JPH10160551A - 電子天びん - Google Patents
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- JPH10160551A JPH10160551A JP31633196A JP31633196A JPH10160551A JP H10160551 A JPH10160551 A JP H10160551A JP 31633196 A JP31633196 A JP 31633196A JP 31633196 A JP31633196 A JP 31633196A JP H10160551 A JPH10160551 A JP H10160551A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 天びんビームの変位検出値をデジタル化する
ためのＡ−Ｄ変換器に低分解能のものを用いても、その
ダイナミックレンジを低下させることなく、実質的に高
分解能のＡ−Ｄ変換器を用いた場合と同等の結果を得る
ことができ、安価で高性能のフルデジタルの電子天びん
を提供する。 【解決手段】 天びんビーム２の変位を検出するための
光学的位置センサ４の発光素子４１の駆動回路９に、そ
の発光量を周期的に変化させるディザ付与手段９１を含
ませることにより、Ａ−Ｄ変換器５の分解能に起因する
特定の定在波が制御系内に残ることを抑制する。
ためのＡ−Ｄ変換器に低分解能のものを用いても、その
ダイナミックレンジを低下させることなく、実質的に高
分解能のＡ−Ｄ変換器を用いた場合と同等の結果を得る
ことができ、安価で高性能のフルデジタルの電子天びん
を提供する。 【解決手段】 天びんビーム２の変位を検出するための
光学的位置センサ４の発光素子４１の駆動回路９に、そ
の発光量を周期的に変化させるディザ付与手段９１を含
ませることにより、Ａ−Ｄ変換器５の分解能に起因する
特定の定在波が制御系内に残ることを抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子天びんに関し、
更に詳しくは、デジタルサーボ機構を備えた電子天びん
に関する。
更に詳しくは、デジタルサーボ機構を備えた電子天びん
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子天びんにおいては、一般に、天びん
ビームの一端に皿を係合させるとともに、そのビームに
は電磁力発生装置のフォースコイルを固着する。そし
て、その天びんビームの回動変位の検出値をＰＩＤ（比
例・積分・微分）演算した結果に基づいて、ビームの回
動変位が０になるようにフォースコイルに供給する電流
の大きさを制御するとともに、その回動変位が０の平衡
状態においてフォースコイルに流れる電流の大きさから
皿に作用する被測定荷重の大きさを求め、計量表示値を
決定する。
ビームの一端に皿を係合させるとともに、そのビームに
は電磁力発生装置のフォースコイルを固着する。そし
て、その天びんビームの回動変位の検出値をＰＩＤ（比
例・積分・微分）演算した結果に基づいて、ビームの回
動変位が０になるようにフォースコイルに供給する電流
の大きさを制御するとともに、その回動変位が０の平衡
状態においてフォースコイルに流れる電流の大きさから
皿に作用する被測定荷重の大きさを求め、計量表示値を
決定する。
【０００３】従来の電子天びんにおいては、以上のよう
なサーボ機構をアナログ回路で構成するとともに、フォ
ースコイルに流れる電流を電圧変換した後にデジタル化
し、そのデジタルデータを用いて計量表示値を決定して
いた。
なサーボ機構をアナログ回路で構成するとともに、フォ
ースコイルに流れる電流を電圧変換した後にデジタル化
し、そのデジタルデータを用いて計量表示値を決定して
いた。
【０００４】これに対し、近年、デジタルサーボ機構を
備えた電子天びんが提案されており、このデジタルサー
ボ機構を有する電子天びんにおいては、ビームの変位検
出結果をデジタル化してデジタルＰＩＤ演算を施し、フ
