JPH0785021B2 - 計測機器における初期平衡値設定装置 - Google Patents
計測機器における初期平衡値設定装置Info
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- JPH0785021B2 JPH0785021B2 JP61301343A JP30134386A JPH0785021B2 JP H0785021 B2 JPH0785021 B2 JP H0785021B2 JP 61301343 A JP61301343 A JP 61301343A JP 30134386 A JP30134386 A JP 30134386A JP H0785021 B2 JPH0785021 B2 JP H0785021B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は計測器機における初期平衡値設定装置に係り、
特に重心動揺計等のように計測前に初期平衡を厳密にと
り、計測精度を確保する必要がある場合の初期平衡値設
定装置に関する。
特に重心動揺計等のように計測前に初期平衡を厳密にと
り、計測精度を確保する必要がある場合の初期平衡値設
定装置に関する。
[従来の技術] 計測機器においては、センサーからの複数の出力信号を
演算処理し、必要とされる計測値を得ることが行なわれ
ている。
演算処理し、必要とされる計測値を得ることが行なわれ
ている。
例えば重心動揺計の計測原理は、第6図及び第7図に示
されるように、検出部上板101と水平調整ネジ102により
水平に調整される検出部下板103との間に高さの揃った
ロードセル104を所定の位置に3個以上(この場合は3
個)介装し、各ロードセル104にひずみゲージで構成さ
れたブリッジを取り付け、各ブリッジ回路(Z1,Z2,Z3)
からの出力を演算回路で処理し、検出部上板101上の被
験者の重心を計測するものである。
されるように、検出部上板101と水平調整ネジ102により
水平に調整される検出部下板103との間に高さの揃った
ロードセル104を所定の位置に3個以上(この場合は3
個)介装し、各ロードセル104にひずみゲージで構成さ
れたブリッジを取り付け、各ブリッジ回路(Z1,Z2,Z3)
からの出力を演算回路で処理し、検出部上板101上の被
験者の重心を計測するものである。
即ち、各ロードセル104が第7図に示すような位置に配
設されている場合で、各ブリッジ回路から得られた信号
をW1,W2,W3とすると、検出部上板101上のx−7座標に
おける重心の位置P(X,Y)は、 X=c(W3−W2)/ΣWi Y={b・W1−a(W2+W3)}/ΣWi (i;1,2,3) で与えられる。
設されている場合で、各ブリッジ回路から得られた信号
をW1,W2,W3とすると、検出部上板101上のx−7座標に
おける重心の位置P(X,Y)は、 X=c(W3−W2)/ΣWi Y={b・W1−a(W2+W3)}/ΣWi (i;1,2,3) で与えられる。
検出部であるブリッジ回路からの微小信号を受けて増幅
・演算処理を施し、重心位置出力P(X,Y)を与える指
示部のアナログ演算方式での基本的構成は第8図に示さ
れるようなものである。即ち、検出部のブリッジ回路Z
1,Z2,Z3からの信号をプリアンプ105a,105b,105cで増幅
して出力W1,W2,W3を得、これを加算部106a,106b,106c及
び除算部107a,107bで演算処理し、X,Yを求めるものであ
る。
・演算処理を施し、重心位置出力P(X,Y)を与える指
示部のアナログ演算方式での基本的構成は第8図に示さ
れるようなものである。即ち、検出部のブリッジ回路Z
1,Z2,Z3からの信号をプリアンプ105a,105b,105cで増幅
して出力W1,W2,W3を得、これを加算部106a,106b,106c及
び除算部107a,107bで演算処理し、X,Yを求めるものであ
る。
ところで、前記W1,W2,W3は各ロードセルに荷重が加わっ
たことによる信号であるが、荷重がゼロのときはこれら
の信号もゼロになるべきである。しかし、一般にブリッ
ジ回路の信号には初期不平衡信号が含まれていることか
ら、正確な位置P(X,Y)を求めるためには、計測前に
必ず初期平衡を厳格にとる必要がある。
たことによる信号であるが、荷重がゼロのときはこれら
の信号もゼロになるべきである。しかし、一般にブリッ
ジ回路の信号には初期不平衡信号が含まれていることか
ら、正確な位置P(X,Y)を求めるためには、計測前に
必ず初期平衡を厳格にとる必要がある。
更に、この初期不平衡信号は温度及び時間によっても漂
動するため、より正確な計測値を得るには、プリアンプ
105等の信号処理部及び検出部であるブリッジZ1,Z2,Z3
における温度及び時間によるドリフトを除去しなければ
ならない。
動するため、より正確な計測値を得るには、プリアンプ
105等の信号処理部及び検出部であるブリッジZ1,Z2,Z3
における温度及び時間によるドリフトを除去しなければ
ならない。
この作業は手動式のものは当然のこと、オートバランス
方式を採用しているものについても同様である。
方式を採用しているものについても同様である。
実例を挙げると、10〜100kg程度の被験者の体重範囲を
1〜10Vの電圧で扱うとき、重心位置について1%の精
度を得るためには初期不平衡値に対応する出力を10mV以
下に調整する必要がある。この様な低レベル電圧になる
と、温度及び時間等の要因によるドリフトが大きく影響
することになり、これを除去しなければならず、更に除
算部107についてはその誤差を小さくするには非常に高
価な部品を使用しなければならないことになる。
1〜10Vの電圧で扱うとき、重心位置について1%の精
