KR920004325B1 - 중량 측정장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

중량 측정장치 및 그 제조방법

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 결절 지점에 접속된 회전 매스를 갖는 진동빔의 개략도.

제 2 도는 결절 지점에 접속된 회전 매스를 갖는 진동빔의 개략도.

제 3 도는 결절 지점에 접속된 회전 매스를 갖는 진동빔의 개략도.

제 4 도는 한쌍의 결절 지점에 접속된 한쌍의 회전 매스를 갖는 진동빔의 개략도.

제 5 도는 본 발명의 하나의 실시예의 사시도.

제 6 도는 본 발명의 또다른 실시예의 사시도.

제 7 도는 본 발명의 다른 실시예의 사시도.

제 8 도는 제 7 도에 도시된 실시예로 만들어진 금속 블랭크(blank)의 평면도.

제 9 도는 제 7 도에 도시된 실시예의 회전 매스를 도시한 도면.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 배경]

본 발명은 회전 매스(mass)를 갖는 진동빔을 이용한 중량 측정장치에 관한 것이다.

[발명의 배경]

진동 형태의 중량 감지기는 중량 측정과 연관된 장치에서 양호하게 공지되어 있다. 진동형태의 중량 변환기는 구조가 간단하고 디지탈값 즉, 진동파의 수가 직접 발생되기 때문에 아날로그-디지탈 변환기가 필요없다는 장점이 있다. 진동형 장치에 있어서, 진동빔이 여기되고, 진동빔에 인가된 응력의 양에 따라 특정 주파수로 진동을 한다. 또한 진동 주파수는 또한 빔의 강도에 따라 다르며, 이는 진동빔의 소정길이 및 단면(종횡비)에 대해 비교적 일정한 상태로 유지되어야 한다.

중량 감지기로서 진동빔을 포함한 중량 장치의 기계적 Q는 진동의 각 싸이클에 대해서 빔에 의해 손실된 에너지에 대한 빔에 저장된 에너지의 비율에 비례한다. 낮은 Q를 갖는 시스템은 바람직하지 못하다. 왜냐하면 중량 측정을 위해 사용된 진동의 감쇄가 생겨 훨씬 불안한 공진 주파수 및 불필요한 공진 주파수가 증가되는 경향이 있기 때문이다. 높은 Q를 갖는 시스템은 진동빔의 진동을 유지하며, 진동빔을 여기시키기 위해 작은 소스의 외부 에너지를 사용할 수 있으며, 보다 안정된 공진 주파수를 가진다.

중량 측정장치에서 중량 감지기로서 진동빔이 사용될때, 측정되는 중량으로 인한 응력이 빔의 제 1 단부에 인가되는 한편, 감지기는 빔의 제 2 단부에서 안정되게 위치한다.

감지기로서 단일 진동빔이 사용될때, 진동 에너지는 빔에 장착된 단부에서 손실되어 시스템에서 보다 낮은 Q를 유발시키고 진동을 감쇄시킨다. 단일 진동빔으로는 감지기의 장착 단부에서 중량의 평행이 생기지 않는다. 단일 빔은 진동을 하며, 장착된 단부에서 감지기에 모멘트 인가한다. 감지기의 장착 단부에서 감쇄로 인한 에너지의 손실을 피하기 위해, 이중 단부 동조 포크(double-ended ting fork)를 형성하는 한쌍의 평행 진동빔이 감지기로서 제공될 수 있다. 단일 진동빔의 장착 단부를 회전시키려고 하는 중량에 기인한 에너지 손실(및 Q에서 감소)를 최소화하기 위해 사용된 또다른 방법은, 유연성있는 부재를 사용한 장치의 나머지 부분에 접속되는 큰 관성을 갖는 무거운 매개 매스에 단일 빔의 각 단부를 부착시키는 것을 포함한다. 그러나 이 방법은 인가되는 힘와 장착 단부에서 에너지 손실을 완전히 없앨 수 없을 뿐만 아니라 중량 측정 장치의 비용, 크기 및 복잡성을 증가시킨다.

이중 단부 동조 포크형태의 감지기에서, 한 빔상의 한개의 압전 소자가 동조 포크를 여기시키기 위해 사용되는 한편, 제 2 진동빔상의 제 2 압전 소자는 진동 픽업 소자로서 사용된다. 진동빔은 각각 제 1 및 제 2 단부에서 서로 결합된다. 중량이 측정될 때 한쌍의 진동빔은 2개의 빔에 인가된 응력과, 2개 빔이 길이, 단면 및 강도에 의해 결정된다. 특히 진동빔쌍의 각각이 동일할때, 이들은 동일한 측정주파수에서 진동하지만 그러나 180°의 위상 차이를 두고 진동한다. 그 결과 각 빔의 단부에서, 각 빔으로부터의 진동은 서로 상쇄되어 임의의 모멘트가 감지기의 장착 단부에 인가되는 것을 방지한다. 그래서 감지기의 보다 적은 진동 에너지가 빔의 단부에서 상실되며, 한쌍의 평행한 진동빔을 이용한 중량측정 장치는 단일 진동빔을 갖는 유사한 시스탬보다 높은 Q를 갖는다. 높은 Q를 갖는 감지기를 제조하는 것은 아주 어렵다. 그래서, 한쌍의 평평한 진동빔을 이용한 감지기에 있어서는 각 빔의 공진 주파수에서 차이가 생기는 2개 빔 사이의 부정합이 없도록 하기위해 제조상에 매우 정말한 공차가 요구된다. 특히, 제조자는 2개 빔의 길이, 단면 및 강도가 같아지도록 하여야 하며, 측정되는 중량으로 인한 응력은 2개 빔의 각각의 제 1 단부에 동일하게 인가되어야 한다. 그렇지 않으면, 주파수차는 Q를 감소시키고 궁극적으로 진동회로에서 빔의 쌍안정 동작을 야기시키며 몇몇 경우에서는 진동을 중지시킨다. 정밀한 공차(미크론 이내)필요하기 때문에, 진동빔은 정밀한 절단방법을 사용하여 제조된다. 그 결과 종래 진동형태의 중량 측정장치는 예를들어 성형 또는 프레스 기구를 이용하여 제조될 수 없다.

성형 또는 프레스 기구로 형성된 감지기는 약 150 내지 250 정도의 Q를 얻는다. 그러므로, 보다 높은 값의 Q를 얻으며, 성형 또는 프레스 기구같은 저렴한 비용에 의한 방법으로 넓은 공차내에서 제조될 수 있는 진동빔 또는 빔들을 갖은 중량 감지기가 필요하다.

