JP3077358B2 - 電子天びん - Google Patents
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- JP3077358B2 JP3077358B2 JP04042907A JP4290792A JP3077358B2 JP 3077358 B2 JP3077358 B2 JP 3077358B2 JP 04042907 A JP04042907 A JP 04042907A JP 4290792 A JP4290792 A JP 4290792A JP 3077358 B2 JP3077358 B2 JP 3077358B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電磁力平衡式の電子天び
んに関し、更に詳しくは、磁界中のフォースコイルにパ
ルス電流を流し、このパルス電流のデューティを変化さ
せることにより荷重に対抗する電磁力を発生するととも
に、このパルス電流のパルス幅を計測することによって
荷重の大きさを決定する方式の電子天びんに関する。
んに関し、更に詳しくは、磁界中のフォースコイルにパ
ルス電流を流し、このパルス電流のデューティを変化さ
せることにより荷重に対抗する電磁力を発生するととも
に、このパルス電流のパルス幅を計測することによって
荷重の大きさを決定する方式の電子天びんに関する。
【0002】
【従来の技術】磁界中に置かれたフォースコイルに一定
の波高値と一定の周期を持つパルス電流を流し、このパ
ルス電流のデューティを、皿に係合する荷重受部、具体
的には天びんビームの変位検出信号を用いたサーボ機構
に基づいて変化させることにより、荷重受部を所定の位
置にバランスさせる方式の電子天びんでは、フォースコ
イルに流れるパルス電流のデューティ、つまりパルス幅
から皿上の荷重を決定している。
の波高値と一定の周期を持つパルス電流を流し、このパ
ルス電流のデューティを、皿に係合する荷重受部、具体
的には天びんビームの変位検出信号を用いたサーボ機構
に基づいて変化させることにより、荷重受部を所定の位
置にバランスさせる方式の電子天びんでは、フォースコ
イルに流れるパルス電流のデューティ、つまりパルス幅
から皿上の荷重を決定している。
【0003】このような方式の電子天びんでは、フォー
スコイルに流れるパルス電流のパルス幅の期間に通過す
るクロックパルスをカウントすることにより、パルス幅
に対応するデジタルデータを得て、このデータをマイク
ロコンピュータで演算することによって計量値を決定し
ている。
スコイルに流れるパルス電流のパルス幅の期間に通過す
るクロックパルスをカウントすることにより、パルス幅
に対応するデジタルデータを得て、このデータをマイク
ロコンピュータで演算することによって計量値を決定し
ている。
【0004】ところで、この方式によれば、パルス電流
の周期とクロックパルスの周波数によって天びんの分解
能が制約される。すなわち、パルス電流の立ち上がりと
立ち下がりをクロックパルスに同期させ、そのパルス幅
をクロックパルスの整数倍とする必要があり、クロック
パルスは汎用のICを用いる場合にはせいぜい30MH
zであって、パルス電流の周期は天びんメカニズムの固
有振動数に基づく制約がある。
の周期とクロックパルスの周波数によって天びんの分解
能が制約される。すなわち、パルス電流の立ち上がりと
立ち下がりをクロックパルスに同期させ、そのパルス幅
をクロックパルスの整数倍とする必要があり、クロック
パルスは汎用のICを用いる場合にはせいぜい30MH
zであって、パルス電流の周期は天びんメカニズムの固
有振動数に基づく制約がある。
【0005】そこで従来、この方式における分解能を向
上させるため、ある周期内でパルス電流のパルス幅を変
化させ、その周期内における各パルス幅内のクロックパ
ルスカウント値の小計ないしは平均値によって計量値を
決定する方式のものがある。すなわち、例えば10個の
パルス電流を発生する間に、あるデューティを持つパル
スを9個、それよりも1段階(最小段階)大きいデュー
ティを持つパルスを1個流せば、フォースコイルに流れ
