JPS61138133A - ロ−ドセルユニツト - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は荷重に対応した電圧信号を出力するロードセ
ル、このロードセルからの電圧信号を増幅する増幅器、
この増幅器出力をアナログーディジタル変換するＡ／Ｄ
変換器、このＡ／Ｄ変換器出力を処理してディジタル信
号を外部へ出力するマイクロコンピュータを一体化した
ロードセルユニットに関する。

［従来の技術］ 例えば、ロードセル、このロードセルからの電圧信号を
増幅する増幅器、この増幅器出力をアナログ−ディジタ
ル変換する°Ａ／Ｄ変換器を一体化してロードセルユニ
ットとし、そのロードセルユニットのＡ／Ｄ変換器から
のディジタル信号をカウンタでカウントして計量を行な
うようにしたものが知られているが、このようなものに
使用されるロードセルユニットは感度（荷重変化に対す
るカウント数の変化傾き）が規定値になるように調整す
る必要がある。従来、このようなロードセルユニットの
感度調整はユニット内に可変抵抗器を設け、この抵抗器
を可変操作して行なっていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このように感度調整を可変抵抗器で行な
っていたのでは抵抗器を操作する毎に規定荷重（例えば
最大秤量に対応する荷重）の計量操作を行なう必要があ
り、感度を規定値にするためにはこの操作を何回かくり
返すことになり調整が極めて面倒となる問題があった。

また、可変抵抗器を設置する部分の安定性が問題となり
、例えば可変抵抗器の接触によってその部分の回路又は
部材が電気的又は機械的に不安定になる問題があった。

この発明はこのような問題を解決するために為されたも
ので、可変抵抗器を使用せずに感度調整をディジタル的
に行ない、これにより感度調整が簡単にできるとともに
感度調整のために回路又は部材が電気的又は機械的に不
安定になるという問題が生じる虞れが全くないロードセ
ルユニットを提供することを目的とする。

この発明はまた精度を向上できるロードセルユニットを
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明は荷重に対応した電圧信号を出力するロードセ
ルと、このロードセルからの電圧信号を増幅する増幅器
と、この増幅器出力をアナログ−ディジタル変換するＡ
／Ｄ変換器と、ロードセルに対する荷重をゼロと最大秤
量とに変えたときのＡ／Ｄ変換器出力から感度演算を行
なう手段、予め設定された規定感度を格納する手段、こ
の手段に格納された規定感度と演算によって算出された
感度とから感度補正係数を算出して格納する手段並びに
計量時、Ａ／Ｄ変換器からのディジタル信号を感度補正
係数によって感度補正して外部へ出力する手段を有する
マイクロコンピュータとを一体化して設けたものである
。

また、この発明はロードセルに対する荷重をゼロと最大
秤量との間をｍ等分したそれぞれの荷重に変え、その各
点におけるＡ／Ｄ変換器出力から各点の感度演算を行な
う手段、予め設定された各荷重点の規定感度を格納する
手段、この手段に格納された各点の規定感度と演算によ
って算出された各点の感度とから各点の感度補正係数を
算出して格納する手段並びに計量時、Ａ／Ｄ変換器から
のディジタル信号がどの荷重範囲に入るかを検出し、そ
の荷重範囲に対応する感度補正係数によってディジタル
信号を感度補正して外部へ出力する手段を有するマイク
ロコンピュータとを一体化して設けたものである。

［作用］ このような構成の本発明においてはロードセルに対する
荷重がゼロのときのＡ／Ｄ変換器出力と荷重が最大秤量
のときのＡ／Ｄ変換器出力とから感度Ａ（単位重量当り
のカウント数）を求め、その感度Ａと予め設定された規
定感度Ｂとの比、すなわちＢ／Ａから感興補正係数Ｋを
算出し、計量時、荷重によってＡ／Ｄ変換器から出力さ
れるディジタル信号に感度補正係数Ｋを乗算して感度補
正したディジタル信号を得ることができる。

また本発明においてはロードセルに対する荷重を一定幅
で変化して各荷重点の感度を得、その各点の感度と設定
されている各点の規定感度とから各点における感度補正
係数を得、計量時、ディジタル信号の示す重量がどの荷
重範囲に入るかによって対応する感度補正係数を読出し
その係数でＡ／Ｄ変換器からのディジタル信号を補正し
て出力する。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図はブロック図で、１は荷重Ｗに対応した電圧信号
を出力するロードセル、２はこのロードセル１からの電
圧信号を増幅する増幅器、３はこの増幅器３の出力をア
ナログ−ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器である。また
、４は前記Ａ／Ｄ変換器３からディジタル信号を取込み
、各種演搾処理を行なうマイクロコンピュータである。

