JPH0843185A - 質量測定法および装置 - Google Patents
質量測定法および装置Info
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- JPH0843185A JPH0843185A JP8886895A JP8886895A JPH0843185A JP H0843185 A JPH0843185 A JP H0843185A JP 8886895 A JP8886895 A JP 8886895A JP 8886895 A JP8886895 A JP 8886895A JP H0843185 A JPH0843185 A JP H0843185A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
- G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
- G01G3/16—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of frequency of oscillations of the body
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 物体の質量測定を所定時間内に実施する際に
生ずる整定時間内の動誤差を最小化するための支持プラ
ットホーム上に配置された該物体の質量Ｍを測定する方
法であって、該プラットホームを振動運動させ、該物体
の質量Ｍ1 を直接測定するために、該物体が該プラット
ホーム上に存在する際に、該プラットホームの振動周期
の変化を測定し、該物体の質量Ｍ2 を間接的に測定する
ために、該プラットホーム上の該物体の重量を測定し、
該測定値Ｍ1 及びＭ2 を組み合わせ、質量測定時間の開
始時点における測定値Ｍ1 に高い比例係数が又該質量測
定時間の終了時点における測定値Ｍ2 に高い比例係数が
割り当てられるように、該測定値Ｍ1 及びＭ2 に相対的
な比例係数を割り当てることにより、該物体の正確な質
量Ｍをこれらの測定値Ｍ1 及びＭ2 から算出する。 【効果】 小さな整定時間で質量の測定が可能であると
ともに、高い精度が達成されうる。
生ずる整定時間内の動誤差を最小化するための支持プラ
ットホーム上に配置された該物体の質量Ｍを測定する方
法であって、該プラットホームを振動運動させ、該物体
の質量Ｍ1 を直接測定するために、該物体が該プラット
ホーム上に存在する際に、該プラットホームの振動周期
の変化を測定し、該物体の質量Ｍ2 を間接的に測定する
ために、該プラットホーム上の該物体の重量を測定し、
該測定値Ｍ1 及びＭ2 を組み合わせ、質量測定時間の開
始時点における測定値Ｍ1 に高い比例係数が又該質量測
定時間の終了時点における測定値Ｍ2 に高い比例係数が
割り当てられるように、該測定値Ｍ1 及びＭ2 に相対的
な比例係数を割り当てることにより、該物体の正確な質
量Ｍをこれらの測定値Ｍ1 及びＭ2 から算出する。 【効果】 小さな整定時間で質量の測定が可能であると
ともに、高い精度が達成されうる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の質量を測定する
ための方法並びに装置に関する。
ための方法並びに装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ある物体の質量（Ｍ）は該物体の重量
（Ｗ）とは区別されるものである。該物体の重量がその
質量の関数であるのに対して、質量Ｍは該物体の慣性の
大きさ、即ち速度変化に対するその抵抗の度合いであ
り、一方該物体の重量Ｗは、該物体の質量と局所的な重
力場または加速度場との相互作用により生ずる、局在化
された量である。ある物体の質量Ｍを測定するための多
数の技術がある。しばしば間接法と呼ばれるその一つの
技術では、該物体の重量Ｗを測定し、次いで該重量Ｗ
を、自由落下加速度の値で割ることにより質量を決定し
ている。即ち、 Ｍ ＝ Ｗ／ｇ （式１） ここで、ｇは自由落下加速度であり、地球の地表面上に
おいて、このｇは約９．８１ｍ／ｓ2 である。
（Ｗ）とは区別されるものである。該物体の重量がその
質量の関数であるのに対して、質量Ｍは該物体の慣性の
大きさ、即ち速度変化に対するその抵抗の度合いであ
り、一方該物体の重量Ｗは、該物体の質量と局所的な重
力場または加速度場との相互作用により生ずる、局在化
された量である。ある物体の質量Ｍを測定するための多
数の技術がある。しばしば間接法と呼ばれるその一つの
技術では、該物体の重量Ｗを測定し、次いで該重量Ｗ
を、自由落下加速度の値で割ることにより質量を決定し
ている。即ち、 Ｍ ＝ Ｗ／ｇ （式１） ここで、ｇは自由落下加速度であり、地球の地表面上に
おいて、このｇは約９．８１ｍ／ｓ2 である。
【０００３】ある物体の質量Ｍを測定するためのもう一
つの技術は、しばしば直接法と呼ばれ、該物体の質量
の、質量を含む振動系、例えば単一の自由度をもつ系の
振動の振動数または周期に及ぼす影響に基くものであ
る。即ち、 Ｍ = Ｃ／ｗ2 または Ｍ = Ｔ0 2 （式２） ここで、Ｃはバネの剛性であり、ｗは該機械的振動系の
固有振動数であり、またＴ0 は周期である。重量測定に
基く上記の間接的な質量測定法は、該振動系に基く上記
の直接法よりも精度が高い。該間接法の例は、米国特許
第4,344,496 号および同第4,447,561 号に記載されてい
る。この方法は、通常ロードセルを使用することにより
実施され、該ロードセルは該物体により及ぼされた力を
電気信号に変換する。しかしながら、ロードセルは一般
的に長い整定時間（例えば、数秒程度）を有し、従って
比較的高い精度が要求される場合には、この質量測定を
実施するのに長い時間が必要とされる。この長い整定時
間を短縮するために、減衰ロードセルが提案されたが、
このようなロードセルは極めて高価であり、しかも個々
に設計し、かつチューニングする必要がある。質量を測
定しようとする該物体により生ずる、振動系の振動数ま
たは周期における変化に基く、質量を測定するための上
記直接法は、一般的に短い整定時間により特徴付けられ
るが、上記間接法よりも精度の点で劣る。振動系に基く
該直接法の例は、米国特許第3,612,198 号、同第3,692,
128 号、同第4,070,900 号および同第4,418,774 号並び
に英国特許第1,369,035 号に記載されている。この直接
法のもう一つの利点は、無重力状態（例えば、大気圏外
空間）にある複数の物体の質量を測定するのに使用でき
ることにある。しかしながら、前に述べた如く、精度は
該間接法よりもこの直接法において劣っている。このこ
とは、特に該振動数（または周期）がプラットホーム上
の該物体の位置によって影響されることに起因する。
つの技術は、しばしば直接法と呼ばれ、該物体の質量
の、質量を含む振動系、例えば単一の自由度をもつ系の
振動の振動数または周期に及ぼす影響に基くものであ
る。即ち、 Ｍ = Ｃ／ｗ2 または Ｍ = Ｔ0 2 （式２） ここで、Ｃはバネの剛性であり、ｗは該機械的振動系の
固有振動数であり、またＴ0 は周期である。重量測定に
基く上記の間接的な質量測定法は、該振動系に基く上記
の直接法よりも精度が高い。該間接法の例は、米国特許
第4,344,496 号および同第4,447,561 号に記載されてい
る。この方法は、通常ロードセルを使用することにより
実施され、該ロードセルは該物体により及ぼされた力を
電気信号に変換する。しかしながら、ロードセルは一般
的に長い整定時間（例えば、数秒程度）を有し、従って
