KR100449780B1 - 로드셀을 이용하여 경사를 측정하는 장치 및 방법과, 그장치를 이용하여 경사에 의한 측정오차를 보상하는전자저울 및 보상된 하중측정방법 - Google Patents

로드셀을 이용하여 경사를 측정하는 장치 및 방법과, 그장치를 이용하여 경사에 의한 측정오차를 보상하는전자저울 및 보상된 하중측정방법 Download PDF

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Abstract

로드셀을 이용하여 경사를 측정하는 장치 및 방법과, 그 장치를 이용하여 경사에 의한 측정오차를 보상하는 전자저울 및 경사보상방법이 개시된다. 본 발명에 따르는 경사측정장치는 로드셀을 이용한 전자저울에 있어서, 입력부, 연산기, 및 표시부를 구비한다. 연산기는 무게추의 측정된 기준플레이트에 대한 수직방향 하중과 입력된 질량값을 기초로 경사각을 산출한다.
본 발명에 따른 경사보상 전자저울은 제1로드셀, 제2로드셀, 및 연산기를 구비한다. 연산기는 제1로드셀의 기준플레이트 상에 놓여진 무게추의 측정된 하중과 입력된 질량값을 기초로 경사각을 산출하고, 산출된 경사각을 이용하여 제2로드셀에서 측정되는 피계량물체 하중의 경사에 의한 오차를 보정한다.
무게추를 달리하여 반복측정 가능함으로써, 정확한 경사각을 측정할 수 있으며, 측정된 경사각으로 정확한 경사보정을 할 수 있게 된다.

Description

로드셀을 이용하여 경사를 측정하는 장치 및 방법과, 그 장치를 이용하여 경사에 의한 측정오차를 보상하는 전자저울 및 보상된 하중측정방법{Apparatus and method for measuring slant using load-cell, and electrical scale and method for compensating measurement error using the same}
본 발명은 경사를 측정하는 장치 및 방법과, 그 장치를 이용하여 경사를 보상하는 전자저울 및 보상된 하중측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로드셀을 이용하여 경사를 측정하는 장치 및 방법과, 그 장치를 이용하여 경사에 의한 하중 측정상의 오차를 보상하는 기능을 갖는 전자저울 및 보상된 하중측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 전자저울은 금속 탄성체에 스트레인 게이지(strain gage)를 부착한 로드셀(load cell)을 이용하여 피계량물체의 중량을 산출하는 계측기로서, 스트레인 게이지의 출력된 전기신호로부터 피계량물체의 중량을 산출하게 된다. 즉, 전자저울은 피계량물체의 하중으로 인하여 로드셀의 외형에 변형이 생기면 그에 따라 로드셀에 부착된 스트레인 게이지의 저항치가 변화하게 됨으로써, 가해진 하중의 크기에 비례한 전기적 출력신호를 얻으며, 이 신호를 연산하여 물체의 중량을 산출하는 것이다.
도 1은 종래의 전자저울을 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전자저울은, 직사각형의 베이스(10)와, 이 베이스(10)에 기단부(13b)가 고정된 로드셀(15)과, 로드셀(15)의 선단부(13a)에 고정 지지된 플레이트(17)를 구비한다.
로드셀(15)의 선단부(13a)와 기단부(13b) 사이에는 변형부(13)가 형성되어 있다. 변형부(13)에는 통상 브릿지회로로 구성된 연산회로(도시하지 않음)가 구비되어 있고, 연산회로에는 스트레인 게이지(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
플레이트(17)에 하중 측정대상이 되는 피계량물체(도시하지 않음)가 놓여지면, 로드셀(15)의 선단부(13a)에 하중(W)이 작용하게 된다. 이 하중(W)에 의해 로드셀(15)의 변형부(13)가 변형을 일으키게 되고, 변형부(13)의 변형에 따라 변형부(13)에 부착된 스트레인 게이지의 저항치도 변화하게 된다. 변형부(13)에 부착된 연산회로는 스트레인 게이지의 저항치의 변화를 기초로 물체의 중량을 산출한다.
