JPH1164086A - 計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 載台上に載置された被計量物の重心と計量セ
ルの風袋の重心の真の合成重心位置における振動成分を
算出して被計量物の計量信号に含まれている振動成分を
正確に除去し、被計量物の質量を正確に計量すること。 【解決手段】 振動する床Ｆ上に設置されダミー信号ｕ
ｄ（ｊ）を生成する複数のダミーセル２₁ 〜２_n と、床
Ｆ上に設置され被計量物Ｘの計量信号ｕｐ（ｊ）を生成
する計量セル３と、ダミー信号ｕｄ（ｊ）より床Ｆの振
動モードを算出する床振動モード算出手段２１と、振動
モードと計量信号ｕｐ（ｊ）とに基づいて被計量物Ｘの
重心と計量セル３の載台１ａの重心の合成重心位置を表
す座標と被計量物Ｘの質量ｍとが含まれているパラメー
タ、及び質量ｍが含まれているパラメータｃを算出する
パラメータ算出手段２２と、パラメータｃに基づいて床
Ｆの振動に基づく振動成分を除去した質量ｍを算出する
質量算出手段２３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、計量用荷重変換
手段と補正用荷重変換手段を備える計量装置に関し、詳
しくは、例えば船上のように振動する床に設置されても
正確な重量又は質量の計量を可能にする計量装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記従来の計量装置として本願出願に係
る出願人が先に出願している計量装置がある（特願平８
−２０９３１９号）。その計量装置は、図９に示すよう
に、計量器１を構成する計量セル３と複数のダミーセル
２₁ 〜２_n を備えており、これら計量セル３とダミーセ
ル２₁ 〜２_n は振動する同一の床Ｆに異なる高さ位置に
設けられている。これら複数のダミーセル２₁ 〜２_n か
ら出力される各アナログダミー信号は、増幅器５₁ 〜５
_n で増幅されてアナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換
器）６₁ 〜６_n でデジタル信号に変換され、そして、デ
ジタルフィルタ１０₁ 〜１０_n を通過してデジタルダミ
ー信号ｕｄ₁ （ｊ）〜ｕｄ_n （ｊ）となり床振動算出手
段１１に入力する。床振動算出手段１１は、ダミー信号
ｕｄ₁ 〜ｕｄ_n に含まれている振動成分に基づいて床Ｆ
の振動モードを検出して計量セル３が設置されている位
置における上下方向の振動成分を算出し、その算出した
振動成分を床振動補正手段１２に出力する。

【０００３】一方、計量セル３から出力されるアナログ
計量信号は、増幅器４で増幅されてＡ／Ｄ変換器６０で
デジタル信号に変換され、そして、デジタルフィルタ９
を通過してデジタル計量信号ｕｐ（ｊ）となり床振動補
正手段１２に入力する。床振動補正手段１２は、計量セ
ル３から出力される計量信号ｕｐ（ｊ）から床振動算出
手段１１が算出した計量セル３が設置されている位置に
おける上下方向の振動成分を除去し、これによって、床
Ｆの振動に基づく計量誤差を除去した補正済み計量信号
である被計量物Ｘの質量ｍを出力する。

【０００４】なお、上記従来の計量装置の床振動算出手
段１１は、計量セル３が設置されている位置、例えば被
計量物Ｘの重心と計量セル３に設けられている載台（風
袋）３０の重心の合成重心位置が予め記憶されており、
この予め決められて記憶されている合成重心位置におけ
る上下方向の振動成分を算出して、この振動成分を計量
信号ｕｐ（ｊ）に含まれている振動成分とみなしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、載台３０上に
載置された被計量物Ｘの重心と計量セル３に設けられて
いる載台３０の重心の真の合成重心位置は、被計量物Ｘ
の大きさ、形状、及び載台３０上の被計量物Ｘの載置位
置によって変わるので、被計量物Ｘを計量するごとにそ
の真の合成重心位置が変動する。このように、計量の際
のその真の合成重心位置が、床振動算出手段１１に記憶
されている所定の合成重心位置と相違することとなる
と、真の合成重心位置における床振動に基づく振動成分
と記憶部に記憶されている合成重心位置における床振動
に基づく振動成分とが相違することとなり、これによっ
て、計量セル３から出力される計量信号ｕｐ（ｊ）に含
まれている振動成分と床振動算出手段１１が算出した振
動成分とが一致せず、その結果、計量信号ｕｐ（ｊ）に
含まれている床振動に基づく振動成分を精度良く除去す
ることができないので、被計量物Ｘの質量ｍを精度良く
計量することができないという問題がある。

【０００６】本発明は、床振動に基づく計量誤差を排除
する計量装置において、載台上に載置された被計量物の
重心と計量用荷重変換手段の風袋の重心の真の合成重心
位置又は真の合成重心位置に近い位置における振動成分
を算出して被計量物の質量又は重量を正確に計量するこ
とができる計量装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る計量装
置は、振動する物体上に設置され既知の補正用質量に基
づく重量を受けてこの重量に対応する補正信号を生成す
る複数の補正用荷重変換手段と、上記物体上に設置され
被計量物の重量を受けてこの重量に対応する計量信号を
生成する計量用荷重変換手段と、上記複数の補正用荷重
変換手段から生成される上記補正信号に基づいて上記物
体の振動モードを算出する振動モード算出手段と、この
算出された上記振動モードと上記計量信号とに基づいて
当該計量信号に対応する被計量物の重心と当該計量用荷
重変換手段の風袋の重心の合成重心位置を表す座標と当
該被計量物の質量とが含まれているパラメータ、及び当
該被計量物の質量が含まれているパラメータを算出する
パラメータ算出手段と、当該被計量物の質量が含まれて
いるパラメータに基づいて上記合成重心位置を表す座標
が算出された当該被計量物の、上記物体の振動に基づく
振動成分を除去した質量を算出する質量算出手段と、を
具備することを特徴とするものである。

【０００８】第２の発明に係る計量装置は、振動する物
体上に設置され既知の補正用質量に基づく重量を受けて
この重量に対応する補正信号を生成する複数の補正用荷
重変換手段と、上記物体上に設置され被計量物の重量を
受けてこの重量に対応する計量信号を生成する計量用荷
重変換手段と、上記複数の補正用荷重変換手段から生成
される上記補正信号に基づいて上記物体の振動モードを
算出する振動モード算出手段と、この算出された上記振
動モードと既知の質量の標本を上記計量用荷重変換手段
に負荷したときの計量信号とに基づいて当該計量信号を
出力した上記計量用荷重変換手段の風袋の重心と当該計
量用荷重変換手段に負荷されている上記標本の重心の合
成重心位置の座標を算出する座標算出手段と、上記振動
モードと上記合成重心位置の座標を使用して当該合成重
心位置の座標における被計量物の計量信号に含まれてい
る振動成分を算出する振動算出手段と、上記合成重心位
置が算出された上記計量用荷重変換手段が被計量物の重
量を受けて生成した計量信号から当該合成重心位置の上
記振動成分を除去した補正済み計量信号を生成する振動
補正手段と、を具備することを特徴とするものである。

【０００９】第３の発明に係る計量装置は、振動する物
体上に設置され既知の補正用質量に基づく重量を受けて
この重量に対応する補正信号を生成する複数の補正用荷
重変換手段と、上記物体上に設置され被計量物の重量を
受けてこの重量に対応する計量信号を生成する計量用荷
重変換手段と、上記複数の補正用荷重変換手段から生成
される上記補正信号に基づいて上記物体の振動モードを
算出する振動モード算出手段と、この算出された上記振
動モードと既知の質量の標本を上記計量用荷重変換手段
に負荷したときの計量信号とに基づいて当該計量信号を
出力した上記計量用荷重変換手段の風袋の重心と当該計
量用荷重変換手段に負荷されている上記標本の重心の合
成重心位置の座標を算出する座標算出手段と、上記振動
モードと上記合成重心位置の座標を使用して当該合成重
心位置における被計量物の計量信号に含まれている振動
成分を算出する振動算出手段と、上記合成重心位置が算
出された上記計量用荷重変換手段が被計量物の重量を受
けて生成した計量信号を当該合成重心位置の上記振動成
分で除算して当該略合成重心位置にある被計量物の、上
記物体の振動に基づく振動成分を除去した質量と対応す
る値を算出する質量算出手段と、を具備することを特徴
とするものである。

