JPH05281014A - 電子天秤 - Google Patents
電子天秤Info
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- JPH05281014A JPH05281014A JP4108537A JP10853792A JPH05281014A JP H05281014 A JPH05281014 A JP H05281014A JP 4108537 A JP4108537 A JP 4108537A JP 10853792 A JP10853792 A JP 10853792A JP H05281014 A JPH05281014 A JP H05281014A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G7/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups
- G01G7/02—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electromagnetic action
- G01G7/04—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electromagnetic action with means for regulating the current to solenoids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
- G01G23/48—Temperature-compensating arrangements
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学的位置検出手段を利用した電子天秤にお
いて検出信号のドリフトを除去する。 【構成】 フォトダイオードＤ１１とＤ１２の出力電流
の差に対応する信号（検出信号）Ｖａを減算回路１０に
よって作成し、Ｄ１１とＤ１２の出力電流の和に対応す
る信号Ｖｂを加算回路２０によって作成する。減算回路
３０により、信号Ｖｂに所定の係数を乗じて検出信号Ｖ
ａから差し引く。これにより、検出信号Ｖａから温度ド
リフトの影響を除去した信号ＶＤＴ１を得る。
いて検出信号のドリフトを除去する。 【構成】 フォトダイオードＤ１１とＤ１２の出力電流
の差に対応する信号（検出信号）Ｖａを減算回路１０に
よって作成し、Ｄ１１とＤ１２の出力電流の和に対応す
る信号Ｖｂを加算回路２０によって作成する。減算回路
３０により、信号Ｖｂに所定の係数を乗じて検出信号Ｖ
ａから差し引く。これにより、検出信号Ｖａから温度ド
リフトの影響を除去した信号ＶＤＴ１を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的位置検出手段を
利用した電子天秤、特に、零位法による電子天秤に関す
る。
利用した電子天秤、特に、零位法による電子天秤に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光学的位置検出手段を利用した零位法に
よる電子天秤では、一般に、天秤ビームの一端にシャッ
タを取り付け、そのシャッタを発光素子と受光素子との
間に配置して、シャッタの動きに応じて受光素子の受光
量が増減することにより受光素子からの出力が変化する
ことを利用して天秤ビームの傾きを検出している。
よる電子天秤では、一般に、天秤ビームの一端にシャッ
タを取り付け、そのシャッタを発光素子と受光素子との
間に配置して、シャッタの動きに応じて受光素子の受光
量が増減することにより受光素子からの出力が変化する
ことを利用して天秤ビームの傾きを検出している。
【０００３】図３は、このような光学的位置検出手段を
利用した零位法による電子天秤の原理を示す図である。
図３（ａ）に示すように、天秤ビーム４の一端には試料
皿９が取り付けられ、その上に測定対象の試料１５が置
かれている。天秤ビーム４の他端にはシャッタ３が取り
付けられ、このシャッタ３を挟んで発光素子２と受光素
子１とが配置されている。受光素子１はシャッタ３の移
動方向（図１（ａ）では上下方向）に並ぶ２個の受光面
１１及び１２から構成されており、試料１５の重量が変
わって天秤ビーム４が傾くとシャッタ３の影１３が移動
し、これに伴って受光面１１の受光量に対応する出力信
号Ｓ１と受光面１２の受光量に対応する出力信号Ｓ２と
の差が変化する。
利用した零位法による電子天秤の原理を示す図である。
図３（ａ）に示すように、天秤ビーム４の一端には試料
皿９が取り付けられ、その上に測定対象の試料１５が置
かれている。天秤ビーム４の他端にはシャッタ３が取り
付けられ、このシャッタ３を挟んで発光素子２と受光素
子１とが配置されている。受光素子１はシャッタ３の移
動方向（図１（ａ）では上下方向）に並ぶ２個の受光面
１１及び１２から構成されており、試料１５の重量が変
わって天秤ビーム４が傾くとシャッタ３の影１３が移動
し、これに伴って受光面１１の受光量に対応する出力信
号Ｓ１と受光面１２の受光量に対応する出力信号Ｓ２と
の差が変化する。
【０００４】天秤ビーム４にはフィードバックコイル７
が固定され、このフィードバックコイル７の周囲には磁
石６が配置されている。フィードバックコイル７に流れ
る電流を変えること（電流の増減・向きの変更）により
フィードバックコイル７と磁石６との吸引力又は反発力
を調整し、天秤ビーム４の傾きを変化させることができ
