JPS63282616A - 重量計 - 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】 ［発明の利用分野］ を子式重量計の改良に間し、特に偏置荷重誤差の少ない
高精度の重量計の製作及びコスト低減に間する。

又本発明は、自動車、自転車、机、椅子等のごとく接地
点が複数個あり、接地点の間隔が広い物体の重量を計量
するに当たり、複数個の重量計の合計で１個の被計量物
を計量する重量計の製作に有効である。

［従来の技術］ 従来、大型の重量計においては組合せてこで、載置台上
の荷重を一点に集中させ１個のセンサに全荷重を負荷す
る方法が一般的であるが構造が複雑であり、製品が大き
くなり、また個々の部品精度、部品どうしの摩擦、及び
各部品の荷重による変形等が、直接製品の精度に影響し
、特に偏置荷重誤差を解消するために多大の労力と技能
を要する欠点があった。また小型の物ではロバ−パル機
構を構成して、荷重を集中する方法が一般的であるが、
ロバ−パル機構を構成する各部品の寸法精度が偏置荷重
誤差に直接影響し、＠置荷重誤差をなくするための調整
に多大な労力と技能を要している。最近は複数個のセン
サを配設し各センサの出力の合計値で計量する方法が提
案されているが、何れも偏置荷重誤差を解決する方法と
して各々のセンサの出力（感度）を同一にする方法を取
っており、個々のセンサが感度調整機能を持つ必要があ
り、又その感度調整が容易ではなくコスト高の要因と成
り、また感度調整の不完全さが製品精度のバラツキ特に
＠置荷重誤差の要因に成る欠点があった。

［本発明の目的コ 本発明はかくのごとく高精度重量計に於て常に問題とな
る偏置荷重誤差調整作業の困難さを解決する手段として
、特別に感度調整を行わない荷重センサを用いて、薄型
で高精度の偏置荷重誤差のない重量計を低コストで製作
することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 載置台に被計量物を搭載したとき載置台が安定する様に
複数個の荷重センサを配設する。各荷重センサは、切り
替え器を介して１つのＡ／Ｄ変換器に接続する。演算回
路は各センサそれぞれに対してＡ／Ｄ変換結果を求め、
その値に予め記憶装置に設定しておいた、後記の〔作用
］の項で説明する方法で算出された各センサの変換係数
（感度）の逆数に比例する各センサの補正係数を掛け、
各々のセンサに負荷された荷重を得る。　各荷重センサ
によって得た値を合計し被計量物の重量として表示する
。

［作用］ 便宜上荷重センサが２個の場合で荷重センサは荷重に対
して直線的に出力が変化するものとする。

最近ではストレーンゲージ式等、直線性は良くこの前提
には問題がない。

載置台の中央に荷重Ｗを負荷したとき（第４図ａの場合
）、各々のセンサには、Ｗ／２ずつの荷重が負荷される
。

無負荷状態に対する、各々のセンサのＡ／Ｄ変換結果の
変化量は、荷重に対して比例するから、比例常数をに、
、に２とすると、荷重センサを直列接続をするか、また
はＡ／Ｄ変換結果を単に足し合わせた場合、 中央荷重時のＡ／Ｄ変換結果 である。

しかし、中央からＬ／Ａだけずれた点に荷重Ｗを負荷し
たとき（第４図す一偏置荷重一の場合）、各々のセンサ
に負荷される荷重は となり（１）式と同様の計算を行うと 偏置荷重時のＡ／Ｄ変換結果 となる。

（１）、　　（２）式を比べると、ｇ置荷重て「比例定
数の差」に比例した誤差 ｇＡａ荷重誤差がないように、つまり（１）、（２）式
が等しくなるためには、Ｋ、　＝　Ｋ２となるように調
整する必要がある、がこの調整を精度良く行うことは非
常に困難なことである。

本発明はこの様な困難な各々のセンサの出力（感度）の
調整を不必要とするべく簡単な方法で予め各々のセンサ
の補正係数を設定する方法を提供するものである。

以下補正係数の設定方法を述べる。

まず、秤量荷重Ｍを、両センサにＭ／２ずつ等しく負荷
する。

このとき望む演算処理結果をｎＭとすると、個々のセン
サから得られる演算処理結果は、それぞれｎＭ／２であ
ればよい。

各々の補正係数をＪｌ、Ｊ２とし、無負荷時とのＡ／Ｄ
変換結果の差を、ΔＮ７．ΔＮ２とするととなるように
設定すればよい。すなわちにＪｌ、Ｊ２を設定する。

ここで、Ａ／Ｄ変換結果ΔＮ＋＋ΔＮ２は、荷重に比例
するから つまり、Ｊｌ、Ｊ２は、個々のセンサの変換係数（感度
）Ｋ、、　Ｋ２の逆数に比例する。

ここで、　（１）、　　（２）式を、補正係数Ｊを掛は
合わせた形で解き直すと 中央荷重時の演算結果 ＝ΔＮ＋！×、Ｊ１＋ΔＮ２’ＸＪ２ ＝ｎＷ 漏置荷重時の演算結果 ＝ΔＮ、”Ｘ　Ｊ、＋ΔＮ２”Ｘ　Ｊ２＝　ｎ〜Ｖ となり、両式は等しく、偏置荷重読差はなくなる。

