JP2003207387A

JP2003207387A - 重量測定装置

Info

Publication number: JP2003207387A
Application number: JP2002005049A
Authority: JP
Inventors: Toru Takahashi; 孝橋　　徹; Takanori Matsuo; 孝徳松尾
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】安定した重量信号をできるだけ速やかに求め
る。【解決手段】物品が供給されるごとに、ノイズ信号を
含む荷重信号をロードセル２が発生する。荷重信号がＣ
ＰＵ１４に入力され、ＣＰＵ１４は、異なる周波数のノ
イズ信号をそれぞれ除去可能な特性を持つ複数のデジタ
ルフィルタとして機能する。ＣＰＵ１４は、これらフィ
ルタの出力信号が入力され、各フィルタの出力信号のう
ち１つを選択するフィルタ選択手段として、機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重量測定装置に関
し、特に、荷重信号に含まれるノイズ信号を除去するフ
ィルタを備えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】重量測定装置が発生する重量測定信号に
は、種々のノイズ信号が含まれている。ノイズ信号の発
生原因のうち電気的原因には、例えば、外来電磁波、重
量測定装置が備えているＣＰＵのクロック信号、重量測
定装置に電源を供給するための交流信号がある。重量測
定装置の機械構造に起因する原因には、重量測定装置の
構造系の固有振動、重量測定装置の設置場所周辺に存在
する振動源から伝搬される床振動がある。重量測定装置
によっては、これに備えられているモータ等の機械部品
が振動源となるものもある。これらノイズの周波数は、
ＣＰＵクロック信号や外来電波のように数百ＭＨｚのオ
ーダーから、床振動のように数Ｈｚまで、広範な範囲に
わたっている。

【０００３】ノイズの除去には、高次のローパスフィル
タを使用することが一般に行われていた。このローパス
フィルタでは、上記のような異なる周波数のノイズ信号
のうち最も低い周波数のノイズに対して充分な減衰量を
持つように、折点周波数と次数とが、選択されている。

【０００４】ノイズ信号の振幅が、重量測定信号の精度
に影響を与えない程に小さい場合には、フィルタによる
除去の対象から外される。しかし、床振動ノイズは無視
できないことが多い。この床振動ノイズは周波数が数Ｈ
ｚ程度のものであり、これを充分に減衰させようとする
と、例えば、折点周波数を１Ｈｚとした３次ローパスフ
ィルタが必要である。しかし、このようなフィルタは、
過度応答特性が遅いので、測定結果の取得に時間がかか
り、重量測定装置としての実用性が無くなる。

【０００５】このような低い周波数のノイズ信号を効果
的に除去する手段として、平均演算フィルタが提案され
ている。これは、ノイズの１周期よりも充分に短いサン
プリング周期で、重量測定信号を順次サンプリングし
て、時系列デジタル重量測定信号を得る。ほぼ除去対象
ノイズ信号の１周期または整数倍周期に相当する時間分
の時系列デジタル重量測定信号を平均する。これによっ
て、上述した床振動ノイズを除去することができる。ま
た、重量測定装置の構造と、これによって計量される物
品の質量とによって決まる固有振動ノイズも除去するこ
とができる。

【０００６】固有振動ノイズと床振動ノイズとのように
複数のノイズを共に除去する技術としては、例えば特開
昭５７−７９６００号公報に開示されているようなもの
がある。この他に、特開平８−６２０３２号公報、特開
平１１−３１６１５３号公報、特開平１１−３１１５６
６号公報には、使用するフィルタの特性を決定する技術
が開示されている。

【０００７】例えば、特開平８−６２０３２号公報に
は、重量信号に含まれるノイズ周期をノイズ周期検出手
段によって検出し、ノイズ検出手段で検出したノイズの
周期と等しいか整数倍の周期の時間間隔の間に取得した
時系列サンプリング重量信号を、ノイズを減衰させるよ
うにデジタルフィルタ演算手段が演算する。ノイズ検出
手段は、ノイズを含む重量信号をフーリエ変換すること
によって、周波数スペクトルのパワーの大きいノイズを
検出し、これらを除去できるようにデジタルフィルタ演
算手段を設定している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ノイズ周波数
と振幅とを大きい順に求め、それらを除去できるように
フィルタの特性を決定しても、重量測定装置の表示計量
値の安定度と応答特性との関係にどのように影響を与え
るか判定できない。

【０００９】例えば、周波数解析によって得た大きな振
幅のノイズを除去するように設定されたフィルタが必ず
しも必要であるとは限らない。仮に、２種類の比較的接
近した周波数のノイズが含まれている場合、いずれかの
周波数を減衰するようにフィルタを設定すれば、もう一
方のノイズも減衰は可能である。それにも拘わらず、両
方の周波数に対するフィルタを設定すると、応答性が悪
くなる。この場合、一方のノイズを減衰させるようにフ
ィルタを設定する方が、重量信号が速く安定する。

