JPH0131938Y2 - - Google Patents

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、デイジタル信号
処理が容易に行なえる新規な装置を提供するもの
である。

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。

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。

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はレバー、３０，
４０はフレクシヤ、５０は振動体、６０は取付
片、７０は皿、８０は皿支持体、９０はフレクシ
ヤ、１００，１１０はステーである。

ベース１０は、所定の構成部品が取り付けられ
るものであつて、本実施例ではほぼＨ形の側面形
状を呈するように形成された例について示してい
る。このベース１０の一方の垂直辺１１の両端の
上下面にはそれぞれスタツド１２₁〜１２₄（１２₄
は図示せず）が設けられている。

レバー２０は、ベース１０の他方の垂直辺１３
の上端部に対向するようにしてフレクシヤ３０，
４０を介して変位可能に取り付けられている。こ
のレバー２０の一端にはカウンタウエイト２１が
設けられ、他端には矩形の貫通部２２が設けられ
ている。

フレクシヤ３０，４０は、前述のようにレバー
２０の支点を構成するものであり、その具体例を
第２図に示す。

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２図
に示すように１個の角柱体から直交する中心軸に
対してそれぞれ対称形と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の振動モードを長軸方向の
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。このように構成
された振動体５０の一端はベース１０の主平面１
４に第２図に示すような取付片６０を介して取り
付けられ、他端は取付片６０と同様な取付片（図
示せず）を介してレバー２０に取り付けられる。

皿７０は、被測定物を載置するためのものであ
る。

皿支持体８０は、レバー２０とほぼ直交するよ
うにしてフレクシヤ９０を介してレバー２０の端
部２２に取り付けられている。この皿支持体８０
の両端にはそれぞれスタツド８１₁，８１₂が設け
られていて、一方のスタツド８１₂がレバー２０
の表面から突出するように貫通部２２に挿通され
ている。皿７０は、レバー２０の表面から突出す
るスタツド８１₂に嵌め合わされて支持される。

フレクシヤ９０は、前述のように、加重フレク
シヤとして作用する。

ステー１００，１１０は、ロバーバル機構を構
成するものである。本実施例では、ほぼ三角形状
に成形されたものを用いている。ステー１００と
１１０は同様に形成されている。たとえばステー
１００において、その頂点部にはフレクシヤ部１
０１を介して皿支持体８０のスタツド８１₁を挿
通するための取付孔１０２が形成され、底辺部の
両端近傍にはそれぞれフレクシヤ部１０３，１０
５を介してベース２０のスタツド１２₂，１２₄
（１２₄は図示せず）を挿通するための取付孔１０
４，１０６が形成されている。このように構成さ
れたステー１００，１１０は、ベース１０、レバ
ー２０、皿支持体８０等を挟むようにして一端が
ベース１０に取り付けられるとともに、他端が皿
支持体８０に取り付けられる。

このように構成された装置の動作について説明
する。

皿７０に被測定物が載置されると、皿支持体８
０に力が作用する。この皿支持体８０はステー１
００，１１０よりなるロバーバル機構で支持され
ているので、皿７０のどの位置に被測定物が載置
されても、真の重力が垂直方向に作用することに
なる。皿支持機構８０に作用する力は、フレクシ
ヤ９０を介してレバー２０の端部２２に下向の力
として加えられる。これにより、振動体５０に
は、皿７０に加えられる重さのl₁／l₂倍の引張力
が作用することになる。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
重量を検知することができる。これら重量と共振
周波数の２次近似の変換式は次のように表わされ
る。

Ｗ＝Ａ（ｆ／fo−１）＋Ｂ（ｆ／fo−１）² (1) Ｗ：被測定物の重量 Ａ，Ｂ：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３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PT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CAL、演算回路DSP、
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４図
に示すようなパルス幅変調信号が送出される。第
４図において、時間T₁，T₂は、それぞれ次のよ
うに表わされる。

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。

なお、第１図において、測定状態を早期に安定
化するためには、ダンピング機構を付加するとよ
い。第５図は、このようなダンピング機構の一例
を示す構成説明図であつて、CPは銅で成形され
たカツプ、ＭはカツプCPに内包されるように円
柱形に成形された永久磁石である。カツプCPは
レバー２０の自由端２１の下面に吊り下げられ、
永久磁石ＭはカツプCPに対向するようにベース
１０に取り付けられる。ここで、レバー２０の自
由端２１が上下に変位すると、カツプCPも永久
磁石Ｍでバイアスされた磁束中を変位することに
なる。これにより、カツプCPには誘起電流が発
生して反作用力を生じることになり、ダンピング
効果が得られる。

上記実施例では、振動体５０として、音叉形の
振動子を２個つき合わせた形に成形されたものを
用いる例について示したが、これに限るものでは
ない。

また、皿７０を吊り下げるようにしてもよい。

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重量測定装置が安価に実
現でき、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

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図の構成部品の一部を示す斜視図、
第３図は第１図の装置の信号処理回路の一例を示
すブロツク図、第４図は第３図の動作を説明する
ための波形図、第５図はダンピング機構の一例を
示す構成説明図である。 １０……ベース、２０……レバー、３０，４０
……フレクシヤ、５０……振動体、６０……取付
片、７０……皿、８０……皿支持体、９０……フ
レクシヤ、１００，１１０……ステー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定の構成部品が取り付けられるベースと、ベ
   ースの一部にフレクシヤを介して回動可能に支持
   されるレバーと、一端がベースに取り付けられて
   他端がレバー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、被測定物が載
   置される皿と、レバーとほぼ直交するようにして
   フレクシヤを介してレバーに取り付けられ一端に
   皿が取り付けられる皿支持体と、ベース、レバー
   および皿支持体等を挟むように平行に配置され各
   一端がベースに取り付けられて各他端が皿支持体
   に取り付けられた１対のステーにより構成された
   ロバーバル機構とを含む重量測定装置。