る電流に基づいて発生する電磁力、および計量値を決定
するためのデータは、その間において同じパルス電流ば
かり10個流す場合に比して1/10だけ大きくなり、
天びんの分解能は見かけ上1/10に向上する。
上させるため、ある周期内でパルス電流のパルス幅を変
化させ、その周期内における各パルス幅内のクロックパ
ルスカウント値の小計ないしは平均値によって計量値を
決定する方式のものがある。すなわち、例えば10個の
パルス電流を発生する間に、あるデューティを持つパル
スを9個、それよりも1段階(最小段階)大きいデュー
ティを持つパルスを1個流せば、フォースコイルに流れ
る電流に基づいて発生する電磁力、および計量値を決定
するためのデータは、その間において同じパルス電流ば
かり10個流す場合に比して1/10だけ大きくなり、
天びんの分解能は見かけ上1/10に向上する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の分解能の向上対策によると、天びんの荷重
受部、具体的には天びんビームは、バランス点近傍で常
に微妙に振動していることになる。
ような従来の分解能の向上対策によると、天びんの荷重
受部、具体的には天びんビームは、バランス点近傍で常
に微妙に振動していることになる。
【0007】本発明の目的は、フォースコイルにパルス
電流を流してそのデューティを変化させることにより荷
重とバランスする電磁力を発生する方式において、天び
んビームう振動させることなく分解能を向上させること
のできる電子天びんを提供することにある。
電流を流してそのデューティを変化させることにより荷
重とバランスする電磁力を発生する方式において、天び
んビームう振動させることなく分解能を向上させること
のできる電子天びんを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電子天びんは、第1の基準電圧を発生する
第1の基準電圧源と、その第1の基準電圧に対して絶対
値が一定の比を持ち、かつ、極性が逆の第2の基準電圧
を発生する第2の基準電圧源と、フォースコイルに流れ
るパルス電流のパルス幅内でクロックパルスをカウント
している時間と当該パルス電流の実際のパルス幅との差
に応じた時間だけ、所定数のパルスにわたって上記第1
の基準電圧を積分し、かつ、その積分終了後に上記第2
の基準電圧を積分する積分回路と、この積分回路の第2
の基準電圧の積分開始時点から当該積分回路の出力が零
になるまでの時間を計測する計時手段を有し、この計時
手段の出力とクロックパルスのカウント値に基づいてフ
ォースコイルに流れるパルス電流のパルス幅の測定値を
求めるよう構成されていることによって特徴付けられ
る。
め、本発明の電子天びんは、第1の基準電圧を発生する
第1の基準電圧源と、その第1の基準電圧に対して絶対
値が一定の比を持ち、かつ、極性が逆の第2の基準電圧
を発生する第2の基準電圧源と、フォースコイルに流れ
るパルス電流のパルス幅内でクロックパルスをカウント
している時間と当該パルス電流の実際のパルス幅との差
に応じた時間だけ、所定数のパルスにわたって上記第1
の基準電圧を積分し、かつ、その積分終了後に上記第2
の基準電圧を積分する積分回路と、この積分回路の第2
の基準電圧の積分開始時点から当該積分回路の出力が零
になるまでの時間を計測する計時手段を有し、この計時
手段の出力とクロックパルスのカウント値に基づいてフ
ォースコイルに流れるパルス電流のパルス幅の測定値を
求めるよう構成されていることによって特徴付けられ
る。
【0009】
【作用】本発明は、フォースコイルに流すパルス電流の
パルス幅をクロックパルスの整数倍とせず、天びんがバ
ランス状態となるような任意のパルス幅を持つパルス電
流を発生する。これにより、パルス電流のデューティに
関しては前記した制約が解かれ、刻々の発生電磁力の分
解能が向上して天びんビームの振動を抑制することがで
きるが、電流のパルス幅はクロックパルスの整数倍とは
なっていないために、クロックパルスのカウント値と実
際のパルス電流のパルス幅とにずれが生じることになる
が、このずれは次のように補正される。
