JPH01216217A - Electronic balance - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To correct an error due to the displacement of an internal weight from a center line and to obtain high calibration accuracy by correcting the shift in load position according to data in a deviation error memory as to the scale which is loaded with the internal weight shifting from the center line. CONSTITUTION:A constant load is placed on the center of a pan (a) before the scale shipped, and the same load is placed shifting in a specific direction by a specific distance; and then a deviation error calculating means (h) calculates the difference between both data and stores it in the deviation position error memory (i). A correction arithmetic means (j) corrects data by using the contents of the memory (i) when a coefficient is updated by a correction arithmetic means (g). Namely, the error due to the deviation L of the load position of the internal weight (e) from the center line of the pan (a) is corrected. Consequently, the restriction of the load position of the internal weight for calibration can be eliminated, so the shape and mechanism can be simplified.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、校正用の分銅を内蔵した電子天びんに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an electronic balance with a built-in calibration weight.

〈従来の技術〉 測定レンジが広く、かつ、高分解能のいわゆる高精度型
の電子天びんにおいては、一般に、構成パーツの温度依
存性等によって感度が狂いやすい。<Prior Art> In general, so-called high-precision electronic balances with a wide measurement range and high resolution tend to lose their sensitivity due to temperature dependence of component parts, etc.

そこで、常に正確な測定を行えるように、このような電
子天びんでは、通常、校正用の基準分銅を内蔵し、適宜
にその分銅を荷重検出部に負荷して感度校正を行うよう
構成している。Therefore, in order to ensure accurate measurements at all times, such electronic balances usually have a built-in reference weight for calibration, and are configured to load the weight on the load detection section as needed to perform sensitivity calibration. .

ところで、天びんメカニズムには一般に偏置誤差（四隅
誤差）があり、普通は天びんの測定レンジ内でのこの誤
差が測定値に表れない程度に調整して実用に供している
。しかし、高精度型の電子天びんでは、このような誤差
が測定値に影響を及ぼさないレベルまでに調整すること
は困難であり、実際、完全には調整しきれていないのが
現状である。By the way, balance mechanisms generally have eccentricity errors (four-corner errors), and the balance is usually adjusted for practical use to the extent that this error does not appear in the measured values within the measurement range of the balance. However, with high-precision electronic balances, it is difficult to adjust to a level where such errors do not affect the measured values, and in fact, it is currently not possible to completely adjust them.

従って、高精度型の電子天びんで、校正用の内蔵分銅を
荷重検出部に負荷する場合、その位置は皿の中心を通る
鉛直線上になければならない。す　−なわち、負荷位置
が上記の線上からずれていると、感度校正時に偏置誤差
が影響し、その校正精度を低下させてしまうことになる
。Therefore, in a high-precision electronic balance, when a built-in weight for calibration is loaded on the load detection section, its position must be on a vertical line passing through the center of the pan. In other words, if the load position deviates from the above line, the eccentricity error will affect the sensitivity calibration and reduce the calibration accuracy.

以上のことから、従来の高精度型の電子天びんでは、内
蔵分銅はその重心が皿の中心を通る鉛直線上にくる状態
で荷重検出部に負荷されるよう設計されている。From the above, conventional high-precision electronic balances are designed so that the built-in weight is loaded onto the load detection unit with its center of gravity on a vertical line passing through the center of the pan.

〈発明が解決しようとする課題〉 上述のような内蔵分銅の負荷位置の制約は、その分銅の
形状や分銅加除機構等の制約につながり、部品点数の増
加、機構複雑化による組立作業の煩雑化、およびメイン
テナンスの困難化等の原因となっている。<Problem to be solved by the invention> The above-mentioned restrictions on the load position of the built-in weight lead to restrictions on the shape of the weight, the weight adjustment mechanism, etc., and the assembly work becomes complicated due to an increase in the number of parts and a complicated mechanism. , and make maintenance difficult.

