JPH0131937Y2 - - Google Patents
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- JPH0131937Y2 JPH0131937Y2 JP15732979U JP15732979U JPH0131937Y2 JP H0131937 Y2 JPH0131937 Y2 JP H0131937Y2 JP 15732979 U JP15732979 U JP 15732979U JP 15732979 U JP15732979 U JP 15732979U JP H0131937 Y2 JPH0131937 Y2 JP H0131937Y2
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- attached
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、電子式の重量測定装置に関するもの
であつて、比較的簡単な構成で、重量測定が容易
に行なえる新規な装置を提供するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic weight measuring device, and provides a novel device that has a relatively simple configuration and can easily measure weight.
従来の電子式の重量測定装置のデイジタル信号
処理にあたつては、重量に関連した情報をアナロ
グ信号として検出し、このアナログ信号をA/D
変換器によりデイジタル信号に変換することが行
なわれている。この場合、分解能を向上させるた
めには、A/D変換器の構成が複雑化することは
避けられず、コストも高くなる。このような欠点
を解決するために、たとえば振動弦を用いたもの
が実用化されている。これは、振動弦に加わる引
つ張り力に応じて変化する固有振動数を検出する
ものであつて、直接周波数信号が得られるので信
号処理が容易になる。しかし、このような振動弦
によれば、弦を振動可能にするための初期力が必
要であり、引つ張り力として加えなければならな
い。また、力による変位量が大きくなり、振動の
検出方法が限定される等、種々の制約を伴うこと
になる。 In digital signal processing of conventional electronic weight measuring devices, weight-related information is detected as an analog signal, and this analog signal is converted to an A/D.
Conversion into a digital signal is performed using a converter. In this case, in order to improve the resolution, it is inevitable that the configuration of the A/D converter becomes complicated, and the cost also increases. To solve these drawbacks, for example, devices using vibrating strings have been put into practical use. This detects the natural frequency that changes depending on the tensile force applied to the vibrating string, and since a frequency signal can be obtained directly, signal processing becomes easy. However, such a vibrating string requires an initial force to enable the string to vibrate, and must be applied as a pulling force. In addition, the amount of displacement due to force becomes large, and various restrictions arise, such as the method of detecting vibrations being limited.
本考案は、このような欠点を解決したものであ
つて、以下、図面を用いて詳細に説明する。 The present invention solves these drawbacks and will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は、本考案の一実施例を示す構成説明図
であつて、10はベース、20,30はレバー、
40は連結体、50は振動体、60は受皿であ
る。 FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing one embodiment of the present invention, in which 10 is a base, 20 and 30 are levers,
40 is a connecting body, 50 is a vibrating body, and 60 is a saucer.
ベース10は、ほぼコの字形に成形されてい
る。 The base 10 is formed into a substantially U-shape.
レバー20および30は、それぞれ対称をなす
ように形成されたものであつて、ベース10の開
口部端に対称になるように配置されている。すな
わち、第1のレバー20はベース10の一端11
にフレクシヤFL1を介して取り付けられ、第2の
レバー30はベース10の他端12にフレクシヤ
FL2を介して取り付けられている。 The levers 20 and 30 are each formed symmetrically and are arranged symmetrically at the open end of the base 10. That is, the first lever 20 is connected to one end 11 of the base 10.
via the flexure FL 1 , and the second lever 30 is attached to the other end 12 of the base 10 via the flexure FL 1.
Attached via FL 2 .
