JP2011095216A - Weighing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重量信号の安定性が判別された時点の重量信号から自動的に重量測定値を取得する方式の計量装置に関するものである。 The present invention relates to a weighing device that automatically obtains a weight measurement value from a weight signal at the time when the stability of the weight signal is determined.
従来、重量信号から重量測定値の取得タイミングを決定する方式として、例えば、安定待ち時間方式と安定判別方式とがある。 Conventionally, as a method for determining the acquisition timing of a weight measurement value from a weight signal, for example, there are a stability waiting time method and a stability determination method.
安定待ち時間方式が好適に適用されるものとしては、(1)被計量物の計量台への供給態様が一様である構造の計量装置や、(2)計量ホッパの上方に供給ホッパが配備される構造の自動式あるいは半自動式の組合せ秤などが挙げられる。 The stable waiting time method is preferably applied to (1) a weighing device having a uniform supply mode to the weighing platform, and (2) a supply hopper disposed above the weighing hopper. Examples thereof include an automatic or semi-automatic combination weigher having a structure.
上記(1)の計量装置においては、安定待ち時間カウント用のタイマーと、被計量物が計量台へ置かれる直前であって計量台へ置かれることが必然的となるタイミングをタイマーカウントの起点として検出するタイマー起点検出手段とが設けられ、タイマー起点検出手段がタイマーカウントの起点を検出すると、安定待ち時間カウント用のタイマーがその起点からの経過時間をカウントし、所定の安定待ち時間が経過したタイミングにて重量信号から自動的に重量測定値を取得するようにされている。 In the weighing device of (1) above, a timer for counting a stable waiting time and a timing at which the object to be weighed is placed on the weighing table immediately before being placed on the weighing table is used as the starting point of the timer count. Timer start point detecting means for detecting, and when the timer start point detecting means detects the start point of the timer count, the timer for counting the stable waiting time counts the elapsed time from the starting point, and a predetermined stable waiting time has elapsed. The weight measurement value is automatically acquired from the weight signal at the timing.
上記(1)の計量装置に関する具体的な先行技術として、例えば特許文献1にて提案されているものがある。この特許文献1に係る計量装置においては、物品センサが物品を検知した時点をタイマーカウントの起点とし、調整モードにてサンプル物品を複数回(m回)計量し、計測時刻毎に複数回(m回)の重量測定値から重量測定値のばらつきを求め、求めたばらつきが所定の値の範囲に初めて入る時刻をもって稼働運転時における重量測定値の取得タイミング(いわゆる安定待ち時間)としている。
As a specific prior art relating to the weighing device (1), there is one proposed in
一方、上記(2)の組合せ秤においては、被計量物が供給ホッパに一旦収容された後に計量ホッパへと供給されるので、供給ホッパから計量ホッパへと供給される被計量物の投下動作が毎回ほぼ一様である。したがって、供給ホッパのゲートを開くタイミングから重量信号が安定するタイミングまでの時間が毎回ほぼ一様であると予測されるので、一定の安定待ち時間カウント用のタイマーが適用される。 On the other hand, in the combination weigher (2), since the object to be weighed is once stored in the supply hopper and then supplied to the weighing hopper, the operation of dropping the object to be weighed supplied from the supply hopper to the weighing hopper is performed. It is almost uniform every time. Therefore, it is predicted that the time from the timing when the gate of the supply hopper is opened to the timing when the weight signal is stabilized is almost uniform every time, and therefore a constant timer for counting the stable waiting time is applied.
しかし、上述の安定待ち時間方式を、作業員が被計量物を手で直接に計量台あるいは計量ホッパへ供給する構造の計量装置、例えば手動式組合せ秤に適用した場合には、以下のような問題点が生じる。
すなわち、手動式組合せ秤においては、被計量物の計量台あるいは計量ホッパへの供給の役割を作業員が担っているので、計量台あるいは計量ホッパへの被計量物の供給態様が一様でない。このため、衝撃荷重が大きくなるような供給態様のときには、重量信号が安定するまでの時間が長く掛かり、衝撃荷重があまり大きくならないような供給態様のときには、重量信号が安定するまでの時間が比較的短くて済む。このように、被計量物の置き方によって重量信号の応答の状況が毎回大きく異なるため、安定待ち時間の終了時点で重量信号から重量測定値を取得していたのでは、正しい重量測定値を得ることができない。
However, when the above-described stable waiting time method is applied to a weighing device having a structure in which an operator directly supplies an object to be measured to a weighing table or a weighing hopper, for example, a manual combination weigher, the following Problems arise.
That is, in the manual combination weigher, since the worker plays a role of supplying the objects to be weighed to the weighing platform or the weighing hopper, the manner of supplying the objects to be weighed to the weighing table or the weighing hopper is not uniform. For this reason, it takes a long time for the weight signal to stabilize when the supply mode is such that the impact load becomes large, and when the supply mode is such that the impact load does not become too large, the time until the weight signal becomes stable is compared. Short. In this way, the response status of the weight signal varies greatly each time depending on how the object is placed, so if the weight measurement value is acquired from the weight signal at the end of the stabilization wait time, the correct weight measurement value is obtained. I can't.
そこで、被計量物を計量台あるいは計量ホッパへ供給してから重量信号が安定するまでの時間の違いが被計量物の供給態様によって大きく現れる供給方式を採る計量装置の場合は、重量信号自身の安定性を判別して重量測定値を取得する安定判別方式が適用される。 Therefore, in the case of a weighing device that employs a supply method in which the difference in time from when the object to be weighed is supplied to the weighing platform or weighing hopper until the weight signal stabilizes depends on the supply mode of the object to be weighed, A stability determination method that determines stability and obtains a weight measurement value is applied.
