專利名稱：重量檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以電氣方式檢測烹調(diào)物等被測定物重量的重量檢測裝置。
這種重量檢測裝置裝在各種電器中。
例如，電磁烹調(diào)器(微波爐)要防止加熱不勻，便將食品置于作為物品支持臺的轉(zhuǎn)盤上，在微波照射中一邊以一定速度旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，一邊加熱該食品。
而且，自動烹調(diào)方式的電磁烹調(diào)器具有重量檢測裝置，測定轉(zhuǎn)盤上食品的重量，根據(jù)此重量以及食品的種類選擇適當(dāng)?shù)募訜崤胝{(diào)程序，自動地執(zhí)行該程序內(nèi)容。
一般，電磁烹調(diào)器等可采用各種重量檢測器。以往的重量檢測裝置通常在轉(zhuǎn)盤等物品支持臺上放置被測定物，通過彈簧等將該被測定物荷重變換為位移量，再隨該位移量使電容器的電極間距變化，靜電容變化，或是隨上述位移量使線圈內(nèi)的磁芯位置產(chǎn)生位移，由此使線圈的電感變化(實開平1-95642號公報)，或根據(jù)荷重的擠壓位移使電阻器的電阻值變化。
而且，這些荷重檢測裝置具備電壓控制型振蕩電路(V/F變換器)，作為該振蕩電路的實裝部件，有前述電容器、線圈、電阻器。而且根據(jù)該靜電容、電感或電阻值的變化檢測頻率變化，以獲得重量變化。
然而，前述以往的重量檢測裝置中，物品支持臺上的被測定物重量作為荷重直接作用于驅(qū)動電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸，因而有時隨被測定物放置位置有偏心荷重作用，產(chǎn)生重量變化，還有因過大荷重而產(chǎn)生彈簧疲乏的情況，因而存在檢測精度較低這類問題。
另外，這種電磁烹調(diào)器的轉(zhuǎn)盤，其驅(qū)動電動機(jī)是采用交流感應(yīng)電動機(jī)或步進(jìn)電動機(jī)等同步電動機(jī)的。
例如，交流感應(yīng)電動機(jī)從定子一側(cè)對于磁石轉(zhuǎn)子圓周方向的磁極提供交變磁場，使磁吸引力與排斥力交替作用于磁石轉(zhuǎn)子，得到旋轉(zhuǎn)力矩。磁石轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)當(dāng)中，以定子交變磁場的極性轉(zhuǎn)換位置為界，一邊交替通過增速區(qū)域與減速區(qū)域，一邊依靠慣性旋轉(zhuǎn)，在增減的平均轉(zhuǎn)矩狀態(tài)下，相對于電源同步地旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)當(dāng)中，有這樣一種特性，即負(fù)荷增加的話，通過相對于定子極的切換時序磁石轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)相位滯后，使得增減區(qū)域增加，維持恒定轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)。
可是，一般來說，對于電動機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的測定是由于知道電動機(jī)輸出特性的情況下進(jìn)行的，但這時的負(fù)荷檢測裝置一般是構(gòu)成為，測定電動機(jī)與負(fù)荷之間配置的柱狀剛體的“扭轉(zhuǎn)”。測定上述柱狀剛體扭轉(zhuǎn)的主要方法有在柱狀剛體側(cè)面設(shè)傾斜傳感器測電氣特性變化的方法，和在柱狀剛體的負(fù)荷一側(cè)與電動機(jī)一側(cè)設(shè)增量編碼器測定兩者相位差的方法。
圖6示出了用于實施前者方法的裝置。如前所述，電動機(jī)51的輸出軸51a與負(fù)荷52之間配置了橫截面大致呈矩形的柱狀鋼體53，該柱狀剛體53的側(cè)面裝有傾斜傳感器54。該傾斜傳感器54可以采用具有金屬薄膜的形式，和利用水晶等的壓電元件。而且是由上述傾斜傳感器54通過測定柱狀剛體53的扭轉(zhuǎn)來感知負(fù)荷轉(zhuǎn)矩大小的。按照此方法，其優(yōu)點在于電動機(jī)51即使靜止電可以測定電動機(jī)51的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，而且可以由電阻值、電壓來獲得負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，而不需要進(jìn)行特速的信號處理。但是為了從旋轉(zhuǎn)的柱狀剛體53上的傾斜傳感器54取出信號，需要電刷等部件。
而圖7所示的裝置則構(gòu)成為，在柱狀剛體63的兩端分別設(shè)有增量編碼器64、64，根據(jù)這些增量編碼器64，64各自輸出的周期信號的相位差，感知負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。但是為了從增量編碼器64獲得周期信號，需要使編碼器的傳感器64a以一定速度旋轉(zhuǎn)，特別是在被測試的電動機(jī)61靜止時需要有高精度的傳感器驅(qū)動電動機(jī)。因而這時也就無法利用電刷、旋轉(zhuǎn)變壓器等，而且為了利用輸出信號，有必要進(jìn)行特殊的信號處理，例如對相位差信號積分。
采用這種柱狀剛體的負(fù)荷檢測裝置因精度非常好而適合于測定電動機(jī)種種特性，但因為用柱狀剛體等，而有裝置極其大型復(fù)雜的問題。
因此，小型同步電動機(jī)(例如交流感應(yīng)電動機(jī))有磁石轉(zhuǎn)子負(fù)荷若增加，磁石轉(zhuǎn)子相位就相對于驅(qū)動電源的相位滯后的特性。即，磁石轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)相位的滯后具有與旋轉(zhuǎn)負(fù)荷相關(guān)的關(guān)系。因而，可以從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)相位的滯后間接地測定負(fù)荷的大小。
圖5示出了以往的負(fù)荷測定裝置41的構(gòu)成(特開平5-227704號公報)。圖中，同步電動機(jī)43(例如交流感應(yīng)電動機(jī))定子一側(cè)繞組43a由交流驅(qū)動電源44勵磁，這時的電源相位由電源相位檢測裝置45檢測，而同步電動機(jī)43的永久磁石型轉(zhuǎn)子43b的旋轉(zhuǎn)相位則由相位檢測傳感器(磁傳感器)42檢測。
而且，檢測出的電源相位以及旋轉(zhuǎn)相位一起作為相位比較裝置46的輸入，再形成為這些相位差輸出，送至負(fù)荷檢測裝置47的負(fù)荷檢測電路49。這里，負(fù)荷檢測電路49從存儲電路48讀出與相位差對應(yīng)的負(fù)荷，產(chǎn)生與負(fù)荷大小相對應(yīng)的輸出。為此，存儲電路48中預(yù)先輸入了相位差和與之對應(yīng)的負(fù)荷的相關(guān)關(guān)系數(shù)據(jù)。
上述現(xiàn)有技術(shù)中，相位檢測傳感器42是不可少的，而且為了組裝它，電動機(jī)本身的構(gòu)造也變得復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于設(shè)法不用相位檢測傳感器，卻可以間接測定交流感應(yīng)電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)等同步電動機(jī)的負(fù)荷。
圖1是本發(fā)明實施例1負(fù)荷測定裝置的方框圖。
圖2是表示負(fù)荷與功率因數(shù)的曲線圖。
圖3是本發(fā)明實施例2負(fù)荷測定裝置的方框圖。
圖4是表示負(fù)荷與功率因數(shù)的曲線圖。
圖5是現(xiàn)有的負(fù)荷測定裝置的方框圖。
圖6是表示已知電動機(jī)輸出特性時一般采用的一例負(fù)荷檢測裝置的原理圖。
圖7是表示已知電動機(jī)輸出特性時一般采用的另一例負(fù)荷檢測裝置的原理圖。
圖8是表示采用本發(fā)明實施例3重量檢測裝置的電磁烹調(diào)器其主要部分的側(cè)面說明圖。
圖9是示出圖8所示電磁烹調(diào)器的平面說明圖。
圖10是示出改變電磁烹調(diào)器轉(zhuǎn)矩變換比例狀態(tài)的與圖8相當(dāng)?shù)膫?cè)面說明圖。
圖11是示出改變電磁烹調(diào)器轉(zhuǎn)矩變換比例狀態(tài)的與圖9相當(dāng)?shù)膫?cè)面說明圖。
圖12是表示滾柱尺寸關(guān)系的側(cè)面說明圖。
圖13是表示本發(fā)明實施例3重量檢測裝置所采用的驅(qū)動電動機(jī)的橫截面說明圖。
圖14是表示圖13所示的重量檢測裝置的驅(qū)動電動機(jī)的平面說明圖。
圖15是表示圖13所示的重量檢測裝置的驅(qū)動電動機(jī)的底面說明圖。
圖16是表示本發(fā)明實施例3另一實施例重量檢測裝置所采用的驅(qū)動電動機(jī)的橫截面說明圖。
圖17是表示本發(fā)明實施例3又一實施例重量檢測裝置所采用的驅(qū)動電動機(jī)的橫截面說明圖。
圖18是本發(fā)明重量檢測裝置的方框圖。
