JP4763476B2 - 傾斜誤差決定装置、傾斜誤差決定方法、計量器及び計量方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の荷重検出器で支持した計量台へ荷重を載荷したときの荷重検出器の傾斜に基づく誤差を決定する装置及び方法並びに決定された誤差に基づいて補正を行う計量器及び計量方法に関する。

複数の荷重検出器、例えば柱型の起歪体にストレインゲージを貼着したロードセルによって計量台を支持した状態において、計量台に物品を載荷したとき、物品の荷重の大きさや載荷位置によって計量台が撓むことがある。この撓みに起因して、ロードセルが傾斜して、ロードセルの荷重信号に誤差が生じる。この誤差を補正する技術が、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１の技術では、ロードセルに傾斜センサを設け、ロードセルの起歪体の直立姿勢からの傾斜角度を測定し、測定された傾斜角度に基づいて、ロードセルの傾斜によって生じる荷重分力誤差を決定し、この誤差を補償するものである。誤差の補償のために、記憶部に様々な傾斜角度に応じて変化する出力変化の比率を実験的に求めて予め記憶してある。使用時に傾斜センサの出力に応じて記憶部に記憶したデータを用いて補償演算を行っている。このロードセルを複数台準備し、複数台のロードセルによって測定荷重を受けて、各ロードセルでその出力信号に含まれる上述した誤差の補償を行い、補償済みの出力信号を加算して、測定荷重を測定している。

特開２００１−２５５２１６号公報

特許文献１の技術では、ロードセルの生産時にロードセルを一つ一つ試験機にセットし、各種の傾斜量を与えながら様々な大きさの負荷荷重を与える。それぞれの場合において傾斜センサの出力信号とロードセルの出力信号とを記録する。記録したそれぞれの値から補償のための関数を作成する。特定のロードセルから得た関係を同じ形式の多くのロードセルに適用することも可能であるが、同じ形式のロードセルであっても、ロードセルによって傾斜量と誤差との関係は異なるので、高い精度を得るには個別調整が望ましい。

試験機において、ロードセルが実際の計量器に装着されている状態と等価にするために、傾斜姿勢に変化を与えながら様々な負荷荷重を与えるが、これらの際に、ロードセルが傾斜によって転倒しないように特別な支持装置でロードセルを支持しなければならない。しかも、この支持装置がロードセルの出力信号に干渉しないようにして、ロードセルを高精度に試験する必要がある。これらは、試験機の構造、試験作業の両方において極めて困難である。

しかも、ロードセルの生産時点において個別にロードセルの傾斜に対する誤差関数を決定するには多くの時間を要し、ロードセルのコストアップとなる。

本発明は、複数の荷重検出器を計量台に取り付けた状態で、各荷重検出器の傾斜に基づく誤差を補償するための傾斜と誤差との関係を決定することで、上記の各問題を解決することができる誤差決定方法及び装置、並びにこの誤差決定技術を用いた計量装置及び計量方法を提供することを目的する。

本発明の一態様による傾斜誤差決定装置は、計量台と、複数の荷重検出手段とを有している。複数の荷重検出手段は、柱型の起歪体にストレインゲージを貼着してなり、計量台上に物品が載荷されたとき、傾斜することがあるように起歪体が計量台を支持している。複数の荷重検出手段の出力信号には、計量台上に物品が載荷されたことによる傾斜に基づく誤差が含まれている。各荷重検出手段は、計量台の離れた複数箇所で計量台を支持することが望ましい。荷重検出手段としては、例えばロードセルを使用することができる。計量台に既知の荷重が載荷されたときの各荷重検出手段の出力信号の合計値と前記既知の荷重との差と、計量台上に物品が載荷されたことによる前記荷重検出手段の傾斜とに基づいて、各荷重検出手段の出力信号の合計値に含まれる誤差と傾斜との関係を、前記各傾斜に基づく傾斜情報を引数とする関数を誤差決定手段が決定する。既知の荷重は少なくとも１つあればよいが、異なる値の荷重を複数準備することが、精度の向上を図る上で望ましい。前記各荷重検出手段は、型式が同一であっても前記誤差と前記傾斜との関係が異なるものである。上記差と傾斜情報との関係は、種々の関数のうち適切なものを使用して表すことができる。例えば線形関数または非線形関数で表すことができる。非線形関数も二次または三次のような高次の方程式で現すことができる。これら関数の方程式が持つ係数を、既知の荷重が載荷されたときの各荷重検出手段の出力信号の合計値及び前記既知の荷重の差と、前記傾斜情報とによって決定している。前記傾斜情報が前記傾斜の方向に沿って前記起歪体に発生した曲げモーメントの大きさに対応する曲げ歪み量である。

