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JP3713888B2 - Electronic balance - Google Patents
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JP3713888B2 - Electronic balance - Google Patents

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JP3713888B2 JP11668997A JP11668997A JP3713888B2 JP 3713888 B2 JP3713888 B2 JP 3713888B2 JP 11668997 A JP11668997 A JP 11668997A JP 11668997 A JP11668997 A JP 11668997A JP 3713888 B2 JP3713888 B2 JP 3713888B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁力平衡型の電子天びんで、かつ、感度較正用の内蔵分銅と、その内蔵分銅を荷重感応部に対して負荷/負荷解除するための機構を備えた電子天びんに関する。
【0002】
【従来の技術】
電磁力平衡型の電子天びんにおいては、一般に、荷重感応部に係合する天びんビームの変位を検出し、皿を介して荷重感応部に作用する荷重に抗して天びんビームが常に釣り合うような電磁力を発生するサーボ機構を備えている。そして、そのビームを釣り合わせるに要する電磁力の大きさから、皿上の荷重の大きさを求める。
【0003】
以上のような電磁力平衡型の電子天びんにおいて、秤量/分解能の値をある程度以上に大きくするためには、ビームを釣り合わせるための電磁力の大きさは、ビームの変位検出結果に基づいた何らかのデジタル値によって決定する必要がある。すなわち、例えば、ビームの変位検出結果をデジタル変換し、そのデジタル変位データを基にしたデジタル演算により、電磁力発生装置のコイルに流すパルス電流のデューティを決定するといった構成が採用される。
【0004】
また、この種の電子天びんにおいて、感度較正用の質量既知の分銅を内蔵するとともに、その内蔵分銅を荷重感応部に対して負荷/負荷解除する、いわゆる分銅加除機構を備えたものがある。このような内蔵分銅および分銅加除機構を備えた電子天びんでは、感度較正指令の発生時に自動的に荷重感応部に対して内蔵分銅を負荷し、ビームの釣り合いが得られた状態で発生している電磁力の大きさP1と、内蔵分銅の負荷前、および、内蔵分銅の負荷を解除した後にビームの釣り合いが得られた状態、つまり負荷前後における無負荷状態での各電磁力の大きさP0とP1の平均値との差{P1−(P0+P2)/2}等と、内蔵分銅の既知質量値とから、感度係数を算出して更新する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内蔵分銅とその加除機構を持つ従来の電磁力平衡型の電子天びんにおいては、内蔵分銅の荷重感応部への負荷時にも、皿上への被測定荷重の負荷時と同様に天びんビームの変位検出データを基にした演算により、ビームを釣り合わせるべき電磁力を決定するデジタル値を求めていた。また、その内蔵分銅の荷重感応部からの負荷解除時においても、皿上からの被測定荷重の除去時と同様に天びんビームの変位検出データを基にした演算により、ビームを釣り合わせるべき電磁力を決定するデジタル値を求めていた。
【0006】
ここで、ビームの刻々の変位検出データを基に、ビームを釣り合わせるべき電磁力を決定するデジタル値を刻々と算出しながら、ビームを実際に釣り合わせるためには、系の応答にもよるが相当の時間を要する。そのため、従来の内蔵分銅およびその加除機構を備えた電磁力平衡型の天びんでは、感度較正指令が発生してから実際に感度係数が更新されるまでの所要時間が長くなるという問題があった。
【0007】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、内蔵分銅とその加除機構を備えた電磁力平衡型の電子天びんにおいて、感度較正指令の発生から実際に感度係数が更新されるまでの所要時間を、より短くすることのできる電子天びんの提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電子天びんは、その実施の形態を表す図1に示すように、皿1を支承する荷重感応部21に係合する天びんビーム3の変位を検出し、その検出結果に基づき、皿1に作用する荷重に抗して天びんビーム3が釣り合うような電磁力をデジタル値により決定するサーボ機構を有し、天びんビーム3を釣り合わせるに要する電磁力の大きさから計量表示値を求めるとともに、感度較正用の内蔵分銅11とその分銅11を荷重感応部21に対して負荷/負荷解除する機構12を備えた電子天びんにおいて、内蔵分銅11の荷重感応部21への負荷時にビーム3を釣り合わせるのに必要な電磁力の変化分に対応するデジタル値があらかじめ書き込まれたメモリ8を備え、感度較正時における内蔵分銅11の荷重感応部21に対する負荷/負荷解除時に、電磁力を決定するためのデジタル値を、メモリ8に書き込まれた値分だけ強制的に加算/減算するように構成されていることによって特徴づけられる。