度を得るためには初期不平衡値に対応する出力を10mV以
下に調整する必要がある。この様な低レベル電圧になる
と、温度及び時間等の要因によるドリフトが大きく影響
することになり、これを除去しなければならず、更に除
算部107についてはその誤差を小さくするには非常に高
価な部品を使用しなければならないことになる。
そこで、演算部分の精度を向上させるため、第9図に示
すように前記のアナログ演算部をA/D変換器やマイクロ
プロセッサー等を用いてデジタル化したものが広く用い
られている。
すように前記のアナログ演算部をA/D変換器やマイクロ
プロセッサー等を用いてデジタル化したものが広く用い
られている。
この演算部分は、プリアンプ108からのアナログ信号W1,
W2,W3をマルチプレクサ109により切り換えてサンプルア
ンドホールド(S/H)回路110を経てA/D変換器111へ入力
し、実質的な演算部へ送ることになるが、この演算部は
マイクロプロセッサーであるCPU112、メモリーとしての
RAM113及びROM114とからなり、該演算部と前記A/D変換
器111及び出力側のD/A変換器115,116の作動を制御しつ
つ持続させるためにインターフェースとしてのI/Oコン
トローラ117が設けられている。そして、各部はデータ
バス及びアドレスバスまたは制御線で接続されている。
W2,W3をマルチプレクサ109により切り換えてサンプルア
ンドホールド(S/H)回路110を経てA/D変換器111へ入力
し、実質的な演算部へ送ることになるが、この演算部は
マイクロプロセッサーであるCPU112、メモリーとしての
RAM113及びROM114とからなり、該演算部と前記A/D変換
器111及び出力側のD/A変換器115,116の作動を制御しつ
つ持続させるためにインターフェースとしてのI/Oコン
トローラ117が設けられている。そして、各部はデータ
バス及びアドレスバスまたは制御線で接続されている。
ところで、このデジタル化された演算部において、問題
となる初期平衡をとる手段としてI/Oコントローラ117に
初期平衡要求スイッチ118を設けておいて、被験者が検
出部上板101(第6図)に乗っていないことを確認した
上でスイッチ118を投入し、初期平衡値W1,W2,W3をRAM11
3,ROM114へ入れ、その初期平衡値を用いて後の計測デー
タを補正する初期平衡処理をCPU112に行なわせるもので
ある。このように、デジタル方式を用いて初期平衡処理
を行なうこととすると、A/D変換器が12ビットのとき、
測定範囲を検出部上板101(第6図)上でφ300mmとし
て、精度を±0.1%程度まで向上させることができる。
となる初期平衡をとる手段としてI/Oコントローラ117に
初期平衡要求スイッチ118を設けておいて、被験者が検
出部上板101(第6図)に乗っていないことを確認した
上でスイッチ118を投入し、初期平衡値W1,W2,W3をRAM11
3,ROM114へ入れ、その初期平衡値を用いて後の計測デー
タを補正する初期平衡処理をCPU112に行なわせるもので
ある。このように、デジタル方式を用いて初期平衡処理
を行なうこととすると、A/D変換器が12ビットのとき、
測定範囲を検出部上板101(第6図)上でφ300mmとし
て、精度を±0.1%程度まで向上させることができる。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、前記のデシタル方式の重心動揺計においても、
プリアンプの安定度を極めて高度に維持する必要があっ
た、例えば、感度が1000με/100kgfの検出器で、室温
付近、即ち10〜30℃の範囲で出力換算で0.1%/20℃、即
ち10mVの零点安定度を得ようとすると、100kgfで10Vの
出力を得るためにブリッジ電圧を2Vとしてプリアンプの
利得は10000倍となる。従って、20℃以上の変化で0.1%
以下に零点安定度を押えるには、0.05μV/℃以下の安定
度を要する素子が必要である(一般に容易且つ低価格で
入手できるのは10μV/℃程度の安定度のものであ
る。)。更に、プリアンプのみならず、検出部の安定性
もそれ以上に重要であることから零点・温度補償が厳し
く要求され、非常にコスト高になるのが通例であった。
プリアンプの安定度を極めて高度に維持する必要があっ
た、例えば、感度が1000με/100kgfの検出器で、室温
付近、即ち10〜30℃の範囲で出力換算で0.1%/20℃、即
ち10mVの零点安定度を得ようとすると、100kgfで10Vの
出力を得るためにブリッジ電圧を2Vとしてプリアンプの
利得は10000倍となる。従って、20℃以上の変化で0.1%
以下に零点安定度を押えるには、0.05μV/℃以下の安定
度を要する素子が必要である(一般に容易且つ低価格で
入手できるのは10μV/℃程度の安定度のものであ
る。)。更に、プリアンプのみならず、検出部の安定性
もそれ以上に重要であることから零点・温度補償が厳し
く要求され、非常にコスト高になるのが通例であった。
また、上記のデジタル方式での初期平衡処理によると、
確かに計測精度が向上することになるが、アナログ量を
デジタル化して処理するだけで、原理的にはアナログ式
のものと同様であり、次のような問題がある。
確かに計測精度が向上することになるが、アナログ量を
デジタル化して処理するだけで、原理的にはアナログ式
のものと同様であり、次のような問題がある。
即ち、被験者が検出部に乗っていないことを確認して、
計測前に初期平衡要求スイッチ118を注意深く投入する
必要があり、操作が非常に煩わしくなるということ、ま
た初期平衡値として正確なデータが取込まれているか否
か等の判断手段も必要になるという問題である。
計測前に初期平衡要求スイッチ118を注意深く投入する
