JPH0749991B2 - 電子天びん - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電子天びんに関する。

〈従来の技術〉 一般に、電子天びんにおいては、振動等の外乱に抗して
計量表示値を安定させる為に、荷重検出部からの荷重デ
ータを多数個平均化して計量値とすることが行われてい
る。この平均化個数あるいは平均化に供すべきデータの
採取時間（平均時間）は、通常、設置環境下における外
乱の大きさや、要求される計量精度等に応じて、選択し
得るよう構成されている。設置環境としては、振動等の
外乱が可能な限り少ない場所が良いことは云うまでもな
く、外乱が少ない程、平均化個数を少なくして応答性を
向上させた状態で、高精度の計量値を得ることができ
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 以上のことから、電子天びんを設置するに当り、まずど
の場所が最も振動等の外乱が少なく、適切な場所である
かを決定しなけらばならないが、従来、人間が手触感等
に基づく勘に頼ってその決定を行っていることが多い。
しかし、人間には感じなくとも、高精度の電子天びんに
は影響を及ぼすような程度の外乱もあって、上述の如き
従来の設置場所の決定方法では多大な問題がある。

また、次に、設置した場所において、データ平均化個数
あるいは平均時間をどの程度に設定すれば欲する精度の
計量値が得られるかという点に関しても、事実上、人間
の勘に頼っていることが多い。更に、一旦設置した場所
における外乱状況が常に一定であるとは限らず、これら
の諸点から、従来、必要とする精度の計量値を最短の測
定時間のもとに得るという、最適な状態で電子天びんが
使用されているとはいい難い場合が多い。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、設置環境下にお
ける外乱の程度を検知し、入力された精度とその外乱の
程度とから、当該設置場所においてその精度を満足する
計量値を得る為の最適な平均化個数を求めて表示するこ
とのできる、電子天びんの提供を目的としている。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明の構成を、第１図に示す機能ブロック図に基づい
て説明する。

荷重検出部ａは載置荷重に対応した電気信号を発生し、
そのデジタル変換データを所定時間間隔で平均値算出手
段ｂに供給する。平均値算出手段ｂは、選定された平均
化個数に基づいてデータを平均化することにより、計量
値を決定する。その計量値は計量値表示手段ｃにより表
示される。荷重検出部ａからのデジタル変換データはま
た、データばらつき算出手段ｄにより、そのあらかじめ
設定された個数でのばらつきの大きさが算出される。算
出されたばらつきの大きさは、最適平均化個数算出手段
ｅに供給される。

一方、計量値に要求される精度は、精度入力手段ｆによ
って入力され、その入力値もまた、最適平均化個数算出
手段ｅに供給される。最適平均化個数算出手段ｅでは、
その精度の入力値と、データばらつき算出手段ｄによる
算出値とから、平均値算出手段ｂによるデータの平均化
個数の最適値を算出する。算出された最適平均化個数
は、精度入力手段ｆにより入力された精度とともに、精
度／最適平均化個数表示手段ｇによって併せて表示され
る。

〈作用〉 荷重検出部ａへの載置荷重が変動しない状態において、
荷重検出部１からの荷重データのばらつきは、当該電子
天びんに作用する外乱の大きさと相関関係にあり、従っ
て、そのばらつきの大きさと必要とする計量値精度とか
ら、当該設置場所においてその精度を満たす計量値を得
る為の必要最小限、すなわち最適なデータ平均化個数
は、統計学的に算出することができる。この算出結果
を、入力されている要求精度とともに表示すれば、その
要求精度を満たすのに必要とする最低のデータ平均化個
数を天びん使用者に対して報知することになる。天びん
使用者は、その表示内容に従って平均化個数を設定する
ことにより、その設置場所で要求精度を満たすために最
適の状態で天びんを使用することができるとともに、同
じ要求精度の入力状態で任意の場所に天びんを設置する
だけで、同表示内容から、各場所における外乱の大きさ
を定量的に把握することができ、容易に最適な設置場所
の選定を行うことが可能となる。

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第２図は本発明実施例の構成を示すブロック図である。

荷重検出部１は、皿1a上に載せられた荷重に対応する電
気信号を出力し、そのデジタル変換データは所定の微少
時間ごとに制御部２に採り込まれる。制御部２はマイク
ロコンピュータで構成され、各種演算やプログラムの実
行、および各周辺機器の制御を行うCPU21、測定プログ
ラムや後述する最適平均化個数算出プログラムが書き込
まれたROM22、荷重検出部１からのデジタル変換データ
を記憶するエリアや各種演算結果等を記憶するエリアを
備えたRAM23、および外部機器との接続の為の入出力ポ
ート24等を備え、これらは互いにバスラインによって接
続されている。

制御部２の入出力ポート24には、荷重検出部１のほか
に、制御部２に指令を与える為のキースイッチ３、制御
部２からの指令により計量値等をデジタル表示する為の
表示器４が接続されている。

表示器４は、その正面図を第３図に示す如く、計量値を
表示する計量値表示部4aと、後述する最適平均化個数算
出プログラムにより算出された最適平均化個数n,標準偏
差σ，入力精度p,および設定平均化個数ｎ′等を表示す
る条件データ表示部4bを備えている。

次に作用を述べる。通常の測定モードにおいては、測定
プログラムが実行される。この測定プログラムでは、RA
M23内に格納されている荷重検出部１からのデータのう
ち、キースイッチ３で選択された平均化個数ｎ′の最新
のものを平均化することにより、皿1a上の荷重の計量値
を決定して表示器４に表示する。