比較的高い精度が要求される場合には、この質量測定を
実施するのに長い時間が必要とされる。この長い整定時
間を短縮するために、減衰ロードセルが提案されたが、
このようなロードセルは極めて高価であり、しかも個々
に設計し、かつチューニングする必要がある。質量を測
定しようとする該物体により生ずる、振動系の振動数ま
たは周期における変化に基く、質量を測定するための上
記直接法は、一般的に短い整定時間により特徴付けられ
るが、上記間接法よりも精度の点で劣る。振動系に基く
該直接法の例は、米国特許第3,612,198 号、同第3,692,
128 号、同第4,070,900 号および同第4,418,774 号並び
に英国特許第1,369,035 号に記載されている。この直接
法のもう一つの利点は、無重力状態（例えば、大気圏外
空間）にある複数の物体の質量を測定するのに使用でき
ることにある。しかしながら、前に述べた如く、精度は
該間接法よりもこの直接法において劣っている。このこ
とは、特に該振動数（または周期）がプラットホーム上
の該物体の位置によって影響されることに起因する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ある
物体の質量Ｍを測定するための新規な方法を提供するこ
とにあり、この方法は比較的小さな整定時間（例えば、
該直接法における数秒なるオーダーとは異なる約数十マ
イクロ秒のオーダーである）内に該測定を実施すること
を可能とし、かつ依然として比較的高い精度を与える。
物体の質量Ｍを測定するための新規な方法を提供するこ
とにあり、この方法は比較的小さな整定時間（例えば、
該直接法における数秒なるオーダーとは異なる約数十マ
イクロ秒のオーダーである）内に該測定を実施すること
を可能とし、かつ依然として比較的高い精度を与える。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、ある物体の質量測定を所定時間内に実施する際の整
定時間中に生ずる動誤差を最小化するための支持プラッ
トホーム上に配置された、該物体の質量Ｍを測定する方
法が提供され、この方法は以下の諸工程、即ち該プラッ
トホームを振動運動させ、該物体の質量Ｍ1 を直接測定
するために、該物体が該プラットホーム上に存在する際
に、該プラットホームの振動周期における変化を測定
し、該物体の質量Ｍ2 を間接的に測定するために、該プ
ラットホーム上の該物体の重量を測定し、そして該測定
値Ｍ1 およびＭ2 を組み合わせ、該質量測定時間の開始
時点における測定値Ｍ1 に高い比例係数がまた該質量測
定時間の終了時点における測定値Ｍ2 に高い比例係数が
割り当てられるように、該測定値Ｍ1 およびＭ2 に相対
的な比例係数を割り当てることにより、該物体の正確な
質量Ｍを、これらの測定値Ｍ1 およびＭ2 から算出する
工程を含む。以下に記載する本発明の好ましい態様にお
ける更なる特徴によれば、該測定値Ｍ1 およびＭ2 の測
定中における、該物体の質量Ｍの変化率を、該変化率が
比較的高い場合には測定値Ｍ1 に高い比例係数を割り当
て、かつ該変化率が比較的低い場合には測定値Ｍ2 に高
い比例係数を割り当てるように測定することにより、該
相対的比例係数を決定する。
ば、ある物体の質量測定を所定時間内に実施する際の整
定時間中に生ずる動誤差を最小化するための支持プラッ
トホーム上に配置された、該物体の質量Ｍを測定する方
法が提供され、この方法は以下の諸工程、即ち該プラッ
トホームを振動運動させ、該物体の質量Ｍ1 を直接測定
するために、該物体が該プラットホーム上に存在する際
に、該プラットホームの振動周期における変化を測定
し、該物体の質量Ｍ2 を間接的に測定するために、該プ
ラットホーム上の該物体の重量を測定し、そして該測定
値Ｍ1 およびＭ2 を組み合わせ、該質量測定時間の開始
時点における測定値Ｍ1 に高い比例係数がまた該質量測
定時間の終了時点における測定値Ｍ2 に高い比例係数が
割り当てられるように、該測定値Ｍ1 およびＭ2 に相対
的な比例係数を割り当てることにより、該物体の正確な
質量Ｍを、これらの測定値Ｍ1 およびＭ2 から算出する
工程を含む。以下に記載する本発明の好ましい態様にお
ける更なる特徴によれば、該測定値Ｍ1 およびＭ2 の測
定中における、該物体の質量Ｍの変化率を、該変化率が
比較的高い場合には測定値Ｍ1 に高い比例係数を割り当
て、かつ該変化率が比較的低い場合には測定値Ｍ2 に高
い比例係数を割り当てるように測定することにより、該
相対的比例係数を決定する。
【０００６】上記好ましい態様における更なる特徴によ
れば、該プラットホームは矩形−波パルスにより振動運
動に付され、また該矩形−波パルスの持続時間は、測定
すべき該物体の質量に応じて、大きな質量に対しては該
パルス持続時間を増大し、かつ小さな質量に対しては該
パルス持続時間を減少するように制御される。これら後
者の諸特徴を、上記の質量測定法並びに質量が振動系に
及ぼす影響に基く公知の直接的な質量測定法に含めるこ
とができる。というのは、このような場合においてさ
え、上記特徴は該公知法と比較して、該質量の測定を改
善するからである。上記好ましい態様の更に他の特徴に
よれば、該物体の重量を測定して該測定値Ｍ2 を決定す
る。即ち、振動駆動装置に励起振動数を印加して、該プ
ラットホーム上に該振動運動を与え、質量を測定すべき
該物体を該プラットホームに配置する前後の該プラット
ホームの変位を検知して、該変位に対応する電気信号を
出力し、該出力信号を濾波処理して、そこから該励起振
動数を除去し、かつ該濾波処理された出力信号を使用し
て、該測定値Ｍ2 を決定する。上記諸特徴は、また該公
知の間接的な質量の測定法で使用することも可能であ
る。というのは、このような方法を使用した場合、公知
の間接的な質量測定法に比して、該整定時間を減じて高
精度を達成するという改良をももたらすからである。本
発明の更なる特徴並びに利点は以下の記載から明らかと
なろう。
れば、該プラットホームは矩形−波パルスにより振動運
動に付され、また該矩形−波パルスの持続時間は、測定
すべき該物体の質量に応じて、大きな質量に対しては該
パルス持続時間を増大し、かつ小さな質量に対しては該
パルス持続時間を減少するように制御される。これら後
者の諸特徴を、上記の質量測定法並びに質量が振動系に
及ぼす影響に基く公知の直接的な質量測定法に含めるこ
とができる。というのは、このような場合においてさ
え、上記特徴は該公知法と比較して、該質量の測定を改
善するからである。上記好ましい態様の更に他の特徴に
よれば、該物体の重量を測定して該測定値Ｍ2 を決定す
る。即ち、振動駆動装置に励起振動数を印加して、該プ
ラットホーム上に該振動運動を与え、質量を測定すべき
該物体を該プラットホームに配置する前後の該プラット
ホームの変位を検知して、該変位に対応する電気信号を
出力し、該出力信号を濾波処理して、そこから該励起振
動数を除去し、かつ該濾波処理された出力信号を使用し
て、該測定値Ｍ2 を決定する。上記諸特徴は、また該公
知の間接的な質量の測定法で使用することも可能であ
る。というのは、このような方法を使用した場合、公知
の間接的な質量測定法に比して、該整定時間を減じて高
精度を達成するという改良をももたらすからである。本
発明の更なる特徴並びに利点は以下の記載から明らかと
なろう。
【０００７】
【実施例】以下、添付図を参照しつつ、例示のみの目的
で本発明を説明する。図１を参照すると、本発明による
物体２の質量を測定するための装置の一態様が図示され
ている。この図示した装置はプラットホーム４を含み、
その上に物体２を配置する。プラットホーム４は、順に
機械的振動装置６上に載せられ、該装置６はベース７を
