JP2536824B2 - 計量装置、及び校正方法 - Google Patents

計量装置、及び校正方法

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JP2536824B2 JP3031576A JP3157691A JP2536824B2 JP 2536824 B2 JP2536824 B2 JP 2536824B2 JP 3031576 A JP3031576 A JP 3031576A JP 3157691 A JP3157691 A JP 3157691A JP 2536824 B2 JP2536824 B2 JP 2536824B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術の分野】重量検出手段からのアナロ
グ信号をデジタル信号に変換する計量装置におけるスパ
ン校正技術に関する。
【0002】
【従来の技術】スパン調整には重量が既知の分銅を計量
皿に搭載し、この時の計量値が分銅の重量と同一となる
ように係数を掛けるようにしている。このような場合に
校正精度を確保するためには計量可能な最大荷重(秤量
値)の分銅を用いる必要があるが、トンオーダーの重量
を測定する計量装置にあっては、分銅の重量も大きくな
るため、分銅を計量皿に搭載したり、除去したりする作
業に多大の労力を必要とする。このような問題を解消す
るために、計量装置の秤量値の半分程度の重量の分銅に
よりスパン調整を行なう方法が提案されている(特開昭
60-236035号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらロードセ
ルの重量検出器からのアナログ信号をアナログーデイジ
タル変換手段によりデジタル信号に変換するデジタル型
計量装置においては、同一測定レンジにおける分解能、
つまり単位重量当りのビット数が同一であるため、例え
ば最大荷重の半分の重量における分解能は最大荷重の分
解能の1/2となる。したがって、最大荷重の半分の重
量の分銅でスパン調整を行なうと、実質的に分解能の低
い状態で校正を行なうことになってしまい十分な精度を
確保することができないという問題がある。本発明はこ
のような問題に鑑みてなされたものであって、その目的
とするところは測定可能な最大荷重の分銅よりも小さな
質量の分銅を用いて最大荷重での校正と同一の精度を得
ることができる新規な計量装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、上記計量装置を用いたスパン
校正方法を提案することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、被計量物の重量をアナログ
検出信号として出力する荷重検出手段と、前記荷重検出
手段の最大計量荷重の1/N(Nは2以上の整数を表
す)の分銅によるアナログ検出信号を連続してデジタル
信号に変換するアナログーデイジタル変換手段と、該ア
ナログーデイジタル変換手段からのデジタル信号を少な
くともN個以上、格納する記憶手段と、該記憶手段から
時間的に連続するN個のデータを読出して加算値を求め
て、前記加算値と前記分銅の質量のN倍のデータとの比
を算出する演算手段と、被計量物の測定データに前記比
を乗算する係数手段とを備えるようにした。
【0005】
【作用】スパン校正時に計測可能な最大荷重の1/Nの
基準質量Wを計量皿に搭載し、この時の重量データを順
次記憶手段に格納する。記憶手段に格納されているN個
のデータ(Wn、Wn-1、‥‥W1)を順次加算すると、
最大荷重W×Nで発現される分解能と同等の重量測定デ
ータ(Ws=Wn+Wn-1+‥‥+W1)を得ることができ
る。この測定データWsと最大荷重W×Nとの比に基づ
いて係数手段の係数を調整することにより、最大荷重の
基準分銅を用いたときと同等の精度でスパン調整を行な
うことができる。
【0006】
【発明の実施の態様】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図1は本発明の一実施
例を示すものであって、図中符号1は、印加された荷重
に比例するアナログ信号からなる重量信号を出力するロ
ードセルで、その検出端には計量皿2が設けられて荷重
検出装置として構成されている。
【0007】3は、ロードセル1から出力されるアナロ
グ検出信号を所定の倍率に増幅する前置増幅器、4は、
前置増幅器3から出力されたアナログ検出信号をデイジ
タル信号に変換するアナログーデイジタル変換器であ
る。
【0008】アナログーデイジタル変換器4から出力さ
れたデジタル信号は、切換えスイッチ5を介して係数回
路6に出力され、ここで所定の係数を乗算されて、被計
量物の重量として表示器11に表示される。
【0009】切換えスイッチ5の他方の接点には、アナ
ログーデイジタル変換器4から出力された重量データを
サンプリング周期にあわせて格納するメモリ7と、メモ
リ7のデータをN個(Nは2以上の整数を表す)ずつ移
動加算する演算回路42とが接続され、演算回路42の