連結体40は、第1のレバー20と第2のレバ
ー30との対向端を連結するようにフレクシヤを
介して取り付けられたものである。第2図は、こ
れらの連結状態を示す構成説明図であつて、aは
要部拡大平面図、bはA−A′線に沿つた断面図、
cはB−B′線に沿つた断面図である。第2図に
おいて、第1のレバー20の一端21は中央部分
がコの字形に突出するように成形され、第2のレ
バー30の一端31は両側部分が第1のレバー2
0の一端21の突出部よりも幅広のコの字形で突
出するように成形され、連結体40はこれら第1
のレバー20の一端21の突出端面と第2のレバ
ー30の一端の突出端面とを同一線上に対称的に
配置することにより形成される空間部に嵌合する
ように成形されている。すなわち、連結体40の
一方の面41には第1のレバー20の一端21の
突出部の嵌合する切溝部41a,41bが形成さ
れ、他方の面42には第2のレバー30の一端3
1の突出部に対向する段付部42a,42bが形
成されている。また、この連結体40の主平面4
3には、振動体50の一端を取り付けるための貫
通孔43aが設けられている。そして、これら第
1のレバー20、第2のレバー30および連結体
40との対向部はそれぞれフレクシヤFL3〜FL6
を介して連結されている。これら第1のレバー2
0、第2のレバー30および連結体40により、
台秤機構が構成されることになる。 The connecting body 40 is attached via a flexure so as to connect the opposing ends of the first lever 20 and the second lever 30. FIG. 2 is a configuration explanatory diagram showing the state of these connections, in which a is an enlarged plan view of the main parts, b is a cross-sectional view along the line A-A',
c is a sectional view taken along line B-B'. In FIG. 2, one end 21 of the first lever 20 is formed so that the central portion thereof protrudes in a U-shape, and one end 31 of the second lever 30 has both side portions similar to the first lever 2.
The connecting body 40 is formed so as to protrude in a U-shape wider than the protruding part 21 of the first end 21 of the connecting body 40.
The protruding end surface of the one end 21 of the second lever 20 and the protruding end surface of the one end of the second lever 30 are arranged symmetrically on the same line. That is, one surface 41 of the connecting body 40 is formed with grooves 41a and 41b into which the protrusion of the one end 21 of the first lever 20 fits, and the other surface 42 is formed with one end 3 of the second lever 30.
Stepped portions 42a and 42b are formed opposite to the first protrusion. Moreover, the main plane 4 of this connecting body 40
3 is provided with a through hole 43a for attaching one end of the vibrating body 50. The portions facing the first lever 20, the second lever 30, and the connecting body 40 have flexures FL 3 to FL 6 , respectively.
are connected via. These first levers 2
0, by the second lever 30 and the connecting body 40,
A platform scale mechanism will be constructed.
振動体50は、加えられる力に応じて固有振動
数が変化するものであつて、本実施例では第3図
に示すように1個の角柱体から直交する中心軸に
付してそれぞれ対称形になるように音叉形の振動
子を2個つき合わせた形に削り出し、中心軸に対
して対称であり平行な2本の振動片51,52を
形成したものを用いる例について示している。こ
のような形状の振動体50の長軸方向に軸力Sを
加えることにより、振動体50の共振周波数は変
化する。この振動体50の振動モードを駆動方向
の中心軸に対して対称に振動する対称モードとす
ることにより、振動片51,52の結合部におい
て発生する反力とモーメントは互いに逆方向で大
きさが等しくなつて打ち消し合うことになり、振
動エネルギーが外部に流出しない良好度の優れた
振動体として作用することになる。なお、第3図
において、EXは振動体50を振動させるための
励振器、DTは振動を検出するための検出器であ
り、これらで発振回路を構成して用いる。このよ
うに構成された振動体50の一端は連結体40の
貫通孔43aに嵌入固着され、他端はベース10
の主平面13の貫通孔(図示せず)に取り付けら
れる。 The vibrating body 50 has a natural frequency that changes depending on the applied force, and in this embodiment, as shown in FIG. An example is shown in which two tuning fork-shaped vibrators are machined so that they meet, and two vibrating pieces 51 and 52 are formed that are symmetrical and parallel to the central axis. By applying an axial force S in the longitudinal direction of the vibrating body 50 having such a shape, the resonant frequency of the vibrating body 50 changes. By setting the vibration mode of the vibrating body 50 to be a symmetric mode that vibrates symmetrically with respect to the central axis in the driving direction, the reaction force and moment generated at the joint of the vibrating pieces 51 and 52 are in opposite directions and have different magnitudes. They become equal and cancel each other out, and act as an excellent vibrating body that prevents vibration energy from leaking to the outside. In addition, in FIG. 3, EX is an exciter for vibrating the vibrating body 50, and DT is a detector for detecting vibration, and these are used to constitute an oscillation circuit. One end of the vibrating body 50 configured in this way is fitted into the through hole 43a of the connecting body 40, and the other end is fixed to the base 10.
