JPH0674933U - 重量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ゲインドリフトの影響を排して試料の重量を正
確に測定できるようにする。 【構成】設置台２上、プローブ３によって単独で又は試
料Ａとともに持ち上げられる位置に既知重量ＷR*の参照
体５を配設し、検出手段４による参照体５の測定値ＷR
とその既知の値ＷR*との比からドリフト率ＷR/ＷR*を定
め、そのドリフト率ＷR/ＷR*によって試料Ａの測定値Ｗ
S を補償し、真の値ＷS*を得るようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、炉などの特殊雰囲気下に配置される試料に適用可能な重量測定装置 に関し、その測定精度の向上を図った重量測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、炉に置かれる試料としてプレス成形体がある。このプレス成形体は原 料にワックスを混練し所要形状にプレスしたグリーン体を炉において先ずデワッ クスし、しかる後、焼結処理することにより最終製品に仕上げられる。デワック ス処理工程は、真空排気した炉内でグリーン体を加熱し、成形体中に含まれるワ ックスを徐々に蒸発させて除去する工程である。この際、温度制御や圧力制御が 早急に過ぎると、ワックスの抜けが速く、したがって成形体の脱脂や焼結収縮が 予想以上に速く進行し、成形体に変形やひび割れ等を惹起する原因になる。しか して、従来では炉内における成形体の変化を実際にモニタするのは困難とされて いたため、焼結完了後、あるいは脱脂を中断して、炉から取り出された成形体の 状態を検査し、温度制御や圧力制御がいかにあるべきかを経験や感に頼って評価 するようにしてきた。そのため、評価に客観性が乏しく、処理工程を確立するの に長い時間を要していた。また、製品の品質を向上させることも難しいという問 題があった。

【０００３】 そこで、本考案者は、炉への悪影響を最少限に抑止しつつ、成形体の寸法およ び重量を高い精度で測定できるようにした重量・寸法測定装置を開発し、特願平 ３−６３５９０号において提案した。このものは、図５に示すように、上向面１ ａ上に試料Ａを保持する受皿１と、この受皿１が設置される設置台２と、受皿１ および試料Ａに交互に接触し得る位置に配設され受皿１の下面１ｂに支持面３ｂ を添接させて該受皿１を試料Ａとともに持ち上げ設置台２から離間させ得るプロ ーブ３と、このプローブ３を試料Ａと受皿１の間で相対変位させたときの該プロ ーブ３の上端部の移動量Ｘを該上端部に掛かる荷重Ｗとともに検出する検出手段 ４とを具備してなる。そして、例えば次のような測定原理に基づいて試料Ａの重 量変化および寸法変化を測定する。先ず、プローブ３をその突起部３ａが試料Ａ に接触するＰ1 位置まで降下させ、次に該プローブ３を上昇させていくと、プロ ーブ３が受皿１の下面１ｂに接触するＰ2 位置で受皿１を試料Ａとともに持ち上 げ、設置台２から離間させる。この間、検出手段４が検出する変位Ｘおよび荷重 Ｗの関係は図６に示すようになる。Ｐ1 位置からＰ2 位置までのプローブ移動量 ΔＸは、試料Ａと受皿１の寸法Ｌに対応しており、試料Ａの寸法変化はΔＸの変 化として測定できる。また、Ｐ2 位置の前後において検出手段４により検出され るプローブ荷重差ΔＷは、試料Ａと受皿１の重量に対応しており、試料Ａの重量 変化はΔＷの変化として測定できる。かくして、同装置は、試料Ａの寸法変化と 重量変化をほぼ同時に求める機能を発揮する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このような装置は、重量測定に関して常に正確なキャリブレーショ ン（校正）が必要である。具体的に説明すると、ロードセル等の検出手段４は図 ７に示すように実際の荷重Ｗにゲイン（利得）が掛かった形で検出値Ｙを出力す る。そして、この検出手段４を利用に供する際には、同図中実線で示すように、 ゲイン（傾き）の正確な設定と、荷重を加えないときに０を出力させるための零 点調整とがなされる。しかし、検出手段４は経年変化などの原因で同図中想像線 で示すようなナルドリフトやゲインドリフトを生じる。そして、前述した構成の ものは、ナルドリフトについては測定値の差をとったときにキャンセルされるが 、ゲインドリフトについては何ら補償がされない。そのため、同装置は、定期的 なキャリブレーションが必要である。