出力はオア回路10を介して表示器11に出力される。
演算回路8には最大荷重(秤量値)を格納した秤量値設
定回路9からのデータが入力している。
【0010】次にこのように構成した装置の動作につい
て説明する。この実施例において、計量皿2に被計量物
を搭載すると、これに比例したアナログ信号からなる重
量信号がロードセル1から出力される。この重量信号
は、アナログーデイジタル変換器4によりデジタル信号
に変換され、係数回路6により予め求められているスパ
ン係数α1を乗算されて重量として表示器11に表示さ
れる。
【0011】スパン調整が必要となった場合には、スイ
ッチ5をメモリ7側に切換えて、ロードセル1が計量可
能な最大荷重の1/N(だだし、Nは2以上の整数を表
す)、例えば1/4の重量の分銅を計量皿2に搭載す
る。
【0012】これによりロードセル1は、分銅の重量に
比例した歪を起こして分銅重量に比例した重量信号を出
力する。この重量信号は、アナログーデイジタル変換器
4によりパルスの個数により表されるデジタル信号に変
換されてメモリ7に格納される。メモリ7は、アナログ
ーデイジタル変換器4のサンプリング周期で出力されて
くる重量データを順番に格納していく。
【0013】ところで、最大荷重Wmでのカウント数を
4000カウントとなるように設定されているとする
と、その内部分解能は1/4000となる。一方、最大
荷重Wmの1/4の重量Wm/4を計量皿2に搭載した場
合にはアナログーデイジタル変換器4は1000カウン
ト分のパルス信号を出力するから、分解能は1/100
0となって最大荷重Wmを載荷した場合の1/4に分解
能が低下する。
【0014】つまり、最大荷重の分銅を載荷したときに
は、分銅の重量が1/4000だけ変化すると、アナロ
グーデイジタル変換器4は1カウント分変化することに
なるが、最大荷重の1/4の分銅を載荷した場合には、
同一の比率である1/4000だけ重量が変化しても、
この変化分の重量は1/4カウント分にしか相当しな
い。いうまでもなく、アナログーデイジタル変換器4は
1カウント単位で信号を出力するので、この1/4カウ
ント分の重量変化はデジタル信号として出力データに反
映されない。
【0015】しかしながら、最大荷重の1/4の荷重の
計測においても、アナログーデイジタル変換器4は、こ
の1/4カウント分に相当する重量信号の変化分に影響
を受けていることには相違ないから、基準荷重Wm/4
が1000カウント分のパルス数に相当する場合には、
常時1000カウント分のパルスを出力するのではな
く、揺らぎの影響を受けて1カウント分に満たない重量
は、1カウント分に相当する重量との比率を発生頻度と
するようにして1カウント分のデータに変換され、或時
点では1001カウントをも出力することになる。つま
り、模式的には 1000 1000 1000 1001 1000 1001 1000 1000 10
00 1000 1000 1000‥ このように1000カウントが4回出力されると、1カ
ウント多い1001カウントが1回含まれることにな
る。
【0016】これら経時的に変化するデータはメモリ7
に順次格納される。演算回路8は、メモリ7に格納され
ているデータをそれぞれが時間的に連続するように4個
づつメモリ7から順番に順次読み出して加算する。すな
わち、 (1000+1000+1000+1001)=4001 (1000+1000+1001+1000)=4001 (1000+1001+1000+1001)=4002 (1001+1000+1001+1000)=4002 (1000+1001+1000+1000)=4001 (1001+1000+1000+1000)=4001 (1000+1000+1000+1000)=4000 (1000+1000+1000+1000)=4000 というように、上記模式的に示したデータを1サンプリ
ング周期ずらせて4個のづつを加算していくという、い
わゆる移動加算の演算を行なう。
【0017】このような移動加算を行うことにより、揺
らぎにより1カウント分に相当する重量との比率を確率
として発生する1カウント分のデータを1回に加算する
4個のデータの中に含ませることができて、分銅を正規
に4回測定したときのカウント値の合計、つまり400
0カウントよりも1カウント多いデータ、換言すれば最
大荷重での分解能1/4000と同等のデータを得るこ
とができて、最大荷重の1/4の測定レンジの分解能を
4倍に引上げたのと同等のデータを得ることができる。
【0018】このようにして、分銅についての4個のデ
ータの加算値Ws=Wn+Wn-1+Wn-2+Wn-3を得た段
階で、この加算値Wsと分銅の重量を4倍した最大計量
可能荷重(Wm=4W)を秤量値設定回路9から得て、
これらの比α2=Wm/Wsを算出し、これをスパン係数
α2として計数回路6に格納する。
【0019】以後、計量皿2に被計量物を搭載して得ら
れた重量信号は、アナログーデイジタル変換器4により
デジタル信号に変換され、係数回路6により新しく設定
された係数α2が乗算されて重量として表示器11に表
