JP2002277317A - マルチロードセル式はかり、偏置誤差補正方法、偏置誤差補正プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 載台上への荷重負荷位置の違いによる、各ロ
ードセルの出力値の和算値の誤差を極力小さくするマル
チロードセル式はかり、偏置誤差補正方法、偏置誤差補
正プログラムを提供すること。 【解決手段】 荷重分布係数演算手段４にて載台の四隅
を支持する４つのロードセルの出力値とこれら出力値の
平均値に基づいて荷重分布係数φを求め、偏置誤差補正
係数演算手段５にて荷重分布係数φの関数として偏置誤
差補正係数ｋを求め、偏置誤差補正手段８にて偏置誤差
補正係数ｋを各ロードセルの出力値の和算値にかけて偏
置誤差補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のロードセル
で載台を支持するマルチロードセル式はかり、その偏置
誤差補正方法、その偏置誤差補正プログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、マルチロードセル式はかりの一
例として、長方形状の載台１が載台１の中央から等距離
にある四隅に配置された４つのロードセルＬＣ１〜ＬＣ
４で支持されたはかりの平面図を、図３Ａはその側面図
を模式的に示す。載台１に荷重が負荷されると各ロード
セルＬＣ１〜ＬＣ４は検出値をデジタル値で出力する。

【０００３】図２Ａに示した数値は、載台１の中央、四
隅、それぞれに同荷重（例えば１０トン）が負荷された
ときの各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力値（載台１上
が無負荷のときの値を差し引いた値）の和算値である。
載台１の中央に荷重が負荷されたときには、和算値は”
１００００”、各四隅に荷重が負荷されたときにはそれ
ぞれ”１０００４”であった。なお、各ロードセルＬＣ
１〜ＬＣ４の出力値それぞれには、予め四隅ごとに分銅
を負荷させるなどして得られた四隅補正係数がかけら
れ、同じ荷重が四隅のどの位置にかかっても和算値が等
しくなるように四隅補正されている（図示の例では”１
０００４”に等しくされている）。

【０００４】図２Ｂに示した数値は、載台１の中央、こ
の中央を挟む長手方向に関する二隅、それぞれに同荷重
（例えば２０トン）が負荷されたときの各ロードセルＬ
Ｃ１〜ＬＣ４の出力値の和算値である。載台１の中央に
荷重が負荷されたときには、和算値は”２０００４”、
各二隅に荷重が負荷されたときにはそれぞれ”１９９９
６”であった。なお、ここでの出力値も、無負荷時の値
が差し引かれ、且つ四隅補正された値である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の図２Ａ、Ｂの結
果からわかるように、載台１の中央に荷重が負荷された
場合には、四隅や二隅に荷重が負荷された場合に比べ各
ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力値の和算値は小さくな
る傾向にある。これは、図３Ｂに示すように、載台１の
中央に被計量物Ｍが載せられてその荷重が載台１に作用
すると載台１が図示のように中央部を下方に突出させる
ようにして、たわんでしまうことに起因する。このよう
に載台１がたわんでしまうと、球面状の荷重受面で載台
１の四隅を支持するロードセルＬＣ１〜ＬＣ４が図示の
ようにその上部を載台外側に向けて傾く。ロードセルは
これの軸方向の力を検出するために、一般に、ロードセ
ルが傾くと出力が減少する。

【０００６】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、載台
上への荷重負荷位置の違いによる、各ロードセルの出力
値の和算値の誤差を極力小さくするマルチロードセル式
はかり、偏置誤差補正方法、偏置誤差補正プログラムを
提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のマルチロードセ
ル式はかりは、共通の載台を支持する複数のロードセル
と、各ロードセルの出力値とこれら出力値の平均値に基
づいて荷重分布係数を求める荷重分布係数演算手段と、
荷重分布係数の関数として偏置誤差補正係数を求める偏
置誤差補正係数演算手段と、偏置誤差補正係数を各ロー
ドセルの出力値の和算値にかける偏置誤差補正手段と、
を備えている。

【０００８】本発明の偏置誤差補正方法では、共通の載
台を支持する複数のロードセルの出力値とこれら出力値
の平均値に基づいて荷重分布係数を求め、荷重分布係数
の関数として偏置誤差補正係数を求め、偏置誤差補正係
数を各ロードセルの出力値の和算値にかける。

【０００９】本発明の偏置誤差補正プログラムは、共通
の載台を支持する複数のロードセルの出力値とこれら出
力値の平均値に基づいて荷重分布係数を算出する処理
と、荷重分布係数の関数として偏置誤差補正係数を算出
する処理と、偏置誤差補正係数を各ロードセルの出力値
の和算値にかける処理と、をコンピュータに実行させ
る。