그런데, 전자저울 자체가 경사지게 설치되거나 플레이트(17)가 경사지게 되면, 로드셀(15)의 선단부(13a)에 작용하는 수직하중의 방향이 중력방향으로부터 벗어남으로써, 중량 측정에 오차가 발생하게 된다. 따라서, 정확한 중량 측정을 위하여 전자저울에는 경사에 의한 오차를 보상해 줄 수 있는 장치가 요구된다. 특히, 미숙아 보호용 인큐베이터(Incubator)에 사용되는 전자저울의 경우에, 통상 매트리스가 설치된 플레이트(17)는 미숙아에게 수유를 용이하게 하기 위하여 경사지게 설치되는 것이 바람직하므로, 미숙아의 중량을 정확하게 측정하기 위하여 플레이트(17)의 경사에 따른 오차를 보상하는 장치가 더욱 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 제1목적은 하중을 측정하고자 하는 장소의 경사각을 측정하기 위한 경사측정장치 및 그 경사측정방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2목적은 전자저울이 경사지게 설치되거나, 플레이트가 경사진 상태에서 하중이 작용하는 경우에 경사측정장치를 이용하여 하중측정 상의 오차를 보상하는 경사보상 전자저울 및 보상된 하중측정방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 전자저울을 개략적으로 도시한 측단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경사측정장치를 나타내 보인 도면,
도 3은 도 2의 경사측정장치의 경사측정방법을 나타낸 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 경사보상 전자저울을 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 도 4의 경사보상 전자저울이 경사면에 놓인 상태를 나타내 보인 도면, 그리고
도 6은 도 3의 경사보상 전자저울의 경사보상방법을 나타낸 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 20, 30 : 베이스 13, 23, 33 : 변형부
13a, 23a, 33a : 선단부 13b, 23b, 33b : 기단부
15, 25, 35 : 로드셀 17 : 플레이트
21 : 무게추 27 : 기준플레이트
29 : 스트레인 게이지 37 : 상부플레이트
40, 50 : 연산회로부 41, 51 : 입력부
43, 53 : 연산기 45, 55 : 표시부
상기의 제1목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로드셀을 이용한 경사측정장치는, 중력방향과 수직인 면에 대하여 베이스가 이루는 경사각을 측정하기 위한 경사측정장치에 있어서, 상기 베이스에 설치되는 로드셀과, 상기 로드셀에 지지된 기준플레이트 상에 놓여진 무게추에 대해 입력된 질량값 및 상기 로드셀로부터 출력된 상기 기준플레이트에 대한 상기 무게추의 수직하중신호를 이용하여 중력방향과 수직인 면에 대하여 베이스가 이루는 경사각을 산출하는 연산기를 포함한다. 여기서, 상기 경사측정장치는 상기 전자저울의 기준플레이트 상에 놓여진 상기 무게추의 질량값을 입력하는 입력부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 로드셀을 이용한 경사측정방법은, 베이스에 로드셀이 설치되고, 상기 베이스에 평행하도록 상기 로드셀에 지지된 기준플레이트 상에 설치된 무게추의 상기 기준플레이트에 대한 수직방향 하중을 측정하는 단계와, 측정된 상기 무게추의 상기 기준플레이트에 대한 수직방향 하중과, 입력된 상기 무게추의 질량값을 기초로 중력방향과 수직인 면에 대하여 상기 베이스가 이루는 경사각을 산출하는 연산처리 단계를 포함한다. 여기서, 본 발명에 따른 경사측정방법은 입력부로부터 상기 무게추의 질량값을 수신하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 제2목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경사보상용 로드셀식 전자저울은, 중력방향에 수직인 면과 하중측정용 로드셀이 설치된 베이스가 이루는 경사각을 측정하는 경사측정수단을 통해 측정된 하중오차를 보상하는 경사보상용 로드셀식 전자저울에 있어서, 상기 베이스에 설치되는 경사측정용 로드셀과, 상기 경사측정용 로드셀에 의해 상기 베이스와 평행하게 지지된 기준플레이트 상에 놓여진 무게추에 대해 입력된 질량값 및 상기 경사측정용 로드셀로부터 출력된 상기 기준플레이트에 대한 상기 무게추의 수직하중신호를 기초로 경사각을 산출하고, 산출된 상기 경사각을 기초로 상기 하중측정용 로드셀에 의해 측정된 피계량물체의 하중을 보상하는 연산기를 포함한다. 