专利名称：：多点式秤以及其制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种多点式秤，该多点式秤是由使用多个可将承重产生的应变转换成电气信号的压力传感器而构成。此外，还涉及该多点式秤的制造方法。
背景技术：
：测量各种物体重量的秤(重量计)有各种各样的方式。特别是使用压力传感器的秤，由于其精度高，且可以得到电输出，而被广泛使用。图4所示为用于秤的压力传感器50的截面结构之一例。在图4(a)中所示形状的平台51、基座52之间固定有起歪体53，在起歪体53表面的4点处接合有统一规格的应变仪5457。在应变仪5457上，其电阻值通过应变而产生变动。对该平台51、基座52沿着图4(b)箭头方向施力时，起歪体53变形为如图4(b)所示的形状，其表面的应变仪5457也随之发生应变。此时，因其电阻值发生变化，形成以这4个应变仪为构成因素的惠斯通电桥电路，只要检测出从零平衡的偏离，就可以把起歪体53的应变作为电气信号检测出来。在该惠斯通电桥电路上，如果未发生应变时的应变仪5457的电阻值均一的话，则未发生应变时输出电压为零。但是，即使4个应变仪5457的电阻值的设计值完全相同，实际上它们的电阻值也会出现差异。作为该差异例如为，由于应变仪的制造误差产生的差异，以及由于温度变化而产生的这些电阻变化率不同所致的差异。因此，为补偿这些差异，可以使用在惠斯通电桥电路中插入多个电阻的如图5所示的电路。在这里，该惠斯通电桥电路中，应变仪(电阻)5457构成电桥的基本部分，输入电压被施加在端子A和B之间，输出电压由端子C和D之间输出。在此,除此之外，设有温度补偿电阻581、零平衡调整电阻582、输出调整电阻583。输入电压典型为5V左右，从其输出电压的变化中检测出应变。应变仪5457的电阻值典型为350Q左右。在此，温度补偿电阻581，例如由铜丝形成,使用因温度变化而产生的铜丝电阻变化，补偿因温度变化产生的惠斯通电桥电路的零平衡出现的偏差。零平衡调整电阻582是为了补偿应变仪5457之间在制造过中出现的电阻差异，从而使惠斯通电桥电路达到零平衡而使用的固定电阻。即在图5所示电路中，使用这些调整用电阻进行调整，使得指定温度范围内的零平衡的偏离为最小。输出调整电阻583是用于适宜调整发生同样大小的应变时的输出电压大小的电阻。另外，与温度补偿电阻581相同，可以使其成为补偿输出电压的温度变动的具有温度特性的电阻。具体而言，可以使用镍(Ni)箔电阻等。作为输出调整电阻583，虽可以使用根据温度变化使其电阻值发生变化的电阻，但为得到指定的特性，也可以使用并联固定电阻和适宜的感温电阻的电阻。温度补偿电阻581也是同样。也就是说，制造压力传感器时，与应变仪5457不同，需要适宜地设定和连接这些电阻。即,不设置这些电阻(使这些调整用电阻短路的结构)而使用各应变仪构成惠斯通电桥电路，在测定其特性后便进行设定和设置，使得在指定温度范围内的零平衡的偏离为最小，且输出电压的温度变化为最小。另一方面，例如有时为了使体重计薄型化或为扩大秤的承载面积而使秤成为多点式。在这种情况下，一般而言，承载体重的地方是人体的脚，由于在多处承重，需要使用多个压力传感器，例如在4处使用压力传感器的多点式秤。在这种情况下，上述电阻的设定和设置，需要针对各压力传感器分别进行。因此，专利文献1中记载了将切换连接单元连接在多个压力传感器上，以此自动适当地切换各压力传感器的输入和输出，从而校正误差的秤。通过该方法，可以针对各压力传感器分别进行上述误差校正，可以使该操作简化。专利文献1(日本专利)特开2005-3571号公报
发明内容发明要解决的课题但是，该技术中只有切换操作是自动进行的，上述调整，设置操作本身需要针对各压力传感器分别进行。也就是说，调整操作所需的时间、成本将根据所使用的压力传感器的个数成比例增加。艮P，制造使用多个压力传感器的多点式秤时，充分减少调整压力传感器所需的时间、成本是很困难的。本发明是鉴于这种问题，以提供可以解决上述问题的发明为目的。解决课题的方法
