JPH0229175B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、電磁的力補償の原理に基く電気式は
かりに関する。このはかりは、少くとも１つのコ
イル、１つの測定抵抗、１つの加熱抵抗および交
流電圧発生器を有している。その際、コイルは固
定された永久磁石装置の空隙の中に配置されてお
り、また位置センサおよび可変利得増幅器を介し
て、はかりの荷重に依存する補償直流電流が、コ
イルを流れる。この補償直流電流は測定抵抗の中
をも流れ、測定抵抗の両端からは、はかりの荷重
に依存する信号が取出され、Ａ／Ｄ変換器に供給
される。加熱抵抗はコイルおよび測定抵抗と直列
に接続されている。交流電圧発生器の振幅は、制
御回路によつて制御される。その供給する交流電
流は、補償直流電流に付加されて、コイル、測定
抵抗および加熱抵抗を流れる。

この種のはかりは、ドイツ連邦共和国特許公開
第3002462号公報より公知である。この公報記載
のはかりでは、付加的な交流電流は、コイルおよ
び測定抵抗を、荷重に依存して過熱させる。ま
た、交流電圧発生器の振幅を制御するために、サ
ーミスタの形の温度センサまたは放射形センサが
設けられている。その際、温度センサは加熱抵抗
の温度を検出し、放射形センサは、フイラメント
として構成された加熱抵抗の輝度を検出する。さ
らに、マイクロプロセツサを介してデジタル制御
する可能性も示唆されている。しかしこれらすべ
ての構成は、比較的コストが高く、高価な素子を
必要とするので、改善の余地がある。

発明の目的 従つて本発明の課題は、上述のはかりに、簡単
かつ安価な素子から構成された回路を提供するこ
とである。

発明の効果と構成 本発明によれば、この課題は次のようにして解
決される。即ち、加熱抵抗の抵抗値を温度に強く
依存させる。さらに、加熱抵抗の抵抗値ができる
だけ一定の値をとるように、制御回路によつて付
加的な交流電流の振幅を制御するのである。

つまり、温度に強く依存する加熱抵抗の抵抗値
は、制御回路の入力信号として直接に利用され
る。この抵抗値は、例えばブリツジ回路で決定さ
れる。その場合ブリツジへの給電は、補償直流電
流または付加的な交流電流によつて行なわれる。

温度に強く依存する加熱抵抗は、白熱電球のフ
イラメントとするのが有利である。その場合、フ
イラメント過熱して高温になつているので、周囲
温度が多少変化しても実質的な影響を受けること
はない。これとは別に、加熱抵抗として正特性サ
ーミスタまたはサーミスタを用いることも可能で
ある。

また、交流電流発生器の出力側を、コンデンサ
を介してコイルの中間タツプと接続すると有利で
ある。なぜなら、そうすると２つのコイル半部の
インダクタンスが、付加的な交流電流に対して相
殺されるからである。

加熱抵抗の抵抗値は、ブリツジ回路の中で測定
すると有利である。加熱抵抗をコイルと可変利得
増幅器の出力側との間に接続すれば、このブリツ
ジ回路を特に簡単に構成することができる。

実施例の説明 次に図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図は、本発明による電気式はかりの第１の
実施例を示す。電気式はかりは、可動さら受け棒
３を有し、それは上ざら７を担持すると共に、平
行ガイドの形をしたリンク装置５，６を介して、
はかりの固定部分１と連結されている。リンク装
置５，６の両端には、ジヨイントとして働く板ば
ね５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂが取付けられている。
さらに受け棒３のアーム４にはコイル９が懸架さ
れ、それは固定された永久磁石装置２の磁界と相
互作用の関係にある。位置センサ１１はさら受け
棒３の位置を検出し、可変利得増幅器１２を介し
て、荷重を補償するのに必要な電流を供給する。
この補償直流電流は、可動リード導体１０ｂおよ
び１０ｃを介してコイル９に供給されるが、同時
に加熱抵抗２０および測定抵抗１３をも流れる。
測定抵抗１３からは電流に比例した測定電圧が取
出され、この電圧はＡ／Ｄ変換器１４でデジタル
変換され、デジタル計算回路１５で処理されて、
デジタル表示装置１６に表示される。

