JP3642639B2

JP3642639B2 - A weighing device having a plurality of load converting means

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Publication number: JP3642639B2
Application number: JP26123696A
Authority: JP
Inventors: 建新孫
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1996-09-09
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2016-09-09
Also published as: JPH1082688A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被計量物が保持される物品保持手段を複数の計量用荷重変換手段で支持して、各計量用荷重変換手段が生成する計量信号を加算することにより被計量物の重量又は質量を計量する複数の荷重変換手段を備える計量装置に関し、詳しくは、例えば船上のように振動する床に設置されても正確な重量又は質量の計量を可能にする複数の荷重変換手段を備える計量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等のようにサイズや重量が大きな被計量物の重量測定では、計量台を複数の計量セルで支持して、各計量セルからの荷重信号を加算するようにした多点セル型計量装置が使用されている（特願昭６３−２８５９４１号）。この多点セル型計量装置によれば１つの計量セルに荷重を集中させるものに比較して、複数の計量セルの定格重量の総和がその１つの計量セルの定格重量と同程度のものを用いながらも、計量台のサイズを大きくすることができる利点がある。これら計量セルは、例えば、起歪体に歪ゲージを貼り付けたものである。
【０００３】
しかしながら、上記装置では、計量装置の設置場所において生じる地盤、建屋、床、架台等の環境振動（床振動）を計量セルが拾う場合がある。従って、上記加算計量信号は、計量系振動に低周波の床振動が重畳された合成信号として出力される。図１０は、床振動がない状態の振動モデルを示す図であり、図１１は床振動が加わった状態の振動モデルを示す図である。
【０００４】
つまり、加算計量信号が図１０に示すように床振動が加わっていない場合では、（ａ₁、ａ₂、ａ₃）、（ａ₂、ａ₃、ａ₄）、・・・・というように時系列データのいくつかを予め定めた各時点で平均する移動平均法を使用することによって、安定時間Ｓまで待つことなく被計量物の重量を比較的高速、かつ、正確に計量することができる。しかし、加算計量信号が図１１に示すように床振動が加わっている場合では、周期の長い床振動に引きずられて加算計量信号の収束に時間がかかり、上記移動平均法を使用しても被計量物の重量を求めるのに時間がかかるという問題がある。なお、計量装置にフィルタを設けて遮断周波数を低くして床振動の影響を低減すると、安定時間Ｓが更に延びることとなるので、結局、フィルタによっては計量時間を短縮することができない。
【０００５】
そこで、この床振動に基づく振動成分を除去した加算計量信号を出力するようにして、被計量物の重量を比較的高速、かつ、正確に計量しようとする多点セル型計量装置が特願平６−２９３７４４号（特開平７−２０９０６６号公報）に開示されている。図１２は、この計量装置の電気回路を示すブロック図であり、図１３はそのブロック図のＣＰＵ２５の詳細を示す図である。
【０００６】
この計量装置は、計量台を複数の計量セル１₁〜１_mにより支持して各計量セル１₁〜１_mからの計量信号Ｗ₁〜Ｗ_mを加算した加算信号により計量台の負荷荷重を求めるものであって、各計量セル１₁〜１_mと同一の床Ｆ（５）に設置されて床振動を検出する床振動検出セル１６₁〜１６_nと、床振動検出セル１６₁〜１６_nから出力される床振動検出信号Ｙ₁〜Ｙ_nの振動成分によって各計量信号を補正することにより、床振動に起因する計量信号Ｗ₁〜Ｗ_mの誤差を補償した床振動補正済信号Ｄ₁〜Ｄ_mを出力する床振動補償手段８０と、を備えている。そして、この床振動補償手段８０は、図１３に示すように、床振動算出手段８４と床振動補正手段８２を備えている。床振動算出手段８４は、床振動検出セル１６₁〜１６_nが生成するフィルタ済み信号ＦＹ₁〜ＦＹ_nの振動成分に基づいて床振動モードを算出し、この算出した床振動モードに基づいて各計量セル１₁〜１_mが設置されている位置における床Ｆの上下方向の振動信号Ｍ₁〜Ｍ_mを算出する。床振動補正手段８２は、各計量セル１₁〜１_mから出力される夫々のフィルタ済み信号ＦＷ₁〜ＦＷ_mから各計量セル１₁〜１_mごとに算出されて感度補正された対応する振動信号Ｓ₁〜Ｓ_mを夫々減算し、これにより床振動成分を除去した床振動補正済み信号Ｄ₁〜Ｄ_mを生成する。そして、加算手段４６がこれら床振動補正済み信号Ｄ₁〜Ｄ_mを加算して加算信号ＢＷを被計量物の重量として出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各計量セル１₁〜１_mから出力される各計量信号Ｗ₁〜Ｗ_mの加算信号に含まれている床振動成分は、各計量セル１₁〜１_mの設置位置における振動成分の合計値と等しくはなく、各計量セル１₁〜１_mが支持する計量台とその上に載置された被計量物の合成重心位置における振動成分と等しく、従って、図１２及び図１３に示す上記従来の計量装置では、各計量セル１₁〜１_mから出力される計量信号Ｗ₁〜Ｗ_mに含まれている床振動成分を正確に除去することができず、その結果、被計量物の重量を正確に計量することができないという問題がある。
【０００８】
次に、これを式を使って説明する。図５は、計量装置に設けられている４台の計量セル及び合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）の座標位置を示す正面斜視図であり、矩形板状の計量台５の四隅を計量セル１₁〜１₄が支持しており、各計量セル１₁〜１₄の座標位置を（ｘ₁、ｙ₁）〜（ｘ₄、ｙ₄）とする。ここで説明を簡単にするために、
ｘ₁＝ｘ₂、ｙ₁＝ｙ₃、ｘ₃＝ｘ₄、ｙ₄＝ｙ₂ ・・・・（１）
とする。そして、被計量物の質量をＭ、計量台５の質量をｍ₁とし、被計量物と計量台５の合計重心位置をＰ（ｘ_C、ｙ_C）とする。ここで、被計量物と計量台５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における床振動成分Ｖ_xcyc（ｔ）は、
Ｖ_xcyc（ｔ）＝ｘ_CＡ（ｔ）＋ｙ_CＢ（ｔ）＋Ｃ（ｔ）・・・・（２）
となる。ただし、Ａ（ｔ）は、夫々が互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を座標軸として、Ｙ軸回りの回転運動のＺ軸方向の加速度、Ｂ（ｔ）はＸ軸回りの回転運動のＺ軸方向の加速度、Ｃ（ｔ）はＺ軸方向の直線運動の加速度である。
また、座標位置（ｘ₁、ｙ₁）に設置された計量セル１₁の生成する計量信号中の床振動成分Ｖｄ₁（ｔ）は、
Ｖｄ₁（ｔ）＝｛（ｘ₃−ｘ_C）（ｙ₃−ｙ_C）／（ｘ₃−ｘ₁）（ｙ₃−ｙ₁）｝Ｖ_xcyc（ｔ）・・・・（３）
となる。一方、座標位置（ｘ₁、ｙ₁）における床振動成分Ｖｄ₁’（ｔ）は、
Ｖｄ₁’（ｔ）＝ｘ₁Ａ（ｔ）＋ｙ₁Ｂ（ｔ）＋Ｃ（ｔ）・・・・（４）
となる。これら（３）式と（４）式とは、ｘ_C＝ｘ₁、ｙ_C＝ｙ₁でない限り互いに一致しない。
【０００９】
つまり、計量セル１₁の生成する計量信号ＦＷ₁から式（３）で表される床振動成分Ｖｄ₁（ｔ）を除去すべきであるのに、図１３に示す従来の計量装置では、計量信号ＦＷ₁から式（４）で表される座標位置（ｘ₁、ｙ₁）における床振動成分Ｖｄ₁’（ｔ）を減算しているので、被計量物の重量を正確に計量することができないという問題がある。
【００１０】
本発明は、計量信号中の床振動の成分を正確に除去する補正を行い、被計量物の重量又は質量を正確に計量することができる複数の荷重変換手段を備える計量装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、物品保持手段が複数の計量用荷重変換手段により支持され、各計量用荷重変換手段の生成する計量信号を加算した加算信号により上記物品保持手段に掛かる被計量物の重量又は質量を演算する複数の荷重変換手段を備える計量装置において、上記複数の計量信号に基づいて上記被計量物と上記物品保持手段の合成重心の位置を演算する重心位置演算手段と、上記各計量用荷重変換手段が設けられている物体に設置され物体の振動と対応する振動検出信号を生成する振動検出用荷重変換手段と、上記複数の振動検出信号の振動成分に基づいて物体の振動モードを検出しこの振動モードを使用して上記合成重心位置における振動成分を算出する振動算出手段と、上記加算信号から上記合成重心位置における振動成分を除去した補正済み計量信号を生成する振動補正手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の複数の荷重変換手段を備える計量装置において、上記物品保持手段が被計量物を移動させる移動手段を備え、上記移動手段によって移動させられている被計量物の重量又は質量を演算することを特徴とする複数の荷重変換手段を備える計量装置。
【００１３】
本発明によると、重心位置演算手段が複数の各計量用荷重変換手段の生成する計量信号に基づいて被計量物と物品保持手段の合成重心の位置を演算し、振動算出手段が複数の各振動検出用荷重変換手段の生成する振動検出信号の振動成分に基づいて物体の振動モードを検出し、この振動モードを使用して合成重心位置における振動成分を算出する。そして、振動補正手段が複数の各計量用荷重変換手段の生成する計量信号の加算信号から合成重心位置における振動成分を除去した補正済み計量信号を生成する。この補正済み計量信号は、物体の振動に基づく振動成分が除去されている被計量物の重量又は質量を表す信号である。