ォースコイルに供給すべき電流値を決定するとともに、
計量表示値はデジタルＰＩＤ演算結果（通常はＩ演算結
果）に基づいて決定する。
備えた電子天びんが提案されており、このデジタルサー
ボ機構を有する電子天びんにおいては、ビームの変位検
出結果をデジタル化してデジタルＰＩＤ演算を施し、フ
ォースコイルに供給すべき電流値を決定するとともに、
計量表示値はデジタルＰＩＤ演算結果（通常はＩ演算結
果）に基づいて決定する。
【０００５】ここで、天びんビームの回動変位は、通
常、互いに対向する発光素子と受光素子の間に天びんビ
ームの一端部を挿入し、受光素子の出力から検出する方
法が採用されている。より具体的には、例えば、天びん
ビームの一端部にスリットを形成するとともに、そのス
リットを挟んで１個の発光素子と２個の受光素子とを対
向させ、その２個の受光素子の出力を差動増幅すること
によって、天びんビームの刻々の回動位置を検出する。
このような光学的位置センサにおいては、発光素子の駆
動制御は定電源回路によってドライブする固定ドライブ
方式とするか、あるいは受光素子によって発光量を検知
し、その検知結果に基づいて発光素子の発光量を一定に
制御する光量制御方式が用いられている。
常、互いに対向する発光素子と受光素子の間に天びんビ
ームの一端部を挿入し、受光素子の出力から検出する方
法が採用されている。より具体的には、例えば、天びん
ビームの一端部にスリットを形成するとともに、そのス
リットを挟んで１個の発光素子と２個の受光素子とを対
向させ、その２個の受光素子の出力を差動増幅すること
によって、天びんビームの刻々の回動位置を検出する。
このような光学的位置センサにおいては、発光素子の駆
動制御は定電源回路によってドライブする固定ドライブ
方式とするか、あるいは受光素子によって発光量を検知
し、その検知結果に基づいて発光素子の発光量を一定に
制御する光量制御方式が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、天びんビー
ムの回動変位検出結果をデジタル化して取り込むデジタ
ルサーボ機構を備えた電子天びんにおいては、目標とす
る性能にもよるが、変位検出結果をデジタル化するため
のＡ−Ｄ変換器には１６ｂｉｔ以上の分解能が必要とな
る。すなわち、このＡ−Ｄ変換器の分解能が低いと、天
びんビームがある一定の範囲を越えて変位しなければそ
のデジタル変換値は量子化エラーの範囲内に止まり、Ｐ
ＩＤ入力は一義的なものとなる結果、ＰＩＤ出力も一義
的な値のみとなって、フォースコイルに流れる電流値も
一義的なものとなり、制御結果は特定の定在波が生じた
状態となる。このような状態では、ＰＩＤ出力をどのよ
うに平均化処理しても計量表示値が安定しない。
ムの回動変位検出結果をデジタル化して取り込むデジタ
ルサーボ機構を備えた電子天びんにおいては、目標とす
る性能にもよるが、変位検出結果をデジタル化するため
のＡ−Ｄ変換器には１６ｂｉｔ以上の分解能が必要とな
る。すなわち、このＡ−Ｄ変換器の分解能が低いと、天
びんビームがある一定の範囲を越えて変位しなければそ
のデジタル変換値は量子化エラーの範囲内に止まり、Ｐ
ＩＤ入力は一義的なものとなる結果、ＰＩＤ出力も一義
的な値のみとなって、フォースコイルに流れる電流値も
一義的なものとなり、制御結果は特定の定在波が生じた
状態となる。このような状態では、ＰＩＤ出力をどのよ
うに平均化処理しても計量表示値が安定しない。
【０００７】そして、以上のようなある程度以上の高い
分解能を持ち、しかも高速のＡ−Ｄ変換器は高価であ
り、従って高性能の電子天びんをデジタルサーボ機構に
よって構築しようとする場合、コストアップを余儀なく
されるという問題がある。ここで、Ａ−Ｄ変換値の分解
能を見掛け的に向上させる手段として、変位検出値をプ
リ増幅した後にＡ−Ｄ変換器に導くことが一般的に考え
られるが、この場合、その分ダイナミックレンジが低下
してしまうという問題が生じる。
分解能を持ち、しかも高速のＡ−Ｄ変換器は高価であ
り、従って高性能の電子天びんをデジタルサーボ機構に
