JPH0718742B2 - ロードセル式秤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レンジ切換えができるロードセル式秤に関す
る。

［従来の技術］ 従来、この種のロードセル式秤としては特開昭56−1546
18号公報に見られるように、ロードセルの出力を増幅器
で増幅した後減衰器を通過させるか否かによってレンジ
切換えを行ない、さらにその出力をアナログ／デジタル
変換器でデジタルデータに変換して重量表示データを得
るようにしたものが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこのように減衰器を使用してレンジ切換えを行な
うものでは増幅器の出力をそれだけレベルダウンするこ
とになり、感度低下を招く問題があった。

このため減衰器を使用せずに増幅器を複数段設け、増幅
器の使用段数を切り換えてレンジ切換えを行なうことが
考えられる。

しかしこのように増幅器の使用段数を切換えてレンジ切
換えを行なった場合、回路動作の遅れ等によってレンジ
切換えを行なってもそれによって直ちに切換えられたレ
ンジでの正しい動作は行なれず正しい動作を行なうまで
にはある程度の時間がかかる。例えば第６図に示すよう
にアナログ／デジタル変換されて得られるカウント数が
ある値を越えることによって小レンジから大レンジへの
切換えが行われたとすると、カウント数が大レンジのも
とでの正しい値になるには時間がかかりレンジ切換え直
後の数回のサンプリングデータは誤ったデータとなる。
すなわちこの誤ったデータをそのまま取込んで表示デー
タを作成し表示させると表示重量は第７図に示すように
大レンジへの切換え直後はかなり大きな重量値になって
しまう問題がある。

そこで本発明は、レンジ切換えを増幅器の使用段数を切
換えて行なうことによって感度低下を招くことなくレン
ジ切換えができ、しかも常に選択されたレンジでの正し
い表示ができるロードセル式秤を提供しようとするもの
である。

また、レンジ切換えを行なった場合通常は小レンジは大
レンジに比べて表示する１目当りの重量値が小さい。例
えば秤量範囲が０〜5Kgの小レンジでは１目が５カウン
トで0.2g、秤量範囲が５〜30Kgの大レンジでは１目が50
カウントで10gというようになる。

また、重量を表示器に表示する場合大抵はデータの安定
を判断して表示データを作成し表示器に表示するように
している。そしてこのときの安定判断は表示の１目当り
の重量値に基づいて定められる。すなわち１目が0.2gの
小レンジでは安定条件はデータの変動が±0.2g未満にな
ったときを条件とし、また１目が10gの大レンジでは安
定条件はデータの変動が±10g未満になったときを条件
としている。このようにレンジが切替わると安定判断の
条件も変化する。

しかしレンジ切換点と安定条件の切換点の重量値を全く
同一にした場合、例えば5.0Kgに設定した場合、計量値
が5.0Kg近傍でふらついていてもレンジが大レンジにな
れば安定条件が±10g未満の範囲で判断されるので安定
したと判断され、その結果5Kg近傍では小レンジの精度
で計量を行ないたくてもできない問題が生じる。

そこで請求項(2)記載の発明は、安定の判断の切換え点
の重量値をレンジ切換え点の重量値よりも若干大きく
し、レンジ切換え点近傍では常に小レンジ側の安定条件
判断によって表示用重量データの作成ができるロードセ
ル式秤を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 請求項(1)記載の発明は、荷重に応動して電圧信号を出
力するロードセルと、複数段の増幅器を備え、ロードセ
ル出力を増幅する増幅部と、この増幅部からの電圧信号
をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器
と、このアナログ／デジタル変換器からのデジタルデー
タを取込み表示用重量データを作成する重量データ作成
手段と、この重量データ作成手段が取り込んだデジタル
データの重量値が予め設定された重量値を越えるか否か
によって増幅部の使用増幅器の段数を切換え、デジタル
データの重量値が設定重量値以下のとき重量データ作成
手段に表示の１目当りの重量値が小さい小レンジのデー
タ作成処理を行なわせ、かつデジタルデータの重量値が
設定重量値を越えたとき重量データ作成手段に表示の１
目当りの重量値が大きい大レンジのデータ作成処理を行
なわせるレンジ切換制御手段と、このレンジ切換制御手
段によってレンジ切換え制御が行われたとき重量データ
作成手段にアナログ／デジタル変換器からのデジタルデ
ータの取込みを一時禁止させる一時禁止制御手段と、重
量データ作成手段からの表示用重量データを表示する表
示器を設けたものである。

