JP2595406C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 この発明は、被計量物の重量を検出して得られるアナログ重量信号を増幅した のちディジタル値に変換し、これを演算処理して表示装置に表示させる電子式の
計量装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】 図３は、従来のこの種の電子式計量装置を示すブロック図である。同図におい
て、被計量物が載置される荷重受台および被計量物の重量を検出するロードセル
を含む重量検出器１から出力されたアナログ重量信号は、差動増幅回路２で増幅
され、アナログフィルタ３においてそのカットオフ周波数以上の高周波成分、つ
まり重量検出器１の主として機械的振動に起因する振動成分が除去される。 【０００３】 上記アナログフィルタ３からの信号はＡＤ変換器に入力されて、ディジタル重
量信号に変換される。このＡＤ変換器４としては、２重積分型（特開昭６２−６
９１２５号公報の第４頁左下欄第１３〜１４行目参照）や逐次比較型のものが使
用されている。５はＣＰＵで、上記ＡＤ変換器４から出力されるディジタル重量
信号が入力されて、そのディジタル重量信号のレベルを算出したり、その値が所
定幅内に収まるようなスパン調整を行なったり、さらにディスプレイ６に計量値
を表示させるようにプログラムされている。 【０００４】 上記アナログフィルタ３は、たとえば図４に概略構成を示すように、バッファ
アンプＯＰと、そのノンインバータ端子に直列接続された２個の入力抵抗Ｒ１，
Ｒ２およびコンデンサＣ１を有するＲＣ積分回路Ｉと、上記２個の入力抵抗Ｒ１
，Ｒ２の中点と上記バッファアンプＯＰのインバータ端子との間に介装されたコ
ンデンサＣ２とを備えており、上記２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２およびコンデンサＣ１
，Ｃ２の定数を選択することで、カットオフ周波数が決定される。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】 ところで、電子式計量装置においては、その機種の相違によって重量検出器を
構成する荷重受台やロードセルの固有振動数に差があり、それに応じて信号の振
動成分を除去するカットオフ周波数を変更することが必要となる。 【０００６】 ところが、上記従来の計量装置では、カットオフ周波数の変更に際して、つぎ
のような問題があった。 すなわち、アナログフィルタのカットオフ周波数を変更するためには、抵抗や
コンデンサなどの素子の取り替えが必要となり、また、そのような素子の取り替
えに際しては専用の工具も必要である。したがって、カットオフ周波数の変更に
手間がかかり、急な変更要求に迅速に対応することができない。特に、最適のカ
ットオフ周波数を決定するために、カットオフ周波数を種々変化させて計量装置
の挙動を調べるような場合に、大変な手間がかかってしまう。しかも、このよう
に重量検出器の固有振動数が相違する機種毎に素子の定数の異なるアナログフィ
ルタを使用しなければならないことから、汎用性に欠けるという欠点がある。 【０００７】 そこで、アナログフィルタ内に、定数の異なる複数の素子を実装しておき、ス
イッチによってそれらを切り換えることで、カットオフ周波数を可変にすること
も考えられる。しかし、その場合は、アナログフィルタのコストが著しく上昇す
るだけでなく、実装面積も増加するといった好ましくない結果を招く。 【０００８】 この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、カットオフ周波数を簡単に、か
つ迅速に変更することができ、しかも、コストアップおよび実装面積の増加を招
くことのない計量装置を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために、この発明に係る計量装置は、被計量物の重量を検
出してアナログ重量信号を出力する重量検出器、上記アナログ重量信号をディジ
タル重量信号に変調する変調器と、入力されるクロック信号の周波数に応じて上
記ディジタル重量信号の高周波成分を除去するカットオフ周波数可変のディジタ
ルフィルタとを有するデルタ・シグマ型ＡＤ変換器、外部からの操作によって外
部指令信号を出力する外部指令信号入力手段、および上記外部指令信号に基づい
て上記クロック信号の周波数を変更し上記ディジタルフィルタのカットオフ周波 数を変更させるフィルタ特性制御手段を備えてなるものである。上記ＡＤ変換器
はデルタ・シグマ型と呼ばれるもので、その高次の変調器によってアナログ信号
を電圧・周波数変調したのち、ディジタルフィルタによって高周波成分を除去す
る。また、他の構成に係る計量装置は、被計量物の重量を検出してアナログ重量