安定判別方式が適用される計量装置に関する具体的な先行技術として、例えば特許文献2にて提案されているものがある。この特許文献2に係る計量装置では、時系列の重量信号データa1,a2,a3,a4,・・・について、まずデータa1,a2,a3の平均値A1、次にデータa2,a3,a4の平均値A2、次にデータa3,a4,a5の平均値A3というように時系列データのいくつかの時点の平均値を求め、これら平均値の差(A1−A2),(A2−A3),・・・がばらつき幅許容値C1以下になった時点をもって重量信号が安定状態に達したと判定し、このタイミングをもって重量測定値を取得するようにしている。すなわち、一定時間間隔における重量信号の振動状態を評価する安定判別時間領域を設け、この安定判別時間領域の重量信号が許容値以内に到達する時点を検出し、この検出時点の重量信号をもって重量測定値を定めるようにしたものである。
As a specific prior art relating to a weighing device to which the stability determination method is applied, there is one proposed in
特許文献2に係る計量装置において、安定判別時間領域は、連続する2時刻における重量信号がいずれも既に所定の計量精度を満足している時間領域であり、この安定判別時間領域の中で最も後ろの時刻における重量信号をもって重量測定値が決定される。すなわち、図4(a)において、時刻t2と時刻t3のそれぞれの重量信号A1とA2の差,A2とA3の差が連続してばらつき幅許容値C1内に入ったときに安定と判別され、時刻t3を重量測定値取得の時刻としている。
In the weighing device according to
ところで、特許文献2に係る計量装置では、実際には時刻t2における重量信号A2でもって既に所定の計量精度を満足する重量信号が得られている場合でも、予め設定されたばらつき幅許容値C1をもって安定と判別する根拠がばらつき幅許容値C1には定義されていないため、さらに時刻t3における重量信号A3でもって重量測定値を取得し、重量信号A2,A3がばらつき幅許容値C1以内であることの継続性をもって安定と判別する根拠として安定を定義している。このため、重量測定値の取得タイミングが時刻t2と時刻t3との差分(t3−t2)だけ遅れてしまうという問題点がある。
By the way, in the weighing device according to
また、特許文献2に係る計量装置では、安定判別に使用するデータ数が少なすぎると、言い換えれば安定判別時間領域の時間長さが短すぎると、ばらつき幅許容値C1に重量測定値が安定であると判別する根拠がないため、言い換えればサンプリング重量信号の差(ばらつき)がばらつき幅許容値C1内に入ることが安定であるとは定義されていないため、図4(b)に示されるように、被計量物の供給中の重量信号の応答において、重量信号が安定していない時点でも誤って安定判別してしまう可能性がある。したがって、通常はより長い時間領域の重量信号をもって振動振幅の安定判別時間領域を形成するようにされている。このため、実際に重量信号が安定な振動状態になった後(正確な重量測定値を取得できる時刻になった後)も安定判別のために長い時間間隔に含まれる重量信号を必要とし、重量測定値の取得タイミングが遅くなってしまうという問題点がある。
Further, in the weighing device according to
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、確実に所定の計量精度を満足しつつ計量速度をより高めることができる計量装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a weighing device that can increase the measurement speed while reliably satisfying a predetermined measurement accuracy.
前記目的を達成するために、本発明による計量装置は、
被計量物の計量台への負荷に伴い所定の時間間隔でサンプリング重量信号を出力する重量信号出力手段と、
前記重量信号出力手段から所定の計量精度を得ることのできるサンプリング重量信号が現れる時刻を求め、その時刻以前の所定の時間領域をばらつき幅評価時間領域と定め、このばらつき幅評価時間領域における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅の許容値で規定される安定判別基準を設定する安定判別基準設定手段と、
前記重量信号出力手段から最新のサンプリング重量信号が出力される時刻以前に、前記ばらつき幅評価時間領域と同じ時間長さの安定判別時間領域を定め、この安定判別時間領域における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅が、前記安定判別基準に示されるばらつき幅の許容値以下であるとき、その安定判別時間領域におけるサンプリング重量信号が安定であると判別する安定判別手段と、
前記安定判別手段によって前記安定判別時間領域におけるサンプリング重量信号が安定であると判別されたとき、前記安定判別時間領域の最終時刻におけるサンプリング重量信号から重量測定値を取得する重量測定値取得手段と
を備えることを特徴とするものである(第1発明)。
In order to achieve the object, the weighing device according to the present invention comprises:
Weight signal output means for outputting a sampling weight signal at a predetermined time interval in accordance with a load on the weighing platform of the object to be weighed;
A time at which a sampling weight signal capable of obtaining a predetermined weighing accuracy appears from the weight signal output means is obtained, a predetermined time region before that time is defined as a variation width evaluation time region, and a plurality of times in the variation width evaluation time region are determined. A stability criterion setting means for setting a stability criterion defined by an allowable value of the variation width of the sampling weight signal;
Before the time when the latest sampling weight signal is output from the weight signal output means, a stability determination time region having the same time length as the variation width evaluation time region is defined, and a plurality of sampling weight signals in the stability determination time region are determined. A stability determination means for determining that the sampling weight signal in the stability determination time region is stable when the variation width is equal to or less than a tolerance of the variation width indicated in the stability determination criterion;
A weight measurement value acquisition means for acquiring a weight measurement value from the sampling weight signal at the final time of the stability determination time area when the stability determination means determines that the sampling weight signal in the stability determination time area is stable; It is characterized by providing (1st invention).
本発明において、前記安定判別基準設定手段は、被計量物の真の重量測定値に対するサンプリング重量信号の誤差を求め、この誤差のばらつきの標準偏差が被計量物の真の重量測定値に対する許容誤差以下となる時刻を検知し、この時刻を前記ばらつき幅評価時間領域の最終時刻として設定するものとすることができる(第2発明)。 In the present invention, the stability determination criterion setting means obtains an error of the sampling weight signal with respect to the true weight measurement value of the object to be measured, and a standard deviation of the variation of the error is an allowable error with respect to the true weight measurement value of the object to be weighed. The following time is detected, and this time can be set as the final time of the variation width evaluation time region (second invention).