また請求項(2)記載の発明は、荷重に応動して電圧信号
を出力するロードセルと、複数段の増幅器を備え、ロー
ドセル出力を増幅する増幅部と、この増幅部からの電圧
信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変
換器と、このアナログ／デジタル変換器からのデジタル
データを取込み、表示の１目当りの重量値に基いて定め
られる安定条件で取込みデータの安定を判断して表示用
重量データを作成する重量データ作成手段と、この重量
データ作成手段が取込んだデジタルデータの重量値が予
め設定された重量値を越えるか否かによって増幅部の使
用増幅器の段数を切換え、デジタルデータの重量値が設
定重量値以下のとき重量データ作成手段に表示の１目当
りの重量値が小さい小レンジのデータ作成処理を行なわ
せ、かつデジタルデータの重量値が設定重量値を越えた
とき重量データ作成手段に表示の１目当りの重量値が大
きい大レンジのデータ作成処理を行なわせるレンジ切換
制御手段と、このレンジ切換制御手段によってレンジ切
換え制御が行われたとき重量データ作成手段にアナログ
／デジタル変換器からのデジタルデータの取込みを一時
禁止させる一時禁止制御手段と、重量データ作成手段か
らの表示用重量データを表示する表示器を設け、レンジ
切換制御手段のレンジ切換え重量点よりも重量データ作
成手段が判断する安定の切換え重量点を若干大きく設定
したものである。

［作用］ 請求項(1)の発明においては、アナログ／デジタル変換
器から重量データ作成手段に取り込まれるデジタルデー
タの重量値が設定重量値以下では小レンジ動作を行なう
ように増幅器の使用増幅器の段数が設定される。またデ
ジタルデータの重量値が設定重量値を越えると大レンジ
動作を行なうように増幅部の使用増幅器の段数が設定さ
れる。こうして荷重に応じて小レンジと大レンジが自動
的に切換られる。

そしてレンジ切換えが行われたときには重量データ作成
手段によるアナログ／デジタル変換器からのデジタルデ
ータの取込みが一時禁止され、その後切換えられたレン
ジのもとでの正しいデジタルデータとなるタイミングで
アナログ／デジタル変換器からのデジタルデータの取込
みが再開され、表示用重量データが作成されるようにな
る。

また請求項(2)の発明においては、荷重による計量値が
レンジ切換え点近傍にあり、そのとき大レンジの動作に
なっていても表示のための安定判断は小レンジ動作での
精度の高い安定判断によって行われる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１は荷重に応じて電圧信号を出力する
ロードセル、２はロードセル出力を増幅する増幅器、３
はこの増幅器２から出力される電圧信号を入力し、デジ
タルデータに変換するアナログ／デジタル（以下、A/D
と称する。）変換器、４はこのA/D変換器３からデジタ
ルデータを所定のサイクルで割込みをかけて取込みデー
タ処理を行なうマイクロプロセッサである。

前記増幅部２には２段の増幅器2₁，2₂を備え、その後段
の増幅器2₂の入力端子と出力端子との間にはアナログス
イッチ５が接続されている。

前記マイクロプロセッサ４は第２図に示す入力処理を行
ない、前記A/D変換器３からデジタルデータを取込むと
そのデジタルデータをRAM6に格納する。そして取込んだ
デジタルデータを重量データとしてまるめ、その重量デ
ータが予めレンジ切換えのために設定された秤量値であ
る5Kg以上か否かをチェックする。

重量データが5Kg以上と判断されると、続いて前回は大
レジで動作したか否かをチェックする。そして前回が大
レンジ動作であればデジタルデータの読み捨てを５回行
なったか否かをチェックする。そして５回行なっていな
ければ今回読込んだデジタルデータを捨てる。またすで
に５回読み捨てを行なっていれば今回読込んだデジタル
データを有効とする。

また5Kg以上で前回が大レンジ動作でなければ大レンジ
への切換えを行なう。

また重量データが5Kg未満と判断されると、続いて前回
は小レンジで動作したか否かをチェックする。そして前
回が小レンジ動作であればデジタルデータの読み捨てを
５回行なったか否かをチェックする。そして５回行なっ
ていなければ今回読込んだデジタルデータを捨てる。ま
たすでに５回読み捨てを行なっていれば今回読込んだデ
ジタルデータを有効とする。

また5Kg未満で前回が小レンジ動作でなければ小レンジ
への切換えを行なう。

この処理における大レンジ及び小レンジの切換えは切換
え制御回路７を制御し、その制御回路７で前記アナログ
スイッチ５を開閉動作させることによって行なってい
る。すなわち小レンジのときはアナログスイッチ５を開
放し、大レンジのときはアナログスイッチ５を閉成す
る。

また前記マイクロプロセッサ４は入力処理によってデジ
タルデータの取込みを行なうと続いて第３図に示すちら
つき処理を行なう。この処理は取込んだデータが大レン
ジ動作での取込みであれば取り込んだデータを５倍して
からちらつき処理を行なう。また小レンジであればその
ままちらつき処理を行なう。

