專利名稱：電子天平的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配置有風(fēng)擋殼體(windshield case)的電子天平，尤其是涉及具有高分辨率的電子天平，其用于消除結(jié)合在天平主體中的校準(zhǔn)用重物和置于稱重室內(nèi)的稱重盤上的測量物體之間的浮力差。
背景技術(shù)：
在允許有非常精細(xì)的最低讀數(shù)值、高分辨率和自動(dòng)靈敏度校準(zhǔn)功能的具有高精確度的電子天平中，由外部的風(fēng)引起的空氣對流和溫度變化的影響可能會(huì)產(chǎn)生誤差。在此類電子天平中，為了消除誤差產(chǎn)生的原因，就采用了由風(fēng)擋殼體環(huán)繞稱重盤周邊的方法。如圖8的示意性構(gòu)造圖所示，這種配置了風(fēng)擋殼體的電子天平通常包括稱重室93，其容納稱重盤91并由風(fēng)擋殼體92環(huán)繞。電子天平還包括結(jié)合有校準(zhǔn)重物(calibration weight)的天平主體94、校準(zhǔn)重物的施加/移除機(jī)構(gòu)、載荷檢測部分等，其中校準(zhǔn)重物是用于校準(zhǔn)的重物。稱重室93和天平主體94由稱重室93的底板95分隔開。稱重盤91和載荷檢測部分借助盤上載荷傳輸軸(未示出)連接。
然后，在經(jīng)歷預(yù)定溫度變化或者預(yù)定時(shí)間之后，將校準(zhǔn)重物自動(dòng)施加于載荷檢測部分。在此時(shí)產(chǎn)生的輸出和重物的先前存儲量的基礎(chǔ)上，靈敏系數(shù)得以修正并且更新為新的靈敏系數(shù)。(例如，參考JP-B-6-52190。)相關(guān)技術(shù)的電子天平構(gòu)造如上。同時(shí)，配置有所結(jié)合的元件和殼體的天平主體94具有高于稱重室93的熱容量。從而，當(dāng)環(huán)境溫度或者天平主體94的溫度顯著變化時(shí)，稱重室93和天平主體94之間就可能出現(xiàn)溫差。例如，在其中放置有電子天平的室內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)停止的情況下啟動(dòng)電子天平時(shí)，由于稱重室93具有更小的熱容量，所以其內(nèi)部溫度可相對容易地隨空氣調(diào)節(jié)溫度發(fā)生變化。另一方面，由于天平主體94具有更大的熱容量，所以天平主體94對于空氣調(diào)節(jié)的溫度具有很差的跟蹤能力。從而，在稱重室93和天平主體94之間產(chǎn)生溫差。具體而言，在夏天，由于空氣調(diào)節(jié)的溫度低于室外溫度，所以稱重室93中的溫度可能低于天平主體94的溫度。相反地，在冬天，由于空氣調(diào)節(jié)的溫度高于室外溫度，稱重室93中的溫度可能高于天平主體94的溫度。
如上所述，如果稱重室93內(nèi)的溫度和天平主體94內(nèi)的溫度不同，則稱重室93和天平主體94內(nèi)的相應(yīng)空氣密度也不同。從而，在置于稱重盤91上的測量物體接收的浮力和校準(zhǔn)重物接收的浮力之間產(chǎn)生差異，這就導(dǎo)致測量值中的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于這樣的情況而完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種具有高精確度并且可通過消除稱重室和天平主體之間的溫差而進(jìn)行稱重的電子天平。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面是一種配置有天平主體和稱重室的電子天平，該天平主體結(jié)合有載荷測量機(jī)構(gòu)和校準(zhǔn)重物，該稱重室由設(shè)置在天平主體上方的風(fēng)擋殼體環(huán)繞，該電子天平包括底部，其分隔天平主體和稱重室，并且設(shè)置有至少一個(gè)通氣孔；可移動(dòng)的底板，其平行地設(shè)置于底部附近，并且配置有至少一個(gè)對應(yīng)于底部通氣孔的通氣孔；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于平行于底部移動(dòng)可移動(dòng)的底板。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，該電子天平還包括用于測量稱重室內(nèi)的內(nèi)部溫度的溫度傳感器，其中當(dāng)由溫度傳感器測得的內(nèi)部溫度變化等于或高于預(yù)定值時(shí)，就自動(dòng)打開底部的通氣孔。
