JP3765105B2 - 床振動補正方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、被計量物の重量を計量する計量セルを設置した床の振動成分による計量誤差を補正する床振動補正方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の床振動補正方法として、従来から、例えば特開昭59-190627 号公報や特開昭60-142216 号公報などに開示されたものが知られている。その従来の床振動補正方法は、被計量物を計量してその重量に対応した計量信号を出力する計量セルとは別に、該計量セルと同一の床に振動検出セルを設置して床の振動を検出し、上記計量信号から振動検出セルで検出された床振動成分を減算する方法である。
【０００３】
また、上記の計量信号から床の振動成分を除去する方法として、計量信号をフィルタにかけて、該計量信号から床の振動成分を除去することも知られている。ところが、その場合は、床振動が一般に、被計量物を計量セルに負荷した際に生じる機械振動よりも低周波数であることから、フィルタのカットオフ周波数を低く設定する必要があり、そのために、フィルタリング時間が長くなって計量速度が低下する。それ故に、床振動成分を別途減算することにより、フィルタのカットオフ周波数を高く設定することを可能にし、これにより、高速計量の実現を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、計量セルと振動検出セルの間には、感度の差、つまり、同一の負荷重量に対して出力する信号レベルに差がある。この感度差としては、セルの形状、材質、寸法、製造条件などに起因するセルに固有のセル感度差に加えて、負荷重量の差に起因する重量感度差がある。ところが、上述した従来の床振動補正方法においては、計量セルが出力する計量信号から振動検出セルが出力する床振動信号を減算する際に、上記セル感度の補正は行っていたが、計量セルと振動検出セルの重量感度補正、つまり、両セルの負荷重量の差に起因する感度差の補正は、計量セルの負荷重量に含まれる被計量物の重量が、まさに最終的に求めたい値であって、未知であることなどもあり、従来は全く考慮されていなかった。しかしながら、計量セルと振動検出セルの間には負荷重量の大きな差があるため、重量感度補正を行っていない従来の方法においては、計量精度が十分とは言えず、特に、被計量物の重量が大きくなると計量精度が顕著に低下する。
【０００５】
この発明は上述のような実情に鑑みてなされたもので、被計量物の重量の大小にかかわらず、計量信号中に含まれる床振動成分を正確に除去して計量精度の向上を実現することができる床振動補正方法およびその装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の請求項１の床振動補正方法は、被計量物が負荷された計量セルから被計量物の重量に対応した計量信号を出力させるとともに、上記計量セルと同一の床に設置された振動検出セルにより床の振動を検出し、上記計量信号から上記振動検出セルで検出された床振動成分を除去する床振動補正方法であって、上記床振動成分の除去に際して、被計量物が負荷されたことによる両セルの重量感度差を補正し、この重量感度補正および床振動補正によって得られた被計量物の重量を用いて上記両セルの重量感度補正を設定された回数だけ反復実行して、この被計量物の重量を順次正確な値に近づけるものである。
【０００７】
また、この発明の請求項２の床振動補正装置は、被計量物を計量して、その重量に対応した計量信号を出力する計量セルと、この計量セルと同一の床に設置されて、床の振動を検出する振動検出セルと、上記計量信号から上記振動検出セルで検出された床振動成分を除去する床振動補正手段とを備え、この床振動補正手段は、被計量物の重量が負荷されたことによる両セルの重量感度差を補正する重量感度補正手段を有し、この重量感度補正手段が両セルの重量感度差を補正する回数を設定する反復回数設定手段と、上記床振動補正手段により補正された後の被計量物の重量を上記重量感度補正手段に入力して、上記両セルの重量感度補正を上記設定された回数だけ反復実行させて、この被計量物の重量を順次正確な値に近づける反復手段とを備えてなるものである。
【０００８】
【作用】
この発明の請求項１および２によれば、被計量物が負荷された計量セルによって、被計量物を計量してその重量に対応した計量信号を出力すると同時に、この計量セルと同一の床に設置された振動検出セルにより床の振動を検出する。そして、被計量物が負荷されたことによる両セルの重量感度差を補正し、補正された後の被計量物の重量を用いて上記両セルの重量感度補正を設定された回数だけ反復実行して、この被計量物の重量を順次正確な値に近づけることにより、重量感度補正の精度を高めたうえで、上記計量信号から床振動に起因する振動成分を除去して、計量精度の向上を実現することができる。
