JPH0739966B2 - ロードセル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数個のロードセルセンサを共通の制御手段で
制御するようにしたロードセル装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

ロードセル装置は、抵抗線ひずみ検出素子であるロード
セルセンサと荷重を加えられる弾性材とを有しており、
ロードセルセンサによって弾性材のひずみを計測して荷
重を測定するものである。従来のロードセル装置は１個
のロードセルセンサに対してそれぞれ制御手段が設けら
れており、各ロードセルセンサが出力するデータはそれ
ぞれ専用の制御手段に直接入力され、処理されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のロードセル装置によれば、各ロードセルセンサご
とに制御手段が設けられていたので、特に多チャンネル
化した場合には、パラメータの設定や調整を各装置ごと
に行なわなければならず、操作性がよくないという問題
があった。また、全体の構成が複雑化し、設備費が嵩む
という問題があった。さらに、従来の装置ではロードセ
ルセンサの出力データを制御手段に直接入力して処理し
ていたので、機械系振動等を原因として出力データにあ
らわれてくる突発的なノイズを除去することができず、
測定結果の信頼性が低下するという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、複
数のロードセルセンサを簡単な構成で集中的に操作・制
御することができ、しかもロードセルセンサの出力にあ
らわれることがある突発的なノイズを除去できるロード
セル装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のロードセル装置は、所定の複数個ごとに一組と
された複数組のロードセルセンサと、前記ロードセルセ
ンサの各組毎に設けられ、各組の各ロードセルセンサの
出力を切り換えて順次出力するマルチプレクサと、前記
ロードセルセンサの各組毎に設けられ、各組の各ロード
セルセンサから送られてくるデータを記憶するデータ記
憶手段と、前記ロードセルセンサの各組毎に設けられ、
前記データ記憶手段のデータから移動平均法によって平
均値を算出する平均処理手段と、前記ロードセルセンサ
の各組毎に設けられ、前記平均処理手段が算出した平均
値を記憶するとともに前記平均処理手段による演算に必
要なパラメータが記憶されるデータ受渡し記憶手段と、
前記ロードセルセンサの各組に対して共通に設けられた
一つの制御手段を具備している。そして、前記制御手段
は、基準値及びパラメータの設定を行なう入力手段と、
基準値及びパラメータを記憶する基準値等記憶手段と、
前記各データ受渡し記憶手段から平均値を随時に読出し
て前記基準値と比較演算するとともに前記基準値等記憶
手段のパラメータを前記各データ受渡し記憶手段に転送
する処理手段と、該演算結果を出力する出力手段とを有
している。

〔作用〕

制御手段においては、基準値と移動平均法のパラメータ
が入力手段によって基準値等記憶手段に設定される。そ
してパラメータは、処理手段によってデータ受渡し記憶
手段に転送される。

ロードセルセンサからのデータはデータ記憶手段に一時
記憶される。そして、このデータは、データ受渡し記憶
手段のパラメータに基づき、平均処理手段によって平均
処理されてデータ受渡し記憶手段に記憶される。

制御手段の処理手段は、データ受渡し記憶手段の平均値
データを随時読み出して基準値等記憶手段の基準値と比
較演算する。そして演算結果は出力手段によって出力さ
れる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図によって説明する。

本実施例のロードセル装置１は、例えば紡織工場等にお
いてケーキ状の糸をロビングに巻き換える作業を行なう
際に、巻き換え中の糸切れを監視したり残糸量を管理す
るための手段として、該ケーキの重量変化を連続的に測
定するために用いられるものである。このような巻き換
え作業においては、糸の巻き換えが進むにつれて、ケー
キの重量は徐々に減少していくはずであるから、所定時
間にわたってケーキの重量の変動が所定範囲を越えない
ことが検知されれば、糸切れ等の巻取り不良を検出でき
る。また、ケーキの重量の下限値を基準値として設定
し、この基準値と測定値を比較することで残糸量の管理
を行なうこともできる。

図に示すように、ロードセルセンサ2,3はセンサの抵抗
の変化に比例した電圧信号を出力するブリッジ回路で構
成されている。この図では、２個のロードセルセンサし
か図示されていないが、実際には各ロードセルセンサ2,
3がそれぞれ８個づつのロードセルセンサ2a〜2h、3a〜3
hをあらわしており、即ち合計16個のロードセルセンサ
が用意されている。

８個１組で合計２組の各ロードセルセンサ2,3は、２系
統用意された８チャンネルのプリアンプ部4,4及びA/A変
換部5,5にそれぞれ接続されている。

まず、８個のロードセルセンサ2,3は、電源印加部６と
ローパスフィルタ7,8とプリアンプ９とを備えた８チャ
ンネルのプリアンプ部4,4にそれぞれ接続されている。
そして、安定化電源に接続された電源印加部６が各ロー
ドセルセンサ2,3に基準電圧を与え、該ロードセルセン
サ2,3の出力はローパスフィルタ7,8とプリアンプ９を経
て増幅して出力されるようになっている。

