专利名称:具有多量程负载传感器的称重仪的制作方法
本发明涉及一种具有多量程负载传感器的称重仪，此称重仪利用了多个具有不同称重范围和不同最小测量单位的负载传感器来高精度地在宽范围内称重。
利用多个具有不同称重范围和不同最小测量单位的负载传感器来在宽范围内称重的称重仪已为大家所熟知，比如，其中的一种已经在专利号为4，037，675的美国专利中被披露了。所披露的称重仪包括一个低量程负载传感器和一个高量程负载传感器，这两个负载传感器按先后次序的关系装在一个盘上，因此，测量值可得自两个负载传感器中的任一个。但是，在低量程传感器和高量程传感器称重范围之间的区域或接近这一区域的数据没有明确的确定标准。实际上，数据是任意地从高量程负载传感器或低量程负载传感器随机取得的。结果，测量的稳定性变差了。
本发明的第一个目的是要提供一具有多量程负载传感器的称重仪，其中，测得的值是参照在低量程负载传感器的高精度称重范围内的一个称重值来确定的。
本发明的第二个目的是要提供一种同时也可用来作为计数仪的、具有多量程负载传感器的称重仪。
本发明的第三个目的是要提供一种具有多量程负载传感器的称重仪，此称重仪具有称重仪的功能和计数仪的功能，而第二种功能只要简单地操作一个转换开关就能转换成第一种功能。
图1是部分以方框图形式表示的、一个垂直剖视的侧视图，它图示了一个根据本发明的实施例而来的具有多量程负载传感器的称重仪;
图2是整个电子载料仪的立体图;
图3是说明图2中的电子载料仪的一般工作情况的流程图。
图4是说明包括在图3程序中的数据输入顺序流程图。
本发明的一个实施例将参照附图加以描述。首先参考图2，图中示出了一个电子载料仪的整个外貌。以数号1所表示的电子载料仪通常包括一个测量物件重量的称重部分2和一个设置在其中的记录单打印机。电子载料仪还有着一个记录单输出窗口3，以输出由记录单打印机印出来的记录单。操作面板4设置在电子载料仪1的上部，面板上有着各种电键和开关，例如有十个电键5和一个显示重量、单价以及价格的显示器6。
此处，称重部分2被制成如图1所示的、具有多量程负载传感器的称重仪。参阅图1，具有多量程负载传感器的称重仪包括一个由高强度材料板制成的基座7以及多个按装在基座7下面的脚8，称重仪就借助于这些脚安放在地面上。高量程负载传感器9安装在基座7的横向中心线上，传感器9的固定部分10固定在基座7上。高量程负载传感器9的结构在此不作详述，它包括一个具有四个可变形的薄壁部分11的平行四边形的负载传感器体12，和粘附在负载传感体12的可变形薄壁部分11上的应变片13。上基座15被固定在高量程负载传感器9承受负载的部分14上，而低量程负载传感器16的固定部分17被固定在上基座15的另一端。低量程负载传感器16和高量程负载传感器9的结构相似。此处，高量程负载传感器9和低量程负载传感器16都设置在基座7的横向中心线上。托盘架19安装在按上述方式安装的低量程负载传感器16承受负载的部分18上，而托盘20放在托盘架19上。托盘20的中心与基座7的中心一致。中央处理单元(CPU)27分别通过一对放大器21和22，一对模数转换器23和24以及一对开关25和26，与高、低量程负载传感器电气连接。CPU 27控制开关25和26，使之交替接通，CPU还连接到显示器6以及外联用的接口28。
操作面板4上设置的各种电键，例如“电源/零”键29，“去除包装重量”键30，“清除”键31，“磅(LBS)”键32，以及“计数”键33也都与CPU 27相连接。
现将描述具有上述结构的多量程负载称重仪的称重部分2的基本称重过程。基本上，要称重的物品是放在托盘20上，以测量它的重量的，根据当时所放的负载的重量，交替地使用高量程负载传感器9和低量程负载传感器16。尤其低量程负载传感器16具有高精度称重范围的称重特性，在此称重范围中，在负载是低值时可以得到精确的称重值;高量程负载传感器9具有高负载范围的称重特性，在此范围中，在负载为高值时可以得到精确的称重值。因此，可以根据负载的重量来有选择地使用负载传感器9或16。在这样一个称重过程中，当负载加于托盘20时，低量程负载传感器16和高量程负载传感器9两者均产生变形，以便互相独立地输出电信号。两个电信号被放大器21和22所放大，然后这两个模拟电信号被模拟数字转换器23和24分别转换为数字信号，并送到CPU 27。至此，基于CPU 27中的信息，来决定采用两个电信号中的哪一个，此两电信号是根据当时所加的负载，由高量程负载传感器9和低量程负载传感器16分别测得的;并按照这一决定来选通开关25和26中的一个。随后，在显示器6的显示部分显示出称重测量的结果。依赖于存储在CPU 27内的信息，根据负载的大小在显示器6上自动地确定这一显示的合适位置。
