JPS5852165B2 - Ａ−ｄ ヘンカンキニオケル ヨミトリイジヨウケンシユツホウシキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機械的な変位置を読取って電気信号に変換し、
上記変位置に対応した所定数のパルス信号を出力するよ
うにしたＡ−Ｄ変換器に於いて、読取り異常を検出する
ようにしたＡ−Ｄ変換器に於ける読取り異常検出方式に
関する。

最近は機械式秤に代って電子式秤が広く利用されており
、この電子式秤は被計量物の重量に対応する機械的な変
位置をＡ−Ｄ変換器により電気信号に変換しており、こ
の種の変換器はスリットチャートに機械的変位方向に沿
って多数のスリットを定間隔で形成するとともに、上記
スリットチャートと発光素子とを被計量物の重量に対応
して相対的に移動させ、上記発光素子より発する光が各
スリットを通過するごとにパルス信号を出力させて、上
記変換器より上記重量に対応した所定数のパルス信号を
出力し、このパルス信号を可逆カウンタで計数してデジ
タル式に重量を表示している。

上記のように、被計量物を電子式秤の皿にのせると、こ
の重量に対応してスリットチャートが変位し、このスリ
ットチャートの変位量を読取っているが、受光素子や波
形整形器等が故障したりすると、読取りに異常が生じ、
実際の重量と秤の重量表示値が異なり、正確な計量がで
きない場合があり、また、上記の読取り異常は初期の段
階ですみやかに検出する必要がある。

本発明は上記事情を改善するため（こなされたもので、
その目的とするところは、受光素子や波形整形器等が故
障したりして読取りに異常が生じた際には、零点付近を
通過した初期の段階ですみやかに異常を検出できるよう
にしたＡ−Ｄ変換器に於ける読取り異常検出方式を提供
しようとするものである。

以下、図面を参考にして計数方式のＡ−Ｄ変換器を備え
たデジタル式電子秤に応用した本発明の実施例を詳細に
説明する。

１はスリットチャートである。

スリットチャート１上には、各々が同一で且つ等間隔に
縦方向に設けられている位置検出用のスリット列Ａ （
Ａ□ 、 Ａ１”’Ａｎ 、 Ａ′１＋ ｌ’１２”・
Ａ！ｍ ） 、上記スリット列Ａと同様なスリット列Ｂ
（ＢＯ、Ｂｌ 、Ｂ２”’Ｂｎ 、 Ｂ’ｌ 、Ｂ’２
・・・Ｂ’ｍ）およびこれらスリット列Ａ、Ｈの機構
的な零点付近を検出させるための零点（付近）検出用ス
リットＣが夫々配設されている。

スリット列Ａおよびスリツト列Ｂの各スリットは、後述
するように（第３図・第４図参照）、そこから得られる
パルス信号を波形整形して得られる波形Ａ、Ｂが１／２
π の位相差を有するように互いにずらせて平行に配設
されている。

このように上記スリットチャート１を配することにより
、機構的なスリット間隔を実質的に縮少することができ
、したがってデジタル式電子秤の計量の基礎となるアナ
ログ的な変位量のより小さなものまでの検出が可能とな
る。

また上記スリットチャート１の零点（付近）検出用スリ
ットＣは機構的な零点Ｏに関して対称的に設けられ、そ
の大きさは上記スリット列Ａまたはスリット列Ｂの各ス
リットのほぼ２倍の大きさを有し、要は機構的な零点Ｏ
付近を検出させうる程度の大きさであればよい。

そしてこのスリットチャート１は秤本体内部で秤量部の
皿やスプリングを連結させている連結板（いずれも図示
省略）に固定されている。

また、スリットチャート１に関して一方の側には１個な
いし複数個の光源（図示省略）が設けられている。

上記光源から投射される光は、上記スリットチャート１
のスリットを通過して、スリットチャート１に関し上記
光源と反対側に設けられているフォトトランジスタなど
の光電素子で構成した受光部３，４．５に入射され、電
気信号に変換される。

即ち、スリットチャート１が移動するときの機構的な変
位量を、上記スリットチャート上のスリットを光が通過
するたびに上記受光部から出力される電気信号の変化量
として検出するものである。