パルス幅をクロックパルスの整数倍とせず、天びんがバ
ランス状態となるような任意のパルス幅を持つパルス電
流を発生する。これにより、パルス電流のデューティに
関しては前記した制約が解かれ、刻々の発生電磁力の分
解能が向上して天びんビームの振動を抑制することがで
きるが、電流のパルス幅はクロックパルスの整数倍とは
なっていないために、クロックパルスのカウント値と実
際のパルス電流のパルス幅とにずれが生じることになる
が、このずれは次のように補正される。
【0010】すなわち、第1の基準電圧を上記したずれ
に応じた時間だけ、所定数のパルス電流について積分す
る積分回路には、この所定数のパルス電流が流れている
間のずれの合計に相当する電圧が蓄積される。この状態
で、第1の基準電圧に対して絶対値が所定の比を持ち、
かつ、極性が逆の第2の基準電圧を積分回路が積分する
と、蓄積されている電圧が経時的に放電されてやがて零
となるが、この放電に要する時間を計測すれば、積分回
路に蓄積された電圧、従って所定数のパルス電流につい
てのずれの合計を表すデータが得られる。このデータ
と、所定数のパルス電流についてのクロックパルスによ
るカウント値を総合することにより、実際のパルス幅に
応じたデータを得ることができる。
に応じた時間だけ、所定数のパルス電流について積分す
る積分回路には、この所定数のパルス電流が流れている
間のずれの合計に相当する電圧が蓄積される。この状態
で、第1の基準電圧に対して絶対値が所定の比を持ち、
かつ、極性が逆の第2の基準電圧を積分回路が積分する
と、蓄積されている電圧が経時的に放電されてやがて零
となるが、この放電に要する時間を計測すれば、積分回
路に蓄積された電圧、従って所定数のパルス電流につい
てのずれの合計を表すデータが得られる。このデータ
と、所定数のパルス電流についてのクロックパルスによ
るカウント値を総合することにより、実際のパルス幅に
応じたデータを得ることができる。
【0011】
【実施例】図1は本発明実施例の構成を示すブロック図
である。一端に皿1か装着されたビーム2の他端に近接
して変位センサ3が配設されており、この変位センサ3
によって皿1に作用する荷重に基づくビーム2の変位が
検出される。
である。一端に皿1か装着されたビーム2の他端に近接
して変位センサ3が配設されており、この変位センサ3
によって皿1に作用する荷重に基づくビーム2の変位が
検出される。
【0012】この変位センサ3の出力はPID制御部4
に導入され、電磁力発生部5に対する制御電圧が得られ
る。この制御電圧はパルス幅変換部6に供給される。パ
ルス幅変換部6は、例えば図2に例示するように、のこ
ぎり波発生回路61とコンパレータ62によって構成さ
れており、コンパレータ62はのこぎり波発生回路61
の出力電圧aとPID制御部4からの制御電圧bの双方
を入力し、図3に例示するように、一定周期で一定の波
形を持つのこぎり波aと制御電圧bとから、一定周期
で、かつ、制御電圧bの大きさに応じたデューティを持
つパルス信号cを出力する。ここで、のこぎり波発生回
路61には後述する発振器11からのクロックパルスd
が入力されており、例えば図3に示す波形aの急落点
a′がクロックパルスdの立ち上がりと同期するように
構成されている。従って、このパルス幅変換部6からの
出力パルス信号cは、そのパルスの立ち上がりのみがク
ロックパルスdの立ち上がりと一致することになる。
に導入され、電磁力発生部5に対する制御電圧が得られ
る。この制御電圧はパルス幅変換部6に供給される。パ
ルス幅変換部6は、例えば図2に例示するように、のこ
ぎり波発生回路61とコンパレータ62によって構成さ
れており、コンパレータ62はのこぎり波発生回路61
の出力電圧aとPID制御部4からの制御電圧bの双方
を入力し、図3に例示するように、一定周期で一定の波
形を持つのこぎり波aと制御電圧bとから、一定周期
で、かつ、制御電圧bの大きさに応じたデューティを持
つパルス信号cを出力する。ここで、のこぎり波発生回
路61には後述する発振器11からのクロックパルスd
が入力されており、例えば図3に示す波形aの急落点
a′がクロックパルスdの立ち上がりと同期するように
