JPS63255623A - 重量検知器 - 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 本発明は重量検知器に関する。特に温度変化の激しい電
子レンジなどの加熱調理器などに用いられる重量検知器
に関するものである。

従来の技術 従来この種の重量検知器は、第６図に示す重量検知素子
と、第７図に示す重量検知回路とから構成され、重量検
知回路からの信号をマイコンなどに入力し、重量表示あ
るいは自動調理などをしていた。

第６図はダイアフラムをもつ静電容量型の重量検知素子
の一部破断斜視図を示す。１は裏面中火部に円状の電極
２をもつアルミナからなるダイアフラムを示す。３は中
火部に円状の電極４をもつアルミナからなる基台を示す
。５はダイアフラム１と基台５とを周辺部で固着するが
ウヌ接着層を示す。電極２と４とは対面し、コンデンサ
を形成する。ダイアフラム１の中火部に重量を印加する
と、ダイアフラム１が屈曲し、電極２と４との距即が変
化し、電極２と４とで形成されるコンデンサの静電容量
が変化する。この静電容量の変化を第７図に示す変換回
路により発振周波数の変化に変換する。同図は、オペア
ンプＡ？、Ａ２からなるＣＲ発振器の回路図を示し、Ｒ
１−Ｒ５は抵抗を、ＣＷは重量検知素子の電極２．４間
の静電容量を示す。静電容量Ｃが変化するとＲｌｃ　な
る時定数が変化し、出力の発振周波数ｆｗが変化する。

この発振周波数ｆｗをマイコンなどが信号として取り入
れ、重量表示あるいは自動調理などを行なっていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、変換回路の温度安
定性が悪いため、温度安定性の優れたアルミナダイアフ
ラムからなる静電容量型重量検知素子を採用しても、重
量検知器としては、温度安定度が悪くなるという問題点
があった。

本発明はこのような従来の問題を解消するもので、温度
安定性の優れた重量検知器を提供することを目的とする
。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の重量検知器は、円
状の検知容量と環状の参照容量とを有する静電容量型重
量検知素子と、この素子の容量変化を発振周波数の変化
に変換する変換回路と、切換え回路とからなり、この切
換え回路により、前記検知容量と前記参照容量とを交互
に変換回路に接続する構成となっている。

作　　用 本発明は上記構成によるため、検知容量と参照容量とを
切換え回路により交互に変換回路に接続し、それぞれの
容量を検知周波数、参照周波数に変換し、そ九らの比を
マイコンなどが算出することにより、温度安定性に優れ
た重量検知器となる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例における重量検知素子の一部破
断斜視図を示す。１は裏面に円状の共通電極６をもつア
ルミナダイアプラム（板厚０．５ｍｍ、ダイアフラム径
９６２４　ｍｍ　）を示す。３は上面に円状の検知器１
ｉ　７　（ｇ　１２ｍｍ　）および環状の参照電極８（
イ１８〜ダ３２　ｍｒｎ）をもつアルミナ基台ヲ示す。

５はアルミナダイアフラム１とアルミナ基台５とを周辺
部で固着させるだめのガラス接着層（厚さ４５　ｌ１ｍ
　）を示す。電極７−６間は検知容量ＣＷを電極８−６
間は参照容量ｃＲをそれぞれ形成する。

第２図は、容量変化を発振周波数の変化に変換する変換
回路を示す。ＣＷ、ＣＲは前記検知容量、前記参照容量
を示す。ＳＷばそれぞれの容量を変換回路に接続する切
換え回路を示す。切換え回路トシてリードリレーを用い
た。Ｒｉ　−Ｒ５は抵抗を、ＡＩ、Ａ２はオペアンプを
示す。

第３図に周囲温度を変化させたときの重量検知器の零点
変動を示す。同図において、実線は本発明の実施例を示
す。温度変化３０’Ｃにおいて零点変動は約１５９であ
った。従来の素子を用いた場合、同図に破線で示す、は
温度変化３０’Ｃあたり、零点変動は約３０９であり、
本発明の実施例において、２倍の温度安定度が得られた
。

