JP2008298439A - Weight measuring device - Google Patents
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Abstract
【課題】測定精度を維持しつつさらなる薄型化を実現することができるとともに、測定対象物が偏置された場合においても、起歪体の中央に荷重がかかった場合に対して誤差の少ない正確な測定結果を得ることができる重量測定装置を提供する。
【解決手段】起歪体の固定端部が片持ち支持されるロードセルと、起歪体の可動端部に支持されるとともに、起歪体に対向配置される載置部と、を備え、載置部に載置した測定対象物の荷重に対応して起歪体が変形する重量測定装置であって、起歪体には、固定端部と可動端部を結ぶ方向において、一対の歪みセンサと、歪みセンサの対に対応する位置に一対の起歪部と、が備えられ、載置部は、固定端部と可動端部を結ぶ方向の両端部が、一対の起歪部のそれぞれから、一対の起歪部の間隔の1/2だけ外側の位置を両端とする範囲内にある。
【選択図】図1An object of the present invention is to achieve a further reduction in thickness while maintaining measurement accuracy, and even when the object to be measured is deviated, there is less error than when a load is applied to the center of the strain generating body. Provided is a weight measuring device capable of obtaining a stable measurement result.
A load cell in which a fixed end portion of a strain generating body is cantilevered, and a mounting portion that is supported by a movable end portion of the strain generating body and is disposed to face the strain generating body. A weight measuring device in which a strain generating body deforms in response to a load of a measurement object placed on a mounting portion, wherein the strain generating body includes a pair of strain sensors in a direction connecting a fixed end and a movable end. And a pair of strain generating portions at positions corresponding to the pair of strain sensors, and the mounting portion has both end portions in the direction connecting the fixed end portion and the movable end portion from each of the pair of strain generating portions. , The distance between the pair of strain generating portions is within a range having both ends at the outer positions by ½.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、重量測定装置に関し、特に、軽量の測定対象物の重量を精密に測定することのできる薄型のロードセルを備えた重量測定装置に関する。 The present invention relates to a weight measuring device, and more particularly, to a weight measuring device including a thin load cell that can accurately measure the weight of a light-weight measuring object.
近年、例えば1キログラム未満といった比較的軽量の測定対象物の重量を測定する重量測定装置としては、高い測定精度を維持しつつ、さらに小型化することが求められつつある。これに伴って、重量測定装置に用いられるロードセルも、薄型化が期待されている。 In recent years, for example, a weight measuring apparatus that measures the weight of a relatively light measurement object of less than 1 kilogram, for example, is required to be further downsized while maintaining high measurement accuracy. Along with this, the load cell used in the weight measuring device is also expected to be thin.
一方、測定対象物の重量を検出するために重量測定装置に用いられるロードセルとしては、長板状の起歪体の上面に歪みセンサを配した構成のものがある。このロードセルにおいては、歪みセンサに対応した位置に、起歪体内を幅方向又は長手方向に沿って形成された貫通孔により起歪部が設けられており、測定対象物を、起歪体、又は、起歪体が支持する載置部上に載せると、その荷重に応じて起歪体の起歪部が変形し、歪みセンサが伸縮する。歪みセンサは、ホイートストンブリッジの一部を形成しており、荷重に応じた起歪部の伸縮量によって定まる歪みセンサの電気抵抗値から測定対象物の重量を算出することができる。 On the other hand, as a load cell used in a weight measuring device for detecting the weight of an object to be measured, there is a configuration in which a strain sensor is arranged on an upper surface of a long plate-like strain generating body. In this load cell, a strain generating portion is provided at a position corresponding to the strain sensor by a through-hole formed in the strain generating body along the width direction or the longitudinal direction. When placed on the mounting portion supported by the strain generating body, the strain generating section of the strain generating body is deformed according to the load, and the strain sensor expands and contracts. The strain sensor forms part of the Wheatstone bridge, and the weight of the measurement object can be calculated from the electrical resistance value of the strain sensor determined by the amount of expansion and contraction of the strain-generating portion corresponding to the load.
