JPH112573A

JPH112573A - 力検知器の経時誤差を補償する方法及び装置

Info

Publication number: JPH112573A
Application number: JP9172847A
Authority: JP
Inventors: Kenshin Son; 建新孫; Koichi Ono; 耕一小野
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】力検知器のクリープ誤差及びクリープ回復誤
差を補償することにより計量を複数回続けて行う場合で
も高精度の計量を行えるようにすること。【解決手段】荷重が印加されたときにクリープ誤差を
含む計量信号ｆ（ｎＴ）を生成し、荷重が除かれたとき
にクリープ回復誤差を含む計量信号ｆ（ｎＴ）を生成す
る計量ユニット１等と共に使用し、計量信号がクリープ
誤差を含むものであるか、又はクリープ回復誤差を含む
ものであるかを判別する信号判別器１１と、判別結果に
基づきクリープ誤差を含む計量信号に対しては、クリー
プ誤差信号生成の伝達関数の逆伝達関数がクリープ誤差
を補償したクリープ誤差補償済み計量信号ｙ（ｎＴ）を
生成し、クリープ回復誤差を含む計量信号に対しては、
クリープ回復誤差信号生成の伝達関数の逆伝達関数がク
リープ回復誤差を補償したクリープ回復誤差補償済み計
量信号ｙ（ｎＴ）を生成する補償演算器１２と、を具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、力又は質量に基
づく負荷、例えば荷重を計測する力検知器に対して荷重
が印加されたときに生成される経時的変化を伴うクリー
プ誤差、及び負荷が除かれたときに生成される経時的変
化を伴うクリープ回復誤差を補償する方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】上記力検知器のクリープ誤差、及びクリ
ープ回復誤差を図８及び図９等を参照して説明する。図
８は、力検知器の一例であり、いわゆるストレインゲー
ジ・ロードセル型計量ユニットの構造を示す。この計量
ユニットは、起歪体５０として、厚みが一様な直方体形
状の弾性体に開口部５１を設け、その４隅を特に切り込
んで起歪部５２としたものを用いている。この起歪体５
０の一端を基台５３に固定し、負荷側ブロック５９に計
量台５４を設けてある。この計量台５４に被計量物５５
を載荷すると、起歪体５０は起歪部５２で撓み、ロバー
バル機構のように平行四辺形型に変形し、計量台５４は
荷重に対応する変位δ（ｔ）を生じる（図５参照）。こ
の変位を測定するために、各起歪部５２の表面に図９の
拡大断面図に示すように、絶縁材５７を介して４組のス
トレインゲージ５６が貼着されており、各ストレインゲ
ージ５６には絶縁被覆体５８が被覆されている。４組の
ストレインゲージ５６はブリッジ接続されており、その
ブリッジ出力電圧は、増幅されてアナログ計量信号ｆ
（ｔ）となり（図６参照）、更に、Ａ／Ｄ変換されてデ
ジタル計量信号ｆ（ｎＴ）となる。ｎはサンプリング番
号、Ｔはサンプリング周期であり、ｎＴは時刻ｔを表
す。

【０００３】この計量ユニットは、図６に示すように、
荷重が時刻ｔ₀で印加されると、計量信号は、直ちに初
期出力ｆ₁（ｔ₀）を生じるが、この初期出力ｆ₁（ｔ
₀）で安定せず、曲線１で示すように、僅かであるが時
間の経過と共に増大する。この計量信号ｆ（ｔ）は、長
時間経過後に一定の安定値、即ち最終出力ｆ₁（∞）に
到達する。また、印加荷重が時刻ｔ₁で除去されたとき
も、計量信号は、直ちに零に復帰せず、図６に示す曲線
２ように、僅かであるが時間の経過と共に減少し、長時
間経過後に一定の安定値、即ち最終出力の零に到達す
る。