次に、２個のプリアンプ部4,4の出力信号は、８チャン
ネルの２個のA/D変換部5,5にそれぞれ入力されている。
各A/D変換部５は、８チャンネルのマルチプレクサ10と
メインアンプ11とサンプルホールド12とA/D変換器13と
を備えており、各チャンネルごとにA/D変換するように
なっている。

次に、A/D変換された信号は、平均処理手段であるCPU14
によって所定の手法で演算処理された後、すべてのロー
ドセルセンサ2,3に共通の制御手段18に送られて基準値
と比較されるようになっている。

まず、これら８チャンネルのロードセルセンサ2,3ごと
に設けられたCPU14,14が行なう移動平均法について説明
する。この演算手法は、時間的に連続して送られてくる
信号から機械系振動等による突発的なノイズを除去する
ために用いられるものであり、ある時点から任意の時間
さかのぼった範囲をサンプリング時間として設定し、そ
のなかで信号の値を任意の回数サンプリングしてある時
点での平均値を求めるものである。

平均演算処理をする前のデータはCPU14を経てデータ記
憶手段としてのRAM15に格納されるようになっている
が、前述した手法でデータの平均処理を行なうために、
CPU14はRAM15のデータをバッファリングしており、RAM1
5には、常に前記サンプリング時間分の最新のデータが
格納されるように構成されている。また、前記CPU14が
移動平均法で演算処理を行なうためのプログラムはROM1
6に記憶されている。

次に、17は前記CPUが算出した平均値データを記憶して
おくデータ受渡し記憶手段としてのデュアルポートRAM
である。後述するように、このデュアルポートRAM17に
は、前記CPU14による演算に必要なサンプリング時間や
サンプリング回数のようなパラメータも記憶されるよう
になっている。

次に、本実施例のロードセル装置１は、複数のロードセ
ルセンサ2,3について共通の制御手段18を有している。

19は入力手段としてのキーボードであり、ロードセルセ
ンサ2,3が検出して前記CPU14が平均処理した重量データ
を評価するための基準値や、前記CPU14が平均処理を行
う際のパラメータを任意にすることが設定できるように
なっている。

20は基準値等記憶手段としてのRAMであり、前記キーボ
ード19で入力された基準値やパラメータを記憶しておく
ためのものである。

21は処理手段としてのCPUであり、このCPU21は前記RAM2
0にあるパラメータを前記デュアルポートRAM17に転送し
て前記CPU14の演算に供したり、または前記CPU14がデュ
アルポートRAM17に格納した平均値データを制御手段18
側に読出して前記RAM20の基準値と比較演算を行なうも
のである。なお、CPU21による演算処理のプログラムはR
OM22に記憶されている。

23は前記CPU21による演算処理の結果や、前記キーボー
ド19等で入力したデータ等の表示を行なう出力手段とし
ての表示装置である。

24,25は入出力手段としてのマルチドロップインターフ
ェイスであり、回線を介して図示しない外部のパソコン
と接続すれば、外部のパソコンによってデータの入出力
を行なうことができる。

次に、26は商用電源を用いた本ロードセル装置１の電源
装置である。前記プリアンプ部４、A/D変換部５、CPU14
及び制御手段18は、この電源装置26から電源を供給され
ている。また、この電源装置26は瞬間停電の検知装置27
を備えており、瞬間停電を検知した時には制御手段18の
バックアップバッテリ28を始動させ、RAM20に設定され
たデータが消えないようにしている。

次に、以上の構成における作用を説明する。

まず、制御手段18のキーボード19で移動平均法のパラメ
ータ、例えばサンプリング時間やサンプリング回数等を
入力する。これらのデータはRAM20に記憶され、CPU21を
介してデュアルポートRAM17に設定される。また、ロー
ドセルセンサ2,3によって検出される重量の基準値をキ
ーボード19で入力し、RAM20に記憶させておく。

図示しない被測定対象が稼働し、各ロードセルセンサ2,
3が出力を始める。各ロードセルセンサ2,3からの出力
は、プリアンプ部４で増幅され、A/D変換部５でA/D変換
される。そして、前記パラメータに応じた最新のデータ
が各チャンネルごとにCPU14によってRAM15に取込まれ
る。

ROM16のプログラムに基づき、CPU14はRAM15のデータを
バッファリングしながら指定されたパラメータで移動平
均処理を行なっていく。そして、CPU14による移動平均
処理の結果はデュアルポートRAM17に記憶される。

