JP2536822B2 - 計量装置用温度補償回路 - Google Patents
計量装置用温度補償回路Info
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- JP2536822B2 JP2536822B2 JP1058753A JP5875389A JP2536822B2 JP 2536822 B2 JP2536822 B2 JP 2536822B2 JP 1058753 A JP1058753 A JP 1058753A JP 5875389 A JP5875389 A JP 5875389A JP 2536822 B2 JP2536822 B2 JP 2536822B2
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- Japan
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- temperature
- coefficient
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- operational amplifiers
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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は重量を機械歪に変換する起歪体の歪量を電気
信号に変換して出力するようにした計量装置用の温度補
償回路に関する。
信号に変換して出力するようにした計量装置用の温度補
償回路に関する。
（従来技術） 電子秤等の起歪体の歪量を電気信号に変換する回路
は、第４図に示したように信号取出端子を挟んで対向す
る各２辺に起歪体に貼着された歪ゲージＡ、Ａ′、Ｂ、
Ｂ′を接続してなるブリッジ回路Ｄと、このブリッジ回
路Ｄの信号出力端子に非反転入力端子をそれぞれ接続
し、また反転入力端子に起歪体に密着させた感温抵抗素
子Ｅを接続してなる演算増幅器Ｆ、Ｇと、これら演算増
幅器Ｆ、Ｇの出力を受ける差動増幅回路Ｈからなり、起
歪体を構成している金属、通常アルミニウム合金のヤン
グ率の温度特性や、歪ゲージの抵抗の温度特性による重
量信号の変動を感温抵抗素子Ｅを備えた増幅回路の増幅
率の変化により補正することが行なわれている。
は、第４図に示したように信号取出端子を挟んで対向す
る各２辺に起歪体に貼着された歪ゲージＡ、Ａ′、Ｂ、
Ｂ′を接続してなるブリッジ回路Ｄと、このブリッジ回
路Ｄの信号出力端子に非反転入力端子をそれぞれ接続
し、また反転入力端子に起歪体に密着させた感温抵抗素
子Ｅを接続してなる演算増幅器Ｆ、Ｇと、これら演算増
幅器Ｆ、Ｇの出力を受ける差動増幅回路Ｈからなり、起
歪体を構成している金属、通常アルミニウム合金のヤン
グ率の温度特性や、歪ゲージの抵抗の温度特性による重
量信号の変動を感温抵抗素子Ｅを備えた増幅回路の増幅
率の変化により補正することが行なわれている。
（解決しようとする課題） このような回路によれば、補償温度設定点を挟む比較
的狭い温度に対しては、高い精度で重量信号を補正でき
るものの、ブリッジ回路からの出力の温度特性と、感温
抵抗素子Ｅを含む増幅回路の出力の温度特性が正の２次
特性を有するため、第５図に示したように補償温度設定
点T0から隔たるにつれて誤差ΔＬが急激に大きくなると
いう問題を依然として抱えている。
的狭い温度に対しては、高い精度で重量信号を補正でき
るものの、ブリッジ回路からの出力の温度特性と、感温
抵抗素子Ｅを含む増幅回路の出力の温度特性が正の２次
特性を有するため、第５図に示したように補償温度設定
点T0から隔たるにつれて誤差ΔＬが急激に大きくなると
いう問題を依然として抱えている。
このような問題を解消するため、ブリッジ回路に直列
に感温抵抗素子を接続してブリッジ出力の温度特性を改
善することも考えられるが、このような温度補償は汎用
性を欠くためにコストの上昇を招くばかりでなく、起歪
体や歪ゲージの特性に合う感温抵抗を多数用意する必要
があるという新たな問題を招く。
に感温抵抗素子を接続してブリッジ出力の温度特性を改
善することも考えられるが、このような温度補償は汎用
性を欠くためにコストの上昇を招くばかりでなく、起歪
体や歪ゲージの特性に合う感温抵抗を多数用意する必要
があるという新たな問題を招く。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、コストの増大を招くことなく、
広い温度範囲に亙って高い精度で、歪みゲージを含むブ
リッジ回路と、これに接続される増幅回路の温度特性を
トータルで補正することができる新規な計量装置用温度
補償回路を提供することである。
の目的とするところは、コストの増大を招くことなく、
広い温度範囲に亙って高い精度で、歪みゲージを含むブ
リッジ回路と、これに接続される増幅回路の温度特性を
トータルで補正することができる新規な計量装置用温度