【００１０】第４の発明に係る計量装置は、振動する物
体上に設置され既知の補正用質量に基づく重量を受けて
この重量に対応する補正信号を生成する複数の補正用荷
重変換手段と、上記物体上に設置され被計量物の重量を
受けてこの重量に対応する計量信号を生成する計量用荷
重変換手段と、上記複数の補正用荷重変換手段から生成
される上記補正信号に基づいて上記物体の振動モードを
算出する振動モード算出手段と、この算出された上記振
動モードと上記計量信号とに基づいて当該計量信号に対
応する被計量物の重心と当該計量用荷重変換手段の風袋
の重心の合成重心位置を表す座標と当該被計量物の質量
とが含まれているパラメータ、及び当該被計量物の質量
が含まれているパラメータを算出するパラメータ算出手
段と、上記パラメータに基づいて被計量物の重心と当該
被計量物が負荷されている計量用荷重変換手段の風袋の
重心の合成重心位置を表す座標を算出する座標算出手段
と、上記振動モードと上記合成重心位置の座標を使用し
て当該合成重心位置の座標における振動成分を算出する
振動算出手段と、上記合成重心位置が算出された上記計
量用荷重変換手段が生成した計量信号から当該合成重心
位置の上記振動成分を除去した補正済み計量信号を生成
する振動補正手段と、を具備することを特徴とするもの
である。

【００１１】第５の発明に係る計量装置は、振動する物
体上に設置され既知の補正用質量に基づく重量を受けて
この重量に対応する補正信号を生成する複数の補正用荷
重変換手段と、上記物体上に設置され被計量物の重量を
受けてこの重量に対応する計量信号を生成する計量用荷
重変換手段と、上記複数の補正用荷重変換手段から生成
される上記補正信号に基づいて上記物体の振動モードを
算出する振動モード算出手段と、この算出された上記振
動モードと上記計量信号とに基づいて当該計量信号に対
応する被計量物の重心と当該計量用荷重変換手段の風袋
の重心の合成重心位置を表す座標と当該被計量物の質量
とが含まれているパラメータ、及び当該被計量物の質量
が含まれているパラメータを算出するパラメータ算出手
段と、上記パラメータに基づいて被計量物の重心と当該
被計量物が負荷されている計量用荷重変換手段の風袋の
重心の合成重心位置を表す座標を算出する座標算出手段
と、上記振動モードと上記合成重心位置の座標を使用し
て当該合成重心位置の座標における振動成分を算出する
振動算出手段と、上記合成重心位置が算出された上記計
量用荷重変換手段が生成した計量信号を当該合成重心位
置の上記振動成分で除算して当該合成重心位置にある被
計量物の、上記物体の振動に基づく振動成分を除去した
質量と対応する値を算出する質量算出手段と、を具備す
ることを特徴とするものである。

【００１２】第６の発明に係る計量装置は、第１、第
２、第３、第４、又は第５の発明において、上記振動モ
ード算出手段は、上記複数の補正用荷重変換手段から生
成される上記補正信号のＺ軸方向の振動成分に基づい
て、夫々が互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及び上記Ｚ軸を座
標軸としてＸ軸回りの回転運動の加速度Ｂ（ｔ）、Ｙ軸
回りの回転運動の加速度Ａ（ｔ）、Ｚ軸方向の直線運動
の加速度Ｃ（ｔ）、及びＸ軸回りの回転運動の速度とＹ
軸回りの回転運動の速度に基づいて決まる速度Ｄ（ｔ）
を含む振動モードを算出することを特徴とするものであ
る。

【００１３】第１の発明に係る計量装置によると、計量
用荷重変換手段が被計量物を計量してその重量に対応し
た計量信号を出力し、その計量用荷重変換手段と同一の
物体上に設置されている複数の補正用荷重変換手段が既
知の補正用質量の重量に対応した補正信号を出力する。
振動モード算出手段は、補正用荷重変換手段から出力さ
れる補正信号を使用して振動する物体の振動モードを算
出する。パラメータ算出手段は、この算出された振動モ
ードと計量信号とに基づいて、その計量信号に対応する
被計量物の重心と計量用荷重変換手段の風袋の重心の合
成重心位置を表す座標と当該被計量物の質量とが含まれ
ているパラメータ、及び当該被計量物の質量が含まれて
いるパラメータを算出し、質量算出手段は、被計量物の
質量が含まれているパラメータに基づいて被計量物の、
振動成分を除去した質量を求めることができる。

【００１４】第２の発明に係る計量装置の計量用荷重変
換手段、補正用荷重変換手段、及び振動モード算出手段
は、第１の発明に係る計量装置のものと同様に作用す
る。第２の発明に係る計量装置によると、計量の準備段
階で、既知の質量の標本を計量用荷重変換手段に負荷し
たときの計量信号と振動モードとに基づいてその計量信
号を出力した計量用荷重変換手段の風袋の重心と標本の
重心の合成重心位置の座標を座標算出手段が算出し、計
量段階で、被計量物の計量時に算出した振動モードを使
用して上記算出した合成重心位置の座標における被計量
物の計量信号に含まれている振動成分を振動算出手段が
算出する。そして、振動補正手段が、その合成重心位置
が算出された計量用荷重変換手段が被計量物の重量を受
けて生成した計量信号からこの合成重心位置の振動成分
を除去して補正済み計量信号を生成することができる。

【００１５】第３の発明に係る計量装置の計量用荷重変
換手段、補正用荷重変換手段、振動モード算出手段、及
び座標算出手段は、第２の発明に係る計量装置のものと
同様に作用する。第３の発明に係る計量装置によると、
被計量物の計量時に算出して得られた振動モードと標本
についての合成重心位置の座標を使用して、その合成重
心位置の座標における被計量物の計量信号に含まれてい
る振動成分を振動算出手段が算出し、質量算出手段が、
その合成重心位置が算出された計量用荷重変換手段が生
成する被計量物の計量信号をその合成重心位置の上記振
動成分で除算して、略合成重心位置にある被計量物の、
振動成分を除去した質量と対応する値を算出することが
できる。

【００１６】第４の発明に係る計量装置の計量用荷重変
換手段、補正用荷重変換手段、振動モード算出手段、及
びパラメータ算出手段は、第１の発明に係る計量装置の
ものと同様に作用する。第４の発明に係る計量装置によ
ると、パラメータ算出手段が算出したパラメータに基づ
いて被計量物の重心と当該被計量物が負荷されている計
量用荷重変換手段の風袋の重心の合成重心位置を表す座
標を座標算出手段が算出し、上記振動モードを使用して
この算出した合成重心位置の座標における振動成分を振
動算出手段が算出する。そして、振動補正手段が、その
合成重心位置が算出された計量用荷重変換手段が生成し
た計量信号からこの合成重心位置の振動成分を除去して
補正済み計量信号を生成することができる。

【００１７】第５の発明に係る計量装置の計量用荷重変
換手段、補正用荷重変換手段、振動モード算出手段、パ
ラメータ算出手段、及び座標算出手段は、第４の発明に
係る計量装置のものと同様に作用する。第５の発明に係
る計量装置によると、算出して得られた振動モードと合
成重心位置の座標を使用してその合成重心位置の座標に
おける振動成分を振動算出手段が算出し、質量算出手段
が、その合成重心位置が算出された計量用荷重変換手段
が生成した計量信号をその合成重心位置の上記振動成分
で除算して、振動成分を除去した被計量物の質量と対応
する値を算出することができる。

【００１８】第６の発明に係る計量装置によると、振動
モード算出手段は、補正用荷重変換手段から出力される
補正信号を使用して振動する物体の振動モードＡ
（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）、及びＤ（ｔ）を算出する
ことができる。そして、計量用荷重変換手段の出力する
計量信号からその計量用荷重変換手段に対して算出され
た物体の振動に基づくＺ軸方向の振動成分を除去する。
即ち、物体の振動モードとしてＡ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ
（ｔ）に加えて、Ｘ軸回りの回転運動の速度とＹ軸回り
の回転運動の速度に基づいて決まる速度Ｄ（ｔ）を求め
ているから、補正用荷重変換手段と計量用荷重変換手段
どうし、補正用荷重変換手段どうし、又は計量用荷重変
換手段どうしを、Ｚ軸方向の振動方向に対して互いに離
れた位置に設けた場合であっても、計量信号を正確に補
正することが可能である。しかも、補正用荷重変換手段
と計量用荷重変換手段どうし、補正用荷重変換手段どう
し、又は計量用荷重変換手段どうしを、Ｘ軸方向、又は
Ｙ軸方向に対して互いに離れた位置に設けた場合であっ
ても、計量信号を正確に補正することが可能である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態（請求項１
に係る発明と対応する実施形態）を図１、図７及び図８
を参照して説明する。図１は、この実施形態に係る計量
装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。
同図において、１は計量器であり、２₁ 〜２_n は補正用
荷重変換手段（以下、「ダミーセル」という。）であ
る。計量器（計量用荷重変換手段）１は、重量検出部
（以下、「計量セル」という。）３を有している。計量
セル３は、図１に示すように、一方の端部が床Ｆに固定
され、他方の端部には被計量物Ｘが載置される載台１ａ
が取り付けられており、載台１ａに載置された被計量物
Ｘの重量を計量して、その重量に応じたアナログ計量信
号Ｗを出力する。