前記ロードセル１、増幅器２、Ａ／ｐ変換器３及びマイ
クロコンピュータ４は一体化して設けられている。

前記マイクロコンピュータ４にはスイッチＳ１、Ｓ２　
、Ｓｇが接続されている。

前記マイクロコンピュータ４は前記スイッチＳ１をＯＮ
操作することによって感度調整モードとなるが、この感
度調整モードにおいては第２図に示す処理を行なう。先
ず、スイッチＳ２のＯＮに侍曙する。そしてスイッチＳ
２がＯＮになるとＡ／Ｄ変換器３からディジタル信号を
取込み、そのカウント値をゼロ点のカウント値Ｎ（Ｚ）
として格納し、Ｚｒ≦Ｎ（Ｚ）≦７２をチェックする。

なお、このときのＺ！及びＺ２はロードセル１において
リニアリティを確保できるゼロ点の最小値と最大値とを
示している。Ｎ　（Ｚ）が７１≦Ｎ（Ｚ）≦７２でなけ
れば他の処理（Ｚ１≦Ｎ　（Ｚ）≦７２にするための処
理）へルーチンを移行し、またＺ１≦Ｎ　（Ｚ）≦７２
であれば次ぎにスイッチＳ３のＯＮに待機する。そして
スイッチＳ３がＯＮになるとＡ／Ｄ変換器３からディジ
タル信号を取込み、そのカウント値を最大秤量のカウン
ト値Ｎ　（Ｆ）として格納する。次ぎにＡ−（Ｎ　（Ｆ
）−Ｎ（Ｚ））／Ｗの演算を行なって感度Ａを求める。

なお、Ｗは荷重変化量である。次ぎにＦ１≦Ａ≦Ｆ２を
チェックして感度が許容スパン内に入っているか否かを
チェックする。なお、Ｆｌは理想のスパンであり、Ｆ２
は直線性を確保できる最大限のスパンである。ＡがＦ１
≦Ａ≦Ｆ２でなければ他の処理（Ｆｌ≦Ａ≦Ｆ２にする
ための処理）ヘルーチンを移行し、またＦｌ≦Ａ≦Ｆ２
であれば次ぎに予め内部メモリに設定されている規定感
度Ｂを読み出してに−Ｂ／Ａの演算を行ない、感度補正
係数Ｋを求める。こうして求めた感度補正係数Ｋを内部
メモリに格納する。

この後モードを計量モードにセットすることによってマ
イクロコンピュータ４はロードセル１に任意の荷重Ｗｍ
がかかり、そのときのＡ／Ｄ変換器３のディジタル信号
がＮ　（ｍ）であったとすると最終的にはＫ・（Ｎ　（
ｍ）　−Ｎ　（Ｚ）　）の演算を行なって感度補正した
ディジタル値Ｄ　（Ｗ）を出力する。

このような構成の本発明実施例おいては先ずスイッチＳ
ｒをＯＮＩ、て感度調整モードをセットし、この状態で
ロードセル１に対する荷重Ｗをゼロ、すなわち荷重Ｗを
降した状態にしてスイッチＳ２をＯＮＬ、次ぎに最大秤
量に対応した荷重Ｗをロードセル１にかけてスイッチＳ
３をＯＮにする。

このようにすることによって感度Ａ＝　（Ｎ　（Ｆ）−
Ｎ（Ｚ）／Ｗの演算が行われてロードセルユニット全体
の感度Ａが求められ、続いて予め設定された規定感度Ｂ
とからに−Ｂ／Ａで感度補正係数Ｋが求められる。しか
して、以降は計量モードでロードセル１に任意の荷重を
かけることによってその荷重に対応してＡ／Ｄ変換器３
から出力されるディジタル値が感度補正係数にで感度補
正されて規定感度でのディジタル値に変換されて外部に
出力されるようになる。

このように可変抵抗器を使用せず感度調整をディジタル
処理によって簡単に行なうことができる。

しかも、感度補正係数Ｋを求める操作も荷重Ｗをゼロに
してスイッチＳ２をＯＮｔ、、かつ荷重Ｗを最大秤量に
してスイッチ＄３をＯＮするのみで極めて簡単である。

また、操作するのは荷重ＷとスイッチＳ２．８３で可変
抵抗器のようにユニット内部に設けられるものでないの
で、回路又は部材が電気的又は機械的に不安定になると
いう問題は全く生じない。

なお、規定感度Ｂはマイクロコンピュータ４において設
定できるものであっても、またマイクロコンピュータ４
に外部装置を接続し、その外部装置から設定できるもの
であってもよい。

次ぎにこの発明の他の実施例を図面を参照して説明する
。なお、前記実施例と同一のものには同一符号を付して
詳細な説明は省略する。

ロードセルユニットのＡ／Ｄ変換器３の出力特性は第４
図に点線のグラフで示すように理想直線ａに対して曲線
すで示すように上方に曲がった曲線となっている。すな
わち、理想直線ａと曲１ｉ１ｂとの最大カウント差がｎ
とするとｎ／（Ｎ（Ｆ）−Ｎ　（Ｚ）　）が非直線性を
示すことになる。従って、荷重ゼロ（実際には荷重Ｗが
ゼロでも皿などによって荷重Ｗｚがかかっている。）の
ときのカウント値Ｎ　（Ｚ）と荷重Ｗを載せたときの荷
重ＷＦとから感度補正係数Ｋを求めて感度調整を行なっ
ても中間点などでの感度補正は不十分となる。