示される。
【0020】上述のスパン校正の演算工程をマイクロコ
ンピュータにより実行させる場合には、図2に示したフ
ローチャートに示す手順により行なわれる。すなわち、
必要とするデータ数Mを設定して秤量値の1/Nの重量
の分銅を計量皿に搭載する(ステップ イ)。この状態
でロードセル1からの出力されるアナログ検出信号をデ
ジタル信号に変換する(ステップ ロ)。デジタル信号
が出力された時点で、メモリ7に格納されている前回の
データをシフトさせて今出力されたデジタル信号Wnを
メモリに格納する(ステップ ハ)。
【0021】メモリ7に格納された順番にN個のデータ
を読み出して移動加算し、その加算結果Wsをメモリに
格納し(ステップ ホ)、計量装置が安定状態であるか
を判定する(ステップ ホ)。安定状態でない場合に
は、今演算した加算値Wsが無意味なデータであるか
ら、データ数Mを初期化し(ステップ ヘ、ト)、再び
ステップ(ロ)からステップ(ホ)の工程を繰り返す。
【0022】一方、計量装置が安定している状態でデー
タが採取されている場合には、データ数Mから1を減じ
て再び(ステップ ロ)からの工程を繰り返す。このよ
うにしてデータ数Mがゼロとなって所定数の加算結果W
sをXRとして係数αを算出する(ステップ ヌ、ル)。
演算により求められた係数αをメモリに格納して、計量
時の係数として使用する(ステップ オ)。
【0023】なお、この実施例においては最大荷重Wm
の1/4の分銅を使用する場合を例に採って説明した
が、最大荷重の1/2,1/3,1/5等の分銅を用い
ても同様の作用効果を奏することは明かである。これら
の場合には加算するデータ数は、2個、3個、5個とな
り、加算値はそれぞれ Ws=Wn+Wn-1、Ws=Wn+Wn-1+Wn-2、Ws=Wn+
Wn-1+Wn-2+Wn-3+Wn-4となる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
被計量物の重量をアナログ検出信号として出力する荷重
検出手段と、荷重検出手段の最大計量荷重の1/N(N
は2以上の整数を表す)の分銅によるアナログ検出信号
を連続してデジタル信号に変換するアナログーデイジタ
ル変換手段と、アナログーデイジタル変換手段からのデ
ジタル信号を少なくともN個以上、格納する記憶手段
と、記憶手段から時間的に連続するN個のデータを読出
して加算値を求めて、加算値と分銅の質量のN倍のデー
タとの比を算出する演算手段と、被計量物の測定データ
に前記比を乗算する係数手段とを備えたので、最大荷重
における分解能と同等の計量データを得ることができ、
計量可能な最大重量の整数分の1の重量の分銅を用いて
最大重量と同一の分解能でスパン校正を行なうことがで
き、スパン校正の精度の低下をきたすことなく分銅の載
荷、除去作業の労力を大幅に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】マイクロコンピュータによりスパン校正を実行
する場合の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ロードセル 2 計量皿 3 前置増幅器 4 アナログーデイジタル変換器 5 切換えスイッチ 6 係数回路 7 メモリ 8 演算回路 11 表示器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被計量物の重量をアナログ検出信号とし
    て出力する荷重検出手段と、前記荷重検出手段の最大計
    量荷重の1/N(Nは2以上の整数を表す)の分銅によ
    るアナログ検出信号を連続してデジタル信号に変換する
    アナログーデイジタル変換手段と、該アナログーデイジ
    タル変換手段からのデジタル信号を少なくともN個以
    上、格納する記憶手段と、該記憶手段から時間的に連続
    するN個のデータを読出して加算値を求めて、前記加算
    値と前記分銅の質量のN倍のデータとの比を算出する演
    算手段と、被計量物の測定データに前記比を乗算する係
    数手段とを備えてなる計量装置。
  2. 【請求項2】 被計量物の重量をアナログ検出信号とし
    て出力する荷重検出手段と、前記アナログ検出信号をデ
    イジタル信号に変換するアナログーデイジタル変換手段
    と、前記デイジタル信号に所定の係数を乗算して重量デ
    ータに変換する係数手段とを備えた計量装置の校正方法
    において、 該荷重検出手段が計量可能な最大荷重の1/N(Nは2
    以上の整数を表す)の基準分銅を載荷する工程と、前記
    アナログーデイジタル変換手段からの重量データを経時
    的に順次N個以上格納する工程と、格納された時間的に
    連続する重量データをN個加算する工程と、前記加算に
    より求められたデータと前記基準分銅の荷重のN倍のデ
    ータとの比を前記係数手段の係数に設定する工程とから
    なる校正方法。
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