JPS63285402A

JPS63285402A - ロ−ドセル

Info

Publication number: JPS63285402A
Application number: JP12073287A
Authority: JP
Inventors: Toru Nakamura; 徹中村
Original assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1988-11-22
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JP2554881B2

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）本発明は重量計測用の電子秤に使用するロードセルに関
する。

（従来の技術）重量の計測装置として薄膜抵抗体よりなる歪みゲージを
起歪体に被着せしめ、この歪みゲージの抵抗をホイート
ストン・ブリッジの各辺となし、計測物の重量による起
歪体の歪みを電気抵抗値の変化として検知して計量する
電子秤が広く使用されている。

この種の電子秤の歪みゲージは起歪体表面に設けた絶縁
物の表面に被膜抵抗体として設けられており、計量の精
度を高めるため歪みゲージの温度ドリフトに対する温度
補償抵抗回路や、ブリッジ回路の零点補正のための抵抗
回路を必要としており、いずれも抵抗値を調整すること
によりこれらの補正を行フている。

そして、このような抵抗値調整の抵抗回路の提案として
、起歪体のビームの一面に導電性の良好な導電膜を間隔
をあけて形成し、導電膜の間を選択的に切断される複数
の抵抗膜により並列に接続した抵抗調整部を有する歪み
センサの提案が特開昭５８−２０８６３３号公報に開示
され、また、面積の異なる複数の抵抗値調節部を有する
ロードセルの提案が実開昭５８−１０４９４４号公報に
示されている。

（発明が解決しようとする問題点）上記の特開昭５８−２０８６３３号公報に示された歪み
センサにおいては第６図に示すように複数個の抵抗膜１
１．１２を有する抵抗調整部１０を複数箇所に設けて抵
抗膜の選択切断により抵抗値を調整しているが、抵抗値
を大きく調整するためには多数の抵抗調節部を設ける必
要があるとともに切断箇所も多数となって抵抗値の調整
に手数を要し、実開昭５８−１０４９４４号公報に示さ
れたロードセルにおいては、抵抗値調整の変化を多くす
ると抵抗値調節部の規模が大きくなるとともに調整箇所
が増大し、抵抗値調節部の規模を小にすると調節の変化
が小になるという問題を生ずる。

本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、本
発明の目的は歪みゲージの抵抗値の調整に際し、広い抵
抗値変化範囲を微小抵抗値ステップで、しかも選択切断
の手数を減じて調整し、かつ所望する歪みゲージの抵抗
に付加しようとするロードセルを提供するにある。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、ホイートストン・ブリッジの各辺とな
る歪みゲージの抵抗に接続してトリミングによりブリッ
ジのバランス調整を行う調整部を有するロードセルにお
いて、前記ブリッジの辺と辺との間に２つの導体部分を
並列接続するとともに、これら導体部分のそれぞれの中
間点の間に複数個のトリミング用抵抗器を並列接続した
抵抗網を接続し、かつ該抵抗網の接続端の一方をブリッ
ジの出力端子の一方となし、さらにトリミングにより設
定した前記抵抗網の抵抗値を前記導体部分の選択切断に
よりブリッジの所望する辺の抵抗値に加算する調整部を
備えたロードセルが提供される。

（作用）本発明では複数個の線状の薄膜抵抗器の並列接続回路を
２回路分用意してこれらを直列接続した回路パターンを
設け、この回路パターンの抵抗値を一対の歪みゲージの
抵抗値の所望するいずれかの片方に加算できる接続パタ
ーンを設けたので、接続パターンや回路パターンの選択
カットにより、任意の歪みゲージの抵抗値に広範囲な抵
抗値変化を小さなステップで加算できる作用がある。

（実施例）つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例を示す回路
図、第２図は本実施例の具体的なパターン図、第３図は
本実施例を用いた回路ブロック図である。

第１図（ａ）に示すホイートストン・ブリッジ回路にお
いて、Ｔ、、Ｔ２は起歪体に設けた歪みゲージのテンシ
ョン側ゲージの抵抗体、ＣＩ　ｒＣ２はコンプレッショ
ン側ゲージの抵抗体であり、Ｔ１と０２との接続部に電
圧を印加し、Ｔ２とＣＩとの接続部を接地し、ざらにＴ
、、Ｃ，の接続部とＣ，、Ｔ、の接続部との間の電圧変
化を計測することにより、起歪体に荷重された重量を電
気信号として計測するものである。

