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JPH0629765B2 - ロ−ドセル秤の動作テスト方法 - Google Patents

ロ−ドセル秤の動作テスト方法

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Publication number
JPH0629765B2
JPH0629765B2 JP58214409A JP21440983A JPH0629765B2 JP H0629765 B2 JPH0629765 B2 JP H0629765B2 JP 58214409 A JP58214409 A JP 58214409A JP 21440983 A JP21440983 A JP 21440983A JP H0629765 B2 JPH0629765 B2 JP H0629765B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load cell
amplifier
voltage
output
test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58214409A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60105923A (ja
Inventor
義久 西山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Tec Corp
Original Assignee
Tokyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Electric Co Ltd
Priority to JP58214409A priority Critical patent/JPH0629765B2/ja
Priority to US06/668,263 priority patent/US4572309A/en
Priority to DK539884A priority patent/DK164528C/da
Priority to DE8484113824T priority patent/DE3473647D1/de
Priority to EP84113824A priority patent/EP0144834B1/en
Publication of JPS60105923A publication Critical patent/JPS60105923A/ja
Publication of JPH0629765B2 publication Critical patent/JPH0629765B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
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  • Measurement Of Force In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、荷重に応じて抵抗値を変化させるロードセル
部分からのアナログ量をデジタル値に変換して測定値と
するようにしたロードセル秤の動作テスト方法に関する
ものである。
技術的背景およびその問題点 従来、ロードセル秤においてはその動作のチエツクは当
然行なわれているものであるが、たとえば、西ドイル国
などにおいてはダブルチエツク機能のあることを要求さ
れている。このダブルチエツクとは秤が使用されている
とき、その動作が正常か否か自動的に判定する機能を有
することを云い、異常な場合は使用不能とするものであ
る。従来のロードセル秤にはこのダブルチエツクの機能
はない。
発明の目的 本発明は、ダブルチエツクを簡単に行なうことができる
ロードセル秤の動作テスト方法を提供することを目的と
する。
発明の概要 本発明は、ロードセルからの信号に対してもテスト電圧
発生器からの信号に対してもゼロ点を設定することがで
きるようにしたので、ダブルチエツクのための条件設定
を容易に行なうことができ、アナログスイツチにより自
動切換えを可能にし、しかも、アナログ部のみのチエツ
クのみならず、A/Dコンバータの動作チエツクをも行
ないうるように構成したものである。
発明の実施例 まず、電圧VE の電源1が接続されたロードセル2が設
けられ、このロードセル2はブリツジ結合された四個の
ストレインゲージ3と一辺に挿入されたRZ 1 なる一個
のブリツジバランス補正用抵抗としての調整抵抗4とよ
りなる。このロードセル2はS1 ,S2 ,S3 の三個の
スイツチ部よりなるアナログスイツチ5に接続されてい
る。すなわち、+側がスイツチS1 に接続され、一側が
設置されたスイツチS2 に接続されている。そして、前
記ロードセル2の出力電圧はVL である。
また、前記電源1を共通の電源として基準電圧発生器6
とテスト電圧発生器7とが接続されている。前記基準電
圧発生器6は1,2,3と表示した三個の素子とR1
2 と表示した四個の抵抗とを有し、出力側には可変抵
抗R5 と抵抗R6 とが直列接続され、これらの接続中点