【００１０】しかし、上述したような技術では、或る一
定以上の振幅を持つノイズであれば、自動的に２種類の
フィルタを設定しているので、計量信号が安定するのに
時間がかかっていた。

【００１１】また、例えば床振動のようなノイズには、
正弦波のように規則的波形を繰り返すものは殆どなく、
基本波の他に他の周波数を持つ波が含まれ、計量値を求
めるための重量データ取得区間の途中で減衰する。或い
は複数のノイズの周波数が近接しているが、位相が異な
っているために、合成されたノイズの振幅が増減して、
不規則な波形となる。これらの場合、基本周波数の周期
で、重量信号を平均しても、ノイズ信号を零にすること
はできない。そこで、実際には、重量データ取得期間を
長く設定して、この区間に様々なノイズの１周期が含ま
れるようにして、平均したときに様々なノイズが除去さ
れるようにしている。

【００１２】しかし、データ取得期間を長くすればする
ほど、過度応答が遅れ、重量測定装置の処理能力が下が
っていた。

【００１３】本発明は、重量測定装置が置かれているノ
イズ環境に応じて、安定した表示計量値をできるだけ速
やかに求めることができる重量測定装置を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による重量測定装
置は、計重手段を有している。この計重手段は、物品が
供給されるごとに、ノイズ信号を含む荷重信号を発生す
る。計重手段としては、ロードセルや差動変圧器等の公
知の種々のものを使用することができる。計重手段から
の荷重信号が複数のフィルタに入力される。これらフィ
ルタはアナログフィルタまたはデジタルフィルタとする
ことができる。デジタルフィルタを使用する場合には、
荷重信号は、物品の重量を表す信号として出力される出
力周期よりも短い周期でサンプリングする。これらフィ
ルタは、異なる周波数のノイズ信号をそれぞれ除去可能
な特性、例えば減衰特性を持っている。各フィルタは、
荷重信号に含まれると予想される複数のノイズ信号を除
去可能なものである。各フィルタの出力信号がフィルタ
選択手段に入力され、フィルタ選択手段は、各フィルタ
の出力信号のうち１つを選択する。

【００１５】フィルタ選択手段は、複数のフィルタの出
力信号のうち、予め定めた基準に最も速く到達したもの
を、選択する安定判別論理手段を有するものとできる。
この安定判別論理手段は、計重手段における複数回の計
重によって各フィルタが発生した出力信号を統計的に処
理した結果、予め定めた基準に最も速く到達したフィル
タの出力信号を表示計量値用の重量信号として選択する
ものとできる。

【００１６】各フィルタは、アナログフィルタとするこ
とができる。この場合、アナログフィルタの出力信号
を、Ａ／Ｄ変換器が、時分割でＡ／Ｄ変換して、デジタ
ルフィルタ出力信号を生成する。デジタルフィルタ出力
信号が、フィルタ選択手段に供給される。

【００１７】フィルタ選択手段によって選択されたフィ
ルタ名を表示する表示手段を設けることもできる。

【００１８】本発明の他の態様による重量測定装置は、
荷重検出手段を有している。この荷重検出手段は、近接
した周波数の複数のノイズ信号を含む荷重信号を生成す
る。この荷重検出手段も、公知の種々のものを使用する
ことができる。荷重信号が複数のフィルタ群に入力され
る。フィルタ群は、第１及び第２のフィルタを有してい
る。第１のフィルタは、各ノイズ信号それぞれに対して
最も大きい除去効果特性、例えば減衰特性を持つ複数の
フィルタである。第２のフィルタは、各ノイズ信号の複
数のものに対して最も大きい除去効果、例えば減衰特性
を持つものである。第１及び第２フィルタの各出力信号
がフィルタ選択手段に供給されている。フィルタ選択手
段は、これらフィルタの出力信号のうち予め定めた基準
に最も速く到達したものを選択する。このフィルタ選択
手段は、各フィルタ出力信号が最も速く予め定めた変化
範囲内に収束したものを選択することもできるし、或い
は、各フィルタ出力信号の変化量が最も少ないものを選
択するものとすることもできる。

【００１９】本発明の更に別の態様による重量測定装置
は、荷重検出手段を有している。この荷重検出手段の荷
重信号は、固有振動、床振動などによる相対的に周期が
短く、周波数帯域が想定可能なノイズ信号と、風やオペ
アンプ温度ドリフトなどによる相対的に周期が長く周波
数帯域も特定しづらいノイズ信号を含んでいる。荷重信
号が第１フィルタ群に入力される。第１フィルタ群は、
周波数帯域が特定できる相対的に周期の短い各ノイズ信
号の基本周波数成分を除去可能な特性を持つ複数のフィ
ルタを備えている。第１フィルタ群の出力信号が第２フ
ィルタ群に供給される。第２フィルタ群は、周波数帯域
が特定できない相対的に周期の長い各ノイズ信号に含ま
れると予想される複数の周波数成分をそれぞれ除去可能
な特性を持つ複数のフィルタを備えている。第２フィル
タ群の各フィルタの出力信号がフィルタ選択手段に供給
されている。フィルタ選択手段は、これらフィルタの出
力信号のうち最も速く予め定めた基準に到達したものを
表示計量値として選択する。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態の重量測
定装置は、例えば台秤や料金秤のような非自動秤であ
る。この重量測定装置は、図１に示すように、計重手
段、即ち荷重検出手段、例えばロードセル２を有してい
る。このロードセル２は、これに被計量物が載荷された
とき、アナログ荷重信号を発生する。このアナログ荷重
信号には、従来技術の項において述べたように、種々の
ノイズ信号が重畳されている。このアナログ荷重信号
は、指示計４に供給される。この指示計４は、被計量物
の重量を表示するためのものである。

