JP4091203B2 - 計量装置及び定周期振動波除去方法 - Google Patents
計量装置及び定周期振動波除去方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばロードセル等の荷重検出器の出力信号に例えば機械振動や電気ノイズ等のような定周期振動波が重畳されている場合に、この出力信号から定周期振動波を除去することができる計量装置及び定周期振動波除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、定周期振動波がノイズとして重畳している荷重検出器（以下、ロードセルという。）の補正前重量信号を、例えばノッチフィルタにより処理して定周期振動波のノイズを除去する方法がある。
しかし、ノッチフィルタでは、１周期以上の定周期振動波が重畳する重量信号のデータを必要とするので、物品の計量のために重量信号の取得可能な時間が定周期振動波の１周期未満である場合は、ノッチフィルタによって補正前重量信号から定周期振動波を効果的に除去することができず、補正済み重量信号に許容できない誤差を含むことがある。
従って、ノッチフィルタでは、重量信号の取得時間を、除去しようとする定周期振動波の１周期以上にする必要があり、これによって、入力信号に対する出力信号の応答が１周期以上遅れるという問題がある。勿論、重量信号に重畳する複数個の定周期振動波を除去する場合は、その個数に応じた時間だけ遅れが生じることとなる。従って、例えば重量選別機にノッチフィルタを使用すると、このフィルタが物品の重量選別速度の高速化の妨げとなっている。
【０００３】
そこで、本願出願人は、先に、重量信号の取得可能な時間が定周期振動波の１周期未満であっても、入力信号に対する出力信号の応答に遅れを生じることなく、定周期振動波が重畳する補正前重量信号からその定周期振動波を効果的に除去することができる方法を特願昭５５−１５６６０２号（特公平１−３００８３号）で提案している。
この定周期振動波除去方法が適用されている計量装置は、例えば図４に示すように、計量コンベア１がロードセル２によって支持されている。この計量コンベア１は、駆動プーリ３と従動プーリ４とを備えており、駆動プーリ３と従動プーリ４には搬送ベルト５を掛けてある。駆動プーリ３には第１のモータ６の回転軸が連結しており、第１のモータ６が回転すると、駆動プーリ３及び従動プーリ４はこの第１のモータ６と同期して回転する。第１のモータ６と駆動プーリ３及び従動プーリ４との回転周期の比は、１：Ｎ又は１：１／Ｎである。ただし、Ｎは整数である。これら駆動プーリ３、従動プーリ４、及び第１のモータ６の各回転体の各偏心重心によってこれら駆動プーリ３等の回転周期と同期する定周期振動波Ｎ（図１（ａ））が発生し、この定周期振動波Ｎがノイズとしてロードセル２が出力する重量信号Ｗ（図１（ｂ））に重畳する。
また、計量装置には、この定周期振動波と同期する同期信号を得るための例えばフォトセンサから成る回転周期検出センサ（図示せず）を設けてある。回転周期検出センサは、駆動プーリ３、従動プーリ４、及び第１のモータ６のうち回転周期の最も長いものが１回転するごとに同期信号を発生するものである。
【０００４】
この定周期振動波除去方法によると、まず、計量装置を調整モードにする。そして、計量コンベア１に荷重を掛けていない状態で重量信号を含まない定周期振動波信号ＮのみをＡ／Ｄ変換（アナログ・デジタル変換）して、そのデジタル定周期振動波信号Ｎを同期信号に合わせてＣＰＵが読み取り記憶部に記憶する。このデジタル定周期振動波信号Ｎは、定周期振動波を精度良く再現できるように十分短い時間間隔でサンプリングしたデータである。つまり、同期信号の直後に読み込まれた定周期振動波信号のデータを記憶部の先頭番地に配置し、これ以降のデータを時系列に配置していくことで同期信号に対する定周期振動波信号の時間的関係を明確にしている。
【０００５】
次に、本稼働時に本稼働モードにする。物品７を計量コンベア１により搬送中に定周期振動波信号Ｎが重畳した補正前重量信号Ｗと共に、回転周期検出センサが生成する同期信号をＣＰＵが読み込む。ここで、本稼働中に、重量信号Ｗの取得可能な時間内で同期信号をＣＰＵが読み込むことにより、補正前重量信号Ｗに重畳している定周期振動波信号Ｎの各データが記憶部に記憶されている定周期振動波信号Ｎの各データのどれであるかをＣＰＵが認識することができる。
次に、ＣＰＵが同期信号を基準にして補正前重量信号Ｗと定周期振動波信号Ｎとを比較して、前者から後者を減算することによって定周期振動波信号Ｎを除去した補正済み重量信号を生成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記定周期振動波除去方法では、回転周期検出センサ及び同期信号をＣＰＵに入力させる入力装置が必要であり、この分のコストが嵩むという問題がある。そして、回転周期検出センサの取付けが困難である場合があるし、その取付けスペースを必要とするという問題がある。
また、例えば本稼働時に第１のモータ６の回転速度を変更した場合は、定周期振動波信号の周期、振幅、又は波形が調整モードで記憶したものと本稼働モードで記憶したものとが相違することとなり、調整モードで記憶した定周期振動波信号Ｎを使用して本稼働時に得られた補正前重量信号Ｗから変更後の定周期振動波信号Ｎ’を除去することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、回転周期検出センサを設けずに、入力信号に対する出力信号の応答遅れを軽減すると共に、補正前の重量信号から定周期振動波を除去することができ、また、定周期振動波の周期、振幅が本稼働中に変化しても、予め記憶している定周期振動波信号を修正して補正前重量信号から変更後の定周期振動波を除去することができる計量装置及び定周期振動波除去方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る計量装置は、稼働状態において定周期振動波が重畳されている補正前重量信号から上記定周期振動波を除去して補正済み重量信号を生成する計量装置において、定周期振動波の少なくとも１周期分の信号が記憶される記憶手段と、荷重検出手段が出力する上記補正前重量信号と上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号の両者の位相差を順次変更する位相差変更手段と、複数の各位相差ごとの上記補正前重量信号と上記定周期振動波信号とを加算し又は一方から他方を減算して各位相差ごとに合成重量信号を算出する合成重量信号算出手段と、上記複数の合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい合成重量信号を選択する選択手段と、を具備することを特徴とするものである。
【０００９】
第２の発明に係る計量装置は、第１の発明において、上記位相差変更手段は、所定の重量値演算用信号取得区間の補正前重量信号に対して上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号の位相をこの定周期振動波信号の１周期時間よりも短い所定時間ずつ相対的にシフトさせて両者の位相差を順次変更することを特徴とするものである。
第３の発明に係る計量装置は、第１又は第２の発明において、上記定周期振動波の周期及び振幅を決定する定周期振動波発生源の速度情報によって上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号を修正する修正手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明に係る計量装置は、第１又は第２の発明において、定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を重量信号の零点調整の際に上記記憶手段に記憶することを特徴とするものである。
第５の発明に係る計量装置は、第１又は第２の発明において、定周期振動波除去フィルタによって補正前重量信号に重畳する定周期振動波を除去させて、これによって得られた補正済み重量信号を使用して零点調整手段により零点調整を行わせる切り替え位置と、零点調整済みの補正前重量信号に重畳する定周期振動波を上記記憶手段に記憶させる切り替え位置と、に切り替える切り替え手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
第６の発明に係る定周期振動波除去方法は、補正前の重量信号に第１と第２の２つの定周期振動波が重畳される荷重検出器において、第１の定周期振動波を生じさせ第１の定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を記憶する段階と、第２の定周期振動波を生じさせ第２の定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を記憶する段階と、第１と第２の定周期振動波が重畳されている補正前重量信号と上記記憶された第１の定周期振動波信号の両者の位相差を順次変更し、複数の各位相差ごとの上記補正前重量信号と第１の定周期振動波信号とを加算し又は一方から他方を減算して各位相差ごとに第１の合成重量信号を算出する段階と、複数の第１の合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい第２の合成重量信号を選択する段階と、第２の合成重量信号と上記記憶された第２の定周期振動波信号の両者の位相差を順次変更し、複数の各位相差ごとの第２の合成重量信号と第２の定周期振動波信号とを加算し又は一方から他方を減算して各位相差ごとに第３の合成重量信号を算出する段階と、複数の第３の合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい第４の合成重量信号を選択する段階と、を具備することを特徴とするものである。
【００１２】
第７の発明に係る計量装置は、稼働状態において定周期振動波が重畳されている補正前重量信号から上記定周期振動波を除去して補正済み重量信号を生成する計量装置において、定周期振動波の少なくとも１周期分の信号が記憶される記憶手段と、荷重検出手段が出力する上記補正前重量信号と上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度に変更する位相差変更手段と、上記補正前重量信号と上記定周期振動波信号の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度とした状態における両者の合成重量信号を算出して上記定周期振動波を除去した補正済み重量信号を生成する合成重量信号算出手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００１３】
第８の発明に係る計量装置は、稼働状態において定周期振動波が重畳されている補正前重量信号から上記定周期振動波を除去して補正済み重量信号を生成する計量装置において、定周期振動波の少なくとも１周期分の信号が記憶される記憶手段と、荷重検出手段が出力する上記補正前重量信号と上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を検出する位相差検出手段と、上記補正前重量信号と上記定周期振動波信号の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度とした状態における両者の合成重量信号を算出して上記定周期振動波を除去した補正済み重量信号を生成する合成重量信号算出手段と、を具備することを特徴とするものである。
第９の発明に係る計量装置は、第８の発明において、上記位相検出手段が位相差を検出するために使用する上記補正前重量信号の取得開始時点が、上記合成重量信号算出手段が上記合成重量信号を算出するために使用する上記補正前重量信号の取得開始時点よりも先であることを特徴とするものである。
【００１４】
第１乃至第５の各発明によると、補正前重量信号と予め記憶部に記憶されている定周期振動波信号の位相差を順次変更し、これら複数の各位相差ごとの合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい合成重量信号を選択することができる。この選択された合成重量信号は、補正前重量信号に重畳している定周期振動波信号と予め記憶部に記憶しておいた定周期振動波信号との位相差が１８０度又は０度になった時、即ち、両方の信号値の大きさが等しく符号が逆になった時又は両者が重なり合った時、に算出されたものであり、従って、この選択された合成重量信号には定周期振動波信号が完全に又は殆ど残っておらず、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号を生成することができる。
【００１５】
第２の発明によると、補正前重量信号を所定の重量値演算用信号取得区間で取得する計量装置に適用することができ、補正前重量信号に対して定周期振動波信号の位相をこの定周期振動波信号の１周期時間よりも短い所定時間ずつ相対的にシフトさせて両者の位相差を変更することができる。
第３の発明によると、定周期振動波発生源の速度が変化して、それに応じて補正前重量信号に重畳する定周期振動波の周期及び振幅が変化したときに、記憶手段に記憶されている定周期振動波信号を速度の変化後の定周期振動波に対応する信号に修正することができる。
第４の発明によると、零点調整の際に定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を記憶手段に記憶することができる。
【００１６】
第５の発明によると、零点調整を行うときは、定周期振動波除去フィルタによって補正前重量信号に重畳する定周期振動波を除去する補正を行い、零点調整手段はこの補正済み重量信号を使用して零点調整を行うことができる。そして、定周期振動波を記憶手段に記憶するときは、切り替え位置を切り替えて、零点調整済みの補正前重量信号に重畳する定周期振動波を記憶することができる。
【００１７】
第６の発明は、第１と第２の２つの定周期振動波が重畳する補正前重量信号から第１と第２の定周期振動波を除去する方法であり、第１の定周期振動波は、第１の発明と同様にして、補正前重量信号から除去することができ、第１の定周期振動波が除去された重量信号が第２の合成重量信号である。そして、第２の定周期振動波は、第１の発明と同様にして、第２の合成重量信号から除去することができ、このようにして第１と第２の定周期振動波が除去された重量信号が第４の合成重量信号である。
