JPH08201158A - 電子秤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】減衰振動の関数の定数を決定し、この減衰振動
の関数により安定時の計量値を算出して、計測時間を短
縮する。 【構成】ロードセル部１からの電気信号をデジタルデー
タに変換するＡ／Ｄ変換器を設け、このＡ／Ｄ変換器か
らのデジタルデータの最大値ｙｍを求め、この最大値ｙ
ｍを減衰振動の関数にセットし、その所定時間( ｔｎ−
ｔｍ )後にＡ／Ｄ変換器からデジタルデータの値ｙｎを
得て、所定時間( ｔｎ−ｔｍ )及びｙｎとを減衰振動の
関数にセットし、固有周期Ｔを算出し、この固有周期Ｔ
及び規定時間( ｔｐ−ｔｍ＝一定値 )を減衰振動の関数
に代入して、荷重信号方程式を決定し、以降この荷重信
号方程式に基いて、Ａ／Ｄ変換器からのデジタルデータ
から最大値を確認した時点で、規定時間後のデジタルデ
ータを算出するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、測定対象を載置する
載置部を有し、この載置部に載置された前記測定対象の
重量を計量する電子秤に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なロードセルを使用した電子秤に
おいて、計量皿の下にロードセルを設置し、計量皿にか
かる荷重によりロードセルが変形して重量が電気信号に
変換される。

【０００３】ロードセルに荷重を載せた瞬間から、この
ロードセルに固有振動が発生して、電気信号は減衰振動
して、例えば載置後０．８〜１秒して安定する。

【０００４】従って、従来の電子秤では、秤皿に計量物
を載置してから計量物の重量が出力するまでの計量時間
が０．８〜１秒かかる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、電子秤において
も計量の高速化が要望されるが、今までのロードセルを
使用した電子秤は、減衰振動が収束するまで( 安定する
まで )待ってから重量を出力していたため、計量時間が
０．８〜１秒もかかるのは長いという問題であった。

【０００６】一般に固有振動において、減衰振動は同一
の波形的遷移となるので、減衰振動の関数の定数を決定
することができ、波形上の一点の値を測定すれば、この
減衰振動の関数により減衰が収束する規定時間後の値を
計算により求めることができる。

【０００７】そこでこの発明は、減衰振動の関数の定数
を決定し、この減衰振動の関数により安定時の計量値を
算出して、計測時間を短縮することができる電子秤を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、載置部に載
置された測定対象の重量を電気信号として出力する重量
検出手段と、この重量検出手段から出力された電気信号
をデジタルデータに変換するデジタル変換手段と、この
デジタル変換手段から時間経過と共に得られるデジタル
データの最大値データを検出する最大値検出手段と、こ
の最大値検出手段により検出された最大値データ及びこ
の最大値データ検出時から所定時間後のデジタル変換手
段から得られたデジタルデータに基づいて、測定対象を
載置部に載置したときに発生する重量検出手段から得ら
れる電気信号の減衰振動の関数の定数を決定する関数決
定手段と、この関数決定手段により決定される関数及び
最大値検出手段により検出された最大値データに基づい
て、電気信号が安定する規定時間後のデジタルデータを
算出する重量算出手段と、この重量算出手段手算出され
たデジタルデータを出力する出力手段とを設けたもので
ある。

【０００９】

【作用】このような構成の本発明において、例えばテス
トモードにおいて、測定対象を載置部に載置すると、重
量検出手段により、測定対象の重量が電気信号として検
出される。

【００１０】この電気信号はデジタル変換手段によりデ
ジタルデータに変換され、最大値検出手段によりその最
大値データが検出される。

【００１１】関数決定手段により、その最大値データと
所定時間後にデジタル変換手段から得られたデジタルデ
ータに基づいて、減衰振動の関数の定数が決定される。

【００１２】従って、減衰振動の関数は、最大値データ
及び規定時間の関数になり、最大値データ及び規定時間
を入力すれば、規定時間後のデジタルデータが算出され
る。すなわち、重量算出手段により、その定数が決定さ
れた減衰振動の関数及び最大値検出手段により検出され
た最大値データに基いて、規定時間後のデジタルデータ
がされる。この算出されたデジタルデータは出力手段に
より出力される。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００１４】図１は、この発明を適用した電子秤の要部
構成を示すブロック図である。