【0009】
本発明は、内蔵分銅11の質量が既知であることを利用し、その既知質量の荷重感応部21への負荷/負荷解除時においては、発生すべき電磁力を決定するためのデジタル値をその既知質量に相当する値分だけ強制的に加算/減算することによって、天びんビーム3が完全に平衡状態に達するまでの時間を短縮しようとするものである。
【0010】
すなわち、内蔵分銅11の質量分に相当するデジタル値をあらかじめメモリ8に記憶しておき、電磁力を決定するためのデジタル値を、内蔵分銅11の負荷/負荷解除時においてその記憶値分だけ強制的に加算/減算すると、天びんビーム3は当該天びんの感度変化分に相当する僅かな不平衡量を除き当初から略平衡状態となる。従って、内蔵分銅11の負荷/負荷解除時においては、サーボ機構は残る僅かな不平衡量を解消するだけの動作でよく、一から釣り合わせ動作を行う場合に比して、天びんビーム3を釣り合わせるのに要する時間を大幅に短縮することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【0012】
被測定荷重を載せるための皿1は、ロバーバル機構2の可動柱21に支承されており、この可動柱21は、天びんビーム3の一端部に連結されて実質的に荷重感応部を構成している。
【0013】
天びんビーム3は支点31を中心として回動変位自在に支承されており、その他端部には電磁力発生部4の可動コイル41が固着されている。また、天びんビーム3の回動変位は、その他端部に近接して配置された変位センサ5によって検出される。
【0014】
電磁力発生部4は、永久磁石42aを主体とする磁気回路42が作る静磁場中に可動コイル41を配置したもので、可動コイル41に流れる電流の大きさに応じた電磁力を発生する。その電磁力は、可動コイル41を介して天びんビーム3に作用し、後述するサーボ機構により天びんビーム3の不平衡を解消するように機能する。この例においては、可動コイル41には波高値が一定でそのデューティが変化するパルス電流が流される。
【0015】
変位センサ5による天びんビーム3の変位検出信号は、増幅器51で増幅された後にA−D変換器6によってデジタル化され、パルスデューティ換算部71に取り込まれる。パルスデューティ換算部71では、その変位データに対して例えばデジタルPID演算処理等の規定の演算処理を施して、天びんビーム3の変位量に応じた大きさのデジタル値信号を生成する。そのデジタル値信号はパルスデューティ信号発生部72に供給される。パルスデューティ信号発生部72は、一定の周期内でHレベルとLレベルとが交互に現れる矩形波信号を発生するものであり、そのHレベルとLレベルの時間割合がパルスデューティ換算部71からのデジタル値信号によって変化するように構成されている。
【0016】
パルスデューティ信号発生部72からの矩形波信号はパルス電流発生部73に供給される。パルス電流発生部73は、定電流発生回路とその出力電流をチョッピングするスイッチング素子等によって構成されており、そのスイッチング素子をパルスデューティ信号発生部72からの矩形波信号によってオン・オフすることにより、パルスデューティ換算部71からのデジタル値に応じたデューティのパルス電流を発生する。そのパルス電流は可動コイル41に流される。
【0017】
以上の変位センサ5、パルスデューティ換算部71、パルスデューティ信号発生部72、パルス電流発生部73、電磁力発生部4により、被測定荷重の作用に抗して天びんビーム3を平衡させるためのサーボ機構を構成している。
【0018】
上記したパルスデューティ換算部71からのデジタル値信号は、また、計量値演算部74に供給される。計量値演算部74では、そのデジタル値信号と、不揮発性メモリ8に格納されている感度係数を用いて計量値を算出し、表示器9に表示する。なお、パルスデューティ換算部71、計量値演算部74、および後述する感度較正演算部75は、実際にはマイクロコンピュータとその周辺機器によって構成されており、また、パルスデューティ信号発生部72は、例えばマイクロコンピュータの制御下のロジック回路によって構成される。
【0019】
可動柱21には分銅受け21aが設けられており、この分銅受け21aに対して感度較正用の質量既知の内蔵分銅11を負荷することができるようになっている。内蔵分銅11は、分銅加除機構12によって自動的に分銅受け21aに対して負荷/負荷解除される。分銅加除機構12は、例えばモータと偏心カム、およびレバー等によって構成されており、例えば感度較正キー13を操作することによって発生する感度較正指令により動作する。
【0020】