【００２０】ダミーセル２₁ 〜２_n は、床Ｆの振動を検
出するためのものであり、４台以上設けてある。各ダミ
ーセル２₁ 〜２_n の一方の端部が計量セル３が取り付け
られている床Ｆに固定され、他方の端部には既知質量Ｍ
₀ の分銅（補正用質量）３３を取り付けて自由端として
ある。各ダミーセル２₁ 〜２_n は、床Ｆからの振動を受
ける状態で分銅３３の既知質量Ｍ₀ に基づく重量を受け
てこの重量と対応するアナログ補正信号（ダミー信号）
Ｄ₁ 〜Ｄ_n を出力する。質量Ｍ₀ は、各ダミーセル２₁
〜２_n の風袋質量を含むものとする。

【００２１】なお、計量セル３は、床Ｆから高さＨ₁ の
位置に設置してある。そして、ダミーセル２₁ 〜２_n-1
は、床Ｆから所定の同一の高さＨ₂ （Ｈ₂ ＜Ｈ₁ ）の位
置であって同一平面上に設置してあり、ダミーセル２_n
は、床Ｆから所定の高さＨ₃（Ｈ₃ ＜Ｈ₂ ）の位置に設
置してある。ここで、計量セル３の設置位置とは、載台
１ａに載置されている被計量物Ｘの質量ｍと計量セル３
の風袋質量Ｍ₁ との合成質点（合成重心）の位置の近傍
をいう。このように、計量セル３の設置位置を合成重心
の位置の近傍としたのは、合成重心の位置が被計量物Ｘ
の大きさや形状により変わるし、載台１ａ上の被計量物
Ｘの載置位置が計量のたびに変わるからである。ダミー
セル２の設置位置とは、ダミーセル２に設けられている
分銅３３の質量Ｍ₀ （この質量Ｍ₀ は、ダミーセル２自
体の風袋質量を含む質量である。）の質点（重心）の位
置をいう。ただし、所定の複数の計量セルを使用して１
つの被計量物を計量する場合は、これら所定の複数の計
量セルによって計量される被計量物の質量ｍ、及びこれ
ら複数の計量セルの風袋質量Ｍ₁ 、Ｍ₁ 、・・・・の合
成重心の近傍をこれら複数の計量セルの設置位置とい
う。

【００２２】図１に示す７０は、ＣＰＵの内部構造を示
すブロック図である。このＣＰＵ７０は、デジタルフィ
ルタ９、１０₁ 〜１０_n 、床振動モード算出手段２１、
パラメータ算出手段２２、質量算出手段２３を備えてい
る。計量セル３から出力されるアナログ計量信号Ｗは、
増幅器４で増幅されてアナログ・デジタル変換器（Ａ／
Ｄ変換器）６０でデジタル信号に変換され、そして、デ
ジタルフィルタ（ローパスフィルタ）９を通過してデジ
タル計量信号ｕｐ（ｊ）となりパラメータ算出手段２２
に入力するように構成されている。デジタルフィルタ９
は、主として被計量物Ｘを載台１ａ上に載置した際に生
じる比較的高周波数の振動成分を除去することができ
る。一方、ダミーセル２₁ 〜２_n から出力される各アナ
ログダミー信号Ｄ₁ 〜Ｄ_nは、増幅器５₁ 〜５_n でそれ
ぞれ増幅されて対応する各Ａ／Ｄ変換器６₁ 〜６_nでデ
ジタル信号に変換され、そして、各デジタルフィルタ１
０₁ 〜１０_n を通過してデジタルダミー信号ｕｄ
₁ （ｊ）〜ｕｄ_n （ｊ）となり床振動モード算出手段２
１に入力するように構成されている。

【００２３】床振動モード算出手段２１は、デジタルフ
ィルタ１０₁ 〜１０_n を通過したデジタルダミー信号ｕ
ｄ₁ （ｊ）〜ｕｄ_n （ｊ）の振動成分に基づいて床Ｆの
振動モードＡ（ｊ）、Ｂ（ｊ）、（ｇ（ｊ）＋Ｃ
（ｊ））、Ｄ（ｊ）を検出して、床Ｆの計量セル３が設
置されている位置における上下方向（Ｚ軸方向）の振動
成分を算出する手段である。振動モードＡ（ｊ）、Ｂ
（ｊ）、（ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ））、Ｄ（ｊ）について
は、後述する。

【００２４】パラメータ算出手段２２は、床振動モード
算出手段２１によって算出された上記振動モードと計量
信号ｕｐ（ｊ）とに基づいて当該計量信号ｕｐ（ｊ）に
対応する被計量物Ｘの重心と計量器１の載台１ａの重心
の合成重心位置を表す各座標ｘ_p 、ｙ_p 、及びｚ_p と当
該被計量物Ｘの質量ｍとが含まれているパラメータａ、
ｂ、ｄ、並びに当該被計量物Ｘの質量ｍが含まれている
パラメータｃを算出する手段である。パラメータａ、
ｂ、ｃ、ｄについては、後述する。

【００２５】質量算出手段２３は、被計量物Ｘの質量ｍ
が含まれているパラメータｃに基づいて、この被計量物
Ｘに係る合成重心位置を表す座標Ｐ_p が算出された当該
被計量物Ｘの、床Ｆの振動に基づく振動成分を除去した
質量ｍを算出する手段である。このように、低周波数の
床振動成分を除去する補正により、デジタルフィルタ９
のカットオフ周波数を高く設定することを可能にして、
高速、高精度計量を実現することができる。

【００２６】上記構成の計量装置によると、計量セル３
が被計量物Ｘを計量してその重量に対応した計量信号ｕ
ｐ（ｊ）を出力し、その計量セル３と同一の床Ｆ上に設
置されている複数のダミーセル２₁ 〜２_n が分銅３３の
既知の質量Ｍ₀ の重量に対応したダミー信号ｕｄ
₁ （ｊ）〜ｕｄ_n （ｊ）を出力する。床振動モード算出
手段２１は、ダミーセル２₁ 〜２_n から出力されるダミ
ー信号ｕｄ₁ （ｊ）〜ｕｄ_n（ｊ）を使用して振動する
床Ｆの振動モードを算出する。パラメータ算出手段２２
は、この算出された振動モードと計量信号ｕｐ（ｊ）と
に基づいて、その計量信号ｕｐ（ｊ）に対応する被計量
物Ｘの重心と計量セル３の載台１ａの重心の合成重心位
置を表す各座標ｘ_p 、ｙ_p 、及びｚ_p と当該被計量物Ｘ
の質量ｍとが含まれているパラメータａ、ｂ、ｄ、並び
に当該被計量物Ｘの質量ｍが含まれているパラメータｃ
を算出し、質量算出手段２３は、被計量物Ｘの質量ｍが
含まれているパラメータｃに基づいて被計量物Ｘの、振
動成分を除去した質量ｍを求めることができる。

【００２７】そして、この計量装置によると、計量のた
びに、例えば計量セル３の載台１ａ上に載置される被計
量物Ｘの載置位置が変わり、更に、被計量物Ｘの大き
さ、形状等が変わることによって、被計量物Ｘの重心と
計量セル３の載台１ａの重心の合成重心位置の座標Ｐ_p
（ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）が変動しても、パラメータ算出手
段２２が、被計量物Ｘの重心と計量セル３の載台１ａの
重心の合成重心位置を表す各座標ｘ_p 、ｙ_p 、及びｚ_p
と当該被計量物Ｘの質量ｍとが含まれているパラメータ
ａ、ｂ、ｄ、並びに当該被計量物Ｘの質量ｍが含まれて
いるパラメータｃを算出する構成であるので、計量信号
ｕｐ（ｊ）からその変動した合成重心位置の座標Ｐ
_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）における振動成分を除去した被
計量物Ｘの質量ｍを生成することができる。従って、こ
の計量装置によると、合成重心位置Ｐ_p（ｘ_p 、ｙ_p 、
ｚ_p ）の変動に基づく計量誤差が発生せず、これによっ
て被計量物Ｘの質量ｍを精度良く計量することができ
る。なお、被計量物Ｘの質量ｍに重力加速度ｇを乗算す
ることにより、被計量物Ｘの重量を生成する構成とする
ことができる。

