JPS6013223A - 電子天びん - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は電子天びんに関する。

（ロ）従来技術 高精度の電子天びんでは、その秤量と読取限度の比が１
　／１６０万〜１　／２００万（０，５ＰＰＭ　）にも
達している。しかし、電子部品その他の構成要素は比較
的大きな温度依存性や経年変化を有している。例えば構
成要素のうち、永久磁石は温度依存性２００〜４００　
ＰＰＭ　／　”　Ｃ，経年変化数１１０ＰＰ　７月を有
する。その為、設計上の種々の対策や製造時の厳密な調
整等を行っても、スパンの温度依存性を１〜２ＰＰＭ／
”Ｃに収めるのが限度をであって、測定時の周囲温度が
１°Ｃだけ変わっただけでも、秤量付近の測定を行って
いるときには読取限度の２〜４カウント分の誤差を生ず
ることになる。従って、このような高精度の電子天びん
には、室温が一定に制御された恒温室でなければ信頼性
のある測定を行えないとともに、はぼ毎日スパンを較正
しなければ経年変化に起因する誤差が生じている心配が
あっ°ζ、極めて使用しにくいという欠点があった。

（ハ）目的 本発明は上記に鑑みてなされたもので、比較的温度依存
性の高い部品を用い、しかもそれほど厳密な調整等を行
わずとも、常に天びんのスパンを誤差のない状態として
、もって恒温室等で測定しなくても、あるいは経年変化
に起因する誤差を心配しなくても當に高精度の測定を行
い得る電子天びんの提供を目的とする。

（ニ）構成 本発明の構成を第１図に示す機能ブロック図に基づいて
説明する。

荷重検出部１は載せられた荷重を電気信号に変換する。

その信号は質量換算手段２において、換算係数記憶手段
３に格納されている換算係数により、質量に換算されて
表示手段４に表示される。

分銅加除機構５は、スパン較正指令が発せられたとき、
内蔵している所定質量の分銅を荷重検出部１に載せ、そ
のときの荷重検出１の出力は換算係数算出手段６に取り
込まれる。換算係数算出手段６では、その出力値と分銅
質量とによって新たに換算係数を算出し、その値を換算
係数記憶手段３の内容と置換して換算係数の更新を行う
。スパン較正指令は温度変化判断手段７から自動的に次
のように発生される。すなわぢ、温度変化判断手段７は
、温度検出手段８による周囲温度の検出値が、前回のス
パン較正時の温度に対してあらかしめ設定された一定温
度以上変化したときにスパン較正指令を発する。

（ポ）実施例 本発明実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明実施例の構成図である。

荷重検出部１１は秤量１１ａ上の荷重を荷重センサ１１
ｂによって検出し、その荷重に対応するアナログ電気信
号を出力し、その信号は切換器１２を介してＡ−Ｄ切換
器１３に導入され、デジタル信号に変換された後、制御
部１４に入力される。制御部１４はマイクロコンピュー
タで構成され、各種演算やプログラムの実行、および各
周辺装置の制御を行うＣＰＵ１４ａ、後述するプログラ
ムや、換算係数等を記憶するエリアを備えたメモＩＪ　
１４　ｂ、および外部の周辺装置と当該制御部１４を接
続する為のインターフェイス回路１４Ｃ等から構成され
ている。荷重検出部１１からのデジタル変換入力は、制
御部１４において後述する如く質量に換算されて表示器
１５に表示されるよう構成されている。

荷重検出部１１には、荷重センサｌｌｂに近接して温度
センサ１６が設けられており、この温度センサ１６は当
該温度センサ１６近傍の温度を検出して、その温度に対
応するアナログ電気信号を出力する。その信号は切換器
１２を介してＡ−Ｄ変換器１３に導入され、デジタル信
号に変換された後、制御部１４に入力される。

切換器１２は制御部１４からの指令に基づいて、Ａ−Ｄ
変換器１３への入力信号を、上述の荷重検出部１１から
の信号又は温度センサ１６からの信号に切換える。

分銅加除機構１７は、制御部１４からの指令に基づいて
駆動されるモータ１７ａ、そのモータ１７ａによって回
動される偏芯カム１７ｂ、その偏芯カム１７ｂの回動に
よって支点１７０′を中心に変位されるレバー１７Ｃか
ら構成され、制御部１４からの指令によって、較正分銅
１８を荷重センサ１１ｂに負荷せしめ、あるいはその負
荷を取り除くことができる。