必要があり、操作が非常に煩わしくなるということ、ま
た初期平衡値として正確なデータが取込まれているか否
か等の判断手段も必要になるという問題である。
この問題点を改善するについて、第10図及び第11図に示
されるようなアルゴリズムによりソフト的に解決しよう
とする方法が考えられる。
されるようなアルゴリズムによりソフト的に解決しよう
とする方法が考えられる。
第10図はW1〜W3の出力の和をΣZi(i;1,2,3)として縦
軸にとり、横軸に時間をとったグラフであり、図におけ
るT1で示される時間帯は被験者で検出部に乗る途中であ
り、T2は被験者が完全に乗った段階、T3は被験者が降り
る途中を示す。
軸にとり、横軸に時間をとったグラフであり、図におけ
るT1で示される時間帯は被験者で検出部に乗る途中であ
り、T2は被験者が完全に乗った段階、T3は被験者が降り
る途中を示す。
このアルゴリズムは、被験者が検出部に乗っているか否
かを判断する閾値αを設定しておき、サンプリング毎に
前のサンプリング値ΣZi(t−1)とその時点での閾Σ
Zi(t)とを比較し、 ΣZi(t)−ΣZi(t−1)≦α なる関係が成立するときに、初期値を新たに書換えると
いう手法を適用して初期平衡値を得ようとするものであ
る。
かを判断する閾値αを設定しておき、サンプリング毎に
前のサンプリング値ΣZi(t−1)とその時点での閾Σ
Zi(t)とを比較し、 ΣZi(t)−ΣZi(t−1)≦α なる関係が成立するときに、初期値を新たに書換えると
いう手法を適用して初期平衡値を得ようとするものであ
る。
しかし、第12図に示すように被験者が勢いよく検出部に
乗り、出力の立上がりが急であるときには直に書換えら
れて誤差があまり生じないが、第13図に示すように被験
者がゆっくり乗るときにはその立上りがなだらかにな
り、その結果、初期値が次々と書換えられてゆき、初期
値なのか計測すべきデータなのかが区別できなくなる。
乗り、出力の立上がりが急であるときには直に書換えら
れて誤差があまり生じないが、第13図に示すように被験
者がゆっくり乗るときにはその立上りがなだらかにな
り、その結果、初期値が次々と書換えられてゆき、初期
値なのか計測すべきデータなのかが区別できなくなる。
また、平衡機能に何等かの障害を有する被験者に健常人
と同じ動作・身体の移動を求めることは困難である。
と同じ動作・身体の移動を求めることは困難である。
従って、やはり常に正確な初期値を得られるとは限らな
いことになる。
いことになる。
尚、以上のような問題は重心動揺計に限らず、同様に初
期平衡処理を行なう必要のある計測機器においても存在
する。
期平衡処理を行なう必要のある計測機器においても存在
する。
そこで、本発明は初期値平衡要求スイッチの操作が必要
がなく、且つ厳格な初期値平衡操作をすることなく正確
な初期平衡値を得ることができ、その結果、精度の高い
計測を可能とする計測機器における初期平衡値設定装置
を提供することを目的として創作された。
がなく、且つ厳格な初期値平衡操作をすることなく正確
な初期平衡値を得ることができ、その結果、精度の高い
計測を可能とする計測機器における初期平衡値設定装置
を提供することを目的として創作された。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、複数のセンサー出力信号(Z1,Z2,・・・)、
該センサー出力信号の和(W)の単位時間当りの変化
(ΔW)、微小なΔWを評価する閾値(dw)、及び、Δ
Wについて計測に入るべき大きさか否かを評価する閾値
(α)を記憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶されているΔWとdw及びαとを比較す
る比較手段と、 比較手段におけるΔWとαとの比較結果が、ΔW≦α
(またはΔW<α)である場合に、ΔWとdwの比較結果
に基いて記憶手段内のセンサー出力信号の初期値を書換
えまたは保持する初期値補正手段と、 比較手段におけるΔWとαとの比較結果が、ΔW>α
(またはΔW≧α)となった時点で、記憶手段に記憶さ
れている初期値を初期平衡値として読出す初期平衡値読
出し手段 とからなる計測機器における初期平衡値設定装置に係
る。
該センサー出力信号の和(W)の単位時間当りの変化
(ΔW)、微小なΔWを評価する閾値(dw)、及び、Δ
Wについて計測に入るべき大きさか否かを評価する閾値
(α)を記憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶されているΔWとdw及びαとを比較す
る比較手段と、 比較手段におけるΔWとαとの比較結果が、ΔW≦α
(またはΔW<α)である場合に、ΔWとdwの比較結果
に基いて記憶手段内のセンサー出力信号の初期値を書換
えまたは保持する初期値補正手段と、 比較手段におけるΔWとαとの比較結果が、ΔW>α
(またはΔW≧α)となった時点で、記憶手段に記憶さ
れている初期値を初期平衡値として読出す初期平衡値読
出し手段 とからなる計測機器における初期平衡値設定装置に係
る。
[作用] 本発明の基本的構成は、第1図に示される。
本発明の装置に入力される信号は、本質的には複数のセ
ンサー出力信号(Z1,Z2,…)とその和である信号(W)
の所定時間内の変化(ΔW)に関する信号である。
ンサー出力信号(Z1,Z2,…)とその和である信号(W)
の所定時間内の変化(ΔW)に関する信号である。
図において、1は記憶手段であり、前記の入力信号を記
憶すると共に二つの評価閾値dw及びαを記憶している。
憶すると共に二つの評価閾値dw及びαを記憶している。
そして、これらの記憶データの内、ΔW、dw及びαは比
較手段2a及び2bに読出され、比較手段2aではΔWとdw
が、比較手段2bではΔWとαが比較される。