【００２８】次に、上記計量装置に設けられているＣＰ
Ｕ７０が、計量信号ｕｐ（ｊ）から振動成分を除去して
被計量物Ｘの質量ｍを表す補正済み計量信号を出力する
理論について説明する。上記計量装置において使用する
計量セル３及びダミーセル２₁ 〜２_n （以下、「ロード
セル」という。）を図７に示す。このタイプのロードセ
ル３（２）は、４箇所のノッチ部３１の夫々の外側表面
に張り付けられた歪ゲージ３２によって、ロードセル３
（２）の変形状態を歪み量として検出するものである。
更に、これら４枚の歪ゲージ３２はホイートストンブリ
ッジを構成しており、ロードセル３（２）が破線で示す
ようにロバーバル（平行四辺形）状態に変形した場合の
み出力が変化し、それ以外の変形状態では、出力は変化
しないようになっている。従って、ロードセル３（２）
の固定（床Ｆ）側３ａ（２ａ）と荷重（分銅３３）側３
ｂ（２ｂ）の相対変位のうち、変形の成分のみが検出さ
れるから、床振動に対して垂直方向成分（Ｚ軸方向成
分）のみを考慮すればよいことがわかる。

【００２９】今、図８に示すように、床Ｆと結合する
Ｘ’Ｙ’平面上の点Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p、ｚ_p ）に計量セ
ル３の上記合成重心が位置し、床Ｆと結合するＸＹ平面
上とこのＸＹ平面と平行する他の平面上の４つの各点Ｐ
_d1（ｘ_d1、ｙ_d1、ｚ_d1）〜Ｐ_d4（ｘ_d4、ｙ_d4、ｚ_d4）に
４台の各ダミーセル２の分銅３３の重心が位置している
とする。ＸＹ平面の振動は、Ｘ軸回りの回転θ
_x （ｔ）、Ｙ軸回りの回転θ_y （ｔ）、及びＸＹ平面に
垂直なＺ軸方向の運動ｄ_z （ｔ）から成る。それ以外の
運動は、ここで使用するロードセル３（２）では検出し
ないので、ここでは論じない。なお、ＸＹ平面とＸ’
Ｙ’平面は、互いに平行し、両平面の距離をｚ_p とす
る。また、両平面の間には、相対的な変位がないとす
る。ここで、計量セル３が出力する計量信号ｕｐ（ｊ）
は、

【００３０】 ｕｐ（ｊ）＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）〔ｇ（ｊ）＋Ｖ_p （ｊ）〕 ＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）〔ｘ_p ・θ_y ”（ｊ）＋ｙ_p ・θ_x ”（ｊ）＋ ｇ（ｊ）＋ｄ_z ”（ｊ）＋ｚ_p ・（θ_x ’（ｊ）² ＋θ_y ’（ｊ）² ）〕 ・・・・（１）

【００３１】と表すことができる。ただし、ｊは、デジ
タル計量信号ｕｐ（ｊ）の時間における順番（ｊ＝１、
２、３、・・・）を表す。ｋ₁ は計量セル３のばね定
数、ｍは被計量物Ｘの質量、Ｍ₁ は載台１ａの質量、ｇ
（ｊ）は重力加速度のＸ’Ｙ’平面に対して垂直方向の
成分、Ｖ_p （ｊ）はｇ（ｊ）を除く計量信号ｕｐ（ｊ）
に含まれている床振動の成分である。そして、各θ_y ”
（ｊ）、θ_x ”（ｊ）、ｄ_z ”（ｊ）は、各θ
_y （ｊ）、θ_x （ｊ）、ｄ_z （ｊ）を時間で夫々二階微
分したものであり、各θ_x ’（ｊ）、θ_y ’（ｊ）は、
各θ_x （ｊ）、θ_y （ｊ）を時間で夫々一階微分したも
のである。ここで、

【００３２】 θ_y ”（ｊ）＝Ａ（ｊ）、θ_x ”（ｊ）＝Ｂ（ｊ）、ｄ_z ”（ｊ）＝Ｃ（ｊ） 、θ_x ’（ｊ）² ＋θ_y ’（ｊ）² ＝Ｄ（ｊ） ・・・・（２） と置くと、（１）式を

【００３３】 ｕｐ（ｊ）＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）〔ｘ_p ・Ａ（ｊ）＋ｙ_p ・Ｂ（ｊ）＋ （ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ））＋ｚ_p ・Ｄ（ｊ）〕 ・・・・（３）

【００３４】と書き直すことができる。同様に、床Ｆと
結合するＸＹ平面上とこのＸＹ平面と平行する他の平面
上に設置されている例えば４台ダミーセル２₁ 〜２₄ の
ダミー信号ｕｄ₁ （ｊ）〜ｕｄ₄ （ｊ）は、

【００３５】 ｕｄ（ｊ）＝ｋ₂ Ｍ₀ 〔ｇ（ｊ）＋Ｖ_d （ｊ）〕 ＝ｋ₂ Ｍ₀ 〔ｘ_d ・Ａ（ｊ）＋ｙ_d ・Ｂ（ｊ）＋（ｇ（ｊ）＋ Ｃ（ｊ））＋ｚ_d ・Ｄ（ｊ）〕 ・・・・（４） より、ｕｄ₁ （ｊ）〜ｕｄ₄ （ｊ）は、 ｕｄ₁ （ｊ）＝ｋ₂ Ｍ₀ 〔ｘ_d1・Ａ（ｊ）＋ｙ_d1・Ｂ（ｊ）＋（ｇ（ｊ）＋ Ｃ（ｊ））＋ｚ_d1・Ｄ（ｊ）〕 ・・・・・・・・・・・・・・ ｕｄ₄ （ｊ）＝ｋ₂ Ｍ₀ 〔ｘ_d4・Ａ（ｊ）＋ｙ_d4・Ｂ（ｊ）＋（ｇ（ｊ）＋ Ｃ（ｊ））＋ｚ_d4・Ｄ（ｊ）〕 ・・・・（５）

【００３６】と表すことができる。ただし、ｋ₂ は各ダ
ミーセル２のばね定数、Ｍ₀ は各分銅３３の質量、ｇ
（ｊ）は重力加速度のＸＹ平面に対する垂直成分、Ｖ_d
（ｊ）はｇ（ｊ）を除く各ダミー信号ｕｄ（ｊ）に含ま
れている床振動の成分である。次に、４台の各ダミーセ
ル２₁ 〜２₄ から出力されるダミー信号ｕｄ₁ （ｊ）〜
ｕｄ₄ （ｊ）と各座標Ｐ_d1（ｘ_d1、ｙ_d1、ｚ_d1）〜Ｐ_d4
（ｘ_d4、ｙ_d4、ｚ_d4）を（５）式に代入して４元１次連
立方程式を解くことにより床Ｆの振動モードＡ（ｊ）、
Ｂ（ｊ）、（ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ））、Ｄ（ｊ）を求める
ことができる。なお、ｊは、１、２、３、・・・であ
る。そして、ｋ₂ Ｍ₀ の影響は、各ダミー信号ｕｄ
₁ （ｊ）〜ｕｄ₄ （ｊ）をｋ₂ Ｍ₀ で予め割っておくこ
とにより除去することができる。また、実際には、各ダ
ミーセル２₁ 〜２₄ のダミー信号ｕｄ₁（ｊ）〜ｕｄ₄
（ｊ）は、誤差を含んでいるので、４台以上のダミーセ
ル２₁ 〜２_n を設けて、ダミー信号ｕｄ₁ （ｊ）〜ｕｄ
_n （ｊ）と各座標Ｐ_d1（ｘ_d1、ｙ_d1、ｚ_d1）〜Ｐ_dn（ｘ
_dn、ｙ_dn、ｚ_dn）を用いて例えば最小自乗法等を使用し
て振動モードＡ（ｊ）、Ｂ（ｊ）、（ｇ（ｊ）＋Ｃ
（ｊ））、Ｄ（ｊ）を求めるのが良い。本実施形態で
は、４台以上のダミーセル２₁ 〜２_n を設けてある。こ
の振動モードＡ（ｊ）、Ｂ（ｊ）、（ｇ（ｊ）＋Ｃ
（ｊ））、Ｄ（ｊ）を求めるのが床振動モード算出手段
２１である（図１参照）。次に、（３）式のｕｐ（ｊ）
を

【００３７】 ｕｐ（ｊ）＝ａ・Ａ（ｊ）＋ｂ・Ｂ（ｊ）＋ｃ・（ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ）） ＋ｄ・Ｄ（ｊ） ・・・・（６）

【００３８】の式に変形する。ただし、 ａ＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）・ｘ_p ｂ＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）・ｙ_p ｃ＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ） ｄ＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）・ｚ_p