よって構築しようとする場合、コストアップを余儀なく
されるという問題がある。ここで、Ａ−Ｄ変換値の分解
能を見掛け的に向上させる手段として、変位検出値をプ
リ増幅した後にＡ−Ｄ変換器に導くことが一般的に考え
られるが、この場合、その分ダイナミックレンジが低下
してしまうという問題が生じる。
【０００８】本発明の目的は、低い分解能のＡ−Ｄ変換
器を用いても、そのダイナミックレンジを低下させるこ
となく、実質的に高分解能のＡ−Ｄ変換器を用いた場合
と同等の結果を得ることができ、もって安価で高性能の
フルデジタルの電子天びんを提供することにある。
器を用いても、そのダイナミックレンジを低下させるこ
となく、実質的に高分解能のＡ−Ｄ変換器を用いた場合
と同等の結果を得ることができ、もって安価で高性能の
フルデジタルの電子天びんを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施の形態を表す図１，図２を参照しつつ
説明すると、本発明の電子天びんは、被測定荷重を負荷
するための皿１を支承し、かつ、電磁力発生装置３によ
り被測定荷重に対抗する電磁力が付与される天びんビー
ム２を備えるとともに、その天びんビーム２の回動変位
を、発光素子４１と受光素子４２ａ，４２ｂからなる光
学的位置センサ４で検出し、かつ、その検出結果をＡ−
Ｄ変換器５でデジタル化して、そのデジタル変位検出デ
ータを用いたデジタルＰＩＤ演算によって電磁力発生装
置３による発生電磁力を決定して、天びんビーム２を平
衡状態に制御するデジタルサーボ機構を備え、かつ、そ
のＰＩＤ演算結果に基づいて計量表示値を決定する電子
天びんにおいて、発光素子４１の駆動回路９が、当該発
光素子４１の発光量を所定の周波数で刻々と変化させる
ディザ付与手段９１を含んでいることによって特徴づけ
られる。
めの構成を、実施の形態を表す図１，図２を参照しつつ
説明すると、本発明の電子天びんは、被測定荷重を負荷
するための皿１を支承し、かつ、電磁力発生装置３によ
り被測定荷重に対抗する電磁力が付与される天びんビー
ム２を備えるとともに、その天びんビーム２の回動変位
を、発光素子４１と受光素子４２ａ，４２ｂからなる光
学的位置センサ４で検出し、かつ、その検出結果をＡ−
Ｄ変換器５でデジタル化して、そのデジタル変位検出デ
ータを用いたデジタルＰＩＤ演算によって電磁力発生装
置３による発生電磁力を決定して、天びんビーム２を平
衡状態に制御するデジタルサーボ機構を備え、かつ、そ
のＰＩＤ演算結果に基づいて計量表示値を決定する電子
天びんにおいて、発光素子４１の駆動回路９が、当該発
光素子４１の発光量を所定の周波数で刻々と変化させる
ディザ付与手段９１を含んでいることによって特徴づけ
られる。
【００１０】ここで、本発明においては、発光量に付与
すべきディザの波形、振幅および周波数は、それぞれ一
定としてもよいし、これらの全部もしくは任意の一つを
意図的に変化させるように制御してもよい。
すべきディザの波形、振幅および周波数は、それぞれ一
定としてもよいし、これらの全部もしくは任意の一つを
意図的に変化させるように制御してもよい。
【００１１】以上の本発明の構成において、発光素子４
１の発光量にディザが付与されると、受光素子４２ａ，
４２ｂの出力に基づく天びんビーム２の変位検出結果
は、その変位量（平衡状態からのずれ量）が一定であっ
ても発光量のディザに対応して刻々と変化し、Ａ−Ｄ変
換器５への出力が刻々と変化する。従って、そのＡ−Ｄ
変換器５からのデジタル変位検出データのＰＩＤ演算結
果も刻々と種々の値に変化し、Ａ−Ｄ変換分解能に起因
する特定の定在波が消滅するため、その演算結果を基に
これを平均化して求められる計量表示値はＡ−Ｄ変換器
５の分解能の影響を受けない安定したものとなる。な
お、この状態では、電磁力発生装置３による発生電磁力
が発光量のディザに呼応して刻々と変化し、結局、デジ
タルサーボ機構は天びんビーム２を揺らしつつ所定の平
衡状態に位置させるように動作することになるが、ディ
