WO2006132234A1 - 電子天びん - Google Patents

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WO2006132234A1
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addition
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Inventor
Tetsuro Kusumoto
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Shimadzu Corporation
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G23/00Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/48Temperature-compensating arrangements
    • GPHYSICS
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    • G01G23/00Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/01Testing or calibrating of weighing apparatus
    • GPHYSICS
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    • G01GWEIGHING
    • G01G3/00Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/12Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
    • G01G3/14Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
    • G01G3/1414Arrangements for correcting or for compensating for unwanted effects

Definitions

  • the present invention relates to an electronic balance (electronic balance), and more particularly, to an electronic balance (electronic balance) in which a drift period during energization is shortened by correction.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-214932
  • Patent Document 2 JP-A-2002-148105
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-241234
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-13001
  • a conventional electronic balance is configured as described above, and a force in which the zero point and span drift are compensated for a temperature change in a steady state. Since the temperature rises suddenly due to heat generation of electronic components, etc., the tendency is different from the temperature drift characteristics in the steady state described above, and temperature correction cannot catch up, and errors occur in the zero point and span. However, there was a problem that a long warm-up time was required until the force became usable with few errors.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and corrects the zero point and span drift characteristics immediately after energization to reduce the warm-up time until the electronic balance can be used. The purpose is to provide an electronic balance.
  • the electronic balance of the present invention performs sample measurement of the load on the pan, converts it to a weight value, and adds / subtracts for a certain period immediately after energization in the electronic balance displaying the weight value.
  • a correction value for correcting one or both of zero point and span drift is calculated, and the time series information of the correction value and the addition / subtraction means
  • Computation means for obtaining a correction formula from information on addition and removal, and measurement value correction means for correcting the measured value of the pan load with the correction formula from the next energization are provided.
  • a second invention provided by the present invention is the electronic balance according to claim 1, wherein the adding and removing means includes an internal weight and an internal weight adding and removing mechanism.
  • a third aspect of the invention provided by the present invention is the electronic balance according to claim 1, further comprising automatic weight addition / removal means for automatically adding and removing the internal weight at a constant time interval for a fixed period.
  • the fourth invention of the present invention provides a correction updating means for updating a correction formula used for correcting one or both of zero point and span drift in the electronic balance according to claim 1 and claim 2. I have.
  • the electronic balance of the present invention is configured as described above, and since the drift characteristics when energized are corrected, it is possible to shorten the warm-up time until the weighing of an object to be measured can be started.
  • the electronic balance of the present invention can reduce the drift during energization and shorten the warm-up time until the electronic balance can be used by storing the energization drift characteristics in advance and performing a correction calculation.
  • Electronic balance drift is temperature dependent and depends on the user's installation environment. Since energization drift may change, more accurate drift correction is possible by storing and correcting the energization drift in the environment used by the user.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic balance according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for obtaining a correction equation for drift during energization according to the embodiment.
  • FIG. 3 Characteristic diagram of zero point drift (A) and span drift (B) during energization.
  • FIG. 4 is a diagram showing a zero-point drift correction value and a zero-point correction curve (A) during energization, and a span drift correction value and a span correction curve (B).
  • FIG. 5 is a flowchart showing a weighing display procedure of the electronic balance of the present invention.
  • the electronic balance provided by the present invention has the following characteristics.
  • the first feature is that an electronic balance that samples and measures the load on the pan, converts it to a weight value, and displays the weight value. Calculates a correction value that corrects one or both of the zero point and span drift for the measured value force during the repeated period, and calculates the time series information of the correction value and the information force correction formula for the addition / subtraction of the addition means. And a measurement value correction means for correcting the measured value of the load on the pan with the correction formula from the next energization.
  • the second feature is that the adding means comprises a built-in weight and a built-in weight adding and removing mechanism.
  • the third feature is that it has automatic weight addition and removal means that automatically adds and removes internal weights at regular intervals.