【００１４】
そして、合成重心位置における振動成分を算出してこの算出した振動成分を計量信号の加算信号から除去しているので、被計量物が物品保持手段上で移動することにより合成重心位置が変動する場合であっても、この合成重心位置の変動が計量精度に悪影響を及ぼさないように補償することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を各図を参照して説明する。図３は、同実施形態に係る複数の荷重変換手段を備える計量装置（以下、単に「計量装置」ともいう。）の外観を示す正面斜視図であり、図４は同計量装置の正面図である。この計量装置は、被計量物２０が載置される矩形の平板状の計量台１５を有し、計量台１５の四隅が４台の計量用荷重変換手段（以下、「計量セル」という。）１₁、１₂、１₃、１₄により支持されている。被計量物２０は、計量台１５上に載置された状態で計量セル１₁〜１₄によって計量される。
【００１６】
各計量セル１₁〜１₄は、図３に示すように、固定端１₁ａ〜１₄ａが固定具３₁〜３₄を介して片持ち梁状に基台５に固定されており、この基台５は床Ｆに取り付けられている。また、自由端１₁ｂ〜１₄ｂには、固定具６₁〜６₄が固定して取り付けられている。１１₁〜１１₄は、計量台支持具である。これら各計量台支持具１１₁〜１１₄は、四角錐形の先細り金具であり、各計量セル１₁〜１₄の各固定具６₁〜６₄の上端に固定して取り付けてあって、計量台１５の四隅を点支持している。
【００１７】
基台５上には、３台の振動検出用荷重変換手段（以下、「床振動検出セル」という。）１６₁、１６₂、１６₃が配設されている。これら床振動検出セル１６₁〜１６₃は、各計量セル１₁〜１₄と同様に、固定側の一端が固定具１７₁〜１７₃を介して基台５（床Ｆ）に固定されていると共に、自由端に重り１８₁〜１８₃が取り付けられている。なお、床振動検出セル１６₁、１６₂、又は１６₃の風袋質量と各錘１８₁、１８₂、又は１８₃の合成質量をｍ₂とする。
【００１８】
ただし、計量セル１の台数ｍは、４台としたが、４台以外の他の複数の台数としてもよいし、床振動検出セル１６の台数ｎを３台としたが３台以外の他の複数の台数としてもよい。
【００１９】
この計量装置は、同装置が設置されている床Ｆの振動モードを算出することにより床振動補正を行うことができるものである。以下、まず、この床Ｆの振動モードについて説明する。
この計量装置に設けられている計量セル１₁〜１₄及び床振動検出セル１６₁〜１６₃のモデルを図９（ａ）に示す。このタイプのロードセル１、１６は、４箇所の各ノッチ部５１に貼着された歪ゲージ５３によって、ロードセル１、１６の変形量を歪み量として検出するものである。更に、これら４枚の歪ゲージ５３は、ホイートストンブリッジ回路を構成しており、ロードセル１、１６が破線で示すようにロバーバル（平行四辺形）状態に変形したときのみに出力が変化し、それ以外の変形状態では出力が変化しないようになっている。従って、ロードセル１、１６の固定端１ａと自由端１ｂ（荷重側）の相対的変位の内、ロバーバル変形の成分のみが検出されるので、床振動に対して垂直方向成分のみを考慮すればよい。
【００２０】
今、図９（ｂ）に示すように、ＸＹ平面上の点Ｑ（ｘ、ｙ）の位置にロードセル１が固定されているとする。ＸＹ平面の挙動は、Ｘ軸回りの回転、Ｙ軸回りの回転、及びＸＹ平面に垂直なＺ軸方向の運動から成る。それ以外の運動は、ここで使用するロードセル１（１６）では検出しないので、ここでは論じない。
【００２１】
ここで、Ｙ軸回りの回転運動のＺ軸方向の加速度をＡ（ｔ）、Ｘ軸回りの回転運動のＺ軸方向の加速度をＢ（ｔ）、Ｚ軸方向の直線運動の加速度をＣ（ｔ）とすると、点Ｑ（ｘ、ｙ）の位置でのロードセル１（１６）の出力信号の内、床Ｆの振動成分の加速度Ｖｐ（ｔ）は、
Ｖｐ（ｔ）＝ｘＡ（ｔ）＋ｙＢ（ｔ）＋Ｃ（ｔ）・・・・（５）
となる。
【００２２】
ところで、床Ｆの振動モードは、式（５）におけるＡ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）を求めればよいので、これを求めるためには、一直線上にない３点で床Ｆの運動を検出する。即ち、３元一次連立方程式を解けばよい。実際には、各ロードセル（床振動検出セル１６₁〜１６₃）の出力には誤差を含んでいるため、３台以上の床振動検出セルを使用して３点以上の位置で振動を検出し、最小自乗法等を用いてＡ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）を求めるのがよい。
【００２３】
ここで、計量セルが床Ｆ上に平面的、つまり２次元的に配置されている場合は、床Ｆ上で一直線上にない３点以上の位置の床振動を床振動検出セルにより検出し、それら検出された振動から、被計量物２０及び計量台１５等の計量セルに重量が掛かるものの合成重心位置における床振動成分を求めて、各計量セルが出力する計量信号の加算信号から上記床振動成分を差し引き、これにより、床振動成分を含まない計量セルの加算信号（補正済み計量信号）が得られる。他方、計量セルが床Ｆ上に直線的、つまり一次元的に配置されている場合は、計量セルどうしを結ぶ直線上の２点以上の位置の床振動を床振動検出セルにより検出し、それら検出された振動から、上記二次元的配置の場合と同様に、被計量物２０及び計量台１５の合成重心位置における振動成分を求めて、各計量セルが出力する計量信号の加算信号から上記床振動成分を差し引き、これにより、床振動成分を含まない計量セルの加算信号（補正済み計量信号）が得られる。
【００２４】
上記のような床の振動モードを用いる当該実施形態の計量装置の信号処理部の構成を図１２に示す。同図において、ＣＰＵ４１が従来の計量装置のＣＰＵ２５と相違しており、これ以外は従来と同等である。図１は、このＣＰＵ４１の構成図である。図１２において、計量セル１₁〜１₄が生成した計量信号は、増幅器２２で増幅され、床振動検出セル１６₁〜１６₃が生成した床振動検出信号は、増幅器２３で増幅された後、夫々マルチプレクサ２４に入力する。マルチプレクサ２４は、ＣＰＵ４１からの制御信号ｃを受けて切り換え作動し、各信号を選択的にＡ／Ｄ変換器２６に出力する。このＡ／Ｄ変換器２６は、アナログ計量信号をデジタル計量信号Ｗ₁〜Ｗ₄に変換し、アナログ床振動検出信号をデジタル床振動検出信号Ｙ₁〜Ｙ₃に変換する。そして、これら各信号Ｗ₁〜Ｗ₄及びＹ₁〜Ｙ₃はＣＰＵ４１に入力する。
【００２５】
ＣＰＵ４１は、各信号Ｗ₁〜Ｗ₄及びＹ₁〜Ｙ₃に遮断周波数１０Ｈｚ〜２０Ｈｚ以上のローパスフィルタ特性を有するデジタルフィルタ２８₁〜２８₄、２９₁〜２９₃によりフィルタリング処理を行う。このフィルタリング処理には、例えば周知のたたみ込み演算が用いられる。この結果、各デジタルフィルタ２８₁〜２８₄、２９₁〜２９₃は、各信号Ｗ₁〜Ｗ₄及びＹ₁〜Ｙ₃から被計量物２０を計量台１５に載置した際に生じる計量系振動を低減したフィルタ済信号ＦＷ₁〜ＦＷ₄及びＦＹ₁〜ＦＹ₃を出力する。また、デジタルフィルタ２９₁〜２９₃は、信号Ｙ₁〜Ｙ₃に対して錘１８と風袋の合成質量ｍ₂による直流成分の零補正を行って得られた信号ＦＹ₁〜ＦＹ₃を出力している。
【００２６】
また、ＣＰＵ４１は、図１に示すように、計量加算手段４２、重心位置算出手段４３、床振動算出手段４４、床振動補正手段４５、感度算出手段４７、感度補正手段４８を備えている。
計量加算手段４２は、計量セル１₁〜１₄から生成されたフィルタ済み計量信号ＦＷ₁〜ＦＷ₄を加算して、被計量物２０と計量台１５の合計重量である加算信号ＷＫを生成する手段である。
重心位置算出手段４３は、４つの計量信号ＦＷ₁〜ＦＷ₄から３つの計量信号の組合せを種々に選択して、これら各組合せの計量信号に基づいて被計量物２０と計量台１５の合成重心の位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）を演算して求める手段である。
【００２７】
床振動算出手段４４は、床振動検出セル１６₁〜１６₃から生成されたフィルタ済み床振動検出信号ＦＹ₁〜ＦＹ₃の振動成分に基づいて式（５）における床Ｆの振動モードＡ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）を検出し、この振動モードを使用して被計量物２０と計量台１５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における振動成分ＷＤを算出する手段である。
感度算出手段４７は、計量セル１と床振動検出セル１６とのばね定数及び負荷重量（風袋重量を含む）の相違の程度を表すことのできる計量セル１と床振動検出セル１６との出力感度比を感度補正係数Ｋとして算出する手段である。なお、この感度算出手段４７は、前回のサンプル時間に得られた被計量物２０の質量Ｍ（ｊ−１）に基づいて感度補正係数Ｋ（ｊ）を逐次的に修正するものである。
感度補正手段４８は、感度補正係数Ｋを被計量物２０と計量台１５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における振動成分ＷＤに乗算して、この感度補正して得られた振動成分ＳＤ（＝Ｋ（ｊ）ＷＤ）を出力する手段である。
床振動補正手段４５は、計量信号ＦＷ₁〜ＦＷ₄を加算して得られた加算信号ＷＫから感度補正して得られた振動成分ＳＤを減算して床振動補正を行い、被計量物２０の質量Ｍを出力する手段である。
【００２８】
次に、上記計量装置に設けられているＣＰＵ４１が計量信号ＦＷ₁〜ＦＷ₄を加算して得られた加算信号ＷＫから振動成分ＳＤを減算して被計量物２０の質量Ｍを出力する理論について説明する。
ここで、計量セル１₁〜１₄の設置された座標位置を、図５に示すように、（ｘ₁、ｙ₁）、（ｘ₂、ｙ₂）、（ｘ₃、ｙ₃）、（ｘ₄、ｙ₄）とする。ただし、
