JP2000275116A - ロードセルのクリープ判定方法と補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロードセルの荷重履歴が複雑に変化する場合
などでも、適切にクリープを推定して補正するができる
ストレインゲージ式ロードセルのクリープ補正方法なら
びにクリープの発生を適切に判定できるクリープ判定方
法を提供する。 【解決手段】 １つの起歪体２に２対のブリッジ回路を
なすためのストレインゲージ１１、２１を着けてロード
セル１０を構成し、前記ブリッジ回路間でクリープ特性
が一方が大きく、他方が小さいものを採用し、互いに比
較してクリープが小さなブリッジ回路の出力を主とし、
クリープが大きなブリッジ回路の出力を副とし、ブリッ
ジ回路１２の出力値が所定幅内に収まって荷重の増減が
殆どなくなったバランス状態となったことを検出し、こ
のバランス状態以降の前記副出力値の変化分に所定の係
数を掛けた値をクリープ補正値として、前記主出力値よ
り差し引くことで補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は質量や力などを測定
するロードセルのクリープ判定方法と補正方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図６、図７に示すように、ロードセル１
は起歪体２の薄肉部に接着されたストレインゲージ３を
ブリッジ回路４に接続して構成されている。また、ロー
ドセル１のブリッジ回路４から出力される信号を処理す
るマイクロコンピュータなどを備えた信号処理回路（Ｃ
ＰＵ）５を備えたはかりも既に知られている。なお、図
７における６はプリアンプ、７はＡ／Ｄ変換器である。

【０００３】この種のロードセル１においては、理想的
には、荷重負荷時や荷重除去時などに、時間が経過して
もブリッジ回路からの出力値が変化しないことが望まし
い。しかし、実際にはクリープ現象を生じてしまい、出
力値が変化してしまう。すなわち、一定の荷重を負荷し
てこの状態を維持した場合、または一定の荷重を一定時
間負荷した後、荷重を除去した場合でも、負荷または除
去からの時間が経過するにしたがって出力値が変化して
しまう。このクリープ現象は、起歪体２だけでなく、ス
トレインゲージ３、ストレインゲージ３のベース材、ス
トレインゲージ３を起歪体２に貼り付ける接着材、スト
レインゲージ３の保護材などの材質や構造、形状などに
起因するものであり、これらの原因が組み合わされてロ
ードセル１全体としてのクリープ現象を生じる。

【０００４】このクリープ現象としては、時間が経過す
るにしたがって出力値が増加するプラスクリープと、時
間が経過するにしたがって出力値が減少するマイナスク
リープとがある。このクリープ現象に対処する従来の手
法としては、例えば、ストレインゲージ３のゲージ形状
を変化させること、例えばストレインゲージ３における
抵抗線の細幅部分の幅Ｌ１と、抵抗線の屈曲箇所の長さ
Ｌ２との比を変更することで行われており（図８参
照）、これらの寸法比Ｌ２／Ｌ１を増加させると、クリ
ープ特性がプラスになることが知られており、このよう
な手法を用いてクリープ現象を最小に抑えることが図ら
れていた。

【０００５】さらに詳細に述べるなら、クリープ現象は
温度によって少し特性が異なるため、実際にはロードセ
ルの使用温度全範囲において小さなクリープ値になるよ
うに、各種形状のストレインゲージを組み合わせたり、
新規に制作してクリープ現象の抑制を行っていた。しか
し、このような調整を行っても、クリープ現象を減少さ
せることには限度があって皆無にすることは無理である
ため、さらに、クリープ現象に対処するものとして、特
公平６−２１８１３号公報や特開平４−１２２２１号公
報、特開平１１−２５７３号公報に開示されたものがあ
る。これらの公報には、荷重負荷時や荷重除去時などの
時間軸を含むモデルパターンから、時間要素を含む複雑
なクリープ関数式を記憶させ、荷重負荷や荷重除去など
を判断させるとともに、前記クリープ関数式に基づいて
クリープを算出することにより推定し、この推定したク
リープに基づいてロードセルの出力値を補正することが
記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のクリープの補正方法によれば、全て複雑な
クリープ関数式により演算することでクリープを推定
し、荷重負荷時や荷重除去時などのモデルパターンの数
も限られ、しかも荷重負荷時や荷重除去時からの経過時
間なども判断させながら算出しなければならないため、
ロードセルの荷重履歴が複雑に変化する場合には、適切
にクリープを推定して補正することは非常に困難である
という課題がある。