【００１８】
第７の発明によると、補正前重量信号と予め記憶部に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度にして、この状態における両者の合成重量信号を算出することができる。この合成重量信号は、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号である。
【００１９】
第８及び第９の各発明によると、補正前重量信号と予め記憶部に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を検出し、この検出した位相差に基づいて補正前重量信号と定周期振動波信号の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度にして、この状態における両者の合成重量信号を算出することができる。この合成重量信号は、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号である。
【００２０】
第９の発明によると、過渡状態において減衰度合が比較的大きい領域での補正前重量信号を重量演算用データとして使用すると重量誤差が大きくなるので重量演算用データとして使用しづらいが、位相差を算出するために使用することができることに鑑み、位相差を算出するために使用する補正前重量信号の取得開始時点を、合成重量信号を算出するために使用する補正前重量信号の取得開始時点よりも先にすることによって、多くの補正前重量信号のデータを取得して、これらのデータを使用して補正前重量信号と定周期振動波信号の両者の位相差を検出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る定周期振動波除去方法を適用した計量装置の第１実施形態を各図を参照して説明する。この計量装置は、重量選別機に適用されている。計量装置は、図４に示すように、ロードセル２によって支持されている計量コンベア１を備えている。そして、計量コンベア１の前段に送り込みコンベア８が設けられている。
この計量装置は、駆動プーリ３、従動プーリ４、及び第１のモータ６の夫々の偏心重心に基づく所定の定周期振動波Ｎ（図１（ａ））の１周期Ｔがこの計量装置の重量信号に重畳する計量コンベア１の固有振動波の周期に比べて長く、そして、物品７の計量のために設定された重量信号取得時間（図１（ｂ）のＰ〜Ｑ）の長さが上記所定の定周期振動波Ｎの１周期Ｔよりも短いものである。
従って、従来の例えばデジタルノッチフィルタにより重量信号Ｗからその所定の定周期振動波Ｎを除去しようとすると、重量信号の立上がり部分のデータを重量演算に加えなければならなくなり、これによって計量精度を低下させることとなる。そして、補正前重量信号Ｗに対する補正済み重量信号の応答の遅れが大きくなる。
そこで、本発明は、このような運転条件が要求されている装置において、従来よりもコストが低廉であり、補正済み重量信号の応答の遅れを極めて短くすることができて、定周期振動波Ｎを効果的に除去することができる計量装置を提案するものである。
【００２２】
図５は、この重量選別機の計量演算回路のブロック図である。ロードセル２から出力されたアナログ重量信号は、増幅器９で増幅されてＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）１０でデジタル重量信号Ｗに変換され、そして、Ｉ／Ｏ回路（入出力回路）１１を通ってＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１２に入力する。
設定表示部１３は、Ｉ／Ｏ回路１１と接続しており、例えば記憶部１４に記憶されている定周期振動波信号Ｎのサンプリング値（ノイズデータ）及び補正前重量信号Ｗのサンプリング値（重量データ）を表示することができるし、定周期振動波信号Ｎのサンプリング値と補正前重量信号Ｗのサンプリング値を合成した合成重量信号Ｒのサンプリング値等を表示することができるものである。また、補正前重量信号Ｗの取得時間Ｐ〜Ｑ等の各種データや命令等を入力することができるものである。
【００２３】
記憶部１４は、この重量選別機（計量装置）を作動させるためのプログラムを記憶しているし、更に、定周期振動波信号Ｎのサンプリング値及び補正前重量信号Ｗのサンプリング値、並びに合成重量信号Ｒのサンプリング値を記憶することができる。そして、プログラムの進行に伴って各種データが演算されて得られたその演算結果及び各種データ等を記憶することができるものである。
ＣＰＵ１２は、位相差変更手段、合成重量信号算出手段、選択手段、定周期振動波除去フィルタ、零点調整手段、及び切り替え手段を備えている。これら各手段及び定周期振動波除去フィルタの各処理は、記憶部１４に記憶されているプログラムに従ってＣＰＵ１２が行う。
【００２４】
位相差変更手段は、図１（ｄ）〜図１（ｆ）に示すように、所定の重量信号取得時間（重量値演算用信号取得区間）Ｐ〜Ｑの補正前重量信号Ｗに対して記憶部１４に記憶されている定周期振動波信号Ｎの位相をこの定周期振動波信号Ｎの１周期時間よりも短い所定時間ｔ1 ずつ相対的にシフトさせて両者の位相差を順次変更する手段である。
合成重量信号算出手段は、図１（ｃ）〜図１（ｆ）に示すように、複数の各位相差ごとの補正前重量信号Ｗと定周期振動波信号Ｎとを加算して、各位相差ごとに合成重量信号Ｒ（Ｒ0 〜Ｒn-1 ）を算出する手段である。
選択手段は、複数の合成重量信号Ｒ0 〜Ｒn-1 のうち信号のばらつきが最も小さい合成重量信号ＲM を選択する手段である。
【００２５】
定周期振動波除去フィルタは、補正前重量信号Ｗに重畳する計量コンベア１の固有振動波（図示せず）を除去して補正済み重量信号ＷF1を生成するデジタルノッチフィルタ（第１の定周期振動波除去フィルタ）と、駆動プーリ３等に基づく定周期振動波Ｎを除去して補正済み重量信号ＷF2を生成するデジタルノッチフィルタ（第２の定周期振動波除去フィルタ）と、を備えている。なお、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタは、補正前重量信号Ｗに重畳する固有振動波と定周期振動波Ｎを除去して補正済み重量信号ＷF12 を生成するフィルタである。
零点調整手段は、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタが生成する補正済み重量信号ＷF12 を使用して重量信号の零点を調整する手段である。
切り替え手段は、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタが補正前重量信号Ｗに重畳する計量コンベア１の固有振動波、及び定周期振動波Ｎを除去し、これによって得られた補正済み重量信号ＷF12 を零点調整手段が使用して零点調整を行う切り替え位置と、第１の定周期振動波除去フィルタが固有振動波を除去する演算を行い、この零点調整済みの補正済み重量信号ＷF1に重畳する定周期振動波Ｎを記憶部１４に記憶させることができる切り替え位置と、に切り替える手段である。
【００２６】
次に、上記のように構成された計量装置の本稼働前の調整段階において定周期振動波信号Ｎのデータを記憶部１４に記憶する手順、及び本稼働時において定周期振動波Ｎを除去した補正済み重量信号ＲMHを生成する演算の手順を図７及び図８に示すフローチャート等の各図を参照して説明する。
まず、図７に示すフローチャートに従って調整段階の処理内容を説明する。物品７が計量コンベア１上に載っていない状態において、オペレータが計量コンベア１を駆動して設定表示部１３の零点調整キーを操作する（Ｓ１００）。すると、ＣＰＵ１２が切り替え手段の切り替え位置を零点調整位置に切り替える。これによって、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタが補正前重量信号Ｗに重畳する計量コンベア１の固有振動波、及び定周期振動波Ｎを除去する処理を行い、そして、零点調整手段がこの処理によって得られた補正済み零点重量信号ＷF12 を使用して零点調整を行いその零点重量値を記憶部１４に記憶する（Ｓ１０２）。零点調整時は、比較的長い重量信号取得時間を許容できるので、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタによって補正前重量信号Ｗに重畳する固有振動波、及び定周期振動波Ｎを除去する処理を行うこととしている。
【００２７】
そして、ＣＰＵ１２が切り替え手段の切り替え位置を、第２の定周期振動波除去フィルタを切離し、第１の定周期振動波除去フィルタが固有振動波を除去する演算を行う位置に切り替えて（Ｓ１０４）、零点調整済みの補正前零点重量信号Ｗに重畳する定周期振動波Ｎのｍ周期分のノイズデータ（図６参照）を記憶部１４に記憶させる（Ｓ１０６）。なお、定周期振動波Ｎの１周期Ｔは、計量モータ、駆動プーリ３、及び従動プーリ４の回転周期のうち最も長いものを使用する。ここでは、駆動及び従動プーリ４の回転周期を定周期振動波Ｎの１周期Ｔとする。そして、１周期がＴであるので、１周期分の定周期振動波信号ＮのＡ／Ｄサンプリングノイズデータの個数はｎ（＝Ｔ／ｔ）である。ｔはサンプリング時間間隔である。
【００２８】
ここで、図６に示すように、Ａ／Ｄ変換器１０によりサンプリングされた定周期振動波Ｎの１周期目のｎ個のノイズデータの各時刻がｔ01、ｔ11、・・・、ｔn-1.1 、各時刻のノイズデータがＷ01、Ｗ11、・・・、Ｗn-1.1 、２周期目のｎ個のノイズデータの各時刻がｔ02、ｔ12、・・・、ｔn-1.2 、各時刻のノイズデータがＷ02、Ｗ12、・・・、Ｗn-1.2 、・・・・、ｍ周期目のｎ個のノイズデータの各時刻がｔ0m、ｔ1m、・・・、ｔn-1.m 、各時刻のノイズデータがＷ0m、Ｗ1m、・・・、Ｗn-1.m とする。
次に、ｍ周期分の定周期振動波信号Ｎの各周期中の同一タイミングのノイズデータの平均値を演算し、平均定周期振動波信号Ｎを算出する（Ｓ１０８）。つまり、ｍ個の各周期の同じ第１番目のタイミング（同じ位相）ｔ01、ｔ02、・・・、ｔ0mの時刻におけるノイズデータＷ01、Ｗ02、・・・、Ｗ0mの平均値ＷZ0、・・・・、第ｎ番目のタイミング（同じ位相）ｔn-1.1 、ｔn-1.2 、・・・、ｔn-1.m の時刻におけるノイズデータＷn-1.1 、Ｗn-1.2 、・・・、Ｗn-1.m の平均値ＷZ.n-1 とする。これにより、ｎ個の各時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・、ｔn-1 における平均ノイズデータは、ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 となる。そして、この平均ノイズデータ列の２周期分を時刻の順番に記憶部１４に記憶する（Ｓ１１０）。これで調整段階が終了する。
【００２９】
次に、図８に示すフローチャートに従って本稼働段階の処理内容を説明する。この本稼働の状態では、ＣＰＵ１２が切り替え手段の切り替え位置を、第１の定周期振動波除去フィルタが固有振動波を除去する演算は行うが、第２の定周期振動波除去フィルタを切り離してあり、定周期振動波Ｎを除去する演算を行わない位置に切り替えてある。従って、図１（ｂ）に示す補正前重量信号Ｗは、第２の定周期振動波除去フィルタによる過渡応答の比較的長い遅れがないが、定周期振動波Ｎが混入している。
まず、物品７が送り込みコンベア８により搬送されて、計量コンベア１の手前に設けられている物品検出センサ（フォトセンサ）１５により検出されると（Ｓ２００）、ＣＰＵ１２が物品７の重量データを取得して記憶するタイミングＰ、及び取得区間（取得時間）Ｐ〜Ｑを予め設定されている条件に従って自動的に指定する（Ｓ２０２）。重量データ取得区間Ｐ〜Ｑは、重量値を求めるための最適なタイミングであり区間として指定される。そして、ＣＰＵ１２が図１（ｂ）に示す指定区間Ｐ〜Ｑ内の定周期振動波Ｎが重畳する補正前重量信号Ｗの重量データ列をＡ／Ｄサンプリング時間間隔ｔ1 で読み込み、時系列に記憶部１４に記憶する（Ｓ２０４）。
【００３０】
この補正前重量信号Ｗの重量データ列がＷ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk とする。ＣＰＵ１２は、この重量データ列Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk に対して予め記憶部１４に記憶されている図１（ａ）に示す定周期振動波Ｎの２周期分のノイズ成分データ（以下、単に「ノイズデータ」と言う。）列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 、ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 を呼出し、同じタイミング（位相）のデータどうしを加算する演算を行う。即ち、
Ｗd00 ＝Ｗ0 ＋ＷZ0、Ｗd10 ＝Ｗ1 ＋ＷZ1、・・・、Ｗdk0 ＝Ｗk ＋ＷZk
と演算する。この演算は、合成重量信号算出手段が行い、Ｗd00 〜Ｗdk0 は合成重量信号である。この演算結果は、図１（ｃ）のＲ0 である。
次に、位相差変更手段は、図１（ａ）に示すノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・をサンプリング時間間隔ｔ1 だけ、つまりデータ１個分だけ同図の左側にシフトさせて、上記と同様に合成重量信号算出手段が重量データ列とノイズデータ列の同じタイミングのデータどうしを加算する。
Ｗd01 ＝Ｗ0 ＋ＷZ1、Ｗd11 ＝Ｗ1 ＋ＷZ2、・・・、Ｗdk1 ＝Ｗk ＋ＷZ.k+1
と演算する。この演算結果は、図１（ｄ）のＲ1 である。
【００３１】
更に、図１（ｄ）に示すノイズデータ列をサンプリング時間間隔ｔ1 だけ同図の左側に更にシフトさせて、上記と同様に重量データ列とノイズデータ列の同じタイミングのデータどうしを加算する。
Ｗd02 ＝Ｗ0 ＋ＷZ2、Ｗd12 ＝Ｗ1 ＋ＷZ3、・・・、Ｗdk2 ＝Ｗk ＋ＷZ.k+2
と演算する。この演算結果は、図１（ｅ）のＲ2 である。この合成重量信号データＲ2 は一定値となっており、補正前重量信号Ｗの重量データ列から定周期振動波Ｎのノイズデータ列が完全に除去されたものである。
同様にして順次ｔ1 ずつノイズデータ列をシフトして定周期振動波Ｎの１周期に至るまでの合成重量信号データ列Ｒ3 、Ｒ4 、・・・、Ｒn-1 を求める。
