４２．４３
を各々その端部近くに有している。この凹み部分はビー
ムの各エツジに切シ込み４５を設けることによ多形成さ
れる。補正用抵抗の付加による長さ方向および横方向の
中心ずれ荷重の補正を助長するため歪ゲージ４６−４９
をビーム４０の中心線から変位して配置させる。

第５図に示すビーム５０も上記にビーム１０゜４０に関
連して述べたと同様にして第３図のロードセルの力感応
部材として用いる仁とができる。

第５図に示される如く、歪ゲージ１−４をビーム５０に
その凹み部分６３，６４６るいはその近くに取シ付ける
。上記凹み部分は必須のものではないが、ロードセルの
性能を向上させるので通常設けられる。ビーム５０の上
面側にゲージ１，４が下面側にゲージ２，３が装着され
る。

第５図に示される如く、ゲージ１−４および全てのゲー
ジ素子はビーム５０の巾心縦４１１６０に対して成る角
度を有して配置されている。この角度は縦軸に対してｌ
Ｏ０度程まであるいはそれ以上の角度であってもよい。

本実施例の場合には５度程度の角度が好適である。第５
図に示す如く該角度は歪ゲージ１をビーム５０に設ける
時にそれを反時計方向に回転させることによ多形成され
、またゲージ４をビームに取）付ける時にはそれを時計
方向に回わすことによ多形成される。同時にビームの下
面側に装着されるゲージ２，３の場合には上面側の対応
ゲージと反対向きに回転させる。

本実施例においては上記全部のゲージを回転させるが、
これは必ずしも必要ではなく、−個のみの引張感知ゲー
ジおよび一個の圧縮感知ゲージだけを回転させても同様
の中心ずれ荷重に対する補正効果がえられる。また上記
のような回転を行う代多に、あるいはそのような回転に
外に、２個あるいはそれ以上のゲージを縦軸６０から変
位させても同様の効果がえられる。各隣接ゲージは互に
反対向きに横方向に変位させる。

上記の如く通常のゲージを回転および変位させる代ルに
、特殊の構成を有した歪ゲージ（その例を第６図の６５
　ａ　−６５ａに示す）を用いても所期の目的が達せら
れることが見い出された。第６図のゲージにおいては、
各ゲージの波状路条の少くとも一部分が各々の接続タブ
６８ａ　６８ｅで定められるゲージの総体的配向に対し
て成る角度を有するように、または、変位するように構
成されている。６５ａ−６５ｅのゲージは例示であり、
その他の構成のゲージもその路条の少くも一部が他の路
条部分に対して成る角度を有し且つ該部分から変位して
いるものであれば用いることができる。勿嗣補正すべき
ずれの程度に従って成る株の形状のものが他のものよ）
有利に用いられるであろうことは当然である。特殊ゲー
ジは通常ビーム５０のようなビームにその縦軸のまわシ
で全体に対称的に設けられる。以下の記載において歪ゲ
ージの回転および変位という語を用いる場合それは通常
のゲージの回転および変位を意味するばかシでなく第６
図に例示されるようなゲージを用いた場合も含まれる。

第１．２．４または５図のビームあるいは回転および変
位させたゲージを取シ付けた単一ビームを備えた第３図
のロードセル構造２５を秤量装置に装着する場合中心ず
れ荷重に対する補正は抵抗ネットワークを一個あるいは
それ以上の歪ゲージに接続することによっても達成され
る。例えば第７図には秤量台９０を支持したロードセル
２５が示されている。このロードセル２５には中心縦軸
６０に対して回転させた歪ゲージ１−４を備えた単一ビ
ーム５０が装着されている。補正を行うために一個ある
込はそれ以上のゲージ１−４に接続すべき抵抗の値は米
国特許４，３８０．１７５　（グリフイン）に開示され
た方法によシ決めることができ仝Ｏ ロードセルを上記の如く構成した後、歪ゲージの抵抗（
Ｒ１，几ｔ　＋　Ｒ８およびＲ４）を第８図に示す如く
ブリッジ回路に接続しロードセル機構の各隣接ベアのゲ
ージ１，２；２，３；３，４および４．１が該ブリッジ
回路において電気的に隣接するようにする。−組のブリ
ッジ端子を電源８０に接続しもう一組のブリッジ端子を
表示器８２に接続する。該表示器は所望の単位で目盛る
ことが出来るが、ここでは便宜上単位をカウントと称す
る。

ブリッジ回路を上記の如く接続した後、試験層重シを秤
量器に掛はブリッジ回路の出力を測定する。

この時補正抵抗８５．８６，８７．８８はまだ接続され
ていない。図示の如く、単一補正抵抗を各歪ゲージに接
続する。しかし所望の型の抵抗ネットワーク、例えば直
列抵抗、並列抵抗あるいは両′者の組合せ等、を用いる
ことができる。

長さ方向の誤差を補正するための抵抗の値を決定する一
つの方法は２個の可変抵抗をロードセルの一端の歪ゲー
ジに接続することである。これらの抵抗は試験層重シを
縦軸に沿って動かしブリッジの出力が縦軸に沿う全ての
試験層重シの位置において実質的に一定となるまで同時
に変化させる。

同様に２個の可変抵抗をロードセルの上面側′あるいは
下面側の歪ゲージに接続し、試験層重シを横方向に異っ
た位置に動かしその横方向の移動が最早ブリッジの出力
に何らの変化も生じなくなるまで変化させる。この構成
は一方向のみ、即ち縦方向か横方向のみの補正をしたい
場合に効果的である。しかし横方向および縦方向のずれ
補正を個々に行う場合にはその両者間に相互作用が生ず
る。

成る一つの補正を行う時には常に他の種類のずれに必要
とされる補正のｔｈｔＫ変化が生ずる。従って当該ずれ
の所要事項が満たされるまで数多くの補正を繰シ返し行
わねばならない。この方法は時間がかかシ費用も嵩む。

各種歪ゲージに付与さるべき抵抗ネットワークの値を決
定するためのよシ直接的方法は第７図に示すように試験
層重シを秤量台隅のａ、ｄ、ｆ。

ｈで示す個所に載置することである。このように試験用
重夛を上記各個所に載置すると一対の試験用抵抗器が６
対の隣接歪ゲージに接続し表示器の読みによ）所望の抵
抗値が決定される。本発明の実施例においては、約３５
０オームの抵抗を有する歪ゲージの場合にはそれに適し
た試験用抵抗器の値は約４，０００オームであることが
分った。このように例えば試験層重シがａの個所にある
時、２個の試験用抵抗器を最初に歪ゲージ１，２に接続
し、２番目に歪ゲージ２，３に、次に３，４に、そして
最後に４，１に接続する。これらの各場合における表示
器の読みは上記した如くに用いられる。次に試験層重ル
をｄ位置に移し上記の手順が繰シ返される。ｆとｈの個
所においても同様の手順が繰）返される。これらの試験
結果から、長さ方向と横方向の両方向における秤量器の
荷重の変位に対する所望の補正抵抗を鼻当することがで
きる。上記変位をいずれか一方の方向に対してのみ補正
することもできる。

異った値を有した抵抗を歪ゲージと並列に接続する場合
の効果は次のようにして計算できる。単（Ｇは歪ゲージ
の抵抗）。今Ｓオームの分路抵抗Ｅ 歪ゲージブリッジの出力は−Ｗ−で表わされる（ΔＥは
出力変化、■は付加電圧）。従って秤量台の中心Ｃ（第
７図）の荷重に対しては、荷重がｅの位置に移った時に
はブリッジの出力は次のようになる。