【０００７】すなわち、単に、１つの物体からなる荷重
を負荷させたり、除去して外したりする場合には、上記
手法でも可能であるが、多数のものを任意の順番や、任
意の時間でランダムに載せたり、外したりする場合に
は、当然ながらこのようなモデルケースが想定されてい
ないため、式に当てはめたり、演算したりすることが困
難となる。

【０００８】また、荷重負荷や荷重除去した後にロード
セルからの出力が少ないながらも変化し続けている場合
に、この現象がクリープによるものなのか、温度やその
他の要因によるものなのかが、判別できなかった。例え
ば、ロードセルを使用した容器付きのはかりの場合に、
容器への被計量物を供給するバルブを閉じて供給を終了
させ、はかりがバランス状態になった後に、何らかの理
由で極めて微量の被計量物が前記供給バルブからこぼれ
ているような場合には、ロードセルへの負荷は僅かずつ
増加しているが、従来においては、このような場合に、
前記微量増加分が果たして負荷変動なのか、クリープに
よるものなのかは判定することができなかった。

【０００９】本発明は上記課題を解決するもので、ロー
ドセルの荷重履歴が複雑に変化する場合などでも、適切
にクリープを推定して補正することができ、また、ロー
ドセルからの出力が微小量変化している場合にこの現象
がクリープによるものなのかどうかを良好に判定するこ
とができるロードセルのクリープ判定方法および補正方
法を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明の請求項１記載のロードセルのクリープ判定方
法は、１つの起歪体に複数対のストレインゲージを着け
てロードセルを構成し、前記対となったストレインゲー
ジとして、少なくとも２対間でクリープ特性が異なるも
のを用い、各対のストレインゲージからの出力値に基づ
いてクリープ状態であるかどうかを判定するものであ
る。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載のロ
ードセルのクリープ判定方法において、対をなすストレ
インゲージはブリッジ回路をなしており、その中の少な
くとも２対のブリッジ回路は、一方がプラスクリープを
生じ、他方がマイナスクリープを生じるものを用い、こ
れらのブリッジ回路のうちの前記一方側からプラスクリ
ープを生じていること、および前記他方側からマイナス
クリープを生じていることを同時に検知した際に、クリ
ープを生じていると判定し、前記ブリッジ回路の出力変
化が何れもプラス側もしくは何れもマイナス側であった
場合には、クリープを生じていない、もしくは、クリー
プ以外の要因を生じていると判定するものである。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に記載のロードセルのクリープ判定方法において、対を
なすストレインゲージはブリッジ回路をなしており、そ
の中の少なくとも２対のブリッジ回路は、一方のブリッ
ジ回路と他方のブリッジ回路とが互いにクリープによる
変化量が異なる一方で、クリープによる絶対変化量が互
いにほぼ比例するものを用い、これらの対となったブリ
ッジ回路の絶対変化量が上記比例範囲内であった場合
に、クリープを生じていると判定し、ブリッジ回路の絶
対変化量が上記比例範囲外であった場合には、クリープ
を生じていない、もしくは、クリープ以外の要因を生じ
ていると判定するものである。