さらに交流電圧発生器１７が設けられ、コンデ
ンサ１９を介してコイル９の中間タツプ１０ａに
接続されている。こうして給電された付加交流電
流は、コイルで２つの部分電流に等分される。そ
の場合、部分電流の１つは、１つのコイル半部と
測定抵抗１３を介して流れ、他の部分電流は、も
う１つのコイル半部および加熱抵抗２０を介し
て、可変利得増幅器１２の低抵抗出力側へ流れ
る。加熱抵抗２０と測定抵抗１３の抵抗値が等し
ければ、２つの部分交流電流も等しい。従つて、
両抵抗に対して等しい補償直流電流と相俟つて、
２つの抵抗に同じ熱負荷が加わる。この過程の詳
細については、前述のドイツ連邦共和国特許出願
公開第3002462号公報に記載されているので、そ
の詳細については説明を省略する。

交流電圧発生器１７の振幅は、入力側１７ａに
印加される直流電圧によつて制御される。この直
流電圧は、制御回路１８から供給される。制御回
路１８は積分増幅器２１から成つている。積分増
幅器２１の出力電圧は、その入力側に印加される
電圧の差が零になるまで、公知のようにして変化
する。積分増幅器２１の入力側に加わる電圧は、
１：１分圧器２２を介して可変利得増幅器１２の
出力側から取出される。従つてその電圧値は、可
変利得増幅器１２の出力電圧の50％である。積分
増幅器２１の第２入力側は、交流電圧成分を抑圧
するRC素子２３を介して、コイル９の中間タツ
プ１０ａと接続されている。２つのコイル半部が
相等しく構成されているので、また測定抵抗１３
と加熱抵抗２０の抵抗値が設定作動点においては
等しいために、平衡状態においては、増幅器２１
の第２入力側に印加される電圧も、可変利得増幅
器１２の出力電圧の50％である。従つてこの場合
には、交流電圧発生器１７の振幅は調整を受けな
い。

上述の構成によれば、加熱抵抗２０はブリツジ
回路の中に配置されている。このブリツジ回路の
１つのブリツジ分岐は、加熱抵抗２０、コイル９
の２つのコイル半部、および測定抵抗１３から成
り、他方のブリツジ分岐は分圧器２２から成つて
いる。このブリツジへは、可変利得増幅器１２が
電圧を供給する。これに対して増幅器２１はブリ
ツジの対角線分岐を形成しており、ブリツジの平
衡が破れた場合には、設定温度値、従つて加熱抵
抗２０の設定抵抗値が再び得られるように、交流
電圧発生器１７の振幅を制御する。

例えば、はかりに大きな荷重がかけられると、
可変利得増幅器１２は相当大きな補償直流電流を
供給する。そのため、加熱抵抗２０における電力
損失は増大し、その抵抗値は上昇する。（ただし
第１図においては、加熱抵抗２０が正の温度係数
をもつものと仮定して、積分増幅器２１の極性を
定めてある。）従つて、ブリツジの平衡が破れ、
分圧器２２は、加熱抵抗２０、コイル９および測
定抵抗１３から構成される分圧器よりも、高い電
圧を供給する。そのため、加熱抵抗２０における
電力損失およびその抵抗値が本来の値に戻るま
で、積分増幅器２１の出力電圧は降下し、そして
交流電圧発生器１７の振幅も小さくなる。

第２図は、本発明による電気式はかりの別の実
施例を示している。第１図と同じ部材には、同じ
参照番号を付してある。この実施例では、加熱抵
抗２０の抵抗値は、交流電圧ブリツジ回路によつ
て定められる。ブリツジへは、交流電圧発生器１
７が電圧を供給する。ブリツジの１つの分岐は、
端子１０ａと１０ｂの間にあるコイル９の半部と
加熱抵抗２０とから形成されている（ここでも可
変利得増幅器２０の出力側は低抵抗出力側である
とする）。他のブリツジ分岐は、端子１０ａと１
０ｃの間にあるコイル９のもう１つの半部と、測
定抵抗１３から成つている。ブリツジの対角線電
圧は、２つのコンデンサ２４，２５を介して容量
的に出力結合され、整流器２６，２７よつて整流
され、さらに２つのRC素子２８，２９によりろ
波され、差動的に積分増幅器２１に供給される。

加熱抵抗の設定作動点では、両ブリツジ分岐の
分圧比は等しい。従つて、コンデンサ２４，２５
で容量的に出力結合された交流電圧も等しく、整
流、ろ波された後で積分増幅器２１に供給される
差電圧は零である。第１図の実施例と同じよう
に、加熱抵抗２０の抵抗値が設定値と違つていて
も、その偏移は、交流電圧発生器１７の振幅を変
化させることにより補償される。

