JPH0192665A

JPH0192665A - ピ−ク値の測定方法

Info

Publication number: JPH0192665A
Application number: JP11643487A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishio; 章西尾
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1989-04-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、例えば電子天秤等において、連続して入力
される荷重等の測定信号をサンプリングして、データ列
を取込み、このデータ列により、測定信号のピーク値を
求めるピーク値の測定方法に関する。

（ロ）従来の技術従来、荷重信号のピーク値を測定するのにサンプリング
して、取込まれるデータ列中の極大値（あるいは極小値
）を抽出して、そのデータ値を測定信号のピーク値とし
ている。例えば、サンプリング周期Δｔで時間順次に読
込んだ荷重値ａの各データが、第５図に示ずａｌ、ａｚ
、・・・・、ａｌ４であるとすると、荷重ａ７がピーク
値となる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点一般に、サンプリング周期Δｔは、決してＯではなく、
ある有限の値を要する。一方、荷重の変化速度が速い場
合は、そのピーク点がサンプリング時点と次のサンプリ
ング時点の間に来る場合がほとんどであり、ピーク値が
サンプリング時点に一致することは、ごく稀である。そ
のため、従来方法のようにサンプリングされたデータ中
より、ピーク値を抽出することは、真のピーク値とかけ
離れた値をピーク値とすることが多く、正しいピーク値
を測定することができない。サンプリング周期が定まる
と、荷重の変化速度も一定以下に制限される。例えばサ
ンプリング周期０．１秒の天秤を使用して、±１　ｍｇ
の正確さでピーク値を測定するためには、荷重の変化速
度がＩｍｇｌｏ、１秒−〇。

０１ｇ／秒以下である必要があった。

ピーク値の測定時間を短くするためには、荷重の変化速
度を高めることが有効であるが、上記した制限があるた
め、実現が困難であった。また、荷重変化速度が制限さ
れるため、被試験材のクリープ等の影響を無視できない
という問題があった。

この発明は上記に鑑み、従来よりも荷重の変化速度を高
めても、正確なピーク値を得ることのできるピーク値の
測定方法を提供することを目的としている。

（ニ）問題点を解決するだめの手段及び作用実際の荷重
のピーク値測定においては、破断、衝突、座屈などピー
ク値発生の前後で、被測定物の状態が著しく異なるが多
く、それゆえ荷重記号の生成状態も大きく異なる。この
点に着目するとピーク値の前後での、データ列に対する
各近似曲線は、全く別の時間関数ｆ　（ｔ）　、ｇ　（
ｔ）で表され、その交点Ａｍａｘが真のピーク値に最も
近いといえる（第５図参照）。

この発明のピーク値の測定方法は、上記原理を採用した
ものであり、連続して入力される測定信号を、所定周期
でサンプリングして、測定データ列を取込み、測定デー
タ列に基づいて測定信号のピーク値を測定する方法であ
って、前記測定データ列の極値を求め、この極値前後に
おける前記測定データ列の相異なる２つの近似曲線を生
成し、これら２つの近似曲線の交点を抽出し、この交点
のレベル値をピーク値としている。

このピーク値の測定方法では、例えば第５図に示すよう
に、Δものサンプリング周期でデータ列ａｌｓａ２、・
・・・、ａ１４を得る。そして、このデータ列の極値、
例えばａ７を求める。この極値ａ７の前後のデータ列、
例えばａｌｓａ２、・・・・、ａ７とａＢ、ａ９、・・
・・、ａ１４より、２つの異なる近似曲線ｆ（ｔ）とｇ
（ｔ）を生成する。そして、これら２つの近似曲線ｆ　
（ｔ）　とｇ（ｔ）の交点Ａｍａｘを求め、これをピー
ク値とする。これより、ａ７よりも真値に近いピーク値
Ａｍａｘを得ることができる。

（ホ）実施例以下実施例により、この発明をさらに詳細に説明する。

第２図は、この発明が実施される電子天秤のブロック図
である。同図において、荷重センサ１によって、検出さ
れた荷重信号は、Ａ／Ｄ変換器２で、ΔＬ毎にサンプリ
ングされて、ＣＰＵ３に取込まれ、ＲＡＭ４に記憶され
るようになっている。

