JP2010096502A

JP2010096502A - 計量器

Info

Publication number: JP2010096502A
Application number: JP2008264782A
Authority: JP
Inventors: Toru Takahashi; 孝橋　　徹; Masaji Takahashi; 正司高橋
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】差圧検出手段によって収容ケース内外の気圧差を検出し、この気圧差に基づいて荷重信号を補正するようにして、気圧差によって荷重信号が変動するのを的確に補正することができるようにする。
【解決手段】荷重センサ３を収容ケース２内に収容してなる計量器において、荷重信号の変動を補正するために、収容ケース２内の気体の圧力と、収容ケース２外の大気の圧力との差圧を検出する差圧センサ１０を設け、この差圧センサ１０により検出された差圧に基づいて、荷重信号の変動を補正するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷重センサを収容ケース内に収容してなる計量器に関し、より詳しくは防水、防湿対策が施された計量器に関するものである。

計量器に使用される荷重センサとしてのロードセルは、ストレインゲージ式のものであっても、電磁平衡式のもの、音叉または弦振動式のものであっても、水分に晒されると、ストレインゲージ、起歪部、コイル部などが腐食したり、電気絶縁性が低下して荷重信号に誤差が生じる。このため、特に計量器自身もしくは計量器の設置場所周辺が、水洗の行われる環境で使用される計量器においては、荷重センサを収容する収容ケースには防水対策が施され、荷重センサおよび内蔵の電気回路を水分から保護するようにされている。

次に、収容ケースに防水対策が施された従来の計量器の構造を、図７を用いて説明する。

図７（ａ）に示される計量器５０においては、被計量物を載置する計量皿５１が大気中に配され、荷重センサ５２が収容ケース５３内に設置され、計量皿５１と荷重センサ５２とが荷重支持金具５４にて接続されている。ここで、荷重支持金具５４は荷重センサ５２の可動部に取り付けられているので、収容ケース５３などの固定部との間に摩擦力などの抵抗力が作用する構造であってはならず、荷重支持金具５４と収容ケース５３との間は非接触であることが望ましい。

ところが、荷重支持金具５４と収容ケース５３との間を非接触に保持するために間隙を作ると、計量器水洗時にその間隙から水分が直接荷重センサ５２の方へ侵入する。図示の計量器５０では、水分侵入の防止対策として、荷重支持金具５４と収容ケース５３との間にラビリンス構造の蓋５５が設置されて、計量器使用中に水分が直接収容ケース５３内に侵入しないようにされているが、蓋５５の近辺をホースからの圧力を持った排出水にて洗浄すると、水滴や霧状の水分が少しずつ収容ケース５３内に侵入する。勿論、計量器５０を完全に水没させて全体を洗浄するというような作業を行うことは不可能である。

次に、図７（ｂ）に示される計量器６０においては、荷重支持金具５４と収容ケース６１との間隙に、できるだけ荷重に影響を及ぼさないような小さいバネ定数を持つベローズ６２を介挿して、収容ケース６１内への直接の水分侵入を完全に遮断するようにされている。なお、図７（ｂ）（ｃ）において、図７（ａ）の計量器と共通する部分には図に同一符号を付している。

しかし、収容ケース６１の内部と外部との間で空気の流通がなければ、大気圧が変動したり温度が上下して収容ケース６１内の気体が膨張、収縮すると、大気と収容ケース６１内の気体との間に圧力差が生じ、ベローズ６２がその圧力差による力を受け、荷重支持金具５４を通して荷重センサ５２が影響を受けることになる。このため、収容ケース６１には通気孔を設けざるを得ず、結局は収容ケース６１の洗浄の度に通気孔への注意が必要であったり、収容ケース６１の水没洗浄が不可能であるなど、日々の作業性の面での問題点を有している。

そこで、図７（ｂ）の計量器６０では、収容ケース６１の底壁に通気性のある気体フィルター（通気フィルター）６３を設けるようにされている。この通気フィルター６３は、水分は通さずに気体を通す特性を有しており、これによって収容ケース６１内の気圧は常に外部の大気圧に等しい状態を保っている。