ザの波形、振幅並びに周波数を天びんメカニズムに応じ
て適宜に設定しておくことにより、あるいは、系の状況
に応じて適宜に制御することにより、特に問題とはなら
ない。
１の発光量にディザが付与されると、受光素子４２ａ，
４２ｂの出力に基づく天びんビーム２の変位検出結果
は、その変位量（平衡状態からのずれ量）が一定であっ
ても発光量のディザに対応して刻々と変化し、Ａ−Ｄ変
換器５への出力が刻々と変化する。従って、そのＡ−Ｄ
変換器５からのデジタル変位検出データのＰＩＤ演算結
果も刻々と種々の値に変化し、Ａ−Ｄ変換分解能に起因
する特定の定在波が消滅するため、その演算結果を基に
これを平均化して求められる計量表示値はＡ−Ｄ変換器
５の分解能の影響を受けない安定したものとなる。な
お、この状態では、電磁力発生装置３による発生電磁力
が発光量のディザに呼応して刻々と変化し、結局、デジ
タルサーボ機構は天びんビーム２を揺らしつつ所定の平
衡状態に位置させるように動作することになるが、ディ
ザの波形、振幅並びに周波数を天びんメカニズムに応じ
て適宜に設定しておくことにより、あるいは、系の状況
に応じて適宜に制御することにより、特に問題とはなら
ない。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の全体
構成図で、機械的構成を示す模式図と電気的構成を示す
ブロック図とを併記して示す図である。
構成図で、機械的構成を示す模式図と電気的構成を示す
ブロック図とを併記して示す図である。
【００１３】被測定荷重を負荷するための皿１は、支点
２１を中心として回動自在の天びんビーム２の一端部に
支承されている。天びんビーム２には、電磁力発生装置
３のフォースコイル３１が固着されている。電磁力発生
装置３は、磁気回路３２が作る静磁場中にフォースコイ
ル３１を可動に配置した構造を持ち、フォースコイル３
１に流れる電流の大きさに応じた電磁力を発生し、その
電磁力は、後述するように被測定荷重に抗して天びんビ
ーム２を平衡させるべく作用する。
２１を中心として回動自在の天びんビーム２の一端部に
支承されている。天びんビーム２には、電磁力発生装置
３のフォースコイル３１が固着されている。電磁力発生
装置３は、磁気回路３２が作る静磁場中にフォースコイ
ル３１を可動に配置した構造を持ち、フォースコイル３
１に流れる電流の大きさに応じた電磁力を発生し、その
電磁力は、後述するように被測定荷重に抗して天びんビ
ーム２を平衡させるべく作用する。
【００１４】天びんビーム２の回動変位は、その他端部
の先端に形成されたスリット２２の位置を光学的位置セ
ンサ４で刻々と検知することによって検出される。その
変位検出結果はＡ−Ｄ変換器５によってデジタル化され
た後、演算装置６に刻々と取り込まれる。演算装置６
は、実際にはマイクロコンピュータとその周辺機器によ
っで構成されているが、この図においてはそのＲＯＭに
書き込まれたプログラムに基づく主要な機能ごとにブロ
ック図で示しており、デジタル変位データにＰＩＤ演算
を施すＰＩＤ演算部６１と、そのＰＩＤ演算部６１から
の演算結果を用いて平均化処理等によって計量表示値を
決定する計量値演算部６２を備えている。計量値演算部
６２による演算結果は表示器７に表示される。また、Ｐ
ＩＤ演算部６１による演算結果に基づいて電磁力発生装
置３のフォースコイル３１に流れる電流の大きさが制御
され、これにより、天びんビーム２には皿１への作用荷
重に抗して当該ビーム２の回動変位を０とするための電
磁力が作用し、天びんビーム２は平衡位置にバランスす
る。この例においては、フォースコイル３１にはパルス
電流が流され、そのパルス電流のデューティがＰＩＤ演
算結果に基づいて変化するようになっている。
の先端に形成されたスリット２２の位置を光学的位置セ
ンサ４で刻々と検知することによって検出される。その
変位検出結果はＡ−Ｄ変換器５によってデジタル化され
た後、演算装置６に刻々と取り込まれる。演算装置６
は、実際にはマイクロコンピュータとその周辺機器によ
っで構成されているが、この図においてはそのＲＯＭに