【０００５】 本考案は、このような課題に着目してなされたものであって、ゲインドリフト が生じても重量測定精度のキャリブレーションを不要にした重量測定装置を提供 することを目的としてる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本考案は、かかる目的を達成するために、次のような構成を採用したものであ る。

【０００７】 すなわち、本考案に係る重量測定装置は、試料を支持する設置台と、この試料 を持ち上げ設置台から離間させるプローブと、このプローブの上端部に掛かる荷 重を検出する検出手段とを具備してなるものにおいて、前記設置台上、前記プロ ーブによって単独で又は前記試料とともに持ち上げられる位置に重量が既知であ る参照体を配設し、前記検出手段による参照体の測定値と既知の値との比からド リフト率を定め、そのドリフト率によって前記検出手段による試料の測定値を補 償し得るようにしたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

このような構成のものであれば、ゲインドリフトがない時は試料の測定値は検 出手段を通じて真の値のまま検出される。このときドリフト率は１であるため、 補償後の試料の重量値は補償がなされないときと同じ値になる。一方、ゲインド リフトが生じ、試料の測定値が真の値から変動すると、参照体の測定値も同じ比 率で変動するため、その比率は参照体のドリフト率から求められる。したがって 、そのドリフト率で試料の測定値を補償（乗除計算）すれば、ゲインドリフトの 影響を取り除いて試料の真の値を求めることができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を、図１〜図４を参照して説明する。なお、図５と共 通する部分には同一符号を付している。

【００１０】 この重量測定装置は、図１に示すように、試料Ａを支持する設置台２の上端近 傍部に設けた段部２ａに環状の参照体５を配設しており、その参照体５から上方 へ突出した設置台２の上端部に受皿１を介して試料Ａを設置するようにしている 。参照体５は炉材と同じグラファイト製のものか、或いはモリブデン製のもの等 が好適に用いられる。プローブ３は図示しない昇降機構に担持させてあり、その 突起部３ａが試料Ａに添接するＰa 位置（図１参照）まで降下させると、その昇 降機構により上昇動作に切換えられる。そして、先ず図２に示すＰb 位置におい て支持面３ｂを参照体５の下面５ａに接触させ、以降この参照体５を単独で持ち 上げて若干距離移動後に、図３に示すＰc 位置で参照体５を受皿１の下面１ｂに 接触させ、しかる後、参照体５を介して受皿１および試料Ａを持ち上げ設置台２ から離間させるようになっている。前述した駆動機構の周辺にはプローブ３の上 端部に掛かる荷重Ｗを該プローブ３の変位Ｘと共に検出する検出手段４が付帯し て設けられている。そして、プローブ３が図１のＰa 位置から図３のＰc 位置ま で変位したときに検出手段４が検出する図４のようなＸ−Ｗ信号を、信号処理手 段６に入力するようにしている。

【００１１】 信号処理手段６は、例えば通常の機能を備えたマイクロコンピュータシステム により構成されるもので、予め参照体５の既知の重量値ＷR*と受皿１の重量値Ｗ 1 が与えられている。そして、先ずＰb 位置の前後の荷重変化から参照体５の重 量ＷR を算出し、Ｐc 位置の前後の荷重変化から受皿１を含めた試料Ａの重量Ｗ S を算出する。次に、前述した既知の値ＷR*と前記測定値ＷR との比すなわちド リフト率ＷR/ＷR*を求める。そして、そのドリフト率ＷR/ＷR*と、受皿１を含め た試料Ａの重量ＷS とから、 ＷS*＝ＷS/（ＷR/ＷR*） … によって、受皿１を含めた試料Ａの真の重量値ＷS*を求める。最後にこの重量値 ＷS*から受皿１の重量値Ｗ1 を差し引いて試料Ａの重量を算出する。