ＣＰＵ３は、ＲＯＭ５に記憶されるプログラムにより、
ピーク値の検出処理を実行する。すなわちＣＰＵ３は、
Ａ／Ｄ変換器２より、データ列を取込み、ＲＡＭ４に記
憶する機能、記憶したデータ列より、データ列の極値を
抽出する機能、抽出された極値の前後の異なる２つの近
イ以曲線を生成する機能、これら２つの近似曲線の交点
を求める機能、求めた交点のレベルをピーク値として出
力する機能等を備えている。ＣＰＵ３より出力されたピ
ーク値は、表示器６に表示される。ＣＰＵ３における近
似曲線の生成は、例えば最小二乗法、あるいはラグラン
ジェの補間法等を用いて実行される。

次に、この実施例電子天秤におけるピーク値の測定動作
について、第１図に示すフロー図により説明する。

第１図において、動作がスタートすると、先ず変数ｉを
１にする〔ステップＳＴ（以下ＳＴと略す）１〕。この
変数ｉは、サンプリングされ、入力されるデータ数を示
すものである。そして、今回入力され、Ａ／Ｄ変換器２
でデジタル値に変換された測定信号がａ、として記憶さ
れる（Ｓｒ１）。

次に、今回の測定値ａ（と前回の測定値ａ、−３が比較
され、ａ　、　＜　ａ　；−１が判定される（Ｓｒ１）
。

測定信号が上昇中の場合は、この判定がＮｏとなり、次
にｉ＝ｋか否か判定される（Ｓｒ４）。ｋは、測定デー
タの記憶数を規定する定数であり、測定開始当初は、Ｎ
Ｏであり、この場合には、変数ｊを＋１歩進して（Ｓｒ
１）、Ｓｒ２に戻り、以後測定を継続しＳｒ２→ＳＴ３
→Ｓｒ４→ＳＴ６→ＳＴ２の処理を繰返す。測定値ａ、
が下降に移る前に、ｉ−にとなると、Ｓｒ４の判定がＹ
ＥＳとなり、次に記憶データａ２、ａ３、・・・・、ａ
ｋをシフトして、ａＩ　、ａ２　、・・・・、ａｋ−１
として記憶し、元のａｌを消去し新しいデータに一１個
を記憶する（Ｓｒ５）。

次に、測定値ａ、が下降に移ると、つまり第３図に示す
例のように、ａａ、ａｓ、ａｈ、ａ７と上昇していた測
定値がａ８のように下降すると、Ｓｒ１の”　ａ　Ｈ＜
　ａ　＋＋−＋＋　”かの判定がＹＥＳとなる。そのた
め、Ｓｒ７に移り、ｉ＝ｋか否か判定する。この判定は
、通常ＹＥＳであり、Ｓｒ１に移るが、判定Ｎｏの場合
は、Ｓｒ１でエラー表示を行う。

Ｓｒ１では変数ｊを１にし、次に測定データをｂＪとし
て記憶する（ＳＴＩＯ）。、ｉは、下降後の測定データ
番号を示す変数である。今回の測定データｂ１の記憶後
５ＴＩＩでｉ＝Ｌか否か判定する。Ｌは、下降後の測定
データの記憶数を規定する定数である。測定データが上
昇から下降に移行した当初は、ｊ＝１であるから、判定
Ｎｏであり、５Ｔ１２でｊを＋１歩進し、５ＴＩＯに戻
り、以後はｉ＝Ｌとなるまで、５ＴＩＯ→５ＴＩＩ→５
Ｔ１２→５ＴＩＯの処理を継続し、測定データの収集を
続ける。

