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安定した数値を保持する電子ベビースケール:日野・伊谷、1981年
大阪の株式会社クボタの日野正道と伊谷誠一は、1981年にこの電子計量装置の特許を取得した(US 4,285,411)。ひずみゲージ式ロードセルはほとんど動かないため、皿の上の赤ちゃんが怖がることはない。しかし赤ちゃんはめったに静止せず、表示される重量は変化し続ける。そこでこのスケールは、数値が変化しなくなるまで新しい測定値を表示し続け、その後は赤ちゃんが持ち上げられるまで、その重量を4桁のディスプレイに保持する。特許では病院のベビースケールのほか、価格計算用のはかりも挙げられている。
上級者
工場の工程
手順
1
1
皿とロードセル
皿とロードセル
乳児用のかごなど、物品を載せる皿を、ケーシング内のひずみゲージ式ロードセルに機械的に連結する。ロードセルは皿上の重量に従うアナログ電圧を出力し、可変抵抗器で利得を設定した増幅器がこれを増幅する。
このステップの材料:
はかりのケース1 個
計量皿1 個
ロードセル1 個
ロードセル増幅器1 個
可変抵抗器1 個
接続用電線1 as required
はんだ線1 as required必要な工具:
電気はんだごて2
2
デジタルに変換
デジタルに変換
アナログ-デジタル変換器は、タイミングパルス発生器からの各パルスで、増幅された電圧をデジタルデータに変換します。
このステップの材料:
アナログ-デジタル変換器1 個
タイミングパルス発生器1 個必要な工具:
電気はんだごて3
3
スパン調整
スパン調整
データをデジタル乗算器に通します。可変抵抗器を設定してスパンをわずかに大きくし、その後、数値設定スイッチで0.9999未満の乗数を設定します(上位2桁は9に固定、下位2桁は設定可能)。既知の定格重量を皿に載せて正しく表示されるまで調整します。抵抗器は粗調整、スイッチは微調整を担当します。デジタル乗算は温度や湿度の影響を受けません。
このステップの材料:
デジタル乗算器1 個
数値設定スイッチ1 個必要な工具:
電気はんだごて
錘4
4
安定状態検出器
安定状態検出器
タイミングパルスごとにデータを順次シフトする3つのレジスタをカスケード接続してデータを入力し、直前の3つの読み取り値を保持する。一致検出回路(排他的NORおよびANDゲート)は、最新の読み取り値が3つすべてと等しいとき高出力を出す。これは重量が安定していることを意味する。(第2の方式では、最新の読み取り値から直前の読み取り値を引き、その差が設定値以内(ゼロでもよい)であれば安定とみなす。)
このステップの材料:
デジタルデータレジスタ3 個
一致検出回路1 個必要な工具:
電気はんだごて5
5
読み値を保持する
読み値を保持する
各新しい読み値は禁止ゲートを通して表示バッファに読み込まれます。検出器が安定した重量を示すと、J-Kフリップフロップがセットされます。フリップフロップの出力はORゲートを通じて禁止ゲートを閉じるため、赤ちゃんが動いてもバッファは安定した重量を保持します。デジタル比較器は各新しい読み値を基準値(例:2グラム)と比較します。赤ちゃんが持ち上げられて読み値がその値まで下がると、フリップフロップがリセットされ、表示は再び新しい読み値に追従します。保持を解除するためにボタンは必要ありません。
このステップの材料:
表示バッファ1 個
J-Kフリップフロップ1 個
論理ゲート3 個
デジタル比較器1 個
基準値設定回路1 個必要な工具:
電気はんだごて6
6
表示部とスイッチ
表示部とスイッチ
バッファからセグメントデコーダを通して、7セグメント数字の4桁表示器を駆動する。ケーシングの外側に2つのスイッチを取り付ける。一方はフリップフロップのリセットを保持し、常に最新の重量が表示されるようにする。もう一方はタイマーを開始し、設定時間(例えば8秒)の間表示を固定することで、重量を読み取って間違えずに書き留められるようにする。
このステップの材料:
7セグメント表示ドライバ1 個
4桁7セグメント表示器1 個
電源スイッチ2 個
表示保持タイマー1 個必要な工具:
電気はんだごて材料
22- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- プレースホルダー
- 1 as requiredプレースホルダー
- 1 as requiredプレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 3 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 3 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
- 2 個プレースホルダー
- 1 個プレースホルダー
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