  • the fourth feature is that a correction updating means for updating a correction formula used for correcting one or both of the zero point and the span drift is provided. Therefore, the basic configuration of the best mode is the features of claims 1, 2, 3, and 4. An
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the electronic balance of the present invention.
  • the load detection unit 1 outputs an electrical signal corresponding to the load acting on the load sensing unit lb such as the servo mechanism or the load cell, and the output is digitalized by the AZD transformation 2 and then incorporated into the control unit 3 .
  • a weight addition / removal mechanism 4 is disposed in the vicinity of the load detection unit 1, and this weight addition / removal mechanism 4 uses a known mechanism such as a lever, a cam, and a drive motor thereof to transfer the built-in weight 5 to the load detection unit. Can be attached to or removed from load-sensitive part 1 lb. A drive command for the weight adding / subtracting mechanism 4 is given from the control unit 3.
  • a temperature sensor 6 is provided in the load detection unit 1, and the output of the temperature sensor 6 is also digitized by the AZD conversion 2 and then incorporated into the control unit 3.
  • An input signal switching switch 7 is provided in the input stage of the AZD transformation 2 in order to digitally alternately output the output of the temperature sensor 6 and the output of the load detection unit 1 at a predetermined cycle. The switch 7 is also driven and controlled by a signal from the control unit 3.
  • the control unit 3 is mainly composed of a microcomputer, and includes a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, an input / output interface 34, an input device 35, and the like, and in addition to the above-described AZD transformation 2, the measurement value An indicator 8 is connected to display.
  • the ROM 32 is written with a correction formula acquisition program for acquiring a correction formula for correcting a drift during energization described later.
  • the RAM 33 has an area for storing the digital conversion data from the load detector 1 and a work area, as well as an area for storing the zero point and span drift characteristics during energization and corrections for correcting these drifts. It is set.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the energization correction formula acquisition program written in the ROM 32.
  • the correction formula acquisition program force S during energization starts, and when the sampling period is reached and the T time is reached (S1 to S3), the load on the pan 0, that is, measure the load only on the pan la, A fixed value CI (zero point drift amount after T time) is stored in the RAM 33 (S4).
  • the correction value Ei group which is a sampling value
  • the correction value Fi group is spanned. Convert to the correction formula F (t) of the time function approximated by the correction curve and store it in 1 ⁇ 33 12).
  • FIG. 4 shows the relationship (A) between the zero point correction value Ei group and the zero point correction curve and the relationship (B) between the span correction value Fi group and the span correction curve.
  • the correction switch 35a When the correction switch 35a is kept on as described above and the device is used continuously after the energization drift period (nT time), the normal measurement display is performed. That is, the plate load Wi is measured and stored in the RAM 33 for each sampling period (S20), and the plate load Wi is digital filtering processing such as smoothing processing such as moving addition and temperature correction processing, for example. Is added to the dish load Wa and displayed on the display 8.
  • the RAM Using the correction equations E (t) and F (t) stored in 33 for correcting drift during energization, drift correction during energization is performed on the dish load Wa.
  • the procedure in this case is shown in the flowchart in Fig. 5.
  • the dish load Wi is measured at a fixed period and stored in RAM 33 (S20).
  • the series of dish loads Wi is smoothed using a digital filter, and temperature correction is performed.
  • the load Wa is converted (S21).
  • the processing is performed on the dish load Wa to convert it to a dish load Wo corrected for zero point and span drift (S22) and displayed on the display 8 (S23).
  • the reduction rate due to the amount of spandrift in the direction is corrected by the increase rate indicated by F (t) Z600. Also, the zero point drift amount during energization is corrected by adding the zero point correction formula E (t), and the dish load Wo is equal to the dish load Wa with the drift amount removed from when energized. Become.
  • the electronic balance of the above-described embodiment is a force that can automatically obtain a correction formula for the zero point and span drift and correct the measured value of the pan load. It is also possible to make mechanism 4 use both the internal weight and the weight removal mechanism that are usually used for calibration.