較手段2a及び2bに読出され、比較手段2aではΔWとdw
が、比較手段2bではΔWとαが比較される。
この比較手段2bの比較結果がΔW≦α(またはΔW<
α)である場合には、初期値補正手段3が作動し、比較
手段2aによるΔWとdwの比較結果に応じて記憶手段1に
命令を与え、記憶手段1内の初期値を逐次書換えまたは
保持することになる。
α)である場合には、初期値補正手段3が作動し、比較
手段2aによるΔWとdwの比較結果に応じて記憶手段1に
命令を与え、記憶手段1内の初期値を逐次書換えまたは
保持することになる。
即ち、ΔW≦dw(またはΔW<dw)の条件が維持されて
いる間は、初期値補正手段3は記憶手段1に記憶されて
いるZ01,Z02・・を新しく入力されてくるZ1,Z2,・・に
逐次書換えて、その時点でより新しく且つ適切な初期平
衡値を記憶手段1に記憶させる。
いる間は、初期値補正手段3は記憶手段1に記憶されて
いるZ01,Z02・・を新しく入力されてくるZ1,Z2,・・に
逐次書換えて、その時点でより新しく且つ適切な初期平
衡値を記憶手段1に記憶させる。
一方、何等かの原因によるセンサー部からの微小信号等
によりΔW>dw(またはΔW≧dw)となった場合におい
ては、値に初期値の書換えを行なうべきか否かは問題で
ある。何故なら、その条件が一時的に成立しているよう
なものであるときには、その時点でのZ1,Z2,・・を初期
平衡値として計測に用いると正確な計測値を得られない
ことになるからである。
によりΔW>dw(またはΔW≧dw)となった場合におい
ては、値に初期値の書換えを行なうべきか否かは問題で
ある。何故なら、その条件が一時的に成立しているよう
なものであるときには、その時点でのZ1,Z2,・・を初期
平衡値として計測に用いると正確な計測値を得られない
ことになるからである。
この場合には、一定時間その状態が継続したときに限り
新しい初期値への書換えを行なうこととし、常に適切な
初期値が記憶手段1に記憶されているようにする。
新しい初期値への書換えを行なうこととし、常に適切な
初期値が記憶手段1に記憶されているようにする。
このようにして、ΔW≦α(またはΔW<α)が成立す
る場合には逐次より適切な初期値が記憶手段1内に記憶
されることになるが、比較手段2bでΔW>α(またはΔ
W≧α)の条件が成立すると計測段階へ移行するとみな
され、比較手段2bから初期平衡値読出し手段4へ指示信
号5が送られることにより、初期平衡値読出し手段4は
その時点で記憶手段1内に記憶されている初期値を初期
平衡値6として読出し、これを所定の計測手段7へ出力
する。
る場合には逐次より適切な初期値が記憶手段1内に記憶
されることになるが、比較手段2bでΔW>α(またはΔ
W≧α)の条件が成立すると計測段階へ移行するとみな
され、比較手段2bから初期平衡値読出し手段4へ指示信
号5が送られることにより、初期平衡値読出し手段4は
その時点で記憶手段1内に記憶されている初期値を初期
平衡値6として読出し、これを所定の計測手段7へ出力
する。
尚、この段階では比較手段2bからの信号によって、初期
値補正手段3の作動を停止せしめ、記憶手段1内に記憶
されている初期値が書換えられないようにすることも可
能である。
値補正手段3の作動を停止せしめ、記憶手段1内に記憶
されている初期値が書換えられないようにすることも可
能である。
この結果、計測手段においては初期平衡要求スイッチの
投入や厳格な初期値平衡操作等の煩雑な手続きをするこ
となく、適切な初期平衡値を得ることができ、計測手段
において常に精度の高い計測が可能となる。
投入や厳格な初期値平衡操作等の煩雑な手続きをするこ
となく、適切な初期平衡値を得ることができ、計測手段
において常に精度の高い計測が可能となる。
ところで、初期値補正手段3の具体的手段としては、フ
ラグの切換えまたは保持を行なうことにより記憶手段1
を制御する方法を採用することができる。
ラグの切換えまたは保持を行なうことにより記憶手段1
を制御する方法を採用することができる。
初期値補正手段3内のフラグと比較手段2a,2bの比較結
果及び記憶手段1内に記憶されるべき初期値の関係につ
いては、第1表に示すように構成することが考えられ
る。
果及び記憶手段1内に記憶されるべき初期値の関係につ
いては、第1表に示すように構成することが考えられ
る。
先ず、フラグはΔW≧dwとなった場合にセットされるも
のであり、α≧ΔWの場合において、ΔW<dwで且つフ
ラグがリセット状態のときにはバッファ内の初期値を書
換えて記憶させ(1a)、ΔW≧dwで且つフラグがセット
状態のときにはフラグをそのままにして(1b)、また、
ΔW≧dwで且つフラグがリセット状態のとき(1c)、ま
たはΔW<dwで且つフラグがセット状態のとき(1d)に
はフラグを切換えて、それぞれ前の初期値を保持させる
ものである。
のであり、α≧ΔWの場合において、ΔW<dwで且つフ
ラグがリセット状態のときにはバッファ内の初期値を書
換えて記憶させ(1a)、ΔW≧dwで且つフラグがセット
状態のときにはフラグをそのままにして(1b)、また、
ΔW≧dwで且つフラグがリセット状態のとき(1c)、ま
たはΔW<dwで且つフラグがセット状態のとき(1d)に
はフラグを切換えて、それぞれ前の初期値を保持させる
ものである。
このように構成することにより、記憶手段3内には、α
≧ΔWが成立する場合においては、入力信号(W)が変
化してもフラグの切換えまたは保持により、常に新しく
且つ適切な初期値が記憶されていることになり、ΔW>
αになった時点で即にその初期値を読出し、初期平衡値
として計測に用いることができる。
≧ΔWが成立する場合においては、入力信号(W)が変
化してもフラグの切換えまたは保持により、常に新しく