上式においてｒｌ、ｒ□ｒ８＊ｒ４は荷重のＣからｅへ
の移動による各歪ゲージの出力夏化を表わす。

式伸から式（１）を引くと、 試験用分路抵抗Ｓを歪ゲージ１，２に接続すると荷重が
Ｃに存する場合には 上式においてＡＴは試験用分路抵抗によシ生じた減衰を
表す。荷重がｅに移ると 式（５）から式（４）を引くと 式（３）から式ｔＱｌを引くと 例えばゲージ１と２に接続された４、０００オームの分
路抵抗は、ずれ誤差（第７図のＣからＣへのずれ）を５
４単位から３４単位に減少させる。

ずれ誤差を史に完全に補正しそのような補正を行うため
の最終減衰Ａ、および分路抵抗値をえるためには式（７
）よシ次のようになる。

しかし であるので最終のＡの値はＡ、＝０．７８３　となる。

また、分路抵抗をブリッジに接続せずにえた試験値の代
シに、試験用分路抵抗をゲージ１，２に接続した場合の
試験値とゲージ３，４に接続した場合の試験値６５との
中間値を用いることもできる。

即ち、 この場合Ａ、＝０．７４３、Ｓ＝１０１オームである。

この方法によシ通常分路抵抗の所望値の更によい近似値
をうろことができる。

上記の例においては横方向のずれのみ、即ち第７図のＣ
点から０点（またはｊ点〕へのずれに対する補正が行わ
れる。長さ方向のずれのみ、即ちＣ点からｂ点へのずれ
に対する補正を行いたい場合にも上記の手順を継承しう
る。上述の場合試験用分路抵抗を歪ゲージ２と３あるい
は１と４あるいは側対に接続してえた値が適用できる。

横方向および縦方向のずれ補正間には相互関係が存する
。両補正を独自に行う場合、一方の補正をするとその補
正は他の種類のずれに要求される補正の鷲を変化させる
。従ってずれの所要事項が満されるまで補正を何度も繰
シ返し行う必要がある。この方法は時間がかかシ費用も
大きくなる。

本発明の一態様によれば、所望とされる縦横両方向の補
正を表す式が示される。各定数の試験によシ決定されそ
れによシ所望の補正麓が定められる。

例えば、 Ｙ＝杓＋８″＋Ｂ３．） Ｘ÷０．　十りよ＋Ｆ とする。上式において、 ｙは付与された荷重が一方向（ｙ方向とするンにずれた
場合における表示重量の変化で、試験用補正抵抗値の関
数である。

Ｘは荷重がｙ方向と実質的に直角な方向（Ｘ方向とする
）にずれた場合における表示重賞の変化で、試験用補正
抵抗値の関数である。

Ｙは補正抵抗をｅ４接歪ゲージの対向対、例えば第７．
８図におけるゲージ２，３あるいは４，１に付加したこ
とによシ生ずる荷重ずれ誤差の変化。

Ｘは補正抵抗を上記Ｙの決定には用いられなかった隣接
歪ゲージの対向対、例えばゲージ１．２あるいは３，４
に付加したことによシ生ずる荷重ずれ誤差の変化。

Ａ、Ｂ、０．Ｄ、Ｅ、Ｐは定数である。

上記に定義した如く、ＸとＹの値は互に実質的に独立し
たものである。またＹ　＃　ｘ、、　’／およびＸの単
位は重量の増加分、本実施例の場合でいえばカウントで
ある。またＸおよびｙの方向は必ずしも秤量台９０表面
の横方向および縦方向と一致するものではない。

式（９）における定数を決定するだめの一つの方法は試
験用補正抵抗を歪ゲージの異った対に接続し且つ試験層
重シを秤量台９０上の異った位置に載置し、表示器８２
の出力表示を利用することである。そのうちの一つの方
法としては、試験用補正抵抗を歪ゲージの６対に接続し
ておき試験層重シを第７図に示すようにｂｍ’９ｅｇお
よびｊの位置あるいはａ、ｄ、ｆおよびｈの位置に置く
ことによって見られたデータを利用する。試験用補正分
路抵抗Ｓを４，０００オームとした場合のデータの一例
を次の第１表に示す。

第　１　表 位　ｔ　Ｋ、、ａ、　Ｒ，、ル、Ｒ，，Ｒ番　８番ｇ”
１ａ　２６５５５２６５４９２６５１５２６６１８ｂ　
２６５２１２６４６６２６５１１２６６６４ｅ　２６０
０５２６１６７２６３５５２６２９０ｊ　２７０９１２
６８６３２６６８５２７０１２ｇ−ｂ＝Ｚｎ　３４　８
３　４　−４６ｅ　ｊ＝ｙｎ　１０８６−６９６−３３
０−７２２第１表において、秤量台９ｏの反対側（第７
図におけるＦｌｍｂおよびｅ　、　Ｊ　）での読みの違
いを禅定して試験用補正抵抗が各組の歪ゲージに接続配
置された場合のＸ値およびｙ値として記録する。

試験用補正抵抗が接続されていない場合の読みはとる必
要がないので第１表には「Ｎｏ　几」欄は設けられてい
ない。ｒＮＯＦＬＪ点は以下の記載に説明された如く第
１表から決定される。

第１表からのデータを第９図に示すようにＸ−ｙ軸にプ
ロットすると、ＲＩＲ，と几、几４の各点を結ぶ線９５
と、この線を横切１−ｈとＲ，ａ、の各点を結ぶもう一
つの線９６が描かれる。歪ゲージに接続された補正用分
路抵抗Ｓの値が小さければ小さい程プロットされた点は
上記両線の交点から遠くなる。交点はＸ方向あるいはｙ
方向あるいは両方向における荷重ずれに対する非補正の
点即ち「ＮＯＲ」点に近い所にある。分路抵抗を一対の
歪ゲージに接続配置したことにょシ生ずるずれの変化は
当該線に旧った移動で表わされる。分路抵抗の値が大き
くなると上記の点は収線に沿って交点の方向に移動し、
抵抗の値が小さくなると交点から離れる方向に移動する
。

ｘ、ｙ軸の原点は荷重ずれ誤差がゼロの点であＦ）、！
’、　３／’点は補正のなされていない荷重ずれ誤差を
示すものであるので、適切な補正抵抗値を適切な歪ゲー
ジＫかけ！’、３／’点をｘ　−ｙ軸の原点と一致する
ようになすことによ）荷重ずれに対する完全な補正がえ
られる。本発明によれば、これを達成するための補正抵
抗の値は第９図および第１表を用いて数理的に定めるこ
とができる。まずＸ。

ｙ軸を回わして各々交差！９５．９６と平行となるよう
にする。そしてｚ’、ｙ’点のＸ−Ｙ座標（ＸｔＹつを
決めて所要補正抵抗の値を決定する。

ｘ、ｙ軸のＸ、Ｙ軸に対する関係は次式で表わされる。

３１＝ＹｓｉｎΦ十Ｘ５ｉａθ 四 ＆＝ＹｃｏｓΦ十Ｘ　ｃｏｓθ 上式においてΦとθは′ｉｇ９図に示される角度である
。ＹとＸの値をめると、 となル、Ｘ−Ｙ座標系における。ｚ”、　ｙ’点ｏｘ’
、ｙ’座標をめると、 となる。上式においてｙｌおよＺｌは先に定義した如く
線９５ｔ９６の交点座標である。