内蔵分銅11は、通常の測定時においては分銅受け21aに対して非接触状態とされ、感度較正指令が発生時すると、その状態における天びんビーム3の平衡時点でのデジタル値信号が感度係数演算部75に読み取られた後、分銅加除機構12によって分銅受け21aに負荷される。そして、その負荷状態で天びんビーム3が平衡となった時点におけるデジタル値信号が感度係数演算部75に読み取られた後に、分銅加除機構12によって分銅受け21aから除去されて再び非接触状態とされ、その状態で再び天びんビーム3が平衡状態となった時点のデジタル値信号が感度係数演算部75に読み取られる。
【0021】
感度係数演算部75では、感度較正指令の発生時に、内蔵分銅11の負荷前の天びんビーム3の平衡状態でのパルスデューティ換算部71からのデジタル値信号P0と、内蔵分銅11の負荷状態で、かつ、天びんビーム3の平衡状態でのパルスデューティ変換部71からのデジタル値信号P1と、負荷後に内蔵分銅11を除去した状態で、かつ、天びんビーム3か再び平衡状態となった時点におけるパルスデューティ換算部71からのデジタル値信号P2を用いて、内蔵分銅11の負荷によるデジタル値の変化分をP1−(P0+P2)/2として算出し、その値と内蔵分銅11の既知質量とから感度係数を算出し、不揮発性メモリ8内の感度係数を更新する。
【0022】
さて、不揮発性メモリ8には、また、内蔵分銅11の質量に対応するデジタル値が書き込まれている。このデジタル値は、例えば規定の温度下で無負荷状態で天びんビーム3が平衡している状態で、内蔵分銅11のみを負荷したときに、天びんビーム3が再び平衡状態になった時点での、パルスデューティ換算部71からのデジタル値信号の変化分に相当する値、つまり内蔵分銅11の質量相当分のデジタル値であって、この値は例えば天びんの出荷時において不揮発性メモリ8に書き込まれる。
【0023】
そして、この不揮発性メモリ8に書き込まれたデジタル値は、感度較正指令の発生により分銅加除機構12によって内蔵分銅11を分銅受け21aに対して負荷すると同時に、パルスデューティ換算部71に取り込まれ、パルスデューティ換算部71からのそれまでのデジタル値信号に加算される。また、その加算されたデジタル値は、内蔵分銅11を分銅受け21aから除去すると同時に減算される。
【0024】
以上の本発明の実施の形態によると、感度較正指令の発生時に内蔵分銅11が分銅受け21aに対して負荷されると同時に、内蔵分銅11の質量に相当するデジタル値がパルスデューティ換算部71の出力信号に加算されるから、可動コイル41には、内蔵分銅11を負荷すると同時にその内蔵分銅11の負荷に抗して天びんビーム3を略平衡させるための電磁力を発生するに要する電流が直ちに流される。このような電磁力の発生により、天びんビーム3は、環境温度等に起因する天びんの感度変化分に相当する僅かな不平衡量を除いて略平衡状態となるから、サーボ機構はその僅かな不平衡量分を平衡させるためにのみ動作すればよいことになり、内蔵分銅11の負荷後に天びんビーム3が平衡状態となるまでに要する時間が、内蔵分銅11の負荷後に単純にサーボ機構による平衡動作によって天びんビーム3を平衡させるのに要する時間に比して、大幅に短縮される。また、その加算されたデジタル値は、内蔵分銅11を分銅受け21aから除去すると同時に減算されるから、この場合においても、可動コイル41には内蔵分銅11の負荷前の電流に略等しい電流が直ちに流されることになり、内蔵分銅11の除去後に天びんビーム3が平衡状態となるまでに要する時間についても大幅に短縮される。
【0025】
従って以上の実施の形態によれば、感度較正指令が発生して、内蔵分銅11が分銅受け21aに負荷された後に感度係数演算部75がパルスデューティ換算部71からのデジタル値P1を読み取るのに要する時間が短縮され、かつ、その読み取り後に内蔵分銅11が分銅受け21から除去された後に、天びんビーム3が再び平衡状態となってパルスデューティ換算部71からのデジタル値P2を読み取るのに要する時間が短縮される結果、感度較正指令が発生してから感度係数が更新されるまでに要する時間が、従来に比して大幅に短縮化される。
【0026】
なお、以上の実施の形態においては、変位センサ5による天びんビーム3の変位検出結果をA−D変換器6によってデジタル化した後、パルスデューティ換算部71におけるPID演算等によって求められたデジタル値により可動コイル41に流すパルス電流のデューティを決定した例を示したが、これに代えて、変位センサ5による天びんビーム3の変位検出結果を、例えば変位0ないしはその近傍の微小範囲に対応する1つまたは上下限の2つの基準値と比較し、その比較結果に基づき、変位データが0またはその近傍の微小範囲に収まるように、パルスデューティ換算部からのデジタル値を1カウントずつ加算または減算していくことによって、パルス電流のデューティを決定するためのデジタル値を刻々と求めていく方式にも本発明を適用することができる。
【0027】