또한, 미합중국 특허 4,215,570호에 공지된 바와 같은 전형적인 중량 감지기는, 압전 수정으로 형성된 이중 단부 동조형 포크에 대해 기술하고 있다. 여러가지 단점이 이러한 형태의 감지기에서 발생한다. 감지기의 공진 주파수가 온도에 따라 변하는 것을 최소화하기 위해 감지기의 정확한 결정 방향이 요구된다. 상기 감지기는 사진 석판 에칭 또는 다이어몬드 매칭에 의해 제조되며, 제조하는데 비교적 비용이 많이 든다. 또한, 수정 감지기는 아주 정교하여 높은 부하에 견딜 수 없다. 실제로 이들은 단지 몇 킬로그램 정도의 중량을 감지하는데 사용된다. 무거운 중량을 측정할 때 관련된 힘은 파손되기 쉬운 수정 감지기에 직접 적용되지 않는다. 대신에 중량에 비례하는 변형력이 레버 장치에 의해 감지기에 인가된다. 그래서, 상기와 같은 감지기는 여러개의 부가적인 부분을 포함하여야 하며 또한 장치의 제조비용을 증가시킨다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 높은 Q를 갖는 진동형 중량 감지기를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 진동빔의 제조에서 허용되는 공차가 높은 감지기를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 편리하고 값싸게 제조될 수 있는 중량 감지기를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 구조가 간단한 중량 측정장치를 위한 감지기를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 측정되는 중량이 레버장치의 사용이 없이 진동빔의 단부에 직접 인가될 수 있는 중량 감지기를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 측정범위가 넓은 중량 측정장치를 위한 진동빔을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 측정되는 중량으로부터의 응력이 2개의 진동빔의 각각에 동일하게 인가되는 이중 단부 동조 포크형 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적 및 장점은 본 발명의 실시예에 의해 보다 명백해질 것이다. 본 발명의 목적 및 장점은 첨부된 특허 청구의 범위에 지적된 사항과 그 조합에 의해 실현되며 얻어질 수 있다.

본원에 광범위하게 기술되고 예시된 바와 같이, 본 발명의 목적을 달성하게 위해 본 발명에 따라 중량을 측정하기 위한 장치는, 측정 주파수에서 전후로 진동하는 부분과 측정 주파수에서 전후로 진동하지 않는 결절 지점과 제 1 및 제 2 단부를 갖는 진동빔과 측정될 중량을 지지하는 지지수단과, 빔이 진동하는 측정 주파수를 결정하는 진동빔에 응력을 인가하기 위해 지지수단에 진동빔의 제 1 단부를 접속시키는 수단과, 측정 주파수에서 회전하는 진동빔의 결절 지점에 접속된 회전 매스를 구비한다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 장치는 각 빔의 제 1 단부 및 제 2 단부에서 서로 접속이 되어 있으며, 동조 포크를 형성하는 한쌍의 평행 진동빔을 더 구비하며, 각 빔은 측정 주파수에서 전후로 진동하지 않는 결절 지점을 갖는다.

본 명세서에 포함되어 있으며 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 양호한 실시예를 도시하며 본 발명의 원리를 설명하여 기술하기로 한다.

[양호한 실시예의 설명]

첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 본 발명의 양호한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

특정 측정 주파수로 동작하는 중량 측정장치의 양호한 실시예가 제 1 도 내지 제 3 도에 도시되어 있다. 상기 중량 측정장치는 진동빔을 포함하며, 상기 빔의 일부는 측정 주파수에서 전후로 진동하며, 상기 빔은 측정 주파수에서 전후로 진동하지 않는 결절 지점과 제 1 및 제 2 단부를 갖는다. 본원에서 실시된 바와 같이, 제 1 감지기(100)는 진동빔 또는 바(102)를 포함한다. 진동빔은 제 1 단부(112)와 제 2 단부(113)를 갖는다. 진동바(102)의 제 2 단부 또는 장착된 단부는 진동바의 제 2 단부를 고정하기 위해 장착수단(103)에 부착된다.

본 발명에 있어서, 지지수단은 측정될 중량을 지지하기 위해 제공된다. 본 발명은 진동하는 측정 주파수를 결정하는 진동빔에 응력을 인가하는 지지수단에 진동바의 제 1 단부를 결합시키기 위한 수단을 포함한다. 본원에서 실시된 바와 같이, 측정될 중량은 접속수단(114)에 의해 진동빔의 제 1 단부(112)에 접속된 지지수단(110)에 걸려 있게 된다. 그결과 중량은, 여기되었을때 진동하게 되는 공진 주파수에 비례하는 진동빔(102)에 응력을 인가한다.

본 발명은 측정 주파수에서 회전하는 진동빔의 결절지점에 접속된 회전 매스를 포함한다. 본원에서 실시된 바와 같이, 암부재(arm member) (104)는 진동바(102)에 직각으로 연장되며, 암의 자유단부는 구형 회전 매스(106, 108)에 부착된다. 제 1 도에서 암부재(104)는 회전 매스(106, 108)를 진동빔(102)의 결절부에 접속시킨다.

진동빔(102)에 따른 적당히 결절부의 위치는, 진동바가 진동하는 기본 주파수와 중량 측정을 위해 선택된 측정 주파수에 따라 다르다. 진동빔/회전 매스 결합제는 진동을 할 수 있고, 진동빔의 길이, 단면 및 강도에 따라 다르며 회전 매스의 중량과 매스가 빔의 결점 지점으로부터 옵셋되는 거리와 측정되는 중량에 의해 진동바에 인가된 응력에 따라 다른 기본공진 주파수를 갖는다. 기본 공진 주파수에서 전후방으로의 최대 진동이 진동빔의 중심에서 생기며, 반면 결절 지점은 진동빔의 제 1 및 제 2 단부에 위치된다. 그러나 진동빔(102)은 기본 주파수의 2배인 제 2 고조파의 주파수에서 진동한다. 기본 공진 주파수의 제 2 고조파의 주파수에서 진동할때, 부가적인 결절지점이 진동빔(102)의 중간 지점에 위치되게 된다.

제 1 내지 3 도의 실시예에 있어서, 진동빔(102)은 기본 공진주파수의 제 2 고조파에서 공진한다. 그래서, 제 1 내지 3 도의 중앙 결절 지점(120)에서, 진동빔(102)의 전후방 진동이 없다. 대신에, 결절 지점(120)은 측정 주파수에서 회전한다.

진동빔(102)은 수정과 같은 압전형 재질로 만들어질 수 있다. 그러나 양호한 실시예에서, 진동바(102)는 베릴룸 구리와 같은 적당한 금속과 같은 비압전 재질로 형성된다. 진동바(102)를 형성하는데 압전성 재질이 사용되지 않았을때, 압전구동기(도시되지 않았음)는 진동바(102)상에 장치되어 진동바를 여기시키고 진동시킨다.

모든 다른 인수가 일정할때, 빔에 인가되는 중량은 진동 픽업 소자의 역할을 하는 압전 수신기(도시하지 않았음)를 이용하여 측정될 수 있다. 왜냐하면, 진동바(102)의 주파수는 바의 제1단부(112)에 접속된 지지수단(110)상에서 중량에 의해 인가된 힘에 비례하기 때문이다.

접속 수단은 진동빔(102)의 제1(자유)단부를 지지수단(110)에 직접 접속하는 것이 바람직하다. 그러나, 특히 약 1 내지 2 킬로그램 이상의 무게를 지탱할 수 없는 수정과 같은 파손되기 쉬운 재질로 진동바(102)가 형성되었을때 레버장치를 이용하여 진동바(102)의 자유단부에 응력이 인가될 수 있다.

제 1 내지 3 도에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 결절지점에 접속된 회전 매스는 진동바의 진동에 응답한다. 제 2 도 및 3 도는 본 발명의 동작을 이해하는데 도움을 주기 위해 상당히 과장된 진자와 같은 운동을 도시한다. 회전매스는 진동바(102)가 진동하는 정확한 측정 주파수를 결정하는데 있어서 지배적인 인수가 되기위해 진동바(102)에 접속된다. 빔이 한 위상으로부터 다음 위상으로 진동을 할때, 이는 진자형 운동으로 결절 지점에 대해 전후방으로 진동바를 따라 결절지점에 접속된 매스를 회전시킨다.