여기서, 경사보상용 로드셀식 전자저울은, 경사측정용 로드셀에 지지된 기준플레이트 상에 놓여진 무게추의 질량값을 입력할 수 있도록 입력부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 경사보상용 로드셀식 전자저울은, 하중측정용 로드셀이 설치된 베이스가 중력방향과 수직인 면에 대하여 이루는 경사각에 의하여 발생된 측정 하중오차를 보상하는 로드셀식 전자저울의 경사보상방법에 있어서, 베이스에 경사측정용 로드셀을 설치하고, 상기 베이스에 평행하도록 상기 경사측정용 로드셀에 지지된 기준플레이트 상에 설치된 무게추의 상기 기준플레이트에 대한 수직방향 하중을 측정하는 단계와, 측정된 상기 무게추의 상기 기준플레이트에 대한 수직방향 하중과, 입력된 상기 무게추의 질량값을 기초로 중력방향과 수직인 면에 대하여 상기 베이스가 이루는 경사각을 산출하는 단계와, 상기 하중측정용 로드셀에 의해 측정된 피계량물체의 상부플레이트에 대한 수직방향 하중과, 산출된 상기 경사각을 기초로 보정된 상기 피계량물체의 하중을 산출하는 단계를 포함하는 로드셀식 전자저울의 경사보상용 하중 측정방법에 의하여 달성된다. 여기서, 상기 경사각 산출단계는 입력부로부터 입력된 무게추의 질량값을 수신하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경사측정장치를 나타내 보인 도면이다. 도면을 참조하면, 경사측정장치는, 베이스(20), 로드셀(25), 기준플레이트(27), 및 연산회로부(40)를 구비한다. 여기서, 경사측정장치는 무게추(21)를 더 구비한다.
베이스(20)에는 로드셀(25)의 기단부(23b)가 고정되어 있고, 로드셀(25)의 선단부(23a)에는 기준플레이트(27)가 설치되어 있다. 로드셀(25)의 선단부(23a)와 기단부(23b) 사이에는 변형부(23)가 형성되어 있다. 변형부(23)에는 스트레인 게이지(29)가 부착되어 있다.
무게추(21)는 로드셀(23)의 선단부(23a)에 설치된 기준플레이트(27) 상에 설치된다. 여기서, 무게추(21)는 제조과정에서 기준플레이트(27) 상에 고정설치하는 것으로 구성될 수도 있고, 사용자에 의해 교환가능하도록 구성될 수도 있다.
연산회로부(40)는 변형부(23)에 부착된 스트레인 게이지(29)와 접속되어 있다. 또한, 연산회로부(40)는 입력부(41), 연산기(43), 및 표시부(45)를 구비한다.
입력부(41)는 사용자에 의한 입력데이터를 수신할 수 있는 키가 마련되어 있다. 입력부(41)는 사용자로부터 기준플레이트(27) 상에 놓여진 무게추(21)의 질량값을 수신한다. 여기서, 제조과정에서 무게추(21)가 기준플레이트(27) 상에 고정설치되고, 무게추(21)의 질량값이 연산기(43)에 설정되어 있는 경우에는 입력부(41)를 생략할 수도 있다.
연산기(43)는 스트레인 게이지(29), 입력부(41), 및 표시부(45)와 연결되어 있다. 또한, 연산기(43)는 스트레인 게이지(29)로부터 변형부(23)의 변형에 따른 출력전압을 수신하고, 수신한 전압과, 입력부(41)로부터 수신한 무게추(21)의 질량값 또는 연산기(43)에 설정된 무게추(21)의 질량값을 기초로 연산처리를 하는 연산처리장치로 구성된다. 표시부(45)는 연산기(43)로부터 연산처리된 데이터를 수신하여 표시한다.
본 발명에 따른 로드셀을 이용한 경사측정장치의 작용을 상세하게 설명한다.
도 3은 도 2의 발명의 일 실시예에 따른 경사측정방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 사용자는 경사측정장치가 설치된 장소의 경사각을 측정하기 위하여 기준플레이트 상에 소정 질량의 무게추(21)를 올려 놓는다. 이 때, 무게추(21)의 질량값은 상술한 바와 같이, 경사각 측정을 위한 기준값으로서 사용자가 알고 있는 질량값이어야 한다.
로드셀(25)의 변형부(23)는 기준플레이트(27) 상에 놓인 무게추(21)에 의해 소정의 변형을 일으킨다. 변형부(23)에 부착된 스트레인 게이지(29)는 변형부(23)의 변형에 따라 소정의 저항변화를 발생시킨다. 스트레인 게이지(29)에 의해 발생된 저항변화는 브릿지회로에서 전압으로 변환되어 연산회로부(40)의 연산기(43)로송신된다.
