JPS6141925A - 水晶振動式電子秤 - 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） 本発明は、水晶振動子を重量センナの感圧素子として使
用した　水晶振動式電子秤に関する。

（、従来技術） 水晶振動子を重１１（センサの感圧素子として使用した
秤として１例えば特公昭５５−２０１７５号公報には第
３図のような構成のものが提案されている。この例では
、被計量物が受皿上に載置されると、スプリング、受台
、竿体を介して圧力センサに被計量物の重量による圧縮
力が加わり、圧力センサ内に設けられた水晶振動子の共
振周波数が変化する。この共振周波数の変化量を検出す
ることにより、波計−！１１．物の正量を検出すること
ができる。

ところで、このような水晶振動子の応力感度は周囲温度
に依存するため、温度の影響を除去する試みとして、特
公昭５６−１８０９８号公報には０′１４図に示すよう
な構成のものが提案されている。

この例では、水晶振動板の応力や歪等の機械力が伝達さ
れる供給点に荷重が印加されると、水晶振動板の応力感
度零の電極イと、応力感度の温度依存性零の電極口に対
応する発振回路４１口からそれぞれ共振周波数が得られ
る。この両発振回路の出力を混合器に加え、阿発嫁回路
の差周波数が出力端子に得られ、これにより重量が検出
されるようにしたものである。

（従来技術の問題点） しかしながら、マイクロコンピュータ等を用いるコント
ローラに１重量センサの信号を入力して種々の演算処理
を実行させる電子秤においては、コントローラの中央処
理装置（ＣＰＵ）を駆動するクロックジェネレータの水
晶振動子と重量センサの水晶機動子とがそれぞれ別個の
ものであったため、両者の温度特性や峰時特性等を一致
させることが難しく、その為周囲温度の変化や経年変化
等によって両者の振動周波数が不調和となり、その結果
計量誤差を生じる問題があった。この問題の解決策とし
て、温度特性の優れた水晶機動子を用いたり、或いは特
性のバラツキのない水晶機動子を用いることが考えられ
るが、この場合はコストが非常に高価なものとなる。

また、基準振動周波数が１０ＭＨｚの水晶振動子を用い
た場合に、所定の応力例えば１Ｋｇを加えた時の周波数
変化幅は、僅かにその０．０２％の２ＫＨｚａ度しか変
化しないので、電子秤として使用する時には、感度並び
に分解能が極めて悪いものとなる。即ち、フルスケール
でも１秒間のサンプリングで２０００パルスしかカウン
トできず、しかもｌパルスは０，５ｇに相当するので分
解能は極めて悪いものとなるという問題があった。

（発明の目的） 本発明は、クロックジェネレータと重量センサの両者の
温度特性、経年変化特性等を簡単な構成で一致させて計
量精度の向上を図ると共に１重量センサの感度並びに分
解能を向上させて実用的な水晶振動式電子秤を提供する
ことを目的とする。

（発明の概Ｗ） 本発明の水晶偏動式電子秤は、物品の荷重が印加される
位置に配とされる重量センサ用の電極と、外部応力によ
る周波数変化のない位置に配置されるクロックジェネレ
ータ用の電極を共力する単一の水晶振動板、重量センサ
の発振回路を奇数倍調波で発振させるために該発振回路
に接続されるオーバートーン用の抵抗、該発振回路の共
振周波数をカウントするカウンタ、カウンタのカウント
値とクロックジェネレータで発振される基本調波のクロ
ックパルスが入力されるコントローラ、該コントローラ
で演算処理された所定項目が表示される表示部とよりな
ることを特徴とするものである。

（実施例） 以下本発明の一実施例について図により説明する。第１
図（＆）は本発明の水晶振動板の配置図、第１図（ｂ）
は第１図（＆）のＡ矢視図である。

図において、水晶振動板ｌの異なる位置に二つの電極を
配置する。電極２は、上部支持体４、下部支持体５の間
で、上部支持体上に載置された物品の荷重Ｗが印加され
る位置に配置されて重量センサとして用いられる。電極
３は、外部応力による周波数変化のない位置に配置され
て、クロックジェネレータの振動子として用いられる。

第２図は本発明の回路図、ｉ＠５図は従来例の回路図で
ある。従来は第５図に示したように、重量センサア、ク
ロックジェネレータ６としてそれぞれ別個の水晶振動板
ｌと１′を設け、これに電極２３を配置していた０重量
センサ７の共振周波数は、論理回路８を通してカウンタ
９でカウントされ、カウント値はマイクロコンピュータ
等で構成されるコントローラ１０に入力される。コント
ローラｉｏには、クロックジェネレータ６からの出力が
、バッファ１２を通してクロックパルスとして入力され
る。コントローラ１０からは、論理回路８へのゲート信
号及びカウンタ９へのクリア信嶋又び表示部ｌｌへの賃
借等の演算処理した信号が出力される。

本発明においては、ｍ２図に示すように、単一の水晶振
動板ｌにクロックジェネレータ６用の電極３と重量セン
サ７用の電極２を配置してそれぞれの発振回路を形成し
ている。

更に、重量センサを構成する発振回路には、奇数倍調波
１例えば３倍調波で発振させるためのオーバートーン発
生用抵抗１３を接続している。

即ち、クロ７クジエネレータは基本調波で発振させ、重
量センサは例えば３倍調波で発振させることにより、物
品の荷重が加えられた時の周波数変化幅を大きくして、
電子秤の感度並びに分解能を向上させるものである。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明は単一の水晶磯動板の物品
の荷重が印加される位置に重量センサ用の電極を配置し
、外部応力による周波数変化のない位置にクロックジェ
ネレータ用の電極を配置したので、クロ７クジエネレー
タと重量センサの温度的トラッキング特性、経年変化的
トラッキング特性を持たせることができるので、計量精
度の向上を図ることができると共に、長期的に安定した
精度の電子秤が得られる。また、単一の水晶振動板をク
ロックジェネレータと重量センサで共用しているので、
加工精度や素子のバラツキ等を問題にする必要がなく、
水晶振動板のコストが安くなる。

更に、重量センサの発振回路を奇数倍調波で発振させる
ので、センサの感度並びに分解能を向上させた実用的な
電子秤が得られる。なお、感度。

分解能を従来と同一とする時には、サンプリング時間を
例えば１／３に短縮でき、応答性の良好な実用的な電子
秤が得られるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水晶撤動板の配置図、第２図は本発明
の回路図、１５３図、第４図は従来例の配置図、第５図
は従来例の回路図である。 １．１′・・・水晶振動板、２，３・・・電極、４・・
・上部支持体、５・・・下部支持体、６・・・クロック
ジェネレータ、７・・・ｆｆＥ量センサ、８・・・論理
回路、９・・・カウンタ、ｌＯ・・・コントローラ、１
１・・・表示部、１２・・・バッファ、１３・・・オー
バートーン用の抵抗。 第３図 第４図 へ（ ム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物品の荷重が印加される位置に配置される重量セ
   ンサ用の電極と、外部応力による周波数変化のない位置
   に配置されるクロックジェネレータ用の電極を共有する
   単一の水晶振動板、重量センサの発振回路の共振周波数
   をカウントするカウンタ、カウンタのカウント値とクロ
   ックジェネレータで発振されるクロックパルスが入力さ
   れるコントローラ、該コントローラで演算処理された所
   定項目が表示される表示部とよりなることを特徴とする
   水晶振動式電子秤。
2. （２）重量センサの発振回路に奇数倍調波で発振させる
   オーバートーン用の抵抗を接続したことを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の水晶振動式電子秤。