JP2518125B2 - 電子天びん - Google Patents

電子天びん

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JP2518125B2
JP2518125B2 JP4136750A JP13675092A JP2518125B2 JP 2518125 B2 JP2518125 B2 JP 2518125B2 JP 4136750 A JP4136750 A JP 4136750A JP 13675092 A JP13675092 A JP 13675092A JP 2518125 B2 JP2518125 B2 JP 2518125B2
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  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子天びんに関する。
【0002】
【従来の技術】電子天びんにおいては、一般に、電磁力
平衡機構等の荷重センサからのデータを平均化する等に
よって計量値を決定して表示器に表示するが、環境温度
や電子天びん自体の温度変化によってゼロ点がドリフト
する。
【0003】このようなゼロ点ドリフトを補正する方法
として、従来、あらかじめ温度変化によるゼロ点ドリフ
ト特性を記憶しておくとともに、電子天びん内に温度セ
ンサを配置して、その出力に基づいて計量値を補正する
方法、つまりゼロ点ドリフトを温度の関数で補正する方
法が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところて、電子天び
ん、なかでも感度の高い(読取限度の小さい)電子天び
んでは、ゼロ点のドリフトは温度の関数としてだけでは
補正できない。例えば天びんの設置場所において冷房や
暖房がON/OFFされた場合のように、周囲温度が急
激に変化したような場合には、天びんを構成する各種部
材の熱容量の違いにより、例えゼロ点の温度係数を非常
に小さい値になるように補正していても、天びん内部の
温度が完全に安定するまでは、大きなゼロ点のドリフト
が生じ、正しい測定ができなかった。
【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、周囲温度の急激な変化等の過渡状態においても、
ゼロ点ドリフトを有効に補正して正しい測定を行うこと
のできる電子天びんの提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、図1に示す基本概念図を参照しつつ説明す
ると、本発明の電子天びんは、荷重センサaからのデー
タを演算手段bに導いて平均化等の演算を施すことによ
り計量値を決定して表示器cに表示する天びんにおい
て、計時手段dと、無負荷状態で第1の指令が与えられ
た時点から荷重センサaのデータを採り込むとともに、
そのデータ群と計時手段dの出力に基づいて当該データ
のゼロ点ドリフトを時間の関数として記憶する記憶手段
eと、第2の指令が与えられた時点から、計時手段dの
出力と記憶手段eの内容に基づいて荷重センサからのデ
ータのゼロ点ドリフト値を刻々と予測して演算手段bに
供給するドリフト補正値算出手段fと、第1および第2
の指令を与える第1および第2の入力手段gおよびhを
有し、演算手段bは、ドリフト補正値算出手段fからの
入力値を用いて計量値の補正演算を行うよう構成したこ
とによって特徴づけられる。
【0007】
【作用】本発明は、実際の測定に先立って、電子天びん
が設置されている環境下でゼロ点ドリフトを実測して時
間関数として記憶しておき、その記憶内容に基づいて実
際の測定時におけるゼロ点のドリフト量を経過時間に従
って刻々と予測しつつ補正することにより、使用環境に
応じて一意的には定め得ない過渡的なゼロ点ドリフトを
補正しようとするものである。
【0008】すなわち、無負荷状態で第1の指令を与え
た時点から、荷重データのゼロ点ドリフトが実測され、
時間をパラメータとした関数の形で記憶手段e内に記憶
される。その状態で第2の指令を与えると、その時点を
起点として、記憶手段eの内容と経過時間とから荷重デ
ータのゼロ点ドリフト量が予測され、その予測値で計量
値が補正される。
【0009】
【実施例】図2は本発明実施例の機構の概略図とシステ
ム構成のブロック図とを併記して示す図である。
【0010】試料皿1は天びんハウジング2の上に設け
られたひょう量室3内に収容されているとともに、天び
んハウジング2内の荷重センサ4に係合している。ひょ
う量室3には扉3aが設けられており、この扉3aの開
閉によって試料皿1上への試料の載せ降ろしが行われ
る。そして、扉3aの開閉状態は、ひょう量室3の側壁
に設けられた扉スイッチ5によって検知されるようにな
っている。
【0011】荷重センサ4の出力はA−D変換器6によ
ってデジタル化された後、所定の微小時間ごとにデータ
処理部7に採り込まれる。また、天びんハウジング2内
には温度センサ8が配設されており、この温度センサ8
の出力も、一定のタイミングでA−D変換器6によって
