JPH0835894A - モデュール状較正部品を有するロードセル - Google Patents
モデュール状較正部品を有するロードセルInfo
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- JPH0835894A JPH0835894A JP7053710A JP5371095A JPH0835894A JP H0835894 A JPH0835894 A JP H0835894A JP 7053710 A JP7053710 A JP 7053710A JP 5371095 A JP5371095 A JP 5371095A JP H0835894 A JPH0835894 A JP H0835894A
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- counterforce
- load cell
- counter force
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- 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
- G01L1/225—Measuring circuits therefor
- G01L1/2262—Measuring circuits therefor involving simple electrical bridges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
- G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
- G01G3/14—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
- G01G3/1402—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01G3/1406—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports combined with special measuring circuits
-
- 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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- 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
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 誤動作の場合現場交換が可能で、しかも破棄
する部分が少ない一体型ロードセルを提供する。 【構成】 本発明のデジタルロードセルは、カウンター
フォースに永久的に取り付けられたＥＥＰＲＯＭを、温
度センサや複数の歪みゲージと共に含んでいる。歪みゲ
ージで完全なホイートストーンブリッジを電気的に構成
し、カウンターフォース上に取り付けられている。ＥＥ
ＰＲＯＭとブリッジは、プロセッサおよびアナログ−デ
ジタル変換器を含む回路に電気的に交信するように着脱
自在に接続可能な、可撓性回路に接続されている。プロ
セッサおよびアナログ−デジタル変換器は、ＥＥＰＲＯ
Ｍから物理的に分離された局部回路基板に永久的に取り
付けることができる。局部回路基板の動作により、ＥＥ
ＰＲＯＭに較正／補正係数を記憶するようプログラムす
ることができる。この較正／補正係数はプロセッサによ
ってアナログ−デジタル変換器からのデジタル重量信号
に適用される。局部回路基板はカウンターフォースと連
携しており、或いはこれに着脱自在に取り付けることも
できる。
する部分が少ない一体型ロードセルを提供する。 【構成】 本発明のデジタルロードセルは、カウンター
フォースに永久的に取り付けられたＥＥＰＲＯＭを、温
度センサや複数の歪みゲージと共に含んでいる。歪みゲ
ージで完全なホイートストーンブリッジを電気的に構成
し、カウンターフォース上に取り付けられている。ＥＥ
ＰＲＯＭとブリッジは、プロセッサおよびアナログ−デ
ジタル変換器を含む回路に電気的に交信するように着脱
自在に接続可能な、可撓性回路に接続されている。プロ
セッサおよびアナログ−デジタル変換器は、ＥＥＰＲＯ
Ｍから物理的に分離された局部回路基板に永久的に取り
付けることができる。局部回路基板の動作により、ＥＥ
ＰＲＯＭに較正／補正係数を記憶するようプログラムす
ることができる。この較正／補正係数はプロセッサによ
ってアナログ−デジタル変換器からのデジタル重量信号
に適用される。局部回路基板はカウンターフォースと連
携しており、或いはこれに着脱自在に取り付けることも
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロードセルに関するもの
である。
である。
【０００２】
【従来の技術】ロードセルは、カウンターフォースと歪
みゲージのような少なくとも１つの力変換器とを備えて
いる。カウンターフォース（受力部（ｆｏｒｃｅ−ｒｅ
ｃｅｉｖｅｒ）のような他の用語によっても知られてい
る）は、荷重を支持すると共に、それに応答して歪みを
生ずるように構成されかつ配置される。力変換器はカウ
ンターフォース上に取り付けられ、カウンターフォース
によって支持される荷重に比例するアナログ電気信号を
発生するために用いられる。典型的に、力変換器は１つ
以上の歪みゲージを含み、これらはカウンターフォース
の表面上に取り付けられ、カウンターフォースに応力が
加えられ荷重の印加によって歪むにしたがって、歪みゲ
ージが当該荷重に比例したアナログ電気信号を生成する
ように成っている。典型的なロードセルでは、４つの歪
みゲージがカウンターフォースの表面に取り付けられ、
完全なホイートストーンブリッジ構成の中に電気的に接
続されている。ホイートストーンブリッジのアナログ電
気出力は、ロードセルの出力信号である。
みゲージのような少なくとも１つの力変換器とを備えて
いる。カウンターフォース（受力部（ｆｏｒｃｅ−ｒｅ
ｃｅｉｖｅｒ）のような他の用語によっても知られてい
る）は、荷重を支持すると共に、それに応答して歪みを
生ずるように構成されかつ配置される。力変換器はカウ
ンターフォース上に取り付けられ、カウンターフォース
によって支持される荷重に比例するアナログ電気信号を
発生するために用いられる。典型的に、力変換器は１つ
以上の歪みゲージを含み、これらはカウンターフォース
の表面上に取り付けられ、カウンターフォースに応力が
加えられ荷重の印加によって歪むにしたがって、歪みゲ
ージが当該荷重に比例したアナログ電気信号を生成する
ように成っている。典型的なロードセルでは、４つの歪
みゲージがカウンターフォースの表面に取り付けられ、
完全なホイートストーンブリッジ構成の中に電気的に接
続されている。ホイートストーンブリッジのアナログ電
気出力は、ロードセルの出力信号である。
【０００３】英国特許第１４６２８０８号の明細書に開
示されているように、ロードセルのアナログ出力は典型
的に、それをデジタル信号に変換し、そのデジタル信号
を処理する回路に結合されている。この回路は、各ロー
ドセルと関連付けられ、ゼロおよび範囲誤差、非線形
性、ヒステリシス、温度、ならびにクリープ（ｃｒｅｅ
ｐ）といった要因に対してデジタル信号を補正するため
に用いることができる較正データを記憶するメモリを備
えることもできる。
示されているように、ロードセルのアナログ出力は典型
的に、それをデジタル信号に変換し、そのデジタル信号
を処理する回路に結合されている。この回路は、各ロー
ドセルと関連付けられ、ゼロおよび範囲誤差、非線形
性、ヒステリシス、温度、ならびにクリープ（ｃｒｅｅ
ｐ）といった要因に対してデジタル信号を補正するため
に用いることができる較正データを記憶するメモリを備
えることもできる。
