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JP3302452B2 - Weighing device - Google Patents
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JP3302452B2 - Weighing device - Google Patents

Weighing device

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JP3302452B2
JP3302452B2 JP16849293A JP16849293A JP3302452B2 JP 3302452 B2 JP3302452 B2 JP 3302452B2 JP 16849293 A JP16849293 A JP 16849293A JP 16849293 A JP16849293 A JP 16849293A JP 3302452 B2 JP3302452 B2 JP 3302452B2
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article
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、界磁部の生成する一
定の磁界が通る位置を通過するように非磁性金属体を回
転させることにより界磁部が力を発生するようにして、
この力を利用して物品の重量を計量する計量装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for rotating a non-magnetic metal body so as to pass a position through which a constant magnetic field generated by a field portion passes, so that the field portion generates a force.
The present invention relates to a weighing device that weighs an article using this force.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、計量装置に利用されている従来
の力発生機構であり、この力発生機構は、主ヨーク1、
センターヨーク2、永久磁石3及び空隙4中に配置され
たコイル5からなっている。コイル5は、ボビン6に巻
き付けられており、ボビン6は、矢印F1 の上下方向に
可動的に支持されている。永久磁石3からの一定磁束
は、実線矢印B0 で示すようにセンターヨーク2、空隙
4及び主ヨーク1中を流れる。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional force generating mechanism used in a weighing device.
It comprises a center yoke 2, a permanent magnet 3, and a coil 5 arranged in the gap 4. Coil 5 is wound on the bobbin 6, the bobbin 6 is movably supported in the vertical direction of the arrows F 1. Constant magnetic flux from the permanent magnet 3, center yoke 2 as indicated by a solid line arrow B 0, through the space 4 and the main yoke 1 medium.

【0003】今、コイル5に電流Iを流すと、その導線
長Lの部分に矢印F2 方向にF2 =B0 ILの力が発生
(ただし、B0 は磁束密度とする。)し、この力F2
電流Iとは比例するので、この比例関係を使って電流I
の値から力F2 を測定することができる。つまり、電磁
力F2 と被計量物品の荷重に基づく力F2 が釣り合った
状態で、電流Iに基づいて物品の荷重を求めることがで
きる。
Now, when a current I is applied to the coil 5, a force of F 2 = B 0 IL is generated in the direction of the arrow F 2 in a portion of the conductor length L (B 0 is a magnetic flux density). Since this force F 2 is proportional to the current I, the current I
The force F 2 can be measured from the value of In other words, in a state where the force F 2 and the electromagnetic force F 2 based on the weight of the objects to be weighed articles are balanced, it is possible to obtain the load of the article based on the current I.

【0004】しかし、(1)コイル5に電流Iが流れる
と銅損を発生し、この銅損に相当する熱がコイル5、ボ
ビン6、センターヨーク2及び永久磁石3等の温度を上
昇させること、及び(2)コイル5に流れる電流Iによ
って生じる磁束ΔBがコイル5、ボビン6、センターヨ
ーク2及び永久磁石3等を通っているので、電流Iが変
動すると磁束ΔBも変動し、この磁束ΔBの変動によっ
て鉄損を発生し、この鉄損に相当する熱が上記各部分の
温度を上昇させることにより、コイル5に作用する磁束
密度Bを変動させる原因となる。
However, (1) copper current is generated when the current I flows through the coil 5, and the heat corresponding to the copper loss raises the temperature of the coil 5, the bobbin 6, the center yoke 2, the permanent magnet 3, and the like. And (2) Since the magnetic flux ΔB generated by the current I flowing through the coil 5 passes through the coil 5, the bobbin 6, the center yoke 2, the permanent magnet 3, and the like, when the current I fluctuates, the magnetic flux ΔB also fluctuates. Causes heat loss, and the heat corresponding to the iron loss causes the temperature of each of the above portions to rise, thereby causing the magnetic flux density B acting on the coil 5 to fluctuate.

【0005】そこで、コイル5に作用する磁束密度Bの
変動を補償するために、コイル5に作用する磁束密度B
を直接測定する磁気センサ(図示せず)を設け、磁気セ
ンサで測定して得られた磁束密度B及び上記電流Iに基
づいてF2 =BILの式より力F2 を測定する構成の力
発生機構が発明されている(特公平2-7005号公報参
照)。
In order to compensate for the variation in the magnetic flux density B acting on the coil 5, the magnetic flux density B acting on the coil 5
A magnetic sensor (not shown) for directly measuring the force F 2, and measuring the force F 2 from the formula F 2 = BIL based on the magnetic flux density B obtained by the magnetic sensor and the current I. A mechanism has been invented (see Japanese Patent Publication No. 2-7005).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公平2-7005
号公報に掲載されている力発生機構は、コイル5に作用
する磁束密度Bを磁気センサにより直接測定することに
より、磁束密度Bの変動を補償することができるが、こ
の磁気センサによる磁束密度Bの測定誤差が計量精度を
低下させるという問題がある。この問題により、物品の
計量精度を向上させるには或る一定の限界がある。そし
て、磁気センサ及びこれに付随する装置を設ける必要が
あるので、その分のコストが高くつくという問題もあ
る。
[Problems to be solved by the invention]
The force generating mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-107 can compensate for fluctuations in the magnetic flux density B by directly measuring the magnetic flux density B acting on the coil 5 using a magnetic sensor. There is a problem that the measurement error of the measurement lowers the measurement accuracy. Due to this problem, there are certain limitations in improving the weighing accuracy of articles. Further, since it is necessary to provide a magnetic sensor and a device associated therewith, there is also a problem that the cost is high.