ここでｚ’、ｙ’は ３”＝　−７０９，０、ｘ’＝　１９．０４第９図およ
び第１表からＹｌとＸｌをめるとＹ’＝−９，１７、Ｘ
’＝−７０７，７９各線の勾配はＸ軸に対する傾斜角の
タンジェントである、即ち ｔａｎΦ＝　０．２０１６　ｔａｎθ　＝　−２５，２
Ｑψ　＝１１．４０°　＆＝９２．２７ ｓｉｎΦ＝　０．１９７７　ｓｉｎθ　＝　０．９９９
２ｃｏｓΦ＝　Ｏ’１８０３　ｃｏｓθ　＝　−０，０
３９６ｓｉｎ（Φ−θ）＝−０，９８７３ この点から、算出したｘ　ｌ、！：Ｙｌの値を試験用分
路抵抗によ）生じた実際の変化と共に用いて必要とされ
る最終補正抵抗の大きさを決める。

次の作業はＡＦＹ％　即ちＹ方向の変化に対する最終減
衰項をめることである。これよシ最終トリム抵抗８ＦＹ
が算定される。式（８）よシなる比がえられる。上式に
おいて、ｐ　Ｙ　ｉｌｌ、Ｚ’、　ｙ’（またはＸ’、
Ｙつ点の重量と必要とされる補正方向の線９６上の試験
値の座標で示される重量との間の重量変化である。この
重量変化は第９図において線９６上のｏｒ’、　ｙ’か
ら”１ｓｙ２までの距離によシ示される。本例において
は、第１表および第また式（８）よシ、試験用抵抗が４
，０００オームの場合、ＡＴＹ＝０．９１９５．１−Ａ
Ｔ、＝０．０８０５従って、 ８ＦＹ＝３１Ｊ）６０オーム となる。同様にＡＦＸをめると Ｐｘは第９図において線９５上のａ＝ｌ、　ｙ＋から”
ｍ＋３’ｓまでの距離で表わされる。

１−Ａ、！　＝　０．０８０５ Ａ、ｘ＝　０．８４９８ ８、ｘ＝２００９　オーム 従って、ゲージ４には２，００９オームの抵抗をゲージ
２には３１，０６０オームの抵抗を置く必要がある。

８ＦＸ　（！：　８ＦＹを組み合せると５ＩＰＸ−８Ｐ
Ｙ ８１Ｆ！＋８ＦＴ これはゲージ３に置くべき１，８８７オームの抵抗とな
る。

このように秤量台の荷重のずれによる誤差は極めて小さ
な値となる。

上記した如く、歪ゲージに接続される試験用および最終
抵抗ネットワークには前述の実施例におけるような分路
抵抗の代シに直列抵抗を用いてもよい。この場合には分
路抵抗の減衰率の代ｐに歪ゲージに接続された直列抵抗
の減衰率Ａを用いねばならない。直列抵抗の減衰率はＡ
＝　Ｇ＋Ｔである。Ｇは歪ゲージの抵抗、Ｔは直列抵抗
の抵抗値である。直列抵抗と直列抵抗の減衰率Ａを用い
ることを除けば、荷重ずれの補正手順および算出方法は
上記の場合と同じである。

第１Ｏ図には歪ゲージ１，２，３．４を全てビームの同
じ表面に取ル付は且つビームの中心縦軸に対して種々の
態様で変位および回転させた単一ビームから成る力感応
部材１００が模式的に示されている。ゲージ１−４は全
てビーム１００の上面側に配置されているように示され
ているが、ビームの下面側に配置してもよい。この場合
にゲージ１−４をビーム１００の縦軸に対して配向して
中心ずれ荷重に対して補正可能な応答を生ずるようにし
である。ゲージを全てビームの同じ表面に配することに
よシ、ビーム上のゲージの取ｐ付けおよび補正抵抗のゲ
ージへの接続が容易となる利点がえられる。上述の場合
のように、全てのゲージを変位あるいは回転させること
あるいは全てのゲージを存在させることは必ずしも必要
ではない。

ゲージを２個だけ存在させ上記の如く配置することによ
っても成る程度の効果がえられるからである。しかし中
心ずれ荷重に対してよシ大きな補正可能な応答を生せし
めるためには全てのゲージを前記の如く配向させること
が望ましｈｏまたビーム１００に取り付けられる歪ゲー
ジ１−４は従来構造のものでもあるいは８６図に例示し
且つ上記に説明した特殊な構成のものでもよい。

ゲージ１−４を備えたビーム１００は単独でロードセル
として用いることもでき、また第３図のロードセル構造
２５における単一ビーム型力感応部材として用いること
もできる。

歪ゲージを全て一つの表面に取シ付けた第１０図のビー
ム１００は適宜の抵抗ネットワツクを一個あるいはそれ
以上のゲージに接続するこへによシ縦横いずれの方向の
中心ずれ荷重も補正することができる。この補正用抵抗
ネットワークは第５−９図に関連して上述したのと同じ
条件で選定される。歪ゲージ１−４を適宜のブリッジ構
成に接続すると、試験用直列または分路抵抗が該ゲージ
のうちの成るものと回路接続し秤量台に長さ方向および
横方向に離隔配置された重シが計測され上記第１表の如
き表に記入される。このようにして得られたデータは上
記と同様に用いられてゲージに接続すべき適宜の抵抗ネ
ットワークを決め秤量台の横方向および縦方向の中心ず
れ荷重に対する補正を行うものである。

一例として、第１０Ａ図に示すように配置されたゲージ
１−４を有するビーム１００を備えた第１２図の秤量器
１０２の補正に適した抵抗ネットワークについて述べる
。ゲージ１−４は第１１図のブリッジ回路１０３に配置
され、そのうち引張ゲージ１と３はブリッジの対向脚に
、圧縮ゲージ２と４はブリッジのもう一方の対向脚に配
置されている。試験用補正抵抗Ｓ　１−８６を該ゲージ
のうちの所定のものに接続して重シを秤量器１０２の秤
量台１０５の各位置り、ｍ、ｎ、ｐに置き上記ブリッジ
回路１０３の出力を表示器（図示せず）よシ絖み取ル下
記の第２表のデータをえる。

位置ｔ　１４８４５　１４１１２−３６３１０　６４９
９３位置ｍ　１４８７３　１４２８６−３６９２４　６
５８１６位置ｎ　位置４８８７　１４１５２−３７６４
５　６６４２３位置ｐ　位置４８６７　１３９８６−３
７０７１　６５６６０Ｌ−ｎ　４２　４０　−１３３５
　１４３０ｐ　−ｍ　６　−３００　−１４７　−１５
６第２表のデータをえるため、分路した試験用補正抵抗
Ｓ　ｌ　−８４および直列の試験用補正抵抗８５゜Ｓ６
を種々の組合せで用いた。直列補正抵抗８５゜Ｓ６は各
々短絡スイッチ１０１，１０８を開いて回路につなぐ。

試験用補正抵抗の値は一定ではないが、公称的には分路
抵抗に対するゲージ抵抗値の約１０倍に近い。試験用直
列補正抵抗−は上記ゲージ抵抗値の約１０分の１程度で
ある。本実施例においては、ゲージ抵抗は３５０オーム
であシ、各補正用分路抵抗は２，５００オームの値を有
し−方各直列抵抗は５０オームであった。第１２図に示
した各位置における一連の測定値は各歪ゲージと実際に
回路接続された一対のみの試験用補正抵抗について得た
ものである。いずれの場合においても各歪ゲージに実際
に接続された２個の補正用抵抗を選定してブリッジのバ
ランスを維持せねばならない。第２表の最初の欄のデー
タは分路抵抗Ｓ２と８３を接続した場合のものであシ、
同様に第２表の各欄の見出しは各々の場合のデータを得
るのに用いられた試験用補正抵抗の組合せを示す。