ところが、被計量物が例えば魚であったり、油脂を含む物品である場合に、鱗や油脂成分によって、また長期使用による汚れの蓄積によって、通気フィルター６３が次第に目詰まりを起こして通気抵抗が大きくなる。すると被計量物を計量皿５１上に載せた時に、荷重センサ５２とともにベローズ６２が下がると、収容ケース６１内の容積が小さくなり収容ケース６１内の気圧が外気圧より高くなるが、直ぐには収容ケース６１内の空気が通気フィルター６３を通して排気されず、緩やかに排気される。このとき収容ケース６１内外の気圧が完全に一致するまで荷重信号が一時的ではあるが緩やかに零点変動を起こすことになる。

また、図７（ｂ）に示される計量器６０の構造では、基本的に収容ケース６１の内外で空気の流通が自由であるから、水蒸気を含んだ空気が収容ケース６１内に侵入して滞在した場合、温度が下がると荷重センサ５２上で水蒸気が結露して水分化し、この現象を繰り返すことによって荷重センサ５２の絶縁抵抗が下がって荷重信号に誤差を与えたり、荷重センサ５２がストレインゲージ式ロードセルの場合に、徐々にストレインゲージの樹脂製ベースが水分を吸収し、厚みが変化することによって荷重信号に誤差が生じるという問題点がある。

したがって、上述の問題点に対処することのできる計量器は、収容ケース６１が外気との間に完全に気密性を保たれた防水・防湿構造であって、収容ケース６１内は常時乾燥した気体で満たされ、しかも収容ケース６１内外の気圧差が生じた際にベローズ６２に作用する力が荷重信号に影響を与えない構造の計量器であるということになる。この場合、完全気密構造はコスト上の問題もあるので、図７（ｂ）に示される方式が汎用の計量器として適するが、いずれにしても収容ケース内外の気圧差による荷重信号の変動についての問題を解決する必要がある。

収容ケース内外の気圧差による荷重信号変動の問題を解決するものとして、特許文献１にて提案されているものがある。この文献に開示された計量器は、荷重支持金具の上下２箇所にベローズを設けることによって、例えば気温の上昇によって収容ケース内の気体の圧力が収容ケース外部の大気圧に比べて増加しても上下ベローズによって荷重支持金具のベローズ取付部においてそれぞれ同じ大きさの上向きの力と下向きの力とが発生するので、両方の力が相殺して荷重信号への影響を無くするという考えに基づくものである。

特開平８−１７８７３６号公報

しかしながら、この特許文献１に開示された計量器において、上下のベローズにはバネ定数にばらつき差があるため、完全に上下方向の力が相殺しないという問題点がある。

また、荷重支持金具の作動方向に対する上下ベローズの取付位置関係にずれがあったり、図８に示されるように、被計量物の負荷位置に応じて荷重センサがＯ点を中心に捻じれると、荷重支持金具７１が傾斜する。このとき上下のベローズ７２，７３が対称な位置になければ、これらベローズ７２，７３が荷重支持金具７１から受ける歪みの形状が異なり、上下のベローズ７２，７３において荷重の作用する方向のバネ定数に違いが生じる。そうすると、気圧差によって生ずる上下ベローズ７２，７３の荷重支持金具７１への作用力は完全には一致せず、荷重信号に与える気圧差の影響を軽減できるものの、十分に荷重信号変動誤差を解消するには至らない。

次に、図７（ｃ）に示される計量器８０においては、被計量物の負荷荷重ｆが荷重センサ５２に作用する方向ｂと、気圧差によってベローズ８２が荷重支持金具８３に作用する力の方向ａとがほぼ垂直をなすように配置され、これによって気圧差による荷重信号への影響を図７（ｂ）の構造に比べてかなり軽減するようにされている。