このとき、受光部３，４は計数パルス検出器として、ま
た受光部５は零点付近パルス検出器としての作用をする
。

上記受光部３の出力信号は波形整形器１１．１３に入力
され、上記受光部４の出力信号は波形整形器１２．１４
に入力され、また上記受光部５の出力信号は波形整形器
１５に入力されている。

６，７，８，９，１０はともに基準電圧発生器で、これ
らの各出力電圧は上記波形整形器１５，１４，１３，１
２，１１にそれぞれこの順序で入力されている。

猶、上記基準電圧発生器８から出力される基準電圧の電
位は、基準電圧発生器１０から出力される基準電圧の電
位より高く、また同様に上記基準電圧発生器γから出力
される基準電圧の電位は基準電圧発生器９から出力され
る基準電圧の電位より高くしである。

いま上記各波形整形器１１，１２，１３゜１４．１５か
ら波形整形されて出力される出力波形をそれぞれ、波形
Ａ１波形Ｂ１波形Ａ申（図示省略）、波形Ｂｅ （図示
省略）、波形ＡＲＺと呼ぶと、上述した事情から、波形
Ａと波形ＡＩは同一の波高値を有するパルス波形である
が、波形Ａのパルス幅は波形Ａ中のそれより大きい。

また波形Ｂと波形Ｂ中は同様に同一の波高値を有するパ
ルス波形であるが、波形Ｂのパルス幅は波形Ｂ中のそれ
より大きくなる。

上記波形整形器１１゜１２から出力される上記波形Ａ、
Ｂ（以下これらをカウントパルスＡ、Ｂと呼称）はとも
に検出器１６に入力される。

この検出器１６は上記カウントパルスＡ、Ｈの検出およ
び後述する可逆カウンタ１７の内容をアップさせるかダ
ウンさせるかの判定を行うために、アップパルスおよび
ダウンパルスの検出を行うものである。

上記アップパルスおよびダウンパルスは次のようにして
作成される。

第３図のタイムチャートに見られるように、上記カウン
トパルスＡ、ＢをそれぞれＤ型フリップフロップなどの
遅延素子により１ビット分遅延させた波形を、波形ＡＤ
、波形ＢＤとすると上記アップパルスおよびダウンパル
スは次の論理式によるゲート回路の出力として得られる
。

上記アップパルスおよびダウンパルスは可逆カウンタ１
７のアップ端子およびダウン端子にそれぞれ入力するよ
うにされている。

したがって、上記検出器１６に上記カウントパルスＡ、
Ｂが入力されるごとに、同時に入力される上記アップパ
ルスまたはダウンパルスを判定して上記可逆カウンタ１
７の内容は更にアンプされたりダウンされたりする。

１８は表示装置で、上記可逆カウンタ１７によりカウン
タした内容、詰り、電子秤に於いては被計量物の重量等
が表示される。

波形整形器１３，１４．１５からは上述したようにそれ
ぞれ波形Ａ” 、Ｂ中 、ＡＲＺが出力されるが、これ
らはゲート回路で構成される零点検出器１９にともに入
力されて機構的な零点を与える出力波形（図示省略）を
得るようにされている。

猶上記零点を与える波形（以下波形Ｚまたは零点信号Ｚ
と呼ぶ。

）は次の論理式を組んだゲート回路の出力信号として得
られる。

機構的な零点出力信号（波形）Ｚ＝Ａ”・Ｂ申・ＡＲＺ
ところで一般に電源を投入したときなどには、機構的な
零点と電気的な零点（上記可逆カウンタ１７の内容）は
正確に一致しない。

したがって、上述のようにして零点検出器１９から機構
的な零点信号Ｚが得られたとき、その信号Ｚは上記可逆
カウンタ１７のリセット端子に入力されて可逆カウンタ
１７の内容を零にするとともに、上記表示装置１８の図
示しない零点表示ランプを点灯させるようにされている
。

これにより機構的な零点と電気的な零点（即ち上記可逆
カウンタ１７の内容零）が確実に一致し、しかもそれら
はともに上記表示装置１８の重量表示部や零点表示ラン
プに表示されて確認することができる。