【００３９】である。そこで、計量セル３から出力され
る計量信号ｕｐ（ｊ）と（５）式によって求めた振動モ
ードＡ（ｊ）、Ｂ（ｊ）、（ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ））、Ｄ
（ｊ）を用いて、例えば４元１次連立方程式を解いて
（６）式のパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄを求める。ただ
し、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄを最小自乗法を使用して
求めてもよい。このパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄを求める
のがパラメータ算出手段２２である（図１参照）。パラ
メータ算出手段２２は、パラメータｃを質量算出手段２
３に出力する。この求められたパラメータｃは、ｃ＝ｋ
₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）であるので、被計量物の質量ｍを ｍ＝（ｃ／ｋ₁ ）−Ｍ₁ ・・・・（７） により求めることができる。この（７）式を演算して被
計量物の質量ｍを出力するのが質量算出手段２３であ
る。この質量ｍは、計量信号ｕｐ（ｊ）から床振動成分
を除去した補正済みの計量信号である。

【００４０】次に、第２実施形態（請求項２に係る発明
と対応する実施形態）を図２を参照して説明する。第２
実施形態の計量装置は、第１実施形態の図１に示すＣＰ
Ｕ７０に変えて、図２に示すＣＰＵ７１を設けた構成と
したところである。これ以外は、第１実施形態と同等で
あるので同等部分の詳細な説明を省略する。第２実施形
態の計量装置は、計量ごとに被計量物Ｘの合成重心位置
が殆ど変化しないが、その合成重心位置が不明である場
合や、被計量物の大きさが変更してその合成重心位置が
不明である場合、に適用すると都合のよい装置である。
例えば、自動重量選別装置や組合せ秤に適用することが
できる。

【００４１】自動重量選別装置に適用したこの計量装置
のＣＰＵ７１は、図２に示すように、デジタルフィルタ
９、１０₁ 〜１０_n 、床振動モード算出手段２１、座標
算出手段１４、座標位置の振動算出手段１５、及び床振
動補正手段１２を備えている。デジタルフィルタ９、１
０₁ 〜１０_n と床振動モード算出手段２１は、第１実施
形態のものと同等であるので説明を省略する。座標算出
手段１４は、被計量物Ｘの標本（被計量物Ｘの平均的な
形状と重量を備えるもの。）を使用して、この標本を計
量セル３に設けられている例えば計量コンベア（図示せ
ず）上に供給したときの計量信号ｕｐ（ｊ）と振動モー
ドＡ（ｊ）、Ｂ（ｊ）、（ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ））、Ｄ
（ｊ）を（３）式に代入して最小自乗法を使用して、標
本の重心と計量コンベア（風袋）の重心の合成重心位置
を表す座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）を算出する手段で
ある。振動モードＡ（ｊ）、Ｂ（ｊ）、（ｇ（ｊ）＋Ｃ
（ｊ））、Ｄ（ｊ）は、床振動モード算出手段２１によ
り算出されている。ただし、ｍは標本の質量、Ｍ₁ は計
量コンベアの質量とする。そして、この合成重心位置を
表す座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）を最小自乗法を使用
して求めたが、これ以外にも従来公知の例えば４元１次
連立方程式を解いて求めてもよい。

【００４２】座標位置の振動算出手段１５は、座標算出
手段１４が求めた座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）と計量
段階で床振動モード算出手段２１が求めた振動モードＡ
（ｊ）、Ｂ（ｊ）、ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ）、Ｄ（ｊ）を使
用して、この座標Ｐ_p （ｘ_p、ｙ_p 、ｚ_p ）における被
計量物Ｘの計量信号ｕｐ（ｊ）に含まれている床振動に
基づく振動成分（ｇ（ｊ）＋Ｖ_p （ｊ））＝Ｋ_p を算出
する手段である。つまり、座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、
ｚ_p ）における計量信号ｕｐ（ｊ）に含まれている床振
動の振動成分Ｋ_p （ｊ）は、（３）式より、

【００４３】 Ｋ_p （ｊ）＝（ｇ（ｊ）＋Ｖ_p （ｊ）） ＝〔ｘ_p ・Ａ（ｊ）＋ｙ_p ・Ｂ（ｊ）＋（ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ）） ＋ｚ_p ・Ｄ（ｊ）〕 ・・・・（８）

【００４４】と表すことができる。この（８）式に座標
Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）と計量段階で床振動モード算
出手段２１が求めた床振動モードＡ（ｊ）、Ｂ（ｊ）、
（ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ））、Ｄ（ｊ）を代入することによ
り、この座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p、ｚ_p ）における床振動
に基づく振動成分Ｋ_p （ｊ）を算出することができる。

【００４５】床振動補正手段１２は、計量セル３から出
力される計量信号ｕｐ（ｊ）から振動算出手段１５が算
出した座標位置における上下方向の振動成分Ｋ_p （ｊ）
を除去し、床Ｆの振動に基づく計量誤差を除去した補正
済み計量信号である被計量物Ｘの質量ｍを出力する手段
である。なお、計量信号ｕｐ（ｊ）から振動成分Ｋ
_p（ｊ）を除去して質量ｍを求める方法は、従来公知の
方法を使用すればよい。例えば、計量信号ｕｐ（ｊ）は
（３）式より、 ｕｐ（ｊ）＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）〔ｘ_p ・Ａ（ｊ）＋ｙ_p ・Ｂ（ｊ）＋ （ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ））＋ｚ_p ・Ｄ（ｊ）〕 ・・・・（３） で表され、この質量ｍに近い質量信号ｍ’が床振動補正
手段１２より出力されているので、 Ｇ（ｊ）＝ｋ₁ （ｍ’＋Ｍ₁ ）・（Ｋ_p （ｊ）−ｇ） ・・・・（９） を算出して、ｕｐ（ｊ＋１）からＧ（ｊ）を減算する。
これにより（３）式からＫ_p （ｊ）を除去することがで
きるので、上記演算を繰り返し行うことにより質量ｍを
正確に演算することができる。ただし、ｇは、重力加速
度の９．８ｍ／ｓ² である。

【００４６】上記構成の計量装置は、計量の準備段階に
おいて、座標算出手段１４が、振動モードと質量が既知
の被計量物の標本の計量信号ｕｐ（ｊ）に基づいてその
合成重心位置の座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）を算出
し、計量段階において、振動算出手段１５が、計量状態
における振動モードを使用して、その標本についての合
成重心位置の座標Ｐ_p における振動成分Ｋ_p （ｊ）を算
出し、床振動補正手段１２が、計量セル３が生成した被
計量物Ｘの計量信号ｕｐ（ｊ）からこの合成重心位置Ｐ
_p の振動成分Ｋ_p （ｊ）を除去して補正済み計量信号ｍ
を生成することができる。従って、被計量物Ｘの重心と
計量セル３の計量コンベアの風袋の重心の合成重心位置
の座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）が不明確であったり、
被計量物Ｘの変更等により合成重心位置が変動する場合
であっても、被計量物の標本により算出された合成重心
位置Ｐ_p における計量信号ｕｐ（ｊ）に含まれている振
動成分Ｋ_p （ｊ）を、その被計量物Ｘの計量信号ｕｐ
（ｊ）から除去して被計量物Ｘの質量ｍを生成すること
ができる。これによって、合成重心位置の変動に基づく
計量誤差を低減させることができ、その結果、被計量物
Ｘの質量ｍを従来よりも精度良く計量することができ
る。

【００４７】次に、第３実施形態（請求項３に係る発明
と対応する実施形態）を図３を参照して説明する。第３
実施形態の計量装置は、第２実施形態の図２に示すＣＰ
Ｕ７１の床振動補正手段１２に代えて、図３に示すよう
に、質量算出手段１７を設けた構成としたところであ
る。これ以外は、第２実施形態と同等であるので同等部
分の詳細な説明を省略する。第３実施形態の計量装置
は、第２実施形態と同様に、計量ごとに被計量物Ｘの合
成重心位置が殆ど変化しないが、その合成重心位置が不
明である場合や、被計量物の変更によりその大きさが変
更してその合成重心位置が変動する場合に適用すると都
合のよい装置である。例えば、自動重量選別装置や組合
せ秤に適用することができる。

【００４８】質量算出手段１７は、計量セル３が被計量
物Ｘの重量を受けて生成した（３）式で表される計量信
号ｕｐ（ｊ）を、振動算出手段１５が（８）式を演算し
て求めた当該合成重心位置の座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ
_p ）での振動成分Ｋ_p （ｊ）と計量セル３のばね定数ｋ
₁ とで除算して、その除算値から計量コンベアの質量Ｍ
₁ を減算して当該略合成重心位置にある被計量物Ｘの、
振動成分を除去した質量ｍを算出する手段である。即
ち、質量ｍは、

【００４９】 ｍ＝〔ｕｐ（ｊ）／（Ｋ_p （ｊ）・ｋ₁ ）〕−Ｍ₁ ・・・（１０）

【００５０】により求めることができる。この（１０）
式の演算を行うのが質量算出手段１７である。従って、
第２実施形態と同様に、被計量物Ｘの重心と計量セル３
の計量コンベアの重心の合成重心位置の座標Ｐ
_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）が不明確であったり、被計量物
の変更により変動する場合であっても、被計量物Ｘの計
量信号ｕｐ（ｊ）から、被計量物の標本に基づいて算出
された合成重心位置Ｐ_p における振動成分Ｋ_p （ｊ）を
除去して被計量物Ｘの質量ｍを生成することができる。