｜ｘ₁｜＝｜ｘ₂｜＝｜ｘ₃｜＝｜ｘ₄｜＝ｈ
｜ｙ₁｜＝｜ｙ₂｜＝｜ｙ₃｜＝｜ｙ₄｜＝ｈ
とする。そして、床Ｆに床振動検出セル１６₁〜１６₃が同一直線上にないように設置されているとする。
そして、質量Ｍを次の手順で演算する。
（１）被計量物２０と計量台１５の加算信号（合計荷重）ＷＫを演算する。
（２）計量セル１₁〜１₄の計量信号Ｗ₁〜Ｗ₄を用いて被計量物２０と計量台１５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）を演算する。
（３）床振動検出セル１６₁〜１６₃の床振動検出信号Ｙ₁〜Ｙ₃の振動成分を使用して被計量物２０と計量台１５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における振動成分ＷＤを算出する。
（４）被計量物２０と計量台１５の加算信号ＷＫから振動成分ＳＤを減算して被計量物２０の質量Ｍを演算する。
【００２９】
即ち、（１）について、
被計量物２０と計量台１５の加算信号ＷＫ（ｔ）は、
ＷＫ（ｔ）＝Ｅ₁｛Ｍ（ｔ）＋ｍ₁｝｛ｇ＋Ｖｐ（ｔ）｝・・・・（６）
と表すことができる。ただし、Ｅ₁は計量セル１₁〜１₄の感度であり、各計量セル１₁〜１₄の感度Ｅ₁の値はここでは簡単にするために同一とする。そして、ｇは重力加速度、Ｖｐ（ｔ）は床振動による合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における上下方向（Ｚ軸方向）の加速度、ｍ₁は計量台１５及び計量セルの風袋の合計質量である。
【００３０】
（２）について、
複数の計量信号Ｗ₁〜Ｗ₄を用いて被計量物２０と計量台１５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）を演算する方法は従来から知られているので詳細は省略するが、ここでは３台の計量セル１₁〜１₃を使用して合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）を演算する方法を説明する。各計量セル１₁〜１₃が生成する各計量信号Ｗ₁（ｔ）〜Ｗ₃（ｔ）は、
Ｗ₁（ｔ）＝Ｅ₁（ｈ−ｘ_C）（ｈ＋ｙ_C）ＷＫ（ｔ）／（４ｈ²）・・（７）
Ｗ₂（ｔ）＝Ｅ₁（ｈ−ｘ_C）（ｈ−ｙ_C）ＷＫ（ｔ）／（４ｈ²）・・（８）
Ｗ₃（ｔ）＝Ｅ₁（ｈ＋ｘ_C）（ｈ＋ｙ_C）ＷＫ（ｔ）／（４ｈ²）・・（９）
となる。従って、（７）式と（９）式、及び（７）式と（８）式から
ｘ_C＝ｈ｛Ｗ₃（ｔ）−Ｗ₁（ｔ）｝／｛Ｗ₁（ｔ）＋Ｗ₃（ｔ）｝・・（10）
ｙ_C＝ｈ｛Ｗ₁（ｔ）−Ｗ₂（ｔ）｝／｛Ｗ₁（ｔ）＋Ｗ₂（ｔ）｝・・（11）
のように、被計量物２０と計量台１５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）を演算することができる。
【００３１】
（３）について、
演算された合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における上下方向の床振動成分ＷＤ（ｔ）は、床振動検出セル１６₁〜１６₃の床振動検出信号Ｙ₁〜Ｙ₃の振動成分を使用して演算することができる。即ち、床振動検出信号Ｙ₁〜Ｙ₃の振動成分を使用して（５）式より床振動モードＡ（ｔ）、Ｂ（ｔ）、Ｃ（ｔ）を求めて合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における床振動成分ＷＤ（ｔ）を演算する。このＷＤ（ｔ）は、
ＷＤ（ｔ）＝Ｅ₂ｍ₂Ｖｐ（ｔ）・・・・（１２）
より演算することができる。ただし、Ｅ₂は床振動検出セル１６₁〜１６₃の感度であり、ｍ₂は各床振動検出セル１６₁、１６₂、又は１６₃の風袋質量と各錘１８₁、１８₂、又は１８₃の質量の合成質量である。これら各床振動検出セル１６₁〜１６₃の感度Ｅ₂の値、及び各合成質量ｍ₂はここでは簡単にするために同一とする。そして、（１２）式のＷＤ（ｔ）は、合成質量ｍ₂による直流成分を零補正してある。
【００３２】
ここで、被計量物２０と計量台１５の加算信号ＷＫ（ｔ）及び合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における床振動成分ＷＤ（ｔ）をサンプル時点でのサンプル値信号に書き直すと、
ＷＫ（ｊ）＝Ｅ₁｛Ｍ（ｊ）＋ｍ₁｝｛ｇ＋Ｖｐ（ｊ）｝・・・・（１３）
ＷＤ（ｊ）＝Ｅ₂ｍ₂Ｖｐ（ｊ）・・・・（１４）
となる。ただし、ｊ＝１、２、・・・、Ｎであり、ＷＫ（ｊ）、ＷＤ（ｊ）、Ｖｐ（ｊ）は、ＷＫ（ｔ）、ＷＤ（ｔ）、Ｖｐ（ｔ）のｊサンプル時点でのサンプル値、Ｎは測定時間ＴＫとサンプリング時間Ｔで決まる最大サンプル数（ＴＫ／Ｔの最大整数）である。
【００３３】
（４）について、
被計量物２０と計量台１５の加算信号ＷＫから振動成分ＳＤを減算して被計量物２０の質量Ｍを演算する。この振動成分ＳＤは、床振動検出セル１６₁〜１６₃の出力信号である床振動成分ＷＤ（ｔ）に感度補正係数Ｋ（ｊ）を乗算して計量セル１₁〜１₃に対して感度補正したものであり、
ＳＤ（ｊ）＝Ｋ（ｊ）ＷＤ（ｊ）・・・・（１５）
として求められる。ただし、感度補正係数Ｋ（ｊ）は、
Ｋ（ｊ）＝Ｅ₁｛Ｍ（ｊ−１）＋ｍ₁｝／（Ｅ₂ｍ₂）・・・・（１６）
である。従って、被計量物２０の質量Ｍ（ｊ）は、
Ｍ（ｊ）＝〔｛ＷＫ（ｊ）−ＳＤ（ｊ）｝／Ｅ₁ｇ〕−ｍ₁・・・（１７）
によって、被計量物２０の質量の計量結果Ｍ（ｊ−１）を使用して感度補正係数Ｋ（ｊ）を修正しながら被計量物２０の質量の計量値Ｍ（ｊ）を逐次的に求めることができる。
【００３４】
次に、上記構成の計量装置の動作手順を図２に示すフローチャートを参照して説明する。まず、オペレータが入力手段であるキーボード（図示せず）を操作して計量台（風袋）の質量ｍ₁、床振動検出セル１６の風袋と錘１８の合計質量ｍ₂、計量セル１及び床振動検出セル１６の感度Ｅ₁、Ｅ₂、並びに計量セル１₁〜１₃、床振動検出セル１６₁〜１６₃の設置座標位置（ｘ₁、ｙ₁）、（ｘ₂、ｙ₂）、（ｘ₃、ｙ₃）、（ｘ₄、ｙ₄）、及び（ｘ_d1、ｙ_d1）、（ｘ_d2、ｙ_d2）、（ｘ_d3、ｙ_d3）、被計量物２０の初期計量値Ｍ（０）、重力加速度ｇ、最大サンプル数Ｎ等の各値を入力する（Ｓ１００）。ただし、Ｍ（０）は、被計量物２０の標準的な質量を用いればよく、この計量装置を例えば重量選別機に適用した場合では選別基準値を用いればよい。
【００３５】
次に、ＣＰＵ４１がサンプル数ｊを１と設定し（Ｓ１０２）、感度補正係数Ｋ（ｊ）を計量結果の質量Ｍ（ｊ−１）に基づいて修正する（Ｓ１０４）。ただし、初回の場合はＭ（０）に基づいて設定する。そして、計量セル１₁〜１₄、床振動検出セル１６₁〜１６₃の各信号を対応するデジタルフィルタにより処理してフィルタ済み信号ＦＷ₁（ｊ）〜ＦＷ₄（ｊ）及びＦＹ₁（ｊ）〜ＦＹ₃（ｊ）を生成し（Ｓ１０６）、ＦＷ₁（ｊ）〜ＦＷ₄（ｊ）及び関係するパラメータのｈを用いて被計量物２０と計量台１５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）を算出すると共に（Ｓ１０８）、ＦＷ₁（ｊ）〜ＦＷ₄（ｊ）を加算して被計量物２０と計量台１５の加算信号ＷＫ（ｊ）を求める（Ｓ１１０）。更に床振動成分であるフィルタ済み信号ＦＹ₁（ｊ）〜ＦＹ₃（ｊ）及び床振動検出セル１６₁〜１６₃の設置座標位置を用いて床振動モードを算出し（Ｓ１１２）、次に、この算出した床振動モードに基づいて被計量物２０と計量台１５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における床Ｆ（基台５）の上下方向（Ｚ軸方向）の振動成分ＷＤ（ｊ）を算出する（Ｓ１１４）。そして、振動成分ＷＤ（ｊ）に感度補正係数Ｋ（ｊ）を乗算して感度補正された床Ｆの上下方向の振動成分ＳＤ（ｊ）を出力する（Ｓ１１６）。しかる後に、加算信号ＷＫ（ｊ）から振動成分ＳＤ（ｊ）を減算して床振動成分を除去する補正を行い、補正後の信号値をＥ₁ｇで除算して計量台１５の質量ｍ₁を減算し、これによって被計量物２０の質量Ｍ（ｊ）を演算して出力する（Ｓ１１８、Ｓ１２０）。そして、サンプル数ｊの大きさがＮ未満であるか否かを判定して（Ｓ１２２）、ｊ＝Ｎと判定した場合は質量計量を終了し、ｊ＜Ｎと判定した場合はサンプル数ｊ＝Ｎとなるまでサンプル数を累加してステップ１０４に戻り計量を続ける（Ｓ１２４）。
【００３６】
上記複数の荷重変換手段を備える計量装置は、各計量セル１₁〜１₄の生成する計量信号Ｗ₁〜Ｗ₄の加算信号ＷＫ（ｊ）に含まれている振動成分が、被計量物２０と計量台１５の合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における上下方向の振動成分ＳＤ（ｊ）であることに鑑み、この合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における上下方向の振動成分ＳＤ（ｊ）を算出して、この振動成分ＳＤ（ｊ）を加算信号ＷＫ（ｊ）から除去して被計量物２０の質量Ｍ（ｊ）を求める構成である。従って、この被計量物２０の質量Ｍ（ｊ）を、図１２及び図１３に示す従来の計量装置よりも正確に計量することができる。つまり、従来の装置では、加算信号ＷＫ（ｊ）に含まれている振動成分は、各計量セル１₁〜１₄が設置されている位置における振動成分と考えてそれらの振動成分の合計を加算信号ＷＫ（ｊ）から除去しているので、従来の計量装置では、本発明の計量装置ほど被計量物２０の質量Ｍ（ｊ）を正確に計量することができないのである。
【００３７】
更に、例えば被計量物２０を計量台１５上で移動させながら計量する場合であっても、上記実施形態では、合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）における上下方向の振動成分ＳＤ（ｊ）を逐次的に求めて質量Ｍ（ｊ）を演算しているので、この合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）の変動が計量精度に悪影響を及ぼさないように補償することができ、従って、この場合でも被計量物２０の質量Ｍ（ｊ）を正確に計量することができる。