また第１１図に示すものの他に種々の形状の歪ゲージブ
リッジおよび試験用補正抵抗器を用いても第２表のもの
と同様のデータがえられた。

第２辰のデータは前述した第１表のデータの場合と同様
に用りられる。即ち第２表のデータは第９図に関して前
述した場合と同様にｘ　−ｙ座標に用いて８２．８３点
および８４．８１点によシ確定される線および８５．８
３点および８６　、８４点によル確定される線を定める
。そして前述の手順に従って各線の交点座標をめる、即
ち３１’＝　−１５１，５３ 、Ｔ’＝　４１．０１ 第９図の同様のプ自ットおよび第２表のデータから次の
値かえられる。

ｔａｎΦ−１４７ｔａｎｅ＝　３−２５５０Ｘ１０−”
Φ　＝　８９．６１度　θ　＝　−，１８６４９７度ｓ
ｉｎΦ＝　１．００００　ｓｉｎθ＝　−３２５５Ｘ１
０−’ｃｏｓΦ＝ａｓｏｏｏｘｔｏ　ＣｏＳθ＝　１．
００００ｓｉｎ（Φ−θ）＝、９９９９９ ＹおよびＸｌの値は次のように算出される。

＝−１５Ｌ４０カクント ＝４２．０４カウント 次に前述の手順に従って試験減衰率をめる。

４５００オームの分路抵抗の場合の減衰率はＳ　２５０
０ Ａ　Ｔ　Ｙ＝　−＝　□　＝　、　８７５７　＝Ａ　Ｔ
Ｘ８＋Ｇ　２５００＋３５５ となシ、５０オームの直列抵抗の場合には減衰率は となる。直列および分路抵抗の場合の減衰率はＩＩｔｒ
等しバ。次の計算においても両者の減衰率は等しい（＝
、８７６）とする。

１−ＡＦＹ＝　、８７０５ 従ってゲージ２に永続的に設置すべき分路抵抗Ｓ２の最
終値は２３８６オームである。

同様に １−ＡＦＸ＝（１−，８７６）／３２．７３　３．７８
９Ｘ１０’ＡＦＸ＝　、９９６２ となルゲージ１に直列に設置すべき直列抵抗ｓ５の最終
値は１．３５４オームとなる。どの解式においてもゲー
ジ３は共通であるのて分路抵抗Ｓ３の最終値をめてゲー
ジ３に設置する必要がある。

この値は減衰率からめられる。

Ａ＝（ＡＸＦ）Ｘ（ＡＹＦ）＝、９９６２Ｘ。８７０５
＝、８６７２ＧＡ　３５５（。８６７２） ｉ９３＝＝　＋−＝　＝　２３１８オーム１−Ａ　ｌ−
６８６７２ 第１３．１４図は２ビーム型（２個のビームを有した）
ロードセル１１０を示す。このロードセルは各々に歪ゲ
ージを備えた２個の屈曲ビーム１１層、１１２を有する
。各ビーム１１１，１１２の左側（第１３図において）
の端部は垂直部材１１４で接続され右側端は垂直部材１
１５で接続されている。該部材１１４，１１５は各ビー
ム１１１゜１１２と一体に形成することが望ましいが、
そうでない場合（一体形成でない場合）には両ビーム１
１１．１１２と竪固に連結する。

２ビームロードセル１１０はその一端で支持部材１１８
で支持される。−力部材１２１を介して荷重受は台１２
０を支持する。上側の屈曲ビーム１１１は２Ｓ）の凹み
部分１２３，１２４を有し下側のビーム１１２も同様な
凹み部分１２７，１２８を有する。ビーム１１１の上表
面の上記凹み部分１２３．１２４と近い位置に歪ゲージ
１，２が設けられ、下側ビーム１１２の下表面の上記凹
み部分１２７，１２８と近い位置に歪ゲージ３，４が設
けられている。前述の実施例の場合と同様に凹み部分１
２３，１２４，１２７，１２８は必ずしも必要ではない
が、四−ドセルの性能を向上させる効果があるので通常
設けられる。

第１４図に示すようにゲージ１−４を台１２０上の中心
ずれ荷重に対して感応するようにビーム１１１．１１２
に配置し、上記したように２ビームロートセルフ１０が
中心ずれ荷重の影響に対しよ）容易に補正されるように
する。特にゲージ１゜２はビーム１１１の縦軸に対して
互に反対向きに小さな角度を成して配置され、ゲージ３
，４も下側のビーム１１２に同様の状態で配置される。

更に、上下に離隔設置された各ゲージ対１と４および２
と３も互に逆向きに配置される。また前述した単一ビー
ムのロードセルの場合のように各ゲージをビームの縦軸
に対して変位させてもよく、あるいは変位と共に回転さ
せてもよい。また一方または両方のゲージをビーム１１
１，１１２の一方あるいは両方の対向面に設置してもよ
い。前述の単一ビームの場合と同様、主秩な規範は一方
のゲージを引張歪を感知しうるように各ビームに取９付
は他方のゲージを圧縮歪を感知しうるように取シ付は且
つ中心ずれ荷重に対し補正曳能な応答をしてそのような
中心ずれ荷重の影響を補正しうるように配置することで
ある。更に第６図に例示し上記に説明したような特殊な
歪ゲージを通常のゲージの代シに、あるいはそれと共に
用いることもできる。

第１３．１４図の２ビームロードセル１１０は一個ある
いはそれ以上のゲージに適宜の抵抗ネットワークを接続
することによシ縦方向あるいは横方向あるいは両方向に
おける中心ずれ荷重に対する補正ができる。補正に適し
た抵抗ネットワークは第１−１２図に関連して前述した
と同様の手順に従って決められる。歪ゲージ１−４を適
宜のブー　リッジ構成に接続した場合には試験用直列ま
たは、分路抵抗を所定のゲージと接続し秤量台に長さ方
向および横方向に離隔配置した重夛を計測しその計測値
を上記第１．２表の如き表に記入する。このようにして
見られたデータを前述のように用いて所定のゲージに接
続すべき抵抗ネットワークを決め秤量台１２０上におけ
る横方向および縦方向の中心ずれ荷重に対する補正を行
う。

第１５．１６．１７図に示す２ビームロードセル１１０
は第１３．１４図と同様のものであるが、各歪ゲージの
配置が第１３．１４図のものと多少異っている。即ち第
１５−１７図のものにおいては、ゲージ１，２をビーム
１１１の側対内面に配し且つ両ゲージをビーム１１１の
縦軸に対して互に反対方向に回転変位させる。同様にゲ
ージ３゜４を下側のビーム１１２の対向面に配しビーム
１１２の縦軸に対して互に反対向きに回転変位させる。

またゲージ３，４はビーム１１１上の各相応ゲージ１，
２とは逆向きに回転変位させることが好ましい。

第１５−１７図に示したように各歪ゲージ１−４を設置
した２ビームロードセル１１０は前記の手順に従い適宜
の抵抗ネットワークを一個あるいはそれ以上のゲージに
接続することによシ前述実施例と同様に横方向あるいは
縦方向あるいは両方向における中心ずれ荷重に対して補
正を行うことができる。また第６図に示したような特殊
形状のゲージを前述実施例と同様通常のゲージの代シに
用いることができる。