第１図（ｂ）は第１図（ａ）の左辺部分を部分拡大した
回路図であり、Ｔ、、Ｃ，の接続部とブリッジ出力ｖｌ
との間には、図示のように接続パターンとなるリード部
Ｐｃ、、Ｐｃ３のほか、Ｔ、側よりはリード部Ｐｃ２を
介するとともにＣ１側よりはリード部Ｐｃ４を介して薄
膜抵抗器ＲＡ、Ｒａ　、Ｒｃ　、Ｒｏの並列回路よりな
る１ｓｔパターンｐ、と、薄膜抵抗器ＲＥ　＋　ＲＦ　
＋Ｒａ、ＲＨの並列回路よりなる２ｎｄパターンＰ２と
が直列に接続されて出力■１に至り、トリミング用の回
路網を形成している。

そして、ブリッジ回路のＴ、またはｃｌの抵抗値の調整
時には、例えばＴ１の抵抗値を増加させるときは、リー
ド部Ｐｃ、とＰｃ４とを開放することにより１ｓｔパタ
ーンＰ、と２ｎｄパターンＰ２とがＴ、に直列に加わる
ことになり、またＣ１の抵抗値を増加させるときは、リ
ード部Ｐｃ２とＰｃ＝とを開放することにより、１ｓｔ
。

パターンＰ１と２ｎｄパターンＰ２とがＣＩ側に加わる
よう構成されている。

第２図に示すパターン図は第１図（ｂ）に示した回路の
具体的なパターンであり、起歪体の歪みを生じない部分
の表面を研磨した後、例えばアルミナよりなる絶縁膜を
作成し、該絶縁膜の上面にスパッタによるニッケルーク
ロム（Ｎｉ−Ｃｒ）の金属薄膜をエツチング処理により
作成したものであるにの回路パターンの製法を詳細に述
べれば、まず起歪体の表面に形成されたアルミナ基板表
面を純水を使用して洗浄し、その基板表面にニッケルー
クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）からなる薄膜をスパッタリングに
より形成する。しかる後、該薄膜上にレジストをスピナ
ーにより塗布し、このレジストをある程度面めるため、
起歪体全体をオープンに入れ、加熱してレジストをプリ
ベークする。プリベークされたレジストの士に、回路パ
ターンのマスクを密着させ、レジスト膜を露出した後、
マスクをｒす離し、現像を行ってレジスト股上に回路パ
ターンを形成し、純水をもって回路パターンを洗浄する
。次いで、回路パターンを固化するため、起歪体をオー
ブンに入れ、回路パターンをボストベークする。しかる
後、エツチング処理によりニッケルークロム（Ｎｉ−Ｃ
ｒ）ｉｌｂｔをエツチングし、該薄膜の抵抗回路パター
ンを起歪体に設けたアルミナ基板上に形成する。そして
回路パターン上に付着しているレジストパターンを除去
する。図示の端子部１はブリッジ出力Ｖ１に接続する部
分、端子部２はテンション側ゲージＴ１に接続する部分
、端子部３はコンプレッション側ゲージＣ１に接続する
部分である。破線４で囲った部分は１ｓｔパターンＰ１
を示すものであり、前記の金属薄膜よりなる薄膜抵抗器
ＲＡ。

Ｒ，、Ｒｃ、ＲＤがそれぞれ長さの異なる細線状に形成
され、例えばｒ？、ｃ、ＲＤの中の寸法はＲＡ、ＲＢの
中の１，５倍の寸法とされ、それぞれの抵抗値は例えば
ＲＡ−４３Ω、ＲＢ＝３７Ω、Ｒｃ＝３１Ω、Ｒ，＝２
５Ωとなるよう構成されている。また、破線５で囲フた
部分は２ｎｄパターンＰ２を示すものであり、薄膜抵抗
器ＲＥ　、ＲＦ　、Ｒａ　、ＲＨが細線状に形成され、
それぞれの１】の寸法はＲＡ　、　Ｒａと同様な寸法と
され、それぞれの抵抗値は例えばＲｅ＝１５Ω。

Ｒｒ　＝８．４Ω、Ｒ，＝７Ω、ＲＦＩ”８Ωに設定さ
れている。なお、端子部１と端子部２とはリード部Ｐｃ
、にて接続され、端子部１と端子部３とはリード部Ｐｃ
、にて接続され、端子部２と端子部３とはリード部Ｐｃ
２　とリード部ＰＣ４にて接続されるとともにリード部
Ｐｃ２とリード部ＰＣ４の間の接続部６は１ｓｔパター
ンＰ、の一端とに接続されている。そして、これら４箇
所のリード部Ｐｃ１　、Ｐｃ２．Ｐｃ３　、Ｐｃ４のパ
ターン形状は巾狭く形成され、抵抗値調整の作業時にパ
ターンの切断が容易に行われるように構成されている。

