專利名稱:具有多量程負載傳感器的稱重儀的制作方法
本發(fā)明涉及一種具有多量程負載傳感器的稱重儀，此稱重儀利用了多個具有不同稱重范圍和不同最小測量單位的負載傳感器來高精度地在寬范圍內(nèi)稱重。
利用多個具有不同稱重范圍和不同最小測量單位的負載傳感器來在寬范圍內(nèi)稱重的稱重儀已為大家所熟知，比如，其中的一種已經(jīng)在專利號為4，037，675的美國專利中被披露了。所披露的稱重儀包括一個低量程負載傳感器和一個高量程負載傳感器，這兩個負載傳感器按先后次序的關系裝在一個盤上，因此，測量值可得自兩個負載傳感器中的任一個。但是，在低量程傳感器和高量程傳感器稱重范圍之間的區(qū)域或接近這一區(qū)域的數(shù)據(jù)沒有明確的確定標準。實際上，數(shù)據(jù)是任意地從高量程負載傳感器或低量程負載傳感器隨機取得的。結果，測量的穩(wěn)定性變差了。
本發(fā)明的第一個目的是要提供一具有多量程負載傳感器的稱重儀，其中，測得的值是參照在低量程負載傳感器的高精度稱重范圍內(nèi)的一個稱重值來確定的。
本發(fā)明的第二個目的是要提供一種同時也可用來作為計數(shù)儀的、具有多量程負載傳感器的稱重儀。
本發(fā)明的第三個目的是要提供一種具有多量程負載傳感器的稱重儀，此稱重儀具有稱重儀的功能和計數(shù)儀的功能，而第二種功能只要簡單地操作一個轉換開關就能轉換成第一種功能。
圖1是部分以方框圖形式表示的、一個垂直剖視的側視圖，它圖示了一個根據(jù)本發(fā)明的實施例而來的具有多量程負載傳感器的稱重儀;
圖2是整個電子載料儀的立體圖;
圖3是說明圖2中的電子載料儀的一般工作情況的流程圖。
圖4是說明包括在圖3程序中的數(shù)據(jù)輸入順序流程圖。
本發(fā)明的一個實施例將參照附圖加以描述。首先參考圖2，圖中示出了一個電子載料儀的整個外貌。以數(shù)號1所表示的電子載料儀通常包括一個測量物件重量的稱重部分2和一個設置在其中的記錄單打印機。電子載料儀還有著一個記錄單輸出窗口3，以輸出由記錄單打印機印出來的記錄單。操作面板4設置在電子載料儀1的上部，面板上有著各種電鍵和開關，例如有十個電鍵5和一個顯示重量、單價以及價格的顯示器6。
此處，稱重部分2被制成如圖1所示的、具有多量程負載傳感器的稱重儀。參閱圖1，具有多量程負載傳感器的稱重儀包括一個由高強度材料板制成的基座7以及多個按裝在基座7下面的腳8，稱重儀就借助于這些腳安放在地面上。高量程負載傳感器9安裝在基座7的橫向中心線上，傳感器9的固定部分10固定在基座7上。高量程負載傳感器9的結構在此不作詳述，它包括一個具有四個可變形的薄壁部分11的平行四邊形的負載傳感器體12，和粘附在負載傳感體12的可變形薄壁部分11上的應變片13。上基座15被固定在高量程負載傳感器9承受負載的部分14上，而低量程負載傳感器16的固定部分17被固定在上基座15的另一端。低量程負載傳感器16和高量程負載傳感器9的結構相似。此處，高量程負載傳感器9和低量程負載傳感器16都設置在基座7的橫向中心線上。托盤架19安裝在按上述方式安裝的低量程負載傳感器16承受負載的部分18上，而托盤20放在托盤架19上。托盤20的中心與基座7的中心一致。中央處理單元(CPU)27分別通過一對放大器21和22，一對模數(shù)轉換器23和24以及一對開關25和26，與高、低量程負載傳感器電氣連接。CPU 27控制開關25和26，使之交替接通，CPU還連接到顯示器6以及外聯(lián)用的接口28。
操作面板4上設置的各種電鍵，例如“電源/零”鍵29，“去除包裝重量”鍵30，“清除”鍵31，“磅(LBS)”鍵32，以及“計數(shù)”鍵33也都與CPU 27相連接。