る。従って、両受光面１１及び１２の出力信号の差を一
定に保つようにフィードバックコイル７に流れる電流を
制御回路５で制御することにより、その電流値の変化か
ら試料１５の重量を求めることができる。
が固定され、このフィードバックコイル７の周囲には磁
石６が配置されている。フィードバックコイル７に流れ
る電流を変えること（電流の増減・向きの変更）により
フィードバックコイル７と磁石６との吸引力又は反発力
を調整し、天秤ビーム４の傾きを変化させることができ
る。従って、両受光面１１及び１２の出力信号の差を一
定に保つようにフィードバックコイル７に流れる電流を
制御回路５で制御することにより、その電流値の変化か
ら試料１５の重量を求めることができる。
【０００５】図３（ｂ）は、上記構成の電子天秤におい
て天秤ビーム４の傾きを検出する回路を示す図である。
図３（ｂ）に示すように本電子天秤では、天秤ビーム４
の傾き（シャッタの影１３の位置）を検出するための受
光素子１としてフォトダイオードを使用しており、受光
面１１がフォトダイオードＤ１１に、受光面１２がフォ
トダイオードＤ１２に、それぞれ対応する。フォトダイ
オードＤ１１には受光面１１の受光量に応じた電流Ｉ１
が流れ、フォトダイオードＤ１２には受光面１２の受光
量に応じた電流Ｉ２が流れる。そして、演算増幅器ＯＰ
３、及び抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２から構成される減算
回路により、この電流Ｉ１とＩ２の差に対応する電圧Ｖ
ＤＴ３が得られる。したがって、この電圧ＶＤＴ３が一
定となるようにフィードバックコイル７に流れる電流を
制御すればよい。
て天秤ビーム４の傾きを検出する回路を示す図である。
図３（ｂ）に示すように本電子天秤では、天秤ビーム４
の傾き（シャッタの影１３の位置）を検出するための受
光素子１としてフォトダイオードを使用しており、受光
面１１がフォトダイオードＤ１１に、受光面１２がフォ
トダイオードＤ１２に、それぞれ対応する。フォトダイ
オードＤ１１には受光面１１の受光量に応じた電流Ｉ１
が流れ、フォトダイオードＤ１２には受光面１２の受光
量に応じた電流Ｉ２が流れる。そして、演算増幅器ＯＰ
３、及び抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２から構成される減算
回路により、この電流Ｉ１とＩ２の差に対応する電圧Ｖ
ＤＴ３が得られる。したがって、この電圧ＶＤＴ３が一
定となるようにフィードバックコイル７に流れる電流を
制御すればよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
光学的検出手段を利用した零位法による電子天秤では、
周囲温度の変化等で受光素子の出力がドリフトすると、
あたかも試料の重量変化によって天秤ビームが傾いたか
のように天秤信号が変化する。この結果、試料重量の正
しい測定値が得られなくなる。
光学的検出手段を利用した零位法による電子天秤では、
周囲温度の変化等で受光素子の出力がドリフトすると、
あたかも試料の重量変化によって天秤ビームが傾いたか
のように天秤信号が変化する。この結果、試料重量の正
しい測定値が得られなくなる。
【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、受光素
子の受光量から天秤ビームの傾きを検出する際にその検
出信号の温度等によるドリフトが試料重量の測定値に与
える影響を除去した電子天秤を提供することにある。
成されたものであり、その目的とするところは、受光素
子の受光量から天秤ビームの傾きを検出する際にその検
出信号の温度等によるドリフトが試料重量の測定値に与
える影響を除去した電子天秤を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の発明に係る電子天秤では、対になった二つの受
光面を有する受光素子であって、各受光面の受光量は天
秤ビームの傾きに応じて変化するが両受光面の受光量の
和は一定である受光素子を用い、これら二つの受光面の
受光量の差を表わす差信号に基づいて天秤ビームの傾き
を検出する光学的検出手段を利用した電子天秤におい
て、前記二つの受光面の受光量を表わす二つの信号を加
算して和信号を出力する加算手段と、前記和信号を使用
して前記差信号のドリフトを補正する補正手段と、を備
えた構成としている。
の第１の発明に係る電子天秤では、対になった二つの受
光面を有する受光素子であって、各受光面の受光量は天
秤ビームの傾きに応じて変化するが両受光面の受光量の
和は一定である受光素子を用い、これら二つの受光面の
受光量の差を表わす差信号に基づいて天秤ビームの傾き
を検出する光学的検出手段を利用した電子天秤におい
て、前記二つの受光面の受光量を表わす二つの信号を加
算して和信号を出力する加算手段と、前記和信号を使用
して前記差信号のドリフトを補正する補正手段と、を備
えた構成としている。
【０００９】また、第２の発明に係る電子天秤では、天
秤ビームの傾きに応じて受光量が変化する傾き検出用受
光面を有し、該傾き検出用受光面の受光量を表わす信号
に基づいて天秤ビームの傾きを検出する光学的検出手段
を利用した電子天秤において、受光量が前記天秤ビーム
の傾きに影響されないドリフト補正用受光面と、前記ド
リフト補正用受光面の受光量を表わす信号を使用して前
記傾き検出用受光面の受光量を表わす信号のドリフトを
補正する補正手段と、を備えた構成としている。
秤ビームの傾きに応じて受光量が変化する傾き検出用受
光面を有し、該傾き検出用受光面の受光量を表わす信号
