JPH02503036A - How to calibrate and operate scales and scales - Google Patents
How to calibrate and operate scales and scalesInfo
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- JPH02503036A JPH02503036A JP50069589A JP50069589A JPH02503036A JP H02503036 A JPH02503036 A JP H02503036A JP 50069589 A JP50069589 A JP 50069589A JP 50069589 A JP50069589 A JP 50069589A JP H02503036 A JPH02503036 A JP H02503036A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 秤および秤を較正し作動する方法 この発明は、秤量物の重量が基準質量の重量と比較され、秤が製造業者だけの較 正を必要とし、斜め配置の場合にも、重力加速度gが正規の値から片寄った場合 にも、後較正なしに、秤量物の質量が適正に決定でき、その際に斜め配置が、重 力加速度のかなりの減少に匹敵できる。[Detailed description of the invention] How to calibrate and operate scales and scales This invention allows the weight of the object to be weighed to be compared to the weight of a reference mass and the scale to be A positive value is required, and even in the case of an oblique arrangement, if the gravitational acceleration g is deviated from the normal value. In this case, the mass of the weighed object can be determined properly without post-calibration, and the diagonal arrangement This can be compared to a considerable reduction in force acceleration.
真の質量測定具としての秤に関する。Concerning a scale as a true mass measuring instrument.
かかる秤は、例えばスイス国特許第492.961号明細曹およびスイス国特許 出B第03.791787−5号明細書から周知にされている。これは、古い、 純粋に機械的な。Such scales are described, for example, in Swiss patent no. 492.961 and in Swiss patent no. It is well known from document No. B 03.791787-5. This is an old Purely mechanical.
錘を備えた小売秤または傾斜枠のように、秤量物の質量と基準質量の定帯的な比 較の原理に従って作動する。平衡するおよび自己平衡する機械的な秤とは異って 、上述した2つの明細書に開示されているものは、それぞれ1つの感知器によっ て硬く拘束された2つの力測定具からなる。A constant ratio of the mass of the weighed object to the reference mass, such as a retail scale with a weight or a tilting frame. It operates according to the principle of comparison. Unlike mechanical balances that balance and self-balance , what is disclosed in the two above-mentioned specifications each uses one sensor. It consists of two force measuring instruments that are tightly constrained.
さらに、秤として利用される簡単な力測定具も知られている。しかしながら、こ のいわゆる秤は、次の条件下だけで正確に作動する。Furthermore, simple force measuring devices that are used as scales are also known. However, this The so-called scales work accurately only under the following conditions:
−正確な水平化。- Accurate leveling.
−知られている質量の較正負荷によるその場所での較正。- In-situ calibration with a calibration load of known mass.
−振動のない秤の作動。- Vibration-free operation of the scale.
この発明で解決される課題は、秤量物の重量が基準質量の重量と比較され、斜め 配置からのその独立および重力加速度の正規値からの局所的な片寄りからのその 独立が、僅かの消費で達成できるような、秤を提供することにある。The problem solved by this invention is that the weight of the weighed object is compared with the weight of the reference mass and Its independence from the configuration and its local deviation from the normal value of the gravitational acceleration Independence lies in providing a scale that can be achieved with little consumption.
上述したH題の解決は、装置に達する請求項IK記載の特色と、方法に関する請 求項12のそれとによって、達成される。The solution to the above-mentioned problem H is achieved by the features of claim IK leading to the device and the method claims. This is achieved by the requirement 12.
添付図面を参照しながら、この発明の構想の実施例について、詳しく説明する。Embodiments of the inventive concept will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第1図は、直接作用する基準質量を備えた第1実施例の図解図である。FIG. 1 is a diagrammatic illustration of a first embodiment with a directly acting reference mass;
第2図は、変換される基準質量を備えた第2実施例の図解図である。FIG. 2 is a diagrammatic illustration of a second embodiment with a reference mass being transformed.
第3図は、弾性的に低減を行なう平行案内8よび直接作用する基準質量を備えた 第3笑施例を示す。FIG. 3 shows an arrangement with an elastically reducing parallel guide 8 and a directly acting reference mass. The third example is shown below.
