JPS5967424A - 荷重変換器 - Google Patents
荷重変換器Info
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- JPS5967424A JPS5967424A JP17883782A JP17883782A JPS5967424A JP S5967424 A JPS5967424 A JP S5967424A JP 17883782 A JP17883782 A JP 17883782A JP 17883782 A JP17883782 A JP 17883782A JP S5967424 A JPS5967424 A JP S5967424A
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- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 2
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- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
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- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- 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
- G01G3/1412—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being parallelogram shaped
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は荷重変換器に関する。
計軍器等の荷重変換器においては、荷重センサの誤差や
変動がし１１１定値に直接影響するため、その特性およ
び精変の改善、向上は重要な課題である。
変動がし１１１定値に直接影響するため、その特性およ
び精変の改善、向上は重要な課題である。
荷重センサとしては歪ケ゛−ノを用いたものが知られて
おり、この方式によれば被計量物の荷重を一端に固定し
た起歪体に加え、この起歪体表面に発生する歪を測定し
、重量値に変換して表示するようにしている。第１図、
第２図は従来の起歪体の構成例を示したものでそれぞれ
上面図、正面図、および各位置における歪量を２］くし
ている。第１図は金属ブロックに穴あけ加工をして起翁
体を構成したロードセル型荷重変換器で、第２図は１対
の板状ビームと１対のステイによす起歪体を構成した安
価型のものであり、いずれも一方向の偏置誤差を解消す
べく、いわゆるロバ−パル機構を構成している。また、
歪ゲージの接着部分は検出感度を上げるために薄肉ある
いは狭小にして断面係数を小さくシ、発生歪を犬として
いる。
おり、この方式によれば被計量物の荷重を一端に固定し
た起歪体に加え、この起歪体表面に発生する歪を測定し
、重量値に変換して表示するようにしている。第１図、
第２図は従来の起歪体の構成例を示したものでそれぞれ
上面図、正面図、および各位置における歪量を２］くし
ている。第１図は金属ブロックに穴あけ加工をして起翁
体を構成したロードセル型荷重変換器で、第２図は１対
の板状ビームと１対のステイによす起歪体を構成した安
価型のものであり、いずれも一方向の偏置誤差を解消す
べく、いわゆるロバ−パル機構を構成している。また、
歪ゲージの接着部分は検出感度を上げるために薄肉ある
いは狭小にして断面係数を小さくシ、発生歪を犬として
いる。
さて、上記従来の荷重変換器はかように構成されるもの
であるが、第１図、第２図からも明らかなように歪ゲー
ジの重合部（接着部分）に発生する歪は一様でなく（位
置によって変化する）、また本来不必要な部分、例えば
歪ゲージのリードｆｆＩＪｎＡ末処理部までもが歪の影
響をうけ、検出の！Ｉｆ度に悪影響を及ぼしていた。更
に、荷重変換器を平行四辺形に形成・維持している固定
端部（ねじ固定、溶接）に集中荷重を発生する可能性が
大であシ、荷重変換器の繰返し性、再現性、直線性を悪
化させ、検出精度を悪くするという欠点があった。
であるが、第１図、第２図からも明らかなように歪ゲー
ジの重合部（接着部分）に発生する歪は一様でなく（位
置によって変化する）、また本来不必要な部分、例えば
歪ゲージのリードｆｆＩＪｎＡ末処理部までもが歪の影
響をうけ、検出の！Ｉｆ度に悪影響を及ぼしていた。更
に、荷重変換器を平行四辺形に形成・維持している固定