【００３８】
次に、第２実施形態の複数の荷重変換手段を備える計量装置（以下、単に「計量装置」ともいう。）を図６乃至図８等を参照して説明する。この実施形態の計量装置と第１実施形態の計量装置とが相違するところは、第１実施形態では、図３に示すように、計量台１５を４台の計量セル１₁〜１₄により支持し、床Ｆの振動を３台の床振動検出セル１６₁〜１６₃により検出する構成としたのに対して、第２実施形態では、図８に示すように、計量台１５を２台の計量セル１₁、１₂により支持し、床Ｆの振動を２台の床振動検出セル１６₁、１６₂により検出する構成としたところである。
【００３９】
この実施形態の計量装置は、図６に示すように、計量台１５上に計量コンベア（移動手段）１０が設けられていて、この計量コンベア１０によって被計量物２０が搬送されている際に質量Ｍを計量するものである。この被計量物２０の計量台１５上の位置は、図８に示すように、Ｘ軸と平行する一直線上の任意の位置に限定されるから、床Ｆの振動を２台の床振動検出セル１６₁、１６₂により正確に検出することができ、被計量物２０の質量Ｍを２台の計量セル１₁、１₂により正確に計量することができる。
【００４０】
図６に示すように、計量台１５上に設けられている計量コンベア１０は、駆動機（図示せず）によって回転駆動される駆動ローラ１０ａと、従動ローラ１０ｂと、両ローラ１０ａと１０ｂの間に架け渡されているコンベアベルト１０ｃと、を備えている。両ローラ１０ａ、１０ｂの各軸１０ｄ、１０ｅは、支持部材１０ｆ、１０ｇを介して計量台１５に支持されている。この計量台１５の前後が２台の計量セル１₁、１₂に支持されている。これら各計量セル１₁、１₂は第１実施形態のものと同等のものであるので、詳細な説明を省略する。
【００４１】
被計量物２０は、上流側の取り込み用コンベア４０から計量コンベア１０へ搬送され、計量コンベア１０上をＸ軸方向に移動しながら１対の計量セル１₁、１₂によってその重量が計量される。即ち、各計量セル１₁、１₂からは、図７に示すように、被計量物２０の移動と共に変化する計量信号Ｗ₁、Ｗ₂が出力され、これら両計量信号Ｗ₁、Ｗ₂の加算値Ｗ₁＋Ｗ₂から被計量物２０の質量Ｍが求められる。
【００４２】
また、図８に示すように、計量セル１₁、１₂は、互いに同一の形状であり、固定端１₁ａ（１₂ａ）と自由端１₁ｂ（１₂ｂ）とを結ぶ軸線１₁ｃ（１₂ｃ）が被計量物２０の搬送方向Ｘと直交するように配置されており、固定端１₁ａ、１₂ａが固定具３₁、３₂を介して片持ち梁状に床Ｆとなる基台５に固定され、自由端１₁ｂ（１₂ｂ）には、固定具６₁、６₂を介してアーム８₁、８₂が水平に固定されている。
【００４３】
１１₁、１１₂、１２₁、１２₂は、計量台支持具であり、各アーム８₁、８₂の両端２箇所にボルト１１₁ａ、１２₁ａ、１１₂ａ、１２₂ａに、円錐形の先細り金具１１₁ｂ、１２₁ｂ、１１₂ｂ、１２₂ｂを固定して設けた構成であり、これら計量台支持具１１₁、１２₁、１１₂、１２₂により計量台１５の四隅を点支持している。
【００４４】
床振動検出セル１６₁、１６₂は、図８に示すように、計量セル１₁と１₂の各設置位置を通る直線上に配置され、床振動検出セル１６₁が計量セル１₁の近傍に、床振動検出セル１６₂が計量セル１₂の近傍に夫々設けられている。なお、これら床振動検出セル１６₁、１６₂は、第１実施形態のものと同等であるので詳細な説明を省略する。
【００４５】
上記構成の計量装置の信号処理部の構成は、図１２においてＣＰＵ２５に代えてＣＰＵ４１を備える第１実施形態の信号処理部と同等であり、このＣＰＵ４１の構成も図１に示す第１実施形態のものと同等であるので、それらの詳細な説明を省略する。ただし、計量セル１₁、１₂及び床振動検出セル１６₁、１６₂は、夫々２台ずつ設けられているので、デジタルフィルタ２８、２９も２台ずつ設けられている。
【００４６】
また、第１実施形態では、床Ｆの振動成分の加速度Ｖｐ（ｔ）を
Ｖｐ（ｔ）＝ｘＡ（ｔ）＋ｙＢ（ｔ）＋Ｃ（ｔ）・・・・（５）
の式で求めたが、Ｘ軸回りの回転運動のＺ軸方向の加速度をＢ（ｔ）を考慮する必要がないので、床Ｆの振動成分の加速度Ｖｐ（ｔ）を、
Ｖｐ（ｔ）＝ｘＡ（ｔ）＋Ｃ（ｔ）・・・・（１８）
の式で求めることとする。
【００４７】
更に、被計量物２０と計量台１５の合成重心位置を、第１実施形態ではＰ（ｘ_C、ｙ_C）として求めたが、第２実施形態では、Ｙ軸方向の座標位置を考慮する必要がないので合成重心位置Ｐ（ｘ_C）として求めればよい。従って、式（１０）を使用してｘ_Cを求めて、この合成重心位置Ｐ（ｘ_C）における床振動成分ＷＤ（ｔ）、及びこのＷＤ（ｔ）から振動成分ＳＤ（ｊ）を得ることができる。
これによって、第１実施形態と同様に、式（１７）に基づいて被計量物２０と計量台１５の加算信号ＷＫ（ｊ）から振動成分ＳＤ（ｊ）を減算して床振動成分を除去した被計量物２０の質量Ｍ（ｊ）を正確に演算することができ、質量Ｍ（ｊ）を逐次的に出力することができる。そして、第２実施形態では、被計量物２０を計量コンベア１０によって計量台１５上で移動させながら計量する構成であるが、合成重心位置Ｐ（ｘ_C）における床振動成分ＳＤ（ｊ）を逐次的に得ているので、第１実施形態と同様に、合成重心位置Ｐ（ｘ_C）の変動が計量精度に悪影響を及ぼさないように補償することができ、従って、この場合でも被計量物２０の質量Ｍ（ｊ）を正確に計量することができる。
【００４８】
ただし、上記第１及び第２実施形態では、被計量物２０の質量Ｍを計量する構成としたが、図２に示すステップ１１８（式（１７））において、Ｍ（ｊ）を演算する代わりに、被計量物２０の重量Ｍ（ｊ）ｇを、
Ｍ（ｊ）ｇ＝〔｛ＷＫ（ｊ）−ＳＤ（ｊ）｝／Ｅ₁〕−ｍ₁ｇ・・・（１９）
により演算して求める構成としてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によると、被計量物と物品保持手段の合成重心位置における振動成分を算出してこの算出した振動成分を計量信号の加算信号から除去する構成である。つまり、各計量用荷重変換手段の生成する計量信号中の振動成分は、被計量物と物品保持手段の合成重心位置における振動成分の分担であるので、各計量用荷重変換手段の生成する計量信号の加算信号から上記合成重心位置における振動成分を除去した補正済み計量信号は、被計量物の質量Ｍと等しい値となる。従って、被計量物の重量又は質量を、図１２及び図１３に示す従来の計量装置よりも正確に計量することができるという効果がある。更に、例えば被計量物を物品保持手段上で移動させながら計量する場合であっても、被計量物と物品保持手段の合成重心位置における振動成分を逐次的に求めているので、この合成重心位置の変動が計量精度に悪影響を及ぼさないように補償することができ、従って、この場合でも被計量物の重量又は質量を正確に計量することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る複数の荷重変換手段を備える計量装置の信号処理部の構成を示す図である。
【図２】同実施形態の同計量装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】同実施形態の同計量装置の計量セル及び床振動検出セルの配置を示す正面斜視図である。
【図４】同実施形態の同計量装置の計量セル及び床振動検出セルの配置を示す正面図である。
【図５】同実施形態の同計量装置の計量セル、床振動検出セル及び合成重心位置Ｐ（ｘ_C、ｙ_C）の座標位置を示す正面斜視図である。
【図６】同発明の第２実施形態に係る計量装置の概略を示す正面図である。
【図７】同第２実施形態の同計量装置における計量信号を示す信号波形図である。
【図８】同第２実施形態の同計量装置の概略を示す分解斜視図である。
【図９】（ａ）は同発明に係る同計量装置の計量セル及び床振動検出セルのモデルを示す図、（ｂ）は同計量セル及び床振動検出セルのＸＹ座標面上の配置を示す図である。
【図１０】振動モデルを示す図である。
【図１１】床振動が加わった場合の振動モデルを示す図である。
【図１２】従来の計量装置の信号処理部の構成を示す図である。
【図１３】図１２に示す従来の計量装置の信号処理部に設けられているＣＰＵの構成を示す図である。
【符号の説明】
１₁〜１₄ 計量セル
１０計量台
１６₁〜１６₃ 床振動検出セル
４１ＣＰＵ
４２計量加算手段
４３重心位置算出手段
４４床振動算出手段
４５床振動補正手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In this invention, an article holding means for holding an object to be weighed is supported by a plurality of load converting means for weighing, and the weight or mass of the object to be weighed is added by adding the weighing signal generated by each weighing load converting means. More specifically, for example, a weighing apparatus including a plurality of load converting means that enables accurate weighing of weight or mass even when installed on a vibrating floor such as on a ship. About.