なお、零点信号Ｚを得るために、波形Ａ、Ｂを用いず、
波形Ａ＊、Ｂ＊を用いている理由は次の通りである。

すなわち、第５図イル二は各々波形Ａ、ＡＩ、Ｂ。

Ｂｅを示す波形図であり、この図に示すように、波形Ａ
＊、Ｂ中のパルス幅は各々波形Ａ、Ｂのパルス幅より狭
くなっている。

（このことは前述した通りである。

）したがって、波形Ａ、Ｂおよび波形ＡＲＺを用いて零
点信号Ｚを作成した場合は、第５図示に示すように零点
信号Ｚ′のパルス幅が広くなってしまうのに対し、波形
ＡＩ、Ｂ＊、ＡＲＺを用いて零点信号Ｚを作成すれば、
第５図へに示すようにパルス幅の狭い、したがって、零
点Ｏ（第１図）により忠実に対応する零点信号Ｚを得る
ことができる。

２０は上記可逆カウンタ１７の内容が零になったとき出
力信号（以下ｚｅｒ ｏ信号と呼ぶ。

）を出力するようにされた零検出器で、上記可逆カウン
タ１７の出力を入力信号とし、上記ｚｅｒｏ信号を異常
検出回路３０の第１のアンドゲート回路２３（以下、ゲ
ート回路２３と呼ぶ。

）の一方の入力端子に入力されている。

上記ゲート回路２３の他方の入力端子には、上記波形整
形器１５からの出力信号（波形ＡＲＺ）が第１のインバ
ータ２１を介して入力され、ゲート回路２３の出力信号
はオアゲート回路２５（以下、ゲート回路２５と呼ぶ。

）に入力されている。２２はＤ型のフリップフロップ２
６をリセットさせるリセット信号を入力信号とする第２
のインバータで、その出力は第２のアンドゲート回路２
４（以下、ゲート回路２４と呼ぶ。

）の一方の入力端子に入力されてそのゲート回路２４を
規制している。

上記ゲート回路２４の出力はオアゲート回路２５を介し
て上記フリップフロップ２６に入力され、フリップフロ
ップ２６の出力信号は上記ゲート回路２４の他方の入力
端子に入力されて、上記リセット信号が出力されていな
いときフリップフロップ２６の内容を保持させるととも
に、その内容は異常信号として上記表示装置１８に入力
され図示しない、異常信号表示ランプを点灯させたりブ
ザーなどを駆動して警報音をださせるようにされている
０ 以上のような回路構成を有する上記本発明の実施例装置
の動作を次に説明する。

猶、第３図は本発明装置が正常に動作しているときの状
態を示すタイムチャートで、第４図は受光部３の読取り
素子ないしは波形整形器１１等が壊れて出力波形Ａがス
リットチャート１の移動とともに正常に変化せず状態“
１“になったままであるときの各部の動作を示すタイム
チャートである。

先ず本発明装置の各部が正常に動作しているときの動作
を説明すると、電源を投入したとき、前記スリットチャ
ート１の各スリットを通過した光は受光部３，４゜５に
それぞれ入射されてスリットチャート１の変位量に応じ
た数のパルス信号に変換され、波形整形器１１〜１５か
ら上述した各出力波形が出力されている。

そして前記カウントパルスＡ、Ｂを入力されている前記
検出器１６では、前記アップパルスないしはダウンパル
スの判定を行いながら上記カウントパルスＡ、Ｂを可逆
カウンタ１７に入力させてカウントさせ、上記可逆カウ
ンタ１７の内容は入力されるカウントパルスの数に応じ
て変化している。

また、上記可逆カウンタ１７の内容は表示装置１８に表
示されている。

このときスリットチャート１の零点検出用スリットを光
が一度通過すれば零点検出器１９からは前記零点信号Ｚ
が出力され、上記可逆カウンタ１７に入力されてその内
容を零にセットするとともに、表示装置１８にも入力さ
れて図示しない零点表示ランプを点灯させる。