に基づいて天秤ビームの傾きを検出する光学的検出手段
を利用した電子天秤において、受光量が前記天秤ビーム
の傾きに影響されないドリフト補正用受光面と、前記ド
リフト補正用受光面の受光量を表わす信号を使用して前
記傾き検出用受光面の受光量を表わす信号のドリフトを
補正する補正手段と、を備えた構成としている。
【００１０】
【作用】第１発明の電子天秤では、対になった二つの受
光面の受光量を表わす信号の和信号が加算手段から出力
される。二つの受光面の受光量の和は一定であるため、
この和信号は天秤ビームの傾きの影響を受けないが、差
信号と同様にドリフトの影響を受ける。したがって、例
えばこの和信号に所定の係数を乗じて前記差信号から差
し引く等の補正処理をすることにより、天秤ビームの傾
きを表わす前記差信号から温度等によるドリフトの影響
を除去することができる。
光面の受光量を表わす信号の和信号が加算手段から出力
される。二つの受光面の受光量の和は一定であるため、
この和信号は天秤ビームの傾きの影響を受けないが、差
信号と同様にドリフトの影響を受ける。したがって、例
えばこの和信号に所定の係数を乗じて前記差信号から差
し引く等の補正処理をすることにより、天秤ビームの傾
きを表わす前記差信号から温度等によるドリフトの影響
を除去することができる。
【００１１】第２発明の電子天秤では、ドリフト補正用
受光面の受光量を表わす信号（以下「補正信号」とい
う）は、天秤ビームの傾きの影響を受けないが、傾き検
出用受光面の受光量を表わす信号（以下「検出信号」と
いう）と同様にドリフトの影響を受ける。したがって補
正手段により、例えば補正信号に所定の係数を乗じて検
出信号から差し引く等の補正処理をすることにより、天
秤ビームの傾きを表わす検出信号から温度等によるドリ
フトの影響を除去することができる。
受光面の受光量を表わす信号（以下「補正信号」とい
う）は、天秤ビームの傾きの影響を受けないが、傾き検
出用受光面の受光量を表わす信号（以下「検出信号」と
いう）と同様にドリフトの影響を受ける。したがって補
正手段により、例えば補正信号に所定の係数を乗じて検
出信号から差し引く等の補正処理をすることにより、天
秤ビームの傾きを表わす検出信号から温度等によるドリ
フトの影響を除去することができる。
【００１２】
【実施例】まず、第１発明の一実施例（以下「第１実施
例」という）について説明する。図１は、本実施例の電
子天秤において天秤ビームの傾きを検出するための検出
回路を示す図である。この検出回路では、図３（ｂ）の
検出回路と同様に、受光面１１の受光量と受光面１２の
受光量との差に対応する信号Ｖａを求め、これにより天
秤ビーム４の傾きを検出しているが、この検出信号Ｖａ
に含まれる温度ドリフトの影響を除去するため、受光面
１１の受光量と受光面１２の受光量の和に対応する信号
（補正信号）Ｖｂを作成し、この補正信号Ｖｂによって
検出信号Ｖａを補正している点が図３（ｂ）の検出回路
と相違する。
例」という）について説明する。図１は、本実施例の電
子天秤において天秤ビームの傾きを検出するための検出
回路を示す図である。この検出回路では、図３（ｂ）の
検出回路と同様に、受光面１１の受光量と受光面１２の
受光量との差に対応する信号Ｖａを求め、これにより天
秤ビーム４の傾きを検出しているが、この検出信号Ｖａ
に含まれる温度ドリフトの影響を除去するため、受光面
１１の受光量と受光面１２の受光量の和に対応する信号
（補正信号）Ｖｂを作成し、この補正信号Ｖｂによって
検出信号Ｖａを補正している点が図３（ｂ）の検出回路
と相違する。
【００１３】本実施例の検出回路では、受光面１１の受
光量に対応する電流Ｉ１は抵抗Ｒ１１によって電圧に変
換され、演算増幅器ＯＰ１からなる電圧フォロアを経て
電圧Ｖ１となる。受光面１２の受光量に対応する電流Ｉ
２は抵抗Ｒ１２によって電圧に変換され、演算増幅器Ｏ
Ｐ２からなる電圧フォロアを経て電圧Ｖ２となる。この
電圧Ｖ１及びＶ２は、演算増幅器ＯＰ１０と抵抗Ｒ１
１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４からなる減算回路１０、及
び、演算増幅器ＯＰ２０と抵抗Ｒ２１，Ｒ２２からなる
加算回路２０に入力され、減算回路１０からはＶ１とＶ
２との差に対応する電圧Ｖａが、加算回路２０からはＶ
１とＶ２との和に対応する電圧Ｖｂが、それぞれ出力さ
れる。そして、演算増幅器ＯＰ３０と抵抗Ｒ３１，Ｒ３
２，Ｒ３３，Ｒ３４からなる減算回路３０により、電圧
Ｖｂに所定の係数を乗じて電圧Ｖａから差し引いた電圧
ＶＤＴ１を得、この電圧ＶＤＴ１によって天秤ビーム４
の傾きを検出する。
光量に対応する電流Ｉ１は抵抗Ｒ１１によって電圧に変
換され、演算増幅器ＯＰ１からなる電圧フォロアを経て
電圧Ｖ１となる。受光面１２の受光量に対応する電流Ｉ
２は抵抗Ｒ１２によって電圧に変換され、演算増幅器Ｏ
Ｐ２からなる電圧フォロアを経て電圧Ｖ２となる。この
電圧Ｖ１及びＶ２は、演算増幅器ＯＰ１０と抵抗Ｒ１
１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４からなる減算回路１０、及
び、演算増幅器ＯＰ２０と抵抗Ｒ２１，Ｒ２２からなる
加算回路２０に入力され、減算回路１０からはＶ１とＶ
２との差に対応する電圧Ｖａが、加算回路２０からはＶ
１とＶ２との和に対応する電圧Ｖｂが、それぞれ出力さ
れる。そして、演算増幅器ＯＰ３０と抵抗Ｒ３１，Ｒ３
２，Ｒ３３，Ｒ３４からなる減算回路３０により、電圧
Ｖｂに所定の係数を乗じて電圧Ｖａから差し引いた電圧