第4図は、変換されて作用する基準質量を備えた第4実施例を示す。FIG. 4 shows a fourth embodiment with a transformed and operative reference mass.
第5図は、取外せる秤皿を備えた第5実施例を示す。FIG. 5 shows a fifth embodiment with a removable weighing pan.
第1図による第1笑施例は、架台lおよび負荷支持体2からなり、この負荷支持 体は、関節3の中に配備された2つの板4.5によって、平行に案内される。秤 量物−第1図に錘8によって表わされる−の重量は1足部6を介して力計7に伝 達される。これによれば、負荷支持体2は硬く拘束される。The first embodiment according to FIG. 1 consists of a pedestal l and a load support 2. The body is guided in parallel by two plates 4.5 arranged in the joint 3. scale The weight of the weighing object - represented by weight 8 in FIG. be reached. According to this, the load support body 2 is rigidly restrained.
負荷支持体2には、さらに質量9が固定される。板4゜5の実効重量、負荷支持 体2の重量および質量9の重量は、−緒になって、負荷支持体がからの場合に力 計7に作用する基準力を形成する。力計から送出される電気信号−アナログまた はディジタル−は、ケーブル11を介して計算機10に供給される。第1図にお いて、計算機10は架台に連結される。ケーブル11を長(して。A mass 9 is further fixed to the load support 2 . Effective weight and load support of plate 4゜5 The weight of body 2 and the weight of mass 9 are - together, the force when the load support is . A reference force that acts on a total of 7 is formed. Electrical signal sent from force meter – analog or is supplied to the computer 10 via a cable 11. In Figure 1 The computer 10 is connected to a pedestal. Lengthen cable 11.
計算機11がそれ自身で立つようにできることは、この発明の意味で当然である 。第2図による実施例は、第1図のそれと基本的に同様に構成される。差異は、 質量9の固定の方法および作用の方法にある。架台lには、支え13が固く連結 され、これは、関節14において、てこ15を支持する。てこ15の端部には、 質量9が固定される。その重量は、負荷支持体2にもてこ15にも柔軟に取付け された引張バンド16を介して、負荷支持体2に作用する。第1実施例と比べて 、この実施例は、質量9が小さくでき、これによって秤の重量が低下するという 利点を有する。It is natural within the meaning of this invention that the calculator 11 can be made to stand on its own. . The embodiment according to FIG. 2 is constructed essentially the same as that of FIG. The difference is The method of fixing the mass 9 and the method of action. A support 13 is firmly connected to the frame l. , which supports the lever 15 at the joint 14 . At the end of lever 15, Mass 9 is fixed. Its weight is flexibly attached to the load support 2 and to the lever 15. It acts on the load support 2 via the tension band 16 . Compared to the first embodiment , in this embodiment, the mass 9 can be made smaller, which reduces the weight of the scale. has advantages.
第3図には、別の実施例が示される。力測定具の下方部分は、スイス国特許出願 第03040787− A 号明細書から知られている。これは基板32からな り、これの上に、架台21が固定される。この架台21における/ぐンド関節2 6.27を備えた2個の板25,28は、負荷支持体22に関節連結される。負 荷支持体22の上方部分と架台21の下方部分との間では、上述の要素によって 形成される平行案内を通って1足部27が斜めに延長し、これは、測定すべき力 を力計7に伝達する。負荷支持体22の上には枠板36が固定され、これは質量 9を支持する。秤量物は、ここでも、錘8によってシンボル化される。硬い拘束 は、ここでも1足部17および力計7によって達成される。付属的に1弾性的平 行案内を通過負荷から保護するため、止め35が設けられる。力計7から計算機 10への連結は、ここでも、ケーブル11を介して行なわれる。Another embodiment is shown in FIG. The lower part of the force measuring device has been applied for a Swiss patent. It is known from specification no. 03040787-A. This is from board 32 A pedestal 21 is fixed on top of this. /gundo joint 2 in this frame 21 Two plates 25, 28 with 6.27 are articulated to the load support 22. negative Between the upper part of the load support 22 and the lower part of the frame 21, the above-mentioned elements A foot 27 extends diagonally through the parallel guide formed, which is responsible for the force to be measured. is transmitted to force meter 7. A frame plate 36 is fixed on top of the load support 22, which has a mass I support 9. The object to be weighed is again symbolized by a weight 8. hard restraint is achieved here also by the foot 17 and the force meter 7. 1 elastic flat attached A stop 35 is provided to protect the row guide from passing loads. Calculator from force meter 7 The connection to 10 is again made via a cable 11.
