KR890004715B1

KR890004715B1 - 질량계

Info

Publication number: KR890004715B1
Application number: KR1019850003009A
Authority: KR
Inventors: 마사미 야마나까
Original assignee: 야마도 세이고오 가부시기가이샤; 가와니시 다쓰야
Priority date: 1983-11-28
Filing date: 1985-05-03
Publication date: 1989-11-25
Also published as: JPS60115814A; JPH023452B2; KR860009293A

Abstract

내용 없음.

Description

질 량 계

제1도는 본 발명에 관한 질량계에 실시예인 기계부분을 나타내는 측면도.

제2도는 제1도 실시예의 전기(電氣)부분을 나타내는 블록도.

제3도는 제1도와 제2의 실시예에 의하여 실시된 작동의 프로그램을 나타내는 플로우챠아트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 주(主)탄성 캔틸레버부재 4 : 부(副)탄성캔틸레버부재

10 : 금속선 20 : 분동(分銅)

32 : 제 1 메모리 34 : 제 2 메모리

36 : 뺄셈 연산자 38 : 제 3 메모리

40 : 분할기 42 : 승산기

본 발명의 질량계의 관한 것으로서, 한층 더 상세하게로는 중력의 영향을 받는 일없이 중량대( t-1 )와, 그 중량대 위에 물품의 질량을 측정하기 위하여 중량표시 신호를 생성하도록 캔틸레버의 변형을 감지하기 의한 기계전기 변화기를 형성한 캔틸레버기구를 보유하는 종래의 중량저울 형태인 질량계에 관한 것이다.

이러한 형태의 중량저울인 예는 본 발명자가 가지고 있는 영국 공개특허공보 제2128329A호에 기재되어 있다.

이 중량저울은 수직면에 평형하게 배열됨과 아울러 서로 다른 만곡률을 보유하는 2개의 탄성캔틸레버 비임부재, 더 큰 만곡률을 보유함과 아울러 탄성비임부재중의 하나에 고정된 중량대, 양 탄성비임부재의 자유단 사이에 뻗은 금속선, 금속선의 기계진동이 동일 주파수를 보유하는 전기진동으로 전환시키기 위한 기계전기 변환기, 중량대위에서 물품의 중량부터 계산하고 주파수를 측정하기 수단으로서 구성된다.

당 기술분야에서 잘 알려진 바와같이, 이러한 중량저울은 중력 즉, 물품의 질량물과 중력가속도에 의하여 물품에 적용된 힘을 측정한다. 그러므로 물품을 측정하기 위하여 이러한 형태의 중량저울을 사용하는 경우에 있어서는, 측정장소에서 측정한 중량과 중력가속도부터 계산하여야 한다.

일본 공개특허공보 소화52년 제149154호에 기재된 중량저울은 예컨대 중력가속도에 변화에 의하여 야기된 영점의 편차에 대한 보상을 하기 위하여 추가적으로 올리고 내리고 하는 분동을 사용한다. 그러나, 이 중량자울은 물품의 중량을 측정할수 있지만 그 질량은 측정할수 없다.

따라서, 본 발명은 중력가속도의 변화에 아무런 영향을 받는 일없이 중량대위에 놓여진 물품의 질량을 측정할 수 있는 상기한 영국공개 특허공보에 기재된 중량저울 형태인 새로운 질량계를 제공하는데에 있다.

본 발명에 의하면, 질량계는 그 자유단에 함작용점을 보유하는 주 탄성 캘틸레버부재, 상기한 주 탄성캔틸레버부재와 함께 공통수직면에 대하여 평행하게 배열됨과 아울러 주 탄성캔틴레버 부재보다도 적은 만곡률을 보유하는 부탄성캔틸레버부재, 상기한 주.부 탄성캔틸레버부재의 자유단 사이에 연결되어서 배치된 힘검출요소, 상기한 힘검출요소에 적용된 힘을 전기신홀 전환시키기 위한 수단 및 소망의 힘을 계산하도록 상기한 전기신호를 처리하기 위한 수단인 것이다.