【００１５】１は、重量検出手段としてのロードセル及
び、測定対象としての計量物が載置される載置部として
の秤皿( 図示せず )等から構成されるロードセル部であ
る。このロードセル部１のロードセルから出力される電
気信号は、増幅器２により増幅され、ローパスフィルタ
３により高周波領域のノイズが除去されて、デジタル変
換手段としてのＡ／Ｄ(analogue/digital)変換器４へ出
力される。なお、前記ローパスフィルタの高域遮断周波
数は、ロードセル部１のロードセルの固有振動周波数に
概略等しい値とする。

【００１６】前記Ａ／Ｄ変換器４では、入力された電気
信号( アナログ信号 )を所定のサンプリング周期でデジ
タルデータに変換して、マイクロコンピュータ５へ供給
する。なお、前記Ａ／Ｄ変換器４のサンプリング周波数
は、サンプリング定理に基いて、ロードセルの固有振動
周波数の２倍以上とする。

【００１７】このマイクロコンピュータ５は、図示しな
いが制御部本体を構成するＣＰＵ(central processing
unit)、ＲＯＭ(read only memory)及びＲＡＭ(random a
ccess memory)等から構成されている。

【００１８】このマイクロコンピュータ５は、前記Ａ／
Ｄ変換器４から供給されるデジタルデータ( カウントデ
ータ )を重量データ( ｇ又はｋｇ単位のデータ )に変換
・補正して、表示部６に供給して( 出力手段 )、重量デ
ータが表示される。

【００１９】また、前記マイクロコンピュータ５は、テ
ンキー( 図示せず )等から構成されたキーボード部７と
接続され、このキーボード部７から入力されたデータが
前記マイクロコンピュータ５へ供給される。

【００２０】図２は、前記マイクロコンピュータ５が行
うテスト処理の流れを示す図である。

【００２１】まず、Ａ／Ｄ変換器４からデジタルデータ
の取込みを行い、取込んだデジタルデータから最大値デ
ータが確認されるまで、デジタルデータの取込みを繰返
して行う。なお、最大値データの確認は、Ａ／Ｄ変換器
４から順次取込むデジタルデータと１つ前に得たデジタ
ルデータとの差を算出してゆき、その差が＋から−に変
動した各ピーク点のうち、１つ前のピーク点及び１つ後
ろのピーク点より高いピーク点が最大値データとして確
認される( 最大値検出手段 )。

【００２２】最大値データが確認されると、その最大値
データの値ｙｍを減衰振動の関数にセットする。なお減
衰振動の関数を数１に示す。

【００２３】

【数１】

【００２４】次に、所定時間が経過するまでの待機状態
となり、所定時間が経過すると、Ａ／Ｄ変換器４からデ
ジタルデータの取込みを行い、取込んだデジタルデータ
ｙｎ及び前述した最大値データの検出時刻ｔｍからその
検出時刻ｔｎまでの時間( ｔｎ−ｔｍ )を減衰振動の関
数にセットする。なお、ｙｎ、( ｔｎ−ｔｍ )をセット
した減衰振動の関数を数２に示す。

【００２５】

【数２】

【００２６】このｙｎ、( ｔｎ−ｔｍ )をセットした減
衰振動の関数から、固有周期Ｔ( 定数 )を数３により算
出する。

【００２７】

【数３】

【００２８】この算出された固有周期Ｔと予め設定され
ている規定時間( ｔｐ−ｔｍ＝定数)を数２に示す減衰
振動の関数に代入して、数４に示す荷重信号方程式とし
て決定する( 関数決定手段 )。

【００２９】

【数４】

【００３０】図３は、前記マイクロコンピュータ５が行
う計量処理の流れを示す図である。

【００３１】まず、Ａ／Ｄ変換器４からデジタルデータ
の取込みを行い、取込んだデジタルデータから最大値デ
ータが確認されるまで、デジタルデータの取込みを繰返
して行う。

【００３２】最大値データが確認されると、その最大値
データの値ｙｍを数４に示す荷重信号方程式にセットす
る。

【００３３】このｙｍがセットされた数４に示す荷重信
号方程式から、規定時間( ｔｐ−ｔｍ＝一定値 )後のデ
ジタルデータｙｐを算出する( 重量算出手段 )。

【００３４】このような構成の本実施例においては、例
えば、テストモードとして計量物を秤皿の上に載置する
と、ローパスフィルタ３から出力される信号は、図４に
示すように時間に対して電圧( デジタル値、荷重値 )が
変化する。