ｊ＝Ｌとなると、５ＴＩＩの判定がＹＥＳとなり、５Ｔ
１３に移る。そして、ａ１〜ａｈ−＋のデータにより、
近似関数ｆ　（ｔ）を生成するとともに、ｂ、〜ｂＬの
データにより、近似関数ｇ（ｔ）を生成する。第３図に
示す例の場合ａ４、ａｓ　、、ａｂで関数ｆｏ（ｔ）を
生成し、ａＢ　、ａ９、ａ　ＩＱ、ａｌで関数ｇ。（１
）を生成している。このように、ここでは関数ｆ。（ｔ
）　、ｇｏ　（ｔ）を生成するのに、極値ａ７　（ａｉ
＋）を外している。簡便には、極値ａ７を外したｆ。（
ｔ）　、ｇｏ　（ｔ）の交点Ａｍａｘ（第３図参照）を
求め、これをピーク値としてもよい。しかし厳宙には、
ａ７はそれより以前の曲線に含れるのか、以後の曲線に
含れるのかの問題、つまり時点Ｌ７で、まだ真のピーク
値に達していないのか、それとも、すでに真のピーク値
に達しているのかという問題が残る。そのため、この実
施例では、真のピーク値により近いピーク値を得るため
、５Ｔ１４でｌ　ａｈ　　ｆ＋ｔ＝＋ｒ＋　　ｌとｆａ
ｉｒｇ　＋ｔ＝に、ｌの比較を行っている。例えば、第
３図の例では、ｇ　ｏ　（ｔ、ｌ　　とａ７の差値Ｅｇ
ｏと、ａ、７．とｆ。（ｔ７＋　の差値　ｇ。を比較し
ている。そして、ｌ　ａｈ　−ｆ　ｔｔ＝に、ｌ≦　ｌ
　ａｈ　　　ｇ　〈ｔ＝＋ｎ１の場合は、ａｋがｆ（ｔ
）に含まれると判断し、ａ１〜ａアのデータを用いて関
数ｆ　（ｔ）を作り直しく５Ｔ１５）、作り直したｆ　
（ｔ）とｇ（ｔ）の交点をピーク値とし、これを表示器
６に表示する（ＳＴ１７）。第３図に示した例の場合で
は、Ｃｇｏ＞Ｃｆｏなので、ａ７がｆｏ（ｔ）に含れる
として、新たに曲線ｆ＋（ｔ）を作成しく第４図）、曲
線ｆ＋（ｔ）と曲線ｇｏ（ｔ）の交点Ａｍａｘ　＋　を
ビーり値とする。

もし、５Ｔ１４でｌ　ａｋ　ｆ＋ｔ＝ｈ＋　　ｌ＞ｌａ
ｋｇ　Ｌｔ＝に＋　　ｌの場合には、ａｋがｆ　（ｔ）
に含まれるものとし、ａｋ　、Ｉ）Ｉ−ｂ、、のデータ
を用いて、ｇ（ｔ）の再生成を行ない（ＳＴ１６）、こ
の再生成後のｇ（ｔ）と元のｆ　（ｔ）の交点を求め、
そのレベル値をピーク値とすることになる。（ＳＴＩ７
）。

なお、上記説明では、極大値を求める場合を説明したが
、この発明は極小値を求める場合にも適用できる。　ま
た、上記実施例では、サンプリング周期を一定としたが
、この発明では、一定である必要はなく、各サンプリン
グ時刻が明確であればよい。

また、上記実施例では、電子天秤における荷重ピーク値
の測定方法について説明したが、この発明は、荷重ピー
ク値に限らず種々のピーク値の測定方法に適用できる。

（へ）発明の効果この発明によれば、サンプリングデータより、先ずデー
タ列の極値を求め、次に、この極値の前後のデータ列よ
り、異なる２つの近似曲線を求め、この近似曲線の交点
を求めて、そのレベル値をピーク値とするものであるか
ら、ピーク値がサンプリング期間内にあっても、正確な
ピーク値を得ることが出来る。そのためサンプリング周
期が同じなら、従来より例えば、荷重変化速度を高める
ことができ、測定時間を短縮できる。また、測定精度を
上げるために、サンプリング周期を極度に短くする必要
がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例電子天秤のピーク値測定動
作を説明するためのフロー図、第２図は、この発明が実
施される電子天秤のブロック図、第３図及び第４図は、
同電子天秤のピーク値測定動作を説明するための例示説
明図、第５図は、従来及びこの発明のピーク値の測定方
法を説明する例示説明図である。１：センサ、　　　　２：Ａ／Ｄ変換器。３：ｃＰＵ、　　　６：表示器。特許出願人　　　　　株式会社島津製作所代理人　　弁
理士　　中　村　茂　信　□を匣Ｊ＋ｌ型を匹＋１ｌｌ）ｌ′Ｉ？８！

Claims

【特許請求の範囲】

（１）連続して入力される測定信号を、所定周期でサン
プリングして、測定データ列を取込み、この測定データ
列に基づいて、測定信号のピーク値を測定する方法であ
って、前記測定データ列の極値を求め、この極値前後における
前記測定データ列の相異なる２つの近似曲線を生成し、
これら２つの近似曲線の交点を抽出し、この交点のレベ
ル値をピーク値とするピーク値の測定方法。
（２）前記２つの近似曲線は、前記測定データ列の極値
を除く他のデータ列でそれぞれ生成し、次に前記データ
列の極値と、その時点における２つの近似曲線のレベル
値の差値を求め、差値の小さい方の近似曲線に、前記極
値を含めて新たな近似曲線を生成し、この新たな近似曲
線と他の一つの近似曲線とで交点を求めるようにした特
許請求の範囲第１項記載のピーク値の測定方法。