[發明專利]電子秤

無效

• 申請號: 90107579.5
• 申請日: 1990-07-31
• 公開（公告）號: CN1029028C
• 公開（公告）日: 1995-06-21
• 發明（設計）人: 河本晟
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: G01G7/02
• 分類號: G01G7/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 鄒光新

本發明涉及精密電子秤，特別是那樣包含有帶有可產生一個與被稱量物體重量相平衡的力的電磁力轉換器的伺服系統的電子秤。

在這種電子秤中，電磁力轉換器或是在穩定的直流電流下或是在脈沖電流下進行工作，且當伺服系統進入并保持在其平衡狀態時，由它提供給力轉換器的“平衡電流”決定著被稱物體的重量。如果該平衡電流是穩定的直流電流，則其電流值與物體重量值相對應;如果該平衡電流是脈沖電流，則物體重量可由占空系數或脈沖寬度給出。

若使用穩定的直流電流，因為測量是通過對電流值的數字化處理而實現的，故對電流的精密測量需要有高分辨力AD轉換系統。但是，高分辨力AD轉換系統的使用，不僅會提高秤的價格，而且往往還使秤完成其一個重量測量的操作時間相對較長。而且，整個伺服系統必須要在長時間內保持非常好的穩定，以滿足測量需要。

若力轉換器是在脈沖電流驅動下運行，則脈沖的占空系數將隨對重量的平衡狀態而變化，并將通過測量可給出占空系數的脈沖寬度來測定物體的重量。這一測量是通過對包含在與該脈沖寬度相同的時間間隔內的時鐘脈沖數進行計數而實現的。在這種情況下，脈沖電流的周期必須保持為2毫秒或是更短的時間，以避免秤發生振動。若使用30MHz的時鐘脈沖，則時鐘脈沖在這一脈沖寬度內可計數的數目的最大限定為60，000（16位二進制數位），因而難于獲得高分辨精度的稱量值。這一可計數的最大數目還相當于現有的商業計數器的集成電路的容量。盡管，比如說，已公開的日本專利No54-48277中已提出了克服、由對時鐘脈沖計數的限制所產生的缺點的方法，但由于該申請所公開的技術包含有積分處理技術，從而使得秤的結構更為復雜。

現有的另一種改進的方法是，采用伺服系統以進行微調，并采用一個系列脈沖電流源以產生其脈沖寬度彼此不連續的若干個脈沖電流。物體的重量先由上述若干脈沖電流中的一個近似進行平衡，其重量的差額然后再通過伺服系統進行精細修正。這種方法也有一個缺點，即在稱量過程中，比如說，在稱量某些物品時，若施加在秤上的重量負載發生連續地或突然地變化時，則由于伺服系統中的PID控制回路的響應特性，可能會產生暫時性的對脈沖電流的錯誤選擇，進而往往使秤發生過擺（Overswing），使重量值的顯示有較大波動。

本發明的目的之一是提供一種與常規電子秤相比在響應速度及分辨能力兩方面均有所改進的電子秤。

本發明的另一個目的是改進電子秤的結構，使其可顯示重量值，可保持穩定，并可以抗外界干擾。

為實現上述目的，本發明電子秤中的伺服系統具有一個電磁力轉換器，后者可在具有不同高度和占空系數的一系列脈沖電流的作用下運行。這些不同的脈沖電流的值與被稱物體的總重量值的各個部分相對應。而且，對其重量值的顯示可設計的，它僅根據作為伺服機構一部分的PID控制回路的積分回路部分的輸出值進行顯示。

下面參照附圖對本發明作進一步詳細說明。

圖1示出了本發明的方塊結構圖。

圖2示出了可用于本發明的AD轉換器。

圖3（a）、3（b）示出了重量值顯示板的兩個實例。

圖4示出了本發明另一實施例的部分結構。

圖5示出了本發明另一不同的實施例的部分結構。

圖6示出了PID回路的特征曲線圖。

圖7示出了適用于本發明各實施例的一部分回路的改進回路。

圖8（a）、8（b）、8（c）示出了稱重盤位移傳感器。