このように構成すると、荷重検出手段が計量台を支持している状態において、計量台上に荷重が既知の物品を載荷することによって、各荷重検出手段の出力信号の合計値に含まれる誤差と傾斜との関係を、決定することができる。従って、荷重検出手段ごとに誤差を決定する必要が無いし、また荷重検出手段の出力信号に影響を与えないように荷重検出手段の姿勢を変更した状態を維持することが可能な特別な荷重検出手段支持装置を必要としない。しかも、同じ荷重が載荷されている場合でも、各荷重検出手段の傾斜は各荷重検出手段が支持している計量台の剛性によって異なるが、この誤差決定装置では、各荷重検出手段が計量台を支持している状態で誤差の決定を行っているので、実際の計量台の特性に応じて誤差を決定することができる。さらに、単に荷重が既知の物品を計量台に載荷するという作業を行えばよいので、調整に要する時間を短縮することができる。

前記計量台に荷重が未知の物品が載荷されたとき、前記荷重検出手段の傾斜に基づく傾斜情報を前記誤差決定手段に入力して算出された誤差で、前記各荷重検出手段の出力信号の合計値を補正する補正手段を設けることができる。

このように構成することによって、荷重検出器の傾斜に基づく誤差を補正することができる。

或いは、前記計量台に荷重が未知の物品が載荷されたとき、前記荷重検出手段の傾斜に基づく傾斜情報を前記誤差決定手段に入力して算出された誤差に関連する値で、前記各荷重検出手段の出力信号を個別に補正する補正手段と、補正された各出力信号の合計値を算出する算出手段とを、設けることもできる。誤差に関連する値としては、例えば、誤差決定手段によって決定された誤差を、荷重検出手段の台数で除算した値を使用することができる。

このように構成することによって、荷重検出手段ごとに誤差を補正することができ、しかも、そのための誤差の決定は、荷重検出手段ごとに個別に行う必要は無い。

前記傾斜情報は、前記各荷重検出手段の傾斜を検出するように設けられた複数の傾斜検出手段の出力信号の代表値によって表すことができる。傾斜検出手段は、荷重検出手段に荷重検出手段とは別個に設けることもできるし、荷重検出手段が起歪体を持つものの場合、その起歪体に生じる傾斜による歪を検出する歪検出手段を設けたものとすることもできる。代表値としては、平均値、最大値、最小値、中央値、モード等のうちいずれかを使用することができる。

本発明の他の態様の傾斜決定方法は、柱型の起歪体にストレインゲージを貼着してなり、傾斜姿勢に応じて荷重出力信号に誤差を生じる複数の荷重検出手段によって支持されている計量台に、既知の荷重の物品を載荷する。そのときの前記各荷重検出手段の荷重出力信号の合計値と前記既知の荷重との差を算出し、この差とそのときの前記各荷重検出手段の傾斜による傾斜情報とに基づいて、各荷重出力信号の合計値と傾斜との関係を、前記傾斜を引数として表す関数を決定する。各荷重検出手段は、型式が同一であっても前記誤差と前記傾斜との関係が異なるものである。前記傾斜情報が前記傾斜の方向に沿って前記起歪体に発生した曲げモーメントの大きさに対応する曲げ歪み量である。