しかしながら、図７（ｃ）に示される計量器８０のように、荷重支持金具８３が荷重負荷方向ｂに対して垂直な方向に延びる構造は、被計量物の積載位置と荷重センサ５２の起歪部との距離Ｌが、図７（ｂ）の場合よりさらに大きくなることになるため、１）荷重センサ５２の起歪部に大きなモーメントが作用して計量精度を低下させる、２）荷重支持金具８３の剛性が下がりバネ定数が小さくなることによって固有振動数が下がり、計量器としての過渡応答が遅くなり計量時間が長くなる、３）計量器のスペースが大きくなる、などの他の多くの問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、差圧検出手段によって収容ケース内外の気圧差を検出し、この気圧差に基づいて荷重信号を補正するようにして、気圧差によって荷重信号が変動するのを的確に補正することのできる計量器を提供することを目的とするものである。

前記課題を達成するために、本発明による計量器は、
荷重センサを収容ケース内に収容してなる計量器において、
前記荷重信号の変動を補正するために、前記収容ケース内の気体の圧力と、前記収容ケース外の大気の圧力との差圧を検出する差圧検出手段を設けることを特徴とするものである。

本発明において、前記差圧検出手段により検出された差圧に基づいて、前記荷重信号の変動を補正する荷重信号補正手段を設けるのが好ましい。

ここで、前記荷重信号補正手段は、前記収容ケース内の気体の温度または収容ケース外の大気の温度に基づいて、前記荷重信号の変動に係る補正量を調整するのが好ましい。

また、前記各発明において、被計量物が載置される計量台と、該計量台を支持し、その計量台上の被計量物の荷重を前記荷重センサに伝達する計量台支持金具と、該計量台支持金具と前記収容ケースとの間隙を閉鎖するベローズとを備え、前記ベローズが、そのベローズの収縮自在方向と荷重の作用方向とが一致するように前記収容ケースに装着されるのが良い。

本発明によれば、荷重センサが収容された収容ケース内の圧力と大気圧との差圧に基づいて荷重信号の変動を補正するように構成されているので、収容ケース内外の気圧差によって荷重センサの起歪部等に力が加わり荷重信号が変動するのを的確に補正することができる。したがって、簡易で、かつ低コストの装置によって気圧差に基づく荷重信号の変動を補正することができる。

次に、本発明による計量器の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係る計量器の縦断面図が示され、図２には、本実施形態の計量器に装着される電気回路ユニットの回路構成図が示されている。

本実施形態の計量器１は、収容ケース２と、この収容ケース２内に配される荷重センサ３を備えている。荷重センサ３の固定側の端部は収容ケース２内の台座４に立設される固定柱５に固定され、荷重センサ３の可動側の端部はブラケット６および荷重支持金具（計量台支持金具）７を介して、被計量物を載置する計量皿（計量台）８に固定されている。収容ケース２は溶接構造であって、収容ケース２内外での通気が完全に遮断されるよう構成されている。また、荷重支持金具７と収容ケース２との間隙にはベローズ９が介挿され、収容ケース２内への直接の水分侵入を完全に遮断するようにされている。ベローズ９は、長期間に亘って通気を完全に遮断する金属製であり、計量精度、過渡応答性、スペース縮小の理由から、その伸縮自在方向が荷重の作用方向に一致するように荷重支持金具７に取り付けられる。このように収容ケース２内外での通気性遮断構造が採用されているので、低気圧などの通過による気圧変動や気温変化によるケース内気圧の増減によってケース内外に気圧差が生じ、荷重変動の要因となる。

本実施形態において、ブラケット６および荷重支持金具７は、荷重センサ３の可動側の端部から一旦起歪部に接近する方向に向かった上で荷重が作用する方向に垂直に立ちあがった構造とされている。また、ベローズ９を荷重支持金具７に沿わせて取り付けるために、ベローズ９の伸縮自在な方向と荷重ｆの作用する方向とが一致するように取り付けられている。

前記収容ケース２の側壁には差圧センサ（差圧検出手段）１０が配され、この差圧センサ１０の金属製ダイヤフラムの外枠が側壁に溶接にて固着されている。ここで、金属製ダイヤフラム上においては、絶縁処理が施され、歪みゲージが蒸着などの方法によって取り付けられ、収容ケース２内外の圧力差に基づく信号が出力される。