技术领域：
：本发明为解决上述课题，使用以下结构。本发明的多点式秤具有在起歪体设有四个应变仪的结构，组合使用多个压力传感器，该压力传感器是通过使用以所述4个应变仪为构成因素的惠斯登电桥电路而检测出所述起歪体应变，从而检测出被施加的承重，是具备由所述多个惠斯通电桥电路组合而成的检测电路的多点式秤，其特征在于，在所述检测电路中设有一对输入端，分别并联有所述各惠斯通电桥电路中施加各输入电压的一对压力传感器输入端；一对输出端，分别并联有所述各惠斯通电桥电路中输出各输出电压的一对压力传感器输出端。本发明的多点式秤，其特征在于，在所述多个压力传感器中的一个压力传感器上，所述4个应变仪中至少有一个应变仪和所述压力传感器的输出端或者所述压力传感器的输入端之间插有调整用电阻。本发明的多点式秤，其特征在于，所述调整用电阻被调整为，在所述各压力传感器无负荷状态下，所述输入端之间施加输入电压时的所述输出端之间的输出电压的绝对值为最小。本发明的多点式秤，其特征在于，所述调整用电阻被调整为，在所述各压力传感器无负荷状态下，所述输入端之间施加输入电压时的所述输出端之间的输出电压因所述各压力传感器的温度变化而产生的变动为最小。本发明的多点式秤，其特征在于，在所述输入端和所述多个压力传感器中的至少一个压力传感器的输入端之间，插有输出调整电阻。本发明的多点式秤，其特征在于，插有所述输出调整电阻，使得在所述输入端之间施加输入电压，并对所述各压力传感器施加同样的承重时，所述各压力传感器输出端之间的各输出电压相等。本发明的多点式秤，其特征在于，所述输出调整电阻由半固定电阻构成。本发明的多点式秤的制造方法，即为所述多点式秤的制造方法，其特征在于，具备温度补偿工序，即插入所述调整用电阻，使得在将所述各压力传感器为无负荷状态下，在所述输入端之间施加输入电压时的所述输出端之间的输出电压因所述各压力传感器的温度变化所产生的变动为最小。本发明的多点式秤的制造方法是所述多点式秤的制造方法，其特征在于，具备零平衡调整工序，即使所述各压力传感器处于零负荷状态，并插入所述调整用电阻使在所述输入端之间施加输入电压时的所述输出端之间的输出电压的绝对值最小。本发明的多点式秤的制造方法是所述多点式秤的制造方法，其特征在于，具备输出调整工序，即将所述输出调整电阻插入在所述输入端和至少一个压力传感器的压力传感器输入端之间，使得在所述输入端之间施加输入电压时，且对所述各压力传感器施加同样的承重时的所述各压力传感器输出端之间的各输出电压相等。发明效果本发明因具备以上的结构，可以充分减少在制造使用多个压力传感器的多点式秤时的，调整压力传感器所需的时间及成本。图1是用于本发明实施形态的多点式秤的检测电路的构成示意图。图2是用于本发明实施形态的多点式秤的检测电路构成的其他方式的示意图。图3是本发明实施形态的多点式秤的制造方法示意图。图4是压力传感器的截面构造示意图。图5是单一压力传感器的检测电路的一例的构成示意图。符号说明10、20、30、40压力传感器1417、2427、3437、4447、5457应变仪51平台52基座53起歪体181、281、381、481、583输出调整电阻182、581温度补偿电阻(调整用电阻)183、582零平衡调整电阻(调整用电阻)具体实施例方式以下，作为实施本发明所需的最佳形态，在此就使用4个压力传感器10、20、30、40的多点式秤进行说明。各压力传感器为相同规格，各压力传感器上设有4个应变仪。各压力传感器上的起歪体因各压力传感器上施加的承重发生应变，由此4个应变仪的电阻值发生变动。因此，如果组成以这4个应变仪(电阻)为构成因素的惠斯通电桥电路的话，惠斯通电桥电路的零平衡会因电阻值的变动失衡，从而得到输出电压。各压力传感器的截面结构与图4所示相同。即各压力传感器上，设有相同形状的起歪体及平台、基座，如图4所示，每个起歪体上分别设有4个应变仪。在此，统一规格的应变仪1417、2427、3437、4447分别被安装在压力传感器10、20、30、40上。在此，应变仪14、24、34、37被设置在图4中的相同位置，15、25、35、45以及16、26、36、46以及17、27、37、47也同样被分别设置在相同位置。该多点式秤所使用的检测电路的构成如图1所示。各压力传感器由4个应变仪构成惠斯通电桥电路，且这些并联而成。该检测电路的输入电压被输入至端子AB之间，其输出电压从端子CD之间输出。此外，将图1所示的检测电路，通过重复4个惠斯通电桥电路而表现出的结构如图2所示。压力传感器IO所对应的惠斯通电桥电路中，设有施加输入电压的压力传感器输入端A1、Bl，以及输出其输出电压的压力传感器输出端C1、Dl。同样，压力传感器20、30、40相对应的惠斯通电桥电路中，也分别设有一对压力传感器输入端(A2、B2)、(A3、B3)(A4、B4)及一对压力传感器输出端(C2、D2)、(C3、D3)、(C4、D4)。此外，各压力传感器输入端中的一方的B1、B2、B3、B4与输入端B相连接。各压力传感器输出端中的一方C1、C2、C3、C4与输出端C并联，另一方的D1、D2、D3、D4和输出端D相连接。此外，各压力传感器输入端的另外一方，分别介入输出调整电阻与输入端A相连接。即，输入端A在应变仪14、17之间(Al)介入输出调整电阻181，在应变仪24、27之间(A2)介入输出调整电阻281，在应变仪34、37之间(A3)介入输出调整电阻381，在应变仪44、47之间(A4)介入输出调整电阻481，而分别相连。该检测电路的输入电压施加在输入端AB之间，其输出电压从输出端CD之间读出。因此，该检测电路中，尽管使用了4个惠斯通电桥电路，但其输入电压为单一，并读出单一的输出电压。在此，应变仪1417、2427、3437、4447为相同规格的应变仪，其电阻值根据应变而变动。其电阻值的绝对值例如为350Q左右。但是，严格地讲其电阻值由于制造误差而存在差异。另外，其电阻值会因温度变化而变动，其变动程度也存在差异。因此，例如在压力传感器10上的应变仪1417构成惠斯通电桥电路的情况下，一般来说该电路并未达到零平衡状态。而且，该零平衡状态会因温度变化而变动。其他的压力传感器也存在同样情况。另外，不仅是各压力传感器内的零平衡，各压力传感器的输出电压范围，也就是说，起歪体发生同样的应变时，惠斯通电桥电路的输出电压也存在差异。在此，图1的检测电路中，在压力传感器io所对应的惠斯通电桥电路中设有作为第1个调整用电阻的温度补偿电阻182，使得所有的压力传感器均为无承重状态时，在AB间施加输入电压时的CD间的输出电压因压力传感器的温度变化而产生的变动为小，另外，在该惠斯通电桥电路中设有作为第2个调整用电阻的零平衡调整电阻183，使得所有的压力传感器均为无承重状态时，在AB间施加输入电压时的CD间的输出电压的绝对值为最小。对应于其他压力传感器的惠斯通电桥电路中未插入这些调整用电阻。即仅在构成该多点式秤的多个压力传感器中的一个压力传感器对应的惠斯通电桥电路中插有这些调整用电阻。另夕卜，如前所述，输出调整电阻181、281、381、481分别与压力传感器IO、20、30、40相对应而被设置。温度补偿电阻182，例如由铜丝制成,在应变仪的电阻因温度变化而变化时，通过因温度变化而产生的铜丝的电阻变化,补偿应变仪之间的特性变动。由此抑制因温度变化而产生的惠斯通电桥电路的零平衡的偏离。零平衡调整电阻183，是为了使并联的惠斯通电桥电路达到整体的零平衡而设置的固定电阻。因此，通过温度补偿电阻182和零平衡调整电阻183，使该并联的惠斯通电桥电路的零平衡在指定的温度范围内得到保持。