第１８−２０図は荷重感応部材として単一剪断ビーム１
６２を備えたロードセル１６０を示す。

このロードセル１６０は支持部材１６７．１６８間にお
いてビーム１６２にｉｔは平行に延長する屈曲アーム１
６５，１６６を有する。歪ゲージ１゜２および３，４を
剪断ビーム１６２０両面に該ビームの辺の切欠き１７２
，１７３によ多形成される凹み部分に取）付けてこの部
分の剪断歪を感知させる。第１８．２０図に示されるよ
うに、６対のゲージ１，２および３，４は通常の剪断配
向に配置されビームの縦軸に対し互に反対方向に且つビ
ーム１６２０反対側のゲージと反対方向に回転させる。

前述の実施例におけると同様、ゲージ１−４は中心ずれ
荷重により生じる歪を感知するようにビーム１６２に設
置されそのような中心ずれ荷重に対する補正がより容易
に行われるようにする。２対のゲージはビーム１６２の
縦軸に対し互に反対向きに変位させる。この場合にも各
ゲージは通常の配向から回転させ且つ、第６図に示すよ
うな特殊なゲージを通常のゲージの代シにるるいはそれ
らと共に用いることができる。

第１８−２０図のロードセル１６０は前記と同様の操作
手順で、適宜の抵抗ネットワークを所定のゲージに接続
することにより横方向あるいは縦方向あるいは両方向に
おける中心ずれ荷重に対する補正をすることができる。

第１−６．１０．１３−２０図および以上の記載から明
らかなように、中心ずれ荷重によル生ずる歪を感知しそ
のような中心ずれ荷重の影響を補正するように歪ゲージ
を一個あるいはそれ以上の力感応ビーム部材に配置する
には様々の仕方があるが、一般的には各ゲージの荷重の
移動に対する反応が（それらのゲージをブリッジ回路に
接続したとした場合）互に相殺するようなゲージ配置で
なければならない。即ち設置されるゲージのうちの２個
のゲージはずれの種類（縦方向あるいは横方向）に応じ
てその出力を増大し一方他の２個のゲージはその出力を
減するような配置パターンとする。また荷重の縦横両方
向の変位を補正しようとする場合には、例えば縦方向の
ずれを補正するように抵抗ネットワークを取ル付けた歪
ゲージ対は横方向のずれを補正するように抵抗ネットワ
ークを取シ付けたゲージ対と同じものであってはならな
い。ブリッジのバランスも維持しうるものでなければな
らないのは勿論のことである。これらの原理を適用する
と荷重ずれ補正を可能にする種種のゲージ配向および配
置パターンが想定される。

具体的には、前記の式（３）および歪ゲージ１−４を補
正抵抗を有しない第８図のブリッジ回路に接続した第１
４図のロードセル１１０の場合を考えると、第１４図に
おいて荷重の０点から１点への移動による第８図のブリ
ッジの出力変化はａｌ　−ａ２＋ａ３−ａ４＝ａ に比例する。式中ａｌ＝ａ４は荷重を秤量台の中心から
Ａ位置に移動させたことに伴うアーム抵抗の変化であ）
、ａ＝ａｌ−ａ２＋ａ３−ａ４となる。

同様に秤量台のＢ位置への移動の場合にはブリッジの出
力の変化は ｂｌ−ｂ２＋ｂ３−ｂ４＝ｂ に比例する。ｂ１〜ｂ４は荷重を台の中心からＢ位置に
移動したことによるアーム抵抗の変化で、ｂ＝ｂｌ−ｂ
２＋ｂ３−ｂ４　となる。

ａとｂを実質的にゼロにすれはロードセルの補正がなさ
れる。本発明によれば、これは抵抗ネットワークの付加
によシ特定の個々のゲージのゲージ係数を減じてａ、ｂ
両頂が小さくあるいはゼロになるようにすることによシ
達成される。

このためには、各ゲージをビームに次の様に配置するこ
とが望ましい、即ち荷重ずれ（例えばｂｌからｂ４　、
ａｌ　からａ４）の結果生ずる抵抗変化の記号が次のよ
うになる。即ちｂとａ両者の等式が正負両方の項を含む
ようになし、それによシ抵抗ネットワークによシ適宜の
項を減少させることによって比較的容易にｂとａをゼロ
近くに減じうるようになす。

減衰率Ａを有するａ、ｂ両者の等式は次のようになる。

ａ＝（ＡＩＸａｌ）（Ａ２Ｘａ２）十（Ａ３Ｘａ３）（
Ａ４Ｘａ４）ｂ＝（ＡＩＸｂｊ　ンーＣＡ２Ｘｂ２ン＋
ＣＡ３Ｘｂ３）−（Ａ４Ｘｂ４ン第１４図の２ビームロ
ードセル１１０において、秤量台１２０の中心からＡ位
置への移動が縦方向の荷ずれてあル中心からＢ位置への
移動が横方向の荷重ずれである。各ゲージの位置はこれ
ら荷重ずれによるブリッジアームの抵抗変化の記号が以
下のようになるように配置される。

アーム１　アーム２　アーム３　アーム４Ａ　十　十　
−− Ｂ　十　−−十 即ちＡ位置へのずれの場合にはアームｌと２は抵抗の増
加を示しアーム３と４は減少を示す。またＢ位置へのず
れに対してアーム１．４は抵抗の増加を示しアーム２，
３は減少を示す。

次の式を想起されたい。

ａ＝（ＡＩＸａｌ）　（Ａ２Ｘａ２）＋（Ａ３Ｘａ３）
　（Ａ４Ｘａ４）ａ　１−ａ　４の抵抗変化の記号だけ
を考えるとａについて上記の式は次のように表すことが
できる。

アームｌ　アーム２　アーム３　アーム４（＋）　−（
＋）　＋　（−）　−（−）負の記号をカッコ内の数字
に併合すると次のようになる。

アームｌ　アーム２　アーム３　アーム４（＋）　＋　
（−）　＋　（−）　＋　（＋）このように、ａに対す
る式には２つの正順と２つの負項がある。非補正のａが
正である場合にはアーム１と４を減衰させてａ１即ち第
１４図におけるＡ位置への荷重のずれによるブリッジ出
力の変化をゼロにすることができる。逆に非補正のａが
負である時にはアーム２と３を減衰させてａをゼロに減
することができる。数理的にはこれは一個あるいは両方
のアームを減衰させることによ）達成できる。しかしブ
リッジのバランスを維持スるように抵抗ネットワークを
挿入する必要がある。

荷重の横方向の変位、即ち第１４図におけるＢ点へのず
れに対しても上記と同様の手順が用いられる。

ｂ＝（ＡＩＸｂｌ）（Ａ２Ｘｂ２）＋（Ａ３Ｘａ３）（
Ａ４Ｘｂ４）上記のように決定されたｂｌ−ｂ４の記号
を用いこれらの記号を組合せると、 アームｌ　アーム２　アーム３　アーム４（十ン　−（
−）　＋　（−）　−（十）（十）　＋　（十）　＋　
（−ン十（−）この場合には、ｂが正の数である時には
ブリッジのアーム１，２を減衰させｂが負である時には
アーム３，４を減衰させる。この場合に対をなすゲージ
組は（１，２）および（３，４）であることに留意すべ
きである（上記の縦方向のずれの場合には（１，４）お
よび（２，３）である）。このよりに縦方向と横方向に
おける減衰を行うためのゲージ組は異っておシ、両方向
に対する補正は実質的に独自に行われる。これは各ゲー
ジをビーム上にこのような結果を生じるように変位また
は回転させて配置することに因る。補正を行うために適
宜のゲージと回路に接続すべき減衰抵抗の大きさは前述
と同様にして決められる。

