JPS6184524A - 熱天秤 - 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】 ａ、産業の利用分野 この発明は熱重量測定装置（熱天秤）に関するものであ
る。

ｂ、従来の技術 従来用いられていた熱重量測定装置（以下、熱天秤と呼
ぶ。）は、天秤の傾き具＠を横比するための変位七／サ
ーと、この変位七／サーの出力信号から天秤の傾きが検
知された除、この傾きを復元するために復元力を天秤に
与えるためのＰより制御部と力発生器とを備え％−Ｃ（
知られた零位法（天秤のバランス位置を一足に静止させ
た場合に力発生器に印加された電流を試料の重量として
検出する方法）により試料の重量を計測する。

Ｃ１発明が解決しょうとする問題点 熱天秤に２いて、ＰＩＩＪ制一部と力発生器とを全く動
作させない場合、予め天秤をバランスさせて２いたとし
ても試料を新たに載置したシ、試料の車祉が変化したり
した際に、天秤に傾きが生じる。しかし、一般にこの種
の天秤には自己復元力が備わっているために天秤の傾き
は試料重量の変化に対して、ある一定の割合で起こる。

仮に、試料型ｔを人為的にｍ（η〕変化させ、この時の
変位センサーの出力変化の物理量換算値Δ！〔珊〕を計
測したとすれば、これらの比のｎ！ｉ　ｍ　／Δ１〔■
／１〕を求めることができ、前記の割付を知ることがで
きる。熱天秤では、型温の変動や加熱炉からの熱影響等
の理由で、変位センサーの取付は位置が変動したシ、変
位センサーの出力自体が変動したシするため、結果とし
て、変位センサーの出力信号の′＄Ａ理量換具値に変化
が生じる。この変化量をε〔■〕とすると、熱意を測定
を行なった際に天秤のバランス制御位置が変位εに対応
して変位する友め、熱意童測足信号にｔｍ／Δ！〔ｑ〕
の変化が生じる。そして、この重量変化εｍ／Δ１〔η
〕は試料の重量の変化とは全く無関係であシ重竜計測の
誤差となる。この誤差は、前記の割合ｍ／Δｊに比例す
るが、従来の熱天秤ではｍ／Δノが２０Ｃｍ９７ｍ〕以
上であったため、上記の原因により重電計測誤差が比較
的大きなものとなシ、また、この重量計測誤差を小さく
するために、前記変位変化惜ε〔■〕を小さくするため
の多大な努力を少するという問題点があった。本発明は
これらの問題点を速やかに解決する定めの手段を提供す
ることを目的とするものである。

ｄ９問題点を解決しょうとする手段 天秤系の機械的な重Ｉしの上下位置を支点位置に近づけ
ることに＝す、天秤の自己復元力を表す係数、すなわち
＠記割合ｍ／Δ！〔岬／簡〕を２０未満の値とする。

８８作用 型温変動や加熱炉からの熱影響により変位センサーの出
力信号がε〔曙〕だけ変化した場合、試料の重を変化と
は無関係に、重量の計測値にｔｍ／Δ１〔η〕の誤差が
生じるが、天秤の自己復元力を表す係、？ａ　ｍ／Δｊ
　Ｃ”９７ｍ）　ｆ　２０未満（Ｄ　ｊ［Ｉｃ　抑えｆ
ｃため、εの値が従来と同じであっても、重量計測誤差
が軽減される。

