JPH027004B2 - - Google Patents
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- JPH027004B2 JPH027004B2 JP22661184A JP22661184A JPH027004B2 JP H027004 B2 JPH027004 B2 JP H027004B2 JP 22661184 A JP22661184 A JP 22661184A JP 22661184 A JP22661184 A JP 22661184A JP H027004 B2 JPH027004 B2 JP H027004B2
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- coil
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は例えば計重機において使用される力発
生機構に関し、特に一定の磁界中におかれたコイ
ルに電流を流すことにより該コイルに力を発生す
るようにした力発生機構に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a force generation mechanism used, for example, in a weighing machine, and particularly to a force generation mechanism that applies a force to a coil placed in a constant magnetic field by passing a current through the coil. This invention relates to a force generation mechanism that generates force.
第4図は従来の力発生機構を概略的に示すもの
であるが、主ヨーク41、センターヨーク42、
永久磁石43及び空隙44中に配設されたコイル
45から成つている。コイル45は矢印F方向に
可動に支持されているものとする。永久磁石43
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42、空隙44及び主ヨーク41中に
流れる。
FIG. 4 schematically shows a conventional force generation mechanism, which includes a main yoke 41, a center yoke 42,
It consists of a permanent magnet 43 and a coil 45 disposed in an air gap 44. It is assumed that the coil 45 is supported movably in the direction of arrow F. Permanent magnet 43
A constant magnetic flux flows into the center yoke 42, the air gap 44, and the main yoke 41 as shown by the solid arrow B0 .
コイル45に電流Iを流すとその導線長の部
分に矢印F方向にF=B0Iの力が発生(但しB0
は磁束密度とする)するとし、力Fと電流Iとは
比例するので、この比例関係を使つて電流Iの値
から力Fを測定している。 When a current I is passed through the coil 45, a force F=B 0 I is generated in the direction of the arrow F along the length of the conductor (however, B 0
is the magnetic flux density), and since the force F and the current I are proportional, the force F is measured from the value of the current I using this proportional relationship.
然しながら、厳密には力Fと電流Iとは比例し
ない。すなわち、コイル45に電流Iを流すと、
これ自体により点線で示すような磁束△Bが発生
する。この磁束△Bは電流Iに比例するので、△
B=kI(kは比例常数)とすれば、コイル45に
電流Iを流したときの空隙44における磁束密度
B=B0+kI又はB0−kIとなる。従つて、厳密に
はコイル45に作用する力F=(B0±kI)Ilとな
る。 However, strictly speaking, force F and current I are not proportional. That is, when a current I is passed through the coil 45,
This itself generates a magnetic flux ΔB as shown by the dotted line. This magnetic flux △B is proportional to the current I, so △
If B=kI (k is a proportionality constant), then the magnetic flux density in the air gap 44 when the current I flows through the coil 45 becomes B=B 0 +kI or B 0 −kI. Therefore, strictly speaking, the force acting on the coil 45 is F=(B 0 ±kI)Il.
すなわち、F=B0lI±klI2となり、電流Iの2
乗に比例する項があらわれ力Fは電流Iに一次的
に比例するとは言えない。 In other words, F=B 0 lI±klI 2 , and 2 of the current I
A term proportional to the power appears, so it cannot be said that the force F is linearly proportional to the current I.
従つて例えば計重機においてこの力発生機構に
よる測定法では精密に計重することができないと
いう問題が生ずる。 Therefore, a problem arises in that, for example, in a weighing machine, accurate weighing cannot be performed using the measuring method using this force generating mechanism.
本発明は上記問題に鑑みてなされ、従来より精
密に力を測定することができる力発生機構を提供
することを目的とする。この目的は、本発明によ
れば、上記構成において、前記コイルに直列にホ
ール素子を接続し、かつ該ホール素子を前記磁界
中で前記コイルに近接して配設し、前記ホール素
子に生ずる電圧により前記コイルに発生している
力を測定するようにしたことを特徴とする力発生
機構、によつて達成される。
The present invention was made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a force generation mechanism that can measure force more precisely than before. According to the present invention, in the above configuration, a Hall element is connected in series to the coil, and the Hall element is disposed close to the coil in the magnetic field, and the voltage generated in the Hall element is This is achieved by a force generating mechanism characterized in that it measures the force generated in the coil.