【０００４】このように、計量信号が曲線１で示すよう
に時間の経過に伴って増大するのは、計量ユニットがク
リープ特性を有しているためであり、曲線２で示すよう
に時間の経過に伴って減少するのは、計量ユニットがク
リープ回復特性を有しているためである。印加荷重が小
さいときも、上記クリープ特性、及びクリープ回復特性
により、計量信号が曲線３、４で表されるように漸増、
漸減する。ただし、図６では、クリープ特性曲線が漸増
し、クリープ回復特性曲線が漸減する例を示したが、起
歪体５０とストレインゲージ５６等の機械的特性によ
り、逆に、クリープ特性曲線が漸減し、クリープ回復特
性曲線が漸増する場合もある。このようなクリープ特性
を特定のダイナミックスモデルＧ_R（ｓ）とし、定荷重
を階段状入力ｗ（ｓ）とすると、計量ユニットが出力す
る計量信号ｆ（ｓ）は、

【０００５】ｆ（ｓ）＝Ｇ_R（ｓ）ｗ（ｓ）・・・・（１）

【０００６】として表すことができる。ただし、計量ユ
ニットの印加荷重に対する出力計量信号の応答性は、ク
リープ特性の応答性と比較してはるかに高いので、計量
ユニットの印加荷重に対する出力計量信号の応答性は無
視している。

【０００７】そして、出力された計量信号のサンプリン
グ時間をＴとしてモデルＧ_R（ｓ）の離散時間システム
のパルス伝達関数Ｇ_R（ｚ）を求め、式（２）に示すよ
うに、このＧ_R（ｚ）の逆伝達関数Ｈ_R（ｚ）に計量ユ
ニットの出力計量信号ｆ（ｎＴ）を入力させることによ
り、クリープ誤差補償済みの計量信号ｙ_R（ｎＴ）を得
ることができる。

【０００８】ｙ_R（ｎＴ）＝Ｈ_R（ｚ）ｆ（ｎＴ）・・・・（２）

【０００９】つまり、図７に示すように、ｎ_aＴ〜ｎ_b
Ｔ時間における計量ユニットの出力計量信号ｆ（ｎＴ）
を逆伝達関数Ｈ_R（ｚ）により補償して、クリープ誤差
補償済みの計量信号ｙ_R（ｎＴ）を得ることができる。
これにより、被計量物５５の重量を正確に計量すること
ができる（特開平４−１２２２１号公報参照）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のク
リープ誤差補償方法によると、図７に示すように、計量
台５４に被計量物５５が載荷されたときのｎ_aＴ〜ｎ_b
Ｔ時間におけるクリープ誤差を補償して補償済みの計量
信号ｙ_R（ｎＴ）を得ることができるが、計量台５４か
ら被計量物５５を除いたときに生じるクリープ回復誤差
を補償することができないので、次回の計量では、その
次回の計量信号ｙ_R（ｎＴ）にこのクリープ回復誤差に
基づく計量誤差ｇ（ｎ_cＴ）が含まれ、これにより、被
計量物５５の重量を正確に計量することができないとい
う問題がある。

【００１１】つまり、図７に示すように、計量信号ｙ_R
（ｎＴ）は、ｎ_bＴ〜ｎ_cＴ時間において、クリープ回
復特性曲線ｇ（ｎＴ）に沿って徐々に減少し、時間ｎ_c
Ｔではこの計量装置の零点がｇ（ｎ_cＴ）だけ減少して
しまい、このｇ（ｎ_cＴ）が次回の計量誤差となる。な
お、ここでは、ｎ_bＴ〜ｎ_cＴ時間においては逆伝達関
数Ｈ_R（ｚ）によりクリープ誤差の補償は行っていない
ものとして考えたが、クリープ誤差の補償を行うことと
すると、やはり大きな誤差が生じることとなる。

【００１２】本発明は、力検知器のクリープ誤差、及び
クリープ回復誤差を補償することにより計量を複数回続
けて行う場合でも高精度の計量を行うことができる補償
方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る力検知
器の経時誤差補償方法は、負荷が印加されたときに経時
的変化を伴うクリープ誤差を含む計量信号を生成し、負
荷が除かれたときに経時的変化を伴うクリープ回復誤差
を含む計量信号を生成する力検知器の上記クリープ誤差
及び上記クリープ回復誤差を補償する補償方法におい
て、上記計量信号がクリープ誤差を含むものであるか、
又はクリープ回復誤差を含むものであるかを判別する段
階と、この判別結果に基づき上記クリープ誤差を含む計
量信号に対しては、クリープ誤差信号生成の伝達関数の
逆伝達関数が上記クリープ誤差を補償したクリープ誤差
補償済み計量信号を生成し、上記クリープ回復誤差を含
む計量信号に対しては、クリープ回復誤差信号生成の伝
達関数の逆伝達関数がクリープ回復誤差を補償したクリ
ープ回復誤差補償済み計量信号を生成する段階と、を含
むことを特徴とするものである。

