JPH03210443A - 荷重検出装置、及び荷重検出装置の温度補償方法 - Google Patents
荷重検出装置、及び荷重検出装置の温度補償方法Info
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- JPH03210443A JPH03210443A JP2278380A JP27838090A JPH03210443A JP H03210443 A JPH03210443 A JP H03210443A JP 2278380 A JP2278380 A JP 2278380A JP 27838090 A JP27838090 A JP 27838090A JP H03210443 A JPH03210443 A JP H03210443A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2268—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects
- G01L1/2281—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects for temperature variations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
- G01G3/18—Temperature-compensating arrangements
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- Measurement Of Force In General (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ロードセル等の起歪体に歪ゲージを形成し、
歪ゲージの出力を感温抵抗素子で温度補正する荷重検出
装置に関する。
歪ゲージの出力を感温抵抗素子で温度補正する荷重検出
装置に関する。
（従来技術）
力や重量を電気信号に変換する荷重検出装置は、バネ材
となる金属材料、例えばアルミニューム合金からなるロ
ードセルに複数、例えば４枚の歪ゲージを貼着し、これ
ら４枚の歪ゲージをブリッジ回路に接続する一方、Ｏ−
ドセルの温度を検出する感温抵抗素子によりブリッジ出
力を補正するように構成されていた。
となる金属材料、例えばアルミニューム合金からなるロ
ードセルに複数、例えば４枚の歪ゲージを貼着し、これ
ら４枚の歪ゲージをブリッジ回路に接続する一方、Ｏ−
ドセルの温度を検出する感温抵抗素子によりブリッジ出
力を補正するように構成されていた。
第６図は従来の荷重検出装置の一例を示すものであって
、ロードセルに貼着された銅−ニッケル合金箔歪ゲージ
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ接続してなるブリッジ回路Ｅと、このブ
リ・ンジ回路Ｅの信号出力端子に非反転入力端子をそれ
ぞれ接続し、また反転入力端子にロードセルの温度を検
出する感温抵抗素子Ｆを接続してなる演算増幅器Ｇ、Ｈ
と、これら清算増幅器Ｇ、Ｈからの出力を受ける差動増
幅回路Ｊかうなり、ロードセルを構成しているアルミニ
ューム合金のヤング率の温度特性や、歪ゲージの温度特
性による荷重信号の変動を感温抵抗素子Ｆを備えた増幅
回路の増幅率を調整することにより行なわれていた。な
お、図中符号には精密抵抗を示す。
、ロードセルに貼着された銅−ニッケル合金箔歪ゲージ
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ接続してなるブリッジ回路Ｅと、このブ
リ・ンジ回路Ｅの信号出力端子に非反転入力端子をそれ
ぞれ接続し、また反転入力端子にロードセルの温度を検
出する感温抵抗素子Ｆを接続してなる演算増幅器Ｇ、Ｈ
と、これら清算増幅器Ｇ、Ｈからの出力を受ける差動増
幅回路Ｊかうなり、ロードセルを構成しているアルミニ