【００１２】 このような構成のものであれば、ゲインドリフトがない時は受皿１を含む試料 Ａの測定値Ｗs は真の値ＷS*そのものになる。このときドリフト率（ＷR/ＷR*） も１になるため、式による補償を行った値は補償を行わない値に一致し、補償 により悪影響が出る事はない。一方、ゲインドリフトが生じ、試料Ａの測定値Ｗ S が真の値ＷS*から比率（ＷS/ＷS*）で変動すると、参照体５の測定値ＷR も同 じ比率で変動し、その比率は参照体５のドリフト率（ＷR/ＷR*）から求められる 。したがって、そのドリフト率（ＷR/ＷR*）と試料Ａの測定値ＷS とから式の 計算を行うことにより、ゲインドリフトがないときの受皿１を含めた試料Ａの真 の値ＷS*を求めることができ、ひいては試料Ａの真の重量を求めることが可能に なる。

【００１３】 なお、参照体の形状や設置構造などは図示例に限定されるものではなく、本考 案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。また、試料Ａの上下寸法は 、図３および図４に示すようにプローブ突起部３が試料Ａに接するＰa 位置と参 照体５が受皿１に接するＰc 位置との間のプローブ３の変位δおよび試料Ａの置 かれる空間の長さＬから測定できるが、プローブ３のフレーム部と参照体５の各 膨脹率αＬ₁ 、αＬ₂ を適切に調整することにより、試料Ａの置かれる空間の長 さＬを温度によらず一定に保ち、Ｌ−δにより補償された寸法も得ることもでき る。この場合、フレーム部の温度が容易に測定できる時には、参照体５を重量補 償のみに使用し、寸法補償は計算によってもよい。

【００１４】

【考案の効果】

本考案に係る重量測定装置は、以上説明したように、プローブによって単独で 又は試料とともに持ち上げられる位置に重量が既知である参照体を配設し、参照 体の重量の測定値と既知の値との比からドリフト率を定め、そのドリフト率によ って試料の重量の測定値を補償するようにしたものである。そのため、重量を検 出する検出手段にゲインドリフトが生じた場合にも、そのドリフトによる影響を 排して正確な重量測定を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す一部破断した正面図。

【図２】図１に対応した作用説明図。

【図３】図１に対応した作用説明図。

【図４】同実施例においてプローブが移動したとき検出
手段が検出する変位Ｘおよび荷重Ｗの関係を示すグラ
フ。

【図５】従来例を示す図１に対応した正面図。

【図６】同従来例においてプローブが移動したとき検出
手段が検出する変位Ｘおよび荷重Ｗの関係を示すグラ
フ。

【図７】ゲインドリフトを説明するためのグラフ。

【符号の説明】

１…受皿 １ａ…上向面 ２…設置台 ３…プローブ ４…検出手段 ５…参照体 Ａ…試料 ＷR/ＷR*…ドリフト率 ＷS …試料の測定値

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】試料を支持する設置台と、この試料を持ち
   上げ設置台から離間させるプローブと、このプローブの
   上端部に掛かる荷重を検出する検出手段とを具備してな
   る重量測定装置において、 前記設置台上、前記プローブによって単独で又は前記試
   料とともに持ち上げられる位置に重量が既知である参照
   体を配設し、前記検出手段による参照体の測定値と既知
   の値との比からドリフト率を定め、そのドリフト率によ
   って前記検出手段による試料の測定値を補償し得るよう
   にしたことを特徴とする重量測定装置。