第4図において、質量9の重量は、ここでも、変換されて供給される。上方の板 23には、てこ18の一端が固定され、これはその他端で質量9ン支持する。秤 のその他の部分は、第3図による実施例と同じである。In FIG. 4, the weight of mass 9 is again supplied converted. upper board One end of a lever 18 is fixed to 23, which supports a mass of 9 tons at the other end. scale The other parts are the same as the embodiment according to FIG.
第5図による実施例は、−例えば−第3図によるそれに基づ(。しかしながら、 第4図による実施例九基づ(ことも、この発明の構想に含まれる。枠板36の代 りK、ここでは、支持物例えば板29が負荷支持体22の上忙固定される。板2 9は、4本の棒30(第5図では、側面図のため、そのうちの2本だけが図示) を支持する。これら棒30は、こ・こでは取外しできる秤皿37の下側に取付け られた適当な嵌合部31の中に導入される。4本の捧30は、閉じた板張り38 から開口39を通って導出される単一の機械的部分である。第1図から第4図に よる実施例とは異って、ここでは、秤皿37は基準質量の一部ではない。The embodiment according to FIG. 5 is based - for example - on that according to FIG. The embodiment according to FIG. 4 is also included in the concept of the invention. In this case, a support, for example a plate 29, is fixed on the load support 22. Board 2 9 is four rods 30 (only two of them are shown in FIG. 5 because it is a side view). support. These rods 30 are attached to the underside of a removable weighing pan 37 here and here. It is introduced into a suitable fitting part 31 which has been provided. The four tributes 30 are closed planks 38 a single mechanical part led out through an opening 39 from the opening 39. From Figure 1 to Figure 4 In contrast to the embodiment according to the invention, here the weighing pan 37 is not part of the reference mass.
さらに、板29が4木でない本数の棒30を備えることも、この発明の構想の中 に含まれる。丸くされた秤皿37の場合には、3本の棒30が目的に適すること が示され、−普通の分析秤のような一部さい秤皿を利用する場合には、単一の棒 30が示される。最後の場合には、板29が省略でき、捧30が、直接に負荷支 持体22に取付ゆられる。その際に、嵌合部31の個数か−および場合によって は構造も一対応して変化することは。Furthermore, it is also within the concept of this invention that the board 29 is provided with a number of rods 30 other than four. include. In the case of a rounded weighing pan 37, three rods 30 should be suitable for the purpose. - When using a partial weighing pan, such as an ordinary analytical balance, a single rod 30 is shown. In the last case, the plate 29 can be omitted and the shaft 30 directly carries the load. It is attached to the holder 22 and swings. At that time, the number of fitting parts 31 and, depending on the case, The structure also changes correspondingly.
明白である。It's obvious.
図示なしの別の実施例(符号は、第5図における要素に関する)では、多くの力 計7−例えば3個−が基板32の上に固定される。各力計7は、i埋的に等しい 1つの質量9を負担し、それの上に棒30が固定されへその質量9を備えた各力 計7は、開口39を有する板張り38の中に閉じ込められ、この開口から棒30 が突出する。禅30の本数および配置は、秤ブリッジの下側における嵌合部31 の個数および配置に一致し、この秤ブリッジは、従って上述の力計7から棒30 によって支持される。各力計7は、後述するように1.て較正される。In another embodiment (not shown) (numbers refer to elements in FIG. 5), many forces A total of seven, for example three, are fixed on the substrate 32. Each force meter 7 is equal to i Each force bearing one mass 9 and having an umbilical mass 9 on which a rod 30 is fixed A total of 7 is enclosed within a paneling 38 having an opening 39 through which a rod 30 is inserted. stands out. The number and arrangement of Zen 30 are as follows: , and this balance bridge therefore has the rods 30 from the force meter 7 described above. Supported by Each force meter 7 has 1. calibrated.