これを解決するために、すなわちｎを小さくするために
マイクロコンピュータ４は中間点における感度補正係数
も求めるようにしている。すなわち、荷重ゼロＷｚと最
大秤量の荷ｉ！Ｗｐとの間をｍ等分し、荷重をＷｚ　、
Ｗ２　、・・・Ｗ　ｌ１１−１としたときの感度補正係
数Ｋｌ　、Ｋ２　、・・・Ｋ　ｍ−１を求める。なお、
この場合、マイクロコンピュータ４には各荷重Ｗｌ　、
　Ｗ２　、・・・Ｗｌｌｌ−１での規定感度Ｂｔ　、８
２、−・・１３　ｍ−１が予め設定されており、前述し
た実施例と同様の演算処理を行なって感度補正係数Ｋｌ
　−（Ｗｒ　、Ｂｌ　）、Ｋ２−　（Ｗ２．８２　）、
・・・Ｋ１１−１−　（Ｗｌｌ　、８ト１　）を求める
ことができる。

従って、この処理を計量毎にその計量値がどの範囲に入
るがチェックし、その範囲に入る荷重の感度補正係数を
もとにディジタル値の補正を行なえばよい。すなわち、
マイクロコンピュータは計ｌ毎に第３図に示す処理を行
なって非直線性に対する補正を行なう。先ず、荷重Ｗに
対するカウント値Ｎ　（Ｗ）を取込み、Ｄｌ　（Ｗ）−
Ｋ・（Ｎ（Ｗ）−Ｎ　（Ｚ））を求める。次ぎにＤｔ　
　（Ｗ＞からＷ　ｍ−１を求める。そして求められたＶ
Ｖ＋−１と設定されている３　ｍ−１とからに−１を求
める。こうして求められた荷重に対応する感度補正係数
Ｋ１１−１をもとに補正されたディジタル値Ｄ２　　（
Ｗ＞をＫ　ｒｅ−１・Ｄ、Ｊ（Ｗ＞の演算を行なって求
、める。

こうして求められる各荷重に対するカウント値の変化を
グラフで示せば第５図に実線のグラフＣで示すように略
理想直線ａに近い感度特性が得られる。こうして中間点
においても感度が規定値に近く略一定な精度の高い計量
カウント信号を出力することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、可変抵抗器を使
用せずに感度調整をディジタル的に行ない、これにより
感度調整が簡単にできるとともに感度調整のために回路
又は部材が電気的又は！ａ減的に不安定になるという問
題が生じる虞れが全くないロードセルユニットを提供で
きるものである。

また、この発明によれば吐出精度を向上できるロードセ
ルユニットを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は同実施例におけるマイクロコンピュータによる感度調
整処理を示す流れ図、第３図はこの発明の他の実施例に
おけるマイクロコンピュータの計量処理を示す流れ因、
第４図は同実施例においてロードセルユニットの非直線
性を説明するためのグラフ、第５図は同実施例における
感度特性を示すグラフである。 １・・・ロードセル、２・・・増幅器、３・・・Ａ／Ｄ
変換器、４・・・マイクロコンピュータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）荷重に対応した電圧信号を出力するロードセルと
   、このロードセルからの電圧信号を増幅する増幅器と、
   この増幅器出力をアナログ−ディジタル変換するＡ／Ｄ
   変換器と、前記ロードセルに対する荷重をゼロと最大秤
   量とに変えたときの前記Ａ／Ｄ変換器出力から感度演算
   を行なう手段、予め設定された規定感度を格納する手段
   、この手段に格納された規定感度と演算によって算出さ
   れた感度とから感度補正係数を算出して格納する手段並
   びに計量時、前記Ａ／Ｄ変換器からのディジタル信号を
   前記感度補正係数によって感度補正して外部へ出力する
   手段を有するマイクロコンピュータとを一体化して設け
   てなることを特徴とするロードセルユニット。
2. （２）荷重に対応した電圧信号を出力するロードセルと
   、このロードセルからの電圧信号を増幅する増幅器と、
   この増幅器出力をアナログ−ディジタル変換するＡ／Ｄ
   変換器と、前記ロードセルに対する荷重をゼロと最大秤
   量との間をｍ等分したそれぞれの荷重に変え、その各点
   における前記Ａ／Ｄ変換器出力から各点の感度演算を行
   なう手段、予め設定された各荷重点の規定感度を格納す
   る手段、この手段に格納された各点の規定感度と演算に
   よって算出された各点の感度とから各点の感度補正係数
   を算出して格納する手段並びに計量時、前記Ａ／Ｄ変換
   器からのディジタル信号がどの荷重範囲に入るかを検出
   し、その荷重範囲に対応する感度補正係数によって前記
   ディジタル信号を感度補正して外部へ出力する手段を有
   するマイクロコンピュータとを一体化して設けてなるこ
   とを特徴とするロードセルユニット。