[0002]
[Prior art]
In general, when measuring an object to be weighed, such as an automobile, which has a large size and weight, a multipoint cell type weighing system that supports a weighing platform with multiple weighing cells and adds load signals from each weighing cell. An apparatus is being used (Japanese Patent Application No. 63-28951). According to this multi-point cell type weighing device, the total of the rated weights of a plurality of weighing cells is approximately the same as the rated weight of the one weighing cell, compared to the one in which the load is concentrated on one weighing cell. However, there is an advantage that the size of the weighing table can be increased. For example, these weighing cells are obtained by attaching a strain gauge to a strain generating body.
[0003]
However, in the above apparatus, the weighing cell may pick up environmental vibrations (floor vibrations) of the ground, building, floor, gantry, etc. that occur at the place where the weighing apparatus is installed. Therefore, the addition weighing signal is output as a combined signal in which the low-frequency floor vibration is superimposed on the weighing system vibration. FIG. 10 is a diagram illustrating a vibration model in a state where there is no floor vibration, and FIG. 11 is a diagram illustrating a vibration model in a state where floor vibration is applied.
[0004]
That is, when the addition weighing signal is not subjected to floor vibration as shown in FIG. ₁ , A ₂ , A _Three ), (A ₂ , A _Three , A _Four ), Etc. By using a moving average method that averages some time series data at each predetermined time point, the weight of the object to be weighed is relatively high without waiting until the stabilization time S, And it can measure accurately. However, when floor vibration is applied to the addition weighing signal as shown in FIG. 11, it takes time to converge the addition weighing signal by being dragged by floor vibration having a long period, and even if the above moving average method is used, There is a problem that it takes time to obtain the weight of the weighing object. Note that if the filter is provided in the weighing device to lower the cutoff frequency to reduce the influence of floor vibration, the stabilization time S is further extended, so that the measurement time cannot be shortened depending on the filter.
[0005]
Therefore, a multi-point cell type weighing device that attempts to accurately weigh the weight of an object to be weighed by outputting an addition weighing signal from which vibration components based on the floor vibration are removed is disclosed in Japanese Patent Application No. No. 6-293744 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-209066). FIG. 12 is a block diagram showing an electric circuit of the weighing device, and FIG. 13 is a diagram showing details of the CPU 25 in the block diagram.
[0006]
This weighing device comprises a plurality of weighing cells 1 ₁ ~ 1 _m Each weighing cell 1 supported by ₁ ~ 1 _m Weighing signal W from ₁ ~ W _m The load of the weighing table is obtained by an addition signal obtained by adding ₁ ~ 1 _m Floor vibration detection cell 16 installed on the same floor F (5) and detecting floor vibration ₁ ~ 16 _n And floor vibration detection cell 16 ₁ ~ 16 _n Vibration detection signal Y output from ₁ ~ Y _n The weighing signal W caused by floor vibration is corrected by correcting each weighing signal with the vibration component of ₁ ~ W _m Floor vibration corrected signal D compensated for errors in ₁ ~ D _m And floor vibration compensation means 80 for outputting. The floor vibration compensation means 80 includes a floor vibration calculation means 84 and a floor vibration correction means 82 as shown in FIG. The floor vibration calculation means 84 is connected to the floor vibration detection cell 16. ₁ ~ 16 _n Filtered signal FY generated by ₁ ~ FY _n The floor vibration mode is calculated based on the vibration component of each weighing cell 1 and each weighing cell 1 is calculated based on the calculated floor vibration mode. ₁ ~ 1 _m Vibration signal M in the vertical direction of the floor F at the position where is installed ₁ ~ M _m Is calculated. The floor vibration correcting means 82 is provided for each weighing cell 1. ₁ ~ 1 _m Each filtered signal FW output from ₁ ~ FW _m From each weighing cell 1 ₁ ~ 1 _m Corresponding vibration signal S calculated and sensitivity corrected ₁ ~ S _m Is subtracted, and the floor vibration corrected signal D is obtained by removing the floor vibration component. ₁ ~ D _m Is generated. Then, the adding means 46 sends these floor vibration corrected signals D ₁ ~ D _m And the addition signal BW is output as the weight of the object to be weighed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, each weighing cell 1 ₁ ~ 1 _m Weighing signals W output from ₁ ~ W _m The floor vibration component included in the addition signal of each of the weighing cells 1 ₁ ~ 1 _m Is not equal to the total value of the vibration components at the installation position of each weighing cell 1 ₁ ~ 1 _m Is equal to the vibration component at the position of the center of gravity of the weighing table placed on the weighing table and the object to be weighed thereon. Therefore, in the conventional weighing device shown in FIGS. ₁ ~ 1 _m Signal W output from ₁ ~ W _m The floor vibration component contained in the can not be removed accurately, and as a result, the weight of the object to be weighed cannot be accurately measured.
[0008]
Next, this will be described using equations. FIG. 5 shows the four weighing cells provided in the weighing device and the combined center of gravity position P (x _C , Y _C ) Is a front perspective view showing the coordinate position of the rectangular cell-like weighing platform 5 at the four corners of the weighing cell 1. ₁ ~ 1 _Four Supports each weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four The coordinate position of (x ₁ , Y ₁ ) To (x _Four , Y _Four ). To simplify the explanation here,
x ₁ = X ₂ , Y ₁ = Y _Three , X _Three = X _Four , Y _Four = Y ₂ (1)
And The mass of the object to be weighed is M, and the mass of the weighing platform 5 is m. ₁ And the total center of gravity of the object to be weighed and the weighing platform 5 is P (x _C , Y _C ). Here, the position of the center of gravity P (x _C , Y _C ) Floor vibration component V _xcyc (T)
V _xcyc (T) = x _C A (t) + y _C B (t) + C (t) (2)
It becomes. However, A (t) is the X-axis, Y-axis, and Z-axis, which are orthogonal to each other, and the Z-axis acceleration of the rotational motion around the Y-axis, and B (t) is the rotational motion around the X-axis. The acceleration in the Z-axis direction, C (t), is the acceleration of linear motion in the Z-axis direction.
Also, the coordinate position (x ₁ , Y ₁ ) Measuring cell 1 installed in ₁ Floor vibration component Vd in the measurement signal generated by ₁ (T)
Vd ₁ (T) = {(x _Three -X _C ) (Y _Three -Y _C ) / (X _Three -X ₁ ) (Y _Three -Y ₁ )} V _xcyc (T) (3)
It becomes. On the other hand, the coordinate position (x ₁ , Y ₁ ) Floor vibration component Vd ₁ '(T)
Vd ₁ '(T) = x ₁ A (t) + y ₁ B (t) + C (t) (4)
It becomes. These equations (3) and (4) are expressed as x _C = X ₁ , Y _C = Y ₁ Unless otherwise, they do not match each other.
[0009]
That is, weighing cell 1 ₁ Weighing signal FW generated by ₁ To the floor vibration component Vd expressed by the equation (3) ₁ In the conventional weighing apparatus shown in FIG. 13, the weighing signal FW is to be removed although (t) should be removed. ₁ To the coordinate position (x ₁ , Y ₁ ) Floor vibration component Vd ₁ Since '(t) is subtracted, there is a problem that the weight of the object to be weighed cannot be accurately measured.
[0010]
It is an object of the present invention to provide a weighing device including a plurality of load conversion means capable of performing a correction for accurately removing a floor vibration component in a weighing signal and accurately weighing the weight or mass of an object to be weighed. Objective.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the first invention, the article holding means is supported by a plurality of weighing load conversion means, and the weight of the object to be weighed on the article holding means by the addition signal obtained by adding the weighing signals generated by each weighing load conversion means or In a weighing apparatus including a plurality of load conversion means for calculating mass, a center-of-gravity position calculating means for calculating a position of a combined center of gravity of the object to be weighed and the article holding means based on the plurality of weighing signals; Load detection means for vibration detection that is installed on an object provided with load conversion means and generates a vibration detection signal corresponding to the vibration of the object, and detects the vibration mode of the object based on the vibration components of the plurality of vibration detection signals. And a vibration calculating means for calculating a vibration component at the combined centroid position using the vibration mode, and a correction by removing the vibration component at the combined centroid position from the addition signal. It is characterized in that it comprises a vibration correcting means for generating a look metering signal.
[0012]
A second invention is a weighing apparatus comprising a plurality of load conversion means of the first invention, wherein the article holding means is provided with a moving means for moving the object to be weighed, and the object to be weighed is moved by the moving means. A weighing apparatus comprising a plurality of load conversion means, wherein the weight or mass of the load is calculated.