秤量物の重量の決定は、計算機10において個個の力計の重量結果を集積するこ とKよって達成される。秤ブリッジが重い場合には、質量9は省略できる。さら に1個個の力計の基準力の較正および決定は、秤ブリッジだけの質量に基づ(。The weight of the object to be weighed is determined by accumulating the weight results of the individual dynamometers in the calculator 10. This is achieved by K. If the balance bridge is heavy, the mass 9 can be omitted. Sara Calibration and determination of the reference force of one force meter is based on the mass of the balance bridge only (.
すべての上述した実施例に対する共通の前提は、先行技術に相当する力計7を応 用することであり、この場合に、導入される力は、電気的信号に一義的に変換さ れる。The common assumption for all the above-mentioned embodiments is that the force meter 7 corresponding to the prior art In this case, the introduced force is uniquely converted into an electrical signal. It will be done.
これが、例えば圧電水晶変換器または振動弦変換器の場合のように、ディジタル 電気的信号であるとすると、そアナログ電気的信号である場合には、力計7と計 算機10の間に、AD変換器が介在する。依然として、力計7のまたは必要とす れば力測定具全体の、@度経過の線形化および計算機による補償は、先行技術で ある。そのように線形化され温度補償された秤は、製造業者によって較正される 。This is the case with digital crystal transducers or vibrating string transducers, for example. If it is an electrical signal, if it is an analog electrical signal, the force meter 7 and the An AD converter is interposed between the computers 10. Still need 7 force meters or Linearization of the degree course and computer compensation of the entire force-measuring device are not available in the prior art. be. Balances so linearized and temperature compensated are calibrated by the manufacturer. .
較正方法は次の処置からなる。第1の較正は、秤が水平のときK(傾斜角度α1 )実施され、第2の較正は、秤が斜め配置(α2)のときに実施される。原理的 にはα1=0であるように努められるけれども、これは、一方においては、決し て完全に8笑には実現できず、他方においては、示されたように、必要でもない 。以下で繰返し使用される概念「からの秤」は、「基準状態にある秤」を常圧意 味する。第1図から第4図による実施例に対しては、これは文字通りの「負荷支 持体2または枠板36の上に何もないこと」を意味する。第5図による実施例に 対しては、これは「秤皿37が取除かれること」を意味する。からで水平の秤の 場合に、計算機lOは、基準値R1および馬をそれぞれ決定する。次いで秤が、 −ふたたび水平および斜のそれぞれの一質量mの全負荷で作用する較正重量を負 荷する。計算機10で決定された値。The calibration method consists of the following steps. The first calibration is when the scale is horizontal K (tilt angle α1 ), and a second calibration is performed when the scale is in an oblique position (α2). principle On the other hand, this will never mean that α1=0. On the other hand, as has been shown, it is not necessary. . The concept ``kara-no-kei'' used repeatedly below refers to ``the scale in the standard state'', which means a ``scale in the standard state''. Taste. For the embodiments according to FIGS. 1 to 4, this means a literal "load-bearing This means that there is nothing on the support 2 or the frame plate 36. In the example shown in FIG. In contrast, this means that "the weighing pan 37 is removed". empty horizontal scales In this case, the calculator IO determines the reference value R1 and the horse, respectively. Then the scale - once again subtract the calibration weight acting under the full load of one mass m each horizontally and diagonally. load Value determined by calculator 10.
はMlおよびMlである。次に、これら4つの値が、Mキ計軍機lOに付属する 固定値メモリの中に記憶される。are Ml and Ml. Next, these four values are attached to the M-Ki military aircraft lO. Stored in fixed value memory.
較正および秤量方法は1次の考慮および計算に基づく。Calibration and weighing methods are based on first-order considerations and calculations.
原則的に、それ自身正確には知られていない弾性的な予負荷から出発するから、 基準値に対して次の式が成立つ。In principle, starting from an elastic preload which itself is not precisely known, The following formula holds true for the reference value.
