JPS61107118A - 電子天びん - Google Patents

電子天びん

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JPS61107118A
JPS61107118A JP22992984A JP22992984A JPS61107118A JP S61107118 A JPS61107118 A JP S61107118A JP 22992984 A JP22992984 A JP 22992984A JP 22992984 A JP22992984 A JP 22992984A JP S61107118 A JPS61107118 A JP S61107118A
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calibration
span coefficient
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Akira Kawamoto
河本 晟
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  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (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。

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 一般に、電子天びんは、荷重検出部において皿上荷重に
対応する電気信号を発生し、その電気信号を質量に換算
して表示する。従って、純機械式の天びんに比べて経時
的な変化を生ずる要素が必然的に多くなり、厳密に構成
部品を選択して可能な限りの安定化を計っても、長時間
に亘って同一の性能を保持することは困難である。その
為、荷重検出部出力から質量への換算の為の係数(スパ
ン係数)を質量既知の較正用分銅等を用いて算出する、
いわゆるスパン較正を定期的に実施し、性能の維持を計
ることが一般的に行われている。
ところで、安定度の高い部品は一般に高価であり、また
、初期において発生しやすい比較的大きな性能変化を除
去して出荷することを目的として、製造段階において通
常の使用状態よりも高温度にして“枯し”を行うエイジ
ングも行われているが、これらはいずれもコストアンプ
の要因となっている。
また、極めて高精度を要求されφ電子天びんにあっては
、入手可能な最も安定度の高い部品を用いても、スパン
較正と次のスパン較正との間において、充分に安定した
性能を得られていないのが現状である。
(ハ)目的 本発明の目的は、スパン較正後の性能の経時的変化の極
めて少ない電子天びんを安価に提供することにある。
(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。
荷重検出部は皿上荷重に対応した電気信号を出力する。
その出力は、後述する補正−演算手段によって質量に換
算され、表示部に表示される。
火パン較正指令が発生したとき、質量既知の較正用分銅
等を載せた荷重検出部出力から、その出力を質量に換算
する為のスパン係数に′がスパン係数算出手段によって
算出される。同時に、スパン変化率算出・記憶手段によ
り、今回算出されたスパン係数に′と、スパン係数記憶
手段に記憶されている前回のスパン較正時に算出された
スパン係数にとの差、および計時手段によって計測され
た前回のスパン較正時から今回のスパン較正時までの経
過時間とを用いて、スパン係数の時間的変化率、すなわ
ちスパン変化率が算出され記憶される。スパン較正隷冬
了時には、スパン係数記憶手段の内容には今回算出され
たスパン係数に′に更新される(K−に’)。
通常の測定時においては、前述した補正・演算手段によ
り荷重検出部出力が質量に換算されるわけであるが、こ
のとき、出力に乗ずべきスパン係数は、スパン係数記憶
手段の内容Kを、スパン変化率算出記憶手段の内容と、
計時手段による最新のスパン較正時からの経過時間とを
用いて補正した値が用いられる。
(ホ)実施例 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
第2図は本発明実施例の構成を示すブロック図である。
荷重検出部1は皿la上に載せられた荷重に対応する電
気信号を出力し、そのデジタル変換データは制御部2に
採り込まれる。制御部2はマイクロコンピュータによっ
て構成され、各種演算やプログラムの実行、および各周
辺機器の制御を行うCPU2a、後述するプログラムが
書き込まれたROM2b、CPU2aによって算出され
たスパン係数やスパン変化率を記憶するエリアを備えた
不揮発性RAM2c、荷重検出部1からのデジタル変換
データやCPU2aによる各種演算結果等を記憶するエ
リアを備えたRAM2d、および外部機器との接続の為
のインターフェイス回路2eを備え、これらは互いにパ
スラインによって接続されている。
荷重検出部1には、温度センサ3が設けられており、そ
のデジタル変換データも制御部1に採り込まれるよう構
成されている。制御部1には更に、較正指令を発して後
述するプログラムのスパン較正ルーチンを実行させる為
の較正スイッチ4.風袋消去指令を与える為の風袋引ス
イッチ5.CPU2dの指示に基づく計量値を表示する
為の表示器6、およびCPU2 aからの指示によって
リセットされるタイマ7が接続されている。なお、この
タイマ7は、当該電子天びんの電源の0N10FFに拘
らずONを維持する内蔵電源を有している。
また、上述の不揮発性RAM2Cは、C−MO3RAM
を電池でバックアンプするか、又はEE−FROMが用
いられる。
次に作用を述べる前に、一般的な電子天びんにおけるス
パンの変化について説明する。第3図は電磁力平衡式の
荷重検出部を用いた場合のスパン変化率の一例を示すグ