また、収容ケース２内には電気回路ユニット１１が配されるとともに、収容ケース２の外部には重量測定ユニット１２が配されている。電気回路ユニット１１は、重量測定ユニット１２から供給された電源を差圧センサ１０と荷重センサ３とに供給するとともに、これら差圧センサ１０、荷重センサ３からの出力信号を重量測定ユニット１２へ送る中継端子基板である。

収容ケース２の側壁には、電源供給および信号線の中継用の気密端子１３の導通ピンが埋め込まれたガラス製気体封止板が設けられ、この気体封止板の金属製外枠が収容ケース２に溶接により固着されて通気が遮断されるようになっている。また、収容ケースの底壁には細孔１４が設けられ、この細孔から乾燥した窒素ガスが収容ケース２内に注入されて空気と置換され、窒素ガス注入後は細孔１４が溶接にて封止される。

図２に示されるように、収容ケース２内に配される電気回路ユニット１１において、荷重センサ３を構成するロードセル弾性体の起歪部上に貼付されたストレインゲージＳ．Ｇから出力される荷重信号は増幅器Ａ１にて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器Ａ／Ｄ１にてデジタル化され、差圧センサ１０のダイヤフラム上に形成された感圧ゲージＰ．Ｓからの差圧信号は増幅器Ａ２にて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器Ａ／Ｄ３にてデジタル化される。また、収容ケース２内の気体温度信号を出力する温度センサＴ．Ｓ（増幅器を内蔵する）からの温度信号はＡ／Ｄ変換器Ａ／Ｄ２にてデジタル化される。これら各信号は入出力回路Ｉ／Ｏを介してマイクロプロセッサなどで構成される中央演算処理装置ＣＰＵに取り込まれる。また、入出力回路Ｉ／Ｏは、メモリＭに記憶されたプログラムに基づき中央演算処理装置ＣＰＵからの命令によって制御される。なお、メモリＭは、演算処理プログラムが記憶されたＲＯＭ，電源供給中に演算データなどを記憶するＲＡＭ、電源が供給されなくてもデータを記憶することのできる不揮発性ＲＡＭなどから構成されている。

一方、収容ケース２の外部に配される重量測定ユニット１２は、表示器（ＤＩＳ）１５と、キースイッチ・操作スイッチ１６とを備え、これら表示器１５およびキースイッチ・操作スイッチ１６が電気回路ユニット１１の入出力回路Ｉ／Ｏを介して中央演算処理装置ＣＰＵに電気的に接続される。

次に、収容ケース２の内外の気圧差に基づく荷重信号の補正方法の概要について説明する。

（１）重量測定値の精度の上で差圧センサの温度特性が無視できる場合
まず、差圧センサ１０を大気中（差圧＝０の状態）に置いて、差圧センサ１０の出力を測定する。このときの出力値がオフセット出力電圧Ｖｏｆｆであり、Ｖｏｆｆ＝Ｖ０とする。
次に、図１に示されるように収容ケース２の側壁に差圧センサ１０を取り付けるとともに、この計量器１を気圧調整室内に入れて、予め調整モードにて気圧調整室の気圧を変化させる。
最初に、差圧センサ１０の出力がＶ０になるように気圧を調整する。このときの気圧調整室の気圧をＰ０とすると、このＰ０は収容ケース２内の気圧に等しい。

次に、気圧調整室の気圧をＰ０から、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・と変化させながら荷重信号出力と差圧センサ１０の出力信号とを測定する。荷重信号出力がＷ０から、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、・・・と変化し、差圧センサ１０の出力がオフセット出力値Ｖ０から、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・と変化したものとする。これらのデータを測定し、表１に示されるように記録する。なお、オフセット出力値Ｖ０は予めロードセルの測定回路に記憶させる。