【０００４】本願の譲受人が所有するアメリカ合衆国特
許第４８１５５４７号に記載されているように、局部印
刷回路基板（ｌｏｃａｌ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕ
ｉｔｂｏａｒｄ）がカウンターフォースに取り付けら
れ、アナログ−デジタル変換器、マイクロコンピュー
タ、ならびにロードセルの較正および補正特性を記憶す
るメモリを包囲した、デジタルロードセルが提供されて
いる。この特許に記載されているように、局部回路基板
上のメモリに記憶される較正および補正データ（例えば
クリープのような要因が原因で生じるエラーに対してデ
ジタル信号を補正するためのデータ）を得るには、ロー
ドセルを既知の温度、荷重等の条件に晒し、プロセッサ
が用いる補正アルゴリズムにおいて用いるべき定数およ
び係数を決定する。前記特許に開示されているように生
成されたデジタルロードセルは、自己充足モデュール状
装置であり、誤動作が生じた場合には、同様の装置と交
換すればよいので最小の努力で済む。しかしながら、誤
動作の場合にはロードセルおよび／または回路基板全体
を破棄しなければならないという欠点がある。
許第４８１５５４７号に記載されているように、局部印
刷回路基板（ｌｏｃａｌ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕ
ｉｔｂｏａｒｄ）がカウンターフォースに取り付けら
れ、アナログ−デジタル変換器、マイクロコンピュー
タ、ならびにロードセルの較正および補正特性を記憶す
るメモリを包囲した、デジタルロードセルが提供されて
いる。この特許に記載されているように、局部回路基板
上のメモリに記憶される較正および補正データ（例えば
クリープのような要因が原因で生じるエラーに対してデ
ジタル信号を補正するためのデータ）を得るには、ロー
ドセルを既知の温度、荷重等の条件に晒し、プロセッサ
が用いる補正アルゴリズムにおいて用いるべき定数およ
び係数を決定する。前記特許に開示されているように生
成されたデジタルロードセルは、自己充足モデュール状
装置であり、誤動作が生じた場合には、同様の装置と交
換すればよいので最小の努力で済む。しかしながら、誤
動作の場合にはロードセルおよび／または回路基板全体
を破棄しなければならないという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な目的
は、先に論じた欠点を克服するロードセルを提供するこ
とである。本発明の他の重要な目的は、セルを形成する
較正用部品に関してはモデュール構成としたロードセル
を提供することである。本発明の更に他の重要な目的
は、較正または補正データを必要とする部品を、較正ま
たは補正データを記憶する部品に永久的に取り付け、モ
デュール状ユニットを形成するロードセルを提供するこ
とである。本発明の付加的な目的および利点は、以下に
続く説明に部分的に記載され、部分的にその記載から明
らかとなろう。或いは、本発明の実施によって学習する
ことができよう。本発明の目的及び利点は、特許請求の
範囲に特定して指摘された手段および組み合わせによっ
て実現し、かつ達成することができる。
は、先に論じた欠点を克服するロードセルを提供するこ
とである。本発明の他の重要な目的は、セルを形成する
較正用部品に関してはモデュール構成としたロードセル
を提供することである。本発明の更に他の重要な目的
は、較正または補正データを必要とする部品を、較正ま
たは補正データを記憶する部品に永久的に取り付け、モ
デュール状ユニットを形成するロードセルを提供するこ
とである。本発明の付加的な目的および利点は、以下に
続く説明に部分的に記載され、部分的にその記載から明
らかとなろう。或いは、本発明の実施によって学習する
ことができよう。本発明の目的及び利点は、特許請求の
範囲に特定して指摘された手段および組み合わせによっ
て実現し、かつ達成することができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】後に具体化しかつ広範に
記載するが、上記目的を達成するため、および本発明の
目的によれば、本発明のロードセルにおいて、較正およ
び／または補正データの記憶を司る部品と前記データに
関連のある部品とが互いに、モデュール状ユニットとし
て、永久的に取り付けられる。
記載するが、上記目的を達成するため、および本発明の
目的によれば、本発明のロードセルにおいて、較正およ
び／または補正データの記憶を司る部品と前記データに
関連のある部品とが互いに、モデュール状ユニットとし
て、永久的に取り付けられる。
【０００７】本発明によれば、電気的に消去可能なプロ
グラマブルリードオンリメモリチップ（ＥＥＰＲＯＭ）
のようなメモリチップが、複数の歪みゲージのような変
換器と共に、カウンターフォースに永久的に取り付けら
れる。ＥＥＰＲＯＭは電気的にプロセッサに接続され
る。プロセッサは、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換
器や他のロードセル回路を含む局部回路基板上に、永久
実装することができる。ＥＥＰＲＯＭは局部回路基板か
らは物理的に分離されており、較正／補正係数を記憶す
る。この較正／補正係数は、プロセッサによって、Ａ／
Ｄ変換器からのデジタル信号に適用される。力変換器
は、局部回路基板上に実装されたアナログ−デジタル変
換器と交信するように、電気的に接続されている。局部
回路基板はカウンターフォースに着脱自在に取り付けら
れるか、或いは局所的にまたはカウンターフォースから
離して配置してもよい。薄い可撓性回路によって、力変
換器およびＥＥＰＲＯＭからアナログ−デジタル変換器
やその他のロードセル回路を含む局部回路基板へ電気的
に接続される。
グラマブルリードオンリメモリチップ（ＥＥＰＲＯＭ）
のようなメモリチップが、複数の歪みゲージのような変
換器と共に、カウンターフォースに永久的に取り付けら
れる。ＥＥＰＲＯＭは電気的にプロセッサに接続され
る。プロセッサは、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換
器や他のロードセル回路を含む局部回路基板上に、永久
実装することができる。ＥＥＰＲＯＭは局部回路基板か
らは物理的に分離されており、較正／補正係数を記憶す
る。この較正／補正係数は、プロセッサによって、Ａ／
Ｄ変換器からのデジタル信号に適用される。力変換器
は、局部回路基板上に実装されたアナログ−デジタル変
換器と交信するように、電気的に接続されている。局部
回路基板はカウンターフォースに着脱自在に取り付けら
れるか、或いは局所的にまたはカウンターフォースから
離して配置してもよい。薄い可撓性回路によって、力変
換器およびＥＥＰＲＯＭからアナログ−デジタル変換器
やその他のロードセル回路を含む局部回路基板へ電気的
に接続される。
【０００８】本明細書において引用され、その一部を構
成する添付図面は、本発明の一実施例を示し、その記載
によって本発明の原理を説明するためのものである。
成する添付図面は、本発明の一実施例を示し、その記載
によって本発明の原理を説明するためのものである。
【０００９】
【実施例】これより、図面に示された１つ以上の例を参
照しながら、本発明の好適実施例について詳細に言及す
る。各例は本発明の説明のために用意されたものであっ
て、本発明の限定を意味すものではない。実際、本発明
の範囲または真意から逸脱することなく、種々の変更や
改造が可能なことは、当業者には明白であろう。例え
ば、一実施例の一部として示された或いは記載された構
造を、他の実施例に用いて更に別の実施例を作ることも
できる。したがって、本発明は、特許請求の範囲および
その同等物の範疇に入る変更や改造も含むことを意図す
るものである。図面および説明全体にわたって、同一部
品には同一番号が付けられている。
照しながら、本発明の好適実施例について詳細に言及す
る。各例は本発明の説明のために用意されたものであっ