このちらつき処理は、例えばデジタルデータを数個サン
プリングし、そのサンプリングしたデジタルデータを比
較することによって変動の差がそれほどないときには表
示用重量データを変更させないことによってちらつきを
防止している。

このちらつき処理において大レンジのデジタルデータを
５倍するのは次の理由による。すなわち第５図に示すよ
うに小レンジのときの重量値に対するカウント数（デジ
タルデータ）の傾きは大レンジのときの重量値に対する
カウント数（デジタルデータ）の傾きに対して５倍に設
定している。これは小レンジのときは増幅器2₁，2₂によ
って２段増幅されるのに対して大レンジのときには増幅
器2₁のみによって増幅され、大レンジのときの増幅度に
対して小レンジのときの増幅度が５倍に設定されている
ためである。

また前記マイクロコンピュータ４は5Kg未満では小レン
ジ動作を行ない、5Kg以上では大レンジ動作を行なう
が、小レンジ動作では例えば１目５カウントで0.2gに設
定され、また大レンジ動作では例えば１目50カウントで
10gに設定されている。そして小レンジでは変動が±１
目、すなわち±0.2g以内のとき計量値が安定したと判断
され、また大レンジでは変動が±１目、すなわち±10g
以内のとき計量値が安定したと判断されるようにしてい
る。しかしレンジ切換点を単純に安定条件の判断の切換
点にすると第４図に示すように、重量値がレジ切換点よ
りも若干小さいａ点にあるときには小レンジ動作となっ
て安定条件は±0.2gで判断されるが、重量値がレンジ切
換点よりも若干大きいｂ点にあるときには大レンジ動作
となって安定条件は±10gで判断されることになる。こ
のため重量値がｂ点近傍で不安定になっていて本来は安
定させたくないのに大レンジ動作のため安定条件が成立
して安定判断が行われることになる。このようなことか
ら安定条件の判断の切換点をレンジ切換点よりも若干重
量値に大きい点、例えば5.1Kgに設定している。

そして前記マイクロプロセッサ４は取込んだデジタルデ
ータをグラム単位の重量データにまるめ処理を行ない、
さらにそれを各レンジに応じて１目当りの重量単位にま
るめて表示用重量データを作成し、その表示用重量デー
タをキーボード・表示コントローラ８を介して表示器９
に表示させるようにしている。また前記キーボード・表
示コントローラ８にはキーボード10が接続され、そのキ
ーボード10からのキー信号を取込むようにしている。

このような構成の本実施例においては、ロードセル１に
荷重ががるとA/D変換器３からデジタルデータがマイク
ロプロセッサ４に取込まれる。そしてこのときに荷重が
5Kg未満であれば切換制御回路７によってアナログスイ
ッチ５が閉成され増幅部２は２個の増幅器2₁，2₂による
２段増幅を行なう状態になっている。すなわち小レンジ
動作となっている。しかしてこの状態では±0.2g以下に
よって計量値の安定条件が判断される。

次に別の荷重がロードセル１にかかりA/D変換器３から
取込まれたデジタルデータが5Kgを越えるようになる
と、マイクロプロセッサ４は切換制御回路７を制御して
アナログスイッチ５を開放させる。すなわち大レンジ動
作となる。しかして増幅部２は増幅器2₁のみの増幅とな
る。

そしてこのレンジ切換が行われた当初においてはマイク
ロコンピュータ４はA/D変換器３からのデジタルデータ
の取込みを行なっても５回までは捨てる。そして６回目
以降から有効なデジタルデータとして取込むことにな
る。この取込みデータの読み捨てを行なう制御は、デー
タの取込みが割り込みによって一定時間間隔で行ってい
るので、例えばタイマーを使用し、そのタイマーがタイ
ムアップするまで読み捨てることによって実現できる。

こうして６回目以降に取込んだデジタルデータを有効と
することによって大レンジのもとでの正しいデジタルデ
ータを取込むことができるようになる。そしてこの大レ
ンジ動作においては±10g以内によって計量値の安定判
断が行われるようになる。しかし大レンジ動作であって
も計量値が5.1Kg以上になるまでは小レンジでの安定判
断となる。

この状態でロードセル１にかかっている荷重を除くとA/
D変換器３から取り込まれるデジタルデータが5Kg未満に
低下するので、マイクロプロセッサ４は切換制御回路７
を制御してアナログスイッチ５を閉成させる。すなわち
小レンジとなる。

そしてこのレンジ切換が行われた当初においてはマイク
ロコンピュータ４はA/D変換器３からのデジタルデータ
の取込みを行なっても５回までは捨てる。そして６回目
以降から有効なデジタルデータとして取込むことにな
る。