【００１４】第２の発明に係る力検知器の経時誤差補償
装置は、負荷が印加されたときに経時的変化を伴うクリ
ープ誤差を含む計量信号を生成し、負荷が除かれたとき
に経時的変化を伴うクリープ回復誤差を含む計量信号を
生成する力検知器と共に使用して、上記クリープ誤差及
び上記クリープ回復誤差を補償する補償装置において、
上記計量信号がクリープ誤差を含むものであるか、又は
クリープ回復誤差を含むものであるかを判別する判別手
段と、この判別結果に基づき上記クリープ誤差を含む計
量信号に対しては、クリープ誤差信号生成の伝達関数の
逆伝達関数が上記クリープ誤差を補償したクリープ誤差
補償済み計量信号を生成し、上記クリープ回復誤差を含
む計量信号に対しては、クリープ回復誤差信号生成の伝
達関数の逆伝達関数がクリープ回復誤差を補償したクリ
ープ回復誤差補償済み計量信号を生成する補償演算手段
と、を具備することを特徴とするものである。

【００１５】本発明によると、力検知器が生成する計量
信号が入力すると、その計量信号がクリープ誤差を含む
ものであるか、又はクリープ回復誤差を含むものである
かを判別し、この判別結果に基づきクリープ誤差を含む
計量信号に対しては、クリープ誤差信号生成の伝達関数
の逆伝達関数がクリープ誤差を補償したクリープ誤差補
償済み計量信号を生成し、クリープ回復誤差を含む計量
信号に対しては、クリープ回復誤差信号生成の伝達関数
の逆伝達関数がクリープ回復誤差を補償したクリープ回
復誤差補償済み計量信号を生成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る力検知器の経時誤差
補償方法を使用する補償装置が適用されている計量装置
の一実施形態を各図を参照して説明する。この計量装置
は、図１に示すように、計量ユニット１と補償装置１０
を備えている。計量ユニット１は、図８及び図９に示す
従来のものと同等のものであり、起歪体５０と変位信号
変換ユニット３を備えている。起歪体５０は、その一端
を基台５３に固定し、負荷側ブロック５９に計量台５４
を設けてある。この計量台５４に被計量物５５を載荷す
ると、起歪体５０は起歪部５２で撓み、計量台５４は荷
重に対応する変位δ（ｔ）を生じる（図５参照）。

【００１７】変位信号変換ユニット３は、計量台５４の
変位をアナログ計量信号ｆ（ｔ）に変換して出力するも
のであり、各起歪部５２の表面に貼着された４組のスト
レインゲージ５６と、これら４組のストレインゲージ５
６をブリッジ接続して成るブリッジ回路（図示せず）
と、を備えている。ブリッジ回路のブリッジ出力電圧
は、この変位信号変換ユニット３に設けられている増幅
器により増幅されてアナログ計量信号ｆ（ｔ）として出
力される。

【００１８】このアナログ計量信号ｆ（ｔ）は、図１に
示すＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）４によ
りＡ／Ｄ変換されてデジタル計量信号ｆ（ｎＴ）となる
（図６参照）。ｎはサンプリング番号、Ｔはサンプリン
グ周期であり、ｎＴは時刻ｔを表す。