圖19是表示本發(fā)明重量檢測裝置的負(fù)荷檢測電路的電路說明圖。
圖20是表示本發(fā)明重量檢測裝置所采用的一例同步電動機(jī)的沿圖21中A-A線的橫截面說明圖。
圖21是表示圖20所示同步電動機(jī)機(jī)構(gòu)的外觀斜視分解說明圖。
圖22是本發(fā)明重量檢測裝置負(fù)荷檢測電路機(jī)構(gòu)部分的電氣等效電路圖。
圖23A是電氣等效電路圖的電壓向量圖。
圖23B是表示相對于負(fù)荷變化的電壓向量變化的向量圖。
圖23C是相對于負(fù)荷變化的輸出信號變化的比較圖。
圖24是表示圖22所示電氣等效電路中隨負(fù)荷變化的電壓向量變化的向量圖。
圖25是表示檢測線圈輸出信號實際電壓與負(fù)荷關(guān)系的曲線圖。
圖26是表示變更轉(zhuǎn)矩變換時比例條件獲得的多種重量-負(fù)荷轉(zhuǎn)矩曲線的曲線圖。
圖27是表示變更轉(zhuǎn)矩變換時比例條件獲得的多種重量-負(fù)荷轉(zhuǎn)矩曲線的曲線圖。
圖28是表示本發(fā)明重量檢測裝置負(fù)荷檢測電路另一實施例的電路說明圖。
圖29是表示本發(fā)明重量檢測裝置轉(zhuǎn)矩變換裝置另一實施例的截面圖。
圖30是本發(fā)明實施例5檢測電路圖。
圖31是本發(fā)明實施例5采用NE555的檢測電路的電路圖。
圖32是電路30各部分信號的時序圖。
圖33是電路31各部分信號的時序圖。
圖34是說明電路30中電源校正方法用的時序圖。
圖35是本發(fā)明實施例5另一種振蕩電路部分電源的說明圖。
圖36是表示本發(fā)明實施例6主要部分的沿圖37A-A’線的橫截面圖。
圖37是表示圖36所示同步電動機(jī)機(jī)構(gòu)部分的外觀斜視說明圖。
圖38是表示本發(fā)明實施例6負(fù)荷檢測裝置信號處理部的電路說明圖。
圖39是表示本發(fā)明另一實施例負(fù)荷檢測裝置的信號處理部的電路說明圖。
圖40是本發(fā)明將帶負(fù)荷檢測裝置的同步電動機(jī)用于微波爐轉(zhuǎn)盤的實施例的概略構(gòu)成圖。
圖41是本發(fā)明帶負(fù)荷檢測裝置的同步電動機(jī)的負(fù)荷檢測機(jī)構(gòu)的電氣等效電路圖。
圖42是圖41所示等效電路的電壓向量圖。
圖43是表示圖41所示等效電路中負(fù)荷轉(zhuǎn)矩變化時電壓向量變化的向量圖。
圖44是表示相消繞組外觀的說明圖。
圖45是避免受外部磁場的影響檢測溫度的線圈設(shè)置方法的說明圖。
圖46是溫度補(bǔ)償線圈的修改例電路圖。
圖47是表示本發(fā)明又錢實施例負(fù)荷檢測裝置的信號處理部的電路說明圖。
實施例1本實施例負(fù)荷測定裝置2是不考慮溫度修正間接測定同步電動機(jī)3負(fù)荷的例子，示于圖1中。圖中，同步電動機(jī)3例如是交流感應(yīng)電動機(jī)，該定子一側(cè)繞組31由交流驅(qū)動電源4勵磁。這里，電壓電流測定裝置11介于驅(qū)動電源4與同步電動機(jī)3之間，測定送給同步電動機(jī)3繞組31的電壓和流過繞組31的電流，送入功率因子運(yùn)算裝置12。
這里，功率因子運(yùn)算裝置12根據(jù)前述電壓與前述電流的積求出有效功率，并根據(jù)前述電壓有效值與前述電流有效值的積計算視在功率，再通過前述有效功率與前述視在功率相除變換為功率因子。這里，功率因子由公式表示為功率因子＝有效功率/視在功率。
而且，求出的功率因子輸入到負(fù)荷檢測裝置13的負(fù)荷檢測電路15。負(fù)荷檢測裝置13內(nèi)部的存儲電路14預(yù)先存儲了負(fù)荷與功率因子相關(guān)關(guān)系數(shù)據(jù)。兩者的相關(guān)關(guān)系隨同步電動機(jī)3的種類和構(gòu)造，如圖2所示，由直線A或曲線B、C表示。因而，負(fù)荷檢測電路15根據(jù)輸入的功率因子，參照輸入至存儲電路14的數(shù)據(jù)，求出與輸入的功率因子相對應(yīng)的負(fù)荷，輸出與該負(fù)荷大小相應(yīng)的信號。
實施例2本實施例負(fù)荷測定裝置2是一面溫度修正一面求出功率因子的例子，示于圖3中。由于繞組31的電阻值隨運(yùn)轉(zhuǎn)中的溫度上升而變化，因而功率因子是依賴于溫度的。如圖3所示，為了溫度修正，電阻測定裝置16與繞組31連接，而且功率運(yùn)算裝置12與負(fù)荷檢測裝置13之間連接有功率因子修正裝置17。
與實施例1相同測定出的功率因子輸入至功率因子修正裝置17。該功率因子修正裝置17還輸入了由電阻測定裝置16測定出的繞組31的電阻值。這里，電阻測定裝置16由繞組31的電阻值算出相對于初始狀態(tài)或標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(例如20℃)繞組31的溫升。
這里，存儲電路14中除了負(fù)荷與功率數(shù)據(jù)之外還如圖4所示預(yù)先存儲了功率因子與溫度的關(guān)系。因此，功率因子修正裝置17參照存儲電路14的數(shù)據(jù)，將溫度修正后的功率因子送入負(fù)荷檢測電路15。此后，與前述實施例1相同，負(fù)荷檢測電路15根據(jù)修正的功率因子，參照存儲電路14中存儲的功率因子與負(fù)荷的數(shù)據(jù)，判定與正確的功率因子相對應(yīng)的負(fù)荷，輸出該數(shù)據(jù)信號。
本發(fā)明中不需要增設(shè)于電動機(jī)內(nèi)部的傳感器，因而未對電動機(jī)構(gòu)造做任何改造，而能夠測定旋轉(zhuǎn)時的負(fù)荷。
而且，在現(xiàn)有技術(shù)中相位檢測傳感器(磁傳感器)除了檢測磁石轉(zhuǎn)子的勵磁相位，還受到繞組流過的電流所產(chǎn)生的磁場的影響，本來的相位信號產(chǎn)生失真，成為有礙于正確的負(fù)載測定的因素，而本發(fā)明則沒有采用相位檢測傳感器(磁傳感器)，因而完全沒有上述問題。而且通過溫度修正，可更為正確地檢測功率因子，因而能夠進(jìn)行精度高的負(fù)荷測定。
實施例3以下參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明應(yīng)用于電磁烹調(diào)器(微波爐)的實施例3。
這里目的在于提供一種尤其是不隨偏心荷重而有重量變化，不需要現(xiàn)有荷重檢測裝置和彈簧，并可以謀求小型化，提高檢測精度的重量檢測裝置。
首先，如圖8以及圖9所示，將內(nèi)部上下兩分的基臺101的上面通過3個滾子103旋轉(zhuǎn)自如地載放著作為大致圓盤狀物品支持臺的轉(zhuǎn)盤102。上述各滾子103通過沿轉(zhuǎn)盤102徑向延伸設(shè)置的滾子軸104，可旋轉(zhuǎn)地裝配，這些滾子103通過以軸O為中心在基臺101上旋轉(zhuǎn)，使得保持住被測定物烹調(diào)食物105的轉(zhuǎn)盤102旋轉(zhuǎn)移動。
上述轉(zhuǎn)盤102的下面一側(cè)沿上述中心軸O下垂突出設(shè)置著中空方筒狀轂部102a，在該轂部102a內(nèi)往上方一側(cè)插入了驅(qū)動電動機(jī)160的旋轉(zhuǎn)輸出軸160a。該驅(qū)動電動機(jī)160旋轉(zhuǎn)輸出軸160a以及接受該旋轉(zhuǎn)輸出軸160a的轂部102a的孔都形成為橫截面矩形的，做成在旋轉(zhuǎn)方向上配合，在軸向上滑動自如這種嵌合關(guān)系。從而做成，置于上述轉(zhuǎn)盤102上的烹調(diào)食物105重量帶來的荷重就全部由滾子103承受，對于驅(qū)動電動機(jī)160而言，所承受的僅僅是烹調(diào)食物重量帶來的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。也就是說，上述滾子103構(gòu)成為轉(zhuǎn)矩變換裝置，將烹調(diào)食物重量變換為作用于驅(qū)動電動機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩變換的詳細(xì)內(nèi)容后面敘述。
另外，旋轉(zhuǎn)輸出軸160a不承受轉(zhuǎn)盤102上烹調(diào)食物105重量的裝置中，圖8示出的并非是唯一的形式。例如，雖未圖示，還可以使旋轉(zhuǎn)輸出軸160a的前端留有間隙嵌在轉(zhuǎn)盤102的嵌合部分以便軸向移動自如，沖入旋轉(zhuǎn)輸出軸中僅傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的插銷被裝配成在嵌合部分中沿軸向滑動。因而轉(zhuǎn)盤102上烹調(diào)食物105的重量僅由滾子103支承而不作用于旋轉(zhuǎn)輸出軸160a。
而且，上述各滾子軸104架設(shè)于轉(zhuǎn)盤102的最外周立起的外側(cè)軸承板102b與徑向靠近中央位置立起的內(nèi)側(cè)軸承板102c之間，3根滾子軸104，104，104均以上述軸O為中心輻射延伸。而且沿這些滾子軸104構(gòu)成為上述各滾子103沿徑向往復(fù)移動的滑動機(jī)構(gòu)?？看嘶瑒訖C(jī)構(gòu)，各滾子103在圖8以及圖9所示的最外位置(最大旋轉(zhuǎn)半徑Lmax)與圖10以及圖11所示的最內(nèi)位置(最小旋轉(zhuǎn)半徑Lmin)之間往復(fù)移動，特別是本實施例中設(shè)定為Lmax＜2Lmin。而且，隨著這種各滾子103的移動便可以改變旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所需要的力矩臂長，從而構(gòu)成為轉(zhuǎn)矩變換比調(diào)整機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)矩變換的比例條件變化。
