JPS58212207A - 電圧増幅回路の零点補正装置 - 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】 ２７−′ 本発明はロードセルを使ったばかりの増巾回路、あるい
は温度計などの増巾回路において、零点のドリフトを補
正する装置に関するものである。

ロードセルを使ったばかシなどの場合、ロードセルの出
力が微少なために増巾回路の増中度は１００倍以上と大
きいのが普通である。このような場合に、零点のドリフ
トがあるとドリフトも増巾されてしまい、増巾回路の出
力がこのために飽和してしまって測定できなくなるとい
う問題があった。これを防ぐために従来は、ドリフトの
要因となる回路素子、たとえば抵抗やオペアンプ、動作
温度などのバラツキを小さくするためにこれらの部品の
選別や、あるいは部品単体のドリフトの少ないものを選
別するなどして、高価な部品による回路を構成すること
によって上記問題に対処していた。

本発明は、これらの欠点を除くために、零調整時に、増
巾回路の零補正を自動的に行い、短時間の測定時間内の
み零補正を継持して、上記の問題点を安価にとり除く方
法を提供する。

３　パ−−二 測定点の電圧を増巾する電圧増巾回路の出力と第２の基
準点電位を比較する電圧比較回路を設け、この電圧比較
回路の出力電圧を零補正スイッチが押されている間コン
デンサに蓄えると共に、この電圧を常に前記電圧増巾回
路の他の入力に帰還することによって、短時間の期間零
補正を行うものである。

第１図は、ロードセルＩｂｃを用いた電子式はかりに本
発明を実施した一実施例である。

特に本発明はこのようなはかりを実装した電子レンジの
ような、はかりとしての測定が短時間で終了し、かつ風
袋引などの操作を行うことが必然であるような簡単な用
途に適している。

まずロードセルＲｘは、固定抵抗Ｒ１と直列に電源＋Ｖ
と一■の間に接続されその中点（Ｂ点）は抵抗Ｒ７を通
して演算増巾器ｏＰ１の反転側入力端子１に接続されて
いる。また１電源＋Ｖと−■：１ の間に接続された抵抗Ｒ４とＲ５の接続点Ｅ点は抵抗Ｒ
８を通して前記演算増巾器ＯＰ１の非反転側入力２に接
続されている。またＯＰｌの反転入力１と出力３の間に
は帰還抵抗Ｒ６が接続されている。

以上の状態では、Ｂ点の電圧は、出力３にＥ点の電圧を
基準にした反転増巾されて出てくる。さて、以上のよう
に、この部分は、基準点電位（Ｅ点）に対して、測定点
（Ｂ点）電位を増巾する電圧増巾回路となっており、そ
の出力は基本的にはＡ点電位とＢ点電位の差を増巾する
。

第１図では反転増巾として説明したが、差動増巾回路と
して構成しても良い。

さて、このままで、もしも風袋引などをする場合、Ｒｘ
の抵抗値が無荷重のときとは異っているので、電圧増巾
回路の出力はすでに、ある重さに相当する出力を０点に
出力している。これは無荷重の場合でも各抵抗のバラン
スがくずれたような場合も同じである。ところが、０点
以降に接続されるであろう制御回路（図示せず、マイコ
ンなどを使っ１１ま た重量計算、表示などをする部分）は、第２の基準点電
位（Ｆ点）を重量零として計算するようにしである場合
に、上記のように０点に電圧が現れ５　／・− ると重量が零となってしまう、この欠点をおぎなうため
に、制御回路の方でこの時点の電圧を重量零と換算する
事も可能であるが、そのようにするためには、（必要な
測定重量）＋（風袋引可能な重量）＋（零点ドリフトに
よる変動）の３つの要因を加えた変動範囲をダイナミッ
クレンジとする測定系が必要になってしまう。一般に、
ダイナミックレンジを大きくすると精定精度が低下する
ので、安価な方法では使いものにならない回路となって
しまう。

そこで本発明は、ダイナミックレンジを、必要な測定重
量の範囲のみに限定して精度を向上させる手段を提供す
るもので、前述の回路に以下に述べる回路を付加するだ
けで目的を達することができる。

まず、風袋引、あるいは零点補正時に出力Ｃ点の電圧を
第２の基準点電位Ｆ点に等しくすれば、良い事は明白で
あり、このためには、′電圧増巾回路の基準側入力端の
電圧を変化させれば良い事は良く知られている。本発明
は、この原理を用いて６、−二、。

いるが、その特徴は自動的に零補正を行うところにある
。

まず、０点出力とＦ点電位を比較する演算増巾器ＯＰ２
を用いた電圧比較回路、その出力Ｇ点をスイッチング素
子Ｓを介して抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１の直列回路が電
源−■の間に接続されている。また抵抗Ｒ２とコンデン
サＣ１との接続点り点の電位は、インピーダンス変換の
ために設けられたボルテージフォロワー〇Ｐ３を介して
、抵抗Ｒ３を通して前記電圧増巾回路の基準側入力点Ａ
点に帰還されている。