上述的温度补偿电阻182和零平衡调整电阻183，在制造该多点式秤时，先不设置温度补偿电阻182和零平衡调整电阻183(以使它们短路的构成)，将各应变仪连接成图1的结构，测量所有的压力传感器的应变为零时的CD之间的输出电压的零平衡偏离以及其温度变化后，进行适宜的设定使其达到最小。此外，在图1中，温度补偿电阻182与应变仪15，零平衡调整电阻183与应变仪17，被串联插入Cl(压力传感器输出端)一侧，因此也可将温度补偿电阻182与应变仪4，零平衡调整电阻183与应变仪16—侧，串联插入Cl(压力传感器输出端)一侧。或者，也可将温度补偿电阻182插入Al(压力传感器输入端)一侧或者Bl(压力传感器输入端)一侧。通过将这些电阻串联连接在述任一应变仪上，可以使零平衡的偏离及其温度变化达到最小。根据图2的结构，据此，与图5所述的使用单一压力传感器的情况相同，很明显能够进行这些调整。图2中的形态为，各压力传感器对应的应变仪被并联，温度补偿电阻182和零平衡调整电阻183与压力传感器20、30、40的应变仪相并联。因此，与之相似，在图l中如果使用在没有压力传感器20、30、40的应变仪而只有压力传感器10时设定的温度补偿电阻和零平衡调整电阻的4倍的电阻作为温度补偿电阻182和零平衡调整电阻183，可以縮小零平衡及其温度变化。另一方面，输出调整电阻181、281、381、481与各压力传感器相对应设置。这些电阻，是为了把在各压力传感器发生相同的应变的情况下，即对各压力传感器施加相同的承重的情况下的各压力传感器所输出的输出电压调整到均一状态而设置的半固定电阻。即各应变仪的特性存在差异时，在AlBl之间施加输入电压时的ClDl之间的输出电压、在A2B2之间施加输入电压时的C2D2之间的输出电压、在A3B3之间施加输入电压时的C3D3之间的输出电压及在A4B4之间施加输入电压时的C4，D4之间的输出电压，即使在各压力传感器发生同样的应变时，也不一定相同。输出电阻181、281、381、481就是为使这些电压达到相同而被进行调整，使AB间的输入电压只减去这些各输出调整电阻两端的电压所降低值后分别施加在AlBl之间、A2B2之间、A3B3之间、A4B4之间。因此，即便是并联提取ClDl之间、C2D2之间、C3D3之间、C4D4之间的输出电压，也可以得到良好的输出特性。依据以上结构，该检测电路，在指定的温度范围内，可以将各压力传感器上施加的承重，作为电气信号适宜输出。制造上述多点式秤的制造工序如图3所示。首先，各压力传感器，将起歪体分别固定在平台和基座上，并在起歪体上设置4个应变仪(S1)。然后，对图1所示的检测电路，不设置输出调整电阻181、281、381、481、温度补偿电阻(第l调整用电阻)182和零平衡调整电阻(第2调整用电阻)183，使这些所属地方处于短路状态。然后，设定温度补偿电阻(第l调整用电阻)182(S2,温度补偿工序)。此时，将该4个压力传感器在恒温槽内改变温度并在AB间施加输入电压，测定无负荷时的CD间的输出电压的温度变动。在此，作为温度补偿电阻182，例如使用铜丝电阻，铜丝电阻的电阻温度系数为3850xl0-6/K，调整其长度，与应变仪15或者14一侧相连接，由此，将输出电压的温度变动降至最小。此时，也可以与该铜丝电阻相并联或者串联插入其他的电阻(固定电阻)。然后,设定零平衡调整电阻(第2调整用电阻)183(S3，零平衡调整工序)。此时，测定常温无负荷时的CD间的输出电压，然后设定零平衡调整电阻183使输出电压的绝对值达到最小。在此，由该四个均一的应变仪构成的惠斯通电桥电路中，输入电压为E，应变率为Ks，输出电压AE可由以下式表示。数1△E=(KsX￡xE)/4s为应变，应变仪的电阻为R，电阻变化为AR时，则AR/R二Ksxs。在该式中，代入测定的上述输出电压AE得到AR，将以AR为电阻值的固定电阻连接在应变仪17或者16—侧，可以使无负荷时的输出电压为零。通过上述工序，可以使该检测电路的CD间的输出电压的零平衡的偏离为最小，而且可以减小其因温度变化而产生的变动。然后，设定输出调整电阻181(S4，输出调整工序)。此时，测定向压力传感器IO施加某设定负荷的状态下的Cl'D1之间的输出电压AE1。调整输出调整电阻181的值，使E和AE1的关系达到指定的关系。输出调整电阻181，例如，若做成半固定电阻，易于调整。另外，和温度补偿电阻182相同，为补偿因温度变化而产生的输出电压的变动，可以使用具有温度依赖性的电阻。这种情况下，例如可以使用镍(Ni)箔等制成的电阻，将其与其它的固定电阻通过并联或者串联而连接，可以调整在指定温度范围内EtAE1的关系，使其达到适宜程度。同样，设定输出调整电阻281(S5，输出调整工序)。此时，测定向压力传感器20施加某设定负荷的状态下的C2D2之间的输出电压△E2。设定输出调整电阻281的值，使E和AE2的关系达到指定的关系。输出调整电阻281可以与输出调整电阻181使用同样的构成。同样，根据C3D3之间的输出电压AE3和C4D4之间的输出电压AE4依次设定输出调整电阻381、481(S6、S7,输出调整工序)。在以上工序中，各输出调整电阻均被独立设定。通过以上工序，AE1、AE2、AE3、AE4达到均一，形成这些从CD输出的检测电路，从而制成该多点式秤。制造和4个压力传感器单纯连接的传统的多点式秤时，对应各压力传感器，使用图5所示的检测电路。因此，温度补偿电阻、零平衡调整电阻、输出调整电阻是需要对各压力传感器分别设定。而在上述制造方法中，对各压力传感器只进行输出调整工序(S4S7)，其制造工序大幅简化。因此，可以降低该多点式秤的成本。此时，如上所述，零平衡的偏离小，因温度变化产生的输出电庄的变动小，对应变可以得到良好的输出特性。而且，使用并联4个惠斯通电桥电路的构造的多点式秤，通过组合4个惠斯通电桥电路，使因温度变化产生的输出电压的变动和零平衡的偏离得以平均化，从而使其实际上减小。表1为实际制造该多点式秤时(实施例1、2)压力传感器1040的温度补偿工序前(设置温度补偿电阻前)的各输出电压(ClDl之间)因温度变化的变动率的测定结果。该绝对值极力以小为佳，作为产品规格，最好是在士25ppm/'C的范围内，就各压力传感器而言无一达到要求。但是，因为CD间的输出是将被平均化，所以在实施例1中为Oppm/'C，在实施例2中为13.75ppmTC，均降低至满意值。这种情况下，没有必要新设置温度补偿电阻182。因此，可以通过减少零件数量及省略温度补偿工序，使生产工序简化。如各压力传感器的特性差异为不规则，—则其效果更佳显著。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>同样，也可能省略零平衡调整工序的零平衡调整电阻183。表2是实际制造该多点式秤时(实施例3、4)的压力传感器1040的零平衡调整工序前(设置零平衡调整电阻前)的各输出电压(Cl'D1之间等)的零平衡偏离的测定结果。该绝对值极力越小越佳，作为产品规格，以±0.04mV/V的范围内为理想，但是就各压力传感器而言，未能达到的居多。但是因为CD间的输出是将其平均，所以在实施例3中为OmV/V，在实施例4中为0.0125mV/V,均降低至满意值。这种情况下，没有必要新设置零平衡调整电阻183。因此，可以通过减少零件数量及省略零平衡调整工序，达到生产工序简化。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>此外，上述形态记载了组合使用4个压力传感器的多点式秤，但并不仅限于此。如果组合多个压力传感器的秤，很明显可以适用同样的结构，达到同样的效果。此时，压力传感器的数量越多，制造工序简化的效果越显著。另外，关于起歪体、平台、基座的形态等，在使用这些的各压力传感器上实质上为相同规格，只要4个应变仪采取不同规格，可以进行适当的设定。另外，关于制造方法，设定温度补偿电阻、设定零平衡调整电阻和设定输出电压调整电阻的顺序，除上述情况外，也可以适当设定。