【００１９】補償装置１０は、信号判別器１１と補償演
算器１２を備えている。信号判別器１１は、計量信号ｆ
（ｎＴ）がクリープ誤差を含むものであるか、クリープ
回復誤差を含むものであるか、又は計量信号ｆ（ｎＴ）
が一定であるかを判別し、この判別結果を補償演算器１
２に出力するものである。ただし、この実施形態では、
計量信号ｆ（ｎＴ）がクリープ誤差を含むものである場
合は図６に示す曲線１又は３のように漸増するものと
し、クリープ回復誤差を含むものである場合は図６に示
す曲線２又は４のように漸減するものとする。そして、
計量信号ｆ（ｎＴ）が漸増、漸減、及び一定のうちの何
れであるかの判別は、ｆ（ｎＴ）＞ｆ（（ｎ−１）
Ｔ）、ｆ（ｎＴ）＜ｆ（（ｎ−１）Ｔ）、及びｆ（ｎ
Ｔ）＝ｆ（（ｎ−１）Ｔ）のうちの何れであるかを逐次
判定することにより行う。そして、ｆ（ｎＴ）＞ｆ
（（ｎ−１）Ｔ）であると判定した場合は、計量信号ｆ
（ｎＴ）がクリープ誤差を含み、漸増するものであると
判別し、ｆ（ｎＴ）＜ｆ（（ｎ−１）Ｔ）であると判定
した場合は、計量信号ｆ（ｎＴ）がクリープ回復誤差を
含み、漸減するものであると判別し、ｆ（ｎＴ）＝ｆ
（（ｎ−１）Ｔ）であると判定した場合は、計量信号ｆ
（ｎＴ）が一定であると判別する。

【００２０】補償演算器１２は、信号判別器１１の判別
結果に基づいて計量信号ｆ（ｎＴ）の補償演算を行い、
図４に示す補償済み計量信号ｙ（ｎＴ）を出力するもの
である。この出力された計量信号ｙ（ｎＴ）は、図には
示さないがこの計量装置に設けられている表示部に表示
される。つまり、計量信号ｆ（ｎＴ）がクリープ誤差を
含みｆ（ｎＴ）＞ｆ（（ｎ−１）Ｔ）であると信号判別
器１１が判別した場合は、この計量ユニット１のクリー
プ誤差を含む計量信号ｆ（ｎＴ）を生成する伝達関数Ｇ
₁（ｚ）の逆伝達関数Ｈ₁（ｚ）が、入力したその計量
信号ｆ（ｎＴ）の補償演算をしてクリープ誤差を補償し
たクリープ誤差補償済み計量信号ｙ（ｎＴ）を生成す
る。そして、計量信号ｆ（ｎＴ）がクリープ回復誤差を
含みｆ（ｎＴ）＜ｆ（（ｎ−１）Ｔ）であると信号判別
器１１が判別した場合は、この計量ユニット１のクリー
プ回復誤差を含む計量信号ｆ（ｎＴ）を生成する伝達関
数Ｇ₂（ｚ）の逆伝達関数Ｈ₂（ｚ）が、入力したその
計量信号ｆ（ｎＴ）の補償演算をしてクリープ回復誤差
を補償したクリープ回復誤差補償済み計量信号ｙ（ｎ
Ｔ）を生成する。また、計量信号ｆ（ｎＴ）が一定であ
りｆ（ｎＴ）＝ｆ（（ｎ−１）Ｔ）であると信号判別器
１１が判別した場合は、計量信号ｆ（ｎＴ）を計量信号
ｙ（ｎＴ）として生成する。なお、伝達関数Ｇ
₁（ｚ）、逆伝達関数Ｈ₁（ｚ）、伝達関数Ｇ
₂（ｚ）、及び逆伝達関数Ｈ₂（ｚ）は後述する。

【００２１】上記構成の計量装置によると、図４に示す
ように時間ｎ_aＴで、計量ユニット１の計量台５４に被
計量物５５が載荷されたときは、漸増する経時的変化を
伴うクリープ誤差を含む計量信号ｆ（ｎＴ）が生成さ
れ、この入力に対しては、補償演算器１２が、クリープ
誤差信号を含む計量信号ｆ（ｎＴ）を生成する伝達関数
Ｇ₁（ｚ）の逆伝達関数Ｈ₁（ｚ）の演算を行い、クリ
ープ誤差を補償して被計量物５５の重量を表す正確な計
量信号ｙ（ｎＴ）を出力することができる。この計量信
号ｙ（ｎＴ）は、被計量物５５が計量台５４から除かれ
る時間ｎ_bＴまで略一定の大きさの信号として出力され
る。