또한 본 발명의 장치는 알고 있는 질량을 보유하는 분동, 부탄성캔틸 레버부재의 자유단위나 자유단으로부터 분동을 각각 선택적으로 올리거나 내리기 위한 수단, 분동이 내려졌을때 처리수단에 의하여 제공된 힘값을 저장하기 위한 제 1 메모리, 분동이 올려졌을때 처리수단에 의하여 제공된 힘값을 저장하기 위한 제 2 메모리, 제 1 과 제 2 메모리의 내용차를 계산하기 위한 뺄셈연산자, 그 뺄셈연산자의 출력자를 저장하기 위한 제 3 메모리, 주탄성캔틸레버부재가 측정할 물품에 놓였을때 처리수단에 의하여 제공된 힘값이 제 3 메모리의 내용에 의하여 나누기 위한 분할기, 분동의 질량에 의하여 분할기의 결과신호를 곱하기 위한 승산기로 이루어져 있다.

이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제 1 도에 있어서, 계량기(1)는 직사각형 프레임형태를 보유하는 주탄성캔틸레버부재(2)와 캔틸레버형태를 보유하는 부탄성캔틸레버부재(4)로서 구성되며, 이것들은 장치의 고정베드(8)에 브라켓(6)을 개재하여 고정되는 그 자유단과 함께 결합하도록 일체적으로 형성되어 있다.

금속선(10)은 앞에서 설명한 영국공개특허 공보와 같이, 약 탄성캔틸레버부재(2)(4)사이에 자유단에서 힘검출요소에 의하여 신장되도록 양쪽끝이 고정되어 있다.

중량대(14)는 지지부재(12)를 개재하여 주탄성캔틸레버부재(2)의 자유단에 고정되어 있다.

부 탄성캔틸레버부재(4)는 공통수직면에 대해서 평행하게 배열되며, 전자(電者)는 후자(後者)보다 큰 만곡률을 보유한다. 중량대(14)위에 측정할 물품을 올려 놓으면, 주 탄성캔틸레버부재(2)는 물품에 가해진 중력에 의해서 수직으로 구부러지고, 부 탄성캔틸레버부재(4)는 금속선(10)의 장력에 의하여 그것이 따라간다.

이 금속선(10)의 장력은 거기에 가해진 힘 즉, 물건의 중량과 일정한 관계를 가지고 있다.

앞에서 설명한 영국공개특허 공보에 상세히 기재된 바와같이, 금속선의 진동주파수는 그 장력에 관련된 것이며, 따라서 물품의 중량에 관련된 것이다.

본 발명에 특징인 알고있는 질량(m)을 보유하는 분동(20)은 고정베드(8)에 대하여 받침점(18)에 회전이 자유자재하게 고정된 레버(16)에 연결됨과 아울러, 주 탄성캔틸레버부재(2)의 힘 작용점위에 바로 배치된다.

분동조절기(26)(제 2 도)에 의하여 조절되는 모우터(24)에 의하여 구동된 편심캠 휘일(22)은 뒤에서 설명되는 것에 의하여 부 탄성캔틸레버부재(4)위에 분동(20)이 선택적으로 올려지는 것이 가능하도록 레버(16)아래에 배치된다.

제 2 도에 있어서, 계량기(1)의 금속선(10)의 기계진동은 기계전기변환기(28)에 의하여 금속선(10)과 동일주파수를 보유하는 전기신호로 변환되며, 이 주파수는 측정되고 나서 중량계산기(30)에서 물품의 중량으로 전환된다.

변환기(28)와 중량계산기(30)의 상세한 구조와 작동은 앞에서 설명된 영국공개특허공보에 설명되어 있어서, 여기에서는 더이상 설명하지 않는다.

분동(20)이 부 탄성캔틸레버부재(4)에서 제거되고 물품이 증량대(14)위에 놓였을때, 중량 계산기(30)는 물품의 중량(W=Mg)을 나타내는 신호를 산출해낸다(M은 물품의 질량, g는 중력가속도이다. 이 값(Mg)은 제 1 메모리에 저장된다.

그 다음에 모우터(24)는 부 탄성캔틸레버부재(4)위에 질량(m)을 보유하는 분동이 낮아지도록 분동조절기의 제어하에서 구동된다. 따라서 부 탄성캔틸레버부재(4)는 금속선(10)의 장력을 감속시키도록 구부러지고, 중량계산기(30)는 감소된 중량(W=Mg-mg)을 나타내는 신호를 산출해낸다.