計量台上に荷重が未知の物品を載荷し、そのときの前記荷重検出手段の傾斜を測定し、 測定された傾斜に基づく傾斜情報を前記関数に引数として供給して、誤差を算出し、算出された誤差で、前記各荷重検出手段の荷重出力信号の合計値を補正することもできる。或いは、前記計量台上に荷重が未知の物品を載荷し、そのときの前記荷重検出手段の傾斜を測定し、測定された傾斜に基づく傾斜情報を前記関数に引数として供給して、誤差を算出し、算出された誤差に関連する値で、前記各荷重検出手段の荷重出力信号を補正し、補正された各荷重出力信号の合計値を算出することもできる。

前記傾斜情報を、前記各荷重検出手段の傾斜を検出するように設けられた複数の傾斜検出手段の出力信号の代表値によって表すことができ、代表値としては、例えば平均値を使用することができる。

以上のように本発明によれば、計量台を複数の荷重検出手段が支持している状態において、物品を計量台に載荷することによって、誤差を決定するための誤差と傾斜との関係を決定することができる。よって、特別な荷重検出手段支持装置を必要とせず、実際の計量台の特性に応じて誤差を決定することができ、正しい荷重値を測定することができると共に、調整に要する時間を短縮することができる。

本発明の１実施形態の計量器はトラックスケールで、図１に示すように、計量台２を有している。この計量台２は、複数の荷重検出手段、例えば４台のロードセル４によって支持されている。この支持は、計量台４の異なる位置、例えば計量台４の下面の４隅で行われている。

各ロードセル４は、図２に示すように、例えば柱型の起歪体を有するいわゆるロッカーピン型のものであり、この起歪体は、起歪部６を備えている。この起歪部６は、例えばその横断面がほぼ正方形のものである。起歪部６の横断面の中央に、その横断面に対して垂直な方向に荷重が印加されたとき、起歪部６は、上記垂直方向の圧縮力によって圧縮され、かつこの垂直方向に垂直な方向の伸張力によって伸張される。

この圧縮力と伸張力とを検出するために、荷重測定手段、例えば圧縮検出用ストレインゲージ８ａと、伸張検出用ストレインゲージ８ｂとが、起歪部６に貼着されている。即ち、起歪部６の４つの側面には、圧縮方向、即ち上記垂直方向に沿って合計４つのストレインゲージ８ａが貼着され、伸張方向、即ち上記垂直方向に垂直な方向に沿って合計４つのストレインゲージ８ｂが、起歪部６の４つの側面に貼着されている。

これらストレインゲージ８ａ、８ｂは、図３に示すように２つのストレインゲージ８ａを直列に接続した直列回路を対辺として、２つのストレインゲージ８ｂを直列に接続した直列回路を対辺とするホイーストンブリッジ回路１０を構成している。このブリッジ回路１０の対向する１対の頂点間に電圧Ｖが印加され、他の対向する１対の頂点間から出力信号、例えば荷重出力Ｖｗが取り出される。

図１のトラックスケールにおいて、トラック１２が計量台２上に乗ると、トラック１２自体の重量が重い上に、更に荷物をトラック１２が積んでいるので、計量台２が撓み、それに応じて図４（ａ）、（ｂ）に示すようにロードセル４が傾斜することがある。図４（ａ）、（ｂ）では、ロードセル４は１台しか示していないが、実際には４台のロードセル４が傾斜する。この傾斜方向に沿ってロードセル４の起歪部６に曲げモーメントが発生し、起歪部６が湾曲し、起歪部６に曲げ歪が発生する。この曲げ歪によって、各ロードセル４の荷重出力Ｖｗに誤差成分が含まれる。

傾斜方向は、計量台２の撓み方によって異なり、図５に示すように起歪部６の長さ方向の中心を通る軸をｚ軸とすると、このｚ軸の回りの任意の方向にロードセル４は傾斜する。ここでは、ｚ軸に直交し、且つ互いに直交するようにｘ軸とｙ軸とを定めている。具体的には起歪部６の対向する２つの側面に直交し、かつｚ軸にも直交する軸をｘ軸とし、ｘ軸及びｚ軸に直交する軸をｙ軸として、ロードセル４の傾斜方向とｘ軸とがなす角度を傾斜方向の角度αとしている。このとき消磁する曲げ歪みは傾斜方向を表すαの方向に作用し、荷重出力に誤差を与える。

