JPH09269259A - 重量検査装置用a/d変換器 - Google Patents

重量検査装置用a/d変換器

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JPH09269259A
JPH09269259A JP10207196A JP10207196A JPH09269259A JP H09269259 A JPH09269259 A JP H09269259A JP 10207196 A JP10207196 A JP 10207196A JP 10207196 A JP10207196 A JP 10207196A JP H09269259 A JPH09269259 A JP H09269259A
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JP
Japan
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circuit
voltage
integrating
input voltage
time
Prior art date
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JP10207196A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Ishikawa
勝之 石川
Masaaki Toyama
正明 外山
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Nihon Cement Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 重量検査装置におけるA/D変換器におい
て、A/D変換時間の短縮とカウンタ回路のビット数を
削減することによりコストダウンを図る。 【構成】 二重積分方式のA/D変換器において、入力
電圧積分時間、あるいは基準電圧積分時間中に、入力電
圧とは逆極性の電流の放電を行う事で、重量検出器より
出力される電圧のうち、ベルトコンベアの重量成分を除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重量検出器の上に
配置されたベルトコンベア上を、被検査物が通過する間
に重量を測定し、前記ベルトコンベア上に被検査物が無
い場合の重量値との差により被検査物の重量を測定し、
予め設定された値に対しての重量の過不足を検査する重
量検査装置で使用されるA/D変換器に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】二重積分方式のA/D変換
器では、入力電圧を一定時間積分した後、入力電圧とは
逆極性の基準電圧を積分し、基準電圧の積分を開始して
から積分回路の出力が所定のレベルに達するまでの時間
を、クロックパルスでカウントする事によりA/D変換
する。図4に重量検査装置の基本的な構成図を示す。図
4において、21は重量検出器であり、加重に比例した
電圧を出力する。22は計量コンベアであり被検査物が
この上を通過する。この計量コンベア22は、重量検出
器21上に設置してあり、常に重量検出器に加重されて
いる。23は搬送コンベアであり、計量コンベアへの被
検査物の搬入、搬出を行う。重量検査装置では、重量検
出器より出力される電圧をA/D変換し、計量コンベア
上に被検査物がある場合と無い場合の比較により被検査
物の重量を求めている。この様な重量検査装置では、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換する変換器(以下A/
D変換器という)として、二重積分方式のA/D変換器
が用いられている。
【0003】二重積分方式のA/D変換器のブロック図
を図2に示す。図2において、7及び8は、入力電圧の
積分と基準電圧の積分とを切替える為のスイッチであ
り、制御装置6によって制御される。9は積分回路であ
り、抵抗3、コンデンサ4、オペアンプ12によって構
成される。5はコンパレータ回路であり、積分回路の出
力が所定のレベルに達したかどうかを検出し制御装置6
に信号を出力する。10は、カウンタ回路であり、基準
積分を開始してから、コンパレータ回路5が信号を出力
するまで、クロックパルス発生回路11より出力される
クロックパルスをカウントする。制御装置6では、入力
電圧の積分と基準電圧の積分の切換えを制御するととも
に、クロックパルス発生回路11とカウンタ回路10の
制御を行う。図3は、図2のA/D変換器に於ける積分
回路の動作波形を示したものである。図3において、T
0〜T1は、入力電圧の積分の状態を示している。T0
になると制御装置6より入力電圧積分開始の信号が出力
され、スイッチ7がON状態になり、入力電圧Vinの積
分が開始される。この時、積分回路9のコンデンサ4に
は、Vinにより Iin=Vin/R の電流が流れ込み、積分回路9の出力V0は、数1の様
に変化する。
【0004】
【数1】 入力電圧Vinの積分を開始し所定の時間が経過する(T