【００５１】次に、第４実施形態（請求項４に係る発明
と対応する実施形態）を図４を参照して説明する。第４
実施形態の計量装置は、第１実施形態の図１に示すＣＰ
Ｕ７０に変えて、図４に示すＣＰＵ７２を設けた構成と
したところである。これ以外は、第１実施形態と同等で
あるので同等部分の詳細な説明を省略する。第４実施形
態の計量装置は、第１実施形態の計量装置と同様に、計
量ごとに被計量物Ｘの形状、大きさが変わり、合成重心
位置が変動する場合でも、その変動する合成重心位置の
座標を計算してその合成重心位置における振動成分を計
量振動から除去することができ、これによって、被計量
物Ｘの質量ｍを正確に計量することができる装置であ
る。この計量装置のＣＰＵ７２は、図４に示すように、
デジタルフィルタ９、１０₁ 〜１０_n 、床振動モード算
出手段２１、パラメータ算出手段１９、座標算出手段１
８、座標位置の振動算出手段１５、床振動補正手段１２
を備えている。デジタルフィルタ９、１０₁ 〜１０_n 、
床振動モード算出手段２１、及びパラメータ算出手段２
２は第１実施形態のものと同等であり、座標位置の振動
算出手段１５、及び床振動補正手段１２は第２実施形態
のものと同等であるので説明を省略する。上記各実施形
態と相違するところは、パラメータ算出手段１９と座標
算出手段１８である。

【００５２】第１実施形態のパラメータ算出手段２２と
第４実施形態のパラメータ算出手段１９が相違するとこ
ろは、第１実施形態のパラメータ算出手段２２がパラメ
ータａ、ｂ、ｃ、ｄを算出してパラメータｃを質量算出
手段２３に出力するのに対して、第４実施形態のパラメ
ータ算出手段１９がパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄを算出し
てこれらパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄを座標算出手段１８
に出力するところである。

【００５３】座標算出手段１８は、パラメータ算出手段
１９が（６）式によって算出した各パラメータａ、ｂ、
ｄをｃで除算することにより、被計量物Ｘの重心と当該
被計量物Ｘが負荷されている計量セル３の載台１ａの重
心の合成重心位置を表す座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p ）
を算出する手段である。

【００５４】第４実施形態の計量装置によると、第１実
施形態の計量装置と同様に、計量のたびに、例えば計量
セル３の載台１ａ上に載置される被計量物Ｘの載置位置
が変わり、更に、被計量物Ｘの大きさ、形状等が変わる
ことによって、被計量物Ｘの重心と計量セル３の載台１
ａの重心の合成重心位置の座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、
ｚ _p ）が変動しても、パラメータ算出手段２２が、被計
量物Ｘの重心と計量セル３の載台１ａの重心の合成重心
位置を表す各座標ｘ_p 、ｙ_p 、及びｚ_p と当該被計量物
Ｘの質量ｍとが含まれているパラメータａ、ｂ、ｄ、並
びに当該被計量物Ｘの質量ｍが含まれているパラメータ
ｃを算出することができる。そして、座標算出手段１８
は、

【００５５】 ａ＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）・ｘ_p ｂ＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）・ｙ_p ｄ＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）・ｚ_p ・・・・（１１）

【００５６】の各式をｃ＝ｋ₁ （ｍ＋Ｍ₁ ）で除算する
ことにより、各座標ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_pを、

【００５７】 ｘ_p ＝ａ／ｃ ｙ_p ＝ｂ／ｃ ｚ_p ＝ｄ／ｃ ・・・・（１２）

【００５８】の演算により算出することができる。次
に、第２実施形態と同様にして、座標位置の振動算出手
段１５が、（８）式に各座標ｘ_p 、ｙ_p 、ｚ_p と振動モ
ードＡ（ｊ）、Ｂ（ｊ）、ｇ（ｊ）＋Ｃ（ｊ）、Ｄ
（ｊ）を代入することによって座標Ｐ_p （ｘ_p 、ｙ_p 、
ｚ_p ）における床振動に基づく振動成分Ｋ_p （ｊ）を算
出することができる。そして、床振動補正手段１２は、
第２実施形態と同様に、計量セル３から出力される計量
信号ｕｐ（ｊ）から計量セル３が設置されている位置Ｐ
_p における上下方向の振動成分Ｋ_p （ｊ）を除去し、こ
れによって、床Ｆの振動に基づく計量誤差を除去した補
正済み計量信号である被計量物Ｘの質量ｍを出力するこ
とができる。

【００５９】次に、第５実施形態（請求項５に係る発明
と対応する実施形態）の計量装置を説明する。第５実施
形態の計量装置は、第４実施形態の図４に示す床振動補
正手段１２に代えて、図５に示すように、質量算出手段
１７を設けたものであり、これ以外は、第４実施形態の
計量装置と同等であり、同等部分の詳細な説明を省略す
る。そして、この質量算出手段１７は、第３実施形態の
図３に示すものと同等であり、その詳細な説明も省略す
る。

【００６０】つまり、第５実施形態と第４実施形態とが
相違するところは、第４実施形態の計量装置では、床振
動補正手段１２が、（９）式を演算してＧ（ｊ）を求め
て、（３）式の計量信号ｕｐ（ｊ）からＧ（ｊ）を減算
することにより計量信号ｕｐ（ｊ）から合成重心位置の
座標位置Ｐ_p の上下方向の振動成分Ｋ_p （ｊ）を除去
し、これによって、床Ｆの振動に基づく計量誤差を除去
した被計量物Ｘの質量ｍを出力するのに対して、第５実
施形態の計量装置によると、質量算出手段１７が、（１
０）式に示す演算を行うことにより、計量セル３から出
力される計量信号ｕｐ（ｊ）から振動成分Ｋ_p （ｊ）を
除去し、これによって、床Ｆの振動に基づく計量誤差を
除去した被計量物Ｘの質量ｍを出力するところである。

【００６１】第６実施形態を図６を参照して説明する。
第６実施形態は、第１実施形態の計量装置を組合せ秤に
適用した例である。即ち、第１実施形態の図１に示す計
量装置において、計量器１、増幅器４、Ａ／Ｄ変換器６
０、デジタルフィルタ９、パラメータ算出手段２２、及
び質量算出手段２３からなる計量部と同等の計量部を、
計量器１₁ 〜１_m 、増幅器４₁ 〜４_m 、Ａ／Ｄ変換器６
０₁ 〜６０_m 、デジタルフィルタ９₁ 〜９_m 、パラメー
タ算出手段２２₁ 〜２２_m 、及び質量算出手段２３₁ 〜
２３_m のｍ組設け（図６参照、ただし、図６はＣＰＵ７
３の構造を示す。）、床振動モード算出手段２１が算出
した床振動モードＡ（ｊ）、Ｂ（ｊ）、〔ｇ（ｊ）＋Ｃ
（ｊ）〕、及びＤ（ｊ）を各パラメータ算出手段２２₁
〜２２_mに出力するように接続し、各質量算出手段２３
₁ 〜２３_m は各パラメータ算出手段２２₁ 〜２２_m から
入力するパラメータｃ₁ 〜ｃ_m に基づいて、各計量器１
₁〜１_m （計量セル３₁ 〜３_m ）で計量した被計量物Ｘ
₁ 〜Ｘ_m の各質量ｍ₁ 〜ｍ _m を算出して組合せ演算手段
２４に出力し、組合せ演算手段２４が組合せに選択した
選択信号ＯＳを出力する構成である。

【００６２】計量器１₁ 〜１_m 、ダミーセル２₁ 〜
２_n 、増幅器４₁ 〜４_m 、５₁ 〜５_n 、Ａ／Ｄ変換器６
０₁ 〜６０_m 、６₁ 〜６_n （図示せず）、図６に示すデ
ジタルフィルタ９₁ 〜９_m 、１０₁ 〜１０_n 、パラメー
タ算出手段２２₁ 〜２２_m 、床振動モード算出手段２
１、及び質量算出手段２３₁ 〜２３_m は、第１実施形態
のそれぞれと対応するものと同等の機能を果たすもので
あるので、それらの詳細な説明を省略する。そして、図
には示さないが、各デジタルフィルタ９₁ 〜９_m には、
第１実施形態と同様に、対応する各計量器１₁ 〜１_m 、
各増幅器４₁ 〜４_m 、及び各Ａ／Ｄ変換器６０₁ 〜６０
_m が直列に接続している。