진동바의 결절 지점에 접속된 회전 매스를 사용하면, 종래의 진동형 장치에 대해 본 발명의 장치가 상당한 장점을 제공한다. 가장 중요한 것은 진동빔의 공진 주파수가 진동빔에 대한 매개 변수와 회전 매스에 대해 매개 변수에 의해 결정되기 때문에 Q의 상당한 증가가 생기게 된다. 시스템에 의해 상실된 에너지에 대해 저장된 에너지의 비는 증가된다.

왜냐하면 진자와 같은 운동을 하는 회전 매스는 임의의 에너지 충격을 흡수하며, 외부 또는 내부 소스로부터의 단기간 영향에 의해 유발될 수 있는 주파수의 변화에 감지기가 견딜 수 있는 능력을 향상시키는 기계적인 플라이휠 역할을 하기 때문이다.

본 발명의 장치는 회전 매스가 사용되지 않은 성형 또는 프레스 기구를 사용하여 제조된 장치에서 상당한 또다른 중요한 장점은 종래 장치에서와 같은 Q를 갖는 장치를 만들때 생기는 제조공차에서 적당한 여유(relaxation)가 있을 수 있으며 그리고 보다 편리하게 저렴한 비용으로 만들 수 있다는 것이다. 이러한 공차 여유도는 공진 주파수가 진자형 운동을 발생하는 회전 매스의 존재에 의해 영향을 받아, 그 결과 진동빔자체가 감지기의 공진 주파수를 결정하는데 결정적인 인수가 아닌 사실에 기인한다.

본 발명은 기본 공진 주파수의 고조파 또는 오버톤(overtone)과 관련된 측정 주파수(및 결절 지점)에서 사용될 수 있다. 예를 들어 제 4 도에 있어서, 진동바가 진동하는 측정 주파수는 기존 공진 주파수의 제 1 오버톤이다. 제 1 오버톤에서 진동할때, 진동빔은 바의 단부에 위치하지 않은 2개의 결절 지점을 가진다.

제 4 도에 도시된 바와 같이, 제 1 결절 지젖(120a)이 진동바의 장착 단부에 더 가까이에 위치하게 되며, 제 2 결절 지점(120b)는 진동바(102)의 자유단부에 더 가까이 위치하게 된다. 제 1 쌍의 회전 매스(106a,108a)는 제 1 결절 지점(120a)에 접속되고, 제 2 쌍의 회전매스(106b,108b)는 제 2 결절 지점(120b)에 접속된다. 제 4 도를 제 1 내지 3 도와 비교하면, 본 발명은 사용된 특정 측정 주파수와 관련된 결절 지점의 수에 관계없이 완전히 아날로그 형태로 작동한다. 진동바(102)의 진동 모드가 특정 고조파 또는 오버톤에서 생기도록 변화될때, 본 발명의 목적은 특정 주파수의 진동과 관련된 결절 지점중의 선택된 하나 또는 모두에 접속된 회전 매스를 제공함으로써 달성된다.

본 발명은 각 빔의 제 1 및 제 2 단부에 서로 접속되어 있으며 동조 포크를 형성하는 한쌍의 평행한 진동빔을 포함하며, 각 빔은 측정 주파수에서 전후방으로 진동하지 않는 결절 지점을 갖는다. 본 발명의 한가지 양호한 실시예가 제 5 도에 도시되어 있다. 본원에서 실시된 바와 같이, 중량 감지기(10)는 2개의 평행한 진동빔(12,14)을 포함한다. 제 1 빔(12)과 제 2 빔(14)은 제 1 단부(16)와 제2단부(18)에서 서로 접속된다. 상기 감지기가 제 2 고조파에서 진동한다고 가정하면 각 빔에 대한 중간 결점 지점은 그 중심에 위치된다. 본원에서 실시된 바와 같이, 회전 매스(13)는 제1바(12)의 결절 지점에 접속되고, 회전 매스(15)는 제 2 바(15)의 결절 지점에 접속된다. 회전 매스는 암부재(13a, 15a)에 의해 결절 지점에 접속되며, 각 회전 매스는 암부재(13a, 15a)에 각각 접속된 림(13b, 13c, 15b, 15c)를 갖는 H부분 형태이다.

본 발명의 한 특징에 있어서, 감지기는 제 1 및 제 2 진동빔의 제1 및 제 2 단부를 서로 접속시키는 제 1 및 제 2 단부 부분을 갖는다. 본원에서 실시된 바와 같이, 단부부분(16)은 진동상 바(12, 14)의 제 1(자유)단부를 서로 접속시킨다. 제 2 단부 부분(18)은 제1 및 제 2 진동바의 제 2(장착)단부를 서로 접속시킨다.

각 단부부분은 단부부분에서 진동을 상쇄시키기 위해 내부로 돌출된 돌출부를 포함한다. 본원에서 실시된 바와 같이, 제 1 단부부분(16)은 진동바의 제 2 단부쪽으로 연장된 돌출부(36)를 가지며, 한편 제 2 단부부분(18)은 진동바의 제1단부쪽으로 연장된 돌출부(38)를 갖는다. 중량 측정장치에서 진동바가 진동될때, 이 중 단부 동조 포크의 단부를 서로 접속시키는 단부에서 작은 진동이 생긴다. 그러나, 내부로 돌출된 각 단부상에서의 돌출부 이용은 단부부분(16, 18)에서 이들 불필요한 진동을 흡수하거나 또는 상쇄시키는데 도움을 주어 감지기의 Q를 증가시킨다.

양호한 실시예에 있어서, 제 1 지지수단에 제 1 및 제 2 진동바의 제 1 단부를 접속시키는 수단은 지지수단을 레버장치 없이 제 1 단부부분에 지지수단을 접속시킨다. 이러한 직접 접속은 중량 측정장치에서 수정 감지기가 이용될때 필요한 복잡하고 값비싼 레버 시스템을 제거함으로써 중량 측정장치를 단순화시키며 저렴한 비용으로 생산될 수 있게 한다. 지지수단에 접속시키는 수단은 세로 방향 연장부이다. 본원에서 실시된 바와 같이, 제 1 단부부분(16)은 제 1 세로 방향 연장부(22)에 의해 부하판(load plate)(32)에 직접 접속된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 장치를 위해 장착수단이 제공되며, 장치는 제1 및 제 2 진동빔의 감쇄를 최소화하기 위해 장착수단에 제 1 및 제 2 단부부분을 접속시키는 수단을 포함한다. 본원에서 실시된 바와 같이, 제 2 단부부분(18)은 제 2 세로 방향 연장부(20)에 의해 장착판(24)에 접속된다.