  • the present invention can reduce the influence of drift when the electronic balance is energized.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

 【課題】通電ドリフトの影響を低減した電子天びんを提供する。【解決手段】荷重検出部1で検出される荷重信号と温度センサ6の出力信号を一定周期で切り替えてディジタル信号に変換するスイッチ7及びA/D変換器2と、前記荷重信号の温度補正と重量値への変換の演算処理を行う制御部3と、内蔵分銅5及び分銅加除機構4を備え、前記制御部3に通電時のゼロ点ドリフトとスパンドリフト特性を一定期間測定し、このドリフトを補正する補正式をもとめてRAM33に記憶し、次回通電時に前記補正式により荷重信号のゼロ点ドリフトとスパンドリフトを補正する機能を付加する。

Description

明 細 書
電子天びん
技術分野
[0001] 本発明は、電子天びん (電子はかり)に関し、特に通電時のドリフト期間を補正により 短縮した電子天びん (電子はかり)に関する。
背景技術
[0002] 従来、電子天びんには、皿上荷重と電磁力をサーボ機構によりバランスさせ、その電 磁力発生に要した電流を測定し、この電流値を AZD変 及びマイクロプロセッサ などカゝら構成される演算処理部により演算処理して重量値に換算して表示する電磁 力平衡型のものが多く用いられている。また、電子天びんより比較的重い被計量物を 計量する電子は力りには、金属ブロックをめがね型にくり抜きその肉薄部を起歪部と し、この部分に歪ゲージを貼着してブリッジ回路を形成したロードセルを荷重検出部 として用い、このブリッジからの出力信号を AZD変 ^^及びマイクロプロセッサなど 力 構成される演算処理部により演算処理して重量値に変換して表示するロードセ ル形のものが多く用いられて 、る。
[0003] これら従来の電子天びんや電子は力りは内部に温度センサを備え、温度が定常状 態での温度の関数としてゼロ点及びスパンドリフトを記憶させ、測定した重量値に温 度に対応した前記ゼロ点及びスパンドリフトを補正するための補正演算を行った重量 値を出力表示している。
特許文献 1:特開 2003— 214932号公報
特許文献 2 :特開 2002— 148105号公報
特許文献 3:特開 2000— 241234号公報
特許文献 4:特開 2001— 13001号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 従来の電子天びんは、上記のように構成されており、定常状態での温度変化に対し てはゼロ点及びスパンドリフトが補償されている力 通電した直後からしばらくの間は 電子部品の発熱などにより急激に温度が上昇するため、上述の定常状態での温度ド リフト特性とは傾向が異なり温度補正が追いつかず、ゼロ点及びスパンに誤差を生じ るため、電子天びんや電子は力りを誤差が少なく使用できる状態になるまで長い暖 気時間を必要とするという問題があった。 本発明は、このような事情に鑑みてなされ たものであって、通電した直後のゼロ点及びスパンドリフト特性を補正し、電子天びん を使用できる状態になるまでの暖気時間を短縮した高精度の電子天びんを提供する ことを目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 上記の目的を達成するため、本発明の電子天びんは、皿上荷重をサンプリング測定 して重量値に換算し、この重量値を表示する電子天びんにおいて、通電直後から一 定期間加除を繰り返す加除手段と、前記加除手段による加除が繰り返された期間の 測定値力 ゼロ点又はスパンドリフトの一方あるいはその両方を補正する補正値を算 出し、前記補正値の時系列情報と前記加除手段の加除に関する情報から補正式を 求める演算手段と、次回通電時より皿上荷重の測定値を前記補正式で補正する測 定値補正手段を備えている。