この表１のデータから差圧センサの信号出力ｖｘに対する荷重出力信号変化量ｗｘの関係式を、図３（ａ）から最小２乗法などの方法で決定し、次式を得る。
ｗｘ＝ｆ（ｖｘ）・・・・・（１）

図３（ａ）では、Ｐ１、Ｐ２、・・・＞Ｐ０なる気圧Ｐ１、Ｐ２、・・・を与えたが、Ｐ１´、Ｐ２´、・・・＜Ｐ０なる気圧Ｐ１´、Ｐ２´、・・・を与えると、Ｖ１´、Ｖ２´・・・＜Ｖ０なる差圧信号が出力され、ｖ１´＝Ｖ１´―Ｖ０＜０、ｖ２´＝Ｖ２´―Ｖ０＜０、・・・なる差圧分のマイナス信号が出力され、この差圧による荷重変化もｗ１´＝Ｗ１´―Ｗ０＜０、ｗ２´＝Ｗ２´―Ｗ０＜０、・・・となってマイナス値となる。これらのデータにより、ｖｘ＜０の領域においては、図３（ｂ）に示されるように、ｗｘ´＝ｆ´（ｖｘ）を決定することができる。

以上のようにして差圧信号出力ｖｘに対する荷重変化量ｗｘの関係式が求められた後、計量器１の稼働運転時には次のような処理が行われる。

まず、稼働運転に際して計量器１に電源を入れると、初期処理プログラムによって荷重センサ３の荷重信号Ｗｘを初期荷重Ｗ０として読み取るとともに、差圧センサ１０の出力Ｖｘを読み取る。この出力ＶｘがＶｘｉであったとする。

初期荷重Ｗ０の値は、予め荷重センサ３に負荷されている風袋荷重Ｗｉと、現時点の差圧による荷重変化分ｗｘｉとによって次式で表される。
Ｗ０＝Ｗｉ＋ｗｘｉ・・・・・（２）
よって、風袋荷重Ｗｉは、次式により求められる。
Ｗｉ＝Ｗ０−ｗｘｉ・・・・・（３）
ここで、ｗｘｉは、差圧センサ１０の出力ｖｘｉ＝Ｖｘｉ−Ｖ０と、上記（１）式にｖｘｉ、ｗｘｉを代入した式ｗｘｉ＝ｆ（ｖｘｉ）によって求められるので、風袋荷重Ｗｉを求めることができる。求められたＷｉを真の風袋による初期風袋荷重としてメモリに記憶させる。つまり、風袋荷重は真の風袋による初期風袋荷重Ｗｉと差圧による荷重変動成分ｗｘｉとで構成される。

稼働運転に入ると、初期風袋荷重Ｗｉと差圧による荷重変動成分ｗｘｉからなる初期荷重Ｗ０において、荷重変動成分ｗｘｉは稼働運転中の差圧変化によって逐次変動する。
稼働運転中の初期処理プログラムに続いて動作させる通常処理プログラムにおいて、定期的に荷重信号Ｗｘと差圧センサ１０の出力信号Ｖｘをサンプリングにて検出する。差圧センサ１０の出力信号がＶｘのときに、記憶されている差圧センサ１０のオフセット出力値Ｖ０によって、差圧出力信号ｖｘは次式にて得られる。
ｖｘ＝Ｖｘ−Ｖ０・・・・・（４）
そして、この差圧出力信号ｖｘに対する荷重出力信号変化量ｗｘを（１）式によって求める。なお、この時点でｗｘｉをｗｘと置き換える。

収容ケース内外の気体の差圧の影響を考慮しない従来の計量器における重量測定値の計算によれば、荷重センサに負荷される被計量物の荷重Ｗｎは、荷重測定装置としてのスパン係数をＫ、零点調整時に記憶させる零点重量値をＷｚとすると、次式で表される。
Ｗｎ＝Ｋ・（Ｗｘ−Ｗｉ−Ｗｚ）・・・・・（５）
これに対して、本実施形態の計量器１においては、差圧による荷重変化分ｗｘが荷重信号Ｗｘに加わるので、次式で表わされることになって、荷重信号Ｗｘに含まれる差圧成分を補正することが可能となる。
Ｗｎ＝Ｋ・｛Ｗｘ−（Ｗｉ＋ｗｘ）−Ｗｚ｝・・・・・（６）