is attached to a through hole (not shown) in the main plane 13 of.
受皿60は、被測定物(図示せず)が載置され
るものであつて、第1のレバー20および第2の
レバー30の上部の自由端22,32間に支点
SP1,SP2を介して取り付けられている。 The tray 60 is for placing an object to be measured (not shown), and is a fulcrum between the upper free ends 22 and 32 of the first lever 20 and the second lever 30.
It is attached via SP 1 and SP 2 .
このように構成された装置の動作について説明
する。 The operation of the device configured in this way will be explained.
第1図に示すように、各レバー20,30がそ
れぞれa:bの比となるようにベース10に取り
付けられるとともに受皿60を支持しているもの
とする。このような状態で、被測定物の荷重Wが
加えられると、振動体50には次式で表わされる
力Fが加わることになる。 As shown in FIG. 1, it is assumed that the levers 20 and 30 are attached to the base 10 and support the saucer 60 in a ratio of a:b. In this state, when the load W of the object to be measured is applied, a force F expressed by the following equation is applied to the vibrating body 50.
F=b/aW (1)
したがつて、振動体50の共振周波数を測定す
ることにより、被測定物の荷重を検知することが
できる。これら振動体50の共振周波数fと荷重
Wとの関係は、第(2)式で表わすことができる。 F=b/aW (1) Therefore, by measuring the resonance frequency of the vibrating body 50, the load on the object to be measured can be detected. The relationship between the resonant frequency f of the vibrating body 50 and the load W can be expressed by equation (2).
K:定数
fo:W=0のときの共振周波数
f:W≠0のときの共振周波数
第4図は、第1図の装置における信号処理のた
めの回路構成の一例を示すブロツク図であつて、
発振回路部Aと演算回路部Bの2つの部分で構成
されている。発振回路部Aは、振動体50を振動
させるための励振器EX、検出器DTを含む発振
回路OSC、振動体50近傍の温度をアナログ電
圧として検出する測温回路TMP、測温回路TMP
の出力信号で発振回路OSCの出力信号をパルス
幅変調する変調回路PWM等で構成されている。
演算回路部Bは、計数回路CTR、演算回路CAL、
表示器DSP等で構成されている。このように構
成することにより、発振回路部Aからは、第5図
に示すようなパルス幅変調信号が送出される。第
5図において、時間T1,T2は、それぞれ次のよ
うに表わされる。 K: Constant fo: Resonant frequency when W=0 f: Resonant frequency when W≠0 FIG. 4 is a block diagram showing an example of a circuit configuration for signal processing in the device shown in FIG. ,
It is composed of two parts: an oscillation circuit section A and an arithmetic circuit section B. The oscillation circuit section A includes an exciter EX for vibrating the vibrating body 50, an oscillation circuit OSC including a detector DT, a temperature measuring circuit TMP for detecting the temperature near the vibrating body 50 as an analog voltage, and a temperature measuring circuit TMP.
It consists of a modulation circuit PWM that pulse width modulates the output signal of the oscillation circuit OSC using the output signal of the oscillation circuit OSC.
Arithmetic circuit section B includes a counting circuit CTR, an arithmetic circuit CAL,
It consists of a display device DSP, etc. With this configuration, the oscillation circuit section A sends out a pulse width modulated signal as shown in FIG. In FIG. 5, times T 1 and T 2 are expressed as follows.