上述した曲げ歪に起因して荷重出力Ｖｗに含まれる誤差を検出するために、曲げ歪検出手段、例えばｘ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ａと、ｙ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ｂとが、起歪部６に設けられている。ｘ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ａは、起歪部６のｘ軸に直交し、かつ互いに対向する２つの側面に、それぞれ貼着されている。また、ｙ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ｂは、起歪部６のｙ軸方向に直交し、かつ互いに対向する２つの側面にそれぞれ貼着されている。これらストレインゲージ１４ａ、１４ｂは、図２に示すように圧縮用ストレインゲージ８ａの上方に、これと同一直線上に位置するように配置されている。

２つのｘ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ａは、図６に示すように、２つのダミー抵抗器１６と共にホイーストンブリッジ回路１８を形成している。このブリッジ回路１８では、ストレインゲージ１４ａがそれぞれダミー抵抗器１６と対辺をなすように配置され、ブリッジ回路１８の対向する１対の頂点間に電圧Ｖが印加され、他方の１対の頂点間から曲げ歪測定信号、例えばｘ軸方向曲げ歪測定信号Ｖｘが取り出される。図示していないが、ｙ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ｂも、ダミー抵抗器と共にホイーストンブリッジ回路２０を構成し、曲げ歪測定信号、例えばｙ軸方向曲げ歪測定信号Ｖｙを出力している。

ｘ軸方向曲げ歪測定信号Ｖｘは、曲げモーメントのｘ軸方向成分を表し、ｙ軸方向曲げ歪測定信号Ｖｙは、曲げモーメントのｙ軸方向成分を表している。従って、両者の比率Ｖｙ／Ｖｘを求めることによって、上記傾斜方向の角度αを求めることができ、傾斜方向の角度αはｔａｎ^−１（Ｖｙ／Ｖｘ）によって表される。また、曲げモーメントＭｎは、傾斜方向の角度αの方向に作用する。この曲げモーメントＭｎに比例した力は、（Ｖｘ^２＋Ｖｙ^２）^１／２によって表される。

曲げモーメントＭｎに比例した力を算出し、デジタルデータとして出力することが可能なように、かつ荷重出力Ｖｗをデジタルデータとするために、ロードセル４には図７に示すような回路が組み込まれている。即ち、ブリッジ回路１０の荷重出力Ｖｗは増幅器２２によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器２４によってデジタル荷重出力ＤＶｗに変換される。またブリッジ回路１８のｘ軸方向曲げ歪測定信号Ｖｘ、ブリッジ回路２０のｙ軸方向曲げ歪測定信号Ｖｙは増幅器２６、２８によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器３０、３２によってデジタルｘ軸方向曲げ歪測定信号ＤＶｘ、デジタルｙ軸方向曲げ歪測定信号ＤＶｙに変換され、入出力回路３４を介して演算手段、例えばＣＰＵ３６に供給され、曲げモーメントＭｎに比例した力が、（Ｖｘ^２＋Ｖｙ^２）^１／２によって算出される。

このように曲げモーメントを決定することができるので、これとロードセル４の荷重出力Ｖｗに含まれる誤差成分との関係を予め調査し、ロードセル４の使用時に生じる曲げモーメントの大きさを決定し、曲げモーメントＭｎの大きさに対応する曲げ歪み量を基に誤差成分の補償を、メモリ３６に記憶したプログラムに従ってＣＰＵ３８によって行うことが可能である。しかし、この方法では、ロードセル４を製造した際に、１台ずつ適切な試験機にロードセル４をセットして、予め定めた大きさの各種傾斜量を与えながら、予定した大きさの各種の負荷荷重を与えた状態で、それぞれ傾斜量に対応した曲げ歪み量とロードセル４のデジタル荷重出力ＤＶｗとの関係を記録し、記録した値から補償のための関数を作成する必要がある。特に、試験機においてロードセル４が実際に計量台２に装着されている状態と等価とし、しかも試験機に取り付けたことによって荷重出力Ｖｗに影響がでないように、試験機を構成することは難しく、また、試験作業も面倒である。また、ロードセル４を製造した時点で個別に上記関数を作成することは、ロードセルを用いたトラックスケールのコストアップとなる。

