JPS6140517A - 静電容量式デジタル電子秤 - Google Patents

静電容量式デジタル電子秤

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JPS6140517A
JPS6140517A JP16029184A JP16029184A JPS6140517A JP S6140517 A JPS6140517 A JP S6140517A JP 16029184 A JP16029184 A JP 16029184A JP 16029184 A JP16029184 A JP 16029184A JP S6140517 A JPS6140517 A JP S6140517A
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JP
Japan
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sensor
oscillation frequency
capacitance
capacity
weight
Prior art date
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JP16029184A
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JPH0347693B2 (ja
Inventor
Tsutomu Miyoshi
努 三好
Shinichi Harima
播磨 信一
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Tanita Corp
Original Assignee
Tanita Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は静電容量式デジタル電子秤におけるドリフト補
正に関する。
(発明が解決しようとする問題点) 重量を機械的な変化量に変換し、この変化量を静電容量
の変化量に変換し、前記重量をデジタルで表示する静電
容量式デジタル秤について、重量を機械的な変化量に変
換する手段であるコイルばね、又は板ばね、更にブロッ
ク材を利用した起歪体等の変換部材は計測中に於ける温
度変化によりコイルばね、板ばね、起歪体の、それぞれ
の弾性係数が変化してドリフト現象が起こり、このため
に計測中に重II表示が同IIにも係わらず重量表示が
唆化し、正確な重量表示ができず高精度の秤を提供する
には困難であった。
(発明の構成) 本発明は上記欠点を解消するために重量を機械的に変換
せしめる手段、即ち前記したコイルばね、板ばね、起歪
体等にその弾性計数の温度変化を補正するための温度補
正素子である抵抗体を密着して固定して設け、この抵抗
体を含む抵抗Rと前記機械的な変位−をセンサーSにて
容量変換するセンサーSの容IC8とを時定数の構成要
素とした発振器とし、nq記常時態に於けるセンサーS
の容量C8どほぼ同容量値のダミーコンデンサーDをセ
ンサーSと等価的に設け、このセンサーSと、ダミーコ
ンデンサーDのそれぞれの容ICs 、 Cdを交互に
切替えて計測し、これ等の容1cs、Cdに対する前記
発振器の発振周波数の差を求めることによって計測中に
おける温度変化に対するドリフト現象を補正し、正確な
重量表示をする高精度の静電容量式デジタル電子秤を提
供することにある。
(実施例) 以下本発明の一実施例を図面、フローチャート、グラフ
、等に従って具体的に説明する。
1は重量を機械的な変位量に変換する手段の一つである
ブロック状の起歪体である。この場合起歪体はコイルば
ね、又は板ばねを利用した部材であっても良いが、ここ
では起歪体1を例に説明する。
上記起歪体1の一端1aは基台2に固定され、他端1b
には受け■3が固定され、この受は皿3上に重量Wを荷
重することにj;って起歪体1を基台2に対して歪ませ
、機械的変位に変換せしめるブロック状の部材である。
SはセンサーSである。このセンサーSは2枚の導電板
にて構成されており、一方の導電板4は絶縁部材5を介
して前記基台2又は起歪体1の一端1aに固定され、他
方の導電板6は前記一方の導電板4に平行に相対向する
ごとく前記同様絶縁部材7を介して起歪体1の他端1b
  (受は冊3が固定されている側)に固定され、前記
型MWの荷重による起歪体1の歪みの変化量を前記それ
ぞれの導電板4.6の間隙J重量に変換し、この間隙4
間に発生する静電容量Csを検知するセンサーSである
Lpは温度補正用素子である。この温度補正用素子Ll
’lは本実施例では温度の上昇に従って抵抗値が直線的
に上昇する正特性の抵抗体であって前記起歪体1の一部
に埋め込み起歪体の温度を忠実に感知するために密着さ
せて接着剤等にて固定されている。
−4= 上脱のセンサーS、温度補正用素子L pは容量COと
抵抗ROを時定数とするコンパレーター8と積分器9で
構成された発振器10を構成している。したがって発振
器10の周波数FはF=1/Co XROで表される。