且つ適切な初期値が記憶されていることになり、ΔW>
αになった時点で即にその初期値を読出し、初期平衡値
として計測に用いることができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例として重心動揺計の初期平衡値設
定装置を第2図から第5図を用いて説明する。
定装置を第2図から第5図を用いて説明する。
第2図は重心動揺計のシステム回路図であり、検出部の
ロードセルに取付けられた3個のブリッジ回路(図示せ
ず)からのアナログ信号は先ずプリアンプ10a,10b,10c
により増幅され、W1,W2,W3としてマルチプレクサ11でそ
の各信号が切換えられながらS/H回路12からA/D変換器13
を経て、デジタル信号に変換されて処理されることにな
る。
ロードセルに取付けられた3個のブリッジ回路(図示せ
ず)からのアナログ信号は先ずプリアンプ10a,10b,10c
により増幅され、W1,W2,W3としてマルチプレクサ11でそ
の各信号が切換えられながらS/H回路12からA/D変換器13
を経て、デジタル信号に変換されて処理されることにな
る。
デジタル信号処理回路の各部は次のような役割を果た
す。
す。
CPU14はROM15のプログラムによって、I/Oデバイスであ
るS/H回路12、A/D変換器13、D/A変換器16a〜16e、及びR
AM17、ROM15へのリード/ライトを行なうものである。
るS/H回路12、A/D変換器13、D/A変換器16a〜16e、及びR
AM17、ROM15へのリード/ライトを行なうものである。
リセット回路18はスイッチ19が[RUN]以外にあるとき
にはCPU14をリセット状態にしてモニタメータ20で各プ
リアンプ10a〜10cの出力W1〜W3をモニターさせ、[RU
N]にすることによりCPU14のリセット状態を解除し、通
常の動作を開始させるものである。
にはCPU14をリセット状態にしてモニタメータ20で各プ
リアンプ10a〜10cの出力W1〜W3をモニターさせ、[RU
N]にすることによりCPU14のリセット状態を解除し、通
常の動作を開始させるものである。
クロック発生回路21は所定のクロック(例えば2MHz)を
発生し、システムクロックとするものである。
発生し、システムクロックとするものである。
CTC22は4チャンネルのカウンタ/タイマーであり、シ
ステムクロックを分周して約30Hz及び1HzでCPU14にタイ
マー割込みをかける。
ステムクロックを分周して約30Hz及び1HzでCPU14にタイ
マー割込みをかける。
RAM17はアップデイトされるデータ(その時点での初期
値やその初期値の和等)が書込まれ、ROM15にはプログ
ラムや固定データ(下記の処理プログラム、信号の微小
変化を評価する閾値:dw及び計測に入るか否かの信号の
変化を評価する閾値:α等)が書込まれる。
値やその初期値の和等)が書込まれ、ROM15にはプログ
ラムや固定データ(下記の処理プログラム、信号の微小
変化を評価する閾値:dw及び計測に入るか否かの信号の
変化を評価する閾値:α等)が書込まれる。
アドレスデコーダ23はI/Oデバイスアドレスをデコード
するものである。
するものである。
そして、CPU14、RAM17、ROM15、アドレスデコーダ23、
及びI/Oポートはデータバス24、アドレスバス25、及び
制御線26で接続されている。データバス24には各デバイ
スからのデータがCPU14の制御により現れ、データのや
りとりが行なわれる。
及びI/Oポートはデータバス24、アドレスバス25、及び
制御線26で接続されている。データバス24には各デバイ
スからのデータがCPU14の制御により現れ、データのや
りとりが行なわれる。
尚、出力X,Yは重心動揺計の検出部上板における重心位
置に対応するアナログ出力であり、出力UはΣZi(t)
−ΣZoi(t)であり被験者の体重に相当するアナログ
出力である。ここで、被験者の体重はW(t)=ΣZi
(t)であり、ΣZoi(t)は体重がかかっていないと
きの初期値である。
置に対応するアナログ出力であり、出力UはΣZi(t)
−ΣZoi(t)であり被験者の体重に相当するアナログ
出力である。ここで、被験者の体重はW(t)=ΣZi
(t)であり、ΣZoi(t)は体重がかかっていないと
きの初期値である。
またMx,MyはX軸,Y軸についてのモーメントに対応する
アナログ出力である。
アナログ出力である。
次に、この実施例における初期平衡値設定のための信号
処理プログラムは第3図及び第4図に示され、第5図の
ようにW(t)が変化した場合を例にとってその動作を
説明する。
処理プログラムは第3図及び第4図に示され、第5図の
ようにW(t)が変化した場合を例にとってその動作を
説明する。
先ず、メインルーチン(第3図)はシステムのイニシャ
ライズを行なうものであり、I/Oデバイスの動作条件の
設定、割込み処理の準備を行なう。ここに、ステップ5
の[データの取込み]は初期値であるZo1,Zo2,Zo3を求
め、それぞれバッファメモリに格納するものであり、ス
テップ8のフラグZCHGFLAGは|ΣZi(t)−ΣZi(t−
1)|≧dwとなったときにセットされるフラグであり、
ステップ9の[一定時間割込みを許可する]はCTCのCH3
にのみ約3秒間割込みをかけてイニシャル値を処理する
ものであり(約1Hz毎にかかる)、ステップ11の[CTCCH
2の割込みエネーブル]は重心位置(X,Y)の演算等のた
めのものである(約30Hz毎にかかる)。
ライズを行なうものであり、I/Oデバイスの動作条件の
設定、割込み処理の準備を行なう。ここに、ステップ5
の[データの取込み]は初期値であるZo1,Zo2,Zo3を求
め、それぞれバッファメモリに格納するものであり、ス