（２）差圧センサ１０の温度特性を考慮する必要がある場合
まず、差圧センサ１０を大気中（差圧＝０の状態）に置いて、周囲気温をθ０、θ１、θ２、θ３、・・・と変化させたときのオフセット出力電圧Ｖｏｆｆの温度変化特性を測定し、図４に示されるような温度特性関数ｆ０（θ）、すなわち次式を求める。
Ｖｏｆｆ＝ｆ０（θ）・・・・・（７）

また、差圧センサ１０の出力信号にスパン温度ドリフトがあれば、同じ差圧であっても大気温度の違いによって出力信号が異なる。つまり、同じ荷重信号出力変化、差圧であっても温度の違いによって差圧センサ出力信号の大きさが異なる。
本計量器では、差圧の大きさが荷重信号の変化の大きさに変わるので、差圧センサ１０のスパンが温度変化すれば、荷重信号の出力変化と差圧センサの出力信号の大きさとの関係が温度によって異なることになる。

そこで、本実施形態における差圧センサ付き計量器を、気圧調整室において、異なる温度条件を設定して調整する。例えば基準温度テスト条件として、θ０＝５℃、θ１＝２０℃、θ２＝３５℃を選択し、それぞれの気体温度にて図３と同様にしてデータを測定し、図５に示されるように、ｖｘ≧０の領域における曲線ｍ０、ｍ１、ｍ２に相当する関数ｆ０（ｖｘ，θ０）、ｆ１（ｖｘ，θ１）、ｆ２（ｖｘ，θ２）を決定する。同様に、ｖｘ＜０の領域における曲線ｍ０´、ｍ１´、ｍ２´に相当する関数ｆ０´（ｖｘ，θ０）、ｆ１´（ｖｘ，θ１）、ｆ２´（ｖｘ，θ２）を決定する。

いま、これらの関数が２次式で表されるとすれば、稼働運転中の任意の温度θｘの場合の関数ｆｘ（ｖｘ，θｘ）を決めるために、上記の３つの関数ｆ０（ｖｘ，θ０）、ｆ１（ｖｘ，θ１）、ｆ２（ｖｘ，θ２）を求めるために測定した差圧値（それぞれオフセット値を除いたもので、仮にｖ２とする）における荷重信号の変化量ｗ２０、ｗ２１、ｗ２２を上記テストの時点で記憶させておく。

そして、温度測定値θｘがθ２＜θｘ＜θ１であるときは、ｖ２における荷重変化量をθ１とθ２の間で決まる比率で按分して求めたｗ２ｘから、座標（ｖ２，ｗ２ｘ）によって関数ｆｘ（ｖｘ，θｘ）を求める。すなわち、ｗ２ｘを次式によって決める。
ｗ２ｘ＝ｗ２２＋｛（ｗ２１−ｗ２２）／（θ２−θ１）｝・（θ２−θｘ）
・・・・・（８）

計量器１の稼働運転時には次のような処理が行われる。
まず、稼働運転に際して計量器１に電源を入れて、初期荷重Ｗ０を測定すると同時に、収容ケース２内に配された温度センサＴ．Ｓの出力信号θｘｉおよび差圧センサ１０の出力信号Ｖｘ＝Ｖｘｉを測定する。

次に、温度θｘｉにおける差圧センサの出力オフセット値Ｖｏｆｆを（７）式からＶｏｆｆ＝ｆ０（θｘｉ）と求め、これを（４）式に代入して、差圧信号ｖｘｉを次式により得る。
ｖｘｉ＝Ｖｘｉ−Ｖｏｆｆ＝Ｖｘｉ−ｆ０（θｘｉ）・・・（９）