このようにして機構的な零点と電気的な零点が一致し、
以後は正常な秤としての秤量動作が可能になる。

またこのとき、前記零検出器２０からは上記可逆カウン
タ１７の内容が零の間、上記ｚｅｒｏ信号が異常検出回
路３０の第１のアンドゲート回路２３に入力されている
。

然し乍ら第３図にみられるように、前記零点検出用スリ
ットＣ１詰り、波形整形器１５から出力される信号（波
形ＡＲＺ）は、上記可逆カウンタ１７の内容が零の期間
よりもなか（、はぼ上記可逆カウンタの内容がプラス２
になる付近まで同時に出力されて１の状態を保持するか
ら、第１のインバータ２１を介してこの期間、上記アン
ドゲート回路２３に“Ｏ“信号が入力され、上記ゲート
回路２３を規制している。

詰り波形ＡＲＺが出力されている間は上記フリップフロ
ップ２６に“１“の入力信号はなく、シたがってフリッ
プフロップ２６からの出力信号も出力されない。

また上記波形ＡＲＺが出力されなくなったとき、上記イ
ンバータ２１を介した出力は“１“ になるが、上記可
逆カウンタ１７の内容は既に零でなく、シたがって同様
に上記フリップフロップ２６からの出力はない。

勿論、リセット信号はインバータ２２に入力されていな
いから、ゲート回路２４，２５を介するホールド回路は
フリップフロップ２６の出力“Ｏ“を保持している。

したがって上記フリップフロップ２６からは何の異常信
号も出力されない。

次に第４図に示すタイムチャートを参考にして、受光部
３などに異常が発生し、電源投入時、カウントパルスＡ
が波形整形器１１から正常に出力されなくなったときの
動作を説明する。

このとき上記カウントパルスＡは”１″の状態のままで
何ら変化しない。

猶以下の説明では、電源投入後一度零点検出用スリット
Ｃから零点が検出され、したがって零点検出器１９から
零点信号Ｚが出力されて可逆カウンタの内容が零にセッ
トされている時点から説明をはじめる。

このように可逆カウンタの内容が零であるから上記零検
出器２０からＺｅｒ。

信号がゲート回路２３に出力されているが、同時に波形
整形器１５から出力波形ＡＲＺも出力され、インバータ
２１を介して上記ゲート回路２３を規制し、したがって
フリップフロップ２６はリセット状態にあり、異常信号
はまだ出力されていない。

次に第３図の正常な場合のように、上記可逆カウンタ１
７の内容が増力口する方向（以下、プラス方向と呼ぶ。

）にスリットチャート１が移動するとき、第４図のよう
に波形Ａが変化しないと、検出器１６では先ずダウンパ
ルスが検出され、その結果カウントパルスＢを可逆カウ
ンタ１７がカウントしてその内容はＯから−１に変化す
る。

これと同時に零検出器２０から上記Ｚｅｒｏ信号は出力
されなくなり、上記ゲート回路２３の出力は“０“の状
態のままで同様に上記フリップフロップ２６から異常信
号は出力されない。

ところで上述のように上記可逆カウンタ１７の内容が−
１に変化後まもなく上記出力波形ＡＲＺは出力されず“
０“に変化する。

この時点でインバータ２１の出力は”１“の状態になり
ゲート回路２３に入力されている。

そして上記スリットチャート１，２が更にプラス方向に
移動すると、次には第４図にみられるようにアップパル
スが出力され、第２番目の上記カウントパルスＢが上記
可逆カウンタ１７でカウントされてその内容は−１から
０に変化する。

すると同時に零検出器２０から上記可逆カウンタ１７の
内容零を検出してＺｅｒｏ信号をゲート回路２３の一方
の端子に入力される。

前述したように、波形整形器１５からはもう出力信号Ａ
ＲＺが出力されていないから、ゲート回路２３は規制を
解かれてその出力は“１“の状態になり、この出力“１
“はフリップフロップ２６にオアゲート回路２５を介し
て入力され、フリップフロップ２６をセット状態にする
。