ｆ、実施例 第１図は本願にかかる熱天秤の好適な実施例を示すもの
である。

符号１は、天絆ビームを示し、この天秤ビーム１はその
中央部を支点２により回転自在に皮付されている。天秤
ビーム１の一端には、温度を変えた時の重さの変化を調
ベニつとする試料（図示せけ）全１取置するための試料
ホルダー５が設けられ、他端には光を通過させるための
スリット付７ラグ４が固定されている。このスリット付
フラグ４０片側には光源５が７ラグ４と離れて固定され
、また、反対側には光学センサー６がフラグ４と離れて
固定されている。フラグ４と光源５と光字センサー６と
で構成される全体が、天秤ビームの頑き具合を検出する
ための変位センサー舶Ｉ又している。天秤ビーム１０フ
ラグ４の側にはマグネット８が天秤ビーム１に固定され
て設けられ、このマグネット８の周囲にはコイル９が、
マグネットｄと非接触状態で設けられている。光学セン
サー６とコイル９との間には、符号４〜６で構成される
変位センサー出力（変位信号）にニジ、天秤ビーム１を
定位値に制御するためにコイル９に与えるための制呻匡
流を出力するＰ工ＬＩ制却部７お工びこの制＃心流唾を
計測するための電流演出器１０が設けられている。前記
試料ホルダー５の周囲には、加熱炉１゛１が設けられ、
温度制御器１２の操作により、加熱炉１１の温度を自在
に変えられる。

また、前記ＰＩＤ制＠部７の電流出力を止めた場合の天
秤の自己復元係截（ｍ／Δ）〔４〜〕）は、次の不等式
を満足している。

０くｍ／Δｌく２０　　　　・・・・・・・・・■ここ
で、■式におけるｍ　ｉ−二ひΔ１の意味は矢のとお９
である。

ＰＩＬＩ制＠耶７の電流出力を止めた状態での光学セン
サーの出力をｊｏとし、前記試料ホルダー６にｍ　（Ｉ
ｎ？　）の分′Ａを載置した除の光学センサーの出力を
１とした場合のｊ−１０の物理蝋侯算１直を６ｇ（個〕
とする。

前記試料ホルダー５に、測定し二つとする試料（図示せ
ず）を載置し、前記温度制御器１２を操作して前記加熱
炉１１の温度゛を上昇させると、前記試料の性質に応じ
て、試料重量が変化し、その結果、天秤ビーム１が頌〈
。このとき、光学センサー６の出力が変化し、この変化
信号を受けたＰより制御部７の働きにより、天秤ビーム
１を定位置に復元させるための電流が、電流検出器１０
を通じてコイル９に流れる。−力、コイル９に流几た電
流は電流検出器１０に：り検出され、重量計測信号とし
て出力される。

ｇ６発明の効果 熱ｉｔ測定中に、ヱ温変＠り加熱炉からの熱影響に工９
．天秤ビームの傾きを検出するための変位検出系の機械
的変形や温度特性に起因して変位検出系の出力が変動し
た場曾でも、試料重量の変化と無関係な重量計測値の変
動、すなわち重量計測誤差を比較的小さく抑えることが
できる。従って、本発明に：る熱天秤を使用すれば、誤
差の少ない安定した熱重量測定が可能となる。特に長時
間の測定においては、従来の装置に比べて、あまシ型温
の変動を気にかける必要がなく、測定対象が広がるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実飛例を示す一部断面正面図である。 １・・・天秤ビーム ２・・・光点 ３・・・試料ホルダー ４・・・スリット付フラグ ５・・・光源 ６・・・光学センサー ７・・・ＰＩＤ制＠部 ８・・・マグネット ９・・・コイル １０・・・１！流検出器 １１・・・加熱炉 １２・・・温贋制（至）器 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 試料ホルダを有すると共に支点により作動自在に設けら
   れた天秤ビームと、前記試料ホルダに対応する位置に設
   けられ温度制御器によつて制御された加熱炉と、前記天
   秤ビームに設けられマグネットおよびコイルからなる電
   磁駆動手段と、前記電磁駆動手段に接続された電流検出
   器と、前記電流検出器に接続されたＰＩＤ制御部と、前
   記天秤ビームの一端に設けられ前記天秤の上下動を検出
   するための変位センサとを備え、前記天秤ビームの自己
   復元係数（ｍ／Δｌ〔ｍｇ／ｍｍ〕）を０＜ｍ／Δｌ＜
   ２０としたことを特徴とする熱天秤。 但し、前記ｍは分銅の重量〔ｍｇ〕 前記Δｌは前記ＰＩＤ制御部を動作させずに重量ｍ〔ｍ
   ｇ〕の分銅を試料ホルダに載置した際の変位センサ出力
   変動〔ｍｍ〕