ューム合金のヤング率の温度特性や、歪ゲージの温度特
性による荷重信号の変動を感温抵抗素子Ｆを備えた増幅
回路の増幅率を調整することにより行なわれていた。な
お、図中符号には精密抵抗を示す。
このような荷重検出装置によれば、補償温度設定点を挟
む比較的狭い範囲の温度変化に対しては、高い精度で荷
重信号を温度補正することができるものの、ブリッジ回
路からの出力の温度特性と、感温抵抗素子Ｆを含む増幅
回路の出力の温度特性が正の二次特性を有するため、第
７図に示したように補償温度設定点Ｔ０から離れるにし
たがって誤差ΔＬが急患に大きくなるという問題がある
。
む比較的狭い範囲の温度変化に対しては、高い精度で荷
重信号を温度補正することができるものの、ブリッジ回
路からの出力の温度特性と、感温抵抗素子Ｆを含む増幅
回路の出力の温度特性が正の二次特性を有するため、第
７図に示したように補償温度設定点Ｔ０から離れるにし
たがって誤差ΔＬが急患に大きくなるという問題がある
。
このような問題を解消するため、本出願人は、前記温度
抵抗素子Ｆとして正の二次温度係数を含まない第１の感
温抵抗素子と、正の二次温度係数を有する第２の感温抵
抗素子を組合せることにより、広い温度範囲にわたって
温度特性の優れた荷重検出装置を前に禮案した。
抵抗素子Ｆとして正の二次温度係数を含まない第１の感
温抵抗素子と、正の二次温度係数を有する第２の感温抵
抗素子を組合せることにより、広い温度範囲にわたって
温度特性の優れた荷重検出装置を前に禮案した。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、第１の感温抵抗素子と第２の感温抵抗素
子との抵抗比率を調整しながら抵抗値を設定せねばなら
ず、温度補正作業が極めて面倒であるという問題があっ
た。
子との抵抗比率を調整しながら抵抗値を設定せねばなら
ず、温度補正作業が極めて面倒であるという問題があっ
た。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、その目的とするところは、単一種の温度抵抗素子によ
り正確に温度補正を行うことができる新規な荷重検出装
Ｍを提供することにある。
、その目的とするところは、単一種の温度抵抗素子によ
り正確に温度補正を行うことができる新規な荷重検出装
Ｍを提供することにある。
（課ｍを解決するための手段）
このような問題を解消するために本発明においては、バ
ネ材からなる金属起歪体の表面に、精！抵抗構成材料に
より歪ゲージを形成し、前記歪ゲージをブリッジ接続し
てなるブリッジ回路と、非反転端子が前記ブリ・ンジ回
路の各信号出力端子に、またそれぞれの反転入力端子が
正の二次温度係数を有する感温抵抗素子と精密抵抗によ
り接続された第１及び第２の演算増幅器を備えるように
した。
ネ材からなる金属起歪体の表面に、精！抵抗構成材料に
より歪ゲージを形成し、前記歪ゲージをブリッジ接続し
てなるブリッジ回路と、非反転端子が前記ブリ・ンジ回
路の各信号出力端子に、またそれぞれの反転入力端子が
正の二次温度係数を有する感温抵抗素子と精密抵抗によ
り接続された第１及び第２の演算増幅器を備えるように
した。
（作用）
ブリッジ回路からの出力は、正の二次温度係数をもった
特性を備えているのに対し、演算増幅器により構成され
る増幅回路の増幅率は、感温抵抗特注により二次の温度
係数が小さな温度特性に設定されるので、一種類の感温
抵抗素子により広い温度範囲で温度補償が可能となる。
特性を備えているのに対し、演算増幅器により構成され
る増幅回路の増幅率は、感温抵抗特注により二次の温度
係数が小さな温度特性に設定されるので、一種類の感温
抵抗素子により広い温度範囲で温度補償が可能となる。
（実施例）
そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。
て説明する。
第１図及び第２図は、本発明に使用するロードセルの一
実施例を示すものであって、図中符号１により示される