T1=f(W) (2)
T2/T1=K・T (3)
K:定数
T:温度
すなわち、出力信号の周期T1を測定すること
により被測定物の重量Wを求めることができ、
T2/T1を測定することにより、温度Tを求める
ことができる。これにより、必要に応じて測定結
果に温度補償を施すことができる。また、このよ
うにパルス幅変調信号を出力信号とすることは、
マイクロプロセツサ等を用いて種々の処理を行な
うのに極めて有利である。 T 1 = f(W) (2) T 2 /T 1 = K・T (3) K: Constant T: Temperature In other words, find the weight W of the object to be measured by measuring the period T 1 of the output signal. is possible,
The temperature T can be determined by measuring T 2 /T 1 . Thereby, temperature compensation can be applied to the measurement results as necessary. Also, using a pulse width modulation signal as an output signal in this way
This is extremely advantageous for performing various processes using a microprocessor or the like.
なお、本考案に係る装置において、過大荷重保
護を図るためには、たとえば第6図aに示すよう
にレバー20,30と受皿60との間に振動体5
0の有効変位長に対応した間隙gを形成するスト
ツパSTを設ければよい。また、第6図bに示す
ようにレバー20あるいは30の少なくともいず
れか一方の下部に振動体50の有効変位長に対応
した間隙gを形成するストツパSTを設けてもよ
い。この場合、ストツパに対向するレバーを延長
することにより、間隙を広くとることができ、工
作を容易にすることができる。さらに、第6図c
に示すように、スプリシグSGを介して振動子5
0の端部をベース10に取り付ける機構を併用す
ることにより、これらの間隙をより広くすること
ができる。この場合、スプリングSGとしては、
最大測定荷重が加わつた場合に設定間隙長変位す
るようなばね定数を有するものを用いればよい。
また、このような振動体の支持機構として、磁気
的な支持手段を用いてもよい。 In the device according to the present invention, in order to protect against overload, it is necessary to install a vibrating body 5 between the levers 20, 30 and the saucer 60, as shown in FIG. 6a, for example.
It is sufficient to provide a stopper ST that forms a gap g corresponding to an effective displacement length of 0. Furthermore, as shown in FIG. 6b, a stopper ST may be provided at the bottom of at least one of the levers 20 and 30 to form a gap g corresponding to the effective displacement length of the vibrating body 50. In this case, by extending the lever facing the stopper, the gap can be widened, making the work easier. Furthermore, Figure 6c
Transducer 5 via Sprisig SG as shown in
By using a mechanism for attaching the end portion of the base 10 to the base 10, these gaps can be made wider. In this case, the spring SG is
It is sufficient to use one having a spring constant such that the set gap length is displaced when the maximum measurement load is applied.
Moreover, a magnetic support means may be used as a support mechanism for such a vibrating body.
従来、この種の台秤形の重量測定装置として
は、スプリングによつて変位量を検出するもの
や、ストレンゲージにより変位量を検出するもの
が多く用いられている。しかし、前者の構成によ
れば、重量物を測定する場合、変位が大きいため
に台秤機構の支点が水平方向に変位して誤差を生
じるおそれがある。また、後者の構成によれば、
変位量が小さくてすむためにスプリングの場合の
ような欠点は生じないものの、検出感度が低く、
増幅器として高性能のものを用いなければならな
い。さらに、両者はいずれもアナログ信号を出力
信号とするものであつて、信号のデイジタル処理
にあたつてはデイジタル信号に変換する手段を必
要とする。 BACKGROUND ART Conventionally, as this type of platform scale type weight measuring device, devices that detect displacement using a spring or devices that detect displacement using a strain gauge are often used. However, according to the former configuration, when measuring a heavy object, the fulcrum of the platform scale mechanism may be displaced in the horizontal direction due to the large displacement, which may cause an error. Also, according to the latter configuration,
Although it does not have the disadvantages of springs because the amount of displacement is small, it has low detection sensitivity.
