JP3114388B2 - 電子天びん - Google Patents

電子天びん

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JP3114388B2
JP3114388B2 JP04257875A JP25787592A JP3114388B2 JP 3114388 B2 JP3114388 B2 JP 3114388B2 JP 04257875 A JP04257875 A JP 04257875A JP 25787592 A JP25787592 A JP 25787592A JP 3114388 B2 JP3114388 B2 JP 3114388B2
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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、荷重検
出部からの荷重検出信号をデジタル変換して所定の微小
時間ごとに刻々とサンプリングし、任意に設定された平
均化時間内にサンプリングされたデータを平均化するこ
とによって計量表示値を決定している。
【0003】このような電子天びんにおいて、動物の体
重測定や、振動のある環境下での測定に際しては、平均
化時間を可能な限り長く設定することにより、荷重デー
タの変動が計量表示値に及ぼす影響をできるだけ小さく
抑えるようにしている。
【0004】また、従来、特公平3−565号におい
て、荷重データの最大値および最小値を検出し、最大値
および最小値の最初の更新を行ったときに、その最大値
と最小値を用いて荷重データの仮平均値を算出してお
き、その仮平均値の算出後、荷重データが仮平均値と一
致した時点から、次の一致時点までの経過時間を計測す
るとともに、その時間内における上向きのピーク値また
は下向きのピーク値を検出し、そのピーク値と仮平均値
との差と、そのピーク値を含む上記の経過時間との積を
算出し、連続する上向きと下向きのピークについての上
記積を加算し、その加算値を連続する経過時間の和で除
した値を補正値として仮平均値を修正して、その修正後
の平均値を変動中の荷重データの静止値と推定すること
により、荷重データのステップ応答波形が自由振動状態
となったとき、その振動の静止を待つことなく、速やか
に静止値を推定して計量値として表示する電子天びんが
提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、振動の影響
を除去すべく平均化時間を長くするにしても、無限に長
くすることは現実的には不可能であり、この平均化時間
を長くすればするほど表示値の応答性が悪くなるという
問題がある。
【0006】また、上述した従来の提案では、被測定試
料を皿上に載せた後の過渡応答状態において速やかに静
止値を推定するには有効であるものの、周期の定まらな
い振動が常時作用しているような環境下での測定等に際
して、その振動の影響を除去してより正しい計量表示値
を安定的に得るための技術としては不向きである。
【0007】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、振動のある環境下での測定や動物の体重測定等に
おいて、荷重データのふらつきの影響を可及的に少なく
し、従来に比してより正確で安定した計量値の表示を行
うことのできる電子天びんの提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電子天びんは、
秤体、天びん自体に予期しない振動が作用する場合の測
定に適した天びんである。その構成を図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、
荷重検出部aからのデジタル変換データを所定時間間隔
で刻々とサンプリングして記憶するデータサンプリング
手段bと、任意の平均化時間を設定する平均化時間設定
手段cと、その設定された平均化時間内にサンプリング
されたデータを平均化することにより計量表示値を算出
する演算手段dを備えた天びんにおいて、サンプリング
データが安定しているか否かを判別する安定判別手段e
と、サンプリング手段bでサンプリングされたデータの
ピークを検出するピーク検出手段fと、検出されたプラ
スまたはマイナスピークから次の同方向のピーク間のデ
ータの個数および値に係る情報を、各ピーク間ごとに1
データユニットとして記憶する記憶手段gを有し、演算
手段dは、データが安定状態にないとき、設定された平
均化時間に概略等しい時間分のデータ個数を得るべく、
上記データユニットの1個または複数個を用いて計量表
示値を算出するよう構成されていることを特徴づけられ
る。
【0009】
【作用】荷重データの振動による大小変化は、その振動
の1周期分のデータの平均化によりほぼキャンセルされ
る。本発明はこの点を利用したもので、荷重データが振
動状態にあるとき、設定された平均化時間分の荷重デー
タをそのまま用いるのではなく、荷重データの振動のプ
ラスまたはマイナスピークを検出して、そのピークから
同方向のピークまでのデータ、つまりデータ振動の1周
期を1ユニットとして、ユニット単位で平均化処理に供
することで、周期の定まらない任意の振動のあるような
環境下等において、その振動の影響の少ない計量表示値
を得ることができる。
【0010】
【実施例】図2は本発明実施例の構成を示すブロック図
である。荷重検出部1は、例えば電磁力平衡型の天びん
機構を主体とするもので、皿1a上の荷重に対応した電
気信号を出力する。その出力はA−D変換器2によって
デジタル化された後、所定の微小間隔で制御部3に採り
込まれる。
【0011】制御部3はマイクロコンピュータを主体と
して構成されており、CPU31、後述するプログラム
が書き込まれたROM32、デジタル変換された荷重デ
ータや後述する各種レジスタとしてのエリア、およびワ
ークエリア等が設定されたRAM33、および外部機器
との接続のための入出力インターフェース34等を備え
ている。
【0012】この制御部3には、上述のA−D変換器2
のほか、計量値を表示するための表示器4と、平均化時
間を設定するための設定用スイッチ5が接続されてい
る。図3はROM32に書き込まれたプログラムの要部
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。
【0013】荷重検出部1からのデジタル変換データd
は、所定の微小間隔で刻々とサンプリングされてRAM
33内に格納されていくが、RAM33では、最新の所
定個数のデータを格納するエリアを備え、新たに荷重デ
ータdをサンプリングするごとにデータをシフトし、最
も古いデータは捨てられる(S1,S2)。
【0014】このような荷重データdのサンプリングご
とに、RAM33内の荷重データの変動推移に基づき、
試料が皿1a上に載せられた直後のステップ応答に伴う
過渡状態であるか否かが判別され(S3)、過渡状態で
あると判断された場合には、平均化時間の設定内容に係
わらず例えば規定の最新少数個の荷重データを平均化す
ることによって計量値Wが決定され(S4)、表示レジ
スタの内容がその値Wに更新され(S5)、表示器4に
表示される(S6)。
【0015】過渡状態ではないと判断されたときには、
次いでRAM33内の荷重データがあらかじめ設定され
た変動幅内に収まっているか否かによって、荷重データ
の安定状態が判別され(S7)、安定状態である場合に
は、設定用スイッチ5によって設定された平均化時間分
の荷重データを平均化することによって計量値Wが決定
されて表示レジスタの内容が更新され(S8,S5)、
表示器4に表示される(S6)。
【0016】以上は公知である。ただし、ステップS4
およびS8を通過したときには、後述するフラグAない