構成されている。従って、このパルス幅変換部6からの
出力パルス信号cは、そのパルスの立ち上がりのみがク
ロックパルスdの立ち上がりと一致することになる。
【0013】このパルス幅変換部6の出力cは、電流ス
イッチ7のON・OFF制御に供され、電磁力発生部5
に流れるパルス電流のデューティを制御し、ビーム1の
変位が零となるような電磁力を発生させる。
イッチ7のON・OFF制御に供され、電磁力発生部5
に流れるパルス電流のデューティを制御し、ビーム1の
変位が零となるような電磁力を発生させる。
【0014】すなわち、電磁力発生部5は、静磁界を発
生する磁気回路(図示せず)と、この静磁界中に置か
れ、かつ、ビーム2に支承されたフォースコイル51等
によって構成されており、フォースコイル51に流れる
電流の大きさに応じた電磁力を発生してビーム2に作用
させる。電流スイッチ7は定電流源8とフォースコイル
51の間に介在して、パルス幅変換部6からのパルス信
号cに同期して定電流源8からの直流電流をチョッピン
グすることによって、PID制御部4からの制御電圧b
に応じたデューティを持つパルス電流としてフォースコ
イル51に供給する。このようなパルス電流を用いたサ
ーボ機構により、ビーム2の変位が零となるように制御
される。
生する磁気回路(図示せず)と、この静磁界中に置か
れ、かつ、ビーム2に支承されたフォースコイル51等
によって構成されており、フォースコイル51に流れる
電流の大きさに応じた電磁力を発生してビーム2に作用
させる。電流スイッチ7は定電流源8とフォースコイル
51の間に介在して、パルス幅変換部6からのパルス信
号cに同期して定電流源8からの直流電流をチョッピン
グすることによって、PID制御部4からの制御電圧b
に応じたデューティを持つパルス電流としてフォースコ
イル51に供給する。このようなパルス電流を用いたサ
ーボ機構により、ビーム2の変位が零となるように制御
される。
【0015】パルス幅変換部6からのパルス信号cは、
同時に、カウンタ9とA−D制御部10にも送られてい
る。カウンタ9は発振器11からのクロックパルスdを
も入力しており、パルス信号cをゲート信号としてクロ
ックパルスdをカウントし、その結果はマイクロコンピ
ュータ12に採り込まれる。
同時に、カウンタ9とA−D制御部10にも送られてい
る。カウンタ9は発振器11からのクロックパルスdを
も入力しており、パルス信号cをゲート信号としてクロ
ックパルスdをカウントし、その結果はマイクロコンピ
ュータ12に採り込まれる。
【0016】一方、A−D制御部10には、このパルス
信号cのほかに、発振器11からのクロックパルスd
と、コンパレータ13からの出力が供給されており、こ
のA−D制御部10は、これらの信号を用いて、後述す
るように積分回路14に入力電圧信号を供給するための
第1および第2のスイッチ15および16に開閉信号を
供給するとともに、クロックパルスdをカウントするた
めのカウンタを内蔵している。そして、このカウント値
はマイクロコンピュータ12に送られ、その値と前記し
たカウンタ9のカウント値とから計量値決定のためのパ
ルス幅データが得られる。
信号cのほかに、発振器11からのクロックパルスd
と、コンパレータ13からの出力が供給されており、こ
のA−D制御部10は、これらの信号を用いて、後述す
るように積分回路14に入力電圧信号を供給するための
第1および第2のスイッチ15および16に開閉信号を
供給するとともに、クロックパルスdをカウントするた
めのカウンタを内蔵している。そして、このカウント値
はマイクロコンピュータ12に送られ、その値と前記し
たカウンタ9のカウント値とから計量値決定のためのパ
ルス幅データが得られる。
【0017】第1のスイッチ15は第1の基準電圧源1
7の出力を積分回路14に供給するためのスイッチであ
り、第2のスイッチ16は第2の基準電圧源18の出力
を積分回路14に供給するためのスイッチである。そし
て、第1の基準電圧源17は所定の絶対値を持つマイナ
スの電圧信号である第1の基準電圧を出力し、第2の基
準電圧源18は、第1の基準電圧の1/100の絶対値