這里，求得使轉(zhuǎn)盤102旋轉(zhuǎn)所需要的轉(zhuǎn)矩T。如圖12所示，設(shè)前述滾子103的半徑為R，滾子軸104的半徑為r，使三個滾子103中的一個旋轉(zhuǎn)所需要的力為F/3，一個滾子103所受的荷重為W/3，滾動摩擦系數(shù)為ρ，滑動摩擦系數(shù)為μ時，則F/3＝ρ·W/3R+μ·Wr/3R所以F＝(ρ/R+μ·r/R)W
因而用于使轉(zhuǎn)盤102旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩T相對于轉(zhuǎn)盤102旋轉(zhuǎn)中心O至滾子103的距離L為T＝F·L+(ρ/R+μ·r/R)·W·L驅(qū)動電動機(jī)160的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩相對于轉(zhuǎn)盤102上置放的烹調(diào)食物105重量的增減成正比變化。而且這時比例條件(常數(shù))隨各滾子103的配置位置L而變化。
還有，上述滾子103的滑動機(jī)構(gòu)具有使各滾子103同時位置變化的聯(lián)動機(jī)構(gòu)。也就是說，在上述各滾子103的滾子軸104上設(shè)有從該滾子軸104向圓周方向兩側(cè)延伸的圓弧狀發(fā)條部件104a，分別從相鄰的一對滾子103，103延伸出來，在圓周方向上互相相對的一對圓弧狀發(fā)條部件104a、104a，從曲率與該圓弧狀發(fā)條部件104a大致相同的圓弧狀套筒兩端向內(nèi)部插入，并被收容。因而隨著三個滾子103中的一個徑向移動，此動作便能過圓弧狀發(fā)條部件104a以及圓弧狀套筒104b傳遞至鄰接的別的滾子103，而同樣移動。
如圖13、14以及15所示，上述驅(qū)動電動機(jī)160使驅(qū)動部160b與減速部160c沿軸向并列于屏蔽箱166內(nèi)構(gòu)成。
首先上述驅(qū)動部160b中，在該驅(qū)動部160b近中央部分配置轉(zhuǎn)子161。而且，前述減速部160c構(gòu)成為，在驅(qū)動部160b的轉(zhuǎn)子161中央部突出的軸160d至最終輸出軸160e之間，設(shè)置由規(guī)定的減速齒輪群組成的減速輪列60，上述輸出軸160e以規(guī)定的減速比旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
上述輸出軸160e，該輸出軸160e的當(dāng)中部分由徑向軸承167旋轉(zhuǎn)自如地支承，并且該輸出軸160e的基端由軸向軸承168支持。
另外，由相同標(biāo)號標(biāo)出對應(yīng)于上述實施例構(gòu)件的圖16中的實施例驅(qū)動電動機(jī)配置了構(gòu)成負(fù)荷檢測裝置的檢測線圈165′，并使之與驅(qū)動線圈163沿軸向相對。而圖17的實施例驅(qū)動電動機(jī)相同地在驅(qū)動線圈163內(nèi)周一側(cè)配置了構(gòu)成了負(fù)荷檢測裝置的檢測線圈165″。
如這類別的實施例那樣，構(gòu)成負(fù)荷檢測裝置的檢測線圈可配置于驅(qū)動線圈163的附近，若使得驅(qū)動電流的交變磁場與轉(zhuǎn)子161的磁場兩者交鏈來配置的話，就可以獲得與上述第3實施例相同的作用和效果。
按照本發(fā)明，將物品支持臺轉(zhuǎn)盤上的被測定物烹調(diào)食物的重量作為荷重由滾子承受，可避免產(chǎn)生偏心荷重以及偏心荷重所引起的重量變化。
而且，可以不需要現(xiàn)有的荷重檢測裝置，以謀求小型化。此外，還可以不需要現(xiàn)有的彈簧，避免因過大的沖擊荷重造成疲乏，提高檢測精度。
實施例4如上所述，按照圖8所示的微波爐轉(zhuǎn)盤的支持以及驅(qū)動構(gòu)成，與同步電動機(jī)160的旋轉(zhuǎn)輸出軸160a的旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩就與轉(zhuǎn)盤102上的烹調(diào)食物105的荷重成正比。因此，烹調(diào)物105的荷重可以根據(jù)同步電動機(jī)160旋轉(zhuǎn)輸出軸160a的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩進(jìn)行測定，將負(fù)荷轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的同步電動機(jī)工作特性變化作為電氣信號取出，就可以檢測轉(zhuǎn)盤102上烹調(diào)食物105的荷重。但對于典型的轉(zhuǎn)盤，因為烹調(diào)食物5的重量為8kg時負(fù)荷轉(zhuǎn)矩約為0.8Nm，所以不可能由數(shù)W的小型同步電動機(jī)直接旋轉(zhuǎn)。因而，微波爐用的同步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出軸160a由減速輪列60使電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)減速，使驅(qū)動轉(zhuǎn)矩增大。
以下詳細(xì)敘述這種同步電動機(jī)的負(fù)荷檢測裝置。
另外，這里的目的是提供一種其結(jié)構(gòu)便于搭載于家電產(chǎn)品上，并能夠以低成本感知同步電動機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的同步電動機(jī)負(fù)荷檢測裝置。
接下來，上述驅(qū)動電動機(jī)160由所說的同步電動機(jī)構(gòu)成，如圖13以及圖14所示，該驅(qū)動電動機(jī)160連接有驅(qū)動電源107，并且連接了負(fù)荷檢測電路108。以下說明驅(qū)動電動機(jī)160以及負(fù)荷檢測電路108的結(jié)構(gòu)。
如圖20以及圖21所示，轉(zhuǎn)子161由大致為圓筒形狀的永磁體構(gòu)成，N極以及S極在圓周上以一定間隔交替勵磁配列。在該轉(zhuǎn)子161的外側(cè)，中間隔著規(guī)定間隙，同心狀配置中空圓筒狀定子162。該定子162由繞線管形狀體形成，其腔部與軸基本上同心地卷繞有驅(qū)動線圈163。
該定子162的內(nèi)周面從軸向上下交替楔型地設(shè)置磁極164。這些磁極164以規(guī)定間隔沿圓周配列，配置成從外周一側(cè)包進(jìn)上述轉(zhuǎn)子161。各楔形磁極164做成，通過一對端子169提供前述驅(qū)動電源107的交變電流，通過勵磁從各楔形磁極164產(chǎn)生交變磁場。
上述驅(qū)動線圈163卷繞配置在楔形磁極164外側(cè)，而構(gòu)成負(fù)荷檢測裝置的檢測線圈165則再在該驅(qū)動線圈163的外側(cè)，從上述驅(qū)動線圈163的上方卷繞必要匝數(shù)。再從上述檢測線圈165的外側(cè)設(shè)置屏蔽殼166，以免上述驅(qū)動線圈163的磁路在楔形磁極164以外被切斷。該屏蔽殼166由軟鐵等高導(dǎo)磁率物質(zhì)圓筒體形成。
也就是說，上述轉(zhuǎn)子161的磁場從楔形磁極164沿環(huán)通過定子162以及屏蔽殼166的內(nèi)部，因而上述檢測線圈165配置為驅(qū)動電流的交變磁場與轉(zhuǎn)子161的磁場兩者交鏈。
這時上述轉(zhuǎn)子161的勵磁間距設(shè)定為與定子162中楔形電極164的配列間距相同，轉(zhuǎn)子161旋轉(zhuǎn)時，通過定子162內(nèi)部的轉(zhuǎn)子161的磁場就成為交變磁場。因此，轉(zhuǎn)子161的旋轉(zhuǎn)便使得驅(qū)動線圈163與檢測線圈165兩者產(chǎn)生正弦波形狀的反電動勢，該反電動勢后面再敘述。
而且，前述負(fù)荷檢測電路108如圖18以及圖19所示，與上述同步電動機(jī)160內(nèi)的檢測線圈165連接。該負(fù)荷檢測電路具有對上述檢測線圈165的正弦波形狀的反電動勢輸出進(jìn)行整流的整流電路181以及平滑電路182，而且上述平滑電路182輸出一側(cè)連接有將電壓變換為頻率的V/F變換電路183。