【００１０】すなわち、本発明の請求項１、２又は３で
は、荷重分布係数は各ロードセルが荷重をどのような分
担で検出しているかを示すものであり、この荷重分布係
数が荷重の均等分布状態を示していた場合には、載台中
央に荷重が負荷されているとみなして、各ロードセルの
和算値を増加させるように補正を行う。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１２】本実施の形態でも、マルチロードセル式は
かりとしては、従来と同様、長方形状の載台１が載台１
の中央から等距離にある四隅に配置された４つのロード
セルＬＣ１〜ＬＣ４で支持され、載台１に荷重が負荷さ
れると各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４は検出値をデジタル
値で出力するはかりを考える。

【００１３】図１に示すように、各ロードセルＬＣ１〜
ＬＣ４の出力値（載台１上が無負荷のときの値を差し引
いた値）をＷ１〜Ｗ４とすると、Ｗ１〜Ｗ４それぞれに
は、四隅補正係数演算手段２にて、予め求められメモリ
３に記憶された四隅補正係数Ｐ１〜Ｐ４がかけられ四隅
補正される。この四隅補正された各ロードセルＬＣ１〜
ＬＣ４の出力値をＤ１〜Ｄ４とすると、これらＤ１〜Ｄ
４は荷重分布係数演算手段４に入力する。

【００１４】荷重分布係数演算手段４では、Ｄ１〜Ｄ４
の平均値Ｄｎが演算されると共に、これらＤ１〜Ｄ４と
Ｄｎとから表１の（１）式に基づいて荷重分布係数φが
演算される。（１）式においてｎはロードセルの個数を
示し、ここではｎ＝４である。

【００１５】

【表１】

【００１６】そして、荷重分布係数φは偏置誤差補正係
数演算手段５に入力され、偏置誤差補正係数演算手段５
では表１の（２）式に示すように、荷重分布係数φの関
数（この場合２次関数）として偏置誤差補正係数ｋが演
算される。

【００１７】ここで、ｅは、載台１の四隅あるいは二隅
に荷重が負荷されたときの４つのロードセルＬＣ１〜Ｌ
Ｃ４の出力値の和算値に対して、載台１の中央に荷重が
負荷されたときの和算値がどれだけ小さいかを示す比率
であり、図２Ｂの場合では｛（２０００４−１９９９
６）／２０００４｝×１００＝０．０４％である。この
ｅは、載台の剛性などのはかりの機械的な性質やロード
セルの設置状況などによって変わってくるので、載台の
型式毎に、予めデータを測定し、ｅを求めておく。ま
た、メモリ７には、表２に示すように予めいくつかのｅ
及びそのｅに対応するａ、ｂがテーブルとして記憶され
ており、計量時にはメモリ６より読み出されるｅの値に
応じてメモリ７からａ、ｂが読み出され表１の（２）式
に基づいて偏置誤差補正係数ｋが演算される。

【００１８】

【表２】

【００１９】以上のようにして得られた偏置誤差補正係
数ｋは偏置誤差補正手段８に入力し、偏置誤差補正手段
８ではロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力値の和算値（Ｄ
１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４）に偏置誤差補正係数ｋがかけら
れて偏置誤差補正が行われる。

【００２０】そして、偏置誤差補正された和算値｛（Ｄ
１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４）×ｋ｝はスパン補正手段９に入
力され、予め求められメモリ１０に記憶されたスパン係
数Ｓが｛（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４）×ｋ｝にかけられ
て、｛（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４）×ｋ｝×Ｓが定格値
となるべくスパン補正が行われる。

【００２１】上記四隅補正手段２、荷重分布係数演算手
段４、偏置誤差補正係数演算手段５、偏置誤差補正手段
８、スパン補正手段９は、具体的にはコンピュータのＣ
ＰＵであり、偏置誤差補正プログラムに従った手順にて
上述したような処理が行われる。なお、偏置誤差補正プ
ログラムは図示しない主メモリにインストールされる。

【００２２】次に、表３は各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４
が受ける具体的な荷重分担例を３つのケースで示し、こ
れら各ケースごとについての、補正前の和算値、荷重分
布係数φ、偏置誤差補正係数ｋ、補正された和算値を示
したものである。なお、ここでは、偏置誤差補正係数ｋ
を演算するにあたり、ｅ＝０．０２％、ａ＝１．３×１
０^-4、ｂ＝−３．３×１０^-4としている。