信号を出力する重量検出器、上記アナログ重量信号をディジタル重量信号に変調
する変調器と上記ディジタル重量信号の高周波成分を除去するカットオフ周波数
の可変のディジタルフィルタとカットオフ周波数を制御する周波数制御手段とを
有するデルタ・シグマ型ＡＤ変換器、外部からの操作によって外部指令信号を出
力する外部指令信号入力手段、および上記外部指令信号に基づいて数値データ信
号を上記周波数制御手段に出力し、上記ディジタルフィルタのカットオフ周波数
を変更させるフィルタ特性制御手段を備えてなるものである。 【００１０】 【作用】 この発明においては、アナログ重量信号をディジタル重量信号に変換するＡＤ
変換器として、従来から使用されている２重積分型や逐次比較型のものに代えて
、デルタ・シグマ型ＡＤ変換器（以下、ΔΣ型ＡＤＣと記載する）を使用してい
るから、このΔΣ型ＡＤＣに内蔵されているディジタルフィルタを利用すること
で、そのカットオフ周波数を外部からの指令信号に基づいて任意に、かつ容易に
変更することが可能となる。このカットオフ周波数の変更は、計量動作中でも可
能である。 【００１１】 また、重量検出器の固有振動数が相違する機種毎に定数の異なる素子を備えた
アナログフィルタを選択的に使用する必要がなく、一種類のΔΣ型ＡＤＣを用意
しておくだけで、複数の機種にそれぞれ適合したカットオフ周波数を適宜設定で
きるという高い汎用性が得られる。 【００１２】 さらに、ΔΣ型ＡＤＣの使用によって、アナログフィルタを省略して低コスト
化を図りながら、２重積分型ＡＤＣよりも優れた応答性と、逐次比較型よりも高
い分解能（つまり高精度）とが得られる。 【００１３】 【実施例】 以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。 図１は、この発明の第１実施例を示すブロック図であり、同図において、１，
２，５および６は図３に示した従来例と同一の構成要素であるため、それらの詳
しい説明を省略する。 【００１４】 図１の７はΔΣ型ＡＤＣで、これは、差動増幅回路２からのアナログ重量信号
をディジタル重量信号に変調する変調器７Ａと、入力されるクロック信号ｃｋの
周波数に応じて上記ディジタル重量信号の高周波成分を除去するカットオフ周波
数可変のディジタルフィルタ７Ｂとを有している。８は分周回路で、発振子８ａ
による発振周波数を分周して所定周波数のクロック信号ｃｋを作成し、そのクロ
ック信号ｃｋの周波数の変更により、上記ディジタルフィルタ７Ｂにおける信号
の間引き周期を変えて、そのカットオフ周波数を変更する。この分周回路８の分
周比は、ＣＰＵ５が備えているフィルタ特性制御手段５Ａから外部指令信号ｃに
基づいて出力されるセレクト信号ｓによって選択される。 【００１５】 ９は外部からの操作によって外部指令信号Ｃを出力する外部指令信号入力手段
としてのキーボードであり、このキーボード９およびディスプレイ６が、インタ
ーフェイス１０を介して上記ＣＰＵ５に接続されており、キーボード９でのキー
操作により、上記クロックｃｋの周波数、つまり上記カットオフ周波数を自由に
設定および変更できるようになっている。また、上記ＣＰＵ５は、上記キーボー
ド９からの指令信号Ｃに基づいて設定されたカットオフ周波数を記憶するメモリ
手段５Ｂを備えている。 【００１６】 つぎに、上記構成の動作について説明する。 通常の計量モードでは、重量検出器１からのアナログ重量信号は、差動増幅回
路２に入力されて増幅されたのち、ΔΣ型ＡＤＣ７に入力される。この△Σ型Ａ
ＤＣ７において、まず、入力されたアナログ重量信号が変調器７Ａにより電圧・ 周波数変調されてディジタル重量信号に変換され、つづいて、ディジタルフィル
タ７Ｂに通されて、そのディジタル重量信号中の上記設定されたカットオフ周波
数以上の高周波成分がフィルタリング除去される。こうして、ΔΣ型ＡＤＣ７か
ら得られたディジタル重量信号はＣＰＵ５に入力され、そのディジタル重量値が
インターフェイス１０を介してディスプレイ６に表示される。 【００１７】 ここで、上記ΔΣ型ＡＤＣ７におけるディジタルフィルタ７Ｂのカットオフ周
波数はつぎのようにして設定および変更がなされる。まず、キーボード９のシフ
トキーを＋方向または−方向に操作して、ＣＰＵ５のフィルタ特性制御手段５Ａ
から出力されるセレクト信号ｓの値を変化させる。これによって、分周回路８の
分周比が変化して、この分周回路８で作成されるクロックｃｋの周波数が変化し
、これにともなって、ディジタルフィルタ７Ｂにおける信号の間引き周期が変わ
って、カットオフ周波数が変更される。変更されたカットオフ周波数の下で計量
を行い、ディスプレイ６上の表示出力の変動（ちらつき）を観察する。上記キー
ボード９の操作をくり返してカットオフ周波数を変更しながら計量を行ない、上
記出力変動を観察して、その変動の収束の速さなどから最適のカットオフ周波数