上述整流電路181由具有二極管D1-D4的橋式全波整流電路構(gòu)成。而平滑電路182中設(shè)有平滑用電容器C1，而且設(shè)置了電阻R1使該電容器C1的電荷適度放電并使得平滑后的電壓追隨負(fù)荷變動。若設(shè)有此電阻R1，電容器C1的電荷放電就僅通過V/F變換電路183的反相U1輸入，相應(yīng)于負(fù)荷變動的響應(yīng)就變緩慢了。而且上述V/F變換電路183具有電容器Cf與電阻Rf充放電的振蕩電路，此時振蕩動作的時間常數(shù)由電阻Rf的充電時間確定。該充電時間指從電阻R2與電阻R3分得的電壓充電至前一級整流電路電壓的時間。因而，前一級整流電路181電壓下降的話，充電時間便縮短，振蕩頻率就上升。而整流電路181電壓上升的話，充電時間便延長，振蕩頻率就下降。這時，如后面要述及的，整流后的電壓隨負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的增加單調(diào)減小，因而負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的增加就使得振蕩頻率上升，電動機(jī)的負(fù)荷可作為脈沖輸出頻率取出。
以下說明上述構(gòu)成的同步電動機(jī)的電磁動作。圖22是說明圖20與圖21電磁動作用的電氣等效電路。也就是說，驅(qū)動線圈163與檢測線圈165構(gòu)成一種變壓器，但與變壓器不同之處在于產(chǎn)生由轉(zhuǎn)子161形成的反電動勢。設(shè)驅(qū)動線圈163的自感為L1，檢測線圈165的自感為L2。而且，驅(qū)動線圈163檢測線圈165的互感為M，驅(qū)動線圈163產(chǎn)生的反動電勢為E1，檢測線圈165產(chǎn)生的反動勢為E2。而且反電動勢E1與E2的相位隨轉(zhuǎn)子161的負(fù)荷增加而滯后。這是因為轉(zhuǎn)子161的旋轉(zhuǎn)相位是隨負(fù)荷的增加而滯后的緣故。同步電動機(jī)其特點在于，一旦失去同步，電動機(jī)就失調(diào)停止，因而只要轉(zhuǎn)子161正常旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)動就與驅(qū)動電源的頻率成正比，而轉(zhuǎn)子161的旋轉(zhuǎn)相位與驅(qū)動電源的相位存在某個相位差而同步。
圖20的驅(qū)動線圈163可分解為內(nèi)阻r1與電感L1，檢測線圈165也同樣可分解為內(nèi)阻r2與電感L2。而且如前面所述，這兩者還具有互感M。因而，電氣等效電路可以如圖22所示。也就是說，驅(qū)動線圈163產(chǎn)生反電動勢源E1，檢測線圈165產(chǎn)生反電動勢源E2。驅(qū)動線圈163連接電壓源Vp，檢測線圈線圈165連接負(fù)荷電阻RL。感知負(fù)荷變化的結(jié)果是作為壓降VOUT檢測的。
這里設(shè)驅(qū)動線圈163的電流為I1，檢測線圈165的電流為I2，檢測線圈165一側(cè)的電壓可描繪為如圖23A所示的電壓向量圖。若將驅(qū)動線圈163的電流I1取作與X軸平行，則互感M產(chǎn)生的反電動勢相對于I1成直角，大小為ωMI1，同時以某個角度加上轉(zhuǎn)子161產(chǎn)生的反電動勢E2。這時，繞電路一周電壓總和為“0”，因而向量E′為從P點開始至原點的向量。向量E′是互感M與反電動勢E2以外成分產(chǎn)生的，因而是r2與L2，RL所生成的電壓。而電感L2的電壓ωL2I2與電阻成分的電壓(r2+RL)I2是正交的，因而向量E′，ωL2I2，(r2+RL)I2形成的三角形為直角三角形。而且，夾有直角的兩邊的比率由電路構(gòu)成唯一確定，即使反電動勢E2變化因而E′也變化，該比率也不變。
這里，利用圖23A說明轉(zhuǎn)子161加有負(fù)荷時的動作。圖23B是使加了不同負(fù)荷時的向量疊加圖示的。如前所述，轉(zhuǎn)子161上加了負(fù)荷時反電動勢E2的相位就滯后，因此反電動勢E2的前端從P變化為P′。如上所述，直角三角形△OPQ與△OP′Q′相擬。P在以C為中心半徑為｜E2｜的圓周上移動。若如圖23B所示，假設(shè)P變化為P′，三角形一邊的長度顯然△OP′Q′比△OPQ小。這樣，由于△OP′Q′與△OPQ相似，因而OQ′＜OQ。圖23C從圖23B取出OQ與OQ′，比較大小，不論從該圖還是計算顯然可知，OQ′＜QQ成立。
但此關(guān)系的成立是僅當(dāng)向量OC與E2的角度為圖23B的關(guān)系時。也就是說，反電動勢E2僅位于第1象限時，故同步電動機(jī)中E2允許變動的范圍限于第1象限。這就是為什么不會有先于電源相位旋轉(zhuǎn)的情況，而不會越過OC出現(xiàn)于第2象限。另一方面，加負(fù)荷時，轉(zhuǎn)子161的旋轉(zhuǎn)相位滯后，因而相對于I1的角度減小，但在O附近時便失調(diào)，轉(zhuǎn)子停止旋轉(zhuǎn)，因而不會出現(xiàn)在第4象限。這樣，隨著負(fù)荷增加，檢測線圈165輸出的電壓振幅減小。通常，與相位變化相比，振幅變化較大，以電氣方式處理振幅較簡單。
圖25是由實驗得到相應(yīng)于帶某種傳動裝置的同步電動機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，檢測線圈165輸出信號的有效電壓變化的結(jié)果。如上面說明的，可判斷出檢測電壓相對于負(fù)荷的增加而單調(diào)減小，大致呈線性。但由于按上述原理變化，故而不可能是真正的線性。
這種有效電壓可以通過上述負(fù)荷檢測電路108的整流電路181以及平滑電路182方便地獲得，但在某一領(lǐng)域內(nèi)因計算機(jī)處理，而由脈沖頻率變化替代電壓變化求負(fù)荷的換算結(jié)果。因此，上述實施例中由V/F變換電路183將電壓變換為具有規(guī)定載波頻率的交流信號的頻率變化。
另外，上述實施例中V/F變換電路183中的振蕩電路，例如如圖28所示，也可以換作シグネティツクス公司(現(xiàn)菲利浦公司)的NE555等。這時，上述圖19中的實施例的Rf與Cf相當(dāng)于R3、R2、C2。另外圖中U1周圍括弧內(nèi)的號碼為管腳號。
這樣，本實施例中，由驅(qū)動電動機(jī)160驅(qū)動轉(zhuǎn)盤102時，轉(zhuǎn)盤102上烹調(diào)物105的重量經(jīng)轉(zhuǎn)矩變換裝置滾子103，例如如圖26所示，按規(guī)定的比例條件變換為驅(qū)動電動機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，該驅(qū)動電動機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩由負(fù)荷檢測裝置檢測。這時，通過由轉(zhuǎn)矩變換比調(diào)整機(jī)構(gòu)即滾子滑動機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)矩變換裝置滾子103沿徑向移動，可適當(dāng)改變荷重轉(zhuǎn)矩變換時的比例條件，例如可獲得圖26這些多條重量-負(fù)荷轉(zhuǎn)矩線。
而且，這種重量與負(fù)荷轉(zhuǎn)矩變換比例條件可相應(yīng)于烹調(diào)物105的重量等各種測定條件合適地改變，通常可以獲得最好的測定結(jié)果。例如在用到較輕的烹調(diào)物105時，象解凍那樣需要高分辨率時，可以使?jié)L子103移至外側(cè)進(jìn)行檢測，而當(dāng)所用的食物較重時，則將滾子103移至內(nèi)側(cè)進(jìn)行檢測。
此外，根據(jù)這樣檢測出的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，由負(fù)荷轉(zhuǎn)矩與荷重的相關(guān)關(guān)系，烹調(diào)物105的重量可按例如圖27所示，作為特定的輸出值間接測定。
以上根據(jù)實施例具體地說明了本發(fā)明者所創(chuàng)造的發(fā)明，但不用說，本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離其實質(zhì)的范圍內(nèi)有各種可能。例如，轉(zhuǎn)矩變換比調(diào)整機(jī)構(gòu)不限于上述實施例這類滾子滑動機(jī)構(gòu)，也可以采用改變滾子摩擦等裝置。
如圖29所示，實施例3的轉(zhuǎn)矩變換裝置在轉(zhuǎn)盤218旋轉(zhuǎn)輸出軸的下端一體地設(shè)置摩擦板223，使旋轉(zhuǎn)軸承臺234與之相對來支持旋轉(zhuǎn)軸，靠旋轉(zhuǎn)軸承臺234與摩擦板233相對面產(chǎn)生的較大摩擦，根據(jù)轉(zhuǎn)盤218上烹調(diào)物219的重量變換為負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。
而且，上述實施例中說明的是，轉(zhuǎn)矩變換裝置構(gòu)成為在轉(zhuǎn)臺102的外周壁裝配多個滾子103，使這些多個滾子103在基臺101上轉(zhuǎn)動的情況，但不限于此，也可以形成為在基臺101上裝配多個滾子103，由這些多個滾子103支持轉(zhuǎn)盤102的構(gòu)造。
如上所述，本實施例中構(gòu)成為，在由驅(qū)動電動機(jī)(同步電動機(jī))驅(qū)動物品支持臺時，靠轉(zhuǎn)矩變換裝置將物品支持臺上被測定物的重量變換為驅(qū)動電動機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，再由設(shè)于該驅(qū)動電動機(jī)本身的負(fù)荷檢測線圈檢測該驅(qū)動電動機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，根據(jù)該檢測出的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，從負(fù)荷轉(zhuǎn)矩與荷重的相關(guān)關(guān)系間接地測定被測定物重量，因而，不僅可以使得構(gòu)造以及信號處理極其簡化，而且還可以提高檢測精度。