を持つプラスの電圧信号である第2の基準電圧を出力す
る。
7の出力を積分回路14に供給するためのスイッチであ
り、第2のスイッチ16は第2の基準電圧源18の出力
を積分回路14に供給するためのスイッチである。そし
て、第1の基準電圧源17は所定の絶対値を持つマイナ
スの電圧信号である第1の基準電圧を出力し、第2の基
準電圧源18は、第1の基準電圧の1/100の絶対値
を持つプラスの電圧信号である第2の基準電圧を出力す
る。
【0018】コンパレータ13は積分回路14の出力電
圧eを入力して、この電圧eのゼロクロス点を検知する
ためのものである。図4は本発明実施例の各部の信号波
形の例を模式的に示すタイムチャートであり、この図を
参照しつつ、以下、A−D制御部10をはじめとする各
部の作用を述べる。
圧eを入力して、この電圧eのゼロクロス点を検知する
ためのものである。図4は本発明実施例の各部の信号波
形の例を模式的に示すタイムチャートであり、この図を
参照しつつ、以下、A−D制御部10をはじめとする各
部の作用を述べる。
【0019】前述したように、パルス信号cの立ち上が
りはクロックパルスdの立ち上がりと同期しているが、
このパルス信号cの立ち下がりは同期していない。つま
り、パルス信号cのパルス幅はクロックパルスdの周期
の整数倍ではなく、従って、カウンタ9においてこのパ
ルス幅間で通過するクロックパルスdの最終のパルスの
終了点と、実際のパルス信号cの立ち下がり点との間に
はずれが生じる。
りはクロックパルスdの立ち上がりと同期しているが、
このパルス信号cの立ち下がりは同期していない。つま
り、パルス信号cのパルス幅はクロックパルスdの周期
の整数倍ではなく、従って、カウンタ9においてこのパ
ルス幅間で通過するクロックパルスdの最終のパルスの
終了点と、実際のパルス信号cの立ち下がり点との間に
はずれが生じる。
【0020】A−D制御部10は、パルス信号cがn回
発生する間において、このずれの期間中と続く1つのク
ロックパルスdが発生する期間においてのみ第1のスイ
ッチ15を閉じて第1の基準電圧を積分回路14に入力
させる。すなわち、パルス信号cの立ち下がり点で第1
のスイッチ15を閉じ、その時点から2つ目のクロック
パルスdの立ち上がりでこの第1のスイッチ15を開
く。
発生する間において、このずれの期間中と続く1つのク
ロックパルスdが発生する期間においてのみ第1のスイ
ッチ15を閉じて第1の基準電圧を積分回路14に入力
させる。すなわち、パルス信号cの立ち下がり点で第1
のスイッチ15を閉じ、その時点から2つ目のクロック
パルスdの立ち上がりでこの第1のスイッチ15を開
く。
【0021】これにより、積分回路14には、n回のパ
ルス信号cにおける各ずれ時間の合計と、クロックパル
スdのn周期分の時間の和に相当する電圧が蓄積され
る。そして、n回目のパルス信号cに関する積分を終了
すると同時に、第2のスイッチ16を閉じて積分回路1
4に第2の基準電圧を入力させる。これにより、積分回
路14は第1の基準電圧の積分値を初期値として順次そ
の出力が低下していくことになるが、この出力が零にな
った時点をコンパレータ13からの出力に基づいて検知
し、その時点で第2のスイッチ16を開く。そして、こ
の第2のスイッチ16が閉じられている期間が、クロッ
クパルスdのカウントによって計測される。そして、こ
のカウント値はマイクロコンピュータ12に採り込ま
れ、カウンタ9によるカウント値とを併せて、このn回
のパルス信号cの合計ないしは平均パルス幅が算出さ
れ、計量値を決定するデータとして用いられる。
ルス信号cにおける各ずれ時間の合計と、クロックパル
スdのn周期分の時間の和に相当する電圧が蓄積され
る。そして、n回目のパルス信号cに関する積分を終了
すると同時に、第2のスイッチ16を閉じて積分回路1
4に第2の基準電圧を入力させる。これにより、積分回
路14は第1の基準電圧の積分値を初期値として順次そ
の出力が低下していくことになるが、この出力が零にな
った時点をコンパレータ13からの出力に基づいて検知
し、その時点で第2のスイッチ16を開く。そして、こ
の第2のスイッチ16が閉じられている期間が、クロッ