【0007】本発明は、磁束密度の変動が小さいことに
より高い計量精度が得られる計量装置を提供することを
目的とする。
[0007] It is an object of the present invention to provide a weighing device capable of obtaining high weighing accuracy due to small fluctuations in magnetic flux density.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の発明の計量装置
は、界磁部の生成する一定の磁界を通過するように非磁
性金属体を回転させることにより上記界磁部が力を発生
するようにして、該界磁部に発生する力と被計量物品の
重量とを釣り合わせることができる上記非磁性金属体の
回転数を測定することにより上記被計量物品の重量を計
量するように構成したものである。
According to the first aspect of the present invention, the field unit generates a force by rotating a non-magnetic metal body so as to pass a fixed magnetic field generated by the field unit. Thus, the weight of the article to be weighed is measured by measuring the number of rotations of the non-magnetic metal body capable of balancing the force generated in the field portion and the weight of the article to be weighed. It was done.

【0009】第2の発明の計量装置は、駆動部によって
駆動されて回転する非磁性金属体と、該非磁性金属体に
一定の磁束を照射すると共に上記非磁性金属体の回転の
略接線方向に移動自在に設けた界磁部と、被計量物品の
重量が該界磁部の発生する力の方向と略反対の方向に上
記界磁部にかかるように構成した上記被計量物品を載せ
る載荷装置と、上記界磁部が所定の平衡位置から移動し
た距離を検出する検出部と、該検出部が検出した上記距
離に基づいて上記非磁性金属体の回転速度を制御する制
御部と、上記界磁部が上記平衡位置に位置する状態での
上記非磁性金属体の回転速度を測定する回転数測定装置
と、を具備することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a weighing device which rotates a non-magnetic metal body driven by a driving unit, irradiates the non-magnetic metal body with a constant magnetic flux, and rotates the non-magnetic metal body in a substantially tangential direction. A field portion movably provided, and a loading device for placing the article to be weighed, wherein the weight of the article to be weighed is applied to the field portion in a direction substantially opposite to the direction of the force generated by the field portion; A detection unit for detecting a distance that the field unit has moved from a predetermined equilibrium position; a control unit for controlling a rotation speed of the nonmagnetic metal body based on the distance detected by the detection unit; A rotation speed measuring device for measuring a rotation speed of the non-magnetic metal body in a state where the magnetic part is located at the equilibrium position.

【0010】[0010]

【作用】第1の発明によると、界磁部の生成する磁界を
通過するように、非磁性金属体を回転させると、フレミ
ングの右手の法則により非磁性金属体にうず電流が発生
する。非磁性金属体にうず電流が流れると、フレミング
の左手の法則により非磁性金属体の回転方向と同方向の
電磁力が界磁部に発生する。そして、この界磁部に発生
する電磁力と被計量物品の重量とを釣り合わせることが
できるように非磁性金属体の回転速度を選び、この回転
速度を計測することにより被計量物品の重量を計量する
ことができる。
According to the first aspect of the invention, when the non-magnetic metal body is rotated so as to pass the magnetic field generated by the field portion, an eddy current is generated in the non-magnetic metal body according to Fleming's right-hand rule. When an eddy current flows through the non-magnetic metal body, an electromagnetic force in the same direction as the rotation direction of the non-magnetic metal body is generated in the field portion according to Fleming's left-hand rule. Then, the rotation speed of the non-magnetic metal body is selected so that the electromagnetic force generated in the field portion and the weight of the article to be weighed can be balanced, and the weight of the article to be weighed is measured by measuring the rotation speed. Can be weighed.

【0011】第2の発明によると、界磁部の生成する磁
界を通過するように、非磁性金属体を駆動部によって回
転させると、フレミングの右手の法則により非磁性金属
体にうず電流が発生する。非磁性金属体にうず電流が流
れると、フレミングの左手の法則により非磁性金属体の
回転方向と同方向の電磁力が界磁部に発生する。この電
磁力は、界磁部を非磁性金属体の回転方向に移動させる
方向に働く。これに対して、載荷装置に載荷されている
被計量物品の重量は、界磁部の発生する電磁力の方向と
反対の方向に働いている。そして、この2つの力のバラ
ンスがくずれて界磁部が所定の平衡位置からずれると、
位置検出部がそのずれた距離を検出し、この位置検出部
が検出したずれた分の距離に基づいて制御部が非磁性金
属体の回転速度を制御して界磁部を平衡位置に戻す。そ
して、回転速度測定装置が非磁性金属体の該回転速度を
測定する。この測定した回転速度は、被計量物品の重量
と対応しているので、物品の重量を計量することができ
る。
According to the second aspect, when the non-magnetic metal body is rotated by the drive unit so as to pass the magnetic field generated by the field part, an eddy current is generated in the non-magnetic metal body by Fleming's right-hand rule. I do. When an eddy current flows through the non-magnetic metal body, an electromagnetic force in the same direction as the rotation direction of the non-magnetic metal body is generated in the field portion according to Fleming's left-hand rule. This electromagnetic force acts in a direction to move the field part in the rotation direction of the non-magnetic metal body. On the other hand, the weight of the article to be weighed loaded on the loading device acts in a direction opposite to the direction of the electromagnetic force generated by the field portion. Then, when the balance between the two forces is lost and the field portion is shifted from a predetermined equilibrium position,
The position detecting section detects the shifted distance, and the control section controls the rotation speed of the non-magnetic metal body to return the field section to the equilibrium position based on the shifted distance detected by the position detecting section. Then, the rotation speed measuring device measures the rotation speed of the non-magnetic metal body. Since the measured rotation speed corresponds to the weight of the article to be weighed, the weight of the article can be weighed.