書き込まれたプログラムに基づく主要な機能ごとにブロ
ック図で示しており、デジタル変位データにＰＩＤ演算
を施すＰＩＤ演算部６１と、そのＰＩＤ演算部６１から
の演算結果を用いて平均化処理等によって計量表示値を
決定する計量値演算部６２を備えている。計量値演算部
６２による演算結果は表示器７に表示される。また、Ｐ
ＩＤ演算部６１による演算結果に基づいて電磁力発生装
置３のフォースコイル３１に流れる電流の大きさが制御
され、これにより、天びんビーム２には皿１への作用荷
重に抗して当該ビーム２の回動変位を０とするための電
磁力が作用し、天びんビーム２は平衡位置にバランスす
る。この例においては、フォースコイル３１にはパルス
電流が流され、そのパルス電流のデューティがＰＩＤ演
算結果に基づいて変化するようになっている。
【００１５】すなわち、ＰＩＤ演算部６１からの演算結
果はパルス幅変調回路８１に導入され、一定の周波数を
持ち、かつ、ＰＩＤ演算結果に応じたデューティを持つ
パルス信号に変換される。このパルス信号はスイッチ８
２を駆動して、定電流源８３からの直流電流をチョッピ
ングし、これにより、フォースコイル３１には一定波高
値、一定周期で、かつそのデューティがＰＩＤ演算結果
に応じて変化するパルス電流が流される。
果はパルス幅変調回路８１に導入され、一定の周波数を
持ち、かつ、ＰＩＤ演算結果に応じたデューティを持つ
パルス信号に変換される。このパルス信号はスイッチ８
２を駆動して、定電流源８３からの直流電流をチョッピ
ングし、これにより、フォースコイル３１には一定波高
値、一定周期で、かつそのデューティがＰＩＤ演算結果
に応じて変化するパルス電流が流される。
【００１６】さて、光学的位置センサ４は、図２にその
発光ダイオードの駆動回路９とともに詳細構成図を示す
ように、１個の発光ダイオード４１と、２個のフォトダ
イオード４２ａ，４２ｂを主体として構成され、これら
は天びんビーム２の先端部に形成されたスリットを挟ん
で対向配置されている。各フォトダイオード４２ａ，４
２ｂの出力はそれぞれ増幅器４３ａ，４３ｂによって増
幅された後、差動増幅器４４により差動増幅され、その
刻々の差動増幅値が天びんビーム２の変位検出結果とし
てＡ−Ｄ変換器５に入力される。
発光ダイオードの駆動回路９とともに詳細構成図を示す
ように、１個の発光ダイオード４１と、２個のフォトダ
イオード４２ａ，４２ｂを主体として構成され、これら
は天びんビーム２の先端部に形成されたスリットを挟ん
で対向配置されている。各フォトダイオード４２ａ，４
２ｂの出力はそれぞれ増幅器４３ａ，４３ｂによって増
幅された後、差動増幅器４４により差動増幅され、その
刻々の差動増幅値が天びんビーム２の変位検出結果とし
てＡ−Ｄ変換器５に入力される。
【００１７】すなわち、２個のフォトダイオード４２
ａ，４２ｂはそれぞれの受光面が互いに隣接するように
配置され、発光ダイオード４１からの出力光は天びんビ
ーム２のスリット２２を介してその各受光面に入射す
る。スリット２２の中心が各フォトダイオード４２ａ，
４２ｂの各受光面の境界線上に位置している状態では、
各受光面への入射光量は等しく、従って各フォトダイオ
ード４２ａ，４２ｂの出力は互いに等しく、差動増幅器
４４の出力は０となる。その状態から天びんビーム２が
変位すると、各受光面への入射光量に差が生じ、これに
より各フォトダイオード４２ａ，４２ｂの出力に差が生
じて、差動増幅器４４はその変位の向きに応じた極性
で、かつ、変位の量に応じた大きさを持つ信号を出力す
る。
ａ，４２ｂはそれぞれの受光面が互いに隣接するように
配置され、発光ダイオード４１からの出力光は天びんビ
ーム２のスリット２２を介してその各受光面に入射す
る。スリット２２の中心が各フォトダイオード４２ａ，
４２ｂの各受光面の境界線上に位置している状態では、
各受光面への入射光量は等しく、従って各フォトダイオ
ード４２ａ，４２ｂの出力は互いに等しく、差動増幅器
４４の出力は０となる。その状態から天びんビーム２が
変位すると、各受光面への入射光量に差が生じ、これに