しかしながら、上述の従来のロードセルは既に薄型化が進んでおり、さらなる薄型化の要請に応えるべく起歪体の板厚を小さくすることはできても、高い測定精度を維持できる程度の高い精度で貫通孔を設けることは困難となりつつあった。 However, the above-described conventional load cell has already been reduced in thickness, and the thickness of the strain generating body can be reduced to meet the demand for further reduction in thickness, but with high accuracy that can maintain high measurement accuracy. Providing a through hole has become difficult.
さらに、従来のロードセルにおいては、貫通孔を起歪体の平面視略中央に設けることが多く、載置部の中央に測定対象物による荷重がかかる場合と、載置部の周辺部側に荷重がかかる場合(偏置状態)とで、測定結果が異なってしまうおそれがあった。これについては、特定計量器検定検査規則に定める偏置誤差の基準を満たす必要があるが、従来のロードセルを薄型化すると基準を満たさなくおそれがあった。 Further, in the conventional load cell, the through hole is often provided at the approximate center of the strain generating body in plan view, and when the load due to the measurement object is applied to the center of the mounting portion, the load is applied to the peripheral portion side of the mounting portion. There is a possibility that the measurement result will be different in the case where the load is applied (deviation state). Regarding this, it is necessary to satisfy the standard of the deviation error defined in the specific measuring instrument certification inspection rule, but there is a possibility that the standard will not be satisfied if the conventional load cell is made thin.
そこで本発明は、高い測定精度を維持しつつさらなる薄型化を実現することのできるロードセルを実現し、このようなロードセルを用いた重量測定装置を提供することを目的とする。さらに、本発明の目的は、測定対象物が偏置された場合においても、載置部の中央に荷重がかかった場合と同様に正確な測定結果を得ることのできる重量測定装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to realize a load cell capable of realizing further reduction in thickness while maintaining high measurement accuracy, and to provide a weight measuring device using such a load cell. Furthermore, an object of the present invention is to provide a weight measuring device capable of obtaining an accurate measurement result in the same manner as when a load is applied to the center of the mounting portion even when the measurement object is displaced. It is in.
上記課題を解決するために、本発明の重量測定装置は、起歪体の固定端部が片持ち支持されるロードセルと、前記起歪体の可動端部に支持されるとともに、前記起歪体に対向配置される載置部と、を備え、前記載置部に載置した測定対象物の荷重に対応して前記起歪体が変形する重量測定装置であって、前記起歪体には、前記固定端部と前記可動端部とを結ぶ方向において、一対の歪みセンサと、前記歪みセンサの対に対応する位置に一対の起歪部と、が備えられ、前記載置部は、前記固定端部と前記可動端部とを結ぶ方向の両端部が、前記一対の起歪部のそれぞれから、前記一対の起歪部の間隔の1/2だけ外側の位置を両端とする範囲内にあることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the weight measuring device of the present invention includes a load cell in which a fixed end of a strain generating body is cantilevered, a load end supported by the movable end of the strain generating body, and the strain generating body. A weight measuring device in which the strain body deforms in response to a load of a measurement object placed on the placement portion. A pair of strain sensors in a direction connecting the fixed end portion and the movable end portion, and a pair of strain generating portions at positions corresponding to the pair of strain sensors. Both end portions in the direction connecting the fixed end portion and the movable end portion are within a range in which both ends are located at positions outside of each of the pair of strain generating portions by ½ of the distance between the pair of strain generating portions. It is characterized by being.
本発明の重量測定装置において、前記載置部は、前記固定端部と前記可動端部とを結ぶ方向の両端部が、前記一対の起歪部にそれぞれ対応する位置に、又は、前記一対の起歪部間に対応する位置にあることを特徴とする。 In the weight measuring device of the present invention, the mounting portion may be configured such that both end portions in the direction connecting the fixed end portion and the movable end portion respectively correspond to the pair of strain generating portions, or the pair of pair It exists in the position corresponding to between strain generating parts.
本発明の重量測定装置において、前記載置部は、支持フレームを介して前記起歪体の可動端部により片持ち支持されることを特徴とする。 In the weight measuring device according to the present invention, the placing portion is cantilevered by the movable end portion of the strain generating body via a support frame.