【００２１】指示計４には、ロードセル２からのアナロ
グ荷重信号を増幅するための増幅器６が設けられてい
る。この増幅器６の出力信号はアナログフィルタ８を介
してＡ／Ｄ変換器１０に供給され、デジタル荷重信号に
変換される。

【００２２】アナログフィルタ８は、Ａ／Ｄ変換器１０
でのＡ／Ｄサンプリング周期に近い周期またはＡ／Ｄサ
ンプリング周期よりも短い周期を持つノイズ信号を充分
に減衰させる特性を有している。例えば、Ａ／Ｄ変換器
１０のサンプリング周期が１ｍ秒（サンプリング周波数
１ｋＨｚ）とすると、周期が１０ｍ秒よりも短いもの、
即ち周波数が１００Ｈｚ以上のノイズを充分に減衰させ
ることができる減衰特性を持つものである。

【００２３】デジタル荷重信号は、Ｉ／Ｏ回路１２を介
して制御手段、例えばＣＰＵ１４に供給される。Ａ／Ｄ
変換器１０でのＡ／Ｄ変換は、パルス発生器１６からの
パルス信号（が供給されるごとに行われる。また、この
パルス信号は、Ｉ／Ｏ回路１２に割り込み信号として与
えられ、デジタル荷重信号がＩ／Ｏ回路１２を介してＣ
ＰＵ１４に供給される。このパルス信号の周期は、この
実施の形態では１ｍ秒である。フィルタ処理までの段階
の重量信号は、秤として物品の重量を表す表示計量値に
比べて高い分解能で処理され、最終的に秤の仕様に対応
する表示計量値に変換される。

【００２４】ＣＰＵ１４には、記憶手段、例えばメモリ
１８が設けられている。メモリ１８には、ＣＰＵ１４に
演算、制御を行わせるためのプログラムが記憶されたＲ
ＯＭ（図示せず）や、演算、制御時に、演算レジスタと
しての機能を果たすＲＡＭ（図示せず）が含まれてい
る。また、演算、制御を行わせるために必要な定数を記
憶したＥＥＰＲＯＭ（図示せず）も含まれている。

【００２５】ロードセル２によって計量された物品の重
量は、表示計量値によって表される。この表示計量値
は、出力手段、例えば表示器２０に表示される。この表
示は、例えば表示更新間隔Ｔ＝２００ｍ秒ごとに更新さ
れる。なお、表示器２０に表示するのに代えて、或いは
表示器２０への表示に加えて、印字手段、例えばプリン
タ等に表示計量値を出力することもある。

【００２６】また、本願発明とは直接に関連しないので
詳細な説明は行わないが、重量測定装置では、零点調整
及び風袋引き等の処理が行われる。これらの処理に必要
な操作や、これら処理で使用する定数等の設定は、操作
手段、例えばキースイッチ２２によって行われる。

【００２７】以下、このような構成において、複数のノ
イズ周波数が或る一定以上の振幅を持ち、従来の技術で
あれば、それぞれのノイズ周波数に対してフィルタが設
定される場合の対応策を、図２を参照しながら述べる。
なお、ここでは、上記のフィルタが設定される周波数が
８Ｈｚ（周期１２５ｍ秒）、１０Ｈｚ（周期１００ｍ
秒）と比較的接近したものであると仮定する。

【００２８】Ａ／Ｄ変換器１０からのデジタル荷重信号
が、１ｍ秒の間隔で順にｗ０１、ｗ０２・・・のように
出力されるとする。ＣＰＵ１４において、８及び１０Ｈ
ｚのノイズ信号より周波数が離れ、振幅も大きい１つま
たは複数個のノイズ信号の周期に一致するように、これ
らデジタル荷重信号ｗ０１、ｗ０２・・・を、一重また
は多重移動平均処理して、重量値列ｗ１０、ｗ１１・・
・が形成される。

