JPS58174816A - Weitgh measuring device - Google Patents
Weitgh measuring deviceInfo
- Publication number
- JPS58174816A JPS58174816A JP5211283A JP5211283A JPS58174816A JP S58174816 A JPS58174816 A JP S58174816A JP 5211283 A JP5211283 A JP 5211283A JP 5211283 A JP5211283 A JP 5211283A JP S58174816 A JPS58174816 A JP S58174816A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load cell
- load
- output
- converter
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
- G01G23/18—Indicating devices, e.g. for remote indication; Recording devices; Scales, e.g. graduated
- G01G23/36—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells
- G01G23/37—Indicating the weight by electrical means, e.g. using photoelectric cells involving digital counting
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はロードセルを使用した重量測定装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a weight measuring device using a load cell.
従来、ロードセルを使用した重量測定装置は種々知られ
ているが、このようなものに使用されるロードセルは荷
重に対して一方向の電圧信号のみを出力するようにして
いた。すなわち最大荷重でvmaX の電圧信号を出力
するものでは荷重に対して0〜Vmaxの範囲で電圧信
号を出力するようにしていた。このようなロードセルを
使用した従来装置ではロードセル出力を増幅器で増幅し
てそのままの変換器に入力してディジタルな荷重信号に
変換するようにしているためA/D変換器として単極性
のものを使用するか、両極性のものを使用してもその一
方の極性のみを使用するものであった。このため、例え
ば両極性のものにおいて負〜正の全範囲に対しては入力
電圧に対して60,000カウントの荷重信号が得られ
る分解能をもつものであっても使用する範囲は一方の極
性のみであるから入力電圧に対して30,000カウン
トの分解能しか得られず充分な重量測定精度が得られな
い問題があった。Conventionally, various weight measuring devices using load cells have been known, but the load cells used in such devices output only a voltage signal in one direction in response to a load. That is, in a device that outputs a voltage signal of vmax at the maximum load, the voltage signal is output in the range of 0 to Vmax with respect to the load. In conventional devices using such load cells, the output of the load cell is amplified by an amplifier and input directly to a converter to be converted into a digital load signal, so a unipolar A/D converter is used. Or, even if a bipolar type was used, only one of the polarities was used. For this reason, for example, even if a bipolar device has a resolution that allows a load signal of 60,000 counts to be obtained for the input voltage over the entire negative to positive range, only one polarity is used. Therefore, there was a problem in that a resolution of only 30,000 counts could be obtained with respect to the input voltage, and sufficient accuracy in weight measurement could not be obtained.
また例えばA/D変換器として単極性のもので入力電圧
に対して60,000カウントの分解能をもりものを使
用することが考えられるが、このようなものでは勧勺変
換器としてかなり精度の高い高価なものを使用すること
になり実用に適さない問題がある。Also, for example, it is conceivable to use a unipolar A/D converter with a resolution of 60,000 counts for the input voltage, but such a converter is highly accurate. There is a problem in that it requires expensive products and is not suitable for practical use.
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、正・負両極性の基準電圧を発生する基準電圧発生
器を設けた正や負両極性の入力に対して動作可能なA/
D変換器の特性を充分生かすことができ、精度の良い重
量測定ができ、しかも経済性にすぐれて実用に充分適す
る重量測定装置を提供することを目的とする。This invention was made in order to solve such problems, and is an A that can operate with inputs of both positive and negative polarities, and is equipped with a reference voltage generator that generates reference voltages of both positive and negative polarities. /
It is an object of the present invention to provide a weight measuring device that can make full use of the characteristics of a D converter, can measure weight with high precision, is highly economical, and is fully suitable for practical use.
この発明はA/1)変換器として内部に基準電圧発生器
を設けた正中負両極性の入力に対して動作可能なものを
使用し、かつロードセルの出力にバイアス回路により、
そのロードセルに最大荷重の略十分の荷重がかかったと
きにA/1)変換器への入力レベルがちょうどゼロとな
るようバイアス電圧を与えることによって上述した目的
を遂行し得るようにしたものである。This invention uses an A/1) converter that is equipped with an internal reference voltage generator and is operable with inputs of both positive and negative polarities, and has a bias circuit at the output of the load cell.
The above purpose can be achieved by applying a bias voltage so that the input level to the A/1) converter becomes exactly zero when a load approximately sufficient to the maximum load is applied to the load cell. .
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1は基準電圧用電源、2はロードセル、3は直流増幅器
で、これらはケース4内に互いに接近させて一体化して
組み込まれ、常に同一の温度条件となるようになってい
る。前記基準電圧用電源1は直流電源10ノ、演算増幅
器102゜103からなり、上記電源101の正極端子
を上記演算増幅器102の非反転入力端子(+)に接続
し、かつ上記電源101の負極端子を上記演算増幅器1
03の非反転入力端子(+)に接続している。そして前
記演算増幅器102の反転入力端子(−)とその増幅器
102の出力端子間に抵抗104を接続し、かつ上記演
算増幅器1020反転入力端子(−)と接地間に抵抗1
05を接続している。また、前記演算増幅器102の出
力端子と前記演算増幅器1030反転入力端子(−)と
の間に抵抗106を接続し、かつ上記演算増幅器103
0反転入力端子(−)とその増幅器103の出力端子と
の間に抵抗1θ7を接続している。前記基準電圧用電源
1の直流電源101は接地されていないが、前記演算増
幅器102,103の回路により基準電圧を得ている。1 is a reference voltage power supply, 2 is a load cell, and 3 is a direct current amplifier, which are integrated and built into a case 4 in close proximity to each other so that the temperature conditions are always the same. The reference voltage power supply 1 includes a DC power supply 10 and operational amplifiers 102 and 103. The positive terminal of the power supply 101 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 102, and the negative terminal of the power supply 101 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 102. The above operational amplifier 1
It is connected to the non-inverting input terminal (+) of 03. A resistor 104 is connected between the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 102 and the output terminal of the amplifier 102, and a resistor 104 is connected between the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 1020 and ground.