ところで上式より温度が上昇すると前記発振器10の発
振周波数Fは温度補正用素子1pの抵抗値の変化に伴っ
て低下し、第3図に示すグラフの如くの特性から◎特性
へと徐々に変化する。又起歪体1自身は温度の上昇に従
って弾性係数の変化により同荷重において歪み量が第3
図に示すごとくのの位置からOの位置へ変化する。
Dはダミーコンデンサーである。このダミーコンデンサ
ー〇の容lcdは前記センサーSの常時態(起歪体1に
皿あるいは容器3a等を載置していない無荷重の状fi
l)に於けるセンサーSの容量Osと同等か又は少なめ
に設定した、温度特性の良好な例えばセラミックコンデ
ンサー等で、前記発振器10に接続したセンサーSに対
して等価的即ちセンサーSとは単独に回路上に設ける。
11は電気的な切替スイッチである。この切替えスイッ
チ11は発振器10に設けた前記センサー′Sの容量O
8とダミーコンデンサーDの容量Cdを交互に切替え、
切替えの制御は後説するマイクロコンピュータ12(以
下マイコン)のプログラムによって切替えられる。
13は直線性補正回路部分で、前記センサーSに発生す
る浮遊容量等にて発生する非直線要素を補正する補正部
分である。
上置した発振器10を構成する容量CO(センサーSの
容量C81又はダミーコンデンサーDの容量Cd )と
、抵抗RO(m度補正用素子l−pと抵抗R1)の発振
時定数を構成要素とした発振器10は直線性補正回路1
3で補正を行ないバッファ回路14を介し、数置するマ
イコン12のフローチャート(第4図)に示すプログラ
ムにて制御され表示部15にデジタルで重量を表示する
上記構成における作用を以下に示すマイコンの制御順序
におけるをフローチャート(第4図)と、第3図のグラ
フに従って説明する。
第1段階として(無M重時、直線のの状態)第1ステツ
プにおいて電源を印加すると同時に、その時点における
ダミーコンデンサーDの容量Cdを読み、このときの発
振器10の発振周波数をfdlとする。次の第2ステツ
プにて切替えスイッチ11にて切替えられセンサーSの
容量O8を読み、この時の発振周波数をfszとし次の
第3ステツプにて前記センサーSとダミーコンデンサー
〇に於けるそれぞれの容量C3,cdにおける発振周波
数の差を取って、この時の周波数の差をfzとして記憶
する。続いて次の第4ステツプにて再(資)ダミーコン
デンサーDの容ICdを読み、このときの発振周波数を
fdとし、次の第5ステツプにて更にセンサーSの容量
O8を読み、この時の発振周波数をfsとし、第6ステ
ツプにて前記センサーSの容1csにおける周波数fs
と、ダミーコンデンサーDの容量Cdにおける発振周波
数fdとの差を計算し、この差の発振周波数をfxとす
る。ここでfxは現段階において無荷重時のため前記第
1ステツプ〜第3ステツプまで操作したfzと等しい。
次に第7ステツプにて前記発振周波数f×から前記発振
周波数fzを差引このときの発振周波数をfwとし、こ
の発振周波数fwを重量に換算して第8ステツプにてデ
ジタルで重量表示せしめる。この第1段階では前説した
ごとく無荷重時のため、発振周波数f×と発振周波数f
zは等しいために発振周波数fwは零となりループ1を
繰返し表示部15には零と表示されつづける。
次に第2段階として重量Wの荷重を掛けると起歪体1の
歪み量が1だけ歪み(のの位置)センサーSの間隙Jが
変化し発振周波数もこれに伴って上昇する。そこで上記
フローチャートのループ1は繰返されているために第4
ステツプにてダミーコンデンサーDの容ICdにおける
発振周波数fd(g点)を読み(第1段階で読んだ周波
数fdと同値)次の第5ステツプでセンサーSの容量O
6における発振周波数f′(荷重時の周波数)1点を跣
     1、んで、この荷重時における発振周波数f
s (1点)から前記第2段階で操作した発振周波数f
d(0点)を第6ステツプで差引きその発振周波数をf
x(荷■時の周波数からダミーコンデンサーDの容ff
1Cdにおける発振周波数を差引いた周波数)とし、更
に次の第7ステツプにて前記第1段階で操作したrzを
差引き真の重量に対する発振周波数fwとして第8ステ
ツプにて前記荷重。に対する重量値をデジタルで表示す
る。
ここで上記重量を計測中に雰囲気の澗痕が変化し起歪体
1に与える温度がT1からT2へと上昇したと仮定づる
と、このために起歪体1の弾性係数が変化し、同荷重に
対して起歪体1の歪み量が多くなり第3図のOの位置か
ら○の位置に徐々に変化する。
ところが起歪体1に密着固定した温度補正用素子Lll
である抵抗体は温度上昇にしたがって抵抗値が上昇し、
これに伴って前記発振器10は容量CO低抵抗Oの時定
数により第3図のΦ特性から◎特性え徐々に変化する。
上記変化状態において前記マイコン12のフローチャー
トにおけるステップに基づいて説明すると、第1ステツ
プから第3ステツプまでの処理は第一段階で処理した周
波数であるために周波数fzはそのまま記憶されている
、そこでループ1の処理°により第4ステツプでダミー
コンデンサーDの容1cd  <e点)を読み、この時
における発振周波数をfd(e点)とする。つぎに第5