【0012】[0012]

【実施例】本発明に係る計量装置の一実施例を図1乃至
図5を参照して説明する。各図に示す7は非磁性金属
体、8は駆動部、9は界磁部、10は載荷装置であり、
11は検出部、12は制御部、13は回転数測定装置で
ある。図1は、計量装置の斜視図であり、図2は計量装
置の横断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a weighing device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In each figure, 7 is a non-magnetic metal body, 8 is a driving unit, 9 is a field unit, 10 is a loading device,
Reference numeral 11 denotes a detection unit, 12 denotes a control unit, and 13 denotes a rotation speed measurement device. FIG. 1 is a perspective view of the weighing device, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the weighing device.

【0013】非磁性金属体7は、図1及び図2に示すよ
うに、例えば銅、アルミニウム等の非鉄金属材料で加工
した円盤7(以下、非磁性金属体7を円盤7という。)
である。この円盤7は、厚みが3〜5mmであり、中心
位置に軸14が固着されている。この軸14は、軸受台
15、15に内蔵されているボールベアリング16、1
6を介して回動自在に支持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the non-magnetic metal member 7 is a disk 7 made of a non-ferrous metal material such as copper or aluminum (hereinafter, the non-magnetic metal member 7 is referred to as a disk 7).
It is. The disk 7 has a thickness of 3 to 5 mm, and a shaft 14 is fixed at a center position. This shaft 14 is provided with ball bearings 16, 1 built in bearing bases 15, 15.
6 so as to be rotatable.

【0014】駆動部8は、例えば直流モータであり、図
1及び図2に示すように、一方の軸受台15に設けられ
ており、回転軸17が軸14と連結している。この駆動
部8は、円盤7を回転駆動するものである。
The drive unit 8 is, for example, a DC motor, and is provided on one of the bearing bases 15 as shown in FIGS. 1 and 2, and the rotating shaft 17 is connected to the shaft 14. The drive unit 8 drives the disk 7 to rotate.

【0015】界磁部9は、図1及び図2に示すように、
略馬蹄形をした永久磁石(以下、界磁部9を単に磁石9
という。)である。この磁石9は、円盤7の周縁を挟み
込むように配置した状態でシーソーレバー18の2箇所
に互いに間隔を隔てて固定して取り付けてある。なお、
図2に示すように、円盤7を境界として、一方の磁石9
のS極側に他方の磁石9のN極側が位置するように2つ
の磁石9を取り付けてある。そして、シーソーレバー1
8には、図2に示すように、2つの磁石9の中央位置に
ボールベアリング19、19を取り付けてあり、このボ
ールベアリング19、19を介して軸14に回動自在に
支持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the field portion 9
A substantially horseshoe-shaped permanent magnet (hereinafter, field part 9 is simply referred to as magnet 9)
That. ). The magnet 9 is fixedly attached to two places of the seesaw lever 18 at a distance from each other with the periphery of the disk 7 sandwiched therebetween. In addition,
As shown in FIG. 2, one magnet 9
The two magnets 9 are attached so that the N pole side of the other magnet 9 is positioned on the S pole side of FIG. And seesaw lever 1
2, ball bearings 19, 19 are attached to the center position of the two magnets 9 as shown in FIG. 2, and are rotatably supported on the shaft 14 via the ball bearings 19, 19.

【0016】載荷装置10は、図1に示す載皿20を有
し、この載皿20は刃21と刃受22けを介してシーソ
ーレバー18の先端部に吊り下げられている。なお、シ
ーソーレバー18には、その傾きが所定の角度以上とな
らないようにする為のストッパ23を備えており、この
ストッパ23は、基台24に設けてある。
The loading device 10 has a loading plate 20 shown in FIG. 1, and this loading plate 20 is suspended from the tip of a seesaw lever 18 via a blade 21 and a blade receiver 22. Note that the seesaw lever 18 is provided with a stopper 23 for preventing the inclination thereof from exceeding a predetermined angle. The stopper 23 is provided on a base 24.