这些调整用电阻的构成，只要是具有上述功能，就可以适当设定。另外，如果能够通过温度补偿电阻或者零平衡调整电阻中的任意其一，来实现使零平衡的偏离最小且减小因温度变化产生的输出电压的变动的作用的话，则可以只使用其一方电阻。即将调整用电阻也可以设为单一电阻。另外，如果，即使不使用输出调整电阻而各压力传感器(惠斯通电桥电路)的输出也为均一，则没有必要设置输出调整电阻。1权利要求1.一种多点式秤，具有在起歪体中设有4个应变仪的构造；组合使用多个压力传感器，该压力传感器是通过使用以所述4个应变仪为构成因素的惠斯登电桥电路而检测出所述起歪体的应变，从而检测出被施加的承重；具备由所述多个惠斯登电桥电路组合成的检测电路，其特征在于，所述检测电路中设有1对输入端，分别并联有施加所述各惠斯登电桥电路中的各输入电压的一对压力传感器输入端；一对输出端，分别并联有输出所述各惠斯登电桥电路中的各输出电压的1对压力传感器输出端。2.根据权利要求1所述的多点式秤，其特征在于，在所述多个压力传感器之中的1个压力传感器中，在所述四个应变仪中至少1个应变仪与所述压力传感器输出端或所述压力传感器输入端之间插有调整用电阻。3.根据权利要求2所述的多点式秤，其特征在于，所述调整用电阻被调整为，在所述各压力传感器在无负荷状态时，在所述输入端之间施加输入电压时的所述输出端之间的输出电压的绝对值变为最小。4.根据权利要求2所述的多点式秤，其特征在于，所述调整用电阻被调整为，在所述各压力传感器在无负荷状态时，在将所述输入端之间施加输入电压时的所述输出端之间的输出电压因所述各压力传感器的温度变化所产生的变动变为最小。5.根据权利要求2所述的多点式秤，其特征在于，在所述输入端和所述多个压力传感器中至少1个压力传感器输入端之间插有输出调整电阻。6.根据权利要求5所述的多点式秤，其特征在于，插有所述输出调整电阻，使得在所述输入端之间施加输入电压，且在所述各压力传感器上施加相同的承重时，所述各压力传感器输出端之间的各输出电压变为相等。7.根据权利要求5所述的多点式秤，其特征在于，所述输出调整电阻是由半固定电阻所构成。8.根据权利要求2所述的多点式秤的制造方法，其特征在于，具备温度补偿工序，即插入所述调整用电阻，使得在将所述各压力传感器为无负荷的状态下，在所述输入端之间施加输入电压时的所述输出端之间的输出电压因所述各压力传感器温度变化而产生的变动变为最小。9.根据权利要求2所述的多点式秤的制造方法，其特征在于，具备零平衡调整工序，即插入所述调整用电阻，使得在将所述各压力传感器为无负荷的状态下，在所述输入端之间施加输入电压时的所述输出端之间的输出电压的绝对值变为最小。10.根据权利要求5至7中任意一项所述的多点式秤的制造方法，其特征在于，具备输出调整工序，即将所述输出调整电阻插入在所述输入端与至少一个压力传感器上的压力传感器输入端之间，使得在所述输入端之间施加输入电压，在所述各压力传感器上施加相同的承重时，所述各压力传感器输出端之间的各输出电压变为相等。全文摘要本发明涉及多点式秤以及其制造方法。其可充分减少制造使用多个压力传感器的多点式秤时的调整压力传感器所需的时间及成本。各压力传感器由四个应变仪构成惠斯登电桥电路，而且这些并联而构成。在相对应于压力传感器(10)的惠斯登电桥电路中设有作为第1调整用电阻的温度补偿电阻(182)，使得所有的压力传感器在无承重的情况下，在AB之间施加输入电压时的CD间的输出电压因压力传感器的温度变化所产生的变动变为较小。并且，在此惠斯登电桥电路中也设有作为第2调整用电阻的零平衡调整电阻(183)，使得所有压力传感器在无承重的情况下，在AB间施加输入电压时的CD间的输出电压的绝对值变为最小。文档编号G01G3/00GK101603849SQ20091013029公开日2009年12月16日申请日期2009年4月1日优先权日2008年6月9日发明者本田晃久申请人:株式会社百利达