【００２２】そして、図４に示すように時間ｎ_bＴで、
計量台５４から被計量物５５が除かれたときは、漸減す
る経時的変化を伴うクリープ回復誤差を含む計量信号ｆ
（ｎＴ）が生成され、この入力に対しては、補償演算器
１２が、クリープ回復誤差信号を含む計量信号ｆ（ｎ
Ｔ）を生成する伝達関数Ｇ₂（ｚ）の逆伝達関数Ｈ
₂（ｚ）の演算を行い、クリープ回復誤差を補償して計
量台５４に被計量物５５が載荷されていない無荷重を表
す正確な計量信号ｙ（ｎＴ）（＝０）を出力することが
できる。この計量信号ｙ（ｎＴ）（＝０）は、次の被計
量物５５が計量台５４に載荷される時間ｎ_cＴまで略一
定の大きさの信号として出力される。これにより、図７
に示す従来の補償装置では、今回の計量後に被計量物５
５を除いた際にクリープ回復誤差ｇ（ｎ_cＴ）が生成さ
れるが、この実施形態では、クリープ回復誤差ｇ（ｎ_c
Ｔ）を除去することができる。これによって、時間ｎ_c
Ｔで、次の被計量物５５を計量台５４に載荷すると、ク
リープ誤差を補償した被計量物５５の重量を表す正確な
計量信号ｙ（ｎ_cＴ）を出力することができる。このよ
うにして、新たな被計量物５５の重量を順次正確に計量
することができる。

【００２３】次に、補償演算器１２の補償演算内容であ
る逆伝達関数Ｈ₁（ｚ）及びＨ₂（ｚ）の求め方を説明
する。まず、クリープ特性モデルとクリープ回復特性モ
デルが互いに相違するものとして、クリープ誤差とクリ
ープ回復誤差を別個のダイナミクスモデルを用いて近似
する。即ち、定荷重の階段状入力ｗ（ｓ）を計量台５４
に印加したときに計量ユニット１が生成するクリープ誤
差を含む計量信号ｆ₁（ｓ）に対応するクリープ特性モ
デルをＧ₁（ｓ）とし、そして、階段状入力ｗ（ｓ）を
計量台５４から除去した後に計量ユニット１が生成する
クリープ回復誤差を含む計量信号ｆ₂（ｓ）に対応する
クリープ回復特性モデルをＧ₂（ｓ）とする。ただし、
ｗ（ｓ）、ｆ₁（ｓ）、ｆ₂（ｓ）は、時間関数のｗ
（ｔ）、ｆ₁（ｔ）、ｆ₂（ｔ）をラプラス変換したも
のである。ここで、モデルＧ₁（ｓ）、Ｇ₂（ｓ）を

【００２４】Ｇ_i（ｓ）＝１＋β_i／（１＋τ_iｓ）・・・（３）

【００２５】の一次遅れ要素モデルとする。ただし、ｉ
＝１がクリープ特性モデルを表し、ｉ＝２がクリープ回
復特性モデルを表す。また、β_i及びτ_iはクリープ特
性モデルとクリープ回復特性モデルのゲイン及び時定数
である。ただし、Ｇ_i（ｓ）を一次遅れ要素モデルとし
たが、二次以上の高次遅れ要素モデルとしてもよい。

【００２６】次に、ゲインβ_i及び時定数τ_iの求め方
を図５及び図６を参照して説明する。まず、ゲインβ₁
を式（４）を使用して求める。

【００２７】 β₁＝（δ₁（∞）−δ₁（ｔ₀））／δ₁（ｔ₀）＝（ｆ₁（∞）−ｆ₁（ｔ₀））／ｆ₁（ｔ₀）・・・（４）

【００２８】ただし、図５及び図６に示すように、δ₁
（ｔ₀）は計量台５４に単位荷重を印加した際の初期撓
みであり、ｆ₁（ｔ₀）はδ₁（ｔ₀）に対応する計量
信号である。δ₁（∞）は単位荷重を印加した時からク
リープが略安定する約２時間以上経過した時刻における
最終撓みであり、ｆ₁（∞）はδ₁（∞）に対応する計
量信号である。従って、ｆ₁（ｔ₀）とｆ₁（∞）を測
定することによってゲインβ₁を求めることができる。
時定数τ₁は式（５）を使用して求める。