【0017】検出部11は、光電装置25とスリット板
26とを備えている。光電装置25は、図1に示すよう
に、シーソーレバー18の載荷装置10が設けられてい
る先端部を非接触の状態で挟む状態で設けられており、
図4に示すように、投光素子27と受光素子PH1 及び
PH2 とからなっている。投光素子27は2本の光を発
生しており、この2本の光は、受光素子PH1 及びPH
2 によって夫々受光されている。スリット板26は、図
4に示すように、互いが上下反対方向に設けられている
楔状の2つのスリット26a、26bを設けたものであ
り、シーソーレバー18に設けた窓穴(図示せず)を覆
う位置に取り付けられている。つまり、投光素子27か
ら照射されている2本の光は、夫々と対応する各スリッ
ト26a、26bを透過(又は通過)して、夫々と対応
する受光素子PH1 及びPH2 に入光している。この検
出部11は、上記構成により、シーソーレバー18が上
昇すると、受光素子PH1 に入光する光量が減少して受
光素子PH1 を流れる電流が減少すると共に、受光素子
PH2 に入光する光量が増加して受光素子PH2 を流れ
る電流が増加する。逆に、シーソーレバー18が下降す
ると、受光素子PH 1 に入光する光量が増加して受光素
子PH1 を流れる電流が増加すると共に、受光素子PH
2 に入光する光量が減少して受光素子PH2 を流れる電
流が減少する。
The detecting unit 11 includes a photoelectric device 25 and a slit plate.
26. The photoelectric device 25 is, as shown in FIG.
A loading device 10 for the seesaw lever 18 is provided.
Is provided in a state of sandwiching the leading end in a non-contact state,
As shown in FIG. 4, the light projecting element 27 and the light receiving element PH1as well as
PHTwoIt consists of The light emitting element 27 emits two lights.
These two lights are generated by the light receiving element PH1And PH
Two, Respectively. The slit plate 26 is
As shown in 4, each is provided upside down
It is provided with two wedge-shaped slits 26a and 26b.
Cover the window hole (not shown) provided in the seesaw lever 18.
Installed at That is, the light emitting element 27
The two lights radiated from the respective slits correspond to the respective slits.
G (26a, 26b) is transmitted (or passed) and corresponds to each
Light receiving element PH1And PHTwoIt is receiving light. This inspection
The protruding portion 11 is configured such that the seesaw lever 18 is
When ascending, the light receiving element PH1The amount of light entering the
Optical element PH1The current flowing through the light-
PHTwoThe amount of light entering the light receiving element PHTwoThe flow
Current increases. Conversely, the seesaw lever 18 descends
Then, the light receiving element PH 1The amount of light entering the
Child PH1Current flowing through the light-receiving element PH
TwoThe amount of light entering the light receiving element PHTwoElectricity flowing through
Flow is reduced.

【0018】制御部12は、図3に示す電気回路を備え
ている。この電気回路に設けられているブリッジ回路2
8には、受光素子PH1 、PH2 が接続されており、受
光素子PH1 の受光量が受光素子PH2 の受光量よりも
多くなると、即ち、図1及び図4に示すシーソーレバー
18が反時計方向(下方向)に回転移動すると、図3に
示す受光素子PH1 を流れる電流が受光素子PH2 を流
れる電流よりも多くなり、端子a、bに発生する光電変
換電圧は、平衡状態(PH1 とPH2 に流れる電流が等
しい状態)のときと比較して上昇する。端子a、bに発
生する光電変換電圧は、前置増幅部29に入力する。こ
の前置増幅部29は、シーソーレバー18が下方向(又
は上方向)に移動することにより、端子a、bの光電変
換電圧が上昇(又は下降)したとき、シーソーレバー1
8が図4に示す所定の平衡位置に戻るようにこの前置増
幅部29の出力電圧が上昇(又は下降)する機能を備え
ている。そして、この前置増幅部29から出力された電
圧は、主増幅器30に供給される。主増幅器30は、前
置増幅器29より供給される信号電圧を駆動部8を駆動
するために必要なレベルに上昇させ、この増幅した信号
電圧によって駆動部8を駆動させる。この場合、駆動部
8に供給される信号電圧は、上記平衡状態のときの電圧
と比較して上昇(又は下降)するので、駆動部8の回転
軸17の回転速度はそれに比例して増速(又は減速)す
る。
The control section 12 has an electric circuit shown in FIG. Bridge circuit 2 provided in this electric circuit
8, light receiving elements PH 1 and PH 2 are connected, and when the light receiving amount of the light receiving element PH 1 becomes larger than the light receiving amount of the light receiving element PH 2 , that is, the seesaw lever 18 shown in FIGS. When rotational movement in the counterclockwise direction (downward direction), becomes larger than the current the current flowing through the light-receiving element PH 1 shown in FIG. 3 through the light receiving element PH 2, photoelectric conversion voltage generated terminal a, the b are equilibrium compared to rise as in the (PH 1 and PH state 2 to flow current are equal). The photoelectric conversion voltages generated at the terminals a and b are input to the preamplifier 29. When the seesaw lever 18 moves downward (or upward) and the photoelectric conversion voltage of the terminals a and b rises (or falls), the preamplifier 29 moves the seesaw lever 1
The output voltage of the preamplifier 29 is increased (or decreased) so that the output voltage 8 returns to the predetermined equilibrium position shown in FIG. Then, the voltage output from the preamplifier 29 is supplied to the main amplifier 30. The main amplifier 30 raises the signal voltage supplied from the preamplifier 29 to a level necessary for driving the driving unit 8, and drives the driving unit 8 with the amplified signal voltage. In this case, the signal voltage supplied to the drive unit 8 rises (or falls) as compared with the voltage in the above-described equilibrium state, and the rotation speed of the rotating shaft 17 of the drive unit 8 increases in proportion thereto. (Or decelerate).