現(xiàn)將描述具有上述結構的多量程負載稱重儀的稱重部分2的基本稱重過程。基本上，要稱重的物品是放在托盤20上，以測量它的重量的，根據(jù)當時所放的負載的重量，交替地使用高量程負載傳感器9和低量程負載傳感器16。尤其低量程負載傳感器16具有高精度稱重范圍的稱重特性，在此稱重范圍中，在負載是低值時可以得到精確的稱重值;高量程負載傳感器9具有高負載范圍的稱重特性，在此范圍中，在負載為高值時可以得到精確的稱重值。因此，可以根據(jù)負載的重量來有選擇地使用負載傳感器9或16。在這樣一個稱重過程中，當負載加于托盤20時，低量程負載傳感器16和高量程負載傳感器9兩者均產(chǎn)生變形，以便互相獨立地輸出電信號。兩個電信號被放大器21和22所放大，然后這兩個模擬電信號被模擬數(shù)字轉換器23和24分別轉換為數(shù)字信號，并送到CPU 27。至此，基于CPU 27中的信息，來決定采用兩個電信號中的哪一個，此兩電信號是根據(jù)當時所加的負載，由高量程負載傳感器9和低量程負載傳感器16分別測得的;并按照這一決定來選通開關25和26中的一個。隨后，在顯示器6的顯示部分顯示出稱重測量的結果。依賴于存儲在CPU 27內(nèi)的信息，根據(jù)負載的大小在顯示器6上自動地確定這一顯示的合適位置。
現(xiàn)在將參考圖3的流程表，對具有上述結構的本實施例的作用，作一一般性的描述。首先，此系統(tǒng)被初始化，初始化包括顯示筆段的校驗、作為測量參考的零點的設定以及包裝重量的扣除，然后將物件或測量對象稱重并輸入測得的數(shù)據(jù)。在通常情況下，“計數(shù)”鍵33和“磅(LBS)”鍵32是不按下的，從而稱重測量的結果是以千克(Kg)為單位顯示出來的。在這種情況下，從輕的物品到重的物品的寬的稱重測量范圍內(nèi)可以實現(xiàn)高精度的稱重。同時，在這樣的一種測量過程中，如果按下“計數(shù)”鍵33，則本實施例將允許此儀器當作計數(shù)儀來使用。把此設備當作計數(shù)儀來使用的操作方法將在后文描述。由此，因為如上所述，所用的具有多量程負載傳感器的稱重儀有著高精度寬范圍的稱重功能，并提供有作為計數(shù)儀使用的功能，所以具有多量程負載傳感器的稱重儀可以用作為廉價、高可靠的計數(shù)儀來大量生產(chǎn)并能在寬范圍內(nèi)高精度地稱重。
同時，把此設備象上面所述那樣作為稱重儀來使用時，如果按下“磅(LBS)”鍵32，則測得的重量將以磅(LBS)或盎司(OZ)為單位顯示出來。這對于按照原始設計只能顯示以千克或以磅為單位的重量的常用的稱重儀來說是一種改進。換句話說，假如一個以千克為單位顯示的值，打算要以磅或盎司為單位來顯示，就必須要經(jīng)過轉換計算。相反地，根據(jù)本實施例，測得的結果能夠按從千克或磅的單位中選擇出的所希單位來顯示。此處，以盎司為單位的顯示將在多種量程內(nèi)被完成，舉例列表如下
0-5磅→每分度(graduation)0.05盎司，
5-20磅→每分度 0.2盎司，
20磅以上→每分度 0.5盎司。
附帶地說，以千克為重量單位正在世界范圍內(nèi)被普遍地應用，而磅或盎司卻用得愈來愈少?？紤]到這一趨勢，在本實施例中，測量結果基本上是以千克為單位進行顯示的，而只有當“磅(LBS)”鍵32被按下時，才允許以磅或盎司為單位來顯示，但是這種顯示只是暫時的，舉例來說，只維持幾秒鐘，在這段時間過去后，即自動地恢復以千克為單位的顯示。然而，因為有時操作者想要在顯示磅或盎司單位期間能較早地看到以千克為單位的顯示，所以根據(jù)本實施例，甚至在幾秒鐘的時間過去之前，只要按下“清除”鍵31，就可立即恢復以千克為單位的顯示。
要注意的是以磅或盎司為單位的顯示并不涉及到把以千克為單位顯示的那一時刻的數(shù)據(jù)轉換成以磅或盎司為單位的數(shù)據(jù)，而以磅或盎司為單位的重量顯示數(shù)據(jù)在測重期間要隨著重量的變化而變化。