本発明の重量測定装置において、前記起歪体は、略矩形板状をなし、その長手方向の一方の端部に前記固定端部、他方の端部に前記可動端部、を備えることを特徴とする。 In the weight measuring device of the present invention, the strain body has a substantially rectangular plate shape, and includes the fixed end portion at one end portion in the longitudinal direction and the movable end portion at the other end portion. And
本発明の重量測定装置において、前記起歪部は、前記一対の歪みセンサに対応する位置に、少なくとも一つの凹部として設けられていることを特徴とする。 In the weight measuring device of the present invention, the strain-generating portion is provided as at least one recess at a position corresponding to the pair of strain sensors.
本発明の重量測定装置において、前記起歪部は、前記固定端部と前記可動端部とを結ぶ方向に直交する方向に沿って凹条として設けられていることを特徴とする。 In the weight measuring device of the present invention, the strain-generating portion is provided as a concave line along a direction orthogonal to a direction connecting the fixed end portion and the movable end portion.
本発明の重量測定装置において、前記歪みセンサが前記起歪体の第1面に設けられるとともに、前記起歪部が、前記起歪体の前記第1面とは別の第2面に設けられていることを特徴とする。 In the weight measuring device of the present invention, the strain sensor is provided on the first surface of the strain generating body, and the strain generating portion is provided on a second surface different from the first surface of the strain generating body. It is characterized by.
本発明の重量測定装置において、前記第1面は上面であり、前記第2面は下面であることを特徴とする。 In the weight measuring apparatus of the present invention, the first surface is an upper surface and the second surface is a lower surface.
本発明によると、固定端部と可動端部を結ぶ方向の載置部の両端部が、一対の起歪部のそれぞれから、一対の起歪部の間隔の1/2の距離だけ外側の位置を両端とする範囲内にあることにより、測定対象物が偏置された場合においても、起歪体の中央に荷重がかかった場合に対して誤差の少ない正確な測定結果を得ることができる。さらに、起歪体は略矩形板状であり、長手方向の一方の端部を固定端部、他方の端部を可動端部とし、起歪部は、歪みセンサに対応する位置に凹部として設ける構成としたことにより、起歪体の加工が容易となることから、測定精度を維持しつつさらなる薄型化を実現することができる。 According to the present invention, both end portions of the mounting portion in the direction connecting the fixed end portion and the movable end portion are positioned outside each of the pair of strain generating portions by a distance that is ½ of the distance between the pair of strain generating portions. When the measurement object is displaced, an accurate measurement result with little error can be obtained even when a load is applied to the center of the strain generating body. Further, the strain generating body has a substantially rectangular plate shape, and one end portion in the longitudinal direction is a fixed end portion and the other end portion is a movable end portion, and the strain generating portion is provided as a recess at a position corresponding to the strain sensor. By adopting the configuration, it becomes easy to process the strain generating body, so that further thinning can be realized while maintaining measurement accuracy.