以下、本発明の実施例による槓桿式計重機につ
いて図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A ram type weighing machine according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図において槓桿式計重機は全体として1で示さ
れ、槓桿、いわゆるさお2はフレーム3の一方の
支柱3a上に支点4で支承され、その一端側で支
点5を介してのせ皿6を懸吊させている。また、
他端側では荷重測定アクチユエータ7の作動ロツ
ド8が枢着されている。 In the figure, the ramrod type weighing machine is indicated as 1 as a whole, and the ramrod, so-called pole 2, is supported at a fulcrum 4 on one support 3a of a frame 3, and a loading plate 6 is suspended via a fulcrum 5 at one end thereof. It's hanging. Also,
At the other end, the actuating rod 8 of the load-measuring actuator 7 is pivotally mounted.
荷重測定アクチユエータ7は上述の作動ロツド
8の他にボビン9、これに巻装されたコイル1
0、永久磁石11、ヨーク12a,12b,12
c及び空隙g中でコイル10に近接してヨーク1
2bに固定されたホール素子20から成り、永久
磁石11からの磁束B0は実線矢印で示すように
コイル10を横切つて、ヨーク12a,12b,
12cを流れる。コイル10に所定方向の直流を
通電すると、これによつても点線で示すような磁
束△Bが流れるがこの電流と空隙g内の磁束との
相互作用により下方向に力Fが発生し、作動ロツ
ド8を矢印で示すように下方向に引張る。コイル
10に通電する電流の大きさを制御することによ
り、この力Fが調節され、のせ皿6にのせる被測
定物の重量とのバランスがとられるように構成さ
れている。 In addition to the above-mentioned actuating rod 8, the load measuring actuator 7 includes a bobbin 9 and a coil 1 wound around the bobbin 9.
0, permanent magnet 11, yoke 12a, 12b, 12
c and the yoke 1 close to the coil 10 in the gap g.
The magnetic flux B 0 from the permanent magnet 11 crosses the coil 10 as shown by the solid arrow, and flows through the yokes 12a, 12b,
It flows through 12c. When a direct current is applied to the coil 10 in a predetermined direction, a magnetic flux △B as shown by the dotted line flows through the coil 10, but the interaction between this current and the magnetic flux in the air gap g generates a downward force F, causing the operation. Pull the rod 8 downward as shown by the arrow. By controlling the magnitude of the current applied to the coil 10, this force F is adjusted and balanced with the weight of the object to be measured placed on the placing plate 6.
第3図に示すようにコイル10とホール素子2
0とは可変直流電源21に直列に接続され、ホー
ル素子20に発生する電圧は電圧測定器22によ
つて測定されるように構成されている。 As shown in FIG. 3, the coil 10 and the Hall element 2
0 is connected in series to a variable DC power source 21, and the voltage generated in the Hall element 20 is configured to be measured by a voltage measuring device 22.
フレーム3の他方の支柱3b上にはストツパ取
付ブロツク13が固定され、これに形成された貫
通孔13aをさお2の先端部分が挿通しており、
その先端に形成された被検出部(金属)14は図
示するようなさお2のバランス状態では近接スイ
ツチ15と所定の距離をおいて対向している。 A stopper mounting block 13 is fixed on the other support column 3b of the frame 3, and the tip of the rod 2 is inserted through a through hole 13a formed in the stopper mounting block 13.
The detected portion (metal) 14 formed at the tip faces the proximity switch 15 at a predetermined distance when the rod 2 is in a balanced state as shown.
ストツパ取付ブロツク13の貫通孔13aの上
方及び下方にねじ孔13b,13cが形成され、
これらにそれぞれストツパ用ねじ16,17が螺
着されている。ねじ16,17の調節によりさお
2の変位巾Aが定められる。すなわち、上側のね
じ16によりさお2の回動上限が決定され、下側
のねじ17によりさお2の回動下限が決定され
る。変位巾A、もしくは回動上限、下限は近接ス
イツチ15の特性、このスイツチ15とさお2の
被検出部14との間の距離、支点4,5間の距
離、支点4一作動ロツド8間の距離などを考慮し
て定められる。 Screw holes 13b and 13c are formed above and below the through hole 13a of the stopper mounting block 13,
Stopper screws 16 and 17 are screwed into these, respectively. The displacement width A of the rod 2 is determined by adjusting the screws 16 and 17. That is, the upper screw 16 determines the upper limit of rotation of the rod 2, and the lower screw 17 determines the lower limit of rotation of the rod 2. The displacement width A, or the upper and lower limits of rotation, are the characteristics of the proximity switch 15, the distance between this switch 15 and the detected part 14 of the rod 2, the distance between the fulcrums 4 and 5, and the distance between the fulcrum 4 and the operating rod 8. It is determined by taking into account the distance between
本発明の実施例は以上のように構成されるが、
次にこの作用、効果などについて説明する。 Although the embodiment of the present invention is configured as described above,
Next, this action, effect, etc. will be explained.