이중 단부 동조 포크의 각 단부부분과 측정될 중량을 위한 지지수단과 장치를 위한 장착수단 사이의 접속 수단은 중요한 기능을 수행한다. 본원에서 실시된 바와 같이, 세로방향 연장부는 단부부분(16, 18)으로부터의 상쇄되지 않은 진동을 감쇄시키며 진동하는 동조 포크로부터 장착판(24)과 부하판(32)을 차단시킨다. 그 결과, 제 1 및 제 2 진동바에서 원하는 진동의 감쇄가 더 적게 생기게 되고 감지기의 기계적 Q는 증가한다. 한편으로 장착수단과 동조 포크사이의 차단은 장착판(24)의 상대적 정지 특성의 결과로 생길 수 있는 진동바의 임의의 감쇄를 최소화한다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 꼬여져 있는 연장부는 같은 응력을 제1 및 제 1 진동빔에 인가시키기 위해 지지수단에 제 1 단부부분을 접속하도록 제공된다. 본원에서 실시된 바와 같이, 제 1 세로방향 연장부(22)는 제 1 단부부분(16)을 부하판(32)에 직접 연장시키며, 상기 부하 판은 구멍(39)을 포함한다. 중량 측정을 위해 감지기가 사용되었을 때, 측정되는 중량은 구멍을 이용한 부하판에 중량을 인하하여 직접 감지기(10)에 걸릴 수 있다. 그래서 예를들어, 훅으로부터 지지된 중량 측정팬(pan)은 부하판(32)에 부착될 수 있다. 앞서 지적한 바와 같이, 이중 단부 동조 포크를 이용한 장치에 있어서, 2개의 진동빔 각각의 공진 주파수를 매칭시키는 것이 중요하다. 그러나, 각 빔의 공진 주파수는 빔에 인가된 응력의 양에 따라 다르며, 그래서, 측정될 중량에 기인하여 감지기상의 임의의 응력이 2 개의 빔 각각에 동일하게 인가될 필요가 있다.

그래서, 제 1 세로방향 연장부(22)에서 90°로 꼬여서 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 꼬임(twist)은 2 개의 빔 각각에 인가된 부하를 고르게 분포시키는데 효과적이다. 연장부에서 꼬임은 각 빔상의 중량이 고르게 분포되지 않았을때, 즉, 중량이 중심에 치우쳐 있거나 팬이 흔들릴 때와 같을때, 제 1 진동빔(12)과 제 2 진동빔(14) 사이의 부하 차이가 고르게 분포되게 한다.

장착수단에 제 2 단부부분을 접속시키는 수단은 제 1 및 제 2 진동빔에 거의 같은 은력을 인가하도록 꼬여 있는 연장부를 구비한다. 본원에서 실시된 바와 같이, 제2 세로방향 연장부(20)는 제 1 및 제 2 진동빔에 부하가 고르게 분포되도록 하기 위해 90°로 꼬여 있다.

제 5 도에 도시된 바와 같이, 장착판(24)은 실제로 C-형태이다. 장착판의 기능은 감지기를 임의의 장치(도시하지 않았음)에 단단히 고정 시키는 것이다. 상기 실시예에서, 감지기는 장착판(24)에 있는 장착 구멍을 이용하여 고정된다.

본원에서 실시된 바와 같이, 2개의 장착구멍(26, 28)은 감지기의 세로 방향축으로부터 등거리로 제공된다. 장착 구멍은 장착판(24)의 중심 영역(30)을 자유상태로 유지하도록 배치되어 진동빔의 감쇄를 최소화한다.

한편, 단일 장착 구멍이 감지기의 세로 방향축을 따라 장착판(24)에 제공되어 2개의 진동빔의 각각에 불균일한 응력을 인가시키는 것을 방지할 수 있다. 2개의 빔에 불균일한 응력의 인가를 피하기 위해, 2개 보다는 단일 장착구멍을 사용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 이는 한상의 볼트를 이용하여 장착구멍(26,28)에 고정되었을 때 장착판은 이동하려 하고 중량이 부하판(32)에 인가되었을때 굴곡하려고 하기 때문이다.

본 발명은 진동빔이 전후방으로 진동하는 측정 주파수에서 출력신호를 발생하기 위해 진동빔에 접속된 압전 수신기를 포함한다. 본원에 실시된 바와 같이, 압전 수신기(42)는 제 2 진동빔 (14)상에 장착된다.

진동빔이 금속과 같은 비압전 재질로 만들어졌을때, 본 발명은 입력신호가 구동기에 인가되었을때 진동하며, 진동빔에 접속된 압전 구동기를 포함할 수 있다. 제 5 도에 실시된 바와 같은 압전 구동기(40)는 제 1 진동빔(12)상에 장착된다. 작동에 있어서, 펄스형 입력신호가 압전 구동기(40)에 제공되어 장치되어 있는 구동기와 빔(12)을 진동하게 한다. 진동빔이 공진 주파수에서 진동할때, 다음 펄스형 입력신호는, 이전의 펄스형 입력신호가 구동기(40)에 의해 수신될때, 동일한 위치에서 전후방으로 빔(12)이 진동하는 정확한 시간에 구동기(40)와 빔(12)을 여기시킨다. 이중 단부 동조 포크형 감지기에서, 빔(12)에서의 진동은 제 2 진동빔(14)에서의 위상과 180도 위상 차이가 있다. 빔(14)에서의 진동은 빔(14)상에 장착된 압전 수신기(42)에 의해 검출되며, 상기 수신기는 진동빔의 진동 주파수와 동일 주파수를 갖는 출력신호를 발생한다. 수신기(42)로부터의 출력신호는 구동기로 다시 귀환되어 시스템이 특정 측정 주파수에서 진동하게 한다. 각 진동빔이 진동하는 공진주파수는, 진동빔 및 회전 매스의 특성 및, 측정될 중량에 의해 진동빔에 인가된 응력에 의한 기계적 근거로 결정된다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 마이크로컴퓨터수단이 압전 수신기에 접속되어 중량의 크기를 결정하기 위한 출력신호에 응답한다. 본원에 실시된 바와 같이, 레그(33,34)는 인쇄 회로기판을 감지기에 부착하기 위한 수단으로서 장착단(24)에 제공된다. 감지기(10)와의 간섭을 피하기 위해, 레그(33,34)는 굴곡되어, 인쇄회로기판의 평행 장착을 가능하게 한다. 인쇄 회로 기판은 마이크로 컴퓨터 수단을 포함하여 압전 수신기(42)로부터의 출력신호를 감지하고 분석하는 전자장치를 포함한다.

전형적으로, 마이크로프로세서 및 카운터가 사용되어 진동빔이 진동하는 주파수를 측정한다. 하나의 양호한 방법에서, 출력펄스의 수는 일정한 수에 도달할때까지 카운트되며, 진동 주파수는 일정수의 출력 펄스가 발생하는 동안에 생기는 클럭 싸이클의 수를 기초로 하여 결정된다. 다른 방법에 있어서, 압전 수신기로부터의 출력펄스의 수는 일정수의 클럭 싸이클 동안 카운트되며 마운트된 출력 펄스의 수는 진동빔이 진동하는 주파수를 결정할 때 마이크로프로세서에 의해 사용된다.