以下、本発明の第1実施形態に係る重量測定装置100について、図面を参照しつつ詳しく説明する。ここで、図1は、第1実施形態に係る重量測定装置100の構成を示す平面図、図2は、重量測定装置100の側壁を除いて、重量測定装置100の内部構成を示す一部断面図、図3は、第1実施形態に係るロードセル10の構成を示す平面図である。
Hereinafter, the
図1及び図2に示すように、第1実施形態に係る重量測定装置100は、ロードセル10と、載置部としての載せ台40と、支持フレーム50と、基台60と、を備える。また、図1乃至図3に示すように、ロードセル10は、起歪体20と、歪みセンサ30と、を備える。重量測定装置100は、使用者がスイッチ74を押すことによって、始動とともにゼロ点調整を行い、載せ台40に測定対象物を載置するとその重量を測定して表示部72に測定結果を表示する。なお、第1実施形態に係る重量測定装置100は、例えば1kg以下といった比較的軽量の物体を測定対象物として測定するのに好適なものであるが、本発明に係る重量測定装置は、これに限定されることはない。なお、図1においては、起歪体20及び歪みセンサ30の詳細な構成は省略している。以下に、各部材の詳細な構成について説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
起歪体20は、金属(例えば、鋼、アルミニウム合金)を略直方体状に成形してなる矩形板状部材であり、図2及び図3に示すように、その上面23(第1面)に歪みセンサ30が取り付けられている。起歪体20の長手方向(図1乃至図3の左右方向)の両端部は、固定端部25及び可動端部26となっており、起歪体20を基台60に固定するための固定端部側孔部25aと、載置部としての載せ台40を起歪体20に固定するための可動端部側孔部26aと、がそれぞれ二つずつ貫通形成されている。また、起歪体20の下面24(第2面)には、一対の歪みセンサ30に対応する位置に起歪部21、22が形成されている。なお、起歪体20は、直方体状以外の形状(例えば、長円板状、楕円板状)とすることもでき、特に限定されるものではない。また、歪みセンサ30及び起歪部21、22は、起歪体20の上面23又は下面24の一方の面のみに配置することもできる。
The
歪みセンサ30は、固定端部側センサ(歪みセンサ)31a、31bからなる固定端部側センサ対31と、可動端部側センサ(歪みセンサ)32a、32bからなる可動端部側センサ対32と、の2組のセンサ対からなる。これらのセンサは公知の同一形状、同一特性のものであり、固定端部側センサ対31と固定端部側センサ対32は、起歪体20の長手方向の中央に関して対称となるように配置される。また、固定端部側センサ31a、31b、可動端部側センサ32a、32bは、起歪体20の長手方向(図1乃至図3の左右方向)に沿って延びるようにそれぞれ配置されている。
The
固定端部側センサ対31を構成する固定端部側センサ31a、31bは、起歪体20の長手方向に沿うように、かつ、外部機器へ接続するための端子部が起歪体20の長手方向中央側に配置されるように、起歪体20の幅方向(図1及び図3の上下方向)において互いに平行に配置される。一方、可動端部側センサ対32を構成する可動端部側センサ32a、32bも、起歪体20の長手方向に沿うように、かつ、外部回路(電子基板70上の回路)へ接続するための端子部が起歪体20の長手方向中央側に配置されるように、互いに平行に配置される。
The fixed
固定端部側センサ31a、31b、及び、可動端部側センサ32a、32bは、外部回路(電子基板70上の回路)とともにホイートストンブリッジを構成している。これらのセンサは、重量測定装置に測定対象物を載置することによって起歪体20にかかる負荷に応じて伸縮する。圧縮されたセンサはその電気抵抗値が減少し、伸張したセンサは電気抵抗値が増大するため、外部回路にあらかじめ記憶された算出プログラムによって、載置された測定対象物の重量を算出することができる。算出結果は、表示部72(例えば液晶表示部)に表示される。
The fixed
図2に示すように、基台60は、重量測定装置100の底壁101上に固定されており、連結部材65を介して、起歪体20の固定端部側孔部25aに対して固定されている。起歪体20との固定は、固定端部側孔部25a、連結部材65、及び、基台60をねじ(図に示さず)で締結することによって行う。なお、連結部材65と基台60とを一体で形成する場合は、固定端部側孔部25a及び連結部材65をねじで締結することによって、起歪体20と基台60とを互いに固定する。これにより、起歪体20は、固定端部25において、基台60により片持ち支持される。なお、起歪体20と基台60の固定は、ねじに代えて連結ピン(例えば、リベット)を用いてもよい。
As shown in FIG. 2, the
載置部としての載せ台40は、重量測定装置100の仕様(例えば、測定可能な重量の範囲)に応じて形状及び材質を選定することができ、例えばプラスチック材料を平面視長方形状に成形したものを用いることができる。図2に示すように、載せ台40は、一例として、支持フレーム50の中央から上方に延びる柱状支持部51に同心状に配置し、載せ台40の中心40cと支持フレーム50の中心50cとが一致させながら、載せ台40、柱状支持部51、及び、支持フレーム50をねじ(図に示さず)で締結することによって、載せ台40と支持フレーム50とを固定すればよい。支持フレーム50は、連結部材45を介して起歪体20の可動端部側孔部26aに固定されており、具体的には、起歪体20の中心20cと支持フレーム50の中心50cと互いにが一致するように、可動端部側孔部26a、連結部材45、及び、支持フレーム50をねじで締結する。この構成により、載せ台40、起歪体20、及び支持フレーム50の中心(重心)40c、20c、50cが互いに一致した状態で、載せ台40は、支持フレーム50を介して、起歪体20の可動端部26によって片持ち支持され、支持フレーム50を介して起歪体20と対向配置される。なお、載せ台40は、支持フレーム50を介さずに、起歪体20の可動端部26に直接支持させることもできる。また、載せ台40及び支持フレーム50の固定、並びに、起歪体20及び支持フレーム50の固定は、ねじに代えて連結ピン(リベット)を用いてもよい。なお、本発明は、載せ台40と柱状支持部51とを同心状に固定される構成としなくても実施が可能である。