デジタル化された後、データ処理部7にサンプリングさ
れる。
【0012】データ処理部7はマイクロコンピュータを
主体として構成され、CPU71、ROM72、RAM
73、および入出力インターフェース74等を備えてい
る。このうち、ROM72には後述するプログラムが書
き込まれているとともに、RAM73には、A−D変換
器6からの荷重データや温度データを格納するエリア
や、後述するゼロ点ドリフト補正用データの格納エリ
ア、マイクロコンピュータに内蔵するクロックの出力を
採り込んでカウントすることでタイマーとして機能する
エリア等が設定されている。
【0013】このデータ処理部7には、前記したA−D
変換器6のほか、計量値を表示するための表示器9、ゼ
ロ点ドリフト記憶開始指令スイッチ10、ゼロ点ドリフ
ト記憶停止指令スイッチ11、ゼロ点ドリフト記憶機能
作動中ランプ12、およびゼロ点ドリフト補正機能作動
中ランプ13が接続されている。
【0014】データ処理部7では、A−D変換器6を介
してサンプリングされる荷重データの平均化処理を行う
とともに、温度センサ8からの温度データを用いた公知
の手法により、感度やゼロ点ドリフトの、温度を関数と
した従来と同様の補正演算を行うほか、以下に示すよう
にゼロ点ドリフトの時間を関数とした補正をも行うよう
に構成されている。
【0015】図3はROM72に書き込まれたプログラ
ムを示すフローチャートで、以下、この図を参照しつつ
本発明実施例の作用を述べる。荷重センサ4からのデー
タおよび温度センサ8からのデータは刻々と採取されて
RAM73内に格納される(ST1)。
【0016】ゼロ点ドリフト記憶開始指令スイッチ10
およびゼロ点ドリフト記憶停止指令スイッチ11のいず
れも操作されていない場合には、上記した荷重データを
平均化するとともに、あらかじめ設定されている温度係
数と温度データを用いた公知の補正演算により、感度お
よびゼロ点ドリフトの補正を行った後に計量値を決定
し、表示器9に表示する(ST2,ST3)。
【0017】無負荷状態でゼロ点ドリフト記憶開始指令
スイッチ10が操作されると、フラグAを立てるととも
にゼロ点ドリフト記憶機能作動中ランプ12を点灯し、
タイマーAをスタートさせると同時に、その時点からド
リフト補正用データとして荷重データをRAM73内に
刻々と格納していく(ST5,ST6,ST7,ST
8)。このデータの格納は、フラグAが立っている間、
つまりゼロ点ドリフト記憶停止指令スイッチ11が操作
されるまで行われるが(ST4,ST9)、RAM73
内にはあらかじめ設定された時間T0 分に相当する数の
データを格納するエリアが設定されており、データ数が
その数を越えた場合には、新たにデータを格納するごと
に最も古いデータが捨てられる。
【0018】この状態でゼロ点ドリフト記憶停止指令ス
イッチ11が操作されると、フラグBを立ててゼロ点ド
リフト補正機能作動中ランプ13を点灯するとともに、
フラグAを倒してゼロ点ドリフト記憶機能作動中ランプ
12を消灯し、RAM73内のドリフト補正用の荷重デ
ータを用いてドリフト補正用関数α=f(t)を求めて
記憶し、同時にタイマーBをスタートさせる(ST9,
ST10,ST11,ST12)。
【0019】このドリフト補正用関数α=f(t)は、
時間tをパラメータとする関数であって、RAM73内
に格納されたドリフト補正用荷重データの時間的推移を
表す関数である。例えばこの推移が直線的なものと見な
す場合には、スイッチ10が操作されてからスイッチ1
1が操作されるまでの経過時間Tが前記したT0 よりも
短い場合には、スイッチ10が操作された時点の荷重デ
ータをAとし、スイッチ11が操作された時点の荷重デ
ータをBとすると、 α={(B−A)/T}・t・・・・(1) で表される。また、スイッチ10を操作後にスイッチ1
1が操作されるまでの間にT0 以上の時間が経過してい
る場合には、スイッチ11を操作された点の荷重データ
をBとし、RAM73内で最も古いドリフト補正用荷重
データの値をCとして、 α={(B−C)/T0 }・t・・・・(2) で表される。
【0020】そして、このような関数αが記憶された後
は、ST1からST2を経由してST13に進み、荷重
データを平均化し、ST3で行った温度係数と温度デー
タを用いた公知の演算による感度およびゼロ点ドリフト
の補正をした計量値を求めるとともに、その時点におけ
るタイマーBによる計時結果tを上記の(1)式または
(2)式に代入してドリフト量αを算出し、上記の公知
の補正演算後の計量値から更にαを減じてゼロ点ドリフ
ト量を補正し、その値を表示器9に表示する。これによ
り、冷暖房等による雰囲気温度の急激な変化等に起因し
て天びんメカニズムの温度分布が大きくなっていても、
その直前に実測されたゼロ点ドリフトの計時的変化を考
慮した補正が行われ、計量表示値には過渡的なゼロ点ド
リフトの影響も除外されることになる。
【0021】なお、その後、必要に応じて再びスイッチ
10を操作した後、適当な時間の経過後にスイッチ11
を操作することにより、関数αが更新されることにな