本発明において、前記安定判別基準設定手段は、前記ばらつき幅評価時間領域における異なる時刻に生成された複数のサンプリング重量信号のばらつき幅を求め、このばらつき幅の統計値に基づいて前記ばらつき幅の許容値を定めるものとすることができる(第3発明)。 In the present invention, the stability determination criterion setting means obtains a variation width of a plurality of sampling weight signals generated at different times in the variation width evaluation time region, and determines the tolerance of the variation width based on a statistical value of the variation width. The value can be determined (third invention).
本発明においては、重量信号出力手段から所定の計量精度を得ることのできるサンプリング重量信号が現れる時刻以前のばらつき幅評価時間領域における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅の許容値で規定される安定判別基準が予め例えば調整モード時に設定される。そして、稼働運転時において、重量信号出力手段から最新のサンプリング重量信号が出力される時刻以前の安定判別時間領域における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅が安定判別基準に示されるばらつき幅の許容値以下であるとき、その安定判別時間領域におけるサンプリング重量信号が安定であると判別され、当該安定判別時間領域の最終時刻におけるサンプリング重量信号から重量測定値が取得される。つまり、ばらつき幅の許容値に安定判別の評価基準を定義する。
本発明によれば、所定の計量精度を満足するように定義されたばらつき幅の安定判別基準を満足する最初の安定判別時間領域における最終時刻のサンプリング重量信号から重量測定値が取得されるので、確実に所定の計量精度を満足しつつ計量速度をより高めることができる。
In the present invention, the stability determination defined by the tolerance of the variation widths of the plurality of sampling weight signals in the variation width evaluation time region before the time when the sampling weight signal capable of obtaining a predetermined weighing accuracy from the weight signal output means appears. The reference is set in advance in the adjustment mode, for example. In operation, the variation width of the plurality of sampling weight signals in the stability determination time region before the time when the latest sampling weight signal is output from the weight signal output means is less than the tolerance of the variation width indicated in the stability determination criterion. When it is, it is determined that the sampling weight signal in the stability determination time region is stable, and the weight measurement value is acquired from the sampling weight signal at the final time of the stability determination time region. That is, an evaluation criterion for stability determination is defined as an allowable value of the variation width.
According to the present invention, since the weight measurement value is acquired from the sampling weight signal at the final time in the first stability determination time region that satisfies the stability determination criterion of the variation width defined to satisfy the predetermined measurement accuracy, It is possible to increase the measurement speed while reliably satisfying the predetermined measurement accuracy.
次に、本発明による計量装置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。なお、以下の説明は、計量装置として手動式組合せ秤に本発明が適用された例である。 Next, specific embodiments of the weighing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The following description is an example in which the present invention is applied to a manual combination scale as a weighing device.
<計量装置の概略構成の説明>
本実施形態に係る計量装置1は、いわゆる手動式組合せ秤であり、図1に示されるように、複数(k個)の計量器21〜2kと、演算手段3とを備えている。
<Description of schematic configuration of weighing device>
The
<計量器の概略構成の説明>
各計量器21〜2kは、被計量物Mを作業員が手で直接に置くことのできる計量台4と、計量台4に対応して設けられる重量信号出力手段5とより構成されている。
<Description of schematic configuration of measuring instrument>
Each of the weighing
<重量信号出力手段の説明>
重量信号出力手段5は、荷重センサ6と、A/D変換器7と、フィルタ8とより構成されている。
荷重センサ6は、計量台4に載せられた被計量物Mの計量台4への負荷に応じたアナログ荷重信号〔a´〕を出力する。
A/D変換器7は、荷重センサ6からのアナログ荷重信号〔a´〕をデジタル荷重信号〔a〕に変換する。
フィルタ8は、A/D変換器7からのデジタル荷重信号〔a〕から計量台4等の風袋重量分の荷重信号を差し引いて所定時間間隔Δt毎に被計量物Mの重量信号〔b〕を出力する。
<Description of weight signal output means>
The weight signal output means 5 includes a
The
The A /
The
<演算手段の説明>
演算手段3は、マイクロコンピュータを主体に構成され、各重量信号出力手段5からの重量信号〔b〕に基づいて組合せ演算を実行し、組合せ合計値が一定の許容範囲内で目標値に最も近くなる組合せを選択する機能を有している。また、後述する時刻t0を起点とし、この起点からの経過時間をカウントするタイマーの機能も有している。
さらに、演算手段3においては、メモリに格納されている重量測定値取得に関する所定プログラムがマイクロプロセッサで実行されることにより、安定判別基準設定手段11、安定判別手段12および重量測定値取得手段13のそれぞれの機能が実現される。
<Explanation of calculation means>
The calculation means 3 is mainly composed of a microcomputer, executes a combination calculation based on the weight signal [b] from each weight signal output means 5, and the combined total value is closest to the target value within a certain allowable range. Has a function of selecting a combination. Also, it has a timer function that starts from a time t0 described later and counts the elapsed time from this starting point.
Further, in the calculation means 3, a predetermined program relating to weight measurement value acquisition stored in the memory is executed by the microprocessor, whereby the stability determination reference setting means 11, the stability determination means 12 and the weight measurement value acquisition means 13. Each function is realized.