次に作用を述べる。

第３図は本発明実施例のメモリ１４．　ｂに書き込まれ
たデータ処理用プログラムを示すフローチャートである
。

先ず、切換器１２に指令を発してＡ−Ｄ変換器１３への
入力信号を温度センサ１６からの信号とし、そのデジタ
ル変換データｔを取り込む（ＳＴ１、Ｓ、Ｔ２）。その
データｔが、後述する前回スパン較正時の温度データｔ
Ｑに対して、あらがしめ設定された温度Ｔ（例えば０．
５°Ｃ）以上の差がないときには、切換器１２によりＡ
−Ｄ変換器１３への入力信号を荷重検出部１１からの信
号とし、そのデジタル変換データＷを取り込む（ＳＴ３
．ＳＴ４，５Ｔ５）、そしてそのデータＷを、現在メモ
リ１４ｂに記憶されている換算計数Ｋを用いて、質量Ｗ
に次のように換算し、 Ｗ＝に−ｗ−−−−（１ン 風袋引やゼロ点補正等の一般的な演算処理を行って計量
表示値を決定して表示器１５に表示する（ＳＴ６．Ｓ’
ｌ’７，５Ｔ８）、通常はコノような測定ルーチンが実
行されている。

もし、室温等の変化等によって、荷重センサ１１ｂ近傍
の温度が上述の温度以上変化すると、ある一定の周期で
、この例では計量値表示ごとに、温度センサ１６からの
データｔを読みとっているので、Ｓ　Ｔ　３から直ちに
ＳＴ９以下のスパン較正ルーチンが実行される。このル
ーチンでは、検出した温度データｔをｔ□として記憶し
て次回のスパン較正の為の基準温度（次回のスパン較正
時に“前回スパン較正時の温度データｔＱ”となる）と
するとともに、切換器１２によって荷重センサｌｌｂの
出力をＡ−Ｄ変換器１３に入力して、そのデジタル変換
データＷを採取する（ＳＴＩＯ，５Ｔ１１）。その値が
ゼロ荷重近傍の規定値の範囲内になければ、秤皿１１ａ
上に試料が載っている、すなわち測定中と判断し、警報
を発して較正しなければ信頼性のある測定値が得られな
い旨を報知し、試料を秤皿１１ａから降ろすよう促す（
ＳＴ１２、　５Ｔ１３）。上述の範囲内に入っていれば
、そのデータＷをＷＱとして記憶しく５Ｔ１４）、分銅
加除機構１７のモータ１７ａを駆動して偏しんカム１７
ｂを所定角度回動せしめて、レバー１７ｃを下方に変位
させて較正分銅１８を荷重センサｌｌｂに負荷せしめ（
ＳＴ１’５）、荷重センサ１１ｂの応答特性等に基づく
所定の規定時間だけ待機してデータＷの安定を待った後
、データＷを取り込む（ＳＴ１６，５Ｔ１７）。そして
、その較正分銅１８の負荷によるデータＷと、上述の無
負荷時のデータＷＱと、較正分銅１８の質量Ｐとによっ
て換算計数Ｋ（またはＳ）を、 Ｋ　＝　Ｐ　／　（ｗ　−ｗｏ　）　−−−（２）（又
はＳ　＝　（ｗ　−ｗｏ　）　／　Ｐ−（２１’　）に
て算出し、その値をそれまでに記憶されていた値と置き
換えて換算計数にの更新を行う（ＳＴ１８）次いでモー
タ１７ａを駆動して分銅加除機構１７によって較正分銅
１８の荷重センサｌｌｂへの負荷を取り除き（ＳＴＩ　
９）　、ＳＴ５へ進んで通常の測定ルーチンに戻る。な
お、換算計数として（２）′に示すＳを用いるときには
、ＳＴ６における換算式（１１は、下記の（１）′に変
更する。

Ｗ　＝　Ｗ　／　Ｓ−４１）　’ また、スパン較正時における無負荷時のデータＷＯと、
較正分銅１８負荷時のデータＷの採取に関しては、特別
に荷重センサｌｌｂからのデジタル変換データを多数個
平均化して、正確な換算計数を得るよう構成することが
望ましい。なお、温度変化はゆるやかなので、必らずし
も表示を１回行なう毎に温度ｔをチェックする必要はな
く、例えば第５図に示す如く、ＳＴ８の後に５Ｔ２０，
５Ｔ２１を設けて、表示Ｑ回ごとにｔをチェックするよ
うにしてもよい。

