KR910001147B1 - 계량장치 - Google Patents

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KR910001147B1
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마사미 야마나까
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야마도 세이고오 가부시기가이샤
가와니시 다쓰야
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    • G—PHYSICS
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Abstract

내용 없음.

Description

계량장치
제1도는 본 발명의 계량장치의 피로구성을 나타내는 블록도.
제2도 및 제3도는 계량장치의 계량부의 진동상태를 나타내는 그래프.
제4도는 종래의 계량장치의 회로구성을 나타내는 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 계량부 2 : 피계량물
4 : 적분기 5 : 제산기
6 : 중량데이터생성부 8 : 계산부
9 : 지연회로
본 발명은 계량장치, 특히 피계량물이 재치된 계량부로부터 발생되는 중량신호가 처음에는 진동적으로 변하며, 이 진동주기가 계량부위의 하중과 기능적으로 관련이 있는 장치에 관한 것이다.
일본특공소 55-1578호 공보에는 탁상용디지탈계량기나 상업용저울로서 사용되는 계량장치가 개시되어 있다.
제4도에 표시된 바와같이 이 장치에서는, 전기저항선식 로드셀(load cell) 또는 힘평형식센서 등과 같은 중량센서를 구비한 계량부(1)에서 피계량물(2)의 중량을 아날로그 전기신호로서 검출되어 증폭기(3)에 의해 증폭된 후, 시간적 분형 A/D 변환기(21)에서 디지털처리 표시기(22)에 의해 중량값으로서 표시되는 디지털신호로 변환된다.
시간적분형 A/D 변환기(21)는 증폭기(3)로부터의 아날로그 전기 신호를 일정시간폭(T)에 걸쳐서 적분하고, 그 적분 결과를 그 적분에 소요된 시간폭(T)으로 제산하여 디지털값으로 변환하도록 되어있다.
계량부(1)는 통상 스프링등과 같은 탄성진동계(vibration ststem)로 구성되어 있어, 그 위에 피계량물이 재치되면 처음에 중량신호가 진동하는데 이 진동주기는 계량부(1)위의 피계량물(2)의 중량에 따라 변화한다. 그러므로, 진동주기에 대한 적분시간의 비율은 피계량물(2)의 중량에 따라 변화하여, 이 결과 측정오차가 발생하게 된다. 특히, 계량부(1)의 진동을 정현파라고 가정하면, 증폭기(3)로부터의 아날로그 전기신호(e)출력은 다음과 같다.
Figure kpo00001
여기서, 제2도에 표시된 바와같이 ω는 피계량물(2)의 중량이고, a는 진동의 진폭이며, γ는 진동주기이다. 그리고, 시간적분형 A/D 변환기(21)로부터 적분되어서 평균된 신호는 아래와 같은 오차(E)를 포함한다.
Figure kpo00002
또한 제2도로부터의 알 수 있듯이 이 값은, 적분이 to에서 개시될 때, 진동주기(γ) 또는 t1, t2, t3등의 시점에서의 그 진동주기(γ)의 정수배와 동일한 T값에 대해서는 0이고, 그외의 T값에 대해서는 0이 아니다.
적분시간(T)이 종래장치에서와 같이 고정되면, 오차(E)가 0으로 되는 경우가 거의 없다.
따라서, 종래장치에서는, 제3도에 A로 표시된 진동구간을 피하여, B로 표시된 바와 같이 진동이 거의 감쇠된 시점 이후에서 적분을 수행할 필요가 있으므로, 중량측정에 장시간을 요하는 단점이 있었다. 따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 시간적 분형 A/D 변환기의 출력에서의 잔류오차(E) 문제를 해결하고자 하는 것이다.
본 발명에 의하면, A/D 변환기는, 계량부의 고유진동주기 또는 그 고유 진동주기의 정수배와 동일한 시간폭을 계산하기 위하여 피계량물의 현재 중량에 반응하는 장치와, 계산된 시간폭과 동일한 적분시간폭으로 계량부로 부터의 중량신호를 적분하기 위한 장치로 구성되어 있다. 따라서, 상기한 오차(E)는 진동구간(A)(제3도 참조)일지라도 항상 0이므로, 최소시간 내에 정확한 측정치를 얻을 수 있다. 이하, 제11도를 참조하면서 본 발명에 의한 계량장치의 한가지 실시예에 대하여 설명한다.
제1도에서, 계량부(1)와 증폭기(3)는 제4도에 표시된 종래장치의 계량부 및 증폭기와 동일하다. 계량부(1)의 진동계로서는 중량이 Mx인 피계량물이 적재된 중량 m인 계량대(weighing cradle)를 받치고 있는 스프링 상수가 k인 기계식 스프링이 고려될 수 있는데, 그 진동주기는 다음과 같다.
Figure kpo00003
여기서, g는 중력가속도이다.
증폭기(3)의 출력은, 기설정된 시간폭(T)동안 아날로그 입력신호(e)를 적분하도록 되어 있는 적분기(4)에 공급된다.
본 발명에서, T값은 현재 중량측정(Mx)에 기초하여 상기한 식에 의해 계산된 γ값 또는 그 γ값의 정수배와 동일하게 설정된다. 적분결과는 제산기(5)에 공급되어 아래에 설명된 바와같이 계산되는 T에 의해 제산된다.
제산기(5)의 평균출력은, 중량데이터생성부(6)로 공급되어 자중(自重)보상 및 기타의 적절한 처리가 수행되어 Mx값을 산출한 후, 표시기(7)에 의해 표시된다. 계산부(8)는 중량데이터생성부(6)의 출력(Mx)에 기초하여 적분시간폭(T)을 계산하도록 되어 있다.
상기한 바와같이, T값은 nγ(n=1,2, ...)와 동일하다. 계산된 T값은 지연회로(9)에 의해서 적절히 지연되어, 적분기(4)와 제산기(5)에 공급된다.
계측시의 초기에 계량부(1)에 피계량물이 재치되지 않았을때는, 계산부(8)는 Mx=0, 즉 T0=2nπ m/k·g인 상기한 식으로 T값을 계산한다.
먼저 중량 M1인 피계량물이 계량부(1)에 재치되면, 이 To값은 구성부(4) (5)에서의 평균화처리에 사용되므로 1회째의 계측에 있어서 Mx값의 불일치에 기인한 오차가 발생한다.
그러나, 중량인 피계량물에 대해 2회째의 계측이 실시될 때, T1=2nπ (m＋Ml)/k·g와 동일한 T값으로 평균이 계산되므로 M1값과 M2값에 극단적으로 차가 없으면 발생가능한 오차가 최소로 된다. 마찬가지로, 이후의 각 계측은 전술한 계측의 피계량물 중량을 사용하여 상기한 식에 의해 계산된 T값으로 수행된다.

