JPH02503036A - 秤および秤を較正し作動する方法 - 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】 秤および秤を較正し作動する方法 この発明は、秤量物の重量が基準質量の重量と比較され、秤が製造業者だけの較 正を必要とし、斜め配置の場合にも、重力加速度ｇが正規の値から片寄った場合 にも、後較正なしに、秤量物の質量が適正に決定でき、その際に斜め配置が、重 力加速度のかなりの減少に匹敵できる。

真の質量測定具としての秤に関する。

かかる秤は、例えばスイス国特許第４９２．９６１号明細曹およびスイス国特許 出Ｂ第０３．７９１７８７−５号明細書から周知にされている。これは、古い、 純粋に機械的な。

錘を備えた小売秤または傾斜枠のように、秤量物の質量と基準質量の定帯的な比 較の原理に従って作動する。平衡するおよび自己平衡する機械的な秤とは異って 、上述した２つの明細書に開示されているものは、それぞれ１つの感知器によっ て硬く拘束された２つの力測定具からなる。

さらに、秤として利用される簡単な力測定具も知られている。しかしながら、こ のいわゆる秤は、次の条件下だけで正確に作動する。

−正確な水平化。

−知られている質量の較正負荷によるその場所での較正。

−振動のない秤の作動。

この発明で解決される課題は、秤量物の重量が基準質量の重量と比較され、斜め 配置からのその独立および重力加速度の正規値からの局所的な片寄りからのその 独立が、僅かの消費で達成できるような、秤を提供することにある。

上述したＨ題の解決は、装置に達する請求項ＩＫ記載の特色と、方法に関する請 求項１２のそれとによって、達成される。

添付図面を参照しながら、この発明の構想の実施例について、詳しく説明する。

第１図は、直接作用する基準質量を備えた第１実施例の図解図である。

第２図は、変換される基準質量を備えた第２実施例の図解図である。

第３図は、弾性的に低減を行なう平行案内８よび直接作用する基準質量を備えた 第３笑施例を示す。

第４図は、変換されて作用する基準質量を備えた第４実施例を示す。

第５図は、取外せる秤皿を備えた第５実施例を示す。

第１図による第１笑施例は、架台ｌおよび負荷支持体２からなり、この負荷支持 体は、関節３の中に配備された２つの板４．５によって、平行に案内される。秤 量物−第１図に錘８によって表わされる−の重量は１足部６を介して力計７に伝 達される。これによれば、負荷支持体２は硬く拘束される。

負荷支持体２には、さらに質量９が固定される。板４゜５の実効重量、負荷支持 体２の重量および質量９の重量は、−緒になって、負荷支持体がからの場合に力 計７に作用する基準力を形成する。力計から送出される電気信号−アナログまた はディジタル−は、ケーブル１１を介して計算機１０に供給される。第１図にお いて、計算機１０は架台に連結される。ケーブル１１を長（して。

計算機１１がそれ自身で立つようにできることは、この発明の意味で当然である 。第２図による実施例は、第１図のそれと基本的に同様に構成される。差異は、 質量９の固定の方法および作用の方法にある。架台ｌには、支え１３が固く連結 され、これは、関節１４において、てこ１５を支持する。てこ１５の端部には、 質量９が固定される。その重量は、負荷支持体２にもてこ１５にも柔軟に取付け された引張バンド１６を介して、負荷支持体２に作用する。第１実施例と比べて 、この実施例は、質量９が小さくでき、これによって秤の重量が低下するという 利点を有する。

第３図には、別の実施例が示される。力測定具の下方部分は、スイス国特許出願 第０３０４０７８７−　Ａ　号明細書から知られている。これは基板３２からな り、これの上に、架台２１が固定される。この架台２１における／ぐンド関節２ ６．２７を備えた２個の板２５，２８は、負荷支持体２２に関節連結される。負 荷支持体２２の上方部分と架台２１の下方部分との間では、上述の要素によって 形成される平行案内を通って１足部２７が斜めに延長し、これは、測定すべき力 を力計７に伝達する。負荷支持体２２の上には枠板３６が固定され、これは質量 ９を支持する。秤量物は、ここでも、錘８によってシンボル化される。硬い拘束 は、ここでも１足部１７および力計７によって達成される。付属的に１弾性的平 行案内を通過負荷から保護するため、止め３５が設けられる。力計７から計算機 １０への連結は、ここでも、ケーブル１１を介して行なわれる。

