JPH034096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、電子秤のスパン調整回路の改良に
関する。

＜従来技術＞ 第１図は、従来の電子秤におけるスパン調整回
路の一例を示したものである。

この図において、Ａはロードセルからなる重量
センサ、Ｂは当該センサＡの出力電圧を増幅する
アンプ回路、Ｒ１，Ｒ２はアンプ回路Ｂの出力電
圧を分圧する分圧抵抗、Ｃは二重積分型Ａ／Ｄ変
換器、Vrはその入力端が分圧抵抗Ｒ１と並列接
続され、その出力端が上記Ａ／Ｄ変換器の入力端
と接続された可変抵抗器である。

そして、この可変抵抗器Vrの抵抗値は、分圧
抵抗Ｒ１のそれよりも極めて大きな値に選定され
て、分圧抵抗Ｒ１との合成抵抗において、可変抵
抗器Vrの抵抗値変化が低減されるように図られ
ている。また上記Ａ／Ｄ変換器Ｃの基準電圧入力
端には、重量センサＡとのトラツキングを図るた
め、重量センサＡに印加される電圧（V1＋V2）
が、分圧抵抗Ｒ３，Rr，Ｒ４で適宜に分圧され
て入力されるように構成されている。そして秤の
スパン調整は、この可変抵抗器Vrの操作で行う
ようにされている。

ところが、周知のように、可変抵抗器Vrの抵
抗値は、振動、温度変化、経年変化等によつて変
化する虞があるので、図示のように可変抵抗器
Vrの抵抗値変化を低減する回路構成であつても、
抵抗値の変化によつて秤のスパンが変化すること
がある。このようなスパン変化を許容範囲内に納
めるには、可変抵抗器Vrで調整できる範囲を小
さくして、可変抵抗器Vrの抵抗変化による影響
を無視し得るようにすれば良い。しかし、重量セ
ンサＡの定格出力電圧にはかなりのばらつきがあ
るので、可変抵抗器Vrの可変範囲を小さくする
と、秤のスパン調整が不可能となる場合が生じ
る。

このため、従来では重量センサＡの出力電圧に
応じてＡ／Ｄ変換器Ｃの基準電圧を加減し、これ
により、秤のスパン変化を許容範囲内に納めるよ
うにしていた。

しかし、このような基準電圧の加減は、分圧抵
抗Ｒ３，Rr，Ｒ４の選択と半田による取付、取
替作業を必要とするので、作業能率が極めて悪く
なり、これがために製造コストを高騰させてい
た。

＜発明の目的＞ この発明はこのような問題に鑑みてなされたも
ので、前述のような分圧比の加減を必要とせず、
したがつて、半田による取付作業を省くことがで
き、またスパンの調整操作も極めて容易な電子秤
を提供することを目的とする。

＜発明の構成＞ この発明は、上記目的を達成するため、次のよ
うに構成したことを特徴とする。

即ち、重量信号をデジタル値に変換する二重積
分型Ａ／Ｄ変換器の一次積分時間をソフト・タイ
マで制御するようにするとともに、そのソフト・
タイマの動作時間をデイツプスイツチ等で段階的
に切り換えるようにして、重量センサの出力電圧
のばらつきは、このデイツプスイツチで調整する
ようにする。そして、スパンの微調整は、上記
Ａ／Ｄ変換器の基準電圧若しくは入力電圧を可変
するようにした可変抵抗器で行う。これにより、
重量センサの出力電圧のばらつきに対処すること
ができるとともに、可変抵抗器の可変範囲を非常
に小さくすることができる。

＜実施例の構成＞ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

第２図は、この発明の一実施例の主要部を示す
ブロツク図である。この図において、Ａはロード
セルからなる重量センサ、Ｂは当該センサＡの出
力信号を増幅するアンプ回路、Ｃ１はデイスクリ
ートに構成した二重積分型Ａ／Ｄ変換器である。

この二重積分型Ａ／Ｄ変換器Ｃ１は、アナログ
スイツチ１と、積分器２と、比較器３と、カウン
タ４と、上記アナログスイツチ１を制御する
CPU５とから構成される。

アナログスイツチ１は、基準電圧（Vref）、ア
ンプ出力電圧（アナログ信号）、接地電圧をそれ
ぞれ選択的に積分器２に入力するように構成され
ており、またそのスイツチの切り換えは、CPU
５からの切り換え指令Saと、比較器３からのカ
ウントストツプ信号Sbとによつて制御されるよ
うに構成されている。即ち、比較器３からカウン
トストツプ信号Sbが出力されると、アナログス
イツチ１の接点がｃ端子に切り換わつて積分器２
のオフセツト補正が行われ、CPU５から切り換
え指令Saが出力されると、今度は上記スイツチ
１の接点がａ端子に切り換わつてアナログ信号の
積分が開始される。そして、CPU５から次の切
り換え指令Saが出力されると、今度は上記接点
がｂ端子に切り換わつて、それまでのアナログ信
号の積分から基準電圧（Vref）による逆積分に
切り換わる。そして、積分器２の出力電圧が当初
の積分開始電圧になると、比較器３からはカウン
トストツプ信号Sbが出力され、これにより上記
接点がｃ端子に切り換わつて、次の切り換え指令
Saが出力されるまでの間、上記積分器２のオフ
セツト補正が行われる。

また上記Ａ／Ｄ変換器Ｃ１には、重量センサＡ
とのトラツキングを図るため、その印加電圧Ｖ１
を分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７で適宜に分圧した値
が、基準電圧Vrefとして入力されるようになつ
ている。また、この基準電圧Vrefは、分圧抵抗
Ｒ６と並列接続された可変抵抗器Vrで調整され
るように構成されている。そして、可変抵抗器
Vrの抵抗値変化等によつて生じるスパン変化を
許容範囲内に納めるため、可変抵抗器Vrの抵抗
値は、分圧抵抗Ｒ６の抵抗値よりも極めて大きな
値に選定されている。

比較器３は、積分器２の出力電圧が当初の積分
開始電圧になると、上記アナログスイツチ１と、
カウンタ４と、CPU５とにカウントストツプ信
号Sbを出力するようにされている。

カウンタ４は、逆積分開始と同時に出力される
CPU５からの指令Scでリセツトされてカウント
動作を開始し、比較器３からのカウントストツプ
信号Sbでカウント動作を停止するようにされて
いる。またこのカウンタ４は、２進カウンタで構
成されるが、ここではその能力以上の計数を可能
にするため、当該カウンタ４がオーバーフローに
なる毎にCPU５でこれを計数して、カウンタ４
のカウント動作が終了すると、その時のカウンタ
４の出力カウント数と計数したオーバーフロー回
数とから、カウンタ４の総出力カウント数を算出
するようにしている。そして、算出した総出カウ
ント数が、前記Ａ／Ｄ変換器Ｃ１の出力カウント
数として秤全体を制御するメインのCPU（図示せ
ず）へ出力される。

勿論、前記CPU５で秤全体を制御させること
も可能である。

またこのカウンタ４には、CPU５に設定され
たプログラムの１命令サイクルに同期したカウン
トパルスSdが、当該CPU５から供給されるよう
に構成されている。

CPU５は、主として前記Ａ／Ｄ変換器Ｃ１の
一次積分時間を制御するもので、そのために当該
CPU５には、前記切り換え指令Saを、指定され
たタイミングで出力するソフト・タイマが備えら
れる。そしてそのタイマの動作時間の調整は、当
該ソフト・タイマの動作時間を段階的に切り換え
る切り換え手段Ｄで行なえるようにされている。

切り換え手段Ｄは、例えばデイツプスイツチ等
から構成することができ、そしてそれが例えば４
ビツトのデイツプスイツチからなる時は、16段階
の調整を行うことができる。

またソフト・タイマの動作時間は、一般には１
命令サイクルが一定である処理（例えばノツプ処
理等）の繰り返し回数によつて与えられるので、
上記切り換え手段Ｄでは、その１段の調整で、例
えば250命令サイクルに相当する動作時間の調整
ができるようにされている。

一方、この時のカウンタ４は、前述のように１
命令サイクルに同期してカウントするようになつ
ている。したがつて、例えば第３図の二重積分型
Ａ／Ｄ変換器の動作特性図に示すように、秤量相
当の分銅を載荷した時の一次積分時間Ｔ１と二次
積分時間Ｔ２とがほぼ等しくなるように調整され
たものでは、上記切り換え手段Ｄの１段階の調整
によつて、当該Ａ／Ｄ変換器の出力カウント数を
250カウント調整することができる。