含み、該ベース７は支持面１０に対する複数の衝撃吸収
材８上に支持されている。プラットホーム４は、該ベー
ス７に結合された電磁式励振機１２によって振動させら
れる。この機械的振動装置６は、更に変位センサー１
４、およびベース７により担持された変位（ベース７に
対する）変化率（即ち、速度）センサー１６を含む。こ
の電磁式励振機１２は、該機械的振動装置６の固有振動
数ｆ0 において連続的にプラットホーム４を振動するよ
うに、電力増幅機１８によって励振される。該電力増幅
機１８は制御回路２０からのフィードバック信号により
制御され、該制御回路２０は該電力増幅機１８に、振動
数ｆ0 およびパルス幅γの矩形−波パルスを供給する。
この制御回路２０は、また以下の如き３つのフィードバ
ック信号によって順に制御される。
で本発明を説明する。図１を参照すると、本発明による
物体２の質量を測定するための装置の一態様が図示され
ている。この図示した装置はプラットホーム４を含み、
その上に物体２を配置する。プラットホーム４は、順に
機械的振動装置６上に載せられ、該装置６はベース７を
含み、該ベース７は支持面１０に対する複数の衝撃吸収
材８上に支持されている。プラットホーム４は、該ベー
ス７に結合された電磁式励振機１２によって振動させら
れる。この機械的振動装置６は、更に変位センサー１
４、およびベース７により担持された変位（ベース７に
対する）変化率（即ち、速度）センサー１６を含む。こ
の電磁式励振機１２は、該機械的振動装置６の固有振動
数ｆ0 において連続的にプラットホーム４を振動するよ
うに、電力増幅機１８によって励振される。該電力増幅
機１８は制御回路２０からのフィードバック信号により
制御され、該制御回路２０は該電力増幅機１８に、振動
数ｆ0 およびパルス幅γの矩形−波パルスを供給する。
この制御回路２０は、また以下の如き３つのフィードバ
ック信号によって順に制御される。
【０００８】即ち、（ａ）増幅器２２（好ましくは、フ
ィルタを具備する）によって増幅され、該ベース７に搭
載された該速度センサー１６から出力される振動数ｆ0
をもつ正弦波信号。この信号は該制御装置２０により印
加された該矩形パルスの振動数ｆ0 を規定するのに利用
する。 （ｂ）回路２４からの出力信号。この回路は、順に回路
２２からの該振動数ｆ0 の入力信号を受信し、かつその
振動周期を検出する。該周期は、該物体２が該プラット
ホーム４に載せられていない場合にはＴと記載され、該
物体２が該プラットホーム４に載せられている場合には
Ｔ0 と記載される。および （ｃ）回路２８からの出力信号。この回路は以下の方法
で、該プラットホーム４上に配置された該物体２の質量
Ｍを決定する。 該物体２の質量は、上記の直接法並びに上記の間接法の
両者により測定される。即ち、該直接法による質量の測
定においては、該物体が該プラットホーム４上に配置さ
れている場合には、該プラットホーム４の振動の周期に
おける変化（Ｔ0 −Ｔ）を測定する。この質量の直接測
定値をＭ1 とする。また、該プラットホーム上の該物体
２の重量を測定して、質量の間接的測定値Ｍ2 を求め
る。該Ｍ1およびＭ2 の測定開始時点ｔにおける測定値
Ｍ1 に高い比例係数を割り当て、かつ所定の整定時間、
例えばＭ2 の測定に対する整定時間（ＳＴ2 −図３、図
４）の終了時点における測定値Ｍ2 に高い比例係数を割
り当てるように、該測定値Ｍ1 およびＭ2 に対して相対
的比例係数を割り当てることにより、これら２つの測定
値Ｍ1 とＭ2 とから該物体の正確な質量Ｍを算出する。
ィルタを具備する）によって増幅され、該ベース７に搭
載された該速度センサー１６から出力される振動数ｆ0
をもつ正弦波信号。この信号は該制御装置２０により印
加された該矩形パルスの振動数ｆ0 を規定するのに利用
する。 （ｂ）回路２４からの出力信号。この回路は、順に回路
２２からの該振動数ｆ0 の入力信号を受信し、かつその
振動周期を検出する。該周期は、該物体２が該プラット
ホーム４に載せられていない場合にはＴと記載され、該
物体２が該プラットホーム４に載せられている場合には
Ｔ0 と記載される。および （ｃ）回路２８からの出力信号。この回路は以下の方法
で、該プラットホーム４上に配置された該物体２の質量
Ｍを決定する。 該物体２の質量は、上記の直接法並びに上記の間接法の
両者により測定される。即ち、該直接法による質量の測
定においては、該物体が該プラットホーム４上に配置さ
れている場合には、該プラットホーム４の振動の周期に
おける変化（Ｔ0 −Ｔ）を測定する。この質量の直接測
定値をＭ1 とする。また、該プラットホーム上の該物体
２の重量を測定して、質量の間接的測定値Ｍ2 を求め
る。該Ｍ1およびＭ2 の測定開始時点ｔにおける測定値
Ｍ1 に高い比例係数を割り当て、かつ所定の整定時間、
例えばＭ2 の測定に対する整定時間（ＳＴ2 −図３、図
４）の終了時点における測定値Ｍ2 に高い比例係数を割
り当てるように、該測定値Ｍ1 およびＭ2 に対して相対
的比例係数を割り当てることにより、これら２つの測定
値Ｍ1 とＭ2 とから該物体の正確な質量Ｍを算出する。
【０００９】Ｍ1 の測定は回路２６により行われ、該回
路２６は回路２４からの測定された振動周期（Ｔ、
Ｔ0 ）を受信し、かつ該物体２が該プラットホーム４上
に配置される前および該物体２が該プラットホーム４上
に配置された後の両者における、該プラットホーム４の
振動周期の変化を測定する。この回路２６は該プラット
ホーム４の振動周期の変化に対応する値を出力する。こ
の出力値がＭ1 と呼ばれ、例えば以下の式に従って計算
される。 Ｍ1 ＝ Ａ0（Ｔ0−Ｔ）＋Ａ1（Ｔ0−Ｔ）2 （式３） ここで、Ａ0 およびＡ1 は、以下により詳しく記載する
ようにして決定される比例係数であり、Ｔは物体２が配
置されていない場合の、該機械的振動装置６の振動の固
有周期であり、そしてＴ0 は該物体２が配置された場合
の該装置の振動の周期である。前に示した如く、該振動
周期は該速度センサー１６により検出され、該センサー
１６は増幅器２２を介して回路２４に印加される出力を
与える。該回路２４が該周期（Ｔ、Ｔ0 ）を測定する方
法は、図５と関連して以下により特定的に記載される。
図２は該振動周期（Ｔ、Ｔ0 ）がどの様に該質量測定に
伴って変動するかを説明する。図２に示された例におい
て、該振動周期は、質量が何等適用されていない場合に
は約１４ｍｓであり、また該質量が約２００ｇ（この点
において、該周期は１６ｍｓ）まで増大するのに伴っ
て、該質量と共に実質上線形で増大し、次いでより高い
質量においては幾分非−線形で増大する。上記式３の第
一の部分は、図２の曲線における該実質上線形領域を表
し、かつ該式３の第一および第二の部分の両者は実質的
に該非−線形領域を補償する。
路２６は回路２４からの測定された振動周期（Ｔ、
Ｔ0 ）を受信し、かつ該物体２が該プラットホーム４上
に配置される前および該物体２が該プラットホーム４上
に配置された後の両者における、該プラットホーム４の
振動周期の変化を測定する。この回路２６は該プラット
ホーム４の振動周期の変化に対応する値を出力する。こ
の出力値がＭ1 と呼ばれ、例えば以下の式に従って計算
される。 Ｍ1 ＝ Ａ0（Ｔ0−Ｔ）＋Ａ1（Ｔ0−Ｔ）2 （式３） ここで、Ａ0 およびＡ1 は、以下により詳しく記載する
ようにして決定される比例係数であり、Ｔは物体２が配
置されていない場合の、該機械的振動装置６の振動の固
有周期であり、そしてＴ0 は該物体２が配置された場合
の該装置の振動の周期である。前に示した如く、該振動
周期は該速度センサー１６により検出され、該センサー
１６は増幅器２２を介して回路２４に印加される出力を
与える。該回路２４が該周期（Ｔ、Ｔ0 ）を測定する方
