KR20020063453A - Electrical scale having function of compensating measurement error caused by slant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자 저울에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경사에 의한 하중 측정상의 오차를 보상하는 기능을 갖는 전자 저울에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic balance, and more particularly, to an electronic balance having a function of compensating for an error in load measurement due to an inclination.
일반적으로 전자 저울은 금속 탄성체에 스트레인 게이지(Strain Gage)를 부착한 로드셀(Load Cell)을 이용하여 피계량물체의 중량을 산출하는 계측기로서, 스트레인 게이지로부터 출력된 전기신호로서 피계량물체의 중량을 산출하게 된다. 즉, 전자 저울은 피계량물체의 하중으로 인하여 로드셀의 외형에 변형이 생기면 그에 따라 로드셀에 부착된 스트레인 게이지의 저항치가 변화하게 됨으로써, 가해진 하중의 크기에 비례한 전기적 출력신호를 얻으며, 이 신호를 연산하여 물체의 중량을 산출하는 것이다.In general, an electronic scale is a measuring device that calculates the weight of an object to be weighed using a load cell attached to a strain gage on a metal elastic body, and measures the weight of the object as an electrical signal output from the strain gauge. Will be calculated. That is, the electronic scale obtains an electrical output signal proportional to the magnitude of the applied load by changing the resistance of the strain gauge attached to the load cell when the deformation of the load cell occurs due to the load of the weighed object. It calculates the weight of the object.
종래의 전자 저울은, 도 1에 도시된 바와 같이, 직사각형의 베이스(10)와, 이 베이스(10)에 기단부(31)가 고정된 로드셀(30)과, 로드셀(30)의 선단부(32)에 고정 지지된 상부플레이트(20)를 구비한다. 상기 로드셀(30)에는 기단부(31)와 선단부(32) 사이에 변형부(33)가 형성되어 있으며, 이 변형부(33)에는 통상 브릿지회로로 구성된 연산회로(미도시)에 접속된 스트레인 게이지(미도시)가 부착되어 있다.As shown in FIG. 1, a conventional electronic scale includes a rectangular base 10, a load cell 30 having a base end 31 fixed to the base 10, and a tip end 32 of the load cell 30. The upper plate 20 is fixed to the support. The load cell 30 has a deformable portion 33 formed between the proximal end 31 and the distal end 32, and the deformed portion 33 is a strain gauge connected to an arithmetic circuit (not shown) which is usually composed of a bridge circuit. (Not shown) is attached.
이상과 같은 구성에서, 상부플레이트(20)에 피계량물체를 올려 놓으면, 로드셀(30)의 선단부(32)에 하중(W)이 걸리게 된다. 이 하중(W)에 의해 로드셀(30)의 변형부(33)가 굽힘 변형을 일으키게 됨으로써 이 변형부(33)에 부착된 스트레인 게이지의 저항치가 변화하기 때문에, 연산회로에서는 이러한 저항치의 변화를 기초로 물체의 중량을 산출한다.In the above configuration, when the weighed object is placed on the upper plate 20, the load W is applied to the distal end portion 32 of the load cell 30. Since the deformation part 33 of the load cell 30 causes bending deformation by this load W, the resistance value of the strain gauge attached to this deformation part 33 changes, so that the calculation circuit is based on this change in resistance value. Calculate the weight of the object.