R1== V + a(go+Δg)mRcowα1R2== V + a(g O+Δg ) m Rc o sα2ここで V =弾性的な予負荷 a =比例係数 mp ”実効基準質量 α1=秤の傾斜角度 Δg=正規値gからの重力加速度の片寄り、この際Δg礎0゜g=go+Δg 全負荷値M、およびMlに対し、さらに次の式が成立つ。R1==V+a(go+Δg)mRcowα1R2==V+a(g O+Δg) m Rc o sα2 where V = elastic preload a = proportionality coefficient mp Effective reference mass α1 = angle of inclination of the scale Δg = deviation of gravitational acceleration from normal value g, in this case Δg base 0゜g = go + Δg For the full load values M and Ml, the following equations further hold true.
Ml == V + a(gO+Δg)(mB”mL) eolIα1M2 = = V + a(go+Δg)(mR+mL)eolα2ここで、■並びにa 、 mR,α1.α2およびΔgが正確には知られていないことが、前提になる 。計算機による取扱いに対しては、若干の変換が行なわれる。斜め配置は。Ml==V+a(gO+Δg)(mB”mL) eolIα1M2= = V + a (go + Δg) (mR + mL) eolα2 where, ■ and a , mR, α1. The assumption is that α2 and Δg are not precisely known. . For computer handling, some transformations are performed. Diagonal placement.
gの変化と同じように作用するから、 a(go+Δg)eoIα、” tkgo、(I ”hl )=”gとし、さら に =ag(1+e) とすれば1次のようになる。Since it acts in the same way as the change in g, a(go+Δg)eoIα,"tkgo,(I"hl)="g, and to =ag(1+e) Then, it becomes the first order.
R1=V + emRfil R2== V + CmFl(1+@) f2+M1 =V + e(mPI+ mL) ta+M2 = V + c(mR+mL )(1+e) +41全負荷と基準値の間の関連する差は、かくして次の ように表わされる。R1=V + emRfil R2==V+CmFl(1+@) f2+M1=V+ e(mPI+mL) ta+M2=V+c(mR+mL )(1+e) +41The relevant difference between the full load and the reference value is thus: It is expressed as follows.
Ll ’:: MI R1= emL (5)R2= Ml R2= cm)、 (1+e) f6!これら値し、R2は同様に記憶 される。これに次−1で、次に説明するような計算機による若干の処理が行なわ れる。Ll'::MI R1=emL (5) R2=Ml R2=cm), (1+e) f6! These values and R2 are also stored be done. Next - 1, some processing is performed by the computer as explained next. It will be done.
重量および傾斜の比が知られていないときに、知られていない質量m工を秤量す る場合には、基準値(からの秤の場合)に対して次の式が成立つ。Weighing an unknown mass m when the weight and slope ratio are unknown. , the following formula holds true for the reference value (for scales from).
R工== V + a(g(1+Δg) mReosα工= V + ig(+ +h、)mR =V + emR(l +x) +71= c(1+x) さらに、 Mx= V + e(1+x)(m、+m工)から次のようになる。R engineering = = V + a (g (1 + Δg) mReos α engineering = V + ig (+ +h,)mR =V + emR(l+x) +71=c(1+x) moreover, From Mx=V+e(1+x)(m,+m-work), it becomes as follows.
L、 =e (1”x )mx t81較正から知られた 量は、R,F R2,Llt R2およびmLであり、装置に関連する未知の量 は、e、m、e、Vである。これは1次のようにして明らかになる。L, = e (1”x) mx known from t81 calibration The quantities are R, F R2, Llt R2 and mL, and the unknown quantities associated with the device are e, m, e, and V. This becomes clear as follows.
(5)および(6)から e = (R2−Ll) / L、Cl1l(1)、(2)およびaaから ”R” IIDL(R2R1) / (R2Ll ) +111ここで 。From (5) and (6) e = (R2-Ll) / L, from Cl1l (1), (2) and aa “R” IIDL (R2R1) / (R2Ll) +111 here .
(R2−R1)/ (R2−L、 ) = P 113とすると1 次のように書ける。(R2-R1)/(R2-L,)=P 113 then 1 It can be written as follows.
m、 : PmL03 最後に(1)および0から V ” Rt −erfiR = R,−PL、 114+となる。(9)、R 3およびaaを考1して、【7Iから次の式が得られる。m,: PmL03 Finally from (1) and 0 V Rt -erfiR = R, -PL, 114+. (9), R 3 and aa, the following formula is obtained from [7I.