사용자는 입력부(21)를 통하여 기준플레이트(27) 상에 올려 놓은 무게추(21)의 질량값을 입력부(41)에 입력한다(S100). 입력부(41)는 사용자에 의해 입력된 무게추(21)의 질량값을 연산기(43)로 송신한다.
연산기(43)는 스트레인 게이지(29)로부터 스트레인 게이지(29)가 발생시키는 저항변화에 비례하는 전압값을 수신한다. 연산기(43)는 수신한 전압값을 연산처리하여 무게추(21)의 기준플레이트(27) 판면에 대한 수직방향 하중을 산출한다(S102). 이것은 종래의 전자저울이 플레이트 상에 놓여진 물체의 하중을 측정하는 방법과 동일하다.
경사측정장치가 설치된 장소의 경사각을 측정하기 위하여 연산기(43)는 산출된 무게추(21)의 기준플레이트(27) 판면에 대한 수직방향 하중과, 입력부(41)를 통해 수신한 무게추(21)의 질량값을 연산처리한다. 연산기(43)에 의해 연산처리되는 식은 다음과 같다.
여기서, Wθ는 상기 로드셀에 의하여 측정된 상기 무게추의 상기 기준플레이트 판면에 대한 수직방향 하중이고, M은 상기 무게추의 질량값이다. 또한, g는 중력가속도이고, θ는 경사각도이다. 여기서, g 의 값은 연산기(43)에 미리 설정되는 것이 바람직하다.
연산기(43)는 상기의 식에 의해 경사각을 산출한다(S104). 경사각이 산출되면, 연산기(43)는 산출된 경사각이 허용범위 이내인가를 판단한다(S106). 이것은 사용자가 무게추(21)의 질량값을 잘못 알고 있거나, 입력부(41)를 통해 잘못 입력한 경우의 경사각 착오산출을 방지하기 위한 것이다. 즉, 입력된 무게추(21)의 질량값과 측정된 무게추(21)의 기준플레이트 판면에 대한 수직하중의 차이가 허용범위를 벗어난 경우에 있어서, 먼저 사용자의 착오에 의한 오차를 방지하기 위한 것이다.
허용범위는 입력부(41)를 통해 미리 설정된 값으로서, 예를 들면 45°이내를 허용범위로 설정할 수 있다. 그러나, 인큐베이터가 설치되기 위한 장소이거나 다른 제반사정을 고려하여 임의로 설정할 수도 있다.
연산기(43)에 의해 산출된 경사각이 허용범위를 벗어나면, 연산기(43)는 무게추(21)의 질량값 입력이 잘못 입력되었다고 판단한다. 이 경우, 연산기(43)는 표시부(45)를 통해 사용자에게 무게추(21)의 질량값을 수정할 것을 명령한다(S103). 연산기(43)에 의한 무게추(21)의 질량값 수정명령은 표시부(45)로 송신되고, 표시부(45)에 표시됨에 따라 사용자가 인식할 수 있게 된다.
사용자는 표시부(45)에 표시된 수정명령에 의하여 정확한 무게추(21)의 질량값을 입력부(41)에 입력하거나, 다른 무게추(21)에 의한 경사측정을 재시도 할 수 있게 된다. 여기서, 연산기(43)는 표시부(45)를 통해 무게추(21)의 질량값 수정명령을 표시시키는 것으로 구현하였지만, 이에 한하지 않고 경고알람을 발생시키거나 램프를 점멸시키는 방법으로 구현될 수도 있다.