【０００９】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の一実施例による床振動補正装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。同図において、１は計量器で、被計量物の載置部（計量ホッパー）２と重量検出部である計量セル３とからなり、上記載置部２に負荷された被計量物Ｘを計量セル３で計量して、その重量に対応したアナログ計量信号ｗを出力する。この計量器１は、たとえば組合せ計量装置においては複数個設置されている。４は振動検出セルで、フレームＦＲを介して上記計量セル３と同一の床Ｆに設置されており、床Ｆの振動に応じてアナログ床振動信号Ｖを出力する。なお、振動検出セル４は、計量セル３と同一のフレームＦＲに支持させてもよいし、別に設けたフレームに支持させてもよい。
【００１０】
上記両セル３，４から出力されるアナログ計量信号ｗおよびアナログ床振動信号Ｖは、それぞれ増幅器５，６で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７，８に入力されてディジタル計量信号およびディジタル床振動信号に変換されて、後述するＣＰＵ９に入力される。
【００１１】
上記ＣＰＵ９は、上記Ａ／Ｄ変換器７，８を通して入力される上記ディジタル計量信号ｗおよびディジタル床振動信号Ｖを通過させることで、主として、被計量物Ｘを負荷した際に生じる高周波数の振動成分を除去するディジタルフィルタ１０，１１と、上記ディジタル計量信号ｗからディジタル床振動信号Ｖを除去する床振動補正手段１２と、後述する反復手段１３および、その反復回数を設定して、被計量物の重量を順次正確な値に近づけるための反復回数設定手段である回数設定器１４とを備えている。
【００１２】
上記床振動補正手段１２は、上記ディジタル床振動信号Ｖ側の信号レベルを調整することにより、上記両セル３，４の床振動に対する感度差を補正するセル感度補正手段１５と、被計量物Ｘが負荷されたことによる上記計量セル３の感度を補正する重量感度補正手段１６と、上記ディジタル計量信号ｗからディジタル床振動信号Ｖを減算することで、床振動による影響を除去した振動補正済信号Ｗ、つまり、被計量物Ｘの重量ｍを示す信号を出力する減算手段１７とを有している。
【００１３】
なお、上記セル感度補正手段１５または重量感度補正手段１６は、ディジタル計量信号ｗ側の信号レベルを調整することにより、上記両セル３，４の床振動に対する感度差または負荷重量の変化に対する感度差を補正するものであってもよい。
【００１４】
上記反復手段１３は、上記床振動補正装置１２により補正されて減算手段１７から出力される被計量物Ｘの重量ｍを上記重量感度補正手段１６に入力して、計量セル３の重量感度補正を、回数設定器１４に設定されている回数、たとえば２回にわたり反復実行させて補正済計量信号Ｗを出力する。
【００１５】
つぎに、上記構成の床振動補正装置における床振動補正方法について説明する。
被計量物Ｘを計量器１の載置部２に負荷した時に計量セル３から出力される被計量物Ｘの重量に対応したアナログ計量信号ｗは、増幅器５で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７に入力されてディジタル計量信号に変換される。つづいて、そのディジタル計量信号ｗは、ＣＰＵ９に入力されてディジタルフィルタ１０を通過し、比較的高周波数の振動成分が除去されたのち、床振動補正手段１２に入力される。これと同時に、振動検出セル４で検出されて出力されるアナログ床振動信号Ｖは、増幅器６で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器８に入力されてディジタル床振動信号に変換される。つづいて、そのディジタル床振動信号ＶはＣＰＵ９に入力されてディジタルフィルタ１１を通過し、比較的高周波数の振動成分が除去されたのち、床振動補正手段１２に入力される。
【００１６】
このようにして、床振動補正手段１２に入力されたディジタル計量信号ｗおよびディジタル床振動信号Ｖのうち、ディジタル床振動信号Ｖは、セル感度補正手段１５において、そのレベルが調整されて上記両セル３，４の床振動に対する感度差が補正され、さらに、重量感度補正手段１６において、ディジタル計量信号ｗに基づいて、被計量物Ｘが負荷されたことによる両セル３，４の感度差が補正され、ついで、減算手段１７において、ディジタル計量信号ｗから感度補正されたディジタル床振動信号Ｖを減算することで、床振動による影響を除去した振動補正済信号Ｗ、つまり、被計量物Ｘの重量ｍを示す信号を出力する。このような床振動補正手段１２による補正動作の結果Ｗ(t) は、式（１）で表される。
【００１７】
すなわち、
Ｗ(t) ＝ｗ(t) −κ・〔（Ｍ＋ｍ）／Ｍ〕・Ｖ(t) ……（１）
