JPS6039521A - 温度補償付力測定装置 - Google Patents
温度補償付力測定装置Info
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- JPS6039521A JPS6039521A JP14837683A JP14837683A JPS6039521A JP S6039521 A JPS6039521 A JP S6039521A JP 14837683 A JP14837683 A JP 14837683A JP 14837683 A JP14837683 A JP 14837683A JP S6039521 A JPS6039521 A JP S6039521A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- force
- force sensor
- sensor
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2268—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects
- G01L1/2281—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects for temperature variations
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は力測定装置の温度補償に関し、より詳しくは、
抵抗線歪計式ロードセル等の力センサの温度変化による
零点移動および感度の変化を補償する温度補償イでｊ力
測定装置に関する。
抵抗線歪計式ロードセル等の力センサの温度変化による
零点移動および感度の変化を補償する温度補償イでｊ力
測定装置に関する。
（従来技術）
一般に、電気式秤や力測定等に使用されている抵抗線歪
計式ロードセル等の力センサでは、周囲温度の変化に伴
って、ブリッジの平衡点（零点）お 。
計式ロードセル等の力センサでは、周囲温度の変化に伴
って、ブリッジの平衡点（零点）お 。
よびブリッジの出力感度が変化する。
ブリッジの平衡点の変化は、使用される歪みゲージが同
じ品種、同じロットではあっても、歪みゲージ間に存在
する僅かな温度特性の差によって生じる。
じ品種、同じロットではあっても、歪みゲージ間に存在
する僅かな温度特性の差によって生じる。
また、ブリッジの出力感度の変化は、歪みケ゛−ジが接
着されている受感部の材質が周囲温度によって弾性率が
変化するために生じる誤差である。
着されている受感部の材質が周囲温度によって弾性率が
変化するために生じる誤差である。
従来より、温度変化に伴うブリッジの平衡点の上記変化
およびブリツノの出力感度の上記変化を補償するため、
第１図に示すよう１こ、引張＋１１１１ゲージ１と圧縮
側ゲー′）２との間【こ温度補償用抵抗３を接続する一
方、いま一つの圧縮側ゲージ４と引張側ゲージ５との間
に平衡用抵抗６とともに温度補償用抵抗７を接続し、上
記引張側ゲージ１と圧縮側デージ４との間にはヤング率
補償用抵抗９を、また、圧縮側ゲージ２と引張側デージ
５との間には校正用抵抗１１を夫々接続し、ヤング率補
償用抵抗９と校正用抵抗１１に接続された入力端子１２
．１３１Ｊｌに入力されすこ信号を、温度補償用抵抗３
および７に夫々接続された出力端子１４および１５から
出力信号を取り出すようにしていた。
およびブリツノの出力感度の上記変化を補償するため、
第１図に示すよう１こ、引張＋１１１１ゲージ１と圧縮
側ゲー′）２との間【こ温度補償用抵抗３を接続する一
方、いま一つの圧縮側ゲージ４と引張側ゲージ５との間
に平衡用抵抗６とともに温度補償用抵抗７を接続し、上
記引張側ゲージ１と圧縮側デージ４との間にはヤング率
補償用抵抗９を、また、圧縮側ゲージ２と引張側デージ
５との間には校正用抵抗１１を夫々接続し、ヤング率補
償用抵抗９と校正用抵抗１１に接続された入力端子１２
．１３１Ｊｌに入力されすこ信号を、温度補償用抵抗３
および７に夫々接続された出力端子１４および１５から
出力信号を取り出すようにしていた。
上記平衡用抵抗６．温度補償用抵抗７．ヤング率補償用
抵抗９１校正用抵抗１１および入力端子１２．１３間に
接続された入力抵抗調整用抵抗１６はロードセル組立後
に接続され、これらのもの）調整はすべて恒温槽内で温
度を変化させ、荷重を加除して長時間綿密な調整を必要
とする。
抵抗９１校正用抵抗１１および入力端子１２．１３間に
接続された入力抵抗調整用抵抗１６はロードセル組立後
に接続され、これらのもの）調整はすべて恒温槽内で温
度を変化させ、荷重を加除して長時間綿密な調整を必要
とする。
しかしながら、長時間にわたるこのような綿密な調整に