クパルスdのカウントによって計測される。そして、こ
のカウント値はマイクロコンピュータ12に採り込ま
れ、カウンタ9によるカウント値とを併せて、このn回
のパルス信号cの合計ないしは平均パルス幅が算出さ
れ、計量値を決定するデータとして用いられる。
【0022】今、あるパルス信号ci における上記した
ずれの時間をTkiとし、クロックパルスdの周期をTC
とすると、このパルス信号ci に関連して第1のスイッ
チ15が閉じている期間は、TC −Tki+TC =2TC
+Tkiであるから、そのパルス信号ci に関連する積分
回路14の出力電圧の変化量Vi は、積分回路14の積
分定数をαとすると、
ずれの時間をTkiとし、クロックパルスdの周期をTC
とすると、このパルス信号ci に関連して第1のスイッ
チ15が閉じている期間は、TC −Tki+TC =2TC
+Tkiであるから、そのパルス信号ci に関連する積分
回路14の出力電圧の変化量Vi は、積分回路14の積
分定数をαとすると、
【0023】
【数1】 で表される。この動作をn回のパルス信号cについて繰
り返すと、積分回路14の出力電圧は、
り返すと、積分回路14の出力電圧は、
【0024】
【数2】 だけ変化することになる。その後、積分回路14の出力
が零になるまで第2のスイッチ16を閉じ、その閉じて
いる時間をクロックパルスdのカウントによって計測す
ると、第2の基準電圧の絶対値は第1の基準電圧の絶対
値の1/100であるから、その計数結果Aは
が零になるまで第2のスイッチ16を閉じ、その閉じて
いる時間をクロックパルスdのカウントによって計測す
ると、第2の基準電圧の絶対値は第1の基準電圧の絶対
値の1/100であるから、その計数結果Aは
【0025】
【数3】 で表され、単純にパルス信号cのパルス幅をクロックパ
ルスdで計測する場合に比して100倍の分解能のもと
に、パルス信号cのn回分のずれ量の平均値が得られる
ことになる。
ルスdで計測する場合に比して100倍の分解能のもと
に、パルス信号cのn回分のずれ量の平均値が得られる
ことになる。
【0026】ここで、第2のスイッチ16を閉じて積分
回路14の電圧を放電している間においては、前記した
ずれの補正が行われないことになるが、電子天びんでは
1秒間に3個程度の荷重データがあれば十分に計量値を
算出することができ、このことから、クロックパルスd
を30MHz、パルス信号cの周期を2msとして、n
を100としたとき、第2の基準電圧の絶対値を第1の
基準電圧の1/100としても、1秒間に3個ないし4
個の補正されたデータが得られ、問題は生じない。
回路14の電圧を放電している間においては、前記した
ずれの補正が行われないことになるが、電子天びんでは
1秒間に3個程度の荷重データがあれば十分に計量値を
算出することができ、このことから、クロックパルスd
を30MHz、パルス信号cの周期を2msとして、n
を100としたとき、第2の基準電圧の絶対値を第1の
基準電圧の1/100としても、1秒間に3個ないし4
個の補正されたデータが得られ、問題は生じない。
【0027】なお、以上の実施例において、第1のスイ
ッチ15が開くタイミングを、パルス信号cの立ち下が
り時点から2つ目のクロックパルスdの立ち上がり点と
し、クロックパルスdの1周期分の時間を余分に計測し
たが、これは、前記したずれ量TK がクロックパルスd
の周期TC に対して小さい場合でも、超高速のスイッチ
を用いることなく十分なスイッチング動作を得るためで
ある。もちろん、この第1のスイッチ15が開くタイミ
ングはこれに限られず、パルス信号cの立ち下がり点か
ら1個目、あるいは任意個数のクロックパルスdの立ち
上がり点としてもよい。
ッチ15が開くタイミングを、パルス信号cの立ち下が
り時点から2つ目のクロックパルスdの立ち上がり点と
し、クロックパルスdの1周期分の時間を余分に計測し
たが、これは、前記したずれ量TK がクロックパルスd
の周期TC に対して小さい場合でも、超高速のスイッチ
を用いることなく十分なスイッチング動作を得るためで
ある。もちろん、この第1のスイッチ15が開くタイミ