また、以上の例では、電磁力発生部4の可動コイル41に流す電流をパルス電流として、そのパルス電流のデューティを負荷の大きさに応じて変化させる例を示したが、本発明はこのような方式の電子天びんに限られることなく、天びんビーム3を平衡させるための電磁力を何らかのデジタル値によって決定する方式の電子天びんに対して広く適用することができる。
【0028】
図2には、可動コイル41に対して直流的な電流を流すようにした方式の電子天びんに本発明を適用した例を示す。この図2においては、先の例と同等の機能を有する部材等に対して図1と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0029】
この図2の実施の形態では、変位センサ5の出力をデジタル化するA−D変換器6の出力はデジタル設定部271に読み取られる。このデジタル設定部271では、A−D変換器6を介して取り込んだ変位データにPID演算処理等を施すことによって、可動コイル41に流すべき直流電流の大きさを決定するためのデジタル値を求める。そのデジタル値はD−A変換器272によってアナログ電圧信号に変換された後、パワーアンプ273により電流信号に変換されて可動コイル41に流される。
【0030】
このような方式の電子天びんに本発明を適用するに当たっては、感動較正指令の発生時における内蔵分銅11の負荷/負荷解除時において、先の実施の形態と同様にして不揮発性メモリ8にあらかじめ書き込まれている内蔵分銅11の質量相当分のデジタル値を、デジタル設定部271からのデジタル値に対して強制的に加算/減算してD−A変換器272に供給すればよい。
【0031】
また、以上の各実施の形態においては、感度較正キー13を操作することによって内蔵分銅11の負荷/負荷解除および感度係数の更新動作が行われる場合について説明したが、例えば環境温度が設定値を越えて変化した場合や、前回の感度較正時から設定時間以上経過した時点において、自動的に感度較正指令を発生させる場合においても、本発明を等しく適用し得ることは勿論である。
【0032】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内蔵分銅を荷重感応部に負荷することによる天びんビームの不平衡を解消するのに要する電磁力を発生させるためのデジタル値をあらかじめメモリに記憶しておき、内蔵分銅の負荷/負荷解除時においてそのデジタル値を、サーボ機構による発生電磁力を決定するためのデジタル値に対して強制的に加算/減算するように構成しているから、内蔵分銅の負荷時および負荷解除時において、天びんビームが平衡するまでに要する時間がともに短縮化される結果、内蔵分銅を用いた感度較正に要する時間を大幅に短縮することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図
【図2】本発明の他の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図
【符号の説明】
1 皿
2 ロバーバル機構
21 可動柱
3 天びんビーム
31 支点
4 電磁力発生部
41 可動コイル
5 変位センサ
51 増幅器
6 A−D変換器
71 パルスデューティ換算部
72 パルスデューティ信号発生部
73 パルス電流発生部
74 計量値演算部
75 感度係数演算部
8 不揮発性メモリ
9 表示器
11 内蔵分銅
12 分銅加除機構
13 感度較正キー
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic balance of an electromagnetic force balance type, and to an electronic balance provided with a built-in weight for sensitivity calibration and a mechanism for loading / unloading the built-in weight with respect to a load sensitive part.
[0002]
[Prior art]
In electromagnetic balance electronic balances, in general, the displacement of the balance beam engaged with the load-sensitive part is detected, and the balance beam is always balanced against the load acting on the load-sensitive part via the pan. It has a servo mechanism that generates force. And the magnitude | size of the load on a plate is calculated | required from the magnitude | size of the electromagnetic force required to balance the beam.