The mounting table 40 as the mounting unit can be selected in shape and material according to the specifications of the weight measuring device 100 (for example, a measurable weight range). For example, a plastic material is formed into a rectangular shape in plan view. Things can be used. As shown in FIG. 2, for example, the mounting table 40 is disposed concentrically on a
起歪部21、22は、起歪体20の下面24において、固定端部側センサ対31、32に対応する位置にそれぞれ形成される。すなわち、起歪体20の長手方向の中央(中心20c)に関して対称となるように配置される。起歪部21、22は、起歪体20とともに成形されることが好ましいが、起歪体20の成形後に、別途、プレス加工や切削加工によって形成してもよい。
The
また、起歪部21、22は、一例として、起歪体20の幅方向(固定端部25と可動端部26とを結ぶ方向に直交する方向)に沿って延びるように、かつ、互いに平行な溝状(凹条)に形成し、起歪体20の幅方向直交断面が半円状をとなるようにする。起歪体20の長手方向に延びる固定端部側センサ31a、31bは、平面視において起歪部22上に、可動端部側センサ32a、32bは、起歪部21上に、それぞれ貼り付けて設けられている。なお、第1実施形態では、起歪部として、溝状(凹条)の起歪部21、22を設けたが、起歪部の形状は、溝状(凹条)以外の凹部形状(例えば、半球状)や貫通孔とすることもでき、特に限定されるものではない。
Further, as an example, the
第1実施形態においては、起歪部21、22は、平面視(図1参照)において、載せ台40の長手方向の端部41、42から1/4の距離の位置に対応して、中心21c、22cが配置されるように設けられている。すなわち、図1に示すように、載せ台40の長さをPとした場合において、起歪部21の中心21cは、載せ台40の連結部材45側の端部41から1/4Pの位置にあり、起歪部22の中心22cは、載せ台40の他方の端部42から1/4Pの位置に配置されている。換言すれば、図2に示すように、起歪部21、22の間隔(本実施形態では、起歪部21の中心21cと起歪部22の中心22cとの間隔)をL2とした場合、この間隔L2は1/2Pと等しくなっているため、載せ台40の両端部41、42が、起歪部21、22のそれぞれから、起歪部21、22の間隔L2の1/2だけ外側の位置にあるようになっている。
In the first embodiment, the
本実施形態においては、載せ台40の両端部41、42を、起歪部21、22のそれぞれから、起歪部21、22の間隔L2の1/2だけ外側の位置に配置した構成を説明したが、測定対象物が偏置された場合にも、載せ台40の中央に荷重がかかった場合と同様の正確な測定結果を得るという観点からは、少なくとも固定端部25と可動端部26とを結ぶ方向の載せ台40の端部41、42が、起歪部21、22のそれぞれから、起歪部21、22の間隔L2の1/2だけ外側の位置を両端とする範囲内にあればよい。従って、載せ台40の長さPは、起歪部21、22の間隔L2の2倍以下に設定されていればよく、長さPが間隔L2に対して短いほど、測定対象物の偏値の影響を小さくすることができ、これにより正確な測定結果を得ることができる重量測定装置を提供することが可能となる。なお、後述の第2実施形態は、固定端部25と可動端部26を結ぶ方向の両端部を、第1実施形態の場合よりも内側に配置したものである。
In the present embodiment, a description will be given of a configuration in which both end
特定計量器検定検査規則に定める偏置誤差の基準に従えば、測定対象物が載せ台40に対して最も外側に偏置される位置は、端部41、42から、載せ台40の長さPの1/4だけ内側の位置であり、この位置に偏置荷重が負荷される。すなわち、載せ台40に対して最も外側に負荷される偏置荷重は、起歪部21、22に対応した位置で作用することとなる。本実施形態は、上記のように構成されていることにより、測定対象物の偏値の影響をより一層小さくすることができ、これにより正確な測定結果を得ることができる重量測定装置を提供することが可能となる。
According to the standard of the deviation error defined in the specific measuring instrument certification inspection rule, the position where the measurement object is displaced to the outermost side with respect to the
第1実施形態においては、起歪体20及び載せ台40は平面視長方形であるが、いずれも長方形以外の形状とすることができる。また、固定端部25、可動端部26は、起歪体20の長手方向の両端部以外の位置に設けることもできる。