しはBが立っている場合にはこれを倒す(S9)。さ
て、S7において荷重データが安定状態にないと判別さ
れたとき、S25を経由してS10へと進み、例えば時
間軸上で互いに隣接する荷重データ間の差を監視して、
その極性が変化したか否かの判断により、荷重データの
経時的変化における所定の向き(例えばプラス側)のピ
ークの発生の有無が検知され、ピークの発生が検知され
た場合、それが1回目のピークである場合にはフラグA
を立てた後(S11,S12)、また、2回目以後のピ
ークである場合には、レジスタPNi およびPTi の内
容をシフトして(S13)、その時点におけるレジスタ
nの内容をレジスタPN1 に、同じくレジスタTの内容
をレジスタPT1 に転送した後(S14)、それぞれS
15へと進んでレジスタnを1にリセットするととも
に、最新の荷重データdをレジスタTに記憶して、以
降、次のピーク検出までの間、荷重データdを採取する
ごとにレジスタnの内容を1カウントずつカウントアッ
プしながら、その荷重データdの値をレジスタT1 に加
算格納していく(S16,S17)。このとき、後述す
るフラグBが立っていない場合には、S4へと進んで高
応答の表示を行い、また、フラグBが立っている場合に
はS6へと進んで前回の計量値Wの表示を継続する。
【0017】以上の動作の結果、RAM33内には、荷
重データのプラスピークから次のプラスピークまでの荷
重データを1ユニットとして、そのデータ値の合計値が
各レジスタPTi に、また、そのデータ数が各レジスタ
PNi に格納されていくことになる。
【0018】そして、この各ピーク〜ピーク間の荷重デ
ータ合計値PTi およびその個数PNi を用いて、振動
状態における計量値Wが次のようにして算出される。す
なわち、1回目のピーク検出後、設定された平均化時間
が経過した後に最初にピークが検出された時点で、それ
までに得られている例えば4個のユニットPT4 〜PT
1 およびPN4 〜PN1 を用いて、 W=(PT4+PT3+PT2+PT1)/(PN4+PN3+PN2+PN1) ・・・・(1) によって計量値Wが求められ、表示レジスタの内容が更
新されて表示器4に表示されるとともに、そのときのユ
ニット個数がIとして記憶される(S18,S19,S
20,S5,S6)。このとき、フラグBが立てられる
(S21)。なお、S19において平均化時間が経過し
ていなければ、S4へと進んで高応答の表示が継続され
る。
【0019】以上のようにしてユニットを用いて最初に
計量値Wを求めた後は、次にピークが検出されるごと
に、移動平均の手法に基づいて、その時点における最新
のI個(上記例では4個)のユニットPT4 〜PT1
PN4 〜PN1 を用いて(1)式から計量値Wが算出さ
れ、同様にして表示レジスタの内容が更新されて表示器
4に表示される(S18,S22,S5,S6)。
【0020】このような振動状態にある荷重データの時
間的推移と、その状態で計量値Wを算出すべく平均化処
理に供される荷重データの関係を図4に示す。荷重デー
タが振動状態にあるとき、そのピーク〜ピーク間の荷重
データ群の合計値は、振動による個々のデータの大小変
化がキャンセルされることになり、このようなピーク〜
ピーク間のデータ群を1ユニットとしてユニット単位で
平均化されて得られる計量値Wは、振動の影響の少ない
正確で安定したものとなる。
【0021】なお、過渡状態を過ぎた後、安定状態では
なく、しかも1回目のピークが検出されるまでの間は、
フラグAが立っていないのでS10からS16を経由し
てS4へと進み、高応答の表示が行われる。また、1回
目のピークが検出された後、平均化時間が経過していな
い状態では、フラグBが立っていないので、S17にお
いてレジスタnおよびTの更新後、S24を経由して同
様にS4へと進み、高応答の表示が継続される。S17
の時点でフラグBが立っていれば、S24を経てS6へ
と進み、前回の表示値Wの表示が継続される。
【0022】更に、使用環境によっては、ピークとピー
クの間が極めて長くなってしまう場合が想定されるた
め、図3にS25で示すように、ピーク検出後、別途設
定された時間を経過してしまった場合には、その時点で
次のピークが検出されたものとして、S11以下に進む
ようにしておくことが好ましい。
【0023】以上の本発明実施例においては、サンプリ
ングされた荷重データをそのまま用いて、時間軸上で互
いに隣接するものどうしの差の極性判別によりピーク検
出を行うように説明したが、ノイズ等の影響により生の
荷重データからピーク検出が困難である場合には、荷重
検出部1からの出力をアナログフィルタを通してデジタ
ル化するか、あるいは、デジタル変換後にデジタルフィ
ルタを通した後に荷重データとする等の対策を採用する
ことができる。
【0024】また、以上の実施例では、データユニット
として各ピーク〜ピーク間の荷重データの合計値と個数
をそれぞれレジスタPTi およびPNi に格納したが、
各ピーク〜ピーク間の荷重データをそのまま、ユニット
ごとにまとめて記憶しておき、計量値の算出時にこれら
のデータ値を合計してその総個数で除すようにしてもよ
い。
【0025】更に、以上の実施例ではプラスピークから
プラスピークまでの荷重データを1ユニットとしたが、
マイナスピークからマイナスピークまでの荷重データを
1ユニットとしてもよいことは言うまでもない。
【0026】更にまた、以上の実施例では、振動状態に
おける2回目以降の計量値Wの算出タイミングを、デー
タユニットを用いた移動平均法に基づくものとしたが、
本発明はこれに限定されることなく、複数のタイマを用
意しておき、例えばプラスピークを検出するごとに1つ
のタイマをスタートさせてゆき、1つのタイマによる計
時が平均化時間を越えるごとに計量値Wを算出して更新
を行うようにしてもよい。また、この例および先の実施
例における振動状態での1回目の計量値Wの算出タイミ
ングとして、平均化時間を越えた後に最初のピークを検
出した時点のほか、平均化時間に対して所定の幅を設け
ておき、計時結果がその幅内に入った後に、最初のピー
クを検出した時点としてもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
使用環境に振動があったり、動物の体重測定時のよう
に、荷重データが安定しない状態において、荷重データ
の振動のピークを検出して、同方向のピーク間のデータ
を1ユニットとして平均化処理に供するから、振動によ
る荷重データの値の大小変化が計量表示値に影響を及ぼ
すことが少なくなり、従来に比してより正確で安定した
表示を行うことが可能となった。また、このような荷重
データのユニット化は、実際に荷重データのピークの発
生を検出することによって行われるので、例え振動周期
が刻々と変化するような場合でも、上記の効果を奏する
ことができ、天びんの設置環境の振動や動物測定等、種
々の振動のある場合においても有効である。
【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を示すブロック図
【図3】そのROM32に書き込まれたプログラムの要
部を示すフローチャート
【図4】本発明実施例の作用説明図
【符号の説明】
1 荷重検出部 2 A−D変換器 3 制御部 31 CPU 32 ROM 33 RAM 4 表示器 5 設定用スイッチ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−10586(JP,A) 特開 平3−95421(JP,A) 特開 昭61−61016(JP,A) 特開 平4−84717(JP,A) 特開 昭63−214623(JP,A) 特開 平3−245020(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01G 23/37