[0003]
In the electromagnetic balance type electronic balance as described above, in order to increase the weight / resolution value to a certain level or more, the magnitude of the electromagnetic force for balancing the beams is determined based on the detection result of the beam displacement. Must be determined by digital value. That is, for example, a configuration is adopted in which the beam displacement detection result is digitally converted, and the duty of the pulse current flowing through the coil of the electromagnetic force generator is determined by digital calculation based on the digital displacement data.
[0004]
In addition, some electronic balances of this type include a so-called weight addition / removal mechanism that incorporates a weight with a known mass for sensitivity calibration, and loads / releases the built-in weight with respect to a load-sensitive portion. In an electronic balance equipped with such a built-in weight and weight adjustment mechanism, a built-in weight is automatically loaded to the load sensitive part when a sensitivity calibration command is generated, and the balance is generated. The magnitude P1 of the electromagnetic force, and the magnitude P0 of each electromagnetic force before the load of the built-in weight and in the state where the balance of the beam is obtained after the load of the built-in weight is released, that is, in the no-load state before and after the load The sensitivity coefficient is calculated and updated from the difference {P1- (P0 + P2) / 2} from the average value of P1 and the known mass value of the built-in weight.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a conventional electromagnetic force balance type electronic balance with a built-in weight and its addition / deletion mechanism, the balance beam can be applied to the load sensitive part of the built-in weight in the same way as when the load to be measured is loaded on the pan. The digital value which determines the electromagnetic force which should balance a beam was calculated | required by the calculation based on displacement detection data. In addition, when releasing the load from the load-sensitive part of the built-in weight, the electromagnetic force to balance the beam by calculation based on the displacement detection data of the balance beam in the same way as when removing the measured load from the pan. Wanted to determine the digital value.
[0006]
Here, based on the momentary displacement detection data of the beam, it is dependent on the response of the system to actually balance the beam while calculating the digital value that determines the electromagnetic force to balance the beam every moment. It takes a considerable amount of time. For this reason, the electromagnetic force balance type balance provided with the conventional built-in weight and its adding / subtracting mechanism has a problem that it takes a long time until the sensitivity coefficient is actually updated after the sensitivity calibration command is generated.
[0007]
The present invention has been made in view of such a situation, and in an electromagnetic force balance type electronic balance equipped with a built-in weight and its addition / deletion mechanism, it is necessary from the generation of the sensitivity calibration command to the actual update of the sensitivity coefficient. The purpose is to provide an electronic balance that can shorten the time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the electronic balance of the present invention detects the displacement of the balance beam 3 that engages with the load sensitive portion 21 that supports the pan 1, as shown in FIG. Based on the detection result, a servo mechanism is provided for determining an electromagnetic force that balances the balance beam 3 against the load acting on the pan 1 by a digital value, and the magnitude of the electromagnetic force required to balance the balance beam 3 In the electronic balance provided with the built-in weight 11 for calibrating the sensitivity and the mechanism 12 for loading / unloading the weight 11 with respect to the load-sensitive part 21, the weighing display value is obtained from the built-in weight 11. A memory 8 in which a digital value corresponding to a change in electromagnetic force necessary for balancing the beam 3 at the time of loading is provided, and a load sensitivity of the built-in weight 11 at the time of sensitivity calibration. When the load / unloading for 21, the digital value for determining the electromagnetic force, characterized by being configured to forcibly add / subtract by the value amount written in the memory 8.
[0009]
The present invention utilizes the fact that the mass of the built-in weight 11 is known, and at the time of loading / releasing the load to the load sensing portion 21 of the known mass, the digital value for determining the electromagnetic force to be generated is By forcibly adding / subtracting the value corresponding to the known mass, the time until the balance beam 3 reaches a completely balanced state is to be shortened.
[0010]
That is, a digital value corresponding to the mass of the internal weight 11 is stored in the memory 8 in advance, and the digital value for determining the electromagnetic force is forced by the stored value when the internal weight 11 is loaded / unloaded. When the addition / subtraction is performed, the balance beam 3 is substantially in an equilibrium state from the beginning except for a slight unbalance amount corresponding to the sensitivity change of the balance. Therefore, at the time of loading / unloading the built-in weight 11, the servo mechanism only needs to eliminate the remaining unbalance, and the balance beam 3 is balanced as compared with the case where the balancing operation is performed from the beginning. The time required for this can be greatly reduced.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration.