根究本發(fā)明第一方面，該電子天平還包括用于測量所述稱重室內(nèi)的內(nèi)部溫度的第一溫度傳感器和用于測量置于天平主體中的校準(zhǔn)重物附近的溫度的第二溫度傳感器，其中當(dāng)由第一和第二溫度傳感器測得的溫差等于或者大于預(yù)定值時(shí)，就自動(dòng)打開底部的所述通氣孔。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，按照預(yù)先確定的規(guī)則間隔或者當(dāng)通過施加或移除校準(zhǔn)重物而進(jìn)行校準(zhǔn)之后經(jīng)歷預(yù)定時(shí)間時(shí)，自動(dòng)打開或者關(guān)閉底部的通氣孔。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，只有在底部的通氣孔關(guān)閉時(shí)，才打開風(fēng)擋殼體的門。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，該電子天平還包括密封部件，其用于密封底部的通氣孔與可移動(dòng)的底板之間的間隙，并附著于底部的通氣孔的周邊。
由于根據(jù)本發(fā)明的電子天平構(gòu)造如上，就可以在測量物體和校準(zhǔn)重物之間沒有浮力差的情況下進(jìn)行測量，從而提高了測量的精確度。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子天平的俯視圖。
圖1B是沿著圖1A中線A-A剖開的剖視圖。
圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的電子天平的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子天平的操作流程圖。
圖4是用于說明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子天平的操作流程圖。
圖5是用于說明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電子天平的操作流程圖。
圖6A是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電子天平的側(cè)視圖，圖6B是沿著圖6A的線B-B剖開的剖視圖。
圖7是用于說明根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電子天平的操作流程圖。
圖8是配置有風(fēng)擋殼體的電子天平的外觀圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，將對本發(fā)明的各種實(shí)施例進(jìn)行說明。圖1A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電子天平的俯視圖。圖1B是沿著圖1A中線A-A剖開的剖視圖。
如圖1A和1B所示，根據(jù)本發(fā)明的電子天平使天平主體1內(nèi)的溫度和稱重室2a內(nèi)的溫度平衡，其中天平主體1結(jié)合有載荷測量所必需的機(jī)構(gòu)，稱重室2a由用于屏蔽測量物體M與室外空氣的風(fēng)擋殼體2環(huán)繞。然后，作用在測量物體M上的浮力和作用在容納于天平主體1中的所結(jié)合的重物12a上的浮力得以平衡。由此，由浮力差產(chǎn)生的誤差得以消除，從而提高了測量的精確度。
天平主體1內(nèi)部包括載荷檢測機(jī)構(gòu)11，其包括上面放置測量物體的稱重盤11a、用于檢測測量物體M的載荷的載荷檢測部分11b和用于結(jié)合稱重盤11a和載荷檢測部分11b的處于垂直方向的連接軸11c；重物施加/移除機(jī)構(gòu)12，其包括用于校準(zhǔn)的所結(jié)合的重物12a、用于限制所結(jié)合的重物12a向上移動(dòng)的重物接觸部或蓋部12b、可垂直移動(dòng)并且支承所結(jié)合的重物12a的杠桿12c和可垂直驅(qū)動(dòng)杠桿12c的重物驅(qū)動(dòng)部分12d；以及控制部分3，稍后對其進(jìn)行說明。在天平主體1的前斜面上設(shè)置有指示器7和操作器8。在稱重室2a的底部14上設(shè)置有軸孔14a和多個(gè)通氣孔14b，其中連接軸11c穿過軸孔14a，多個(gè)通氣孔14b允許天平主體1內(nèi)部和稱重室2a之間的空氣流動(dòng)。通氣孔14b通過可移動(dòng)的底板17打開/關(guān)閉，可移動(dòng)的底板17設(shè)置為沿底部14的后側(cè)前后移動(dòng)?？梢苿?dòng)的底板17可滑動(dòng)地與輥?zhàn)?5b和輥?zhàn)?6b接觸，其中，輥?zhàn)?5b設(shè)置于支承部件15的溝槽15a中，支承部件15固定于天平主體1的內(nèi)部前壁，輥?zhàn)?6b設(shè)置于支承部件16的溝槽15a中，支承部件16固定于天平主體1的內(nèi)部后壁。