그런데, 저울 자체가 경사지게 설치되거나 상부플레이트(20)가 경사지게 되면, 로드셀(30)의 선단부(32)에는 중력 방향으로부터 경사진 하중이 걸리게 됨으로써 중량 측정에 오차가 발생하게 된다. 따라서, 정확한 중량 측정을 위하여 전자 저울에는 이와 같은 경사에 의한 오차를 보상해줄 수 있는 장치가 요구된다. 특히, 미숙아 보호용 인큐베이터(Incubator)에 사용되는 전자 저울의 경우, 상부플레이트(20)의 역할을 하는 매트리스는 미숙아에게 수유를 용이하게 하기 위하여 경사지게 설치되는 것이 바람직하므로, 미숙아의 중량을 정확하게 측정하기 위해서는 매트리스의 경사에 의한 오차를 보상하는 장치가 더욱 요구된다.By the way, when the scale itself is inclined or the upper plate 20 is inclined, the front end portion 32 of the load cell 30 is subjected to a load inclined from the direction of gravity, thereby causing an error in the weight measurement. Therefore, for accurate weight measurement, an electronic balance requires a device capable of compensating for an error caused by such an inclination. Particularly, in the case of an electronic scale used for an incubator for premature infants, the mattress serving as the upper plate 20 is preferably installed to be inclined to facilitate feeding the premature infants, so that the weight of the premature infants can be accurately measured. There is a further need for a device that compensates for errors due to the mattress's inclination.
그러나, 종래의 전자 저울에는 경사를 적극적 보상해주기 위한 장치는 없고, 단지 저울에 수준계 등을 부착하여 저울이 평형 상태를 유지하며 설치될 수 있도록 하고 있을 뿐이다.However, the conventional electronic scale does not have a device for actively compensating the tilt, and merely attaches a level meter or the like to the scale so that the scale can be installed while being in equilibrium.
본 발명은 상기한 종래 전자저울의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저울이 경사지게 설치되거나 상부플레이트가 경사진 상태에서 하중이 작용하는 경우에도 이에 의한 하중측정 상의 오차를 보상하여 피계량물체의 정확한 하중을 측정할 수 있는 전자저울을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the electronic scale, and even if the load is applied in a state in which the scale is inclined or the upper plate is inclined, the error in the load measurement is compensated for this, so that the accurate measurement of the weighed object The purpose is to provide an electronic balance capable of measuring the load.
도 1은 종래의 전자저울을 개략적으로 도시한 측면도,1 is a side view schematically showing a conventional electronic balance,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자저울을 개략적으로 도시한 측면도,2 is a side view schematically showing an electronic balance according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 도 2의 전자저울에서 경사감지수단을 발췌하여 도시한 사시도,3 is a perspective view showing the inclination detection means in the electronic balance of FIG.
도 4는 도 2의 전자저울의 오차보상부을 도시한 블록도,4 is a block diagram illustrating an error compensator of the electronic balance of FIG. 2;
도 5는 도 2의 전자저울이 두 축 방향으로 경사진 상태를 개략적으로 도시한 사시도.5 is a perspective view schematically showing a state in which the electronic balance of FIG. 2 is inclined in two axial directions;
도 6는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자저울에서 경사감지수단을 발췌하여 도시한 사시도이다.6 is a perspective view illustrating an inclination detecting means extracted from an electronic balance according to a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 베이스20 : 상부플레이트10: base 20: upper plate
30 : 로드셀40, 40x, 40y : 퍼텐쇼미터30: load cell 40, 40x, 40y: potentiometer
41, 41x, 41y : 회전축45, 46 : 종동 마찰차41, 41x, 41y: rotating shaft 45, 46: driven friction difference
50 : 무게추51 : 구동 마찰차50: weight 51: driving friction difference
100 : 연산기131, 141 : 증폭기100: calculator 131, 141: amplifier
132, 142 : 저역통과필터133, 143 : A/D 컨버터132, 142: low pass filter 133, 143: A / D converter
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자 저울은, 피계량물체가 놓여지는 상부플레이트와, 상기 상부플레이트를 하부에서 지지하며 상기 피계량물체의 상기 상부플레이트의 판면에 대한 수직방향 하중을 측정하기 위한 로드셀과, 수평면에 대한 상기 상부플레이트의 경사각을 측정하는 경사감지수단과, 상기 경사감지수단에서 측정된 상기 경사각에 기초하여 상기 로드셀을 이용하여 측정된 상기 피계량물체의 하중 오차를 보상하는 오차보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object described above, the electronic scale according to the present invention includes an upper plate on which an object to be weighed is placed, and an upper plate supporting the upper plate from a lower side thereof, and a vertical load on the plate surface of the upper plate of the object to be weighed. Compensation for the load error of the measured object measured using the load cell based on the load cell for measurement, the inclination sensing means for measuring the inclination angle of the upper plate with respect to a horizontal plane, and the inclination angle measured by the inclination sensing means. Characterized in that it comprises an error compensator.