荷重センサが２個の場合で説明したが、荷重センサが３
個以上の場合でも全く同一の結果が得られる。

上述の通り、異なる感度を持った荷重センサの出力を演
算処理することで、すなわち個々の荷重センサの出力の
Ａ／Ｄ変換結果に各々の荷重センサの変換係数（感度）
の逆数に比例する補正係数を掛は合わせることによって
、感度が等しい荷重センサを使用した場合と同一の結果
を得ることが出来る。

［実施例コ 以下、添付図面に基きその詳細を説明する。但し、本実
施例は単なる例示であって、技術思憬の限定を意図した
ものではない。

第１図は、本発明の一実施例の構成を説明するブロック
線図、第２図は、補正係数を設定するための要部のフロ
ーチャート、第３図は、重量計要部のフローチャートで
ある。

Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは荷重センサであり、荷重による抵抗
の変化を、電圧の変化として検出するようになっている
。

Ｓ　Ｗ、、〜Ｓ〜Ｖｄ２は、各々の荷重センサの電圧を
、マイクロコンピュータ−からの指令によって、−選択
的にＡ／Ｄコンバータに伝えるための半導体スイッチ、
ＲＯＭは、補正係数を予め記憶させるための、電気的書
き込みの可能な不揮発性メモリである。

１、補正係数の設定 下記手順にて補正係数を設定、不揮発性メモリに格納す
る。　（第１図及び第２図参照）■荷重センサーＡ、Ｂ
、Ｃ及びＤが無負荷の状態で半導体スイッチＳＷ、及び
ＳＷ、２をＯＮＬ／、池の半導体スイッチを、ＯＦＦす
ることにより、荷重センサＡからの電圧をＡ／Ｄコンバ
ータに伝える。

Ａ／Ｄコンバータは、電圧をディジタル信号化して、そ
の値Ｎ、をマイコンシステムに伝えろ。

マイクロコンピュータは、概値Ｎ、をＲＡＭに格納する
。

■次に、半導体スイッチＳ〜Ｖｂ＋及び５Ｗｂ２を、Ｏ
Ｎし、他の半導体スイッチをＯＦＦすることにより、■
と同様に、荷重センサＢからの電圧を、Ａ／Ｄコンバー
タによってディジタル信号化して、その値ＮｂｅをＲＡ
Ｍに格納する。

■同様に、半導体スイッチの切り換えによって、荷重セ
ンサＣ及びＤのＡ／Ｄ変換結果Ｎ、、ｉｌ及びＮｄ１ｌ
を、それぞれＲＡＭに格納する。

■次に、既知の荷重を、荷重センサＡ、Ｂ、Ｃ及びＤに
それぞれ等しい荷重Ｍを伝えるように負荷する。　　■
〜■と同し方法て、荷重センサＡ。

Ｂ、　　Ｃ及びＤの、既知の荷重Ｍによる、各々の電圧
のＡ／Ｄ変換結果Ｎａｌ　＋　Ｎｂｌ　＋　Ｎｃ＋及び
Ｎａ＋を得、その値をＲＡＭに格納する。

■既知の荷重Ｍによる各々の荷重センサＡ、Ｂ。

Ｃ及びＤのＡ／Ｄ変換結果の変化量ΔＮｍ＋ΔＮｂ＋Δ
Ｎ０及びΔＮ、を ΔＮ、　＝　Ｎ１−　Ｎａ。

ΔＮｂ　＝Ｎｂ＋　−Ｎｂｅ ΔＮｃ＝　Ｎｏ、−Ｎｃ。

ΔＮ、　＝　Ｎａ＋　−Ｎｄｅ として求める。

■各々の荷重センサＡ、Ｂ、Ｃ及びＤに負荷された既知
の荷重を、正確に表すために必要なディジタル量にする
ための補正係数Ｊ、、　Ｊｂ、　Ｊｏ及びＪ、を概に記
載した方法で として算出する。