ここで、ｗ(t) ：補正前の計量セルの出力（計量信号）
κ：両セルの感度比
Ｍ：計量セルの初期荷値
ｍ：計量セルに負荷された被計量物の重量
である。上記（１）式中の（Ｍ＋ｍ）／Ｍは、両セル３，４の重量感度比を表す。
【００１８】
ところで、上記（１）式からも明らかなように、計量セル３に対しては、該計量セル３の初期荷値Ｍに加えて被計量物Ｘが負荷されるのに対し、振動検出セル４にはそのような荷重が加わらない。そのため、被計量物Ｘが負荷された時、床振動に対する感度は、計量セル３側が振動検出セル４に対して、（Ｍ＋ｍ）／Ｍ倍になり、被計量物Ｘの重量ｍによる補正が必要になる。
【００１９】
ここで、上記被計量物Ｘの重量ｍとは、まさに最終的に求めたい値であり、補正しようとする時点では正確に確定していない。そこで、最初は計量セル３の重量感度は補正せず、振動検出セル４によって振動成分Ｖを検出し、床振動補正手段１２にて上記（１）式により、補正済み信号Ｗ（ｔ）を演算し、つぎに、この床振動補正手段１２から出力される補正済みの信号Ｗ（ｔ）を重量ｍとして上記重量感度補正手段１６にフィードバック入力して、（Ｍ＋ｍ）／Ｍの重量感度補正を回数設定器１４に設定された回数、たとえば２回だけ反復実行することで（１）式中のｍを最終的に求めたい値ｍに近付けることにより、両セルの重量感度補正の精度を高めて、計量精度の向上を図ることができる。
【００２０】
なお、上記実施例では、両セル３，４の感度差を補正するセル感度補正手段１５を設けたが、両セル３，４間のセル感度差が無視できる程小さい場合には、セル感度補正手段１５を省略できる。
【００２１】
また、上記実施例では、計量セル３および振動検出セル４をともに１つずつ設置して、１対１の振動補正を行うものについて説明したが、１つ以上の計量セル３および複数の振動検出セル４を設け、その複数の振動検出セル４により検出された床振動成分に基づいて、床の振動モードを決定して、床における各計量セル３が設置された位置の上下方向の変位を算出し、その算出した上下方向の変位によって計量信号のそれぞれを各別に補正するものに適用しても、上記実施例と同様な効果を奏する。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１および２によれば、計量セルと同一の床に設置された振動検出セルにより検出した床の振動成分に基づいて振動補正して被計量物の重量を求める際に、被計量物が負荷されたことによる両セルの重量感度差の補正を設定された回数だけ反復実行して、被計量物の重量を順次正確な値に近づけることにより、計量セルの重量感度補正の精度を高めることができる。したがって、計量セルからの計量信号に含まれている床振動に起因する計量誤差を補償して、計量精度の向上を実現することができる。特に、被計量物の重量が大きくなったときに計量精度を著しく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による床振動補正装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３…計量セル、４…振動検出セル、９…ＣＰＵ、１２…床振動補正手段、１３…反復手段、１５…セル感度補正手段、１６…重量感度補正手段、１７…減算手段、ｗ…計量信号、Ｖ…床振動信号、ｍ…被計量物の重量、Ｘ…被計量物。

Claims (2)

1. 被計量物が負荷された計量セルから上記被計量物の重量に対応した計量信号を出力させるとともに、上記計量セルと同一の床に設置された振動検出セルにより床の振動を検出し、上記計量信号から上記振動検出セルで検出された床振動成分を除去する床振動補正方法であって、
   上記床振動成分の除去に際して、上記被計量物が負荷されたことによる両セルの重量感度差を補正し、この重量感度補正および床振動補正によって得られた被計量物の重量を用いて上記両セルの重量感度差の補正を設定された回数だけ反復実行して、この被計量物の重量を順次正確な値に近づける床振動補正方法。
2. 被計量物を計量して、その重量に対応した計量信号を出力する計量セルと、
   この計量セルと同一の床に設置されて、床の振動を検出する振動検出セルと、上記計量信号から上記振動検出セルで検出された床振動成分を除去する床振動補正手段とを備え、
   この床振動補正手段は、被計量物の重量が負荷されたことによる両セルの重量感度差を補正する重量感度補正手段を有し、
   この重量感度補正手段が両セルの重量感度差を補正する回数を設定する反復回数設定手段と、
   上記床振動補正手段により補正された後の被計量物の重量を上記重量感度補正手段に入力して、両セルの重量感度差の補正を上記設定された回数だけ反復実行させて、この被計量物の重量を順次正確な値に近づける反復手段とを備えてなる床振動補正装置。

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