もう−りの例として、試験用補正抵抗を用匹ずにゲージ
を第１１図のブリッジに接続した第１２図のロードセル
１００について考察する。縦方向のずれ（第１２図にお
いてｍまたはｐ位置へのずれ）をＡで表し横方向のずれ
（第１２図においてｔまたはｎ位置へのずれ）をＢで表
すと、アームの抵抗の変化（ａｌ−ａ４．ｂｌ−ｂ４）
の記号は次のようになる。

アームｌ　アーム２　アーム３　アーム４Ａ＋　＋　＋
　＋ Ｂ　＋　十　＋ 前述の手順に従ってａは次のように表わされる。

ａ＝（ＡＩＸａｌ）　（Ａ２Ｘａ２）＋（Ａ３Ｘａ３）
−（Ａ４Ｘａ４）各記号は次のように変る。

アーム１　アーム２　アーム３　アーム４（＋）　−Ｃ
十）十　（＋）−（十） 記号を併合すると （＋）　＋（−）　十（十）　＋　（−ンとなる。ａが
正の場合縦方向の補正に用いられるアームは１と３であ
シａが負の時には２と４である。この補正に使用される
アームの組は隣接同士のものではなくブリッジの互に反
対側にあるアームから成る。ブリッジのバランスを保つ
一つの方法としては分路抵抗を一つのアームに接続し直
列抵抗を他方のアームに接続することである。これらを
正しく整合させればアームが減衰されバランスが維持さ
れる。

同様に横方向の荷重ずれの場合には次のようになる。

ｂ＝（ＡＩＸｂｌ）−（Ａ２Ｘｂ２）＋（Ａ３Ｘｂ３）
　−（Ａ４Ｘｂ４）（＋）　−（−）　十（−）　−（
＋）（十）　＋　（＋）＋　（−）＋　Ｃ−）この場合
すが正の時に減衰すべきアームは１と２であ夛すが負の
時には３と４である。この組合せは縦方向の場合と異夛
、従って両方向の補正は独自のものとなる。この場合も
ゲージの配置関係によシ上記の結果がえられる。即ちゲ
ージの回転および変位によル上記独自性をもたらすアー
ム抵抗の記号の変化を生せしめる。前例の場合のように
、必要とされる補正抵抗の大きさは上記の手順に従って
決定される。

第２１−２３図は補正抵抗を一個あるいはそれ以上の歪
ゲージに接続させて中心ずれ荷重を補正しうるように物
理的に変動せしめるビームを示す。

第２１図に示すロードスル２００は歪ゲージ２０４．２
０．５を取シ付けた上側のビーム２０２と下面側にゲー
ジ２０９，２１０を取シ付けた下側のビーム２０７を有
する。各ビームは垂直支持部材２１４，２１５間に一体
的に接続されている。

各ビーム２０２，２０１はその厚さがテーパ状になって
いる、即ち第２１図においてビーム２０２はその厚さが
手前の方向に大きくなっておシ逆にビーム２０１は小さ
くなっている。ビーム２０２に設けられた歪ゲージ２０
４，２０５およびビーム２０７に設けられたゲージ２０
９，２１０は互に対称的で６４）各ビームの縦軸と整合
している。

各ビームの厚さをテーバ状とし且つ各ゲージをビーム上
に中央に直線状に取）付けたことによシ各ゲージをビー
ムの中立軸に対して配置して該ビームをブリッジに接続
した時に中心ずれ荷重に対して補正応答できるようにす
ることができる。ロードセル２００の場合上記の如き中
心ずれ荷重に対する補正は、第１．２表に示すような種
類のデータを作成し、このデータおよび前述の如き手順
を用いて該ロードセルの一個あるいはそれ以上のゲージ
と回路接続すべき補正抵抗を決定することによプ行われ
る。

第２２．２３図はビームに取り付けたゲージによシロー
ドセルの中心ずれ荷重に対する補正応答ができるように
した物理変動型ロードセルの他の例を示す。第２２図の
例においては、ビーム２２０を中心配置されたゲージ２
２４，２２５に近接して形成した切欠き２２１，２２２
によル物理的に変動させる。勿論該切欠きのゲージに対
する位置および大きさは必要に応じて適宜調節される。

第２３図の場合には中心配置されたゲージ２３１゜２３
８を設けたビーム２３５の同じ辺に２つの切欠＠２３Ｇ
、２３２が形成されている。第２２゜２３図のビームを
用いたロードセルも前述と同じ手順に従って補正抵抗を
用いることによって中心ずれ荷重に対する補正を行うこ
とができる。