より各フォトダイオード４２ａ，４２ｂの出力に差が生
じて、差動増幅器４４はその変位の向きに応じた極性
で、かつ、変位の量に応じた大きさを持つ信号を出力す
る。
【００１８】発光ダイオード４１の駆動回路９は、発振
器９１と、その発振器９１からの電圧信号が抵抗を介し
てインバース入力に導入される増幅器９２と、この増幅
器９２からの出力がベースに供給され、かつ、エミッタ
が発光ダイオード４１に接続されたトランジスタ９３に
よって構成されており、発光ダイオード４１の駆動電流
は発振器９１の発振周波数に応じた周波数で変化し、こ
れによって発光ダイオード４１の発光量にディザが付与
される。なお、発光ダイオード４１のディザ以外の発光
量の変動は、２個のフォトダイオード４２ａ，４２ｂの
中点から増幅器９２に戻されるフィードバック回路によ
って抑制される。また、発振器９１の発振周波数は、例
えば１〜数ｋＨｚとされる。
器９１と、その発振器９１からの電圧信号が抵抗を介し
てインバース入力に導入される増幅器９２と、この増幅
器９２からの出力がベースに供給され、かつ、エミッタ
が発光ダイオード４１に接続されたトランジスタ９３に
よって構成されており、発光ダイオード４１の駆動電流
は発振器９１の発振周波数に応じた周波数で変化し、こ
れによって発光ダイオード４１の発光量にディザが付与
される。なお、発光ダイオード４１のディザ以外の発光
量の変動は、２個のフォトダイオード４２ａ，４２ｂの
中点から増幅器９２に戻されるフィードバック回路によ
って抑制される。また、発振器９１の発振周波数は、例
えば１〜数ｋＨｚとされる。
【００１９】以上の本発明の実施の形態によれば、発光
ダイオード４１の発光量にディザが付与されているた
め、天びんビーム２のスリット２２の位置が変化しなく
ても各フォトダイオード４２ａ，４２ｂへの入射光量が
刻々と変化する。
ダイオード４１の発光量にディザが付与されているた
め、天びんビーム２のスリット２２の位置が変化しなく
ても各フォトダイオード４２ａ，４２ｂへの入射光量が
刻々と変化する。
【００２０】各フォトダイオード４２ａ，４２ｂの出力
を差動入力とする差動増幅器４４の出力、つまり変位検
出値は、従って、天びんビーム２の変位が真の０である
場合を除いて、天びんビーム２の変位量が一定であって
もその値が刻々と変化し、Ａ−Ｄ変換器５への入力信号
が刻々と変化し、そのデジタル変換出力の値が種々に変
化する。これにより、ＰＩＤ演算部６１によるＰＩＤ出
力も経時的に種々の値に変化する結果、フォースコイル
４１に流れる電流の大きさが刻々と変化し、天びんビー
ム２はその変化に応じて揺れつつ、変位０の位置にバラ
ンスするように制御される。このとき、Ａ−Ｄ変換器５
として低分解能のものを用いていても、その出力が種々
に変化するために、その分解能に基づく特定の定在波は
解消されるから、計量値演算部６２においてＰＩＤ出力
に平均化処理を施す等によって算出される計量表示値は
癖のない滑らかな値となり、高分解能のＡ−Ｄ変換器を
用いた場合と同等の結果が得られる。
を差動入力とする差動増幅器４４の出力、つまり変位検
出値は、従って、天びんビーム２の変位が真の０である
場合を除いて、天びんビーム２の変位量が一定であって
もその値が刻々と変化し、Ａ−Ｄ変換器５への入力信号
が刻々と変化し、そのデジタル変換出力の値が種々に変
化する。これにより、ＰＩＤ演算部６１によるＰＩＤ出
力も経時的に種々の値に変化する結果、フォースコイル
４１に流れる電流の大きさが刻々と変化し、天びんビー
ム２はその変化に応じて揺れつつ、変位０の位置にバラ
ンスするように制御される。このとき、Ａ−Ｄ変換器５
として低分解能のものを用いていても、その出力が種々
に変化するために、その分解能に基づく特定の定在波は
解消されるから、計量値演算部６２においてＰＩＤ出力
に平均化処理を施す等によって算出される計量表示値は
癖のない滑らかな値となり、高分解能のＡ−Ｄ変換器を
用いた場合と同等の結果が得られる。
【００２１】なお、以上の実施の形態においては、発光