可移動(dòng)的底板17具有多個(gè)通氣孔17a，其數(shù)量和直徑與通氣孔14a的數(shù)量和直徑相同，從而當(dāng)通氣孔17a和通氣孔14a中心對齊時(shí)允許空氣流動(dòng)。在可移動(dòng)的底板17的中心附近設(shè)置長開口17b，其在前后方向上是長的。具有設(shè)置成平面形狀的齒輪18a的齒輪塊18固定于可移動(dòng)的底板17的后部。另一方面，具有減速齒輪的電機(jī)19固定于底部14上。電機(jī)19的旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪19a與齒輪塊18的齒輪18a嚙合。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括控制部分3的電子天平的整體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。載荷檢測部分11b輸出對應(yīng)于包括稱重盤11a的測量物體M的電子信號。在由A/D轉(zhuǎn)換器6數(shù)字化之后，該輸出被輸入至控制部分3中。主要由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部分3包括用于執(zhí)行操作控制處理的CPU 31、用于存儲操作控制處理程序的ROM 32、用于傳輸操作數(shù)據(jù)的RAM 33和連接外部設(shè)備和CPU 31所必需的輸入/輸出接口34。該輸入/輸出接口34與指示器7連接以顯示所測量的數(shù)值；與操作器8連接以操作電機(jī)19并且與A/D轉(zhuǎn)換器6、重物施加/移除機(jī)構(gòu)12和電機(jī)19連接。
所結(jié)合的重物12a設(shè)置在載荷檢測部分11b附近。重物施加/移除機(jī)構(gòu)12通過諸如杠桿12c的凸輪及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)構(gòu)向載荷檢測部分11b的載荷檢測部分施加載荷或者移除載荷。重物施加/移除機(jī)構(gòu)12的驅(qū)動(dòng)命令由控制部分3給出。
溫度傳感器13設(shè)置在所結(jié)合的重物12a附近，另一溫度傳感器13a設(shè)置在風(fēng)擋殼體2內(nèi)。用于切換輸入信號的開關(guān)5設(shè)置在A/D轉(zhuǎn)換器6的輸入側(cè)。開關(guān)5用于依次數(shù)字化來自溫度傳感器13、13a的輸出和來自載荷檢測部分11b的輸出。開關(guān)5也受來自控制部分3的信號的驅(qū)動(dòng)控制。
接下來，參照圖1A、1B和2，將對本發(fā)明實(shí)施例的操作進(jìn)行說明。在測量之前，顯示在指示器7上的風(fēng)擋殼體2內(nèi)的溫度Tu和重物施加/移除機(jī)構(gòu)12周圍的溫度Td受到檢測。如果其間差異不小于預(yù)定值，則從操作器8發(fā)出“打開”信號。然后，在操作控制程序的基礎(chǔ)上，電機(jī)19受到驅(qū)動(dòng)，從而可移動(dòng)的底板17和齒輪塊18向左移動(dòng)并且在通氣孔14b和通氣孔17a相互對齊的位置停止。當(dāng)溫度Tu接近溫度Td時(shí)，就從控制器8發(fā)出“關(guān)閉”信號，并且電機(jī)19在與上述方向相反的方向上受到驅(qū)動(dòng)。由此，通氣孔14b由可移動(dòng)的底板17的移動(dòng)所關(guān)閉，從而上下部分之間的空氣流動(dòng)停止。在此狀態(tài)中，測量物體M和所結(jié)合的重物12a之間沒有浮力差，從而可以進(jìn)行沒有浮力誤差的精確測量。