【００１３】これらの判定方法によれば、対となったス
トレインゲージや各ブリッジ回路からの出力を比較する
ことでクリープ状態であるかどうかを正確に判定するこ
とができる。本発明の請求項４記載のロードセルのクリ
ープ補正方法は、１つの起歪体に複数対のストレインゲ
ージを着けてロードセルを構成し、前記対となったスト
レインゲージとして、少なくとも２対間でクリープ特性
が異なるものを用い、各対のストレインゲージからの出
力値に基づいてクリープ状態であるかどうかを判定し、
クリープ状態であると判定した場合に、クリープ状態に
基づいてロードセルの出力値を補正するものである。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項４記載のロ
ードセルのクリープ補正方法において、対をなすストレ
インゲージはブリッジ回路をなしており、その中の少な
くとも２対のブリッジ回路は、一方がプラスクリープを
生じ、他方がマイナスクリープを生じるものを用い、こ
れらのブリッジ回路のうちの前記一方側からプラスクリ
ープを生じていること、および前記他方側からマイナス
クリープを生じていることを同時に検知した際に、クリ
ープを生じていると判定し、前記ブリッジ回路の出力変
化が何れもプラス側もしくは何れもマイナス側であった
場合には、クリープを生じていない、もしくは、クリー
プ以外の要因を生じていると判定し、クリープ状態であ
ると判定した場合に、クリープ状態に基づいてロードセ
ルの出力値を補正するものである。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項４または５
に記載のロードセルのクリープ補正方法において、対を
なすストレインゲージはブリッジ回路をなしており、そ
の中の少なくとも２対のブリッジ回路は、一方のブリッ
ジ回路と他方のブリッジ回路とが互いにクリープによる
変化量が異なる一方で、クリープによる絶対変化量が互
いにほぼ比例するものを用い、これらの対となったブリ
ッジ回路の絶対変化量が上記比例範囲内であった場合
に、クリープを生じていると判定し、ブリッジ回路の絶
対変化量が上記比例範囲外であった場合には、クリープ
を生じていない、もしくは、クリープ以外の要因を生じ
ていると判定し、クリープ状態であると判定した場合
に、クリープ状態に基づいてロードセルの出力値を補正
するものである。

【００１６】これらの補正方法によれば、対となったス
トレインゲージや各ブリッジ回路からの出力を比較する
ことでクリープ状態であるかどうかを正確に判定して適
正にクリープを補正することができる。本発明の請求項
７記載のロードセルのクリープ補正方法は、１つの起歪
体に複数対のストレインゲージを着けてロードセルを構
成し、前記ストレインゲージとして各対間でクリープ特
性が異なるものを用い、各対のストレインゲージからの
出力値に基づいてクリープ量を算出して補正するもので
ある。

【００１７】この方法によれば、荷重負荷時や荷重除去
時などの時間要素を含む複雑なクリープ関数式を記憶さ
せたりすることなく、比較的簡単な算出方法でクリープ
値を算出することができるとともに、算出の際に時間要
素を含めないことも可能となって、ロードセルの荷重履
歴が複雑に変化する場合などでも、適切にクリープを推
定して補正することができる。

【００１８】請求項８記載の発明は、請求項７記載のロ
ードセルのクリープ補正方法において、ストレインゲー
ジは２対のブリッジ回路をなすように設けられており、
一方のブリッジ回路と他方のブリッジ回路とが互いにク
リープによる変化量または変化増減方向のうちの少なく
とも一方が異なるものを用いるものである。この方法に
よれば、比較的簡単な構成でクリープを精度良く補正す
ることが可能となる。

【００１９】請求項９記載の発明は、請求項４〜８のい
ずれかに記載のロードセルのクリープ補正方法におい
て、互いに比較してクリープが小さなブリッジ回路の出
力を主とし、クリープが大きなブリッジ回路の出力を副
とし、ブリッジ回路の出力値が所定幅内に収まって荷重
の増減が殆どなくなったバランス状態となったことを検
出し、このバランス状態以降の前記副出力値の変化分に
所定の係数を掛けた値をクリープ補正値として、前記主
出力値より差し引くことで補正するものである。

【００２０】この方法によれば、クリープの小さいブリ
ッジ回路から信頼性の高い出力を得ることができなが
ら、さらに精度よく補正することができて、一層ロード
セルの測定精度を向上させることができる。請求項１０
記載の発明は、請求項９に記載のロードセルのクリープ
補正方法において、係数は温度に応じて変化されてなる
ものである。

【００２１】この方法ならびに装置によれば、クリープ
に対しても温度補償することができて、さらに精度を向
上させることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
るロードセルのクリープ判定方法と補正方法を図面に基
づき説明する。図１、図２に示すように、このロードセ
ル１０においては起歪体２の薄肉部に２対のストレイン
ゲージ１１、２１（２対×４個で合計８個）が設けられ
ており、各対のストレインゲージ１１、２１でブリッジ
回路１２、２２を構成している。また、各ブリッジ回路
１２、２２にそれぞれプリアンプ１３、２３やＡ／Ｄ変
換器１４、２４が接続されてこれらの出力がマイクロコ
ンピュータからなる信号処理回路（ＣＰＵ）３０に接続
されている。なお、プリアンプ１３、２３やＡ／Ｄ変換
器１４、２４、信号処理回路３０はそれぞれ直接ロード
セル１０に取り付けてもよいし、別途箇所に設けて電気
的に接続してもよい。また、３１は、信号処理回路３０
に接続され、ロードセル１０が配置されている箇所の温
度を測定する温度センサである。

【００２３】ここで、一方のブリッジ回路１２に設けら
れているストレインゲージ１１の箇所では、ややプラ
ス、望ましくは最もプラス量の小さなのクリープを発生
するものが採用され、他方のブリッジ回路２２に設けら
れているストレインゲージ２１の箇所では、マイナスの
クリープを発生するものが採用されており、例えば、や
やプラスのクリープを発生するストレインゲージ１１の
箇所では、抵抗線の細幅部分の幅Ｌ１と、抵抗線の屈曲
箇所の長さＬ２との比を変更する（図８参照）などし
て、極めて小さなプラスのクリープを発生するように構
成されている。

【００２４】図３は、これらのストレインゲージ１１、
２１からなる各ブリッジ回路１２、２２において、荷重
を負荷した時ならびに所定時間後に荷重を除去した時に
生じるブリッジ回路１２、２２の出力特性を示すもの
で、実線部分はややプラスのクリープを発生するブリッ
ジ回路１２の出力特性Ａ（後述する主信号回路４０への
出力信号）を示し、点線部分はマイナスのクリープを発
生するブリッジ回路２２の出力特性Ｂ（後述する副信号
回路５０への出力信号）を示す。図３に示すように、荷
重を負荷した時は各ブリッジ回路１２、２２からの、後
述するスパン調整を行った後の出力がほぼ同様とされて
おり、何れの出力も荷重負荷直後や荷重除去直後におい
てはクリープの変化度合いが大きく、その後クリープの
変化度合いが小さくなりながら所定の出力値に近接して
行く。そして、これらの出力値の軌跡は何れも自然対数
曲線に似たラインを示し、ややプラスのクリープを発生
するブリッジ回路１２の出力特性Ａの変化分Ｄ，Ｆに対
する、マイナスのクリープを発生するブリッジ回路２２
の出力特性Ｂの変化分Ｃ，Ｅは、ほぼ一定値に近い比率
である（例えば、マイナスのクリープを発生するブリッ
ジ回路２２の出力特性Ｂの変化分Ｃ，Ｅの約１／３倍の
値が、ややプラスのクリープを発生するブリッジ回路１
２の出力特性Ａの変化分Ｄ，Ｆに等しい）ことがわか
る。

【００２５】図４に示すように、信号処理回路（ＣＰ
Ｕ）３０には、ややプラスクリープのブリッジ回路１２
側に接続されてなる主信号回路４０と、マイナスクリー
プのブリッジ回路２２側に接続されてなる副信号回路５
０とが設けられている。そして、この信号処理回路３０
には、主信号回路４０および副信号回路５０にそれぞれ
配設され、デジタル出力に対してスパン調整するスパン
調整部４１、５１と、主信号側回路４０に配設され、ブ
リッジ回路１２からの出力値が所定幅内に収まって荷重
の増減が殆どなくなったバランス状態に達したことを検
出するバランス検出回路４２と、バランス検出回路４２
の出力と、スパン調整部４１、５１からの出力とを入力
してクリープを生じているかどうかを判定するとともに
クリープ補正の開始と停止とを指示するクリープ判定部
６０と、副信号回路５０におけるクリープ判定部６０の
下流側に接続され、バランス状態となってクリープ判定
部６０から補正開始の指示を受けた際に、このバランス
状態以降のスパン調整部５１からの出力値Ｗｂの変化分
ΔＷｂに所定の係数ｎを掛けた値をクリープ補正分とし
て算出する補正分算出部５３と、主信号回路４０におけ
るバランス検出回路４２の下流側に接続され、ややプラ
スクリープのブリッジ回路１２側からのスパン調整後の
出力値Ｗａより前記クリープ補正分ｎ・ΔＷｂを差し引
くことで、クリープ分を除去して補正した補正出力デー
タを得る補正データ算出部４３とが備えられている。

【００２６】ここで、補正分算出部５３において、スパ
ン調整部５１からの出力値Ｗｂの変化分ΔＷｂに掛ける
係数ｎは、前述したように、ややプラスのクリープを発
生するブリッジ回路１２の出力特性Ａの変化分Ｄ，Ｆ
と、マイナスのクリープを発生するブリッジ回路２２の
出力特性Ｂの変化分Ｃ，Ｅとの比率に設定されている。
そして、この係数ｎの値は、予め温度範囲に対応して記
憶された値のテーブル（ｎ₁〜ｎ_n）から、温度センサ３
１で検知した温度に対応する値が選択される。

【００２７】また、クリープ判定部６０は、バランス検
出回路４２にてバランス状態となったことが検出されて
から、ブリッジ回路１２からプラスクリープを生じてい
ることが検出され、同時にブリッジ回路２１２からマイ
ナスクリープを生じていることを検出し、なおかつ、ブ
リッジ回路１２からの出力特性Ａの変化分と、ブリッジ
回路２２の出力特性Ｂの変化分との比率が前記係数ｎに
ほぼ該当する許容範囲内である場合に、クリープを生じ
ていると判定し、補正分算出部５３に補正開始の指示を
する。

【００２８】上記構成において、ロードセル１０に対し
て荷重が負荷されたり、除去されたりすると、バランス
検出回路４２によってバランス状態に達したこと（例え
ば、負荷変動が１目盛り分以下の範囲内になったこと）
を検出する。このバランス状態に達したことが検出され
た時点で、クリープ判定部６０は、ブリッジ回路１２、
２２からのスパン調整後の出力を入力しながら、ブリッ
ジ回路１２側からプラスクリープを生じていることが検
出され、同時にブリッジ回路２２側からマイナスクリー
プを生じていることを検出し、なおかつ、ブリッジ回路
１２からの出力特性Ａの変化分と、ブリッジ回路２２の
出力特性Ｂの変化分との比率が前記係数ｎにほぼ該当す
る許容範囲内である場合に、クリープを生じていると判
定し、補正分算出部５３に補正開始の指示をする。一
方、何れかの条件に当てはまらない場合は、クリープを
生じていない、もしくは、クリープ以外の要因を生じて
いると判定し、補正分算出部５３に対して補正開始の指
示をしない。

【００２９】すなわち、例えば、ロードセル１０を使用
した容器付きのはかりの場合に、容器への被計量物を供
給するバルブを閉じて供給を終了させ、はかりがバラン
ス状態になった後に、何らかの理由で極めて微量の被計
量物が前記供給バルブからこぼれているような場合に
は、図５に示すように、ロードセル１０への負荷が僅か
ずつ増加して、両方のブリッジ回路１２、２２からのス
パン調整後の出力とも微量に増加する（マイナスクリー
プのブリッジ回路２２からの出力もブリッジ回路１２よ
りは少ない量であるが微量増加する）ため、この現象が
クリープによるものではないことを正確に判定できる。

【００３０】クリープ判定部６０により、クリープを生
じていると判定されて補正分算出部５３に補正開始の指
示が行われた場合には、補正分算出部５３により、バラ
ンス状態以降における副信号回路５０のスパン調整部５
１からの出力値Ｗｂの変化分ΔＷｂに所定の係数ｎを掛
けた値がクリープ補正分ｎ・ΔＷｂとして算出され、や
やプラスクリープのブリッジ回路１２側からのスパン調
整後の出力値Ｗａより前記クリープ補正分ｎ・ΔＷｂが
差し引かれ、この結果、クリープ分を除去して補正した
補正出力データ（Ｗａ−ｎ・ΔＷｂ）を得ることができ
る。

【００３１】この場合に時間軸などを含まない簡単な演
算処理により、クリープの影響が除去された正確な補正
出力データを得ることができるので、ロードセル１０の
荷重履歴が複雑に変化する場合、すなわち、多数のもの
を任意の順番や、任意の時間でランダムに載せたり、外
したりする場合でも、精度の高いクリープ補正を容易か
つ正確に行うことができる。

【００３２】また、ややプラスのクリープを発生するブ
リッジ回路１２の出力特性Ａを主として、このクリープ
の小さいブリッジ回路１２から信頼性の高い出力を得る
ことができながら、さらに、このデータに対してクリー
プ補正することにより、さらに精度よく補正することが
できて、一層ロードセル１０の測定精度を向上させるこ
とができる。

【００３３】また、上述のように温度に応じて、係数を
選択することによって、クリープの温度補償も行うこと
ができるため、さらに精度が向上する。また、この補正
係数として、上記のように単に比例係数とするのではな
く、複次係数（二次以上の係数）を得て算出するように
してもよい。また、大まかな経過時間範囲で、同様に係
数を変化させることにしてもよく、これによっても、時
間を直接演算処理には使用せず、単に時間に応じてテー
ブル中の係数を選択するだけでよいので演算処理は容易
に行うことができる。

【００３４】また、上記のように、クリープ判定部６０
により、ブリッジ回路１２側からプラスクリープを生じ
ていることが検出され、同時にブリッジ回路２２側から
マイナスクリープを生じていることを検出し、なおか
つ、ブリッジ回路１２からの出力特性Ａの変化分と、ブ
リッジ回路２２の出力特性Ｂの変化分との比率が前記係
数ｎにほぼ該当する許容範囲内である場合に、クリープ
を生じていると判定し、何れかの条件に当てはまらない
場合は、クリープを生じていない、もしくは、クリープ
以外の要因を生じていると判定することで、経過時間に
伴って出力が微小に変化する場合においても、その現象
がクリープに起因するものであるがどうかを正確に判別
することができ、これによって、クリープ以外の要因に
かかわらず補正して、精度が低下するような不具合を確
実に防止することができる。

【００３５】なお、上記実施の形態においては、ブリッ
ジ回路１２側からプラスクリープを生じていることが検
出され、同時にブリッジ回路２２側からマイナスクリー
プを生じていることを検出し、なおかつ、ブリッジ回路
１２からの出力特性Ａの変化分と、ブリッジ回路２２の
出力特性Ｂの変化分との比率が前記係数ｎにほぼ該当す
る許容範囲内である場合に、クリープを生じていると判
定し、この場合にはクリープを精度よく検出できる利点
を有するが、これに限るものではなく、ブリッジ回路１
２側からプラスクリープを生じていることが検出され、
同時にブリッジ回路２２側からマイナスクリープを生じ
ていることを検出する条件、または、ブリッジ回路２２
の出力特性Ｂの変化分との比率が前記係数ｎにほぼ該当
する許容範囲内である条件のいずれか一方の条件だけで
判定してもよく、この場合には判定方法を簡略化でき
る。

【００３６】また、上記実施の形態においては、２つの
ブリッジ回路１２、２２を設けた場合を示し、この場合
には比較的簡単な構成で、製造コストが比較的安価とな
る利点を有するが、これに限るものではなく、３つ以上
のブリッジ回路を設けて算出することも可能である。ま
た、２つのブリッジ回路１２、２２において、一方がプ
ラスクリープを発生し、他方はマイナスクリープを発生
させるものを用いた場合を述べたがこれに限るものでは
なく、両者がプラスクリープあるいはマイナスクリープ
を発生させるものでもよく、この場合においても、ブリ
ッジ回路の変化量が比例範囲内であった場合に限り、ク
リープを生じていると判定することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、１つの起
歪体に複数対のストレインゲージからなるブリッジ回路
を設けて、その中の少なくとも２対のブリッジ回路は、
一方がプラスクリープを生じ、他方がマイナスクリープ
を生じるものを用い、これらのブリッジ回路から一方か
らプラスクリープを生じていること、および他方からマ
イナスクリープを生じていることを同時に検知した際
に、クリープを生じていると判定し、前記ブリッジ回路
の出力変化の方向が同様であった場合には、クリープを
生じていない、もしくは、クリープ以外の要因を生じて
いると判定したり、あるいは、その中の少なくとも２対
のブリッジ回路は、一方のブリッジ回路と他方のブリッ
ジ回路とが互いにクリープによる変化量が異なる一方
で、クリープによる絶対変化量が互いにほぼ比例するも
のを用い、これらの対となったブリッジ回路の絶対変化
量が上記比例範囲内であった場合に、クリープを生じて
いると判定し、ブリッジ回路の絶対変化量が上記比例範
囲外であった場合には、クリープを生じていない、もし
くは、クリープ以外の要因を生じていると判定したりす
ることで、クリープ状態であるかどうかを正確に判定す
ることができる。