法は、図５と関連して以下により特定的に記載される。
図２は該振動周期（Ｔ、Ｔ0 ）がどの様に該質量測定に
伴って変動するかを説明する。図２に示された例におい
て、該振動周期は、質量が何等適用されていない場合に
は約１４ｍｓであり、また該質量が約２００ｇ（この点
において、該周期は１６ｍｓ）まで増大するのに伴っ
て、該質量と共に実質上線形で増大し、次いでより高い
質量においては幾分非−線形で増大する。上記式３の第
一の部分は、図２の曲線における該実質上線形領域を表
し、かつ該式３の第一および第二の部分の両者は実質的
に該非−線形領域を補償する。
【００１０】回路２６の該出力は、該振動装置６の該プ
ラットホームに載せられた該物体２の質量により生ずる
該周期における変化（Ｔ0 −Ｔ）に基く上記直接法に従
って測定された、該質量の測定値である。この質量の測
定値はＭ1 と呼ばれる。これは回路２８に適用される。
図１に示された装置は、該直接振動法に従う質量測定値
Ｍ1 に加えて、重量測定による間接法に基く、Ｍ2 と呼
ばれる質量測定値をも求める。かくして、該変位検出セ
ンサー１４は、該機械的振動装置６の変位に対応する電
気信号を出力する。この信号はローパスフィルタ３０に
供給され、次いでもう一つのフィルタ３２に通され、該
フィルタ３２は回路２４から受信した該励起振動数ｆ0
を排除する。この濾波処理された回路３２からの出力は
回路３４に入力され、該回路３４は重量（Ｗ）を算出
し、次いでこの値をもう一つの回路３６に供給し、該回
路３６で上記式１に従って該質量（Ｍ＝Ｗ／ｇ）を計算
する。質量のこの測定値はＭ２と記載され、回路２６か
らの質量の測定値Ｍ１と共に回路２８に入力される。回
路２８は、例えば以下の式に従って、該物体２の質量Ｍ
を計算する。 Ｍ＝α1 ・Ｍ1 ＋α2 ・Ｍ2 （式４） ここで、α1 およびα2 は比例係数である。これらの係
数はブロック３８および４０において、例えば以下の式
５および６に従って連続的に計算される。 α1 ＝β1 ＋β2 ・ｄＭ／ｄｔ （式５） α2 ＝１ −α1 （式６） ここで、β1 およびβ2 は該計算された質量Ｍの変化率
に依存する相対的な比例係数である。質量Ｍの該変化率
（または速度）は回路４２で計算され、該回路４２は該
回路２８から出力される質量Ｍの測定値を受信し、かつ
この測定値を回路３８に出力する。該回路３８は上記式
５に従ってα1 を計算し、かつ回路４０は上記式６に従
ってα2 を計算する。かくして、回路２８は上記式４に
従って計算された質量の測定値Ｍを出力し、かつ出力ポ
ート４４においてこの値（Ｍ）を出力する。
ラットホームに載せられた該物体２の質量により生ずる
該周期における変化（Ｔ0 −Ｔ）に基く上記直接法に従
って測定された、該質量の測定値である。この質量の測
定値はＭ1 と呼ばれる。これは回路２８に適用される。
図１に示された装置は、該直接振動法に従う質量測定値
Ｍ1 に加えて、重量測定による間接法に基く、Ｍ2 と呼
ばれる質量測定値をも求める。かくして、該変位検出セ
ンサー１４は、該機械的振動装置６の変位に対応する電
気信号を出力する。この信号はローパスフィルタ３０に
供給され、次いでもう一つのフィルタ３２に通され、該
フィルタ３２は回路２４から受信した該励起振動数ｆ0
を排除する。この濾波処理された回路３２からの出力は
回路３４に入力され、該回路３４は重量（Ｗ）を算出
し、次いでこの値をもう一つの回路３６に供給し、該回
路３６で上記式１に従って該質量（Ｍ＝Ｗ／ｇ）を計算
する。質量のこの測定値はＭ２と記載され、回路２６か
らの質量の測定値Ｍ１と共に回路２８に入力される。回
路２８は、例えば以下の式に従って、該物体２の質量Ｍ
を計算する。 Ｍ＝α1 ・Ｍ1 ＋α2 ・Ｍ2 （式４） ここで、α1 およびα2 は比例係数である。これらの係
数はブロック３８および４０において、例えば以下の式
５および６に従って連続的に計算される。 α1 ＝β1 ＋β2 ・ｄＭ／ｄｔ （式５） α2 ＝１ −α1 （式６） ここで、β1 およびβ2 は該計算された質量Ｍの変化率
に依存する相対的な比例係数である。質量Ｍの該変化率
（または速度）は回路４２で計算され、該回路４２は該
回路２８から出力される質量Ｍの測定値を受信し、かつ
この測定値を回路３８に出力する。該回路３８は上記式
５に従ってα1 を計算し、かつ回路４０は上記式６に従
ってα2 を計算する。かくして、回路２８は上記式４に
従って計算された質量の測定値Ｍを出力し、かつ出力ポ
ート４４においてこの値（Ｍ）を出力する。
【００１１】フィルタ３２は回路２４の該出力振動数ｆ
0 に従って自動的にチューニングされ、該回路２４は該
装置６の該振動数ｆ0 および振動周期（Ｔ、Ｔ0 ）の両
者を測定する。該振動励振機１２は、反復振動数ｆ0 を
もつ矩形パルスによって励振され、そのパルス幅γは、
該測定された質量Ｍにおける増加に伴って増大するよう
に、回路２８から回路２０への入力として印加される該
質量Ｍに従って変動する。該振動励振機１２の入力信号
は反復振動数ｆ0 をもつ矩形パルスであり、そのパルス
幅γは振動プロセスパラメータによって規定される。か
くして、該振動周期Ｔ0 が増大すると、該パルス幅γも
増大し、また該振動周期Ｔ0 が減少すると、該パルス幅
γも減少する。この構成は、該振動装置６の加速度（ま
たは変位もしくは速度）を所定のレベル、例えば２ｍ／
ｓ2 とするようなものである。上記式５における比例係
数β1 およびβ2 は、回路４２で測定される該質量の変
化率（ｄＭ／ｄｔ）が増大すれば、上記式４の比例係数
α1 も増大し、結果として測定された質量Ｍは高率の該
直接振動法により求められた測定値Ｍ1 によって構成さ
れる。他方、該測定された質量の変化率（ｄＭ／ｄｔ）
が減少する場合には、該α1 の相対的な値も減少する。
従って、α2 の相対的値は増加し、結果として質量の該
間接的測定（上記重量測定法による）に基く該測定値Ｍ
2 の割合が増大し、これは質量Ｍの最終的測定値に反映
される。
0 に従って自動的にチューニングされ、該回路２４は該
装置６の該振動数ｆ0 および振動周期（Ｔ、Ｔ0 ）の両
者を測定する。該振動励振機１２は、反復振動数ｆ0 を
もつ矩形パルスによって励振され、そのパルス幅γは、
該測定された質量Ｍにおける増加に伴って増大するよう
に、回路２８から回路２０への入力として印加される該
質量Ｍに従って変動する。該振動励振機１２の入力信号
は反復振動数ｆ0 をもつ矩形パルスであり、そのパルス
幅γは振動プロセスパラメータによって規定される。か
くして、該振動周期Ｔ0 が増大すると、該パルス幅γも
増大し、また該振動周期Ｔ0 が減少すると、該パルス幅
γも減少する。この構成は、該振動装置６の加速度（ま
たは変位もしくは速度）を所定のレベル、例えば２ｍ／
ｓ2 とするようなものである。上記式５における比例係
数β1 およびβ2 は、回路４２で測定される該質量の変
化率（ｄＭ／ｄｔ）が増大すれば、上記式４の比例係数
α1 も増大し、結果として測定された質量Ｍは高率の該
直接振動法により求められた測定値Ｍ1 によって構成さ
れる。他方、該測定された質量の変化率（ｄＭ／ｄｔ）
が減少する場合には、該α1 の相対的な値も減少する。
従って、α2 の相対的値は増加し、結果として質量の該
間接的測定（上記重量測定法による）に基く該測定値Ｍ
2 の割合が増大し、これは質量Ｍの最終的測定値に反映
される。
【００１２】図３および図４は、上記の質量Ｍの測定法
が、公知の間接的または直接的質量測定法に比して、比
較的短い整定時間内に該測定が実施でき、かつ比較的小
さな誤差をもつことを示す。図３は、該プラットホーム
４上に該物体を動荷重した場合における、本発明に準拠