In the first embodiment, the
以上の構成の重量測定装置100においては、載せ台40に測定対象物が載置されると、その荷重によって、起歪体20のうち起歪部21、22において歪み、起歪体20は、側面視略S字状に弾性変形する。起歪部21、22における変形量を固定端部側センサ31a、31b、及び可動端部側センサ32a、32bの伸縮量に対応した電気抵抗値として検出し、これに基づいて重量を測定することができる。
In the
つづいて、図4乃至図8を参照しつつ、第1実施形態に係る重量測定装置100の構成による効果について説明する。ここで、図4は、第1実施形態に係る重量測定装置100の固定端部25側に測定対象物の重心を配置した場合において、起歪体20の各位置における撓み量を示したグラフ、図5は、重量測定装置100の中央に測定対象物の重心を配置した場合において、起歪体20の各位置における撓み量を示したグラフ、図6は、重量測定装置100の可動端部26側に測定対象物の重心を配置した場合において、起歪体20の各位置における撓み量を示したグラフ、図7は、参照モデルについて、非直線性を縦軸に、荷重を横軸にとったグラフ、図8は、第1実施形態モデルについて、非直線性を縦軸に、荷重を横軸にとったグラフである。
Next, effects of the configuration of the
図4乃至図6では、端部27から端部28までの距離(固定端部25から可動端部26までの距離)L1(図2)を50mmに設定したモデルを用いて、有限要素法によって解析を行っている(荷重(測定対象物の重量)0.2kg)。ここで、端部27は、起歪体20において、連結部材65との連結部分のうち連結部材45側の端部であり、端部28は、連結部材45との連結部分のうち連結部材65側の端部である。また、第1実施形態に係るロードセル20との間で効果を比較するための参照用モデルとして、ロードセル10の長手方向における起歪部21の中心21cから起歪部22の中心22cまでの間隔(起歪部21、22の間隔)L2が20mm(厚さ0.5mm)であるものを用い、第1実施形態に係るロードセル(重量測定装置)のモデルとして、間隔L2が40mm(厚さ0.71mm)であるものを用いている。なお、間隔L2が20mmのときの厚さ0.5mmと、間隔L2が40mmのときの厚さ0.71mmとは、ロードセルとしての定格出力が同じになるように決められた値である。
4 to 6, by using a model in which the distance from the
図4乃至図6は、載せ台40上に測定対象物を載置した場合における起歪体20の各位置における撓み量を示すグラフであり、横軸は、連結部材65の連結部材45側端部27からの距離(単位mm)を示し、縦軸は撓み量(単位mm)を示す。図4では、載せ台40の中央線40a(中心40cを通り、載せ台の幅方向(図1の上下方向)に延びる直線)から連結部材65側(固定端部25側)へ15mmの位置に測定対象物の重心が配置され、図5では、載せ台40の中央線40aに測定対象物の重心が配置され、図6では、載せ台40の中央線40aから連結部材45側(可動端部26側)へ15mmの位置に測定対象物の重心が配置されている。図4乃至図6において、曲線R1、R2、R3は参照用モデルの解析結果、曲線E1、E2、E3は第1実施形態に係るロードセルのモデルの解析結果を、それぞれ示している。
4 to 6 are graphs showing the amount of bending at each position of the
図4乃至図6において、参照用モデルと第1実施形態に係るロードセルモデルとを比較すると、まず、測定対象物を載せ台40の中央線40aに載置した場合(図5)では、起歪体20の各位置における歪み量の変化は、両モデルでほとんど差がないことが分かる。一方、測定対象物が固定端部25側に載置された場合(図4)、及び、測定対象物を連結部材45側に載置した場合(図6)では、連結部材65からの距離が大きくなるほど、参照モデルの撓み量が大きくなるのに対して、第1実施形態モデルの撓み量の増加は抑えられている。
4 to 6, when the reference model and the load cell model according to the first embodiment are compared, first, when the measurement object is placed on the
図7は、図4乃至図6と同じ参照モデルを用いた場合の実測に基づいた非直線性の算出結果を示している。曲線RL1は、載せ台40の中心40cから連結部材65側(固定端部25側)へ15mmの位置に測定対象物の重心が配置され、順次荷重を増加させた場合を表している。曲線RL2は、載せ台40の中心40cに測定対象物の重心が配置され、順次荷重を増加させた場合を示している。曲線RL3は、載せ台40の中心40cから連結部材45側(可動端部26側)へ15mmの位置に測定対象物の重心が配置され、順次荷重を増加させた場合である。
FIG. 7 shows a calculation result of nonlinearity based on actual measurement when the same reference model as in FIGS. 4 to 6 is used. A curved line RL1 represents a case where the center of gravity of the measurement object is arranged at a position of 15 mm from the