【００２９】重量値列ｗ１０、ｗ１１・・・に新たな重
量値が加えられるごとに、この重量値列の中からその時
点の重量値を含む連続した１２６個（周期１２５ｍ秒
分）の重量値の移動平均値を、ｗ２０、ｗ２１・・・の
重量値列の重量値としてＣＰＵ１４が出力する。この重
量値列ｗ２０、ｗ２１・・・は、時間間隔１２５ｍ秒ご
とに重量値列ｗ１０、ｗ１１・・・を移動平均したもの
であり、８Ｈｚのデジタルローパスフィルタで処理され
たフィルタ出力信号である重量値列となる。

【００３０】同様に、重量値列ｗ１０、ｗ１１・・・に
新たな重量値が加えられるごとに、その重量値列ｗ１
０、ｗ１１・・・の中からその時点の重量値を含む連続
した１０１個（周期１００ｍ秒分）の移動平均値を、ｗ
３０、ｗ３１・・・の重量値列の重量値としてＣＰＵ１
４が出力する。この重量値列ｗ３０、ｗ３１・・・は、
時間間隔１００ｍ秒ごとに重量値列ｗ１０、ｗ１１・・
・を移動平均したものであり、１０Ｈｚのデジタルロー
パスフィルタで処理されたフィルタ出力信号である重量
値列となる。

【００３１】重量値列ｗ１０、ｗ１１・・・に新たな重
量値が加えられるごとに、この重量値列の中からその時
点の重量値を含む連続した１２６個（周期１２５ｍ秒
分）の重量値の移動平均値を、ＣＰＵ１４が求めて、重
量値列を作成し、この重量値列に新たな重量値が加えら
れるごとに、その時点の重量値を含む連続した１０１個
（周期１００ｍ秒分）の移動平均値を、ＣＰＵ１４が求
め、ｗ４０、ｗ４１・・・の重量値列として出力する。
この重量値列は、時間間隔１００ｍ秒ごとに重量値列ｗ
２０、ｗ２１・・・（８Ｈｚのデジタルフィルタで処理
された重量値列）を移動平均したものであり、８Ｈｚ及
び１０Ｈｚのデジタルローパスフィルタでそれぞれ処理
されたフィルタ出力信号である重量値列となる。

【００３２】このようにして、３種類の重量値列ｗ２
０、ｗ２１・・・、ｗ３０、ｗ３１・・・、ｗ４０、ｗ
４１・・・をＣＰＵ１４が形成する。これらに加えて、
フィルタ処理をしていない重量値列ｗ１０、ｗ１１・・
・の４種類に対して表示更新間隔２００ｍ秒ごとにサン
プリングする。

【００３３】これら２００ｍ秒間隔にそれぞれサンプリ
ングされた４種類の重量値列を、それぞれＷ１０、Ｗ１
１・・・、Ｗ２０、Ｗ２１・・・、Ｗ３０、Ｗ３１・・
・、Ｗ４０、Ｗ４１・・・として、複数個、例えば５個
ずつで移動平均をＣＰＵ１４が取り、表示計量値に変換
ことによって、４種類の表示計量値Ｄ２０、Ｄ２１・・
・、Ｄ３０、Ｄ３１・・・、Ｄ４０、Ｄ４１・・・が得
られる。これらの移動平均値は、秤用の表示計量値より
も分解能が高い重量値で表されており、秤の仕様に対応
した表示用重量値である表示計量値に変換される。

【００３４】これら４種類の表示計量値列において、元
の重量値列Ｗ１０、Ｗ１１、・・・Ｗ２０、Ｗ２１・・
・、Ｗ３０、Ｗ３１・・・、Ｗ４０、Ｗ４１・・・のう
ち、Ｗ２０、Ｗ２１・・・とＷ４０、Ｗ４１・・・とを
比較すると、前者は例えば８Ｈｚのノイズの振幅が大き
いときには、このノイズをよく減衰させるが、応答が遅
くなり、後者は、例えば８Ｈｚのノイズの振幅が大きい
ときには、ノイズを殆ど減衰していないが、応答は速く
なる。このように各重量値列は、それぞれ特性上の長
所、短所を備えており、重量測定装置の使用時における
ノイズの状況（これは、時間の経過と共に変化すること
がある。）によって使い分けることが望ましい。

【００３５】そこで、ＣＰＵ１４は、これら４種類から
なる表示計量値列のいずれかを選択する。即ち、ＣＰＵ
１４は、フィルタ選択手段として機能する。具体的に
は、ＣＰＵ１４は、これら表示計量値列に対して安定判
別を行う。例えば或る表示計量値列を構成する表示計量
値が、複数回、例えば６回連続して、変化量が±１度目
以内に入れば、この表示計量値列は安定したと判定す
る。この判定を各表示計量値列に対して同時に行い、最
も最初に安定したものを表示計量値列として使用し、表
示器２０に表示する。