して、例えば上記式１に従って該物体の重量を測定する
ことにより、該質量の間接測定を利用することに基く、
誤差のＭ2 測定のための時間の関数としての関係を表
す。曲線Ａにより示されるように、該誤差は測定初期に
おいて極めて高くかつ時間ＳＴ2 によって表される該整
定時間の終了時点においてのみ極めて小さな値に低下す
る。他方、図３は、該プラットホーム４上に該物体を動
荷重した場合における、本発明に準拠して、例えば上記
式３に従って該質量の直接測定を利用することに基く、
誤差のＭ2 測定のための時間ｔの関数としての関係を表
す（曲線Ｂ）。曲線Ｂに示されているように、この誤差
は測定初期においてそれ程高くはなく、かつ時間ＳＴ1
によって表される該整定時間の終了時点において低い値
に降下する。例えば、式４に従って該測定値Ｍ1 および
Ｍ2 の組み合わせを利用することにより、測定時間ｔの
開始時点における本発明の質量測定の該誤差は、曲線Ｂ
の開始時点においてほぼ０．０９％であり、また該整定
時間ＳＴ2 の終了時点（図３および図４）においては、
曲線Ａに対する該整定時間の終了時点における値、即ち
ほぼ０．０２％である。
が、公知の間接的または直接的質量測定法に比して、比
較的短い整定時間内に該測定が実施でき、かつ比較的小
さな誤差をもつことを示す。図３は、該プラットホーム
４上に該物体を動荷重した場合における、本発明に準拠
して、例えば上記式１に従って該物体の重量を測定する
ことにより、該質量の間接測定を利用することに基く、
誤差のＭ2 測定のための時間の関数としての関係を表
す。曲線Ａにより示されるように、該誤差は測定初期に
おいて極めて高くかつ時間ＳＴ2 によって表される該整
定時間の終了時点においてのみ極めて小さな値に低下す
る。他方、図３は、該プラットホーム４上に該物体を動
荷重した場合における、本発明に準拠して、例えば上記
式３に従って該質量の直接測定を利用することに基く、
誤差のＭ2 測定のための時間ｔの関数としての関係を表
す（曲線Ｂ）。曲線Ｂに示されているように、この誤差
は測定初期においてそれ程高くはなく、かつ時間ＳＴ1
によって表される該整定時間の終了時点において低い値
に降下する。例えば、式４に従って該測定値Ｍ1 および
Ｍ2 の組み合わせを利用することにより、測定時間ｔの
開始時点における本発明の質量測定の該誤差は、曲線Ｂ
の開始時点においてほぼ０．０９％であり、また該整定
時間ＳＴ2 の終了時点（図３および図４）においては、
曲線Ａに対する該整定時間の終了時点における値、即ち
ほぼ０．０２％である。
【００１３】かくして、本発明は極めて迅速に、即ち公
知の重量測定技術で必要とされるような秒のオーダーで
はなく、寧ろ数十ミリ秒程度の時間での、質量測定を可
能とする。本発明は、また公知の質量の直接測定技術に
おけるよりも良好な、該整定時間の終了時点における精
度の達成を可能とする。上記諸利点は、図４に示された
曲線からより一層明らかなものとなる。この図４は、ま
た該電磁式励振機１２に印加される矩形波パルス、およ
びそのパルス幅並びに振動周期（Ｔ）が質量Ｍの測定に
伴って如何に変動するかを示している。かくして、図４
に示された曲線の最も左側の部分（ＵＬ）は、該電磁式
励振機１２によって該振動装置６に印加された矩形−波
パルス（曲線Ｃ）および該変位センサー１４により出力
された正弦波信号（曲線Ｄ）を表す。該プラットホーム
４に負荷を掛けない状態における振動サイクルの周期を
Ｔで表してある。該励振機１２に印加された矩形波パル
スのパルス幅はＹで示してある。図４においてＳＴ1 お
よびＳＴ2 で示される領域は、式４に示されたように、
上記の如く測定値Ｍ1 とＭ2 との組み合わせを利用した
本発明に従って、質量を測定する場合の整定時間を表
す。従って、該質量を本発明に従って測定する場合に
は、直接的質量測定に関する整定時間ＳＴ1 で表される
ように、比較的正確な測定が、振動周期の僅かに約２サ
イクルの後に、比較的短時間内に実施でき、一方で公知
の重量測定装置に従ってこの測定を実施すると、該整定
時間ＳＴ2 は、正確な測定が実施できる前に、著しく大
きくなってしまう。
知の重量測定技術で必要とされるような秒のオーダーで
はなく、寧ろ数十ミリ秒程度の時間での、質量測定を可
能とする。本発明は、また公知の質量の直接測定技術に
おけるよりも良好な、該整定時間の終了時点における精
度の達成を可能とする。上記諸利点は、図４に示された
曲線からより一層明らかなものとなる。この図４は、ま
た該電磁式励振機１２に印加される矩形波パルス、およ
びそのパルス幅並びに振動周期（Ｔ）が質量Ｍの測定に
伴って如何に変動するかを示している。かくして、図４
に示された曲線の最も左側の部分（ＵＬ）は、該電磁式
励振機１２によって該振動装置６に印加された矩形−波
パルス（曲線Ｃ）および該変位センサー１４により出力
された正弦波信号（曲線Ｄ）を表す。該プラットホーム
４に負荷を掛けない状態における振動サイクルの周期を
Ｔで表してある。該励振機１２に印加された矩形波パル
スのパルス幅はＹで示してある。図４においてＳＴ1 お
よびＳＴ2 で示される領域は、式４に示されたように、
上記の如く測定値Ｍ1 とＭ2 との組み合わせを利用した
本発明に従って、質量を測定する場合の整定時間を表
す。従って、該質量を本発明に従って測定する場合に
は、直接的質量測定に関する整定時間ＳＴ1 で表される
ように、比較的正確な測定が、振動周期の僅かに約２サ
イクルの後に、比較的短時間内に実施でき、一方で公知
の重量測定装置に従ってこの測定を実施すると、該整定
時間ＳＴ2 は、正確な測定が実施できる前に、著しく大
きくなってしまう。
【００１４】前に記載した如く、図１のブロック２４
は、未負荷状態Ｔおよび負荷状態Ｔ0の両者における振
動周期を計算する。この計算は、図５に示された如き様
式で、該振動センサー１６（または該変位センサー１
４）の正弦波出力の１サイクル内に実施可能である。従
って、図５に示した如く、該振動周期（Ｔ、Ｔ0 ）は、
複数の異なるレベルにおける該機械的振動装置６の振動
運動の単一サイクルの周期を検出し、次いで該周期の平
均を求めることにより測定される。該振動装置６の固有
振動の周期Ｔを、物体２の搭載状態および該負荷のない
状態の両者に対して連続的に測定し、該測定値を記憶す
る。該プラットホーム４上に負荷がないことは該周期の
値Ｔ0 によって規定される。このようにして、該測定さ
れた周期Ｔ0 が所定の最小値Ｔmin 以下に降下した場
合、この降下により該負荷が除去されていることが該装
置に伝えられ、次いで次の振動周期Ｔ0 が新たな電流値
として記憶される。図６は、本発明に従って質量を測定
するのに使用することのできる機械的構成の一態様を示
す図である。即ち、図６はベース７を含む機械的振動装
置６に搭載されたプラットホーム４を例示している。図
１に示された如く、支持表面１０上に該ベースを載せる
ための衝撃吸収材８は図６には図示してない。しかしな
がら、図６には、上記電磁式励振機１２が図示され、こ
の励振機１２は振動サイクルを介して、プラットホーム
４を含む該機械的振動装置６を駆動する。
は、未負荷状態Ｔおよび負荷状態Ｔ0の両者における振
動周期を計算する。この計算は、図５に示された如き様
式で、該振動センサー１６（または該変位センサー１
４）の正弦波出力の１サイクル内に実施可能である。従
って、図５に示した如く、該振動周期（Ｔ、Ｔ0 ）は、
複数の異なるレベルにおける該機械的振動装置６の振動
運動の単一サイクルの周期を検出し、次いで該周期の平
均を求めることにより測定される。該振動装置６の固有
振動の周期Ｔを、物体２の搭載状態および該負荷のない
状態の両者に対して連続的に測定し、該測定値を記憶す