一方、図8は、図4乃至図6と同じ第1実施形態モデルを用いた場合の非直線性の算出結果を示している。曲線EL1は、載せ台40の中心40cから連結部材65側(固定端部25側)へ15mmの位置に測定対象物の重心が配置され、順次荷重を増加させた場合を表している。直線EL2は、載せ台40の中心40cに測定対象物の重心が配置され、順次荷重を増加させた場合を示している。曲線EL3は、載せ台40の中心40cから連結部材45側(可動端部26側)へ15mmの位置に測定対象物の重心が配置され、順次荷重を増加させた場合を示している。
On the other hand, FIG. 8 shows a calculation result of nonlinearity when the same first embodiment model as in FIGS. 4 to 6 is used. A curve EL1 represents a case where the center of gravity of the measurement object is arranged at a position of 15 mm from the
ここで、第1実施形態モデルを用いた場合と参照モデルを用いた場合の非直線性を検討する。両モデルにおいて、偏置荷重を加えた場合の非直線性をみてみると、連結部材65側(固定端部25側)へ偏置した場合(RL1、EL1)と、連結部材45側(可動端部26側)へ偏置した場合(RL3、EL3)とでは、逆の出力結果になることから、グラフとしては両モデルともに荷重0.5kg時点を最大幅とする上下に膨らみをもった形状となっているが、その膨らみの形状は、明らかに第1実施形態モデルの方が小さくなっていることがみてとれる。すなわち、第1実施形態モデルによれば、連結部材65側(固定端部25側)へ偏置した場合であっても、連結部材45側(可動端部26側)へ偏置した場合であっても、また、いずれの荷重量においても、非直線性を小さく抑え、偏置荷重による誤差の少ない正確な測定結果を得ることができることがわかる。
Here, the non-linearity when the first embodiment model is used and when the reference model is used will be examined. In both models, the non-linearity in the case where an offset load is applied is considered to be the case where it is offset to the connecting
つづいて、図9及び図10を参照しつつ本発明の第2実施形態について説明する。ここで、図9は、第2実施形態に係る重量測定装置200の構成を示す平面図、図10は、重量測定装置200の側壁を除いて内部構成を示す一部断面図である。第2実施形態においては、第1実施形態の載せ台40に代えて、一辺の長さQが、起歪部21、22の中心間の間隔(起歪部21、22の間隔)L2と同一である平面視正方形状の載せ台140を用いた点が第1実施形態と異なる。すわなち、平面視(図9参照)、載せ台140の両端部141、142が、起歪部21、22に対応する位置に配置されているので、固定端部25と可動端部26を結ぶ方向の載置部140の両端部141、142は、第1実施形態の場合よりも内側に配置されるようになっているものである。その他の構成は第1実施形態と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Here, FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the
重量測定装置200においては、第1実施形態の重量測定装置100と同様に、起歪体20の中心20c、支持フレーム50の中心50c、及び、載せ台140の中心140c、が一直線上にあるように、起歪体20、支持フレーム50、及び載せ台140が互いに対向配置される。
In the
特定計量器検定検査規則に定める偏置誤差の基準に従えば、測定対象物が載せ台140に対して最も外側に偏置される位置は、端部141、142から、載せ台140の長さQの1/4だけ内側の位置であり、この位置に偏置荷重が負荷される。すなわち、載せ台140に対して最も外側に負荷される偏置荷重は、起歪部21、22よりも内側の領域で作用することとなる。第2実施形態は、上記のように構成されていることにより、第2実施形態における載せ台140の長さQのほうが、第1実施形態における載せ台40の長さPよりも、間隔L2に対して短いため、測定対象物の偏値の影響がより一層小さくなり、非直線性を小さくすることができるので、これにより正確な測定結果を得ることができる重量測定装置を提供することが可能となる。
According to the standard of the deviation error defined in the specific measuring instrument certification inspection rule, the position where the measurement object is displaced to the outermost side with respect to the
10 ロードセル
20 起歪体
21 起歪部
22 起歪部
23 上面(第1面)
24 下面(第2面)
25 固定端部
26 可動端部
30 歪みセンサ
31 固定端部側センサ対
31a 固定端部側センサ
31b 固定端部側センサ
32 可動端部側センサ対
32a 可動端部側センサ
32b 可動端部側センサ
40 載せ台(載置部)
45 連結部材
50 支持フレーム
60 基台
65 連結部材
100 重量測定装置
140 載せ台(載置部)
200 重量測定装置
DESCRIPTION OF
24 Lower surface (second surface)
25
45 connecting
200 Weight measuring device
Claims (8)
前記起歪体の可動端部に支持されるとともに、前記起歪体に対向配置される載置部と、を備え、