そこで、この実施形態では、計量台２に各ロードセル４を取り付けた状態で、計量台２上に重量が既知の物体、例えば分銅を載せ、そのときに生じた各ロードセル４のデジタル荷重出力ＤＶｗと曲げ歪み量とを、図８に示すように、重量指示計４０に伝送するように構成し、重量指示計４０において、傾斜と誤差との関係を定めるように構成してある。

なお、重量指示計４０は、各ロードセル４からのデジタル荷重出力ＤＶｗや曲げ歪み量を受ける入出力回路４２と、入出力回路４２からデジタル荷重出力ＤＶｗや曲げ歪み量を受けて演算処理する演算手段、例えばＣＰＵ４４と、ＣＰＵ４４に行わせる処理プログラムや処理に伴うデータを記憶している記憶手段、例えばメモリ４６と、処理に伴う指示を入出力回路４２を介してＣＰＵ４４に与える入力部４８と、処理の途中のデータや処理結果をＣＰＵ４４から入出力回路４２を介して受けて表示する表示部５０とを備えている。

上記の関係を定める前提として、各ロードセル４には、通常のロードセルと同様に、スパン調整とリニア補償とが行われている。スパン調整とリニア補償とが行われた各ロードセル４を計量台２に取り付けた状態で、計量器としてのリニア及びスパン調整が行われる。

その後に、入力部４８を操作して、ＣＰＵ４４を傾斜誤差調整モードとする。この傾斜誤差調整モードにおいて、図４に示したトラックスケールが例えば最大容量が４０ｔであるとすると、計量台２に１０ｔ、２０ｔ、３０ｔ、４０ｔの分銅が順に積載される。分銅が搭載されるごとに、各ロードセル４からデジタル荷重出力ＤＶｗと曲げ歪み量とが重量指示計４０に供給される。

これら分銅の４つの重量に対応させて、ｍを１、２、３、４とする。分銅ｍを載荷時の各ロードセル４のデジタル荷重出力ＤＶｗをｗ１ｍ、ｗ２ｍ、ｗ３ｍ、ｗ４ｍ（例えば分銅重量が１０ｔの場合、ｗ１１、ｗ２１、ｗ３１、ｗ４１）と、曲げ歪み量をｉ１ｍ、ｉ２ｍ、ｉ３ｍ、ｉ４ｍ（例えば分銅重量が１０ｔの場合、ｉ１１、ｉ２１、ｉ３１、ｉ４１）とする。

分銅を載荷するごとに、ＣＰＵ４４は、荷重合計値Ｗａｍ＝ｗ１ｍ＋ｗ２ｍ＋ｗ３ｍ＋ｗ４ｍと、曲げ歪み量の合計値Ｉａｍ＝ｉ１ｍ＋ｉ２ｍ＋ｉ３ｍ＋ｉ４ｍとを、それぞれ求め、さらにＩａｍから、曲げ歪み量の代表値として例えば平均値Ｉａａｍ（＝Ｉａｍ／４）を求める。これら求められた値は、表示部５０に表示される。

そして、ＣＰＵ４４は、入力部４８からの指示によって、Ｗａｍの値の正しい分銅重量に対する誤差ｅｍ（例えば分銅重量が１０ｔの場合、ｅ１）を求める。即ち、ｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４の値と、これら誤差に対応した平均値Ｉａａ１、Ｉａａ２、Ｉａａ３、Ｉａａ４とに基づいて、任意の負荷荷重Ｗｘが計量台２上に載荷されたときの誤差Ｅｘをそのときの曲げ歪み量の平均値Ｉａａｘによって求めることができる補償関数Ｅｘ＝ｆ（Ｉａａｘ）をＣＰＵ４４が定める。