ダイオード４１の発光量に付与するディザは、一定の波
形、周波数および振幅とした例を示し、これらは天びん
メカニズムの特性に応じて適宜に設定しておくことで特
に問題は生じないが、この発光量のディザの波形、周波
数並びに振幅のいずれかまたは全部を、系の制御状況に
適応させて意図的に制御することにより、より良好な制
御を達成できるものと期待される。
ダイオード４１の発光量に付与するディザは、一定の波
形、周波数および振幅とした例を示し、これらは天びん
メカニズムの特性に応じて適宜に設定しておくことで特
に問題は生じないが、この発光量のディザの波形、周波
数並びに振幅のいずれかまたは全部を、系の制御状況に
適応させて意図的に制御することにより、より良好な制
御を達成できるものと期待される。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、天びん
ビームの変位を検出するための光学的位置センサの発光
素子の発光量にディザを付与して、変位検出値をデジタ
ル化するためのＡ−Ｄ変換器の分解能に基づく特定の定
在波が制御系内に生じることを防止しているから、この
Ａ−Ｄ変換器として低分解能のＡ−Ｄ変換器を用いて
も、そのダイナミックレンジを損なうことなく、実質的
に高分解能のＡ−Ｄ変換器を用いた場合と同等の性能を
持つデジタルサーボ方式の電子天びんを得ることがで
き、安価で高性能のフルデジタルの電子天びんが得られ
る。
ビームの変位を検出するための光学的位置センサの発光
素子の発光量にディザを付与して、変位検出値をデジタ
ル化するためのＡ−Ｄ変換器の分解能に基づく特定の定
在波が制御系内に生じることを防止しているから、この
Ａ−Ｄ変換器として低分解能のＡ−Ｄ変換器を用いて
も、そのダイナミックレンジを損なうことなく、実質的
に高分解能のＡ−Ｄ変換器を用いた場合と同等の性能を
持つデジタルサーボ方式の電子天びんを得ることがで
き、安価で高性能のフルデジタルの電子天びんが得られ
る。
【図１】本発明の実施の形態の全体構成図で、機械的構
成を示す模式図と電気的構成を示すブロック図とを併記
して示す図
成を示す模式図と電気的構成を示すブロック図とを併記
して示す図
【図２】その光学式位置センサ４並びにその発光ダイオ
ード４１の駆動回路９の詳細構成図
ード４１の駆動回路９の詳細構成図
１ 皿 ２ 天びんビーム ３ 電磁力発生装置 ３１ フォースコイル ４ 光学的位置センサ ４１ 発光ダイオード ４２ａ，４２ｂ フォトダイオード ４４ 差動増幅器 ５ Ａ−Ｄ変換器 ６ 演算装置 ６１ ＰＩＤ演算部 ６２ 計量値演算部 ８１ パルス幅変調回路 ８２ スイッチ ８３ 定電流源 ９ 発光ダイオードの駆動回路 ９１ 発振器 ９２ 増幅器 ９３ トランジスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定荷重を負荷するための皿を支承
し、かつ、電磁力発生装置により被測定荷重に対抗する
電磁力が付与される天びんビームを備えるとともに、そ
の天びんビームの回動変位を、発光素子と受光素子から
なる光学的位置センサで検出し、かつ、その検出結果を
Ａ−Ｄ変換器でデジタル化して、そのデジタル変位検出
データを用いたデジタルＰＩＤ演算によって電磁力発生
装置による発生電磁力を決定して、天びんビームを平衡
状態に制御するデジタルサーボ機構を備え、かつ、その
ＰＩＤ演算結果に基づいて計量表示値を決定する電子天
びんにおいて、上記発光素子の駆動回路が、当該発光素
子の発光量を所定の周波数で刻々と変化させるディザ付