【００３８】また、１つの起歪体に複数対のストレイン
ゲージを着けてロードセルを構成し、前記ストレインゲ
ージとして各対間でクリープ特性が異なるものを用い、
各対のストレインゲージの出力値に基づいてクリープ状
態を算出して補正することにより、荷重負荷時や荷重除
去時などの時間要素を含む複雑なクリープ関数式を記憶
させたりすることなく、比較的簡単な算出方法でクリー
プ値を算出することができるとともに、算出の際に時間
要素を含めないことも可能となって、ロードセルの荷重
履歴が複雑に変化する場合、すなわち、多数のものを任
意の順番や、任意の時間でランダムに載せたり、外した
りする場合でも、適切にクリープを推定して迅速に補正
することができ、この結果、ロードセルの測定精度を向
上させることができる。

【００３９】また、ストレインゲージを２対のブリッジ
回路をなすように設けて、一方のブリッジ回路と他方の
ブリッジ回路とが互いにクリープによる変化量の異なる
ものを用いることにより、比較的簡単な構成でクリープ
を精度良く補正することが可能となり、製造コストの上
昇を最小限に抑えることができる。また、温度に応じて
適切な係数を選択させることにより、クリープに対して
も温度補償することができて、さらに精度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかるロードセルの全体
斜視図である。