1になる)と、制御装置6より入力電圧積分終了の信号
が出力され、スイッチ7がOFF状態になる。それと同
時に、スイッチ8がON状態になり基準電圧Vs の積分
が開始され、クロックパルスのカウントが始まる。この
時の積分回路9の出力V0は数2で表される。
【0005】
【数2】 基準電圧Vs は、入力電圧Vinとは逆極性の為、基準電
圧の積分が開始されると、コンデンサ4から、Is =V
s /Rの電流が流れ出す事になる。この時の積分回路9
の出力状態を式で表すと、数3の様になる。
【0006】
【数3】 この状態は、積分回路9の出力V0が所定の電圧(ここ
では、0V)になるまで続き、積分回路9の出力が0V
になると、コンパレータ回路5から制御装置6に信号が
出力され、制御装置6はクロックパルスのカウントを停
止し、スイッチ8をOFFにする。この時、カウンタの
値は、基準電圧積分を開始してから、積分回路9の出力
が0Vになるまでに入ったクロックパルスの数を示して
いる。ここで、クロックパルスの数をN、クロックパル
スの周期をtとすると、式3は数4の様になる。
【0007】
【数4】 数4を変形すると、数5,数6となり、
【数5】
【数6】 入力電圧Vinがクロックパルス数NにA/D変換され
る。ところで入力電圧Vinには、重量検出器の出力電圧
Vd が入力される訳であるが、Vd には、被検査物の重
量成分に加えベルトコンベアの重量成分が含まれてい
る。そこで、Vd に含まれるベルトコンベアの重量成分
をVc 、被検査物の重量成分をVx とすると Vin=Vd =Vc +Vx となり、数6は数7と変形できる。
【0008】
【数7】 この数7において、右辺第2項が求めるべき被検査物の
重量成分であるが、A/D変換結果であるNには、不必
要な右辺第1項(ベルトコンベアの重量成分)まで含ま
れてしまう。また、ベルトコンベアの重量は、被検査物
の重量に比べかなり大きいため(Vc ≫Vx )、必要以
上に(ベルトコンベアの重量分だけ余計に)A/D変換
時間がかかり、その分を計数する為、カウンタ回路のビ
ット数も増やさなければならないという問題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、重量検出器の上に配置されたベルトコ
ンベア上を、被検査物が通過する間に重量を測定し、前
記ベルトコンベア上に被検査物が無い場合の重量値との
差により被検査物の重量を測定し、予め設定された値に
対しての重量の過不足を検査する重量検査装置で使用さ
れるA/D変換器において、重量検出器からの入力電圧
を一定時間積分した後、該入力電圧とは逆極性の基準電
圧を積分する抵抗とコンデンサとオペアンプより構成さ
れた積分回路と、該積分回路が前記基準電圧の積分を開
始してからその出力電圧が所定のレベルに達するまでの
クロックパルス数を求めるカウンタ回路と、前記クロッ
クパルスを発生するクロックパルス発生回路と、前記オ
ペアンプの入力側に接続され、前記入力電圧の積分によ
りコンデンサに充電された電荷を放電するための定電流
回路と、前記入力電圧を積分する時間と前記基準電圧を
積分する時間と前記定電流回路による放電時間を制御す
る制御装置を具備し、且つ前記重量検出器より出力され
る電圧のうち、前記ベルトコンベアの重量成分の積分に
よりコンデンサに充電された電荷を、前記定電流回路に
より除去する様に構成されている。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、実施の形態を示す構成図
である。また図4は重量検査装置の基本的な構成図であ
る。図4において、21は重量検出器であり、加重に比
例した電圧Vd を出力する。22は計量コンベアであり
被検査物がこの上を通過する。この計量コンベア22
は、重量検出器21上に設置してあり、常に重量検出器
に加重されている。23は搬送コンベアであり、計量コ
ンベアへの被検査物の搬入、搬出を行う。図1におい
て、入力電圧Vinには、図4における重量検出器21の
出力電圧Vd が入力される。37及び38は、入力電圧
Vinの積分と基準電圧Vs の積分とを切替える為のスイ
ッチであり、制御装置36によって制御される。39は
積分回路であり、抵抗33、コンデンサ34、オペアン
プ42によって構成される。35はコンパレータ回路で
あり、積分回路の出力電圧が所定のレベルに達したかど
うかを検出し制御装置36に信号を出力する。40は、
カウンタ回路であり、基準積分を開始してから、コンパ
レータ回路35が信号を出力するまで、クロックパルス
発生回路41より出力されるクロックパルスをカウント
する。44は定電流放電回路であり、スイッチ43を介
して積分回路39のオペアンプ42の反転入力端子に接
続されている。制御装置36では、スイッチ37、スイ
ッチ38、スイッチ43の切換えを制御するとともに、
クロックパルス発生回路41とカウンタ回路40の制御
を行う。
【0011】[実施例]図5に積分回路の動作波形を示
す。図5において、T0〜T2は入力電圧積分、T2〜
T3は基準電圧積分における積分回路の出力状態を表し