Ｗd0.n-1＝Ｗ0 ＋ＷZ.n-1 、Ｗd1.n-1＝Ｗ1 ＋ＷZ0、・・・、Ｗdk.n-1＝Ｗk ＋ＷZ.k-1
と演算する。この演算結果は、図１（ｆ）のＲn-1 である。
このようにしてノイズデータ列を順次シフトさせることを１周期行うことにより、以下に示すようにｎ個の合成重量信号データ列Ｒ0 、Ｒ1 、・・・、Ｒn-1 を求めることができる。
【００３２】
Ｒ0 ：Ｗd00 、Ｗd10 、・・・、Ｗdk0
Ｒ1 ：Ｗd01 、Ｗd11 、・・・、Ｗdk1
・ ・
・ ・
Ｒn-1 ：Ｗd0.n-1、Ｗd1.n-1、・・・、Ｗdk.n-1
上記の処理をＣＰＵ１２がステップＳ２０６、Ｓ２０８で行う。
【００３３】
次に、ｎ個の合成重量信号データ列Ｒ0 、Ｒ1 、・・・、Ｒn-1 のそれぞれの標準偏差（ばらつき）を計算し、標準偏差が最小となる合成重量信号データ列ＲM （図１の例ではＲ2 ）を選択手段が選択する（Ｓ２１０）。そして、ＣＰＵ１２が標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｒ2 の平均値を算出してこの平均値を補正済み重量信号ＲMHとして生成する（Ｓ２１２、Ｓ２１４）。補正済み重量信号ＲMHは、定周期振動波Ｎが重畳する補正前重量信号Ｗからその定周期振動波Ｎを効果的に除去した信号である。
【００３４】
この実施形態の計量装置によると、従来の計量装置のように、定周期振動波Ｎの同期信号を読み込むための回転周期検出センサ及び同期信号をＣＰＵ１２に入力させる入力装置を設けずとも、重量データ列に重畳するノイズデータ列を効果的に除去することができるノイズデータ列の位相を自動的に判定して、補正済み重量信号ＲMHを生成することができる。そして、本稼働時には、時定数の比較的大きい第２の定周期振動波除去フィルタを使用していないので、補正前重量信号Ｗに対する補正済み重量信号ＲMHの応答の遅れを従来よりも短縮することができ、これによって、計量速度の高速化を図ることができる。
【００３５】
なお、標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｒ2 は、記憶部１４に記憶されているノイズデータ列が、重量データ列に重畳するノイズデータ列に対して位相差が１８０度となるようにシフトして両者の和を算出したときの数列の値であるので、この合成重量信号データ列Ｒ2 が最も効果的にノイズが除去されている。
【００３６】
次に、本稼働中において、計量コンベア１に設けられている第１のモータ６の回転速度を変更した場合は、定周期振動波信号Ｎの周期、振幅、又は波形が調整モードで記憶したものと本稼働モードで記憶したものとが相違することとなり、調整モードで記憶したノイズデータＮをそのまま使用すると、本稼働時に得られた補正前重量信号Ｗから変更後の定周期振動波を効果的に除去することができないこととなる。そこで、調整モードで記憶部１４に記憶した定周期振動波信号Ｎのノイズデータ列に対してＣＰＵ１２の修正手段が所定の修正処理を行うことにより変更後の定周期振動波を効果的に除去することができる方法を説明する。
修正手段は、ＣＰＵ１２が記憶部１４に記憶されている所定にプログラムに従って、定周期振動波Ｎの周期及び振幅を決定する定周期振動波発生源である第１のモータ６の回転速度情報Ｖ（変更前）、ＶX （変更後）を使用して、記憶部１４に記憶されているノイズデータＮを修正する処理を行う手段である。
【００３７】
今、記憶部１４に記憶されている定周期振動波信号Ｎのノイズデータ列が図２（ａ）に示すように周期がＴであり、本稼働時において第１のモータ６の回転速度が減速して図２（ｂ）に示すように周期がＴX となったとし、この周期ＴX のノイズデータ列の求め方を説明する。
記憶部１４に記憶されているノイズデータの個数は、ｎ（＝Ｔ／ｔ1 ）であるので、速度変更後のデータの時間間隔はｔX ＝ＴX ／ｎとなる。
また、ノイズデータの振幅は、第１のモータ６の回転速度の２乗に比例して変化するので（遠心力の垂直成分）、調整モード及び本稼働時における第１のモータ６の回転速度をＶ、ＶX とすると、記憶部１４に記憶されている各ノイズデータＷ0 〜Ｗn-1 に（ＶX ／Ｖ）2 をそれぞれ乗算することにより変更後の回転速度ＶX におけるノイズデータＷZ0〜ＷZ.n-1 を算出することができる。
従って、調整モードで記憶されているノイズデータ列Ｎは、図２（ａ）に示すように、データの時間間隔がｔ1 であり、各時刻ｔ0 〜ｔn-1 におけるノイズデータがＷ0 〜Ｗn-1 とすると、修正手段がこのノイズデータ列Ｎを、図２（ｂ）に示すように、データの時間間隔がｔX であり、各時刻ｔZ0、ｔZ1、・・・、ｔZ.n-1 におけるノイズデータがＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 のノイズデータ列ＮX に変換して記憶部１４に記憶させることができる。
ただし、ｔZ1−ｔZ0＝ｔZ2−ｔZ1＝・・・・＝ｔZ.n-1 −ｔZ.n-2 ＝ｔX
ＷZ0＝（ＶX ／Ｖ）2 ×Ｗ0 、ＷZ1＝（ＶX ／Ｖ）2 ×Ｗ1 、・・・・、ＷZ.n-1 ＝（ＶX ／Ｖ）2 ×Ｗn-1 である。
【００３８】
ところで、本稼働時の補正前重量信号Ｗのサンプリング時間間隔がｔ1 であるので、ノイズ除去演算を行うには、ノイズデータ列ＮX をサンプリング時間間隔ｔ1 ごとのデータに変換する必要があるので、修正手段は、補間法を使用してノイズデータ列ＮX を時間間隔がｔ1 （時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・、ｔk-1 、ｔk ）のノイズデータ列ＮY （ノイズデータ値ＷY0、ＷY1、・・・、ＷY.k-1 、ＷY.k ）に変換して記憶部１４に記憶させることができる。
つまり、図２（ｂ）に示すように、１周期ＴX を時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・、ｔk-1 、ｔk に分割してそれぞれの時刻におけるノイズデータＷY.0 、ＷY.1 、・・・、ＷY.k-1 、ＷY.k を算出して記憶部１４に記憶する。
例えば、図２（ｂ）に示す時刻ｔZ.n-2 とｔZ.n-1 の間の時刻ｔk-2 、ｔk-1 におけるノイズデータＷY.k-2 、ＷY.k-1 を求める場合について説明する。
図３に示すように、まず、時刻ｔZ.n-2 とｔZ.n-1 におけるノイズデータのｙの値ＷZ.n-2 とＷZ.n-1 を直線で結ぶ。この直線ｐをｘｙの方程式で表すと、
ｙ＝−｛（ＷZ.n-2 −ＷZ.n-1 ）／ｔx ｝×ｘ＋ＷZ.n-2 （１）
となる。ただし、ｔZ.n-2 −ｔZ.n-1 ＝ｔx とする。
ここで、ｘ＝ｔk-2 −ｔZ.n-2 を（１）式に代入して時刻ｔk-2 におけるノイズデータ値ＷY.k-2 を求めると、
ｙ＝ＷY.k-2 ＝−｛（ＷZ.n-2 −ＷZ.n-1 ）／ｔx ｝×（ｔk-2 −ｔZ.n-2 ）＋ＷZ.n-2
となる。このようにして、各時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・、ｔk-1 、ｔk におけるノイズデータ値ＷY0、ＷY1、・・・、ＷY.k-1 、ＷY.k を求めることができる。
なお、図２では、ノイズデータの１周期分について説明したが、記憶部１４には２周期分のノイズデータが記憶されているので、上記と同様にして２周期分のノイズデータを変換することができる。
【００３９】
ただし、第１のモータ６の回転速度が本稼働中に加速してＶX ＞Ｖとなった場合のノイズデータ列ＮX は、図２（ｃ）に示すような波形となるが、ＶX ＜Ｖの場合と同様にして、修正手段は、図２（ａ）に示す各時刻ｔ0 〜ｔn-1 におけるノイズデータ値Ｗ0 〜Ｗn-1 を、各時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・におけるノイズデータ値ＷY0、ＷY1、・・・（図２（ｃ）参照）に変換することができる。
そして、図２（ａ）に示すサンプリング時間間隔ｔ1 が十分に短いときは、修正手段は、各時刻ｔ0 〜ｔn-1 におけるノイズデータ値Ｗ0 〜Ｗn-1 に対して上記のような変換の演算を行わずに、図２（ｂ）の場合において、各時刻ｔ0 〜ｔk に最も接近する時刻ｔZmにおけるノイズデータ値ＷY0〜ＷY.k を当てはめてもよい。ｍは、０からｎ−１までの整数である。例えば、時刻ｔ1 、ｔ2 のノイズデータ値としてＷZ1を当てはめ、時刻ｔ3 、ｔ4 のノイズデータ値としてＷZ2を当てはめることができる。
【００４０】
次に、第２実施形態の計量装置を説明する。第２実施形態の計量装置は、第１実施形態の計量装置において、位相差変更手段、合成重量信号算出手段、及び選択手段に代えて、位相差検出手段、及び合成重量信号算出手段を設けたものである。これ以外は、第１実施形態と同等であるので同等部分の詳細な説明を省略する。第２実施形態の位相差検出手段、及び合成重量信号算出手段が行う各処理は、記憶部１４に記憶されているプログラムに従ってＣＰＵ１２が行う。
【００４１】
位相差検出手段は、図９に示すように、本稼働時において得られた補正前重量信号Ｗの時刻Ｒ〜Ｑにおける重量データ列Ｗ-R、・・・、Ｗ-1、Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk と記憶部１４に記憶されている図１（ａ）に示す定周期振動波信号のノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 に基づいて両者の位相差を検出する手段である。なお、時刻Ｒ〜Ｑの時間間隔ＴN は、Ｔ（１周期）／２以上としている。そして、図９に破線で示す時刻Ｑ以降の補正前重量信号Ｗは、この補正前重量信号Ｗの波形と振動の周期Ｔを説明するためのものである。
合成重量信号算出手段は、重量データ列Ｗ-R、・・・、Ｗ-1、Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk とノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 の位相差を０度とした状態における、Ｐ〜Ｑ領域の重量データ列Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk （時刻Ｐ〜Ｑの重量データ）とノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 の互いに対応するタイミングの重量データからノイズデータを減算して合成重量信号を算出する手段である。
【００４２】
第２実施形態の計量装置によると、本稼働前の調整段階において定周期振動波信号Ｎのデータを記憶部に記憶する手順は、第１実施形態の図７に示す手順と同等であるのでその説明を省略する。
次に、本稼働の状態において、図８に示すステップＳ２００及び２０２の処理と同等の処理を行う。そして、ＣＰＵ１２が図９に示す指定区間Ｒ〜Ｑ内の定周期振動波Ｎが重畳する補正前重量信号Ｗの重量データ列Ｗ-R 〜Ｗ0 〜Ｗk をＡ／Ｄサンプリング時間間隔ｔ1 で読み込み、時系列に記憶部１４に記憶する。
そして、重量データＷ-R〜Ｗ0 〜Ｗk を微分演算して極大値又は極小値と対応する重量データを検出する。その検出した重量データが極大値又は極小値であるかの判定は、例えばその検出した重量データとその前後の重量データの大きさを比較することにより判定することができる。次に、重量データ列Ｗ-R〜Ｗ0 〜Ｗk の極大値又は極小値の重量データ、例えば図９では、極小値の重量データＷ-Sのタイミングと図１（ａ）に示すノイズデータＮの極小値のノイズデータＷK のタイミングとを比較して、この２つの重量データ列とノイズデータ列の位相差を算出する。このようにして、重量及びノイズデータ列の位相差を算出するのが位相差検出手段である。
そして、合成重量信号算出手段は、この算出した位相差に基づいて、２つのデータ列の位相差が０度となるように両者のデータを対応させ、両者の互いに対応するタイミングの重量データからノイズデータを減算して合成重量信号を算出することができる。このようにして、第１実施形態と同様に、定周期振動波信号Ｎを含む補正前重量信号Ｗから定周期振動波信号Ｎであるノイズを除去した補正済み重量信号を生成することができる。
上記位相差検出手段、及びこの算出した位相差に基づいて２つのデータ列の位相差が０度となるように両者のデータを対応させるのが請求項７に記載の位相差変更手段である。
【００４３】
なお、位相差を検出するために使用する重量データ列Ｗ-R〜Ｗ0 〜Ｗk の取得開始時点Ｒを、図９に示すように、合成重量信号を算出するために使用する重量データ列Ｗ0 〜Ｗk の取得開始時点Ｐよりも先のタイミング（時刻）にしてあり、更に、Ｒ〜Ｑの時間間隔がノイズデータＮのＴ（１周期）／２以上の領域の重量データを取得するように取得開始時点Ｒを設定してある。これによって、Ｒ〜Ｑの領域の重量データのうちから必ず極大値又は極小値の重量データを取得することができ、これらの重量データ列Ｗ-R〜Ｗ0 〜Ｗk を使用して補正前重量信号Ｗと定周期振動波信号Ｎの両者の位相差を正確に検出できるようにしている。
また、図９に示すＲ〜Ｑ間の重量データは、過渡状態であって減衰度合が比較的大きい領域であるので、この重量データを合成重量信号データの算出のために使用すると重量誤差が大きくなるのでそれには使用しづらいが、位相差を算出する際にはＲ〜Ｑ間の重量データのうちから極大値又は極小値を表すデータを検出できればよいのでＲ〜Ｑ間の重量データを使用しても支障がないので使用している。
【００４４】
ただし、上記実施形態の修正手段によるノイズデータ値の振幅の変換方法は、各ノイズデータ値Ｗ0 〜Ｗn-1 に対して（ＶX ／Ｖ）2 を乗算してＷZ0〜ＷZ.n-1 を算出することとしたが、第１のモータ６の速度可変範囲が狭い場合や、回転速度に対するノイズの振幅の変動特性式が複雑であったり、不明である場合は、上記の方法に代えて、速度可変範囲の最高及び最低速度のときのノイズの最大振幅及び最小振幅を実測して記憶部１４に記憶しておき、可変範囲内の各速度における振幅を、最大振幅と最小振幅とを結ぶ直線を使用して近似値で求めてもよい。
【００４５】
更に、上記実施形態では、本稼働前の調整段階における零点調整の際に定周期振動波Ｎのノイズデータ列Ｎを記憶部１４に記憶する例で説明したが、本稼働中に零点調整を自動的又は手動で行う計量装置では、本稼働中の零点調整の際に上記実施形態と同様にしてノイズデータ列Ｎを読み取り、前回に記憶されているノイズデータ列Ｎに置き換えて記憶部１４に記憶してもよい。