ＶＤＴ１を得、この電圧ＶＤＴ１によって天秤ビーム４
の傾きを検出する。
【００１４】いま、受光素子１の出力の温度ドリフトを
考慮して、受光面１１の受光量に対応する電圧Ｖ１及び
受光面１２の受光量に対応する電圧Ｖ２を、 Ｖ１＝Ｖ０１＋Ｃ１・ΔＴ Ｖ２＝Ｖ０２＋Ｃ２・ΔＴ と表わすものとする。ただし、 Ｖ０１：基準温度における電圧Ｖ１の値 Ｖ０２：基準温度における電圧Ｖ２の値 Ｃ１：電圧Ｖ１の温度係数（単位温度当たりの電圧Ｖ１
の変化量） Ｃ２：電圧Ｖ２の温度係数（単位温度当たりの電圧Ｖ２
の変化量） ΔＴ：現在の温度と基準温度との温度差 である。ところで、図３（ａ）に示した受光面１１及び
１２とシャッタの影１３との位置関係からわかるよう
に、天秤ビーム４の傾きが所定の範囲内にある場合に
は、受光面１１と１２とは、影１３の位置の変化によっ
て一方の受光量が増加すればその増加分だけ他方の受光
量が減少するという関係になっている。このため、上式
におけるＶ０１とＶ０２は、 Ｖ０１＝ＶＣ１＋ａ・Ｌ Ｖ０２＝ＶＣ２−ａ・Ｌ ただし、ＶＣ１：天秤ビーム４が水平状態（釣合位置）
のときの基準温度における電圧Ｖ１の値 ＶＣ２：天秤ビーム４が水平状態（釣合位置）のときの
基準温度における電圧Ｖ２の値 ａ：シャッタ３の影１３が単位距離だけ動いたときの電
圧Ｖ１又はＶ２の変化 Ｌ：シャッタの影１３の釣合位置からの移動距離 とおくことができる。ここで、減算回路１０においてＲ
１１＝Ｒ１２＝Ｒ１３＝Ｒ１４となるように抵抗値を設
定すると、 Ｖａ＝Ｖ２−Ｖ１ ＝Ｖ０２−Ｖ０１＋（Ｃ２−Ｃ１）・ΔＴ ＝ＶＣ２−ＶＣ１−２・ａ・Ｌ＋（Ｃ２−Ｃ１）・ΔＴ … となる。一方、加算回路２０においてＲ２１＝Ｒ２２と
なるように抵抗値を設定すると、 Ｖｂ＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２ ＝（Ｖ０１＋Ｖ０２）／２＋（Ｃ１＋Ｃ２）・ΔＴ／２ ＝（ＶＣ１＋ＶＣ２）／２＋（Ｃ１＋Ｃ２）・ΔＴ／２ … となる。この式からわかるように、加算回路２０の出力
Ｖｂは、シャッタの影１３の位置（天秤ビーム４の傾
き）の影響を受けず、温度ドリフトにのみ影響を受け
る。したがって、以下に述べるように、この信号Ｖｂを
用いて減算回路３０で信号Ｖａを補正することにより、
温度ドリフトの影響を除去した検出信号ＶＤＴ１を得る
ことができる。
考慮して、受光面１１の受光量に対応する電圧Ｖ１及び
受光面１２の受光量に対応する電圧Ｖ２を、 Ｖ１＝Ｖ０１＋Ｃ１・ΔＴ Ｖ２＝Ｖ０２＋Ｃ２・ΔＴ と表わすものとする。ただし、 Ｖ０１：基準温度における電圧Ｖ１の値 Ｖ０２：基準温度における電圧Ｖ２の値 Ｃ１：電圧Ｖ１の温度係数（単位温度当たりの電圧Ｖ１
の変化量） Ｃ２：電圧Ｖ２の温度係数（単位温度当たりの電圧Ｖ２
の変化量） ΔＴ：現在の温度と基準温度との温度差 である。ところで、図３（ａ）に示した受光面１１及び
１２とシャッタの影１３との位置関係からわかるよう
に、天秤ビーム４の傾きが所定の範囲内にある場合に
は、受光面１１と１２とは、影１３の位置の変化によっ
て一方の受光量が増加すればその増加分だけ他方の受光
量が減少するという関係になっている。このため、上式
におけるＶ０１とＶ０２は、 Ｖ０１＝ＶＣ１＋ａ・Ｌ Ｖ０２＝ＶＣ２−ａ・Ｌ ただし、ＶＣ１：天秤ビーム４が水平状態（釣合位置）
のときの基準温度における電圧Ｖ１の値 ＶＣ２：天秤ビーム４が水平状態（釣合位置）のときの
基準温度における電圧Ｖ２の値 ａ：シャッタ３の影１３が単位距離だけ動いたときの電
圧Ｖ１又はＶ２の変化 Ｌ：シャッタの影１３の釣合位置からの移動距離 とおくことができる。ここで、減算回路１０においてＲ
１１＝Ｒ１２＝Ｒ１３＝Ｒ１４となるように抵抗値を設
定すると、 Ｖａ＝Ｖ２−Ｖ１ ＝Ｖ０２−Ｖ０１＋（Ｃ２−Ｃ１）・ΔＴ ＝ＶＣ２−ＶＣ１−２・ａ・Ｌ＋（Ｃ２−Ｃ１）・ΔＴ … となる。一方、加算回路２０においてＲ２１＝Ｒ２２と
なるように抵抗値を設定すると、 Ｖｂ＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２ ＝（Ｖ０１＋Ｖ０２）／２＋（Ｃ１＋Ｃ２）・ΔＴ／２ ＝（ＶＣ１＋ＶＣ２）／２＋（Ｃ１＋Ｃ２）・ΔＴ／２ … となる。この式からわかるように、加算回路２０の出力
Ｖｂは、シャッタの影１３の位置（天秤ビーム４の傾
き）の影響を受けず、温度ドリフトにのみ影響を受け
る。したがって、以下に述べるように、この信号Ｖｂを
用いて減算回路３０で信号Ｖａを補正することにより、
温度ドリフトの影響を除去した検出信号ＶＤＴ１を得る
ことができる。
【００１５】減算回路３０においてＲ３２＝Ｒ３４とす
ると、 ＶＤＴ１＝｛２・Ｒ３３／（Ｒ３１＋Ｒ３３）｝Ｖａ−
Ｖｂ となる。ここで、 ｋ＝２・Ｒ３３／（Ｒ３１＋Ｒ３３） … とおくと、 ＶＤＴ１＝ｋ・Ｖａ−Ｖｂ ＝（ｋ−１／２）・ＶＣ２−（ｋ＋１／２）・ＶＣ１−２・ｋ・ａ・Ｌ ＋｛（ｋ−１／２）・Ｃ２−（ｋ＋１／２）・Ｃ１｝・ΔＴ … となる。したがって、 （ｋ−１／２）・Ｃ２−（ｋ＋１／２）・Ｃ１＝０ すなわち、 ｋ＝（１／２）・（Ｃ１＋Ｃ２）／（Ｃ２−Ｃ１） … となるように抵抗値Ｒ３１及びＲ３３を設定することに
より、温度ドリフトの影響をなくすことができる。な
お、この抵抗値の設定に際し（Ｃ１＋Ｃ２）／（Ｃ２−
Ｃ１）を求める必要があるが、これには、天秤ビーム４
の傾きを固定し温度を変えてＶａ及びＶｂを予め測定
し、式及び式より（Ｃ２−Ｃ１）及び（Ｃ１＋Ｃ
２）を求めればよい。そして、これらの値を求めて式
及び式に基づいてＲ３１及びＲ３３の値を一度設定す