本発明はこの点に鑑みてなされたもので、校正用内蔵分
銅の負荷位置の制約をなくし、形状や機構を簡素化して
生産性およびメインテナンス性の向上をはかることので
きる、電子天びんの提供を目的としている。The present invention has been made in view of this point, and aims to provide an electronic balance that eliminates restrictions on the load position of built-in calibration weights, simplifies the shape and mechanism, and improves productivity and maintainability. The purpose is

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を第１図に示す基本概
念図を参照しつつ説明すると、本発明は皿ａに係合する
荷重検出部すからのデータと、感度メモリＣ内の係数を
用いて、計量値演算手段ｄによって皿ａ上への載荷質量
を算出するとともに、校正用の内蔵分銅ｅおよびその加
除機構ｆと、内蔵分銅ｅの荷重検出部すへの負荷時にお
けるデータとこの内蔵分銅ｅの既知質量とから感度メモ
リＣ内の係数を更新する校正演算手段ｇを備えた天びん
において、皿ａ上に所定荷重をその中心に載せたとき、
およびその中心から所定方向に所定距離だけ偏らせて載
せたときのデータの差を算出する偏置誤差算出手段りと
、その算出結果を記憶する偏置誤差メモリｉと、その偏
置誤差メモリｉの内容を用いて、校正演算手段ｇによる
係数の更新時に、皿ａの中心線に対する内蔵分銅ｅの負
荷位置の偏りＬに起因する誤差を補正する補正演算手段
ｊを備えたことによって、特徴づけられる。Means for Solving the Problems> The configuration for achieving the above object will be explained with reference to the basic conceptual diagram shown in FIG. Using the coefficients in the sensitivity memory C, the weighing value calculation means d calculates the mass loaded onto the pan a, and also uses the built-in weight e for calibration, its addition/subtraction mechanism f, and the load detection section of the built-in weight e. When a predetermined load is placed on the center of the pan a in a balance equipped with a calibration calculation means g that updates the coefficient in the sensitivity memory C based on the data when a load is applied to the pan and the known mass of this built-in weight e,
and an eccentricity error calculation means for calculating the difference in data when the data is placed biased by a predetermined distance in a predetermined direction from the center, an eccentricity error memory i for storing the calculation result, and an eccentricity error memory i for storing the calculation result. By using the contents of the correction calculation means j for correcting the error caused by the deviation L of the load position of the built-in weight e with respect to the center line of the pan a when updating the coefficients by the calibration calculation means g, the characterization can be performed. It will be done.

〈作用〉 内蔵分銅ｅを皿ａの中心を通る鉛直線（中心線）からし
だけずらせて荷重検出部すに負荷するよう構成すれば、
前述のようにそのデータには偏置誤差が含まれる。本発
明では、この誤差を演算によって補正することで、内蔵
分銅ｅを中心線からずらせて負荷する構造でも高い校正
精度を得ることを可能とする。<Function> If the built-in weight e is configured to be slightly shifted from the vertical line (center line) passing through the center of the plate a, and the load is applied to the load detection part,
As mentioned above, the data includes eccentricity errors. In the present invention, by correcting this error by calculation, it is possible to obtain high calibration accuracy even in a structure in which the built-in weight e is loaded by being shifted from the center line.

すなわち、天びん出荷前に、皿ａの中心にある一定の荷
重を載せ、次に、同じ荷重を所定方向に所定距離だけず
らせて載せることにより、偏置誤差算出手段りは両者の
データの差を算出し、偏置誤差メモリｉ内に格納する。In other words, before the balance is shipped, a certain load is placed on the center of pan a, and then the same load is placed shifted in a prescribed direction by a prescribed distance, so that the eccentricity error calculation means can calculate the difference in the data between the two. It is calculated and stored in the eccentricity error memory i.

従って、その内容は当該天びん固有の、所定方向への荷
重偏置による誤差の発生状況を表す情報となり、これを
用いれば、内蔵分銅ｅの負荷位置の中心線に対するずれ
Ｌに起因する誤差分を補正できる。Therefore, the content is information that represents the error occurrence situation due to load eccentricity in a predetermined direction, which is unique to the balance in question. If this is used, the error caused by the deviation L of the load position of the built-in weight e from the center line can be calculated. It can be corrected.