■算出された各々の荷重センサの補正係数ハ。

Ｊｂ、Ｊｏ及びＪ、を、書き込み可能な不揮発性メモリ
に格納す。

２、　　Ｍ！Ｉｋ計の動作 下記手順にて被計量物の重量を表示部に表示する。

（第１図及び第３図参照） ■裏荷重状態ての各センサユニットのＡ／Ｄ処理結果の
値Ｎａ１ｌ　＋　Ｎｂｅ　＋　Ｎｃｌｌ及びＮａｓを、
半導体スイッチを切り替えることにより得、この値をＲ
ＡＭに格納する。

■荷重時の各荷重センサユニットのＡ／Ｄ処理結果の値
Ｎｅｗ　＋　ＮｂＷ　！　Ｎｃｌｌ及びＮｄｗを、半導
体スイッチを切り替えることにより導る。

■荷重時と無負荷時との各重量センサのＡ／Ｄ処理結果
の差 Ｎａ　＝Ｎａｗ　　Ｎａａ　　＋ Ｎｂ　＝Ｎｂ、Ｎｂｅ　　＋ Ｎ０＝Ｎｃ、１−ＮｃＩｌ　　及び Ｎｄ　＝　Ｎｄｗ−Ｎｄｗ１ と、各々の補正係数ハ＋　Ｊｂ＋　Ｊｃ及びＪｄとを各
々掛けたもの 〜ｖ、＝　Ｎａ　ｘ　Ｊａ　　。

Ｗｂ”ＮｂＸＪｂ。

Ｗｃ　＝Ｎｃ　ＸＪａ　　及び Ｍ／ａ　＝　ＮｄＸ　Ｊａ を算出し、その値を合計し ｗ　＝　ｗ、　＋　ｗ、　＋　ｗｃ＋　ｗ。

を得る。

■合計値Ｗをもとに、荷重の重量値を表示部に表示する
。

［考案の効果］ 通常の管理水準で製作し荷重センサを特別に出力（感度
）を同一に調整することなく組み込み、上記の通り簡単
に算出てきる補正係数を、個々のセンサ出力のＡ／Ｄ変
換結果の変化値に掛は合わせるだけで、個々の出力（感
度）を全く同一に調整した荷重センサを使用したときと
同じ結果が得られ、小型特に薄型で高精度特に装置荷重
誤差のない重量計が低コストで得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ及び第１図ｂ　本発明の一実施例の構成を説明
するブロック線図。 第２図　補正係数を設定するための要部のフローチャー
ト 第３図　本発明の重量計の一実施例の要部フローチャー
ト 第４図ａ及び第４図ｂ　本発明の詳細な説明するための
模式図。 第５図　第１図すの別の実施令 Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ　−−−−−一　荷重センサ。 Ｓ〜Ｖａｌ　ｌ　ＳＷ、２　＋　ｓｗ、、　ｌ　ｓｗ、
２１　ＳＷｃ＋　１Ｓ　Ｗ、２．Ｓ　Ｗａ　＋及びＳＷ
、２　　　　−−−−−・　切り替えスイッチ。 Ｎａ１ｌ　＋　Ｎｂｓ＋　ＮｃＢ及び！’Ｌｓ　　　　
　−−−−−’　　無負ＲＲの各荷重センサの出力のＡ
／Ｄ変換結果。 Ｎｓｌ　Ｔ　Ｎｂｌ　＋　Ｎｃ＋及びＮｄ＋　　　　−
−−−−一　既知重量負荷時の各荷重センサ出力のＡ／
Ｄ変換結果。 ΔＮａＴΔＮｂ＋ΔＮｃ及びΔＮ、　　　　　−−−−
−一　各荷重センサの出力のＡ／Ｄ変換結果の変化量。 Ｊ−２Ｊｂ、Ｊｏ及びＪ、−−−−−一　各荷重センサ
の補正係数。 Ｎ５ｌｉ　、　Ｎ＞ｙ　、　ＮｃＷ及びＮＰＷ　　　　
−−−−−−−−−被計量物負荷時の格荷重センサの出
力のＡ／Ｄ変換結果特許出願人　株式会社　タ　ニ　タ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の荷重センサに被計量物の重量を負荷し、各荷重
   センサの出力の合計を荷重値として計量、表示する重量
   計において、各荷重センサそれぞれの出力のＡ／Ｄ変換
   結果を求め、演算回路において各センサ出力に対応した
   個々のＡ／Ｄ変換結果に、予め記憶装置に設定しておい
   た各センサの変換係数（感度）の逆数に比例する補正係
   数を掛け、各々のセンサに負荷された荷重を算出し、各
   々のセンサに負荷された荷重を合計し被計量物の重量と
   して表示することを特徴とする重量計。