したがって次にフリップフロップ２６に入力されるクロ
ックパルス、φＸによりフリップフロップ２６はセット
出力信号“１“を出力し、即ち異常信号を出力し、表示
装置１８に入力される。

またこの異常信号はアンドゲート回路２４、オアゲート
回路２６のホールド回路により保持され、したがって表
示装置１８では、上記リセット信号がインバータ２２、
アンドゲート回路２４、オアゲート回路２５を介してフ
リップフロップ２６に入力され、フリップフロップがリ
セットされるまで異常表示ランプを点灯させたりする。

上記説明から分かるように、波形整形器１１からの出力
波形Ａが正常に出力されなくなったときには、上記可逆
カウンタ１７の内容はＯ→−１→Ｏ・・・を繰返すから
、波形整形器１５から出力波形ＡＲＺが出力されなくな
った後で且つ上記可逆カウンタ１γの内容が零であると
きに直ちに上記フリップフロップ２６から異常信号が出
力される。

上記異常状態とは逆に波形Ａが正常に出力され、波形Ｂ
が異常になった場合を同様に考察すれば、上記可逆カウ
ンタ１７の内容は０→１→Ｏ・・・を繰返すほかは事情
は上述したことと全く同様である。

また、波形Ａ１波形Ｂがともに異常になったときには勿
論可逆カウンタ１７の内容は零で変化せず、このときに
は、波形ＡＲＺが出力されなくなった時点で直ちにフリ
ップフロップ２６はセット状態にされ、次に入力される
クロックパルスφＸでセット出力、即ち異常信号が出力
される。

上記説明では出力波形Ａまたは出力波形Ｂは電源投入時
に既に異常である場合につき説明したが、零点検出用ス
リットＣからの出力信号ＡＲＺが出力されている期間に
上記出力波形Ａ、Ｂが異常になっても事情は何ら変らな
い。

また上記説明では特に計数方式のＡ−Ｄ変換器を備えた
電子秤について説明したが、勿論他の種々の装置にも応
用可能であり、要は本発明の主旨を外れない範囲内で種
々変形可能である。

以上詳細に説明したように、本発明は計数方式のＡ−Ｄ
変換器に於いて、位置検出用のスリットを多数設けられ
たスリットチャート上に、機構的な零点付近を検出させ
る零点検出用スリットを別に設け、受光素子などが破壊
されて正常なカウントパルスが出力されなくなり、この
結果、上記機構的な零点付近以外で可逆カウンタの内容
が零になれば直ちに異常信号を出力させるようにしたか
ら、Ａ−Ｄ変換器の故障が早目に且つ確実に発見でき、
また異常検出回路の構成も極めて簡単であるなど種々の
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は位置検出用スリットおよび零点検出用スリット
を配設されたスリットチャート上における各スリットの
相互的な位置関係を示す図、第２図は本発明の一実施例
の全体的な構成を示す回路系統図、第３図は本発明装置
の正常な動作を示すタイムチャート、第４図は異常が発
生したときの本発明装置の動作を示すタイムチャート、
第５図イルへは第２図における零点信号Ｚを説明するた
めの波形図である。 １・・・・・・スリットチャート、Ａ、Ｂ・・・・・・
位置検出用スリット列、Ｃ・・・・・・零点検出用スリ
ット、１７・・・・・・可逆カウンタ〇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スリットチャートにゴ定間隔て形成された多数の位
   置検出用スリットを光が通過するごとに得られるパルス
   信号を可逆カウンタにより計数するとともに、上記各位
   置検出用スリットの零点付近に零点付近検出用スリット
   を配設し、上記零点付近検出用スリットを光が通過した
   ときに機構的な零点を検出して上記可逆カウンタをリセ
   ットするように構成されたＡ−Ｄ変換器において、上記
   零点付近検出用スリットを光が通過しなくなったことを
   検出する検出手段と、上記可逆カウンタの内容が零の場
   合に検出信号を出力する零検出器と、上記検出手段およ
   び零検出器の各出力の論理積をとるアンド回路とを設け
   、上記アンド回路の出力に基づいて読取り異常を検出す
   ることを特徴とするＡ−Ｄ変換器に於ける読取り異常検
   出方式。