본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 감지기(10)의 레그(33,34)에 부착된 회로기판은, 측정된 중량을 표시하기 위한 디지탈 표시부를 포함할 수 있다. 상기에서 기술된 바와 같이, 진동빔이 진동하는 주파수는 진동빔에 인가된 응력에 비례한다. 그래서, 진동빔이 진동하는 측정 주파수는 감지기상의 중량크기를 정확히 결정하는데 사용될 수 있다. 마이크로컴퓨터 수단은 중량이 지지수단에 의해 지지될때 진동빔의 진동주파수에서 변화를 측정하는데 사용되며, 상기 주파수에서의 변화를 근거로 하여 상기 중량의 크기를 결정한다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 압전 수신기는 진동빔에 대해 측정 주파수에서 가장 큰 전후방 진동이 생기는 최대 지점에서 진동빔에 접속된다. 마찬가지로, 양호한 실시예에서, 압전 구동기는 최대 지점에서 진동빔에 접속될 것이다. 본원에서 실시된 바와 같이, 제 5 도의 장치는 각 진동빔의 중심에서 결절 지점을 갖는다. 제 2 고조파가 측정주파수로서 사용된다고 가정할 경우, 진동 노드는 진동빔의 중심과 단부에서 생기며, 반면, 가장 큰 진동은 각 진동빔의 중심과 2개의 단부 노드 사이에의 정확이 중간 지점에서 생긴다. 그래서, 진동빔이 제 2 고조파 주파수에서 압전 구동기에 의해 여기될 때, 가장 큰 진동은 내에 포함되며, 구동기는 빔상의 2개의 최대 지점중의 하나에 위치된 경우에 빔상에 장착된다. 한편, 진동빔이 특정 측정 주파수에서 진동하도록 여기되고, 압전 구동기가 측정 주파수에 대한 결절 지점 부근에 위치되어 있을때, 빔의 전후방 진동은 비교적 작게 된다.

마찬가지로, 압전 구동기는 측정 주파수로 사용되는 고조파 또는 오버톤의 파형 피크에 최적 상태로 위치된다. 진동범상의 측정 주파수에서 최대 진동 지점에 위치되었을 때, 압전 수신기는 가장 큰 전후방의 이동 때문에 가장 강한 출력신호를 발생시킨다. 상기 위치에 압전 수신기를 위치하여 얻어지는 또다른 장점은 진동바가 진동하나, 원하는 측정 주파수에 대응하지 않은 다른 공진 주파수를 여과하는데 도움이 된다는 것이다. 예를들어, 만약 제 2 고조파가 측정 주파수로 사용된 경우, 수신기는 진동빔의 길이의 1/4 또는 3/4중의 어느 한점에 위치될 것이다. 이 지점에서, 제 3 고조파 주파수에서 생기는 임의의 진동에 대한 결절지점이 존재하며, 기본 주파수 또는 제 1 오버톤 A서의 진동은 이들의 최대 진폭이 아니다. 그 결과 상기 방법으로 압전 구동기와 압전 수신기의 배치는 원하는 측정 주파수와 다른 주파수를 여과하는 전자 장치없이 같은 성능이 얻어질 수 있다.

제 5 도의 실시예에서, 구동기(40)는 제 1 진동빔(12)상에 장착되며, 수신기(12)는 제 2 빔(14)상에 장착된다. 그러나 감지기의 래칭 특성에서 볼때, 구동기의 수신기의 위치는 반대로 될 수도 있다.

제 7 도의 본 발명의 실시예에서, 길이가 38mm 폭이 2mm 그리고 두께가 0.55mm인 한쌍의 진동빔을 포함하는 감지기에 의해 100kg까지 측정된다. 본 발명의 상기 실시예에 다른 중량 측정장치가 상기 칫수로 구성이 될때, 제 2 고조파에 대해서 약 1.4킬로헤르쯔의 측정 주파수가 측정주파수로 이용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 동작은 임의의 특정 주파수로 제한받지 않으며, 임의의 고조파 또는 오버튼을 측정 주파수로 이용하여 실시될 수 있다. 만약 중량 측정장치가 진동빔의 결절 지점에 접속된 임의의 회전 매스가 없이 구성하였을 경우, 등가의 측정 주파수는 약 3 내지 4킬로헤르쯔일 것이다.

본원에서 실시된 바와 같이, 각 회전 매스(13b, 13c, 15b, 15c)는 제1 내지 3도에 도시된 방법으로 진자형 운동으로 진동한다. 위에서 지적된 바와 같이, 회전 매스는 감지기의 측정 주파수를 결정하는데 있어서 주요 요소이다. 이들 회전 매스를 제공한 결과 제 1 및 제 2 진동빔 사이의 불일치가 무시되게 된다.

그래서, 상당히 개선된 Q가 얻어지며, 종래의 이중 단부동조 포크장치와는 달리, 진동빔 같은 주파수에서 진동하는 것을 보장하기 위해 상당히 정확한 제조공차가 필요치 않다. 종래의 단일 또는 이중 진동빔 장치에 있어서, 진동빔의 길이, 단면 및 강도는 아주 중요하다. 이와 대조적으로 회전 매스에 대한 이들 3개의 매개 변수는 본 발명의 성능에 중요한 역할을 하지 않는다.

진동빔상의 결절 지점에 접속되어 진자형 운동을 나타내는 회전 매스의 제공은 단일 빔 또는 이중 단부동조 포크장치를 이용하여 제조된 종래의 감지기보다 아주 중요한 장점을 얻는다. 시스템의 Q가 증가된 뿐만 아니라 적당한 크기의 제조 공차 여유도가 있을 수 있으며 감지기에 대한 생산비용이 상당히 감소된다. 또한 한쌍의 진동빔을 이용했을 때 각 회전매스 사이의 작은 차이는 종래의 감지기에 대해 진동빔 간의 차이가 아주 중요한 만큼 그러한 정도의 역할을 하지는 않으며, 회전 매스가 서로에 대해 다를수는 없지만, 진동빔은 서로에 관계없이 진동을 한다. 또한 회전 매스가 비록 서로 아주 양호한 대칭이 되도록 한쌍의 진동빔에 접속되는 것이 바람직하지만, 여러 가지 형태의 크기각도를 가질 수 있다.

마찬가지로 회전 매스원리를 회전 매스가 측정 주파수에 대해 진동빔의 결절 지점에 접속되어 있는 한 측정 주파수로 이용되는 어떤 고조파 또는 오버톤에 적용될 수 있다. 회전 매스가 이용될때 측정 주파수에 영향을 미치는 것으로 나타내는 주된 요소는 회전 매스의 중량과 회전 매스와 접속이 된 결절 지점사이의 거리이다. 이들 매개 수는 비록 감지가 상당히 넓은 공차에 대해 양호한 성능을 발휘하더라고 가장 높은 값의 Q를 얻기위해 조정된다. 본원에서 실시된 바와 같이, H-형 회전 매스가 바람직하다. 회전 매스가 진자와 같이 운동할때, 상기와 같은 형태는 공기에 대해 저항하는 가장 작은 전방 면적을 제공하며, 그래서 감지기에 의한 에너지 손실을 감소시키며, 시스템의 Q를 증가시킨다. 또한 회전 매스는 아주 긴 것과는 반대로 비교적 짧고 단단한 것이 바람직하다. 상기와 같은 장치는 중량 측정장치의 특성 공진 주파수가 개별 진동빔과 같이 유사하게 구성되어 있으며 비슷한 역할을 하는 회전 매스의 특성 공진 주파수에 의해 영향을 받을 수 있도록 최소화시킨다. 회전 매스를 위한 다른 장치도 본 발명의 목적을 얻는 것이 가능하다. 예를들어, 결절 지점에서 확대되거나 또는 결절지점에서 보다 무거운 재질로 만들어진 진동빔은 또다른 방법으로 제공된 회전 매스와 같은 몇몇 장점을 가질 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 수정과 같은 정교한 재질은 감지기 소자의 요소를 제조하는데 사용되지 않는다. 대신에 감지기는 적당한 금속 또는 합금으로 만든다. 베릴륨 구리는 비교적 높은 Q와 비교적 작은 크립(creep) 특성 때문에 양호한 재질로 사용된다. 2014T6와 같은 임의의 등급의 알루미늄은 보다 높은 Q를 나타내지만, 높은 크립을 갖는다. 반면 7075T841등급의 알루미늄은 낮은 크립을 나타내지만 베릴륨 구리보다 2-4배나 높은 크림을 갖는다. 세라믹, 산화알루미늄, 연강, 스텐인레스스틸 또는 인장력이 높은 강철과 같은 다른 제질이 사용될 수 있다. 상기와 같은 금속을 이용하여, 감지기의 거칠은 정도를 개선하며, 보다 편리하고 저렴한 비용으로 제조될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예의 또다른 장점은 측정될 최대 부하를 제어하기 위해 감지기의 크기를 쉽게 변화시킬 수 있는 것이다. 수정과 같은 파손되기 쉬운 재질 대신에, 감지기는 비용을 증가시키는 복잡한 레버 시스템의 필요성이 없어지지 수단에 직접 연결될 수 있는 보다 단단한 재질을 이용하여 만들어질 수 있다. 각 진동빔에 대한 칫수는 100킬로그램의 중량을 지지할 수 있는 제 7 도에의 감지기에 대해 제공되어 있다. 200킬로그램 정도까지의 중량을 지지하기 위해 감지기는 2밀리미터부터 4밀리미터까지의 각 진동빔의 폭을 2배로 하여 쉽게 변형될 수 있다. 그래서 인가되는 같은 응력에 대해 진동빔은 2배의 중량을 지지할 수 있다. 그러나 같은 측정 주파수가 이용될 수 있도록 같은 빔 강도가 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 진동빔의 강도는 폭에 비례하게 된다. 그래서 측정 가능한 중량을 2배로 하기위해 진동빔의 폭을 2배로 하면 빔의 강도가 2배로 된다. 그러나, 강도는 진동바의 길이의 세제곱에 비례한다. 그러나 같은 측정 주파수를 유지하기 위해, 진동빔의 폭을 2개로 하면 진동빔의 길이에서 약간의 변화가 상쇄된다.