【００２３】

【表３】

【００２４】例えば、ケース３の場合は各ロードセルＬ
Ｃ１〜ＬＣ４に均等に荷重が分担されている状態を示
し、このとき荷重分布係数φは０、偏置誤差補正係数ｋ
は１より大きく、（補正前の）和算値”２２４０００”
を増加させるべく補正する。すなわち、各ロードセルＬ
Ｃ１〜ＬＣ４に均等に荷重が分担されている状態は載台
１の中央に被計量物が載せられその荷重がかかっている
状態を示し、この状態では、上述したように載台１のた
わみ量が大きく和算値が本来より小さめとなってしまう
ので、これを大きくするべく補正を行う。その他のケー
ス１、２の場合からもわかるように、荷重の分布状態に
応じて荷重分布係数φの値は変わり、この荷重分布係数
φに応じて和算値の補正を行う。これにより、載台１上
における荷重負荷位置の違いによる和算値のばらつきを
はかりの精度として問題のない程度に抑えることができ
る。

【００２５】なお、上記実施の形態では偏置誤差補正係
数ｋを荷重分布係数φの２次関数として求めたが、これ
に限らず、偏置誤差補正係数ｋは荷重分布係数φのｎ次
関数として定義できる。しかし、高次になるほど高精度
な偏置誤差補正を行えるが演算処理に時間を要したり、
あるいは高い処理能力を有するＣＰＵを用いればその分
コストも高くなる。本実施の形態のように、２次関数で
も実験的に検証して十分に精度が出ることは確認できて
おり問題はない。

【００２６】また、上記では、ロードセルが傾斜するこ
とで出力が減少するために、載台中央に荷重が負荷され
たときの和算値が小さくなる場合について述べた。載台
あるいはロードセルの形状によっては、ロードセルが傾
斜した場合に出力が増加し、載台中央に荷重が負荷され
たときの和算値が大きくなる場合もある。この場合に
は、ｅの値をマイナスにすることで本発明の偏置誤差補
正が適用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、被計
量物を載台上にどのような載せ方をしても、誤差の少な
い計量値が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による偏置誤差補正の流れ
を示すブロック図である。

【図２】載台の平面図であり、Ａには載台の中央と四隅
それぞれに同荷重を負荷させたときの各ロードセルの出
力値の和算値を示し、Ｂには載台の中央と二隅それぞれ
に同荷重を負荷させたときの各ロードセルの出力値の和
算値を示す。

【図３】載台及びこれを支持するロードセルの側面図で
あり、Ａは載台上が無負荷の状態を示し、Ｂは載台中央
に荷重が負荷されている状態を示す。

【符号の説明】

１ 載台 ２ 四隅補正手段 ４ 荷重分布係数演算手段 ５ 偏置誤差補正係数演算手段 ８ 偏置誤差補正手段 ９ スパン補正手段

フロントページの続き (72)発明者 金山 英次郎 大阪府八尾市神武町２番35号 株式会社ク ボタ久宝寺工場内 (72)発明者 瀬川 浩一 大阪府八尾市神武町２番35号 株式会社ク ボタ久宝寺工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通の載台を支持する複数のロードセル
   と、 前記各ロードセルの出力値とこれら出力値の平均値に基
   づいて荷重分布係数を求める荷重分布係数演算手段と、 前記荷重分布係数の関数として偏置誤差補正係数を求め
   る偏置誤差補正係数演算手段と、 前記偏置誤差補正係数を前記各ロードセルの出力値の和
   算値にかける偏置誤差補正手段と、を備えたことを特徴
   とするマルチロードセル式はかり。
2. 【請求項２】 共通の載台を支持する複数のロードセル
   の出力値とこれら出力値の平均値に基づいて荷重分布係
   数を求め、 前記荷重分布係数の関数として偏置誤差補正係数を求
   め、 前記偏置誤差補正係数を前記各ロードセルの出力値の和
   算値にかけることを特徴とする偏置誤差補正方法。
3. 【請求項３】 共通の載台を支持する複数のロードセル
   の出力値とこれら出力値の平均値に基づいて荷重分布係
   数を算出する処理と、 前記荷重分布係数の関数として偏置誤差補正係数を算出
   する処理と、 前記偏置誤差補正係数を前記各ロードセルの出力値の和
   算値にかける処理と、をコンピュータに実行させるため
   の偏置誤差補正プログラム。
4. 【請求項４】 前記載台はこの中央から等しい四隅位置
   で４つの前記ロードセルによって支持され、前記四隅位
   置それぞれに同荷重が負荷されたとき、前記各ロードセ
   ルの出力値の和算値が等しくなるように前記各ロードセ
   ルの出力値は四隅補正されていることを特徴とする請求
   項１に記載のマルチロードセル式はかり、請求項２に記
   載の偏置誤差補正方法、又は請求項３に記載の偏置誤差
   補正プログラム。