[0013]
According to the present invention, the center-of-gravity position calculating means calculates the position of the combined center of gravity of the object to be weighed and the article holding means based on the weighing signal generated by each of the plurality of weighing load converting means, and the vibration calculating means has a plurality of vibrations. The vibration mode of the object is detected based on the vibration component of the vibration detection signal generated by the load converting means for detection, and the vibration component at the combined center of gravity position is calculated using this vibration mode. Then, the vibration correction unit generates a corrected measurement signal obtained by removing the vibration component at the combined center of gravity position from the addition signal of the measurement signal generated by each of the plurality of weighing load conversion units. This corrected weighing signal is a signal representing the weight or mass of the object to be weighed from which the vibration component based on the vibration of the object has been removed.
[0014]
Then, since the vibration component at the combined center of gravity position is calculated and the calculated vibration component is removed from the addition signal of the weighing signal, the combined center of gravity position fluctuates as the object to be weighed moves on the article holding means. Even so, it is possible to compensate so that the fluctuation of the composite gravity center position does not adversely affect the measurement accuracy.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a front perspective view showing an external appearance of a weighing device (hereinafter also simply referred to as “weighing device”) including a plurality of load conversion means according to the embodiment, and FIG. 4 is a front view of the weighing device. is there. This weighing apparatus has a rectangular flat plate-like weighing table 15 on which an object 20 to be weighed is placed, and four weighing corners of the weighing table 15 have four load converting means (hereinafter referred to as “weighing cells”). 1 ₁ 1 ₂ 1 _Three 1 _Four Is supported by The object to be weighed 20 is placed on the weighing table 15 and the weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four Is weighed by.
[0016]
Each weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four As shown in FIG. ₁ a ~ 1 _Four a is fixture 3 ₁ ~ 3 _Four The base 5 is fixed to the floor F in a cantilever manner via the base F. Free end 1 ₁ b ~ 1 _Four b shows the fixture 6 ₁ ~ 6 _Four Is fixedly attached. 11 ₁ ~ 11 _Four Is a weighing platform support. Each of these weighing platform supports 11 ₁ ~ 11 _Four Is a tapered pyramid-shaped metal fitting, each weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four Each fixing tool 6 ₁ ~ 6 _Four It is fixedly attached to the upper end of the weighing platform 15, and the four corners of the weighing table 15 are point supported.
[0017]
On the base 5, three vibration detection load converting means (hereinafter referred to as “floor vibration detection cells”) 16. ₁ , 16 ₂ , 16 _Three Is arranged. These floor vibration detection cells 16 ₁ ~ 16 _Three Is each weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four As in the case of FIG. ₁ ~ 17 _Three And is fixed to the base 5 (floor F) via a weight 18 at the free end. ₁ ~ 18 _Three Is attached. The floor vibration detection cell 16 ₁ , 16 ₂ Or 16 _Three Tare mass and each weight 18 ₁ , 18 ₂ Or 18 _Three The total mass of m ₂ And
[0018]
However, the number m of the weighing cells 1 is four, but may be a plurality of other numbers other than four, and the number n of the floor vibration detection cells 16 is three, but other than three. A plurality of units may be used.
[0019]
This weighing apparatus can perform floor vibration correction by calculating the vibration mode of the floor F on which the apparatus is installed. Hereinafter, the vibration mode of the floor F will be described first.
Weighing cell 1 provided in this weighing device ₁ ~ 1 _Four And floor vibration detection cell 16 ₁ ~ 16 _Three This model is shown in FIG. This type of load cell 1, 16 detects the deformation amount of the load cell 1, 16 as the strain amount by the strain gauges 53 attached to the four notch portions 51. Further, these four strain gauges 53 constitute a Wheatstone bridge circuit, and the output changes only when the load cells 1 and 16 are deformed into a Robert (parallelogram) state as indicated by broken lines, and the others In the deformed state, the output does not change. Accordingly, since only the component of the Robert deformation is detected in the relative displacement between the fixed end 1a and the free end 1b (load side) of the load cells 1 and 16, only the vertical direction component needs to be considered with respect to the floor vibration. .
[0020]
Assume that the load cell 1 is fixed at the position of a point Q (x, y) on the XY plane as shown in FIG. 9B. The behavior of the XY plane includes rotation about the X axis, rotation about the Y axis, and movement in the Z axis direction perpendicular to the XY plane. Other motions are not detected by the load cell 1 (16) used here and will not be discussed here.
[0021]
Here, the acceleration in the Z-axis direction of the rotational motion about the Y-axis is A (t), the acceleration in the Z-axis direction of the rotational motion about the X-axis is B (t), and the acceleration of the linear motion in the Z-axis direction is C ( t), among the output signals of the load cell 1 (16) at the position of the point Q (x, y), the acceleration Vp (t) of the vibration component of the floor F is
Vp (t) = xA (t) + yB (t) + C (t) (5)
It becomes.
[0022]
By the way, as the vibration mode of the floor F, A (t), B (t), and C (t) in Expression (5) may be obtained. Detecting the movement of That is, it is only necessary to solve a ternary linear simultaneous equation. Actually, each load cell (floor vibration detection cell 16 ₁ ~ 16 _Three ) Includes errors, three or more floor vibration detection cells are used to detect vibrations at three or more positions, and A (t), B (t ), C (t) should be obtained.
[0023]
Here, when the weighing cell is arranged two-dimensionally on the floor F, that is, two-dimensionally, the floor vibration at three or more positions that are not in a straight line on the floor F is detected by the floor vibration detection cell, From the detected vibrations, the floor vibration component at the composite center of gravity position is obtained although the weighing cells such as the weighing object 20 and the weighing table 15 are heavy, and the floor vibration is calculated from the addition signal of the weighing signal output from each weighing cell. By subtracting the components, an addition signal (corrected weighing signal) of the weighing cell not including the floor vibration component is obtained. On the other hand, when the weighing cells are arranged linearly on the floor F, that is, one-dimensionally, floor vibrations at two or more positions on the straight line connecting the weighing cells are detected by the floor vibration detection cell, As in the case of the two-dimensional arrangement, the vibration component at the combined center of gravity of the object 20 and the weighing table 15 is obtained from the detected vibration, and the floor is determined from the addition signal of the weighing signal output from each weighing cell. By subtracting the vibration component, an addition signal (corrected measurement signal) of the weighing cell not including the floor vibration component is obtained.
[0024]
FIG. 12 shows the configuration of the signal processing unit of the weighing device according to this embodiment that uses the floor vibration mode as described above. In the figure, the CPU 41 is different from the CPU 25 of the conventional weighing device, and other than this is the same as the conventional one. FIG. 1 is a configuration diagram of the CPU 41. In FIG. 12, the weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four The weighing signal generated by is amplified by the amplifier 22 and the floor vibration detection cell 16 is amplified. ₁ ~ 16 _Three The floor vibration detection signals generated by are amplified by the amplifier 23 and then input to the multiplexer 24, respectively. The multiplexer 24 is switched in response to the control signal c from the CPU 41 and selectively outputs each signal to the A / D converter 26. The A / D converter 26 converts an analog weighing signal into a digital weighing signal W. ₁ ~ W _Four And convert analog floor vibration detection signal to digital floor vibration detection signal Y ₁ ~ Y _Three Convert to Each of these signals W ₁ ~ W _Four And Y ₁ ~ Y _Three Is input to the CPU 41.
[0025]
The CPU 41 receives each signal W ₁ ~ W _Four And Y ₁ ~ Y _Three And a digital filter 28 having a low-pass filter characteristic with a cutoff frequency of 10 Hz to 20 Hz or more. ₁ ~ 28 _Four , 29 ₁ ~ 29 _Three The filtering process is performed by For this filtering process, for example, a well-known convolution operation is used. As a result, each digital filter 28 ₁ ~ 28 _Four , 29 ₁ ~ 29 _Three Each signal W ₁ ~ W _Four And Y ₁ ~ Y _Three Filtered signal FW with reduced measurement system vibration generated when the object 20 is placed on the weighing table 15 ₁ ~ FW _Four And FY ₁ ~ FY _Three Is output. In addition, the digital filter 29 ₁ ~ 29 _Three Is the signal Y ₁ ~ Y _Three In contrast, the combined mass m of the weight 18 and the tare ₂ Signal FY obtained by zero correction of DC component by ₁ ~ FY _Three Is output.
[0026]
Further, as shown in FIG. 1, the CPU 41 includes a weighing addition means 42, a gravity center position calculation means 43, a floor vibration calculation means 44, a floor vibration correction means 45, a sensitivity calculation means 47, and a sensitivity correction means 48.
The weighing addition means 42 is a weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four Filtered weighing signal FW generated from ₁ ~ FW _Four Is added to generate an addition signal WK that is the total weight of the weighing object 20 and the weighing table 15.
The center-of-gravity position calculating means 43 has four weighing signals FW ₁ ~ FW _Four The combination of the three weighing signals is selected in various ways, and based on the weighing signal of each combination, the position P (x _C , Y _C ).
[0027]
The floor vibration calculation means 44 is connected to the floor vibration detection cell 16. ₁ ~ 16 _Three Filtered floor vibration detection signal FY generated from ₁ ~ FY _Three The vibration mode A (t), B (t), C (t) of the floor F in the equation (5) is detected based on the vibration component of the Composite center of gravity position P (x _C , Y _C ) Is a means for calculating the vibration component WD.
The sensitivity calculation means 47 outputs sensitivity of the weighing cell 1 and the floor vibration detection cell 16 that can represent the degree of difference in the spring constant and load weight (including tare weight) between the weighing cell 1 and the floor vibration detection cell 16. This is a means for calculating the ratio as the sensitivity correction coefficient K. The sensitivity calculation means 47 sequentially corrects the sensitivity correction coefficient K (j) based on the mass M (j−1) of the object 20 obtained at the previous sample time.
The sensitivity correction means 48 sets the sensitivity correction coefficient K to the combined gravity center position P (x of the weighing object 20 and the weighing platform 15. _C , Y _C ) Is multiplied by the vibration component WD, and the vibration component SD (= K (j) WD) obtained by this sensitivity correction is output.
The floor vibration correcting means 45 is connected to the weighing signal FW ₁ ~ FW _Four Is a means for subtracting the vibration component SD obtained by correcting the sensitivity from the addition signal WK obtained by adding the signal to perform floor vibration correction and outputting the mass M of the object 20 to be weighed.
[0028]
Next, the CPU 41 provided in the weighing device performs weighing signal FW. ₁ ~ FW _Four The theory of subtracting the vibration component SD from the addition signal WK obtained by adding the values to output the mass M of the object 20 to be weighed will be described.
Where weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four As shown in FIG. ₁ , Y ₁ ), (X ₂ , Y ₂ ), (X _Three , Y _Three ), (X _Four , Y _Four ). However,
| X ₁ | = | X ₂ | = | X _Three | = | X _Four | = H
｜ y ₁ | = | Y ₂ | = | Y _Three | = | Y _Four | = H
And The floor vibration detection cell 16 is placed on the floor F. ₁ ~ 16 _Three Are installed on the same straight line.
Then, the mass M is calculated according to the following procedure.
(1) The addition signal (total load) WK between the object 20 and the weighing table 15 is calculated.
(2) Weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four Weighing signal W ₁ ~ W _Four Is used to synthesize the center of gravity P (x _C , Y _C ) Is calculated.
(3) Floor vibration detection cell 16 ₁ ~ 16 _Three Floor vibration detection signal Y ₁ ~ Y _Three Position of the center of gravity P (x _C , Y _C ) To calculate the vibration component WD.
(4) The vibration component SD is subtracted from the addition signal WK of the weighing object 20 and the weighing table 15, and the mass M of the weighing object 20 is calculated.
[0029]
That is, for (1)
The addition signal WK (t) of the weighing object 20 and the weighing table 15 is
WK (t) = E ₁ {M (t) + m ₁ } {G + Vp (t)} (6)
It can be expressed as. However, E ₁ Is the weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four Each weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four Sensitivity E ₁ The values of are the same here for simplicity. G is the gravitational acceleration, and Vp (t) is the resultant center of gravity position P (x _C , Y _C ) Acceleration in the vertical direction (Z-axis direction), m ₁ Is the total mass of the weighing platform 15 and the tare of the weighing cell.
[0030]
About (2)
Multiple weighing signals W ₁ ~ W _Four Is used to synthesize the center of gravity P (x _C , Y _C ) Is known from the prior art and will not be described in detail, but here three weighing cells 1 ₁ ~ 1 _Three Is used to synthesize the center of gravity position P (x _C , Y _C ) Will be described. Each weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Three Each weighing signal W generated by ₁ (T) -W _Three (T)
W ₁ (T) = E ₁ (Hx _C ) (H + y _C ) WK (t) / (4h ² (7)
W ₂ (T) = E ₁ (Hx _C ) (Hy _C ) WK (t) / (4h ² (8)
W _Three (T) = E ₁ (H + x _C ) (H + y _C ) WK (t) / (4h ² (9)
It becomes. Therefore, from Equations (7) and (9) and Equations (7) and (8)
x _C = H {W _Three (T) -W ₁ (T)} / {W ₁ (T) + W _Three (T)} ... (10)
y _C = H {W ₁ (T) -W ₂ (T)} / {W ₁ (T) + W ₂ (T)} ... (11)
As shown, the combined center of gravity position P (x _C , Y _C ) Can be calculated.
[0031]
About (3)
The calculated composite gravity center position P (x _C , Y _C The floor vibration component WD (t) in the vertical direction in FIG. ₁ ~ 16 _Three Floor vibration detection signal Y ₁ ~ Y _Three The vibration component can be used for calculation. That is, the floor vibration detection signal Y ₁ ~ Y _Three The floor vibration modes A (t), B (t), and C (t) are obtained from the equation (5) using the vibration component of _C , Y _C ) To calculate the floor vibration component WD (t). This WD (t) is
WD (t) = E ₂ m ₂ Vp (t) (12)
It is possible to calculate more. However, E ₂ The floor vibration detection cell 16 ₁ ~ 16 _Three Is the sensitivity of m ₂ Is each floor vibration detection cell 16 ₁ , 16 ₂ Or 16 _Three Tare mass and each weight 18 ₁ , 18 ₂ Or 18 _Three Is the combined mass of Each of these floor vibration detection cells 16 ₁ ~ 16 _Three Sensitivity E ₂ Value and each synthetic mass m ₂ Are the same here for simplicity. And, WD (t) in the equation (12) is the composite mass ₂ The DC component due to is corrected to zero.
[0032]
Here, the addition signal WK (t) of the object to be weighed 20 and the weighing table 15 and the composite gravity center position P (x _C , Y _C When the floor vibration component WD (t) in) is rewritten into the sample value signal at the time of sampling,
WK (j) = E ₁ {M (j) + m ₁ } {G + Vp (j)} (13)
WD (j) = E ₂ m ₂ Vp (j) (14)
It becomes. Here, j = 1, 2,..., N, and WK (j), WD (j), and Vp (j) are j sample points of WK (t), WD (t), and Vp (t). N is the maximum number of samples (maximum integer of TK / T) determined by the measurement time TK and the sampling time T.
[0033]
About (4)
The mass M of the object to be weighed 20 is calculated by subtracting the vibration component SD from the addition signal WK of the object to be weighed 20 and the weighing platform 15. This vibration component SD is the floor vibration detection cell 16. ₁ ~ 16 _Three The weighing cell 1 is obtained by multiplying the floor vibration component WD (t), which is the output signal of, by the sensitivity correction coefficient K (j). ₁ ~ 1 _Three The sensitivity is corrected for
SD (j) = K (j) WD (j) (15)
As required. However, the sensitivity correction coefficient K (j) is
K (j) = E ₁ {M (j-1) + m ₁ } / (E ₂ m ₂ (16)
It is. Therefore, the mass M (j) of the weighing object 20 is
M (j) = [{WK (j) -SD (j)} / E ₁ g] -m ₁ ... (17)
Thus, the weight measurement value M (j) of the object to be weighed 20 is sequentially obtained while correcting the sensitivity correction coefficient K (j) using the weight measurement result M (j−1) of the object to be weighed 20. be able to.
[0034]
Next, the operation procedure of the weighing device having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the operator operates a keyboard (not shown) as an input means to measure the mass m of the weighing platform (tare). ₁ The total mass m of the tare of the floor vibration detection cell 16 and the weight 18 ₂ Sensitivity E of weighing cell 1 and floor vibration detection cell 16 ₁ , E ₂ And weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Three , Floor vibration detection cell 16 ₁ ~ 16 _Three Installation coordinate position (x ₁ , Y ₁ ), (X ₂ , Y ₂ ), (X _Three , Y _Three ), (X _Four , Y _Four ) And (x _d1 , Y _d1 ), (X _d2 , Y _d2 ), (X _d3 , Y _d3 ), The initial weighing value M (0), gravitational acceleration g, maximum sample number N and the like of the object 20 are input (S100). However, M (0) should just use the standard mass of the to-be-measured object 20, and when this measuring device is applied, for example to a weight sorter, what is necessary is just to use a selection reference value.
[0035]
Next, the CPU 41 sets the number of samples j to 1 (S102), and corrects the sensitivity correction coefficient K (j) based on the mass M (j-1) of the measurement result (S104). However, in the first case, the setting is made based on M (0). And the weighing cell 1 ₁ ~ 1 _Four , Floor vibration detection cell 16 ₁ ~ 16 _Three Each signal is processed by a corresponding digital filter and filtered signal FW ₁ (J) to FW _Four (J) and FY ₁ (J) to FY _Three (J) is generated (S106), and FW ₁ (J) to FW _Four (J) and a related center of gravity position P (x of the weighing object 20 and the weighing table 15 using h of the related parameter _C , Y _C ) (S108) and FW ₁ (J) to FW _Four (J) is added to obtain an addition signal WK (j) between the object 20 and the weighing table 15 (S110). Furthermore, the filtered signal FY which is a floor vibration component ₁ (J) to FY _Three (J) and the floor vibration detection cell 16 ₁ ~ 16 _Three The floor vibration mode is calculated using the installation coordinate position (S112). Next, based on the calculated floor vibration mode, the combined gravity center position P (x _C , Y _C ) To calculate the vibration component WD (j) in the vertical direction (Z-axis direction) of the floor F (base 5) (S114). Then, the vibration component SD (j) in the vertical direction of the floor F whose sensitivity is corrected by multiplying the vibration component WD (j) by the sensitivity correction coefficient K (j) is output (S116). Thereafter, correction is performed by subtracting the vibration component SD (j) from the addition signal WK (j) to remove the floor vibration component, and the corrected signal value is expressed as E ₁ The mass m of the weighing table 15 divided by g ₁ Is subtracted, and the mass M (j) of the object 20 is calculated and output (S118, S120). Then, it is determined whether or not the size of the number of samples j is less than N (S122). When it is determined that j = N, the mass measurement is terminated, and when it is determined that j <N, the number of samples j = The number of samples is accumulated until N is reached, and the flow returns to step 104 to continue weighing (S124).
[0036]
The weighing device including the plurality of load converting means includes each weighing cell 1. ₁ ~ 1 _Four Weighing signal W generated by ₁ ~ W _Four The vibration component included in the addition signal WK (j) is the combined center of gravity position P (x _C , Y _C ) In the vertical direction, the resultant center-of-gravity position P (x _C , Y _C ), The vertical vibration component SD (j) is calculated, and the vibration component SD (j) is removed from the addition signal WK (j) to obtain the mass M (j) of the object 20 to be weighed. Therefore, the mass M (j) of the weighing object 20 can be measured more accurately than the conventional weighing device shown in FIGS. That is, in the conventional apparatus, the vibration component included in the addition signal WK (j) ₁ ~ 1 _Four Since the total of those vibration components is removed from the addition signal WK (j) in consideration of the vibration components at the position where the is installed, in the conventional weighing device, the weight of the object 20 to be weighed is higher in the weighing device of the present invention. M (j) cannot be accurately measured.
[0037]
Furthermore, for example, even when the object 20 is weighed while being moved on the weighing table 15, in the above embodiment, the composite gravity center position P (x _C , Y _C ), The vibration component SD (j) in the vertical direction is sequentially obtained, and the mass M (j) is calculated. _C , Y _C ) Can be compensated so as not to adversely affect the weighing accuracy. Therefore, even in this case, the mass M (j) of the weighing object 20 can be accurately measured.
[0038]
Next, a weighing device (hereinafter also simply referred to as “weighing device”) including a plurality of load conversion means according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The difference between the weighing device of this embodiment and the weighing device of the first embodiment is that, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the weighing table 15 has four weighing cells 1. ₁ ~ 1 _Four The vibration of the floor F is supported by three floor vibration detection cells 16 ₁ ~ 16 _Three However, in the second embodiment, as shown in FIG. 8, the weighing table 15 has two weighing cells 1 as shown in FIG. ₁ 1 ₂ The vibration of the floor F is supported by two floor vibration detection cells 16 ₁ , 16 ₂ It is the place where it was set as the structure detected by.
[0039]
As shown in FIG. 6, the weighing device of this embodiment is provided with a weighing conveyor (moving means) 10 on a weighing table 15, and the mass when an object 20 is conveyed by the weighing conveyor 10. M is measured. Since the position of the weighing object 20 on the weighing table 15 is limited to an arbitrary position on a straight line parallel to the X axis as shown in FIG. 8, the vibration of the floor F is detected by two floor vibration detection cells. 16 ₁ , 16 ₂ Can accurately detect the mass M of the object 20 to be measured. ₁ 1 ₂ Can be measured accurately.
[0040]
As shown in FIG. 6, the weighing conveyor 10 provided on the weighing table 15 includes a driving roller 10a rotated by a driving machine (not shown), a driven roller 10b, and both rollers 10a and 10b. And a conveyor belt 10c that is stretched over the belt. The shafts 10d and 10e of both rollers 10a and 10b are supported by the weighing table 15 via support members 10f and 10g. There are two weighing cells 1 before and after the weighing table 15. ₁ 1 ₂ It is supported by. Each of these weighing cells 1 ₁ 1 ₂ Since this is equivalent to that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
[0041]
The object to be weighed 20 is transported from the upstream intake conveyor 40 to the weighing conveyor 10 and moved in the X-axis direction on the weighing conveyor 10 while being paired with a pair of weighing cells 1. ₁ 1 ₂ To weigh it. That is, each weighing cell 1 ₁ 1 ₂ From FIG. 7, as shown in FIG. 7, the weighing signal W changes with the movement of the object 20 to be weighed. ₁ , W ₂ Are output, and both these weighing signals W ₁ , W ₂ Addition value W ₁ + W ₂ From this, the mass M of the object 20 to be weighed is obtained.
[0042]
In addition, as shown in FIG. ₁ 1 ₂ Are the same shape as each other, and the fixed end 1 ₁ a (1 ₂ a) and free end 1 ₁ b (1 ₂ Axis 1 connecting b) ₁ c (1 ₂ c) is arranged so as to be orthogonal to the conveyance direction X of the object 20 to be measured, and the fixed end 1 ₁ a, 1 ₂ a is fixture 3 ₁ 3 ₂ Is fixed to a base 5 which becomes a floor F in a cantilever shape through a free end 1 ₁ b (1 ₂ b) includes a fixture 6 ₁ , 6 ₂ Through the arm 8 ₁ , 8 ₂ Is fixed horizontally.
[0043]
11 ₁ , 11 ₂ , 12 ₁ , 12 ₂ Is a weighing platform support, each arm 8 ₁ , 8 ₂ Bolts 11 at two locations on both ends ₁ a, 12 ₁ a, 11 ₂ a, 12 ₂ a a tapered taper 11 ₁ b, 12 ₁ b, 11 ₂ b, 12 ₂ b is fixed, and these weighing platform supports 11 ₁ , 12 ₁ , 11 ₂ , 12 ₂ Thus, the four corners of the weighing table 15 are point-supported.
[0044]
Floor vibration detection cell 16 ₁ , 16 ₂ As shown in FIG. ₁ And 1 ₂ The floor vibration detection cell 16 is arranged on a straight line passing through each installation position of the floor vibration detection cell 16. ₁ Is weighing cell 1 ₁ In the vicinity of the floor vibration detection cell 16 ₂ Is weighing cell 1 ₂ Are provided in the vicinity of each. These floor vibration detection cells 16 ₁ , 16 ₂ Since this is equivalent to that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
[0045]
The configuration of the signal processing unit of the weighing device having the above configuration is the same as the signal processing unit of the first embodiment including the CPU 41 in place of the CPU 25 in FIG. Since they are equivalent to the above, their detailed explanation is omitted. However, weighing cell 1 ₁ 1 ₂ And floor vibration detection cell 16 ₁ , 16 ₂ Since two each are provided, two digital filters 28 and 29 are also provided.
[0046]
In the first embodiment, the acceleration Vp (t) of the vibration component of the floor F is calculated.
Vp (t) = xA (t) + yB (t) + C (t) (5)
Since it is not necessary to consider B (t) for the acceleration in the Z-axis direction of the rotational motion around the X-axis, the acceleration Vp (t) of the vibration component of the floor F is
Vp (t) = xA (t) + C (t) (18)
It is determined by the formula
[0047]
Furthermore, the composite gravity center position of the object 20 and the weighing table 15 is set to P (x _C , Y _C However, in the second embodiment, since it is not necessary to consider the coordinate position in the Y-axis direction, the composite gravity center position P (x _C ). Therefore, using equation (10), x _C Is obtained, and this composite gravity center position P (x _C ) And the vibration component SD (j) can be obtained from this WD (t).
Thus, similarly to the first embodiment, the floor vibration component is removed by subtracting the vibration component SD (j) from the addition signal WK (j) of the weighing object 20 and the weighing table 15 based on the equation (17). The mass M (j) of the object 20 can be accurately calculated, and the mass M (j) can be output sequentially. And in 2nd Embodiment, although it is the structure which measures while moving the to-be-measured object 20 on the measurement stand 15 with the measurement conveyor 10, synthetic | combination gravity center position P (x _C ), The floor vibration component SD (j) is obtained sequentially, so that the composite gravity center position P (x _C ) Can be compensated so as not to adversely affect the weighing accuracy. Therefore, even in this case, the mass M (j) of the weighing object 20 can be accurately measured.
[0048]
However, in the first and second embodiments, the mass M of the object 20 is measured, but instead of calculating M (j) in step 118 (Equation (17)) shown in FIG. , The weight M (j) g of the object 20 to be weighed,
M (j) g = [{WK (j) -SD (j)} / E ₁ ] -M ₁ g ... (19)
It is good also as a structure calculated | required by calculating.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, the vibration component at the combined gravity center position of the object to be weighed and the article holding means is calculated, and the calculated vibration component is removed from the addition signal of the measurement signal. In other words, the vibration component in the weighing signal generated by each weighing load conversion means is a share of the vibration component at the position of the center of gravity of the object to be weighed and the article holding means, so the weighing signal generated by each weighing load conversion means. The corrected weighing signal obtained by removing the vibration component at the combined center of gravity position from the added signal is a value equal to the mass M of the object to be weighed. Therefore, there is an effect that the weight or mass of the object to be weighed can be measured more accurately than the conventional weighing device shown in FIGS. Further, for example, even when the object to be weighed is weighed while moving on the article holding means, the vibration component at the center of gravity position of the object to be weighed and the article holding means is sequentially obtained. Can be compensated for so as not to adversely affect the weighing accuracy, and thus the weight or mass of the object to be weighed can be accurately measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a signal processing unit of a weighing device including a plurality of load conversion means according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure of the weighing device of the embodiment.
FIG. 3 is a front perspective view showing an arrangement of weighing cells and floor vibration detection cells of the weighing device of the embodiment.
FIG. 4 is a front view showing an arrangement of weighing cells and floor vibration detection cells of the weighing device of the embodiment.
FIG. 5 shows a weighing cell, a floor vibration detection cell, and a composite gravity center position P (x of the weighing device of the embodiment. _C , Y _C It is a front perspective view which shows the coordinate position of ().
FIG. 6 is a front view showing an outline of a weighing device according to a second embodiment of the invention.
FIG. 7 is a signal waveform diagram showing a weighing signal in the weighing device of the second embodiment.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an outline of the weighing device of the second embodiment.
9A is a view showing a model of a weighing cell and a floor vibration detection cell of the weighing device according to the present invention, and FIG. 9B is an arrangement on the XY coordinate plane of the weighing cell and the floor vibration detection cell. FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating a vibration model.
FIG. 11 is a diagram showing a vibration model when floor vibration is applied.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a signal processing unit of a conventional weighing device.
13 is a diagram showing a configuration of a CPU provided in a signal processing unit of the conventional weighing device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 ₁ ~ 1 _Four Weighing cell
10 Weighing table
16 ₁ ~ 16 _Three Floor vibration detection cell
41 CPU
42 Weighing addition means
43 Center of gravity position calculation means
44 Floor vibration calculation means
45 Floor vibration correction means

Claims

The article holding means is supported by a plurality of weighing load conversion means, and a plurality of weights or masses of the objects to be weighed on the article holding means are calculated by an addition signal obtained by adding the weighing signals generated by each weighing load conversion means. In a weighing device comprising a load converting means,
The vibration of the object installed on the object provided with the gravity center position calculating means for calculating the position of the combined center of gravity of the object to be measured and the article holding means based on the plurality of weighing signals, and the weighing load converting means. Vibration detecting load conversion means for generating a corresponding vibration detection signal, and detecting a vibration mode of the object based on the vibration components of the plurality of vibration detection signals, and using the vibration mode, the vibration component at the combined center of gravity position And a vibration correction means for generating a corrected measurement signal obtained by removing the vibration component at the combined center of gravity position from the added signal, and a plurality of load conversion means. apparatus.

2. A weighing apparatus comprising a plurality of load converting means according to claim 1, wherein said article holding means comprises moving means for moving an object to be measured, and the weight or mass of the object to be measured being moved by said moving means. A weighing device comprising a plurality of load conversion means characterized by calculating.