しかして、この実施例のスパン調整において
は、まず切り換え手段Ｄでスパンの粗調整を行
い、最後の微調整は前記可変抵抗器Vrで行う。
即ち、まず秤の零点調整を行い、次に計量皿に秤
量相当の分銅を載せて、その時の表示値（無負荷
時の表示値が０でない時は、その値を引いたＡ／
Ｄ変換器の出力値或いはこれを重量値に換算した
値）が当該分銅重量（当該分銅重量に対する一定
カウント数或いは当該分銅重量値）と等しくなる
ように前記切り換え手段Ｄと可変抵抗器Vrとを
操作して秤のスパンを調整するのである。

尚、スパンの微調整は、可変抵抗器Vrで基準
電圧を変えることによつて行うことができるが、
その他にも、当該Ａ／Ｄ変換器Ｃ１の入力電圧を
可変抵抗器で調整することによつても行うことが
できる。

＜実施例の作用＞ 次に、第２図の実施例の主要部の動作を、第４
図のフローチヤートに基づいて説明する。

尚、ここでは説明を簡単にするため、ソフト・
タイマの動作時間をほぼ10000ステツプに相当す
る時間に調整すると、秤量相当の分銅を載荷した
時の前記Ａ／Ｄ変換器の出力カウント数が、当該
分銅重量に相当する10000カウントとなるような
場合を例にとつて説明する。

まずイニシヤル時には、アナログスイツチ１の
接点はｃ端子に接続されているものとする。

この状態でプログラムを走らすと、CPU５は
まず切り換え手段Ｄに設定された段数ｎを読み込
み、これをループカウンタにプリセツトする（ス
テツプ１）。そして、次のステツプ２でアナログ
スイツチ１の接点をｃ端子からａ端子に切り換え
る指令Saを出力する。これにより未知入力電圧
に対する一次積分が開始される。

次にCPU５は、約8000ステツプに相当する処
理を実行する（ステツプ３）。これは切り換え手
段Ｄで調整できるソフト・タイマの動作時間に対
し、固定の動作時間となるものである。

このステツプ３の処理が終了すると、次に１回
のループ処理で250ステツプを要するループ処理
をｎ回繰り返す。即ち、ステツプ４で約248ステ
ツプの処理を実行し、次のステツプ５でｎを−１
して、続くステツプ６でｎが０であるか否かを判
断する。こうして１回のループ処理で250ステツ
プを費やしながら、ｎが０になるまで以上のルー
プ処理を繰り返す。

この場合、ｎが６と設定されていた時は、ソフ
ト・タイマの動作時間は総計 8000＋６×250＝9500ステツプ となる。そして、この時の当該Ａ／Ｄ変換器の出
力カウント数は、第３図で示したように、秤量相
当の分銅を載荷した時のＡ／Ｄ変換器Ｃの入力電
圧と基準電圧とが等しい場合には、ほぼ9500カウ
ントとなる。したがつて、この時のスパン調整に
おいては、切り換え手段Ｄに設定した段数６を８
に訂正してやれば、当該Ａ／Ｄ変換器の出力カウ
ント数をほぼ10000カウントに調整することがで
きる。そして、この切り換え手段Ｄでは調整でき
ない領域（１〜249カウントの領域）での調整は、
可変抵抗器Vrで行うのである。

しかして、以上のループ処理が終了すると、次
にアナログスイツチ１の接点をｂ端子に切り換え
る指令Saを出力し、そしてカウンタ４にリセツ
トとスタートを促す指令Scを出力する（ステツ
プ７）。これにより未知入力電圧の積分が終了す
ると同時に基準電圧による逆積分とカウンタ４に
よるカウント動作とが開始する。