<安定判別基準設定手段による安定判別基準の設定法の説明>
安定判別基準設定手段11は、調整モードにおいて、所定の統計的計量精度に基づき安定判別基準を設定する。以下に、安定判別基準設定手段11による安定判別基準の設定法について詳述することとする。
<Description of Stability Discrimination Criteria Setting Method by Stability Discrimination Criteria Setting Unit>
The stability determination
<重量信号の時間応答の様子の説明>
図2には、作業者が被計量物Mを計量台4へ通常の供給動作によって置いた場合の重量信号の応答波形が示されている。
衝撃荷重の大きい場合はw1のラインで示されるような応答波形となり、衝撃荷重の小さい場合はw3のラインで示されるような応答波形となり、これらの中間的な衝撃荷重の場合はw2のラインで示されるような応答波形となる。
<Explanation of time response of weight signal>
FIG. 2 shows a response waveform of the weight signal when the operator places the object to be weighed M on the weighing
When the impact load is large, the response waveform is as shown by the w1 line. When the impact load is small, the response waveform is as shown by the w3 line. In the case of an intermediate impact load, the response waveform is as shown by the w2 line. The response waveform is as shown.
<起点の設定の説明>
重量信号の安定判別基準を定めるには、重量信号の時間応答の様子を調べなければならない。調整モードにおいて、被計量物Mが計量台4に載せられたことを認識するための識別重量値Wrを定める。識別重量値Wrは、零点と被計量物Mの重量値との間において適宜の重量値に設定される。
重量信号がWr以上となる時点をt0とし、このt0を起点として経過時間をカウントする。なお、起点t0として、重量信号がWrよりも大きくなった直後の極大値に取って良い。
<Description of starting point setting>
To determine the stability criterion for the weight signal, the time response of the weight signal must be examined. In the adjustment mode, an identification weight value Wr for recognizing that the object M is placed on the weighing table 4 is determined. The identification weight value Wr is set to an appropriate weight value between the zero point and the weight value of the workpiece M.
The time when the weight signal becomes Wr or more is set as t0, and the elapsed time is counted starting from this t0. The starting point t0 may be a local maximum immediately after the weight signal becomes larger than Wr.
<重量信号のサンプリング時刻の設定の説明>
t10は重量信号が安定すると予測される少し手前の時刻、t1nは重量信号が十分安定していると予測される時刻とし、t10からt1nの間において、フィルタ8の出力タイミングに合わせて時間間隔Δtの時刻t10、t11、t12、・・・t1nを定める。
また、t1nよりも更に後ろに被計量物Mの正確な重量測定値、つまり静的重量測定値が取得可能な時刻t1sを設ける。なお、被計量物Mの重量値が既知であるならt1sを重量信号のサンプリング時刻とせずに、時刻t1sで取得可能な重量測定値の代わりにその既知の重量値を置けばよい。
<Explanation of weight signal sampling time>
t10 is a time just before the weight signal is predicted to be stable, t1n is a time at which the weight signal is predicted to be sufficiently stable, and a time interval Δt between t10 and t1n according to the output timing of the
Further, a time t1s at which an accurate weight measurement value of the object to be weighed M, that is, a static weight measurement value can be acquired, is provided further behind t1n. If the weight value of the object M is known, t1s is not set as the sampling time of the weight signal, and the known weight value may be set instead of the weight measurement value obtainable at time t1s.
<調整モードでの重量信号のテーブルデータの作成の説明>
被計量物Mとしてサンプル物品を各計量台4に載せ降ろしする。この載せ降ろし動作はm回実施される。
各計量器21〜2kで実施されるm回の計量動作のそれぞれにおいて、演算手段3は、重量信号が初めてWrより大きくなった時刻をt0とし、この時刻t0を起点に経過時間をカウントし、上記のt10,t11,・・・,t1n,t1sのそれぞれの時刻での重量信号をサンプリング重量信号として記憶して、表1に示されるようなテーブルデータを作成する。ここで、表1において、例えば計量器21について、時刻t10で得られる計量回数第1回目のサンプリング重量信号はw1011と表わされ、時刻t1sで得られる計量回数1回目のサンプリング重量信号はw1s11と表されている。同様に、計量器2kについて、時刻t1nで得られる計量回数第m回目のサンプリング重量信号はw1nmkと表わされ、時刻t1sで得られる計量回数第m回目のサンプリング重量信号はw1smkと表わされている。
<Description of creation of weight signal table data in adjustment mode>
A sample article is placed on each weighing table 4 as an object to be weighed M and is lowered. This loading / unloading operation is performed m times.
In each of the m weighing operations performed by each of the weighing
<サンプリング重量信号のテーブルデータ>
<調整モードでのサンプリング重量信号誤差のテーブルデータの作成の説明>
各計量器21〜2kに対してそれぞれm回の計量に関するサンプリング重量信号が求められた後、安定判別基準の設定キー14が押されると、演算手段3は、時刻t10〜t1nに記憶したサンプリング重量信号から時刻t1sに記憶したサンプリング重量信号を減算したサンプリング重量信号誤差の絶対値を求めて表2に示されるようなテーブルデータを作成する。ここで、表2において、例えば計量器21について、時刻t10の重量信号誤差e1011は次式によって求められる。
e1011=|w1011−w1s11|
同様に、計量器2kについて、時刻t1nで得られる計量回数第m回目の重量信号誤差e1nmkは次式によって求められる。
e1nmk=|w1nmk−w1smk|
<Description of creation of sampling weight signal error table data in adjustment mode>
After the sampling weight signal relating to m times of weighing is obtained for each of the weighing
e1011 = | w1011-w1s11 |
Similarly, for the weighing
e1nmk = | w1nmk−w1smk |
<重量測定誤差テーブルデータ>
<サンプリング重量信号誤差のばらつきの標準偏差の説明>
次に、各時刻t10〜t1n毎の計量器21〜2kの(m・k)個のサンプリング重量信号誤差データからサンプリング重量信号誤差のばらつきの標準偏差値:σ10、σ11、・・・、σ1q、・・・σ1n(g)を算出する。
予め、重量測定における真の値に対する許容誤差の条件が「uシグマの条件にて±E(g)以下である(通常、uの値は2〜3に設定される。)」と規定されているとすると、算出された標準偏差:σ10、σ11、・・・、σ1nに対して時刻t10から順に時刻t1nに向かってE/uとの大小関係をチェックし、初めてσ1q≦(E/u)を満足する標準偏差σ1qに対応する時刻t1qを発見する。
<Explanation of standard deviation of variation in sampling weight signal error>
Next, from the (m · k) sampling weight signal error data of the weighing
The condition of an allowable error with respect to a true value in weight measurement is defined in advance as “u sigma condition is ± E (g) or less (usually, the value of u is set to 2 to 3)”. , Σ1n,..., Σ1n are checked for magnitude relation with E / u in order from time t10 toward time t1n, and for the first time σ1q ≦ (E / u) The time t1q corresponding to the standard deviation σ1q that satisfies the above is found.