【００３５】時刻ｔｍで、最大値となり、このときのＡ
／Ｄ変換器４から出力されるデジタルデータの値ｙｍが
得られ、このｙｍが減衰振動の関数にセットされる。

【００３６】次に所定時間( ｔｎ−ｔｍ )が経過した時
刻ｔｎにおいて、Ａ／Ｄ変換器４から出力されるデジタ
ルデータの値ｙｎが得られ、この( ｔｎ−ｔｍ )、ｙｎ
が、すでにｙｍがセットされた減衰振動の関数にセット
される。

【００３７】すると、固有周期Ｔを算出することがで
き、この算出された固有周期Ｔ及び規定時間ｔｐを減衰
振動の関数に代入して、荷重信号方程式として決定す
る。

【００３８】通常の計量モードとして、計量物を秤皿の
上に載置すると、テストモードと同様に最大値が確認さ
れるまでの待機状態となり、最大値が確認されると、そ
の時のＡ／Ｄ変換器４からのデジタルデータの値ｙｍか
ら、規定時間( ｔｐ−ｔｍ＝一定値 )後のデジタルデー
タの値ｙｐが算出される。

【００３９】従って、従来の電子秤で計量物を秤皿に載
置してから安定したデジタルデータを得るために０．８
〜１秒待たなければならなかったが、デジタルデータの
最大値が確認された時点で、すなわち計量物を秤皿に載
置してから約０．１秒後に、その規定時間( ｔｐ−ｔｍ
)後のデジタルデータの値ｙｐが算出され、このｙｐは
０．８〜１秒後の安定したデジタルデータとほぼ一致す
る。

【００４０】このように本実施例によれば、ロードセル
部１から増幅、ノイズ除去を受けて出力された電気信号
をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器４を設け、こ
のＡ／Ｄ変換器４から出力されるデジタルデータの最大
値ｙｍを求め、この最大値ｙｍを減衰振動の関数にセッ
トし、その所定時間( ｔｎ−ｔｍ )後にＡ／Ｄ変換器４
から得られるデジタルデータの値ｙｎを求め、所定時間
( ｔｎ−ｔｍ )及びｙｎとを減衰振動の関数にセットし
て、固有周期Ｔを算出し、この固有周期Ｔ及び規定時間
( ｔｐ−ｔｍ＝一定値 )を減衰振動の関数に代入して、
荷重信号方程式を決定し、以降この荷重信号方程式に基
いて、Ａ／Ｄ変換器４から得られるデジタルデータから
最大値データを確認した時点で、規定時間後のデジタル
データを算出してこれを重量データとすることにより、
減衰振動の関数の定数を決定することができ、この減衰
振動の関数を荷重信号方程式として、Ａ／Ｄ変換器４か
ら得られるデジタルデータから最大値データを確認した
時点で、その規定時間( ｔｐ−ｔｍ )後のデジタルデー
タを算出して、これを安定したときの重量データとして
使用することにより、約０．１秒程度で計量することが
できる。

【００４１】なおここで求めた定数等は各電子秤毎に異
なるため、各電子秤毎に定数を求め、電子秤内にあるバ
ックアップ等がなされた不揮発性メモリに記憶させるの
が望ましい。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
減衰振動の関数の定数を決定し、この減衰振動の関数に
より安定時の計量値を算出して、計測時間を短縮するこ
とができる電子秤を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の電子秤の要部構成を示す
ブロック図。

【図２】同実施例の電子秤で行うテスト処理の流れを示
す図。

【図３】同実施例の電子秤で行う計量処理の流れを示す
図。

【図４】計量物を秤皿に載置した時のロードセルから得
られる荷重信号の波形を示す図。

【符号の説明】

１…ロードセル部、 ２…増幅器、 ３…ローパスフィルタ、 ４…Ａ／Ｄ変換器、 ５…マイクロコンピュータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 載置部に載置された測定対象の重量を電
   気信号として出力する重量検出手段と、 この重量検出手段から出力された電気信号をデジタルデ
   ータに変換するデジタル変換手段と、 このデジタル変換手段から時間経過と共に得られるデジ
   タルデータの最大値データを検出する最大値検出手段
   と、 この最大値検出手段により検出された最大値データ及び
   この最大値データ検出時から所定時間後の前記デジタル
   変換手段から得られたデジタルデータに基づいて、前記
   測定対象を前記載置部に載置したときに発生する前記重
   量検出手段から得られる電気信号の減衰振動の関数の定
   数を決定する関数決定手段と、 この関数決定手段により決定される関数及び前記最大値
   検出手段により検出された最大値データに基づいて、前
   記電気信号が安定する規定時間後のデジタルデータを算
   出する重量算出手段と、 この重量算出手段手算出されたデジタルデータを出力す
   る出力手段とを設けたことを特徴とする電子秤。