よりVr なる出力がとられている。そして、前記テスト
電圧発生器7は、4,5,6と表示された三個の素子と
3 ,R4 と表示された四個の抵抗とを有し、可変抵抗
9 と抵抗R10とが直列接続されてこれらの接続中点よ
りVA なる出力電圧がとられ、この出力は前記アナログ
スイツチ5のスイツチS3 に接続されている。
さらに、前記基準電圧発生器6にはゼロ点設定電圧発生
器8が接続されている。このゼロ点設定電圧発生器8は
7と表示した素子と可変抵抗R7 と抵抗R8 とよりな
り、VZ なる出力電圧を発生する。
ついで、前記アナログスイツチ5は、ロードセル信号増
幅器9に接続されている。このロードセル信号増幅器9
は8と表示した増幅器を有してこの増幅器の+側に前記
アナログスイツチ5が接続され、−側には利得決定用の
帰還抵抗回路設が接続されている。この帰還抵抗回路綱
は、抵抗R11,R12と9と表示した利得1倍の増幅器と
よりなり、この増幅器の+側には前記ゼロ点設定電圧発
生器8の出力側が接続されている。
しかして、前記ロードセル信号増幅器9の出力電圧はV
O であり、このロードセル信号増幅器9はA/Dコンバ
ータ10に接続されている。このA/Dコンバータ10
は二重積分形のものでコンパレータ機能を有する積分器
11とカウンタ1 12とカウンタ2 13とを内蔵
し、これらのカウンタ1 12、カウンタ2 13には
C なる周波数のパルスを発生するクロツク発振器14
が接続されている。また、このA/Dコンバータ10の
出力側にはマイクロコンピユータシステム15が接続さ
れ、このマイクロコンピユータシステム15には表示部
16、操作キー17が接続されている。また、このマイ
クロコンピユータシステム15にはアナログスイツチコ
ントローラ18が接続され、このアナログスイツチコン
トローラ18は前記アナログスイツチ5のスイツチ
1 ,S2 ,S3 のそれぞれに接続されている。
このような構成において、各部の動作をつぎに説明す
る。まず、テスト電圧発生器7の出力電圧VA は次式に
より示される。
基準電圧発生器6の出力電圧Vr は次式により示され
る。
ゼロ点設定電圧発生器8の出力電圧VZ は次式により示
される。
ロードセル2の出力VL は次式により示される。
但し、Fn :ロードセルの定格荷重 FX :ロードセルの負荷荷重 K :ロードセルの感度 VLB:ロードセルのブリツジアンバランス ロードセル信号増幅器9の出力VO はアナログスイツチ
5の状態に応じて次の(5),(6),(7)式のように示さ
れる。
(スイツチS1 のみがON状態のとき) (スイツチS2 のみがON状態のとき) (スイツチS3 のみがON状態のとき) つぎに、A/Dコンバータ10の積分器11の出力をV
OIとし、積分定数をC,Rとしたとき、その出力V
OIは次式で示される。
(8)式において、VOI=0となるときにコンパレータが
信号を発して積分器11の動作を停止させる。このとき
の時間がt3 となつている。
また、t1 〜t2 を一定値に定められた期間TS とし、
2 〜t3 を期間TR とすると、VOI=0なる要件を満
すためには次式のようになる。
(9)式からTR を求めると次式のようになる。
ここで、TS は一定値であるので、TR はA/Dコンバ
ータ10に与えられた入力電圧VO に比例した時間とし
て求められる。このTR の期間内にクロツク発振器14
のクロツクパルスC をカウントすればデジタル値が求
められる。いま、C ・TR =NR C ・TS =NS
とすると、(10)式は次式のようにパルス数NR ,NS
関係で求められる。
(11)式に(2)式,(5)式を代入すると、 となり、(12)式にVZ を示す(3)式とVL を示す(4)式
とを代入すると、 ここで、VLB/VE =kはロードセル2を構成するブリ
ツジの水平衡度を示し、ロードセル2の固有値で一定値
をもつている。したがつて、(14)式はロードセルの駆動
電源1の電圧VE に無関係であることを示しており、V
E が変動してもNR は安定であることを示している。す
なわち、VE が変動しても測定値の誤差は出ない。
また、R12/R11/G3 , VLB/VE =k,R2 /R
1 =G1 , R6 /(R5 +R6 )=r1 ,R8 /(R
7 +R8 )=r2 としたとき、(14)式はつぎのようにな
る。
(16)式を図示すると第2図のようになる。ここで、ゼロ
点Pのデジタル出力をNR (Z)とすると、 となり、秤量点(秤の定格荷重点)のデジタル出力をN
R (Z F)とすると、 となる。ここで、秤の定格荷重をF(F)とすると、F(F)
=F(Z F)−F(F)となる。したがつて、 となる。
ここで、r1 =R6 /(R5 +R6 )であるので、秤の
SPANを調整するには、基準電圧発生器6の可変抵抗
5 を調整してr1 を変化させればよい。
また、(16)式において、 (Fx/Fn)・K+k=0 なる条件を満すのがゼロ点であるから、 NR=-G3・r2・NS となり、秤のゼロ点を調整するためには、R2 =R8
(R7 +R8 )であることから、ゼロ点設定電圧発生器
8の可変抵抗R7 を調整してr2 を変化させればよい。
なお、F(Z)は秤の皿及びそれを支える構造物の荷重で
ある。