第４図において、質量９の重量は、ここでも、変換されて供給される。上方の板 ２３には、てこ１８の一端が固定され、これはその他端で質量９ン支持する。秤 のその他の部分は、第３図による実施例と同じである。

第５図による実施例は、−例えば−第３図によるそれに基づ（。しかしながら、 第４図による実施例九基づ（ことも、この発明の構想に含まれる。枠板３６の代 りＫ、ここでは、支持物例えば板２９が負荷支持体２２の上忙固定される。板２ ９は、４本の棒３０（第５図では、側面図のため、そのうちの２本だけが図示） を支持する。これら棒３０は、こ・こでは取外しできる秤皿３７の下側に取付け られた適当な嵌合部３１の中に導入される。４本の捧３０は、閉じた板張り３８ から開口３９を通って導出される単一の機械的部分である。第１図から第４図に よる実施例とは異って、ここでは、秤皿３７は基準質量の一部ではない。

さらに、板２９が４木でない本数の棒３０を備えることも、この発明の構想の中 に含まれる。丸くされた秤皿３７の場合には、３本の棒３０が目的に適すること が示され、−普通の分析秤のような一部さい秤皿を利用する場合には、単一の棒 ３０が示される。最後の場合には、板２９が省略でき、捧３０が、直接に負荷支 持体２２に取付ゆられる。その際に、嵌合部３１の個数か−および場合によって は構造も一対応して変化することは。

明白である。

図示なしの別の実施例（符号は、第５図における要素に関する）では、多くの力 計７−例えば３個−が基板３２の上に固定される。各力計７は、ｉ埋的に等しい １つの質量９を負担し、それの上に棒３０が固定されへその質量９を備えた各力 計７は、開口３９を有する板張り３８の中に閉じ込められ、この開口から棒３０ が突出する。禅３０の本数および配置は、秤ブリッジの下側における嵌合部３１ の個数および配置に一致し、この秤ブリッジは、従って上述の力計７から棒３０ によって支持される。各力計７は、後述するように１．て較正される。

秤量物の重量の決定は、計算機１０において個個の力計の重量結果を集積するこ とＫよって達成される。秤ブリッジが重い場合には、質量９は省略できる。さら に１個個の力計の基準力の較正および決定は、秤ブリッジだけの質量に基づ（。

すべての上述した実施例に対する共通の前提は、先行技術に相当する力計７を応 用することであり、この場合に、導入される力は、電気的信号に一義的に変換さ れる。

これが、例えば圧電水晶変換器または振動弦変換器の場合のように、ディジタル 電気的信号であるとすると、そアナログ電気的信号である場合には、力計７と計 算機１０の間に、ＡＤ変換器が介在する。依然として、力計７のまたは必要とす れば力測定具全体の、＠度経過の線形化および計算機による補償は、先行技術で ある。そのように線形化され温度補償された秤は、製造業者によって較正される 。

較正方法は次の処置からなる。第１の較正は、秤が水平のときＫ（傾斜角度α１ ）実施され、第２の較正は、秤が斜め配置（α２）のときに実施される。原理的 にはα１＝０であるように努められるけれども、これは、一方においては、決し て完全に８笑には実現できず、他方においては、示されたように、必要でもない 。以下で繰返し使用される概念「からの秤」は、「基準状態にある秤」を常圧意 味する。第１図から第４図による実施例に対しては、これは文字通りの「負荷支 持体２または枠板３６の上に何もないこと」を意味する。第５図による実施例に 対しては、これは「秤皿３７が取除かれること」を意味する。からで水平の秤の 場合に、計算機ｌＯは、基準値Ｒ１および馬をそれぞれ決定する。次いで秤が、 −ふたたび水平および斜のそれぞれの一質量ｍの全負荷で作用する較正重量を負 荷する。計算機１０で決定された値。

はＭｌおよびＭｌである。次に、これら４つの値が、Ｍキ計軍機ｌＯに付属する 固定値メモリの中に記憶される。

較正および秤量方法は１次の考慮および計算に基づく。

原則的に、それ自身正確には知られていない弾性的な予負荷から出発するから、 基準値に対して次の式が成立つ。

Ｒ１＝＝　Ｖ　＋　ａ（ｇｏ＋Δｇ）ｍＲｃｏｗα１Ｒ２＝＝　Ｖ　＋　ａ（ｇ Ｏ＋Δｇ　）　ｍ　Ｒｃ　ｏ　ｓα２ここで　Ｖ　＝弾性的な予負荷 ａ　＝比例係数 ｍｐ　”実効基準質量 α１＝秤の傾斜角度 Δｇ＝正規値ｇからの重力加速度の片寄り、この際Δｇ礎０゜ｇ＝ｇｏ＋Δｇ 全負荷値Ｍ、およびＭｌに対し、さらに次の式が成立つ。