初期荷重信号Ｗ０に含まれる荷重変動成分ｗｘｉは、温度θｘｉにおける関数ｆｘｉ（ｖｘ，θｘｉ）を定めてから導くようにする。すなわち、上述のようにｖｘ＝ｖ２のときのｗ２０，ｗ２１，ｗ２２のいずれかを使って関数ｆｘｉ（ｖｘ，θｘｉ）を導出した後、次式によってｗｘｉを求める。
ｗｘｉ＝ｆｘｉ（ｖｘｉ，θｘｉ）・・・・・（１０）

こうして、ｗｘｉが求められると、初期風袋荷重Ｗｉを次式により求めてＷｉを記憶する。
Ｗｉ＝Ｗ０−ｗｘｉ・・・・・（１１）
そして、被計量物の荷重Ｗｎを次式
Ｗｎ＝Ｋ・｛Ｗｘ−（Ｗｉ＋ｗｘｉ）−Ｗｚ｝・・・・・（１２）
と表し、初期の差圧・温度の変動に対する荷重変動成分ｗｘｉを稼働運転中の差圧と温度によって算出されるｗｘに置き換えて追従させる。

以上のような考え方に基づき、より具体的には、以下のようにして荷重信号の補正が行われる。

（１）計量器の製作・調整時
計量器１の製作・調整時においては、まず差圧センサ１０を大気中の差圧０の状態に置いて、差圧センサ１０の出力信号を採取する。そして、温度を変化させながら差圧センサ１０のオフセット電圧値を測定し、温度値とともに電気回路ユニット１１に記憶させる。これにより、電気回路ユニット１１において、差圧センサ１０とオフセット電圧の温度特性を表す関係式である（７）式が決定される。

次に、収容ケース２に通気フィルターを使用している計量器であれば、通気フィルターをシール蓋に置き換えるなどして少なくとも差圧センサの調整期間中は収容ケース内外の通気性が遮断される対策を取る。

この後、計量器１を気圧調整室に置き、荷重センサ３の荷重信号と温度センサおよび差圧センサ１０の出力信号を表示器１５にてモニタする。次いで、気圧調整室を前述したように所定の気圧に調整し、また気圧調整室の温度を収容ケース２内の温度が所定の温度になるように調整しながら、温度データ、差圧信号、荷重信号を電気回路ユニット１１に読み込んで、代表的な荷重−差圧、温度関数ｆ０（ｖｘ，θ０）、ｆ１（ｖｘ，θ１）、ｆ２（ｖｘ，θ２）を決定する。これら関数は電気回路ユニット１１の演算回路にて決定し、決定した代表関数をメモリＭに記憶させる。

（２）計量器の使用時
荷重センサ３に電源を供給すると、この電源供給時のイニシャルプログラムにて荷重信号Ｗ０と温度信号θｘｉ、差圧信号Ｖｘｉを読み取る。そして、温度信号θｘｉと記憶している（７）式のｆ０（θ）によって差圧センサ１０のオフセット信号Ｖｏｆｆ＝ｆ０（θｘｉ）の値を算出する。また、記憶している（９）式より、温度補正した差圧信号ｖｘｉを算出する。

次に、ｖｘｉおよびθｘｉより、記憶している代表関数から（８）式で表すような計算手続きを経て関数ｆｘｉ（ｖｘ，θｘｉ）を定め、電源供給時の差圧による荷重変動成分ｗｘｉをｗｘｉ＝ｆｘｉ（ｖｘｉ，θｘｉ）として求める。

こうしてｗｘｉが求められると、初期風袋荷重Ｗｉを（１０）式により求めてＷｉを記憶し、被計量物の荷重Ｗｎを（１２）式のように定める。この後、稼働運転の継続に対して逐次周期的に温度、差圧を検出して各時点での荷重変動成分ｗｘを算出してｗｘｉを更新し、荷重信号を、
Ｗｎ＝Ｋ・｛Ｗｘ−（Ｗｉ＋ｗｘｉ）−Ｗｚ｝
として求める。