現(xiàn)將描述各種作用中的每一種操作步驟的實例。
A.用作稱重儀
A-1 正常工作


首先，在步驟1中按下“電源/零”鍵29，結果，利用字形8和0的閃爍來校驗顯示器6的顯示筆段，然后，在步驟2中進入顯示出0.000的初始化顯示狀態(tài)。在此狀態(tài)下就可進行稱重，假如在步驟3中把一打算要稱重的物品或物件置于托盤20上，則此物品的重量就會以千克為單位顯示出來，例如0.893千克。然后，如果在步驟4中把此物品從托盤20上取走，則恢復到顯示0.000的初始化狀態(tài)。依靠高精度的低量程負載傳感器所測得的值來決定顯示零輸出的標準，從而保證了儀器的高精度。因此，當打算使用一由高量程負載傳感器9所測得的值時，先要把高和低量程傳感器9和16測得的值相互進行比較，才能定出是否把高量程傳感器9測得的值轉換成顯示值。
這一操作包括在圖3的“數(shù)據(jù)輸入”步驟內(nèi)，而其內(nèi)容將參考圖4進行描述。首先，從低量程負載傳感器16取得數(shù)據(jù)并判斷它是否小于2.5千克。如果等于或小于2.5千克，則采用低量程負載傳感器16測得的數(shù)據(jù)。但是，相反地，如果此值大于2.5千克，則采用從高量程負載傳感器9所測得的值。照此方式，高量程負載傳感器9的高精度稱重范圍就被設置了一個參考值或標準。因此，在高量程負載傳感器9的高精度稱重范圍與高量程負載傳感器9的高負載稱重范圍之間的交界處或其鄰近，以低量程負載傳感器16的高精度稱重范圍內(nèi)測得的數(shù)據(jù)為準。這樣就保證了數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性。
A-2 零點設置

當在初始化狀態(tài)下的顯示是如步驟5中所示的那樣不為零時，則在步驟6中按下“電源/零”鍵29，以進行處理并執(zhí)行零偏(Going off)顯示，完成置零操作。在置零操作完成后，在步驟7中按下“電源/零”鍵29，結果，在校驗完顯示筆段后，到達步驟8中所示的初始化狀態(tài)，允許隨后進行稱重測量。
A-3 包裝重量的扣除


首先，在步驟9中示出了一個初始化條件。然后，在步驟10中，假如把一容器放在托盤20上，則此容器的重量被顯示，例如0.456千克。然后，假如“包裝重量扣除”鍵30在步驟11中被按下，則顯示改變成0.000，并且在完成指示顯示的重量是凈重值的“凈重”顯示(net indication)的同時，此容器的重量被存儲在存儲器內(nèi)。隨后在步驟12中，如果把容器從托盤20上取走，此容器的重量就被減去，而出現(xiàn)一個負的顯示-0.456。這使得有可能測量凈重，并加上“零”(zero)和“凈重”顯示(net indication)，至此，如果在步驟13中把一打算稱重的物品與容器一起放于托盤20上，則顯示出扣除容器重量后物品的凈重，例如1，500千克。此后，如果在步驟14中把物品和容器均從托盤20上取走，就恢復到初始狀態(tài)。
A-4 以磅和盎司為單位的顯示


步驟15顯示一初始化狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，有可能進行上述正常工作下的稱重測量。如果在步驟16中一個打算稱重的物品被放在托盤20上，則物品的重量以千克為單位顯示出來，例如4.535千克。至此，如果在步驟17中按下“磅(LBS)”鍵32，則顯示的單位就改變成磅(LBS)和盎司(OZ)，而在顯示器6上顯示出100.0，表示物品的重量為10磅(零盎司)。步驟18示出在幾秒鐘過去后或在按下“清除”鍵31后，恢復了以千克為單位的顯示。
B.用作計數(shù)儀
B-1 包裝重量的扣除