【0019】逆に、図1及び図4に示すシーソーレバー
18が時計方向(上方向)に回転移動すると、図3に示
す受光素子PH1 を流れる電流が受光素子PH2 を流れ
る電流よりも少なくなり、端子a、bに発生する光電変
換電圧は、平衡状態のときと比較して下降する。つま
り、上記括弧内に記載したように動作する。即ち、駆動
部8に供給される信号電圧は、上記平衡状態のときの電
圧と比較して下降するので、駆動部8の回転軸17の回
転速度はそれに比例して減速する。
[0019] Conversely, when the seesaw lever 18 shown in FIGS. 1 and 4 is rotated and moved in a clockwise direction (upward), less than the current the current flowing through the light-receiving element PH 1 shown in FIG. 3 through the light receiving element PH 2 That is, the photoelectric conversion voltages generated at the terminals a and b are lower than those in the state of equilibrium. That is, the operation is performed as described in the parentheses. That is, since the signal voltage supplied to the driving unit 8 is lower than the voltage in the above-mentioned equilibrium state, the rotation speed of the rotating shaft 17 of the driving unit 8 is reduced in proportion thereto.

【0020】回転数測定装置13は、例えば直流発電機
等の回転発電機31を備えている。この回転発電機31
の回転軸(図示せず)は、駆動部8の回転軸17と直結
されている。この回転発電機31は、駆動部8の回転速
度と対応する電気信号を生成し、この電気信号は、図3
に示す増幅器(バッファアンプ)32及びA/D変換器
33を経て表示器34に入力する。表示器34は、入力
信号に基づいて重量を表示する。
The rotational speed measuring device 13 is provided with a rotary generator 31 such as a DC generator. This rotary generator 31
(Not shown) is directly connected to the rotation shaft 17 of the drive unit 8. The rotary generator 31 generates an electric signal corresponding to the rotation speed of the drive unit 8, and this electric signal is
Are input to a display 34 via an amplifier (buffer amplifier) 32 and an A / D converter 33 shown in FIG. The display 34 displays the weight based on the input signal.

【0021】なお、図1に示すシーソーレバー18の右
端部には、バランスウエイト35を設けてある。このバ
ランスウエイト35は、円盤7が所定の回転速度で回転
し、載皿20に被計量物品が載置されていない状態でシ
ーソーレバー18が所定の平衡位置に位置させるための
ものであり、バランス調節ネジ36にて適切な位置に固
定される。
A balance weight 35 is provided at the right end of the seesaw lever 18 shown in FIG. The balance weight 35 is used to position the seesaw lever 18 at a predetermined equilibrium position in a state where the disk 7 rotates at a predetermined rotation speed and no articles to be weighed are placed on the platen 20. It is fixed at an appropriate position with an adjusting screw 36.

【0022】次に、上記構成の計量装置の作用を説明す
る。今、載皿20に被計量物品を載置していない状態で
この装置の電源をONにすると、駆動部8が円盤7を回
転駆動して、図1に示す円盤7が矢印37の方向に所定
の回転速度ω0 で回転する。そして、円盤7が回転する
と2組の磁石9、9に電磁力F3 が発生して、この2組
の磁石9に発生した電磁力F3 が、シーソーレバー18
を2F3 ・r1 のモーメントで図1の矢印37の方向に
回転させようとする。r1 は、磁石9から円盤7の中心
までの距離である。一方、シーソーレバー18には、シ
ーソーレバー18の重心の偏り及びバランスウエイト3
5、載皿20の重量等により、シーソーレバー18をF
4 ・r2 のモーメントで図1の矢印38の方向に回転さ
せようとする。r2 は、載皿20の吊り下げ位置から円
盤7の中心までの距離である。ここで、2F3 ・r1
4 ・r2 となるようにバランスウエイト35を取り付
けてあるので、シーソーレバー18は、図1に示す所定
の平衡位置で停止している。なお、この平衡状態で駆動
部8が回転するときに、表示器34に表示される重量
は、0である。
Next, the operation of the weighing device having the above configuration will be described. Now, when the power of this apparatus is turned on in a state where the articles to be weighed are not placed on the platen 20, the drive unit 8 drives the disk 7 to rotate, and the disk 7 shown in FIG. It rotates at a predetermined rotation speed ω 0 . Then, the electromagnetic force F 3 to the two pairs of magnets 9,9 When the disc 7 rotates is generated, the electromagnetic force F 3 generated in this two sets of magnets 9, seesaw lever 18
Is to be rotated in the direction of arrow 37 in FIG. 1 with a moment of 2F 3 · r 1 . r 1 is the distance from the magnet 9 to the center of the disk 7. On the other hand, the seesaw lever 18 has a bias of the center of gravity of the seesaw lever 18 and a balance weight 3.
5. Set the seesaw lever 18 to F
An attempt is made to rotate in the direction of arrow 38 in FIG. 1 with a moment of 4 · r 2 . r 2 is the distance from the hanging position of the plate 20 to the center of the disk 7. Here, 2F 3 · r 1 =
Since the balance weight 35 is attached so as to be F 4 · r 2 , the seesaw lever 18 is stopped at a predetermined equilibrium position shown in FIG. When the drive unit 8 rotates in this equilibrium state, the weight displayed on the display 34 is zero.