今、のせ皿6に被測定物をのせたとすると、さ
お2は支点4のまわりに図において時計方向に回
動する。これと共にアクチユエータ7のコイル1
0に可変直流電源21から電流が流され、作動ロ
ツド8に下向きの力Fが働らく。すなわち、さお
2を支点4のまわりに反時計方向に回動させる。 Now, assuming that the object to be measured is placed on the mounting plate 6, the rod 2 rotates clockwise in the figure around the fulcrum 4. Along with this, coil 1 of actuator 7
0 from the variable DC power supply 21, and a downward force F acts on the actuating rod 8. That is, the rod 2 is rotated counterclockwise around the fulcrum 4.
のせ皿6に被測定物をのせたときさお2は時計
方向に回動するがさお2の先端部分がストツパ用
ねじ16の下端に衝接して、これ以上の上方への
回動が抑えられる。近接スイツチ15はさお2が
バランス位置より上方にあることを検知し、これ
によりアクチユエータ7のコイル10の電流が増
加させられる。作動ロツド8に働らく力Fが増大
し、さお2の反時計方向への回動力が増大する。
すなわち、さお2はバランス位置へと向う回動力
を増大させる。 When the object to be measured is placed on the mounting plate 6, the rod 2 rotates clockwise, but the tip of the rod 2 collides with the lower end of the stopper screw 16, preventing further upward rotation. It will be done. Proximity switch 15 detects that rod 2 is above the balance position, which causes the current in coil 10 of actuator 7 to increase. The force F acting on the actuating rod 8 increases, and the rotational force of the rod 2 in the counterclockwise direction increases.
That is, the rod 2 increases the rotational force toward the balance position.
さお2がバランス位置を越えて下方へと回動し
たときには、近接スイツチ15はこれを検知し、
アクチユエータ7のコイル10に流す電流は減少
させられる。このようにして、さお2が図示する
ようなバランス状態をとるとコイル10に流れる
電流は一定値とされる。従来はこの値からのせ皿
6にのせた被測定物の重量が測定されていたので
あるが、本発明によれば、ホール素子20にこの
とき発生している電圧VHを電圧測定器22によ
つて測定することによつて被測定物の重量が求め
られる。 When the rod 2 rotates downward beyond the balance position, the proximity switch 15 detects this,
The current flowing through the coil 10 of the actuator 7 is reduced. In this way, when the rod 2 assumes a balanced state as shown in the figure, the current flowing through the coil 10 is kept at a constant value. Conventionally, the weight of the object placed on the mounting plate 6 was measured from this value, but according to the present invention, the voltage V H generated at this time in the Hall element 20 is sent to the voltage measuring device 22. By measuring this, the weight of the object to be measured can be determined.
すなわち、今コイル10に電流Iが流れている
とすると上述したようにそのときの空隙gにおけ
る磁束密度B=B0±kIとなる(但し、本実施例
では電流の向きによりB0−kIとなる)。ホール素
子20はコイル10に直列に接続されているの
で、これに流れる電流値もIである。従つてホー
ル素子20に発生する電圧VH=RI(B0±kI)(但
しRはこのホール素子20に固有の常数)とな
る。他方、コイル10に作用している力F=(B0
±kI)Il(lはコイル10の全長)であるから、
FとVHとの関係は以下のようになる。 That is, if current I is flowing through the coil 10, the magnetic flux density B in the air gap g at that time is B = B 0 ±kI as described above (however, in this example, depending on the direction of the current, B 0 −kI Become). Since the Hall element 20 is connected in series to the coil 10, the current value flowing through it is also I. Therefore, the voltage generated in the Hall element 20 is V H =RI (B 0 ±kI) (where R is a constant specific to this Hall element 20). On the other hand, the force F = (B 0
±kI)Il (l is the total length of the coil 10), so
The relationship between F and VH is as follows.