상기 경사감지수단은, 상시 중력방향으로 위치되어 상기 상부플레이트가 기울어짐에 따라 상기 상부 플레이트에 대하여 상대 회동하는 무게추와, 상기 상부플레이트에 대한 상기 무게추의 각변위를 측정하는 경사센서를 포함한다.The inclination detecting means includes a weight which is positioned in a constant gravity direction and rotates relative to the upper plate as the upper plate is inclined, and an inclination sensor that measures an angular displacement of the weight relative to the upper plate. do.
또는, 상기 경사감지수단은, 상시 중력방향으로 위치되어 상기 상부플레이트가 기울어짐에 따라 상기 상부 플레이트에 대하여 상대 회동하는 무게추와, 상기 상부플레이트 판면 상의 상호 상이한 방향의 회전축선을 중심으로 각각 회전 가능하게 설치되어 상기 상부플레이트에 대한 상기 무게추의 각변위를 측정하는 한 쌍의 경사센서와, 상기 무게추의 상대 회동을 상기 한 쌍의 경사센서 각각에 전달하는 동력전달수단을 포함한다.Alternatively, the inclination detecting means is positioned in the gravity direction at all times and rotated about a rotation weight in a mutually different direction on the upper plate plate surface and a weight that rotates relative to the upper plate as the upper plate is tilted. And a pair of inclination sensors capable of being installed to measure the angular displacement of the weight relative to the upper plate, and a power transmission means for transmitting the relative rotation of the weight to each of the pair of inclination sensors.
여기서, 상기 동력전달수단은, 상기 무게추에 설치된 구동마찰차와, 상기 경사센서에 각각에 설치되며 상기 구동 마찰차와 접촉하는 한 쌍의 종동마찰차를 포함한다.Here, the power transmission means includes a drive friction car installed on the weight and a pair of driven friction cars respectively provided on the inclination sensor and contacting the drive friction difference.
바람직하게는 상기 한 쌍의 경사센서는 각각의 상기 회전축선이 서로 직교하도록 설치되며, 상기 경사센서로서는 퍼텐쇼미터(Potentiometer)를 사용한다.Preferably, the pair of inclination sensors are installed such that each of the rotational axes is perpendicular to each other, and a potentiometer is used as the inclination sensor.
한편, 상기 오차보상부는, 상기 로드셀에서 출력된 신호와 상기 경사감지수단에서 출력된 신호를 각각 증폭하는 한 쌍의 증폭기와, 각각의 상기 증폭기의 출력을 디지털 신호로 변환하는 한 쌍의 A/D 컨버터와, 각각의 상기 A/D 컨버터의 출력에 기초하여 상기 경사각에 의한 오차가 보상된 상기 피계량물체의 하중을 산출하는 연산기를 포함한다.The error compensator may include a pair of amplifiers for amplifying a signal output from the load cell and a signal output from the tilt detection means, and a pair of A / Ds for converting the output of each amplifier into a digital signal. And a calculator for calculating a load of the measured object whose error due to the inclination angle is compensated based on the output of each of the A / D converters.
