JPH0361125B2 - - Google Patents

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JPH0361125B2
JPH0361125B2 JP56043497A JP4349781A JPH0361125B2 JP H0361125 B2 JPH0361125 B2 JP H0361125B2 JP 56043497 A JP56043497 A JP 56043497A JP 4349781 A JP4349781 A JP 4349781A JP H0361125 B2 JPH0361125 B2 JP H0361125B2
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JP
Japan
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temperature
value
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conversion device
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JP56043497A
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English (en)
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JPS57157113A (en
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Kazuro Hirakawa
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.)
Teraoka Seiko Co Ltd
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Teraoka Seiko Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • G01D3/036Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
    • G01D3/0365Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、信号変換装置の入力−出力特性の
周囲温度変化に伴なう変化をデジタル演算処理に
より補正するようにした温度補正装置に関する。
信号変換装置は供給される入力をその入力に対
応する出力に変換して出力する装置であり、例え
ば圧力を電気信号に変換するもの、機械的変位を
電気信号に変換するもの、あるいはその他の種々
の信号情報を電気信号に変換するもの等が知られ
ている。ところで、このような信号変換装置は、
その入力−出力特性が周囲温度変化に伴なつて変
化するのが一般的である。
例えば第1図はこの種の信号変換装置の一つで
あるロードセル(入力される重量信号を対応する
電気信号に変換する信号変換装置)の入力−出力
特性を示す特性図であり、この図における直線D
は周囲温度0℃における入力−出力特性を、直線
Eは周囲温度20℃における入力−出力特性を、直
線Fは周囲温度40℃における入力−出力特性を
各々示している。そして、このような特性を有す
るロードセルの出力を用いて例えば0Kg〜3Kgの
範囲で重量測定を行なおうとすると、この図に示
すように同ロードセルの0Kg入力に対する出力
(ゼロ出力)は周囲温度の変化に伴ない値e(0℃
の場合)、値c(20℃の場合)、値a(40℃の場合)
のように変化し、また3Kg入力に対する出力(ス
パン出力)も値f(0℃の場合)、値d(20℃の場
合)、値b(40℃の場合)のように変化してしま
う。またこの場合、0Kg入力時における温度変化
に伴なう出力の変化分(c−e)、(a−c)と3
Kg入力時における変化分(d−f)、(b−d)と
の間の関係は(d−f)>(c−e)、(b−d)>
(a−c)となるから、これよりこのロードセル
を重量測定に使用すると周囲温度の変化に伴な
い、そのゼロ点ばかり、スパン(すなわち傾き)
までも変化してしまい誤差が生じることが解る。
したがつて、対象となる信号情報をこの種の信
号変換装置を用いることにより検出あるいは測定
する場合は、その出力を周囲温度に応じて補正す
る必要がある。ところが従来一般に知られている
方法を用いた温度補正装置は、回路が極めて複雑
であるばかりか、ゼロ出力あるいはスパン出力が
最大状態において補正されるようにその補正特性
を、前記信号変換装置および温度補正装置自体の
周囲温度を繰り返し上下変動させながら調整、設
定しなければならず、その調整、設定に極めて長
時間を要するという欠点があつた。
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは回路構成
が簡単であると共に極めて短時間でかつ簡単な操
作により補正特性を調整、設定することができ、
しかも極めて精度の高い補正を行なうことができ
る温度補正装置を提供することにある。そして、
この目的を達成させるためにこの発明による温度
補正装置は、信号変換装置の近傍における温度を
検出する温度検出装置と、記憶装置と、デジタル
演算装置とを有してなり、このデジタル演算装置
は、少なくとも異なる2つの周囲温度の各々にお
ける2つの異なる標準入力に対応する信号変換装
置の出力をデジタル値として読み込むと共に、そ
の読込み値を記憶装置に記憶し、その後において
