[其他]稱重裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87103316
• 申請日: 1987-05-06
• 公開（公告）號: CN87103316A
• 公開（公告）日: 1987-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山中正美
• 申請（專利權(quán)）人: 大和制衡株式會社
• 主分類號: G01G23/37
• 分類號: G01G23/37
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 馮庚瑄

本發(fā)明涉及到一種稱重裝置;特別是這樣的稱重裝置，由加載的稱量器（weigher）所產(chǎn)生的重量信號開始振動地變化，并且這個(gè)振動的周期與稱量器上的載荷呈函數(shù)關(guān)系。

日本公開發(fā)表的專利公報(bào)第55-1578號披露出一種稱重裝置，它用作臺式數(shù)字天平或市場上用的秤。如圖4所示，在這種裝置中，物品2被稱量器1稱重。稱量器1包括一個(gè)象電阻測力計(jì)或是力平衡式的重量傳感器，并產(chǎn)生一個(gè)代表物品2重量的模擬電信號。這一信號經(jīng)放大器3放大，并被時(shí)間積分模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器21轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，該數(shù)字信號在數(shù)字顯示器22上顯示為重量數(shù)值。

模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器21用來在特定的時(shí)間區(qū)間T內(nèi)對從放大器3來的模擬信號積分，并把積分結(jié)果除以時(shí)間T，以得到數(shù)字值。通常稱量器1包括一個(gè)象彈簧這樣的彈性振動系統(tǒng)，當(dāng)稱量器開始加載時(shí)，即產(chǎn)生一個(gè)振動著的重量指示信號，并且其振動的周期是隨著稱量器1上的物品2的重量而變化的。因此，上述特定的積分時(shí)間對振動周期的比值也隨著物品2的重量而變化，這就會產(chǎn)生出所不希望的測量誤差。

更具體地說，假設(shè)稱量器1的振動是正弦式的，這樣，從放大器3輸出的模擬電信號e可以按下式給出：

e＝W+asinωt，ω＝2π/τ

其中，W是物品2的重量，a是振動的振幅，τ是振動周期，如圖2所示。這樣，從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器21所得出的積分和平均信號包括了如下的誤差E：

E＝ (a)/(T) ∫^Tsinωt·dt

從圖2中也可以明顯看出，當(dāng)積分在to時(shí)刻開始時(shí)，對于T值等于振動周期τ或者是τ的整數(shù)倍情況，在如t₁、t₂和t₃的時(shí)間點(diǎn)處，這一誤差值為零，然而當(dāng)T為其它值時(shí)，誤差值并不等于零。當(dāng)如先有技術(shù)的裝置中積分時(shí)間T是固定時(shí)，那么誤差E為零的幾率是很小的。因此，在先有技術(shù)的裝置中，必須在一個(gè)如圖3中B所示的時(shí)間區(qū)間進(jìn)行積分，此處振動已基本上衰減完畢;而要避免在A所示的振動區(qū)間積分。這就導(dǎo)致了先有技術(shù)裝置稱重操作耗費(fèi)時(shí)間的缺點(diǎn)。

因此，本發(fā)明的目的是解決上述在先有技術(shù)的時(shí)間積分模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出量中存在剩余誤差E的問題。

根據(jù)本發(fā)明，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括對于現(xiàn)有的物品重量敏感的裝置，以計(jì)算出一個(gè)等于稱量器的固有振動周期或者是該周期的整數(shù)倍的時(shí)間區(qū)間;還包括用等于所計(jì)算出的時(shí)間區(qū)間作為積分區(qū)間對來自稱量器的重量信號積分的裝置。因此，即使在圖3的振動區(qū)間A中上述的誤差E也總是等于零，這樣就可能在最短的時(shí)間內(nèi)獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

圖1是表示本發(fā)明稱重裝置的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。

圖2和圖3是為了有助于解釋本發(fā)明而畫出的波形圖。

圖4是表示先有技術(shù)稱重裝置電路結(jié)構(gòu)的方框圖。

現(xiàn)在，參照圖1描述根據(jù)本發(fā)明的稱重裝置的一個(gè)實(shí)施例。在圖中，稱量器1和放大器3與圖4中表示的先有技術(shù)的相應(yīng)部件是相同的。可以把稱量器1的振動系統(tǒng)看作是具有彈性常數(shù)K的機(jī)械彈簧，在彈簧上懸掛有重量為m的稱重吊架，吊架上載有重量為Mx的物品，其振動周期τ可以按下式求得：

τ=2π(m+Mx)/k ·g]]>

其中g(shù)為重力加速度。

放大器3的輸出加到積分器4上，積分器4用來在預(yù)先整定的時(shí)間區(qū)間T內(nèi)將模擬輸入信號e積分。本發(fā)明的特征是：整定時(shí)間T，使其等于根據(jù)現(xiàn)有的被測重量Mx按上面公式計(jì)算出的周期τ或τ的整數(shù)倍的值。積分結(jié)果加到除法器5上，并除以按下面敘述的方法所計(jì)算的時(shí)間T。除法器5的平均輸出加到重量發(fā)生器6上，后者用于實(shí)現(xiàn)重量校正并進(jìn)行其他適當(dāng)?shù)奶幚矶贸鯩x的值，再由顯示器7將Mx值顯示出來。

運(yùn)算單元8根據(jù)重量發(fā)生器6輸出的Mx的值計(jì)算出積分區(qū)間T。如前所述，T值等于nτ（n＝1，2，…）。計(jì)算值T經(jīng)延遲傳輸線9適當(dāng)延遲后加到積分器4和除法器5上。

在操作開始時(shí)，當(dāng)使稱量器1卸載時(shí)，運(yùn)算單元8根據(jù)上述公式計(jì)算出Mx＝0時(shí)的T值，即T₀＝2nπm/k ·g]]>。當(dāng)?shù)谝淮伟阎亓繛镸₁的物品放到稱量器1上時(shí)，這個(gè)T₀值用作在部件4和部件5中進(jìn)行平均處理。因而，當(dāng)?shù)谝淮畏Q量時(shí)，由于Mx的不一致性就會產(chǎn)生一個(gè)誤差。但是當(dāng)?shù)诙螠y量物品的重量M₂時(shí)，用等于T₁的T值來計(jì)算平均值：T₁＝2nπ(m+M1)/k ·g]]>。因此，只要M₁和M₂的值相差不是十分懸殊，可能產(chǎn)生的誤差就會很小。與此類似，每次隨后的測量都是用根據(jù)前一次測量的物品重量按上述公式計(jì)算出的T值來完成的。