ている。また、図中のT0〜T2及びT1〜T2の間隔
は、予め決定されているものとする。T0になると、制
御装置36は、スイッチ37をON状態にし入力電圧V
inの積分を開始する。スイッチ37がONになると、積
分回路には、Iin=Vin/Rの電流が流れ込みコンデン
サ34に充電される。この状態はT1まで続き、T1に
おける積分回路の出力は、数8の様になる。
【0012】
【数8】 次に、所定の時刻T1になるとスイッチ43がON状態
になり、定電流回路により積分回路のコンデンサより放
電する方向に電流Ib が流れる。この状態はT2まで続
けられる。電流Ibは、Iinに比べ大きな電流であるた
め、コンデンサ34からはIc =Ib −Iinの電流が放
電される事になる。従って、入力電圧積分が終了するT
2における積分回路の出力は、数9で表せる。
【0013】
【数9】 T2になると制御装置36は、スイッチ37及びスイッ
チ43をOFF状態、スイッチ38をON状態にし、カ
ウンタ回路によるクロックパルスのカウントを開始する
(基準電圧積分を開始する)。基準電圧積分が開始され
ると、コンデンサ34から、 Is =Vs /R の電流が放出される事になる。この時の積分回路の出力
は、数10で表せる。
【0014】
【数10】 そして、積分回路の出力電圧が所定の電圧(0V)にな
ると、コンパレータ35より基準電圧積分終了の信号が
出力され、制御装置36はクロックパルスのカウントを
停止すると共に、スイッチ38をOFF状態にし、カウ
ンタ回路よりカウント値を取り込む。この時(T3時)
の積分回路の出力電圧は、数11で表せる。
【0015】
【数11】 クロックパルスの周期をt、カウント値をNとするとT
3−T2=t・Nとなるので、数11は数12に変形で
きる。
【数12】 数12に数9を代入すると数13となり、
【0016】
【数13】 これを変形すると、数14となり、
【数14】 得られたカウント値は入力電流に比例しており、A/D
変換できた事を示している。ここで、入力電圧Vinは、
重量検出器からの信号Vd であるので、Vd に含まれる
ベルトコンベアの重量成分をVc 、被検査物の重量成分
をVx とすると数15と置き換える事ができる。
【0017】
【数15】 従って、 Vc ・(T2−T0)/R=Ib (T2−T1) となる様にすれば、ベルトコンベアの重量成分が除去さ
れ、図5においてT3はT3′となり数15は数16と
なる。即ち被検査物の重量成分Vx のみがA/D変換さ
れる事になり、A/D変換時間の短縮が可能となる。ま
た、カウンタ回路のビット数の削減による回路の縮小で
コストダウンが可能になる。尚、Ib の放電によるベル
トコンベアの重量成分の除去は、入力電圧積分中に限ら
ずT0〜T3の間に行なう事が可能である。
【0018】
【数16】
【0019】
【発明の効果】二重積分方式のA/D変換器において、
入力電圧積分時間あるいは基準電圧積分時間中に、積分
回路の入力側に接続した定電流回路により入力電圧とは
逆極性の電流の放電を行う事で、重量検出器より出力さ
れる電圧のうち、ベルトコンベアの重量成分を除去で
き、その結果、A/D変換時間の短縮とカウンタ回路の
ビット数を縮小することによりコストダウンが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態を示す構成図
【図2】二重積分方式のA/D変換器のブロック図
【図3】積分回路の動作波形
【図4】重量検査装置の基本的な構成図
【図5】積分回路の動作波形
【符号の説明】
10 カウンタ回路 11 クロックパルス発生回路 21 重量検出器 30 A/D変換器 40 カウンタ回路 41 クロックパルス発生回路 43 スイッチ 44 定電流回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量検出器からの入力電圧を一定時間積
    分した後、該入力電圧とは逆極性の基準電圧を積分する
    抵抗とコンデンサとオペアンプより構成された積分回路
    と、該積分回路が前記基準電圧の積分を開始してからそ
    の出力電圧が所定のレベルに達するまでのクロックパル
    ス数を求めるカウンタ回路と、前記クロックパルスを発
    生するクロックパルス発生回路と、前記オペアンプの入
    力側に接続され、前記入力電圧の積分によりコンデンサ
    に充電された電荷を放電するための定電流回路と、前記
    入力電圧を積分する時間と前記基準電圧を積分する時間
    と前記定電流回路による放電時間を制御する制御装置を
    具備し、かつ前記重量検出器より出力される電圧のう
    ち、前記ベルトコンベアの重量成分の積分によりコンデ
    ンサに充電された電荷を、前記定電流回路により除去す
    る事を特徴とする重量検査装置用A/D変換器。
JP10207196A 1996-04-02 1996-04-02 重量検査装置用a/d変換器 Pending JPH09269259A (ja)

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