步驟19代表此儀器處于作為稱重儀時的一種初始化狀態(tài)。由此，如果在步驟20中按下“計數(shù)”鍵33把這儀器換成一計數(shù)儀，則呈現(xiàn)出作為計數(shù)儀的初始狀態(tài)，其中數(shù)位1和0，即數(shù)字10是以閃爍的狀態(tài)進行顯示的，同時，也顯示出“計數(shù)(COUNT)”和“零”。然后，如果在步驟21中放置一容器于托盤20上，零顯示就會消失，并記入容器的重量。然后，如果在步驟22中按下“包裝重量扣除”鍵30，“凈重”顯示就會出現(xiàn)，這代表在此以后的計數(shù)顯示是扣除了包裝重量的。
B-2 自動計數(shù)


步驟23代表儀器處于作為稱重儀時的初始化狀態(tài)。至此，如果在步驟24中按下“計數(shù)”鍵33，則儀器進入一種初始顯示狀態(tài)，在此狀態(tài)下，數(shù)字10以閃爍的狀態(tài)顯示，同時，也顯示出“計數(shù)(COUNT)”和“零(zero)”。此時，在顯示器6上顯示出的數(shù)碼10代表可以把十個欲稱重的物件放在托盤20上。如果在步驟25中，在托盤20上放置了十個物件，則“零”顯示消失。同時，此儀器把放在托盤20上的十個物件樣品的總重量用10來除，以計算出單個樣品的重量并進行舍入再乘以10，然后把這樣所得的值與用此儀器測得的重量值進行比較。如果比較的結果證明它們之間的差別是足夠的小，那就沒有問題。反之，如果數(shù)值之間的差異大;則預料會有大的計算誤差。因此，為了消除這一誤差，需要用較大數(shù)量的樣品來決定單個物件樣品的重量。為了指示出這一需要，數(shù)碼10繼續(xù)閃爍。由此，在步驟26中，要再一次按下“計數(shù)”鍵33。結果，在步驟26中，顯示出的數(shù)字2和5，即數(shù)碼25，與數(shù)碼10一起閃爍，從而指示還要在托盤20上再加上物件的樣品，直至達到數(shù)目25。然后，根據(jù)這一指示，在步驟27中一些物件的樣品被放到托盤20上，直至到達總數(shù)25。在這種托盤20上放有25個物件的情況下，以相似的方法把由25個物件樣品的總重量計算出的值舍入并乘以25后，與測得的值進行比較。這時，如果此兩個值之間的差別是足夠的小，則如可從步驟28中所看到的那樣，數(shù)碼25閃爍的顯示消失，并且把此單個樣品的重量存入存儲器中，以用于隨后的計數(shù)操作中。還有，在此場合下，如果此差別是大的，則為了可以從更大數(shù)目的物件樣品來計算出單個物件樣品的重量，另一個數(shù)碼，例如50在閃爍狀態(tài)下被顯示出來。在進入允許計數(shù)的狀態(tài)后，與物件樣品類似的任意數(shù)目的物件被置于托盤20上。在這種情況下，因為單個物件的重量已被算出并存于存儲器內(nèi)，所以如果把一測得的重量用這個單個物件的重量來除，則放于托盤20上的物件數(shù)就被算出并顯示出來，例如顯示出1248。此時，因為已經(jīng)利用多量程負載傳感器把單個物件的重量高精度地計算出來了，所以作為一計數(shù)儀，在計數(shù)工作中能獲得高精度和低誤差的結果。此外，如果在儀器上放置大量的物件，因為通過高量程負載傳感器9可以在寬范圍內(nèi)進行稱重，所以有可能對這樣大數(shù)目的物件進行計數(shù)，結果，儀器的計數(shù)范圍很寬。然后，如果在步驟30中把這些物件從托盤20上取走，則恢復到有“零”顯示的情況。此后，在步驟31中，適當個數(shù)的同樣物件放于托盤20上來進行計數(shù)，在表中列出的情況下，計數(shù)的結果為1013。
B-3 十個物件樣品的重量
等于或小于6克的情況


(接上表)