テップ8のフラグZCHGFLAGは|ΣZi(t)−ΣZi(t−
1)|≧dwとなったときにセットされるフラグであり、
ステップ9の[一定時間割込みを許可する]はCTCのCH3
にのみ約3秒間割込みをかけてイニシャル値を処理する
ものであり(約1Hz毎にかかる)、ステップ11の[CTCCH
2の割込みエネーブル]は重心位置(X,Y)の演算等のた
めのものである(約30Hz毎にかかる)。
この場合、システム上の具体的制限として、電源をONに
してからメインルーチンが実行され、前記第2図のCPU1
4がホールト状態になるまでの間(約5秒間)は検出部
に力を加えないようにする必要があり、またスイッチ19
を[RUN]以外に設定して各プリアンプ10a〜10cの出力
をモニタメータ20でモニタし(この間CPU14はリセット
状態)、例えばモニタメータの中央から±1目盛の範囲
にプリアンプ10a〜10cの出力が入るようにする等のよう
に平衡調整部を操作する必要があるが、この場合の操作
は従来のように厳密にする必要は全くない。
してからメインルーチンが実行され、前記第2図のCPU1
4がホールト状態になるまでの間(約5秒間)は検出部
に力を加えないようにする必要があり、またスイッチ19
を[RUN]以外に設定して各プリアンプ10a〜10cの出力
をモニタメータ20でモニタし(この間CPU14はリセット
状態)、例えばモニタメータの中央から±1目盛の範囲
にプリアンプ10a〜10cの出力が入るようにする等のよう
に平衡調整部を操作する必要があるが、この場合の操作
は従来のように厳密にする必要は全くない。
このようにして、電源ON時はCPU14がホールトするまで
の時間(約5秒間)については、問題の初期値は第5図
に示すようにZ(0)→Z(1)→Z(2)→というよ
うに書換えられる。この動作は、信号の微小変化dw(本
実施例では1kg対応値とした)との関係において、|ΣN
EWZi−ΣOLDZi|≦dwとなる条件が成立するときにはその
前のサンプリング値(OLDZi)を演算の初期値Zoi(t)
とする処理に基づく。
の時間(約5秒間)については、問題の初期値は第5図
に示すようにZ(0)→Z(1)→Z(2)→というよ
うに書換えられる。この動作は、信号の微小変化dw(本
実施例では1kg対応値とした)との関係において、|ΣN
EWZi−ΣOLDZi|≦dwとなる条件が成立するときにはその
前のサンプリング値(OLDZi)を演算の初期値Zoi(t)
とする処理に基づく。
次に第4図の割込みルーチンについてみると、このルー
チンは初期値の書換えや保持、及び計測に入るか否かを
決定するものであり、ステップ22の[データの取込み]
はその時点でのZ1,Z2,Z3が入力されたときにそれぞれZ
1,Z2,Z3というバッファに格納するというものであり、
ステップ25の[|ΣNEWZi−WO|≧8kg?]は前記閾値αを
8kgとして被験者が検出部上板に乗っているか否かの評
価値とし、その時点で保持されている初期値の和WO=Σ
ZoiとΣNEWZiとを比較して、前記比較式が成立するとき
には計測に入るとするものである。
チンは初期値の書換えや保持、及び計測に入るか否かを
決定するものであり、ステップ22の[データの取込み]
はその時点でのZ1,Z2,Z3が入力されたときにそれぞれZ
1,Z2,Z3というバッファに格納するというものであり、
ステップ25の[|ΣNEWZi−WO|≧8kg?]は前記閾値αを
8kgとして被験者が検出部上板に乗っているか否かの評
価値とし、その時点で保持されている初期値の和WO=Σ
ZoiとΣNEWZiとを比較して、前記比較式が成立するとき
には計測に入るとするものである。
ここで、第5図におけるで示される状態(この状態は
検出部に誤って触れた場合や検出部に乗りかけて降りた
場合に生じる)における動作をみる。
検出部に誤って触れた場合や検出部に乗りかけて降りた
場合に生じる)における動作をみる。
先ず、|W(8)−W(7)|≧dwであるからステップ26
→31→32によりフラグZCHGFLAGがセットされることにな
るが、フラグの切換えのみで初期値の書換えは行なわな
いことになり、t=8ではZo(8)=Z(6)のままで
ある。
→31→32によりフラグZCHGFLAGがセットされることにな
るが、フラグの切換えのみで初期値の書換えは行なわな
いことになり、t=8ではZo(8)=Z(6)のままで
ある。
次に、t=9においては|W(9)−W(8)|<dwとな
るためステップ27→28によりフラグはリセットされるこ
とになるが、前記と同様にフラグ処理のみで初期値の書
換えは行なわれない。
るためステップ27→28によりフラグはリセットされるこ
とになるが、前記と同様にフラグ処理のみで初期値の書
換えは行なわれない。
t=10になると、|W(10)−W(9)|<dwであり、且
つフラグはリセット状態にあるため、ステップ27→33に
より初期値はZ(6)からZ(9)に書換えられる。
つフラグはリセット状態にあるため、ステップ27→33に
より初期値はZ(6)からZ(9)に書換えられる。
同様にして、t=14までは望ましい初期値が記憶されて
ゆくことになる。(この場合、t=14ではZ(13)が記
憶されていることになる。) 尚、途中ではZ(9)のような過渡的なデータが一時的
に記憶されることがあるが、実用上は問題ない。何故な
ら、後述するように閾値である8kg以上の荷重が検出さ
れなければ計測状態に入らず、当然に位置の検出等が行
なわれないという制約が容易に許容されるからである。
ゆくことになる。(この場合、t=14ではZ(13)が記
憶されていることになる。) 尚、途中ではZ(9)のような過渡的なデータが一時的
に記憶されることがあるが、実用上は問題ない。何故な
ら、後述するように閾値である8kg以上の荷重が検出さ