而且，同步電動機(jī)中設(shè)有檢測線圈，以便驅(qū)動線圈產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場兩者交鏈，并構(gòu)成為獲得振幅隨電動機(jī)的負(fù)荷變化單調(diào)減少的信號，因而可以使構(gòu)造以及信號處理極其簡化，并且可以小型化和降低制造成本。
以下說明實施例5?，F(xiàn)有的重量檢測裝置，長期使用時由于彈簧疲乏，除了無法避免隨機(jī)誤差，還有振蕩電路隨電源電壓的變動，振蕩頻率有較大變化的問題。
因此，本實施例5的目的在于提供一種帶負(fù)荷檢測裝置的同步電動機(jī)，它不使用彈簧而是根據(jù)同步電動機(jī)的基本特性變化來檢測負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，并且具有一種電源電路，可以使隨電源電壓變動產(chǎn)生的誤差成分變得微小。
以下采用


本實施例5帶負(fù)荷檢測裝置的同步電動機(jī)實施例。
另外，電磁烹調(diào)器轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部外圍、同步電動機(jī)磁電動作的說明前面已敘述，因此這里省略說明。
圖30以及圖31示出了將該電動機(jī)輸出的信號振幅變換為頻率變化的電路實施例。即交流信號的有效電壓在經(jīng)二極橋式全波整流并由電容器平滑的話便可以簡單地求得。而且，在計算機(jī)處理中以脈沖頻率變化代替電壓變化輸出負(fù)荷換算結(jié)果比較方便。這時，可以此來對應(yīng)，即以V/F變換電路將該電壓變換為具有某個規(guī)定載波頻率的矩形波信號的頻率變化。這樣的信號處理可以由圖30所示的CR自激振蕩電路363(以下稱振蕩電路)來進(jìn)行。圖20的振蕩電路363也可以采用シグネティツクス公司(現(xiàn)菲利浦公司)制造的ICNE555等來構(gòu)成圖31所示的電路365。但這時性能較圖30的電路363要差。
以下按圖30說明動作，以下說明中將部件名用作該部件的電路常數(shù)。
電路由整流電路361、平滑電路362、振蕩電路363以及振蕩電路電源364組成。整流電路361為二極管D1-D4的二極管橋路，平滑電路362由C1與R1組成。振蕩電路363由2個比較器U1、U2以及RS觸發(fā)器U3與等效的CR組成。平滑電路362的R1是用于使C1電荷適度放電，平滑后的電壓跟隨負(fù)荷變動的。若沒有它，由于C1電荷的放電僅通過比較器U1的輸入，因此對于負(fù)荷變動的響應(yīng)較緩慢。
振蕩電路363的工作原理是電容器Cf與電阻Rf以及放電用晶體管Q1的充放電，用時序圖詳細(xì)敘述工作原理。
圖32是圖30電路各部分信號的時序圖，圖33是圖31的時序圖。采用NE555的振蕩電路其工作原理幾乎與圖30相同，只是充放電觸發(fā)電壓的設(shè)定方法有所不同，因而信號波形也如圖32與圖33所示，有所不同。
這里，用圖30與圖32詳細(xì)說明振蕩原理與檢測線圈345振幅減小而頻率上升的原理。
首先，由整流電路361與平滑電路362將同步電動機(jī)檢測線圈345輸出的交流信號變換為直流信號VTH1。該信號與振蕩電路363的比較器U1的負(fù)輸入端子(以下稱-端子)相聯(lián)。比較器U1的正輸入端子(以下稱+端子)與電容器Cf的一個端子連接。電容器Cf此端子由振蕩電路電源364通過電阻Rf提供電流。此外，該端子還連接著晶體管Q1的集電極與比較器U2的一端子。
比較器U2的+端子與電阻R4與R3的分壓電路連接。由此分壓電路，比較器U2的+端子電壓VTL1為振蕩電路電源提供的電源電壓的R3/(R3+R4)。
晶體管Q1由RS觸發(fā)器U3的Q端子導(dǎo)通/截止，但RS觸發(fā)器U3則是由比較器U1與U2來觸發(fā)狀態(tài)的。電容器Cf另一端子與晶體管Q1發(fā)射極都與地連接。設(shè)電容器Cf與比較器連接一側(cè)端子電壓為VC。振蕩開始瞬間的動作是不需要的，因此這里只說明振蕩正好穩(wěn)定狀態(tài)的某一周期。
振蕩電路的狀態(tài)有兩種狀態(tài)，即向電容器Cf充電的狀態(tài)與放電狀態(tài)。這兩種狀態(tài)均通過自激觸發(fā)起振。
首先從充電狀態(tài)開始說明。充電開始是從晶體管Q1變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)的瞬間開始的，晶體管Q1截止，觸發(fā)器U3就變?yōu)橹梦粻顟B(tài)，而Q端子變?yōu)?，這是由比較器U2置位的。比較器U2為了輸出置位信號，電容器Cf的端子電壓VC必須在VTL1以下，但充電狀態(tài)以前的狀態(tài)是反面述及的放電狀態(tài)，在該狀態(tài)下電容器Cf端子電壓VC繼續(xù)下降，正好是從觸發(fā)電壓VTH1一側(cè)向觸發(fā)電壓VTL1靠近。電容器Cf的端子電壓與觸發(fā)電壓VTL1一致時，比較器U2便將置位信號輸出給RS觸發(fā)器。也就是說，充電狀態(tài)的電容器Cf端子電壓VC的初始電壓恰好是與觸發(fā)電壓VTL1一致。
在此狀態(tài)，晶體管Q1截止，比較器各端子因輸入阻抗十分高故未流過電流。因而通過電阻Rf向電容器Cf提供電荷。因而，電容Cf的端子電壓VC按時間常數(shù)CfRf上升。此情形是時序圖32第一條VC信號粗線所示波形中隨時間上升的部分。如圖所示，充電狀態(tài)的開始是觸發(fā)電壓VTL1。而且，時序圖32的第二條基極電壓示出的是晶體管Q1的基極電壓，即RS觸發(fā)器U3的Q端子信號，第三條則示出的是RS觸發(fā)器U3的Q端子信號。在充電狀態(tài)下，RS觸發(fā)器U3的Q端子以及Q端子分別如圖所示維持1與0。
電容器Cf端子電壓VC原樣持續(xù)上升時，使達(dá)到觸發(fā)電壓VTH1。這時比較器U1向RS觸發(fā)器U3送出復(fù)位信號，使得RS觸發(fā)器U3處于復(fù)位狀態(tài)。RS觸發(fā)器U3的Q端子信號翻轉(zhuǎn)為1，因而晶體管Q1導(dǎo)通，振蕩電路363處于放電狀態(tài)。在此狀態(tài)下，電容器Cf的電荷通過晶體管Q1放電。晶體管Q1的集電極電流Ic由電容器Cf的電荷與通過電阻Rf流過的成分所組成，但集電極電流Ic十分大的話，電容器Cf的放電便可以在短時間內(nèi)進(jìn)行。因而，電容器Cf端子電壓VC從觸發(fā)電壓VTH1開始下降。時序圖32第一第VC信號粗線所示的波形中，此狀態(tài)是隨時間軸電壓下降的部分。而且，RS觸發(fā)器U3的Q端子與Q端子如時序圖32第三條和第二條所示，分別處于0與1的狀態(tài)。如上所述，該電路的特點是由比較器U2與U3開關(guān)，以便電容器Cf的端子電壓在觸發(fā)電壓TVH1與觸發(fā)電壓VTL1之間往復(fù)。
這里，說明同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子動作，負(fù)荷增加，檢測線圈345輸出的交流信號振幅下降的時候。如上所述，檢測線圈345振幅下降可變換為比較器U1觸發(fā)電壓下降。假使觸發(fā)電壓VTH1下降至觸發(fā)電壓VTH2，因為振蕩原理完全相同，因而如時序圖32第一條細(xì)線波形所示，在觸發(fā)電壓VTL1(或VTL2)與VTH2之間往復(fù)，從而RS觸發(fā)器U3的置位/復(fù)位的翻轉(zhuǎn)周期變短，輸出信號的頻率上升。
以上是基本動作的說明，但圖31所示的采用NE555的振蕩電路也以基本相同的原理動作。雖未詳細(xì)地圖示，但振蕩電路365與圖30振蕩電路363的不同之處在于前述觸發(fā)電壓的設(shè)定方法與放電時間調(diào)整用電阻RB。振蕩電路365中由3個電阻使電源電壓Vcc3等分，獲得與圖30所示的比較器U1與U2相對應(yīng)的比較器觸發(fā)電壓。與比較器U1對應(yīng)的觸發(fā)電壓為(2/3)Vcc，而與比較器U2對應(yīng)的觸發(fā)電壓為(1/3)Vcc。平滑電路362輸出的直流信號與(2/3)Vcc的分支點直接連接。因而，與圖30不同，內(nèi)阻較低，靈敏度比圖30電路差。
另一方面，電容器Cf周圍的連接也有些不同，與圖30比較，圖31的電容Cf就是圖30中電容器Cf，而圖31的電阻RA則相當(dāng)于圖30中電阻Rf。圖30中沒有相當(dāng)于圖31電阻RB的電阻。RB是用來調(diào)整放電狀態(tài)電容器Cf放電時間的。圖30晶體管Q1的集電極相當(dāng)于振蕩電路365中第7號管腳。振蕩電路365中，觸發(fā)電壓就這樣由電源電壓與平滑電路362的直流信號所決定，而且，平滑電路362的直流信號影響不僅對上限觸發(fā)電壓而且對下限觸發(fā)電壓都有影響。此外，放電時間也隨RB變長，而成為如時序圖33所示的波形。若成本方面較寬余，最好采用圖30電路363替代采用NE555的振蕩電路。
這里，成問題的是電動機(jī)驅(qū)動電源電壓變化的時候。以上說明當(dāng)中是以電源電壓完全沒有變化為前提說明的，因而未提及振蕩電路電源。以下采用圖23以及圖30與圖34敘述此問題。圖34所示的波形1是檢測線圈345某個信號電平的上述基本動作。如圖所示，波形1在觸發(fā)電壓VTH1與VTL1之間變化。
圖30所示的電路構(gòu)成中，如前所述，觸發(fā)電壓VTH1僅依賴于檢測線圈345的信號，觸發(fā)電壓VTL1僅依賴于振蕩電路電源364的電壓。也就是說，如果電動機(jī)驅(qū)動電源電壓下降，因圖23A所示的I1下降WMI1也下降，從而(r2+RL)I2也下降。電壓RLI2是輸入至電路的信號，因而電動機(jī)驅(qū)動電源電壓下降則觸發(fā)電壓VTH1下降。就電路來說，該電壓下降只要不設(shè)任何裝置，就無法與負(fù)荷轉(zhuǎn)矩增加所產(chǎn)生的下降相區(qū)別，因而輸出信號頻率上升。此情形如圖34所示，發(fā)生這種情況，通過僅僅是觸發(fā)電壓VTH1下降至觸發(fā)電壓VTH2，電容器Cf端子電壓VC波形便如同波形2。
為修正此頻率的上升，可以通過使觸發(fā)電壓VTL1下降為觸發(fā)電壓VTL2來大幅度地修正。將觸發(fā)電壓VTL1修正為觸發(fā)電壓VTL2的修正量大致與電動機(jī)驅(qū)動電源的電壓變化量成正比。因而，以構(gòu)成觸發(fā)電壓電源電路使得觸發(fā)電壓VTL1的修正量大致與電動機(jī)驅(qū)動電源的電壓變化量成正比為好。但要以最低成本達(dá)到此目的，如圖30振蕩電路電源364所示由變壓器T1與整流元件D5-D8以及平滑電容器C2構(gòu)成為好。這種直流電源電路在電路中設(shè)在調(diào)壓前級，因而調(diào)壓以前的電壓為振蕩電路363所需要的電壓的話，也沒必要修改再構(gòu)成，就可以極其簡單地達(dá)到目的。圖30的電路最終具有這樣一種作用，即從檢測線圈345的輸出信號經(jīng)差分抽出電動機(jī)驅(qū)動電源電壓成分的作用。
另外，圖10中雖未明示比較器U1、U2與RS觸發(fā)器U3的電源，但由振蕩電路電源364直接提供也行，通過調(diào)壓提供調(diào)壓后的電源也行。當(dāng)然，后者對于周圍電路的影響較少，因而不用說，后者更好。
另一方面，采用NE555的圖31的動作其觸發(fā)電壓設(shè)定方法與圖30不同，而且，由振蕩電路電源364的電壓與檢出線圈345所引起的直流電壓的復(fù)合作用來確定，因而動作復(fù)雜，不過圖31也發(fā)生如圖30中說明的現(xiàn)象。因而，上述方法也可以適用采用NE555的圖31的情況。若成本允許的話，圖30以及圖31的振蕩電路電源364構(gòu)成為如圖35的構(gòu)成以方便地調(diào)壓為好。
從以上說明可知，按照本發(fā)明，通過在同步電動機(jī)中驅(qū)動線圈產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場內(nèi)使線圈交鏈，可獲得振幅隨電動機(jī)負(fù)荷變化而單調(diào)減少的信號，因而可以不用彈簧等隨時間變化的機(jī)構(gòu)部件來檢測同步電動機(jī)的負(fù)荷，此外可以通過使CR自激勵振蕩電路的觸發(fā)電壓與電動機(jī)驅(qū)動電源電壓聯(lián)動，使得電動機(jī)驅(qū)動電源的變動所造成的檢測誤差變得極小。
再說明實施例6?，F(xiàn)有的電磁烹調(diào)器中所用的重量檢測裝置將彈簧秤的形變變換為線圈或電容器等電氣特性的變化，并以電氣裝置取得它。
但由于彈簧材料的彈簧系數(shù)隨時間的變化，隨溫度的變化，還有線圈、電容等檢測裝置與溫度的關(guān)系復(fù)雜，在重量與頻率之間存在特定的溫度因素，因而有這種問題，即不容易由某種電路，從頻率計算重量的算法來修正這種溫度因素。
因此，實施例6的目的在于提供一種不用特殊檢測元件，輸出將溫度因素抑制得極小的負(fù)荷檢測信號的同步電動機(jī)負(fù)荷檢測裝置。
以下由適用于微波爐之類轉(zhuǎn)盤的實施例6詳細(xì)說明本發(fā)明同步電動機(jī)負(fù)荷檢測裝置。
如圖40所示，在大略圓盤狀支持臺431上靠多個滾子433設(shè)置同樣大略圓盤狀轉(zhuǎn)盤432，以便它可以自由旋轉(zhuǎn)。
滾子433通過旋轉(zhuǎn)軸434裝配在轉(zhuǎn)盤432的法蘭部分上。因而，放著烹調(diào)物435的轉(zhuǎn)盤432通過滾子433由支持臺431支承，并且靠裝在旋轉(zhuǎn)輸出軸436上的同步電動機(jī)400旋轉(zhuǎn)。
上述旋轉(zhuǎn)輸出軸436貫通支持臺431的中央，與帶有未圖示裝置裝配于支持臺431下部的減速輪列的同步電動機(jī)400的輸出軸相聯(lián)。
該同步電動機(jī)400連接著電動機(jī)驅(qū)動電源450，而且連接著具有溫度補(bǔ)償裝置470的負(fù)荷檢測電路460。以下詳述上述同步電動機(jī)以及負(fù)荷檢測裝置和溫度補(bǔ)償裝置。
圖36以及圖37示出的是前述同步電動機(jī)400的構(gòu)成，轉(zhuǎn)子441由大略圓筒狀的永久磁石組成，N極與S極在圓周方向上以一定間隔勵磁。該轉(zhuǎn)子441的外周配置有呈圓筒狀具有楔形磁極444的定子442，從而以一定距離包容轉(zhuǎn)子441。楔形磁極444各凸極從上方至下方的與從下方至上方的交替配置，朝相同方向的凸極角度間隔與轉(zhuǎn)子441的N極勵磁間隔或S極勵磁間隔均相同。
在該圓筒狀楔形磁極444的外周卷繞了使楔形磁極444勵磁用的驅(qū)動線圈443與相消卷繞的溫度補(bǔ)償線圈445與檢測線圈446。溫度補(bǔ)償線圈相消繞組等后面敘述。驅(qū)動線圈443上加上前述電動機(jī)驅(qū)動電源450的交變電流。
上述驅(qū)動線圈443、溫度補(bǔ)償用線圈445以及檢測線圈446的上部與下部由軟磁性體制成的定子442封閉磁場，而且外周也由軟磁性體的屏蔽殼447封入磁場。
因而，驅(qū)動線圈443的勵磁磁場的磁通從下部定子通過屏蔽殼再從上部定子導(dǎo)入從楔形磁極444的上方延伸的凸極，成為至相鄰?fù)箻O的泄漏磁通，再匯集至從下方延伸的楔形磁極444回到下部定子。由交流電流勵磁后，還產(chǎn)生相反路徑的磁通。因此，在楔形磁極444凸極間產(chǎn)生與電動機(jī)驅(qū)動電源450交變電流的頻率同步的交變磁場，因而轉(zhuǎn)子441導(dǎo)入該交變磁場旋轉(zhuǎn)，而且轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)數(shù)便與電動機(jī)驅(qū)動電源450的交變電流頻率成正比。
所以，基于此構(gòu)造的電動機(jī)稱為同步電動機(jī)。
另一方面，如上述構(gòu)成那樣，檢測線圈446卷繞成環(huán)狀，使得驅(qū)動線圈443產(chǎn)生的勵磁磁場與轉(zhuǎn)子441磁場交鏈。因而檢測線圈中產(chǎn)生驅(qū)動電源磁場所產(chǎn)生的感應(yīng)電流與轉(zhuǎn)子磁場所產(chǎn)生的感應(yīng)電流。可以由這兩者的相位關(guān)系檢測轉(zhuǎn)子的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。
圖44是相消繞組的說明圖。溫度補(bǔ)償線圈445只需要隨周圍溫度變化的電阻成分，因而該線圈必須避免受到外部磁場影響，或卷繞成使之相消。用于此用途的一種方法即所謂相消繞組的卷繞法。相消繞組是使二個完全同種材料同一形狀的線圈設(shè)置為交鏈的磁場也完全相同，并與將它們反相串接的那種情況相同，但實際制法則如圖44所示將兩根導(dǎo)線在繞線管上卷繞所需匝數(shù)，兩組線圈的某一前端C點互相連接，以另一A端子與B端子作為輸出。
由于兩組線圈反相而產(chǎn)生振幅完全相等的感應(yīng)電流，這樣，若反相串聯(lián)連接就可以完全消除感應(yīng)電流。如前所述，此線圈其目的不是檢測磁場變化，而是將電動機(jī)內(nèi)部溫度當(dāng)作線圈電阻變化來獲得。為達(dá)到此目的，也可以采取如圖45所示的溫度補(bǔ)償線圈設(shè)置方法。采取這種溫度補(bǔ)償線圈設(shè)置方法，在該線圈交鏈的磁場理論上全部沒有，可以僅僅檢測溫度變化所引起的電阻變化。
當(dāng)然，使此線圈與相消線圈組合作為溫度補(bǔ)償線圈也行。當(dāng)然，溫度補(bǔ)償線圈不需要為線圈形狀，但為線圈以外的形狀時，有難以在制法簡便地管理電阻值的缺點。相反，為線圈形狀時則可以由繞線管匝數(shù)方便地管理。
而且，前述負(fù)荷檢測電路460如圖38所示，與上述同步電動機(jī)400內(nèi)的檢測線圈446與溫度補(bǔ)償線圈445連接。此負(fù)荷檢測電路460由對檢測線圈446的交流信號整流的整流電路461，與平滑該輸出信號的平滑電路462，與振蕩頻率隨該直流信號電壓變化的CR自激勵振蕩電路463組成，為了對輸出信號進(jìn)行溫度補(bǔ)償，確定CR自激勵振蕩電路463振蕩時間常數(shù)的電容器Cf其充電電流源連接了溫度補(bǔ)償線圈445。充電電流源可以僅為單個溫度補(bǔ)償線圈445本身，或者如圖39所示采用電流鏡電路也行。后面詳細(xì)說明溫度補(bǔ)償線圈445的溫度補(bǔ)償作用。
以下說明上述實施例的電氣動作。圖36所示的帶負(fù)荷檢測裝置的同步電動機(jī)400如前所述，驅(qū)動線圈443與檢測線圈446構(gòu)成一處變壓器，檢測線圈446中還產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場的感應(yīng)電流。驅(qū)動線圈443中也產(chǎn)生轉(zhuǎn)子441磁場的感應(yīng)電流。通常，感應(yīng)電流較多的換算為電壓來表現(xiàn)，并稱此時感應(yīng)電流相當(dāng)?shù)碾妷簽楦猩妱觿莼蚝喎Q感生勢。
此外，考慮到除驅(qū)動線圈443與檢測線圈446外還有內(nèi)阻的話，可表示成如圖41的電氣等效電路圖。設(shè)驅(qū)動線圈443自感與內(nèi)阻分別為L1、r1，設(shè)檢測線圈446自感與內(nèi)阻分別為L2、r2。驅(qū)動線圈443與檢測線圈446之間有互感M。而且設(shè)轉(zhuǎn)子441磁場產(chǎn)生的驅(qū)動線圈443的感生勢為E1，檢測線圈的感生勢為E2。
驅(qū)動線圈443上連接有電動機(jī)驅(qū)動電源450的電壓源Vp，檢測線圈446連接有負(fù)荷檢測電路460，但圖41中該內(nèi)阻作為負(fù)載電阻表示，設(shè)為RL。設(shè)驅(qū)動線圈443一側(cè)閉合回路中流過的電流為I1，檢測線圈446一側(cè)閉合回路中流過的電流為I2。溫度補(bǔ)償線圈445正確地表示的話，則為兩組線圈，但圖41中單純地由電阻RE表示。但此電阻RE并不參與負(fù)荷檢測裝置的基本動作。以后在說明溫度補(bǔ)償裝置時再說明此電阻RE。
以下用圖42以及圖34的電壓向量圖說明圖41等效電路的動作。
圖42表示的是當(dāng)轉(zhuǎn)子加有某一規(guī)定負(fù)荷轉(zhuǎn)矩時圖41的檢測線圈446一側(cè)電壓向量的相位關(guān)系。取驅(qū)動線圈443的電流I1方向為X軸。ωMI1為驅(qū)動線圈443與檢測線圈446的互感M以及驅(qū)動電源450的電流所確定的感應(yīng)電流，與此相應(yīng)具有與負(fù)荷轉(zhuǎn)矩有關(guān)的相位角，產(chǎn)生檢測線圈446的感生勢E2。電路為閉合回路，故其余的電壓可表示為向量E。
向量E的成分由檢測線圈446的電感L2的成分與內(nèi)阻r2和負(fù)載電阻RL的成分組成，相對于電阻成分的電壓向量，電感成分的電壓向量相位落后π/2(90度)，因而向量E可以如圖24所示按直角分解為感應(yīng)電流W2L2I2與電阻成分的壓降(r2+RL)I2。向量E、感應(yīng)電流ωL2I2與壓降(r2+RL)I2構(gòu)成的直角三角形其各邊的比是由電氣特性唯一確定的，因而E2不論是何角度，何大小，都是一定的。負(fù)荷檢測電路460檢測的信號是上述(r2+RL)I2內(nèi)的RLI2成分。
由同步電動機(jī)可以知道，轉(zhuǎn)子負(fù)荷轉(zhuǎn)矩增加時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)相位就隨電動機(jī)驅(qū)動電流的相位而滯后。這種現(xiàn)象導(dǎo)致感生電動勢E1或E2的的相位滯后，因而圖42中可以表示為以感應(yīng)電流ωMI1的前端為圓心感生電動勢E2負(fù)角度旋轉(zhuǎn)。圖43是在圖42上疊加表示由圖42開始再增加負(fù)荷轉(zhuǎn)矩時向量E2與E及其成分的關(guān)系。實際的電動機(jī)中，隨著負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的增加，感應(yīng)電流ωWI1感生電動勢E2的大小也減少一些，但與相位變化相比，可認(rèn)為是極小的，因而這里當(dāng)作不變的來說明。
感生電動勢E2旋轉(zhuǎn)角度θ時，P點便移動到P′，但△OP′Q′是與△OPQ相似的直角三角形，因而Q點移動到Q′點。這里，感生電動勢E2沿負(fù)角度方向旋轉(zhuǎn)時，向量E的大小從｜OP｜減小至｜OP′｜，因而(r2+RL)I2的大小減小相同比值。也就是說，｜0Q｜減小為｜0Q′｜。所以，負(fù)荷檢測電路60感知的電壓也減少相同比值。此時相位角也變化，因而通過檢測相位差來檢測負(fù)荷也行。
但由圖43明顯可知，為了按相位差檢測，反電動勢E2的大小必須較大，而所謂增大反電動勢E2的大小即意味著使檢測線圈466的匝數(shù)增加。與之相反，而檢測向量OQ、即檢測負(fù)荷檢測電路460感知的電壓大小卻有這種優(yōu)點，即以較少的匝數(shù)來使信號變化變大。
這樣得到的負(fù)荷檢測信號作為頻率與電源頻率相同的交流信號而獲得，負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的大小則作為其振幅而獲得。圖38示出一例將這種信號變換為矩形波信號頻率變化的電路，并說明其動作。U1以及U2是比較電路，U3是RS觸發(fā)器等單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。如上所述，負(fù)荷轉(zhuǎn)矩是作為振幅大小獲得的，因而如圖38所示，靠整流電路461與平滑電路462將此信號變換為直流信號。
在此階段，負(fù)荷轉(zhuǎn)矩表現(xiàn)為直流信號電壓，因而靠電壓頻率變換(VF變換)電路、電壓控制振蕩器(VCO)將該電壓變換為頻率也行。VF變換的簡單方法可以如圖38所示采用把電容器充放電時間作為一周斯的CR自激勵振蕩電路。CR自激勵振蕩原理是在電路中反復(fù)進(jìn)行以下過程，由恒流源向電容器蓄積電荷，電容器端子電壓達(dá)到某規(guī)定值時，接下來再通過別的恒流源使電容器的電荷放電。
圖38中，進(jìn)行充放電的電容器為Cf，溫度補(bǔ)償用線圈445的電阻值RE起著充電用恒流源的作用，晶體管Q1則起著放電用恒流源的作用。因而，為這種構(gòu)成時其特點是，如獨立的溫度修正電路那樣，沒有可明確地與別的相區(qū)別的電路構(gòu)成，極為簡單，因而制造成本花費不大。充電初期，此時電容器Cf電位達(dá)到R2與R3分壓的電位，而放電初期，此時電容器Cf達(dá)到平滑電路輸出的直流電壓，即與負(fù)載有關(guān)的電壓。顯然，R2與R3的分壓電位要設(shè)定得比負(fù)荷檢測電壓低。
前述構(gòu)成當(dāng)中可以確認(rèn)，隨著電動機(jī)溫度的上升，線圈446內(nèi)阻的增加，定子442和屏蔽殼447內(nèi)的磁通減小，磁荷減小等，負(fù)荷檢測信號的振幅減小。振幅減少的話，整流平滑后的直流電壓就電位下降，不管怎樣采取措施，電容器Cf的放電時間變短，CR自激勵振蕩電路頻率上升。為抑制這種上升，需要使充電用電流源或放電用電流源電流值減小，使放電時間或充電時間延長。
圖38中由溫度補(bǔ)償線圈445的電阻值RE來進(jìn)行前一方法，即延長充電時間。若需要延長放電時間，雖未圖示但向Q1的集電極串接RE也行。溫度補(bǔ)償線圈445是相消卷繞的，因而可以不受電源電流、轉(zhuǎn)子441磁場的影響，僅將檢測線圈446周圍溫度的上升反映為電阻的增加。
修改例但通常僅由溫度補(bǔ)償線圈445本身的溫度系數(shù)來抵消電路溫度系數(shù)是不夠的，在這種時候，溫度補(bǔ)償線圈通過如圖46所示，使電阻RA、RB與溫度補(bǔ)償線圈(電阻RE)并聯(lián)再串聯(lián)連接這樣使溫度補(bǔ)償線圈與電阻組合構(gòu)成，組成電阻電橋來調(diào)整溫度系數(shù)時，溫度系數(shù)的抵消就更有效。
具體的溫度系數(shù)調(diào)整方法，在采用溫度0℃為200Ω，80℃為208Ω的溫度補(bǔ)償線圈時，溫度系數(shù)如式1所示為500ppm。
(208-200)/(200(80-0)) ＝500×10-6(式1)而且，電阻RA、RB為±0ppm時，使得溫度8℃為500Ω，80℃為504Ω(250ppm)，由表1求電阻RA、RB。
在溫度0℃時為式2，800℃時為式3，由兩式求RA、RB時，RA＝492.477Ω，RB＝357.76Ω。
(200RA)/(200+RA) +RB＝500 (式2)(208RA)/(208+RA) +RB＝504 (式3)假設(shè)用JIS的1%E96系列，最好用RA＝499Ω，RB-357Ω。
圖39是第二實施例的電路圖，是一例溫度補(bǔ)償線圈445的電阻變化比應(yīng)修正的溫度系數(shù)小時，使溫度補(bǔ)償線圈445電阻變化放大，而使充電電流的電流變化的方法，在圖38溫度補(bǔ)償線圈445與CR自激勵振蕩電路463之間增加電流鏡電路，在基準(zhǔn)一側(cè)的晶體管Q3的發(fā)射極加入溫度補(bǔ)償線圈445的電阻RE，采用這種結(jié)構(gòu)，即使溫度補(bǔ)償線圈445的溫度系數(shù)未達(dá)到必要量，但由于在電流鏡電路中得到放大，能調(diào)整到適當(dāng)?shù)闹?。而且，具有這樣的優(yōu)點由于是電流鏡電路，Q2和Q3的Vbe的溫度系數(shù)相互抵消，因而可以無視因附加Q2和Q3而產(chǎn)生的影響。另外，圖38以及圖39所示的CR自激勵振蕩電路463，由シグネティツクス社(現(xiàn)菲利浦公司)制的NE555等同種功能的產(chǎn)品來替代也行。