當(dāng)將測量物體M置于稱重盤11a上時(shí)，該載荷就施加于載荷檢測部分11b。該載荷轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后由A/D轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。數(shù)字信號通過接口34輸出至CPU31中。在存儲于RAM 33的操作表達(dá)式(operationalexpression)的基礎(chǔ)上，在操作處理上執(zhí)行該數(shù)字信號。從而，測量物體M的載荷轉(zhuǎn)換為重量數(shù)值，并且該重量數(shù)值顯示于指示器7上。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子天平的操作流程圖。在電子天平中，當(dāng)由稱重室2a內(nèi)的溫度傳感器13a測得的溫度Tu變化了等于或者高于預(yù)定溫度Tc的溫度時(shí)，“溫度變化大”的指示自動(dòng)地顯示于指示器7上。同時(shí)，可移動(dòng)的底板17移動(dòng)至通氣孔14b和通氣孔17a相互對齊的通氣位置。當(dāng)溫度Tu接近天平主體1內(nèi)的溫度Td時(shí)，就消除“溫度變化大”的指示并且可移動(dòng)的底板17移動(dòng)至非通氣位置。從而，可以在測量物體M和所結(jié)合的重物12a之間沒有浮力差的情況下進(jìn)行精確測量。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子天平的操作流程圖。在該電子天平中，當(dāng)由溫度傳感器13a和13測得的溫度Tu和Td之間的溫差(Tu-Td)等于或者大于預(yù)定值ΔTc時(shí)，“溫差大”的指示自動(dòng)地顯示于指示器7上。同時(shí)，可移動(dòng)的底板17移動(dòng)至通氣孔14b和通氣孔17a相互對齊的通氣位置。當(dāng)溫差(Tu-Td)小于ΔTc時(shí)，就消除“溫差大”的指示并且可移動(dòng)的底板17移動(dòng)至非通氣位置。從而，可以在測量物體M和所結(jié)合的重物12a之間沒有浮力差的情況下進(jìn)行精確測量。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電子天平的操作流程圖。在該電子天平中，只要經(jīng)歷預(yù)定時(shí)間或者在執(zhí)行靈敏度校準(zhǔn)之后經(jīng)歷預(yù)定時(shí)間，可移動(dòng)的底板17就自動(dòng)移動(dòng)以打開/關(guān)閉通氣孔14b。
圖6A是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的稱重室2a的門2b、2c的鎖定機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，圖6B是沿著圖6A的線B-B剖開的剖視圖。圖7是用于說明根據(jù)該實(shí)施例的電子天平的操作流程圖。在該電子天平中，諸如電磁螺線管的致動(dòng)器4a、4b和諸如位置計(jì)量儀的位置傳感器4c固定于底部14的預(yù)定位置。此外，位置傳感器4c的旋轉(zhuǎn)軸連接于電機(jī)19的旋轉(zhuǎn)軸。可移動(dòng)的底板17的在底部14的通氣孔14b關(guān)閉時(shí)的位置預(yù)先通過位置傳感器4c存儲在控制部分3的RAM 33中。如圖7所示，可移動(dòng)的底板17的位置由控制部分3全程監(jiān)視。當(dāng)通氣孔14b由可移動(dòng)的底板17關(guān)閉時(shí)，致動(dòng)器4a、4b由來自控制部分3的控制信號關(guān)閉，從而稱重室2a的門2b、2c的鎖得以解鎖。當(dāng)打開通氣孔14時(shí)，就鎖定這些門2b、2c。從而，避免了天平主體1內(nèi)的空氣和環(huán)境空氣之間的直接接觸，從而防止天平主體1內(nèi)的突然溫度變化。
根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的密封部件9示于圖1B中。密封部件9呈環(huán)狀并且由例如橡膠制成。密封部件9固定于各通氣孔14b的后側(cè)。從而，由于在通氣孔14b由可移動(dòng)的底板17關(guān)閉時(shí)所形成的狹縫由密封部件9完全封閉，所以可以完全停止空氣流動(dòng)，從而允許更穩(wěn)定的測量。
本發(fā)明不應(yīng)局限于上述實(shí)施例。例如，在天平主體1內(nèi)可以設(shè)置小尺寸風(fēng)扇。此時(shí)，在通氣孔14b處于打開狀態(tài)的情況下驅(qū)動(dòng)小尺寸風(fēng)扇，以進(jìn)行強(qiáng)制空氣流通。從而，促進(jìn)了稱重室2a內(nèi)的稱重盤11a附近的溫度和所結(jié)合的重物12a的溫度的均衡化。
此外，可移動(dòng)的底板17可以設(shè)置成沿著底部14的前側(cè)前后移動(dòng)，并且起到與按上述方式沿底部14后側(cè)設(shè)置的可移動(dòng)的底板17相同的功能。