このようにロードセル１に荷重がかかりそのときの計量
値が5Kg以上になると小レンジから大レンジに自動的に
切換えられるが、レンジ切換えの当初においてはA/D変
換器３から取込まれるデジタルデータは５回までは捨て
られるので、A/D変換器３からのデジタルデータを有効
として取込むときにはデジタルデータは大レンジのもと
での正しいデータとなっており、従ってレンジ切換点を
通過しても表示重量はスムーズに変化することになる。

またレンジ切換点が5Kgであるのに対して安定判断の切
換点が5.1Kgと若干大きくしているので、レジ切換点近
傍に計量値があるときにはデータ±0.2Kg以内にならな
ければ安定判断されないので、例えばデータ±１〜2g程
度で変動しているときに安定判断されることはない。

さらに小レンジのときの感度が大レンジのときの感度に
対して５倍に設定されているが、ちらつき処理において
大レンジのときには取込みデータを５倍にしているので
小レンジでも大レンジでも共通のちらつき処理ができ
る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、レンジ切換えを増
幅器の使用段数を切り換えて行なうことによって感度低
下を招くことなくレンジ切換えができ、しかも常に選択
されたレンジでの正しい表示ができるロードセル式秤を
提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第５図は本発明の実施例を示すもので、第１図
はブロック図、第２図はマイクロプロセッサによるデー
タ入力処理を示す流れ図、第３図はマイクロプロセッサ
によるちらつき処理を示す流れ図、第４図はレンジ切換
えと安定判断との関係を説明するための図、第５図は小
レンジと大レンジの重量に対するカウント数の変化を示
すグラフ、第６図はレンジ切換えによって増幅部の増幅
段を切換えたときのカウント数変化を示すグラフ、第７
図はレンジ切換えによって増幅部の増幅段を切換えたと
きの表示重量変化を示すグラフである。 １……ロードセル、２……増幅部、2₁，2₂……増幅器、
３……アナログ／デジタル（A/D）変換器、４……マイ
クロプロセッサ、５……アナログスイッチ、６……RA
M、７……切換制御回路、９……表示器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荷重に応動して電圧信号を出力するロード
   セルと、複数段の増幅器を備え、前記ロードセル出力を
   増幅する増幅部と、この増幅部からの電圧信号をデジタ
   ルデータに変換するアナログ／デジタル変換器と、この
   アナログ／デジタル変換器からのデジタルデータを取込
   み表示用重量データを作成する重量データ作成手段と、
   この重量データ作成手段が取り込んだデジタルデータの
   重量値が予め設定された重量値を越えるか否かによって
   前記増幅部の使用増幅器の段数を切換え、デジタルデー
   タの重量値が設定重量値以下のとき前記重量データ作成
   手段に表示の１目当りの重量値が小さい小レンジのデー
   タ作成処理を行なわせ、かつデジタルデータの重量値が
   設定重量値を越えたとき前記重量データ作成手段に表示
   の１目当りの重量値が大きい大レンジのデータ作成処理
   を行なわせるレンジ切換制御手段と、このレンジ切換制
   御手段によってレンジ切換え制御が行われたとき前記重
   量データ作成手段に前記アナログ／デジタル変換器から
   のデジタルデータの取込みを一時禁止させる一時禁止制
   御手段と、前記重量データ作成手段からの表示用重量デ
   ータを表示する表示器を設けたことを特徴とするロード
   セル式秤。
2. 【請求項２】荷重に応動して電圧信号を出力するロード
   セルと、複数段の増幅器を備え、前記ロードセル出力を
   増幅する増幅部と、この増幅部からの電圧信号をデジタ
   ルデータに変換するアナログ／デジタル変換器と、この
   アナログ／デジタル変換器からのデジタルデータを取込
   み、表示の１目当りの重量値に基いて定められる安定条
   件で取込みデータの安定を判断して表示用重量データを
   作成する重量データ作成手段と、この重量データ作成手
   段が取込んだデジタルデータの重量値が予め設定された
   重量値を越えるか否かによって前記増幅部の使用増幅器
   の段数を切換え、デジタルデータの重量値が設定重量値
   以下のとき前記重量データ作成手段に表示の１目当りの
   重量値が小さい小レンジのデータ作成処理を行なわせ、
   かつデジタルデータの重量値が設定重量値を越えたとき
   前記重量データ作成手段に表示の１目当りの重量値が大
   きい大レンジのデータ作成処理を行なわせるレンジ切換
   制御手段と、このレンジ切換制御手段によってレンジ切
   換え制御が行われたとき前記重量データ作成手段に前記
   アナログ／デジタル変換器からのデジタルデータの取込
   みを一時禁止させる一時禁止制御手段と、前記重量デー
   タ作成手段からの表示用重量データを表示する表示器を
   設け、前記レンジ切換制御手段のレンジ切換え重量点よ
   りも前記重量データ作成手段が判断する安定の切換え重
   量点を若干大きく設定したことを特徴とするロードセル
   式秤。