このように、本稼働中の零点調整の際にノイズデータ列Ｎを記憶部１４に記憶することとすると、その時点での第１のモータ６の回転速度におけるノイズデータ列Ｎを記憶することができるので、修正手段によるノイズデータ列Ｎの変換演算を省略することができる。そして、本稼働中に定周期振動波Ｎの周期、振幅のみならず波形が変化した場合でも、その変化後の定周期振動波Ｎの正確なノイズデータ列ＮX を得ることができるので、修正手段により変換した場合よりも正確なノイズデータ列ＮX を得ることができる。
本稼働中に定周期振動波Ｎの波形が変化する場合として、計量コンベア１の駆動プーリ３と従動プーリ４の回転の位相がずれた時がある。駆動プーリ３と従動プーリ４は搬送ベルト５で連結されているので、各プーリ３、４と搬送ベルト５との間で滑りが生じて各プーリの回転によって生じる両者の定周期振動の位相がずれることによりこの計量コンベア１全体としての定周期振動波Ｎの波形が変化する。
【００４６】
そして、上記実施形態では、第１のモータ６の回転に基づいて生じる定周期振動波Ｎを記憶部１４に記憶して、補正前重量信号Ｗからこの振動波Ｎを除去する構成としたが、これに代えて、第１のモータ６の回転に基づいて生じる定周期振動波Ｎと第２のモータ１６の回転に基づいて生じる定周期振動波Ｍの両方を記憶部１４に記憶しておいて、補正前重量信号Ｗからこの２つの振動波Ｎ、Ｍを除去する構成としてもよい。
このように構成された計量装置では、定周期振動波Ｎ、Ｍの夫々の第１及び第２のノイズデータを記憶部１４に記憶する必要がある。つまり、図８に示すステップＳ２００〜Ｓ２０４において、第１のモータ６の回転に基づく第１のノイズデータ列を記憶部１４に記憶するときは、第２のモータ１６を停止させておいて上記実施形態と同様にして第１のノイズデータ列を記憶部１４に記憶する。そして、第２のモータ１６の回転に基づく第２のノイズデータ列を記憶部１４に記憶するときは、第１のモータ６を停止させておいて上記実施形態と同様にして第２のノイズデータ列を記憶部１４に記憶する。
次に、補正前重量信号Ｗから第１のノイズデータを除去するためにステップＳ２０６〜Ｓ２１０の処理を行い、標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｒi を選択手段が選択する（Ｓ２１０）。次に、合成重量信号データ列Ｒi を補正前重量信号データ列として、このデータ列から第２のノイズデータを除去するためにステップＳ２０６〜Ｓ２１０の処理を行い、新たに得られた合成重量信号データ列Ｕ0 〜Ｕn-1 のうちから標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｕj を選択手段が選択する（Ｓ２１０）。そして、ＣＰＵ１２が標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｕj の平均値を算出してこの平均値を補正済み重量信号ＵMHとして生成する（Ｓ２１２、Ｓ２１４）。補正済み重量信号ＵMHは、２つの定周期振動波Ｎ、Ｍが重畳する補正前重量信号Ｗからその定周期振動波Ｎ、Ｍを効果的に除去した信号である。
【００４７】
また、第１実施形態の合成重量信号算出手段は、図１（ｂ）に示す補正前重量信号Ｗの重量データ列Ｗ0 〜Ｗk と図１（ａ）に示すノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 を加算して合成重量信号データ列Ｒ0 〜Ｒn-1 を算出する構成としたが、これに代えて、重量データ列Ｗ0 〜Ｗk からノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 を減算して合成重量信号データ列Ｓ0 〜Ｓn-1 を算出する構成としてもよい。
【００４８】
そして、第２実施形態の合成重量信号算出手段は、重量データ列Ｗ-R、・・・、Ｗ-1、Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk とノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 の位相差を０度とした状態における両者の互いに対応するタイミングの重量データからノイズデータを減算して合成重量信号を算出したが、これに代えて、重量データ列Ｗ-R、・・・、Ｗ-1、Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk とノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 の位相差を１８０度とした状態における両者の互いに対応するタイミングの重量データとノイズデータとを加算して合成重量信号を算出してもよい。
【００４９】
更に、上記実施形態では、定周期振動波Ｎの２周期分のノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 、ＷZ0〜ＷZ.n-1 を記憶部１４に記憶したが、これに代えて、１周期分のノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 を記憶部１４に記憶してもよい。この場合、１周期分のノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 を重量データ列Ｗ0 〜Ｗk に対してサンプリング時間間隔ｔ1 ずつシフトさせる度に、先頭のノイズデータＷZ0、・・・を最後のノイズデータＷZ.n-1 、・・・の後ろに移動させることを順次繰り返し行うことによって、互いに対応する時刻のノイズデータと重量データとを加算できるようにする。
なお、重量データ列Ｗ0 〜Ｗk のデータの個数がノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 の１周期のデータの個数よりも多い場合は、ノイズデータの個数が重量データの個数と同じになるか若しくは多くなるように複数周期のノイズデータ列を記憶部１４に記憶する。
【００５０】
そして、上記実施形態の選択手段は、図８に示すステップＳ２１０において、ｎ個の合成重量信号データＲ0 〜Ｒn-1 のそれぞれの標準偏差を計算し、標準偏差が最小となる合成重量信号データ列ＲM を選択したが、これに代えて、ｎ個の合成重量信号データＲ0 〜Ｒn-1 のそれぞれの最大値と最小値の差を計算し、その差が最小となる合成重量信号データ列ＲM を選択してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
第１乃至第５の各発明によると、選択手段により選択された合成重量信号は、補正前重量信号に重畳している定周期振動波信号と予め記憶部に記憶しておいた定周期振動波信号との位相差が１８０度又は０度になった時に算出されたものであり、この合成重量信号を選択することにより、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号を生成することができる。
従って、従来の定周期振動波除去方法で必要であった回転周期検出センサ及び同期信号をＣＰＵに入力させる入力装置を不要とすることができ、その分のコストの低減を図ることができるし、それらの取付けスペースを不要とすることができる。
そして、補正前重量信号に重畳している定周期振動波信号と記憶手段に記憶されている定周期振動波信号とを重ね合わせて前者から後者を除去しているので、補正前重量信号の取得区間が定周期振動波の１周期未満であっても、補正前重量信号から定周期振動波を正確に除去することができる。これによって、高精度での高速計量を実現することができる。
【００５２】
第２の発明によると、入力信号に対する出力信号の応答の遅れを従来よりも短縮することができ、これによって、計量速度の高速化を図ることができるので、この発明を重量値演算用信号取得区間が比較的短く、高速計量が要求されている重量選別機等に適用することができる。
第３の発明によると、記憶手段に記憶されている定周期振動波信号を、定周期振動波発生源の速度が変化したときの定周期振動波に対応する信号に修正することができる。従って、定周期振動波発生源の速度が変化して補正前重量信号に重畳する定周期振動波の周期及び振幅が変化しても、この変化後の定周期振動波を正確に除去することができる。
【００５３】
第４の発明によると、零点調整の際に定周期振動波を記憶手段に記憶することにより、定周期振動波発生源の運転条件が変化して補正前重量信号に重畳する定周期振動波の周期、振幅、及び波形が変化しても、この変化後の定周期振動波を正確に除去することができる。そして、零点調整の際に定周期振動波を記憶手段に記憶しているので、計量装置の稼働時間を減少させることはない。
第５の発明によると、零点調整を行うときは、定周期振動波が除去された補正済み重量信号を使用して零点調整を行うことができるので、重量信号の正確な零点調整を行うことができる。そして、定周期振動波を記憶手段に記憶するときは、零点調整済みの補正前重量信号に重畳する定周期振動波を記憶することができるので、定周期振動波であるノイズ成分を正確に記憶することができる。
第６の発明によると、補正前の重量信号に２以上の定周期振動波が重畳している場合でも、第１の発明の効果と同様に、回転周期検出センサ等を不要とすることができ、高精度での高速計量を実現することができる。
【００５４】
第７及び第８の各発明によると、合成重量信号算出手段が算出した合成重量信号は、補正前重量信号に重畳している定周期振動波信号と予め記憶部に記憶しておいた定周期振動波信号との位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度に変更したときに算出されたものであり、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号を生成することができる。従って、第１の発明と同等の効果を達成することができる。
【００５５】
第９の発明によると、合成重量信号を算出するために使用する補正前重量信号を取得する時間として長い時間を確保できない場合でも、位相差を検出するために使用する補正前重量信号の取得開始時点を、合成重量信号を算出するために使用する補正前重量信号の取得開始時点よりも先にすることによって、多くの補正前重量信号のデータを取得することができ、これらのデータを使用することによって補正前重量信号と定周期振動波信号の両者の位相差を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る計量装置の記憶部に記憶される各種データであり、（ａ）は定周期振動波のノイズデータ、（ｂ）は補正前重量信号の重量データ、（ｃ）は合成重量信号データ、（ｄ）〜（ｆ）はノイズデータを順次シフトした時の合成重量信号データを示す図である。
【図２】同実施形態に係る計量装置の記憶部に記憶される各種データであり、（ａ）は定周期振動波のノイズデータ、（ｂ）は周期が長くなったときの変換後のノイズデータ、（ｃ）は周期が短くなったときの変換後のノイズデータを示す図である。
【図３】同実施形態の修正手段によりノイズデータの修正を説明するための図である。
【図４】同実施形態に係る計量装置に設けられている計量コンベア及び送り込みコンベアを示す図である。
【図５】同実施形態に係る計量装置の電気回路を示すブロック図である。
【図６】同実施形態に係る計量装置によるノイズデータの平均値の計算を説明するための図である。
【図７】同実施形態に係る計量装置により定周期振動波信号のノイズデータを記憶する手順を示すフローチャートである。
【図８】同実施形態に係る計量装置により補正前重量信号から定周期振動波を除去する手順を示すフローチャートである。
【図９】同発明の第２実施形態に係る計量装置を説明するために使用する図である。
【符号の説明】
１ 計量コンベア
２ ロードセル
３ 駆動プーリ
６ 第１のモータ
１２ ＣＰＵ
１４ 記憶部
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばロードセル等の荷重検出器の出力信号に例えば機械振動や電気ノイズ等のような定周期振動波が重畳されている場合に、この出力信号から定周期振動波を除去することができる計量装置及び定周期振動波除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、定周期振動波がノイズとして重畳している荷重検出器（以下、ロードセルという。）の補正前重量信号を、例えばノッチフィルタにより処理して定周期振動波のノイズを除去する方法がある。
しかし、ノッチフィルタでは、１周期以上の定周期振動波が重畳する重量信号のデータを必要とするので、物品の計量のために重量信号の取得可能な時間が定周期振動波の１周期未満である場合は、ノッチフィルタによって補正前重量信号から定周期振動波を効果的に除去することができず、補正済み重量信号に許容できない誤差を含むことがある。
従って、ノッチフィルタでは、重量信号の取得時間を、除去しようとする定周期振動波の１周期以上にする必要があり、これによって、入力信号に対する出力信号の応答が１周期以上遅れるという問題がある。勿論、重量信号に重畳する複数個の定周期振動波を除去する場合は、その個数に応じた時間だけ遅れが生じることとなる。従って、例えば重量選別機にノッチフィルタを使用すると、このフィルタが物品の重量選別速度の高速化の妨げとなっている。
【０００３】
そこで、本願出願人は、先に、重量信号の取得可能な時間が定周期振動波の１周期未満であっても、入力信号に対する出力信号の応答に遅れを生じることなく、定周期振動波が重畳する補正前重量信号からその定周期振動波を効果的に除去することができる方法を特願昭５５−１５６６０２号（特公平１−３００８３号）で提案している。
この定周期振動波除去方法が適用されている計量装置は、例えば図４に示すように、計量コンベア１がロードセル２によって支持されている。この計量コンベア１は、駆動プーリ３と従動プーリ４とを備えており、駆動プーリ３と従動プーリ４には搬送ベルト５を掛けてある。駆動プーリ３には第１のモータ６の回転軸が連結しており、第１のモータ６が回転すると、駆動プーリ３及び従動プーリ４はこの第１のモータ６と同期して回転する。第１のモータ６と駆動プーリ３及び従動プーリ４との回転周期の比は、１：Ｎ又は１：１／Ｎである。ただし、Ｎは整数である。これら駆動プーリ３、従動プーリ４、及び第１のモータ６の各回転体の各偏心重心によってこれら駆動プーリ３等の回転周期と同期する定周期振動波Ｎ（図１（ａ））が発生し、この定周期振動波Ｎがノイズとしてロードセル２が出力する重量信号Ｗ（図１（ｂ））に重畳する。