れば、補正された検出信号ＶＤＴ１は温度ドリフトの影
響を受けず影１３の位置（天秤ビーム４の傾き）によっ
てのみ変化する信号となる。
ると、 ＶＤＴ１＝｛２・Ｒ３３／（Ｒ３１＋Ｒ３３）｝Ｖａ−
Ｖｂ となる。ここで、 ｋ＝２・Ｒ３３／（Ｒ３１＋Ｒ３３） … とおくと、 ＶＤＴ１＝ｋ・Ｖａ−Ｖｂ ＝（ｋ−１／２）・ＶＣ２−（ｋ＋１／２）・ＶＣ１−２・ｋ・ａ・Ｌ ＋｛（ｋ−１／２）・Ｃ２−（ｋ＋１／２）・Ｃ１｝・ΔＴ … となる。したがって、 （ｋ−１／２）・Ｃ２−（ｋ＋１／２）・Ｃ１＝０ すなわち、 ｋ＝（１／２）・（Ｃ１＋Ｃ２）／（Ｃ２−Ｃ１） … となるように抵抗値Ｒ３１及びＲ３３を設定することに
より、温度ドリフトの影響をなくすことができる。な
お、この抵抗値の設定に際し（Ｃ１＋Ｃ２）／（Ｃ２−
Ｃ１）を求める必要があるが、これには、天秤ビーム４
の傾きを固定し温度を変えてＶａ及びＶｂを予め測定
し、式及び式より（Ｃ２−Ｃ１）及び（Ｃ１＋Ｃ
２）を求めればよい。そして、これらの値を求めて式
及び式に基づいてＲ３１及びＲ３３の値を一度設定す
れば、補正された検出信号ＶＤＴ１は温度ドリフトの影
響を受けず影１３の位置（天秤ビーム４の傾き）によっ
てのみ変化する信号となる。
【００１６】次に、第２発明の一実施例（以下「第２実
施例」という）について説明する。本実施例の電子天秤
では、図２（ａ）に示すように天秤ビーム４の傾きを検
出するための受光面１１及び１２の他に第３の受光面５
１を有する受光素子５０を使用し、天秤ビーム４の傾き
を検出するための回路として図２（ｂ）に示すような検
出回路を用いている。ただし、本電子天秤における天秤
ビーム４の傾きの範囲内ではシャッタの影１３が受光面
５１には入らないものとする。本実施例の検出回路で
は、図３（ｂ）に示した検出従来の回路と同様に、フォ
トダイオードＤ１１及びＤ１２と、演算増幅器ＯＰ３及
び抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２から構成される減算回路６
０とにより、受光面１１の受光量と受光面１２の受光量
との差に対応する信号（検出信号）Ｖｄを求め、これに
より天秤ビーム４の傾きを検出している。この検出回路
が従来の回路と相違するのは、この検出信号Ｖｄに対す
る温度ドリフトの影響を除去するため、受光面１１、１
２を有する受光素子５０内に受光面５１を別に設け、こ
の受光面５１の受光量を表わす信号Ｖｅにより、検出信
号Ｖｄを補正している点である。
施例」という）について説明する。本実施例の電子天秤
では、図２（ａ）に示すように天秤ビーム４の傾きを検
出するための受光面１１及び１２の他に第３の受光面５
１を有する受光素子５０を使用し、天秤ビーム４の傾き
を検出するための回路として図２（ｂ）に示すような検
出回路を用いている。ただし、本電子天秤における天秤
ビーム４の傾きの範囲内ではシャッタの影１３が受光面
５１には入らないものとする。本実施例の検出回路で
は、図３（ｂ）に示した検出従来の回路と同様に、フォ
トダイオードＤ１１及びＤ１２と、演算増幅器ＯＰ３及
び抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２から構成される減算回路６
０とにより、受光面１１の受光量と受光面１２の受光量
との差に対応する信号（検出信号）Ｖｄを求め、これに
より天秤ビーム４の傾きを検出している。この検出回路
が従来の回路と相違するのは、この検出信号Ｖｄに対す
る温度ドリフトの影響を除去するため、受光面１１、１
２を有する受光素子５０内に受光面５１を別に設け、こ
の受光面５１の受光量を表わす信号Ｖｅにより、検出信
号Ｖｄを補正している点である。
【００１７】本実施例の検出回路では、受光面５１に対
応するフォトダイオードＤ５１に流れる電流Ｉ５１を抵
抗Ｒ５１によって電圧信号に変換した後、演算増幅器Ｏ
Ｐ７０を用いて構成した電圧フォロアを介し電圧Ｖｅと
して減算回路８０に入力する。この電圧信号Ｖｅは、温
度ドリフトを考慮して Ｖｅ＝ＶＣ３＋Ｃ３・ΔＴ … ただし、ＶＣ３：基準温度における電圧Ｖｅの値 Ｃ３：電圧Ｖｅの温度係数（単位温度当たりの電圧Ｖｅ
の変化量） ΔＴ：現在の温度と基準温度との温度差 と表わすことができる。前述のように受光面５１には影
１３が入らないのでＶＣ３は天秤ビームの傾きの影響を
受けず、この信号Ｖｅは温度ドリフトにのみ影響され
る。一方、減算回路６０の出力である検出信号Ｖｄは、
抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２の値を適切に設定することに
より、第１実施例におけるＶａの式と同じ形で表わす
ことができる。すなわち、 Ｖｄ＝ＶＣ２’−ＶＣ１’−２・ａ’・Ｌ＋（Ｃ２’−Ｃ１’）・ΔＴ … ただし、ＶＣ１’：天秤ビーム４が水平状態（釣合位
置）のときの基準温度における電流Ｉ１に対応する電圧 ＶＣ２’：天秤ビーム４が水平状態（釣合位置）のとき
の基準温度における電流Ｉ２に対応する電圧 ａ’：シャッタの影１３が単位長さ動いたときの電流Ｉ
１又はＩ２の変化に対応する電圧の変化 Ｌ：釣合位置からのシャッタの影１３の移動距離 とおくことができる。以下に述べるように、この検出信
号Ｖｄを前記信号Ｖｅを用いて減算回路８０で補正する
ことにより、温度ドリフトの影響を除去した検出信号Ｖ
ＤＴ２を得ることができる。
応するフォトダイオードＤ５１に流れる電流Ｉ５１を抵
抗Ｒ５１によって電圧信号に変換した後、演算増幅器Ｏ
Ｐ７０を用いて構成した電圧フォロアを介し電圧Ｖｅと
して減算回路８０に入力する。この電圧信号Ｖｅは、温