[0012]
The pan 1 for placing the load to be measured is supported by a movable column 21 of the Roverval mechanism 2, and this movable column 21 is connected to one end of the balance beam 3 to substantially constitute a load sensitive portion. Yes.
[0013]
The balance beam 3 is supported so as to be rotatable and displaceable about a fulcrum 31, and a movable coil 41 of the electromagnetic force generator 4 is fixed to the other end. Further, the rotational displacement of the balance beam 3 is detected by a displacement sensor 5 arranged close to the other end.
[0014]
The electromagnetic force generation unit 4 includes a movable coil 41 arranged in a static magnetic field created by a magnetic circuit 42 having a permanent magnet 42a as a main component, and generates an electromagnetic force corresponding to the magnitude of a current flowing through the movable coil 41. The electromagnetic force acts on the balance beam 3 via the movable coil 41 and functions to eliminate the balance of the balance beam 3 by a servo mechanism described later. In this example, the movable coil 41 is supplied with a pulse current whose peak value is constant and whose duty changes.
[0015]
The displacement detection signal of the balance beam 3 by the displacement sensor 5 is amplified by the amplifier 51, digitized by the AD converter 6, and taken into the pulse duty conversion unit 71. The pulse duty conversion unit 71 performs a predetermined calculation process such as a digital PID calculation process on the displacement data to generate a digital value signal having a magnitude corresponding to the displacement amount of the balance beam 3. The digital value signal is supplied to the pulse duty signal generator 72. The pulse duty signal generation unit 72 generates a rectangular wave signal in which H level and L level appear alternately within a certain period, and the time ratio between the H level and L level is from the pulse duty conversion unit 71. It is configured to change according to a digital value signal.
[0016]
The rectangular wave signal from the pulse duty signal generator 72 is supplied to the pulse current generator 73. The pulse current generation unit 73 includes a constant current generation circuit and a switching element that chops the output current. The switching element is turned on / off by a rectangular wave signal from the pulse duty signal generation unit 72. A pulse current having a duty corresponding to the digital value from the pulse duty converter 71 is generated. The pulse current is passed through the movable coil 41.
[0017]
The servo for balancing the balance beam 3 against the action of the load to be measured by the displacement sensor 5, the pulse duty conversion unit 71, the pulse duty signal generation unit 72, the pulse current generation unit 73, and the electromagnetic force generation unit 4. The mechanism is configured.
[0018]
The digital value signal from the pulse duty conversion unit 71 described above is also supplied to the measured value calculation unit 74. The measurement value calculation unit 74 calculates a measurement value using the digital value signal and the sensitivity coefficient stored in the nonvolatile memory 8 and displays the measurement value on the display unit 9. The pulse duty conversion unit 71, the measurement value calculation unit 74, and the sensitivity calibration calculation unit 75, which will be described later, are actually constituted by a microcomputer and its peripheral devices, and the pulse duty signal generation unit 72 includes, for example, It is composed of a logic circuit under the control of a microcomputer.
[0019]
The movable column 21 is provided with a weight receiver 21a. The weight receiver 21a can be loaded with a built-in weight 11 of known mass for sensitivity calibration. The built-in weight 11 is automatically loaded / unloaded to / from the weight receiver 21a by the weight adding / subtracting mechanism 12. The weight addition / removal mechanism 12 includes, for example, a motor, an eccentric cam, and a lever, and operates according to a sensitivity calibration command generated by operating a sensitivity calibration key 13, for example.
[0020]
The built-in weight 11 is in a non-contact state with respect to the weight receiver 21a during normal measurement, and when a sensitivity calibration command is generated, a digital value signal at the balance point of the balance beam 3 in that state is a sensitivity coefficient calculation unit. After being read by 75, the weight receiving mechanism 21 loads the weight receiver 21a. Then, after the digital value signal at the time when the balance beam 3 is balanced in the loaded state is read by the sensitivity coefficient calculation unit 75, it is removed from the weight receiver 21a by the weight adding and removing mechanism 12 and is brought into a non-contact state again. In this state, the digital value signal at the time when the balance beam 3 is in an equilibrium state again is read by the sensitivity coefficient calculation unit 75.