補償回路を提供することである。
（課題を解決するための手段） このような問題を解消するために本発明においては、
ロードセルの起歪体に設けられた歪みゲージにより構成
されたブリッジ回路と、第１、第２の演算増幅器とを備
え、第１、第２の演算増幅器の非反転入力端子が前記ブ
リッジ回路に接続するとともに、第１、第２の演算増幅
器の反転入力端子を、正の２次温度係数を有しない金属
と、正の２次温度係数を有する金属とにより２次の温度
特性を合わせ込み、さらに精密抵抗により１次の温度係
数を調整した感温手段により接続するようにした。
ロードセルの起歪体に設けられた歪みゲージにより構成
されたブリッジ回路と、第１、第２の演算増幅器とを備
え、第１、第２の演算増幅器の非反転入力端子が前記ブ
リッジ回路に接続するとともに、第１、第２の演算増幅
器の反転入力端子を、正の２次温度係数を有しない金属
と、正の２次温度係数を有する金属とにより２次の温度
特性を合わせ込み、さらに精密抵抗により１次の温度係
数を調整した感温手段により接続するようにした。
（実施例） そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づ
いて説明する。
いて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すものであって、図中
符号１は、起歪体に貼着された歪ゲージ３、３′、４、
４′を４辺に有するブリッジ回路である。６、７は、そ
れぞれ第１、第２の演算増幅器で、それぞれ非反転入力
端がブリッジ回路１の信号出力端に接続され、また反転
入力端子が精密抵抗８、９を介して出力端子に接続され
るとともに、各反転入力端子間を後述する感温抵抗素子
10と精密抵抗12により接続されている。
符号１は、起歪体に貼着された歪ゲージ３、３′、４、
４′を４辺に有するブリッジ回路である。６、７は、そ
れぞれ第１、第２の演算増幅器で、それぞれ非反転入力
端がブリッジ回路１の信号出力端に接続され、また反転
入力端子が精密抵抗８、９を介して出力端子に接続され
るとともに、各反転入力端子間を後述する感温抵抗素子
10と精密抵抗12により接続されている。
10は、前述の感温抵抗素子で、２次係数成分を有しな
い銅、または負の２次係数を有する白金等の第１の感温
抵抗素子10aと、正の２次係数を有するニッケル等の第
２の感温抵抗素子10bとを直列、もしくは並列に接続し
て構成されている。12は、１次温度係数をマッチングさ
せるための精密抵抗12で、この実施例においては感温抵
抗素子10に直列接続されている。なお、図中符号14は、
演算増幅器６、７から出力を受けるとともに、これと協
働して高入力インピーダンス差動増幅回路を構成する差
動増幅回路を示す。
い銅、または負の２次係数を有する白金等の第１の感温
抵抗素子10aと、正の２次係数を有するニッケル等の第
２の感温抵抗素子10bとを直列、もしくは並列に接続し
て構成されている。12は、１次温度係数をマッチングさ
せるための精密抵抗12で、この実施例においては感温抵
抗素子10に直列接続されている。なお、図中符号14は、
演算増幅器６、７から出力を受けるとともに、これと協
働して高入力インピーダンス差動増幅回路を構成する差
動増幅回路を示す。
ところで銅からなる第１の感温抵抗素子10aの温度−
抵抗特性は、第２図（Ｉ）に示したように温度に対して
正の１次温度特性を示し、またニッケルからなる第２の
感温抵抗素子10bの温度−抵抗特性は同図（II）に示し
たように正の１次、正の２次の温度−抵抗特性を示す。
抵抗特性は、第２図（Ｉ）に示したように温度に対して
正の１次温度特性を示し、またニッケルからなる第２の
感温抵抗素子10bの温度−抵抗特性は同図（II）に示し
たように正の１次、正の２次の温度−抵抗特性を示す。
この実施例において、予め起歪体を含むブリッジ回路
１の温度変化に対する出力信号の変化を測定してブリッ
ジ出力の温度−出力特性を調査する。この温度−出力特
性を１＋αSP25ΔＴ（ただしαSP25は温度係数、ΔＴは
補償温度設定点からの温度差を表わす）なる式で近似し
て係数αSP25を求める。
１の温度変化に対する出力信号の変化を測定してブリッ
ジ出力の温度−出力特性を調査する。この温度−出力特
性を１＋αSP25ΔＴ（ただしαSP25は温度係数、ΔＴは
補償温度設定点からの温度差を表わす）なる式で近似し
て係数αSP25を求める。
このようにしてブリッジ出力の温度計数αSP25が定ま
った段階で、演算増幅器６、７、及び差動増幅回路14か
らなる高入力差動増幅回路の出力の温度係数を求め、こ
れからの出力がほぼ平坦化するように銅、ニッケル等を
組合せた感温抵抗素子10、及び精密抵抗12のそれぞれの
抵抗値の合せ込みを行なう。
った段階で、演算増幅器６、７、及び差動増幅回路14か
らなる高入力差動増幅回路の出力の温度係数を求め、こ
れからの出力がほぼ平坦化するように銅、ニッケル等を
組合せた感温抵抗素子10、及び精密抵抗12のそれぞれの