【００３６】ＣＰＵ１４が行う演算処理をブロック図で
表すと、図３に示すようになる。即ち、Ａ／Ｄ変換器１
０からのデジタル荷重信号は、一重または多重平均のロ
ーパスフィルタ２４によって処理される。このローパス
フィルタ２４の出力信号は、１２５ｍ秒移動平均のロー
パスフィルタ２６、１００ｍ秒移動平均のローパスフィ
ルタ２８、１２５ｍ秒移動平均のローパスフィルタ３
０、１００ｍ秒移動平均のローパスフィルタ３２の縦続
回路にそれぞれ供給されて、これらフィルタによって処
理される。各フィルタ２６、２８、３２の出力信号、フ
ィルタ２４の出力信号が、それぞれサンプリング回路３
４によって２００ｍ秒ごとにサンプリングされ、５回の
移動平均を取るローパスフィルタ３５によって処理さ
れ、表示計量値変換回路３６によって表示計量値に変換
され、安定判別論理回路３７によって安定判別される。

【００３７】なお、安定判別おける安定判別基準は、上
記のものに限ったものではなく、種々に考えられる。例
えば移動平均回路３５の５回の出力信号を直接に安定判
別論理回路３７へ入力し、安定判別基準が、表示計量値
の１／２以内の変化が複数回、例えば６回継続すると、
安定と判別するものであることもある。この場合、最も
速く安定判別された重量値列のみを表示計量値変換回路
３６へ入力して、表示計量値列に変換すればよい。

【００３８】このように演算すれば、計量の度に、４種
類のデジタルフィルタの出力信号のうち最も速く安定し
たものが選択される。従って、計量時のノイズの周波
数、ノイズの振幅の状況に応じて現在の計量に最適なフ
ィルタからの表示計量値が選択される。これは、言い換
えると、現在のノイズ信号に対して最適なフィルタが選
択されていることを意味する。

【００３９】なお、安定であると判定されるまでは、表
示器２０には、前回の計量時に選ばれたフィルタからの
出力された重量値列に基づく表示計量値列を表示し、安
定であると判定されると、その安定であると判定された
フィルタからの重量値列に基づく表示計量値列を表示す
る。また、複数個のフィルタ演算を必ずしも常時行う必
要はない。例えば前回選択されたフィルタからの５回の
移動平均値が一定の基準値を超えて、負荷が載荷されて
いると認識された時点から、各フィルタの演算及びまた
は安定判別を行なってもよい。一旦、フィルタが決定さ
れると、表示器２０に対しては、別のフィルタが選択さ
れるまで、選択されたフィルタからの重量値列に基づく
表示計量値列を供給するが、この重量測定装置にプリン
タやコンピュータが付属している場合には、これら機器
には、安定と判別された時点の表示計量値のみを出力す
ればよい。

【００４０】上記の例では、各フィルタを平均値フィル
タとして説明したが、図４に示すように時定数の異なる
ローパスフィルタ２６ａ、２８ａ、３０ａ、３２ａが配
置され、これらフィルタを差分方程式に置換して、デジ
タルフィルタ演算するように構成してもよい。

【００４１】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。この第２の実施の形態における構成は、図１
に示したものと同一であるので、詳細な説明は省略す
る。

【００４２】ノイズが正弦波のように規則的であった
り、振幅が小さい場合には、デジタルフィルタにおける
移動平均数が少なくても安定判定が可能である。しか
し、不規則で振幅の大きいノイズ信号が入力すると、移
動平均回数が少なければ安定判定が不可能になる。ま
た、多すぎると、不必要に過度応答を遅らせることにな
る。そこで、この実施の形態では、その時々のノイズの
条件に応じて最適な移動平均回数を選択できるようにＣ
ＰＵ１４が、演算処理を行っている。以下、図５を参照
して、その演算処理について説明する。

【００４３】まず、周波数解析手段を用いることによっ
て、重量信号に床振動による１０Ｈｚ（周期１００ｍ
秒）のノイズと、固有振動による２５Ｈｚ（周期４０ｍ
秒）のノイズとが、振幅の大きいノイズとして含まれて
いることが、予め判明しているとする。但し、これ以外
に、状況の変化に応じて、これらノイズよりも低い周波
数で振幅の大きいノイズが発生することがあるとする。

【００４４】そこで、図５に示すように１ｍ秒ごとにＡ
／Ｄ変換器１０が発生するデジタル荷重信号列（以下、
重量値列と称する）ｗ１０、ｗ１１・・・を入力順に１
０１個分（周期１００ｍ秒相当分）ずつ移動平均して、
重量値列ｗ２０、ｗ２１・・・を生成する。この重量値
列ｗ２０、ｗ２１・・・は、１０Ｈｚのノイズを除去し
たものとなる。この重量値列ｗ２０、ｗ２１・・・を順
に４１個分（周期４０ｍ秒相当分）ずつ移動平均して、
重量値列ｗ３０、ｗ３１・・・を生成する。この重量値
列ｗ３０、ｗ３１・・・は、１０Ｈｚのノイズを除去し
た上に、２５Ｈｚのノイズを除去したものとなる。