発明の効果 以上述べたように本発明は荷重感応ビームに設けたゲー
ジを回転または変位させる代りに、あるいはそれらと共
に更に該ビームを物理的に変動させることにより該ビー
ムに取シ付けられた歪ゲージが中心ずれ荷重に対して補
正応答をするようになし、ロードセルに支持された合板
上に異なった位置に置かれても、これによるロードセル
への影響を補正して荷重を正確に測定することができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるロードセルの単一ビームの一例を
示す上面図である。 第２図は第１図のビームの側面図である。 第３図は第１および第２図に示した単一ビームを備えた
本発明によるロードセルの側面図である。 第４図は本発明による単一ビーム部材の他の実施例を示
す上面図である。 第５図は単一ビーム部材の更に他の実施例を示す上面図
である。 第６Ａ−６Ｂは本発明によるロードセルに使用しうる歪
ゲージの種々の実施例の形状を示す上面図である。 第７図は第３図に示すような屈曲を有し且つ第５図に示
す単一ビーム部材を備えたロードセルを利用した測定器
の上面図である。 第８図は第７図に示す如きロードセルにおいて各歪ゲー
ジを互に接続すると共に補正用抵抗ネットワークを該歪
ゲージに接続するための電気的ブリッジ構成の適例を示
す。 第９図は補正用抵抗を歪ゲージに接続した効果を示すグ
ラフである。 第１０Ａ−１０Ｆは中心ずれ荷重に応答すべくビームの
同じ表面に載置した歪ゲージの載置例を示す単一ビーム
部材の模式的上面図である。 第１１図は第１０Ａ図の単一ビーム部材の各歪ビームを
互に接続すると共に補正用抵抗を歪ビームに接続するた
めの電気的ブリッジ構成の適例を示す。 第１２図は第１０Ａ図の単一ビーム部材を設けたロード
セルを用いた測定器の上面もしくは平面図で、秤９台上
の試験用型シを中心ずれ位置に載置した状態を示す。 第１３図は本発明による２重ビームロードセルを備えた
秤量機構の側面図である。 第１４図は第１３図の秤量機構の上面図である。 第１５図は第１３．１４図と同様の秤量機構を示す側面
図であるが、歪ゲージを異った位置に配置した例を示す
。 第１６図は第１５図の秤量機構における上側ビームの部
分図で、該上側ビーム上の歪ゲージの位置を示す。 第１７図は第１５図の秤量機構における下側ビームを示
す第１６図と同様の図である。 第１８図は単一ビームおよび一対の屈曲アームを設けた
本発明によるロードセルの側面図である。 第１９図は第１８図のロードセルの上面図。 第２０図は第１８図のロードセルの他方の側を示す１ｌ
ｌｌｒｒｉ図。 第２１図はビームを変更させて中心ずれ荷重に対して補
正可能な反応を生ずるようになした本発明によるロード
セルの側面図。 第２２図は中心ずれ荷重に対して補正可能な反応を生ぜ
しめるように変更されるビームの例を示す平面図。 第２３図は同様なビームの更に他の例を示す平面図であ
る。 １０；４０纂５０　；　１００ｓ１１１，１１２ｓ１６
２；２２０；２３５・・・・・・ビーム １．２，３，４；１３，１４，１５，１６；４６゜４７
．４８．４９　；　２０４，２０５，２０９．２１０；
２２４　、２２５　；２３７．２３８・・・・・・　歪
ゲージ２５　・・・・・・ロードセル構造 ４２．４３：６３，６４；１２３，１２４，１２７，１
２８；１７２．１７３　・・・・・・　凹み部分１１０
；１６０：２００　・・・・・・ロードセル８０・・・
・・・電源 ８２　℃・・戸・　表示器 ８５．８６，８７，８８・・・・・・補正抵抗９０；１
０５　・・・・・・秤量台 １０３　・・・・・・　ブリッジ回路 特許出願人　リライアンスエレクトリックカンパニーＦ
ｌ（ｊ、ｂヒ ＦＩＧ、　８ ＦＩＧ、ｌＯＡ　ＦＩＧ、ｌ０Ｄ ＦＩＧ、ＩＯＣＦＩＧ、ｌ０Ｆ ＦＩＧ、ｌｌ　ＦＩＧ、１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ベースと、該ベースから離隔配置された荷重受はア
   ームと、該荷重受はアームとベースとの間に接続され縦
   軸と横軸を有するビームと、全体的に該ビームと平行に
   延び上記荷重受はアームとベースを連結する屈曲アーム
   と、上記ビームに設けられ、上記荷重受はアームに付与
   された荷重によシ上記ビームに生じる引張歪および圧縮
   歪を各々感知するようにした一対の歪ゲージであって、
   そのビームの中立軸に対する位置を上記ゲージが上記荷
   重受はアームに中心ずれして与えられた荷重に対して補
   正可能な出力応答を発生しうるように配置された一対の
   歪ゲージ、および該歪ゲージの少くとも一個と回路接続
   され、該ゲージの出力を上記荷重受はアームに付与され
   た荷重の上記ビームの少くとも一つの軸に沿った配置に
   実質的に影響されないようにした抵抗器とから成るロー
   ゛ドセル。 ２、上記各ゲージがその歪感知素子の少くとも一部分を
   ビームの縦軸に対して成る角度を有するように配向され
   、そのうち各圧縮ゲージ素子は成る一つの角度で配向さ
   れ各引張ゲージ素子はそれに相対した角度で配向された
   クレームｌに記載のロードセル。 ３、上記各歪ゲージをその歪感知素子の少くとも一部分
   がビームの縦軸からずれた位置にあるように配置したク
   レーム１に記載のロードセル。 ４、上記歪ゲージを全て上記ビームと同じ側に設けたク
   レーム１に６己載のロードセル。 ５、上記各歪ゲージをその歪感知素子の一部分が上記ビ
   ームの縦軸に平行に延び且つ他の部分が該ビームの縦軸
   に対して成る角贋をＭするように配置し、各々のゲージ
   の角度を有した部分はビームの縦軸に関して互に逆向き
   に配向されたクレーム１に記載のロードセル。 ６、上記ビームがその辺にノツチによ多形成された凹み
   部分を各端近くに有し、上記歪ゲージを上記ビーム上の
   上記凹み部分近くに設けたクレーム１に記載のロードセ
   ル。 ７、上記ビームから物質を除去して上記ゲージが中心ず
   れ荷重に対して補正可能な出力応答をしうるようにした
   クレーム１に記載のロードセル。 ８、％々引張夛および圧縮歪を感知するために上記ビー
   ムに設けた第２の歪ゲージ対を含み、上記第１および第
   ２の歪ゲージ対はブリッジ回路に接続され、更に上記ブ
   リッジ回路のゲージのうち少くとも２個のゲージと回路
   接続した抵抗を設けたクレームｌに記載のロードセル。 ９、上記ｍｌの歪ゲージ対をビームの一端近くにおいて
   互に対向した側に設け、上記第２の歪ゲージ対を該ビー
   ムの他端に互に対向した側に設けたクレーム８に記載の
   ロードセル。 １０、上記第１の歪ゲージ対をビームの両対向端に同じ
   側に設け、上記第２の歪ゲージ対をビームの両対向端近
   くにおいて上記第１の対と反対の側けたクレーム８に記
   載のロードセル。 １１、上記歪ゲージのうちの３個と回路に接続した抵抗
   を設はブリッジ回路の出力が上記荷重受はアームに付加
   される荷重の仕置に実質的に影響されないようにしたク
   レーム８に記載のロードセル。 １２、上記第１の歪ゲージ対の各ゲージをビームの縦軸
   方向に対して互に対向した角度で回転させ、上記第２の
   歪ゲージ対の各ゲージもビームの縦軸方向に対して互に
   対向した角度で回転させるクレーム８に記載のロードセ
   ル。 １３、ベースと、該ベースと離隔配ｔｌＬされた荷重受
   はアームと、上記ベースと荷重受はアーム間に接続され
   、縦軸と横軸を有したビームと、該ビームに対して全体
   的に平行に延び上記荷重受はアームとベースとを接続す
   る屈曲アームとを有する秤量装置の補正方法において、
   一対の歪ゲージを各々引張歪および圧縮歪を感知しうる
   ようにビームに取シ付け、該ゲージが上記秤量装置の中
   心ずれして付加された荷重に対して補正可能な出力応答
   をなしうるように上記ゲージとビームの中立軸の相対位
   置を調整し、試験用補正抵抗を上記ゲージと回路に接続
   して設け、上記秤量装置に付加された中心ずれ荷重に対
   する上記歪ゲージの反応を測定し、この反応と試験用補
   正抵抗の値を用いて中心ずれ荷重の影響を補正するのに
   上記ゲージと回路接続すべき抵抗の値を算出し、この１
   区の抵抗を上記ゲージと回路接続して該歪ゲージの出力