[0006] 本発明が第 2に提供する発明は、請求項 1記載の電子天びんにおいて、前記加除手 段は、内蔵分銅と内蔵分銅加除機構とからなる。 また、本発明が第 3に提供する発 明は、請求項 1記載の電子天びんにおいて、一定時間間隔で内蔵分銅の加除を一 定期間自動的に行う自動分銅加除手段を備えている。 さらに、本発明が第 4に提供 する発明は、請求項 1及び請求項 2記載の電子天びんにおいて、ゼロ点又はスパン ドリフトの一方あるいはその両方の補正に用いる補正式の更新を行う補正更新手段 を備えている。 本発明の電子天びんは、上記のように構成されており、通電時のドリ フト特性が補正されるので被計量物の計量を開始できるようになるまでの暖気時間を 短縮することができる。
発明の効果
[0007] 本発明の電子天びんは、予め、通電ドリフト特性を記憶し補正演算することにより、通 電時のドリフトを減少させ電子天びんを使用できる状態になるまでの暖気時間を短縮 できる。また、電子天びんのドリフトは温度に依存し、ユーザが据え付ける環境により 通電ドリフトが変化する可能性があるので、ユーザが使用する環境での通電ドリフトを 記憶し補正演算することにより、より正確なドリフト補正が可能である。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明の電子天びんの構成を示すブロック図である。
[図 2]実施例に係わる通電時ドリフトの補正式を求める手順を示すフローチャート図で ある。
[図 3]通電時のゼロ点ドリフト (A)とスパンドリフト (B)の特性図である。
[図 4]通電時のゼロ点ドリフトの補正値とゼロ点補正曲線 (A)及びスパンドリフトの補 正値とスパンその補正曲線 (B)を示す図である。
[図 5]本発明の電子天びんの計量表示手順を示すフローチャート図である。
符号の説明
[0009] 1 荷重検出部 la 受け皿 lb 荷重感応部 2 AZD変換器 3 制御部
31 CPU 32 ROM 33 RAM 34 インターフェース 35 入力装置 35a 補正スィッチ 4 分銅加除機構 5 内蔵分銅 6 温度センサ 7 スィッチ 8 表示器
発明を実施するための最良の形態
[0010] 本発明が提供する電子天びんはつぎのような特徴を有している。第 1の特徴は皿上 荷重をサンプリング測定して重量値に換算し、この重量値を表示する電子天びんに おいて、通電直後から一定期間加除を繰り返す加除手段と、前記加除手段による加 除が繰り返された期間の測定値力もゼロ点又はスパンドリフトの一方あるいはその両 方を補正する補正値を算出し、前記補正値の時系列情報と前記加除手段の加除に 関する情報力 補正式を求める演算手段と、次回通電時より皿上荷重の測定値を前 記補正式で補正する測定値補正手段を備えて!/、る点である。 第 2の特徴は前記加 除手段は、内蔵分銅と内蔵分銅加除機構とからなる点である。 第 3の特徴は一定時 間間隔で内蔵分銅の加除を一定期間自動的に行う自動分銅加除手段を備えている 点である。 第 4の特徴はゼロ点又はスパンドリフトの一方あるいはその両方の補正に 用いる補正式の更新を行う補正更新手段を備えて 、る点である。 したがって最良の 形態の基本的な構成は、請求項 1、請求項 2、請求項 3および請求項 4記載の特徴を 備えた構成を具備する電子天びんである。
実施例 1
[0011] 以下実施例により本発明の電子天びんを詳細に説明する。図 1は、本発明の電子天 びんの構成を示すブロック図である。荷重検出部 1は、サーボ機構やロードセルなど の荷重感応部 lbに作用する荷重に対応する電気信号を出力し、その出力は AZD 変翻 2によってディジタルィ匕された後、制御部 3にとりこまれる。
[0012] 前記荷重検出部 1に近接して分銅加除機構 4が配設されており、この分銅加除機構 4はレバーとカムおよびその駆動モータ等の公知の機構によって、内蔵分銅 5を荷重 検出部 1の荷重感応部 lbに着設または除去することができる。この分銅加除機構 4 の駆動指令は制御部 3から与えられる。