Claims (2)

  1. 피계량물(2)의 중량에 의해 변화하는 고유진동주기를 보유하며, 그 중량을 나타내는 전기진동신호를 발생하는 계량부(1)와, 상기한 전기신호를 소정시간 폭으로 적분하는 적분기(4)와, 상기한 적분결과를 상기 한 소정시간에 기초하여 처리해서 중량측정기를 생성하는 제산기(5) 및 중량데이터생성부(6)로 구성되어 일련의 피계량물을 축차계량하는 계량장치에 있어서, 전기한 장치는 상기한 피계량물 하나의 중량에 대응하는 상기한 고유진동주기 또는 그 정수배와 동일한 시간을 계산하는 계산부(8)와, 상기한 계산된 시간을 상기한 제산기(5) 및 중량데이터생성부(6)에 인가하여 이것이 다음의 피계량물의 중량측정치 연산에 사용되도록 하는 지연회로(9)가 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 계량장치.
  2. 피계량물의 중량에 의해 변화하는 진동주기를 보유하는 중량표시 진동신호를 생성하는 계량부에 의해 일련의 피계량물을 축차계량하는 계량방법에 있어서, 이전의 계량에서 얻은 중량치에 대응하는 상기한 진동주기 또는 그 정수배와 동일한 시간을 계산하고, 다음의 계량에서 상기한 중량표시진동신호를 상기한 계산된 시간폭으로 적분하여 그 적분결과를 상기한 시간으로 평균하는 것을 특징으로 하는 계량방법.
KR1019870003394A 1986-05-07 1987-04-09 계량장치 KR910001147B1 (ko)

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