05 is connected. Further, a resistor 106 is connected between the output terminal of the operational amplifier 102 and the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 1030, and the operational amplifier 103
A resistor 1θ7 is connected between the 0 inverting input terminal (-) and the output terminal of the amplifier 103. Although the DC power supply 101 of the reference voltage power supply 1 is not grounded, a reference voltage is obtained by the circuitry of the operational amplifiers 102 and 103.
前記演算増幅器103の出力端子と接地間には抵抗10
8,109の直列回路が接続されている。又、前記演算
増幅器103の出力端子と接地間にはバイアス回路9を
形成する抵抗90ノ、ポテンシオメータ902および抵
抗903の直列回路を接続している。A resistor 10 is connected between the output terminal of the operational amplifier 103 and ground.
8,109 series circuits are connected. Further, a series circuit of a resistor 90, a potentiometer 902, and a resistor 903 forming the bias circuit 9 is connected between the output terminal of the operational amplifier 103 and the ground.
前記ロードセル2は荷重受部に貼られた抵抗体201.
202,203,204を4辺とするプリツノ回路から
なり、抵抗体201.203および抵抗体202,20
4はそれぞれ対向して設けられている。これら各抵抗体
201〜204はそれぞれ荷重受部の歪みによりその抵
抗値が変化するもので、抵抗体201,203は減少方
向に変化し、抵抗体202.204は増加方向に変化す
るようになっている。又、前記ロードセル2は抵抗体2
01の介在する辺にさらにその抵抗体201に直列にロ
ードセル2が無負荷のときにその出力電圧E1が成る規
定酋になるように調整する抵抗2θ5を介在し、かつ抵
抗体2θ4の介在する辺にさらにその抵抗体204に直
列に歪抵抗体の温度係数をゼロにする抵抗206を介在
して、いる。そして抵抗体201の介在する辺と抵抗体
204の介在する辺との接続点を感度温度係数調整用抵
抗207を介して繭重直流電源10ノの正極端子に接続
し、かつ抵抗体202の介在する辺と抵抗体204の介
在する辺との接続点を前記直流電源ioiの負極端子に
接続している。前記感度温度係数調整用抵抗207は荷
重受部材のヤング率の温度係数を補正するためのもので
ある。そして抵抗体204の介在する辺と抵抗体203
の介在する辺との接続点aと、抵抗体201の介在する
辺と抵抗体202の介在する辺との接続点すとの間にロ
ードセル出力可を出力するようにしている。なお、前記
接続点すは接地されている。The load cell 2 has a resistor 201 attached to the load receiving part.
It consists of a Pritsuno circuit with four sides 202, 203, and 204, and includes resistors 201, 203, and resistors 202, 20.
4 are provided facing each other. The resistance value of each of these resistors 201 to 204 changes depending on the distortion of the load receiving part, and the resistance values of resistors 201 and 203 change in a decreasing direction, and the resistance values of resistors 202 and 204 change in an increasing direction. ing. Further, the load cell 2 has a resistor 2
A resistor 2θ5 is further interposed in series with the resistor 201 on the side where the resistor 201 is located, and a resistor 2θ5 is interposed to adjust the output voltage E1 to a specified value when the load cell 2 is under no load, and the side where the resistor 2θ4 is located. Furthermore, a resistor 206 is interposed in series with the resistor 204 to make the temperature coefficient of the strain resistor zero. Then, the connection point between the side where the resistor 201 is located and the side where the resistor 204 is located is connected to the positive terminal of the cocoon heavy DC power supply 10 via the sensitivity temperature coefficient adjusting resistor 207, and The connection point between the side where the resistor 204 is located and the side where the resistor 204 is interposed is connected to the negative terminal of the DC power supply ioi. The sensitivity temperature coefficient adjusting resistor 207 is for correcting the temperature coefficient of Young's modulus of the load receiving member. And the side where the resistor 204 is intervening and the resistor 203
A load cell output enable signal is output between a connection point a between the side where the resistor 201 and the resistor 202 exist. Note that the connection point is grounded.
前記接続点a、b間には抵抗5を介して前記直流増幅器
3が接続され、かつ前記ロードセル2と上記増幅器3と
の間には低域フィルター6が並列に接続されている。上
記低域フィルター6はロードセル出力に重畳されている
交流成分をカットさせるだめのものである。前記直流増
幅器3は演算増幅器30ノと第1〜第4の4個のアナロ
グスイッチ302,303.3047305とからなり
、前記ロードセル2の接続点aが抵抗5および第1のア
ナログスイッチ302を直列に介して演算増幅器301
の非反転入力端子(+)に接続されている。上記増幅器
301の非反転入力端子(+)と接地間には第2のアナ
ログスイッチ303と抵抗310との直列回路が接続さ
れている。前記演算増幅器301の出力端子と接地間に
は抵抗306.30’lの直列回路が接続され、さらに
コンデンサ308および抵抗309を直列に介して前記
第3のアナログスイッチ3θ4を接続している。そして
上記抵抗306.307との接続点を上記演算増幅器3
01の反転入力端子(−)に接続している。前記直流増
幅器3はその演算増幅器301出力をコンデンサ308
、抵抗309および第4のアナログスイッチ305を直
列に介して出力するようにしている。そして前記バイア
ス回路9のポテンシオメータ902の可動端子を前記第
2のアナログスイッチ3θ3と抵抗310との接続点に
接続している。The DC amplifier 3 is connected between the connection points a and b via a resistor 5, and a low-pass filter 6 is connected in parallel between the load cell 2 and the amplifier 3. The low-pass filter 6 is used to cut the alternating current component superimposed on the load cell output. The DC amplifier 3 consists of an operational amplifier 30 and four first to fourth analog switches 302, 303, 3047305, and the connection point a of the load cell 2 connects the resistor 5 and the first analog switch 302 in series. Operational amplifier 301 through
Connected to the non-inverting input terminal (+) of A series circuit of a second analog switch 303 and a resistor 310 is connected between the non-inverting input terminal (+) of the amplifier 301 and ground. A series circuit of resistors 306 and 30'l is connected between the output terminal of the operational amplifier 301 and the ground, and the third analog switch 3θ4 is further connected through a capacitor 308 and a resistor 309 in series. The connection point with the resistors 306 and 307 is connected to the operational amplifier 3.
