JPH0222525A - 電子秤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）意東上の利用分野 本発明は静電容量方式の電子秤に係υ、静電容量の変化
を発振周波数の変化として出力する静電容量−周波数変
換部の構成に関するものである。

←）従来の技術 静電容量方式の電子秤は例えは特開昭５３−５１７８３
号公報に開示されているように、二枚の板体の間に誘電
体板が挟まれ上記板体間を圧縮する荷重により、上Ｅ誘
電体の厚味が変化するように上記板体及び誘電体板が１
つのものとして保持され、上記誘電体板を電極間の誘電
体とするコンデンサの静電容量の変化として上記厚味変
化を検出する手段が構成されたセル本体と、上記静電容
量変化を発振周波数の変化に変換する発振器と。

その発振周波数の変化率を測定して荷重の大きさを検出
する変化率測定回路とを設けたものである。

しかしながらこの例では静電容量変化を発振周波数の変
化に変える部分が所謂発振器だけであシ、検出の精度を
上げるために誘電体板を複数枚重ねるため、ロードセル
の部分が大型化すると云う問題点かあうた。

上記の如き電子秤は一般に少数の電池で長期間の使用に
耐えるように回路を低電圧、低電流で動作させるように
している。このような条件では発振回路を構成するオペ
アンプ等の集積回路の動作速度が非常に遅くなる。この
ため発振周波数は数ＫＩ（ｚ程度が上限となる。また前
記発振回路は重量−静電容量変換部の静電容量の変化に
よって周波数が変化するが、この静電容量の変化はＮ量
０２〜１＃でも約２０ＰＦ程度しか変化しない。

ところで、計量秤はわずかな容量変化を大きな周波数の
変化として取シ出した方が精度が良くなる。例えば０２
〜１＃で周波数が５ｏＯＨｚＬか変化しなけれは表示は
２ｙおきにしか表示できないが、１０００Ｈ２ｉ化すれ
ば１ｙおきに表示できると云う具合である。

そして目α述の通シ、静電容量の変化はロードセル部の
構造によって決まシ、その変化量は極めて僅かでと・る
ため、発振回路の周波数の変化量を大きくするためには
ＯＦ時の周波数を高くする必要があるが、この周波数は
発振回路を構成するオペアンプ等の回路部品の１作速度
によ、て低く制限されてしま、ているため、結果的に大
きな周波数の変化としてはとシ出せないという欠点があ
った。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、′ｉ蓋−静電容量変
換部の僅かな容量変化に基き、検出重量の精度を向上さ
せるため静電容量−周波数変換部の出力周波数を増加せ
しめようとするものである。

に）課題を解決するための手段 被計量物の重量を互いに相対向する電極板間の距離の変
動による静電容量の変化として検出する重量−静電容量
変換部と、該Ｊ［１を一静［容量変換部の出力を前記電
極板に含む発振回路にてパルス信号に変換する静電容量
−周波数変換部と、該静電容量−周波数変換部の出力パ
ルス数をカウントするカウンターと、該カウンターのカ
ウント値によシ表示部に重量値を表示するマイクロプロ
セッサとを有し、前記静電容量−周波数変換部に前記発
振回路の出力周波数を上昇させる手段を設ける。

に）作　用 重量−静電容量変換部にて被計量物の重量を対応する静
電容量に変換し、この静電容量を静電容量−周波数変換
部で対応する周波数を持つパルス波に変換した後、この
周波数を数倍に増大し、次段のカウンターによ、て増大
した周波数を計数させ、これをマイクロプロセッサにて
重量換算し表示部に出力する。