【図２】同ロードセルのクリープ補正方法を行う装置の
概略構成を示す図である。

【図３】同ロードセルのクリープ補正方法を行う装置に
おける各ブリッジ回路のクリープ特性を示す図である。

【図４】同ロードセルのクリープ補正方法を行う装置に
おける信号処理回路を示す図である。

【図５】同ロードセルのクリープ補正方法において、極
めて微量の被計量物が供給バルブからはかりにこぼれて
いる場合の各ブリッジ回路の出力を示す図である。

【図６】従来のロードセルの全体斜視図である。

【図７】従来のロードセルに接続される回路を示す図で
ある。

【図８】ロードセルのクリープ補正方法を示すストレイ
ンゲージの斜視図である。

【符号の説明】

１０ ロードセル １１、２１ ストレインゲージ １２、２２ ブリッジ回路 ３０ 信号処理回路 ３１ 温度センサ ４０ 主信号回路 ４２ バランス検出回路 ４３ 補正データ算出部 ５０ 副信号回路 ６０ クリープ判定部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの起歪体に複数対のストレインゲー
   ジを着けてロードセルを構成し、前記対となったストレ
   インゲージとして、少なくとも２対間でクリープ特性が
   異なるものを用い、各対のストレインゲージからの出力
   値に基づいてクリープ状態であるかどうかを判定するロ
   ードセルのクリープ判定方法。
2. 【請求項２】 対をなすストレインゲージはブリッジ回
   路をなしており、その中の少なくとも２対のブリッジ回
   路は、一方がプラスクリープを生じ、他方がマイナスク
   リープを生じるものを用い、これらのブリッジ回路の内
   の前記一方側からプラスクリープを生じていること、お
   よび前記他方側からマイナスクリープを生じていること
   を同時に検知した際に、クリープを生じていると判定
   し、前記ブリッジ回路の出力変化が何れもプラス側もし
   くは何れもマイナス側であった場合には、クリープを生
   じていない、もしくは、クリープ以外の要因を生じてい
   ると判定する請求項１記載のロードセルのクリープ判定
   方法。
3. 【請求項３】 対をなすストレインゲージはブリッジ回
   路をなしており、その中の少なくとも２対のブリッジ回
   路は、一方のブリッジ回路と他方のブリッジ回路とが互
   いにクリープによる変化量が異なる一方で、クリープに
   よる絶対変化量が互いにほぼ比例するものを用い、これ
   らの対となったブリッジ回路の絶対変化量が上記比例範
   囲内であった場合に、クリープを生じていると判定し、
   ブリッジ回路の絶対変化量が上記比例範囲外であった場
   合には、クリープを生じていない、もしくは、クリープ
   以外の要因を生じていると判定する請求項１または２に
   記載のロードセルのクリープ判定方法。
4. 【請求項４】 １つの起歪体に複数対のストレインゲー
   ジを着けてロードセルを構成し、前記対となったストレ
   インゲージとして、少なくとも２対間でクリープ特性が
   異なるものを用い、各対のストレインゲージからの出力
   値に基づいてクリープ状態であるかどうかを判定し、ク
   リープ状態であると判定した場合に、クリープ状態に基
   づいてロードセルの出力値を補正するロードセルのクリ
   ープ補正方法。
5. 【請求項５】 対をなすストレインゲージはブリッジ回
   路をなしており、その中の少なくとも２対のブリッジ回
   路は、一方がプラスクリープを生じ、他方がマイナスク
   リープを生じるものを用い、これらのブリッジ回路の内
   の前記一方側からプラスクリープを生じていること、お
   よび前記他方側からマイナスクリープを生じていること
   を同時に検知した際に、クリープを生じていると判定
   し、前記ブリッジ回路の出力変化が何れもプラス側もし
   くは何れもマイナス側であった場合には、クリープを生
   じていない、もしくは、クリープ以外の要因を生じてい
   ると判定し、クリープ状態であると判定した場合に、ク
   リープ状態に基づいてロードセルの出力値を補正する請
   求項４記載のロードセルのクリープ補正方法。
6. 【請求項６】 対をなすストレインゲージはブリッジ回
   路をなしており、その中の少なくとも２対のブリッジ回
   路は、一方のブリッジ回路と他方のブリッジ回路とが互
   いにクリープによる変化量が異なる一方で、クリープに
   よる絶対変化量が互いにほぼ比例するものを用い、これ
   らの対となったブリッジ回路の絶対変化量が上記比例範
   囲内であった場合に、クリープを生じていると判定し、
   ブリッジ回路の絶対変化量が上記比例範囲外であった場
   合には、クリープを生じていない、もしくは、クリープ
   以外の要因を生じていると判定し、クリープ状態である
   と判定した場合に、クリープ状態に基づいてロードセル
   の出力値を補正する請求項４または５に記載のロードセ
   ルのクリープ補正方法。
7. 【請求項７】 １つの起歪体に複数対のストレインゲー
   ジを着けてロードセルを構成し、前記ストレインゲージ
   として各対間でクリープ特性が異なるものを用い、各対
   のストレインゲージからの出力値に基づいてクリープ量
   を算出して補正するロードセルのクリープ補正方法。
8. 【請求項８】 ストレインゲージは２対のブリッジ回路
   をなすように設けられており、一方のブリッジ回路と他
   方のブリッジ回路とが互いにクリープによる変化量また
   は変化増減方向のうちの少なくとも一方が異なるものを
   用いる請求項７記載のロードセルのクリープ補正方法。
9. 【請求項９】 互いに比較してクリープが小さなブリッ
   ジ回路の出力を主とし、クリープが大きなブリッジ回路
   の出力を副とし、ブリッジ回路の出力値が所定幅内に収
   まって荷重の増減が殆どなくなったバランス状態となっ
   たことを検出し、このバランス状態以降の前記副出力値
   の変化分に所定の係数を掛けた値をクリープ補正値とし
   て、前記主出力値より差し引くことで補正する請求項４
   〜８のいずれかに記載のロードセルのクリープ補正方
   法。
10. 【請求項１０】 係数は温度に応じて変化されてなる請
    求項９に記載のロードセルのクリープ補正方法。