KR200482224Y1 - 중량 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 중량 측정 장치에 관한 것으로, 본 고안에 따른 중량 측정 장치는 중앙에 로드셀을 한 개만 사용하고 로드셀 자체적으로 미리 하중 작용 위치에 대한 오차 보정 작업을 보정회로들을 통해 수행함으로써, 무거운 하중의 피계량물체를 옮겨다니면서 로드셀의 출력 값을 측정하여 조정하는 시간과 비용을 줄일 수 있다.

Description

중량 측정 장치{Measurement device of weight}

본 고안은 중량 측정 장치에 관한 것이다.

중량 측정장치는 피 계량물체의 중량을 측정하는 저울(scale)에 사용되는 것이다. 즉, 중량을 측정하는 저울은, 자동차, 동물 등의 각종 피계량물체를 올릴 수 있는 상판 하면의 4곳 내지 8곳의 각각을 지지하며 하중이 가해질 때 그 가해지는 하중에 비례하는 전기신호를 발생시키는 중량 측정장치와, 상기 중량 측정 장치로부터 발생한 전기신호를 이용하여 피계량물체의 무게를 산출하여 표시하는 표시장치로 이루어 있다.

일반적으로 피계량물체의 외형이 큰 경우 이에 상응하는 넓은 형태의 저울을 사용하며, 이러한 형태의 저울을 플랫폼(Plateform) 저울이라고 한다. 이 경우 로드셀을 2개 이상을 사용하고 일반적으로 4 귀퉁이에 설치한다. 이렇게 제작된 저울은 피계량물체의 위치에 따라 무게 오차가 발생하게 되며, 이를 보정하기 위하여 정션박스 또는 결선함에서 조정을 하는 작업을 수행한다. 이 경우 무거운 하중의 피계량물체를 옮겨다니면서 값을 측정하여 정션박스의 볼륨저항으로 조정하게 되는데 이는 상당한 시간과 비용을 발생시키는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 중앙 부분에 하나의 로드셀만을 사용하고, 로드셀 자체적으로 미리 하중 작용 위치에 대한 오차 보정 작업을 수행할 수 있는 중량 측정장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 고안의 일 실시 예에 따른 플랫폼 저울의 중량 측정 장치에 있어서, 피계량물체가 올려지는 상기 플랫폼 저울의 상판의 하부에 부착된 로드셀; 상기 로드셀을 중심으로 4 부분에 각각 배치된 제1 내지 제4 보정 회로들; 및 상기 로드셀과 접속되고, 상기 제1 내지 제4 보정 회로들의 제1 내지 제4 출력 단자로부터 출력된 신호들과 상기 제1 내지 제4 보정 회로들 각각에 접속된 제1 내지 제4 볼륨 저항들을 이용하여 상기 접속된 로드셀의 피계량물체의 하중의 위치에 따른 오차를 보정하는 정션박스를 포함한다.

상기 제1 내지 제4 보정 회로들 각각은, 제1 내지 제4 저항들로 구성된 풀브릿지 회로일 수 있다.

상기 제1 내지 제4 보정 회로들은, 상기 로드셀의 내부에 구성될 수 있다.

상기 정션박스는, 상기 제1 내지 제4 출력 단자로부터 출력된 신호들을 외부로 출력하고, 상기 제1 내지 제4 볼륨 저항들을 조절할 수 있는 제어 신호를 수신할 수 있는 입출력 인터페이스를 포함할 수 있다.

상기 상판 하부의 중심 영역에 하나의 로드셀이 접속되고, 상기 로드셀을 중심으로 상기 로드셀 내부의 4개의 위치에 상기 제1 내지 제4 보정 회로들이 배치될 수 있다.

본 고안에 따른 중량 측정 장치는 중앙에 로드셀을 한 개만 사용하고 로드셀 자체적으로 미리 하중 작용 위치에 대한 오차 보정 작업을 보정회로들을 통해 수행함으로써, 무거운 하중의 피계량물체를 옮겨다니면서 로드셀의 출력 값을 측정하여 조정하는 시간과 비용을 줄일 수 있다.

도 1a 및 1b는 종래 기술에 따른 중량 측정 장치의 개략도이다.
도 2a 및 2b는 본 고안의 일 실시 예에 따른 중량 측정 장치(100)의 개략도이다.
도 3은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제4 보정회로들(51 내지 54)과, 정션박스(50)를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 보정회로(51)와 정션박스(50)의 결합 관계를 설명하기 위한 회로도이다.

본 고안은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 고안의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1a 및 1b는 종래 기술에 따른 중량 측정 장치(10)의 개략도이다.

도 1a에는 중량 측정 장치(10)와 표시부(20)가 도시되어 있고, 도 1b에는 중량 측정 장치(10)의 단면도가 도시되어 있다.