A high performance amplifier must be used. Furthermore, both output signals are analog signals, and digital processing of the signals requires means for converting them into digital signals.
本考案装置によれば、このような従来の欠点も
解決することができる。 According to the device of the present invention, such conventional drawbacks can also be solved.
なお、上記実施例では、フレクシヤとして平板
状のものを用いる例について説明したが、十字形
状のフレクシヤを用いることもできる。これによ
り、横方向の振動に対する安定性を高めることが
できる。 In the above embodiment, an example in which a flat plate-shaped flexure is used has been described, but a cross-shaped flexure can also be used. Thereby, stability against lateral vibrations can be improved.
以上説明したように、本考案によれば、比較的
簡単な構成で、デイジタル信号処理が容易に行な
え、かつ安定度の優れた台秤構造の重量測定装置
が実現でき、その実用的効果は大きい。 As explained above, according to the present invention, it is possible to realize a weight measuring device having a platform scale structure with a relatively simple configuration, which can easily perform digital signal processing, and has excellent stability, and has great practical effects.
第1図は本考案の一実施例を示す構成説明図、
第2図は第1図における要部の連結状態を示す構
成説明図、第3図は本考案で用いる振動体の一例
を示す構成説明図、第4図は第1図の装置におけ
る信号処理のための回路構成の一例を示すブロツ
ク図、第5図は第4図の動作を説明するための波
形図、第6図は過大荷重保護機構の具体例を示す
構成説明図である。
10……ベース、20,30……レバー、40
……連結体、50……振動体、60……受皿、
FL……フレクシヤ、SP……支点、ST……スト
ツパ、SG……スプリング。
FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing an embodiment of the present invention;
2 is an explanatory diagram of the configuration showing the connection state of the main parts in FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of an example of the vibrating body used in the present invention, and FIG. FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG. 4, and FIG. 6 is a configuration explanatory diagram showing a specific example of the overload protection mechanism. 10... Base, 20, 30... Lever, 40
... Connecting body, 50 ... Vibrating body, 60 ... Receiver,
FL...flexure, SP...fulcrum, ST...stopper, SG...spring.
Claims (1)
開口部の一端にフレクシヤを介して取り付けられ
た第1のレバーと、ベースの開口部の他端にフレ
クシヤを介して取り付けられた第2のレバーと、
これら第1のレバーと第2のレバーとの対向端を
連結するようにフレクシヤを介して取り付けられ
た連結体と、一端が連結体に取り付けられるとと
もに他端がベースの主平面に取り付けられ加えら
れる力に応じて固有振動数が変化する振動体と、
第1のレバーおよび第2のレバーの上部の自由端
間に支点を介して取り付けられ被測定物が載置さ
れる受皿とを含む重量測定装置。 A base formed into a substantially U-shape, a first lever attached to one end of the opening of the base via a flexure, and a second lever attached to the other end of the opening of the base via a flexure. and,
A connecting body is attached via a flexure to connect the opposite ends of the first lever and the second lever, and one end is attached to the connecting body and the other end is attached to the main plane of the base. A vibrating body whose natural frequency changes depending on the force,
A weight measuring device including a tray attached via a fulcrum between the upper free ends of a first lever and a second lever and on which an object to be measured is placed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15732979U JPH0131937Y2 (en) | 1979-11-13 | 1979-11-13 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15732979U JPH0131937Y2 (en) | 1979-11-13 | 1979-11-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5674325U JPS5674325U (en) | 1981-06-18 |
| JPH0131937Y2 true JPH0131937Y2 (en) | 1989-10-02 |
Family
ID=29668638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15732979U Expired JPH0131937Y2 (en) | 1979-11-13 | 1979-11-13 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0131937Y2 (en) |
-
1979
- 1979-11-13 JP JP15732979U patent/JPH0131937Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5674325U (en) | 1981-06-18 |
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