制御手段18のCPU21は、両デュアルポートRAM17,17に次
々と取込まれてくる16チャンネル分の平均値データを随
時読み出し、RAM20の設定値と比較する。ロードセルセ
ンサ2,3による測定値が基準値との比較によって所定の
範囲にあることが検出されると、CPU21は表示装置23等
の出力手段を用いてその旨表示する。例えば前述した糸
の巻き換え作業において、ケーキ又はロビングの重量の
上限や下限を管理し、必要に応じて警報を発するように
できる。なお、ロードセル装置１の使用中、電源装置26
に瞬間停電が発生しても、バックアップバッテリ28が働
くので制御手段18のRAM20に設定されたデータが消えて
しまうことはない。

以上説明したように、本実施例のロードセル装置１によ
れば、８チャンネル分のロードセルセンサ２又は３ごと
に、平均処理専用のCPU14を１個設け、これによってデ
ータの高速処理を達成して計算回数の多い移動平均法を
実施できるようにした。また、これらの複数のCPU14,14
と、制御手段18のCPU21とのデータの受渡しをデュアル
ポートRAM17,17で簡略化することにより、移動平均法の
パラメータのダウンロードと平均値データのアップロー
ドを可能にし、操作性の簡略化とともに省配線化を実現
することができた。

以上説明した一実施例では、16個のロードセルセンサ2,
3からのデータを２個のCPU14,14で移動平均処理し、処
理済みの平均値データは２個のデュアルポートRAM17,17
を介して単一の制御手段18に送っている。しかしなが
ら、平均処理を行なうためのCPU14やデュアルポートRAM
17等はチャンネル数に合わせてこれより多くしてもよ
い。

〔発明の効果〕 本発明のロードセル装置によれば、複数チャンネル分の
ロードセルセンサからなる組を複数組有し、各組毎に設
けたマルチプレクサで各組のロードセルセンサの出力を
順次切り換えて出力し、各組毎に設けた平均処理手段に
よって移動平均法で平均値の算出を行っている。そし
て、ロードセルセンサの各組に対して共通に設けられた
制御手段では、基準値やパラメータを設定できると共
に、各平均処理手段で得られた平均値を基準値と比較し
てその結果を集中的に出力することができる。そして、
各組毎の平均処理手段と各組共通の制御手段とは、各組
毎に設けたデータ受渡し記憶手段を介して接続されてお
り、平均処理手段で算出された平均値と制御手段で設定
されたパラメータは該データ受渡し記憶手段を介して受
け渡される。従って、計算量の多い移動平均法によるデ
ータ処理は複数個のロードセル毎に設けた専用の平均処
理手段で高速に処理され、その結果と基準値との比較演
算は共通の制御手段で集中的に行って出力手段でまとめ
て表示できる。また、多数のロードセルセンサに対する
基準値やパラメータの設定は単一の制御手段において簡
単に行なうことができ、各ロードセルセンサからの信号
の監視・警報の発生・解除も同制御手段で集中的に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の構成を示す機能ブロック図であ
る。 １……ロードセル装置、2,2a〜2h,3,3a〜3h……ロード
セルセンサ、14……平均処理手段としてのCPU、15……
データ記憶手段としてのRAM、17……データ受渡し記憶
手段としてのデュアルポートRAM、19……入力手段とし
てのキーボード、20……基準値等記憶手段としてのRA
M、21……処理手段としてのCPU、23……出力手段として
のCPU、24、25……入出力手段としてのマルチドロップ
インターフェイス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の複数個ごとに一組とされた複数組の
   ロードセルセンサと、 前記ロードセルセンサの各組毎に設けられ、各組の各ロ
   ードセルセンサの出力を切り換えて順次出力するマルチ
   プレクサと、 前記ロードセルセンサの各組毎に設けられ、各組の各ロ
   ードセルセンサから送られてくるデータを記憶するデー
   タ記憶手段と、 前記ロードセルセンサの各組毎に設けられ、前記データ
   記憶手段のデータから移動平均法によって平均値を算出
   する平均処理手段と、 前記ロードセルセンサの各組毎に設けられ、前記平均処
   理手段が算出した平均値を記憶するとともに前記平均処
   理手段による演算に必要なパラメータが記憶されるデー
   タ受渡し記憶手段と、 基準値及びパラメータの設定を行なう入力手段と、基準
   値及びパラメータを記憶する基準値等記憶手段と、前記
   各データ受渡し記憶手段から平均値を随時に読出して前
   記基準値と比較演算するとともに前記基準値等記憶手段
   のパラメータを前記各データ受渡し記憶手段に転送する
   処理手段と、該演算結果を出力する出力手段とを有し、
   前記ロードセルセンサの各組に対して共通に設けられた
   一つの制御手段を具備することを特徴とするロードセル
   装置。