は、信号変換装置の出力の現在値と、温度検出装
置の出力の現在値とを各々デジタル値として読み
込み、これらの読み込み値と記憶装置に記憶され
ている読込み値とに基づいて、温度検出装置の出
力の現在値における1次関数の傾き(1次の係
数)と切片(0次の係数)とを算出し、この算出
された傾きと切片とに基づいて、前記信号変換装
置の出力の現在値を温度補正し、この温度補正結
果を出力することを特徴としている。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
第2図は、この発明を、信号変換装置がロード
セルである電子式デジタル表示秤等の重量測定装
置に適用した場合の一実施例の構成を示すブロツ
ク図である。この図において、ロードセル1は秤
皿2に載置された被計量物3の重量(Wx)を対
応する電気信号(微少電圧変化)に変化するもの
である。増幅器4はこのロードセル1の出力電圧
を増幅するものであり、またA/Dコンバータ5
は、この増幅器4の出力電圧を対応するデジタル
値(Wy)に変換するものである。このA/Dコ
ンバータ5の出力はデジタル演算装置6に供給さ
れている。このデジタル演算装置6は例えばマイ
クロプロセツサ等の中央処理装置により構成され
るものであり、所定のプログラムに従い各種のデ
ジタル演算および制御を行なうことができる。次
に、温度検出装置7は前記ロードセル1近傍の温
度(周囲温度)を検出し、その検出温度を対応す
る電圧信号として出力するものである。A/Dコ
ンバータ8はこの温度検出装置7の出力電圧をデ
ジタル値に変換するものであり、このA/Dコン
バータ8の出力は前記デジタル演算装置6に供給
されている。また記憶装置9はランダムアクセス
メモリ等により構成され、デジタル演算装置6が
出力するデジタル値を記憶するためのものであ
る。また設定キー10はテンキー等の置数キー、
補正キー11は前記ロードセル1の入力−出力特
性を記憶指令するために使用されるキースイツチ
であり、これらのキーの各出力は共にデジタル演
算装置6に供給される。また表示器12は被計量
物3の重量等を表示するための数字表示器であ
る。
以上の構成を有するこの実施例の作用を第3図
を参照しながら説明する。この第3図はこの実施
例におけるロードセル1の入力−出力特性を示す
特性図であり、第1図に示した特性図に対応させ
て示してある。なお、ここでいうロードセル1の
入力−出力特性における出力値は、増幅値4の出
力値、すなわちA/Dコンバータ5の出力値Wy
である。今、第2図に示された重量測定装置は0
Kg〜3Kgの測定範囲において使用されるものとす
る。そしてこの場合、この実施例における温度補
正装置を動作させるためには、まず異なる2点以
上の範囲温度における前記ロードセル1の入力−
出力特性を記憶装置9に記憶させる必要がある
が、この実施例においては精度をより高めるため
に0℃、20℃、40℃の3点において前記入力−出
力特性を記憶させるようにする。まずこの重量測
定装置の周囲温度を20℃に保ち、被計量物3を除
去し、設定キー10を介して0Kgを指定し、補正
キー11を操作してこの20℃におけるロードセル
1の出力(ゼロ出力)を周囲温度と共に記憶さ
せ、次に被計量物3を3Kgの標準重りとして同様
の操作によりスパン出力を記憶させる。すなわち
この場合、0Kgに対してはA/Dコンバータ5か
ら第3図に示す値cが出力され、またA/Dコン
バータ8からは20℃を示す値が出力され、デジタ
ル演算装置6はこれらの各値を記憶装置9に記憶
させる。また3Kgに対してはデジタル演算装置6
は値dと20℃を示す値とを記憶装置9に記憶させ
る。次に、この重量測定装置の周囲温度を40℃、
次いで0℃に各々保ち、これらの周囲温度におい
て上述した操作と全く同様の操作により、値aと
40℃を示す値、値bと40℃を示す値、値eと0℃
を示す値、値fと0℃を示す値を各々記憶装置9
に記憶させる。以上の操作により20℃、40℃、0
℃の3点の周囲温度におけるロードセル1の入力
−出力特性が各々記憶されたことになる。
一方、ロードセル1の入力−出力特性は、同一
周囲温度においてはリニアであるとすれば、被計
量物3の重量Wxとロードセル1の出力Wy(実際
はA/Dコンバータ5の出力)との間には Wy=αWx+β ……(1) なる関係がある。この(1)式において値αは前記入
力−出力特性の傾き(スパン出力に関係する)に
相当し、値βはゼロ出力(オフセツト)に相当す
る。ここで、前述したように入力−出力特性の傾
きすなわち値αおよびゼロ出力すなわち値βは温
度により略直線的に変化するから、これらの値
α、βを周囲温度Tの1次関数として表すことが
できる。たとえば、周囲温度Tが20℃〜40℃の範
囲であれば、第3図から明らかなように、 α=b−(a−c)−d/40−20(T−20)+d−c
/3000
……(2) β=C+a−c/40−20(T−20) ……(3) となる。ただし、上記(2)式の右辺分母における値
「3000」は、この実施例において用いられた標準
重り3Kgと0Kgとの差に対応する値であり、この
場合は、特に重量Wxをg単位で表わすように
「3000」となつている。したがつて、この値は、
重量Wxの単位を10gに設定したい場合は「300」
に、100gに設定したい場合は「30」に、Kgに設
定したい場合は「3」に各々設定される。すなわ
ちこの値はゼロとスパンとの間における測定量の
分割値となる。そして、前記(2)式と(3)式とを用い
れば前記(1)式は Wy={b−(a−c)−d/40−20(T−20)+
d−c}Wx/3000+C+a−c/40−20(T−20)……