한편, 진동빔의 두께는 길이 대신에 변화될 수 있지만 그러한 경우, 강도는 두께의 제곱에 비례한다. 그래서 중량 측정장치는 증가되는 중량을 측정할 수 있도록 제조되어야 하며, 구조는 특수한 레버압치의 부가를 필요치 않고 진동빔에 간단한 변형을 가하여 설계될 수 있다.

진동빔 절결 지점에 접속된 회전 매스의 사용은 감지기가 적은 비용으로 쉽게 제조될 수 있다. 감지기의 부품의 제조에 대한 공차는 여유가 있기 때문에 절단에서 정말한 방법이 필요없다. 그래서 감지기는 산화알루미늄 또는 세라믹과 같은 재질로 성형될 수 있으며 또는 중량 측정장치는 프레스 기구를 통하여 금속 블랭크에서 제조될 수 있다. 양호한 실시예에서, 감지기는 금속을 스탬핑(stamping)하여 형성된다. 감지기(10)가 프레스 기구를 이용하여 금속 브랭크로 제조될때, 감지기의 강도 및 견고성은 담금질에 의해 증가된다. 한편, 감지기는 기계 가공으로 만들어질 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 진동빔은 적당한 비압전재질로 만들고 압전 구동기에 접속되어 있을지라도, 본 발명은 압전 구동기를 필요로 하지않고 압전 진동빔을 사용할 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예가 제 6 도에 도시되어 있으며, 여기서 동일한 참조번호를 이용하여 제 5 도에 도시된 실시예에서 제공된 동일 소자를 표시한다. 상기 실시예에서, 인쇄회로 기판을 장착판에 부착하기 위해 장착판(24)에 레그가 제동되지는 않는다. 또한, 제 1 세로방향 연장부(22)와 제 2 세로방향 연장부(20)은 90°대신에 약 180°로 꼬여있다. 이는 제 1 및 제 2 빔에 인가된 응력에서의 불일치를 최소화하는데 도움을 준다할지라도, 이러한 기능은 90°꼬임이 이용될 때보다 효과적으로 얻어진다.

제7도 내지 9도는 중량 감지기(10)의 또다른 실시예를 도시한다. 본 발명은 실시예에서, 중량 측정장치는 프레스 기구를 이용한 금속 블랭크로 제조되어 앞서 기술한 장점을 얻는다. 중량감지기(10)는 제 3 도에 도시된 금속 블랭크(130)로 제조된다. 본원에서 기술된 바와 같이, 얇은 금속 시트가 감지기(10)의 제조를 위해 이용된다. 따라서 블랭크(130)는 베릴륨 구리 시트로 스탬프되어 제조된다. 상기 실시예에서 제 1 및 제 2 빔(12,14)은 전형적으로 0.55mm이며 이는 약 2.25mm 두께인 제 5 도 및 6 도에 도시된 진동빔의 두께보다 상당히 얇다. 이는 감지기를 제조하는데 사용된 재질의 비용을 줄이며, 자체 비용을 증가시키지 않고 높은 Q를 가진 값비싼 재질이 사용될 수 있게 한다.

제 7 도에서 실시된 바와 같이, 제1 및 제2 진동빔(12, 14)의 평면 배치는 제 5 도와 제 6 도에 도시된 제 1 및 제 2 진동빔의 장치에 대해 직각 상태이다. 각 실시예에서, 진동은 빔의 두께가 측정되는 방향으로 생기며, 상기 빔의 재 배치는 성능에 변화를 주지 않는다. 회전 매스(13b, 15b)는 가 회전 매스(13c, 15c)에 평행하며 옵셋되어 있고 이들 모두는 각 진동빔의 평면 표면에 수직이다. 중량 감지기는 제 5 도와 6 도에 도시된 실시예에 대한 감지기와 유사한 방법으로 동작한다. 회전 매스의 존재 때문에 공차에서 여유도가 생기며, 림(13b, 13c)이 암(13a)에 대해 굴곡되어 있는 지점에 대해 회전 매스 사이에서 약간의 옵셋이 있는 경우에도 감지기의 성능은 심하게 영향을 받지는 않는다. 림(13b, 13c, 15b와 15c)는 진자 형태로의 회전에 대해 공기 저항을 최소로 하는 형태로 배치된다.

본 기술에 숙련된 사람에게는 본 발명의 사상과 범주를 벗어남이 없이 여러가지 변형이 이루어질 수 있는 사실은 분명해질 것이다. 예를들어, 회전 매스는 여러가지 형태로 들어질 수 있으며, 여러가지 방법으로 진동빔상의 결절 지점에 접속될 수 있다.