ングはこれに限られず、パルス信号cの立ち下がり点か
ら1個目、あるいは任意個数のクロックパルスdの立ち
上がり点としてもよい。
【0028】また、以上の実施例では第2のスイッチ1
6を閉じることにより積分回路14の出力が零になるま
での時間を、発振器11からのクロックパルスdの計数
により求めたが、本発明はこれに限定されず、他のクロ
ックパルスを計数したり、あるいは他の計時手段を採用
することができるが、カウンタ9のカウントに供される
クロックパルスdを併用することが、コスト的にも有利
であることは言うまでもない。
6を閉じることにより積分回路14の出力が零になるま
での時間を、発振器11からのクロックパルスdの計数
により求めたが、本発明はこれに限定されず、他のクロ
ックパルスを計数したり、あるいは他の計時手段を採用
することができるが、カウンタ9のカウントに供される
クロックパルスdを併用することが、コスト的にも有利
であることは言うまでもない。
【0029】更に、第1の基準電圧と第2の基準電圧の
絶対値の比は任意であるが、比を大きくすることにより
分解能の向上をはかることができることになるが、前記
したデータの単位時間当たりの必要個数との関連におい
て、発振器11の周波数やパルス信号cの周期等に基づ
いて適宜の比を採用すべきである。
絶対値の比は任意であるが、比を大きくすることにより
分解能の向上をはかることができることになるが、前記
したデータの単位時間当たりの必要個数との関連におい
て、発振器11の周波数やパルス信号cの周期等に基づ
いて適宜の比を採用すべきである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
荷重とバランスする電磁力を発生すべくフォースコイル
に流すパルス電流のデューティを変化させる方式の天び
んにおいて、パルス電流のパルス幅をクロックパルスの
カウントによって計測するとともに、このクロックパル
スの周期とパルス電流の幅のずれに対応する時間だけ、
所定数のパルス電流について第1の基準電圧を積分し、
その後、この積分回路に第1の基準電圧と逆極性で絶対
値がある一定の比を持つ第2の基準電圧を供給して積分
出力が零になるまでの間の時間を計測し、この計測結果
と上記クロックパルスのカウント値とから、フォースコ
イルに流れる電流のデューティに関するデータを得て、
計量値を決定するように構成しているから、従来のよう
にパルス電流のパルス幅をクロックパルスの整数倍に規
定することによる分解能の制限が解除されるとともに、
このような制限のあるパルス電流を所定周期内で強制的
に変化させることにより見かけ上の分解能を向上させる
方式のように、天びんビームが振動する不具合も生じな
い。
荷重とバランスする電磁力を発生すべくフォースコイル
に流すパルス電流のデューティを変化させる方式の天び
んにおいて、パルス電流のパルス幅をクロックパルスの
カウントによって計測するとともに、このクロックパル
スの周期とパルス電流の幅のずれに対応する時間だけ、
所定数のパルス電流について第1の基準電圧を積分し、
その後、この積分回路に第1の基準電圧と逆極性で絶対
値がある一定の比を持つ第2の基準電圧を供給して積分
出力が零になるまでの間の時間を計測し、この計測結果
と上記クロックパルスのカウント値とから、フォースコ
イルに流れる電流のデューティに関するデータを得て、
計量値を決定するように構成しているから、従来のよう
にパルス電流のパルス幅をクロックパルスの整数倍に規
定することによる分解能の制限が解除されるとともに、
このような制限のあるパルス電流を所定周期内で強制的
に変化させることにより見かけ上の分解能を向上させる
方式のように、天びんビームが振動する不具合も生じな
い。
【0031】また、パルス電流を100回分等、複数個
のパルス電流のずれ分をまとめてデジタル値として採り
込むこことでその平均値を得ることができるから、実質
的にはフォースコイルに流れるパルス周期毎にA−D変
換するのと同じ効果が、安価な構成のもとに得られると
いう利点もある。
のパルス電流のずれ分をまとめてデジタル値として採り
込むこことでその平均値を得ることができるから、実質