なお、第３図に示す端子部１′、２°、３′の間にも、
第２図に準じたパターン図の薄膜抵抗器よりなるパター
ンが構成されている。

第４図は本実施例を選択カットの結果、得られる抵抗値
の数表であり、第５図はこれらの抵抗値の分布を示す図
表である。

第４図（ａ）は前記の１ｓｔパターンＰ１の並列接続の
抵抗体の選択カットにより、残された抵抗体により得ら
れる抵抗値を示すもので、左欄のＡ−Ｄは薄膜抵抗体Ｒ
Ａ−ＲＤの抵抗体を示し、個々の抵抗体による抵抗値、
または複数の抵抗体による合成抵抗から得られる抵抗値
として示されている。

また第４図（ｂ）は第４図（ａ）に準じて２ｎｄパター
ンＰ２の並列接続の抵抗体により得られる抵抗値を示す
ものである。

つぎに上述のように構成された本実施例の作動について
説明すると、前記のブリッジ回路の零点調整や他の抵抗
値調整に際し、例えばテンション側ゲージＴ１の抵抗値
を増大する場合は、まずリード部Ｐｃ、とＰｃ４とを切
断する。ついで、第４図（ａ、ｂ）を参照して求める抵
抗値より、カットせずに残す抵抗体を選出し、１ｓｔパ
ターンＰ１および２ｎｄパターンＰ２の抵抗体の選択カ
ットを行えば、テンション側ゲージＴ１の抵抗値に求め
る抵抗値が直列接続されて、抵抗値が増大することにな
る。なお、コンプレッション側ゲージＣＩの抵抗値を増
大する場合はリード部Ｐｃ２とＰｃ３とをカットするこ
とにより、Ｔ１は直接Ｖ１に接続されるとともにＣ，と
■！どの間には１ｓｔパターンＰ１と２ｎｄパターンＰ
２とが接続されるので抵抗体の選択カットにより得られ
る抵抗値が、ブリッジ回路の０１の抵抗値に加わること
となる。

また、ブリッジ回路の右側のコンプレッション側ゲージ
Ｃ２とテンション側ゲージＴ２との間にも、リード部Ｐ
ｃｓ〜Ｐｃ♂を有する１ｓｔパターンＰ＋＋、２ｎｄパ
ターンＰ２＋が設けられているので、前述に準じてリー
ド部Ｐｃｓ〜Ｐｃａの選択カットと、１ｓｔパターンＰ
＋＋、２ｎｄパターンＰＩ２の選択カットを行うことに
より、所望するブリッジ回路の一辺に抵抗値が増加され
ることになる。

なお、第５図に示す抵抗値の分布を示す図表において、
右側に示した０〜３の数字はカットする抵抗体の数を示
す数値であり、それぞれのパターンで１〜２箇所のカッ
ト（特別の場合は３ｖＪ所）により、１５Ω〜０．３Ω
にて抵抗値増加を最大０．６Ωステツプで行えることに
なる（３箇所の場合は５８Ω〜０．３Ωの間となる）。

以上のように本発明について一実施例により説明したが
、本発明の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）本発明によれば、複数個の線状の薄膜抵抗器の並列接続
回路を２　ｆｆｆｉ類直列に接続するとともに、リード
部の切断によりブリッジの任意の辺に薄膜抵抗器の抵抗
値を加算できる接続パターンを設定したのでブリッジの
零点補正時などの抵抗値の加算調整に際し、加算を所望
するブリッジの辺の選択が容易に行えるとともに、広い
抵抗値変化範囲を微小抵抗値ステップにて、しかも選択
切断箇所の少ない調整作業にて容易に行い得る効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本実
施例の具体的なパターン図、第３図は本実施例を用いた
回路ブロック図、第４図は本実施例により得られる抵抗
値の図表、第５図はその抵抗値の分布を示す図表、第６
図は従来の抵抗調整部を示す平面図である。Ｔ、、Ｔ２・・・テンション側ゲージ、ＣＩ・Ｃ２・・
・コンプレッション側ゲージ、ＲＡ−Ｒ，・・・薄膜抵
抗器、Ｐ　ＣＩ−Ｐ　ｃ　４・・・リード部。特許出願人　　株式会社　石田衡器製作所代　理　人　
　弁理士　　辻　　　　　實第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ホイートストン・ブリッジの各辺となる歪みゲー
ジの抵抗に接続してトリミングによりブリッジのバラン
ス調整を行う調整部を有するロードセルにおいて、前記
ブリッジの辺と辺との間に２つの導体部分を並列接続す
るとともに、これら導体部分のそれぞれの中間点の間に
複数個のトリミング用抵抗器を並列接続した抵抗網を接
続し、かつ該抵抗網の接続端の一方をブリッジの出力端
子の一方となし、さらにトリミングにより設定した前記
抵抗網の抵抗値を前記導体部分の選択切断によりブリッ
ジの所望する辺の抵抗値に加算する調整部を備えたこと
を特徴とするロードセル。
（２）前記抵抗網は抵抗値の互いに異なる複数個の線状
薄膜抵抗体の並列接続回路を複数回路分直列接続したも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載のロードセル。