て、本発明の限定を意味すものではない。実際、本発明
の範囲または真意から逸脱することなく、種々の変更や
改造が可能なことは、当業者には明白であろう。例え
ば、一実施例の一部として示された或いは記載された構
造を、他の実施例に用いて更に別の実施例を作ることも
できる。したがって、本発明は、特許請求の範囲および
その同等物の範疇に入る変更や改造も含むことを意図す
るものである。図面および説明全体にわたって、同一部
品には同一番号が付けられている。
【００１０】本発明のロードセルの好適実施例を図１に
示し、全体的に番号２０で表わすことにする。図１に示
す実施例は、モーメント不感応（単一モーメント）構造
であり、歪みゲージの位置に関して荷重がどこに印加さ
れるかとは無関係に、同一荷重を検出する。
示し、全体的に番号２０で表わすことにする。図１に示
す実施例は、モーメント不感応（単一モーメント）構造
であり、歪みゲージの位置に関して荷重がどこに印加さ
れるかとは無関係に、同一荷重を検出する。
【００１１】本発明のロードセル装置は、ロードセルに
よって測定される荷重を支持するように機能するカウン
ターフォースを含んでいる。カウンターフォースは、ロ
ードセルを用いようとする用途における取り付けおよび
寸法の要件を満たすように構成される。また、カウンタ
ーフォースの物質組成および構造も、当該カウンターフ
ォースに加えられると予想される荷重の量によって決め
られる。図１に示すように、カウンターフォース２２
は、アルミニウムまたはステンレス鋼のような金属の矩
形ブロックの形状で備えられている。複数の孔がこのブ
ロックの横断方向に穿設され、上側ビーム２６および下
側ビーム２８によって挟まれた開口２４（破線で示す）
を形成する。
よって測定される荷重を支持するように機能するカウン
ターフォースを含んでいる。カウンターフォースは、ロ
ードセルを用いようとする用途における取り付けおよび
寸法の要件を満たすように構成される。また、カウンタ
ーフォースの物質組成および構造も、当該カウンターフ
ォースに加えられると予想される荷重の量によって決め
られる。図１に示すように、カウンターフォース２２
は、アルミニウムまたはステンレス鋼のような金属の矩
形ブロックの形状で備えられている。複数の孔がこのブ
ロックの横断方向に穿設され、上側ビーム２６および下
側ビーム２８によって挟まれた開口２４（破線で示す）
を形成する。
【００１２】本発明のロードセル装置では、カウンター
フォースに印加される力荷重を表わすアナログ電気信号
を生成するために、変換手段が設けられている。この変
換手段はカウンターフォースの表面上に取り付けられて
いる。ここに具現化しかつ図１および図２に示すよう
に、変換手段は参照番号３０で示され、カウンターフォ
ース２２の表面上に取り付けられている。図２に更に詳
細に示すが、変換手段の実施例は、４つの別個の歪みゲ
ージ３２，３３，３４，３５の形状で設けられている。
これらの歪みゲージは、４つの電気抵抗性素子の形状
で、完全なホイートストーンブリッジの構成に電気的に
接続されている。図３の構成図では、ホイートストーン
ブリッジは参照番号３６で示されている。
フォースに印加される力荷重を表わすアナログ電気信号
を生成するために、変換手段が設けられている。この変
換手段はカウンターフォースの表面上に取り付けられて
いる。ここに具現化しかつ図１および図２に示すよう
に、変換手段は参照番号３０で示され、カウンターフォ
ース２２の表面上に取り付けられている。図２に更に詳
細に示すが、変換手段の実施例は、４つの別個の歪みゲ
ージ３２，３３，３４，３５の形状で設けられている。
これらの歪みゲージは、４つの電気抵抗性素子の形状
で、完全なホイートストーンブリッジの構成に電気的に
接続されている。図３の構成図では、ホイートストーン
ブリッジは参照番号３６で示されている。
【００１３】図２に示すように、力変換手段は、薄いシ
ート状のコンスタンタン箔として備えられ、フォトリソ
グラフィ処理を受けて４つの歪みゲージが形成される。
これら歪みゲージは導電層２５，２７，２９，３１，３
７，３８，３９，４０によって電気的に接続され、完全
なホイートストーンブリッジを形成する。導電層は５つ
の端子４１，４２，４３，４４，４５で終端する。当技
術では公知のように、コンスタンタンは比較的高い電気
抵抗を有するので、非常に薄い箔の抵抗値は当然高い
が、箔は非常に薄いので折り曲げることができる。箔を
折り曲げると、伸長または収縮するので、その電気抵抗
が変化する。その変化は非常に予測しやすいので、力変
換手段として機能する。即ち、コンスタンタンの歪みゲ
ージ素子３２，３３，３４，３５は、それらが取り付け
られているカウンターフォースによって支持される力荷
重に比例するアナログ電気信号を生成することができ
る。更に、コンスタンタンの電気抵抗は温度に対して大
きく変化しない。
ート状のコンスタンタン箔として備えられ、フォトリソ
グラフィ処理を受けて４つの歪みゲージが形成される。
これら歪みゲージは導電層２５，２７，２９，３１，３
７，３８，３９，４０によって電気的に接続され、完全
なホイートストーンブリッジを形成する。導電層は５つ
の端子４１，４２，４３，４４，４５で終端する。当技
術では公知のように、コンスタンタンは比較的高い電気
抵抗を有するので、非常に薄い箔の抵抗値は当然高い
が、箔は非常に薄いので折り曲げることができる。箔を
折り曲げると、伸長または収縮するので、その電気抵抗
が変化する。その変化は非常に予測しやすいので、力変
換手段として機能する。即ち、コンスタンタンの歪みゲ
ージ素子３２，３３，３４，３５は、それらが取り付け
られているカウンターフォースによって支持される力荷
重に比例するアナログ電気信号を生成することができ
る。更に、コンスタンタンの電気抵抗は温度に対して大
きく変化しない。
【００１４】図２に示すように、力変換手段はカウンタ
ーフォースの表面に永久固着されている。好ましくは、
薄いシート状の箔にフォトリソグラフィ処理を行って形
成した歪みゲージは、熱および圧力を加えることにより
熱硬化するエポキシを用いて、アルミニウムブロックの
表面に永久固着される。しかしながら、他の方法を用い
て、カウンターフォースの表面に歪みゲージを永久固着
してもよい。図２に示すように、歪みゲージの各対３
２，３５および３３，３４は、一点鎖線Ｘ−Ｙに対して
対称に配置されている。一点鎖線Ｘ−Ｙは、歪みゲージ
対の下に形成されている開口の上側円筒部分４６，４８
の長手方向中央線と整合されている。
ーフォースの表面に永久固着されている。好ましくは、
薄いシート状の箔にフォトリソグラフィ処理を行って形
成した歪みゲージは、熱および圧力を加えることにより
熱硬化するエポキシを用いて、アルミニウムブロックの
表面に永久固着される。しかしながら、他の方法を用い
て、カウンターフォースの表面に歪みゲージを永久固着
してもよい。図２に示すように、歪みゲージの各対３
２，３５および３３，３４は、一点鎖線Ｘ−Ｙに対して
対称に配置されている。一点鎖線Ｘ−Ｙは、歪みゲージ
対の下に形成されている開口の上側円筒部分４６，４８
の長手方向中央線と整合されている。
【００１５】本発明のロードセルには、カウンターフォ
ースの温度を感知する温度センサがカウンターフォース
上に取り付けられている。この温度は、カウンターフォ
ースに印加される荷重を表わすのに用いられるデジタル
電気信号に適用される、補正係数や較正係数を決定する
ために、プロセッサ（後述する）によって用いられる。
図２に示すように、例えば、ニッケル抵抗の形状の温度
センサ５０が、熱および圧力を加えることによって熱硬
化するエポキシを用いて、カウンターフォース２２の表
面に永久固着される。しかしながら、他の方法を用い
て、カウンターフォースの表面に温度センサを永久固着
してもよい。製造効率を最大限生かすためには、温度セ
ンサの接着は前記力変換手段と同様にそして同一処理で
行われることが望ましい。
ースの温度を感知する温度センサがカウンターフォース