이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 전자저울의 설치 자세가 수평면에 대하여 기울어지더라도 피계량물체의 정확한 하중을 측정할 수 있다.According to the present invention configured as described above, even if the installation posture of the electronic balance is inclined with respect to the horizontal plane, an accurate load of the measured object can be measured.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하며 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. However, the same reference numerals are assigned to the same parts as in the related art, and detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자저울을 도시한 것으로서, 저울이 수평면에 대하여 소정 각도(θ)로 경사지게 설치된 상태를 도시하고 있다.FIG. 2 illustrates an electronic balance according to a first embodiment of the present invention, in which a scale is inclined at a predetermined angle θ with respect to a horizontal plane.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자저울은 종래와 마찬가지로 베이스(10)와, 피계량물체가 놓여지는 상부플레이트(20)와, 이들 베이스(10)와 상부플레이트(20) 사이에 설치된 로드셀(30)을 구비한다. 상기 로드셀(30)은 기단부(31)가 베이스(10)의 상면에 고정되며, 선단부(32)는 상부플레이트(20)의 하면에 고정되어 상부플레이트(20)를 지지한다. 로드셀(30)의 기단부(31)와 선단부(32) 사이에는 변형부(33)가 형성되어 있으며, 이 변형부(33)에는 후술할 연산기에 접속된 스트레인 게이지(미도시)가 부착되어 있다. 이 스트레인 게이지는 로드셀(30)의 선단부(32)에 가해진 피계량물체의 하중에 대응하는 전기 신호를 출력한다.As shown in FIG. 2, the electronic scale according to the first embodiment of the present invention has a base 10, an upper plate 20 on which an object to be weighed, and these bases 10 and an upper plate, as in the prior art. The load cell 30 provided between 20 is provided. The load cell 30 has a proximal end 31 fixed to an upper surface of the base 10, and the distal end 32 is fixed to a lower surface of the upper plate 20 to support the upper plate 20. A deformable portion 33 is formed between the proximal end 31 and the distal end 32 of the load cell 30, and a strain gauge (not shown) connected to a calculator to be described later is attached to the deformable portion 33. The strain gauge outputs an electrical signal corresponding to the load of the weighed object applied to the distal end portion 32 of the load cell 30.
한편, 본 발명에 따른 전자저울은, 수평면에 대한 상부플레이트(20)의 경사각을 측정하기 위한 경사감지장치와, 상기 경사감지수단에서 측정된 경사각에 기초하여 로드셀(30)에서 측정된 피계량물체의 하중 오차를 보상하는 오차보상부를 구비한다.On the other hand, the electronic balance according to the present invention, the inclination sensing device for measuring the inclination angle of the upper plate 20 with respect to the horizontal plane, and the measured object measured in the load cell 30 based on the inclination angle measured by the inclination sensing means. An error compensator for compensating for the load error is provided.
상기 경사감지장치는 경사각 변위를 측정하는 퍼텐쇼미터(Potentiometer; 40)와, 이 퍼텐쇼미터(40)에 중력 방향으로 매달려 진자운동하는 무게추(50)로 구성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 퍼텐쇼미터(40)는 상부플레이트(20)의 측면에 설치된 브래킷(42)에 고정되며, 그 중앙부에는 회전축(41)이 돌출되어 있다. 무게추(50)는 퍼텐쇼미터(40)의 회전축(41) 선단에 항상 중력방향을 가리키도록 매달려 있다. 상부플레이트(20)가 소정 각도로 기울어지면 상기 무게추(50)는 상대적으로 선회 이동하게 되며, 이에 따라 회전축(41)이 각변위를 일으키게 된다. 퍼텐쇼미터(40)는 이러한 회전축(41)의 각변위에 대응하는 전기 신호를 출력한다.The tilt detection device includes a potentiometer 40 for measuring tilt angle displacement, and a weight 50 for pendulum movement hanging in the direction of gravity to the potentiometer 40. As shown in FIG. 3, the potentiometer 40 is fixed to the bracket 42 installed on the side of the upper plate 20, and a rotation shaft 41 protrudes from the center portion thereof. The weight 50 is always suspended from the tip of the rotation axis 41 of the potentiometer 40 to point in the direction of gravity. When the upper plate 20 is inclined at a predetermined angle, the weight 50 is relatively pivoted, and thus the rotation shaft 41 causes an angular displacement. The potentiometer 40 outputs an electric signal corresponding to the angular displacement of the rotary shaft 41.