Ｍｌ　＝＝　Ｖ　＋　ａ（ｇＯ＋Δｇ）（ｍＢ”ｍＬ）　ｅｏｌＩα１Ｍ２　＝ ＝　Ｖ　＋　ａ（ｇｏ＋Δｇ）（ｍＲ＋ｍＬ）ｅｏｌα２ここで、■並びにａ　 、　ｍＲ，α１．α２およびΔｇが正確には知られていないことが、前提になる 。計算機による取扱いに対しては、若干の変換が行なわれる。斜め配置は。

ｇの変化と同じように作用するから、 ａ（ｇｏ＋Δｇ）ｅｏＩα、”　ｔｋｇｏ、（Ｉ　”ｈｌ　）＝”ｇとし、さら に ＝ａｇ（１＋ｅ） とすれば１次のようになる。

Ｒ１＝Ｖ　＋　ｅｍＲｆｉｌ Ｒ２＝＝　Ｖ　＋　ＣｍＦｌ（１＋＠）　　　　　　　ｆ２＋Ｍ１　＝Ｖ　＋　 ｅ（ｍＰＩ＋　ｍＬ）　　　　　　　ｔａ＋Ｍ２　＝　Ｖ　＋　ｃ（ｍＲ＋ｍＬ ）（１＋ｅ）　　　　＋４１全負荷と基準値の間の関連する差は、かくして次の ように表わされる。

Ｌｌ　’：：　ＭＩ　　　Ｒ１＝　ｅｍＬ　　　　　　　（５）Ｒ２＝　Ｍｌ　 　Ｒ２＝　ｃｍ）、　（１＋ｅ）　　　　ｆ６！これら値し、Ｒ２は同様に記憶 される。これに次−１で、次に説明するような計算機による若干の処理が行なわ れる。

重量および傾斜の比が知られていないときに、知られていない質量ｍ工を秤量す る場合には、基準値（からの秤の場合）に対して次の式が成立つ。

Ｒ工＝＝　Ｖ　＋　ａ（ｇ（１＋Δｇ）　ｍＲｅｏｓα工＝　Ｖ　＋　ｉｇ（＋ ＋ｈ、）ｍＲ ＝Ｖ　＋　ｅｍＲ（ｌ　＋ｘ）　　　　　　　　　　＋７１＝　ｃ（１＋ｘ） さらに、 Ｍｘ＝　Ｖ　＋　ｅ（１＋ｘ）（ｍ、＋ｍ工）から次のようになる。

Ｌ、　＝ｅ　（１”ｘ　）ｍｘ　　　　　　　　　　　ｔ８１較正から知られた 量は、Ｒ，Ｆ　Ｒ２，Ｌｌｔ　Ｒ２およびｍＬであり、装置に関連する未知の量 は、ｅ、ｍ、ｅ、Ｖである。これは１次のようにして明らかになる。

（５）および（６）から ｅ　＝　（Ｒ２−Ｌｌ）　／　Ｌ、Ｃｌ１ｌ（１）、（２）およびａａから ”Ｒ”　ＩＩＤＬ（Ｒ２Ｒ１）　／　（Ｒ２Ｌｌ　）　　　　　＋１１１ここで 。

（Ｒ２−Ｒ１）／　（Ｒ２−Ｌ、　）　＝　Ｐ　　　　　　　１１３とすると１ 次のように書ける。

ｍ、　：　ＰｍＬ０３ 最後に（１）および０から Ｖ　　”　Ｒｔ　−ｅｒｆｉＲ ＝　Ｒ，−ＰＬ、　　　　　　　　　　　　　　　１１４＋となる。（９）、Ｒ ３およびａａを考１して、【７Ｉから次の式が得られる。

１＋！　＝　（Ｒｘ−Ｖ）／ＣｍＲ ＝　（Ｒ，−（Ｒ，−ＰＬ、　））／ＰＬ、　　　　　ｆｉｌそれで、田）から 、求められる量ｍＫ対して、次のように：Ｌ、ｍＬＰ／（Ｒｘ−（Ｒ１−ＰＬ、 ））　　　　７１Ｂそれで、知られていない質量の決定に対しては、較正値Ｒ１ およびＬｌ並びに較正重量の質量値ｍＬ、だけが、最終的に記憶されるべきであ る。量Ｒ２，Ｍ、、八ち　およびＬ２　　は。