また、計量装置には、この定周期振動波と同期する同期信号を得るための例えばフォトセンサから成る回転周期検出センサ（図示せず）を設けてある。回転周期検出センサは、駆動プーリ３、従動プーリ４、及び第１のモータ６のうち回転周期の最も長いものが１回転するごとに同期信号を発生するものである。
【０００４】
この定周期振動波除去方法によると、まず、計量装置を調整モードにする。そして、計量コンベア１に荷重を掛けていない状態で重量信号を含まない定周期振動波信号ＮのみをＡ／Ｄ変換（アナログ・デジタル変換）して、そのデジタル定周期振動波信号Ｎを同期信号に合わせてＣＰＵが読み取り記憶部に記憶する。このデジタル定周期振動波信号Ｎは、定周期振動波を精度良く再現できるように十分短い時間間隔でサンプリングしたデータである。つまり、同期信号の直後に読み込まれた定周期振動波信号のデータを記憶部の先頭番地に配置し、これ以降のデータを時系列に配置していくことで同期信号に対する定周期振動波信号の時間的関係を明確にしている。
【０００５】
次に、本稼働時に本稼働モードにする。物品７を計量コンベア１により搬送中に定周期振動波信号Ｎが重畳した補正前重量信号Ｗと共に、回転周期検出センサが生成する同期信号をＣＰＵが読み込む。ここで、本稼働中に、重量信号Ｗの取得可能な時間内で同期信号をＣＰＵが読み込むことにより、補正前重量信号Ｗに重畳している定周期振動波信号Ｎの各データが記憶部に記憶されている定周期振動波信号Ｎの各データのどれであるかをＣＰＵが認識することができる。
次に、ＣＰＵが同期信号を基準にして補正前重量信号Ｗと定周期振動波信号Ｎとを比較して、前者から後者を減算することによって定周期振動波信号Ｎを除去した補正済み重量信号を生成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記定周期振動波除去方法では、回転周期検出センサ及び同期信号をＣＰＵに入力させる入力装置が必要であり、この分のコストが嵩むという問題がある。そして、回転周期検出センサの取付けが困難である場合があるし、その取付けスペースを必要とするという問題がある。
また、例えば本稼働時に第１のモータ６の回転速度を変更した場合は、定周期振動波信号の周期、振幅、又は波形が調整モードで記憶したものと本稼働モードで記憶したものとが相違することとなり、調整モードで記憶した定周期振動波信号Ｎを使用して本稼働時に得られた補正前重量信号Ｗから変更後の定周期振動波信号Ｎ’を除去することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、回転周期検出センサを設けずに、入力信号に対する出力信号の応答遅れを軽減すると共に、補正前の重量信号から定周期振動波を除去することができ、また、定周期振動波の周期、振幅が本稼働中に変化しても、予め記憶している定周期振動波信号を修正して補正前重量信号から変更後の定周期振動波を除去することができる計量装置及び定周期振動波除去方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る計量装置は、稼働状態において定周期振動波が重畳されている補正前重量信号から上記定周期振動波を除去して補正済み重量信号を生成する計量装置において、定周期振動波の少なくとも１周期分の信号が記憶される記憶手段と、荷重検出手段が出力する上記補正前重量信号と上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号の両者の位相差を順次変更する位相差変更手段と、複数の各位相差ごとの上記補正前重量信号と上記定周期振動波信号とを加算し又は一方から他方を減算して各位相差ごとに合成重量信号を算出する合成重量信号算出手段と、上記複数の合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい合成重量信号を選択する選択手段と、を具備することを特徴とするものである。
【０００９】
第２の発明に係る計量装置は、第１の発明において、上記位相差変更手段は、所定の重量値演算用信号取得区間の補正前重量信号に対して上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号の位相をこの定周期振動波信号の１周期時間よりも短い所定時間ずつ相対的にシフトさせて両者の位相差を順次変更することを特徴とするものである。
第３の発明に係る計量装置は、第１又は第２の発明において、上記定周期振動波の周期及び振幅を決定する定周期振動波発生源の速度情報によって上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号を修正する修正手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明に係る計量装置は、第１又は第２の発明において、定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を重量信号の零点調整の際に上記記憶手段に記憶することを特徴とするものである。
第５の発明に係る計量装置は、第１又は第２の発明において、定周期振動波除去フィルタによって補正前重量信号に重畳する定周期振動波を除去させて、これによって得られた補正済み重量信号を使用して零点調整手段により零点調整を行わせる切り替え位置と、零点調整済みの補正前重量信号に重畳する定周期振動波を上記記憶手段に記憶させる切り替え位置と、に切り替える切り替え手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
第６の発明に係る定周期振動波除去方法は、補正前の重量信号に第１と第２の２つの定周期振動波が重畳される荷重検出器において、第１の定周期振動波を生じさせ第１の定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を記憶する段階と、第２の定周期振動波を生じさせ第２の定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を記憶する段階と、第１と第２の定周期振動波が重畳されている補正前重量信号と上記記憶された第１の定周期振動波信号の両者の位相差を順次変更し、複数の各位相差ごとの上記補正前重量信号と第１の定周期振動波信号とを加算し又は一方から他方を減算して各位相差ごとに第１の合成重量信号を算出する段階と、複数の第１の合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい第２の合成重量信号を選択する段階と、第２の合成重量信号と上記記憶された第２の定周期振動波信号の両者の位相差を順次変更し、複数の各位相差ごとの第２の合成重量信号と第２の定周期振動波信号とを加算し又は一方から他方を減算して各位相差ごとに第３の合成重量信号を算出する段階と、複数の第３の合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい第４の合成重量信号を選択する段階と、を具備することを特徴とするものである。
【００１２】
第７の発明に係る計量装置は、稼働状態において定周期振動波が重畳されている補正前重量信号から上記定周期振動波を除去して補正済み重量信号を生成する計量装置において、定周期振動波の少なくとも１周期分の信号が記憶される記憶手段と、荷重検出手段が出力する上記補正前重量信号と上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度に変更する位相差変更手段と、上記補正前重量信号と上記定周期振動波信号の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度とした状態における両者の合成重量信号を算出して上記定周期振動波を除去した補正済み重量信号を生成する合成重量信号算出手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００１３】
第８の発明に係る計量装置は、稼働状態において定周期振動波が重畳されている補正前重量信号から上記定周期振動波を除去して補正済み重量信号を生成する計量装置において、定周期振動波の少なくとも１周期分の信号が記憶される記憶手段と、荷重検出手段が出力する上記補正前重量信号と上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を検出する位相差検出手段と、上記補正前重量信号と上記定周期振動波信号の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度とした状態における両者の合成重量信号を算出して上記定周期振動波を除去した補正済み重量信号を生成する合成重量信号算出手段と、を具備することを特徴とするものである。
第９の発明に係る計量装置は、第８の発明において、上記位相検出手段が位相差を検出するために使用する上記補正前重量信号の取得開始時点が、上記合成重量信号算出手段が上記合成重量信号を算出するために使用する上記補正前重量信号の取得開始時点よりも先であることを特徴とするものである。
【００１４】
第１乃至第５の各発明によると、補正前重量信号と予め記憶部に記憶されている定周期振動波信号の位相差を順次変更し、これら複数の各位相差ごとの合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい合成重量信号を選択することができる。この選択された合成重量信号は、補正前重量信号に重畳している定周期振動波信号と予め記憶部に記憶しておいた定周期振動波信号との位相差が１８０度又は０度になった時、即ち、両方の信号値の大きさが等しく符号が逆になった時又は両者が重なり合った時、に算出されたものであり、従って、この選択された合成重量信号には定周期振動波信号が完全に又は殆ど残っておらず、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号を生成することができる。
【００１５】
第２の発明によると、補正前重量信号を所定の重量値演算用信号取得区間で取得する計量装置に適用することができ、補正前重量信号に対して定周期振動波信号の位相をこの定周期振動波信号の１周期時間よりも短い所定時間ずつ相対的にシフトさせて両者の位相差を変更することができる。
第３の発明によると、定周期振動波発生源の速度が変化して、それに応じて補正前重量信号に重畳する定周期振動波の周期及び振幅が変化したときに、記憶手段に記憶されている定周期振動波信号を速度の変化後の定周期振動波に対応する信号に修正することができる。
第４の発明によると、零点調整の際に定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を記憶手段に記憶することができる。
【００１６】
第５の発明によると、零点調整を行うときは、定周期振動波除去フィルタによって補正前重量信号に重畳する定周期振動波を除去する補正を行い、零点調整手段はこの補正済み重量信号を使用して零点調整を行うことができる。そして、定周期振動波を記憶手段に記憶するときは、切り替え位置を切り替えて、零点調整済みの補正前重量信号に重畳する定周期振動波を記憶することができる。
【００１７】
第６の発明は、第１と第２の２つの定周期振動波が重畳する補正前重量信号から第１と第２の定周期振動波を除去する方法であり、第１の定周期振動波は、第１の発明と同様にして、補正前重量信号から除去することができ、第１の定周期振動波が除去された重量信号が第２の合成重量信号である。そして、第２の定周期振動波は、第１の発明と同様にして、第２の合成重量信号から除去することができ、このようにして第１と第２の定周期振動波が除去された重量信号が第４の合成重量信号である。
【００１８】
第７の発明によると、補正前重量信号と予め記憶部に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度にして、この状態における両者の合成重量信号を算出することができる。この合成重量信号は、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号である。
【００１９】
第８及び第９の各発明によると、補正前重量信号と予め記憶部に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を検出し、この検出した位相差に基づいて補正前重量信号と定周期振動波信号の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度にして、この状態における両者の合成重量信号を算出することができる。この合成重量信号は、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号である。
【００２０】
第９の発明によると、過渡状態において減衰度合が比較的大きい領域での補正前重量信号を重量演算用データとして使用すると重量誤差が大きくなるので重量演算用データとして使用しづらいが、位相差を算出するために使用することができることに鑑み、位相差を算出するために使用する補正前重量信号の取得開始時点を、合成重量信号を算出するために使用する補正前重量信号の取得開始時点よりも先にすることによって、多くの補正前重量信号のデータを取得して、これらのデータを使用して補正前重量信号と定周期振動波信号の両者の位相差を検出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る定周期振動波除去方法を適用した計量装置の第１実施形態を各図を参照して説明する。この計量装置は、重量選別機に適用されている。計量装置は、図４に示すように、ロードセル２によって支持されている計量コンベア１を備えている。そして、計量コンベア１の前段に送り込みコンベア８が設けられている。
この計量装置は、駆動プーリ３、従動プーリ４、及び第１のモータ６の夫々の偏心重心に基づく所定の定周期振動波Ｎ（図１（ａ））の１周期Ｔがこの計量装置の重量信号に重畳する計量コンベア１の固有振動波の周期に比べて長く、そして、物品７の計量のために設定された重量信号取得時間（図１（ｂ）のＰ〜Ｑ）の長さが上記所定の定周期振動波Ｎの１周期Ｔよりも短いものである。