상기 오차보상부는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 로드셀(30) 및 상기 퍼텐쇼미터(40)와 각각 순차적으로 접속된 한 쌍의 증폭기(131)(141)와, 한 쌍의 저역통과필터(132)(142)와, 한 쌍의 A/D 컨버터(133)(143)와, 연산기(100)로 구성된다. 각 증폭기(131)(141)는 로드셀(30)의 스트레인 게이지에서 출력된 피계량물체의 하중에 대응한 신호와, 퍼텐쇼미터(40)에서 출력된 상부플레이트(20)의 회전 각변위에 대응한 신호를 증폭한다. 각각의 저역통과필터(132)(142)는 증폭기(131)(141)를 통과한 신호에서 고주파수 대역의 노이즈를 제거하고, 각각의 A/D 컨버터(133)(143)는 저역통과필터(132)(142)를 통과한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 한편, 연산기(100)는 퍼텐쇼미터(40)에서 출력된 신호에 따라 상부플레이트(20)의 경사각을 산출하고, 이를 후술할 수학식들에 대입하여 로드셀(30)에서 측정된 피계량물체의 하중을 보상한다.As shown in FIG. 4, the error compensator includes a pair of amplifiers 131 and 141 sequentially connected to the load cell 30 and the potentiometer 40, respectively, and a pair of low pass filters. 132, 142, a pair of A / D converters 133, 143, and a calculator 100. Each of the amplifiers 131 and 141 corresponds to a signal corresponding to the load of the measured object output from the strain gauge of the load cell 30 and the rotational angular displacement of the upper plate 20 output from the potentiometer 40. Amplify one signal. Each low pass filter 132, 142 removes high frequency band noise from the signal passing through the amplifiers 131, 141, and each A / D converter 133, 143 has a low pass filter 132. The analog signal passing through 142 is converted into a digital signal. On the other hand, the calculator 100 calculates the inclination angle of the upper plate 20 according to the signal output from the potentiometer 40, and substitutes the equations to be described later to determine the measured object measured in the load cell 30. Compensate the load.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 전자저울이 수평면에 대하여 θ의 각도로 경사져 있을 경우, 상부플레이트(20)에 놓여진 피계량물체의 실제 하중은 중력방향 하중인 W이지만, 로드셀(30)의 선단부(32)에 작용하는 하중은 상부플레이트(20)에 수직한 하중인 WN이므로, 저울에서 계량되는 하중은 WN이 되어 실제하중(W)과 계량하중(WN) 사이에 오차가 발생한다. 연산기(100)는 상기 퍼텐쇼미터(40)에서 출력된 신호로부터 상부플레이트(20)의 경사각(θ)을 산출하고, 이를 다음 식에 대입하여 계량하중(WN)을 보상함으로써 실제하중(W)를 산출한다.That is, as shown in FIG. 2, when the electronic balance is inclined at an angle of θ with respect to the horizontal plane, the actual load of the measured object placed on the upper plate 20 is W, which is a gravity load, but the load cell 30 Since the load acting on the tip portion 32 is W N which is a load perpendicular to the upper plate 20, the load measured by the balance becomes W N , and an error occurs between the actual load (W) and the weighing load (W N ). do. The calculator 100 calculates the inclination angle θ of the upper plate 20 from the signal output from the potentiometer 40, and substitutes this into the following equation to compensate the weighing load W N , thereby real loading W ) Is calculated.
한편, 실제 전자저울은 한 방향 뿐만 아니라, 다양한 방향으로 경사질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전자저울이 수평면(G)에 대하여 X축을 중심으로 각도 θ만큼, Y축을 중심으로 각도 φ만큼 경사진 경우, 이들 두 방향의 경사각(θ,φ)을 측정하기 위해서 상기 퍼텐쇼미터(40)는 서로 직교하는 상부플레이트(20)의 측벽에 하나씩, 모두 2개가 설치되어야 한다.Meanwhile, the actual electronic balance may be inclined in various directions as well as in one direction. As shown in FIG. 5, when the electronic balance is inclined by the angle θ about the X axis and the angle φ about the Y axis with respect to the horizontal plane G, to measure the inclination angles θ and φ in these two directions. Two potentiometers 40, one on the sidewall of the upper plate 20 perpendicular to each other, should be installed.