る。該プラットホーム４上に負荷がないことは該周期の
値Ｔ0 によって規定される。このようにして、該測定さ
れた周期Ｔ0 が所定の最小値Ｔmin 以下に降下した場
合、この降下により該負荷が除去されていることが該装
置に伝えられ、次いで次の振動周期Ｔ0 が新たな電流値
として記憶される。図６は、本発明に従って質量を測定
するのに使用することのできる機械的構成の一態様を示
す図である。即ち、図６はベース７を含む機械的振動装
置６に搭載されたプラットホーム４を例示している。図
１に示された如く、支持表面１０上に該ベースを載せる
ための衝撃吸収材８は図６には図示してない。しかしな
がら、図６には、上記電磁式励振機１２が図示され、こ
の励振機１２は振動サイクルを介して、プラットホーム
４を含む該機械的振動装置６を駆動する。
【００１５】図６に示された如く、プラットホーム４は
ステム５０の上端部分に担持され、該ステム５０は、１
対の弾性ビーム５２、５４によって、該励振機１２が作
動された際に、該プラットホーム４が該ベース７に向か
っておよびそれから遠ざかるように振動運動するよう
に、ベース７を包含する該振動装置６に結合されてい
る。プラットホーム４および特にそのステム５０は複数
のアーム５６、５８を介して該ベース７に接続され、該
複数のアームは該プラットホームの該ベースに対する平
行四辺形型接続を画成して、該プラットホームを該ベー
スに直交する方向にのみ振動するように束縛する。図１
の回路２６は、上記の如く測定値Ｍ1 を算出するための
式４における比例係数Ａ0 およびＡ1 を計算する。上記
のように式４に従って該質量Ｍを計算する、図１に示さ
れた回路２８は、該プラットホーム４上の負荷としての
該物体２の位置を考慮する。この目的のために該負荷を
受けたプラットホーム４は、図７に示した如く、複数の
センサーＰＳ（例えば、圧電素子）を含み、該センサー
は該プラットホーム４上の該物体２の位置を検出する。
該プラットホーム４上の該物体２の位置は、以下の式７
および式８に従って、測定値Ｍ1 を求めるための式３に
含まれる比例係数Ａ0 およびＡ1 により考慮される。
ステム５０の上端部分に担持され、該ステム５０は、１
対の弾性ビーム５２、５４によって、該励振機１２が作
動された際に、該プラットホーム４が該ベース７に向か
っておよびそれから遠ざかるように振動運動するよう
に、ベース７を包含する該振動装置６に結合されてい
る。プラットホーム４および特にそのステム５０は複数
のアーム５６、５８を介して該ベース７に接続され、該
複数のアームは該プラットホームの該ベースに対する平
行四辺形型接続を画成して、該プラットホームを該ベー
スに直交する方向にのみ振動するように束縛する。図１
の回路２６は、上記の如く測定値Ｍ1 を算出するための
式４における比例係数Ａ0 およびＡ1 を計算する。上記
のように式４に従って該質量Ｍを計算する、図１に示さ
れた回路２８は、該プラットホーム４上の負荷としての
該物体２の位置を考慮する。この目的のために該負荷を
受けたプラットホーム４は、図７に示した如く、複数の
センサーＰＳ（例えば、圧電素子）を含み、該センサー
は該プラットホーム４上の該物体２の位置を検出する。
該プラットホーム４上の該物体２の位置は、以下の式７
および式８に従って、測定値Ｍ1 を求めるための式３に
含まれる比例係数Ａ0 およびＡ1 により考慮される。
【００１６】
【数１】
【００１７】
【数２】
【００１８】上記式７および８において、Ａ0′および
Ａ1′は、物体２が負荷プラットホーム４の中心部に配
置されている場合における、比例係数Ａ0 およびＡ1 の
値であり、Ｃ0 、Ｃ1 、Ｄ0 およびＤ1 は補正係数であ
り、Ｘi およびＹi は、プラットホーム４上に搭載され
た該物体２に応答するセンサーの座標であり、Ｎは該物
体２に応答する該センサーの数である。以上、本発明を
好ましい態様に関連して説明してきたが、本発明の多く
の他の変更、改良並びに適用が可能であると理解すべき
である。
Ａ1′は、物体２が負荷プラットホーム４の中心部に配
置されている場合における、比例係数Ａ0 およびＡ1 の
値であり、Ｃ0 、Ｃ1 、Ｄ0 およびＤ1 は補正係数であ
り、Ｘi およびＹi は、プラットホーム４上に搭載され
た該物体２に応答するセンサーの座標であり、Ｎは該物
体２に応答する該センサーの数である。以上、本発明を
好ましい態様に関連して説明してきたが、本発明の多く
の他の変更、改良並びに適用が可能であると理解すべき
である。
【００１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の質
量測定法および装置によれば、極めて迅速に、即ち公知
の重量測定技術で必要とされるような秒のオーダーの整
定時間ではなく、極めて短い時間での、質量測定を可能
とする。本発明は、また公知の質量直接測定技術におけ
るよりも良好な、該整定時間の終了時点における精度の
達成を可能とする。
量測定法および装置によれば、極めて迅速に、即ち公知
の重量測定技術で必要とされるような秒のオーダーの整
定時間ではなく、極めて短い時間での、質量測定を可能
とする。本発明は、また公知の質量直接測定技術におけ
るよりも良好な、該整定時間の終了時点における精度の
達成を可能とする。
【図１】本発明の方法に従って、質量を測定するための
装置の一態様を例示するブロック図である。
装置の一態様を例示するブロック図である。
【図２】本発明の、記載された好ましい態様の振動装置
において質量を測定する際の、質量と振動の周期におけ
る変化との関係を示す図である。
において質量を測定する際の、質量と振動の周期におけ
る変化との関係を示す図である。
【図３】本発明の好ましい態様に従って、質量を測定す
る際の、誤差と整定時間との関係を示す図である。
る際の、誤差と整定時間との関係を示す図である。
【図４】本発明の好ましい態様に従って、質量を測定す
る際の、変位と測定時間との関係を示す図である。
る際の、変位と測定時間との関係を示す図である。
【図５】所定の整定時間を更に減少させ、それにより測
定速度を増大させるための、本発明による質量測定の更
なる特徴を示す波形である。
定速度を増大させるための、本発明による質量測定の更
なる特徴を示す波形である。
【図６】本発明に従って質量を測定する際に使用できる
機械的構成の一態様を示す図である。
機械的構成の一態様を示す図である。
【図７】図６の装置で使用するプラットホームの拡大部
分図であり、特に質量を測定しようとする物体の位置を
検知する複数の位置センサーを備えた設備を例示するも
のである。
分図であり、特に質量を測定しようとする物体の位置を
検知する複数の位置センサーを備えた設備を例示するも
のである。
２ 物体 ４ プラットホーム ６ 機械的振動装置 ８ 衝撃吸収材 １０ 支持面 １２ 電磁式励振機 １４ 変位センサー １６ 変位変化率センサー １８ 増幅機 ２０ 制御回路 ２２ 増幅器 ２４、２６、２８、３２、３４、３６、３８、４０、４
２ 回路 ３０ ローパスフィルタ ４４ 出力ポート ５０ ステム ５２、５４ 弾性ビーム ５６、５８ アーム
２ 回路 ３０ ローパスフィルタ ４４ 出力ポート ５０ ステム ５２、５４ 弾性ビーム ５６、５８ アーム
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年６月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図４】