【００４５】この重量値列ｗ３０、ｗ３１・・・は１ｍ
秒ごとに得られる。重量測定装置として計量値の適切な
表示更新間隔は、１５０ｍ秒乃至２５０ｍ秒と言われて
いる。この実施の形態では、表示更新間隔を２００ｍ秒
としている。

【００４６】ｗ３０、ｗ３１・・・に基づいて２００ｍ
秒ごとに表示計量値を更新した場合、問題が生じる。荷
重信号には、風やオペアンプ温度ドリフト等の低い周波
数で変化するノイズが含まれている。従って、１０Ｈｚ
と２５Ｈｚのノイズを除去した重量値列ｗ３０、ｗ３１
・・・には、まだノイズが含まれている。これらノイズ
を除去するために、重量値列ｗ３０、ｗ３１・・・から
表示更新間隔（２００ｍ秒）ごとに重量値をサンプリン
グした重量値列ｗ４０、ｗ４１・・・に対して移動平均
をとっている。ここで、まだ除去されていないノイズ
は、重量測定装置の据え付け場所、稼働環境等により様
々なものがある。そこで、重量値列ｗ４０、ｗ４１・・
・に対して行う移動平均の回数を特定の値に固定するこ
とは好ましくない。ノイズが規則的であったり、振幅が
小さいとには、移動平均回数は少なくても安定判定は可
能である。反対に、不規則で振幅の大きいノイズの場
合、移動平均回数が少なければ、安定判定が不可能にな
る。移動平均回数を多くすれば、過度応答を遅らせるこ
とになる。

【００４７】そこで、その時々のノイズ条件に応じて最
適な移動平均回数を選択できるようにしてある。即ち、
移動平均回数Ｎを異なる数、例えば３、４、５、６、
７、８と設定し、ｗ４０、ｗ４１・・・の重量値列に対
して、３、４、５、６、７、８の移動平均演算を行い、
それぞれ重量値列ｗ５０（３）、ｗ５１（３）・・・、
ｗ５０（４）、ｗ５１（４）・・・、ｗ５０（５）、ｗ
５１（５）・・・、ｗ５０（６）、ｗ５１（６）・・
・、ｗ５０（７）、ｗ５１（７）・・・、ｗ５０
（８）、ｗ５１（８）・・・を得る。これら各重量値列
に対して秤の仕様に応じた秤用の表示計量値に変換し、
安定判別論理回路によって安定判別を行い、安定判別さ
せる。安定判別の方法は、上述したものと同一のものを
使用できる。

【００４８】この重量測定装置の据え付け場所、稼働環
境によって発生しているノイズに対して最も速く安定と
判断された表示計量値列を選択する。選択された表示計
量値を表示器に表示させる。これによって、そのとき入
力されているノイズに対して最適なフィルタ及び表示計
量値をリアルタイムで選択できる。

【００４９】このような処理は、上述したように、ＣＰ
Ｕ１４によって行われるが、ＣＰＵ１４の処理をブロッ
ク図で表すと、図６に示すようになる。即ち、Ａ／Ｄ変
換器１０からの重量値列ｗ１０、ｗ１１・・・は、１０
０ｍ秒周期移動平均演算部３８によって１００ｍ秒周期
の移動平均が行われ、１０Ｈｚのノイズが除去された重
量値列ｗ２０、ｗ２１・・・に変換される。この重量値
列ｗ２０、ｗ２１・・・は、４０ｍ秒周期移動平均演算
部４０によって４０ｍ秒周期の移動平均が行われ、２５
Ｈｚのノイズが除去された重量値列ｗ３０、ｗ３１・・
・に変換される。これら重量値列ｗ３０、ｗ３１・・・
から２００ｍ秒間隔でサンプリング４２によってサンプ
リングされた重量値列ｗ４０、ｗ４１・・・が、３回移
動平均演算部４４、４回移動平均演算部４６、５回移動
平均演算部４８、６回移動平均演算部５０、７回移動平
均演算部５２、８回移動平均演算部５４に供給され、重
量値列ｗ５０（３）、ｗ５１（３）・・・、ｗ５０
（４）、ｗ５１（４）・・・、ｗ５０（５）、ｗ５１
（５）・・・、ｗ５０（６）、ｗ５１（６）・・・、ｗ
５０（７）、ｗ５１（７）・・・、ｗ５０（８）、ｗ５
１（８）・・・に変換される。これら各重量値列は、秤
の仕様に応じて表示計量値変換回路３４によって表示計
量値に変換され、安定判別論理回路３７に供給される。
ここで、最も速く安定した重量値列が選択される。