該例示于圖47(A)、(B)、(C)，(A)與圖38相同動作，(B)溫度補(bǔ)償線圈參與充電和放電兩者，因而電阻變化隨溫度變化的作用可為(A)電路的兩倍，(C)與圖39相同動作。
如上所述，這里示出的最適合檢測微波爐轉(zhuǎn)盤上烹調(diào)物重量的例子，但不用說，除此類實施例以外，如打印機(jī)等步進(jìn)電動機(jī)用于一邊檢測負(fù)荷轉(zhuǎn)矩一邊控制驅(qū)動電流也很合適。
綜上所述，本發(fā)明在帶負(fù)荷檢測裝置的同步電動機(jī)上設(shè)置相消卷繞的溫度補(bǔ)償線圈，通過電阻隨該線圈溫度上升而增加，使CR自激勵振蕩電路的電容器充放電時間延長，因而可以使隨溫度變化而產(chǎn)生的負(fù)荷檢測信號頻率變化極小。
而且，負(fù)荷檢測不需要檢測轉(zhuǎn)盤的軸向位移等機(jī)械位移，因而軸支持構(gòu)成不復(fù)雜。
權(quán)利要求
1.一種重量檢測裝置，其特征在于具有載置被測定物的物品支持臺；以規(guī)定的比例條件將所述物品支持臺上載置的被測定物重量變換為所述驅(qū)動電動機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩變換裝置；檢測通過該轉(zhuǎn)矩變換裝置加在驅(qū)動電動機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷檢測裝置；根據(jù)該負(fù)荷檢測裝置得到的驅(qū)動電動機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，由負(fù)荷轉(zhuǎn)矩與荷重的相關(guān)關(guān)系測定所述被測定物重量的重量測定裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的重量檢測裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)矩變換裝置包括重量變換為負(fù)荷轉(zhuǎn)矩時使比例條件改變的轉(zhuǎn)矩變換比調(diào)整機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的重量檢測裝置，用于電磁烹調(diào)器中，其特征在于，物品支持臺由載置被測定特烹調(diào)食物繞規(guī)定軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的轉(zhuǎn)臺組成;轉(zhuǎn)矩變換裝置由保持所述轉(zhuǎn)臺可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的滾子組成;而且轉(zhuǎn)矩變換比調(diào)整機(jī)構(gòu)由相對于所述轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸使所述滾子徑向位移的滑動機(jī)構(gòu)組成。
4.如權(quán)利要求3所述的重量檢測裝置，用于電磁烹調(diào)器中，其特征在于，多個滾子相對于轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)軸大致同心狀配置;滑動機(jī)構(gòu)包括使所述多個滾子相互聯(lián)動徑向移動的聯(lián)動機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的重量檢測裝置，其特征在于，負(fù)荷檢測裝置在驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動線圈附近配置負(fù)荷檢測用線圈。
6.如權(quán)利要求5所述的重量檢測裝置，其特征在于，負(fù)荷檢測裝置的負(fù)荷檢測用線圈設(shè)置為驅(qū)動電動機(jī)中定子產(chǎn)生的交變磁場與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場兩者交鏈。
7.如權(quán)利要求5所述的重量檢測裝置，其特征在于，重量檢測裝置具有對負(fù)荷檢測裝置的負(fù)荷檢測用線圈的輸出信號進(jìn)行整流平滑的電路。
8.如權(quán)利要求5所述的重量檢測裝置，其特征在于，重量檢測裝置包括將負(fù)荷檢測裝置的負(fù)荷檢測用線圈的輸出信號整流平滑后的信號的電壓變化變換為頻率變化的電路。
9.如權(quán)利要求1所述的重量檢測裝置，其特征在于所述驅(qū)動電動機(jī)是同步電動機(jī)。
10.一種使用同步電動機(jī)的負(fù)荷檢測裝置，其特征在于同步電動機(jī)通過定子驅(qū)動線圈產(chǎn)生的交變磁場與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場相互作用，使所述轉(zhuǎn)子與驅(qū)動線圈的交變磁場同步旋轉(zhuǎn)，在該同步電動機(jī)中具有檢測負(fù)荷的負(fù)荷檢測裝置，所述負(fù)荷檢測裝置包括設(shè)置成所述定子產(chǎn)生的交變磁場與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場兩者交鏈的檢測線圈。
11.如權(quán)利要求10所述的使用同步電動機(jī)的負(fù)荷檢測裝置，其特征在于，負(fù)荷檢測裝置包括對檢測線圈的輸出信號整流平滑的電路。
12.如權(quán)利要求11所述的使用同步電動機(jī)的負(fù)荷檢測裝置，其特征在于，負(fù)荷檢測裝置包括將檢測線圈的輸出信號整流平滑后的信號的電壓變化變換為頻率變化的電路。
13.如權(quán)利要求12所述的使用同步電動機(jī)的負(fù)荷檢測裝置，其特征在于，變換電路由將直流信號作為觸發(fā)電壓的CR自激勵振蕩電路組成，并且設(shè)有該CR自激勵振蕩電路的電源電壓與同步電動機(jī)驅(qū)動電源的電壓成比例的裝置。
14.如權(quán)利要求10所述的使用同步電動機(jī)的負(fù)荷檢測裝置，其特征在于，設(shè)有溫度補(bǔ)償裝置，通過與檢測線圈鄰接使驅(qū)動線圈的交變磁場以及轉(zhuǎn)子磁場的感應(yīng)電流抵消卷繞的溫度補(bǔ)償線圈，補(bǔ)償所述檢測線圈的輸出隨溫度產(chǎn)生的誤差。
15.一種負(fù)荷測定裝置，其特征在于具有同步電動機(jī);測定提供給該同步電動機(jī)繞組的電壓與所述繞組所流過的電流的電壓電流測定裝置;由所述電壓所述電流的積求有效功率，并由所述電壓的有效值與所述電流的有效值之積求視在功率，從所述有效功率與所述視在功率的相除運(yùn)算功率因子的功率因子運(yùn)算裝置;根據(jù)負(fù)荷與功率因子的相關(guān)關(guān)系將運(yùn)算求得的所述功率因子變換為所述同步電動機(jī)負(fù)荷的負(fù)荷檢測裝置;由所述功率因子的大小測定所述同步電動機(jī)的負(fù)荷大小。
16.如權(quán)利要求15所述的負(fù)荷測定裝置，其特征在于具有，測定同步電動機(jī)繞組電阻值的電阻測定裝置;由測定出的所述繞組電阻值對運(yùn)算求得的上述功率因子進(jìn)行溫度修正的功率因子修正裝置;由負(fù)荷與功率因子的相關(guān)關(guān)系將修正后的所述功率因子變換為所述同步電動機(jī)負(fù)荷的負(fù)荷檢測裝置，由所述功率因子的大小測定所述同步電動機(jī)負(fù)荷的大小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種重量檢測裝置，簡化構(gòu)造以及信號處理，可以使重量檢測裝置小型化，制造成本降低，檢測精度提高。由驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動物品支持臺2時，由轉(zhuǎn)矩變換裝置將物品支持臺2上的被測定物5重量變換為驅(qū)動電動機(jī)6的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，由設(shè)于該驅(qū)動電動機(jī)6自身內(nèi)的負(fù)荷檢測線圈65檢測驅(qū)動電動機(jī)6的負(fù)荷，由負(fù)荷轉(zhuǎn)矩與荷重的相關(guān)關(guān)系依據(jù)檢測出的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，間接地測定被測定物5的重量。同步電動機(jī)中設(shè)有檢測線圈以便驅(qū)動線圈產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場兩者交連，獲得振幅相對于電動機(jī)負(fù)荷變化單調(diào)減小的信號。
文檔編號G01G7/02GK1110403SQ9411609
公開日1995年10月18日 申請日期1994年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月20日
發(fā)明者若井清志, 花岡歳樹 申請人:株式會社三協(xié)精機(jī)制作所