이 값은 제 2 메모리(34)에 저장된다.

메모리(32)와 (34)의 내용은 그 차 즉, Mg-(Mg-mg)=mg를 산출해 내는 뺄셈연산자(36)에 적용된다.

이 값은 제 3 메모리(38)에 저장된다.

그리고 나서, 모우터(24)는 중량계산기(30)로하여금 다시 중량(Mg)을 산출하기 위하여 분동(20)이 제거되도록 다시 구동된다.

이 값은 제 3 메모리(38)의 내용에 의해서 분할됨과 아울러 분할기(40)에 적용되며, 따라서 분할기(40)는 중력가속도가 관계없이 Mg/mg=M/m를 나타내는 신호를 산출해낸다.

분동(20)의 알고있는 질량(m)은 미리 기준질량 레지스터(42)에 저장되고, am=(M/m)m=M을 얻기 위하여 분할기(40)의 출력값(a)에 의해서 그내에서 곱하는 승산기(44)에 적용된다. 따라서 물품의 질량(M)은 중력가속도와 관계없이 장소에 자유롭게 제공되어서 적당한 디스플레이장치(도면표시하지 않음)에 의하여 나타낸다.

측정장소가 변하지 않으면(즉, 중력가속도(g)가 불변이면), 이떤 물품의 질량은 분동(20)이 내려진채로 유지시키면서 중량대(14)위에 물품이 단지 놓이는 것에 의하여 얻어질수 있다. 분동(20)의 중량(mg)은 물품의 중량 및 탄성캔틸레버부재(2)와(4)의 만곡률에 의하여 선정된다.

예컨대, 물품의 중량이 약 1000 그램이고, 만곡률이 9/1 이면 분동(20)의 바람직한 중량은 약 100그램이다.

제 2 도의 요소(32)에서 (44)의 작동은 중량 계산기(30)로부터 출력신호(W)를 받아들여서 소정의 질량(M)을 나타내며, 또한 분동조절기(26)에 명령을 전달하도록 연결된 하나의 통상적으로 이용할수 있는 마이크로컴퓨터(46)에 의하여 실행될수 있다.

이 과정은 제 3 도에 표시한 바와같이 프로그램에 따라서 수행될수 있다. 처음에는, 모르는 질량의 물품을 중량대(14)위에 있다고하면 분동(20)은 내려져 있고, 분동(20)의 중량(mg)은 미리 마이크로 컴퓨터의 제 3 메모리에 기억시키며, 중량(mg)은 미리 마이크로 컴퓨터의 제 3 메모리에 기억시키며, 중량(W)은 중량계산기(30)로부터 제공된다. 이 중량데이터는 단계(50)에서 읽어지고, 다음단계(52)에서 분동이 올려졌는지 아닌지를 묻는다.

그 담이 노(NO)이면 과정은 단계(54)로 안내된다.

이 단계에서, 중량(W=Mg)은 제 3 메모리의 내용(mg)에 의하여 분할되고, 그 결과는 미리 저장된 기준질량(m)에 의하여 나타낸다.

그 결과로서 생긴 값은 단계(56)에서 소정의 질량(m)을 나타낸다. 다음 단계(58)에서, 중량데이터(W=mg)는 마이크로 컴퓨터의 제 1 메모리에 기억되고, 단계(60)에서 명령이 분동(20)을 올리도록 분동 조절기(26)에 제공된다.

그 다음에 과정은 단계(50)으로 복귀되고, 중량데이터(W=Mg-mg)는 기입된다.

단계(52)에서, 답이 예스(YES)이면 중량데이터(Mg-mg)는 단계(62)로 마이크로 컴퓨터의 제 2 메모리에 기억된다.

그후에 또다른 명령은 단계(62)로 분동(20)이 내려지도록 분동조절기(26)에 제공된다.

다음단계(66)에서는 중량데이터(W=Mg)가 다시 기입되고 제 1 메모리의 내용(Mg)과 함께 비교되며, 그리고 단계(68)에서는 양쪽의 값이 서로 같거나 혹은 다른가를 묻는다.