【0023】次に、図1に示すように、或る重量WGの
被計量物品39を載皿20に載せると、反時計方向(下
方向)のWG・r2 のモーメントがシーソーレバー18
に加わるので、平衡状態がくずれてシーソーレバー18
が反時計方向に移動する。シーソーレバー18が反時計
方向に移動すると、図4を参照して説明したように、受
光素子PH1 に入射する光量が増加して、図3に示す端
子a、b間の電圧が上昇し、駆動部8の回転速度が増加
する。駆動部8の回転速度が増加すると電磁力F3 が増
大して、シーソーレバー18を時計方向に移動させるモ
ーメントが増大する。これにより、シーソーレバー18
は、時計方向(上方向)に押し返されるが、シーソーレ
バー18が図4に示す所定の平衡位置に戻ると、駆動部
8の回転速度の増加が停止して一定速度となり、電磁力
3 も一定の力となる。この状態で、被計量物品39に
よって生じるWG・r2 のモーメントとF4 ・r2 の合
計モーメントが、2F3 ・r1 と等しくなり、シーソー
レバー18が平衡状態となる。そして、この時、駆動部
8の回転速度に基づく電圧が回転発電機31により出力
され、この出力電圧に応じた重量が表示器34に表示さ
れる。
Next, as shown in FIG. 1, when an object 39 having a certain weight WG is placed on the plate 20, the moment of WG · r 2 in the counterclockwise direction (downward) is applied to the seesaw lever 18.
The seesaw lever 18
Moves counterclockwise. When the seesaw lever 18 is moved in a counterclockwise direction, as described with reference to FIG. 4, to increase the amount of light incident on the light receiving element PH 1, the terminal shown in FIG. 3 a, the voltage between b is increased, The rotation speed of the drive unit 8 increases. When the rotational speed of the drive unit 8 is increased electromagnetic force F 3 is increased, the moment for moving the seesaw lever 18 in the clockwise direction increases. Thereby, the seesaw lever 18
Is pushed back clockwise (upward), but when the seesaw lever 18 returns to the predetermined equilibrium position shown in FIG. 4, the rotation speed of the drive unit 8 stops increasing and becomes constant, and the electromagnetic force F 3 Is also a constant force. In this state, the total moment of WG · r 2 and F 4 · r 2 generated by the article 39 to be weighed becomes equal to 2F 3 · r 1 , and the seesaw lever 18 is in an equilibrium state. Then, at this time, a voltage based on the rotation speed of the drive unit 8 is output by the rotary generator 31, and the weight corresponding to the output voltage is displayed on the display 34.

【0024】なお、円盤7、シーソーレバー18を支持
しているベアリング16、19は、円盤7等が回転又は
回転移動すると動摩擦抵抗を生じるが、円盤7が常に回
転しているので、動摩擦抵抗は殆ど変動せず、従って、
計量精度には殆ど影響がない。
The bearings 16 and 19 supporting the disk 7 and the seesaw lever 18 generate kinetic frictional resistance when the disk 7 and the like rotate or move. However, since the disk 7 is constantly rotating, the kinetic frictional resistance is reduced. Hardly fluctuates and therefore
There is almost no effect on weighing accuracy.

【0025】次に、円盤7が回転することにより磁石9
に回転モーメントが発生する原理を説明すると共に、円
盤7の回転速度が上昇することにより磁石9に作用する
回転モーメントが増加することを証明する。円盤7に
は、2組の磁石9が生成する磁束が照射されているの
で、円盤7が回転すると、フレミングの右手の法則によ
り誘起電圧が生じ、この誘起電圧によって円盤7にうず
電流(誘起電流)が生じる。この誘起電圧eは、 e=dφ/dt ・・・・(1) で表される。ただし、dφは、磁束の変化量、dtは磁
束の変化に要した時間である。そして、この(1)式を
磁石9が作る磁界の磁束密度B、うず電流Iの流れる流
路の長さL、及びこの流路の移動速度vで表すと、 e=dφ/dt=B・L・v ・・・・(2) となる。従って、うず電流Iは、 I=e/R (オームの法則)・・・・(3) で求めることができる。Rはうず電流の流れる円盤7の
流路の抵抗値である。そして、(2)式をこの(3)式
に代入すると、 I=B・L・v/R ・・・・(4) となる。
Next, the rotation of the disk 7 causes the magnet 9 to rotate.
In addition to the description of the principle of generating a rotational moment, it will be proved that the rotational moment acting on the magnet 9 increases as the rotational speed of the disk 7 increases. Since the disk 7 is irradiated with the magnetic flux generated by the two sets of magnets 9, when the disk 7 rotates, an induced voltage is generated by Fleming's right-hand rule, and the induced voltage causes an eddy current (induced current) in the disk 7. ) Occurs. The induced voltage e is represented by e = dφ / dt (1). Here, dφ is the amount of change in the magnetic flux, and dt is the time required for the change in the magnetic flux. When this equation (1) is expressed by the magnetic flux density B of the magnetic field generated by the magnet 9, the length L of the flow path through which the eddy current I flows, and the moving speed v of this flow path, e = dφ / dt = B · L · v (2) Therefore, the eddy current I can be obtained by I = e / R (Ohm's law) (3). R is the resistance value of the flow path of the disk 7 through which the eddy current flows. Then, when the equation (2) is substituted into the equation (3), I = BIL v / R (4)