次に、本発明の他の実施例として、一定の温度変化ごと
の較正に加えて、一定の時間経過ごとの較正をも行える
よう構成した例を述べる。この場合、上述の実施例のフ
ローチャートのＳＴ３とＳＴ４の間に、第４図に示すＳ
Ｔ３’を挿入すればよい。これにより、前回スパン較正
時の温度に対して所定温度以上の温度変化があったとき
、又は前回スパン較正時から所定時間以上時間経過した
ときのいずれか早い方の条件に達すると較正ルーチンが
実行される。もし時間による較正が実行されたときでも
、ＳＴ３’からＳＴ９に進んでその時点の温度がｔ（１
として記憶されるので、時間による較正後、すぐに温度
変化による較正が行なわれるような無駄はない。なお、
経過時間の測定手段は、別途時計機能等のハードウェア
を装備する必要はなく、プログラムの周回数等によって
容易に知ることができる。例えば、ＳＴ７とＳＴ８の間
に、ルーチン通過ごとにルジスタの内容をカウントアツ
プするようなステップを設け、較正ルーチン実行時にそ
の内容をリセットするようなステップを、例えば５Ｔ１
９の次段に設ければよい。

更に、電源が投入されたとき、無条件で一度較正ルーチ
ンを実行し、その後温度変化および時間経過による較正
を行うよう構成すれば、より完全なものとなる。

以上の実施例では、温度センサ１６の出力を、荷重セン
サｌｌｂ出力のデジタル化の為のＡ−Ｄ変換器１３に所
定周期で導入する例を述べたが、温度センサ１６専用の
小ビット数のＡ−Ｄ変換器を別途設けてもよく、更に温
度に応じて発振周波数の変化する、例えば水晶発振温度
上ンサを用いれば、Ａ−Ｄ変換せずに直接制御部に取り
込むことができる。

（へ・）効果 以上説明したように、本発明によれば、所定の温度変化
ごとに自動的にスパン較正が実行されて、計量値が常に
一定の誤差内に収められているので、ユーザーは信頼性
の高い測定値を得ることができるとともに、測定の為の
恒温室等特別の室を用意する必要がなくなる。また、天
びんのスパンの温度依存性を、本発明を採用しない場合
に比べて３〜１０倍程度ラフにできる為、構成部品を安
価にし、かつ、開塾作業も簡単となってコストを低減さ
せることができる。

また、一定の時間経過ごとにも自動的に較正されるよう
構成すれば、経年変化等の心配が皆無となってより一層
効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明実施例の構成図、第３図はそのデータ処理用プロ
グラムを示すフローチャート、第４図、第５図は本発明
の他の実施例のデータ処理用プログラムの要部を示すフ
ローチャートである。 １１−・−荷重検出部　１１ａ・・−秤皿１　ｌ　ｂ−
−−一荷重センサ　１２・−切換器１３・−Ａ−Ｄ変換
器　１４−−−−−制御部１４　ａ−ＣＰ　Ｕ　１４　
ｂ−一−メモリ１４Ｇ−・−インタフェース回路 １５・−表示器　１６−・温度センサ １７・−分銅加除機構　１７ａ・−・−モータ１７ｃｍ
レバー　１８・・−較正分銅 特許出願人　株式会社島津製作所 代理人　弁理士西１）新

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１載置された荷重を電気的信号に変換する荷重検出
   部からの出力信号を、記憶された換算係数により質量に
   換算して表示するとともに、スパン較正指令が与えられ
   たとき、内蔵された所定質量の分銅を上記荷重検出部に
   載置せしめ、そのときの上記荷重検出部からの出力信号
   と上記分銅質量を用いて、上記換算係数を更新し得る電
   子天びんにおいて、周囲温度を検出する手段と、その検
   出された温度が前回のスパン較正時の温度に対してあら
   かじめ設定された一定温度以上変化したかを判断する手
   段を備え、上記一定温度変化毎に上記スパン較正指令を
   発して自動的に上記換算係数を更新し得るよう構成した
   ことを特徴とする電子天びん。 （２）　計時手段を有し、上記スパン較正指令を上記一
   定温度変化毎に発するとともに、前回のスパン較正時か
   ら一定時間経過毎にも発する用構成したことを特徴する
   特許請求の範囲第１項記載の電子天びん。 （３）上記温度を検出する手段を、アナログ信号を出力
   する温度センサで構成し、上記荷重検出部の出力信号の
   デジタル化の為のＡ−Ｄ変換器に上記温度センサの出力
   信号を所定の周期で切換えて入力するよう構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の電
   子天びん。