部材はロードセルで、バネ材となる金属材料、例えばア
ルミニューム合金により製作された角材の中央部にダン
ベル状の通孔２を穿設して特定部位に歪が生じやすいよ
うに構成されている。ロードセルの荷重が作用する面に
は、蒸着、及び熱処理温度に耐え、かつ弾性を失わない
高分子材、例えばポリイミドを塗布して電気絶縁層３が
形成され、この電気絶縁層３の表面に歪を検出するのに
好都合な４箇所に蒸着により、精密抵抗を構成するのに
通した材料、例えば窒化タンタル（Ｔ ａ Ｎ）により
Ｍ膜層を形成し、この被膜をフォトリングラフィにより
ゲージ抵抗体パターンに成形して歪ゲージ４．５．６．
７が一体的に作り付けられている。一方歪量ができるだ
け少ない箇所にはゼロ点補正用の抵抗体８．９．１０．
１１を形成するとともに、これら抵抗体と４つの歪ゲー
ジ４．５．６．７とは、歪ゲージ４．５．６．７がブリ
ッジの枝となるように導電パターン１８．１９によりブ
リッジ接続し、端子部１４．１５．１６．１７に引出さ
れている。
実施例を示すものであって、図中符号１により示される
部材はロードセルで、バネ材となる金属材料、例えばア
ルミニューム合金により製作された角材の中央部にダン
ベル状の通孔２を穿設して特定部位に歪が生じやすいよ
うに構成されている。ロードセルの荷重が作用する面に
は、蒸着、及び熱処理温度に耐え、かつ弾性を失わない
高分子材、例えばポリイミドを塗布して電気絶縁層３が
形成され、この電気絶縁層３の表面に歪を検出するのに
好都合な４箇所に蒸着により、精密抵抗を構成するのに
通した材料、例えば窒化タンタル（Ｔ ａ Ｎ）により
Ｍ膜層を形成し、この被膜をフォトリングラフィにより
ゲージ抵抗体パターンに成形して歪ゲージ４．５．６．
７が一体的に作り付けられている。一方歪量ができるだ
け少ない箇所にはゼロ点補正用の抵抗体８．９．１０．
１１を形成するとともに、これら抵抗体と４つの歪ゲー
ジ４．５．６．７とは、歪ゲージ４．５．６．７がブリ
ッジの枝となるように導電パターン１８．１９によりブ
リッジ接続し、端子部１４．１５．１６．１７に引出さ
れている。
このようにしてブリッジ接続が終了した段階で、セロ点
補正用抵抗体８．９．１０、］１をトリミングにより抵
抗値を調整してブリッジ全体の零点を補正し、次いで端
子部１４．１５．１６、１７にリード線を取り付けて防
湿材料を塗布して防湿処理を施すことにより歪ゲージ４
．５．６．７及びゼロ点補正用抵抗体８．９．１０．１
１をブリッジ回路接続して搭載したロードセルが完成す
る。
補正用抵抗体８．９．１０、］１をトリミングにより抵
抗値を調整してブリッジ全体の零点を補正し、次いで端
子部１４．１５．１６、１７にリード線を取り付けて防
湿材料を塗布して防湿処理を施すことにより歪ゲージ４
．５．６．７及びゼロ点補正用抵抗体８．９．１０．１
１をブリッジ回路接続して搭載したロードセルが完成す
る。
第３図は、第１図及び第２図に示したロードセルを用い
た荷重検出装置の一実施例を示すものであって、図中符
号２０は前述のＯ−ドセル１に形成されたブリッジ回路
である。２］、２２はそれぞれ第１、第２の演算増幅器
で、それぞれ非反転入力端がブリッジ回路２０の信号出
力端に接続され、また反転入力端子が精密抵抗２３．２
４１８介して出力端子に接続されるとともに、各反転入
力端子間を後述する感温抵抗素子２５と精密抵抗２６を
介して接続されている。
た荷重検出装置の一実施例を示すものであって、図中符
号２０は前述のＯ−ドセル１に形成されたブリッジ回路
である。２］、２２はそれぞれ第１、第２の演算増幅器
で、それぞれ非反転入力端がブリッジ回路２０の信号出
力端に接続され、また反転入力端子が精密抵抗２３．２
４１８介して出力端子に接続されるとともに、各反転入
力端子間を後述する感温抵抗素子２５と精密抵抗２６を
介して接続されている。
２５は前述の感温抵抗素子で、正の２次係数を有するニ
ッケルまたはニッケル合金により構成され、ロードセル
に固定されたり、可及的近傍に配ＷＬ′２！れてロード
セル１の温度を検出するようになっている。２６は１次
温度係数をマツチングさせるための精密抵抗］２で、こ
の実施例においては感温抵抗素子１０に直列接続されて
いる。なお、図中符号２７は演算増幅器２１．２２から
出力を受けるとともに、これと協働して高入力インピー
ダンス差動増幅回路を構成する差動増幅回路を示す。
ッケルまたはニッケル合金により構成され、ロードセル
に固定されたり、可及的近傍に配ＷＬ′２！れてロード
セル１の温度を検出するようになっている。２６は１次
温度係数をマツチングさせるための精密抵抗］２で、こ
の実施例においては感温抵抗素子１０に直列接続されて
いる。なお、図中符号２７は演算増幅器２１．２２から
出力を受けるとともに、これと協働して高入力インピー
ダンス差動増幅回路を構成する差動増幅回路を示す。
ところで、窒化タンタルにより構成した歪ゲージをアル
ミニューム合金製ロードセルに使用した出力のスパン係
数の温度変化率は、約３５０ＰＰＭ／’Ｃであるのに対
して、銅−ニッケル合金製の歪ゲージを同じくアルミニ
ューム合金製ロードセルに使用した場合の温度変化率は
６５０ＰＰＭ／”Ｃであるから、前者は復者の約喝とな
り、したがって第４図に示したようにニッケルまたはニ
ッケル合金からなる感温抵抗素子２５の温度−抵抗特性
を利用することにより十分に温度補償を行なうことが可
能となる。
ミニューム合金製ロードセルに使用した出力のスパン係
数の温度変化率は、約３５０ＰＰＭ／’Ｃであるのに対
して、銅−ニッケル合金製の歪ゲージを同じくアルミニ
ューム合金製ロードセルに使用した場合の温度変化率は
６５０ＰＰＭ／”Ｃであるから、前者は復者の約喝とな
り、したがって第４図に示したようにニッケルまたはニ
ッケル合金からなる感温抵抗素子２５の温度−抵抗特性
を利用することにより十分に温度補償を行なうことが可
能となる。
この実施例にあいで、予めロードセル１を含むブリッジ
回路２０の温度変化に対する出力信号の変化を測定して
ブリッジ出力の温度−出力特許ヲ調査する。この温度−
出力特性を１＋αΔＴ（ただしαは温度係数、６丁は補
償温度設定点からの温度差を表わす）なる式で近似して
係数αを求める。
回路２０の温度変化に対する出力信号の変化を測定して
ブリッジ出力の温度−出力特許ヲ調査する。この温度−
出力特性を１＋αΔＴ（ただしαは温度係数、６丁は補
償温度設定点からの温度差を表わす）なる式で近似して
係数αを求める。
このようにしてブリッジ出力の温度係数αが定まった段
階で、演算増幅器２１．２２及び差動増幅回路２７かう
なる高入力差動増幅回路の出力の温度係数を求め、これ
からの出力がほぼ平坦化するようにニッケルまたはニッ
ケル合金の感温抵抗素子２５、及び精密抵抗２６のそれ
ぞれの抵抗値の合わせ込みを行う。
階で、演算増幅器２１．２２及び差動増幅回路２７かう
なる高入力差動増幅回路の出力の温度係数を求め、これ
からの出力がほぼ平坦化するようにニッケルまたはニッ
ケル合金の感温抵抗素子２５、及び精密抵抗２６のそれ
ぞれの抵抗値の合わせ込みを行う。
今、基準温度を２５℃とし、（２５◆■）℃におけるブ
リッジ回路２０の定格出力！ ｆ （Ｔ）とすると、ｆ
ｓｐ （Ｔ） ＝Ａｓｐ２ｓ （１＋α１ＩＰ２！Ｉ
Ｔ）ただし、 ０１１Ｐ２８：２５℃におけるブリッジ出力の温度係数 ■ ＝２５℃からの温度差 α、ｐ：２５℃におけるブリッジ出力の温度係数定数項 ０２１１Ｐ ：温度変化したときのブリッジ出力の温度
係数の温度依存項 αＳＰ２！１”α１８Ｐ＋０２ＳＰ Ｔにより表わすこ
とができる。
リッジ回路２０の定格出力！ ｆ （Ｔ）とすると、ｆ
ｓｐ （Ｔ） ＝Ａｓｐ２ｓ （１＋α１ＩＰ２！Ｉ
Ｔ）ただし、 ０１１Ｐ２８：２５℃におけるブリッジ出力の温度係数 ■ ＝２５℃からの温度差 α、ｐ：２５℃におけるブリッジ出力の温度係数定数項 ０２１１Ｐ ：温度変化したときのブリッジ出力の温度
係数の温度依存項 αＳＰ２！１”α１８Ｐ＋０２ＳＰ Ｔにより表わすこ
とができる。
一方、（２５・Ｔ）”Ｃにおける高入力差動増幅回路の