従って、従来の例えばデジタルノッチフィルタにより重量信号Ｗからその所定の定周期振動波Ｎを除去しようとすると、重量信号の立上がり部分のデータを重量演算に加えなければならなくなり、これによって計量精度を低下させることとなる。そして、補正前重量信号Ｗに対する補正済み重量信号の応答の遅れが大きくなる。
そこで、本発明は、このような運転条件が要求されている装置において、従来よりもコストが低廉であり、補正済み重量信号の応答の遅れを極めて短くすることができて、定周期振動波Ｎを効果的に除去することができる計量装置を提案するものである。
【００２２】
図５は、この重量選別機の計量演算回路のブロック図である。ロードセル２から出力されたアナログ重量信号は、増幅器９で増幅されてＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）１０でデジタル重量信号Ｗに変換され、そして、Ｉ／Ｏ回路（入出力回路）１１を通ってＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１２に入力する。
設定表示部１３は、Ｉ／Ｏ回路１１と接続しており、例えば記憶部１４に記憶されている定周期振動波信号Ｎのサンプリング値（ノイズデータ）及び補正前重量信号Ｗのサンプリング値（重量データ）を表示することができるし、定周期振動波信号Ｎのサンプリング値と補正前重量信号Ｗのサンプリング値を合成した合成重量信号Ｒのサンプリング値等を表示することができるものである。また、補正前重量信号Ｗの取得時間Ｐ〜Ｑ等の各種データや命令等を入力することができるものである。
【００２３】
記憶部１４は、この重量選別機（計量装置）を作動させるためのプログラムを記憶しているし、更に、定周期振動波信号Ｎのサンプリング値及び補正前重量信号Ｗのサンプリング値、並びに合成重量信号Ｒのサンプリング値を記憶することができる。そして、プログラムの進行に伴って各種データが演算されて得られたその演算結果及び各種データ等を記憶することができるものである。
ＣＰＵ１２は、位相差変更手段、合成重量信号算出手段、選択手段、定周期振動波除去フィルタ、零点調整手段、及び切り替え手段を備えている。これら各手段及び定周期振動波除去フィルタの各処理は、記憶部１４に記憶されているプログラムに従ってＣＰＵ１２が行う。
【００２４】
位相差変更手段は、図１（ｄ）〜図１（ｆ）に示すように、所定の重量信号取得時間（重量値演算用信号取得区間）Ｐ〜Ｑの補正前重量信号Ｗに対して記憶部１４に記憶されている定周期振動波信号Ｎの位相をこの定周期振動波信号Ｎの１周期時間よりも短い所定時間ｔ1 ずつ相対的にシフトさせて両者の位相差を順次変更する手段である。
合成重量信号算出手段は、図１（ｃ）〜図１（ｆ）に示すように、複数の各位相差ごとの補正前重量信号Ｗと定周期振動波信号Ｎとを加算して、各位相差ごとに合成重量信号Ｒ（Ｒ0 〜Ｒn-1 ）を算出する手段である。
選択手段は、複数の合成重量信号Ｒ0 〜Ｒn-1 のうち信号のばらつきが最も小さい合成重量信号ＲM を選択する手段である。
【００２５】
定周期振動波除去フィルタは、補正前重量信号Ｗに重畳する計量コンベア１の固有振動波（図示せず）を除去して補正済み重量信号ＷF1を生成するデジタルノッチフィルタ（第１の定周期振動波除去フィルタ）と、駆動プーリ３等に基づく定周期振動波Ｎを除去して補正済み重量信号ＷF2を生成するデジタルノッチフィルタ（第２の定周期振動波除去フィルタ）と、を備えている。なお、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタは、補正前重量信号Ｗに重畳する固有振動波と定周期振動波Ｎを除去して補正済み重量信号ＷF12 を生成するフィルタである。
零点調整手段は、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタが生成する補正済み重量信号ＷF12 を使用して重量信号の零点を調整する手段である。
切り替え手段は、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタが補正前重量信号Ｗに重畳する計量コンベア１の固有振動波、及び定周期振動波Ｎを除去し、これによって得られた補正済み重量信号ＷF12 を零点調整手段が使用して零点調整を行う切り替え位置と、第１の定周期振動波除去フィルタが固有振動波を除去する演算を行い、この零点調整済みの補正済み重量信号ＷF1に重畳する定周期振動波Ｎを記憶部１４に記憶させることができる切り替え位置と、に切り替える手段である。
【００２６】
次に、上記のように構成された計量装置の本稼働前の調整段階において定周期振動波信号Ｎのデータを記憶部１４に記憶する手順、及び本稼働時において定周期振動波Ｎを除去した補正済み重量信号ＲMHを生成する演算の手順を図７及び図８に示すフローチャート等の各図を参照して説明する。
まず、図７に示すフローチャートに従って調整段階の処理内容を説明する。物品７が計量コンベア１上に載っていない状態において、オペレータが計量コンベア１を駆動して設定表示部１３の零点調整キーを操作する（Ｓ１００）。すると、ＣＰＵ１２が切り替え手段の切り替え位置を零点調整位置に切り替える。これによって、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタが補正前重量信号Ｗに重畳する計量コンベア１の固有振動波、及び定周期振動波Ｎを除去する処理を行い、そして、零点調整手段がこの処理によって得られた補正済み零点重量信号ＷF12 を使用して零点調整を行いその零点重量値を記憶部１４に記憶する（Ｓ１０２）。零点調整時は、比較的長い重量信号取得時間を許容できるので、第１及び第２の定周期振動波除去フィルタによって補正前重量信号Ｗに重畳する固有振動波、及び定周期振動波Ｎを除去する処理を行うこととしている。
【００２７】
そして、ＣＰＵ１２が切り替え手段の切り替え位置を、第２の定周期振動波除去フィルタを切離し、第１の定周期振動波除去フィルタが固有振動波を除去する演算を行う位置に切り替えて（Ｓ１０４）、零点調整済みの補正前零点重量信号Ｗに重畳する定周期振動波Ｎのｍ周期分のノイズデータ（図６参照）を記憶部１４に記憶させる（Ｓ１０６）。なお、定周期振動波Ｎの１周期Ｔは、計量モータ、駆動プーリ３、及び従動プーリ４の回転周期のうち最も長いものを使用する。ここでは、駆動及び従動プーリ４の回転周期を定周期振動波Ｎの１周期Ｔとする。そして、１周期がＴであるので、１周期分の定周期振動波信号ＮのＡ／Ｄサンプリングノイズデータの個数はｎ（＝Ｔ／ｔ）である。ｔはサンプリング時間間隔である。
【００２８】
ここで、図６に示すように、Ａ／Ｄ変換器１０によりサンプリングされた定周期振動波Ｎの１周期目のｎ個のノイズデータの各時刻がｔ01、ｔ11、・・・、ｔn-1.1 、各時刻のノイズデータがＷ01、Ｗ11、・・・、Ｗn-1.1 、２周期目のｎ個のノイズデータの各時刻がｔ02、ｔ12、・・・、ｔn-1.2 、各時刻のノイズデータがＷ02、Ｗ12、・・・、Ｗn-1.2 、・・・・、ｍ周期目のｎ個のノイズデータの各時刻がｔ0m、ｔ1m、・・・、ｔn-1.m 、各時刻のノイズデータがＷ0m、Ｗ1m、・・・、Ｗn-1.m とする。
次に、ｍ周期分の定周期振動波信号Ｎの各周期中の同一タイミングのノイズデータの平均値を演算し、平均定周期振動波信号Ｎを算出する（Ｓ１０８）。つまり、ｍ個の各周期の同じ第１番目のタイミング（同じ位相）ｔ01、ｔ02、・・・、ｔ0mの時刻におけるノイズデータＷ01、Ｗ02、・・・、Ｗ0mの平均値ＷZ0、・・・・、第ｎ番目のタイミング（同じ位相）ｔn-1.1 、ｔn-1.2 、・・・、ｔn-1.m の時刻におけるノイズデータＷn-1.1 、Ｗn-1.2 、・・・、Ｗn-1.m の平均値ＷZ.n-1 とする。これにより、ｎ個の各時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・、ｔn-1 における平均ノイズデータは、ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 となる。そして、この平均ノイズデータ列の２周期分を時刻の順番に記憶部１４に記憶する（Ｓ１１０）。これで調整段階が終了する。
【００２９】
次に、図８に示すフローチャートに従って本稼働段階の処理内容を説明する。この本稼働の状態では、ＣＰＵ１２が切り替え手段の切り替え位置を、第１の定周期振動波除去フィルタが固有振動波を除去する演算は行うが、第２の定周期振動波除去フィルタを切り離してあり、定周期振動波Ｎを除去する演算を行わない位置に切り替えてある。従って、図１（ｂ）に示す補正前重量信号Ｗは、第２の定周期振動波除去フィルタによる過渡応答の比較的長い遅れがないが、定周期振動波Ｎが混入している。
まず、物品７が送り込みコンベア８により搬送されて、計量コンベア１の手前に設けられている物品検出センサ（フォトセンサ）１５により検出されると（Ｓ２００）、ＣＰＵ１２が物品７の重量データを取得して記憶するタイミングＰ、及び取得区間（取得時間）Ｐ〜Ｑを予め設定されている条件に従って自動的に指定する（Ｓ２０２）。重量データ取得区間Ｐ〜Ｑは、重量値を求めるための最適なタイミングであり区間として指定される。そして、ＣＰＵ１２が図１（ｂ）に示す指定区間Ｐ〜Ｑ内の定周期振動波Ｎが重畳する補正前重量信号Ｗの重量データ列をＡ／Ｄサンプリング時間間隔ｔ1 で読み込み、時系列に記憶部１４に記憶する（Ｓ２０４）。
【００３０】
この補正前重量信号Ｗの重量データ列がＷ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk とする。ＣＰＵ１２は、この重量データ列Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk に対して予め記憶部１４に記憶されている図１（ａ）に示す定周期振動波Ｎの２周期分のノイズ成分データ（以下、単に「ノイズデータ」と言う。）列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 、ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 を呼出し、同じタイミング（位相）のデータどうしを加算する演算を行う。即ち、
Ｗd00 ＝Ｗ0 ＋ＷZ0、Ｗd10 ＝Ｗ1 ＋ＷZ1、・・・、Ｗdk0 ＝Ｗk ＋ＷZk
と演算する。この演算は、合成重量信号算出手段が行い、Ｗd00 〜Ｗdk0 は合成重量信号である。この演算結果は、図１（ｃ）のＲ0 である。
次に、位相差変更手段は、図１（ａ）に示すノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・をサンプリング時間間隔ｔ1 だけ、つまりデータ１個分だけ同図の左側にシフトさせて、上記と同様に合成重量信号算出手段が重量データ列とノイズデータ列の同じタイミングのデータどうしを加算する。
Ｗd01 ＝Ｗ0 ＋ＷZ1、Ｗd11 ＝Ｗ1 ＋ＷZ2、・・・、Ｗdk1 ＝Ｗk ＋ＷZ.k+1
と演算する。この演算結果は、図１（ｄ）のＲ1 である。
【００３１】
更に、図１（ｄ）に示すノイズデータ列をサンプリング時間間隔ｔ1 だけ同図の左側に更にシフトさせて、上記と同様に重量データ列とノイズデータ列の同じタイミングのデータどうしを加算する。
Ｗd02 ＝Ｗ0 ＋ＷZ2、Ｗd12 ＝Ｗ1 ＋ＷZ3、・・・、Ｗdk2 ＝Ｗk ＋ＷZ.k+2
と演算する。この演算結果は、図１（ｅ）のＲ2 である。この合成重量信号データＲ2 は一定値となっており、補正前重量信号Ｗの重量データ列から定周期振動波Ｎのノイズデータ列が完全に除去されたものである。
同様にして順次ｔ1 ずつノイズデータ列をシフトして定周期振動波Ｎの１周期に至るまでの合成重量信号データ列Ｒ3 、Ｒ4 、・・・、Ｒn-1 を求める。
Ｗd0.n-1＝Ｗ0 ＋ＷZ.n-1 、Ｗd1.n-1＝Ｗ1 ＋ＷZ0、・・・、Ｗdk.n-1＝Ｗk ＋ＷZ.k-1
と演算する。この演算結果は、図１（ｆ）のＲn-1 である。
このようにしてノイズデータ列を順次シフトさせることを１周期行うことにより、以下に示すようにｎ個の合成重量信号データ列Ｒ0 、Ｒ1 、・・・、Ｒn-1 を求めることができる。
【００３２】
Ｒ0 ：Ｗd00 、Ｗd10 、・・・、Ｗdk0
Ｒ1 ：Ｗd01 、Ｗd11 、・・・、Ｗdk1
・ ・
・ ・
Ｒn-1 ：Ｗd0.n-1、Ｗd1.n-1、・・・、Ｗdk.n-1
上記の処理をＣＰＵ１２がステップＳ２０６、Ｓ２０８で行う。
【００３３】
次に、ｎ個の合成重量信号データ列Ｒ0 、Ｒ1 、・・・、Ｒn-1 のそれぞれの標準偏差（ばらつき）を計算し、標準偏差が最小となる合成重量信号データ列ＲM （図１の例ではＲ2 ）を選択手段が選択する（Ｓ２１０）。そして、ＣＰＵ１２が標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｒ2 の平均値を算出してこの平均値を補正済み重量信号ＲMHとして生成する（Ｓ２１２、Ｓ２１４）。補正済み重量信号ＲMHは、定周期振動波Ｎが重畳する補正前重量信号Ｗからその定周期振動波Ｎを効果的に除去した信号である。
【００３４】
この実施形態の計量装置によると、従来の計量装置のように、定周期振動波Ｎの同期信号を読み込むための回転周期検出センサ及び同期信号をＣＰＵ１２に入力させる入力装置を設けずとも、重量データ列に重畳するノイズデータ列を効果的に除去することができるノイズデータ列の位相を自動的に判定して、補正済み重量信号ＲMHを生成することができる。そして、本稼働時には、時定数の比較的大きい第２の定周期振動波除去フィルタを使用していないので、補正前重量信号Ｗに対する補正済み重量信号ＲMHの応答の遅れを従来よりも短縮することができ、これによって、計量速度の高速化を図ることができる。
【００３５】
なお、標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｒ2 は、記憶部１４に記憶されているノイズデータ列が、重量データ列に重畳するノイズデータ列に対して位相差が１８０度となるようにシフトして両者の和を算出したときの数列の値であるので、この合成重量信号データ列Ｒ2 が最も効果的にノイズが除去されている。
【００３６】