交流電圧ブリツジを有する第２図の回路は、直
流電圧ブリツジを備えた第１図の回路に比べて、
すべての回路素子が容量的に結合されており、従
つて補償直流電流に不都合な変動が起らないとい
う利点を有している。これに対し第１図の回路で
は、積分増幅器２１の入力抵抗が、コイル９の一
部と測定抵抗１３に対する分路を形成している。
そのため、はかりの精度を維持するためには、入
力抵抗を相応に高くしなければならない。さらに
第２図に示す回路は、交流電圧発生器１７の振幅
が大きい時には、抵抗測定ブリツジの測定感度も
高くなり、従つて大きな振幅を極めて正確に制御
できるという利点を有している。これに対して第
１図の抵抗測定ブリツジは、補償直流電流が大き
く、交流電圧の振幅が小さい時に、良好な感度が
維持される。この回路では、補償直流電流が小さ
くなると感度が低下するので、ある値以下に補償
直流電流を小さくすることができず、また極性を
変えることもできない。第２図の回路を構成する
素子は少しコストが高いが、コンデンサ２４，２
５を介して取出される交流電圧を差動増幅器の入
力側に直接供給し、また出力交流電圧がその極性
に応じて、交流電圧発生器１７において、交流電
圧の正帰還ないし負帰還を形成するようにすれ
ば、このコストを低減することができる。

加熱抵抗２０は、どちらの回路でも白球電球の
フイラメントとして構成するのが有利である。こ
のフイラメントが淡紅色に発光している時は、温
度係数は正の大きな値なので、高い感度が保証さ
れる。フイラメントは過熱して高温になつている
ので、周囲温度が変化しても感合にはほとんど影
響しない。また、加熱抵抗の代わりに正特性サー
ミスタまたはサーミスタを用いることもできる。
当然のことだが、サーミスタを使用する場合に
は、温度係数の正、負を補償するために、第１図
に示す増幅器２１の極性は逆転させる必要があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気式はかりの第１の実
施例のブロツク回路図であり、第２図は本発明に
よる電気式はかりの第２の実施例のブロツク回路
図である。 １……はかりの固定部分、２……永久磁石装
置、３……さら受け棒、４……アーム、５，６…
…リンク装置、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ……板ば
ね、７……上ざら、９……コイル、１０ａ……コ
イルの中間タツプ、１０ｂ，１０ｃ……可動リー
ド導体、１１……位置センサ、１２……可変利得
増幅器、１３……測定抵抗、１４……Ａ／Ｄ変換
器、１５……デジタル計算回路、１６……デジタ
ル表示装置、１７……交流電圧発生器、１８……
制御回路、１９，２４，２５……コンデンサ、２
０……加熱抵抗、２１……積分増幅器、２２……
分圧器、２３，２８，２９……RC素子、２６，
２７……整流器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 固定永久磁石装置の空隙に配置された少
   くとも１つのコイルを有し、位置センサおび可
   変利得増幅器を介して、はかりの荷重に依存す
   る補償直流電流がこのコイルに加えられ、 (b) また測定抵抗を有し、前記補償直流電流がこ
   の測定抵抗を流れ、この抵抗の両端からはかり
   の荷重に依存する信号が取出されてＡ／Ｄ変換
   器に供給され、 (c) またコイルおよび測定抵抗と直列に接続され
   た加熱抵抗を有し、 (d) さらに制御回路によつてその振幅が制御され
   る交流電圧発生器を有し、この交流電圧発生器
   の供給する交流電流が、補償直流電流に付加し
   て、コイル、測定抵抗および加熱抵抗を流れる
   形式の、電磁的力補償の原理に基く電気式はか
   りにおいて、 (e) 加熱抵抗２０の抵抗値が温度に強く依存し、 (f) 加熱抵抗２０の抵抗値ができるだけ一定にな
   るように、制御回路１８が付加的な交流電流の
   振幅を制御する ことを特徴とする電気式はかり。 ２ 加熱抵抗２０が白熱電球のフイラメントから
   成つている特許請求の範囲第１項記載の電気式は
   かり。 ３ 加熱抵抗２０が正特性サーミスタから成つて
   いる特許請求の範囲第１項記載の電気式はかり。 ４ 加熱抵抗２０がサーミスタから成つている特
   許請求の範囲第１項記載の電気式はかり。 ５ 交流電圧発生器１７の出力側が、コイル９の
   中間タツプと容量的に接続されている特許請求の
   範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の電気式は
   かり。 ６ 加熱抵抗２０が、コイル９と可変利得増幅器
   １２の間に接続されている特許請求の範囲第１項
   〜第５項のいずれかに記載の電気式はかり。