JP2009063403A - 荷重検出器のクリープ特性同定装置およびこれを用いたクリープ誤差補償装置、ならびにクリープ回復特性同定装置およびこれを用いたクリープ回復誤差補償装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 荷重検出器としてのロードセルから出力される荷重信号f(t)が、所定のレベル変化を示し、その後、振動成分50による最初の極値52を示した時点t0が、荷重印加時点として特定される。そして、この荷重印加時点t0という荷重信号f(t)が不安定な時点ではなく、これよりも後の振動成分50が十分に減衰したとみなすことのできる2つの時点t1およびt3のそれぞれにおける荷重信号f(t)に基づいて、当該荷重印加時点t0からのクリープ誤差を含むロードセル全体の特性が同定される。そして、ロードセルの運用時には、この事前に行われた同定結果に基づいて、当該同定時と同じ荷重印加時点t0を基点としてクリープ誤差が補償される。クリープ回復誤差の補償についても、同様である。
【選択図】 図2
Description
f(t)=f(t0)・[1+β1{1−exp(−t/τ1)}]
β1={f(∞)−f(t0)}/f(t0)
{df/dt}t=t0=β1/τ1
{df/dt}t=t0={f(t02)−f(t01)}/(t02−t01)
G1(s)=1+β1/(1+τ1・s)
G1(z)=(1+B1・z−1)/(1+A1・z−1)
where
A1=−exp(−t/τ1)
B1=−[exp(−t/τ1)−β1{1−exp(−t/τ1)}
G2(s)=1+β2/(1+τ2・s)
β2={f(∞)−Δf(t10)}/Δf(t10)
{df/dt}t=t10=−β2/τ2
{df/dt}t=t10={f(t04)−f(t03)}/(t04−t03)
G2(z)=(1+B2・z−1)/(1+A2・z−1)
where
A2=−exp(−t/τ2)
B2=−[exp(−t/τ2)−β2{1−exp(−t/τ2)}
Processing Unit)20に入力される。
D(nT)=f(nT)−f((n−1)T)≧C
r1(t)=R1・{1−exp(−t/τ1)}
dr1(t)/dt=(R1/τ1)・exp(−t/τ1)
{dr1(t)/dt}t=t1=(R1/τ1)・exp(−t1/τ1)
{dr1(t)/dt}t=t3=(R1/τ1)・exp(−t3/τ1)
α={dr1(t)/dt}t=t1/{dr1(t)/dt}t=t3
=exp(−t1/τ1)/exp(−t3/τ1)
=exp(t3/τ1)・exp(−t1/τ1)
=exp{(t3−t1)/τ1}
lnα=(t3−t1)/τ1
τ1=(t3−t1)/lnα
{dr1(t)/dt}t=t1
={r1(t2)−r1(t1)}/(t2−t1)
={f(t2)−f(t1)}/(t2−t1)
{dr1(t)/dt}t=t3
={r1(t4)−r1(t3)}/(t4−t3)
={f(t4)−f(t3)}/(t4−t3)
f(t0)=f(∞)−R1
H1(z)=(1+A1・z−1)/(1+B1・z−1)
where
A1=−exp(−t/τ1)
B1=−[exp(−t/τ1)−β1{1−exp(−t/τ1)}
D(nT)=f(nT)−f((n−1)T)<−C
r2(t)=R2・exp(−t/τ2)
dr2(t)/dt=−(R2/τ2)・exp(−t/τ2)
{dr2(t)/dt}t=t11=−(R2/τ2)・exp(−t11/τ2)
{dr2(t)/dt}t=t13=−(R2/τ2)・exp(−t13/τ2)
γ={dr2(t)/dt}t=t11/{dr2(t)/dt}t=t13
=exp(−t11/τ2)/exp(−t13/τ2)
=exp(t13/τ2)・exp(−t11/τ2)
=exp{(t13−t11)/τ2}
lnγ=(t13−t11)/τ2
τ2=(t13−t11)/lnγ
{dr2(t)/dt}t=t11
={r2(t12)−r2(t11)}/(t12−t11)
={f(t12)−f(t11)}/(t12−t11)
{dr2(t)/dt}t=t13
={r2(t14)−r2(t13)}/(t14−t13)
={f(t14)−f(t13)}/(t14−t13)
Δf(t10)=f(t10’)−R2
H2(z)=(1+A2・z−1)/(1+B2・z−1)
where
A2=−exp(−t/τ2)
B2=−[exp(−t/τ2)−β2{1−exp(−t/τ2)}
fa(tx)={Σfm(tx)}/M where m=1〜M
y(t)=f(∞)−f(t)
y(t)=R1・{exp(−1/τ1)}t=R1・pt
where
p=exp(−1/τ1)
lny(t)=lnR1+t・lnp
Y=P・t+Q
where
Y=lny(t)
P=lnp
Q=lnR1
Y1=P・t1+Q
Y3=P・t3+Q
P=lnp=ln{exp(−1/τ1)}=−1/τ1
τ1=−1/P
R1=expQ
12 ロードセル
20 CPU
Claims (16)
- 荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ現象によるクリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定装置であって、
上記荷重検出器に上記荷重が印加された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定手段と、
上記荷重印加時点特定手段によって特定された荷重印加時点よりも後の第1期間における上記荷重信号に基づいて該荷重印加時点を基点とする時間の関数である第1関数式によって上記クリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定手段と、