り、これによって常に最新のゼロ点ドリフト実測値に基
づく補正を行うことができる。
【0022】また、スイッチ10の操作時点と、その操
作後にスイッチ11が操作されるまでの間は、試料皿1
に対して無負荷状態としておく必要があるが、誤って負
荷状態でこれらのスイッチが操作されることを防止する
ために、スイッチ10の操作後、スイッチ11が操作さ
れるまでの間の荷重データを監視しておき、データが急
激に所定量以上変化した場合には、そのデータを無効に
して警報を発する等のフールセーフ対策を講じることが
望ましい。
【0023】更に、以上の実施例では、スイッチ10が
操作された後、スイッチ11が操作されるまでの間にゼ
ロ点ドリフト補正用の荷重データを採取した例を示した
が、スイッチ10が操作された後、あらかじめ設定され
た時間が経過した時点で、自動的にスイッチ11の操作
と同じ信号を発生して関数αを求めるとともにタイマー
Bをスタートさせて補正機能を作動させるように構成し
てもよいことは勿論である。
【0024】更にまた、図1に二点鎖線で示すように、
ひょう量室3の扉3aの開閉を検知する扉スイッチ5を
設けてその出力を演算制御部7に導き、扉3aがあらか
じめ設定された一定時間以上閉じられた状態が継続した
ときに自動的にスイッチ10が操作されたときと同じ指
令を発生してゼロ点ドリフト補正用の荷重データの採取
を開始し、次に扉3aが開けられた時点で、自動的にス
イッチ11が操作されたときと同じ指令を発生して最新
のデータを用いたゼロ点ドリフト補正用関数αを求める
とともにタイマーBをスタートさせ、以降の計量値につ
いてαを用いた補正演算を実行するように構成すること
もでき、本発明はこのような扉スイッチ5からの信号に
よる記憶、補正機能のみ、あるいは、これと前記したス
イッチ10と11との併用のいずれをも含む。
【0025】また、以上の実施例では、ゼロ点ドリフト
補正用関数αは時間の一次関数としたが、二次関数また
は三次関数の形としてもよいことは言うまでもない。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1の指令を与えることによって荷重データの計時的変
化を記憶するとともに、第2の指令を与えることによっ
てそのデータを用いてゼロ点ドリフトを時間の関数とし
て記憶する記憶し、以降、その時点からの経過時間に基
づき、その関数を用いて計量値のゼロ点ドリフトを補正
するので、特に冷暖房等に起因して天びん内部の温度分
布が大きいような過渡的な状況において、従来の温度関
数によっては十分ではなかったゼロ点ドリフトの補正
が、実際のドリフト状況に則して補正されることにな
り、このような状況下においても正確な測定が可能とな
った。
【0027】また、ドリフトの傾向が変化したときに
は、使用者が必要に応じて第1および第2の指令を与え
るだけで、簡単に上記した関数を変更することができる
ので、天びんの状況に則したゼロ点補正が可能である。
【0028】更に、第1と第2の指令をひょう量室の扉
の開閉によって自動的に発するように構成した場合に
は、常にその直前におけるドリフトの傾向に基づいて補
正関数が求められるので、使用者の判断を待つことなく
常に最適なゼロ点ドリフトの補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示す基本概念図
【図2】本発明実施例の構成図
【図3】そのROM72に書き込まれたプログラムの内
容を示すフローチャート
【符号の説明】
1 試料皿 3 ひょう量室 3a 扉 4 荷重センサ 5 扉スイッチ 7 演算制御部 71 CPU 72 ROM 73 RAM 8 温度センサ 9 表示器 10 ゼロ点ドリフト記憶開始指令スイッチ 11 ゼロ点ドリフト記憶停止指令スイッチ 12 ゼロ点ドリフト記憶機能作動中ランプ 13 ゼロ点ドリフト補正機能作動中ランプ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 荷重センサからのデータを演算手段に導
    いて平均化等の演算を施すことにより計量値を決定して
    表示器に表示する天びんにおいて、計時手段と、無負荷
    状態で第1の指令が与えられた時点から上記荷重センサ
    からのデータを採り込むとともに、そのデータ群と上記
    計時手段の出力に基づいて当該データのゼロ点ドリフト
    を時間の関数として記憶する記憶手段と、第2の指令が
    与えられた時点から、上記計時手段の出力と上記記憶手
    段の内容に基づいて上記荷重センサからのデータのゼロ
    点ドリフト値を刻々と予測して上記演算手段に供給する
    ドリフト補正値算出手段と、上記第1および第2の指令
    を与える第1および第2の入力手段を有し、上記演算手
    段は、上記ドリフト補正値算出手段からの入力値を用い
    て計量値の補正演算を行うよう構成されていることを特
    徴とする電子天びん。
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