増幅率をｆ ａ（Ｔ）とすると、 ただし、 日、。２５：２５℃にあける感温抵抗素子２５の抵抗値 Ｒｓ＋ ：精と抵抗体２６の抵抗値 Ｒｆ ：帰還抵抗体２３．２４の抵抗値α８２５：２５
℃における増幅率の温度係数αｌ ：２５℃における
増幅率温度係数定数項α２ ：温度変化したときの増
幅率温度係数の温度依存項 αＳ２５：α１＋α２丁 として表わすことができる。
増幅率をｆ ａ（Ｔ）とすると、 ただし、 日、。２５：２５℃にあける感温抵抗素子２５の抵抗値 Ｒｓ＋ ：精と抵抗体２６の抵抗値 Ｒｆ ：帰還抵抗体２３．２４の抵抗値α８２５：２５
℃における増幅率の温度係数αｌ ：２５℃における
増幅率温度係数定数項α２ ：温度変化したときの増
幅率温度係数の温度依存項 αＳ２５：α１＋α２丁 として表わすことができる。
ブリッジ回路２０の出力と高入力差動増幅回路と壱組合
せたときの全体の出力をｆ ｔ（Ｔ）とすると、 ｆ啄（Ｄ ” ｆ ＩＦ（Ｔ） ｆ −（Ｄ・α２α
ｌ５ｐ）Ｔ・α２！２αｄ２Ｈ２１ここで上記出力ｆ
ｔ（Ｔ）の温度変化を抑えるためには、３次以上の項を
無視すると、１次、２次の項がぜ口となるようにすれば
よいから、となる、この条件を満足するように各抵抗値
Ｒｆ。
せたときの全体の出力をｆ ｔ（Ｔ）とすると、 ｆ啄（Ｄ ” ｆ ＩＦ（Ｔ） ｆ −（Ｄ・α２α
ｌ５ｐ）Ｔ・α２！２αｄ２Ｈ２１ここで上記出力ｆ
ｔ（Ｔ）の温度変化を抑えるためには、３次以上の項を
無視すると、１次、２次の項がぜ口となるようにすれば
よいから、となる、この条件を満足するように各抵抗値
Ｒｆ。
Ｒ８０２５、日、を設定すればよい。
ただしα１、α２は実験により求めたブリッジ回路２０
の出力の温度特性により一義的に定まり、またα９、α
２は使用する感温抵抗素子２５の温度係数に依存しざら
に増幅率（１÷２８ｆ／（Ｒ，。２．すＲｓ＋））をど
のような値にするかによって抵抗値Ｒｆ、Ｒ８０２５、
Ｒ８１の抵抗値の比が決まるので、これらから上記２式
を満足する感温抵抗素子２５と積上抵抗２６の各々の抵
抗値が定まる。
の出力の温度特性により一義的に定まり、またα９、α
２は使用する感温抵抗素子２５の温度係数に依存しざら
に増幅率（１÷２８ｆ／（Ｒ，。２．すＲｓ＋））をど
のような値にするかによって抵抗値Ｒｆ、Ｒ８０２５、
Ｒ８１の抵抗値の比が決まるので、これらから上記２式
を満足する感温抵抗素子２５と積上抵抗２６の各々の抵
抗値が定まる。
これにより、ブリ・ンジ回路２０から出力した信号の正
の２次温度変化分は、高入力差動増幅回路全体の負の２
次温度変化分１こより相殺されるから、温度補償設定点
Ｔ。を中心に広い温度範囲に亘る温度変化に問わりなく
、１鳳だけに比例した信号を出力することになる。
の２次温度変化分は、高入力差動増幅回路全体の負の２
次温度変化分１こより相殺されるから、温度補償設定点
Ｔ。を中心に広い温度範囲に亘る温度変化に問わりなく
、１鳳だけに比例した信号を出力することになる。
ところで、上述の実施例である窒化タンタルがうなる歪
ゲージは、通常の銅−ニッケル合金を使用した歪ゲージ
に比較して、窒化クンタルの比抵抗が６倍、またゲージ
率が１．５倍と大きいため、低いブリッジ電圧でも十分
な検出出力を得ることができ、したがって特に電源を電
池に求める装置には最適な荷重検出手段となる。
ゲージは、通常の銅−ニッケル合金を使用した歪ゲージ
に比較して、窒化クンタルの比抵抗が６倍、またゲージ
率が１．５倍と大きいため、低いブリッジ電圧でも十分
な検出出力を得ることができ、したがって特に電源を電
池に求める装置には最適な荷重検出手段となる。
また、前述したように窒化タシタルにより構成した歪ゲ
ージの比抵抗が大きいためブリッジ回路に流れる電流が
少なくなり、したがって歪ゲージ及びゼロ点補正用抵抗
のジュール熱の発生量を可及的に抑えることができ、し
たがって動作時間とともにゲージやゼロ点補正用抵抗体
からの熱を受ける起歪体の温度変化が小さくなり、検出
出力の温度ドリフトを抑えることができる。
ージの比抵抗が大きいためブリッジ回路に流れる電流が