ラフである。すなわち、製造完了時をToとして、T1
〜Tsに示す如きスパイ変化を示す、この説明を簡単に
行うと、電磁力平衡式の天びんは磁界中に挿入したコイ
ルと永久磁石の吸引又は反発力を用いて荷重に見合う電
磁力を発生せしめこれによって皿上荷重を測定する為、
磁界の変化がスパンの変化となる。この為、通常は製造
時において磁界を安定させることを目的として、逆方向
の磁界を一時的に加えて永久磁石の減磁を行う。これに
より、初期には減磁の反作用として、磁界が徐々に回復
して増加し、その結果、少ない電流で同じ力が発生され
ることになり、天びんのスパンとしては減少する。これ
はT。
〜T3の期間に相当する。そしてこの現象が完了すると
、時間とともに自然に減磁をし始め、従ってT4〜Ts
の期間に示す如くスパンは増加する。
さて、以上のような経時的スパン変化を示す荷重検出部
1の出力は、以下に示す如き本発明実施例の作用によっ
て、質量に換算される。
第4図はROM2bに書き込まれたプログラムを示すフ
ローチャートである。
通常の測定ルーチンにおいては、荷重検出部1からの荷
重データW、温度センサ3からの温度データt、および
タイマ7出力Tを採取し、次の(11式によって皿上荷
重に対応する質量りを算出する(STI、5T2)。
D−W・ ((K+Δに−T)  ・ (1+α1))
・・−(l) ここでKは不揮発性RAM2cに格納されたスパン係数
、Δには同じ(不揮発性RAM2cに格納されたスパン
変化率で、またαは温度係数である。
(1)式において従来の質量演算式と異るところは、荷
重データWに乗するべきスパン係数Kが、スパン変化率
Δにとタイマ出力Tとの積によって補正されている点に
ある。このΔに−T項による補正により、表示値はより
真の質量に近い値となるが、その詳細は後述する。
(1)式により算出された質量りは、風袋引演算が施さ
れて計量表示値Dsとして表示器6に表示される(Sr
3.5T4)。なお、風袋量Fは、風袋荷重が皿la上
に載せられたときに風袋引スイッチ5を操作することに
より、そのときの質量りをFとすることによって決定さ
れる(Sr5.5T6)。なお、FはRAM2d内に設
定された風袋メモリに格納される。
較正スイッチ4を操作すると、ST8以下のスパン較正
ルーチンが実行される(Sr7)。すなわち、まず皿l
a上に何も載せない状態、いわゆるゼロ荷重時の荷重デ
ータW1が採り込まれ(Sr1)、その後、例えば表示
器6による所定のメツセージに従い、皿1a上に質量既
知の較正用分銅を載せると(Sr9) 、荷重データの
増大又は較正スイ、ツチ4の再操作に基づき、そのとき
の荷重データW2が採り込まれる(STIO)。そして
Wl 、w2および当該分銅の既知質量、更に温度デー
タtを用いて、公知の手法である次の′(2)式によっ
てスパン係数に′が算出される(STII)。
また、この今回算出されたスパン係数に′と、不揮発性
RAMZC内に格納されている前回転正時のスパン係数
K、およびタイマ7の出力たる前回転正時からの経過時
間Tを用いて、スパン係数の時間的変化率すなわちスパ
ン変化率Δに′が次の(3)式よって算出される(ST
I 2)。
このようにして算出されたスパン係数に′およびスパン
変化率Δに′は、不揮発性RA M 2− c内に、前
回転正時のスパン係数におよびスパン変化率ΔKに換え
て格納される(ST13)。同時にタイマ7かリセツト
され、新たにこの時点からの計時を開始する(ST14
)。
以上のスパン較正ルーチンが完了すると、前述の測定ル
ーチンに戻るが、(1)式におけるΔに−Tなる補正項
は次のような意味を持つ。すなわち、第3図において例
えばT7の時点で今回の較正を行い、T6の時点で前回
の較正を行ったとする。
T7直後における測定にあっては、不揮発性RAM2C
内のスパン係数Kを用いて従来通りの質量演算を施して
もスパンの変化はないから0、正しい質量が得られる。
しかし、図の如くスパンは経過時間Tとともに変化する
から、T−7から相当の時間が経過した時点では、スパ
ン係数にのみを用いて換算すると正しい質量を得ること
はできない。ΔにはT6〜T7間のスパンを示すグラフ
の傾きに相当し、T7〜T日間におけるスパンを示すグ
ラフの傾きと近似している。従って一1測定時における
T7からの経過時間TとΔにとの積を、T7で算出され
たスパン係数Kに加算すれば、その測定時点におけるよ
り真値に近いスパン係数を求めることができる。このよ
うに補正されたスパン係数(K+Δに−T)を用いるこ
とにより、得られた質量りは、スパン較正後の経過時間
に相当するスパン変化量を補正した、より真の質量に近
い値となる。
以上の本発明実施例においては、製造完了時点をToと
すると、例えばToおよびT1の時点においてスパン較
正を実施して、ΔKを格納した状態で出荷する。ユーザ
ーに納入後も、スパン較正の度毎にKおよびΔKが更新
されるから、第3図に示す如きスパン変化に対応して、
常により正しい質量を得ることができる。
なお、以上の実施例では、経過時間Tの測定をタイマ7
で行い、較正の実行ごとにリセットした例を示したが、
タイマ7に替えて時計を用いてもよい。この場合、前回
のスパン較正時間と今回の較正時間との差で経過時間T
を求めるとよく、リセットは不要となる。
また、温度補正は上述の実施例の如くソフトウェアで実
行する以外に、荷重検出部1の出力をハードウェア的に
温度補正することも可能で、この場合、温度センサ3の
出力は温度補正回路に導入されるとともに、RO,M2
bのプログラムの(1)式および(2)式から、(1+
αt)の項が除去される。
更に、スパン較正のスタートを、較正スイッチ4の操作
によらず、自動化した天びんにも通用することができる
。この場合、較正用分銅を内蔵して、その加除機構を設
けるとともに、較正指令は制御部2から自動的に、一定
時間(日数)ごとに発生したり、あるいは、第3図に示