つぎに、(16)式と第2図に示すものにおいて、A/Dコ
ンバータ10のデジタル出力が+,−の両極性で得られ
るような場合、ゼロ点を設定することができる。これは
(17)式において、NR (Z)=−NR となるようにr2
定めればよい。このようにゼロ点を定めた場合にもSP
ANを調整するためにr1 を変化したときゼロ点を決定
するG3 ・r2 ・NS の項にはr1 は含まれていないの
で、ゼロ点の移動は次式の値のみとなり、非常にわずか
な量でSPANの調整が容易である利点がある。まず、
ゼロ点の移動をΔNR (Z)とすると となる。
(20)式において、(F(Z)/Fn )・K+k=0となる
ようにロードセル2のブリツジバランスを調整すること
により、ΔNR (Z)=0となり、SPANの調整による
ゼルロ点の移動をなくせる利点がある。したがつて、第
2図において、P点を中心とする傾斜の直線の設定が可
能であり、SPANを調整してもP点(ゼロ点)が変る
ことがない。このように本回路方式を使用することによ
り、A/Dコンバータ10のデジタル出力が両極性で得
られるとき、秤のSPANを両極性のデジタル出力範囲
で得るようにして秤の分解能をSPANの調整を困難と
することなく高めることができる。
しかして、(11)式に(2)式と(7)式とを代入したときの
デジタル出力をNR (A)とすると、 となり、(21)式に(1)式を代入すると次のようになる。
但し、R4 /R3 =G2 ,R10/(R9 +R10)=r3
とする。
(23)式はVE に無関係となつているので、VE の変動に
対して安定なNR を得ることができるものである。
さらに、(23)式は次式のように表わすことができる。
この(24)式において、−G3 ・r2 ・NSはゼロ点であ
るから、アナログ部のテストを行なうには、(24)式の第
1項が(19)式に等しくなるようにr3 を調整すればよ
い。
つぎに、(11)式に(2) 式と(6)式とを代入したときのデ
ジタル出力をNR (O)とすると、 となり、(27)式は(17)式において(F(Z)/Fn)・K+
k=0のとき、NR (Z)と一致する。
ロードセル2において、(F(Z)/Fn)・K+k=0に
なるようにロードセル2のプリツジバランスを調整して
おけば、NR (O)=NR (Z)となる。これを行なうため
に、RZ1なる調整抵抗4が用いられる。
しかして、通常は秤の動作は、アナログスイツチ5のス
イツチS1 がONするようにマイクロコンピユータシス
テム15より指示されてロードセル2の信号がロードセ
ル信号増幅器9に入力されている。このときの秤のSP
ANは(19)式で示される。
アナログ部の動作テストはこのSPANが規定の値にな
つているか否かをテストすればよい。したがつて、アナ
ログ部の動作テストを行なうには、第1番目のスイツチ
2 をONして(27)式で示されるNR (O)をマイクロコ
ンピユータ15にメモリーする。次に、スイツチS3
ONして(23)式で示されるNR (A)をマイクロコンピユ
ータシステム15にメモリーする。
したがつて、SPANを求めるには、 SPAN=NR (A)−NR (O)……(28) の式によりマイクロコンピユータシステムが演算を行な
い、その結果が規定値を満足しているか否かを判定して
セツトするこのような動作は使用時に適当な周期をもつ
て自動的に行なわれる。
発明の効果 本発明は、上述のようにテスト電圧発生器を設けること
によりアナログ部の動作チエツクをダブルチエツクとし
て行なうことができ、ゼロ点設定をロードセル信号とテ
スト電圧との両方に対して行ないうるようにしたため、
ダブルチエツクのための条件設定が容易であり、しか
も、アナログスイツチを設けることにより、自動切換を
簡単に行なわさせて使用中のチエツクが容易であり、ア
ナログ部のチエツクはデジタル値によつて行なうためき
わめて正確であり、A/Dコンバータを二重積分形とす
ることによりA/Dコンバータの動作チエツクをも簡単
に行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図はブロツ
ク図、第2図は荷重とデジタル値との関係を示すグラフ
である。 2……ロードセル、5……アナログスイツチ、7……テ
スト電圧発生器、8……ゼロ点設定電圧発生器、9……
ロードセル信号増幅器、10……A/Dコンバータ、1
1……積分器、12〜13……カウンタ、15……マイ
クロコンピユータシステム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロードセルの出力をアナログ部で増幅した
    後にA/Dコンバータでデジタル信号に変換して重量デ
    ータを得るようにしたものにおいて、前記ロードセルに
    定格荷重を印加したときに発生する出力電圧と等しい出
    力電力を発生するテスト電圧発生器を設け、前記アナロ
    グ部のロードセル信号増幅器の利得決定用の帰還抵抗回
    路網の一端に利得1倍の増幅器を接続し、この増幅器の
    +端子にゼロ点を設定するための電圧を印加してロード
    セル信号とテスト電圧信号との両方の信号に対してゼロ
    点を設定できるようにし、前記ロードセル信号増幅器の
    +端子に三つのアナログスイツチを並列に接続し、これ