次に、本稼働中において、計量コンベア１に設けられている第１のモータ６の回転速度を変更した場合は、定周期振動波信号Ｎの周期、振幅、又は波形が調整モードで記憶したものと本稼働モードで記憶したものとが相違することとなり、調整モードで記憶したノイズデータＮをそのまま使用すると、本稼働時に得られた補正前重量信号Ｗから変更後の定周期振動波を効果的に除去することができないこととなる。そこで、調整モードで記憶部１４に記憶した定周期振動波信号Ｎのノイズデータ列に対してＣＰＵ１２の修正手段が所定の修正処理を行うことにより変更後の定周期振動波を効果的に除去することができる方法を説明する。
修正手段は、ＣＰＵ１２が記憶部１４に記憶されている所定にプログラムに従って、定周期振動波Ｎの周期及び振幅を決定する定周期振動波発生源である第１のモータ６の回転速度情報Ｖ（変更前）、ＶX （変更後）を使用して、記憶部１４に記憶されているノイズデータＮを修正する処理を行う手段である。
【００３７】
今、記憶部１４に記憶されている定周期振動波信号Ｎのノイズデータ列が図２（ａ）に示すように周期がＴであり、本稼働時において第１のモータ６の回転速度が減速して図２（ｂ）に示すように周期がＴX となったとし、この周期ＴX のノイズデータ列の求め方を説明する。
記憶部１４に記憶されているノイズデータの個数は、ｎ（＝Ｔ／ｔ1 ）であるので、速度変更後のデータの時間間隔はｔX ＝ＴX ／ｎとなる。
また、ノイズデータの振幅は、第１のモータ６の回転速度の２乗に比例して変化するので（遠心力の垂直成分）、調整モード及び本稼働時における第１のモータ６の回転速度をＶ、ＶX とすると、記憶部１４に記憶されている各ノイズデータＷ0 〜Ｗn-1 に（ＶX ／Ｖ）2 をそれぞれ乗算することにより変更後の回転速度ＶX におけるノイズデータＷZ0〜ＷZ.n-1 を算出することができる。
従って、調整モードで記憶されているノイズデータ列Ｎは、図２（ａ）に示すように、データの時間間隔がｔ1 であり、各時刻ｔ0 〜ｔn-1 におけるノイズデータがＷ0 〜Ｗn-1 とすると、修正手段がこのノイズデータ列Ｎを、図２（ｂ）に示すように、データの時間間隔がｔX であり、各時刻ｔZ0、ｔZ1、・・・、ｔZ.n-1 におけるノイズデータがＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 のノイズデータ列ＮX に変換して記憶部１４に記憶させることができる。
ただし、ｔZ1−ｔZ0＝ｔZ2−ｔZ1＝・・・・＝ｔZ.n-1 −ｔZ.n-2 ＝ｔX
ＷZ0＝（ＶX ／Ｖ）2 ×Ｗ0 、ＷZ1＝（ＶX ／Ｖ）2 ×Ｗ1 、・・・・、ＷZ.n-1 ＝（ＶX ／Ｖ）2 ×Ｗn-1 である。
【００３８】
ところで、本稼働時の補正前重量信号Ｗのサンプリング時間間隔がｔ1 であるので、ノイズ除去演算を行うには、ノイズデータ列ＮX をサンプリング時間間隔ｔ1 ごとのデータに変換する必要があるので、修正手段は、補間法を使用してノイズデータ列ＮX を時間間隔がｔ1 （時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・、ｔk-1 、ｔk ）のノイズデータ列ＮY （ノイズデータ値ＷY0、ＷY1、・・・、ＷY.k-1 、ＷY.k ）に変換して記憶部１４に記憶させることができる。
つまり、図２（ｂ）に示すように、１周期ＴX を時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・、ｔk-1 、ｔk に分割してそれぞれの時刻におけるノイズデータＷY.0 、ＷY.1 、・・・、ＷY.k-1 、ＷY.k を算出して記憶部１４に記憶する。
例えば、図２（ｂ）に示す時刻ｔZ.n-2 とｔZ.n-1 の間の時刻ｔk-2 、ｔk-1 におけるノイズデータＷY.k-2 、ＷY.k-1 を求める場合について説明する。
図３に示すように、まず、時刻ｔZ.n-2 とｔZ.n-1 におけるノイズデータのｙの値ＷZ.n-2 とＷZ.n-1 を直線で結ぶ。この直線ｐをｘｙの方程式で表すと、
ｙ＝−｛（ＷZ.n-2 −ＷZ.n-1 ）／ｔx ｝×ｘ＋ＷZ.n-2 （１）
となる。ただし、ｔZ.n-2 −ｔZ.n-1 ＝ｔx とする。
ここで、ｘ＝ｔk-2 −ｔZ.n-2 を（１）式に代入して時刻ｔk-2 におけるノイズデータ値ＷY.k-2 を求めると、
ｙ＝ＷY.k-2 ＝−｛（ＷZ.n-2 −ＷZ.n-1 ）／ｔx ｝×（ｔk-2 −ｔZ.n-2 ）＋ＷZ.n-2
となる。このようにして、各時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・、ｔk-1 、ｔk におけるノイズデータ値ＷY0、ＷY1、・・・、ＷY.k-1 、ＷY.k を求めることができる。
なお、図２では、ノイズデータの１周期分について説明したが、記憶部１４には２周期分のノイズデータが記憶されているので、上記と同様にして２周期分のノイズデータを変換することができる。
【００３９】
ただし、第１のモータ６の回転速度が本稼働中に加速してＶX ＞Ｖとなった場合のノイズデータ列ＮX は、図２（ｃ）に示すような波形となるが、ＶX ＜Ｖの場合と同様にして、修正手段は、図２（ａ）に示す各時刻ｔ0 〜ｔn-1 におけるノイズデータ値Ｗ0 〜Ｗn-1 を、各時刻ｔ0 、ｔ1 、・・・におけるノイズデータ値ＷY0、ＷY1、・・・（図２（ｃ）参照）に変換することができる。
そして、図２（ａ）に示すサンプリング時間間隔ｔ1 が十分に短いときは、修正手段は、各時刻ｔ0 〜ｔn-1 におけるノイズデータ値Ｗ0 〜Ｗn-1 に対して上記のような変換の演算を行わずに、図２（ｂ）の場合において、各時刻ｔ0 〜ｔk に最も接近する時刻ｔZmにおけるノイズデータ値ＷY0〜ＷY.k を当てはめてもよい。ｍは、０からｎ−１までの整数である。例えば、時刻ｔ1 、ｔ2 のノイズデータ値としてＷZ1を当てはめ、時刻ｔ3 、ｔ4 のノイズデータ値としてＷZ2を当てはめることができる。
【００４０】
次に、第２実施形態の計量装置を説明する。第２実施形態の計量装置は、第１実施形態の計量装置において、位相差変更手段、合成重量信号算出手段、及び選択手段に代えて、位相差検出手段、及び合成重量信号算出手段を設けたものである。これ以外は、第１実施形態と同等であるので同等部分の詳細な説明を省略する。第２実施形態の位相差検出手段、及び合成重量信号算出手段が行う各処理は、記憶部１４に記憶されているプログラムに従ってＣＰＵ１２が行う。
【００４１】
位相差検出手段は、図９に示すように、本稼働時において得られた補正前重量信号Ｗの時刻Ｒ〜Ｑにおける重量データ列Ｗ-R、・・・、Ｗ-1、Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk と記憶部１４に記憶されている図１（ａ）に示す定周期振動波信号のノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 に基づいて両者の位相差を検出する手段である。なお、時刻Ｒ〜Ｑの時間間隔ＴN は、Ｔ（１周期）／２以上としている。そして、図９に破線で示す時刻Ｑ以降の補正前重量信号Ｗは、この補正前重量信号Ｗの波形と振動の周期Ｔを説明するためのものである。
合成重量信号算出手段は、重量データ列Ｗ-R、・・・、Ｗ-1、Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk とノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 の位相差を０度とした状態における、Ｐ〜Ｑ領域の重量データ列Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk （時刻Ｐ〜Ｑの重量データ）とノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 の互いに対応するタイミングの重量データからノイズデータを減算して合成重量信号を算出する手段である。
【００４２】
第２実施形態の計量装置によると、本稼働前の調整段階において定周期振動波信号Ｎのデータを記憶部に記憶する手順は、第１実施形態の図７に示す手順と同等であるのでその説明を省略する。
次に、本稼働の状態において、図８に示すステップＳ２００及び２０２の処理と同等の処理を行う。そして、ＣＰＵ１２が図９に示す指定区間Ｒ〜Ｑ内の定周期振動波Ｎが重畳する補正前重量信号Ｗの重量データ列Ｗ-R 〜Ｗ0 〜Ｗk をＡ／Ｄサンプリング時間間隔ｔ1 で読み込み、時系列に記憶部１４に記憶する。
そして、重量データＷ-R〜Ｗ0 〜Ｗk を微分演算して極大値又は極小値と対応する重量データを検出する。その検出した重量データが極大値又は極小値であるかの判定は、例えばその検出した重量データとその前後の重量データの大きさを比較することにより判定することができる。次に、重量データ列Ｗ-R〜Ｗ0 〜Ｗk の極大値又は極小値の重量データ、例えば図９では、極小値の重量データＷ-Sのタイミングと図１（ａ）に示すノイズデータＮの極小値のノイズデータＷK のタイミングとを比較して、この２つの重量データ列とノイズデータ列の位相差を算出する。このようにして、重量及びノイズデータ列の位相差を算出するのが位相差検出手段である。
そして、合成重量信号算出手段は、この算出した位相差に基づいて、２つのデータ列の位相差が０度となるように両者のデータを対応させ、両者の互いに対応するタイミングの重量データからノイズデータを減算して合成重量信号を算出することができる。このようにして、第１実施形態と同様に、定周期振動波信号Ｎを含む補正前重量信号Ｗから定周期振動波信号Ｎであるノイズを除去した補正済み重量信号を生成することができる。
上記位相差検出手段、及びこの算出した位相差に基づいて２つのデータ列の位相差が０度となるように両者のデータを対応させるのが請求項７に記載の位相差変更手段である。
【００４３】
なお、位相差を検出するために使用する重量データ列Ｗ-R〜Ｗ0 〜Ｗk の取得開始時点Ｒを、図９に示すように、合成重量信号を算出するために使用する重量データ列Ｗ0 〜Ｗk の取得開始時点Ｐよりも先のタイミング（時刻）にしてあり、更に、Ｒ〜Ｑの時間間隔がノイズデータＮのＴ（１周期）／２以上の領域の重量データを取得するように取得開始時点Ｒを設定してある。これによって、Ｒ〜Ｑの領域の重量データのうちから必ず極大値又は極小値の重量データを取得することができ、これらの重量データ列Ｗ-R〜Ｗ0 〜Ｗk を使用して補正前重量信号Ｗと定周期振動波信号Ｎの両者の位相差を正確に検出できるようにしている。
また、図９に示すＲ〜Ｑ間の重量データは、過渡状態であって減衰度合が比較的大きい領域であるので、この重量データを合成重量信号データの算出のために使用すると重量誤差が大きくなるのでそれには使用しづらいが、位相差を算出する際にはＲ〜Ｑ間の重量データのうちから極大値又は極小値を表すデータを検出できればよいのでＲ〜Ｑ間の重量データを使用しても支障がないので使用している。
【００４４】
ただし、上記実施形態の修正手段によるノイズデータ値の振幅の変換方法は、各ノイズデータ値Ｗ0 〜Ｗn-1 に対して（ＶX ／Ｖ）2 を乗算してＷZ0〜ＷZ.n-1 を算出することとしたが、第１のモータ６の速度可変範囲が狭い場合や、回転速度に対するノイズの振幅の変動特性式が複雑であったり、不明である場合は、上記の方法に代えて、速度可変範囲の最高及び最低速度のときのノイズの最大振幅及び最小振幅を実測して記憶部１４に記憶しておき、可変範囲内の各速度における振幅を、最大振幅と最小振幅とを結ぶ直線を使用して近似値で求めてもよい。
【００４５】
更に、上記実施形態では、本稼働前の調整段階における零点調整の際に定周期振動波Ｎのノイズデータ列Ｎを記憶部１４に記憶する例で説明したが、本稼働中に零点調整を自動的又は手動で行う計量装置では、本稼働中の零点調整の際に上記実施形態と同様にしてノイズデータ列Ｎを読み取り、前回に記憶されているノイズデータ列Ｎに置き換えて記憶部１４に記憶してもよい。
このように、本稼働中の零点調整の際にノイズデータ列Ｎを記憶部１４に記憶することとすると、その時点での第１のモータ６の回転速度におけるノイズデータ列Ｎを記憶することができるので、修正手段によるノイズデータ列Ｎの変換演算を省略することができる。そして、本稼働中に定周期振動波Ｎの周期、振幅のみならず波形が変化した場合でも、その変化後の定周期振動波Ｎの正確なノイズデータ列ＮX を得ることができるので、修正手段により変換した場合よりも正確なノイズデータ列ＮX を得ることができる。
本稼働中に定周期振動波Ｎの波形が変化する場合として、計量コンベア１の駆動プーリ３と従動プーリ４の回転の位相がずれた時がある。駆動プーリ３と従動プーリ４は搬送ベルト５で連結されているので、各プーリ３、４と搬送ベルト５との間で滑りが生じて各プーリの回転によって生じる両者の定周期振動の位相がずれることによりこの計量コンベア１全体としての定周期振動波Ｎの波形が変化する。
【００４６】
そして、上記実施形態では、第１のモータ６の回転に基づいて生じる定周期振動波Ｎを記憶部１４に記憶して、補正前重量信号Ｗからこの振動波Ｎを除去する構成としたが、これに代えて、第１のモータ６の回転に基づいて生じる定周期振動波Ｎと第２のモータ１６の回転に基づいて生じる定周期振動波Ｍの両方を記憶部１４に記憶しておいて、補正前重量信号Ｗからこの２つの振動波Ｎ、Ｍを除去する構成としてもよい。
このように構成された計量装置では、定周期振動波Ｎ、Ｍの夫々の第１及び第２のノイズデータを記憶部１４に記憶する必要がある。つまり、図８に示すステップＳ２００〜Ｓ２０４において、第１のモータ６の回転に基づく第１のノイズデータ列を記憶部１４に記憶するときは、第２のモータ１６を停止させておいて上記実施形態と同様にして第１のノイズデータ列を記憶部１４に記憶する。そして、第２のモータ１６の回転に基づく第２のノイズデータ列を記憶部１４に記憶するときは、第１のモータ６を停止させておいて上記実施形態と同様にして第２のノイズデータ列を記憶部１４に記憶する。