이때, 중력방향을 향하는 실제하중(W)은 계량하중(WN)과 X, Y축을 중심으로 각각 θ와, φ만큼 경사진 상태이므로, 연산기(100)는 다음 식들에 기초하여 실제하중(W)을 산출한다.At this time, since the actual load (W) in the direction of gravity is inclined by θ and φ around the weighing load (W N ) and the X and Y axes, respectively, the calculator 100 is the actual load (W) based on the following equations. ) Is calculated.
즉, 수평면(G)에 대한 원래 좌표(X, Y, Z)의 단위벡터를라 하고, 이로 부터 X축과 Y축을 중심으로 각각 θ, φ만큼 회전 이동한 좌표(X', Y', Z')의 단위벡터를라고 하면, Z축 방향(중력방향)으로 작용하는 피계량물체의 실제 하중(W)의 벡터량은 다음과 같이 계산된다.That is, the unit vector of the original coordinates (X, Y, Z) with respect to the horizontal plane (G) From this, the unit vector of coordinates (X ', Y', Z ') rotated by θ and φ about X and Y axes, respectively In this case, the vector amount of the actual load W of the measured object acting in the Z-axis direction (gravity direction) is calculated as follows.
한편,는 다음과 같이 계산된다.Meanwhile, Is calculated as follows.
여기서, [Rot X]는 X축 방향 회전량, [Rot Y]는 Y축 방향의 회전량을 나타내므로, 상기 [수학식 3]은 다음과 같이 바꿀수 있다.Here, [Rot X] represents the amount of rotation in the X axis direction, and [Rot Y] represents the amount of rotation in the Y axis direction, so that Equation 3 can be changed as follows.
이 [수학식 4]의 계산결과를 [수학식 2]에 대입하여 정리하면, 아래 식과 같이 된다.Substituting the calculation result of [Equation 4] into [Equation 2] and arranging it is as follows.
즉,In other words,
여기서, 로드셀(30)에서 측정되는 하중(WN)은 실제하중의벡터 성분이므로, 실제하중 W는 다음과 같이 계산된다.Here, the load W N measured in the load cell 30 is the actual load Since it is a vector component, the actual load W is calculated as
이하, 본 발명의 제 2 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자저울은 상기한 제 1 실시예와 비교하여 X축과 Y축의 경사각을 측정하기 위한 2개의 퍼텐쇼미터를 서로 직교하게 설치한 것에 차이가 있다.The electronic balance according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in which two potentiometers for measuring the inclination angles of the X and Y axes are orthogonal to each other.
도 6에 도시된 바와 같이, 상부플레이트(20)의 측면에는 사각 프레임 형태의 브라켓(42')이 설치되며, 이 브라켓(42')의 서로 직교하는 측벽에 제1 퍼텐쇼미터(40x)와 제2 퍼텐쇼미터(40y)가 각각 설치된다. 제1 퍼텐쇼미터(40x)와 제2 퍼텐쇼미터(40y)의 회전축(41x)(41y) 선단에는 각각 바퀴형상의 종동마찰차 (45)(46)가 결합된다. 이 종동마찰차(45)(46)들은 무게추(50)가 매달려 있는 구형의 구동 마찰차(51)에 수직하게 접촉함으로써, 구동마찰차(51)의 회전에 따라 각각 회전하게 된다.As shown in FIG. 6, a bracket 42 ′ having a rectangular frame shape is installed on the side of the upper plate 20, and the first potentiometer 40x is disposed on sidewalls orthogonal to each other of the bracket 42 ′. Second potentiometer 40y is provided, respectively. Wheel-shaped driven friction wheels 45 and 46 are coupled to the tips of the rotation shafts 41x and 41y of the first potentiometer 40x and the second potentiometer 40y, respectively. These driven friction cars 45 and 46 are rotated in accordance with the rotation of the drive friction car 51 by vertically contacting the spherical drive friction difference 51 on which the weight 50 is suspended.