この逆積分（二次積分）の期間に入ると、
CPU５は、カウンタ４がフルカウントする周期
の半周期より短い周期で、当該カウンタ４の最上
位ビツト（以下MSBと称する）のハイ、ロウ
（以下Ｈ、Ｌと記す）をチエツクし、これによつ
て前述のカウンタ４のオーバーフロー回数を計数
する。即ち、まずステツプ８で一定ステツプ数か
らなる処理を実行して時間を稼ぎ、次のステツプ
９でカウンタ４のMSBのＨ、Ｌをチエツクする。
しかし、カウンタ４がフルカウントする周期の半
周期の間はMSBはＬであるので、ここでのチエ
ツクの結果はＬとなる。したがつて、当初におい
ては続くステツプ10でフラグをONにし、続いて
ステツプ11で比較器３のカウント・ストツプ信号
SbのＨ、Ｌをチエツクする。チエツクの結果、
Ｈであれば次のステツプ14に移行し、またＬであ
れば再び元のステツプ８に戻る。こうしたループ
処理を繰り返すうち、カウンタ４がフルカウント
する周期の半周期が経過して、MSBがＬからＨ
に切り換わると、今度はステツプ９からステツプ
12へ移行する。

ステツプ12では、前記フラグがONであるか否
かを判断する。この時、最初はONであるので、
続くステツプ13で当該フラグをOFFにするとと
もに、オーバーフロー回数を＋１して、前記ステ
ツプ11に移行する。そして、再びステツプ８に戻
つてステツプ９からステツプ12に移行しても、こ
の時は、先のフラグはOFFになつているので、
MSBがＨである半周期の間は、前記ステツプ13
をパスして再びステツプ11に移行する。

こうしてCPU５は、カウンタ４のオーバーフ
ロー回数を計数しながら比較器３のカウント・ス
トツプ信号SbのＨ、Ｌを監視する。そして、カ
ウント・ストツプ信号SbがＨになつていれば、
基準電圧による逆積分と、上記接点のｃ端子への
切り換わりとが終了しているので、次のステツプ
14でカウンタ４のカウント数を入力し、これと計
数したオーバーフロー回数とからカウンタ４の総
出力カウント数を算出する。そして、算出した結
果をメインのCPUに出力する。

そして、次に一定ステツプ数からなる処理を実
行して、積分器２のオフセツト補正を行うための
時間を費やし（ステツプ15）、そして再びステツ
プ１の処理に戻る。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、この発明は重量信号をデ
ジタル値に変換する二重積分型Ａ／Ｄ変換器と、
当該Ａ／Ｄ変換器の一次積分時間を制御するソフ
ト・タイマとを備えてなる電子秤において、当該
ソフト・タイマの動作時間を段階的に切り換えて
スパンの粗調整を行う切り換え手段と、上記Ａ／
Ｄ変換器の基準電圧若しくは入力電圧を連続的に
加減してスパンの微調整を行う可変抵抗器とを備
えたので、重量センサＡの出力電圧のばらつきを
上記切り換え手段で調整することができ、しかも
その切り換えをデイツプスイツチ等で行うことが
できる。したがつて、従来必要とした分圧抵抗の
取替と、取り替えた分圧抵抗の半田による取付作
業等を省略することができ、その作業能率の向上
と、製造コストの削減とを図ることができる。

また、スパンの粗調整をデイツプスイツチ等で
行うことができるので、その操作が極めて簡単と
なる。さらには、秤のスパンをアナログ量ではな
く、デジタル量で調整することができるので、
Ａ／Ｄ変換器の出力値を所定カウント数増すこと
ができる調整割合を簡単に把握することができ、
したがつて、経験や勘に頼らなくても、誰でも簡
単正確、且つ迅速にスパン調整することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電子秤におけるスパン調整回
路の主要部の一例を示すブロツク図、第２図は、
この発明の実施例の主要部の一例を示すブロツク
図、第３図は、二重積分型Ａ／Ｄ変換器の動作特
性を説明するための説明図、第４図は、第２図の
実施例の動作の一例を表したフローチヤートであ
る。 Ａ……重量センサ、Ｂ……アンプ回路、Ｃ１…
…二重積分型Ａ／Ｄ変換器、５……CPU（ソフ
ト・タイマを内蔵）、Ｄ……切り換え手段、Vr…
…可変抵抗器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量信号をデジタル値に変換する二重積分型
   Ａ／Ｄ変換器と、当該Ａ／Ｄ変換器の一次積分時
   間を制御するソフト・タイマとを備えてなる電子
   秤において、当該ソフト・タイマの動作時間を段
   階的に切り換えてスパンの粗調整を行う切り換え
   手段と、上記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧若しくは入
   力電圧を連続的に加減してスパンの微調整を行う
   可変抵抗器とを備えたことを特徴とする電子秤。