[0013] また、荷重検出部 1内には、温度センサ 6が内設されており、この温度センサ 6の出力 も AZD変翻2でディジタルィ匕された後に制御部 3にとりこまれる。 AZD変翻2 の入力段には、この温度センサ 6の出力と荷重検出部 1の出力を所定の周期で交互 にディジタルィ匕するため、入力信号切り替え用のスィッチ 7が設けられている。このス イッチ 7も制御部 3からの信号によって駆動制御される。
[0014] 前記制御部 3はマイクロコンピュータを主体として構成されており、 CPU31、 ROM3 2、 RAM33、入出力インターフェース 34及び入力装置 35等を備え、前記した AZD 変翻 2等のほかに、計量値の表示するための表示器 8が接続されている。
[0015] 前記 ROM32には、通常の測定用のプログラムのほかに、後述する通電時ドリフトを 補正する補正式を取得する補正式取得プログラムが書き込まれている。また、 RAM 33には、荷重検出部 1からのディジタル変換データを格納するエリアやワークエリア のほか、通電時のゼロ点及びスパンのドリフト特性及びこれらのドリフトを補正する補 正式を記憶するエリアが設定されて 、る。
[0016] 図 2は ROM32に書き込まれている通電時補正式取得プログラムの内容を示すフロ 一チャートである。以下、図 1及び図 2を参照しつつ前記補正式を得るための手順を 説明する。前記入力装置 35の補正スィッチ 35aを ONにした状態で電源を入れると、 通電時補正式取得プログラム力 Sスタートし、サンプリング周期を監視し T時間に達す ると(S1〜S3)、皿上荷重 0、すなわち受け皿 laのみでの荷重測定を行い、その測 定値 CI (T時間後のゼロ点ドリフト量)を前記 RAM33に記憶する(S4)。続いて前記 制御部 3で制御される分銅加除機構 4によって例えば 600grの内蔵分銅 5を荷重感 応部 lbに負荷し (S5)、前記内蔵分銅 5の荷重測定を行い、その測定値 D1と前記測 定値 C1からスパンドリフト量 (Dl— C1— 600)を算出し、この値を記憶する(S6)。次 に、前記内蔵分銅 5を前記分銅加除機構 4によって荷重感応部 lbから除去する(S7
) o
[0017] この時点力もさらに T時間 (スタートから 2T時間)経過するかを前記制御部 3により監 視し (S2、 S3)、 T時間経過する毎にステップ S4から S7を繰り返し実行し、皿上荷重 0及び分銅荷重の測定とスパンドリフト量 (Di—Ci— 600)の算出を行ってゼロ点ドリ フト量 Ciとスパンドリフト量(Di— Ci— 600)を記憶する。図 3はスパン 600gの電子天 びんの通電時のゼロ点ドリフト量 (A)とスパンドリフト量(B)を示したもので、これらのド リフト量の測定 Z記憶はほぼ 0に落ち着く時間に予め設定されている測定回数 nに到 達するまで行われ、測定回数が n回を越えると(S8)、ゼロ点ドリフトを補正するための ゼロ点補正値 Eiを次式(1)により算出し、この補正値 Eiを RAM33に記憶する (S9)。
Ei= -Ci (1) 続いて、スパンドリフトを補正するためのスパン補正値 Fi を次式(2)により算出し、この補正値 Fiを RAM33に記憶する(S10)。 Fi=— (Di — Ci— 600) (2)
[0018] 次にサンプリング値である前記補正値 Ei群をゼロ点補正曲線で近似する時間関数の 補正式 E (t)に変換し RAM33に記憶し (SI 1)、前記補正値 Fi群をスパン補正曲線 で近似する時間関数の補正式 F (t)に変換し1^^^33に記憶する 12)。図 4は、前 記ゼロ点補正値 Ei群とゼロ点補正曲線との関係 (A)と前記スパン補正値 Fi群とスパ ン補正曲線との関係(B)を示したものである。