【００６３】組合せ演算手段２４は、質量信号ｍ₁ 〜ｍ
_m のうちから、合計重量値が予め設定されている目標重
量値に等しいか若しくは最も近い組合せを構成するもの
を選択し、その選択した質量信号ｍと対応する被計量物
Ｘが投入されている計量ホッパの排出ゲートを開放する
ための選択信号ＯＳを出力することができるものであ
る。なお、図には示さないが、各計量ホッパは夫々計量
セル３₁ 〜３_m に設けられており、各計量ホッパの質量
は各計量セルの風袋質量となっている。

【００６４】上記組合せ秤は、床Ｆに据え付けられてい
る組合せ秤の同一の剛性フレームに各計量セル３₁ 〜３
_m 、及び各ダミーセル４₁ 〜４_n が設けられている構成
であり、各ダミーセル４₁ 〜４_n から出力されるダミー
信号ｕｄ₁ 〜ｕｄ_n の振動成分に基づいて床Ｆの振動モ
ードを検出して、ダミーセル４₁ 〜４_n-1 が設置されて
いる水平面（高さＨ₂ ）と高さが異なる水平面（高さＨ
₁ ）に設置されている各計量セル３₁ 〜３_m の各々の合
成重心位置の座標Ｐ_p1（ｘ_p1、ｙ_p1、ｚ_p1）〜Ｐ_pm（ｘ
_pm、ｙ_pm、ｚ_pm）における上下方向（鉛直方向）の振動
成分Ｋ_p1（ｊ）〜Ｋ_pm（ｊ）を、各振動成分と対応する
各計量信号ｕｐ₁ （ｊ）〜ｕｐ_m （ｊ）から除去するこ
とによって床振動による影響を除去した補正済み計量信
号である各被計量物Ｘ₁ 〜Ｘ_m の質量信号ｍ₁ 〜ｍ_m を
組合せ演算手段２４に出力し、組合せ演算手段２４がこ
れら質量信号ｍ₁ 〜ｍ_m に基づいて組合せ演算を行うこ
とができる。

【００６５】ただし、第６実施形態では、第１実施形態
の計量装置にｍ組の計量部（計量器１₁ 〜１_m 等）を設
けて、第１実施形態の計量装置を組合せ秤に適用した例
を示したが、これと同様に、第２〜第５の各実施形態の
計量装置にｍ組の計量部（計量器１₁ 〜１_m 等）を設け
て、第２〜第５の各実施形態の計量装置を組合せ秤に適
用することができる。即ち、第２〜第５の各実施形態の
座標算出手段が各計量セル１₁ 〜１_m の合成重心位置の
座標Ｐ_p1（ｘ_p1、ｙ_p1、ｚ_p1）〜Ｐ_pm（ｘ_pm、ｙ_pm、ｚ
_pm）を算出し、各々の合成重心位置の座標Ｐ_p1〜Ｐ_pmに
おける上下方向の振動成分Ｋ_p1（ｊ）〜Ｋ_pm（ｊ）を、
各振動成分と対応する各計量信号ｕｐ₁（ｊ）〜ｕｐ_m
（ｊ）から除去することによって床振動による影響を除
去した補正済み計量信号である各被計量物Ｘ₁ 〜Ｘ_m の
質量信号ｍ₁ 〜ｍ_m を組合せ演算手段２４に出力する構
成としてもよい。

【００６６】そして、上記各実施形態において、計量セ
ル３、３₁ 〜３_m 、及びダミーセル４₁ 〜４_n のセル感
度の補正、並びに計量セル３、３₁ 〜３_m の質量感度の
補正は、従来公知の方法により必要に応じて行うとよ
い。

【００６７】更に、上記各実施形態において、床振動が
小さい場合、各ＣＰＵ７０〜７４による床振動補正を行
うことによって却って計量精度が低下する場合がある。
そこで、振動検出用のダミーセルが出力するダミー信号
の振動成分が一定基準以下であるか否かを判定して、一
定基準以下であると判定した場合は、自動的に床振動補
正を停止して精度の劣化を防ぐ構成としてもよい。

【００６８】そして、上記各実施形態において、振動補
正済み計量信号として被計量物の質量ｍを生成する構成
としたが、この質量ｍに重力加速度ｇを乗算して被計量
物の重量を生成する構成としてもよい。

【００６９】また、上記各実施形態において、計量セル
３、３₁ 〜３_m 及びダミーセル２₁〜２_n から出力され
る計量信号Ｗ、Ｗ₁ 〜Ｗ_m 、及びダミー信号Ｄ₁ 〜Ｄ_n
を、夫々対応するＡ／Ｄ変換器によりアナログ・デジタ
ル変換を行う構成としたが、各増幅器４、４₁ 〜４_m 、
５₁ 〜５_n で増幅された計量信号Ｗ、Ｗ₁ 〜Ｗ_m 、及び
ダミー信号Ｄ₁ 〜Ｄ_n をマルチプレクサ（図示せず）に
入力させ、このマルチプレクサが上記各実施形態のＣＰ
Ｕからの切り換え信号により計量信号Ｗ、Ｗ₁〜Ｗ_m 及
びダミー信号Ｄ₁ 〜Ｄ_n を選択的に出力して１台のＡ／
Ｄ変換器に供給する構成としてもよい。勿論、ＣＰＵ内
には切換回路（図示せず）を設けて、Ａ／Ｄ変換器から
入力してきた信号を対応するデジタルフィルタ９、９₁
〜９_m 、１０₁ 〜１０_n に入力させる構成とする。

【００７０】

【発明の効果】第１、第４、及び第５の各発明に係る計
量装置によると、計量のたびに、例えば計量用荷重変換
手段に負荷される被計量物の負荷位置が変わり、更に、
被計量物の形状、大きさ等が変わることによって、被計
量物の重心と計量用荷重変換手段の風袋の重心の合成重
心位置の座標が変動しても、パラメータ算出手段が、被
計量物の重心と計量用荷重変換手段の風袋の重心の合成
重心位置を表す座標と当該被計量物の質量とが含まれて
いるパラメータ、及び当該被計量物の質量が含まれてい
るパラメータを算出する構成であるので、計量信号から
その変動した合成重心位置における振動成分を除去した
被計量物の質量又は補正済み計量信号を生成することが
できる。従って、この計量装置によると、合成重心位置
の変動に基づく振動成分の誤差を解消することができ、
これによって従来よりも精度良く被計量物の質量又は重
量を計量することができる。

【００７１】第２の発明に係る計量装置は、計量の準備
段階において、座標算出手段が、振動モードと被計量物
の標本の計量信号に基づいてその合成重心位置の座標を
算出し、計量段階において、振動算出手段が、被計量物
の計量時に算出した振動モードを使用して、その標本に
ついての合成重心位置の座標における被計量物の計量信
号に含まれている振動成分を算出し、振動補正手段が、
その合成重心位置が算出された計量用荷重変換手段の生
成する被計量物の計量信号からこの合成重心位置の振動
成分を除去して補正済み計量信号を生成する構成であ
る。従って、被計量物の重心と計量用荷重変換手段の風
袋の重心の合成重心位置の座標が不明確であったり、被
計量物の変更により合成重心位置が変動する場合であっ
ても、被計量物の標本に基づいて算出された合成重心位
置における被計量物の計量信号に含まれている振動成分
を、その被計量物の計量信号から除去して被計量物の質
量又は重量を精度良く算出することができる。

【００７２】第３の発明に係る計量装置は、振動算出手
段が、被計量物の計量時に算出した振動モードを使用し
て標本についての合成重心位置の座標における被計量物
の計量信号に含まれている振動成分を算出し、質量算出
手段が、その合成重心位置が算出された計量用荷重変換
手段が生成する被計量物の計量信号をこの合成重心位置
の振動成分で除算して、被計量物の振動成分を除去した
質量と対応する値を算出する構成である。従って、被計
量物の重心と計量用荷重変換手段の風袋の重心の合成重
心位置の座標が不明確であったり、被計量物の変更によ
り合成重心位置が変動する場合であっても、被計量物の
標本に基づいて合成重心位置を予め算出しておくことに
より、被計量物の計量信号から、その合成重心位置にお
けるその被計量物の計量信号に含まれている振動成分を
除去した被計量物の質量又は重量を精度良く算出するこ
とができる。