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第２図は本発明実施例の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

ロバ−パル機構１によって可動方向が鉛直方向に規制さ
れた皿２は、荷重検出部３に係合している。荷重検出部
３は、例えは電磁力平衡機構やＡ−Ｄ変換器等を含み、
その出力データはインターフェース４を介して制御部５
に採り込まれる。A plate 2 whose movable direction is vertically restricted by the donkey pal mechanism 1 is engaged with a load detection section 3. The load detection unit 3 includes, for example, an electromagnetic force balance mechanism, an A-D converter, etc.
The output data is sent to the control unit 5 via the interface 4.
will be incorporated into.

制御部５はマイクロコンピュータによって構成されてお
り、ＣＰＵ５１．ＲＯＭ５２．ＲＯＭ５３および不揮発
性ＲＡＭ５４等を備えている。ＲＯＭ５２には、通常の
測定用プログラムのほかに、後述する偏置誤差測定プロ
グラムおよび感度校正プログラムが書き込まれている。The control unit 5 is constituted by a microcomputer, and includes a CPU 51 . ROM52. It includes a ROM 53, a nonvolatile RAM 54, and the like. In addition to the normal measurement program, the ROM 52 has written therein an eccentricity error measurement program and a sensitivity calibration program, which will be described later.

また、不揮発性ＲＡＭ５４には、偏置誤差を格納するエ
リアと、荷重データを質量値に換算するための係数を格
納するためのエリアが設定されている。Further, the non-volatile RAM 54 is set with an area for storing eccentricity errors and an area for storing coefficients for converting load data into mass values.

制御部５には、測定結果（質量）表示するための表示器
６が接続されているとともに、インターフェース４を介
して、分銅加除機構８のモータ８１を駆動するためドラ
イバ８２が接続されている。A display 6 for displaying measurement results (mass) is connected to the control unit 5, and a driver 82 for driving a motor 81 of the weight adding/removing mechanism 8 is also connected via the interface 4.

分銅加除機構８は、既知質量Ｍの内蔵分銅７を荷重検出
部３に負荷もしくは負荷解除するための機構であって、
前述したモータ８１によって回動されるカム８３と、そ
のカム８３の回動によって傾斜角が変化するレバー８４
等を備えてなり、レバー８４の先端に内蔵分銅７が支承
されている。The weight addition/removal mechanism 8 is a mechanism for loading or unloading the built-in weight 7 of known mass M on the load detection unit 3,
A cam 83 rotated by the aforementioned motor 81, and a lever 84 whose inclination angle changes according to the rotation of the cam 83.
The built-in weight 7 is supported at the tip of the lever 84.

ロバ−パル機構１の可動はり１１には、内蔵分銅７を支
承するための分銅受け１２が所定方向に突出して固着さ
れており、レバー８４の先端が所定量だけ下方に変位し
たときに内蔵分銅７はこの分銅受け１２上に載り、荷重
検出部３に負荷される。その負荷位置は、皿２の中心を
通る鉛直線に対してしたけ偏っている。A weight receiver 12 for supporting the built-in weight 7 is fixed to the movable beam 11 of the donkey pal mechanism 1 and protrudes in a predetermined direction, and when the tip of the lever 84 is displaced downward by a predetermined amount, the built-in weight 7 is placed on this weight receiver 12, and a load is applied to the load detection section 3. The load position is offset by a certain amount with respect to the vertical line passing through the center of the plate 2.

第３図はＲＯＭ５２に書き込まれた偏置誤差測定用プロ
グラムの内容を示すフローチャートである。このプログ
ラムは、天びん出荷時に選択される。このプログラムに
おいては、定められた質量Ｍｏを有する分銅を用意し、
その分銅をまず皿２の中央に載せると、そのときの荷重
データＤ０がＲＡＭ５３内に格納される。次に、その分
銅を皿２上に、中央から分銅受け１２の突出方向に定め
られた距離ｌだけずらして載せる。これにより、そのと
きの荷重データＤｌｌｌがＲＡＭ５３内に格納される。FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the eccentricity error measurement program written in the ROM 52. This program is selected when the balance is shipped. In this program, a weight with a predetermined mass Mo is prepared,
When the weight is first placed on the center of the plate 2, the load data D0 at that time is stored in the RAM 53. Next, the weight is placed on the pan 2, shifted from the center by a predetermined distance l in the protruding direction of the weight receiver 12. As a result, the load data Dllll at that time is stored in the RAM 53.

