JPH036447B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水晶振動子を重量センサの感圧素子
として使用した水晶振動式電子秤に関する。

（従来技術） 水晶振動子を重量センサの感圧素子として使用
した秤として、例えば特公昭55−20175号公報に
は第３図のような構成のものが提案されている。
この例では、被計量物が受皿上に載置されると、
スプリング、受台、竿体を介して圧力センサに被
計量物の重量による圧縮力が加わり、圧力センサ
内に設けられた水晶振動子の共振周波数が変化す
る。この共振周波数の変化量を検出することによ
り、被計量物の重量を検出することができる。

ところで、このような水晶振動子の応力感度は
周囲温度に依存するため、温度の影響を除去する
試みとして、特公昭56−18098号公報には４図に
示すような構成のものが提案されている。

この例では、水晶振動板の応力や歪等の機械力
が伝達される供給点に荷重が印加されると、水晶
振動板の応力感度零の電極イと、応力感度の温度
依存性零の電極口に対応する発振回路イ，ロから
それぞれ共振周波数が得られる。この両発振回路
の出力を混合器に加え、両発振回路の差周波数が
出力端子に得られ、これにより重量が検出される
ようにしたものである。

（従来技術の問題点） しかしながら、マイクロコンピユータ等を用い
るコントローラに、重量センサの信号を入力して
種々の演算処理を実行させる電子秤においては、
コントローラの中央処理装置（CPU）を駆動す
るクロツクジエネレータの水晶振動子と重量セン
サの水晶振動子とがそれぞれ別個のものであつた
ため、両者の温度特性や経時特性等を一致させる
ことが難しく、その為周囲温度の変化や経年変化
等によつて両者の振動周波数が不調和となり、そ
の結果計量誤差を生じる問題があつた。この問題
の解決策として、温度特性の優れた水晶振動子を
用いたり、或いは特性のバラツキのない水晶振動
子用いることが考えられるが、この場合はコスト
が非常に高価なものとなる。

また、基準振動周波数が10MHz水晶振動子を用
いた場合に、所定の応力例えば１Kgを加えた時の
周波数変化幅は、僅かにその0.02％の2KHz程度
しか変化しないので、電子秤として使用するに
は、感度並びに分解能が極めて悪いものとなる。
即ち、フルスケールでも１秒間のサンプリングで
2000パルスしかカウントできず、しかも１パルス
は0.5ｇに相当するので分解能は極めて悪いもの
となるという問題があつた。

（発明の目的） 本発明は、クロツクジエネレータと重量センサ
の両者の温度特性、経年変化特性等を簡単な構成
で一致させて計量精度の向上を図ると共に、重量
センサの感度並びに分解能を向上させて実用的な
水晶振動式電子秤を提供することを目的とする。

（発明の概要） 本発明の水晶振動式電子秤は、物品の荷重が印
加される位置に配置される重量センサ用の電極
と、外部応力による周波数変化のない位置に配置
されるクロツクジエネレータ用の電極を共有する
単一の水晶振動板、重量センサの発振回路を奇数
倍調波で発振させるために該発振回路に接続され
るオーバートーン用の抵抗、該発振回路の出力周
波数をカウントするカウンタ、カウンタのカウン
ト値とクロツクジエネレータで発振される基本調
波のクロツクパルスが入力されるコントローラ、
該コントローラで演算処理された所定項目が表示
される表示部とよりなることを特徴とするもので
ある。

（実施例） 以下本発明の一実施例について図により説明す
る。第１図ａは本発明の水晶振動板の配置図、第
１図ｂは第１図ａのＡ矢視図である。

図において、水晶振動板１の異なる位置に二つ
の電極を配置する。電極２は、上部支持体４、下
部支持体５の間で、上部支持体上に載置された物
品の荷重Ｗが印加される位置に配置されて重量セ
ンサとして用いられる。電極３は、外部応力によ
る周波数変化のない位置に配置されて、クロツク
ジエネレータの振動子として用いられる。

第２図は本発明の回路図、第５図は従来例の回
路図である。従来は第５図に示したように、重量
センサ７、クロツクジエネレータ６としてそれぞ
れ別個の水晶振動板１と１′を設け、これに電極
２３を配置していた。重量センサ７の共振周波数
は、論理回路８を通してカウンタ９でカウントさ
れ、カウント値はマイクロコンピユータ等で構成
されるコントローラ１０に入力される。コントロ
ーラ１０には、クロツクジエネレータ６からの出
力が、バツフア１２を通してクロツクパルスとし
て入力される。コントローラ１０からは、論理回
路８へのゲート信号及びカウンタ９へのクリア信
号及び表示部１１への重量等の演算処理した信号
が出力される。

本発明においては、第２図に示すように、単一
の水晶振動板１にクロツクジエネレータ６用の電
極３と重量センサ７用の電極２を配置してそれぞ
れの発振回路を形成している。

更に、重量センサを構成する発振回路には、奇
数倍調波、例えば３倍調波で発振させるためのオ
ーバートーン発生用抵抗１３を接続している。即
ち、クロツクジエネレータは基本調波で発振さ
せ、重量センサは例えば３倍調波で発振させるこ
とにより、物品の荷重が加えられた時の周波数変
化幅を大きくして、電子秤の感度並びに分解能を
向上させるものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は単一の水晶振動
板の物品の荷重が印加される位置に重量センサ用
の電極を配置し、外部応力による周波数変化のな
い位置にクロツクジエネレータ用の電極を配置し
たので、クロツクジエネレータと重量センサの温
度的トラツキング特性、経年変化的トラツキング
特性を持たせることができるので、計量精度の向
上を図ることができると共に、長期的に安定した
精度の電子秤が得られる。またた、単一の水晶振
動板をクロツクジエネレータと重量センサで共用
しているので、加工精度や素子のバラツキ等を問
題にする必要がなく、水晶振動板のコストが安く
なる。

更に、重量センサの発振回路を奇数倍調波で発
振させるので、センサの感度並びに分解能を向上
させた実用的な電子秤が得られる。なお、感度、
分解能を従来と同一とする時には、サンプリング
時間を例えば1/3に短縮でき、応答性の良好な実
用的な電子秤が得られるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水晶振動板の配置図、第２図
は本発明の回路図、第３図，第４図は従来例の配
置図、第５図は従来例の回路図である。 １，１′……水晶振動板、２，３……電極、４
……上部支持体、５……下部支持体、６……クロ
ツクジエネレータ、７……重量センサ、８……論
理回路、９……カウンタ、１０……コントロー
ラ、１１……表示部、１２……バツフア、１３…
…オーバートーン用の抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物品の荷重が印加される位置に配置される重
   量センサ用の電極と、外部応力による周波数変化
   のない位置に配置されるクロツクジエネレータ用
   の電極を共有する単一の水晶振動板、重量センサ
   の発振回路の出力周波数をカウントするカウン
   タ、カウンタのカウント値とクロツクジエネレー
   タで発振されるクロツクパルスが入力されるコン
   トローラ、該コントローラで演算処理された所定
   項目が表示される表示部とよりなることを特徴と
   する水晶振動式電子秤。 ２ 重量センサの発振回路に寄数倍調波で発振さ
   せるオーバートーン用の抵抗を接続したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の水晶振動式
   電子秤。