【図６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イゴール プロットニツキィ イスラエル国 82000 キルヤット ガッ ト ラヒシュ ブーラバード 69／44 (72)発明者 マルク クピットマン イスラエル国 52335 ラマト ガン ユ ッドアレフ ベアダール 11／２ (72)発明者 グレゴリィ ハズィン イスラエル国 77484 アシュドッド ハ メレフ アマツィヤ ストリート 14／25
Claims (21)
- 【請求項１】 ある物体の質量測定を所定時間内実施す
る際に生ずる整定時間内の動誤差を最小化するための支
持プラットホーム上に配置された該物体の質量Ｍを測定
する方法において、 該プラットホームを振動運動させ、 該物体の質量Ｍ1 を直接測定するために、該物体が該プ
ラットホーム上に存在する際に、該プラットホームの振
動周期における変化を測定し、 該物体の質量Ｍ2 を間接的に測定するために、該プラッ
トホーム上の該物体の重量を測定し、 そして、該測定値Ｍ1 およびＭ2 を組み合わせ、質量測
定時間の開始時点における測定値Ｍ1 に高い比例係数が
また該質量測定時間の終了時点における測定値Ｍ2 に高
い比例係数が割り当てられるように、該測定値Ｍ1 およ
びＭ2 に相対的な比例係数を割り当てることにより、該
物体の正確な質量Ｍをこれらの測定値Ｍ1 およびＭ2 か
ら算出する、ことを特徴とする上記質量Ｍの測定方法。 - 【請求項２】 該測定値Ｍ1 およびＭ2 の測定中におけ
る、該物体の質量Ｍの変化率を、該変化率が比較的高い
場合には測定値Ｍ1 に高い比例係数を割り当て、かつ該
変化率が比較的低い場合には測定値Ｍ2 に高い比例係数
を割り当てるように測定することにより、該相対的比例
係数を決定することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 該プラットホームを、矩形−波パルスに
より振動運動させることを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項４】 測定すべき該物体の質量に応じて、大き
な質量に対しては該パルス持続時間を増大し、かつ小さ
な質量に対しては該パルス持続時間を減少するように、
該矩形−波パルスの持続時間を制御することを特徴とす
る請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 該相対的比例係数が、また該プラットホ
ームの中心に対する該物体の位置をも検知することによ
って決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 該振動周期における変化を、該物体を該
プラットホーム上に配置する前後の両方に、複数の異な
るレベルにおける該プラットホームの該振動運動の単一
サイクルの周期を検出し、該周期の平均値を求めること
により測定することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 該物体の該重量を測定し、 振動駆動装置に励起振動数を印加して、該プラットホー
ムに該振動運動を与え、 質量を測定すべき該物体を該プラットホーム上に配置す
る前後における、該プラットホームの変位を検知して、
該変位に対応する電気信号を出力し、 該出力信号を濾波処理して、そこから該励起振動数を除
去し、 かつ該濾波処理された出力信号を使用して、該測定値Ｍ
2 を決定する、ことにより該測定値Ｍ2 を求めることを
特徴とする求項１記載の方法。 - 【請求項８】 プラットホーム上に配置された物体の質
量を測定する方法であって、 該プラットホームを矩形−波パルスによって振動運動さ
せ、 測定すべき該物体の質量に応じて、大きな質量に対して
は該パルスの持続時間が増大するように、かつ小さな質
量に対しては該パルスの持続時間が減少するように、該
矩形−波パルスの持続時間を制御し、 かつ該物体が該プラットホーム上に配置されている場合
の、該プラットホームの振動の周期における変化を測定
して、該質量の測定値を求める、ことを特徴とする上記
物体の質量の測定方法。 - 【請求項９】 プラットホーム上に配置された物体の質
量を測定する方法であって、 振動駆動装置に励起振動数を印加することにより、該プ
ラットホームに該振動運動を与え、 質量を測定すべき該物体を該プラットホーム上に配置す
る前後における、該プラットホームの変位を検知して、
該変位に対応する電気信号を出力し、 該出力信号を濾波処理して、そこから該励起振動数を除
去し、 かつ該濾波処理された出力信号を使用して、該物体の質
量の測定値を決定することを特徴とする上記物体の質量
の測定方法。 - 【請求項１０】 物体の質量Ｍを測定するための装置で
あって、 プラットホームと、 該プラットホームを振動運動させる振動駆動装置と、 該物体を該プラットホーム上に配置した際の該プラット
ホームの振動周期における変化を測定して、測定値Ｍ1
を求めるための手段と、 該プラットホーム上の該物体の重量を測定して、測定値
Ｍ2 を求めるための手段と、 該測定値Ｍ1 およびＭ2 を組み合わせることにより、か
つ質量測定時間の開始時点における測定値Ｍ1 に高い比
例係数がまた該質量測定時間の終了時点における測定値
Ｍ2 に高い比例係数が割り当てられるように、該測定値
Ｍ1 およびＭ2に相対的な比例係数を割り当てることに
より、該物体の質量Ｍを、該測定値Ｍ1およびＭ2 から
算出するための計算手段と、を含む上記質量Ｍの測定装
置。 - 【請求項１１】 該計算手段が、該測定値Ｍ1 およびＭ
2 の測定中の該物体の質量Ｍにおける変化率を測定し、
かつ該変化率が比較的高い場合に、高い比例係数が測定
値Ｍ1 に割り当てられまた該変化率が比較的低い場合
に、高い比例係数が測定値Ｍ2 に割当てられるように、
該相対的な比例係数を算出するための手段を含むことを
特徴とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 該振動駆動装置に矩形−波パルスを印
加することにより、該プラットホームを振動運動させる
ことを特徴とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１３】 測定すべき該物体の質量に応じて、大
きな質量に対しては該パルスの持続時間を増大し、かつ
小さな質量に対しては該パルスの持続時間を減ずるよう
に、該矩形−波パルスの持続時間を制御するための手段
を含むことを特徴とする請求項１２記載の装置。 - 【請求項１４】 該プラットホームが、その中心に対す
る該物体の位置を検知し、かつ該検知された位置を、該
相対的比例係数の決定において利用するためのセンサー
を含むことを特徴とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１５】 該物体の重量を測定して、測定値Ｍ2
を求めるための上記手段が、 該振動駆動装置に励起振動数を印加して、該プラットホ
ームに振動運動させるための手段と、 質量を測定すべき該物体を該プラットホーム上に配置し
た際の、該プラットホームの変位を検知して、該変位に
対応する電気信号を出力するためのセンサーと、 該出力された信号を濾波処理して、そこから該励起振動
数を除去するためのフィルタと、 該濾波処理された出力信号を利用して、測定値Ｍ2 を決
定するための手段と、を含むことを特徴とする請求項１
０記載の装置。 - 【請求項１６】 該振動の周期における変化を測定する
ための該手段が、該物体を該プラットホーム上に配置す
る前後の両者における該振動周期の変化を、複数の異な
るレベルにおける該プラットホームの振動運動の単一サ
イクルの周期を検出し、該周期の平均を求めることによ
り測定することを特徴とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１７】 該装置が、更に該振動駆動装置を載せ