抵抗値の合せ込みを行なう。
基準温度を25℃とし、（25＋Ｔ）℃におけるブリッジ
回路の定格出力をｆ（Ｔ）とすると、 fSP（Ｔ）−ASP25（１＋αSP25T） ただし、αSP25:25℃におけるブリッジ出力の温度係
数 T:25℃からの温度差 α1SP:25℃におけるブリッジ出力の温度係数定数項 α2SP:温度変化したときのブリッジ出力の温度係数の温
度依存項 αSP25×α1SP＋α2SPT により表すことができる。
回路の定格出力をｆ（Ｔ）とすると、 fSP（Ｔ）−ASP25（１＋αSP25T） ただし、αSP25:25℃におけるブリッジ出力の温度係
数 T:25℃からの温度差 α1SP:25℃におけるブリッジ出力の温度係数定数項 α2SP:温度変化したときのブリッジ出力の温度係数の温
度依存項 αSP25×α1SP＋α2SPT により表すことができる。
一方、（25＋Ｔ）℃における高入力差動増幅回路の増
幅率をfa（Ｔ）とすると、 ただし、RSO25:25℃における入力抵抗の感温抵抗値 RS1:入力抵抗の精密抵抗値 Rf:帰還抵抗値 αS25:25℃における増幅率の温度係数 α1:25℃における増幅率温度係数定数項 α2:温度変化したときの増幅率温度係数の温度依存項 α25＝α１＋α2T として表すことができる。
幅率をfa（Ｔ）とすると、 ただし、RSO25:25℃における入力抵抗の感温抵抗値 RS1:入力抵抗の精密抵抗値 Rf:帰還抵抗値 αS25:25℃における増幅率の温度係数 α1:25℃における増幅率温度係数定数項 α2:温度変化したときの増幅率温度係数の温度依存項 α25＝α１＋α2T として表すことができる。
ブリッジの出力と高入力差動増幅回路とを組合せたと
きの全体を出力をft（Ｔ）とすると、 ここで、上記出力ft（Ｔ）の温度変化を抑えるために
は、３次以上の項を無視すると、１次、２次の項がゼロ
となるようにすればよいから、 となる。この条件を満足するように各抵抗値Rf、RS25、
RS1を設定すればよい。
きの全体を出力をft（Ｔ）とすると、 ここで、上記出力ft（Ｔ）の温度変化を抑えるために
は、３次以上の項を無視すると、１次、２次の項がゼロ
となるようにすればよいから、 となる。この条件を満足するように各抵抗値Rf、RS25、
RS1を設定すればよい。
ただし、αiSP、α2SPは実験により求めたブリッジ出
力の温度特性により一義的に定まり、またα１、α２は
使用する感温抵抗素子の温度係数に依存し、さらに増幅
率（１＋2Rf/（RSO25＋RS1）をいくらにするかによって
抵抗値Rf、RSO25、RS1の抵抗値の比が決るので、これら
から上記２式を満足する感温抵抗素子10と精密抵抗12の
各々の抵抗値が定まる。
力の温度特性により一義的に定まり、またα１、α２は
使用する感温抵抗素子の温度係数に依存し、さらに増幅
率（１＋2Rf/（RSO25＋RS1）をいくらにするかによって
抵抗値Rf、RSO25、RS1の抵抗値の比が決るので、これら
から上記２式を満足する感温抵抗素子10と精密抵抗12の
各々の抵抗値が定まる。
これにより、ブリッジ回路１から出力した信号の正の
２次温度変化分は、高入力差動増幅回路自体の負の２次
温度変化分により相殺されるから、温度補償設定点T0を
中心に広い温度範囲に亘る温度変化に関わりなく、重量
だけに比例した信号を出力することになる。
２次温度変化分は、高入力差動増幅回路自体の負の２次
温度変化分により相殺されるから、温度補償設定点T0を
中心に広い温度範囲に亘る温度変化に関わりなく、重量
だけに比例した信号を出力することになる。
なお、この実施例においては差動増幅14との組合せに
よる高入力インピーダンス型増幅器に適用しているが、
第３図に示したように高入力インピーダンス反転回路に
適用しても同様の作用効果を奏することは明らかであ
る。
よる高入力インピーダンス型増幅器に適用しているが、
第３図に示したように高入力インピーダンス反転回路に
適用しても同様の作用効果を奏することは明らかであ
る。
（発明の効果） ロードセルの起歪体に設けられた歪みゲージにより構
成されたブリッジ回路と、第１、第２の演算増幅器とを
備え、第１、第２の演算増幅器の非反転入力端子がブリ
ッジ回路に接続するとともに、第１、第２の演算増幅器
の反転入力端子を、正の２次温度係数を有しない金属
と、正の２次温度係数を有する金属とからなる感温抵抗
素子により２次の温度特性を合わせ込み、さらに精密抵
抗により１次の温度計数を調整した感温手段により接続
したので、歪みゲージを含むブリッジ回路及び後段の増
幅回路との温度特性を広い温度範囲に亙って平坦となる
ように簡単に合わせ込むことができる。
成されたブリッジ回路と、第１、第２の演算増幅器とを
備え、第１、第２の演算増幅器の非反転入力端子がブリ
ッジ回路に接続するとともに、第１、第２の演算増幅器
の反転入力端子を、正の２次温度係数を有しない金属
と、正の２次温度係数を有する金属とからなる感温抵抗
