JPS5851208B2 - 電磁平衡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ソレノイドを有する電磁平衡装置に関し、
特にこのソレノイドの温度変化によって検出値に誤差が
生ずるのを補償した電磁平衡装置に関するものである。

この発明による電磁平衡装置について説明する前に、従
来の電磁平衡装置について簡単に説明する。

第１図において、計量皿２に被計量物４を載せると、天
秤６は不平衡になり、差動トランス８の鉄心１０の位置
が変る。

この鉄心１０の変位によって、交流電源１２によって励
磁されている該差動トランス８は上記変位の大きさに比
例した大きさの出力電圧を発生する。

この出力電圧は整流器１４で整流され、増幅器１６を経
て電磁平衡装置２０のソレノイド２２に供給される。

ソレノイド２２は被計量物４の重量Ｗに釣合った力Ｆで
永久磁石２４を吸引し、天秤６を平衡状態に復帰させる
。

平衡状態において、ソレノイド２２に供給される電流■
ば、被計量物４の重量Ｗに比例しているので、電流■を
測定することによって、被計量物４の重量を検出するこ
とができる。

この電磁平衡装置において、ソレノイド２２に供給され
る電流■によって、ソレノイド２２は、発熱する。

今、ソレノイド２２の直流抵抗値をＲとすると、発熱量
Ｗは、 Ｗ＝ＩＲ で表わされる。

第３図に、電流対発熱量のグラフを示す。

ここで、ＩｍａＸは、天秤２に計量可能な最大荷重が載
置されたとき、天秤２を平衡させるためにソレノイド２
２に供給される電流である。

第３図からもわかるように、ソレノイド２２の発熱量は
、荷重Ｗにしたがって０から■ ２ ＲまでａＸ 大きく変化する。

ところで、永久磁石２４は、温度が上昇すると、その磁
力が減少する性質を有し、この永久磁石２４は、第１図
に示すように、ソレノイド２２内に配置されている。

今、大きな荷重Ｗが天秤２にかかると平衡させるために
ソレノイド２２に大きな電流が供給される。

するとソレノイド２２が発熱し、永久磁石２４の温度が
大きく上昇し、その磁力は大きく減少する。

このような状態では、平衡状態がくずれており、再び平
衡状態にするために、ソレノイド２２に供給される電流
■は、増加される。

この電磁平衡装置では、この電流■を測定して荷重Ｗを
検出しているので、検出結果には大きな誤差が生じてい
た。

この発明は、電磁平衡装置が正確な検出が行えるように
、電流■の変化にもかかわらず永久磁石の温度を略々一
定に保ち、磁力の変化を少なくする温度補償装置を提供
することを、目的とする。

以下、この発明を第４図乃至第７図に示す２つの実施例
に基いて説明する。

第４図は第１の実施例で、２６は直流抵抗値がＲのソレ
ノイド、２８はソレノイド２６内に配置された永久磁石
、３０は演算増幅器、３２はコイル状の発熱体である。

発熱体３２は永久磁石の付近に設けられており、材質は
銅その他の金属体であり、その直流抵抗値はＲである。

発熱体３２の巻き方は、無誘導巻きである。

ソレノイド２６の一端は、抵抗値Ｒの抵抗器３４を介し
て、接地されている。

また、ソレノイド２６の一端は、抵抗値ｒ、の抵抗器３
６を介して、演算増幅器３０の非反転入力端子に接続さ
れている。

ここで、抵抗値ｒ１と抵抗値Ｒの間には、Ｒ＜ ｒ １
の関係が成立する。

ソレノイド２６には、第１図の増幅器１６の出力が供給
される。

演算増幅器３０の非反転入力端子には、抵抗値ｒ１の抵
抗器３Ｂを介して、−ｅ２の電圧が供給される。

ｅ２はｅ ２ ” Ｒ１■ｍ ａＸ の値である。

演算増幅器３０の反転入力端子は、抵抗値ＶＲの可変抵
抗器４０を介して、接地されており、さらに、発熱体３
２の一端にも接続されている。

演算増幅器３０の出力端子は、電流増幅器４２を介して
、発熱体３２の他端に接続されている。

この電磁平衡装置では、発熱体３２の発生する熱とソレ
ノイド２６の発する熱とによって、永久磁石２８の温度
を略々一定に保つものである。

今、発熱体３２の発する熱量を求めるために、発熱体を
流れる電流■１を求める。

演算増幅器３０の反転入力端子と非反転入力端子釜々に
印加されている電圧は等しいので、 となる。

ただし、ｅｌは抵抗器３４両端の電圧である。

よって■１はとなる。

ｅｌの値は、荷重がＯから最大荷重まで変化するとき、
ソレノイド２６を流れる電流■が０から■ｍａｘまで変
化するので、０からＲ１■ｍａｘまで変化する。

これによって、１１はＩ＝Ｏのとき となる。

可変抵抗器４０の値をとなるように調整すれば （１） ？ （２）式より と表わせる。

一方、この回路は線形とみなすことができるので、上記
の理由によって、ソレノイド２６を流れる電流■と発熱
体３２を流れる電流■１の綿体値の和は、 と表わすことができる。