[0019] 上記のように補正スィッチ 35aを ONにしたままで通電ドリフト期間(nT時間)以降も継 続して使用する場合は、通常の計量表示を行う。すなわち、サンプリング周期ごと〖こ 皿上荷重 Wiが測定され RAM33に記憶される (S20)とともに、この皿上荷重 Wiは例 えば移動加算等による平滑ィヒ処理などのディジタルフィルタリング処理と温度補正処 理が加えられて皿上荷重 Waに変換され表示器 8に表示される。
[0020] また、前記補正スィッチ 35aを OFFにした状態で電源を投入した場合は、前記 RAM 33に記憶されて 、る通電時ドリフトを補正する前記補正式 E (t)および F (t)を用いて 前記皿上荷重 Waに対し通電時のドリフト補正が行われる。この場合の手順を図 5の フローチャート図に示す。電源投入カゝら一定の周期で皿上荷重 Wiを測定して RAM 33に記憶し(S20)、一連の皿上荷重 Wiをディジタルフィルタを用いて平滑ィ匕処理し 、温度補正を行い皿上荷重 Waに変換する(S21)。次いで次式(3)を用いて皿上荷 重 Waに演算処理を行 ヽ、ゼロ点及びスパンドリフトを補正した皿上荷重 Woに変換し (S22)、表示器 8に表示する(S23)。 Wo=Wa (l +F (t) Z600) +E (t) …… • · · (3) 上記(3)式にぉ 、て、皿上荷重 Waとその通電時のスパンドリフト量の比率と 、図 3 (B)に示した 600grの内蔵分銅 5の皿上荷重とその通電時のスパンドリフト量( 図 3 (B)に示す)の比率はほぼ等しいので、皿上荷重 Waのマイナス
方向のスパンドリフ量による低減率は、 F (t) Z600で示される増加率によって補正さ れる。また、通電時のゼロ点ドリフト量はゼロ点補正式 E (t)を加算することにより補正 され、皿上荷重 Woは、通電時よりドリフト量を除去した状態での皿上荷重 Waに等し くなる。
[0021] 上記のように記憶されて 、る補正式 E (t)、 F (t)を再通電時に使用する場合は補正 スィッチ 35aを OFFにして力 電源を投入し、使用環境条件が大きく変わったり、環 境条件の異なる測定場所で使用するために前記補正式 E (t)、 F (t)を更新する必要 がある場合は、補正スィッチ 35aを ONにしてから電源を入れるようにする。以上は通 電時ゼロドリフト及びスパンドリフトの両方を同時に補正する場合の説明である力 ゼ 口点ドリフトまたはスパンドリフトの 、ずれか一方だけを補正する場合は(3)式にお ヽ て対象とする補正式(1)または(2)式を 0に置き換えればよ 、。
[0022] 上記実施例の電子天びんは、ゼロ点及びスパンドリフトの補正式の取得と皿上荷重 の測定値の補正を自動的に行うことができるものである力 前記内蔵分銅 5および分 銅加除機構 4に通常校正用として用いられている内部分銅と分銅加除機構を兼用さ せることも可會である。
産業上の利用可能性
[0023] 本発明は電子天びんの通電時のドリフトの影響を低減することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 皿上荷重をサンプリング測定して重量値に換算し、この重量値を表示する電子天び んにおいて、通電直後から一定期間加除を繰り返す加除手段と、前記加除手段によ る加除が繰り返された期間の測定値力もゼロ点又はスパンドリフトの一方あるいはそ の両方を補正する補正値を算出し、前記補正値の時系列情報と前記加除手段の加 除に関する情報力 補正式を求める演算手段と、次回通電時より皿上荷重の測定値 を前記補正式で補正する測定値補正手段を備えていることを特徴とする電子天びん
[2] 前記加除手段は、内蔵分銅と内蔵分銅加除機構とからなることを特徴とする請求項 1 記載の電子天びん。
[3] 一定時間間隔で内蔵分銅の加除を一定期間自動的に行う自動分銅加除手段を備 えて 、ることを特徴とする請求項 1記載の電子天びん。
[4] ゼロ点又はスパンドリフトの一方あるいはその両方の補正に用いる補正式の更新を 行う補正更新手段を備えていることを特徴とする請求項 1および請求項 2記載の電子 天びん。
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