よっても、ブリッジの出力変化が温度に対してリニヤに
変化しないため、温度補償に限界があり、温度による零
点移動は、０．０３％ＦＳ／Ｉｔ）’Ｃ，温度による出
力変化は０．０１５％ＬＯＡＤ／１０°Ｃ程度であった
。
よっても、ブリッジの出力変化が温度に対してリニヤに
変化しないため、温度補償に限界があり、温度による零
点移動は、０．０３％ＦＳ／Ｉｔ）’Ｃ，温度による出
力変化は０．０１５％ＬＯＡＤ／１０°Ｃ程度であった
。
（発明の目的）
本発明は力測定装置における上記事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、力測定装置の力センサの温
度特性を予め制御装置で記憶するとともに、力センサも
しくはその近傍の温度を測定して温度１こよる力センサ
の零点および感度変化を補正することにより、高精度の
力測定をを行うことである。
ものであって、その目的は、力測定装置の力センサの温
度特性を予め制御装置で記憶するとともに、力センサも
しくはその近傍の温度を測定して温度１こよる力センサ
の零点および感度変化を補正することにより、高精度の
力測定をを行うことである。
（発明の構成）
このため、本発明は、荷重等の力を測定する力センサと
、この力センサの近傍もしくは二〇カセンサに直接取り
付けられた温度センサと、これら力センサおよび温度セ
ンサからの出力を入力とするとともに、温度による力セ
ンサの出力変化を予め記憶し、力測定時の温度１こ応じ
て力センサからの信号を補正する制御装置と、力表示器
とを備えており、温度変化による力の測定値の変化を記
憶値で補正するようにしたことを特徴として０る。
、この力センサの近傍もしくは二〇カセンサに直接取り
付けられた温度センサと、これら力センサおよび温度セ
ンサからの出力を入力とするとともに、温度による力セ
ンサの出力変化を予め記憶し、力測定時の温度１こ応じ
て力センサからの信号を補正する制御装置と、力表示器
とを備えており、温度変化による力の測定値の変化を記
憶値で補正するようにしたことを特徴として０る。
（実施例）
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
本発明の基本構成を第２図に示す。
第２図において、２１は力センサ、２２は温度センサ、
２３は制御装置、２４は力表示器である。
２３は制御装置、２４は力表示器である。
上記制御装置２３は、荷重等の力を測定する力センサ２
１の出力、およびこの力センサ２１の近傍もしくはこの
力センサ２１に直接、取り付けられた温度センサ２２の
出力を入力として、温度による力センサ２１の出力変化
を予め記憶し、力測定時の温度に応じて力センサ２１か
らの信号を補正し、力表示器２４へ補正された力の測定
値信号を出力する。
１の出力、およびこの力センサ２１の近傍もしくはこの
力センサ２１に直接、取り付けられた温度センサ２２の
出力を入力として、温度による力センサ２１の出力変化
を予め記憶し、力測定時の温度に応じて力センサ２１か
らの信号を補正し、力表示器２４へ補正された力の測定
値信号を出力する。
このため、上記力表示器２４には、温度変化による力の
１ｉｌｌｌ定値が上記制御装置２３の記憶値で補正され
た正確な力の測定値が表示される。
１ｉｌｌｌ定値が上記制御装置２３の記憶値で補正され
た正確な力の測定値が表示される。
次に、本発明のより具体的な実施例を第３図に示す。
第３図において、２１は力センサ、２２は温度センサ、
２３は制御装置、２４は力表示器、２５および：２６は
Ａ／Ｄ変換器、２７は演算器、２８は試料である。
２３は制御装置、２４は力表示器、２５および：２６は
Ａ／Ｄ変換器、２７は演算器、２８は試料である。
上記力センサ２１は試料２８の荷重を受けてアナログ荷
重信号を制御装置２３のＡ／Ｄ変換器２５に出力し、該
Ａ ／ Ｄ変換器２５で上記アナログ荷重信号をデジタ
ル荷重信号に変換してν・る。
重信号を制御装置２３のＡ／Ｄ変換器２５に出力し、該
Ａ ／ Ｄ変換器２５で上記アナログ荷重信号をデジタ
ル荷重信号に変換してν・る。
ところで、抵抗線歪計式ロードセル等からなる上記力セ
ンサ２１を構成するブリ・ンジの零点Ｗｏｅは、周囲温
度ｔの変化に伴って第４図に示すように変化し、また、
上記センサ２１の出力係数αｔは、周囲温度しの変化に
伴って第５図に示すように変化する。
ンサ２１を構成するブリ・ンジの零点Ｗｏｅは、周囲温
度ｔの変化に伴って第４図に示すように変化し、また、
上記センサ２１の出力係数αｔは、周囲温度しの変化に
伴って第５図に示すように変化する。
一方、温度センサ２２は力センサ２１に直接、もしくは
その近傍に取り伺けられ、力センサ２１の温度をアナロ
グ温度信号としてＡ／ｌ）’Ｌ換器２６に出力する。こ
のアナログ温度信号は」二記Ａ／Ｄ変換器２６でデジタ
ル温度信号に変換される。
その近傍に取り伺けられ、力センサ２１の温度をアナロ