よって、ソレノイド２６と発熱体３２にそれぞれ電流Ｉ
、 １１が流れることによって発生するジュール熱Ｗ
１．Ｗ２ハ、であり、ソレノイド２６と発熱体３２は、
略々同一の場所にあり、永久磁石２Ｂに同一の熱効果を
与えるので、発熱量は、（３）式と（４）式の和となり
、となる。

これをグラフに描くと、第５図となる。第３図と第５図
を比較すれば、発熱体３２を取付けた第５図の方が、発
熱量の変化が小さく、荷重によって電流が変化しても、
温度変化を小さく保つことができるので、検出結果の誤
差を小さくできる。

第６図は、第２の実施例で、第１の実施例に、スイッチ
４４ 、４６、抵抗器４８、演算増幅器５０を設けたも
のである。

スイッチ４４は、ソレノイド２６と抵抗器３６間に接続
されており、スイツチ４６と抵抗器４Ｂの直列回路は、
演算増幅器３０の非反転入力端子と大地間に接続されて
いる。

抵抗器４８の値ばｒ１／３ である。演算増幅器５０の
反転入力端子は、抵抗器５２を介して、ソレノイド２６
の一端に結合されており、非反転入力端子には、抵抗器
５４を介して、ｅ２／２ の電圧が供給されている。

演算増幅器５０は、その出力Ｇで、スイッチ４４，４６
を開閉するものである。

ソレノイド２６を流れる電流を■とし、 Ｒ（＜ｒｌ、 ｒ３ 、 ｒ。

が成立するように各抵抗器の値を選ぶと、ｅ１＝Ｒ１■
・・・・・・（６） となる。

また、ｅ２を第１の実施例と同様に、■の最大値を■ｍ
ａｘとすると、ｅ２は ｅ２＝Ｒ１■ｍａｘ ・・・・・・（
７）となる。

スイッチ４４．４６の開閉力、演算増幅器５０の出力
Ｇ＜Ｏで スイッチ４４ ＯＮ１スイッチ４５ ＯＦＦを満足
するように構成すれば、発熱体３２を流れる電流を■１
とすると、 が成立するように可変抵抗器４０を調整すれば、（８）
式は、 （９）式は となる。

よって、 ソレノイ ド２６の発熱も含めた発熱量 Ｗば （ｔｏＬαυ式をグラフに表わしたものが、第７図であ
る。

第３図の発熱体のないものと比較して、第７図の場合は
、永久磁石２８への発熱量の変化が小さく、荷重によっ
て電流が変化しても、温度変化を小さく保つことができ
るので、検出結果の誤差を小さくできる。

なお、上記２つの実施例において、発熱体は金属製のコ
イル状のものを示したが、一般に電流を流すことによっ
て発熱可能な物質であればよく、コイルの形状をとる必
要もない。

また、発熱体の設置場所も、ソレノイド内に限らず、永
久磁石とソレノイド間の空間、または、永久磁石の表面
や内部であってもよい。

以上のように、この電磁平衡装置では、永久磁石の温度
が略々一定に保たれるので、検出結果の誤差を小さくで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電磁平衡装置の概略構成図、第２図は第
１図に示す電磁平衡装置の結線図、第３図は第１図に示
す電磁平衡装置の電流の変化に対する発熱量の変化を示
す図、第４図はこの発明の第１の実施例の結線図、第５
図は第１の実施例における電流の変化に対する発熱量の
変化を示す図、第６図はこの発明の第２の実施例の結線
図、第７図は第２の実施例における電流の変化に対する
発熱量の変化を示す図である。 ２６・・・・・・ソレノイド、２８・・・・・・永久磁
石、３０・・・・・・演算増幅器、３２・・・・・・発
熱体、４２・・・・・・電流増幅器、４４，４６・・・
・・・スイッチ、５０・・・・・・演算増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 計量部およびこの計量部に被計量物が載置されたと
   きに生ずる上記計量部の不平衡の大きさを検出する不平
   衡検出部に連繋して使用される電磁平衡装置であって、
   上記不平衡検出部から上記不平衡の大きさに比例する大
   きさの電流が供給されるソレノイドと、このソレノイド
   内に配置され上記計量部を平衡位置に復帰させる磁性体
   と、この磁性体の近辺に配置された発熱体と、上記ソレ
   ノイドの発熱量と上記発熱体の発熱量の和とを略々一定
   に保つ回路とからなる電磁平衡装置。