少なくなり、したがって歪ゲージ及びゼロ点補正用抵抗
のジュール熱の発生量を可及的に抑えることができ、し
たがって動作時間とともにゲージやゼロ点補正用抵抗体
からの熱を受ける起歪体の温度変化が小さくなり、検出
出力の温度ドリフトを抑えることができる。
なお、この実施例においては、起歪体をアルミニウム合
金により、また歪ゲージ１［化タンタルにより構成した
場合について説明したが、起歪体をバネ材として機能す
る金属材料、例えばステンレス鋼、モリブデン鋼、ベリ
リウム鋼合金等により構成したものや、また歪ゲージを
精密抵抗形成材として機能する銅−ニッケル合金、ニッ
ケルークロム合金等により構成しても同様の作用を奏す
ることを確認した。
金により、また歪ゲージ１［化タンタルにより構成した
場合について説明したが、起歪体をバネ材として機能す
る金属材料、例えばステンレス鋼、モリブデン鋼、ベリ
リウム鋼合金等により構成したものや、また歪ゲージを
精密抵抗形成材として機能する銅−ニッケル合金、ニッ
ケルークロム合金等により構成しても同様の作用を奏す
ることを確認した。
また、この実施例においでは差動増幅回路２７との組合
せによる高入力インピーダンス型増幅回路に通用しでい
るが、第５図に示したように演算増幅器３０．３１によ
り構成される高入力インビーダンス反転増幅回路に適用
しても同様の作用効果を奏することは明らかである。
せによる高入力インピーダンス型増幅回路に通用しでい
るが、第５図に示したように演算増幅器３０．３１によ
り構成される高入力インビーダンス反転増幅回路に適用
しても同様の作用効果を奏することは明らかである。
さらに、この実施例においては感温抵抗素子２５と精と
抵抗素子２６を直列接続しで用いているが、並列接続し
て用いても同様の作用を奏することは明らかである。
抵抗素子２６を直列接続しで用いているが、並列接続し
て用いても同様の作用を奏することは明らかである。
（発明の効果）
以上、説明したように本発明においては、それぞれの非
反転入力端子が起歪体の表面に設けられた複数の歪ゲー
ジを含むブリッジ回路の各信号出力端に、またそれぞれ
の反転入力端子を正の２次温度係数を有する金属からな
る感温抵抗素子により接続した第１、第２の演算増幅器
を備えたので、単一１！類の感温抵抗素子の値を調整す
ることにより起歪体と、これに設けた歪ゲージを有する
ブリッジ出力の温度特性に実用上十分に一致した温度−
抵抗特性に合わせ込むことが可能となって、簡単な調整
作業で広い温度範囲で高い計量精度を得ることができる
。
反転入力端子が起歪体の表面に設けられた複数の歪ゲー
ジを含むブリッジ回路の各信号出力端に、またそれぞれ
の反転入力端子を正の２次温度係数を有する金属からな
る感温抵抗素子により接続した第１、第２の演算増幅器
を備えたので、単一１！類の感温抵抗素子の値を調整す
ることにより起歪体と、これに設けた歪ゲージを有する
ブリッジ出力の温度特性に実用上十分に一致した温度−
抵抗特性に合わせ込むことが可能となって、簡単な調整
作業で広い温度範囲で高い計量精度を得ることができる
。
第１図と第２図は、それぞれ本発明の一実施例を示す起
歪体の斜視図と断面図、第３図は第１図に示したロード
セルを使用した荷重検出装置の構成を示すプロ・νり図
、第４図は第３図に示した装置に使用する感温抵抗素子
の温度特性と、ブリッジ回路の温度出力特性を示す線図
、第５図は本発明の他の実施例を示すプロ・ンク図、第
６図は従来の荷重検出装置の一例を示すブロック図及び
第７図は従来の温度補正特性を示す線図である。 １・・・ロードセル ４〜７・・・窒化タンタル歪ゲージ ８〜１１・・・セロ点補正用抵抗 ２５・・・ニッケルまたはニッケル合金製感温抵抗２６
・・・精密抵抗
歪体の斜視図と断面図、第３図は第１図に示したロード
セルを使用した荷重検出装置の構成を示すプロ・νり図
、第４図は第３図に示した装置に使用する感温抵抗素子
の温度特性と、ブリッジ回路の温度出力特性を示す線図
、第５図は本発明の他の実施例を示すプロ・ンク図、第