を求める。こうして、上記ディジタルフィルタ７Ｂにおけるカットオフ周波数を
容易に最適値に設定することができる。 【００１８】 勿論、このような出力変動の観察を行わないで、最適と思われるカットオフ周
波数を予想して設定してもよい。 また、カットオフ周波数を被計量物の重量に応じて変更することもできる。た
とえば、被計量物が一定の重量範囲にある場合、それに対応したカットオフ周波
数を予測してプリセット手段に記憶させておき、これを種々の重量範囲について
行なって、計量時にその被計量物の重量範囲に対応するカットオフ周波数を呼び
出す。こうすれば、被計量物の重量に応じたカットオフ周波数の変更を容易に行
うことができる。 【００１９】 上記カットオフ周波数の設定および変更は、計量に先立って行なわれたが、こ れを計量動作中に行なうこともできる。たとえば、被計量物が載った状態で、応
答が早過ぎるためにディスプレイ６の表示出力が不安定になったとき、安定を早
めるためにカットオフ周波数を低くする。これによって、計量作業が円滑になさ
れる。 【００２０】 図２は、この発明の第２実施例を示すブロック図であり、同図において、上記
第１実施例と相違する点は、ΔΣ型ＡＤＣ７におけるディジタルフィルタ７Ｂの
カットオフ周波数の設定変更手段のみであり、その他は上記第１実施例と同一で
あるため、同一の構成部分に同一の符号を付して、それらの詳しい説明は省略す
る。 【００２１】 この実施例においては、分周回路を使用せず、ＣＰＵ５のフィルタ特性制御手
段５Ａから、上記ΔΣ型ＡＤＣ７の内部の周波数制御手段７Ｃに直接、カットオ
フ周波数を示す数値データ信号ｄを入力させるようにしており、この場合も、上
記第１実施例と同様に、ディジタルフィルタ７Ｂのカットオフ周波数をキーボー
ド９からの外部指令信号ｃにより、容易に設定、変更することができる。 【００２２】 【発明の効果】 以上のように、この発明によれば、変調器およびディジタルフィルタが内蔵さ
れたΔΣ型ＡＤＣを、ＡＤ変換器としてだけでなく、そのディジタルフィルタを
利用してフィルタ特性、つまり、カットオフ周波数を外部指令信号入力手段から
出力する外部指令信号に基づいて変更するようにしたので、重量検出器の固有振
動数が相違する機種に応じて、簡単な入力操作を行なうだけで、それぞれの機種
に適合したカットオフ周波数を容易かつ迅速に設定することができる。また、一
種類のΔΣ型ＡＤＣを用意しておくだけで、複数の機種に適応させることができ
るという汎用性が得られる。 【００２３】 さらに、計量動作中にもカットオフ周波数を容易に変更できるので、計量作業
の円滑化が実現される。また、ΔΣ型ＡＤＣの使用により、従来のアナログフィ ルタと２重積分型または逐次比較型のＡＤ変換器とを組合せて使用するものに比
べて、低コスト化が可能になるとともに、２重積分型よりも応答性に優れ、逐次
比較型よりも高い分解能（高い計量精度）が得られる利点もある。

【図面の簡単な説明】 【図１】 この発明の第１実施例に係る計量装置を示すブロック図である。 【図２】 この発明の第２実施例に係る計量装置を示すブロック図である。 【図３】 従来の計量装置を示すブロック図である。 【図４】 図３におけるアナログフィルタの概略構成を示す回路図である。 【符号の説明】 １…ロードセル（重量検出器）、５…ＣＰＵ、５Ａ…フィルタ特性制御手段、
７…ΔΣ型ＡＤＣ、７Ａ…変調器、７Ｂ…ディジタルフィルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 被計量物の重量を検出してアナログ重量信号を出力する重量検
   出器、 上記アナログ重量信号をディジタル重量信号に変調する変調器と、入力される
   クロック信号の周波数に応じて上記ディジタル重量信号の高周波成分を除去する
   カットオフ周波数可変のディジタルフィルタとを有するデルタ・シグマ型ＡＤ変
   換器、 外部からの操作によって外部指令信号を出力する外部指令信号入力手段、およ
   び 上記外部指令信号に基づいて上記クロック信号の周波数を変更し上記ディジタ
   ルフィルタのカットオフ周波数を変更させるフィルタ特性制御手段を備えてなる
   計量装置。 【請求項２】 被計量物の重量を検出してアナログ重量信号を出力する重量検
   出器、 上記アナログ重量信号をディジタル重量信号に変調する変調器と上記ディジタ
   ル重量信号の高周波成分を除去するカットオフ周波数可変のディジタルフィルタ
   とカットオフ周波数を制御する周波数制御手段とを有するデルタ・シグマ型ＡＤ
   変換器、 外部からの操作によって外部指令信号を出力する外部指令信号入力手段、およ
   び 上記外部指令信号に基づいて数値データ信号を上記周波数制御手段に出力し、
   上記ディジタルフィルタのカットオフ周波数を変更させるフィルタ特性制御手段
   を備えてなる計量装置。