次に、このデータＤ０とＤｌｌ＋の差ｄが、ｄ　””　
Ｄｏ＋　　Ｄｏ　’−−−・・−・−一一一一・−（１
）によって算出され、不揮発性ＲＡＭ５４内に格納され
、プログラムを終了する。Next, the difference d between this data D0 and Dll+ is d""
Do+ Do '−−−・・−・−1111・−(1
) is calculated and stored in the non-volatile RAM 54, and the program is terminated.

第４図はＲＯＭ５２に書き込まれた感度校正用プログラ
ムの内容を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the sensitivity calibration program written in the ROM 52.

このプログラムは、校正指令キー（図示せず）を押す等
によって選択される。校正指令が与えると、モータ８１
が駆動され、内蔵分銅７が分銅受け１２上に載せられ、
そのとき荷重データＤ、がＲＡＭ５３内に格納される。This program is selected by, for example, pressing a calibration command key (not shown). When a calibration command is given, the motor 81
is driven, the built-in weight 7 is placed on the weight receiver 12,
At that time, load data D is stored in the RAM 53.

次に、このデータＤ、に含まれる偏置誤差分が、不揮発
性ＲＡＭ５４内の偏置誤差データｄ、そのデータｄを求
めたときの分銅質量Ｍ０および偏置距離１１内蔵分ｗ４
７の質量Ｍおよび偏置距離りを用いて、次の（２）式に
よって補正される。Next, the eccentricity error included in this data D is the eccentricity error data d in the non-volatile RAM 54, the weight mass M0 and the built-in eccentricity distance 11 w4 when the data d is obtained.
It is corrected by the following equation (2) using the mass M of 7 and the eccentric distance.

Ｍ、　　　　ｆｆ これによって得られたデータＤは１．内蔵分銅７の偏置
による誤差を排除したデータ、つまり内蔵骨ｗ４７を皿
２の中心を通る鉛直線上に負荷したときに得られるデー
タと等価となる。M, ff The data D obtained by this is 1. This data is equivalent to the data excluding the error caused by the eccentric position of the built-in weight 7, that is, the data obtained when the built-in bone w47 is loaded on a vertical line passing through the center of the dish 2.

次に、補正後のデータＤと質量Ｍから、データを質量値
に換算するための係数Ｋが、 Ｋ＝−−・−・・−・−・・−−−−−（３）によって
算出され、不揮発性ＲＡＭ５４内に新たに格納され、通
常の測定ルーチンへと戻る。Next, from the corrected data D and mass M, the coefficient K for converting the data into a mass value is calculated by K=−−・−・・−・−・・−−−−−(3). , is newly stored in the non-volatile RAM 54, and the routine returns to the normal measurement routine.

通常の測定ルーチンでは、以後、更新された係数Ｋを用
いて荷重データを質量値に換算し、表示器６に表示する
わけである。In the normal measurement routine, the load data is thereafter converted into a mass value using the updated coefficient K and displayed on the display 6.

なお、偏置誤差を質量で測定し、内蔵分銅７の偏置誤差
の補正も質量側、つまり（３）式のＭに誤差分を加減し
てもよい。この場合、係数の変化に伴う誤差は含まれる
ことになるが、その量は極めてわずかで、無視し得る程
度である。Note that the eccentricity error may be measured in terms of mass, and the correction of the eccentricity error of the built-in weight 7 may be made on the mass side, that is, the error may be added or subtracted to M in equation (3). In this case, errors associated with changes in coefficients are included, but the amount is extremely small and can be ignored.

また、荷重検出部近傍に温度センサを設けておき、その
センサ出力の時間当りの変化量が一定値以下になったと
きに限り、上述した感度校正用プログラムが実行される
よう構成しておくことによ　　　　□す、高い感度校正
精度を維持することができる。Additionally, a temperature sensor should be provided near the load detection section, and the above-mentioned sensitivity calibration program should be configured to be executed only when the amount of change in the sensor output per hour falls below a certain value. According to □, high sensitivity calibration accuracy can be maintained.