依照根據(jù)本發(fā)明的電子天平，可以通過使稱重室中的稱重盤附近的溫度和用于靈敏度校準(zhǔn)的所結(jié)合的重物附近的溫度彼此接近來進(jìn)行測量。從而，可以以很高精確度進(jìn)行測量，排除了測量物體和所結(jié)合的重物之間的浮力差。
本發(fā)明可應(yīng)用于配置有風(fēng)擋殼體的具有高精確度的電子天平。
顯而易見，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明精神或范圍的前提下，可對本發(fā)明的所述優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行各種變形和改變。從而，本發(fā)明涵蓋與所附權(quán)利要求及其同等文件的范圍一致的本發(fā)明的所有變形和改變。
本申請要求基于2004年7月30日提交的日本專利申請No.2004-222980的外國優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此整體引作參考。
權(quán)利要求
1.一種配置有天平主體和稱重室的電子天平，該天平主體結(jié)合有載荷測量機(jī)構(gòu)和校準(zhǔn)重物，該稱重室由設(shè)置在天平主體上方的風(fēng)擋殼體環(huán)繞，所述電子天平包括底部，其分隔所述天平主體和所述稱重室，并且設(shè)置有至少一個(gè)通氣孔；可移動(dòng)的底板，其平行地設(shè)置于所述底部附近，并且配置有至少一個(gè)對應(yīng)于所述底部通氣孔的通氣孔；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于平行于所述底部移動(dòng)所述可移動(dòng)的底板。
2.如權(quán)利要求1所述的電子天平，所述電子天平還包括溫度傳感器，其用于測量所述稱重室內(nèi)的內(nèi)部溫度，其中當(dāng)由所述溫度傳感器測得的內(nèi)部溫度變化等于或高于預(yù)定值時(shí)，就自動(dòng)打開底部的所述通氣孔。
3.如權(quán)利要求1所述的電子天平，所述電子天平還包括第一溫度傳感器，其用于測量所述稱重室內(nèi)的內(nèi)部溫度；以及第二溫度傳感器，其用于測量置于天平主體中的校準(zhǔn)重物附近的溫度，其中當(dāng)由第一和第二溫度傳感器測得的溫差等于或者大于預(yù)定值時(shí)，就自動(dòng)打開底部的所述通氣孔。
4.如權(quán)利要求1所述的電子天平，其中按照預(yù)先確定的規(guī)則間隔或者當(dāng)通過施加或移除校準(zhǔn)重物而進(jìn)行校準(zhǔn)之后經(jīng)歷預(yù)定時(shí)間時(shí)，自動(dòng)打開或者關(guān)閉底部的所述通氣孔。
5.如權(quán)利要求1所述的電子天平，其中只有在底部的通氣孔關(guān)閉時(shí)，才打開所述風(fēng)擋殼體的門。
6.如權(quán)利要求1所述的電子天平，還包括密封部件，其用于密封底部的所述通氣孔和所述可移動(dòng)的底板之間的間隙，并附著于底部的所述通氣孔的周邊。
7.如權(quán)利要求2所述的電子天平，其中當(dāng)由所述溫度傳感器測得的內(nèi)部溫度變化小于所述預(yù)定值時(shí)，就自動(dòng)關(guān)閉底部的所述通氣孔。
8.如權(quán)利要求3所述的電子天平，其中當(dāng)由第一和第二溫度傳感器測得的溫差小于預(yù)定值時(shí)，就自動(dòng)關(guān)閉底部的所述通氣孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子天平。底部分隔稱重室和天平主體，稱重室由風(fēng)擋殼體環(huán)繞并容納稱重盤，天平主體容納載荷檢測部分、所結(jié)合的重物等。穿透底部設(shè)置多個(gè)通氣孔?？梢苿?dòng)的底板設(shè)置成可以在支承部件上前后移動(dòng)。穿透位于底部后側(cè)的可移動(dòng)的底板設(shè)置有多個(gè)通氣孔，從而可移動(dòng)的底板的通氣孔的數(shù)量和中心位置與底板通氣孔的相同。當(dāng)稱重室內(nèi)的溫度和天平主體內(nèi)的溫度之間的差異很大時(shí)，移動(dòng)可移動(dòng)的底板以允許稱重室和天平主體之間空氣流動(dòng)。
文檔編號G01G23/00GK1727853SQ200510074669
公開日2006年2月1日 申請日期2005年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者飯塚淳史, 島內(nèi)邦夫 申請人:株式會(huì)社島津制作所