与手段を含んでいることを特徴とする電子天びん。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31633196A JPH10160551A (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | 電子天びん |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31633196A JPH10160551A (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | 電子天びん |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160551A true JPH10160551A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18075943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31633196A Pending JPH10160551A (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | 電子天びん |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10160551A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011145177A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Shimadzu Corp | 電子天秤 |
| JP2012202936A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | 重量検知装置及びこれを備えた加熱調理器 |
| JP2013140143A (ja) * | 2011-12-30 | 2013-07-18 | Wipotec Wiege-Und Positionier-Systeme Gmbh | ブリッジ部材 |
| JP2017167124A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-09-21 | メトラー−トレド ゲーエムベーハー | 差動測定回路および力補償を備える秤 |
| CN110274672A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-24 | 深圳市杰曼科技股份有限公司 | 一种基于电磁力平衡原理的大量程称重装置及其方法 |
-
1996
- 1996-11-27 JP JP31633196A patent/JPH10160551A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011145177A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Shimadzu Corp | 電子天秤 |
| JP2012202936A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | 重量検知装置及びこれを備えた加熱調理器 |
| JP2013140143A (ja) * | 2011-12-30 | 2013-07-18 | Wipotec Wiege-Und Positionier-Systeme Gmbh | ブリッジ部材 |
| US9188475B2 (en) | 2011-12-30 | 2015-11-17 | Wipotec Wiege- Und Positioniersysteme Gmbh | Bridge element |
| JP2017167124A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-09-21 | メトラー−トレド ゲーエムベーハー | 差動測定回路および力補償を備える秤 |
| CN110274672A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-24 | 深圳市杰曼科技股份有限公司 | 一种基于电磁力平衡原理的大量程称重装置及其方法 |
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