<ばらつき幅評価時間領域の設定の説明>
所定の計量精度の重量信号を得られる時刻t1qが判明すると、この時刻t1qのタイミングから所定の時間長さT0だけ以前の時刻t1rまでにサンプリング重量信号のばらつき幅を評価するためのばらつき幅評価時間領域を設定する(表3参照)。
なお、サンプリング重量信号のばらつきは、計量器21〜2kに被計量物(サンプル物品)が供給されたことによって生ずる計量器21〜2kの固有振動信号の振幅に起因するので、該固有振動信号の一周期よりやや長い目の時間領域T0を設定し、該固有振動信号の振幅の収束度合が評価・判定できるようにする。
<Explanation of variation width evaluation time area setting>
When the time t1q at which a weight signal with a predetermined weighing accuracy can be obtained is found, the variation width evaluation time for evaluating the variation width of the sampling weight signal from the timing of this time t1q to a time t1r before the predetermined time length T0. An area is set (see Table 3).
Since the variation of the sampling weight signal is due to the amplitude of the natural
<サンプリング重量信号誤差のばらつきの標準偏差値のテーブルデータ>
<ばらつき幅の許容値の説明>
時刻t1qと所定の時間長さT0によって定まるばらつき幅評価時間領域(時刻t1r〜時刻t1q)で各時刻のサンプリング重量信号間でのばらつき幅が小さければ時刻t1qにおけるサンプリング重量信号のばらつきも小さく、反対にばらつき幅評価時間領域の各時刻のサンプリング重量信号間でのばらつき幅が大きければ時刻t1qにおけるサンプリング重量信号のばらつき幅も大きい。
そこで、高い確率でもって所定の計量精度で重量測定値を取得できる時刻であるt1qを含みその時刻t1qから前段のばらつき幅評価時間領域(時刻t1r〜時刻t1q)の間のサンプリング重量信号のばらつき幅を、多くの重量信号のばらつきを用いて統計的に求め、この統計的に求められた値を安定判別の基準となる許容値とする。
<Description of tolerance of variation width>
If the variation width between the sampling weight signals at each time is small in the variation width evaluation time region (time t1r to time t1q) determined by the time t1q and the predetermined time length T0, the variation in the sampling weight signal at the time t1q is small. If the variation width between the sampling weight signals at each time in the variation width evaluation time region is large, the variation width of the sampling weight signal at time t1q is also large.
Therefore, the variation width of the sampling weight signal between time t1q and the previous variation width evaluation time region (time t1r to time t1q) including time t1q, which is the time at which the weight measurement value can be acquired with a predetermined probability with high probability. Is statistically obtained by using a large number of weight signal variations, and the statistically obtained value is set as an allowable value as a criterion for stability determination.
<安定判別基準の定義の説明>
すなわち、安定判別基準は以下のように定義することができる。
安定判別基準とは、所定の計量精度を満足する重量測定値を取得することができる時刻以前の時刻の重量信号が、当該安定判別基準によって定めた時刻に所定の計量精度の重量測定値を満足するように振動振幅の収束性を示すか否かを判断するための基準値である。ここで、基準値としては、ばらつき幅評価時間領域における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅に対する許容値が用いられる。
<Explanation of definition of stability criterion>
That is, the stability criterion can be defined as follows.
The stability criterion is a weight signal at a time before the time at which a weight measurement value satisfying a predetermined weighing accuracy can be obtained satisfies a weight measurement value with a predetermined weighing accuracy at a time determined by the stability criterion. It is a reference value for determining whether or not the convergence of the vibration amplitude is shown. Here, as the reference value, an allowable value for the variation width of the plurality of sampling weight signals in the variation width evaluation time region is used.
<安定判別基準の設定の説明>
表1に示されるテーブルデータにおいて、計量器21の1回目の計量における時刻t1r〜時刻t1qの時間領域(ばらつき幅評価時間領域)の最大ばらつき幅R11を求める。つまり、ばらつき幅評価時間領域(時刻t1r〜時刻t1q)における複数のサンプリング重量信号の中での最大値と最小値を求め、これら最大値と最小値の差を演算し、その演算結果を最大ばらつき幅R11とする。
同様にして、計量器21の2〜m回目の最大ばらつき幅R21〜Rm1を算出することができる。
この計量器21に関する最大ばらつき幅の演算と同様の演算を、その他の計量器22〜2kについても実行する。
こうして、全ての計量器21〜2kの1〜m回の計量に関するばらつき幅評価時間領域(時刻t1r〜時刻t1q)の最大ばらつき幅R11〜Rmkのデータを得ることができる。
<Explanation of stability criteria setting>
In the table data shown in Table 1, the maximum variation width R11 of the time domain of the time t1r~ time t1q at the first weighing of meter 2 1 (variation width evaluation time domain). That is, the maximum value and the minimum value among the plurality of sampling weight signals in the variation width evaluation time region (time t1r to time t1q) are obtained, the difference between the maximum value and the minimum value is calculated, and the calculation result is maximized. The width is R11.