It is connected to the inverting input terminal (-) of 01. The DC amplifier 3 connects the output of its operational amplifier 301 to a capacitor 308.
, resistor 309 and fourth analog switch 305 in series. The movable terminal of the potentiometer 902 of the bias circuit 9 is connected to the connection point between the second analog switch 3θ3 and the resistor 310.
前記直流増幅器3出力はA/D変換器7に入力するよう
になっている。前記A/D変換器7は第5〜第8の4つ
のアナログスイッチ701゜702.703,7θ4と
コンデンサ2θ5からなる基準電圧発生器706、演算
増幅器707からなる積分器708、バッファアンノア
09、コン・母レータ710.第9のアナログスイッチ
711、内部にクロックツ母ルスカウンタ712を収納
した制御回路713によって形成されてbる。前記基準
電圧発生器7θ6は4つのアナログスイッチ701〜7
04でブリツノ回路を形成し、スイッチ701と702
の接続点とスイッチ703と704の接続点との間にコ
ンデンサ705を接続し、前記直流増幅器3の出力を上
記コンデンサ705を介してバッファアンf209の非
反転入力端子(+)に供給するようにしている。前記ア
ナログスイッチ701と704との接続点を画体基準電
圧用電源1の抵抗108,109の接続点に接続し、か
つ前記アナログスイッチ703と704との接続点を接
地している。前記バッファアンデフ09の出力端子と反
転入力端子(−)とを短絡している。The output of the DC amplifier 3 is input to an A/D converter 7. The A/D converter 7 includes a reference voltage generator 706 consisting of fifth to eighth four analog switches 701, 702, 703, 7θ4 and a capacitor 2θ5, an integrator 708 consisting of an operational amplifier 707, a buffer annoir 09, Con/Materator 710. A ninth analog switch 711 is formed by a control circuit 713 that houses a clock pulse counter 712 therein. The reference voltage generator 7θ6 includes four analog switches 701 to 7.
04 to form a Britno circuit, switches 701 and 702
A capacitor 705 is connected between the connection point of and the connection point of switches 703 and 704, and the output of the DC amplifier 3 is supplied to the non-inverting input terminal (+) of the buffer amplifier f209 via the capacitor 705. ing. The connection point between the analog switches 701 and 704 is connected to the connection point between the resistors 108 and 109 of the image reference voltage power source 1, and the connection point between the analog switches 703 and 704 is grounded. The output terminal of the buffer undef 09 and the inverting input terminal (-) are short-circuited.
前記バッファアンノア09の出力端子を抵抗714を介
して前記演算増幅器701の反転入力端子(−)に接続
している。前記演算増幅器707の非反転入力端子(+
)と接地間にはコンデンサ715が接続され、かつ反転
入力端子(−)と出力端子との間にはコンデンサ716
が接続されている。前記演算増幅器707の出力端子を
前記コン、fレータ710の反転入力端子(−)に接続
している。前記コン・9レータ710の非反転入力端子
(+)と接地間には接地側を正極にして直流電源217
が接続されている。前記コンパレータ710の出力端子
と前記演算増幅器7θ7の非反転入力端子(+)との間
には前記第9のアナログスイッチ71ノが接続されてい
る。そして前記コン・平レータ710の出力に応じて制
御回路713が動作するようになっている。The output terminal of the buffer annor 09 is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 701 via a resistor 714. The non-inverting input terminal (+
) and ground, and a capacitor 716 between the inverting input terminal (-) and the output terminal.
is connected. The output terminal of the operational amplifier 707 is connected to the inverting input terminal (-) of the converter/f regulator 710. A DC power supply 217 is connected between the non-inverting input terminal (+) of the converter 9 regulator 710 and the ground, with the ground side being the positive terminal.
is connected. The ninth analog switch 71 is connected between the output terminal of the comparator 710 and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 7θ7. A control circuit 713 operates according to the output of the comparator/leveller 710.
又、8はスイッチコントローラで、このコントローラ8
は前記制御回路713によって駆動され前記各アナログ
スイッチ302.303 。Also, 8 is a switch controller, and this controller 8
are driven by the control circuit 713 and each of the analog switches 302, 303.
304.305.701.702.703 。304.305.701.702.703.
704.711を開閉制御するようになっている。具体
的には時刻t1において制御回路713はコントローラ
8に第2.第4.第6.第7゜第9のアナログスイッチ
303,305,702゜703.711のみを閉成す
るよう指令する。704.711 is designed to open and close. Specifically, at time t1, the control circuit 713 causes the controller 8 to control the second. 4th. 6th. A command is given to close only the 7th and 9th analog switches 303, 305, 702, 703 and 711.
そして制御回路713はその状態を自己のクロックパル
スカウンタ712が所定数のクロックパルスをカウント
する期間T、続けられるよう制御する。この期間T1が
終了する時刻ttにおいて制御回路713は今度はコン
トローラ8に第11第3のアナログスイッチ3θ2,3
θ4のみを閉成するよう指令する。そして制御回路71
3はその状態を自己のクロック、+ルスカウンタ712
が所定数のクロック/母ルスをカウントする期間T、続
けられるよう制御する。又、この制御回路713は期間
T、が終了する直前に前記コン、fレータ710の出力
によってバッファアンf709への入力電圧の極性が正
であるか負であるかを判別し、その結果をコントローラ
8に伝達する。コントローラ8は期間T8が終了するタ
イミングで入力電圧の極性が正のときには第5のアナロ
グスイッチ701を閉成させかつ負のときには第8のア
ナログスイッチ704を閉成させる。勿論このとき他の
アナログスイッチはすべて開放されている。この期間T
、の終了する時刻t、においが制御回路713[己のク
ロックツfルスカウンタ712に再度クロック・fルス
をカウントさせる。今度はこのカウント動作は前記コン
パレータ710の出力がゼロにガることにより停止され
る。この停止時刻をt、とし、その期間T3においてク
ロックツ(ルスカウンタ712によりカウントされたカ
ウント数はディノタルな重量測定情報を与えるようにな
っている。Then, the control circuit 713 controls this state so that it continues for a period T during which its own clock pulse counter 712 counts a predetermined number of clock pulses. At time tt when this period T1 ends, the control circuit 713 now controls the controller 8 to switch the eleventh and third analog switches 3θ2, 3.