尚、従来例との比較において、変換回路は切換え回路（
リードリレー）を除いて、同一のものを用いた。また重
量検知素子は、中心部の円状の電極が＄１８ｍｍである
以外は実施例と同じ構成とした６、更に、環状の参照電
極を、第４図に示すＪ：うにスペーサ部に設けることに
より検知器］Ｔを大きくすることができる３、従って検
知容量も大きくとることが出来る。

第４図は重量検知素子の断面図を示す。同図の構成要素
は第１図と同じ番号を付けた。このような構成にすると
検知電極７をダイアフラム内全体まで大きくとれる。検
知容量と、参照容量とは同じ程度の大きさであるのが第
２図の変換回路の構成上好ましい。従って、第１図に示
したダイアフラム径ｔ；’＋　２４　ｍｍ　、ガラス接
着層４５μｍであれば検知容量と参照容量とを合わせて
、８８．９６ＰＦとなる。容量の計算は次式を用いた。

ε。εｒＳ Ｃ（ｐＦ）−□　・・・・・・・・（１）ここで、ε。

は真空の誘電率で８．８５Ｘ１０（２Ｆ／ｍ　を用いた
。Ｓは電極面積、ｄは電極間距離、ε１は比誘電率で空
気の値εｒ−１を用いた。この結果より検知容量は、最
大約４５ｐＦまでとなる。

しかし、第４図に示す構成にすると、検知容量をダイア
フラム内全体、即ちｙ５２４　ｍｍまで拡げることが出
来る。このとき検知容量は８８．９６ｐＦとなる。尚、
このとき参照容量は、例えば、ガラス接着層を２ｍｍの
幅にすると、即ち、内径Ｖ２４ｍｍ、外径１２８　ｍｍ
とすると、参照容量の最大値は、上式（１）を用いると
Ｃ（ｐＦ）−ε、Ｘ３２　（ｐＦ）となる。ε工ば、ガ
ラス接着層の比誘電率で約８〜１０である。εｒ−８と
しても、参照容量は０から２５６ｐＦ−＊での間に設定
することが出来る。

第５図に検知容量と温度安定度の関係を示す。

横軸に検知容量ＣＷを、縦軸に温度安定度△Ｗ／△Ｔ、
周囲温度変化１°Ｃ当りの零点変動を示しだ。

検知容量が大きい程、より安定する。

尚、第４図に示しだ共通電極６はダイアフラム裏面全面
に設けたが、検知電極７、および参照電極８０対面部だ
けにあればよいものである。

発明の効果 以上のように本発明の重量検知器によれば、次の効果が
得られる。

（１）切換え回路により、同一変換回路に検知容量、参
照容量を交互に接続し、それらの発振周波数の比を検知
するため、変換回路の温度特性にかかわらず、温度安定
度の優れた重量検知器が得られる。

（２）ガラス接着層に参照電極を設けるだめ、検知電価
を、ダイアフラム内全面にわたるまで大きく取ることが
出来、より一層安定な重量検知器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における重量検知器の一部破
断斜視図、第２図は容量・周波数変換回路図、第３図は
重量検知器の特性図、第４図は同重量検知素子と容量・
周波数変換回路図である。 １・・・・・・ダイアフラム、２．４・・・・・・円状
電極、３・・・・・・基台、５・・・・・・ガラス接着
層、６・・・・・共通電極、７・・・・・・検知電極、
８・・・・・・参照電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名（更 心　　　砕 へ　　１卵揮菌 鼾やＨＵ　ＩＬｍ　１ｍ’ χ　　１へ整泉望： １＝・、　＠　５「ミン　４＝（く　ゴー馳１　蚤＼＋
　　１１ｉ１’ −＋　へ　リ　〈　δ　句 一つ 第３図 ＯＺ　　　　　句　　　　　１０ 周圃温庚（°り 第４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円状の検知容量と環状の参照容量とを有する静電
   容量型重量検知素子と、この静電容量型重量検知素子の
   重量による容量変化を発振周波数の変化に変換する変換
   回路と、切換え回路とからなり、前記切換え回路により
   、前記検知容量と、前記参照容量とを交互に変換回路に
   接続する重量検知器。
2. （２）環状の参照容量を、検知容量を形成するためのス
   ペーサ部に設けた特許請求の範囲第１項記載の重量検知
   器。