【００７３】第６の発明に係る計量装置によると、物体
の振動モードＡ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）、及びＤ
（ｔ）を算出する構成であるから、補正用荷重変換手段
と計量用荷重変換手段を、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向に対
して互いに離れた位置に設けた場合であっても、計量信
号を正確に補正することが可能であるし、Ｚ軸方向に対
して互いに離れた位置に設けた場合であっても、計量信
号を正確に補正することが可能である。また、複数の計
量用荷重変換手段がＸＹ平面と平行し、Ｚ軸方向に対し
て互いに離れた複数の各平面に設けられている場合で
も、各平面ごとに補正用荷重変換手段を設ける必要がな
く、１組の補正用荷重変換手段を使用して各平面に設置
されている計量用荷重変換手段の計量信号を補正するこ
とができる。これにより、補正用荷重変換手段の台数が
少なくて済むという効果がある。また、複数の補正用荷
重変換手段をＺ軸方向に対して互いに離れた複数の各平
面（ＸＹ平面と平行する平面）に設けることができるの
で、この点でも補正用荷重変換手段の設置場所の自由度
を大きくとれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態に係る計量装置の信号
処理系の概略構成を示すブロック図である。

【図２】同発明の第２実施形態のＣＰＵの内部構成を示
すブロック図である。

【図３】同発明の第３実施形態のＣＰＵの内部構成を示
すブロック図である。

【図４】同発明の第４実施形態のＣＰＵの内部構成を示
すブロック図である。

【図５】同発明の第５実施形態のＣＰＵの内部構成を示
すブロック図である。

【図６】同発明の第６実施形態のＣＰＵの内部構成を示
すブロック図である。

【図７】同発明の各実施形態のロードセルのモデルを示
す図である。

【図８】同発明の各実施形態のロードセルの配置を示す
図である。

【図９】従来の計量装置の信号処理系の概略構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

３、３₁ 〜３_m 計量セル ２、２₁ 〜２_n ダミーセル ７０〜７４ ＣＰＵ ２２、２２₁ 〜２２_m パラメータ算出手段 ２３、２３₁ 〜２３_m 質量算出手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動する物体上に設置され既知の補正用
   質量に基づく重量を受けてこの重量に対応する補正信号
   を生成する複数の補正用荷重変換手段と、上記物体上に
   設置され被計量物の重量を受けてこの重量に対応する計
   量信号を生成する計量用荷重変換手段と、上記複数の補
   正用荷重変換手段から生成される上記補正信号に基づい
   て上記物体の振動モードを算出する振動モード算出手段
   と、この算出された上記振動モードと上記計量信号とに
   基づいて当該計量信号に対応する被計量物の重心と当該
   計量用荷重変換手段の風袋の重心の合成重心位置を表す
   座標と当該被計量物の質量とが含まれているパラメー
   タ、及び当該被計量物の質量が含まれているパラメータ
   を算出するパラメータ算出手段と、当該被計量物の質量
   が含まれているパラメータに基づいて上記合成重心位置
   を表す座標が算出された当該被計量物の、上記物体の振
   動に基づく振動成分を除去した質量を算出する質量算出
   手段と、を具備することを特徴とする計量装置。
2. 【請求項２】 振動する物体上に設置され既知の補正用
   質量に基づく重量を受けてこの重量に対応する補正信号
   を生成する複数の補正用荷重変換手段と、上記物体上に
   設置され被計量物の重量を受けてこの重量に対応する計
   量信号を生成する計量用荷重変換手段と、上記複数の補
   正用荷重変換手段から生成される上記補正信号に基づい
   て上記物体の振動モードを算出する振動モード算出手段
   と、この算出された上記振動モードと既知の質量の標本
   を上記計量用荷重変換手段に負荷したときの計量信号と
   に基づいて当該計量信号を出力した上記計量用荷重変換
   手段の風袋の重心と当該計量用荷重変換手段に負荷され
   ている上記標本の重心の合成重心位置の座標を算出する
   座標算出手段と、上記振動モードと上記合成重心位置の
   座標を使用して当該合成重心位置の座標における被計量
   物の計量信号に含まれている振動成分を算出する振動算
   出手段と、上記合成重心位置が算出された上記計量用荷
   重変換手段が被計量物の重量を受けて生成した計量信号
   から当該合成重心位置の上記振動成分を除去した補正済
   み計量信号を生成する振動補正手段と、を具備すること
   を特徴とする計量装置。
3. 【請求項３】 振動する物体上に設置され既知の補正用
   質量に基づく重量を受けてこの重量に対応する補正信号
   を生成する複数の補正用荷重変換手段と、上記物体上に
   設置され被計量物の重量を受けてこの重量に対応する計
   量信号を生成する計量用荷重変換手段と、上記複数の補
   正用荷重変換手段から生成される上記補正信号に基づい
   て上記物体の振動モードを算出する振動モード算出手段
   と、この算出された上記振動モードと既知の質量の標本
   を上記計量用荷重変換手段に負荷したときの計量信号と
   に基づいて当該計量信号を出力した上記計量用荷重変換
   手段の風袋の重心と当該計量用荷重変換手段に負荷され
   ている上記標本の重心の合成重心位置の座標を算出する
   座標算出手段と、上記振動モードと上記合成重心位置の
   座標を使用して当該合成重心位置における被計量物の計
   量信号に含まれている振動成分を算出する振動算出手段
   と、上記合成重心位置が算出された上記計量用荷重変換
   手段が被計量物の重量を受けて生成した計量信号を当該
   合成重心位置の上記振動成分で除算して当該略合成重心
   位置にある被計量物の、上記物体の振動に基づく振動成
   分を除去した質量と対応する値を算出する質量算出手段
   と、を具備することを特徴とする計量装置。
4. 【請求項４】 振動する物体上に設置され既知の補正用
   質量に基づく重量を受けてこの重量に対応する補正信号
   を生成する複数の補正用荷重変換手段と、上記物体上に
   設置され被計量物の重量を受けてこの重量に対応する計
   量信号を生成する計量用荷重変換手段と、上記複数の補
   正用荷重変換手段から生成される上記補正信号に基づい
   て上記物体の振動モードを算出する振動モード算出手段
   と、この算出された上記振動モードと上記計量信号とに
   基づいて当該計量信号に対応する被計量物の重心と当該
   計量用荷重変換手段の風袋の重心の合成重心位置を表す
   座標と当該被計量物の質量とが含まれているパラメー
   タ、及び当該被計量物の質量が含まれているパラメータ
   を算出するパラメータ算出手段と、上記パラメータに基
   づいて被計量物の重心と当該被計量物が負荷されている
   計量用荷重変換手段の風袋の重心の合成重心位置を表す
   座標を算出する座標算出手段と、上記振動モードと上記
   合成重心位置の座標を使用して当該合成重心位置の座標
   における振動成分を算出する振動算出手段と、上記合成
   重心位置が算出された上記計量用荷重変換手段が生成し
   た計量信号から当該合成重心位置の上記振動成分を除去
   した補正済み計量信号を生成する振動補正手段と、を具
   備することを特徴とする計量装置。
5. 【請求項５】 振動する物体上に設置され既知の補正用
   質量に基づく重量を受けてこの重量に対応する補正信号
   を生成する複数の補正用荷重変換手段と、上記物体上に
   設置され被計量物の重量を受けてこの重量に対応する計
   量信号を生成する計量用荷重変換手段と、上記複数の補
   正用荷重変換手段から生成される上記補正信号に基づい
   て上記物体の振動モードを算出する振動モード算出手段
   と、この算出された上記振動モードと上記計量信号とに
   基づいて当該計量信号に対応する被計量物の重心と当該
   計量用荷重変換手段の風袋の重心の合成重心位置を表す
   座標と当該被計量物の質量とが含まれているパラメー
   タ、及び当該被計量物の質量が含まれているパラメータ
   を算出するパラメータ算出手段と、上記パラメータに基
   づいて被計量物の重心と当該被計量物が負荷されている
   計量用荷重変換手段の風袋の重心の合成重心位置を表す
   座標を算出する座標算出手段と、上記振動モードと上記
   合成重心位置の座標を使用して当該合成重心位置の座標
   における振動成分を算出する振動算出手段と、上記合成
   重心位置が算出された上記計量用荷重変換手段が生成し
   た計量信号を当該合成重心位置の上記振動成分で除算し
   て当該合成重心位置にある被計量物の、上記物体の振動
   に基づく振動成分を除去した質量と対応する値を算出す
   る質量算出手段と、を具備することを特徴とする計量装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５に記載の計
   量装置において、上記振動モード算出手段は、上記複数
   の補正用荷重変換手段から生成される上記補正信号のＺ
   軸方向の振動成分に基づいて、夫々が互いに直交するＸ
   軸、Ｙ軸及び上記Ｚ軸を座標軸としてＸ軸回りの回転運
   動の加速度Ｂ（ｔ）、Ｙ軸回りの回転運動の加速度Ａ
   （ｔ）、Ｚ軸方向の直線運動の加速度Ｃ（ｔ）、及びＸ
   軸回りの回転運動の速度とＹ軸回りの回転運動の速度に
   基づいて決まる速度Ｄ（ｔ）を含む振動モードを算出す
   ることを特徴とする計量装置。