れなければ計測状態に入らず、当然に位置の検出等が行
なわれないという制約が容易に許容されるからである。
次に、第5図におけるで示される状態についてみる。
この状態は実際に被験者が検出器の上に乗ろうとすると
きから完全に乗った時までの過渡的状態を示している。
即ち、計測に臨む状態である。
この状態は実際に被験者が検出器の上に乗ろうとすると
きから完全に乗った時までの過渡的状態を示している。
即ち、計測に臨む状態である。
ここに、検出器からの出力W(t)は急激に増加して被
験者の体重にほぼ近い値に達し、その付近で上下するこ
とになる。通常パーキンソン氏病等に起因する平衡機能
検査では、立体で静止して行なわれるため、この仮定は
殆ど成立し、激しく上下するようなことはない。
験者の体重にほぼ近い値に達し、その付近で上下するこ
とになる。通常パーキンソン氏病等に起因する平衡機能
検査では、立体で静止して行なわれるため、この仮定は
殆ど成立し、激しく上下するようなことはない。
ところで、第4図の信号処理プログラムのフロー中のス
テップ25で示すように、|ΣNEWZi−WO|≧8kgが成立す
るときには一挙に計測に移行し、初期値データの変更を
一切行なわず、読出しのみを行なう。
テップ25で示すように、|ΣNEWZi−WO|≧8kgが成立す
るときには一挙に計測に移行し、初期値データの変更を
一切行なわず、読出しのみを行なう。
従って、5=15〜T+3(この間は計測中とする)の間
の初期値データZo(t)はZ(13)のままである。
の初期値データZo(t)はZ(13)のままである。
t=T+1,T+2の付近は被験者が検出器検出器から降
りる状態が現われている。t=T+2で計測状態から抜
けたと判断されるが、この例ではT=15でZCHGFLAGがセ
ットされているため、t=T+4まで初期値データは変
らずZ(13)のままである。
りる状態が現われている。t=T+2で計測状態から抜
けたと判断されるが、この例ではT=15でZCHGFLAGがセ
ットされているため、t=T+4まで初期値データは変
らずZ(13)のままである。
その後は前記ので示される状態以前のシーケンスと同
様にZo(t)はZ(T+4)→Z(T+5)と更新され
てゆくことになる。
様にZo(t)はZ(T+4)→Z(T+5)と更新され
てゆくことになる。
尚、場合によっては、ZCHGFLAGがセットされることな
く、一挙にで示される状態に移行する可能性もある
が、動作の上では殆ど大差がない。
く、一挙にで示される状態に移行する可能性もある
が、動作の上では殆ど大差がない。
以上の結果、本実施例における重心動揺計の初期平衡値
設定装置は平衡調整部の操作をさほど厳密に行なわなく
とも、計測に入る時点で常により新しく且つ適切な初期
平衡値が記憶されており、自動的に読出されることにな
るため、被験者の検出部への乗り方の如何にかかわら
ず、重心位置の計測精度の向上を図ることができる。
設定装置は平衡調整部の操作をさほど厳密に行なわなく
とも、計測に入る時点で常により新しく且つ適切な初期
平衡値が記憶されており、自動的に読出されることにな
るため、被験者の検出部への乗り方の如何にかかわら
ず、重心位置の計測精度の向上を図ることができる。
また、本実施例装置によれば、プリアンプ等に高度に安
定性がないものを使用し、また検出器の零点・温度補償
を行なわない場合であっても従来と同等またはそれ以上
の非常に高い位置精度を得ることができた。
定性がないものを使用し、また検出器の零点・温度補償
を行なわない場合であっても従来と同等またはそれ以上
の非常に高い位置精度を得ることができた。
[発明の効果] 以上のように、本発明は複数のセンサー出力信号(Z1,Z
2,…)の和である信号(W)の所定時間内の変化(Δ
W)に対して二種類の閾値(α及びdw)を設けておき、
新しく且つ適切な初期値を記憶しつつ計測に入った段階
でこれを用いることとしているため、常に望ましい初期
平衡値を利用でき、高精度の計測を可能とする。
2,…)の和である信号(W)の所定時間内の変化(Δ
W)に対して二種類の閾値(α及びdw)を設けておき、
新しく且つ適切な初期値を記憶しつつ計測に入った段階
でこれを用いることとしているため、常に望ましい初期
平衡値を利用でき、高精度の計測を可能とする。
また、計測器において、プリアンプに高安定度のものを
使用する必要がなく、センサー部の零点・温度補償が不
要となり、更に高級でコストの高い自動平衡調整方式を
採用する必要がない(簡単なポテンショメータで足り
る)等の利点があり、コストの低減化を実現できる。
使用する必要がなく、センサー部の零点・温度補償が不
要となり、更に高級でコストの高い自動平衡調整方式を
採用する必要がない(簡単なポテンショメータで足り
る)等の利点があり、コストの低減化を実現できる。
計測器の操作の点からみても、零点の調整を厳密にする
必要がない、計測途中で零点を監視する必要がなく、被
験者の指導等も含めて計測に専念できる等の種々の利点
がある。
必要がない、計測途中で零点を監視する必要がなく、被
験者の指導等も含めて計測に専念できる等の種々の利点
がある。
第1図は本発明の基本的構成を示すブロック図、第2図
は実施例である重心動揺計のシステム回路図、第3図は
信号処理プログラムのメインルーチンを示すフローチャ
ート、第4図は信号処理プログラムの割込みルーチンを
示すフローチャート、第5図は横軸に時間、縦軸に各ブ
リッジ回路出力に対応するZi(t)(i=1,2,3)の和
W(t)をとり、時間に対するW(t)の変化を示すグ
ラフ(下部に初期値Zoi(t)の変化を代表させたZ
(t)を対応させてある。)、第6図は重心動揺計の検
出部の側面図、第7図は同平面図、第8図はアナログ方
式の重心動揺計のシステム回路図、第9図はデジタル方