これから量Ｐ（式（Ｉ３）が形成されたのちに、削除できる。

ｎＢＫ顕現的に現われる基準量〜に対しては１次のことが当てはまる。計算機１ ０の中和率さな区域いわゆるゼロ値区域を定義することは、先行技術である。秤 から求められた測定値が、このゼロ値区域の内部に存するとすると、秤は計算機 でからとして解釈され、求められた測定値が新しいゼロ値として置かれる。ゼロ 値区域は１片寄りの状態および較正の規定にそれぞれ従って、対称にも非対称に も構成できる。さて、この発明による秤が基準状態（かうの秤または秤皿３７の 取外し）に存するとすれば、求められる基準量Ｒ工はゼロ値区域の中に含まれ。

それでＲｘが、記憶され、必要とあれば、ゼロ値区域の内部で許される片寄りだ け補正される。基準状態が再び生じるまで、記憶された値Ｒ工が、すべてのその 後の秤量に適用される。

基準量Ｒｘを求めることは、計算＠１０の介入作業の際の、後続する各秤量に対 する前提である。この目的のため、第５図による実施例では、秤皿３７が取外さ れなければならない。その場合に、秤皿３７の重量は、基準量Ｒを求めたのちに 最初の秤量を生じさせ、すべての後続の秤量結果の風袋として、自動的に減算さ れる。別の秤皿３７を載せるべきときには、この発明による秤が基準状態に戻さ れ、ＲＸが新たに求められ、新しい秤皿３７の重量が、新しい風袋として記憶さ れる。起り得るその後の風袋作業は、−先行技術に対応して一秤の使用者によっ て行なうべきである。

各秤量は、つまり、原理的に、一時的に記憶されるその場所の瞬間的な基準量Ｒ ｘを求めることに先行し、秤量は、値Ｌｘ＝　Ｍニー−を供給し、これから−示 されたよ５−秤量物の質量値ｍ工が計算される。