Claims (54)

1. 중량 측정 장치에 있어서, 측정 주파수에 전후방으로 진동하는 부분과 측정 주파수에서 전후방으로 진동하지 않은 제 1 및 제 2 단부 결절지점 사이에서의 내부 결절 지점과 제 1 및 제 2 단부를 갖는 진동빔으로써, 상기 빔은 제 1 및 제 2 단부 결절 지점 사이에 위치된 부분을 갖고, 측정 주파수에서 전후방으로 진동하는 빔의 가장 큰 진동이 발생하며, 제 1 및 제 2 단부 결절 지점은 빔의 제 1 및 제 2 단부에 각각 인접하여 위치되는 진동빔과, 측정될 중량을 지지하는 지지수단과, 빔이 진동하는 측정 주파수를 결정하는 진동빔에 응력을 가하기 위해 지지수단에 진동빔의 제 1 단부를 접속시키는 수단과 ; 측정 주파수에서 회전하는 진동빔의 내부 결절 지점에 접속되는 회전 매스(mass)를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 각 빔의 제 1 단부 및 제 2 단부에 서로 접속되어 동조-포크를 형성하며 각각의 빔이 측정 주파수에서 전후방으로 진동하는 부분을 갖고 또한, 측정 주파수에서 전후방으로 진동하는 않은 결절 지점을 갖는 한쌍의 평행한 진동빔과, 측정될 중량을 지지하는 지지수단과, 빔이 진동하는 측정 주파수를 결정하는 진동빔에 응력을 가하기 위해 지지수단에 진동빔의 제 1 단부를 결합시키는 수단과 : 측정 주파수에서 회전하는 각 진동빔의 결절 지점에 접소된 회전 매스를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 진동빔의 제 2 단부에 부착된 장착수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
4. 제 2 항에 있어서, 제 1 및 제 2 진동빔의 제 2 단부에 부착된 장착수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
5. 제 2 항에 있어서, 빔의 제 1 단부를 서로 접속시키기 위한 상기 각 빔상의 제 1 단부분과, 상기 빔의 제 2 단부를 서로 접속시키기 위한 상기 빔상의 제 2 단부부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
6. 제 5 항에 있어서, 각 단부부분은 각 단부부분에서 진동을 상쇄시키기 위해 내부 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
7. 제 5 항에 있어서, 장치를 장착하는 수단과 ; 상기 제 1 및 제 2 진동빔의 감쇄를 최소화하기 위해 장착수단에 제 2 단부부분을 접속시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
8. 제 5 항에 있어서, 제 1 및 제 2 진동빔의 제 1 단부를 지지수단에 접속시키는 수단은 제 1 단부부분에 지지수단을 직접 접속시키는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 지지수단에 접속시키는 수단은 제 1 및 제 2 짐동빔에 같은 응력을 인가시키기 위해 꼬여진(twisted)연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 연장부는 약 90°로 꼬여있는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
11. 제 7 항에 있어서, 제 2 단부부분을 장착수단에 접속시키는 수단은 제 1 및 제 2 진동빔에 같은 응력을 인가시키기 위해 꼬여진 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 연장부는 약 90°로 꼬여진 있는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
13. 제 1 항에 있어서, 진동빔이 전후로 진동하는 측정 주파수에서 출력신호를 발생하기 위해 진동빔에 접속된 압전 수신기를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
14. 제 2 항에 있어서, 하나의 진동빔이 전후방으로 진동하는 측정 주파수에서 출력신호를 발생하기 위해 진동빔중의 하나에 접속된 압전수신기를 구비하는 것을 특징으로 하는 흔 중량 측정장치.
15. 제 13 항에 있어서, 진동빔은 비압전 재질로 만들어지며, 입력신호가 구동기에 인가될때 진동하는 진동빔에 접속된 압전 구동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
16. 제 14 항에 있어서, 제 1 및 제 2 진동빔은 비압전 재질로 만들어지며 ; 입력신호가 구동기에 인가될때 진동하는 진동빔중의 하나에 접속된 압전 구동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
17. 제 14 항에 있어서, 압전 수신기는 하나의 진동빔에 대해 측정 주파수에서 전후방으로의 가장 큰 진동이 생기는 최대 지점에서 하나의 진동빔에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 압전 구동기는 하나의 진동빔에 대해 측정 주파수에서 전후방으로의 가장 큰 진동이 생기는 최대 지점에서 하나의 진동빔에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
19. 제 17 항에 있어서, 압전 구동기는 다른 진동빔에 대해 측정 주파수에서 전후방으로 가장 큰 진동이 생기는 최대 지점에서 상기 다른 진동빔에 접속되는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
20. 제 13 항에 있어서, 중량의 크기를 결정하기 위해 압전수신기에 접속되어 있으며, 출력신호에 응답하는 마이크로컴퓨터 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
21. 제 14 항에 있어서, 중량의 크기를 결정하기 위해 압전 수신기에 접속되어 있으며, 출력신호에 응답하는 마이크로컴퓨터 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
22. 제 16 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단 및 회전 매스는 프레스 기구를 이용한 금속 블랭크로 제조되는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
23. 제 16 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단 및 회전 매스는 베릴륨 구리로 만들어지는 것를 특징으로 하는 중량 측정장치.
24. 제 16 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단은 베릴륨 구리로 만들어지는 것를 특징으로 하는 중량 측정장치.
25. 제 15 항에 있어서, 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단 및 회전 매스는 베릴륨 구리로 만들어지는 것를 특징으로 하는 중량 측정장치.
26. 제 15 항에 있어서, 진동빔, 지지수단 및 지지수단을 접속시키는 수단은 베릴륨 구리로 만들어지는 것를 특징으로 하는 중량 측정장치.
27. 제 16 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단 및 지지수단을 접속시키는 수단은 프레스 기구를 이용한 금속 블랭크로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
28. 제 15 항에 있어서, 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단 및 회전 매스는 프레스 기구를 이용한 금속 블랭크로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
29. 제 15 항에 있어서, 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단은 프레스 기구를 이용한 금속 블랭크로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
30. 제 16 항에 있어서, 압전 수신기는 하나의 진동빔에 대해 측정 주파수에서 전후방으로의 가장 큰 진동이 생기는 최대 지점에서 하나의 진동빔에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
31. 제 15 항에 있어서, 압전 수신기는 하나의 진동빔에 대해 측정 주파수에서 전후방으로의 가장 큰 진동이 생기는 최대 지점에서 진동빔에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
32. 제 13 항에 있어서, 압전 수신기는 하나의 진동빔에 대해 측정 주파수에서 전후방으로의 가장 큰 진동이 생기는 최대 지점에서 진동빔에 접속되는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
33. 제 13 항에 있어서, 압전 구동기는 진동빔에 대해 측정 주파수에서 전후방으로의 가장 큰 진동이 생기는 최대 지점에서 진동빔에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
34. 제 15 항에 있어서, 압전 수신기는 진동빔에 대해 측정 주파수에서 전후방으로의 가장 큰 진동이 생기는 최대 지점에서 진동빔에 접속되는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
35. 제 16 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단 및 회전 매스는 성형으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
36. 제 16 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단, 지지수단에 접속시키는 수단 및 회전 매스는 성형으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