的にはフォースコイルに流れるパルス周期毎にA−D変
換するのと同じ効果が、安価な構成のもとに得られると
いう利点もある。
【図1】本発明実施例の構成を示すブロック図
【図2】そのパルス幅変換部6の回路構成例を示すブロ
ック図
ック図
【図3】パルス幅変換回路6の出力波形の例を示すタイ
ムチャート
ムチャート
【図4】本発明実施例の作用説明図
【符号の説明】 1 皿 2 ビーム 3 変位センサ 4 PID制御部 5 電磁力発生部 51 フォースコイル 6 パルス幅変換部 61 のこぎり波発生回路 62 コンパレータ 7 電流スイッチ 8 定電流源 9 カウンタ 10 AD制御部 11 発振器 12 マイクロコンピュータ 13 コンパレータ 14 積分回路 17 第1の基準電圧源 18 第2の基準電圧源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01G 7/04 G01L 1/08 G01G 23/37
Claims (1)
- 【請求項1】 磁界中に置かれたフォースコイルにパル
ス電流を流し、このパルス電流のデューティを変化させ
ることによって皿上荷重と平衡する電磁力を発生すると
ともに、このパルス電流のパルス幅を、当該パルス幅の
間に発生するクロックパルスをカウントすることにより
測定して計量値を決定する天びんにおいて、第1の基準
電圧を発生する第1の基準電圧源と、その第1の基準電
圧と絶対値が一定の比を持ち、かつ、極性が逆の第2の
基準電圧を発生する第2の基準電圧源と、上記パルス幅
内でクロックパルスをカウントしている時間と当該パル
ス電流の実際のパルス幅との差に応じた時間だけ、所定
数のパルスにわたって上記第1の基準電圧を積分し、か
つ、その積分終了後に上記第2の基準電圧を積分する積
分回路と、この積分回路の上記第2の基準電圧の積分開
始時点から当該積分回路の出力が零になるまでの時間を
計測する計時手段を有し、この計時手段の出力と上記ク
ロックパルスのカウント値に基づいて上記フォースコイ
ルに流れるパルス電流のパルス幅の測定値を求めるよう
構成されていることを特徴とする電子天びん。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04042907A JP3077358B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 電子天びん |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04042907A JP3077358B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 電子天びん |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05240685A JPH05240685A (ja) | 1993-09-17 |
JP3077358B2 true JP3077358B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=12649106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04042907A Expired - Fee Related JP3077358B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 電子天びん |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3077358B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP04042907A patent/JP3077358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05240685A (ja) | 1993-09-17 |
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