A command is given to close only θ4. and control circuit 71
3 indicates the state by its own clock, +rus counter 712
is controlled so that it continues for a period T during which it counts a predetermined number of clocks/mother pulses. Also, just before the end of the period T, the control circuit 713 determines whether the polarity of the input voltage to the buffer amplifier f709 is positive or negative based on the output of the converter/f regulator 710, and sends the result to the controller. 8. The controller 8 closes the fifth analog switch 701 when the polarity of the input voltage is positive and closes the eighth analog switch 704 when the polarity of the input voltage is negative at the timing when the period T8 ends. Of course, all other analog switches are open at this time. This period T
At time t when , ends, the odor causes the control circuit 713 [its own clock pulse counter 712 to count the clock pulses again. This counting operation is now stopped when the output of the comparator 710 reaches zero. This stop time is designated as t, and the count number counted by the clock counter 712 during the period T3 provides diary weight measurement information.
このような本発明実施例装置の動作は以下のようになる
。すなわち、今直流電源101の電圧を”l、抵抗体2
01 、202 、20.9 。The operation of the apparatus according to the embodiment of the present invention is as follows. That is, now the voltage of the DC power supply 101 is "l", and the resistor 2 is
01, 202, 20.9.
204の抵抗値をそれぞれR1r R1+ R3rR4
、抵抗205,206,207の抵抗値をそれぞれRZ
r RZT + R8とするとロードセル2の出力E
iは第2図の関係から
・・・・・・・・・ (1)
となる。そこで例えばR,= R1= R,= R4=
Rでロードセル2に荷重がかかったときの抵抗変化分
をδとすると上記(1)式は
となる。今R2ζRZT とすると上記(2)式はと
ガる。δは荷重に比例した出力であるからロードセル2
の定格荷重をFn、負荷荷重をF、口るから上記(3)
式は
fi
となる。このロードセル2の出力Eiは低域フィルター
6で重畳されている交流成分をカットされて直流増幅器
3に入力される。204 resistance value respectively R1r R1+ R3rR4
, the resistance values of resistors 205, 206, and 207 are RZ
If r RZT + R8, output E of load cell 2
From the relationship shown in Figure 2, i becomes... (1). So, for example, R,= R1= R,= R4=
If the resistance change when a load is applied to the load cell 2 at R is δ, the above equation (1) becomes as follows. Now, if we set R2ζRZT, the above equation (2) is clear. Since δ is the output proportional to the load, load cell 2
The rated load is Fn, the applied load is F, so the above (3)
The formula becomes fi. The output Ei of the load cell 2 is inputted to the DC amplifier 3 after the superimposed AC component is cut by the low-pass filter 6 .
今、時刻t1においてスイッチコントローラ8によりア
ナログスイッチ303.305 。Now, at time t1, the analog switches 303 and 305 are activated by the switch controller 8.
702.703.711が閉成されると直流増幅器3で
は演算増幅器301が自己のオフセット電圧V301と
バイアス回路9で設定される電圧■、との差電圧を抵抗
306,307で決定さし、電圧A I (viot
VQ )を出力する。この電圧A I (vio
t v、 )は=t 77” ンサ30,8、抵抗3
09、第4のアナログスイッチ3050回路によってコ
ンデンサ308に充電される。一方、基準電圧用電源1
の演算増幅器103の出力は(1+A t ) (E
t +V+os V+o* )となる。When 702, 703, and 711 are closed, the operational amplifier 301 in the DC amplifier 3 determines the difference voltage between its own offset voltage V301 and the voltage set in the bias circuit 9 using resistors 306 and 307, and the voltage A I (viot
VQ) is output. This voltage A I (vio
t v, ) = t 77” Sensors 30, 8, Resistors 3
09, the capacitor 308 is charged by the fourth analog switch 3050 circuit. On the other hand, reference voltage power supply 1
The output of the operational amplifier 103 is (1+A t ) (E
t +V+os V+o*).
従って基準電圧用電源1からA/′D変換器70基準電
圧発生器706に供給される基準電圧−■。Therefore, the reference voltage -■ is supplied from the reference voltage power supply 1 to the A/'D converter 70 and the reference voltage generator 706.
は
となる。したがって時刻も、においてアナログスイッチ
702.703が閉成するとアナログスイッチ702、
コンデンサ7θ5、アナログスイッチ703の経路によ
ってコンデンサ705には図示極性に−V、が充電され
る。さらに時刻t1においてはアナログスイッチ711
が閉成されているので、コンパレータ710の出力端子
から積分器708の演算増幅器707の非反転入力端子
(+)への負帰還ルーツが形成されて演算増幅器207
への差動入力電圧を常にゼロとするように作用するので
積分器708は積分動作を停止している。そしてこの状
態は時刻t1〜1.1でのT1期間にわたって行なわれ
る。Hato becomes. Therefore, when the analog switches 702 and 703 close at the time, the analog switches 702 and 703 close,
The capacitor 705 is charged with −V with the illustrated polarity through the path of the capacitor 7θ5 and the analog switch 703. Furthermore, at time t1, the analog switch 711
is closed, negative feedback roots are formed from the output terminal of the comparator 710 to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 707 of the integrator 708.
Since the integrator 708 acts to always make the differential input voltage to zero zero, the integrator 708 stops integrating. This state continues for a period T1 from time t1 to time t1.1.