【0026】一方、うず電流の発生した円盤7が回転す
ると、フレミングの左手の法則により磁石9を円盤7の
回転方向に付勢する電磁力F3 が生じる。この電磁力F
3 は、 F3 =B・I・L ・・・・(5) で表される。ただし、Bは磁石9の磁束密度、Iはうず
電流、Lは磁界中のうず電流の流路の長さである。ここ
で、(4)式を(5)式に代入すると、 F3 =B2 ・L2 ・v/R ・・・・(6) となり、B2 ・L2 /Rは、一定であるので、この値を
Kとおくと、(6)式は、 F3 =K・v =K・r1 ・ω0 =K・r1 ・2πN ・・・・(7) となる。ただし、r1 は、図1に示すように磁石9の回
転半径であり、ω0 は、円盤7の角速度である。即ち、
v=r1 ・ω0 の関係がある。そして、Nは、円盤7の
回転速度であり、ω0 =2πNの関係がある。
On the other hand, when the disk 7 which generated eddy currents are rotated, the electromagnetic force F 3 for urging the magnet 9 in the rotational direction of the disk 7 is caused by the Fleming's left-hand rule. This electromagnetic force F
3 is represented by F 3 = B · I · L (5) Here, B is the magnetic flux density of the magnet 9, I is the eddy current, and L is the length of the eddy current flow path in the magnetic field. Here, when the equation (4) is substituted into the equation (5), F 3 = B 2 · L 2 · v / R (6), and B 2 · L 2 / R is constant. When this value is set to K, the equation (6) is as follows: F 3 = K · v = K · r 1 · ω 0 = K · r 1 · 2πN (7) Here, r 1 is the radius of rotation of the magnet 9 as shown in FIG. 1, and ω 0 is the angular velocity of the disk 7. That is,
There is a relationship v = r 1 · ω 0 . N is the rotation speed of the disk 7 and has a relationship of ω 0 = 2πN.

【0027】従って、磁石9に作用する電磁力F3 は、
(7)式より円盤7の回転数Nに比例して増加又は減少
する。つまり、上記実施例に記載したように、電磁力F
3 がシーソーレバー18に作用する回転モーメントを増
減させることによって、シーソーレバー18を所定の平
衡位置に釣り合わせ、この平衡状態における円盤7の回
転数を測定することにより被計量物品の重量を計量する
ことができる。
Therefore, the electromagnetic force F 3 acting on the magnet 9 is
According to the equation (7), it increases or decreases in proportion to the rotational speed N of the disk 7. That is, as described in the above embodiment, the electromagnetic force F
3 increases or decreases the rotational moment acting on the seesaw lever 18 to balance the seesaw lever 18 to a predetermined equilibrium position, and measures the rotation speed of the disk 7 in this equilibrium state to weigh the article to be weighed. be able to.

【0028】ただし、上記実施例では、駆動部8として
直流モータを使用して、この直流モータの回転速度を回
転発電機31によって検出したが、直流モータに代えて
パルスモータを設け、回転発電機31に代えてパルス発
生器を設けて、デジタル制御方式とすることができる。
この場合、図3に示すA/D変換器33及び前置増幅器
32が不要となるが、主増幅器30に代えてパルス制御
装置を設けることが必要である。このパルス制御装置
は、前置増幅部29の出力信号に基づいてパルス発生数
(周波数)を制御して、パルスモータの回転数を制御す
る。
However, in the above embodiment, a DC motor was used as the drive unit 8 and the rotation speed of the DC motor was detected by the rotary generator 31. However, a pulse motor was provided instead of the DC motor, and the rotary generator was used. A digital control system can be provided by providing a pulse generator instead of 31.
In this case, the A / D converter 33 and the preamplifier 32 shown in FIG. 3 are not required, but a pulse control device needs to be provided instead of the main amplifier 30. This pulse control device controls the number of pulses (frequency) based on the output signal of the preamplifier 29 to control the number of revolutions of the pulse motor.

【0029】また、上記実施例において、回転発電機3
1の代わりにパルス発生器を設け、このパルス発生器に
より駆動部8の回転速度と比例する周期でパルスを発生
させ、このパルス発生器の発生する時間当たりのパルス
数をパルスカウンタによりカウントさせ、表示部により
この時間当たりのパルス数を重量に変換して重量を表示
する構成とすることができる。
In the above embodiment, the rotary generator 3
A pulse generator is provided instead of 1, and the pulse generator generates pulses at a period proportional to the rotation speed of the drive unit 8, and the number of pulses per time generated by the pulse generator is counted by a pulse counter. The display unit may be configured to convert the number of pulses per time into a weight and display the weight.