度ドリフトを考慮して Ｖｅ＝ＶＣ３＋Ｃ３・ΔＴ … ただし、ＶＣ３：基準温度における電圧Ｖｅの値 Ｃ３：電圧Ｖｅの温度係数（単位温度当たりの電圧Ｖｅ
の変化量） ΔＴ：現在の温度と基準温度との温度差 と表わすことができる。前述のように受光面５１には影
１３が入らないのでＶＣ３は天秤ビームの傾きの影響を
受けず、この信号Ｖｅは温度ドリフトにのみ影響され
る。一方、減算回路６０の出力である検出信号Ｖｄは、
抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２の値を適切に設定することに
より、第１実施例におけるＶａの式と同じ形で表わす
ことができる。すなわち、 Ｖｄ＝ＶＣ２’−ＶＣ１’−２・ａ’・Ｌ＋（Ｃ２’−Ｃ１’）・ΔＴ … ただし、ＶＣ１’：天秤ビーム４が水平状態（釣合位
置）のときの基準温度における電流Ｉ１に対応する電圧 ＶＣ２’：天秤ビーム４が水平状態（釣合位置）のとき
の基準温度における電流Ｉ２に対応する電圧 ａ’：シャッタの影１３が単位長さ動いたときの電流Ｉ
１又はＩ２の変化に対応する電圧の変化 Ｌ：釣合位置からのシャッタの影１３の移動距離 とおくことができる。以下に述べるように、この検出信
号Ｖｄを前記信号Ｖｅを用いて減算回路８０で補正する
ことにより、温度ドリフトの影響を除去した検出信号Ｖ
ＤＴ２を得ることができる。
【００１８】減算回路８０は演算増幅器ＯＰ８０と抵抗
Ｒ８１，Ｒ８２，Ｒ８３，Ｒ８４から構成されており、
ここでＲ８２＝Ｒ８４とし、 ｋ’＝２・Ｒ８３／（Ｒ８１＋Ｒ８３） … とおくと、 ＶＤＴ＝ｋ’・Ｖｄ−Ｖｅ ＝ｋ’・（ＶＣ２’−ＶＣ１’）−ＶＣ３−２・ｋ’・
ａ’・Ｌ＋｛ｋ’・（Ｃ２’−Ｃ１’）−Ｃ３｝・ΔＴ となる。したがって、 ｋ’・（Ｃ２’−Ｃ１’）−Ｃ３＝０ すなわち、 ｋ’＝Ｃ３／（Ｃ２’−Ｃ１’） … となるように抵抗値Ｒ８１及びＲ８３を設定することに
より、温度ドリフトの影響をなくすことができる。な
お、この抵抗値の設定に際しＣ３／（Ｃ２’−Ｃ１’）
を求める必要があるが、これには、天秤ビームの傾きを
固定し、温度を変えてＶｄ及びＶｅを予め測定し、式
及び式よりＣ３及び（Ｃ２’−Ｃ１’）を求めればよ
い。そして、これらの値を求めて式及び式に基づい
てＲ８１及びＲ８３の値を一度設定すれば、検出信号Ｖ
ＤＴ２は温度ドリフトの影響を受けずシャッタの影１３
の位置（天秤ビーム４の傾き）によってのみ変化する信
号となる。
Ｒ８１，Ｒ８２，Ｒ８３，Ｒ８４から構成されており、
ここでＲ８２＝Ｒ８４とし、 ｋ’＝２・Ｒ８３／（Ｒ８１＋Ｒ８３） … とおくと、 ＶＤＴ＝ｋ’・Ｖｄ−Ｖｅ ＝ｋ’・（ＶＣ２’−ＶＣ１’）−ＶＣ３−２・ｋ’・
ａ’・Ｌ＋｛ｋ’・（Ｃ２’−Ｃ１’）−Ｃ３｝・ΔＴ となる。したがって、 ｋ’・（Ｃ２’−Ｃ１’）−Ｃ３＝０ すなわち、 ｋ’＝Ｃ３／（Ｃ２’−Ｃ１’） … となるように抵抗値Ｒ８１及びＲ８３を設定することに
より、温度ドリフトの影響をなくすことができる。な
お、この抵抗値の設定に際しＣ３／（Ｃ２’−Ｃ１’）
を求める必要があるが、これには、天秤ビームの傾きを
固定し、温度を変えてＶｄ及びＶｅを予め測定し、式
及び式よりＣ３及び（Ｃ２’−Ｃ１’）を求めればよ
い。そして、これらの値を求めて式及び式に基づい
てＲ８１及びＲ８３の値を一度設定すれば、検出信号Ｖ
ＤＴ２は温度ドリフトの影響を受けずシャッタの影１３
の位置（天秤ビーム４の傾き）によってのみ変化する信
号となる。
【００１９】上記第１実施例及び第２実施例では、受光
素子としてフォトダイオードを用いたが、これに限ら
ず、フォトトランジスタ等の他の受光素子を用いてもよ
い。
素子としてフォトダイオードを用いたが、これに限ら
ず、フォトトランジスタ等の他の受光素子を用いてもよ
い。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、光
学的位置検出手段によって天秤ビームの傾きを検出する
際に、天秤ビームを傾きを表わす信号に対する温度等に
よるドリフトの影響を低減することができる。これによ
り、周囲温度が変化しても試料の重量の正確な測定が可
能となる。
学的位置検出手段によって天秤ビームの傾きを検出する
際に、天秤ビームを傾きを表わす信号に対する温度等に
よるドリフトの影響を低減することができる。これによ
り、周囲温度が変化しても試料の重量の正確な測定が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例の電子天秤において天秤
ビームの傾きを検出するための検出回路を示す図。
ビームの傾きを検出するための検出回路を示す図。
【図２】 本発明の第２実施例の電子天秤において使用
する受光素子及び、天秤ビームの傾きを検出するための
検出回路を示す図。
する受光素子及び、天秤ビームの傾きを検出するための
検出回路を示す図。
【図３】 光学的位置検手段を利用した零位法による従
来の電子天秤の原理を示す図。
来の電子天秤の原理を示す図。
１、５０ …受光素子 ３ …シャッタ １３ …シャッタの影 ４ …天秤ビーム １１、１２…受光面（傾き検出用受光面） ５１ …受光面（ドリフト補正用受光面） １０、６０…減算回路 ２０ …加算回路（加算手段） ３０、８０…減算回路（補正手段） Ｖａ …検出信号（差信号） Ｖｂ …補正信号（和信号） Ｖｄ …検出信号 Ｖｅ …補正信号（ドリフト補正用受光面の受光量
を表わす信号） ＶＤＴ１、ＶＤＴ２…補正された検出信号
を表わす信号） ＶＤＴ１、ＶＤＴ２…補正された検出信号
Claims (2)