F=l/RVH
すなわち、力Fは電圧VHに一次的に比例する
ので、容易に電圧VHから力Fを求めることがで
きる。ホール素子20は空隙gにおける実際の磁
束密度Bを検出するので、従来より精密に力F、
すなわち被測定物の重量を求めることができる。 F=l/RV H In other words, force F is linearly proportional to voltage V H , so force F can be easily determined from voltage V H. Since the Hall element 20 detects the actual magnetic flux density B in the air gap g, the force F and
In other words, the weight of the object to be measured can be determined.
以上、本発明の実施例について説明したが、勿
論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。 The embodiments of the present invention have been described above, but of course the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば、以上の実施例ではさお2の位置検出に
近接スイツチ15が用いられたが、これに代えて
差動トランスあるいは光電スイツチが用いられて
もよい。 For example, in the above embodiment, the proximity switch 15 was used to detect the position of the rod 2, but a differential transformer or a photoelectric switch may be used instead.
また以上の実施例では、さお2に被測定物の重
量を荷重するのに支点5で懸吊されたのせ皿6が
用いられたが、他機構を介して荷重するようにし
てもよい。 Further, in the above embodiment, the mounting plate 6 suspended from the fulcrum 5 was used to load the weight of the object to be measured on the pole 2, but the load may be applied via another mechanism.
また以上の実施例では荷重アクチユエータ7に
おいてヨーク12a,12b,12cの形状を従
来例を示す第1図と異なるものとしたが、勿論、
形状はこれに限定されることなく例えば従来例と
同様であつてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the shapes of the yokes 12a, 12b, and 12c in the load actuator 7 were different from those in FIG. 1 showing the conventional example, but of course,
The shape is not limited to this, and may be similar to the conventional example, for example.
また以上の実施例では一定磁界を与えるのに永
久磁石11が用いられたが、これに代えて直流電
磁石を用いてもよい。 Further, in the above embodiment, the permanent magnet 11 was used to provide a constant magnetic field, but a DC electromagnet may be used instead.
また以上の実施例ではアクチユエータ7は計重
機1に適用されたが、他の装置にも適用可能であ
る。 Further, in the above embodiment, the actuator 7 was applied to the weighing machine 1, but it can also be applied to other devices.
以上述べたように本発明の力発生機構によれ
ば、ホール素子に発生する電圧値からコイルに働
らく作用力の大きさを正確に検知することができ
る。
As described above, according to the force generation mechanism of the present invention, the magnitude of the acting force acting on the coil can be accurately detected from the voltage value generated in the Hall element.
第1図は本発明の実施例による槓桿式計重機の
側面図、第2図は第1図における−線方向正
面図、第3図は第1図における要部の電気配線を
示す部分拡大図である。第4図は従来の力発生機
構の概略図である。
なお図において、7…荷重測定アクチユエー
タ、10…コイル、11…永久磁石、12a,1
2b,12c…ヨーク、20…ホール素子、22
…電圧測定器。
Fig. 1 is a side view of a ram-type weighing machine according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a front view in the - line direction in Fig. 1, and Fig. 3 is a partially enlarged view showing the electrical wiring of the main part in Fig. 1. It is. FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional force generating mechanism. In the figure, 7...load measuring actuator, 10...coil, 11...permanent magnet, 12a, 1
2b, 12c... Yoke, 20... Hall element, 22
...voltage measuring device.
Claims (1)
ことにより該コイルに力を発生するようにした力
発生機構において、前記コイルに直列にホール素
子を接続し、かつ該ホール素子を前記磁界中で前
記コイルに近接して配設し、前記ホール素子に生
ずる電圧により前記コイルに発生している力を測
定するようにしたことを特徴とする力発生機構。1. In a force generation mechanism that generates force by passing a current through a coil placed in a constant magnetic field, a Hall element is connected in series to the coil, and the Hall element is placed in the magnetic field. A force generating mechanism, characterized in that the force generating mechanism is arranged close to the coil and measures the force generated in the coil by the voltage generated in the Hall element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22661184A JPS61104228A (en) | 1984-10-27 | 1984-10-27 | Force generation mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22661184A JPS61104228A (en) | 1984-10-27 | 1984-10-27 | Force generation mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61104228A JPS61104228A (en) | 1986-05-22 |
| JPH027004B2 true JPH027004B2 (en) | 1990-02-15 |
Family
ID=16847908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22661184A Granted JPS61104228A (en) | 1984-10-27 | 1984-10-27 | Force generation mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61104228A (en) |
-
1984
- 1984-10-27 JP JP22661184A patent/JPS61104228A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61104228A (en) | 1986-05-22 |
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