時刻t3になるとアナログスイッチ303゜305.7
02,703,711が開放し、換って第1.第3のア
ナログスイッチ302゜304が閉成される。すると今
度はロードセル2の出力Elが直流増幅器3で増幅され
るようになり、演算増幅器301出力はAI” (Ei
+Vso+)となる。ところで期間TIにおいてコン
デンサ308には電圧A、・V3QIが充電され、それ
がアナログスイッチ305の開放により保持されている
ので、直流増幅器3の出力、つまり第3のアナログスイ
ッチ3θ4出カバ
A、・(El+Vso+) AI(Vso+ Ve)−
AI(Ei Ve)となる。これは演算増幅器301
のオフセット電圧V3G+が除去されたことを示してい
る。又、第3のアナログスイッチ3θ4出力はバイアス
回路9の設定により正・負両極に任意に設定できること
を示している。このアナログスイッチ304出力はA、
/b変換器70入力となり、この値はロードセル2にか
かる荷重により正・負に変化する。そしてこの信号電圧
−AI (El −V、 )はA/D変換器7に入力さ
れる。今、基準電圧発生器706のコンデンサ705に
は−vrの電圧が保持されているので−A+ (EI
Ve )をまとめて−町。として考えればバッファア
ン7°709の非反転入力端子(+)には(−Vr)+
(−EI0)なる電圧が入力される。そしてこの電圧は
パッファアンノyo9f介して積分器70Bで積分され
る。ところでA/D変換器7のコンデンサ715には期
間T1において負帰還ルーツが形成されたことによって
(−vr +V?07 )の電圧がすでに充電されてい
る。一方、期間T、においては積分器708の演算増幅
器707の反転入力端子(−)には(Vr)+(1is
o)+vyoy(’)電圧が入力される。したがって演
算増幅器707の出力V。は
Vo=−[((−E +o)+(−4r)+V7o7
) −((−Vr)+Vyot )’] X AO=−
EloIIAo・・・川・・・(7)(但しA、は演算
増幅器7θ7の閉ルーツ利得である。)
となる。すなわちロードセル2の出力に対応した電圧が
出力される。At time t3, analog switch 303°305.7
02,703,711 is opened, and the first. The third analog switch 302-304 is closed. Then, the output El of the load cell 2 is amplified by the DC amplifier 3, and the output of the operational amplifier 301 becomes AI'' (Ei
+Vso+). By the way, during the period TI, the capacitor 308 is charged with the voltage A, .V3QI, and is held by opening the analog switch 305, so that the output of the DC amplifier 3, that is, the third analog switch 3θ4 output cover A, . El+Vso+) AI(Vso+Ve)−
It becomes AI (Ei Ve). This is the operational amplifier 301
This shows that the offset voltage V3G+ has been removed. Further, it is shown that the third analog switch 3θ4 output can be arbitrarily set to either positive or negative polarity by setting the bias circuit 9. This analog switch 304 output is A,
/b converter 70 input, and this value changes between positive and negative depending on the load applied to the load cell 2. This signal voltage -AI (El -V, ) is then input to the A/D converter 7. Now, since the capacitor 705 of the reference voltage generator 706 holds a voltage of -vr, -A+ (EI
Ve) together - town. Considering this, the non-inverting input terminal (+) of the buffer amplifier 7°709 has (-Vr)+
A voltage of (-EI0) is input. This voltage is then integrated by an integrator 70B via a puffer antenna yo9f. By the way, the capacitor 715 of the A/D converter 7 has already been charged with a voltage of (-vr +V?07) due to the formation of negative feedback roots during the period T1. On the other hand, during the period T, the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 707 of the integrator 708 has (Vr)+(1is
o)+vyoy(') voltage is input. Therefore, the output V of operational amplifier 707. is Vo=-[((-E +o)+(-4r)+V7o7
) −((−Vr)+Vyot )′] X AO=−
EloIIAo... River... (7) (where A is the closed roots gain of the operational amplifier 7θ7). That is, a voltage corresponding to the output of the load cell 2 is output.
この積分器708による積分は時刻1.〜t。The integration by this integrator 708 is performed at time 1. ~t.
までのT8期間にわたって行なわれる。そして時刻t、
になる直前においてコン、fレータ710の出力によっ
てバッファアンfvoyへの入力電圧の極性が正になっ
ているか、負になっているか制御回路713によって検
知される。すなわち積分器708によって積分されてい
るレベルの極性が正になっているか負になっているか検
知されることになる。例えば制御回路713がコントロ
−ラ710の出力により積分器70B出力が負になって
いることを検知すると時刻t。This is carried out over the T8 period up to. And time t,
The control circuit 713 detects whether the polarity of the input voltage to the buffer amplifier fvoyy is positive or negative, based on the output of the converter f-lator 710, just before the input voltage fvoyy becomes positive or negative. That is, it is detected whether the polarity of the level integrated by the integrator 708 is positive or negative. For example, when the control circuit 713 detects that the output of the integrator 70B has become negative based on the output of the controller 710, the time t occurs.
になるタイミングおいてコントローラ8に第1゜第3の
アナログスイッチ3o21304を開放して第8のアナ
ログスイッチ704を閉成することを指令する。これは
第3図に等価回路を示すようにバッファアン7″7o9
への入力を圧が0♂ルトになることを示す。一方、制御
回路713はクロックペルスカウンタ712によって時
刻t、になるとともにクロック・ぐルスのカウントを開
始させる。バッファアンシフo9への入力電圧がONシ
ルトなると積分器70Bに積分されている電圧が徐々に
放電され、やがて時刻t、において電圧レベルがゼロと
なり、コンパレータ710出力レベルがゼロとなる。コ
ンパレータ710出力レベルがゼロK ナル、!: f
e制御回路713は自己のクロックパルスカウンタ71
2によるクロックツ4ルスのカウント動作を停止させる
。したがってクロックパルスヵウンタフ12は時刻t、
〜t、までのT1期間クロックツ4/ルスをカウントす
ることに々る。ところでT、期間は積分器70Bに積分
されている電圧レベルに比例しており、積分器70Bに
積分されている電圧はロードセル2の出力に比例してい
るので結局クロックパルスカウンタ712によって期間
T、にわたってカウントされたりpツク・9ルスのカウ
ント数はロードセル2によって測定された荷重量をデイ
レベル的に表わすことになる。又、例えば制御回路71
3がコン・ヤレータ710の出力により積分器708出
力が正になっていることを検知すると時刻t、になるタ
イミングにおいてコントローラ8に第1゜第3のアナロ
グスイッチ302.304を開放して第5のアナログス
イッチ101を閉成することを指令する。これは第4図
に尋価回路を示すようにバッファアンf709への入力
電圧が”r) ” (’/r) gルトになることを示
す。At the timing of , the controller 8 is commanded to open the first third analog switch 3o21304 and close the eighth analog switch 704. This is as shown in the equivalent circuit in Figure 3.