[0021]
In the sensitivity coefficient calculation unit 75, when the sensitivity calibration command is generated, the digital value signal P0 from the pulse duty conversion unit 71 in the equilibrium state of the balance beam 3 before the load of the internal weight 11 and the load state of the internal weight 11 are obtained. In addition, the digital value signal P1 from the pulse duty converter 71 in the balanced state of the balance beam 3 and the pulse duty when the built-in weight 11 is removed after loading and when the balance beam 3 becomes balanced again. Using the digital value signal P2 from the conversion unit 71, the change in the digital value due to the load of the internal weight 11 is calculated as P1- (P0 + P2) / 2, and the sensitivity coefficient is calculated from the value and the known mass of the internal weight 11. The sensitivity coefficient in the nonvolatile memory 8 is updated by calculation.
[0022]
In the nonvolatile memory 8, a digital value corresponding to the mass of the built-in weight 11 is also written. This digital value is obtained when, for example, the balance beam 3 is balanced again when only the built-in weight 11 is loaded in a state where the balance beam 3 is balanced in a no-load state at a specified temperature. A value corresponding to the change in the digital value signal from the pulse duty converter 71, that is, a digital value corresponding to the mass of the built-in weight 11, and this value is written in the non-volatile memory 8 when the balance is shipped, for example.
[0023]
The digital value written in the nonvolatile memory 8 is loaded into the pulse duty conversion unit 71 at the same time when the built-in weight 11 is loaded on the weight receiver 21a by the weight addition / subtraction mechanism 12 by the generation of the sensitivity calibration command. It is added to the digital value signal from the duty converter 71 so far. Further, the added digital value is subtracted at the same time when the built-in weight 11 is removed from the weight receiver 21a.
[0024]
According to the above-described embodiment of the present invention, when the sensitivity calibration command is generated, the internal weight 11 is loaded on the weight receiver 21a, and at the same time, the digital value corresponding to the mass of the internal weight 11 is stored in the pulse duty conversion unit 71. Since it is added to the output signal, the current required to generate an electromagnetic force for substantially balancing the balance beam 3 against the load of the built-in weight 11 is immediately applied to the movable coil 41 at the same time. Washed away. Due to the generation of such electromagnetic force, the balance beam 3 is substantially in an equilibrium state except for a slight unbalance amount corresponding to the sensitivity change of the balance due to the environmental temperature or the like. It is necessary to operate only to balance the balance, and the time required for the balance beam 3 to be in an equilibrium state after loading the built-in weight 11 is simply the balance operation by the servo mechanism after loading the built-in weight 11. Compared to the time required to equilibrate the beam 3, this is greatly reduced. In addition, since the added digital value is subtracted simultaneously with the removal of the internal weight 11 from the weight receiver 21a, even in this case, a current substantially equal to the current before the load of the internal weight 11 is immediately applied to the movable coil 41. The time required for the balance beam 3 to be in an equilibrium state after the internal weight 11 is removed is also greatly reduced.
[0025]
Therefore, according to the above embodiment, the sensitivity coefficient calculation unit 75 reads the digital value P1 from the pulse duty conversion unit 71 after the sensitivity calibration command is generated and the internal weight 11 is loaded on the weight receiver 21a. The time required is shortened, and after the built-in weight 11 is removed from the weight receiver 21 after the reading, the time required for the balance beam 3 to be in an equilibrium state again and read the digital value P2 from the pulse duty conversion unit 71. As a result, the time required for the sensitivity coefficient to be updated after the sensitivity calibration command is generated is significantly shortened as compared with the conventional case.
[0026]
In the above embodiment, after the displacement detection result of the balance beam 3 by the displacement sensor 5 is digitized by the AD converter 6, the digital value obtained by the PID calculation or the like in the pulse duty conversion unit 71 is used. Although the example in which the duty of the pulse current flowing through the movable coil 41 is determined is shown, the displacement detection result of the balance beam 3 by the displacement sensor 5 is replaced with one corresponding to, for example, the displacement 0 or a minute range in the vicinity thereof. Or, it is compared with two reference values of upper and lower limits, and based on the comparison result, the digital value from the pulse duty converter is added or subtracted by one count so that the displacement data is within 0 or a minute range near it. The present invention is also applied to a method for obtaining the digital value for determining the duty of the pulse current by going every step. It is possible to apply.