步驟32至34類似于上面所述的那些步驟，這里，在步驟34中，因為10個物件樣品的總重量等于或小于6克，這個總重量小于本實施例的儀器的最小稱重容量，數(shù)碼10仍然繼續(xù)以閃爍的狀態(tài)顯示，指示單個物件樣品的重量尚未被計算出。此時，如果在步驟35中再次以類似于上述那樣的方式按下“計數(shù)”鍵33，則閃爍顯示的數(shù)碼10消失，但是在此場合下，顯示出另一種“樣品太輕誤差(Sample Low Error)”，指出這些樣品太輕。由此，如果在步驟36中按下“清除”鍵31，則數(shù)碼10以閃爍的狀態(tài)顯示，而如果那時在步驟37中再次按下“清除”鍵31，則單位的顯示變成千克，而低于6克的總的物件樣品重量被顯示出來，例如0.005千克。
要注意的是，當本發(fā)明付諸實施時，低量程負載傳感器16和高量程負載傳感器9的位置可以互換，或把它們安置在一條直線上。此外，負載傳感器的數(shù)目并不限于兩個，可以用有著不同稱重范圍的三個或更多的負載傳感器。
權利要求
1、在一種具有多量程負載傳感器的稱重儀中，這種稱重儀包括一有著高精度稱重范圍的低量程負載傳感器以及一有著高負載稱重范圍的高量程負載傳感器，所述低和高量程負載傳感器有著不同的稱量重范圍和不同的最小測量單位，其改進之處在于用一稱重測量標準來決定應該取入所述低和高量程負載傳感器輸出中的哪一個，此標準設定為所述有著高精度稱重范圍的低量程負載傳感器的稱重范圍邊緣值。
2、一種根據(jù)權利要求
1的具有多量程負載傳感器的稱重儀，其中，選取所述低量程負載傳感器的高精度稱重范圍的最大值作為該標準，如果一個取入的數(shù)據(jù)大于該標準，此數(shù)據(jù)就被確定了。
3、一種根據(jù)權利要求
1的具有多量程負載傳感器的稱重儀，它能夠被交替地用作稱重儀或計數(shù)儀。
4、一種根據(jù)權利要求
3的具有多量程負載傳感器的稱重儀，它包括一轉換電鍵，用來在具有多量程負載傳感器的稱重儀的兩種用途(稱重儀和計數(shù)儀)之間進行轉換。
5、一種根據(jù)權利要求
3的具有多量程負載傳感器的稱重儀，其中，所述具有多量程負載傳感器的稱重儀在作為計數(shù)儀工作時，一些預先確定的、固定數(shù)目的樣品的總重量被測量并除以這些樣品的數(shù)目，再進入舍入，經(jīng)過這樣舍入后的值乘以這些樣品的數(shù)目以求出計數(shù)值，隨后此計數(shù)值與總重量相比，如果這兩個被比較的值之間的差異在一預定的固定范圍內(nèi)，則此除以樣品數(shù)后的總重量值被作為單個物件的值而取入，但是，相反地，如果這樣的差異是在預定的固定范圍之外，則要增加這些樣品的數(shù)目并重復類似的操作步驟。
6、一種根據(jù)權利要求
1的具有多量程負載傳感器的稱重儀，其中，重量通常以千克來顯示，但是如果按下一個“磅”鍵，則以磅為單位顯示重量。
7、一種根據(jù)權利要求
5的具有多量程負載傳感器的稱重儀，其中，當重量以千克為單位顯示時按下所述“磅”鍵后，只不過在一預定的固定時間周期內(nèi)以磅為單位繼續(xù)顯示此重量。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種具有多量程負載傳感器的稱重儀，它包括一個有著高精度稱重范圍的低量程負載傳感器以及一個有著高負載稱重范圍的高量程負載傳感器，所述低和高量程負載傳感器有著不同的稱重范圍和不同的最小測量單位，其中，用一個稱重測量標準來決定應取入所述低和高量程負載傳感器輸出中的哪一個，此標準設定為所述有著高精度稱重范圍的低量程負載傳感器的稱重范圍邊緣值。
文檔編號G01G19/40GK86102833SQ86102833
公開日1986年11月19日 申請日期1986年4月24日
發(fā)明者內(nèi)村光雄, 增山動 申請人:東京電氣株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan