JP3139390U

JP3139390U - 電子天秤

Info

Publication number: JP3139390U
Application number: JP2007009246U
Authority: JP
Inventors: 昌央加藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2017-11-30

Abstract

【課題】電子天秤における自動感度校正を適切に動作させる。
【解決手段】自動感度校正手段は、感度校正開始の可否を、校正可否決定手段の結果に従って決定する。校正可否決定手段では、ゼロ点（無荷重時の秤量値）をモニタしている。感度の最終校正時からのゼロ点のドリフト量を推定し、推定したドリフト量から秤量中であるかどうかの判定に用いる基準値を求め、秤量値が基準値を上回っているか否かを判定し、基準値を超えた場合には秤量中とみなして自動校正を許可しない。逆に基準値を超えない場合には、たとえ秤量値が出力されていたとしても、ドリフトによる影響とみなすことができるので自動校正を許可する。
【選択図】図２

Description

本考案は、自動感度校正手段を備えた電子天秤に関する。

電気的に被秤量物の質量を秤量する電子天秤は、一般に図１に示すような構成とされている。被秤量物は載置部に載せられ、荷重センサを備えた秤量部にて質量測定を行い、演算部にて風袋引き等の補正演算を行い、結果が表示部に表示される。

秤量部の荷重センサとしては、荷重を歪み量で検知するロードセル式のものや、電磁コイルに電流を流して荷重とバランスさせることで荷重を検知する電磁平衡式のものが知られており、荷重の大きさに感応した電気信号を発生する。感度は、例えば電磁力発生機構に用いられる永久磁石の温度依存性や、コイルや配線樹脂被覆材、接着剤等の吸湿による質量変化などに起因して変化してしまうため、一般に、電子天秤では分銅加除部を備えており、質量既知の基準分銅等を荷重センサに負荷し、既知質量負荷状態での出力と無負荷状態での出力とを用いて感度校正するという感度校正機能を有している（特許文献１）。

電子天秤において、感度校正は秤量結果を保証するために必要な作業であって、ＩＳＯ（品質保証に関する国際規格）やＧＬＰ（医薬品等の安全性試験実施基準）において、電子天秤の感度校正を定期的に行い記録を残すことが求められている（特許文献２）。そのため、感度校正は頻繁に行う必要があるため、これを所定の時間間隔で定期的に自動実行することが簡便である（特許文献３）。

特開平８−１５２３５５号公報特開平１１−１８３２４４号公報特開２００７−２１２２５４号公報特開平５−３０２８４７号公報「島津製作所ホームページ・電子天秤」（2007年11月16日検索） http://www.shimadzu.co.jp/balance/hiroba/word/word03.html#06

しかしながら、感度校正を所定時間間隔で自動実行するようにすると、ユーザが使用中であっても予定時間になれば感度校正が自動実行されてしまうため、以前のパラメータを用いて設定した風袋質量等が秤量精度保証されないためにゼロクリアされてしまったり、同一条件で実施すべき一連の秤量の途中で感度が変更されてしまうなど、使用に支障をきたすことがある。

所定値以上の荷重値を検出している間は、秤量中であるとみなして感度の自動校正を行わないことも考えられるが、被秤量物の質量が極軽量である場合には、秤量中であるとみなされずに感度校正が自動実行されてしまったり、逆に秤量中でなくても、ゼロ点（無荷重時の秤量値）ドリフトの影響により所定値以上の秤量値が検出されてしまう場合には秤量中であると誤認されて感度校正が実行されなかったりすることになる。

本考案は、これらの課題を解決し、ユーザの良好な操作性と秤量結果の信憑性を維持することができる電子天秤を提供することを目的とする。

本考案に係る電子天秤は自動感度校正手段を備えたものであって、感度校正開始の可否を、感度の最終校正時からのゼロ点のドリフト量から決定する校正可否決定手段を備えたことを特徴としている。以下に本考案にかかる電子天秤の好ましい実施形態について説明する。

本考案に係る電子天秤は電気的に被秤量物の質量を秤量するものであって、秤量機構は図１に示すような公知公用のものが採用できる。被秤量物は載置部に載せられ、荷重センサを備えた秤量部にて質量測定を行い、演算部にて風袋引き等の補正演算を行い、結果が表示部に表示される。ここでは、荷重センサは、電磁コイルに電流を流して荷重とバランスさせることで荷重を検知する電磁平衡式のものを例示するが、ロードセル式のものなども採用することができこれに限定されない。秤量部では被秤量物の荷重に応じた電気的信号が出力される。出力信号は演算部に刻々と取り込まれ、事前に秤量され図外のメモリに記憶されている風袋質量を減算したり、秤量値の平均化処理を行う等の演算処理を施した上で、演算部の感度係数メモリ（図示せず）に格納されている感度係数を乗じることによって、被秤量物の質量を決定し、表示部に結果を表示する。風袋引きや平均化処理については特許文献４に説明されているような公知の技術が採用できる。

また、本考案に係る電子天秤は、自動感度校正手段を備えている。これは、非特許文献１に示されるような公知のものが採用できる。例えば、感度校正時には、秤量部に付加的に備えられた分銅加除部において、質量既知の校正分銅が、特許文献１に示すような校正分銅加除機構によって負荷または負荷解除される。演算部では、校正分銅を負荷する前の無負荷状態における秤量部からの出力を記憶した後、校正分銅を負荷した状態での秤量部からの出力を取り込み、校正分銅の既知質量と分銅負荷前後の出力差から感度係数を算出し、その算出値を感度係数として演算部の感度係数メモリに記録する。このようにして感度保証を行った後に、実際に風袋質量や被秤量物の秤量を行う。自動感度校正手段は、非特許文献１に示すようなタイマーＣＡＬ機能（時計機能とモータドライブ式の校正分銅を電子天秤が内蔵しており、あらかじめ設定した時刻に天秤自身が内蔵分銅により校正を開始する機能）を備えており、必要に応じて自動的に感度校正を行うことができる。

ところで、上述した自動感度校正機能は、所定の時間間隔で自動実行したり、あるいは荷重の有無によって使用中であることを判断して実行を阻止したりするが、荷重が極小であった場合には使用中であるとみなされずに校正が自動実行されてしまったり、あるいは環境温度や湿度変化等に起因する秤量値の出力ドリフトによって、使用中でないにも関わらず使用中と判断されて自動校正が実行されなかったりすることがあるが、本考案においては、さらに感度校正開始の可否を正確に決定するための校正可否決定手段を備えたことを特徴としている。

校正可否決定手段では、ゼロ点（無荷重時の秤量値）をモニタしている。感度の最終校正時からのゼロ点のドリフト量を推定し、推定したドリフト量から秤量中であるかどうかの判定に用いる基準値を求め、秤量値が基準値を上回っているか否かを判定し、基準値を超えた場合には秤量中とみなして自動校正を許可しない。逆に基準値を超えない場合には、たとえ秤量値が出力されていたとしても、ドリフトによる影響とみなすことができるので自動校正を許可する。

次に、具体的な基準値の求め方について説明する。図２は、温度による秤量値とゼロ点（無荷重時の秤量値）の変化の様子を示している。電子天秤では、温度変化の影響を抑えるため、温度変化に対する感度変化をモデル化して温度変化の影響を補正している。即ち、前回校正時の温度をｔ_n-1、現在の温度をｔ_nとすると、ゼロ点は次の式１のように変化する。

ΔＺ（ｔ_n）＝Ｚ（ｔ_n）−Ｚ（ｔ_n-1）・・・（１）

この変化に従って逐次温度補正が行われるが、ゼロ点のドリフト量にはばらつきがある。本考案では、このゼロ点のドリフト量から校正可否判断に用いる基準値を、例えば次の式２のようにΔＺの関数として求めることができる。係数ｋは実験的に求める定数である。

Ｄ＝ｋ×｜ΔＺ（ｔ_n）｜・・・（２）

このように、本考案に係る電子天びんは、校正可否決定手段の判定結果に従って自動感度校正を実行するので、自動感度校正における課題を解決し、ユーザの良好な操作性と秤量結果の信憑性を維持することができる。

本考案に係る秤量装置は、演算機能を備えた電子天秤や電子はかりにおいて特に有用に利用され、さらに詳細には、電磁力平衡機構を備えた電子天秤や、ロードセル式、音叉式、静電容量式等の電子はかりをはじめ、被秤量物の質量荷重を電気信号として検出して計量する秤量装置全般に対して特に有用に利用される。

電子天秤の一般的な構成例を示す図である。温度による荷重データの変化を示す図である。

Claims

自動感度校正手段を備えた電子天秤であって、
感度の最終校正時からのゼロ点のドリフト量から感度校正開始の可否を決定する校正可否決定手段を備えたことを特徴とする電子天秤。