さて、キースイッチ３により、最適平均化個数算出モー
ドが選択されると、第４図にそのフローチャートを示す
如き最適平均化個数算出プログラムが実行される。

最適平均化個数算出プログラムにおいては、まず、荷重
検出部１からのデータが変化中であるか否かを判別す
る。これは、皿1a上への荷重の載せ降ろし等に伴う荷重
検出部１の出力のステップ応答が収まっていない、デー
タ変化中においては、後述する標準偏差σが外乱の大き
さと相関関係を有さないからで、ステップ応答が完全に
収まった、データ安定状態になってから次のステップへ
と進む。この判別は、公知の安定判別手法を用いて行な
うことができ、例えば所定個数のデータの平均値に対し
て、その各個のデータの値が所定の幅内に収まっている
ときに、データが安定状態にあると判定することができ
る。

データ安定状態において、RAM23内に格納されている荷
重検出部１からのデータ群から、あらかじめ設定された
Ｎ個のデータをとり込んで、このＮ個のデータの標準偏
差σを算出する。このデータ安定状態におけるデータの
ばらつきは、当該電子天びんに作用している外乱による
ものとみなされるから、その標準偏差σは、この設置場
所における外乱の大きさを代表することになる。

次に、計量値に要求される精度ｐをキースイッチ３から
入力すると、その値ｐと、前述の標準偏差σとから、次
の（１）式によって最適平均化個数ｎが算出される。

すなわち、前述のＮ個のデータによる標準偏差σと、ｎ
個のデータの平均値の標準偏差σとは次の（２）式の
関係が成立する。

そこで、必要とする精度ｐの信頼水準例えば95.4％での
値は、 ｐ＝２σ …（３） となる。この（２），（３）より、精度ｐを95.4％の信
頼水準で達成する為のデータ平均化個数、いいかえれ
ば、95.4％の信頼水準のもとに精度ｐを達成し得る最小
限のデータ平均化個数、すなわち最適平均化個数は、
（１）式により求めることができる。

例えば、精度ｐが1mgで、標準偏差σが1.9mgであったと
すると、（１）式より、ｎ＝14.4が得られる。そして、
このｎを，σ,pとともに表示器４に表示する。

以上のようにして求められたｎの値に基づき、キースイ
ッチ３により平均化個数ｎ′を設定するが、選択可能な
平均化個数が例えば4,8,16,32…であったとすると、最
適平均化個数14.4に最も近くかつその値よりも大きい16
を選択することにより、信頼水準95.4％以上で計量値精
度1mgが保証されることになる。

このようにして設定された平均化個数ｎ′、および入力
された精度ｐは、電源を切ってもバックアップ等により
保持していることが好ましい。

以上の本発明実施例によると、まず電子天びんの設置場
所を決定するに当り、複数の候補場所のそれぞれにこの
電子天びんを設置し、各場所における標準偏差σか、あ
るいはそのσに対して現時点における入力精度ｐとの関
連において相関のある最適平均化個数ｎを比較すること
により、外乱の最も小さい最適な設置場所を探し出すこ
とができる。すなわち、最適平均化個数ｎは、前記した
（１）式から明らかなように、入力されている要求精度
ｐが一定であれば標準偏差σの二乗に正比例し、また、
その標準偏差σは天びん設置場所における外乱の大きさ
に比例するから、要求精度ｐを一定にした状態で各候補
場所に天びんを置き、それぞれの場所での最適平均化個
数ｎを比較し、その値ｎが最小となる場所を探し出すこ
とにより、外乱の最も小さい場所を探し出すことができ
る。そしてその場所における最適平均化個数ｎに基づい
て平均化個数ｎ′を設定することにより、欲する精度ｐ
の計量値を応答性よく短時間に得ることができる。

なお、以上の実施例においては、最適平均化個数ｎとと
もに標準偏差σをも表示するよう構成したが、前記した
ように、入力されている精度ｐが同一である限り、つま
りｐの表示値が一定である限り、最適平均化個数ｎの表
示は設置場所の外乱の大きさを定量的に表すパラメータ
となるから、標準偏差σの表示は必ずしも必要ではな
い。

また、以上の実施例における最適平均化個数算出プログ
ラムを、例えば電源投入ごとに実行するよう構成するこ
とも可能で、この場所，設置場所の外乱状況の変化を未
然に察知して平均化個数ｎ′を設定しなおす等に供する
ことができる。

〈効果〉 以上説明したように、本発明によれば、荷重検出部１か
らのデジタル変換データＮ個におけるばらつきの大きさ
を算出し、その値と、入力された計量値精度ｐとから、
最適平均化個数ｎを算出するとともに、その算出結果ｎ
を入力されている計量値精度ｐと併せて表示するから、
これらの表示により、従来のように勘に頼ることなく、
定量的な情報に従って適切な設置場所を決定することが
できるとともに、その設置場所において精度ｐを満足す
る計量値を得る為の、最適な平均化個数を設定すること
ができ、常に最適な状態で電子天びんを使用することが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明実施例の構成を示すブロック図、第３図はその表
示器４の正面図、第４図は本発明実施例のROM22に書き
込まれた最適平均化個数算出プログラムを示すフローチ
ャートである。 １…荷重検出部 ２…制御部 21…CPU 22…ROM 23…RAM 24…入出力ポート ３…キースイッチ ４…表示器 4a…計量値表示部 4b…条件データ表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荷重検出部からのデジタル変換データを所
   定時間間隔で採取して、選択された平均化個数に基づい
   て上記データの平均値を算出することにより、計量値を
   決定して表示する天びんにおいて、あらかじめ設定され
   た所定個数の上記データのばらつきの大きさを算出する
   手段と、計量値に要求される精度を入力する手段と、そ
   の入力された精度と上記データのばらつきの大きさとか
   ら、上記平均値算出の為の最適平均化個数を算出する手
   段と、その最適平均化個数を上記入力された精度ととも
   に表示する手段を備えたことを特徴とする電子天びん。