端部（ねじ固定、溶接）に集中荷重を発生する可能性が
大であシ、荷重変換器の繰返し性、再現性、直線性を悪
化させ、検出精度を悪くするという欠点があった。
本発明はこれらの点に鑑み提案されたものであシ、荷重
変換器の起歪体を構成するビームに改良を加えることに
よυ従来の欠点を除去し、更に荷重変換器として機能的
な構成をとり、精度の高い構成簡易な荷重変換器を提供
することを目的とする。
変換器の起歪体を構成するビームに改良を加えることに
よυ従来の欠点を除去し、更に荷重変換器として機能的
な構成をとり、精度の高い構成簡易な荷重変換器を提供
することを目的とする。
第３図は本発明との対比のために示した改良前のビーム
形状と、その歪の分布の関係である。
形状と、その歪の分布の関係である。
実際の起歪体はここで示すビームを２枚対向させ、１対
のスティで両端部を結合することにょ多構成される。第
３図において、ａ、ｂは歪ゲージを示しているが、この
種のビームにおいては歪ゲージの接着部分において発生
する歪は一様でなく、中心部から端部へ遠去かるほど歪
が大となっている。また、歪ゲージの接着部分の周囲も
連続的に歪が発生しているため、歪ゲージのリード線端
末処理部に対しても歪の影響が現れてしまう。
のスティで両端部を結合することにょ多構成される。第
３図において、ａ、ｂは歪ゲージを示しているが、この
種のビームにおいては歪ゲージの接着部分において発生
する歪は一様でなく、中心部から端部へ遠去かるほど歪
が大となっている。また、歪ゲージの接着部分の周囲も
連続的に歪が発生しているため、歪ゲージのリード線端
末処理部に対しても歪の影響が現れてしまう。
そこで、本発明では上記従来の欠点を除去するため、第
４図に示す如く歪ゲージの重合部（接着部分）にテーパ
状の挟小部を左右および前後対称の位置に設けている。
４図に示す如く歪ゲージの重合部（接着部分）にテーパ
状の挟小部を左右および前後対称の位置に設けている。
このチー・ぐの傾きは歪ゲージの接着部分において発生
する歪が一様になるように、すなわち位ｔｅｌによる曲
げモーメントの変化を相殺するように選ばれ、かつ固定
Ａ１部の集中荷重を起こすことなく感度を向上させるた
めに一定の切り込みが入れられている。なお、チー・母
の形状を具体的に記せば固定端部側；荷動端部方向に狭
くしたケースや形状 荷重端部側；固定端部方向に狭くしたテーパ形状となる
。
する歪が一様になるように、すなわち位ｔｅｌによる曲
げモーメントの変化を相殺するように選ばれ、かつ固定
Ａ１部の集中荷重を起こすことなく感度を向上させるた
めに一定の切り込みが入れられている。なお、チー・母
の形状を具体的に記せば固定端部側；荷動端部方向に狭
くしたケースや形状 荷重端部側；固定端部方向に狭くしたテーパ形状となる
。
しかして、この改良によれば、歪ゲージの受感部全面に
一様な歪が生じるため検出精度が向上し、また歪ケ゛−
ジの接着部分以外では発生歪が十分小さいため、リード
線端末処理部等への影響も大幅に供減できる。一方、第
３図に示した如き従来のビーム構成においては、検出感
度を上げるには固定端部への集中荷重を考慮しなければ
ならなかったが、本発明によれば固定端部寸前の最大歪
と同等もしくはそれ以上の歪を歪ゲージに与えることが
可能であり、逆に、いえば同じ検出感度に対し固定端部
の集中荷重を低下させることが可能であシ、荷重変換器
としての繰りνし性、再現性、直線性を向上することが
できる。
一様な歪が生じるため検出精度が向上し、また歪ケ゛−
ジの接着部分以外では発生歪が十分小さいため、リード
線端末処理部等への影響も大幅に供減できる。一方、第
３図に示した如き従来のビーム構成においては、検出感
度を上げるには固定端部への集中荷重を考慮しなければ
ならなかったが、本発明によれば固定端部寸前の最大歪
と同等もしくはそれ以上の歪を歪ゲージに与えることが
可能であり、逆に、いえば同じ検出感度に対し固定端部
の集中荷重を低下させることが可能であシ、荷重変換器
としての繰りνし性、再現性、直線性を向上することが
できる。
次に第５図に示すのは本発明の荷重変換器を内部に備え
たハカリの断面図であり、ハヵリとしての表示素子およ
びそのだめの回路部分については省略しである。また、
第６図は第５図の要部を斜視図で示したものであり、同
一部分には同一符号を付しである。第５図において１は
上皿であり、載置された被計計物が外部へこぼれ落ちな
いように四部形状となっている。２は荷重受板で、上皿
１下部の爪部により上皿１と連結されている。この荷重
受板２は載１ξされる破計量物に抗して充分な強度を有
する１質（例えば了（・、ｈ）および形状寸法となって
おシ、その下端部はストッパー８と対向し、過大荷重が