Indicates that the input pressure is 0♂. On the other hand, the control circuit 713 causes the clock pulse counter 712 to start counting the clock pulses at time t. When the input voltage to the buffer unshift o9 is turned ON, the voltage integrated by the integrator 70B is gradually discharged, and eventually the voltage level becomes zero at time t, and the output level of the comparator 710 becomes zero. Comparator 710 output level is zero K null! : f
e control circuit 713 has its own clock pulse counter 71
2 stops the clock pulse counting operation. Therefore, the clock pulse counter 12 is at time t,
It is useful to count the clock pulses during the T1 period from ~t. By the way, the period T is proportional to the voltage level integrated by the integrator 70B, and the voltage integrated by the integrator 70B is proportional to the output of the load cell 2, so the period T, is determined by the clock pulse counter 712. The number of counts counted over the period of 9 hours represents the load amount measured by the load cell 2 on a daily level basis. Also, for example, the control circuit 71
3 detects that the output of the integrator 708 is positive due to the output of the converter 710, and at time t, the controller 8 opens the first and third analog switches 302 and 304 and switches the fifth The analog switch 101 is commanded to be closed. This means that the input voltage to the buffer amplifier f709 becomes "r)"('/r) as shown in the circuit shown in FIG.
この場合も前記負のときと同様制御回路713は時刻1
mにおいてクロックパルスのカウントを開始する。バッ
ファアンノア09への入力電圧−2Vrと積分器70B
の積分出力との極性が逆になっているので入力電圧−2
vrにより積分器708に積分されている電圧が徐々に
放電され、やがて時刻t、において電圧レベルがゼロト
ナリ、コントロ−ラ710の出力レベルがゼロとなる。In this case as well, the control circuit 713 at time 1
Start counting clock pulses at m. Input voltage -2Vr to buffer annor 09 and integrator 70B
Since the polarity of the integrated output is opposite to that of the input voltage -2
The voltage integrated by the integrator 708 is gradually discharged by vr, and eventually, at time t, the voltage level becomes zero, and the output level of the controller 710 becomes zero.
この場合も前記同様カウンタ712が時刻t、〜t、t
でのT8期間クロックパルスをカウントしロードセル2
によって測定された荷重量をデイレベル的に表わすこと
になる。In this case as well, the counter 712 indicates times t, ~t, t.
Count the clock pulses during the T8 period at load cell 2.
The amount of load measured by is expressed in terms of day level.
以上ロードセル2からのA/D変換器7に対する入力電
圧が負のときと正のときとを時間−積分器出力の関係で
示せば第5図の(&) 、 (b)に示すようになる。The relationship between time and integrator output when the input voltage from the load cell 2 to the A/D converter 7 is negative and positive is shown in (&) and (b) in Figure 5. .
期間TtVCおける積分器70Bの出力V。+t′i時
刻t、におけるコンデンサ716の充電電圧がゼロであ
れば
・・・・・・・・・(8)
となる。又、期間T、における積分器70&の出力■。Output V of integrator 70B during period TtVC. +t'i If the charging voltage of the capacitor 716 at time t is zero, then (8). Also, the output of the integrator 70& during the period T.
、は
・・・・・・・・・ (9)
となる。そしてyet ”’ YOIであるので、とな
る。, is... (9). And yet ``' YOI, so it becomes.
あるから
・・・・・・・・・ a磨
そしてV、。s VIOf がカウンタ71201
カウント当りの電圧に対して無視できるときはとなる。Because there is... A and V. s VIOf is the counter 71201
When the voltage per count is negligible, it becomes .
ところで、上述したようにこの装置に使用されるA/D
変換器7は正・負の両入力電圧に対して動作するもので
あるから、例えばロードセル2に最大荷重Wnのちょう
ど1/2の荷重、すなわちWn/2がかかったときA/
′D変換器1への入力電圧レベルがちょうどゼロになる
ように、バイアス回路9のポテンシオメータ902を調
整する。これをグラフで示せば第6図に示すようになる
。すなわちロードセル2に対する荷重がゼロのときA/
D変換器7への入力がP2で正となり、ロードセル2に
対する荷重がWn/2のときA/I)変換器7への入力
がゼロで、かつロードセル2に対する荷重が最大のWn
のとき1勺変換器7への入力がP、で負となるようにバ
イアス回路9を調整する。なお、μmドセル2に対する
初荷重の補正範囲がA/′D変換器7への入力レベルで
示すとP1〜P、に設定されている。こうすることによ
りA/b変換器7としてはP、〜P、の範囲、つまり正
〜負の範囲の入力に対して動作させることができる。例
えばA/′D変換器7を単極性で動作させた場合にはW
nの荷重に対してい変換器7への入力電圧がo−p、、
o−p、の範囲に限定されてしまうからロードセル2と
して荷重に対して出力の大きい高感度のものが使用でき
ない問題がある。この点本発明装置はい変換器7として
正極〜負極までの範囲、つまりP1〜P、の範囲で動作
できるものを使用し、そのA/D変換器7をバイアス回
路9を使用することによってロードセル2に対して有効
に作用させるようにしているので、ロードセル2として
高感度のものが使用できる。したがって精度の高い重量
測定を行なうことができる。しかも正極、負極における
入力はそれぞれ0−P、。By the way, as mentioned above, the A/D used in this device
Since the converter 7 operates with respect to both positive and negative input voltages, for example, when a load of exactly 1/2 of the maximum load Wn, that is, Wn/2, is applied to the load cell 2, A/
'Adjust the potentiometer 902 of the bias circuit 9 so that the input voltage level to the D converter 1 is exactly zero. This can be expressed graphically as shown in FIG. In other words, when the load on load cell 2 is zero, A/
When the input to the D converter 7 is positive at P2 and the load on the load cell 2 is Wn/2, A/I) The input to the converter 7 is zero and the load on the load cell 2 is maximum Wn.