【００２９】（ｄｆ／ｄｔ）_t=t0＝β₁／τ₁ ・・・（５）

【００３０】ただし、（ｄｆ／ｄｔ）_t=t0は、図５及び
図６に示すように、計量台５４に単位荷重を印加した際
の時間ｔ₀における初期微分係数である。従って、計量
信号ｆ（ｔ）の連続したデータを測定し、そのデータを
演算して求めた（ｄｆ／ｄｔ）_t=t0とβ₁を式（５）に
代入して時定数τ₁を求めることができる。次に、ゲイ
ンβ₂を式（６）を使用して求める。

【００３１】 β₂＝（δ₂（∞）−δ₂（ｔ₁））／δ₂（ｔ₁）＝（ｆ₂（∞）−ｆ₂（ｔ₁））／ｆ₂（ｔ₁）・・・（６）

【００３２】ただし、図５及び図６に示すように、δ₂
（ｔ₁）は計量台５４に印加されている単位荷重を除去
した際のδ₁（∞）からの初期戻り量であり、ｆ₂（ｔ
₁）はδ₂（ｔ₁）に対応する計量信号である。δ
₂（∞）は単位荷重を除去した時からクリープの回復が
略安定する約２時間以上経過した時刻におけるδ
₁（∞）からの最終戻り量であり、ｆ₂（∞）はδ
₂（∞）に対応する計量信号である。従って、ｆ₂（ｔ
₁）とｆ₂（∞）を測定することによってゲインβ₂を
求めることができる。時定数τ₂は式（７）を使用して
求める。

【００３３】（ｄｆ／ｄｔ）_t=t1＝−β₂／τ₂ ・・・（７）

【００３４】ただし、（ｄｆ／ｄｔ）_t=t1は、図５及び
図６に示すように、計量台５４に印加されている単位荷
重を除去した際の時間ｔ₁における初期微分係数であ
る。従って、計量信号ｆ（ｔ）の連続したデータを測定
し、そのデータを演算して求めた（ｄｆ／ｄｔ）_t=t1と
β₂を式（７）に代入して時定数τ₂を求めることがで
きる。上記のようにして求めたモデルＧ_i（ｓ）の離散
時間システムのパルス伝達関数Ｇ_i（ｚ）は、

【００３５】Ｇ_i（ｚ）＝（１＋Ｂ_iｚ^-1）／（１＋Ａ_iｚ^-1）・・・（８）となる。ただし、Ａ_i＝−ｅｘｐ（−Ｔ／τ_i）Ｂ_i＝−〔ｅｘｐ（−Ｔ／τ_i）−β_i｛１−ｅｘｐ（−Ｔ／τ_i）｝〕である。

【００３６】このパルス伝達関数Ｇ_i（ｚ）の逆伝達関
数Ｈ_i（ｚ）は、

【００３７】Ｈ_i（ｚ）＝（１＋Ａ_iｚ^-1）／（１＋Ｂ_iｚ^-1）・・・（９）

【００３８】となる。計量信号ｆ（ｎＴ）は、この逆伝
達関数Ｈ_i（ｚ）を通過することによってクリープ誤
差、又はクリープ回復誤差が補償された計量信号ｙ（ｎ
Ｔ）として出力される。

【００３９】ｙ（ｎＴ）＝Ｈ_i（ｚ）ｆ（ｎＴ）・・・（１０）

【００４０】即ち、図３に示すように、補償演算器１２
は、計量信号ｆ（ｎＴ）がクリープ誤差を含む漸増のも
のであると信号判別器１１が判別したときにはその計量
信号ｆ（ｎＴ）をＨ₁（ｚ）＝（１＋Ａ₁ｚ^-1）／（１
＋Ｂ₁ｚ^-1）に通過させて、クリープ誤差を補償した計
量信号ｙ（ｎＴ）を出力する。そして、計量信号ｆ（ｎ
Ｔ）がクリープ回復誤差を含む漸減のものであると信号
判別器１１が判別したときにはその計量信号ｆ（ｎＴ）
をＨ₂（ｚ）＝（１＋Ａ₂ｚ^-1）／（１＋Ｂ₂ｚ^-1）に
通過させて、クリープ回復誤差を補償した計量信号ｙ
（ｎＴ）を出力する。