加わった際に起歪体に赤火荷重を伝えないよう構成され
ている。次いで、ステ性３，４．ビーム５゜６は起１１
５体を構成し、平行四辺形状のいわゆるロバ−ハル、機
構を構成している。ステイ３，４は同一形状のものであ
υ、両端部がともに屈曲されており、その端部にビーム
５．６がネジにより誦ｉ結され、更にステイ３は前記荷
重受板２に、ステイ４はケース本体の一部である固定端
７に取り付けられている。なお、スティ３，４は荷重受
板２と同様に荷重に対し充分な強度を有するものである
。一方、ビーム６の向上には歪電気変換素子としての歪
ケ゛−ジ１２ａ、］、２ｂが接着剤により貼り付けられ
ており、そのリード線は回路基板９へと導かれている。
たハカリの断面図であり、ハヵリとしての表示素子およ
びそのだめの回路部分については省略しである。また、
第６図は第５図の要部を斜視図で示したものであり、同
一部分には同一符号を付しである。第５図において１は
上皿であり、載置された被計計物が外部へこぼれ落ちな
いように四部形状となっている。２は荷重受板で、上皿
１下部の爪部により上皿１と連結されている。この荷重
受板２は載１ξされる破計量物に抗して充分な強度を有
する１質（例えば了（・、ｈ）および形状寸法となって
おシ、その下端部はストッパー８と対向し、過大荷重が
加わった際に起歪体に赤火荷重を伝えないよう構成され
ている。次いで、ステ性３，４．ビーム５゜６は起１１
５体を構成し、平行四辺形状のいわゆるロバ−ハル、機
構を構成している。ステイ３，４は同一形状のものであ
υ、両端部がともに屈曲されており、その端部にビーム
５．６がネジにより誦ｉ結され、更にステイ３は前記荷
重受板２に、ステイ４はケース本体の一部である固定端
７に取り付けられている。なお、スティ３，４は荷重受
板２と同様に荷重に対し充分な強度を有するものである
。一方、ビーム６の向上には歪電気変換素子としての歪
ケ゛−ジ１２ａ、］、２ｂが接着剤により貼り付けられ
ており、そのリード線は回路基板９へと導かれている。
また、ＩＯはケース本体を、１１はゴム足を示している
。なお、スティ３，４とビーム５，６との結合部分、お
よびステイ３，４と荷重受板２、固定端７との結合部分
のズレは荷重変換器の誤差やヒステリシスを生ずる原因
となるため、ズレなく結合されていなければならない。
。なお、スティ３，４とビーム５，６との結合部分、お
よびステイ３，４と荷重受板２、固定端７との結合部分
のズレは荷重変換器の誤差やヒステリシスを生ずる原因
となるため、ズレなく結合されていなければならない。
第７図は回路部分の構成をブロック図にて小したもので
、歪の検出から重量値の表示までを行っている。第７図
において、Ｄはブリッジ回路で、その２辺には前述した
歪ゲージ１２ａ、１２ｂが含１れており、ブリッジ両端
には平衡調整回路Ｂを介してブリッジ電源Ａから測定用
の交流電圧が与えられている。なお、歪ゲージ１．２ａ
、１．２ｂは温度補償を行うために第８図の如くビーム
の表裏に夫々接着されることが望ましい。同様にして４
個の歪ケ゛−ジを使用することも可能であり、その場合
の配置を第９図（イ）、第１０図（イ）に、更にその際
のブリッジ回路りの配線を第９図（ロ）、第１０図（ロ
）に夫々示す。なお、歪ゲージをビームの両側辺に夫々
設けているのは第６図中、Ｙ方向の偏置誤差を相殺する
ためである。第７図に戻つて他の構成を説明すると、ブ
リッジ回路りの偏差出力は増幅器Ｅ１位相分別器Ｆ、Ｖ
ｏ変ＪｉＡ器Ｇ１演算・処理回路Ｈ１表示回路Ｉをｌ１
ｌｌ’ｉ次介して表示素子Ｊへ接続されている。なお、
位相分別器Ｆは歪信号によシ振幅変調されたブリッジの
出力電圧から歪の正負を考慮して歪信号を再生するもの
である。
、歪の検出から重量値の表示までを行っている。第７図
において、Ｄはブリッジ回路で、その２辺には前述した
歪ゲージ１２ａ、１２ｂが含１れており、ブリッジ両端
には平衡調整回路Ｂを介してブリッジ電源Ａから測定用
の交流電圧が与えられている。なお、歪ゲージ１．２ａ
、１．２ｂは温度補償を行うために第８図の如くビーム
の表裏に夫々接着されることが望ましい。同様にして４
個の歪ケ゛−ジを使用することも可能であり、その場合
の配置を第９図（イ）、第１０図（イ）に、更にその際
のブリッジ回路りの配線を第９図（ロ）、第１０図（ロ
）に夫々示す。なお、歪ゲージをビームの両側辺に夫々
設けているのは第６図中、Ｙ方向の偏置誤差を相殺する
ためである。第７図に戻つて他の構成を説明すると、ブ
リッジ回路りの偏差出力は増幅器Ｅ１位相分別器Ｆ、Ｖ
ｏ変ＪｉＡ器Ｇ１演算・処理回路Ｈ１表示回路Ｉをｌ１
ｌｌ’ｉ次介して表示素子Ｊへ接続されている。なお、
位相分別器Ｆは歪信号によシ振幅変調されたブリッジの
出力電圧から歪の正負を考慮して歪信号を再生するもの