37. 제 15 항에 있어서, 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단 및 회전매스는 성형으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
38. 제 15 항에 있어서, 진동빔, 지지수단 및 지지수단을 접속시키는 수단은 성형으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
39. 제 16 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단 및 지지수단을 접속시키는 수단은 산화알루미늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
40. 제 16 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단, 지지수단에 접속시키는 수단 및 회전 매스는 산화알루미늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
41. 제 15 항에 있어서, 진동빔, 지지수단, 상기 지지수단을 접속시키는 수단 및 회전 매스는 산화알루미늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
42. 제 15 항에 있어서, 진동빔, 지지수단 및 지지수단에 접속시키는 수단은 산화 알루미늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
43. 제 14 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단은 압전 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
44. 제 14 항에 있어서, 한쌍의 평행한 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단 및 회전 매스는 압전 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
45. 제 13 항에 있어서, 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단 및 회전 매스는 압전 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
46. 제 13 항에 있어서, 진동빔, 지지수단, 지지수단을 접속시키는 수단은 압전 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
47. 중량 측정 장치에 있어서, 각각의 타인(tine)의 제 1 및 제 2 단부에 서로 접속되어 동조 포크를 형성하며, 각각의 타인이 측정 주파수에서 전후방으로 진동하는 부분과 측정 주파수에서 전후방으로 진동하지 않은 결절 지점을 갖는 한쌍의 평행한 진동 타인과, 측정될 중량을 지지하는 지지수단과, 타인 진동하는 측정주파수를 결정하는 진동 타인에 응력을 가하기 위해 지지수단에 진동 타인의 제 1 단부를 접속시키는 수단과, 측정 주파수에서 회전하는 각 진동 타인의 결절 지점에 접속되는 회전 매스를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
48. 중량 측정 장치에 있어서, 측정 주파수에서 전후방으로 진동하는 부분과 측정 주파수에서 전후방으로 진동하지 않은 제 1 및 제 2 단부 결절 지점 사이에서의 내부 결절 지점과 제 1 및 제 2 단부를 갖는 진동 성형소자로써, 상기 선형 소자는 제 1 및 제 2 단부 결절 지점 사이에 위치된 부분을 갖고, 측정 주파수에서 전후방으로 진동하는 빔의 가장 큰 진동이 발생하며, 제 1 및 제 2 단부 결절 지점은 빔의 제 1 및 제 2 단부에 각각 인접하여 위치되는 진동 선형소자와, 측정될 중량을 지지하는 수단과, 선형 소자가 진동하는 측정 주파수를 결정하는 진동 선형 소자에 응력을 가하기 위해 지지수단에 진동 선형소자의 제 1 단부를 결합시키는 수단과, 측정 주파수에서 회전하는 진동 선형 소자의 내부 결절 지점에 접속된 회전 매스를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
49. 중량 측정장치에 있어서, 측정 주파수에서 전후방으로 진동하며, 동조 포크를 형성하기 위해 각 빔의 제 1 및 제 2 단부에 서로 접속되는 한쌍의 평행한 진동빔으로써,각 빔은 제 1 단부 결절 지점과 제 2 단부 결절 지점 사이에 위치된 부분을 가지며, 측정 주파수에서 전후방으로 가장 큰 진동이 발생하며, 상기 제 1 및 제 2 단부 결절 지점은 빔의 제 1 및 제 2 단부에 각각 인접하여 위치되는 한쌍의 평행한 진동빔과, 측정을 중량을 지지하는 지지수단과, 빔이 진동하는 측정 주파수를 결정하는 진동빔에 응력을 가하기 위해 지지수단에 진동빔의 제 1 단부를 접속시키는 수단과, 제 1 및 제 2 단부 결절 지점 사이에서 한 진동빔의 중심에 접속된 제 1 매스와, 제 1 및 제 2 단부 결절 지점 사이에서 다른 진동빔의 중심에 접속된 제 2 매스를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
50. 중량 측정 장치에 있어서, 측정 주파수에서 전후방으로 진동하며,동조 포크를 형성하기 위해 각 빔의 제 1 및 제 2 단부에 서로 접속되는 평면 표면을 갖는 한쌍의 평행한 진동빔으로써, 각 빔은 제 1 단부 결절 지점과 제 2 단부 결절지점 사이에 위치된 부분을 가지며, 측정 주파수에서 전후방으로 가장 큰 진동이 발생하며, 상기 제 1 및 제 2 단부 결절 지점은 빔의 제 1 및 제 2 단부에 각각 인접하여 위치되며, 진동빔의 평면표면은 평행하게 서로 마주하는 한쌍의 평행한 진동빔과, 측정될 중량을 지지하는 지지수단과, 빔이 진동하는 측정 주파수를 결정하는 진동빔에 응력을 가하기 위해 지지수단에 진동빔의 제 1 단부를 접속시키는 수단과, 제 1 및 제 2 단부 결절 지점 사이에서 한 진동빔의 중심에 접속된 제 1 매스와, 제 1 및 제 2 단부 결절 지점 사이에서 다른 진동빔의 중심에 접속된 제 2 매스를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
51. 제 50 항에 있어서, 상기 장치는 진동빔의 평면 표면이 평행하며 서로 마주하도록 함으로써 금속 불랭크로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치.
52. 제 51 항에 있어서, 상기 장치는 평면 표면을 갖은 금속 블랭크로 만들어지며, 진동빔의 평면 표면은 금속 블랭크의 평면 표면에 직각인 것을 특징으로 하는 중량 측정 장치.
53. 금속 블랭크로부터 중량 측정장치를 제조하는 방법에 있어서, 측정 주파수에서 전후방으로 진동하며, 동조 포크를 형성하기 위해 각 빔의 제 1 및 제 2 단부에 서로 접속되는 평면 표면을 갖은 한쌍의 평행한 진동빔으로써, 각 빔은 제 1 단부 결절 지점과 제 2 단부 결절지점 사이에 위치된 부분을 가지며, 측정 주파수에서 전후방으로 가장 큰 진동이 발생하며, 상기 제 1 및 제 2 단부 결절 지점은 빔의 제 1 및 제 2 단부에 각각 인접하여 위치되며, 진동빔의 평면 표면은 평행하게 서로 마주하는 한쌍의 평행한 진동빔을 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계와, 한쌍의 진동빔의 평면 표면을 평행하고 서로 마주하도록 위치시키는 단계와, 측정될 중량을 지지하는 지지수단을 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계와, 빔이 진동하는 측정 주파수를 결정하는 진동빔에 응력을 가하기 위해 지지수단에 진동빔의 제 1 단부를 접속시키는 수단을 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계와, 제 1 및 제 2 단부 결절 지점 사이에서 한 진동빔의 중심에 접속된 제 1 매스를 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계와, 제 1 및 제 2 단계부 결절 지점 사이에서 다른 진동빔의 중심에 접속된 제2 매스를 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치 제조방법.
54. 평면 표면을 갖은 금속 블랭크로부터 중량 측정 장치를 제조하는 방법에 있어서, 측정 주파수에서 전후방으로 진동하며, 동조 포크를 형성하기 위해 각 빔의 제 1 및 제 2 단부에 서로 접속되는 평면 표면을 갖은 한쌍의 평행한 진동빔으로써, 각 빔은 제 1 단부 결절 지점과 제 2 단부 결절 지점사이에 위치된 부분을 가지며, 측정 주파수에서 전후방으로 가장 큰 진동이 발생하며, 상기 제 1 및 제 2 단부 결절 지점은 빔의 제 1 및 제 2 단부에 각각 인접하여 위치되며, 진동빔의 평면 표면은 평행하게 서로 마주하는 한쌍의 평행한 진동빔을 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계와, 한쌍의 진동빔의 평면 표면을 평행하고 서로 마주하며 금속 블랭크의 평면 표면에 직각으로 위치시키는 단계와, 측정될 중량을 지지하는 지지수단을 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계와, 빔이 진동하는 측정 주파수를 결정하는 진동빔에 응력을 가하기 위해 지지수단에 진동빔의 제 1 단부를 접속시키는 수단을 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계와, 제 1 및 제 2 단부 결절 지점 사이에서 한 진동빔의 중심에 접속된 제 1 매스를 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계와, 제 1 및 제 2 단계부 결절 지점 사이에서 다른 진동빔의 중심에 접속된 제 2 매스를 상기 금속 블랭크로부터 제조하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 중량 측정장치 제조방법.

Images