６図は従来の荷重検出装置の一例を示すブロック図及び
第７図は従来の温度補正特性を示す線図である。 １・・・ロードセル ４〜７・・・窒化タンタル歪ゲージ ８〜１１・・・セロ点補正用抵抗 ２５・・・ニッケルまたはニッケル合金製感温抵抗２６
・・・精密抵抗
Claims (2)
- （１）バネ材からなる金属起歪体の表面に、精密抵抗構
成材料により歪ゲージを形成し、前記歪ゲージをブリッ
ジ接続してなるブリッジ回路と、非反転端子が前記ブリ
ッジ回路の各信号出力端子に、またそれぞれの反転入力
端子が正の二次温度係数を有する感温抵抗素子と精密抵
抗により接続された第１及び第２の演算増幅器からなる
荷重検出装置。 - （２）起歪体に取り付けられたブリッジ回路の出力端に
高入力作動増幅回路を接続した装置において、前記ブリ
ッジ回路及び高入力作動増幅回路からなる回路系全体の
出力信号の温度特性を求め、前記温度特性を表す関係式
の温度依存項のうち、第３次より高次の項は無視する一
方、第１次及び第２次の項の値がゼロとなるように前記
高入力作動増幅回路を構成している抵抗の温度係数と、
抵抗値を選択してなる荷重検出装置における温度補償方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-272285 | 1989-10-18 | ||
| JP27228589 | 1989-10-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210443A true JPH03210443A (ja) | 1991-09-13 |
| JP2639481B2 JP2639481B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=17511729
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2278380A Expired - Fee Related JP2639481B2 (ja) | 1989-10-18 | 1990-10-16 | 荷重検出装置の温度補償方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2639481B2 (ja) |
| DE (1) | DE4033133C2 (ja) |
| GB (1) | GB2237389B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1990
- 1990-10-11 US US07/595,430 patent/US5184520A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-16 JP JP2278380A patent/JP2639481B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-17 GB GB9022551A patent/GB2237389B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-18 DE DE4033133A patent/DE4033133C2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5184520A (en) | 1993-02-09 |
| DE4033133A1 (de) | 1991-06-06 |
| GB2237389B (en) | 1994-04-27 |
| DE4033133C2 (de) | 2001-05-31 |
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| GB9022551D0 (en) | 1990-11-28 |
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