   が上記ビームの少くとも一つの軸に沿った荷重の位置に
   実質的に影響されないようにする工程から成る補正方法
   。 １４、縦軸と横軸を有した単一のビーム部材と、各６該
   ビーム部材の引張歪および圧縮歪を感知しうるように該
   ビーム部材に設けた一対の歪ゲージで、各ゲージはその
   歪感知素子の少くとも一部分をビームの縦軸に対して変
   位させて瞑ゲージが上記ロードセルに付与された中心ず
   れ荷重に対して補正可能な出力応答をなしうるようにし
   た歪ゲージと、該ゲージの出力がビームに付与された荷
   重の該ビームの少くとも一つの軸に沿った位置によシ実
   質的に影響されないように上記ゲージの一つあるいはそ
   れ以上に接続された抵抗とを有するロードセル。 １５、上記ゲージの歪感籾素子の少くとも一部分をビー
   ムの縦軸に対して回転させ、一つのゲージの回転角が他
   のゲージの回転角と相対するようにしたクレーム１４に
   記載のロードセル。 １６、上記各ゲージはその歪感知素子の少くとも一部分
   がビームの縦軸と平行で１他の部分はビームの縦軸に対
   し成る角度を有して配置され、２個のゲージの各有角部
   分はビームの縦軸に対して互に相対した角度を有するよ
   うに配向されたクレーム１４に記載のロードセル。 １７、縦軸と横軸を有した単一のビーム部材と、各６該
   ビームの引張歪と圧縮歪を感知しうるように咳ビーム部
   材に設けた一対の歪ゲージで、各ゲージは縦軸を有した
   不休部分を有しその歪感知素子の少くとも一部分は上記
   ビームの縦軸とゲージの縦軸に対して成る角度を成して
   配置され、２個のゲージの上記角を成した部分はビーム
   の縦軸に対して互に相対した角を成すように配置された
   ゲージと、該ゲージの出力がビームに付与された荷重の
   該ビームの少くとも一つの軸に沿った位置により実質的
   に影響されないように上記ゲージの一つあるいはそれ以
   上に接続された抵抗とを有するロードセル。 ｉｓ　、縦軸と横軸を有した単一のビーム部材と、該ビ
   ーム部材の同じ側に設けられた第１および第２の歪ゲー
   ジ対であシ、各対のゲージは各々上記ビームの引張歪と
   圧縮歪を感知し、上記第１の歪ゲージ対の上記ビームの
   中立軸に対する位置は該ゲージが上記ビームに付与され
   た中心ずれ荷重に対して補正可能な出力応答をなしうる
   ように配置され、上記第１および第２の歪ゲージ対を互
   にブリッジ回路に接続した上記ゲージ対と、上記ブリッ
   ジ回路の出力が上記ビームに付与された荷重の上記ビー
   ムの少くとも一つの軸に沿った位置に実質的に影響され
   ないように上記歪ゲージの一つあるいはそれ以上に回路
   接続された抵抗とを有するロードセル。 １９、上記６対の各々の歪ゲージをその歪感知素子の少
   くとも一部分がビームの縦軸に対して成る角を成して配
   置されるように上記ビームに取ル付けたクレーム１８に
   記載のロードセル。 加、上記第１の対の各々の歪ゲージをビームの縦軸から
   変位させて配置したクレーム１８に記載のロードセル− ２１、上記ビームの一側からの物質を除去して該ゲージ
   が中心ずれ荷重に対して補正可能な出力応答をしうるよ
   うにしたクレーム１８に記載のロードセル。 四、ベースと、該ベースから離隔配置され且つ該ベース
   との間にビームを接続した荷重受はアームと、上記ビー
   ムにはげ平行に処び且つ上記荷重受はアームとベースを
   接続する少くとも一つの屈曲アームとを含むクレーム１
   ８に記載のロードセル。 乙、ロードセルの補正方法において、縦軸と横軸を有し
   た単一のビームを設け、該ビームの同じ側に第４と第２
   の歪ゲージ対を取）付け、該ゲージが上記ビームに付与
   された中心ずれ荷重に対して補正可能な応答をなしうる
   ように上記第１の歪ゲージ対と上記ビームの中立軸の相
   対位置を調整し、上記第１と第２のゲージ対をブリッジ
   回路に接続し、試験用補正抵抗を上記ゲージの少くとも
   成るものと回路接続し、上記ビームに付与された中心ず
   れ荷重に対する上記ブリッジ回路の応答を判定し、この
   応答と上記試験用補正抵抗の値を用いて中心ずれ荷重に
   対する影響を補正するために上記ゲージと回路接続すべ
   き抵抗の値を算出し、この値の抵抗を上記ゲージと回路
   接続して上記ブリッジ回路の出力がビームの少くとも一
   つの軸に沿う荷重の位置によシ実質的に影響されないよ
   うにした補正方法。 次、縦軸と横軸を有した２個の実質的な平行なビームと
   、該両ビームの一端を堅固に接続する手段と、該両ビー
   ムの他端を堅固に接続する手段と、上記各ビームに設け
   られた一対の歪ゲージで、そのうちの少くとも一つのゲ
   ージはその歪感知素子の少くとも一部分がビームの縦軸
   に対して成る角を成して配置された歪ゲージと、該ゲー
   ジをブリッジ回路に接続する手段と、上記ブリッジ回路
   の出力が上記ビームの少くとも一つの軸に沿った荷重の
   位置に実質的に影響されないように上記ゲージの少くと
   も一つに回路接続された抵抗とか成る屯−ドセル。 ６、各ビームの少くとも一つの歪ゲージをビームの縦軸
   から変位して配置させたクレーム冴に記載のロードセル
   。 易、縦軸と横軸を有する２つの平行なビームを有したロ
   ードセルの補正方法において、各ビームに一対の歪ゲー
   ジを設け、そのうちの少くとも一つのゲージをその歪感
   知素子の少くとも一部分が上記ビームの縦軸に対して成
   る角を成すように配置し、上記各ゲージをブリッジ回路
   に接続し、試験用補正抵抗を上記ゲージと回路接続して
   設け、ロードセルに付加された中心ずれ荷重に対する上
   記ブリッジ回路の応答を判定し、この応答と上記試験用
   補正抵抗の憾を用いて中心ずれ荷重の影響を補正するた
   めに上記ゲージに回ｗ１接続すべき抵抗の値を算出し、
   この値の抵抗を上記ブリッジ回路の出力がビームの少く
   とも一つの軸に沿う荷重の位置に実質的に影響されない
   ように上記ゲージと回路に接続することから成る補正方
   法。 釘、縦軸と横軸を有した少くとも一個の細長いビームを
   有Ｌ、咳ビームに一対の歪ゲージを設け、該ビームはそ
   の一側から物質を除去することによシ上記ゲージが上記
   ビームに付与された中心ずれ荷重に対して補正可能な応
   答をなしうるようにし、更に上記ゲージの出力がビーム
   に付与された荷重の該ビームの少くとも一つの軸に沿っ
   た位置に実質的に影響されないように上記ゲージのうち
   の少くとも一つに抵抗を回路接続させたロードセル。 あ、第１のビームに実質的に平行な第２のビームを設け
   、両ビームを各端におｈて堅固に接続し、上記第２のビ
   ームに一対の歪ゲージを設けると共に上記全ての歪ゲー
   ジをブリッジ回路に接続する手段を設け、上記各ビーム
   はその一側から物質を除去することによシ上記ブリッジ
   が上記ロードセルに付与された中心ずれ荷重に対して補
   正可能な応答を行うようにしたクレーム２７に記載のロ
   ードセル。 酋、縦軸と横軸を有した細長いビームを有し、該ビーム
   に付与された荷重によ）生ぜしめられる剪断歪を検出す
   るために該ビームに歪ゲージを設け、該ゲージと上記ビ
   ームの中立軸の相対位置は該ゲージが上記ビームに付与
   された中心ずれ荷重に対して補正可能な応答をなすよう
   に配し、且つ上記ゲージの出力が上記ビームに付与され
   た荷重の該ビームの少くとも一つの軸に沿う位置に実質
   的に影響されないように上記ゲージの少くとも一つに抵
   抗を回路接続させたロードセル。 Ｊ、上記ビームに設けられた各歪ゲージをその歪感知素
   子の少くとも一部分がビームの縦軸に対して成る角を成
   して配置されるようにしたクレーム四に記載の目−ドセ
   ル。 ３１、上記各歪ゲージをビームの縦軸から′変位させた
   クレーム２９に記載のロードセル。 ３２、上記ビームの一側面から物質を除去するととによ
   シ上記ゲージが上記ビームに付与された中心ずれ荷重に
   対して補正可能な応答をなすようにしたクレーム２９に
   記載のロードセル。