上に取り付けられている。この温度は、カウンターフォ
ースに印加される荷重を表わすのに用いられるデジタル
電気信号に適用される、補正係数や較正係数を決定する
ために、プロセッサ（後述する）によって用いられる。
図２に示すように、例えば、ニッケル抵抗の形状の温度
センサ５０が、熱および圧力を加えることによって熱硬
化するエポキシを用いて、カウンターフォース２２の表
面に永久固着される。しかしながら、他の方法を用い
て、カウンターフォースの表面に温度センサを永久固着
してもよい。製造効率を最大限生かすためには、温度セ
ンサの接着は前記力変換手段と同様にそして同一処理で
行われることが望ましい。
【００１６】本発明のロードセル装置には、ロードセル
の特性である物理的応答係数を補償するためのデータを
記憶する手段が設けられている。このデータは、非線
形、ヒステリシス、クリープおよび温度の変動のような
要因による誤差を補正するために用いられる。ここに具
現化し、図１〜図３に示すように、補償データ記憶手段
は、デジタルメモリチップ５２のようなデジタルデータ
記憶素子を含むことが好ましい。一実施例では、補償デ
ータ記憶手段はとりわけナショナルセミコンダクタから
入手可能な表面実装型１０２４ビット直列ＥＥＰＲＯＭ
９３Ｃ４６のようなＥＥＰＲＯＭの形状で設けられてい
る。このＥＥＰＲＯＭは、ロードセルの連番、製造日、
セルの初期ゼロ特性等のような他のタイプの情報を記憶
するために用いることもできる。
の特性である物理的応答係数を補償するためのデータを
記憶する手段が設けられている。このデータは、非線
形、ヒステリシス、クリープおよび温度の変動のような
要因による誤差を補正するために用いられる。ここに具
現化し、図１〜図３に示すように、補償データ記憶手段
は、デジタルメモリチップ５２のようなデジタルデータ
記憶素子を含むことが好ましい。一実施例では、補償デ
ータ記憶手段はとりわけナショナルセミコンダクタから
入手可能な表面実装型１０２４ビット直列ＥＥＰＲＯＭ
９３Ｃ４６のようなＥＥＰＲＯＭの形状で設けられてい
る。このＥＥＰＲＯＭは、ロードセルの連番、製造日、
セルの初期ゼロ特性等のような他のタイプの情報を記憶
するために用いることもできる。
【００１７】本発明によれば、前記補償データ記憶手段
は、記憶された補正データまたは較正データの対象とな
るロードセルの部品と一体化されている。これら部品の
一体化は永久的であることが好ましい。図１〜図３に示
すように、歪みゲージ３２，３３，３４，３５およびカ
ウンターフォース２２は、力変換手段から得られるデジ
タル信号に補正データを適用することを必要とするロー
ドセルの部品であり、互いに永久固着されている。補償
データ記憶手段を形成するメモリチップ５２がカウンタ
ーフォース２２に取り付けられているので、これら３つ
の部品、即ち、歪みゲージ、カウンターフォースおよび
メモリチップは、ロードセルのモデュール状ユニットを
形成する。また、メモリチップに記憶されている較正デ
ータや補正データを決定する際に温度センサ５０も必要
であり、この温度センサもカウンターフォース２２に永
久固着されている。このように、本実施例では、歪みゲ
ージ、カウンターフォース、温度センサ、およびメモリ
チップは、ロードセルの較正用部品と考えることができ
る。
は、記憶された補正データまたは較正データの対象とな
るロードセルの部品と一体化されている。これら部品の
一体化は永久的であることが好ましい。図１〜図３に示
すように、歪みゲージ３２，３３，３４，３５およびカ
ウンターフォース２２は、力変換手段から得られるデジ
タル信号に補正データを適用することを必要とするロー
ドセルの部品であり、互いに永久固着されている。補償
データ記憶手段を形成するメモリチップ５２がカウンタ
ーフォース２２に取り付けられているので、これら３つ
の部品、即ち、歪みゲージ、カウンターフォースおよび
メモリチップは、ロードセルのモデュール状ユニットを
形成する。また、メモリチップに記憶されている較正デ
ータや補正データを決定する際に温度センサ５０も必要
であり、この温度センサもカウンターフォース２２に永
久固着されている。このように、本実施例では、歪みゲ
ージ、カウンターフォース、温度センサ、およびメモリ
チップは、ロードセルの較正用部品と考えることができ
る。
【００１８】ここに具現化し図２に示すように、メモリ
チップ５２は、全体的に番号５４で示されている可撓性
回路上に設けられた端子に、電気的に接続されている。
可撓性回路５４は、力変換手段が接着されているのと同
じカウンターフォース２２の表面に接着されている。製
造効率を最大限生かすためには、可撓性回路の接着は前
記力変換手段および温度センサと同様にそして同一処理
で行われることが望ましい。
チップ５２は、全体的に番号５４で示されている可撓性
回路上に設けられた端子に、電気的に接続されている。
可撓性回路５４は、力変換手段が接着されているのと同
じカウンターフォース２２の表面に接着されている。製
造効率を最大限生かすためには、可撓性回路の接着は前
記力変換手段および温度センサと同様にそして同一処理
で行われることが望ましい。
【００１９】可撓性回路には従来の方法で裏当て部材が
形成され、これに導電帯が配されると共に、相互接続す
る部品を電気的に接続する端子が形成されている。例え
ば、可撓性回路はポリアミド担体物質で形成し、その上
に従来のフォトリソグラフィ処理で銅製導電路を配する
ことができる。次に、担体と導電路を、別のポリアミド
シートで封入する。デジタルメモリチップを実装する領
域および端子を露出させる領域では、露出された導電路
上に半田マスクを付着し、可撓性回路をカウンターフォ
ースに接着する熱処理中、これらの領域にある銅製導電
路を保護する。可撓性回路５４、温度センサ５０、およ
び力変換手段３０をカウターフォースに接着するために
行われる熱処理の後、それらの露出された端子表面を清
浄化し、熱処理中に生じた酸化物層を除去する。これは
従来の方法で行うことができ、本発明の一部を形成する
ものではない。
形成され、これに導電帯が配されると共に、相互接続す
る部品を電気的に接続する端子が形成されている。例え
ば、可撓性回路はポリアミド担体物質で形成し、その上
に従来のフォトリソグラフィ処理で銅製導電路を配する
ことができる。次に、担体と導電路を、別のポリアミド
シートで封入する。デジタルメモリチップを実装する領
域および端子を露出させる領域では、露出された導電路
上に半田マスクを付着し、可撓性回路をカウンターフォ
ースに接着する熱処理中、これらの領域にある銅製導電
路を保護する。可撓性回路５４、温度センサ５０、およ
び力変換手段３０をカウターフォースに接着するために
行われる熱処理の後、それらの露出された端子表面を清
浄化し、熱処理中に生じた酸化物層を除去する。これは
従来の方法で行うことができ、本発明の一部を形成する
ものではない。
【００２０】図２に示すように、温度センサ５０は、可
撓性回路５４に隣接して配置されており、図３の電気回
路図にも、矢印と温度依存性電気抵抗を示す「Ｔ」と共
に、概略的に示されている。図３の各歪みゲージ３２，
３３，３４，３５を貫通する矢印と「Ｌ」は、それらの
荷重依存性電気抵抗を示すことを意図するものである。
図１〜図３に示すように、ホイートストーンブリッジ３
６は可撓性回路５４に隣接して配置され、この可撓性回
路に電気的に接続されている。図２に示すように、電気
リード５６，５７，５８，５９，６０は、可撓性回路５
４上の端子と力変換手段３０との間に接着されている。
電気リード６１および６２は、可撓性回路上の端子と温
度センサとの間に接着されている。これらのリードはア
ルミニゥムワイヤで形成され、従来から入手可能な機械
を用いて超音波接着することが好ましい。歪みゲージの
リードワイヤおよび温度センサを局部回路基板（後述す
る）に取り付ける作業は、リードワイヤを接着する機械
によって従来通りに行われるので、労働集約的な工程は
不要である。しかしながら、リードワイヤの接着は、導