【００４１】ただし、上記実施形態では、図１に示すよ
うに、起歪体５０の撓みδ（ｔ）を変位信号変換ユニッ
ト３によりアナログ計量信号ｆ（ｔ）、例えば電圧又は
電流のアナログ電気信号ｅ（ｔ）に変換し、このアナロ
グ計量信号ｆ（ｔ）をＡ／Ｄ変換器４によってデジタル
計量信号ｆ（ｎＴ）に変換して出力する構成としたが、
これに代えて、図２に示すように、起歪体５０の撓みδ
（ｔ）を変位周波数変換器５によりデジタル計量信号ｆ
（ｎＴ）に変換して出力する構成としてもよい。変位周
波数変換器５は、起歪体５０の撓みδ（ｔ）に対応する
周波数のパルスを発生すると共に、所定時間内のパルス
数を所定時間ごとに繰り返して計数するものであり、こ
れら順次得られる計数値は離散計量信号ｆ（ｎＴ）を形
成する。これによって、変位周波数変換器５の出力をＡ
／Ｄ変換器４を介さずに補償装置１０に直接入力させる
ことができる。

【００４２】そして、上記実施形態では、信号判別器１
１は、計量信号ｆ（ｎＴ）が漸増、、漸減、及び一定の
うちの何れであるかの判別を、ｆ（ｎＴ）＞ｆ（（ｎ−
１）Ｔ）、ｆ（ｎＴ）＜ｆ（（ｎ−１）Ｔ）、及びｆ
（ｎＴ）＝ｆ（（ｎ−１）Ｔ）のうちの何れであるかを
逐次判別することにより行う構成としたが、これに代え
て、ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）≧Ｃ、ｆ（ｎＴ）
−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）＜−Ｃ、及びｆ（ｎＴ）＝ｆ
（（ｎ−１）Ｔ）のうちの何れであるかを逐次判別し、
そして、ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）≧Ｃであると
判定した場合は、計量信号ｆ（ｎＴ）がクリープ誤差を
含み、漸増するものであると判別し、ｆ（ｎＴ）−ｆ
（（ｎ−１）Ｔ）＜−Ｃであると判定した場合は、計量
信号ｆ（ｎＴ）がクリープ回復誤差を含み、漸減するも
のであると判別し、ｆ（ｎＴ）＝ｆ（（ｎ−１）Ｔ）で
あると判定した場合は、計量信号ｆ（ｎＴ）が一定であ
ると判別することにより行う構成としてもよい。ただ
し、Ｃは定数とする。このような構成としたのは、上記
実施形態では、ｆ（ｎＴ）に誤差振動が含まれている
と、ｆ（ｎＴ）の漸増と漸減の判別を誤ることがある
が、上記構成とすることにより、この誤差振動の振幅が
Ｃ以下であれば、ｆ（ｎＴ）の漸増と漸減の判別を誤る
ことがないからである。

【００４３】また、上記実施形態の補償演算器１２が高
精度の補償を行えるようにする場合には、クリープ係数
のゲインβ_iが温度θの関数であるとして補償を行うよ
うにするとよい。ここで、ゲインβ_iを二次の多項式で
表すものとする。例えば、その２０°Ｃの値をβ（２
０）とすると、次式が成立する。

【００４４】 β_i（θ）＝β_i（２０）〔１＋Ｃ₁（θ−２０）＋Ｃ₂（θ−２０）² ・・・（１１）

【００４５】式（１１）の係数β_i（２０）、Ｃ₁、Ｃ
₂の決定の仕方は、特開平４−１２２１号公報に開示さ
れており、従来公知であるので詳細な説明を省略する。
そして、このようにして決定されたゲインβ_iは、補償
演算器１２の逆伝達関数Ｈ_i（ｚ）に使用することがで
きる。つまり、ゲインβ₁は逆伝達関数Ｈ₁（ｚ）に使
用し、ゲインβ₂は逆伝達関数Ｈ₂（ｚ）に使用する。

【００４６】

【発明の効果】第１の発明によると、力検知器に負荷が
印加されたときに生成される経時的変化を伴うクリープ
誤差を含む計量信号の入力に対しては、クリープ誤差信
号生成の伝達関数の逆伝達関数がクリープ誤差を補償す
る構成としているので、負荷が印加された状態でクリー
プ誤差を補償して、負荷の大きさを表す正確な計量信号
を出力することができる。これにより、例えば被計量物
の重量を計量した場合は、一定の重量値を得ることがで
き、被計量物の重量を正確に計量することができる。