现在将参考图3的流程表，对具有上述结构的本实施例的作用，作一一般性的描述。首先，此系统被初始化，初始化包括显示笔段的校验、作为测量参考的零点的设定以及包装重量的扣除，然后将物件或测量对象称重并输入测得的数据。在通常情况下，“计数”键33和“磅(LBS)”键32是不按下的，从而称重测量的结果是以千克(Kg)为单位显示出来的。在这种情况下，从轻的物品到重的物品的宽的称重测量范围内可以实现高精度的称重。同时，在这样的一种测量过程中，如果按下“计数”键33，则本实施例将允许此仪器当作计数仪来使用。把此设备当作计数仪来使用的操作方法将在后文描述。由此，因为如上所述，所用的具有多量程负载传感器的称重仪有着高精度宽范围的称重功能，并提供有作为计数仪使用的功能，所以具有多量程负载传感器的称重仪可以用作为廉价、高可靠的计数仪来大量生产并能在宽范围内高精度地称重。
同时，把此设备象上面所述那样作为称重仪来使用时，如果按下“磅(LBS)”键32，则测得的重量将以磅(LBS)或盎司(OZ)为单位显示出来。这对于按照原始设计只能显示以千克或以磅为单位的重量的常用的称重仪来说是一种改进。换句话说，假如一个以千克为单位显示的值，打算要以磅或盎司为单位来显示，就必须要经过转换计算。相反地，根据本实施例，测得的结果能够按从千克或磅的单位中选择出的所希单位来显示。此处，以盎司为单位的显示将在多种量程内被完成，举例列表如下
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。
附带地说，以千克为重量单位正在世界范围内被普遍地应用，而磅或盎司却用得愈来愈少。考虑到这一趋势，在本实施例中，测量结果基本上是以千克为单位进行显示的，而只有当“磅(LBS)”键32被按下时，才允许以磅或盎司为单位来显示，但是这种显示只是暂时的，举例来说，只维持几秒钟，在这段时间过去后，即自动地恢复以千克为单位的显示。然而，因为有时操作者想要在显示磅或盎司单位期间能较早地看到以千克为单位的显示，所以根据本实施例，甚至在几秒钟的时间过去之前，只要按下“清除”键31，就可立即恢复以千克为单位的显示。
要注意的是以磅或盎司为单位的显示并不涉及到把以千克为单位显示的那一时刻的数据转换成以磅或盎司为单位的数据，而以磅或盎司为单位的重量显示数据在测重期间要随着重量的变化而变化。
现将描述各种作用中的每一种操作步骤的实例。
A.用作称重仪
A-1 正常工作
首先，在步骤1中按下“电源/零”键29，结果，利用字形8和0的闪烁来校验显示器6的显示笔段，然后，在步骤2中进入显示出0.000的初始化显示状态。在此状态下就可进行称重，假如在步骤3中把一打算要称重的物品或物件置于托盘20上，则此物品的重量就会以千克为单位显示出来，例如0.893千克。然后，如果在步骤4中把此物品从托盘20上取走，则恢复到显示0.000的初始化状态。依靠高精度的低量程负载传感器所测得的值来决定显示零输出的标准，从而保证了仪器的高精度。因此，当打算使用一由高量程负载传感器9所测得的值时，先要把高和低量程传感器9和16测得的值相互进行比较，才能定出是否把高量程传感器9测得的值转换成显示值。
这一操作包括在图3的“数据输入”步骤内，而其内容将参考图4进行描述。首先，从低量程负载传感器16取得数据并判断它是否小于2.5千克。如果等于或小于2.5千克，则采用低量程负载传感器16测得的数据。但是，相反地，如果此值大于2.5千克，则采用从高量程负载传感器9所测得的值。照此方式，高量程负载传感器9的高精度称重范围就被设置了一个参考值或标准。因此，在高量程负载传感器9的高精度称重范围与高量程负载传感器9的高负载称重范围之间的交界处或其邻近，以低量程负载传感器16的高精度称重范围内测得的数据为准。这样就保证了数据处理的稳定性。