    らのアナログスイツチの他端にはロードセル信号電位、
    回路の接地電位、テスト電圧電位を与え、これらの三つ
    の電位を選択することにより秤動作とアナログ部の動作
    テストとを行なうようにしたことを特徴とするロードセ
    ル秤の動作テスト方法。
  2. 【請求項2】ロードセルの出力をアナログ部で増幅した
    後にA/Dコンバータでデジタル信号に変換して重量デ
    ータを得るようにしたものにおいて、前記ロードセルに
    定格荷重を印加したときに発生する出力電圧と等しい出
    力電力を発生するテスト電圧発生器を設け、前記アナロ
    グ部のロードセル信号増幅器の利得決定用の帰還抵抗回
    路網の一端に利得1倍の増幅器を接続し、この増幅器の
    +端子にゼロ点を設定するための電圧を印加してロード
    セル信号とテスト電圧信号との両方の信号に対してゼロ
    点を設定できるようにし、前記ロードセル信号増幅器の
    +端子に三つのアナログスイツチを並列に接続し、これ
    らのアナログスイツチの他端にはロードセル信号電位、
    回路の接地電位、テスト電圧電位を与え、これらの三つ
    の電位を選択することにより秤動作とアナログ部の動作
    テストとを行なうようにし、接地電位とテスト電圧電位
    とを時分割的に与えることにより得られたA/Dコンバ
    ータの出力をマイクロコンピユータシステムに入力し、
    これらの入力値の差を求めることによりアナログ部の動
    作テストを行なうようにしたことを特徴とするロードセ
    ル秤の動作テスト方法。
  3. 【請求項3】ロードセルの出力をアナログ部で増幅した
    後にA/Dコンバータでデジタル信号に変換して重量デ
    ータを得るようにしたものにおいて、前記ロードセルに
    定格荷重を印加したときに発生する出力電圧と等しい出
    力電力を発生するテスト電圧発生器を設け、前記アナロ
    グ部のロードセル信号増幅器の利得決定用の帰還抵抗回
    路網の一端に利得1倍の増幅器を接続し、この増幅器の
    +端子にゼロ点を設定するための電圧を印加してロード
    セル信号とテスト電圧信号との両方の信号に対してゼロ
    点を設定できるようにし、前記ロードセル信号増幅器の
    +端子に三つのアナログスイツチを並列に接続し、これ
    らのアナログスイツチの他端にはロードセル信号電位、
    回路の接地電位、テスト電圧電位を与え、これらの三つ
    の電位を選択することにより秤動作とアナログ部の動作
    テストとを行なうようにし、前記A/Dコンバータを二
    重積分形のものとしてその出力で二つのカウンタを制御
    し、これらのカウンタの内容が同一か否かにより前記A
    /Dコンバータの動作状態が正常か否かの判定をさせる
    ようにしたことを特徴とするロードセル秤の動作テスト
    方法。
JP58214409A 1983-11-15 1983-11-15 ロ−ドセル秤の動作テスト方法 Expired - Lifetime JPH0629765B2 (ja)

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JP58214409A JPH0629765B2 (ja) 1983-11-15 1983-11-15 ロ−ドセル秤の動作テスト方法
US06/668,263 US4572309A (en) 1983-11-15 1984-11-05 Load cell type weight-measuring device
DK539884A DK164528C (da) 1983-11-15 1984-11-14 Vaegt med en straing-gauge-vejecelle
DE8484113824T DE3473647D1 (en) 1983-11-15 1984-11-15 Load cell type weight-measuring device
EP84113824A EP0144834B1 (en) 1983-11-15 1984-11-15 Load cell type weight-measuring device

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Publication Number Publication Date
JPS60105923A JPS60105923A (ja) 1985-06-11
JPH0629765B2 true JPH0629765B2 (ja) 1994-04-20

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5659633U (ja) * 1979-10-12 1981-05-21
JPS5728218A (en) * 1980-07-25 1982-02-15 Tokyo Electric Co Ltd Error number indicator for electronic price scale

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