연산기(43)는 산출된 경사각이 허용범위 이내라고 판단하면(S106), 산출된 경사각을 표시부(45)로 송신한다. 표시부(45)는 수신한 경사각을 표시한다(S108). 이로써, 로드셀을 이용한 경사측정장치에 의한 경사측정방법은 종료된다. 이로써, 사용자는 일정한 경사진 장소에서 무게추를 반복시켜 측정할 수 있으므로 보다 정확한 경사각을 측정할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 경사측정장치의 실시예에서는 무게추(21)의 교환을 가능하게 하고, 사용자가 무게추(21)의 질량값을 변경하여 입력할 수 있도록 함으로써 경사각을 반복 측정할 수 있는 구성을 취하였지만, 이에 한하지 않고 제조과정에서 무게추(21)를 기준플레이트(27) 상에 고정시키고 연산기(43)에 무게추(21)의 질량값을 설정시키는 구성을 취할 수도 있다. 이 경우, 입력부(41)는 생략될 수 있다. 또한, 제조과정에서 무게추(21)가 기준플레이트(27) 상에 고정되고, 연산기(43)에 무게추(21)의 질량값이 설정됨에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 경사측정방법에서의 입력부(41)를 통하여 무게추(21)의 질량값을 입력하는 과정(S100)과, 산출된 경사각이 허용범위 이내인지를 판단하는 과정(S106), 및 경사각이 허용범위를 벗어난 경우에 무게추(21)의 질량값 수정명령을 송신하는 과정(S103)도 생략되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 경사보상 전자저울을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 경사보상 전자저울이 경사면에 놓인 상태를 나타내 보인 도면이다.도 4 및 도 5에서, 도 2와 동일한 부재에 대하여는 동일 부재번호를 부여하였다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 경사보상 전자저울은 기준플레이트(27), 제1로드셀(25), 상부플레이트(37), 제2로드셀(35), 및 연산회로부(50)를 구비한다. 제1로드셀(25) 및 기준플레이트(27)는 경사보상 전자저울이 설치된 장소의 경사각을 측정하는데 이용되고, 제2로드셀(35) 및 상부플레이트(37)는 피계량물체(39)의 하중을 측정하는데 이용된다. 연산회로부(50)는 제1로드셀(25) 및 기준플레이트(27)에 의하여 측정된 경사각을 기초로 제2로드셀(35) 및 상부플레이트(37)에 의해 측정된 피계량물체(39)의 하중을 보상한다.
제1로드셀(25) 및 제2로드셀(35) 각각의 구성은 상술한 바와 동일하므로 그 설명을 생략한다. 다만, 제1로드셀(25) 및 제2로드셀(35)은 동일한 경사장소에 각각 설치하는 번거로움을 피하기 위하여 동일 베이스(30) 상에 베이스(30)에 수직한 방향에 대해 서로 평행하도록 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 경사측정을 위한 제1로드셀(25), 기준플레이트(27), 및 기준플레이트(27) 상에 놓여지는 무게추 등이 물체의 하중을 측정하는데 방해가 되지 않도록 설치되어야 한다. 본 발명의 실시예에서는 제1로드셀(25) 및 제2로드셀(35)의 크기를 동일하게 하는 대신에, 제2로드셀(35)과 베이스(30) 사이에 끼움부재(31)를 설치함으로써, 무게추(21), 제1로드셀(25), 및 기준플레이트(27)와, 제2로드셀(35) 및 상부플레이트(37)가 서로 접촉되지 않도록 구현하였다. 그러나, 이에 한하지 않고, 제1로드셀(25) 및 기준플레이트(27)를 소형으로 제작함으로써, 제2로드셀(35) 및 상부플레이트(37)와의 접촉을 피하도록 구현할 수도 있다. 또 다른 예로는, 상부플레이트(37)에 의해 투영되는 베이스(30)의 영역을 벗어나는 위치에 제1로드셀(25)을 설치할 수도 있다.
연산회로부(50)는 제1로드셀(25) 및 제2로드셀(35) 각각의 변형부(23,33)에 부착된 스트레인 게이지(도시하지 않음)와 접속되어 있다. 또한, 연산회로부(50)는 입력부(51), 연산기(53), 및 표시부(55)를 구비한다. 입력부(51), 연산기(53), 및 표시부(55)의 구성은 도 2와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
다음에, 본 발명에 따르는 경사보상 전자저울의 작용을 상세하게 설명한다.
도 6은 도 4의 경사보상 전자저울의 경사보상방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4 및 도 6을 참조하면, 사용자는 기준플레이트(27) 상에 소정 질량의 무게추(21)를 올려 놓고, 상부플레이트(37) 상에는 하중을 측정하기 위한 피계량물체(39)를 올려 놓는다. 이 때, 무게추(21)의 질량값은 상술한 바와 같이, 경사각 측정을 위한 기준값으로서 사용자가 알고 있는 질량값이어야 한다.