グ温度信号としてＡ／ｌ）’Ｌ換器２６に出力する。こ
のアナログ温度信号は」二記Ａ／Ｄ変換器２６でデジタ
ル温度信号に変換される。
演算装置２３の演算器２７に設けられた図示しないメモ
リには、力センサ２１の温度ｔｚＬｚ＋・・・。
リには、力センサ２１の温度ｔｚＬｚ＋・・・。
Ｌｎに対する零点ＷｏｌｌＶＶＯ２１・・・、Ｗｏｎ、
および力センサ２１の温度ｔｌｌｔ２１・・・、シ１１
にス・］する出力係数αｔｌｌαｔ２１・・・、αｔｏ
が夫々記憶されている。
および力センサ２１の温度ｔｌｌｔ２１・・・、シ１１
にス・］する出力係数αｔｌｌαｔ２１・・・、αｔｏ
が夫々記憶されている。
上記演算器２７は、Ａ／Ｄ変換器２Ｇから人力する実際
に測定している力センサ２１の温度に応して、試料２８
の重量値Ｗｅを、次の第１式により算出する。
に測定している力センサ２１の温度に応して、試料２８
の重量値Ｗｅを、次の第１式により算出する。
上記第１式において、ｉ＝１．２．・・・、ｎであり、
αｉｌｌα１２１”・ｌαｔｎおよびＷｏｔＨＷｏｔ２
＋−＋Ｗ ｏ Ｌｎは、演算器２７の上記メモリに予め
記憶されている上記零点および出力係数である。また、
Ｗは力センサ２１により測定された試料２８の測定値で
ある。
αｉｌｌα１２１”・ｌαｔｎおよびＷｏｔＨＷｏｔ２
＋−＋Ｗ ｏ Ｌｎは、演算器２７の上記メモリに予め
記憶されている上記零点および出力係数である。また、
Ｗは力センサ２１により測定された試料２８の測定値で
ある。
なお、夏１の値は、力センサ２１の特性および温度セン
サ２２の精度により決定される。
サ２２の精度により決定される。
演算器２７により第１式に従って演算された試料２８の
重量値Ｗｃは力表示器２４により表示される。
重量値Ｗｃは力表示器２４により表示される。
第３図の力測定装置では、力センサ２１で測定された試
料２８の測定値Ｗは、演算器２７にて第１式に従って、
温度［ｉにおける力センサの零点ＷｏＬｉおよび出力係
数αｏｔｉ （いずれも演算器２゛ｉのメモリに記憶さ
れている。）により補正され、上記力表示器２４には、
試料２８の正しい重量値Ｗｅが表示されることになる。
料２８の測定値Ｗは、演算器２７にて第１式に従って、
温度［ｉにおける力センサの零点ＷｏＬｉおよび出力係
数αｏｔｉ （いずれも演算器２゛ｉのメモリに記憶さ
れている。）により補正され、上記力表示器２４には、
試料２８の正しい重量値Ｗｅが表示されることになる。
本発明は上記実施例のように、試料２８の重量を測定す
る工業用秤の他に、一般に、力ヨ１］定や、第１式のＷ
ｃを与えて、αｔｉ もしくはＷｏ’Ｌｉから力センサ
２１の温度を測定することもできる。
る工業用秤の他に、一般に、力ヨ１］定や、第１式のＷ
ｃを与えて、αｔｉ もしくはＷｏ’Ｌｉから力センサ
２１の温度を測定することもできる。
（発明の効果）
以上、詳述したことからも明らかなように、本発明は、
抵抗線歪計式ロードセル等の力センサを使用した力測定
装置において、力センサもしくはその近傍の温度を測定
して温度による力センサの零点および感度変化を補正す
るようにしたか呟温度変化の影響を殆んど受けずに力を
測定することができ、温度による誤差の少い力測定装置
を得ることができる。
抵抗線歪計式ロードセル等の力センサを使用した力測定
装置において、力センサもしくはその近傍の温度を測定
して温度による力センサの零点および感度変化を補正す
るようにしたか呟温度変化の影響を殆んど受けずに力を
測定することができ、温度による誤差の少い力測定装置
を得ることができる。
第１図は従来の力測定装置の回路図、第２図は本発明に
係る温度補償付力測定装置の基本構成を示すブロック図
、第３図は本発明に係る温度補償付力測定装置の一実施
例のブロック図、第４図は温度による力センサの零点変
化特性図、第５図は温度による力センサの出力係数変化
特性図である。 ２１・・・力センサ、２２・・・温度センサ、２３・・
・制御装置、２４・・・力表示器、２５．２６・・・Ａ
／Ｄ変換器、２７・・・演算器、２８・・・試料。 特許出願人 川崎製鉄株式会社はが１名代 理 人 弁
理士 青白 葆 はが２名第１図 第２図 第３図
係る温度補償付力測定装置の基本構成を示すブロック図
、第３図は本発明に係る温度補償付力測定装置の一実施
例のブロック図、第４図は温度による力センサの零点変
化特性図、第５図は温度による力センサの出力係数変化
特性図である。 ２１・・・力センサ、２２・・・温度センサ、２３・・
・制御装置、２４・・・力表示器、２５．２６・・・Ａ
／Ｄ変換器、２７・・・演算器、２８・・・試料。 特許出願人 川崎製鉄株式会社はが１名代 理 人 弁
理士 青白 葆 はが２名第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- （１）荷重等の力を測定する力センサと、この力センサ