すごときスパン変化のパターンに対応させて、初期には
短時間間隔で、時間経過とともに徐々に長時間間隔で発
生するよう構成することができる。また、求めたスパン
変化率ΔKが大きい場合には、次回の較正までの間隔を
短くし、ΔKが小さくなるとその間隔を長くするよう構
成することもできる。更には、前回と今回のスパン変化
率ΔにとΔに′の差に応じて、次回のスパン較正までの
間隔を変化させる等、通用すべき電子天びんのスパン変
化のパターンに合わせたものとすることが望ましい。
なお、更に、工場出荷時にはスパン変化率を0と仮定し
ておき、ユーザー納入後におけるスパン較正によってス
パン変化率を算出するよう構成してもよい。
また、スパン較正指令を較正スイッチ等で手動で与える
場合において、較正の間隔が短かすぎるときには天びん
の再現性の誤差に起因してスパン変化率の算出値に大き
な誤差が含まれる可能性があり、較正間隔が例えば1週
間以上、あるいは1箇月以上の場合に限り、スパン変化
率の算出、更新を行い、それ以外の較正時にはスパン係
数のみの更新とすることが望ましい。
更に、設置場所の重力加速度の違いによるスパン変化を
、経時変化としてΔにの算出を行うことを防止する為に
、設置場所の変更後にはΔに、更新を禁止するモードを
設は同一場所で2回以上校正したのちにΔKを更新する
ことができるようにするのが望ましい。
(へ)効果 、以上説明したように、本発明によれば、スパンの経時
変化が自動的に補正されることになるから、従来のよう
なエージングが不要となるばかりでなく、構成部品も安
価なものを用いて高性能の電子天びんを提供することが
できる。また、スパン較正ごとに又はスパン較正の適宜
時に、スパン変化率が算出、更新されるから、スパン変
化の複雑な天びんについても適用可能である。例えば希
土類磁石のように、減磁による安定化が困難な磁石を用
いた電磁力平衡型の天びんでも、性能の安定化が可能と
なる。
更に、ボリューム操作等のハード的調整を必要としない
から、調整時の人為的誤差の生じる虞れがない。
【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を示すブロック図、第3図は電磁力
平衡型の天びんのスパン変化の一例を示すグラフ、第4
図は本発明実施例のROM2bに書き込まれたプログラ
ムを示すフローチャートである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)皿上荷重に応じた電気信号を発生する荷重検出部
    の出力を、質量に換算して計量値として表示するよう構
    成された天びんにおいて、較正指令の発生時の上記荷重
    検出部出力から、上記換算の為のスパン係数を算出する
    手段と、そのスパン係数を記憶する手段と、上記スパン
    係数算出後の経過時間を計測する手段と、上記スパン係
    数算出時に、前回算出されたスパン係数との差、および
    前回のスパン係数算出時からの経過時間とから、スパン
    係数の時間的変化率を算出して記憶する手段と、上記換
    算時において、上記記憶されたスパン係数を、当該スパ
    ン係数が算出されてからの経過時間と上記時間的変化率
    とを用いて補正する手段を備えたことを特徴とする電子
    天びん。
  2. (2)上記スパン係数の算出の為の較正用分銅と、その
    較正用分銅の上記荷重検出部への加除機構を内蔵すると
    ともに、上記較正指令が当該天びんにあらかじめ設定さ
    れたプログラムに基づいて発生し、自動的に上記スパン
    係数および上記時間的変化率の算出を実行するよう構成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電子
    天びん。
JP22992984A 1984-10-30 1984-10-30 電子天びん Granted JPS61107118A (ja)

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JP22992984A JPS61107118A (ja) 1984-10-30 1984-10-30 電子天びん

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JPS61107118A true JPS61107118A (ja) 1986-05-26
JPH0582532B2 JPH0582532B2 (ja) 1993-11-19

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009068984A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Tanita Corp 重量測定装置
US8198559B2 (en) 2008-08-14 2012-06-12 Alps Electric Co., Ltd. Illuminated push button switch
JP2016102716A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 大和製衡株式会社 計量装置及び物品搬送システム

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US8198559B2 (en) 2008-08-14 2012-06-12 Alps Electric Co., Ltd. Illuminated push button switch
JP2016102716A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 大和製衡株式会社 計量装置及び物品搬送システム

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