A-2 零点设置
当在初始化状态下的显示是如步骤5中所示的那样不为零时，则在步骤6中按下“电源/零”键29，以进行处理并执行零偏(Going off)显示，完成置零操作。在置零操作完成后，在步骤7中按下“电源/零”键29，结果，在校验完显示笔段后，到达步骤8中所示的初始化状态，允许随后进行称重测量。
A-3 包装重量的扣除
首先，在步骤9中示出了一个初始化条件。然后，在步骤10中，假如把一容器放在托盘20上，则此容器的重量被显示，例如0.456千克。然后，假如“包装重量扣除”键30在步骤11中被按下，则显示改变成0.000，并且在完成指示显示的重量是净重值的“净重”显示(net indication)的同时，此容器的重量被存储在存储器内。随后在步骤12中，如果把容器从托盘20上取走，此容器的重量就被减去，而出现一个负的显示-0.456。这使得有可能测量净重，并加上“零”(zero)和“净重”显示(net indication)，至此，如果在步骤13中把一打算称重的物品与容器一起放于托盘20上，则显示出扣除容器重量后物品的净重，例如1，500千克。此后，如果在步骤14中把物品和容器均从托盘20上取走，就恢复到初始状态。
A-4 以磅和盎司为单位的显示
步骤15显示一初始化状态，在这种状态下，有可能进行上述正常工作下的称重测量。如果在步骤16中一个打算称重的物品被放在托盘20上，则物品的重量以千克为单位显示出来，例如4.535千克。至此，如果在步骤17中按下“磅(LBS)”键32，则显示的单位就改变成磅(LBS)和盎司(OZ)，而在显示器6上显示出100.0，表示物品的重量为10磅(零盎司)。步骤18示出在几秒钟过去后或在按下“清除”键31后，恢复了以千克为单位的显示。
B.用作计数仪
B-1 包装重量的扣除
步骤19代表此仪器处于作为称重仪时的一种初始化状态。由此，如果在步骤20中按下“计数”键33把这仪器换成一计数仪，则呈现出作为计数仪的初始状态，其中数位1和0，即数字10是以闪烁的状态进行显示的，同时，也显示出“计数(COUNT)”和“零”。然后，如果在步骤21中放置一容器于托盘20上，零显示就会消失，并记入容器的重量。然后，如果在步骤22中按下“包装重量扣除”键30，“净重”显示就会出现，这代表在此以后的计数显示是扣除了包装重量的。
B-2 自动计数
步骤23代表仪器处于作为称重仪时的初始化状态。至此，如果在步骤24中按下“计数”键33，则仪器进入一种初始显示状态，在此状态下，数字10以闪烁的状态显示，同时，也显示出“计数(COUNT)”和“零(zero)”。此时，在显示器6上显示出的数码10代表可以把十个欲称重的物件放在托盘20上。如果在步骤25中，在托盘20上放置了十个物件，则“零”显示消失。同时，此仪器把放在托盘20上的十个物件样品的总重量用10来除，以计算出单个样品的重量并进行舍入再乘以10，然后把这样所得的值与用此仪器测得的重量值进行比较。如果比较的结果证明它们之间的差别是足够的小，那就没有问题。反之，如果数值之间的差异大;则预料会有大的计算误差。因此，为了消除这一误差，需要用较大数量的样品来决定单个物件样品的重量。为了指示出这一需要，数码10继续闪烁。由此，在步骤26中，要再一次按下“计数”键33。结果，在步骤26中，显示出的数字2和5，即数码25，与数码10一起闪烁，从而指示还要在托盘20上再加上物件的样品，直至达到数目25。然后，根据这一指示，在步骤27中一些物件的样品被放到托盘20上，直至到达总数25。在这种托盘20上放有25个物件的情况下，以相似的方法把由25个物件样品的总重量计算出的值舍入并乘以25后，与测得的值进行比较。这时，如果此两个值之间的差别是足够的小，则如可从步骤28中所看到的那样，数码25闪烁的显示消失，并且把此单个样品的重量存入存储器中，以用于随后的计数操作中。还有，在此场合下，如果此差别是大的，则为了可以从更大数目的物件样品来计算出单个物件样品的重量，另一个数码，例如50在闪烁状态下被显示出来。在进入允许计数的状态后，与物件样品类似的任意数目的物件被置于托盘20上。在这种情况下，因为单个物件的重量已被算出并存于存储器内，所以如果把一测得的重量用这个单个物件的重量来除，则放于托盘20上的物件数就被算出并显示出来，例如显示出1248。此时，因为已经利用多量程负载传感器把单个物件的重量高精度地计算出来了，所以作为一计数仪，在计数工作中能获得高精度和低误差的结果。此外，如果在仪器上放置大量的物件，因为通过高量程负载传感器9可以在宽范围内进行称重，所以有可能对这样大数目的物件进行计数，结果，仪器的计数范围很宽。然后，如果在步骤30中把这些物件从托盘20上取走，则恢复到有“零”显示的情况。此后，在步骤31中，适当个数的同样物件放于托盘20上来进行计数，在表中列出的情况下，计数的结果为1013。
B-3 十个物件样品的重量
等于或小于6克的情况
(接上表)
步骤32至34类似于上面所述的那些步骤，这里，在步骤34中，因为10个物件样品的总重量等于或小于6克，这个总重量小于本实施例的仪器的最小称重容量，数码10仍然继续以闪烁的状态显示，指示单个物件样品的重量尚未被计算出。此时，如果在步骤35中再次以类似于上述那样的方式按下“计数”键33，则闪烁显示的数码10消失，但是在此场合下，显示出另一种“样品太轻误差(Sample Low Error)”，指出这些样品太轻。由此，如果在步骤36中按下“清除”键31，则数码10以闪烁的状态显示，而如果那时在步骤37中再次按下“清除”键31，则单位的显示变成千克，而低于6克的总的物件样品重量被显示出来，例如0.005千克。
要注意的是，当本发明付诸实施时，低量程负载传感器16和高量程负载传感器9的位置可以互换，或把它们安置在一条直线上。此外，负载传感器的数目并不限于两个，可以用有着不同称重范围的三个或更多的负载传感器。
权利要求
1、在一种具有多量程负载传感器的称重仪中，这种称重仪包括一有着高精度称重范围的低量程负载传感器以及一有着高负载称重范围的高量程负载传感器，所述低和高量程负载传感器有着不同的称量重范围和不同的最小测量单位，其改进之处在于用一称重测量标准来决定应该取入所述低和高量程负载传感器输出中的哪一个，此标准设定为所述有着高精度称重范围的低量程负载传感器的称重范围边缘值。
2、一种根据权利要求
1的具有多量程负载传感器的称重仪，其中，选取所述低量程负载传感器的高精度称重范围的最大值作为该标准，如果一个取入的数据大于该标准，此数据就被确定了。
3、一种根据权利要求
1的具有多量程负载传感器的称重仪，它能够被交替地用作称重仪或计数仪。
4、一种根据权利要求
3的具有多量程负载传感器的称重仪，它包括一转换电键，用来在具有多量程负载传感器的称重仪的两种用途(称重仪和计数仪)之间进行转换。
5、一种根据权利要求
3的具有多量程负载传感器的称重仪，其中，所述具有多量程负载传感器的称重仪在作为计数仪工作时，一些预先确定的、固定数目的样品的总重量被测量并除以这些样品的数目，再进入舍入，经过这样舍入后的值乘以这些样品的数目以求出计数值，随后此计数值与总重量相比，如果这两个被比较的值之间的差异在一预定的固定范围内，则此除以样品数后的总重量值被作为单个物件的值而取入，但是，相反地，如果这样的差异是在预定的固定范围之外，则要增加这些样品的数目并重复类似的操作步骤。
6、一种根据权利要求
1的具有多量程负载传感器的称重仪，其中，重量通常以千克来显示，但是如果按下一个“磅”键，则以磅为单位显示重量。
7、一种根据权利要求
5的具有多量程负载传感器的称重仪，其中，当重量以千克为单位显示时按下所述“磅”键后，只不过在一预定的固定时间周期内以磅为单位继续显示此重量。
专利摘要
本发明涉及一种具有多量程负载传感器的称重仪，它包括一个有着高精度称重范围的低量程负载传感器以及一个有着高负载称重范围的高量程负载传感器，所述低和高量程负载传感器有着不同的称重范围和不同的最小测量单位，其中，用一个称重测量标准来决定应取入所述低和高量程负载传感器输出中的哪一个，此标准设定为所述有着高精度称重范围的低量程负载传感器的称重范围边缘值。
文档编号G01G19/40GK86102833SQ86102833
公开日1986年11月19日 申请日期1986年4月24日
发明者内村光雄, 增山动 申请人:东京电气株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan