(57)【要約】【課題】振動片の振動を非接触で検出し、安定度の高い測定値を得る。【解決手段】２枚の平行な振動片１１ａ、１１ｂの結合部１２ａの両側面には、励振用の圧電素子１４ａ、１４ｂが貼り付けられ、振動片１１ａ、１１ｂの中間部には、断面コ字型の光電ユニット１６が配置され、振動片１１ａ、１１ｂとは非接触とされている。振動片１１ａ、１１ｂにはブロック状の遮光部２０ａ、２０ｂが設けられており、光電ユニット１６のシャッタとして振動片１１ａ、１１ｂの振動が検出される。圧電素子１４ａ、１４ｂは励振用により振動片１１ａ、１１ｂを振動し、この振動は光電センサ対で検出されて検出信号とされ、増幅器２２を経てカウンタ２３により振動数が検出される。荷重測定端１３ａ、１３ｂ間に荷重が作用すると、検出信号の振動数が変化し荷重に応じて平衡するので、この振動数をカウンタ２３で計数することにより荷重測定が可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の平行に配置した振動片の両端をそれぞれ結合部により結合した音叉振動子において、前記振動片の振動を非接触式センサにより検出することを特徴とする荷重変換用音叉振動装置。
【請求項２】
前記非接触式センサは光電式センサとしたことを特徴とする請求項１に記載の荷重変換用音叉振動装置。
【請求項３】
前記音叉振動子の一部に励振素子を貼り付けたことを特徴とする請求項１に記載の荷重変換用音叉振動装置。
【請求項４】
前記励振素子は圧電素子とした請求項３に記載の荷重変換用音叉振動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出信号が正確に得られる荷重変換用音叉振動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の荷重変換用音叉振動子は、振動体に２枚の圧電素子（ＰＺＴ）を貼り付け、１枚の圧電素子により駆動を行い、他方の圧電素子により振動を検出している。
【０００３】
図４は特許文献１による荷重変換器の一部を構成する従来の荷重変換用音叉振動子１の一例を示し、中心軸に対称かつ平行した２枚の振動片１ａ、１ｂの両端を、コ字形結合部２ａ、２ｂにより結合している。一方の結合部２ｂの両側面に、第１、第２の圧電素子３ａ、３ｂをそれぞれ取り付け、第１の圧電素子３ａの出力を増幅器４に接続することにより、第１の圧電素子３ａの出力を検出信号とし、その一部を第２の圧電素子３ｂの励振用として使用する。
【０００４】
なお、圧電素子は２個を１組として、信号検出用の圧電素子を結合部２ａの両側に、励振用の圧電素子を結合部２ｂの両側に取り付ける場合もある。
【０００５】
このような構成において、増幅器４の利得や周波数特性を適切に選択することにより、音叉振動子１の荷重測定端５ａ、５ｂを介して軸方向に測定すべき荷重Ｆが加えられると、その発振振動数が変化することから、この振動数を周波数カウンタ６で読み取って、加えられた荷重Ｆを知ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０―８６４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、圧電素子の貼着には熟練を要し、また振動検出の圧電素子は高インピーダンスのためノイズを拾い易い問題点がある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の課題を解決するために、振動片の振動を非接触で検出し、安定度の高い荷重変換用音叉振動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するための本発明に係る荷重変換用音叉振動装置は、２枚の平行に配置した振動片の両端をそれぞれ結合部により結合した音叉振動子において、前記振動片の振動を非接触式センサにより検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る荷重変換用音叉振動装置によれば、振動片の振動を非接触式に検出し、安定した測定を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を図１〜図３に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は斜視図であり、音叉振動子１０の２枚の平行に配置した振動片１１ａ、１１ｂの両端は、コ字型に結合部１２ａ、１２ｂにより結合されている。結合部１２ａ、１２ｂはそれぞれ荷重測定端に接続され、音叉振動子１０はこれらの荷重測定端１３ａ、１３ｂ間に作用する荷重を測定するようにされている。
【００１２】
一方の結合部１２ｂの両側面には、励振用の圧電素子１４ａ、１４ｂが貼り付けられている。これらの圧電素子１４ａ、１４ｂの貼付位置は、振動片１１ａ、１１ｂと結合部１２ｂのそれぞれの境界部付近とされ、効率良く励振できる個所とされている。振動片１１ａ、１１ｂの中間部には、断面コ字型の枠体１５を備えた光電ユニット１６が配置されている。
【００１３】
図２の横断面図に示すように、この光電ユニット１６の枠体１５はフレーム１７に固定され、振動片１１ａ、１１ｂとは非接触とされている。枠体１５の片面にはＬＥＤから成る発光素子１８が配置され、他面には２つのフォトダイオード１９ａ、１９ｂが設けられている。発光素子１８からの光束をフォトダイオード１９ａ、１９ｂで検出することにより、振動片１１ａ、１１ｂの振動をそれぞれ検出するようになっている。また、２個のフォトダイオード１９ａ、１９ｂを設けて振動片１１ａ、１１ｂの振動を検出するようにしたが、振動片１１ａ、１１ｂの振動は対称的になされるので、一方の振動片の振動を検出するようにしてもよく、フォトダイオードは１個であってもよい。
【００１４】
図３に示すように、振動片１１ａ、１１ｂの中間部にはブロック状の遮光部２０ａ、２０ｂが一体に設けられており、この遮光部２０ａ、２０ｂは音叉振動子１０を校正する際の削り代として用いる調整おもりの役割を果してもいるが、光電センサのシャッタとして振動を検出するようにされている。２個のフォトダイオード１９ａ、１９ｂを設けて振動片１１ａ、１１ｂの振動を検出するようにしたが、振動は対称的になされるので、一方の振動片１１の振動を検出すればよく、フォトダイオード１９は１個であってもよい。
【００１５】
フォトダイオード１９ａ、１９ｂの出力は加算器２１、増幅器２２を経て周波数カウンタ２３に接続され、増幅器２２の出力の一部は圧電素子１４ａ、１４ｂに接続されている。
【００１６】
圧電素子１４ａ、１４ｂは励振用として作用し、振動片１１ａ、１１ｂに振動を加え、この振動は発光素子１８とフォトダイオード１９ａ、１９ｂから成る光電センサで検出されて検出信号とされ、増幅器２２を経て周波数カウンタ２３により振動数が検出される。
【００１７】
音叉振動子１０においては、背景技術で説明したように、荷重測定端１３ａ、１３ｂ間に荷重が作用すると、検出信号の振動数が変化し荷重に応じて平衡するので、この振動数を周波数カウンタ２３で計数することにより荷重測定が可能となる。
【００１８】
なお、実施例においては、振動片１１ａ、１１ｂの振動を光電ユニット１６により非接触で検出するようにしたが、他の非接触式センサとして磁気式センサなども適用可能である。また、振動片１１ａ、１１ｂの振動は対称的になされるので一方の振動片のみに振動検出センサを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例の斜視図である。
【図２】横断面図である。
【図３】ブロック回路構成図である。
【図４】従来例の構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  音叉振動子
１１ａ、１１ｂ  振動片
１２ａ、１２ｂ  結合部
１３ａ、１３ｂ  荷重測定端
１４ａ、１４ｂ  圧電素子
１６  光電ユニット
１８  発光素子
１９ａ、１９ｂ  フォトダイオード
２０ａ、２０ｂ  遮光部
２１  加算器
２２  増幅器
２３  周波数カウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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