- 【請求項１】 対になった二つの受光面を有する受光素
子であって、各受光面の受光量は天秤ビームの傾きに応
じて変化するが両受光面の受光量の和は一定である受光
素子を用い、これら二つの受光面の受光量の差を表わす
差信号に基づいて天秤ビームの傾きを検出する光学的検
出手段を利用した電子天秤において、 前記二つの受光面の受光量を表わす二つの信号を加算し
て和信号を出力する加算手段と、 前記和信号を使用して前記差信号のドリフトを補正する
補正手段と、を備えたことを特徴とする電子天秤。 - 【請求項２】 天秤ビームの傾きに応じて受光量が変化
する傾き検出用受光面を有し、該傾き検出用受光面の受
光量を表わす信号に基づいて天秤ビームの傾きを検出す
る光学的検出手段を利用した電子天秤において、 受光量が前記天秤ビームの傾きに影響されないドリフト
補正用受光面と、 前記ドリフト補正用受光面の受光量を表わす信号を使用
して前記傾き検出用受光面の受光量を表わす信号のドリ
フトを補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする
電子天秤。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108537A JP2518123B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 電子天秤 |
| US08/030,772 US5493078A (en) | 1992-03-31 | 1993-03-12 | Electronic balance and its application to a thermal analyzer |
| EP93302266A EP0564158B1 (en) | 1992-03-31 | 1993-03-25 | Corrected electronic balances and thermal analyzers |
| DE69306634T DE69306634T2 (de) | 1992-03-31 | 1993-03-25 | Kompensierte elektronische Waagen und Thermogravimeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108537A JP2518123B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 電子天秤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281014A true JPH05281014A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2518123B2 JP2518123B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=14487327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4108537A Expired - Lifetime JP2518123B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 電子天秤 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5493078A (ja) |
| EP (1) | EP0564158B1 (ja) |
| JP (1) | JP2518123B2 (ja) |
| DE (1) | DE69306634T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014021125A (ja) * | 2012-07-23 | 2014-02-03 | Mettler-Toledo Ag | 送り錘を有する力測定デバイス |
| WO2016157280A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 株式会社 エー・アンド・デイ | 電子秤 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE214806T1 (de) * | 1995-02-17 | 2002-04-15 | Siemens Metering Ag | Anordnung zur temperaturkompensation |
| JP3581493B2 (ja) * | 1996-07-29 | 2004-10-27 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 熱重量測定装置 |
| JP3274095B2 (ja) * | 1997-07-18 | 2002-04-15 | 富士通株式会社 | 加熱炉内の被加熱物の熱解析装置及びそれを用いたリフロー炉の制御装置並びにそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
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| DE10112904C5 (de) * | 2001-03-15 | 2010-04-22 | 3M Espe Ag | Dynamischer Mischer und Verfahren zum Mischen von mindestens zwei Pastenkomponenten |
| US8322909B2 (en) * | 2004-09-22 | 2012-12-04 | 3M Deutschland Gmbh | Mixer for multi-component pastes, kit, and method of mixing paste components |
| EP1640060A1 (en) | 2004-09-22 | 2006-03-29 | 3M Espe Ag | Mixer for multi-component pastes, kit, and method of mixing paste components |
| US7416328B2 (en) * | 2004-12-28 | 2008-08-26 | Waters Investments Limited | System and method for a thermogravimetric analyzer having improved dynamic weight baseline |
| US20080273572A1 (en) * | 2006-06-02 | 2008-11-06 | James Madison University | Thermal detector for chemical or biological agents |
| EP2634543A1 (de) * | 2012-02-29 | 2013-09-04 | Mettler-Toledo AG | Wägezelle nach dem Prinzip der magnetischen Kraftkompensation mit optoelektronischem Positionssensor |
| JP7338408B2 (ja) * | 2019-11-01 | 2023-09-05 | 株式会社島津製作所 | 熱分析装置 |
| CN111044405B (zh) * | 2020-01-02 | 2022-06-28 | 西安建筑科技大学 | 一种针对热重曲线漂移误差的修正方法 |
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| JPS58162819A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-27 | Teraoka Seiko Co Ltd | 電子秤の温度ドリフト補償回路 |
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| US4625819A (en) * | 1985-09-25 | 1986-12-02 | The Perkin-Elmer Corporation | Vertically stable friction-free microbalance |
| US4982081A (en) * | 1989-09-01 | 1991-01-01 | Electrohome Limited | Ambient light rejecting quad photodiode sensor |
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| US5266792A (en) * | 1991-10-28 | 1993-11-30 | Simmonds Precision Products, Inc. | Temperature compensated optical detector |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4108537A patent/JP2518123B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-03-12 US US08/030,772 patent/US5493078A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-25 DE DE69306634T patent/DE69306634T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-25 EP EP93302266A patent/EP0564158B1/en not_active Expired - Lifetime
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| JPWO2016157280A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2018-01-18 | 株式会社エー・アンド・デイ | 電子秤 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5493078A (en) | 1996-02-20 |
| DE69306634T2 (de) | 1997-07-10 |
| EP0564158A3 (en) | 1993-11-24 |
| DE69306634D1 (de) | 1997-01-30 |
| EP0564158A2 (en) | 1993-10-06 |
| EP0564158B1 (en) | 1996-12-18 |
| JP2518123B2 (ja) | 1996-07-24 |
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