(4) と表わすことができる。故に、この(4)式から温度
範囲20℃〜40℃における任意の周囲温度Tにおけ
る被計量物3の重量Wxを値Wyから導き出すこ
とができる。さらに具体的に述べると、デジタル
演算装置6は、A/Dコンバータ8を介して周囲
温度Tを読み込み、A/Dコンバータ5を介して
値Wyを読み込み、さらに記憶装置9から値a、
c、d、20、40等を読み込み、これらの各値を(4)
式に代入して演算を行ない重量Wxを算出し(す
なわち値Wyを補正し)、この重量Wxを表示器1
2に表示させる。
また周囲温度が0℃〜20℃の範囲であれば値
α、βは第3図から明らかなように、 α=d−(c−e)−f/20−0(T−0)+f−e
/3000 ……(5) β=e+c−e/20−0(T−0) ……(6) となる。したがつてこの周囲温度範囲においては
(1)式を Wy={d−(c−e)−f/20−0(T−0)+
f−e}Wx/3000+e+c−e/20−0(T−0)……
(7) と表わすことができる。故に、この(7)式を用いれ
ば0℃〜20℃の温度範囲における任意の周囲温度
Tにおいて値Wyから重量Wxを算出することが
できる。
なお、この実施例においては、ロードセル1の
入力−出力特性を3点の周囲温度において記憶さ
せたが、これを4点以上の周囲温度において各々
記憶させることにより、より一層精度を高めるこ
とができる。またこの実施例においてはゼロ出力
とスパン出力とだけを記憶させるようにしている
が、ゼロ、スパンの間の任意の重量(例えば1Kg
2Kg)における出力を記憶させて更に精度を高め
ることができる。また逆に、ロードセル1の入力
−出力特性が略リニアでありかつ周囲温度の変化
に対してもリニアに変化するものであれば、2点
の周囲温度におけるゼロ出力、スパン出力を記憶
させるだけで十分である。なおまた、この実施例
における補正キー11は例えばトグルスイツチ等
の切換スイツチでもよく、あるいはキーボードに
設けられている数値キーとフアンクシヨンキーと
の組合せによるキーワードスイツチでもよい。
以上説明したように、この説明による温度補正
装置は、信号変換装置の近傍における温度を検出
する温度検出装置と、記憶装置と、デジタル演算
装置とを有してなり、このデジタル演算装置は、
少なくとも異なる2つの周囲温度の各々における
2つの異なる標準入力に対応する信号変換装置の
出力をデジタル値として読み込むと共に、その読
込み値を記憶装置に記憶し、その後においては、
信号変換装置の出力の現在値と、温度検出装置の
出力の現在値とを各々デジタル値として読み込
み、これらの読み込み値と記憶装置に記憶されて
いる読込み値とに基づいて、温度検出装置の出力
の現在値における1次関数の傾き(1次の係数)
と切片(0次の係数)とを算出し、この算出され
た傾きと切片とに基づいて、信号変換装置の出力
の現在値を温度補正し、この温度補正結果を出力
するようにしたので、例えば、以下に示すような
作用効果が得られる。
極めて短時間で補正特性の調整、設定を行う
ことができる。
理論式で用いる係数(傾きおよび切片)を、
少なくとも2点の周囲温度において装置自体で
予め測定した測定データに基づいて装置自体が
求めるようにしているので、最初に上記2点の
周囲温度で係数設定用の測定を行うだけで上記
2点間の周囲温度の係数の決定及び設定を自動
的に行うことができ、使用温度の全範囲での測
定を行う必要がなく、測定データを記憶する記
憶装置の容量が小さくてすみ、調整、設定操作
が極めて簡単である。
極めて精度の高い補正を行わせることができ
る。
デジタル演算処理装置は他のデジタル演算処
理あるいは制御を行うためにも使用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はロードセルの入力−出力特性を示す特
性図、第2図はこの発明を重量測定装置に適用し
た場合の構成を示すブロツク図、第3図は同実施
例におけるロードセルの入力−出力特性を示す特
性図である。 1……信号変換装置(ロードセル)、6……デ
ジタル演算装置、7……温度検出装置、9……記
憶装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 信号変換装置の1次関数によつて近似される
    入力−出力特性の周囲温度変化に伴なう変化を補
    正する温度補正装置において、 前記信号変換装置の近傍における温度を検出す
    る温度検出装置と、記憶装置と、デジタル演算装
    置とを有してなり、 このデジタル演算装置は、 少なくとも異なる2つの周囲温度の各々におけ
    る2つの異なる標準入力に対応する前記信号変換
    装置の出力をデジタル値として読み込むと共に、
    その読込み値を前記記憶装置に記憶し、 その後においては、前記信号変換装置の出力の
    現在値と、前記温度検出装置の出力の現在値とを
    各々デジタル値として読み込み、 これらの読み込み値と前記記憶装置に記憶され
    ている読込み値とに基づいて、前記温度検出装置
    の出力の現在値における前記1次関数の傾き(1
    次の係数)と切片(0次の係数)とを算出し、 この算出された傾きと切片とに基づいて、前記
    信号変換装置の出力の現在値を温度補正し、 この温度補正結果を出力する ことを特徴とする温度補正装置。
JP56043497A 1981-03-25 1981-03-25 Temperature compensating device Granted JPS57157113A (en)

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