The bias circuit 9 is adjusted so that the input to the converter 7 becomes negative at P. Incidentally, the correction range of the initial load for the μm docel 2 is set to P1 to P, expressed as the input level to the A/'D converter 7. By doing so, the A/b converter 7 can be operated for inputs in the range P, -P, that is, in the positive to negative range. For example, when the A/'D converter 7 is operated unipolar, W
For a load of n, the input voltage to the converter 7 is op,
Since the load cell 2 is limited to the range of op, there is a problem in that a highly sensitive one having a large output with respect to the load cannot be used as the load cell 2. In this regard, the device of the present invention uses a converter 7 that can operate in the range from positive to negative, that is, P1 to P, and the A/D converter 7 is connected to the load cell by using the bias circuit 9. Therefore, a highly sensitive load cell 2 can be used as the load cell 2. Therefore, highly accurate weight measurement can be performed. Moreover, the inputs at the positive and negative poles are 0-P, respectively.
0〜P、の範囲でよく、したがって入力に対して例えば
60,000カウントの分解能が要求されてもそれぞれ
の極性においては30,000カウントの分解能があれ
ばよく比較的安価なものが使用できて経済性にすぐれ充
分に実用に適する。0 to P, so even if a resolution of 60,000 counts is required for the input, a resolution of 30,000 counts is sufficient for each polarity and a relatively inexpensive one can be used. It is highly economical and fully suitable for practical use.
この黒率極性のA/D変換器で同等の分解能を得るため
にはo−p、又はPsの範囲の入力に対して60,00
0カウントの分解能のものが要求され精度が高く高価な
ものが要求される。又、A/D変換器7においては先ず
クロック・ヤルスカウンタ712が所定数のクロックパ
ルスをカウントする時間積分器708への直流増幅器3
出力の積分を行なわせ、続いて積分器708に積分され
ている電圧の放電を開始させるとともにクロック・母ル
スカウンタ712にクロックパルスをカウントさせ積分
器708に積分されている電圧のレベルがゼロとなった
タイミングでカウンタ7120力ウント動作を停止させ
、そのときのカウンタ712のカウント数にもとすいて
ディジタルな重量信号を得るようにしているので、例え
ば電圧降下等の原因でクロックパルスの・臂ルス間隔が
狂うことがあっても、それによって期間T8における積
分器708の積分時間が変化するから期間T、における
クロック・ヤルスカウンタ712のクロックi’fルス
のカウント数はクロックパルスの・9ルス間隔の乱れに
影替されず常に正しい値を示す。しかもコンデンサ30
8にバイアス回路9からの電圧A1・(VS。+V*)
を充電するとともにロードセル2の出力を演算増幅器3
01で増幅した出力A、・(El+V、。1)を充電す
るようにしてA/11)変換器7への入力をA+(E+
Vs)としているので、演算増幅器301のオフセ
ット電圧V、。1を除去することができA/’D変換器
7への入力を確実に荷重に対応した電圧にできる。In order to obtain equivalent resolution with this black rate polarity A/D converter, 60,000
A device with zero count resolution is required, and a highly accurate and expensive device is required. Also, in the A/D converter 7, the clock counter 712 first connects the DC amplifier 3 to the time integrator 708 that counts a predetermined number of clock pulses.
The output is integrated, and then the voltage integrated by the integrator 708 starts discharging, and the clock pulse counter 712 is caused to count clock pulses so that the level of the voltage integrated by the integrator 708 becomes zero. The counter 7120 stops the force counting operation at the timing when the clock pulse reaches 100, and a digital weight signal is obtained based on the count number of the counter 712 at that time. Even if the pulse interval may be deviated, the integration time of the integrator 708 in the period T8 changes accordingly, so the count number of the clock i'f pulse of the clock pulse counter 712 in the period T is 9 pulses apart from the clock pulse. It always shows the correct value without being affected by disturbances. Moreover, capacitor 30
8, voltage A1 from bias circuit 9 (VS.+V*)
At the same time, the output of load cell 2 is transferred to operational amplifier 3.
The input to the A/11) converter 7 is changed to A+(E+
Vs), the offset voltage V, of the operational amplifier 301. 1 can be removed, and the input to the A/'D converter 7 can be reliably set to a voltage corresponding to the load.
なお、第6図においてはロードセル2に対する荷重がゼ
ロのときA//D変換器7への入力が正のP8となるよ
うにしたがかならずしもこれに限定されるものではなく
、逆に負のP、となるようにしてもよく、この場合ロー
ドセル2に対する荷重が最大のWnのときA/を変換器
7への入力が正のP8となり、第6図のちょうど逆の関
係となる。In FIG. 6, when the load on the load cell 2 is zero, the input to the A//D converter 7 is set to positive P8, but this is not necessarily the case; In this case, when the load on the load cell 2 is maximum Wn, the input of A/ to the converter 7 becomes positive P8, which is just the opposite of the relationship shown in FIG.