만약 그것이 같다면, 물품은 단계(58)이후에서 불변이며, 제 2 메모리의 내용은 사용할 수 있다.

따라서 제 1 메모리와 제 2 메모리 사이의 내용차는 계산되고, 단계(70)에서 이전의 내용 대신에 제 3 메모리내로 기억된다.

그 후에 과정은 단계(50),(52),(54)를 통해서 계속되고, 소망의 질량은 단계(58)에 다시 표시된다.

그러나 단계(68)에서 얻어지는 것이 같지 않으면, 그것이 얻어질때까지 동일한 단계를 반복한다.

제 3 도의 플로우 챠아트에 의하면, 이 프로그램은 분동(20)을 올리거나 내리거나 하고 있는한 끝없이 반복된다.

그러한 작동은 측정조건의 비교적 급격한 변화에 의하여 측정의 실수를 제거하는데에 기여한다.

상기한 바와같은 본발명에 있어서, 단지 예시한 목적과 여러가지 변형 및 변경은 침부된 특허청구의 범위내에 정의된 것처럼 본 발명의 범위내에서 이루어질수 있는 것이다.

예컨대, 분동(20)의 올리고 내리는 작동은 자동으로 하는 것보다 수동으로 하는 것이 효과적이다.

지지장치와 분동의 올리고 내리는 장치의 형상은 임의로 변형시킬 수 있다.

실제로, 질량계가 그 평형상태 혹은 안정상태에 도달하지 않음에도 볼구하고 정확한 기입을 얻을수가 없다.

그러므로 중량의 잘못된 기입을 방지하기 위하여 물품 혹은 분동을 올리고 내리는 각 단계다음에 이 평형상태의 조회하는 도달단계를 삽입시키는것이 바람직하다.

반면에 상기한 실시예 있어서, 힘검출요소에는 금속선(10)을 사용하였지만, 대신에 압전요소로서 사용할 수 있다.

Claims

자유단에 힘작용점을 보유하는 주탄성캔틸레버부재(2), 상기한 주판성캔틸레버부재와 함께 공통수직면에 대하여 평행하게 배열됨과 아울러 주탄성캔틸레버부재보다도 적은 만곡률을 보유하는 부탄성 캔틸레버부재(4), 상기한 주.부탄성캔틸레버부재의 자유단 사이에 연결되어서 배치된 힘검출요소(10), 상기한 힘검출요소에 적용된 힘을 전기신호를 전환시키기 위한 수단 및 적용된 힘을 계산하도록 상기한 전기신호를 처리하기 위한 수단으로서 이루어진 질량계에 있어서, 알고있는 질량을 보유하는 분동(20), 상기한 부탄성캔틸레버부재의 자유단위에 상기한 분동을 선택적으로 올리기 위한 수단, 상기한 분동이 내려졌을때 상기한 처리와 계산수단에 의하여 제공된 힘의 출력값을 저장하기 위한 제 1 메모리(32), 상기한 분동이 올려졌을때 상기한 처리와 계산수단에 의하여 제공된 힘의 출력값을 저장하기 위한 제 2 제메모리(34), 상기한 제 1 과 제

2 메모리의 내용차를 계산하기 위한 뺄셈연산자(36), 상기한 뺄셈연산자의 차의 출력값을 저장하기 위한 제 3 메모리(38), 측정할 질량인 물품의 중량이 상기한 주탄성캔틸레버부재의 힘 작용점에 적용되었을때 상기한 처리와 계산수단에 의하여 제공된 힘의 출력값이 상기한 제 3 메모리의 내용에 의하여 나누기 위한 분할기(40), 상기한 분할기의 출력값에 의하여 상기한 분동의 질량을 곱하기 위한 승산기(40)로 이루어진 것을 특징으로하는 질량계.
제 1 항에 있어서, 상기한 분동(20)의 올리고 내리는 작동을 반복하는 수단과, 상기한 뺄셈연산자(36)의 역활이 가능하게 하도록 일치되었을때 상기한 제 1 메모리(32)의 내용과 함께 상기한 분동의 내려져 있는 상태하에서 처리와 계산수단의 힘의 출력값을 비교하기 위한 수단을 구성한 것을 특징으로하는 질량계.