【００４７】そして、力検知器から負荷が除かれたとき
に生成される経時的変化を伴うクリープ回復誤差を含む
計量信号の入力に対しては、クリープ回復誤差信号生成
の伝達関数の逆伝達関数がクリープ回復誤差を補償する
構成としているので、負荷が除かれた状態でクリープ回
復誤差を補償して、無負荷を表す正確な計量信号を出力
することができる。これにより、従来では今回の計量後
に負荷を除いた際にクリープ回復誤差ｇ（ｎ_cＴ）が生
成されるが、本発明では、このクリープ回復誤差ｇ（ｎ
_cＴ）を除去することができるので、次回の計量におい
てクリープ誤差を補償した正確な計量信号を出力するこ
とができる。従って、被計量物の計量を複数回続けて行
っても各被計量物の重量を正確に計量することができ
る。

【００４８】また、本発明によると、力検知器から例え
ば負荷の半分を除去した場合も、残りの半分の負荷と対
応する正確な計量信号を得ることができる。従って、例
えば計量ホッパから排出される被計量物の重量を計量す
るロスイン計量を行う場合に本発明を適用すると、計量
ホッパから排出される被計量物の重量を正確に計量する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る力検知器の経時誤
差を補償する装置を使用する計量装置の電気回路を示す
ブロック図である。

【図２】同発明の他の実施形態に係る計量装置の電気回
路を示すブロック図である。

【図３】同実施形態の補償装置を示すブロック図であ
る。

【図４】同実施形態の補償装置から出力されるクリープ
誤差、及びクリープ回復誤差補償済み計量信号を示す図
である。

【図５】同実施形態の起歪体の変位と時間との関係を示
す図である。

【図６】同実施形態の起歪体の変位に対応する電気信号
と時間との関係を示す図である。

【図７】従来の補償装置を説明するためのクリープ誤差
補償済み計量信号を示す図である。

【図８】同実施形態の計量装置に設けられている起歪体
を示す正面図である。

【図９】同実施形態の起歪体に貼着されているストレイ
ンゲージの拡大断面図である。

【符号の説明】

１計量ユニット（力検知器）５０起歪体１０補償装置１１信号判別器１２補償演算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷が印加されたときに経時的変化を伴
うクリープ誤差を含む計量信号を生成し、負荷が除かれ
たときに経時的変化を伴うクリープ回復誤差を含む計量
信号を生成する力検知器の上記クリープ誤差及び上記ク
リープ回復誤差を補償する補償方法において、上記計量信号がクリープ誤差を含むものであるか、又は
クリープ回復誤差を含むものであるかを判別する段階
と、この判別結果に基づき上記クリープ誤差を含む計量
信号に対しては、クリープ誤差信号生成の伝達関数の逆
伝達関数が上記クリープ誤差を補償したクリープ誤差補
償済み計量信号を生成し、上記クリープ回復誤差を含む
計量信号に対しては、クリープ回復誤差信号生成の伝達
関数の逆伝達関数がクリープ回復誤差を補償したクリー
プ回復誤差補償済み計量信号を生成する段階と、を含む
ことを特徴とする力検知器の経時誤差補償方法。
【請求項２】負荷が印加されたときに経時的変化を伴
うクリープ誤差を含む計量信号を生成し、負荷が除かれ
たときに経時的変化を伴うクリープ回復誤差を含む計量
信号を生成する力検知器と共に使用して、上記クリープ
誤差及び上記クリープ回復誤差を補償する補償装置にお
いて、上記計量信号がクリープ誤差を含むものであるか、又は
クリープ回復誤差を含むものであるかを判別する判別手
段と、この判別結果に基づき上記クリープ誤差を含む計
量信号に対しては、クリープ誤差信号生成の伝達関数の
逆伝達関数が上記クリープ誤差を補償したクリープ誤差
補償済み計量信号を生成し、上記クリープ回復誤差を含
む計量信号に対しては、クリープ回復誤差信号生成の伝
達関数の逆伝達関数がクリープ回復誤差を補償したクリ
ープ回復誤差補償済み計量信号を生成する補償演算手段
と、を具備することを特徴とする力検知器の経時誤差補
償装置。