Similarly, it is possible to calculate the 2~m th maximum variation width R21~Rm1 measuring instruments 2 1.
Similar operations and calculation of the maximum variation range about the
In this way, data of the maximum variation widths R11 to Rmk in the variation width evaluation time region (time t1r to time t1q) related to 1 to m measurements of all the
<安定判別基準の設定の説明>
上記のようにして得られた最大ばらつき幅R11〜Rmkのデータに基づいて、ばらつき幅評価時間領域における複数のサンプリング重量信号の最大ばらつき幅の平均値Raと標準偏差Rsとを求めれば、ばらつき幅評価時間領域における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅の大きさは、uシグマの確率でRa±u・Rsの範囲に存在している。
そして、安定判別基準設定手段11は、Ra±u・Rsで表わされるばらつき幅の大きさの範囲を、ばらつき幅評価時間領域における複数の重量信号のばらつき幅の許容値Reとし(Re=Ra±u・Rs)、このばらつき幅の許容値Reを安定判別基準の基準値として設定する。
<Explanation of stability criteria setting>
If the average value Ra and the standard deviation Rs of the maximum variation widths of the plurality of sampling weight signals in the variation width evaluation time region are obtained based on the data of the maximum variation widths R11 to Rmk obtained as described above, the variation width is obtained. The size of the variation width of the plurality of sampling weight signals in the evaluation time region exists in the range of Ra ± u · Rs with the probability of u sigma.
Then, the stability determination
今までは、調整モードにおいて、安定判別基準設定手段11による安定判別基準の設定法について述べた。以下においては、稼働運転時における、安定判別手段12による重量信号の安定判別法、および重量測定値取得手段13による重量測定値の取得法について、それぞれ順を追って説明することとする。
Up to now, the method for setting the stability determination criterion by the stability determination criterion setting means 11 in the adjustment mode has been described. In the following, the stability determination method of the weight signal by the
<安定判別手段による重量信号の安定判別法の説明>
稼働運転時において、安定判別手段12は、重量信号出力手段5から最新の重量信号が出力される時刻(t1〈q〉)以前に、ばらつき幅評価時間領域と同じ時間長さT0の安定判別時間領域(時刻t1〈q−4〉〜時刻t1〈q〉)を定め、この安定判別時間領域における複数の重量信号のばらつき幅Rxが、安定判別基準に示されるばらつき幅の許容値Re以下であるとき、その安定判別時間領域における重量信号が安定であると判別する。
<Description of stability determination method of weight signal by means of stability determination>
During the operation operation, the stability determination means 12 has a stability determination time of the same time length T0 as the variation width evaluation time area before the time (t1 <q>) when the latest weight signal is output from the weight signal output means 5. A region (time t1 <q-4> to time t1 <q>) is defined, and the variation width Rx of the plurality of weight signals in the stability determination time region is equal to or less than the tolerance value Re of the variation width indicated in the stability determination criterion. When the weight signal in the stability determination time region is determined to be stable.
<重量測定値取得手段による重量測定値の取得法の説明>
重量測定値取得手段13は、安定判別手段12によって安定判別時間領域(時刻t1〈q−4〉〜時刻t1〈q〉)における重量信号が安定であると判別されたとき、安定判別時間領域の最終時刻(t1〈q〉)が、調整モードにおけるばらつき幅評価時間領域(時刻t1r〜時刻t1q)の最終時刻t1qに相当するものとして、この安定判別時間領域の最終時刻(t1〈q〉)における重量信号から重量測定値を取得する。
<Description of Weight Measurement Value Acquisition Method by Weight Measurement Value Acquisition Unit>
The weight measurement
<本実施形態の計量装置の作用効果の説明>
本実施形態の計量装置1においては、重量信号出力手段5から所定の計量精度を得ることのできるサンプリング重量信号が現れる時刻(t1q)以前のばらつき幅評価時間領域(t1r〜t1q)における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅の許容値Reで規定される安定判別基準が設定される。そして、重量信号出力手段5から最新のサンプリング重量信号が出力される時刻(t1〈q〉)以前の安定判別時間領域(時刻t1〈q−4〉〜時刻t1〈q〉)における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅Rxが安定判別基準に示されるばらつき幅の許容値Re以下であるとき、その安定判別時間領域におけるサンプリング重量信号が安定であると判別され、当該安定判別時間領域の最終時刻(時刻t1〈q〉)における重量信号から重量測定値が取得される。
本実施形態の計量装置1によれば、所定の計量精度を満足するように定義されたばらつき幅の安定判別基準を満足する最初の安定判別時間領域における最終時刻のサンプリング重量信号から重量測定値が取得されるので、確実に所定の計量精度を満足しつつ計量速度をより高めることができる。
<Description of the operational effects of the weighing device of the present embodiment>
In the weighing
According to the weighing
次に、計量装置1による重量値取得法のより具体的な実施例について説明する。
Next, a more specific embodiment of the weight value acquisition method by the weighing
<重量値取得法の実施例1>
稼働運転時において、フィルタ8から出力されるサンプリング重量信号がWr以上となった場合に、安定判別手段12は、Wr以上のサンプリング重量信号がフィルタから時間経過に応じてW〈p〉、W〈p+1〉、W〈p+2〉、W〈p+3〉、W〈p+4〉・・・・と連続出力される度に、安定判別時間領域における複数のサンプリング重量信号を1つのグループにして、このグループ中のサンプリング重量信号の安定判別を行う。
<Example 1 of weight value acquisition method>
When the sampling weight signal output from the
例えば、安定判別手段12は、安定判別時間領域の時間長さT0を、サンプリング重量信号が5個分(T0=4・Δt)出力される時間長さに設定すると、被計量物Mが計量台4へ積載されてから時間経過に応じて、最新の5個のサンプリング重量信号グループ毎に、グループ中のサンプリング重量信号の最大値と最小値を求め、下記の表4の如くばらつき幅とばらつき幅の許容値Reとを比較する。 For example, when the stability determination means 12 sets the time length T0 of the stability determination time region to a time length for which five sampling weight signals (T0 = 4 · Δt) are output, the object to be weighed M is placed on the weighing platform. For each of the latest 5 sampling weight signal groups, the maximum and minimum values of the sampling weight signal in the group are obtained as time elapses after loading on 4, and the variation width and variation width are as shown in Table 4 below. Is compared with the allowable value Re.