例えば（０、０）、（ｅ１、Ｉａａ１）、（ｅ２、Ｉａａ２）、（ｅ３、Ｉａａ３）、（ｅ４、Ｉａａ４）の座標を通る３次関数としてＥｘ＝ｆ（Ｉａａｘ）を定める。具体的には、Ｅｘ＝Ｙ、Ｉａａｘ＝Ｘ、係数ｐ１、ｐ２、ｐ３として、
Ｙ＝ｐ１・Ｘ^３＋ｐ２・Ｘ^２＋ｐ３・Ｘ
に（ｅ１、Ｉａａ１）、（ｅ２、Ｉａａ２）、（ｅ３、Ｉａａ３）、（ｅ４、Ｉａａ４）を代入して３元１次方程式を解いて、係数ｐ１、ｐ２、ｐ３を決定してＥｘを定める。使用するデータの数によっては最小自乗法を用いて係数ｐ１、ｐ２、ｐ３を定めてもよい。

或いは、（０、０）、（ｅ１、Ｉａａ１）を通る直線、（ｅ１、Ｉａａ１）、（ｅ２、Ｉａａ２）を通る直線、（ｅ２、Ｉａａ２）、（ｅ３、Ｉａａ３）を通る直線、（ｅ３、Ｉａａ３）、（ｅ４、Ｉａａ４）を通る直線それぞれを表す４つの１次関数の係数をそれぞれ定め、これら１次関数の組合せとして補償関数Ｅｘを定めることもできる。

或いは、（０、０）、（ｅ１、Ｉａａ１）、（ｅ４、Ｉａａ４）の座標を通る２次関数として補償関数Ｅｘを決定してもよい。この場合、Ｅｘ＝Ｙ、Ｉａａｘ＝Ｘ、係数ｐ１、ｐ２として、
Ｙ＝ｐ１・Ｘ^２＋ｐ２・Ｘ
とする。

実際には、ロードセル４ごとに誤差を検出することが望ましいが、複数個のロードセル４を計量台２に組み込んだ状態では、計量台２上の負荷荷重が、各ロードセル４にどれだけの比率で分配されているか正確には判断できず、ロードセル４ごとに誤差を正確に求めることができない。そこで、ロードセル４のデジタル荷重出力ＤＶｘの合計値Ｗａｍと載荷された分銅の重量との誤差ｅｍと、各ロードセル４の曲げ歪み量の平均値との関係を求めている。補償関数Ｅｘを決定するＣＰＵ４４が誤差決定手段に相当する。

なお、同じ分銅を計量台２上に載荷する場合でも、その載荷位置によって各ロードセル４の傾斜姿勢が異なるので、同じ分銅でも載荷位置によってＩａａｘの値は異なる。従って、補償関数Ｅｘを定める際、同じ荷重の分銅であっても、計量台２上への積載位置を変更して、Ｉａａｘを測定し、多くの測定データを集めることが補償精度を高める上では望ましい。

そこで、この実施形態では、図９（ａ）に示すように、まず異なる荷重の分銅を計量台２上の異なる位置に載荷する。すなわち、１０ｔの分銅は計量台２の中央付近の載荷位置ａに載荷する。２０ｔの分銅は、載荷位置ａに近接する計量台２の中央付近の載荷位置ｂに載荷する。３０ｔの分銅は計量台２の一端付近の載荷位置ｃに載荷する。４０ｔの分銅は他端付近の載荷位置ｄに載荷する。その上で、同図（ｂ）に示すように軽い分銅である１０ｔ、２０ｔの分銅を載荷位置ｃ、ｄにも載荷したり、同図（ｃ）に示すように載荷位置ａ、ｂよりも更に中央に近い２つの位置ａ’、ｂ’にも１０ｔ、２０ｔの分銅を載荷したりする。これらによって得られたデータに基づいて、上述したように補償関数Ｅｘを定める。

実際に使用する際のデジタル荷重出力の合計値をＷａｘ、曲げ歪み量の平均値をＩａａｘとすると、補償関数Ｅｘはｆ（Ｉａａｘ）で表されるので、ＣＰＵ４４は、誤差の補償式Ｗｃを
Ｗｃ＝Ｗａｘ−ｆ（Ｉａａｘ）
と決定し、メモリ４６に記憶する。

この補償関数Ｅｘの決定は、トラックスケールのような計量器において必ず必要な計量器としてのスパン調整及びリニア調整を行った後に、これら調整と同様な感覚で行え、特別な試験機等は不要である。