ステツプにてセンサーSの容量Cs  (3点)を読ん
でこのときの発振周波数をfs (3点)とし、そして
次の第6ステツプにて3点における発振周波数fsとe
点における発振周波数fdの差をとりこの差の周波数を
fx−とし、この差の周波数fx′より第7ステツプで
前記初期に設定した周波数fzを差引きこの差の発振周
波数をfw−(重量に相当する発振周波数)とし、第8
ステツプにてこの発振周波数fw′を重量に換算して重
量表示する。したがってグラフで分るように周波数fw
と温度変化によるドリフト時の周波数fw”は全く同一
となる。
すなわち上記処理を更に分り易く説明すれば第1ステツ
プ〜第3ステツプ間での処理した周波数fzを算出し、
温度変化前(T1)のダミーコンデンサー〇における容
量Cd1Iによる発振周波数fd(g点)と温度変化後
(T2)にドリフトが発生して変化したダミーコンデン
サーDにおける容量cdによる発振周波数fCI(e点
)を第6ステツプでそれぞれの荷重点の発振周波数fs
(h、j点)から差引いているためにe点と0点の出発
点は同一点と考えられ、これ等の出発点を1点に移動し
、この1点より6I、記■、■の特性を平行移動させた
特性■′、◎′で、前説した特性の、@と同性質の特性
である。 したがってこの移動した特性ω′と、O′と
を比較すると第1ステツプ〜第3ステツプで処理した周
波数fz(k点)を温度変化前(T1)の特性1紗ω′
における荷重点の発振周波数rx1(h ′点)から差
引いた発振周波数fW1と、濡痩変化後(T2)特性@
−における荷重点の発振周波数fxl ′(j一点)か
ら差引いた発振周波数rwi −はグラフより明らかに
等しくなり、温度によるドリフトを完全に補正し、計測
中に温度変化があっても常に同重量値を示し、正確な重
量4測ができる。
この様に極めて簡単な構成と処理により、温度変化によ
る起歪体1の弾性係数が変化しドリフト現象が起きても
、逐次上説の様に補正して重量表示゛をしているために
、正確な重量表示ができると共に、高精度の秤を提供で
き極めて有効である。
尚湿度変化は極めて緩慢なためにループ1に於けるダミ
ーコンデンサー〇の容量Cdを読む(第4ステツプ)動
作は必ずしも毎回行なう必要はなく例えば数秒に一回で
もよい。
【図面の簡単な説明】
第1図(a )は本発明における秤の構造における側面
図、(b)はA−A−の断面図。 第2図は回路構成図。 第3図は本発明における温度に対するドリフト現象によ
る容量1/C81又は1/Cdに対する発振器10の発
振周波数Fの特性グラフ。 第4図はマイコン12のフローチャート図。 1・・・起歪体、 10・・・発振器、                
   111・・・切替えスイッチ、 Lr+・・・温度補正用素子、 8・・・センサー、 O8・・・センサーSの容量、 D・・・ダミーコンデンサー、 Qd・・・ダミーコンデンサー〇の容量、特許出願人 
 株式会社 タニタ製作所邦1図 (θ、) 一へ1 (b) A−A’断面 第311

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量を機械的に変位せしめる手段に温度補正用素子を設
    け、前記機械的変化量をセンサーSにて容量変換し、こ
    の容量変化を前記温度補正用素子と共に発振時定数の構
    成要素とした発振器とし、この発振器に常時態に於ける
    前記センサーSの容量Csとほぼ同値の容量に相当する
    ダミーコンデンサーDを前記センサーSと等価的に設け
    、このセンサーSの容量CsとダミーコンデンサーDの
    容量Cdとを交互に切替えて計測し、重量表示すること
    を特徴とする静電容量式デジタル電子秤。
JP16029184A 1984-08-01 1984-08-01 静電容量式デジタル電子秤 Granted JPS6140517A (ja)

Priority Applications (1)

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JP16029184A JPS6140517A (ja) 1984-08-01 1984-08-01 静電容量式デジタル電子秤

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JP16029184A JPS6140517A (ja) 1984-08-01 1984-08-01 静電容量式デジタル電子秤

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JPS6140517A true JPS6140517A (ja) 1986-02-26
JPH0347693B2 JPH0347693B2 (ja) 1991-07-22

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ID=15711803

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