前記載置部に載置した測定対象物の荷重に対応して前記起歪体が変形する重量測定装置であって、
前記起歪体には、前記固定端部と前記可動端部とを結ぶ方向において、一対の歪みセンサと、前記歪みセンサの対に対応する位置に一対の起歪部と、が備えられ、
前記載置部は、前記固定端部と前記可動端部とを結ぶ方向の両端部が、前記一対の起歪部のそれぞれから、前記一対の起歪部の間隔の1/2だけ外側の位置を両端とする範囲内にあること
を特徴とする重量測定装置。 A load cell in which the fixed end of the strain generating body is cantilevered; and
A mounting portion that is supported by the movable end portion of the strain body and is disposed to face the strain body, and
A weight measuring device in which the strain body deforms in response to a load of a measurement object placed on the placing portion,
The strain body includes a pair of strain sensors in a direction connecting the fixed end and the movable end, and a pair of strain portions at a position corresponding to the pair of strain sensors.
In the mounting portion, both end portions in a direction connecting the fixed end portion and the movable end portion are positioned outside each of the pair of strain generation portions by ½ of the interval between the pair of strain generation portions. The weight measuring device is in a range with the two ends.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007141554A JP2008298439A (en) | 2007-05-29 | 2007-05-29 | Weight measuring device |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007141554A JP2008298439A (en) | 2007-05-29 | 2007-05-29 | Weight measuring device |
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|---|---|
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ID=40106380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007141554A Pending JP2008298439A (en) | 2007-05-29 | 2007-05-29 | Weight measuring device |
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Citations (2)
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| JPS58168929A (en) * | 1982-03-15 | 1983-10-05 | トレド・スケール・コーポレーション | Compensation type load cell and its compensation method |
| JPS61184936A (en) * | 1985-02-13 | 1986-08-18 | Hitachi Denshi Ltd | Multi-channel access radio telephone system |
-
2007
- 2007-05-29 JP JP2007141554A patent/JP2008298439A/en active Pending
-
2008
- 2008-05-29 CN CN2008101085919A patent/CN101315297B/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168929A (en) * | 1982-03-15 | 1983-10-05 | トレド・スケール・コーポレーション | Compensation type load cell and its compensation method |
| JPS61184936A (en) * | 1985-02-13 | 1986-08-18 | Hitachi Denshi Ltd | Multi-channel access radio telephone system |
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|---|---|
| CN101315297B (en) | 2011-05-25 |
| CN101315297A (en) | 2008-12-03 |
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