電性接着剤、手作業または機械による半田付けのような
他の手段でも行うことができる。
撓性回路５４に隣接して配置されており、図３の電気回
路図にも、矢印と温度依存性電気抵抗を示す「Ｔ」と共
に、概略的に示されている。図３の各歪みゲージ３２，
３３，３４，３５を貫通する矢印と「Ｌ」は、それらの
荷重依存性電気抵抗を示すことを意図するものである。
図１〜図３に示すように、ホイートストーンブリッジ３
６は可撓性回路５４に隣接して配置され、この可撓性回
路に電気的に接続されている。図２に示すように、電気
リード５６，５７，５８，５９，６０は、可撓性回路５
４上の端子と力変換手段３０との間に接着されている。
電気リード６１および６２は、可撓性回路上の端子と温
度センサとの間に接着されている。これらのリードはア
ルミニゥムワイヤで形成され、従来から入手可能な機械
を用いて超音波接着することが好ましい。歪みゲージの
リードワイヤおよび温度センサを局部回路基板（後述す
る）に取り付ける作業は、リードワイヤを接着する機械
によって従来通りに行われるので、労働集約的な工程は
不要である。しかしながら、リードワイヤの接着は、導
電性接着剤、手作業または機械による半田付けのような
他の手段でも行うことができる。
【００２１】図２および図３に示すように、ＥＥＰＲＯ
Ｍは５本のリード６４，６５，６６，６７，６８に電気
的に接続され、接地リード６５とＥＥＰＲＯＭへの給電
リード６４との間には、フィルタリングコンデンサ７０
が設けられている。更にＥＥＰＲＯＭに接続されている
リードには、情報の記憶および検索の際にＥＥＰＲＯＭ
にアクセスできるようにするイネーブルリード６８、Ｅ
ＥＰＲＯＭにデジタル情報を受け取り取記憶させる電気
信号を受け取るためのクロックリード６７、およびＥＥ
ＰＲＯＭがプロセッサのような他のデジタル素子との間
でデータを転送するデータリード６６がある。
Ｍは５本のリード６４，６５，６６，６７，６８に電気
的に接続され、接地リード６５とＥＥＰＲＯＭへの給電
リード６４との間には、フィルタリングコンデンサ７０
が設けられている。更にＥＥＰＲＯＭに接続されている
リードには、情報の記憶および検索の際にＥＥＰＲＯＭ
にアクセスできるようにするイネーブルリード６８、Ｅ
ＥＰＲＯＭにデジタル情報を受け取り取記憶させる電気
信号を受け取るためのクロックリード６７、およびＥＥ
ＰＲＯＭがプロセッサのような他のデジタル素子との間
でデータを転送するデータリード６６がある。
【００２２】本発明のロードセルの製造および組立過程
においては、この時点で、カウンターフォース、温度セ
ンサおよび歪みゲージを種々の荷重および動作条件に晒
すことが望ましい。図１に概略的に示すように、検査器
具７２（破線）を可撓性回路５４のリードのリボン部分
７４（破線）に接続し、ロードセルに取り付けられたカ
ウンターフォースおよび歪みゲージが受ける条件の下
で、デジタル荷重表現を得る。これらの荷重表現は、ロ
ードセルのこのモデュール部品に用いられている特定の
カウンターフォースおよび歪みゲージに対する補正係数
を決定するために用いられる。この時点で決定された補
正係数および較正データは、デジタルデータ記憶素子５
２に記憶され、ロードセルを作動させる際に用いられ
る。製造過程において、この較正ステップを行うのは、
力変換手段、温度センサ、およびメモリチップが実装さ
れた可撓性回路をカウンターフォース上に永久接着した
後である。しかしながら、この較正ステップは、可撓性
回路に接続されるデジタル局部回路を形成する印刷回路
基板７６（後述する）があってもなくても、行うことが
できる。局部回路基板７６がない場合、較正機器は、較
正中のカウンターフォースからの信号を読み取るための
適切な回路を含むことになろう。局部回路基板がない
と、較正過程は狭い空間で行うことができる。或いは所
与の空間で一度により多くのカウンターフォース要素を
較正することができる。また、局部デジタル印刷回路基
板がなければ、この基板を取り扱う必要性がなくなり、
取扱中にこれを破損する可能性もなくなる。
においては、この時点で、カウンターフォース、温度セ
ンサおよび歪みゲージを種々の荷重および動作条件に晒
すことが望ましい。図１に概略的に示すように、検査器
具７２（破線）を可撓性回路５４のリードのリボン部分
７４（破線）に接続し、ロードセルに取り付けられたカ
ウンターフォースおよび歪みゲージが受ける条件の下
で、デジタル荷重表現を得る。これらの荷重表現は、ロ
ードセルのこのモデュール部品に用いられている特定の
カウンターフォースおよび歪みゲージに対する補正係数
を決定するために用いられる。この時点で決定された補
正係数および較正データは、デジタルデータ記憶素子５
２に記憶され、ロードセルを作動させる際に用いられ
る。製造過程において、この較正ステップを行うのは、
力変換手段、温度センサ、およびメモリチップが実装さ
れた可撓性回路をカウンターフォース上に永久接着した
後である。しかしながら、この較正ステップは、可撓性
回路に接続されるデジタル局部回路を形成する印刷回路
基板７６（後述する）があってもなくても、行うことが
できる。局部回路基板７６がない場合、較正機器は、較
正中のカウンターフォースからの信号を読み取るための
適切な回路を含むことになろう。局部回路基板がない
と、較正過程は狭い空間で行うことができる。或いは所
与の空間で一度により多くのカウンターフォース要素を
較正することができる。また、局部デジタル印刷回路基
板がなければ、この基板を取り扱う必要性がなくなり、
取扱中にこれを破損する可能性もなくなる。
【００２３】カウンターフォースと歪みゲージの固有の
特徴を表わす補正係数および／または較正データを記憶
するために用いられるデジタルメモリチップを、カウン
ターフォースと歪みゲージに永久的に一体化するという
原理は、図１に示したカウンターフォース２２とは異な
る構成のカウンターフォースを有するロードセルを含
む、他の構成のロードセルにも適用することができる。
また、本発明の原理は、図１及び図２の４つの歪みゲー
ジを用いた構成以外の力変換手段の構成にも適用可能で
ある。
特徴を表わす補正係数および／または較正データを記憶
するために用いられるデジタルメモリチップを、カウン
ターフォースと歪みゲージに永久的に一体化するという
原理は、図１に示したカウンターフォース２２とは異な
る構成のカウンターフォースを有するロードセルを含
む、他の構成のロードセルにも適用することができる。
また、本発明の原理は、図１及び図２の４つの歪みゲー
ジを用いた構成以外の力変換手段の構成にも適用可能で
ある。
【００２４】本発明のロードセルでは、外部制御に電気
的に応答する局部回路手段が設けられている。この局部
回路手段は、カウンターフォースに印加される荷重を表
わすアナログ電気信号を受け取り、カウンターフォース
に印加されるロードを表わすデジタル電気信号に変換す
る手段を含むことが望ましい。局部回路手段は、カウン
ターフォース上に取り付けられた補償データ記憶手段か
ら離れた所に、かつこれと電気的に交信するように、着
脱自在に可撓性回路５４を通じて接続される。局部回路
手段の実施例を概略的に図４に示す。図１に示すよう
に、局部回路手段は、カウンターフォース２２と接続さ
れた剛性回路基板７６の形状で設けられている。或い
は、図１に示すように、局部回路手段は、複数のねじ７
７，８９（破線）によってカウンターフォースに着脱自
在に取り付けられた剛性回路基板上に設けることもでき
る。
的に応答する局部回路手段が設けられている。この局部
回路手段は、カウンターフォースに印加される荷重を表
わすアナログ電気信号を受け取り、カウンターフォース
に印加されるロードを表わすデジタル電気信号に変換す
る手段を含むことが望ましい。局部回路手段は、カウン
ターフォース上に取り付けられた補償データ記憶手段か
ら離れた所に、かつこれと電気的に交信するように、着
脱自在に可撓性回路５４を通じて接続される。局部回路
手段の実施例を概略的に図４に示す。図１に示すよう
に、局部回路手段は、カウンターフォース２２と接続さ
れた剛性回路基板７６の形状で設けられている。或い
は、図１に示すように、局部回路手段は、複数のねじ７
７，８９（破線）によってカウンターフォースに着脱自
在に取り付けられた剛性回路基板上に設けることもでき
る。
【００２５】図２及び図３に示すように、ホイートスト
ンブリッジ３６、温度センサ５０、可撓性回路５４、お
よびメモリチップ５２は、図３および図４に示すインタ
ーフェースＡ−−Ａにおいて、図１および図４に示す局
部回路手段に電気的に接続されている。可撓性回路５４
の１０本の導電路の各端子にはＢ〜Ｋまでの参照記号が
付けられている。この記号は、図３および図４の各々に
おいても同一である。
ンブリッジ３６、温度センサ５０、可撓性回路５４、お
よびメモリチップ５２は、図３および図４に示すインタ
ーフェースＡ−−Ａにおいて、図１および図４に示す局
部回路手段に電気的に接続されている。可撓性回路５４
の１０本の導電路の各端子にはＢ〜Ｋまでの参照記号が
付けられている。この記号は、図３および図４の各々に
おいても同一である。
【００２６】図１に示すように、局部回路手段は、可撓
性回路５４の可撓性リボンリード部７４（実線）と、局
部回路手段とを形成する印刷回路基板７６上に取り付け
られているコネクタ８０とによって、可撓性回路に着脱
自在に取り付けられている。局部回路手段は２チャンネ
ルのデジタル−アナログ変換器８２を含み、このデジタ
ル−アナログ変換器８２は、歪みゲージ３２，３３，３
４，３５によって形成されているホイートストーンブリ
ッジの出力と交信するように電気的に接続されていると
共に、温度センサ５０とも電気的に接続されている。ま
た、局部回路手段は、インテルの８０５１プロセッサの
ような電子プロセッサ８４を含むこともできる。図１に
示すように、プロセッサ８４は局部回路基板７６上に永
久実装が可能である。或いは、図４および図５に概略的
に示すように、プロセッサ８４は、遠隔回路基板８６か
ら局部回路基板と交信するように電気的に接続すること
も可能である。図５に概略的に示すように、遠隔回路８
６は、局部回路手段を制御したり、食料品店の計量器、
郵便用計量器のような特定用途において１つ以上のロー
ドセル２００によって、または本発明によるロードセル
を１つ以上用いるその他の装置によって処理される情報
の計算および表示を制御するように構成することもでき
る。
性回路５４の可撓性リボンリード部７４（実線）と、局
部回路手段とを形成する印刷回路基板７６上に取り付け
られているコネクタ８０とによって、可撓性回路に着脱
自在に取り付けられている。局部回路手段は２チャンネ
ルのデジタル−アナログ変換器８２を含み、このデジタ
ル−アナログ変換器８２は、歪みゲージ３２，３３，３
４，３５によって形成されているホイートストーンブリ
ッジの出力と交信するように電気的に接続されていると
共に、温度センサ５０とも電気的に接続されている。ま
た、局部回路手段は、インテルの８０５１プロセッサの
ような電子プロセッサ８４を含むこともできる。図１に
示すように、プロセッサ８４は局部回路基板７６上に永
久実装が可能である。或いは、図４および図５に概略的
に示すように、プロセッサ８４は、遠隔回路基板８６か
ら局部回路基板と交信するように電気的に接続すること
も可能である。図５に概略的に示すように、遠隔回路８
６は、局部回路手段を制御したり、食料品店の計量器、
郵便用計量器のような特定用途において１つ以上のロー
ドセル２００によって、または本発明によるロードセル
を１つ以上用いるその他の装置によって処理される情報
の計算および表示を制御するように構成することもでき
る。
【００２７】ここで図３および図４を参照する。図１お
よび図２のデジタルロードセル２０の電気回路は、電気
ブリッジ回路３６に接続された歪みゲージ３２，３３，
３４，および３５を含んでいる。ブリッジ回路３６は、
端子ＢおよびＤを通じて、アナログ重量信号を前置増幅
器９２に供給する。前記増幅器９２からの重量信号は、
アナログフィルタ９４を介して、アナログスイッチ９６
の一方の入力に結合される。スイッチ９６の出力は、２
チャンネルアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器８２の
入力に接続されている。図３に示すように、ニッケル抵
抗５０がブリッジ回路３６と直列に接続されている。図
３および図４に概略的に示すように、ニッケル抵抗５０
は、端子ＥおよびＪそして前置増幅器１０１を介して、
アナログスイッチ９６の他方の入力に信号を供給する。
メモリチップ５２は端子Ｋを通じて定電圧（ＶＣＣ）電
源からの給電を受ける。電源１０３によってブリッジ回
路３６が励起される。また、電源１０３は、アナログス
イッチ９６を介して既知の基準電圧を、２チャンネルＡ
／Ｄ変換器８２に供給する。Ａ／Ｄ変換器８２の出力は
プロセッサ８４に接続されている。プロセッサ８４はア
ナログスイッチ９６の動作を制御して、ブリッジ３６か
らのアナログ重量信号およびニッケル抵抗５０からの温
度指示信号をＡ／Ｄ変換器８２によってデジタル形状に
変換させ、そしてプロセッサ８４に転送させる。しかし
ながら、本発明では、デジタル較正データ記憶手段のみ
が着脱自在に接続され局部回路手段と交信するように局
部回路手段が構成されているならば、ロードセル２０の
局部回路手段に他の構成を用いることもできる。
よび図２のデジタルロードセル２０の電気回路は、電気
ブリッジ回路３６に接続された歪みゲージ３２，３３，
３４，および３５を含んでいる。ブリッジ回路３６は、
端子ＢおよびＤを通じて、アナログ重量信号を前置増幅
器９２に供給する。前記増幅器９２からの重量信号は、
アナログフィルタ９４を介して、アナログスイッチ９６
の一方の入力に結合される。スイッチ９６の出力は、２
チャンネルアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器８２の
入力に接続されている。図３に示すように、ニッケル抵
抗５０がブリッジ回路３６と直列に接続されている。図
３および図４に概略的に示すように、ニッケル抵抗５０
は、端子ＥおよびＪそして前置増幅器１０１を介して、
アナログスイッチ９６の他方の入力に信号を供給する。
メモリチップ５２は端子Ｋを通じて定電圧（ＶＣＣ）電
源からの給電を受ける。電源１０３によってブリッジ回
路３６が励起される。また、電源１０３は、アナログス
イッチ９６を介して既知の基準電圧を、２チャンネルＡ
／Ｄ変換器８２に供給する。Ａ／Ｄ変換器８２の出力は
プロセッサ８４に接続されている。プロセッサ８４はア
ナログスイッチ９６の動作を制御して、ブリッジ３６か
らのアナログ重量信号およびニッケル抵抗５０からの温
度指示信号をＡ／Ｄ変換器８２によってデジタル形状に
変換させ、そしてプロセッサ８４に転送させる。しかし
ながら、本発明では、デジタル較正データ記憶手段のみ
が着脱自在に接続され局部回路手段と交信するように局
部回路手段が構成されているならば、ロードセル２０の
局部回路手段に他の構成を用いることもできる。
【００２８】補正係数を必要とする部品を、補正係数を
内部に記憶するメモリチップ５２を含む一体化されたモ
デュール状ユニット内に設けることによって、本発明の
装置は、その他の類似したデジタルロードセルに対し
て、いくつかの顕著な優越性を有することができる。ま
ず、局部印刷回路基板７６の取り扱いは、現場で比較的
経験の浅い技術者にも行うことができる。故障した場
合、基板７６をカウンターフォース２２および歪みゲー
ジ３２，３３，３４，３５から取り外して交換すればよ
く、カウンターフォースや歪みゲージを再較正する必要
がなく、更にこの目的のためにロードセルに設けられた
メモリチップ５２に記憶し直すべき較正データを全て得
る必要もない。同様に、カウンターフォースまたは歪み
ゲージを交換する場合は、カウンターフォース２２に取
り付けられている可撓性回路５４を局部印刷回路基板７
６から取り外し、このカウンターフォースを新しいカウ
ンターフォース２２と取り替えればよい。新しいカウン
ターフォース２２はデジタルメモリチップ５２を含むモ
デュールに一体化されている。デジタルメモリチップ５
２には、新しいカウンターフォースおよび新しいカウン
ターフォース上に取り付けられている歪みゲージ用較正
データが記憶されている。これによって、カウンターフ
ォースおよび歪みゲージを現場で交換できるようにな
る。これらの過程は各々、秤量装置および／またはこの
秤量装置を構成するロードセルを、顧客の所在地とは別
の大陸にある可能性のある工場に送り返す必要性をなく
すものである。このため、顧客にとっては修理返還時間
（ｒｅｐａｉｒ ｔｕｒｎａｒｏｕｎｄ ｔｉｍｅ）が
短縮され、しかも輸送コストも節約できる。カウンター
フォースは、それを構成要素とする秤量装置よりも格段
に軽量であるので、輸送コストの節約は特に顕著であ
る。このようにモデュールで供給できることにより、破
棄しなくてはならない回路基板の数が減少し、再利用や
使い捨てに伴う問題も回避することができる。
内部に記憶するメモリチップ５２を含む一体化されたモ
デュール状ユニット内に設けることによって、本発明の
装置は、その他の類似したデジタルロードセルに対し
て、いくつかの顕著な優越性を有することができる。ま
ず、局部印刷回路基板７６の取り扱いは、現場で比較的
経験の浅い技術者にも行うことができる。故障した場
合、基板７６をカウンターフォース２２および歪みゲー
ジ３２，３３，３４，３５から取り外して交換すればよ
く、カウンターフォースや歪みゲージを再較正する必要
がなく、更にこの目的のためにロードセルに設けられた
メモリチップ５２に記憶し直すべき較正データを全て得
る必要もない。同様に、カウンターフォースまたは歪み
ゲージを交換する場合は、カウンターフォース２２に取
り付けられている可撓性回路５４を局部印刷回路基板７
６から取り外し、このカウンターフォースを新しいカウ
ンターフォース２２と取り替えればよい。新しいカウン
ターフォース２２はデジタルメモリチップ５２を含むモ
デュールに一体化されている。デジタルメモリチップ５
２には、新しいカウンターフォースおよび新しいカウン
ターフォース上に取り付けられている歪みゲージ用較正
データが記憶されている。これによって、カウンターフ
ォースおよび歪みゲージを現場で交換できるようにな
る。これらの過程は各々、秤量装置および／またはこの
秤量装置を構成するロードセルを、顧客の所在地とは別
の大陸にある可能性のある工場に送り返す必要性をなく
すものである。このため、顧客にとっては修理返還時間
（ｒｅｐａｉｒ ｔｕｒｎａｒｏｕｎｄ ｔｉｍｅ）が
短縮され、しかも輸送コストも節約できる。カウンター
フォースは、それを構成要素とする秤量装置よりも格段
に軽量であるので、輸送コストの節約は特に顕著であ
る。このようにモデュールで供給できることにより、破
棄しなくてはならない回路基板の数が減少し、再利用や
使い捨てに伴う問題も回避することができる。
【００２９】図５は、本発明によるロードセル２００を
少なくとも１台用いた秤量装置１９８を示す。ロードセ
ル２００は、カウンターフォースと、カウンターフォー
スに接着された温度センサと、カウンターフォースに接
着された変換手段と、カウンターフォースに接着された
可撓性回路と、可撓性回路に実装された補償データ記憶
手段と、カウンターフォースに接続された局部回路手段
とを含んでいる。補償データ記憶手段は、記憶されてい
る補償データまたは構成データを用いるロードセルの部
品と一体化されている。補償データ記憶手段は、カウン
ターフォースおよび変換手段の補正／較正データを記憶
している。局部回路手段は、カウンターフォースに印加
される荷重のデジタル表現を生成する手段と、必要であ
れば、外部質問（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎｓ）に応
答して、これらデジタル表現を転送する手段とを含んで
いる。補償データ記憶手段は、物理的には局部回路手段
と永久的に一体化されておらず、補償データ記憶手段と
電気的に交信するように、着脱自在に接続することがで
きる。
少なくとも１台用いた秤量装置１９８を示す。ロードセ
ル２００は、カウンターフォースと、カウンターフォー
スに接着された温度センサと、カウンターフォースに接
着された変換手段と、カウンターフォースに接着された
可撓性回路と、可撓性回路に実装された補償データ記憶
手段と、カウンターフォースに接続された局部回路手段
とを含んでいる。補償データ記憶手段は、記憶されてい
る補償データまたは構成データを用いるロードセルの部
品と一体化されている。補償データ記憶手段は、カウン
ターフォースおよび変換手段の補正／較正データを記憶
している。局部回路手段は、カウンターフォースに印加
される荷重のデジタル表現を生成する手段と、必要であ
れば、外部質問（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎｓ）に応
答して、これらデジタル表現を転送する手段とを含んで
いる。補償データ記憶手段は、物理的には局部回路手段
と永久的に一体化されておらず、補償データ記憶手段と
電気的に交信するように、着脱自在に接続することがで
きる。
【００３０】図５に概略的に示すように、この秤量装置
は、剛性プラットフォーム２０２の形状の載荷手段も含
んでおり、これはロードセル２００によって支持されて
いる。また、秤量装置は、複数のロードセル２００から
のデジタル表現を処理し、載荷手段上で支持されている
全重量のデジタル表現を生成する手段も含んでいる。図
５に示すように、かかる処理手段は、遠隔回路基板８６
の形状で備えることができる。この場合、回路基板８６
はマイクロプロセッサを含むことができ、プラットフォ
ーム上の全重量のデジタル表現を表示するデジタルディ
スプレイ２０６を制御するために、リード２０４を介し
て電気的に接続される。
は、剛性プラットフォーム２０２の形状の載荷手段も含
んでおり、これはロードセル２００によって支持されて
いる。また、秤量装置は、複数のロードセル２００から
のデジタル表現を処理し、載荷手段上で支持されている
全重量のデジタル表現を生成する手段も含んでいる。図
５に示すように、かかる処理手段は、遠隔回路基板８６
の形状で備えることができる。この場合、回路基板８６
はマイクロプロセッサを含むことができ、プラットフォ
ーム上の全重量のデジタル表現を表示するデジタルディ
スプレイ２０６を制御するために、リード２０４を介し
て電気的に接続される。
【００３１】
【発明の効果】本発明は前記の如く構成されたことによ
り、該動作の場合、現場交換が可能で、しかも破棄する
部分が少ない一体型ロードセルを得ることができる。
り、該動作の場合、現場交換が可能で、しかも破棄する
部分が少ない一体型ロードセルを得ることができる。
【図１】本発明によるデジタルロードセルの好適実施例
の立面斜視図を、破線で示した付帯的構成と共に示す
図。
の立面斜視図を、破線で示した付帯的構成と共に示す
図。
【図２】図１のロードセルの一部の部分的立面斜視図。
【図３】図２に示した部品の概略電気回路図。
【図４】図１の実施例から選択された部品の概略電気回
路図。
路図。
【図５】本発明のデジタルロードセルの実施例を含む秤
量装置の概略図。
量装置の概略図。
２０ ロードセル ２２ カウンターフォース ３０ 力変換装置 ３２，３３，３４，３５ 歪みゲージ ３６ ホイートストーンブリッジ ５０ 温度センサ ５２ デジタルデータ記憶素子 ５４ 可撓性回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・シィー・ロッシュヴォーグ アメリカ合衆国 サウスカロライナ州 29301スパルタンバーグ ショアーエスブ ルック・ロード 1000番地
Claims (17)
- 【請求項１】 デジタルロードセルに印加される荷重の
アナログ表現を受け取り、デジタル表現に変換する手段
と、デジタル補正係数を前記デジタル表現に適用する手
段とを含む局部回路手段を有するデジタルロードセルに
用いるための装置であって、 前記ロードセルに印加される荷重を受けるように構成さ
れ、かつ配置されたカウンターフォースと、 前記カウンターフォースに印加される荷重のアナログ表
現を生成する変換手段であって、前記カウンターフォー
ス上に取り付けられた前記変換手段と、 前記カウンターフォースと前記変換手段の少なくとも一
方の物理的応答係数特性を補償するデジタル補正係数を
記憶する手段と、 前記記憶手段は前記カウンターフォース上で、前記局部
回路手段から離れて取り付けられていることを特徴とす
る装置。 - 【請求項２】 前記記憶手段は前記カウンターフォース
に接着されていることを特徴とする請求項１記載の装
置。 - 【請求項３】 更に、前記記憶手段を前記局部回路手段
に接続する可撓性回路を含んでいることを特徴とする請
求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記可撓性回路は、前記局部回路手段と
電気的に交信するように着脱自在に接続される構成であ
ることを特徴とする請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 前記可撓性回路カウンターフォースに接
着されていると共に、前記記憶手段と電気的に交信する
ように永久接続されていることを特徴とする請求項３記
載の装置。 - 【請求項６】 前記記憶手段はＥＥＰＲＯＭから成るこ
とを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 更に、前記カウンターフォースに接着さ
れた可撓性回路を含み、前記記憶手段はＥＥＰＲＯＭか
ら成り、前記ＥＥＰＲＯＭは前記可撓性回路に電気的に
接続されており、前記変換手段は前記可撓性回路に隣接
配置され前記可撓性回路に電気的に接続されているホイ
ートストーンブリッジに接続されていることを特徴とす
る請求項１記載の装置。 - 【請求項８】 更に、前記カウンターフォースに接着さ
れ、前記可撓性回路に電気的に接続されている温度セン
サを含んでいることを特徴とする請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 前記可撓性回路は、前記局部回路手段と
電気的に交信するように着脱自在に接続されるように構
成されていることを特徴とする請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 前記カウンターフォースは、前記局部
回路手段に着脱自在に取り付けられるように構成されて
いることを特徴とする請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 更に、前記カウンタフォースに接着さ
れた可撓性回路を含み、 前記変換手段は、完全なホイートストーンブリッジを形
成する構成で、前記可撓性回路に電気的に接続されてい
る４つの抵抗性歪みゲージを含み、 前記記憶手段ＥＥＰＲＯＭから成り、該ＥＥＰＲＯＭは
前記可撓性回路の一構成要素を形成していることを特徴
とする請求項１記載の装置。 - 【請求項１２】 更に、前記可撓性回路に電気的に接続
された温度センサを含むことを特徴とする請求項１１記
載の装置。 - 【請求項１３】 カウンターフォースと、 前記カウンターフォースに印加される荷重のアナログ表
現を生成する変換手段であって、前記カウンターフォー
ス上に取り付けられている前記変換手段と、 外部制御に電気的に応答する局部回路手段であって、前
記カウンターフォースに印加される荷重のアナログ表現
を受け取り、前記カウンターフォースに印加される荷重
のデジタル表現に変換する手段を含んでいる前記局部回
路手段と、 前記カウンターフォースと前記変換手段の少なくとも一
方の物理的応答係数特性を補償するデータを記憶する手
段と、から成り、 前記記憶手段は前記カウンターフォース上で、前記局部
回路手段から離れて取り付けられていることを特徴とす
るデジタルロードセル装置。 - 【請求項１４】 前記記憶変換手段は、前記局部回路手
段と電気的に交信するように、着脱自在に接続可能であ
ることを特徴とする請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 前記変換手段は、前記局部回路手段と
電気的に交信するように、着脱自在に接続されているこ
とを特徴とする請求項１３記載の装置。 - 【請求項１６】 秤量装置であって、 少なくとも１つのロードセルであって、カウンターフォ
ースと、該カウンターフォース上に取り付けられた変換
手段と、前記カウンターフォースと連携し物理的に分離
可能な局部回路手段であって、前記カウンターフォース
に印加される荷重のデジタル表現を生成する手段を含ん
でいる前記局部回路手段と、前記デジタル表現に少なく
とも１つの補正係数を適用する手段と、前記補正された
デジタル表現を転送する手段とを含む前記少なくとも１
つのロードセルであって、更に、前記カウンターフォー
スと前記変換手段の少なくとも一方の物理的応答特性を
補償する補正係数を記憶する手段であって、前記カウン
ターフォース上で前記局部回路手段から離れて取り付け
られている前記記憶手段と、前記記憶手段を前記局部回
路手段に着脱自在に接続する手段とを含む、前記少なく
とも１つのロードセルと、 前記少なくとも１つのロードセルに少なくとも部分的に
支持されている載荷手段と、 各前記ロードセルからの前記補正されたデジタル表現を
用いて、前記載荷手段上の全重量のデジタル表現を生成
する手段と、から成ることを特徴とする秤量装置。 - 【請求項１７】 カウンターフォースと、該カウンター
フォースと電気的に連携し、物理的に分離可能で、前記
カウンターフォースに印加される荷重のデジタル表現を
発生するデジタル局部回路手段とを含むモデュール型デ
ジタルロードセルの製造方法であって、 アナログ荷重表現を前記デジタル局部回路手段に供給す
る力変換手段を、前記カウンターフォース上に永久接着
するステップと、 前記カウンターフォース上にデジタルデータ記憶素子を
永久接着するステップと、 前記変換手段および前記記憶素子に可撓性回路を電気的
に接続するステップと、前記カウンターフォースを種々
の荷重および作動条件に晒し、前記条件の下でのデジタ
ル荷重表現を得るステップと、 前記荷重表現を利用して、前記ロードセルのデジタル補
正係数を決定するステップと、 前記ロードセルの作動に用いるために、前記補正係数を
前記デジタルデータ記憶素子に記憶するステップと、か
ら成ることを特徴とする方法。
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| EP0670479A1 (en) | 1995-09-06 |
| AU683329B2 (en) | 1997-11-06 |
| CN1111750A (zh) | 1995-11-15 |
| ES2078204T1 (es) | 1995-12-16 |
| DE69510838D1 (de) | 1999-08-26 |
| BR9500776A (pt) | 1995-11-21 |
| CA2141635A1 (en) | 1995-09-02 |
| NZ270529A (en) | 1997-12-19 |
| DE69510838T2 (de) | 2000-02-10 |
| CN1111723C (zh) | 2003-06-18 |
| US5623128A (en) | 1997-04-22 |
| ES2078204T3 (es) | 1999-10-01 |
| EP0670479B1 (en) | 1999-07-21 |
| AU1149095A (en) | 1995-09-07 |
| DE670479T1 (de) | 1996-03-14 |
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