るためのベースと、 該プラットホームを該ベース上に載せ、該プラットホー
ムが該駆動装置によって、該ベースに向かっておよび該
ベースから遠ざかるように振動することを可能とする弾
性部材と、 該プラットホームと該ベースとの間の平行四辺形接続を
構成し、該プラットホームが該ベースに直交する方向に
のみ振動するようにこれを束縛する、複数のアームと、
を含むことを特徴とする請求項１０記載の装置。 - 【請求項１８】 物体の質量を測定するための装置であ
って、 矩形−波パルスによってプラットホームを振動運動させ
るための振動駆動装置と、 測定すべき該物体の質量に応じて、該矩形−波パルスの
持続時間を、大きな質量に対しては該パルスの持続時間
を増大し、かつ小さな質量に対しては該パルスの持続時
間を減ずるように制御するための手段と、 該プラットホーム上に該物体を配置した際の、該プラッ
トホームの振動周期における変化を測定して、該質量の
測定値を求めるための手段と、を含むことを特徴とする
上記質量の測定装置。 - 【請求項１９】 該装置が、更に該振動駆動装置を載せ
るためのベースと、 該プラットホームを該ベース上に載せ、該プラットホー
ムが該駆動装置によって、該ベースに向かっておよび該
ベースから遠ざかるように振動することを可能とする弾
性部材と、 該プラットホームと該ベースとの間の平行四辺形接続を
構成し、該プラットホームが該ベースに直交する方向に
のみ振動するようにこれを束縛する、複数のアームと、
を含むことを特徴とする請求項１８記載の装置。 - 【請求項２０】 物体の質量を測定するための装置であ
って、 プラットホームと、 振動駆動装置と、 該振動駆動装置に励起振動数を印加して、該プラットホ
ームを振動運動させるための手段と、 該プラットホーム上に質量を測定すべき該物体を配置し
た際の、該プラットホームの変位を検知し、該変位に対
応する電気信号を出力するためのセンサーと、 該出力信号を濾波処理して、そこから該励起振動数を除
去するためのフィルタと、 該濾波処理された出力信号を利用して、該物体の質量の
測定値を決定するための手段と、を含むことを特徴とす
る上記質量測定装置。 - 【請求項２１】 該装置が、更に該振動駆動装置を載せ
るためのベースと、 該プラットホームを該ベース上に載せ、該プラットホー
ムが該駆動装置によって、該ベースに向かっておよび該
ベースから遠ざかるように振動することを可能とする弾
性部材と、 該プラットホームと該ベースとの間の平行四辺形接続を
構成し、該プラットホームが該ベースに直交する方向に
のみ振動するようにこれを束縛する、複数のアームと、
を含むことを特徴とする請求項２０記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US21554394A | 1994-03-22 | 1994-03-22 | |
| US08/215,543 | 1994-03-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843185A true JPH0843185A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=22803387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8886895A Withdrawn JPH0843185A (ja) | 1994-03-22 | 1995-03-22 | 質量測定法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0674158A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0843185A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040046372A (ko) * | 2002-11-27 | 2004-06-05 | 현대자동차주식회사 | 인체의 겉보기 질량 측정장치 |
| JP2016532109A (ja) * | 2013-08-02 | 2016-10-13 | クアルコム，インコーポレイテッド | スマートフォンを用いて質量を特定するための動的力検知 |
| KR101702873B1 (ko) * | 2015-12-31 | 2017-02-06 | 조선대학교산학협력단 | 고유진동수를 이용한 정밀 무게측정장치 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1076228A1 (en) * | 1999-07-06 | 2001-02-14 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | A method and an apparatus for directly measuring the mass of an object |
| GB0804499D0 (en) * | 2008-03-11 | 2008-04-16 | Metryx Ltd | Measurement apparatus and method |
| CN116067467A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-05-05 | 尚饮机械制造(上海)有限公司 | 质量检测装置、系统、方法和电子设备 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2519727B2 (de) * | 1975-05-02 | 1980-02-21 | Maatschappij Van Berkel's, Patent N.V., Rotterdam (Niederlande) | Verfahren zum Betrieb einer Wägevorrichtung |
| US4418774A (en) * | 1981-12-08 | 1983-12-06 | Franklin Electric Co., Inc. | Weight or force measuring apparatus |
-
1995
- 1995-03-22 EP EP95104234A patent/EP0674158A3/en not_active Withdrawn
- 1995-03-22 JP JP8886895A patent/JPH0843185A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040046372A (ko) * | 2002-11-27 | 2004-06-05 | 현대자동차주식회사 | 인체의 겉보기 질량 측정장치 |
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| KR101702873B1 (ko) * | 2015-12-31 | 2017-02-06 | 조선대학교산학협력단 | 고유진동수를 이용한 정밀 무게측정장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0674158A3 (en) | 1995-11-22 |
| EP0674158A2 (en) | 1995-09-27 |
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|---|---|---|---|
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