式の重心動揺計のシステム回路図、第10図から第12図は
横軸に時間、縦軸に各ブリッジ回路出力に対応するZi
(t)(i=1,2,3)の和ΣZiをとり、時間に対するΣZ
iの変化を示すグラフである。 1……記憶手段、2a,2b……比較手段 3……初期値補正手段 4……初期平衡値読出し手段 5……指示信号、6……初期平衡値 7……計測手段
は実施例である重心動揺計のシステム回路図、第3図は
信号処理プログラムのメインルーチンを示すフローチャ
ート、第4図は信号処理プログラムの割込みルーチンを
示すフローチャート、第5図は横軸に時間、縦軸に各ブ
リッジ回路出力に対応するZi(t)(i=1,2,3)の和
W(t)をとり、時間に対するW(t)の変化を示すグ
ラフ(下部に初期値Zoi(t)の変化を代表させたZ
(t)を対応させてある。)、第6図は重心動揺計の検
出部の側面図、第7図は同平面図、第8図はアナログ方
式の重心動揺計のシステム回路図、第9図はデジタル方
式の重心動揺計のシステム回路図、第10図から第12図は
横軸に時間、縦軸に各ブリッジ回路出力に対応するZi
(t)(i=1,2,3)の和ΣZiをとり、時間に対するΣZ
iの変化を示すグラフである。 1……記憶手段、2a,2b……比較手段 3……初期値補正手段 4……初期平衡値読出し手段 5……指示信号、6……初期平衡値 7……計測手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01M 1/12
Claims (3)
- 【請求項1】複数のセンサー出力信号(Z1,Z2,・・
・)、該センサー出力信号の和(W)の単位時間当りの
変化(ΔW)、微小なΔWを評価する閾値(dw)、及
び、ΔWについて計測に入るべき大きさか否かを評価す
る閾値(α)を記憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶されているΔWとdw及びαとを比較す
る比較手段と、 比較手段におけるΔWとαとの比較結果が、ΔW≦α
(またはΔW<α)である場合に、ΔWとdwの比較結果
に基いて記憶手段内のセンサー出力信号の初期値を書換
えまたは保持する初期値補正手段と、 比較手段におけるΔWとαとの比較結果が、ΔW>α
(またはΔW≧α)となった時点で、記憶手段内に記憶
されている初期値を初期平衡値として読出す初期平衡値
読出し手段 とからなる計測機器における初期平衡値設定装置。 - 【請求項2】初期値補正手段が、フラグの切換えまたは
保持により記憶手段に命令を与え、初期値の書換えまた
は保持を実行させるものである特許請求の範囲第(1)
項記載の計測機器における初期平衡値設定装置。 - 【請求項3】フラグがΔW≧dwとなった場合にセットさ
れるものであり、 ΔW<dwで且つフラグがリセット状態のときには記憶手
段内の初期値を書換えて記憶させ、ΔW≧dwで且つフラ
グがセット状態のときにはフラグをそのままにして、ま
た、ΔW≧dwで且つフラグがリセット状態のとき、また
はΔW<dwで且つフラグがセット状態のときにはフラグ
を切換えて、それぞれ記憶手段に前の初期値を保持させ
るものである特許請求の範囲第(2)項記載の計測機器
における初期平衡値設定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301343A JPH0785021B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 計測機器における初期平衡値設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301343A JPH0785021B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 計測機器における初期平衡値設定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63154931A JPS63154931A (ja) | 1988-06-28 |
| JPH0785021B2 true JPH0785021B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=17895720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61301343A Expired - Fee Related JPH0785021B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 計測機器における初期平衡値設定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785021B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5564126B1 (ja) * | 2013-02-28 | 2014-07-30 | アニマ株式会社 | 重心動揺計の重心位置特性の精度検定方法及び装置 |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61301343A patent/JPH0785021B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63154931A (ja) | 1988-06-28 |
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Legal Events
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