以上祥述したようにこの発明によれば荷重に応じて電圧
信号を出力するロードセルと、このロードセル出力に応
動してディジタルな荷重信号を出力するA/D変換器と
、上記ロードセルの出力にバイアス電圧を与えるバイア
ス回路とからなり、前記A/D変換器は内部に基準電圧
発生器を設けた正・負両極性の入力に対して動作可能な
ものを使用し、前記バイアス回路は前記ロードセルに最
大荷重の略半分の荷重がかかったときに上記A/D変換
器への入力レベルがちょうどぜ口となるように上記ロー
ドセルの出力にバイアス電圧を与えるようにしているの
で、精度の良い重量測定を行なうことができ、しかも経
済性にすぐれて実用に充分適する重量測定装置を提供で
きるものである。As described above, the present invention includes a load cell that outputs a voltage signal in accordance with the load, an A/D converter that outputs a digital load signal in response to the load cell output, and a bias for the output of the load cell. The A/D converter is equipped with an internal reference voltage generator and is operable with inputs of both positive and negative polarities, and the bias circuit is configured to apply a voltage to the load cell. A bias voltage is applied to the output of the load cell so that when approximately half the maximum load is applied, the input level to the A/D converter is just at the peak, allowing for highly accurate weight measurement. Therefore, it is possible to provide a weight measuring device which is capable of carrying out the following tasks, is highly economical, and is fully suitable for practical use.
第1図はこの発明の実施例を示す回路構成図第2図はロ
ードセルの等価回路図、第3図は入力電圧が負のときの
積分器入力部の等価回路図第4図は入力電圧が正のとき
の積分器入力部の等価回路図、第5図は積分器の動作特
性を示すグラフで(a)は入力電圧が負のときのグラフ
、(b)は入力電圧が正のときのグラフ、第6図は^7
均変換器の動作特性を示すグラフである。
1・・・基準電圧用電源、2・・・ロードセル、3・・
・直流増幅器、7・・・A/D変換器、706・・・基
準電圧発生器、708・・・積分器、713・・・制御
回路、9・・・バイアス回路、902・・・ポテンシオ
メータ。Fig. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention. Fig. 2 is an equivalent circuit diagram of a load cell. Fig. 3 is an equivalent circuit diagram of an integrator input section when the input voltage is negative. The equivalent circuit diagram of the integrator input section when the input voltage is positive. Figure 5 is a graph showing the operating characteristics of the integrator. (a) is the graph when the input voltage is negative, and (b) is the graph when the input voltage is positive. The graph, Figure 6 is ^7
It is a graph which shows the operating characteristic of an equalizer. 1... Reference voltage power supply, 2... Load cell, 3...
- DC amplifier, 7... A/D converter, 706... Reference voltage generator, 708... Integrator, 713... Control circuit, 9... Bias circuit, 902... Potentiometer .
Claims (1)
ードセル出力に応動してディジタルな荷重信号を出力す
るの変換器と、上記ロードセルの出力にバイアス電圧を
与えるバイアス回路とからなり、前記の変換器は内部に
基準電圧発生器を設けた正・負両極性の入力に対して動
作可能なものを使用し、前記79477回路は前記ロー
ドセルに最大荷重の略十分の荷重がかかったときに上記
の変換器への入力レベルがちょうどゼロとなるように上
記ロードセルの出力にバイアス電圧を与えるようにした
ことを特徴とする重量測定装置。The converter consists of a load cell that outputs a voltage signal according to the load, a converter that outputs a digital load signal in response to the output of the load cell, and a bias circuit that applies a bias voltage to the output of the load cell. The 79477 circuit uses an internal reference voltage generator that can operate with inputs of both positive and negative polarities, and the 79477 circuit performs the above conversion when a load approximately sufficient to the maximum load is applied to the load cell. A weight measuring device characterized in that a bias voltage is applied to the output of the load cell so that the input level to the load cell becomes exactly zero.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5211283A JPS58174816A (en) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | Weitgh measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5211283A JPS58174816A (en) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | Weitgh measuring device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4660877A Division JPS53131883A (en) | 1977-04-22 | 1977-04-22 | Weight measuring apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58174816A true JPS58174816A (en) | 1983-10-13 |
Family
ID=12905776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5211283A Pending JPS58174816A (en) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | Weitgh measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58174816A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS539571A (en) * | 1976-07-14 | 1978-01-28 | Kubota Ltd | Weighing system |
-
1983
- 1983-03-28 JP JP5211283A patent/JPS58174816A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS539571A (en) * | 1976-07-14 | 1978-01-28 | Kubota Ltd | Weighing system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5998971A (en) | Apparatus and method for coulometric metering of battery state of charge | |
US5253532A (en) | Temperature compensated pressure transducer with digital output for low voltage power supply | |
US11401160B2 (en) | MEMS sensor detection device and MEMS sensor system | |
JP3580817B2 (en) | Measuring amplifier | |
US5155445A (en) | Vernier voltage-to-digital converter with a storage capacitance selectable in magnitude | |
JPS58174816A (en) | Weitgh measuring device | |
JPS6244667A (en) | Circuit device balancing and adjusting diagonal branch voltage to be measured of resistance bridge circuit | |
GB1589957A (en) | Method and apparatus for determining the resistance value of an unknown resistance by measuring the conductance of that resistance | |
JPS5816461B2 (en) | weight measuring device | |
JPS5833494B2 (en) | weight measuring device | |
JPS6193916A (en) | Weight measuring instrument | |
JPH0256617B2 (en) | ||
JPH05172877A (en) | Measuring device for resistance value and capacitance value | |
SU896633A1 (en) | Analogue integrator | |
SU1224757A1 (en) | Charge calibrator | |
JP2003035732A (en) | Method for measuring infinitesimal capacitance and infinitesimal capacity measuring circuit | |
SU855534A1 (en) | Device for measuring direct-current resistance | |
JPH0246881B2 (en) | TEIKOBURITSU JINOHENDORYONOHYOJISOCHI | |
JPS6329212A (en) | Piezoelectric dynamic quantity sensor | |
JPS5836535B2 (en) | A-D Henkanki | |
JPH0537248Y2 (en) | ||
SU1252730A1 (en) | Device for measuring acceleration | |
JPH0334028B2 (en) | ||
JPS62162927A (en) | Span and zero point adjusting device for load cell scale | |
JP2578857B2 (en) | Integral type A / D converter |