【００５０】第２の実施の形態では、１０Ｈｚ（周期１
００ｍ秒）と２５Ｈｚ（周期４０ｍ秒）のノイズを除去
するように移動平均を取った重量値列ｗ３０、ｗ３１・
・・をサンプリングした重量値列ｗ４０、ｗ４１・・・
に対して、異なる回数の移動平均を取った。しかし、例
えば次のように構成することもできる。即ち、上記１０
Ｈｚと２５Ｈｚのノイズのうち一方、例えば１０Ｈｚに
代えて、これに比較的接近している他の周波数のノイズ
を除去するように複数のデジタルフィルタを設ける。例
えば、１２５Ｈｚ（周期８０ｍ秒）、約８３Ｈｚ（周期
１２０ｍ秒）、６２．５Ｈｚ（周期１６０ｍ秒）、５
５．６Ｈｚ（周期１８０ｍ秒）のノイズを除去するデジ
タルフィルタを準備する。そして、１２５Ｈｚと２５Ｈ
ｚ、約８３Ｈｚと２５Ｈｚ、６２．５Ｈｚと２５Ｈｚ、
約５５．６Ｈｚと２５Ｈｚのノイズを除去するように、
同時に移動平均演算を行い、４種類の重量値列を得る。
これら４種類の重量値列を、２００ｍ秒ごとの表示更新
間隔でサンプリングした４種類の重量値列を求める。こ
の４種類の重量値列に対して、複数回、例えば５回の移
動平均を取って、４種類の重量値列を形成する。この４
種類の重量値列のうち最も速く安定したものを選択す
る。

【００５１】上記第１及び第２の実施の形態では、重量
測定装置が稼働している状態において、物品を計量する
ごとに、フィルタを選択している。しかし、複数回にわ
たる物品の計量結果を統計的に処理して、フィルタを選
択するように構成することもできる。

【００５２】例えば、物品を重量測定装置が計量するご
とに、各フィルタの出力が安定したと判定されるタイミ
ングを検出し、速い順に各フィルタに１から順位を付け
る。そして物品の計量が行われるごとに、各フィルタの
順位の合計を求め、合計値の最も小さいフィルタを選択
する。或いは物品が計量されるごとに、その計量から予
め定めた数だけ遡った回数までにおける最も合計値が小
さいフィルタを選択してもよい。

【００５３】第３の実施の形態を図７（ａ）、（ｂ）に
示す。この実施の形態では、図１におけるフィルタ８に
代えて、アナログフィルタ５６−１乃至５６−ｎを使用
している。図１の構成と同等部分には同一符号を付し
て、その説明を省略する。この実施の形態では、ＣＰＵ
１４内で行われていたフィルタ演算は行われず、ＣＰＵ
１４は安定判別のみを行っている。

【００５４】即ち、図７（ａ）に示すように、ロードセ
ル２から出力されたアナログ荷重信号は、増幅器６によ
って増幅される。この増幅器６の出力信号は、アナログ
フィルタ５６−１乃至５６−ｎに供給される。これらア
ナログフィルタ５６−１乃至５６−ｎは、特性が異なる
ものである。例えば、これらアナログフィルタ５６−１
乃至５６−ｎは、減衰させる周波数がそれぞれ異なる、
即ち減衰特性が異なるものである。

【００５５】これらアナログフィルタ５６−１乃至５６
−ｎの出力は、アナログスイッチ５８−１乃至５８−ｎ
を介してＡ／Ｄ変換器１０に供給されている。アナログ
スイッチ５８−１乃至５８−ｎは、Ｉ／Ｏ回路１２から
の命令で、図７（ｂ）に示すように、１周期がｎｍ秒の
間隔で、時分割的にアナログスイッチ５８−１から順に
５８−ｎに向けて１つずつオンとなる。これを順に繰り
返している。

【００５６】オンとなったアナログスイッチに対応する
フィルタの出力信号がＩ／Ｏ回路１２を介してＣＰＵ１
４に供給される。このようにして、各アナログフィルタ
５６−１乃至５６−ｎの出力信号がデジタル化されて、
ＣＰＵ１４に供給される。従って、ＣＰＵ１４には、各
アナログフィルタ５６−１乃至５６−ｎの出力信号をｎ
ｍ秒間隔でサンプリングした重量値列が時分割で供給さ
れる。

【００５７】これら各重量値列に対して、第１及び第２
の実施の形態において説明したのと同様に安定判別が行
われ、最も速く安定したフィルタからの出力信号が、表
示値を生成するために使用される。

【００５８】表示計量値には、フィルタ５６−１の出力
とフィルタ５６−ｎの出力との間に、重量測定装置の応
答特性やフィルタの応答特性とは無関係に、ｎ個のフィ
ルタを１周するためにｎｍ秒の時間差が生じる。しか
し、非自動秤の表示間隔は、数１００ｍ秒のオーダーで
あり、例えば５種類のフィルタを用意しても、Ａ／Ｄ変
換器１０のサンプリング周期を１ｍ秒とすると、上記の
時間差は５ｍ秒であり、全体の応答特性から見て、充分
に無視できる大きさの遅れである。

【００５９】なお、フィル５６−１乃至５６−ｎに対し
て、応答特性の速い順にＦ１乃至Ｆｎのような符号を付
し、現在の計量値は、どのフィルタから出力されている
かを、この符号によって表示器２０に表示する。同時
に、計量値も表示器２０に表示する。