さて、スイッチング素子Ｓは、風袋引などのスイッチが
押されたとき閉じられるスイッチであもこの時、Ｃ点電
位が第２の基準点電位Ｆ点より高ければ電圧比較回路の
出力は低くなる。従って、スイッチング素子Ｓが閉じら
れているので抵抗Ｒ２を通ってコンデンサＣ１の電圧を
低くなる。

従ってボルテージフォロワー〇Ｐ３を通って前記電圧増
巾器の基準側入力Ａ点の電位も低くなる。

従って電圧増巾器の出力も低くなって、最後には７　・
〜−・ Ｆ点と一致する。

この時、スイッチング素子ｓｌ開放すれば、コンデンサ
Ｃにはその時点（すなわち電圧増巾回路の出力がＦ点と
等しくなった時）の電圧が保持されており、ボルテージ
フォロワーを介してＡ点に印加されつづけているので、
この時点の出力が重量零となる。これ以降、はかりに荷
重をかけると、それに応じた出力が０点にあられれるた
めに重量を測定することができる。

なお、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷はしたいに放電
してゆくために零点が移動してゆくが、許容誤差範囲の
間に測定が完了するようにしておけば問題はない。

以上のように本発明は、風袋引などの零補正の間のみコ
ンデンサに補正に必要な電圧全蓄え、補正終了後もコン
デンサに蓄えられた電圧を電圧増巾回路に帰還すること
によって零補正を行う簡便１１　・・： な方法である。

第２図は、アナログディジタルコンバーターを内蔵した
１チップマイクロコンピュータ−を用いた本発明の他の
実施例である。

１ｏはマイクロコンピュータ−である。その内部には、
１１で示されたアナログディジタルコンバーターを始め
、メモリーや制御部、さらには出力バッファ１２などよ
り成る多くの回路が組み込まれており、プログラムされ
た手順に従って動作する。この機能を用いて、第１図で
示した回路のいくつかの機能をマイクロコンピュータ−
の内部で処理することができる。

第２図において、Ｒｘ　、　Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７１
Ｒｅ　、　Ｒ６，Ｒｓ　、　ＯＰｌ　、ＯＦ２　、　Ｒ
２、ＣＩは第１図の場合と同じである。さて、電圧増巾
器の出力はマイクロコンピュータ−のアナログ・デジタ
ル変換回路の入力１３に接続され、アナログ・デジタル
変換回路によって電圧を読み込まれる。

ｔたＴｒｌ、　Ｔｒ２はマイクロコンピュータ−からの
制御によって、オ也又はオフとなって、抵抗Ｒ２９ペー
ジ またマイクロコンピュータ−１０の内部では、そのプロ
グラムによって、０点の電圧と第２の基準点電圧Ｆ′と
を比較し、その大小によって前記のトランジスタＴｒ１
．Ｔｒ２をオン又はオフにする。従ってこれらプログラ
ムで構成された部分は第１図における電圧比較回路ＯＰ
２に相当する。

図でこれの働きをする部分を１３と記しておく。

このようにマイクロコンピュータ−を用いることによっ
て、その内部にいくつかの機能をおさめることができる
が、動作は第１図で説明した場合と全く同一である。

以上説明したように本発明によれば次のような効果が期
待できる。

（１）零点補正を行う時に閉となるスイッチング素子を
用い、この閉となっている期間の電圧が零になるように
コンデンサに電圧を蓄えているので、任意の零点補正を
行うことができる。

（２）簡単に自動零補正が行える。

１０、、、・ は本発明の他の実施例を示す回路図である。

ｏＰｌ・・・・・・電圧増巾回路を構成する演算増巾器
、ＯＦ２・・・・・・電圧比較回路を構成する演算増巾
器、Ｓ・・・・・・スイッチング素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基準点電位（Ｅ点）に対する測定点電位（Ｂ点）を増幅
   するだめの、反転、非反転入力を有する増幅回路の反転
   、非反転のいずれか一方に前記測定点電位を接続すると
   ともに他の入力に前記基準点電位を接続した電圧増幅回
   路ともう１つの反転。 非反転入力を有するもう１つの増幅回路の一方の入力に
   他の基準点電位（Ｆ点）を接続するとともに、他の入力
   に前記電圧増幅回路の出力（０点）を接続した電圧比較
   回路と、この電圧比較回路の出力に、スイッチング素子
   Ｓと、抵抗（Ｒ２）およびコンデンサＣ１の直列回路を
   接続し、このコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２の接続点（Ｄ点
   ）の電圧をボルテージフォロワを介して、前記電圧増幅
   回路の前記基準点電位の接続された入力に帰還せしめた
   電圧増幅回路の零点補正装置。