である。
次に上記ハカリ全体の動作を説明すると、上１１１１に
載置された被言」景物の荷重は上皿１→荷重受板２→ス
テイ３へと伝達され、ビーム５゜６はたわみを生じ、ビ
ーム表面には荷重に比例した歪が発生する。そして、こ
の歪はビーム６の表裏に夫々設けられた歪ケ゛−ジ１２
ａ、１２ｂＶＣ抵抗変化をもたらし、ブリッジ回路りに
荷重に比例した振幅を有する偏差電圧を発生する。この
偏差電圧は増幅器Ｅによシ適当なレベルまで増幅された
後、位相分別器Ｆにより歪を表わす直流信号に変換され
る。すなわち、歪の正・負によりブリッジ回路りからは
同相もしくは反転した振幅変調の信号が出力されるため
、位相分別器Ｆではこの位相も考１びに入れて歪信号を
再生している。Ａ／Ｄ変換器Ｇではアナログ信号である
歪信号をｒソタル信号に変換し、後続の演ｑ、・処理回
路Ｈによって対応する重量値をａ−出し、表示回路工を
介して表示素子Ｊにより重量値の表示を行う。なお、ハ
カリとしては、上皿ｌの載置場所による誤差、すなわち
偏置誤差が問題となるが、起歪体の長手方向（Ｘ方向）
の偏置誤差はロバ−パル機構により吸収され、またそれ
と直角のＹ方向についてはビームの両側辺に歪ケ゛−ノ
を配しであるため平均化されて出力に影響を方えること
はない。
載置された被言」景物の荷重は上皿１→荷重受板２→ス
テイ３へと伝達され、ビーム５゜６はたわみを生じ、ビ
ーム表面には荷重に比例した歪が発生する。そして、こ
の歪はビーム６の表裏に夫々設けられた歪ケ゛−ジ１２
ａ、１２ｂＶＣ抵抗変化をもたらし、ブリッジ回路りに
荷重に比例した振幅を有する偏差電圧を発生する。この
偏差電圧は増幅器Ｅによシ適当なレベルまで増幅された
後、位相分別器Ｆにより歪を表わす直流信号に変換され
る。すなわち、歪の正・負によりブリッジ回路りからは
同相もしくは反転した振幅変調の信号が出力されるため
、位相分別器Ｆではこの位相も考１びに入れて歪信号を
再生している。Ａ／Ｄ変換器Ｇではアナログ信号である
歪信号をｒソタル信号に変換し、後続の演ｑ、・処理回
路Ｈによって対応する重量値をａ−出し、表示回路工を
介して表示素子Ｊにより重量値の表示を行う。なお、ハ
カリとしては、上皿ｌの載置場所による誤差、すなわち
偏置誤差が問題となるが、起歪体の長手方向（Ｘ方向）
の偏置誤差はロバ−パル機構により吸収され、またそれ
と直角のＹ方向についてはビームの両側辺に歪ケ゛−ノ
を配しであるため平均化されて出力に影響を方えること
はない。
以上のように本発明にあっては、１対のビームと１対の
ステイによりロバ−パル機構を構成する起歪体を備え、
被計量物の荷重を一端を固定した前記起歪体に加え、該
起歪体表面に発生する歪を歪ゲージによシ検出して荷重
を測定する荷重変換器において、前記ビームの歪ゲージ
取付部分にテーパ状の挟小部を設け、歪ケ゛−ノの接着
部における発生歪を最大かつ一様とじたので、歪ケ゛−
ジの検出精度の向上、リード純端末処理部の影響の除去
、および起歪体固定部の集中荷重の低減を図ることがで
き、構成簡易にしてね度の高い荷重変換器を提供すると
とができる。
ステイによりロバ−パル機構を構成する起歪体を備え、
被計量物の荷重を一端を固定した前記起歪体に加え、該
起歪体表面に発生する歪を歪ゲージによシ検出して荷重
を測定する荷重変換器において、前記ビームの歪ゲージ
取付部分にテーパ状の挟小部を設け、歪ケ゛−ノの接着
部における発生歪を最大かつ一様とじたので、歪ケ゛−
ジの検出精度の向上、リード純端末処理部の影響の除去
、および起歪体固定部の集中荷重の低減を図ることがで
き、構成簡易にしてね度の高い荷重変換器を提供すると
とができる。
第１Ｉ！￥ｌおよび第２図は従来の起歪体構造図、第２
３図および第４図は本発明の説明図、第５図乃至第１０
図は本発明の荷重変換器を適用したハカリの構成を示す
図である。 １・・・上皿、２・・−荷重受＋Ｌ３，４・・・スティ
、５ 、６−・・ビーム、７・・・固定ｆａ、１２ａ、
１２ｂ −歪ゲージ。 出 願 人 松下電工株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第７図 第９図 手続？■正書（自発） 昭和５８年 １月１３日 特−１庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願 第１７８８３７号２、発明の
名称 荷重変換器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 （５８３）松下電工株式会社４、代 理
人 〒１６０ 住 所 東京都新宿区西新宿７丁目１０番１３号