【００６０】この表示によって、重量測定装置のオペレ
ータは、現在の重量測定装置の環境、例えば床振動の影
響が、重量測定装置にどのように影響を与えているか、
また重量測定装置の計量処理能力にどのように影響を与
えているかを、知ることができる。

【００６１】上記の各実施の形態において、安定判定論
理は、予め定めた安定条件の下で最も速いタイミング
で、この安定条件を満たす重量値列を出力するフィルタ
を選択したが、計量処理能力よりも安定的表示出力を得
る性能に重点を置く安定判定論理を使用することもでき
る。この場合、フィルタ出力のバラツキ幅が、或る一定
値以下になってから、一定の制限時間を設け、その時間
内で最もバラツキ量の少ないフィルタを、安定判定論理
が選択する。バラツキ幅の大きさの判定は、例えば一定
時間長さの中に入力される重量値列の分散の大きさなど
によって判断すればよい。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本発明による重量測定装
置によれば、計量値を求めるため、荷重信号を複数の特
性の異なるフィルタに供給し、これらフィルタの出力信
号のうち所望の特性のものをフィルタ選択手段によって
選択するように構成してあるので、秤の使用時に発生す
るノイズに対して最適なフィルタを選択することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の重量測定装置のブ
ロック図である。

【図２】図１の重量測定装置の動作説明図である。

【図３】図１の重量測定装置を機能ブロックで表したブ
ロック図である。

【図４】図１の重量測定装置の変形例のブロック図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態の重量測定装置の動
作説明図である。

【図６】図５の重量測定装置を機能ブロックで表したブ
ロック図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態の重量測定装置のブ
ロック図及び動作説明図である。

【符号の説明】

２ロードセル（計重手段、荷重検出手段）１４ＣＰＵ（フィルタ、フィルタ選択手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物品が供給されるごとに、ノイズ信号を
含む荷重信号を発生する計重手段と、前記荷重信号が入力され、異なる周波数のノイズ信号を
それぞれ除去可能な特性を持つ複数のフィルタと、これらフィルタの出力信号が入力され、前記各フィルタ
の出力信号のうち１つを選択するフィルタ選択手段と
を、具備する重量測定装置。
【請求項２】請求項１記載の重量測定装置において、
前記フィルタ選択手段が、前記複数のフィルタの出力信
号のうち、予め定めた基準に最も速く到達したものを、
選択する安定判別論理手段を有している重量測定装置。
【請求項３】請求項２記載の重量測定装置において、
前記計重手段における複数回の計重によって前記各フィ
ルタが発生した出力信号を統計的に処理した結果、前記
予め定めた基準に最も速く到達したフィルタの出力信号
を、前記安定判別論理手段が、選択する重量測定装置。
【請求項４】請求項１記載の重量測定装置において、
前記各フィルタが、アナログフィルタであり、これらア
ナログフィルタの出力信号を時分割でＡ／Ｄ変換してデ
ジタルフィルタ出力信号を生成するＡ／Ｄ変換器を有
し、前記デジタルフィルタ出力信号が、前記フィルタ選
択手段に供給される重量測定装置。
【請求項５】請求項１記載の重量測定装置において、
前記フィルタ選択手段によって選択されたフィルタを表
示する表示手段を有する重量測定装置。
【請求項６】近接した周波数の複数のノイズ信号を含
む荷重信号を生成する荷重検出手段と、前記荷重信号が入力され、前記各ノイズ信号それぞれに
対して大きい除去効果特性を持つ複数のフィルタと、前
記各ノイズ信号の複数に対して大きい除去効果特性を持
つフィルタとを、備えたフィルタ群と、前記各フィルタの出力信号が供給され、これらフィルタ
の出力信号のうち予め定めた基準に最も速く到達したも
のを選択するフィルタ選択手段とを、具備する重量測定
装置。
【請求項７】請求項６記載の重量測定装置において、
前記フィルタ選択手段は、前記各フィルタ出力信号が最
も速く予め定めた変化範囲内に収束したものを選択する
重量測定装置。
【請求項８】請求項６記載の重量測定装置において、
前記フィルタ手段は、前記各フィルタ出力信号の変化量
が最も少ないものを選択する重量測定装置。
【請求項９】それぞれ異なる基本周波数を有する複数
のノイズ信号を含む荷重信号を生成する荷重検出手段
と、前記荷重信号が入力され、前記各ノイズ信号の基本周波
数成分を除去可能な特性を持つ複数のフィルタを備えた
第１フィルタ群と、前記第１フィルタ群の出力信号が供給され、前記各ノイ
ズ信号に含まれると予想される複数の周波数成分をそれ
ぞれ除去可能な特性を持つ複数のフィルタを備えた第２
フィルタ群と、第２フィルタ群の各フィルタの出力信号が供給され、こ
れらフィルタの出力信号のうち最も速く予め定めた基準
に到達したものを選択するフィルタ選択手段とを、具備
する重量測定装置。