이상과 같은 구성에서, 상부플레이트(20)가 수평면(G)에 대하여 X축을 중심으로 각도 θ만큼, Y축을 중심으로 각도 φ만큼 경사지게 되면, 상대적으로 무게추(50)도 같은 각도만큼 선회 이동하게 되며, 이에 따라 구동 마찰차(51)가 회전한다. 구동마찰차(51)의 회전에 따라 이와 접촉된 종동마찰차(45)(46)들도 각각의 회전축(41x)(41y)과 함께 회전하게 된다. 제1 및 제2 퍼텐쇼미터(40x)(40y)는 회전축(41x)(41y)의 각변위에 대응한 전기 신호를 출력함으로써, 연산기(100)에서 X축과 Y축을 중심으로한 경사각(θ, φ)을 산출할 수 있게 된다.In the above configuration, when the upper plate 20 is inclined by the angle θ about the X axis and the angle φ about the Y axis with respect to the horizontal plane G, the weight 50 is also moved by the same angle relatively. As a result, the driving friction difference 51 rotates. As the driving friction car 51 rotates, the driven friction cars 45 and 46 contacted with the driving friction car 51 also rotate together with the respective rotation shafts 41x and 41y. The first and second potentiometers 40x and 40y output electrical signals corresponding to the angular displacements of the rotational axes 41x and 41y, whereby the inclination angle θ around the X and Y axes is calculated by the calculator 100. , φ) can be calculated.
한편, 본 실시예에서는 무게추(50)의 진자운동을 제1 및 제2 퍼텐쇼미터 (40x)(40y)로 전달하는 동력전달수단으로서 마찰차를 사용한 예를 개시하였으나, 마찰차 대신 베벨기어를 이용할 수도 있을 것이다.On the other hand, the present embodiment discloses an example in which a friction difference is used as a power transmission means for transmitting the pendulum motion of the weight 50 to the first and second potentiometers 40x and 40y, but the bevel gear instead of the friction difference. You can also use
또한, 제1 및 제2 실시예에서, 전자저울 또는 상부플레이트(20)의 경사각을 측정하기 위한 경사센서로서 퍼텐쇼미터(40, 40x, 40y)가 사용된 예를 개시하였으나, 보다 정확한 측정을 위하여 자이로 스코프나 로터리 엔코더 등을 이용할 수도 있을 것이다.In addition, in the first and second embodiments, an example in which the potentiometers 40, 40x, and 40y are used as the inclination sensor for measuring the inclination angle of the electronic balance or the upper plate 20 is disclosed. You can also use a gyroscope or rotary encoder.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 상부플레이트(20)의 기울어짐에 대하여 상대적으로 진자운동을 하는 무게추(50)를 이용하여 상부플레이트(20)의 경사각을 측정하고, 이를 기초로 로드셀(30)에서 계량된 피계량물체의 하중 오차를 보상함으로써, 저렴한 비용으로 정확한 하중을 계량하는 전자저울을 실현할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면 전자저울 자체가 수평면에 대하여 기울어져 있거나, 상부플레이트(20)가 기울어져 있더라도 피계량물체의 정확한 하중을 측정할 수 있다는 장점이 있다.As described above, according to the present invention by measuring the inclination angle of the upper plate 20 by using a pendulum weight 50 relatively relative to the inclination of the upper plate 20, the load cell ( By compensating for the load error of the weighed object measured in 30), it is possible to realize an electronic balance that accurately weighs the load at a low cost. That is, according to the present invention, even if the electronic scale itself is inclined with respect to the horizontal plane or the upper plate 20 is inclined, the accurate load of the measured object can be measured.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.In the above, certain preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. .
Claims (8)
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