第２ミゾタビルディング７階 電話（０３１３６５−１９８２番 一７＼ ゛パ） 謬身 ５、補正の対象 （１）明ｌｌｌ１書の「図面の簡単な説明」の欄（２）
図面 ６、補正の内容 （１）別紙のとおり （２）第１図ないし第４図を別紙の如く補正する。 １、明細書第１０頁第７行乃至第８行目に「第１図〜説
明図」とあるのをｒ第１図および第２図は夫々従来の起
歪体の構造図を示し、各図の（イ）は平面図、同じく（
ロ）は正面図、同じく（ハ）はビーム上の歪の分布を示
す図、第３図および第４図は本発明実施以前のビーム形
状と本発明のビーム形状とを示し、各図の（イ）は平面
図、同じく（ロ）は正面図、同じく（ハ）はビーム上の
歪の分布を示す図ｊと訂正する。 第１図 （ハ） 第２図 （ハ） 第３図 （ロ） ａ 第４図 （イ） （ロ） （ハ）
３図および第４図は本発明の説明図、第５図乃至第１０
図は本発明の荷重変換器を適用したハカリの構成を示す
図である。 １・・・上皿、２・・−荷重受＋Ｌ３，４・・・スティ
、５ 、６−・・ビーム、７・・・固定ｆａ、１２ａ、
１２ｂ −歪ゲージ。 出 願 人 松下電工株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第７図 第９図 手続？■正書（自発） 昭和５８年 １月１３日 特−１庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願 第１７８８３７号２、発明の
名称 荷重変換器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 （５８３）松下電工株式会社４、代 理
人 〒１６０ 住 所 東京都新宿区西新宿７丁目１０番１３号
第２ミゾタビルディング７階 電話（０３１３６５−１９８２番 一７＼ ゛パ） 謬身 ５、補正の対象 （１）明ｌｌｌ１書の「図面の簡単な説明」の欄（２）
図面 ６、補正の内容 （１）別紙のとおり （２）第１図ないし第４図を別紙の如く補正する。 １、明細書第１０頁第７行乃至第８行目に「第１図〜説
明図」とあるのをｒ第１図および第２図は夫々従来の起
歪体の構造図を示し、各図の（イ）は平面図、同じく（
ロ）は正面図、同じく（ハ）はビーム上の歪の分布を示
す図、第３図および第４図は本発明実施以前のビーム形
状と本発明のビーム形状とを示し、各図の（イ）は平面
図、同じく（ロ）は正面図、同じく（ハ）はビーム上の
歪の分布を示す図ｊと訂正する。 第１図 （ハ） 第２図 （ハ） 第３図 （ロ） ａ 第４図 （イ） （ロ） （ハ）
Claims (1)
- １対のビームと１対のヌテイによシロバーパル機構を構
成する起歪体を備え、被側量物の荷重を一端を固定した
ｒａｉｌ記起歪体に加え、該起歪体表面に発生する歪を
歪ケ゛−ノにより検出して荷重を測定する荷重変換器に
おいて、曲記ビームの歪ゲージ取付部分にチーＡ状の挟
小部を設け、歪ゲージの接着部における発生歪を最大か
つ一様としたことを特徴とする荷重変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17883782A JPS5967424A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 荷重変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17883782A JPS5967424A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 荷重変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967424A true JPS5967424A (ja) | 1984-04-17 |
Family
ID=16055526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17883782A Pending JPS5967424A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 荷重変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5967424A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144325A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | Ishida Scales Mfg Co Ltd | ロ−ドセル式電子秤の荷重検出装置 |
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