素子により２次の温度特性を合わせ込み、さらに精密抵
抗により１次の温度計数を調整した感温手段により接続
したので、歪みゲージを含むブリッジ回路及び後段の増
幅回路との温度特性を広い温度範囲に亙って平坦となる
ように簡単に合わせ込むことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す装置の構成図、第２図
は同上装置に使用する温度抵抗素子の一例を示す線図、
第３図は本発明の他の実施例を示す構成図、及び第４、
５図はそれぞれ従来の温度補償回路の一例を示す構成図
と、その温度補償特性を示す線図である。 １……ブリッジ回路 ３、３′、４、４′……歪ゲージ ６、７……演算増幅器 10……感温抵抗素子 10a……銅抵抗素子 10b……ニッケル抵抗素子 12……精密抵抗素子
は同上装置に使用する温度抵抗素子の一例を示す線図、
第３図は本発明の他の実施例を示す構成図、及び第４、
５図はそれぞれ従来の温度補償回路の一例を示す構成図
と、その温度補償特性を示す線図である。 １……ブリッジ回路 ３、３′、４、４′……歪ゲージ ６、７……演算増幅器 10……感温抵抗素子 10a……銅抵抗素子 10b……ニッケル抵抗素子 12……精密抵抗素子
Claims (1)
- 【請求項１】ロードセルの起歪体に設けられた歪みゲー
ジにより構成されたブリッジ回路と、第１、第２の演算
増幅器とを備え、第１、第２の演算増幅器の非反転入力
端子が前記ブリッジ回路に接続するとともに、第１、第
２の演算増幅器の反転入力端子を、正の２次温度係数を
有しない金属と、正の２次温度係数を有する金属とから
なる感温抵抗素子により２次の温度特性を合わせ込み、
さらに精密抵抗により１次の温度係数を調整した感温手
段により接続してなる計量装置用温度補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058753A JP2536822B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 計量装置用温度補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058753A JP2536822B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 計量装置用温度補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236422A JPH02236422A (ja) | 1990-09-19 |
| JP2536822B2 true JP2536822B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=13093300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1058753A Expired - Fee Related JP2536822B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 計量装置用温度補償回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2536822B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5184520A (en) * | 1989-10-18 | 1993-02-09 | Ishida Scales Mfg. Co., Ltd. | Load sensor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57154020A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-22 | Teraoka Seiko Co Ltd | Temperature compensation circuit for weight detector |
| JPS5884543U (ja) * | 1981-12-01 | 1983-06-08 | 株式会社クボタ | ロ−ドセル |
| JPH0765920B2 (ja) * | 1986-10-07 | 1995-07-19 | 株式会社石田衡器製作所 | ロ−ドセル式電子秤の荷重検出回路 |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP1058753A patent/JP2536822B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02236422A (ja) | 1990-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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