（へ）実施例 以下本発明の電子秤を図面の一笑権利について詳細に腕
間する。

第２図に電子秤の基本ブロック（ロ）略図を示す。

同図において、（１）は被計量物の重量によ＃）移動す
る可動電極板と固定され九固定電極板とよシ成シ、両？
ａｒ、極板間の距離の変動によシ、変化する静電容量を
検出する重量−静電容量変換部、（２）は前記電極板を
一種の可変容量コンデンサ（３）として抵抗（図示せず
）と共に時定数回路を組み、該時定数回路によ、て決ま
る周波数に′Ｃ発振する発振回路（４）を有する静電容
量−周波数変換部、（５）は前記静電容量−周波数変換
部（２）の発振出力のパルス数を所定のサンプリング周
期で計数するカウンター、（６）は該カウンター（５）
の計数値を演算して重量値に換算し重量信号を出力する
と共に内蔵のタイマー回路よシクロツク係号を出力する
マイクロプロセッサ、（力は前記静電容量−周波数変換
部（２）とカウンター（５）との間に介挿され、一方の
入力を該静電容量−周波数変換部（２）の出力端子に接
続し、他方の入力を前記マイクロプロセッサ（６）のク
ロック端子（ＣＬ）に接続するとともに出力を前記カウ
ンター（５）に出力するアンド回路、（８）は前記マイ
クロプロセッサ（６）の重量信号に対応する重量値をデ
ジタル表示する液晶表示部、（９）は前記マイクロプロ
セッサ（６）内の記憶回路にスイッチ回路（ＩＧによっ
て入力設定された設定値と前記重量値が一致した時にマ
イクロプロセッサ（６）の出力端子（ＢＺ）よ多出力さ
れるブザー回路である。

ｎｕ記静電容量−周波数変換部（２）は第１図に示す如
く前記発振回路（４）とこの発振回路（４）の出力をそ
のまま１つの入力とし且つ発振回路（４）の出力を分岐
し抵抗（Ｉｌｌ及びコンデンサｔｉｚよりなる遅延回路
を通して他方の入力とする排他的オア回路（１３１とよ
り構成されている。

以上の構成を有する電子秤において被計量物の重量は重
量−静電容ｆｉＬ′変換部（２）によってコンデンサ（
３）の容量として検出され、この容量値によって決まる
周波数の発振出力（第１図のＡ位置及び第３図の波形Ａ
を参照）を静電容量−周波数変換部（２）の発振回路（
４）が出力する。この出力Ａは２出力に分岐され排他的
オア回路（１３に夫々直接或いは抵抗αＤとコンデンサ
α２１ヲ介して（第１図のＢ位置及び第３図の波形Ｂを
参照）入力される。排他的オア回路（１３１の出力は下
記の真理値 〈真理値表〉 表に基き、出力Ｃは出力大の立上がシと立下がシで出力
パルスを生じるので、結果的に出力大の周波数が２倍に
増大したことになる。従、てカウンター（５）はこの２
倍の周波数を持つ出力Ｃを所定のサンプリング周期で計
数し、この計数値をマイクロプロセッサ（６）Ｋ入力す
る。マイクロプロセッサ（６）はカウンター（５）の計
数値に基き、重量値を表示部（８）　Ｋ表示させる。

尚前記発振回路の出力波形Ａはチューティ比が５０９６
に近ければ近いほど周波数を２倍にするのに効果的でる
る。また排他的オア回路（１３１ｔｉｃ−ＭＯ８構造の
集積回路が一般的でめシ、１５０／ＩＡ程度の小電流入
力でも数十ＫＨｚの周波数まで十分に対応できる。

（ト）発明の効果 本発明は以上の説明の如く、被計量物の重量を互いに相
対向する電極板間の距離の変動による静電容量の変化と
して検出する重量−静電容量変換部と、該重量−静電容
量変換部の出力を前記電極板を含む発振回路にてパルス
信号に変換する静電容量−周波数変換部と、該静電容量
−周波数変換部の出力パルス数をカウントするカウンタ
ーと、該カウンターのカウント値によシ表示部に重量値
を表示するマイクロプロセッサとを有し、前記静電容量
−周波数変換部に前記発振回路の出力周波数全上昇させ
る手段を設けることにより、計量できる重量の精度が向
上し、被計量物の重量を正確に計量できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

子秤の基本ブロック回路図、第３図は第１図の各部の出
力電圧波形を示す図である。 （１）・・・重量−静電容量変換部、（４）・・・発振
回路、（２）・・・静電容量−周波数変換部、（５）・
・・カウンター、（６）・・・マイクロプロセッサ、０
３１・・・周波数上昇手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被計量物の重量を互いに相対向する電極板間の距
   離の変動による静電容量の変化として検出する重量−静
   電容量変換部と、該重量−静電容量変換部の出力を前記
   電極板を含む発振回路にてパルス信号に変換する静電容
   量−周波数変換部と、該静電容量−周波数変換部の出力
   パルス数をカウントするカウンターと、該カウンターの
   カウント値により表示部に重量値を表示するマイクロプ
   ロセッサとを有し、前記静電容量−周波数変換部に前記
   発振回路の出力周波数を上昇させる手段を設けることを
   特徴とする電子秤。