도 1a 및 1b를 참조하면, 중량 측정 장치(10)는 네 모서리 부분에 로드셀 1 내지 4(1 내지 4)가 배치되고, 각각의 로드셀(1 내지 4)은 중앙의 정션박스(5)에 접속되어, 외부의 표시부(20)와 연결된다. 이렇게 제작된 저울은 피계량물체의 위치에 따라 무게 오차가 발생하게 되며, 정션박스(5)는 이를 보정하기 위하여 내부의 볼륨 저항(미도시)을 이용하여 오차를 조정한다. 이 경우 피계량물체의 정확한 무게를 측정하기 위해서는 각각의 로드셀의 출력값이 같아야만 하기 때문에, 로드셀(1 내지 4)의 출력 값을 조정하는 작업이 반드시 선행되어야만 한다.

네 모서리에 배열된 로드셀(1 내지 4)은 동일한 용량, 모델이라 하여도 출력 값이 서로 상이하고, 로드셀이 위치한 장소에 따라 동일한 출력 값을 나타내지 않는다. 따라서, 중앙의 위치한 정션박스(5)에서, 볼륨저항 또는 가변저항을 조정하여 오차를 보정한다.

종래의 중량 측정 장치(10)는 로드셀(1 내지 4)의 오차를 보정하기 위해, 피계량물체의 위치를 옮겨다니면서, 출력 값을 측정하므로, 위치 오차를 보정하는 데 상당한 시간과 비용이 발생하였다.

도 2a 및 2b는 본 고안의 일 실시 예에 따른 중량 측정 장치(100)의 개략도이다.

도 2a에는 중량 측정 장치(100)와 표시부(200)가 도시되어 있고, 도 2b에는 중량 측정 장치(100)의 단면도가 도시되어 있다.

도 2a 및 2b를 참조하면, 피계량물체가 올려지는 상판(120)의 하부에 로드셀(110)이 배치되고, 로드셀 (110)의 내부에 보정회로들(51 내지 54)이 배치된다. 정션박스(50)는 보정회로들(51 내지 54)과 접속된다.

로드셀(110)은 변형에 따라 전기적인 저항 값이 변화하는 스트레인게이지를 이용하여 탄성체에 가해진 힘(하중)을 전기적인 신호로 변환하는 하중센서이다. 로드셀은 형상에 따라, Bending, Shear, Colume Diaphram, Pancake 등의 형태를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 원형의 상판 하부의 하나의 로드셀을 중심으로 4개가 배열되는 것으로 설명하였지만, 그 형태와 보정회로들의 개수에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다.

본 고안의 실시 예에 따른 중량 측정 장치(100)는 피계량물체의 위치에 따른 오차를 보정하기 위해, 제1 내지 제4 보정회로들(51 내지 54)로부터 출력된 출력값을 정션박스(50)의 내부 볼륨 저항을 조절하여 위치 오차를 보정한다. 따라서, 도 1에 도시된 것처럼, 피계량물체를 옮겨다니면서 로드셀의 위치에 따른 오차를 보정할 필요가 없이, 제1 내지 제4 보정 회로(51 내지 54)의 출력 값과 정션박스(50)의 내부 볼륨 저항을 이용하여 오차를 보정할 수 있다. 여기서, 로드셀(110)의 내부에 4개의 보정 회로들(51 내지 54)을 배치하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

도 3은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 제1 내지 제4 보정회로들(51 내지 54)과, 정션박스(50)를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3을 참조하면, 제1 보정 회로(51) 내지 제4 보정 회로(54) 각각은, 제1 내지 제4 저항(R1 내지 R4)이 풀 브릿지 형태로 구성되며, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 사이에 포지티브 출력 단자(Output +)와, 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4) 사이에 네거티브 출력 단자(Output -)를 구비한다. 또한, 제2 저항(R2)와 제3 저항(R3) 사이에 포지티브 여기 단자(Excitation +), 제4 저항(R4)과 제1 저항(R1) 사이에 네거티브 여기 단자(Excitation -)를 구비한다.

정션박스(50)는 제1 내지 제4 보정회로(51 내지 54) 각각과 접속된 제1 내지 제4 볼륨 저항(미도시)을 포함한다. 여기서, 볼륨 저항의 최대변화량은 중량 측정 장치(100)의 용도, 내지는 피 계체물량의 일반적인 무게에 따라 임의로 결정될 수 있다. 정션박스(50)의 제1 내지 제4 보정회로들(51 내지 54)의 제1 내지 제4 출력 단자로부터 출력된 신호들을 외부(도 2에 도시된 표시부(200))로 출력하고, 제1 내지 제4 볼륨 저항들을 조절할 수 있는 제어 신호를 수신할 수 있는 입출력 인터페이스를 포함한다. 여기서, 정션박스(50)의 볼륨 저항값들은 도 2에 도시된 표시부(200)에 구비된 인터페이스(미도시)를 통해 조절될 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 제1 보정회로(51)와 정션박스(50)의 결합 관계를 설명하기 위한 회로도이다.