国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＣＨ８９１０００（１７ ＳＡ　　２６０７４

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．秤量物の重量が基準質量の重量と比較され、秤が製造業者だけの較正を必要 とし、斜め配置の場合にも、重力加速度ｇが正規の値から片寄つた場合にも、後 較正なしに、秤量物の質量が適正に決定でき、その際に斜め配置が、重力加速度 のかなりの減少に匹敵できる、真の質量測定具としての秤において、弾性的な力 を加えて基準力を共に形成する、力伝達チエーンの固定の質量（９）および別の 重い部分の実効重量力を測定するための、および負荷された秤において、基準力 と秤量物の実効重量力との和を測定するための、単一の力計（７）が存在するこ と、並びに、較正の際に決定される量を記憶するための、および、較正の際に記 憶された量と基準力の決定およびこれに続く秤量の際に受入れた量Ｒ１，Ｒ２， Ｌ１，Ｌ２，Ｒｘ，Ｌｘとから、秤量物の適正な質量値（ｍ）を決定するための 、固定値メモリを備えた計算機（１０）が存在し、計算機（１０）に、ゼロ値区 域が予め決定されて記憶されること、を特徴とする秤。
2. ２．秤が、架台（１）と、２つの板（４，５）によつて平行に案内される負荷支 持体（２）とからなり、これが、秤量物の重量と質量（９）および秤の別の可動 部分（２，４，５）の実効重量とを、足部（６）を介して、単一の力計（７）に 伝達し、それで、単一の力計（７）が、共に基準力を形成する質量（９）、負荷 支持体（２）、板（４，５）および足部（６）の実効重量を継続的に加えられる こと、並びに、秤量の際に、基準力に加えて、秤量物の重量を足部（６）から力 計に伝達すること、を特徴とする請求項１に記載の秤。
3. ３．質量（９）が、負荷支持体（２）に固く連結されること、を特徴とする請求 項２に記載の秤。
4. ４．付加的にてこ（１５）が存在し、その際に質量（９）が、てこ（１５）の一 端に固定され、てこ（１５）の他端が、関節（１４）を介して架台（１）に連結 されること、並びに、てこ（１５）の両端の間に、引張バンド（１６）が存在し 、これが、てこ（１５）を負荷持体（２）に柔軟に運結し、それで、質量（９） の重量力を力計（７）に伝達するような作用がなされること、を特徴とする請求 項２に記載の秤。
5. ５．秤が、架台（２１）と、２つの板（２３，２４）によつて平行に案内される 負荷支持体（２２）とからなり、その際に、板（２３，２４）が、架台（２１） におよび負荷支持体（２２）に、弾性的なバンド関節（２５から２８）によつて 連結されること、力計（７）が、要素（２１から２８）によつて形成される平行 案内の中に斜めに組込まれ、負荷支持体（２２）と連結された足部（１７）の作 用を受けること、並びに、足部（１７）から力計（７）に伝達される力が、秤の 基準状態において、弾性的予負荷に加えて、質量（９）および部分（２２から２ ８）の実効重量力からなり、負荷状態において、さらに秤量物の実効重量力から なること、を特徴とする請求項１に記載の秤。
6. ６．質量（９）が負荷支持体（２２）に固く連結されること、を特徴とする請求 項５に記載の秤。
7. ７．付属的にてこ（１８）が存在し、その一端が板（２３）に連結され、その他 端が質量（９）を支持して、質量（９）の重量力が負荷支持体に変換されるよう に作用されること、を特徴とする請求項５に記載の秤。
8. ８．負荷支持体（２２）が、秤量物の受取りのため、この負荷支持体に固く連結 された再板（３６）を支持すること、を特徴とする請求項６または７に記載の秤 。
9. ９．負荷支持体（２２）が、これに固く連結された板（２９）を支持し、これが 、少くとも１つの棒（３０）を備えること、さらに板張り（３８）が存在し、こ れが、棒の個数に一致する個数の開口（３９）を備え、秤を包囲すること、並び に、棒（３０）が開口（３９）を通つて突出し、各棒（３０）が、載せることの できる秤皿（３７）の下側における嵌合部（３１）に導入できること、を特徴と する請求項６または７に記載の秤。
10. １０．単一の棒（３０）が存在し、これが、板（２９）を省略したときに、負荷 支持体（２２）に直接に装着されること、を特徴とする請求項９に記載の秤。
11. １１．力計（７）が、多数の構成で存在すること、すべての力計（７）が、それ ぞれ１つの棒（３０）を備え、これによつて共通に１つの秤ブリツジを支持し、 これが、その下側に、力計（７）の個数および配置に一致する個数および配置の 嵌合部（３１）を備えること、並びに、計算機（１０）およびその固定値メモリ が、各力計（７）の値Ｒ１，Ｒ２，Ｌ１，Ｌ２，ＲｘおよびＬｘを記憶し、これ から、個個の力計の結果の和に基いて、質量値（ｍｘ）を形成すること、を特徴 とする請求項１に記載の秤。
12. １２．請求項１から１１のいずれか１項に記載の秤を較正し作動する方法におい て、較正の際に、水平の位置においても（指数１）、角度α２だけ傾斜した場合 にも（指数２）、からの秤の測定値（基準量Ｒ１，Ｒ２）および全負荷に対応す る質量（ｍＬ）で負荷した粋の測定値（Ｍ１，Ｍ２）を、計算機（１０）によつ て確定し記憶し、これから計算機で量 Ｌ１＝Ｍ１−Ｒ１ Ｌ２＝Ｍ２−Ｒ２ および Ｐ＝（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｌ２−Ｌ１） を形成し、これで値Ｍ１，Ｒ２，Ｍ２およびＬ２を再び消去しかつ値Ｒ１，Ｌ１ およびＰの記憶を続け、付属的に量ｍＬを投入すること、斜め配置の比および重 力の比が知られていない状態で、知られていない質量を秤量する際に、秤によつ て、最初に基準状態で基準量（Ｒｘ）を、次いで負荷状態で量Ｍｘを確定し、こ れから量Ｌｘ＝Ｍｘ−Ｒｘを形成し、Ｒｘと共に一時的に記憶すること、並びに 、固定メモリに存する量（Ｒ１，Ｌ１，Ｐ，ｍＬ）および新しく受入れ一時的に 記憶された値（Ｒｘ，Ｌｘ）から、決定すべき質量（ｍｘ）の真の量を、式 ｍ＝Ｌｘ・ｍＬ・Ｐ／Ｒｘ−（Ｒ１−ＰＬ１）に従つて計算すること、を特徴と する方法。
13. １３．秤がゼロ値区域に存すると直ちに、基準量（Ｒｘ）を決定すること、を特 徴とする請求項１２に記載の方法。
14. １４．基準値（Ｒｘ）の決定に従う最初の秤量を、風袋値として、後続の各秤量 結果から滅算すること、を特徴とする請求項１３に記載の方法。