제1로드셀(25) 및 제2로드셀(25)의 변형부(23,33)는 기준플레이트(27) 상에 놓인 무게추(21) 및 상부플레이트(37) 상에 놓인 피계량물체(39)에 의해 소정의 변형을 일으킨다. 변형부(23,33)에 각각 부착된 스트레인 게이지(도시하지 않음)는 변형부(23,33)의 변형에 따라 소정의 저항변화를 발생시킨다. 스트레인 게이지에 의해 발생된 저항변화는 브릿지회로에 의해 전압으로 변환되어 연산회로부(50)의 연산기(53)로 송신된다.
사용자는 입력부(21)를 통하여 기준플레이트(27) 상에 올려 놓은 무게추(21)의 질량값을 입력부(51)에 입력한다(S200). 입력부(51)는 사용자에 의해 입력된 무게추(21)의 질량값을 연산기(53)로 송신한다.
연산기(53)는 제1로드셀(25) 및 제2로드셀(35) 각각의 스트레인 게이지가 발생시키는 저항변화에 기인한 전압값을 수신한다. 연산기(53)는 제1로드셀(25)로부터 수신한 전압값을 연산처리하여 무게추(21)의 기준플레이트(27) 판면에 대한 수직방향 하중을 산출한다(S202).
연산기(53)는 산출된 무게추(21)의 기준플레이트(27) 판면에 대한 수직방향 하중과, 입력부(51)를 통해 수신한 무게추(21)의 질량값으로부터 경사각을 산출한다. 연산기(53)에 의해 연산처리되는 식은 다음과 같다.
여기서, Sθ는 제1로드셀(25)에 의하여 측정된 무게추(21)의 기준플레이트(27) 판면에 대한 수직방향 하중이고, M은 사용자에 의해 입력된 무게추(21)의 질량값이다. 또는, 상술한 바와 같이 제조과정에서 무게추(21)가 기준플레이트(27) 상에 고정설치되고, 연산기(53)에 무게추(21)의 질량값이 설정된 경우에는, 그 설정된 무게추(21)의 질량값이다. g는 중력가속도이고, θ는 경사각도이다. 연산기(53)는 상기의 식에 의해 경사각을 산출한다(S204).
경사각이 산출되면, 연산기(53)는 산출된 경사각이 허용범위 이내인가를 판단한다(S206). 허용범위는 상술한 바와 같이, 미리 설정된 값이다.
연산기(53)에 의해 산출된 경사각이 허용범위를 벗어나면, 연산기(53)는 무게추(21)의 질량값 입력이 잘못 입력되었다고 판단한다. 이 경우, 연산기(53)는 표시부는 사용자에게 무게추(21)의 질량값을 수정할 것을 명령한다(S203).
연산기(53)는 산출된 경사각이 허용범위 이내라고 판단하면(S106), 피계량물체(39)의 상부플레이트(37) 판면에 대한 수직방향 하중을 산출한다(S208). 피계량물체(39)의 상부플레이트(37) 판면에 대한 수직방향 하중은 제2로드셀(35)에 부착된 스트레인 게이지로 부터 수신한 저항값을 연산처리함으로써 산출된다. 연산기(53)는 산출된 피계량물체(39)의 상부플레이트(37) 판면에 대한 수직방향 하중과, 산출된 경사각의 코사인값을 다시 연산처리하여 피계량물체(39)의 경사에 의한 오차를 보상한다(S210). 연산기(53)가 경사에 의한 오차를 보상하기 위하여 연산처리하는 식은 다음과 같다.
여기서, Sθ는 상기 제1로드셀에 의하여 측정된 상기 무게추의 상기 기준플레이트 판면에 대한 수직방향 하중, M은 상기 무게추의 질량, g는 중력가속도, θ는 경사각도이다. 그리고, Wθ는 상기 제2로드셀에 의하여 측정된 상기 피계량물체의 상기상부플레이트 판면에 대한 수직방향 하중이고, W는 상기 피계량물체의 중력방향에 대한 하중이다.
상기의 연산처리식에 의하여 연산기(53)는 피계량물체(39)의 경사에 의한 오차를 보정하여 피계량물체(39)의 중력방향 하중을 산출한다. 연산기(53)에 의하여 산출된 피계량물체(39)의 중력방향 하중은 표시부(55)로 송신된다.
표시부(55)표시부(55)피계량물체(39)의 중력방향 하중을 표시한다(S212). 이로써, 경사보상 전자저울에 의한 경사측정방법은 종료된다.