[0027]
In the above example, the current flowing through the movable coil 41 of the electromagnetic force generating unit 4 is set as a pulse current, and the duty of the pulse current is changed according to the magnitude of the load. The present invention is not limited to electronic balances of various types, and can be widely applied to electronic balances of a type in which the electromagnetic force for balancing the balance beam 3 is determined by some digital value.
[0028]
FIG. 2 shows an example in which the present invention is applied to an electronic balance of a system in which a direct current is supplied to the movable coil 41. In FIG. 2, members having the same functions as those in the previous example are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted.
[0029]
In the embodiment of FIG. 2, the output of the A / D converter 6 that digitizes the output of the displacement sensor 5 is read by the digital setting unit 271. In this digital setting unit 271, a digital value for determining the magnitude of the direct current to be passed through the movable coil 41 is obtained by performing a PID calculation process or the like on the displacement data taken in via the AD converter 6. . The digital value is converted into an analog voltage signal by the DA converter 272, converted into a current signal by the power amplifier 273, and passed through the movable coil 41.
[0030]
When the present invention is applied to the electronic balance of such a system, when the built-in weight 11 is loaded / released when the impression calibration command is generated, it is written in advance in the nonvolatile memory 8 in the same manner as in the previous embodiment. The digital value corresponding to the mass of the built-in weight 11 may be forcibly added / subtracted to the digital value from the digital setting unit 271 and supplied to the DA converter 272.
[0031]
Further, in each of the above embodiments, the case where the load / unload of the internal weight 11 and the update operation of the sensitivity coefficient are performed by operating the sensitivity calibration key 13 has been described. It goes without saying that the present invention can be equally applied to a case where the sensitivity calibration command is automatically generated when the value exceeds the set time or when the set time has elapsed since the previous sensitivity calibration.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the digital value for generating the electromagnetic force required to eliminate the balance imbalance of the balance beam caused by loading the built-in weight on the load sensitive part is stored in the memory in advance. Since the built-in weight is loaded / unloaded, its digital value is forcibly added / subtracted to / from the digital value for determining the electromagnetic force generated by the servo mechanism. As a result of shortening the time required for the balance beam to equilibrate at the time of loading and unloading, the time required for sensitivity calibration using the built-in weight can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration. FIG. 2 is a diagram of another embodiment of the present invention. A block diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration in the configuration diagram.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plate | plate 2 Robarval mechanism 21 Movable column 3 Balance beam 31 Support point 4 Electromagnetic force generation part 41 Movable coil 5 Displacement sensor 51 Amplifier 6 AD converter 71 Pulse duty conversion part 72 Pulse duty signal generation part 73 Pulse current generation part 74 Weighing Value calculation unit 75 Sensitivity coefficient calculation unit 8 Non-volatile memory 9 Display 11 Built-in weight 12 Weight adjustment mechanism 13 Sensitivity calibration key

Claims (1)

皿を支承する荷重感応部に係合する天びんビームの変位を検出し、その検出結果に基づき、皿に作用する荷重に抗して天びんビームが釣り合うような電磁力をデジタル値により決定するサーボ機構を有し、天びんビームを釣り合わせるに要する電磁力の大きさから計量表示値を求めるとともに、感度較正用の内蔵分銅とその分銅を荷重感応部に対して負荷/負荷解除する機構を備えた電子天びんにおいて、上記内蔵分銅の荷重感応部への負荷時に上記ビームの釣り合いを維持するのに必要な電磁力の変化分に対応するデジタル値があらかじめ書き込まれたメモリを備え、感度較正時における内蔵分銅の荷重感応部に対する負荷/負荷解除時に、電磁力を発生するためのデジタル値を、上記メモリに書き込まれた値分だけ強制的に加算/減算するように構成されていることを特徴とする電子天びん。Servo mechanism that detects the displacement of the balance beam that engages the load sensitive part that supports the pan, and based on the detection result, determines the electromagnetic force that balances the balance beam against the load acting on the pan by digital values This is an electronic device that has a built-in weight for sensitivity calibration and a mechanism for loading / unloading the weight to the load-sensitive part as well as obtaining the weighing display value from the magnitude of the electromagnetic force required to balance the balance beam. The balance is equipped with a memory in which a digital value corresponding to the change in electromagnetic force necessary to maintain the balance of the beam is loaded when the built-in weight is applied to the load-sensitive part. Forcibly add / subtract the digital value for generating electromagnetic force by the value written in the memory when loading / unloading the load sensitive part Electronic balance, characterized by being configured to.
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