を具備する、荷重検出器のクリープ特性同定装置。 - 上記荷重信号は上記荷重検出器に上記荷重が印加されたときの衝撃によって生じる第1振動成分を含み、
上記荷重印加時点特定手段は上記荷重信号が第1条件を満足するレベル変化を示した後さらに上記第1振動成分による少なくとも1つの極値を示した時点を上記荷重印加時点として特定する、
請求項1に記載の荷重検出器のクリープ特性同定装置。 - 上記第1関数式は第1時定数と上記荷重の大きさに対する上記クリープ誤差の最大値を無次元化したクリープ係数とを含む、
請求項1または2に記載の荷重検出器のクリープ特性同定装置。 - 上記クリープ特性同定手段は少なくとも上記クリープ係数を求めるために上記荷重印加時点における上記荷重信号の真値を推定する、
請求項3に記載の荷重検出器のクリープ特性同定装置。 - 上記荷重が繰り返し上記荷重検出器に印加されることによって得られる複数の上記荷重信号を該複数の荷重信号それぞれの上記荷重印加時点を基点として個々の時点ごとに平均化する平均化手段をさらに備え、
上記クリープ特性同定手段は上記荷重信号に代えて上記平均化手段によって平均化された平均化荷重信号に基づいて同定を行う、
請求項1ないし4のいずれかに記載の荷重検出器のクリープ特定同定装置。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載の荷重検出器のクリープ特性同定装置による同定結果に基づいて上記クリープ誤差を補償する、
荷重検出器のクリープ誤差補償装置。 - 荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ現象によるクリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定方法であって、
上記荷重検出器に上記荷重が印加された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定過程と、
上記荷重印加時点特定過程で特定された荷重印加時点よりも後の第1期間における上記荷重信号に基づいて該荷重印加時点を基点とする時間の関数である第1関数式によって上記クリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定過程と、
を具備する、荷重検出器のクリープ特性同定方法。 - 請求項7に記載の荷重検出器のクリープ特性同定方法による同定結果に基づいて上記クリープ誤差を補償する、
荷重検出器のクリープ誤差補償方法。 - 荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定装置であって、
上記荷重検出器から上記荷重が除去された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定手段と、
上記荷重除去時点特定手段によって特定された荷重除去時点よりも後の第2期間における上記荷重信号に基づいて該荷重除去時点を基点とする時間の関数である第2関数式によって上記クリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定手段と、
を具備する、荷重検出器のクリープ回復特性同定装置。 - 上記荷重信号は上記荷重検出器から上記荷重が除去されたときの反動によって生じる第2振動成分を含み、
上記荷重除去時点特定手段は上記荷重信号が第2条件を満足するレベル変化を示した後さらに上記第2振動成分による少なくとも1つの極値を示した時点を上記荷重除去時点として特定する、
請求項9に記載の荷重検出器のクリープ回復特性同定装置。 - 上記第2関数式は第2時定数と上記荷重の大きさに対する上記クリープ回復誤差の最大値を無次元化したクリープ回復係数とを含む、
請求項9または10に記載の荷重検出器のクリープ回復特性同定装置。 - 上記クリープ回復特性同定手段は少なくとも上記クリープ回復係数を求めるために上記荷重除去時点における上記荷重信号の真値を推定する、
請求項11に記載の荷重検出器のクリープ回復特性同定装置。 - 上記荷重が繰り返し上記荷重検出器から除去されることによって得られる複数の上記荷重信号を該複数の荷重信号それぞれの上記荷重印加時点を基点として個々の時点ごとに平均化する平均化手段をさらに備え、
上記クリープ回復特性同定手段は上記荷重信号に代えて上記平均化手段によって平均化された平均化荷重信号に基づいて同定を行う、
請求項9ないし12のいずれかに記載の荷重検出器のクリープ回復特定同定装置。 - 請求項9ないし13のいずれかに記載の荷重検出器のクリープ回復特性同定装置による同定結果に基づいて上記クリープ回復誤差を補償する、
荷重検出器のクリープ回復誤差補償装置。 - 荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定方法であって、
上記荷重検出器から上記荷重が除去された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定過程と、
上記荷重除去時点特定過程で特定された荷重除去時点よりも後の第2期間における上記荷重信号に基づいて該荷重除去時点を基点とする時間の関数である第2関数式によって上記クリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定過程と、
を具備する、荷重検出器のクリープ回復特性同定方法。 - 請求項15に記載の荷重検出器のクリープ回復特性同定方法による同定結果に基づいて上記クリープ回復誤差を補償する、
荷重検出器のクリープ回復誤差補償方法。
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