도 4를 참조하면, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 사이에 포지티브 출력 단자(Output +)와, 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4) 사이에 네거티브 출력 단자(Output -)는 정션박스(50)에 접속되고, 제2 저항(R2)와 제3 저항(R3) 사이에 포지티브 여기 단자(Excitation +), 제4 저항(R4)과 제1 저항(R1) 사이에 네거티브 여기 단자(Excitation -)는 정션박스(50)의 출력 단자와 접속된다.

로드셀(110)의 출력을 맞추기 위해, 예를 들면, 정션박스(50)의 출력 단자를 통해 10V의 동일한 전압을 인가하면, 제1 보정 회로(51)로부터 출력된 출력 값을 3.0002mV/V, 제2 보정 회로(52)로부터 출력된 출력 값은 3.013mV/V, 제3 보정 회로(53)로부터 출력된 출력 값은 2.996mV/V, 제4 보정 회로(54)로부터 출력된 출력 값은 2.985mV/V인 경우, 가장 작은 출력값인 제4 보정 회로(54)의 출력 값인 2.985에 맞춰서 제1 내지 제3 보정회로의 입력 전압 값을 조정하고, 조정된 전압 값이 나오도록 제1 내지 제3 보정회로와 접속된 볼륨 저항들의 값을 조정한다. 이러한 방법으로 하나의 로드셀을 사용하여, 로드셀을 중심으로 4개의 위치에 배치된 보정회로들로의 입력 값들을 조정함으로써 중량 측정 장치(100)의 위치에 따른 오차를 보정할 수 있다. 여기서, 가장 작은 출력값을 기준으로 볼륨 저항들의 값을 조정하는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 중간 출력값을 기준으로 볼륨 저항값들을 조정하거나, 평균 출력 값을 기준으로 볼륨 저항값들을 조정할 수도 있다.

본 고안에서 인용하는 공개 문헌, 실용신안 출원, 실용신안 등을 포함하는 모든 문헌들은 각 인용 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 병합하여 나타내는 것 또는 본 고안에서 전체적으로 병합하여 나타낸 것과 동일하게 본 고안에 병합될 수 있다.

본 고안의 이해를 위하여, 도면에 도시된 바람직한 실시 예들에서 참조 부호를 기재하였으며, 본 고안의 실시 예들을 설명하기 위하여 특정 용어들을 사용하였으나, 특정 용어에 의해 본 고안이 한정되는 것은 아니며, 본 고안은 당업자에 있어서 통상적으로 생각할 수 있는 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다.

본 고안의 명세서(특히 실용신안등록청구범위)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 고안에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 고안을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 고안의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 본 고안에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 고안을 상세히 설명하기 위한 것으로서 실용신안등록청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 고안의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 실용신안청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

51 내지 54: 제1 내지 제4 보정회로
100: 중량 측정 장치
110: 로드셀
50: 정션박스

Claims (5)

1. 플랫폼 저울의 중량 측정 장치에 있어서,
   피계량물체가 올려지는 상기 플랫폼 저울의 상판의 하부에 부착된 로드셀;
   상기 로드셀을 중심으로 4 부분에 각각 배치된 제1 내지 제4 보정 회로들; 및
   상기 로드셀과 접속되고, 상기 제1 내지 제4 보정 회로들의 제1 내지 제4 출력 단자로부터 출력된 신호들과 상기 제1 내지 제4 보정 회로들 각각에 접속된 제1 내지 제4 볼륨 저항들을 이용하여 상기 접속된 로드셀의 피계량물체의 하중의 위치에 따른 오차를 보정하는 정션박스를 포함하고,
   상기 정션박스는,
   상기 제1 내지 제4 출력 단자로부터 출력된 신호들을 외부로 출력하고, 상기 제1 내지 제4 볼륨 저항들을 조절할 수 있는 제어 신호를 수신할 수 있는 입출력 인터페이스를 포함하고,
   상기 상판 하부의 중심 영역에 하나의 로드셀이 접속되고, 상기 로드셀을 중심으로 상기 로드셀 내부의 4개의 위치에 상기 제1 내지 제4 보정 회로들이 배치되는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 내지 제4 보정 회로들 각각은,
   제1 내지 제4 저항들로 구성된 풀브릿지 회로인 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 내지 제4 보정 회로들은,
   상기 로드셀의 내부에 구성된 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
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