の近傍もしくはこの力センサに直接取り刊けられた温度
センサと、これら力センサおよび温度センサからの出力
を入力とするとともに、温度による力センサの出力変化
を予め記憶し、力測定時の温度に応じて力センサからの
信号を補正する制御装置と、力表示器とを備えており、
温度変化による力の測定値の変化を記憶値で補正するよ
うにしｔこことを特徴とする温度補償付力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14837683A JPS6039521A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 温度補償付力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14837683A JPS6039521A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 温度補償付力測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6039521A true JPS6039521A (ja) | 1985-03-01 |
Family
ID=15451371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14837683A Pending JPS6039521A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 温度補償付力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039521A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294927A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Yamato Scale Co Ltd | 力測定装置 |
| JPH02253130A (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-11 | Tokyo Electric Co Ltd | ロードセル秤 |
| JPH0593742A (ja) * | 1991-02-15 | 1993-04-16 | Crystal Semiconductor Corp | 比率コンバータ型回路の妨害信号及び雑音に対する感度を減少させる方法及び装置 |
| JP2006118959A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | A & D Co Ltd | 荷重変換器 |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP14837683A patent/JPS6039521A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294927A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Yamato Scale Co Ltd | 力測定装置 |
| JPH02253130A (ja) * | 1989-03-28 | 1990-10-11 | Tokyo Electric Co Ltd | ロードセル秤 |
| JPH0593742A (ja) * | 1991-02-15 | 1993-04-16 | Crystal Semiconductor Corp | 比率コンバータ型回路の妨害信号及び雑音に対する感度を減少させる方法及び装置 |
| US5579247A (en) * | 1991-02-15 | 1996-11-26 | Crystal Semiconductor Corporation | Method and apparatus for decreasing the interference and noise sensitivity of a ratiometric converter type of circuit |
| JP2006118959A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | A & D Co Ltd | 荷重変換器 |
| JP4625676B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2011-02-02 | 株式会社エー・アンド・デイ | 荷重変換器 |
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