次に、補正前重量信号Ｗから第１のノイズデータを除去するためにステップＳ２０６〜Ｓ２１０の処理を行い、標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｒi を選択手段が選択する（Ｓ２１０）。次に、合成重量信号データ列Ｒi を補正前重量信号データ列として、このデータ列から第２のノイズデータを除去するためにステップＳ２０６〜Ｓ２１０の処理を行い、新たに得られた合成重量信号データ列Ｕ0 〜Ｕn-1 のうちから標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｕj を選択手段が選択する（Ｓ２１０）。そして、ＣＰＵ１２が標準偏差が最小となる合成重量信号データ列Ｕj の平均値を算出してこの平均値を補正済み重量信号ＵMHとして生成する（Ｓ２１２、Ｓ２１４）。補正済み重量信号ＵMHは、２つの定周期振動波Ｎ、Ｍが重畳する補正前重量信号Ｗからその定周期振動波Ｎ、Ｍを効果的に除去した信号である。
【００４７】
また、第１実施形態の合成重量信号算出手段は、図１（ｂ）に示す補正前重量信号Ｗの重量データ列Ｗ0 〜Ｗk と図１（ａ）に示すノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 を加算して合成重量信号データ列Ｒ0 〜Ｒn-1 を算出する構成としたが、これに代えて、重量データ列Ｗ0 〜Ｗk からノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 を減算して合成重量信号データ列Ｓ0 〜Ｓn-1 を算出する構成としてもよい。
【００４８】
そして、第２実施形態の合成重量信号算出手段は、重量データ列Ｗ-R、・・・、Ｗ-1、Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk とノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 の位相差を０度とした状態における両者の互いに対応するタイミングの重量データからノイズデータを減算して合成重量信号を算出したが、これに代えて、重量データ列Ｗ-R、・・・、Ｗ-1、Ｗ0 、Ｗ1 、・・・、Ｗk とノイズデータ列ＷZ0、ＷZ1、・・・、ＷZ.n-1 の位相差を１８０度とした状態における両者の互いに対応するタイミングの重量データとノイズデータとを加算して合成重量信号を算出してもよい。
【００４９】
更に、上記実施形態では、定周期振動波Ｎの２周期分のノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 、ＷZ0〜ＷZ.n-1 を記憶部１４に記憶したが、これに代えて、１周期分のノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 を記憶部１４に記憶してもよい。この場合、１周期分のノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 を重量データ列Ｗ0 〜Ｗk に対してサンプリング時間間隔ｔ1 ずつシフトさせる度に、先頭のノイズデータＷZ0、・・・を最後のノイズデータＷZ.n-1 、・・・の後ろに移動させることを順次繰り返し行うことによって、互いに対応する時刻のノイズデータと重量データとを加算できるようにする。
なお、重量データ列Ｗ0 〜Ｗk のデータの個数がノイズデータ列ＷZ0〜ＷZ.n-1 の１周期のデータの個数よりも多い場合は、ノイズデータの個数が重量データの個数と同じになるか若しくは多くなるように複数周期のノイズデータ列を記憶部１４に記憶する。
【００５０】
そして、上記実施形態の選択手段は、図８に示すステップＳ２１０において、ｎ個の合成重量信号データＲ0 〜Ｒn-1 のそれぞれの標準偏差を計算し、標準偏差が最小となる合成重量信号データ列ＲM を選択したが、これに代えて、ｎ個の合成重量信号データＲ0 〜Ｒn-1 のそれぞれの最大値と最小値の差を計算し、その差が最小となる合成重量信号データ列ＲM を選択してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
第１乃至第５の各発明によると、選択手段により選択された合成重量信号は、補正前重量信号に重畳している定周期振動波信号と予め記憶部に記憶しておいた定周期振動波信号との位相差が１８０度又は０度になった時に算出されたものであり、この合成重量信号を選択することにより、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号を生成することができる。
従って、従来の定周期振動波除去方法で必要であった回転周期検出センサ及び同期信号をＣＰＵに入力させる入力装置を不要とすることができ、その分のコストの低減を図ることができるし、それらの取付けスペースを不要とすることができる。
そして、補正前重量信号に重畳している定周期振動波信号と記憶手段に記憶されている定周期振動波信号とを重ね合わせて前者から後者を除去しているので、補正前重量信号の取得区間が定周期振動波の１周期未満であっても、補正前重量信号から定周期振動波を正確に除去することができる。これによって、高精度での高速計量を実現することができる。
【００５２】
第２の発明によると、入力信号に対する出力信号の応答の遅れを従来よりも短縮することができ、これによって、計量速度の高速化を図ることができるので、この発明を重量値演算用信号取得区間が比較的短く、高速計量が要求されている重量選別機等に適用することができる。
第３の発明によると、記憶手段に記憶されている定周期振動波信号を、定周期振動波発生源の速度が変化したときの定周期振動波に対応する信号に修正することができる。従って、定周期振動波発生源の速度が変化して補正前重量信号に重畳する定周期振動波の周期及び振幅が変化しても、この変化後の定周期振動波を正確に除去することができる。
【００５３】
第４の発明によると、零点調整の際に定周期振動波を記憶手段に記憶することにより、定周期振動波発生源の運転条件が変化して補正前重量信号に重畳する定周期振動波の周期、振幅、及び波形が変化しても、この変化後の定周期振動波を正確に除去することができる。そして、零点調整の際に定周期振動波を記憶手段に記憶しているので、計量装置の稼働時間を減少させることはない。
第５の発明によると、零点調整を行うときは、定周期振動波が除去された補正済み重量信号を使用して零点調整を行うことができるので、重量信号の正確な零点調整を行うことができる。そして、定周期振動波を記憶手段に記憶するときは、零点調整済みの補正前重量信号に重畳する定周期振動波を記憶することができるので、定周期振動波であるノイズ成分を正確に記憶することができる。
第６の発明によると、補正前の重量信号に２以上の定周期振動波が重畳している場合でも、第１の発明の効果と同様に、回転周期検出センサ等を不要とすることができ、高精度での高速計量を実現することができる。
【００５４】
第７及び第８の各発明によると、合成重量信号算出手段が算出した合成重量信号は、補正前重量信号に重畳している定周期振動波信号と予め記憶部に記憶しておいた定周期振動波信号との位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度に変更したときに算出されたものであり、定周期振動波信号であるノイズを除去した補正済み重量信号を生成することができる。従って、第１の発明と同等の効果を達成することができる。
【００５５】
第９の発明によると、合成重量信号を算出するために使用する補正前重量信号を取得する時間として長い時間を確保できない場合でも、位相差を検出するために使用する補正前重量信号の取得開始時点を、合成重量信号を算出するために使用する補正前重量信号の取得開始時点よりも先にすることによって、多くの補正前重量信号のデータを取得することができ、これらのデータを使用することによって補正前重量信号と定周期振動波信号の両者の位相差を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る計量装置の記憶部に記憶される各種データであり、（ａ）は定周期振動波のノイズデータ、（ｂ）は補正前重量信号の重量データ、（ｃ）は合成重量信号データ、（ｄ）〜（ｆ）はノイズデータを順次シフトした時の合成重量信号データを示す図である。
【図２】同実施形態に係る計量装置の記憶部に記憶される各種データであり、（ａ）は定周期振動波のノイズデータ、（ｂ）は周期が長くなったときの変換後のノイズデータ、（ｃ）は周期が短くなったときの変換後のノイズデータを示す図である。
【図３】同実施形態の修正手段によりノイズデータの修正を説明するための図である。
【図４】同実施形態に係る計量装置に設けられている計量コンベア及び送り込みコンベアを示す図である。
【図５】同実施形態に係る計量装置の電気回路を示すブロック図である。
【図６】同実施形態に係る計量装置によるノイズデータの平均値の計算を説明するための図である。
【図７】同実施形態に係る計量装置により定周期振動波信号のノイズデータを記憶する手順を示すフローチャートである。
【図８】同実施形態に係る計量装置により補正前重量信号から定周期振動波を除去する手順を示すフローチャートである。
【図９】同発明の第２実施形態に係る計量装置を説明するために使用する図である。
【符号の説明】
１ 計量コンベア
２ ロードセル
３ 駆動プーリ
６ 第１のモータ
１２ ＣＰＵ
１４ 記憶部
Claims (9)
- 稼働状態において定周期振動波が重畳されている補正前重量信号から上記定周期振動波を除去して補正済み重量信号を生成する計量装置において、
定周期振動波の少なくとも１周期分の信号が記憶される記憶手段と、荷重検出手段が出力する上記補正前重量信号と上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号の両者の位相差を順次変更する位相差変更手段と、複数の各位相差ごとの上記補正前重量信号と上記定周期振動波信号とを加算し又は一方から他方を減算して各位相差ごとに合成重量信号を算出する合成重量信号算出手段と、上記複数の合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい合成重量信号を選択する選択手段と、を具備することを特徴とする計量装置。 - 請求項１に記載の計量装置において、上記位相差変更手段は、所定の重量値演算用信号取得区間の補正前重量信号に対して上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号の位相をこの定周期振動波信号の１周期時間よりも短い所定時間ずつ相対的にシフトさせて両者の位相差を順次変更することを特徴とする計量装置。
- 請求項１又は２に記載の計量装置において、上記定周期振動波の周期及び振幅を決定する定周期振動波発生源の速度情報によって上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号を修正する修正手段を設けたことを特徴とする計量装置。
- 請求項１又は２に記載の計量装置において、定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を重量信号の零点調整の際に上記記憶手段に記憶することを特徴とする計量装置。
- 請求項１又は２に記載の計量装置において、定周期振動波除去フィルタによって補正前重量信号に重畳する定周期振動波を除去させて、これによって得られた補正済み重量信号を使用して零点調整手段により零点調整を行わせる切り替え位置と、零点調整済みの補正前重量信号に重畳する定周期振動波を上記記憶手段に記憶させる切り替え位置と、に切り替える切り替え手段を設けたことを特徴とする計量装置。
- 補正前の重量信号に第１と第２の２つの定周期振動波が重畳される荷重検出器において、第１の定周期振動波を生じさせ第１の定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を記憶する段階と、第２の定周期振動波を生じさせ第２の定周期振動波の少なくとも１周期分の信号を記憶する段階と、第１と第２の定周期振動波が重畳されている補正前重量信号と上記記憶された第１の定周期振動波信号の両者の位相差を順次変更し、複数の各位相差ごとの上記補正前重量信号と第１の定周期振動波信号とを加算し又は一方から他方を減算して各位相差ごとに第１の合成重量信号を算出する段階と、複数の第１の合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい第２の合成重量信号を選択する段階と、第２の合成重量信号と上記記憶された第２の定周期振動波信号の両者の位相差を順次変更し、複数の各位相差ごとの第２の合成重量信号と第２の定周期振動波信号とを加算し又は一方から他方を減算して各位相差ごとに第３の合成重量信号を算出する段階と、複数の第３の合成重量信号のうち信号のばらつき又は最大値と最小値の差が比較的小さい第４の合成重量信号を選択する段階と、を具備することを特徴とする定周期振動波除去方法。
- 稼働状態において定周期振動波が重畳されている補正前重量信号から上記定周期振動波を除去して補正済み重量信号を生成する計量装置において、
定周期振動波の少なくとも１周期分の信号が記憶される記憶手段と、荷重検出手段が出力する上記補正前重量信号と上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度に変更する位相差変更手段と、上記補正前重量信号と上記定周期振動波信号の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度とした状態における両者の合成重量信号を算出して上記定周期振動波を除去した補正済み重量信号を生成する合成重量信号算出手段と、を具備することを特徴とする計量装置。 - 稼働状態において定周期振動波が重畳されている補正前重量信号から上記定周期振動波を除去して補正済み重量信号を生成する計量装置において、
定周期振動波の少なくとも１周期分の信号が記憶される記憶手段と、荷重検出手段が出力する上記補正前重量信号と上記記憶手段に記憶されている定周期振動波信号に基づいて両者の位相差を検出する位相差検出手段と、上記補正前重量信号と上記定周期振動波信号の位相差を０度若しくは１８０度、又はそれに近い角度とした状態における両者の合成重量信号を算出して上記定周期振動波を除去した補正済み重量信号を生成する合成重量信号算出手段と、を具備することを特徴とする計量装置。 - 請求項８に記載の計量装置において、上記位相検出手段が位相差を検出するために使用する上記補正前重量信号の取得開始時点が、上記合成重量信号算出手段が上記合成重量信号を算出するために使用する上記補正前重量信号の取得開始時点よりも先であることを特徴とする計量装置。
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