更に、ロバ−パル機構１の可動はり１１と、それに対向
する固定はりにそれぞれ温度センサを配設しておき、両
者の出力差が一定値以下のときに限って感度校正用プロ
グラムが実行されるよう構成することにより、更に感度
校正精度を高く維持することができる。Furthermore, temperature sensors are installed on the movable beam 11 of the donkey pal mechanism 1 and the fixed beam facing it, and the sensitivity calibration program is executed only when the output difference between the two is below a certain value. With this configuration, it is possible to maintain even higher sensitivity calibration accuracy.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、校正用の内蔵分
銅を、皿の中心を通る鉛直線から偏らせて荷重検出部に
負荷するよう構成しても、その偏りに起因する誤差は既
に記憶している偏置誤差データを用いた演算によって補
正され、正確な感度校正が行われるから、内蔵分銅の負
荷位置に関する制約をなくすることができる。このこと
は、例えば天びんケース外に分銅受けを延ばして分銅を
載せる等の構造をも可能とし、内蔵分銅の形状や分銅加
除機構の設計上の自由度を大幅に向上させることになり
、構造上の簡素化や部品点数の削減等が可能となって、
コストダウンおよびメインテナンスの容易化を達成でき
る。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, even if the built-in weight for calibration is configured to apply the load to the load detection section with a deviation from the vertical line passing through the center of the dish, the deviation will not be compensated for. The resulting error is corrected by calculation using the already stored eccentricity error data, and accurate sensitivity calibration is performed, so that restrictions regarding the load position of the built-in weight can be eliminated. This makes it possible, for example, to extend the weight holder outside the balance case and place the weight on it, greatly increasing the degree of freedom in designing the shape of the built-in weight and the weight adjustment mechanism. This makes it possible to simplify the process and reduce the number of parts.
Cost reduction and ease of maintenance can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の構成を示す基本概念図、第２図は本発
明実施例の構成図、 第３図および第４図はそのＲＯＭ５３に書き込まれた偏
置誤差測定用プログラムおよび感度校正用プログラムの
内容を示すフローチャートである。 ２・・・・皿 ３・・・・荷重検出部 ５・・・・制御部 ７・・・・内蔵分銅 ８・・・・分銅加除機構 １２・・・分銅骨は 特許出願人　　　　株式会社島津製作所代　理　人　　
　　弁理士　　西１）新Ｊ 第３図 第４図FIG. 1 is a basic conceptual diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are a program for eccentricity error measurement and sensitivity calibration written in the ROM 53. 3 is a flowchart showing the contents of a program. 2...Dish 3...Load detection unit 5...Control unit 7...Built-in weight 8...Weight addition/removal mechanism 12...Weight bone is patent applicant Shimadzu Corporation agent
Patent Attorney Nishi 1) New J Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 皿に係合する荷重検出部からのデータと、感度メモリ内
の係数を用いて、計量値演算手段によって皿上への載荷
質量を算出するとともに、校正用の内蔵分銅およびその
加除機構と、上記内蔵分銅の上記荷重検出部への負荷時
におけるデータと当該内蔵分銅の既知質量値とから上記
感度メモリ内の係数を更新する校正演算手段を備えた天
びんにおいて、上記皿上に所定荷重をその中心に載せた
とき、およびその中心から所定方向に所定距離だけ偏ら
せて載せたときのデータの差を算出する偏置誤差算出手
段と、その算出結果を記憶する偏置誤差メモリと、その
偏置誤差メモリの内容を用いて、上記校正演算手段によ
る係数の更新時に、上記皿の中心線に対する上記内蔵分
銅の負荷位置の偏りに起因する誤差を補正する補正演算
手段を有していることを特徴とする、電子天びん。Using the data from the load detection unit that engages with the pan and the coefficients in the sensitivity memory, the weighing value calculation means calculates the mass loaded onto the pan. In a balance equipped with a calibration calculation means that updates the coefficient in the sensitivity memory based on the data when the built-in weight is loaded to the load detection section and the known mass value of the built-in weight, a predetermined load is placed on the pan at its center. an eccentricity error calculation means for calculating the difference between the data when the data is placed on the object and when the data is placed offset by a predetermined distance in a predetermined direction from the center; an eccentricity error memory that stores the calculation result; It is characterized by comprising a correction calculation means that uses the contents of the error memory to correct an error caused by a bias in the load position of the built-in weight with respect to the center line of the dish when the coefficients are updated by the calibration calculation means. An electronic balance.