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 秤体、天びん自体に予期しない振動が作
    用する場合の測定等に使用される天びんであって、荷重
    検出部からのデジタル変換データを所定時間間隔で刻々
    とサンプリングして記憶するデータサンプリング手段
    と、任意の平均化時間を設定する平均化時間設定手段
    と、その設定された平均化時間内にサンプリングされた
    データを平均化することにより計量表示値を算出する演
    算手段を備えた天びんにおいて、上記サンプリングデー
    タが安定しているか否かを判別する安定判別手段と、サ
    ンプリングされたデータのピークを検出するピーク検出
    手段と、検出されたプラスまたはマイナスピークから次
    の同方向のピーク間のデータの個数および値に係る情報
    を、各ピーク間ごとに1データユニットとして記憶する
    記憶手段を有し、上記演算手段は、データが安定状態に
    ないとき、設定された平均化時間に概略等しい時間分の
    データ個数を得るべく、上記データユニットの1個また
    は複数個を用いて計量表示値を算出するよう構成されて
    いることを特徴とする電子天びん。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7864233B2 (en) 2006-06-01 2011-01-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Image photographing device and method
US8068159B2 (en) 2006-05-26 2011-11-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Image capturing device and method with infrared detection thorugh plural filter regions

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8068159B2 (en) 2006-05-26 2011-11-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Image capturing device and method with infrared detection thorugh plural filter regions
US7864233B2 (en) 2006-06-01 2011-01-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Image photographing device and method

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