サンプリング重量信号グループのグループ番号が増えるに従って、重量信号の振動振幅も収束し、表4に示されるように、(y−1)番目のサンプリング重量信号グループに至ってグループ内の複数のサンプリング重量信号のばらつき幅Ryがばらつき幅の許容値Re以下となったとき、安定判別手段12は、(y−1)番目のサンプリング重量信号グループ内の複数のサンプリング重量信号が安定であると判別する。
As the group number of the sampling weight signal group increases, the vibration amplitude of the weight signal also converges, and as shown in Table 4, the (y-1) th sampling weight signal group reaches the sampling weight signal group and a plurality of sampling weight signal groups. When the variation width Ry becomes equal to or less than the variation width allowable value Re, the
重量測定値取得手段13は、安定判別手段12によって(y−1)番目のサンプリング重量信号グループ内の複数のサンプリング重量信号が安定であると判別されたとき、安定判別時間領域の最終時刻(t1〈q〉)におけるサンプリング重量信号W〈p+y+4〉が所定の計量精度を満足するサンプリング重量信号であるとし、このサンプリング重量信号W〈p+y+4〉から今回の計量の重量測定値を取得する。
The weight measurement
<重量値取得法の実施例2>
前述した調整モードにて、所定の計量精度を満足するサンプリング重量信号が現れる時刻t1q=t1〈q〉を検出すると、先の実施例1と同様に、安定判別時間領域の時間長さT0が4・Δtに設定されているとすれば、時刻t1〈q〉からT0(=4・Δt)時間前までの時刻の誤差の絶対値のばらつきの標準偏差値は、時刻t1〈q−4〉、t1〈q−3〉、t1〈q−2〉、t1〈q−1〉、t1〈q〉=t1qに対してそれぞれ、σ1〈q−4〉、σ1〈q−3〉、σ1〈q−2〉、σ1〈q−1〉、σ1〈q〉=σ1qと求められているので、これらの値をサンプリング重量信号の出力番号順の標準偏差値として振動信号の振幅評価に使用する。
<Example 2 of weight value acquisition method>
When the time t1q = t1 <q> at which the sampling weight signal that satisfies the predetermined weighing accuracy appears in the adjustment mode described above, the time length T0 of the stability determination time region is 4 as in the first embodiment. If it is set to Δt, the standard deviation value of the variation in absolute value of time error from time t1 <q> to T0 (= 4 · Δt) time before is time t1 <q-4>, For t1 <q-3>, t1 <q-2>, t1 <q-1>, t1 <q> = t1q, σ1 <q-4>, σ1 <q-3>, σ1 <q−, respectively. 2>, [sigma] 1 <q-1>, [sigma] 1 <q> = [sigma] 1q, these values are used for the amplitude evaluation of the vibration signal as the standard deviation value in the order of the output number of the sampling weight signal.
すなわち、出力番号〔1〕〜〔5〕のそれぞれに対応させて、出力番号〔1〕→σ1=σ1〈q−4〉、出力番号〔2〕→σ2=σ1〈q−3〉、出力番号〔3〕→σ3=σ1〈q−2〉、出力番号〔4〕→σ4=σ1〈q−1〉、出力番号〔5〕→σ5=σ1〈q〉とする。
出力番号と標準偏差の値とを対応させたテーブルデータを、演算手段3のメモリに記憶させておく。
多くの計量を実施したとき、これらの時刻における標準偏差のu倍を2倍した値が重量信号のばらつき範囲を示す(図3参照)。例えば、u=3とすると、重量信号は、所定精度が3シグマで得られる時刻t1qの前段の時刻において、その97.7%が図3中の斜線の範囲に属する。
That is, in correspondence with the output numbers [1] to [5], the output number [1] → σ1 = σ1 <q-4>, the output number [2] → σ2 = σ1 <q-3>, the output number. [3] → σ3 = σ1 <q-2>, output number [4] → σ4 = σ1 <q-1>, output number [5] → σ5 = σ1 <q>.
Table data in which the output number is associated with the standard deviation value is stored in the memory of the calculation means 3.
When many weighings are performed, a value obtained by doubling u times the standard deviation at these times indicates the variation range of the weight signal (see FIG. 3). For example, when u = 3, 97.7% of the weight signal belongs to the hatched range in FIG. 3 at the time preceding the time t1q when the predetermined accuracy is 3 sigma.
稼働運転時において、フィルタ8から連続出力される最新の5個のサンプリング重量信号について調べ、これらサンプリング重量信号が図3中の斜線の範囲に入るものであれば、それらサンプリング重量信号は安定で所定の精度の測定値が得られるとして、最も新しいサンプリング重量信号から重量測定値を取得する。
During the operation, the latest five sampling weight signals continuously output from the
最新の5個のサンプリング重量信号が図3中の斜線範囲内に属するか否かの検証は次のように行う。 Whether or not the latest five sampling weight signals belong to the hatched area in FIG. 3 is verified as follows.