【0030】そして、磁石9を永久磁石としたが、電磁
石としてもよい。
Although the magnet 9 is a permanent magnet, it may be an electromagnet.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の計量装置は、非磁性金属体にう
ず電流が流れると銅損を発生し、この銅損に相当する熱
が非磁性金属体及び界磁部の温度を上昇させることがあ
るが、非磁性金属体には、鉄損が生じないので、この鉄
損に相当する熱量による界磁部の温度上昇を防止するこ
とができる。これにより、図5に示す従来の力発生機構
と比較して(従来のものは、上記銅損と上記鉄損とを発
生する。)、界磁部の温度上昇を低く抑えることがで
き、従って、界磁部が生成する磁界の磁束密度の変動量
を従来よりも小さくすることができる。その結果、図5
に示す従来の力発生機構を利用する計量装置よりも計量
精度を向上させることができるという効果がある。
According to the measuring device of the present invention, when an eddy current flows through a non-magnetic metal body, copper loss occurs, and heat corresponding to the copper loss raises the temperature of the non-magnetic metal body and the field portion. However, since the iron loss does not occur in the non-magnetic metal body, it is possible to prevent the temperature of the field portion from increasing due to the amount of heat corresponding to the iron loss. As a result, as compared with the conventional force generating mechanism shown in FIG. 5 (the conventional one generates the copper loss and the iron loss), it is possible to suppress the temperature rise of the field part to be low. In addition, the amount of change in the magnetic flux density of the magnetic field generated by the field part can be made smaller than in the related art. As a result, FIG.
There is an effect that the measuring accuracy can be improved as compared with the conventional measuring device using the force generating mechanism shown in FIG.

【0032】そして、所望の計量精度を得るために、磁
束密度の変動を補償するための磁気センサ及びそれに付
随する装置を設けないこととした場合は、磁気センサ及
びそれに付随する装置に要するコストを軽減することが
できるという効果がある。
If a magnetic sensor for compensating for variations in magnetic flux density and a device associated therewith are not provided in order to obtain a desired measurement accuracy, the cost required for the magnetic sensor and the device accompanying it is reduced. There is an effect that it can be reduced.

【0033】また、所定の計量精度を得るために必要と
する補償装置の補償の程度を、図5に示す従来の力発生
機構よりも軽減することができるという効果もある。
There is also an effect that the degree of compensation of the compensating device required to obtain a predetermined weighing accuracy can be reduced as compared with the conventional force generating mechanism shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例に係る計量装置の斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view of a weighing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の計量装置の横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the weighing device of the embodiment.

【図3】同実施例の計量装置の電気回路を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an electric circuit of the weighing device of the embodiment.

【図4】同実施例の検出部を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a detection unit of the embodiment.

【図5】従来の計量装置に使用される力発生機構を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a force generating mechanism used in a conventional weighing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 円盤 8 駆動部 9 磁石 10 載荷装置 11 検出部 12 制御部 13 回転数測定装置 7 disk 8 drive unit 9 magnet 10 loading device 11 detection unit 12 control unit 13 rotation speed measurement device

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 界磁部の生成する一定の磁界を通過する
ように非磁性金属体を回転させることにより上記界磁部
が力を発生するようにして、該界磁部に発生する力と被
計量物品の重量とを釣り合わせることができる上記非磁
性金属体の回転数を測定することにより上記被計量物品
の重量を計量するように構成した計量装置。
1. A non-magnetic metal body is rotated so as to pass a constant magnetic field generated by a field part, so that the field part generates a force. A weighing device configured to measure the weight of the article to be weighed by measuring the rotation speed of the nonmagnetic metal body capable of balancing the weight of the article to be weighed.
【請求項2】 駆動部によって駆動されて回転する非磁
性金属体と、該非磁性金属体に一定の磁束を照射すると
共に上記非磁性金属体の回転の略接線方向に移動自在に
設けた界磁部と、被計量物品の重量が該界磁部の発生す
る力の方向と略反対の方向に上記界磁部にかかるように
構成した上記被計量物品を載せる載荷装置と、上記界磁
部が所定の平衡位置から移動した距離を検出する検出部
と、該検出部が検出した上記距離に基づいて上記非磁性
金属体の回転速度を制御する制御部と、上記界磁部が上
記平衡位置に位置する状態での上記非磁性金属体の回転
速度を測定する回転数測定装置と、を具備することを特
徴とする計量装置。
2. A non-magnetic metal body driven and rotated by a drive unit, and a field irradiating the non-magnetic metal body with a constant magnetic flux and movably provided in a substantially tangential direction of rotation of the non-magnetic metal body. A loading device for placing the article to be weighed, wherein the weight of the article to be weighed is applied to the field section in a direction substantially opposite to the direction of the force generated by the field section; and A detection unit that detects a distance moved from a predetermined equilibrium position, a control unit that controls a rotation speed of the nonmagnetic metal body based on the distance detected by the detection unit, and a field unit that moves to the equilibrium position. A rotating speed measuring device for measuring a rotating speed of the non-magnetic metal body in a positioned state.
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