여기서, 본 발명에 따른 전자저울의 실시예는 사용자가 기준플레이트(27) 상에 무게추(21)를 올려 놓고 입력부(51)를 통하여 무게추(21)의 질량값을 입력하는 구성을 취하였지만, 이에 한하지 않고 제조과정에서 미리 무게추(21)를 기준플레이트(27) 상에 고정시키고, 연산기(53)에 무게추(21)의 질량값을 설정시키는 구성을 취할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 경사측정장치는 사용자에 의한 착오입력을 방지하고, 일정 장소에서 무게추를 교환하면서 반복측정이 가능하므로 정확한 경사각을 측정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 경사보상 전자저울은 그 구성이 간단하고, 경사측정장치의 경사에 의한 물체의 하중을 정확하게 보정시킬 수 있게 된다.

Claims (8)

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  5. 중력방향에 수직인 면과 하중측정용 로드셀이 설치된 베이스가 이루는 경사각을 측정하는 경사측정수단을 통해 측정된 하중오차를 보상하는 경사보상용 로드셀식 전자저울에 있어서,
    상기 경사측정수단은 상기 베이스에 설치되는 경사측정용 로드셀을 구비하고,
    상기 경사측정용 로드셀에 의해 상기 베이스와 평행하게 지지된 기준플레이트 상에 놓여진 무게추에 대해 인지된 질량값 및 상기 경사측정용 로드셀로부터 출력된 상기 기준플레이트에 대한 상기 무게추의 수직하중신호를 기초로 경사각을 산출하고, 산출된 상기 경사각을 기초로 상기 하중측정용 로드셀에 의해 측정된 피계량물체의 하중을 보상처리하는 연산기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사보상용 로드셀식 전자저울.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 연산기는 다음과 같은 식에 의해 상기 피계량물체의 중력방향에 대한 하중을 보상하는 것을 특징으로 하는 경사보상용 로드셀식 전자저울:
    (여기서, Sθ는 상기 경사측정용 로드셀에 의하여 측정된 상기 무게추의 상기 기준플레이트 판면에 대한 수직방향 하중,
    M은 상기 무게추에 대해 인지된 질량값,
    g는 중력가속도,
    θ는 중력방향과 수직인 면에 대하여 베이스가 이루는 경사각,
    Wθ는 상기 하중측정용 로드셀에 의하여 측정된 상기 피계량물체의 상기 상부플레이트 판면에 대한 수직방향 하중, 그리고
    W는 상기 피계량물체의 중력방향에 대한 하중이다.)
  7. 하중측정용 로드셀이 설치된 베이스가 중력방향과 수직인 면에 대하여 이루는 경사각에 의하여 발생된 측정 하중오차를 보상하는 로드셀식 전자저울의 경사보상방법에 있어서,
    베이스에 경사측정용 로드셀을 설치하고, 상기 베이스에 평행하도록 상기 경사측정용 로드셀에 지지된 기준플레이트 상에 설치된 무게추의 상기 기준플레이트에 대한 수직방향 하중을 측정하는 단계;
    측정된 상기 무게추의 상기 기준플레이트에 대한 수직방향 하중과, 인지된 상기 무게추의 질량값을 기초로 중력방향과 수직인 면에 대하여 상기 베이스가 이루는 경사각을 산출하는 단계; 및
    상기 하중측정용 로드셀에 의해 측정된 피계량물체의 상부플레이트에 대한 수직방향 하중과, 산출된 상기 경사각을 기초로 보정된 상기 피계량물체의 하중을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀식 전자저울의 경사보상용 하중 측정방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    보정된 상기 피계량물체의 하중을 산출하는 단계는 다음과 같은 식에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 로드셀식 전자저울의 경사보상용 하중 측정방법:
    (여기서, Sθ는 상기 경사측정용 로드셀에 의하여 측정된 상기 무게추의 상기 기준플레이트 판면에 대한 수직방향 하중,
    M은 상기 무게추에 대해 인지된 질량값,
    g는 중력가속도,
    θ는 중력방향과 수직인 면에 대하여 베이스가 이루는 경사각,
    Wθ는 상기 하중측정용 로드셀에 의하여 측정된 상기 피계량물체의 상기 상부플레이트 판면에 대한 수직방향 하중, 그리고
    W는 상기 피계량물체의 중력방향에 대한 하중이다.)
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