ある時点の最新の5個のサンプリング重量信号が出力時刻順にW〈p〉、・・・、W〈p+4〉であったとする。これら5個のサンプリング重量信号には常に出力順に出力番号〔1〕〜〔5〕の番号を付ける。
新たにサンプリング重量信号が1個出力されると、最新のサンプリング重量信号が出力番号〔5〕番となり、最も古く出力された出力番号〔1〕番のサンプリング重量信号は廃棄され、前回出力番号〔2〕番目であったサンプリング重量信号に更新される。
Assume that the latest five sampling weight signals at a certain time point are W <p>,..., W <p + 4> in the order of output time. These five sampling weight signals are always given output numbers [1] to [5] in the order of output.
When one sampling weight signal is newly output, the latest sampling weight signal becomes output number [5], the oldest output sampling weight signal of output number [1] is discarded, and the previous output number [ 2] Updated to the sampling weight signal which was the second.
安定判別時間領域において、サンプリング重量信号の最大値と最小値とそれぞれの出力順の番号x、yとを検出し、サンプリング重量信号グループのばらつき幅R(=最大値−最小値)を求める。
サンプリング重量信号の最大値が属する出力番号〔x〕の標準偏差σxと、サンプリング重量信号の最小値が属する出力番号〔y〕の標準偏差σyを、出力番号と標準偏差の値を対応させたテーブルデータより取り出して、ばらつき幅の許容値Rxyを2・u(σx+σy)として、サンプリング重量信号グループのばらつき幅Rとばらつき幅の許容値Rxyとの大小を比較し、ばらつき幅Rがばらつき幅の許容値Rxy以下となったとき、安定判別手段12は、サンプリング重量信号グループ内の複数のサンプリング重量信号が安定であると判別する。安定判別手段12によってサンプリング重量信号グループ内の複数のサンプリング重量信号が安定であると判別されたとき、重量測定値取得手段13は、このサンプリング重量信号グループの最新の重量信号であるW〈p+4〉から今回の計量の重量測定値を取得する。
In the stability determination time region, the maximum value and the minimum value of the sampling weight signal and the numbers x and y of the respective output orders are detected, and the variation width R (= maximum value−minimum value) of the sampling weight signal group is obtained.
A table in which the standard deviation σx of the output number [x] to which the maximum value of the sampling weight signal belongs and the standard deviation σy of the output number [y] to which the minimum value of the sampling weight signal belongs are associated with the output number and the value of the standard deviation. It is extracted from the data, and the tolerance value Rxy of the variation width is set to 2 · u (σx + σy), and the size of the variation width R of the sampling weight signal group and the tolerance value Rxy of the variation width are compared. When the value is less than or equal to the value Rxy, the
以上、本発明の計量装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 The weighing device of the present invention has been described above based on one embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the configuration is appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. It is something that can be done.
本発明の計量装置は、所定の計量精度を満足しつつ計量速度をより高めることができるという特性を有していることから、手動式、自動式あるいは半自動式の組合せ秤の用途に好適に用いることができるほか、例えば計量コンベヤ等の用途にも用いることができる。 Since the weighing device of the present invention has a characteristic that the weighing speed can be further increased while satisfying a predetermined weighing accuracy, it is suitably used for a manual, automatic or semi-automatic combination weigher. In addition, it can be used for applications such as weighing conveyors.
1 計量装置
21〜2k 計量器
3 演算手段
4 計量台
5 重量信号出力手段
6 荷重センサ
7 A/D変換器
8 フィルタ
11 安定判別基準設定手段
12 安定判別手段
13 重量測定値取得手段
1 Weighing
Claims (3)
前記重量信号出力手段から所定の計量精度を得ることのできるサンプリング重量信号が現れる時刻を求め、その時刻以前の所定の時間領域をばらつき幅評価時間領域と定め、このばらつき幅評価時間領域における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅の許容値で規定される安定判別基準を設定する安定判別基準設定手段と、
前記重量信号出力手段から最新のサンプリング重量信号が出力される時刻以前に、前記ばらつき幅評価時間領域と同じ時間長さの安定判別時間領域を定め、この安定判別時間領域における複数のサンプリング重量信号のばらつき幅が、前記安定判別基準に示されるばらつき幅の許容値以下であるとき、その安定判別時間領域におけるサンプリング重量信号が安定であると判別する安定判別手段と、
前記安定判別手段によって前記安定判別時間領域におけるサンプリング重量信号が安定であると判別されたとき、前記安定判別時間領域の最終時刻におけるサンプリング重量信号から重量測定値を取得する重量測定値取得手段と
を備えることを特徴とする計量装置。 Weight signal output means for outputting a sampling weight signal at a predetermined time interval in accordance with a load on the weighing platform of the object to be weighed;
A time at which a sampling weight signal capable of obtaining a predetermined weighing accuracy appears from the weight signal output means is obtained, a predetermined time region before that time is defined as a variation width evaluation time region, and a plurality of times in the variation width evaluation time region are determined. A stability criterion setting means for setting a stability criterion defined by an allowable value of the variation width of the sampling weight signal;
Before the time when the latest sampling weight signal is output from the weight signal output means, a stability determination time region having the same time length as the variation width evaluation time region is defined, and a plurality of sampling weight signals in the stability determination time region are determined. A stability determination means for determining that the sampling weight signal in the stability determination time region is stable when the variation width is equal to or less than a tolerance of the variation width indicated in the stability determination criterion;
A weight measurement value acquisition means for acquiring a weight measurement value from the sampling weight signal at the final time of the stability determination time area when the stability determination means determines that the sampling weight signal in the stability determination time area is stable; A weighing device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10753786B2 (en) | 2018-06-21 | 2020-08-25 | Mettler-Toledo, LLC | Weigh-in-motion system and method with weigh time optimization |
-
2009
- 2009-11-02 JP JP2009252013A patent/JP2011095216A/en not_active Withdrawn
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