1+! = (Rx−V)/CmR = (R,−(R,−PL、 ))/PL、 filそれで、田)から 、求められる量mK対して、次のように:L、mLP/(Rx−(R1−PL、 )) 71Bそれで、知られていない質量の決定に対しては、較正値R1 およびLl並びに較正重量の質量値mL、だけが、最終的に記憶されるべきであ る。量R2,M、、八ち およびL2 は。1+! = (Rx-V)/CmR = (R, -(R, -PL, ))/PL, fil So, from , for the required quantity mK, as follows: L, mLP/(Rx-(R1-PL, )) 71B So, for the determination of an unknown mass, the calibration value R1 and Ll and the mass value mL of the calibration weight should ultimately be stored. Ru. The quantities R2, M, , 8 and L2 are.
これから量P(式(I3)が形成されたのちに、削除できる。From this the quantity P (formula (I3)) can be formed and then deleted.
nBK顕現的に現われる基準量〜に対しては1次のことが当てはまる。計算機1 0の中和率さな区域いわゆるゼロ値区域を定義することは、先行技術である。秤 から求められた測定値が、このゼロ値区域の内部に存するとすると、秤は計算機 でからとして解釈され、求められた測定値が新しいゼロ値として置かれる。ゼロ 値区域は1片寄りの状態および較正の規定にそれぞれ従って、対称にも非対称に も構成できる。さて、この発明による秤が基準状態(かうの秤または秤皿37の 取外し)に存するとすれば、求められる基準量R工はゼロ値区域の中に含まれ。The first order applies to the reference amount ~ which appears nBK conspicuously. calculator 1 It is prior art to define a zone with a neutralization rate of 0, a so-called zero value zone. scale If the measured value determined from is within this zero value area, the scale The resulting measurement is interpreted as a new zero value. zero The value areas can be symmetrically or asymmetrically, depending on the bias condition and calibration specifications, respectively. can also be configured. Now, the scale according to the present invention is in the standard state (the scale or the scale plate 37). (removal), the required reference quantity R is included in the zero value area.
それでRxが、記憶され、必要とあれば、ゼロ値区域の内部で許される片寄りだ け補正される。基準状態が再び生じるまで、記憶された値R工が、すべてのその 後の秤量に適用される。Then Rx is stored and, if necessary, offset allowed inside the zero value area. is corrected. The stored value R is used for all its functions until the reference condition occurs again. Applies to subsequent weighings.
基準量Rxを求めることは、計算@10の介入作業の際の、後続する各秤量に対 する前提である。この目的のため、第5図による実施例では、秤皿37が取外さ れなければならない。その場合に、秤皿37の重量は、基準量Rを求めたのちに 最初の秤量を生じさせ、すべての後続の秤量結果の風袋として、自動的に減算さ れる。別の秤皿37を載せるべきときには、この発明による秤が基準状態に戻さ れ、RXが新たに求められ、新しい秤皿37の重量が、新しい風袋として記憶さ れる。起り得るその後の風袋作業は、−先行技術に対応して一秤の使用者によっ て行なうべきである。Determining the reference quantity Rx is necessary for each subsequent weighing during the intervention of Calculation@10. This is the premise. For this purpose, in the embodiment according to FIG. 5, the weighing pan 37 is removed. must be In that case, the weight of the weighing plate 37 is determined after determining the reference amount R. Causes the first weighing and is automatically subtracted as a tare for all subsequent weighing results. It will be done. When another weighing pan 37 is to be loaded, the scale according to the invention returns to its standard state. RX is newly determined, and the weight of the new weighing pan 37 is stored as a new tare. It will be done. Possible subsequent taring operations are: - Corresponding to the prior art, by the user of the weigher; It should be done.
各秤量は、つまり、原理的に、一時的に記憶されるその場所の瞬間的な基準量R xを求めることに先行し、秤量は、値Lx= Mニー−を供給し、これから−示 されたよ5−秤量物の質量値m工が計算される。Each weight is therefore, in principle, an instantaneous reference quantity R at that location, which is temporarily stored. Prior to determining x, the weigher supplies the value Lx = M knee and from this - 5 - The mass value m of the weighed object is calculated.
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Also Published As
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