本実施形態では、差圧センサを用いるものについて説明したが、圧力センサを収容ケースの内外にそれぞれ装備し、各圧力センサの出力信号の差を求めるようにしても良い。

本実施形態では、表示器１５と、キースイッチ・操作スイッチ１６とを備える重量測定ユニット１２を収容ケース２の外部に配置した計量器について説明したが、この重量測定ユニット１２は収容ケース２内または収容ケース２の表面に設置することもできる。また、電気回路ユニット１１の機能を有する重量測定ユニットを収容ケース２の外部に置き、差圧センサの信号や温度センサの信号を荷重信号と共にその重量測定ユニットへ送り、この重量測定ユニットの中に設けた演算回路にて荷重信号の圧力差補正を行うようにしても良い。

図６に示されるのは、表示器１５と、キースイッチ・操作スイッチ１６とを収容ケース２の表面に設けた実施形態である。この実施形態において、収容ケース２は防水構造であるが、僅かに通気性を有している。また、収容ケース２の接続部はゴムなどのパッキンによって防水シールされ、表示器１５およびキースイッチ・操作スイッチ１６は樹脂製フィルムによってカバーされ、電源供給用のコードは収容ケース２への入力部１３において防水用ゴムパッキンによってシールされている。なお、ベローズ９としては、金属製またはゴム・樹脂製のものが用いられる。

本実施形態では、収容ケース２を気密構造にしたものを説明したが、この気密の程度は、水分の侵入を完全に防止するが空気の漏洩のある構造であっても、一切の気体漏洩のない構造であっても良い。また、図７（ｂ）に示されるような通気フィルター６３を用いた構造であっても良い。

なお、本実施形態における電気回路ユニット１１（または重量測定ユニット１２）が、本発明における「荷重信号補正手段」に相当する。

本発明の一実施形態に係る計量器の縦断面図本実施形態の計量器に装着される電気回路ユニットの回路構成図差圧信号出力に対する荷重出力信号変化量の関係を示すグラフ周囲温度に対するオフセット出力電圧の関係を示すグラフ差圧信号出力に対する荷重出力信号変化量の関係を示すグラフ本発明の他の実施形態に係る計量器の縦断面図従来の計量器の例を示す図ベローズを装着した従来の計量器の問題点を説明する図

符号の説明

１，１Ａ計量器
２収容ケース
３荷重センサ
７荷重支持金具（計量台支持金具）
８計量皿（計量台）
９ベローズ
１０差圧センサ（差圧検出手段）
１１電気回路ユニット（荷重信号補正手段）
１２重量測定ユニット
１５表示器
１６キースイッチ・操作スイッチ
Ｓ．Ｇストレインゲージ
Ｐ．Ｓ感圧ゲージ
Ｔ．Ｓ温度センサ
Ａ１，Ａ２増幅器
Ａ／Ｄ１〜Ａ／Ｄ３アナログ・デジタル変換器
ＣＰＵ中央演算処理装置
Ｉ／Ｏ入出力回路
Ｍメモリ

Claims

荷重センサを収容ケース内に収容してなる計量器において、
前記荷重信号の変動を補正するために、前記収容ケース内の気体の圧力と、前記収容ケース外の大気の圧力との差圧を検出する差圧検出手段を設けることを特徴とする計量器。
前記差圧検出手段により検出された差圧に基づいて、前記荷重信号の変動を補正する荷重信号補正手段を設けることを特徴とする請求項１に記載の計量器。
前記荷重信号補正手段は、前記収容ケース内の気体の温度または収容ケース外の大気の温度に基づいて、前記荷重信号の変動に係る補正量を調整することを特徴とする請求項２に記載の計量器。
被計量物が載置される計量台と、該計量台を支持し、その計量台上の被計量物の荷重を前記荷重センサに伝達する計量台支持金具と、該計量台支持金具と前記収容ケースとの間隙を閉鎖するベローズとを備え、前記ベローズが、そのベローズの収縮自在方向と荷重の作用方向とが一致するように前記収容ケースに装着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の計量器。