入力部４８の操作によって使用モードの指示がＣＰＵ４４に与えられた状態で、未知の荷重のトラックが計量台２に載ると、各ロードセル４は、デジタル荷重出力と曲げ歪み量とを重量指示計４０に送信する。重量指示計４０のＣＰＵ４４は、各ロードセル４からのデジタル荷重出力をｗ１ｘ、ｗ２ｘ、ｗ３ｘ、ｗ４ｘとし、各ロードセル４からの傾斜角度αをｉ１ｘ、ｉ２ｘ、ｉ３ｘ、ｉ４ｘとすると、
Ｗａｘ＝ｗ１ｘ＋ｗ２ｘ＋ｗ３ｘ＋ｗ４ｘ
Ｉａｘ＝ｉ１ｘ＋ｉ２ｘ＋ｉ３ｘ＋ｉ４ｘ
Ｉａａｘ＝Ｉａｘ／４
の演算を行い、このＩａａｘとＷａｘとを上述した誤差補償式に代入して、誤差補償した計量台２上の物品重量を算出し、表示部５０に表示する。ＣＰＵ４４が補正手段に相当する。

上記の実施の形態では、各ロードセル４から重量指示計４０にデジタル荷重出力と曲げ歪み量とをそれぞれ送信したが、ロードセル４や重量指示計４０のＣＰＵ３８、４４の能力の都合で、使用モードでは各ロードセル４から荷重信号のみしか重量指示計４０に送信できないことがある。この場合には、調整モードにおいて重量指示計４０で求めた補償関数Ｅｘ＝ｆ（Ｉａａｘ）を
ｅｘ＝Ｅｘ／４
に修正して、各ロードセル４のＣＰＵ３８に転送し、メモリ３６に記憶させる。

使用モードにおいて、各ロードセル４では、未知の物品が計量台２に載荷されたときの当該ロードセル４のデジタル荷重出力をｗｎｘ、曲げ歪み量をｉｎｘとすると、当該ロードセル４での誤差の影響は、全体の誤差Ｅｘの１／４と判断して、ｅｘにおいてＩａａｘに代えてｉｎｘを代入して、推定誤差を求める。そして、ｗｎｘからｅｘを減算して、補償を行う。この補償済みのデジタル荷重信号を重量指示計４０に伝送する。重量指示計４０では、各ロードセル４から伝送されてき補償済みのデジタル荷重信号を合計して、未知の物品の重量を推定し、表示部５０に表示する。

このようにすると、使用モードにおいて各ロードセル４から重量指示計４０に伝送するデータ数を減少させることができる。使用モードでは、各ロードセル４から重量指示計４０には、ロードセル４の故障診断データ等も伝送する必要があることがあり、できるだけ各ロードセル４からの送信データ数を少なくすることができれば、重量指示計４０のＣＰＵ４４の負担が少なくなる。

上記の実施の形態では、各ロードセル４の起歪体６にｘ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ａ、ｙ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ｂを設けて、起歪体６の曲げモーメントによる曲げ歪を検出したが、特開２００１−２５５２１６号公報に開示されているように起歪体の正規姿勢からの傾斜角度θを測定する傾斜角検出センサを起歪体に設け、この傾斜角検出センサの検出した傾斜角度を使用することもできる。

上記の実施の形態では、４台のロードセル４を使用したが、その台数は２台以上であれば任意に変更することができる。また、各ロードセル４の曲げ歪み量の平均値を代表値として使用したが、これに限ったものではなく、例えば各曲げ歪み量の最大値、最小値、中央値、モードのうちいずれかを使用することもできる。また、上記の実施の形態では、各ロードセルの起歪体には起歪部６の横断面形状が正方形のものを示したが、これに限ったものではなく、図１０に示すように起歪部６ａの横断面形状が円形の起歪体を使用することもできる。この場合、ｘ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ａは、起歪部６ａの中心に沿って考えたｚ軸に直交するｘ軸と起歪部６ａの交点位置にそれぞれ設け、ｙ軸方向曲げ歪検出用ストレインゲージ１４ｂは、ｚ軸及びｘ軸と直交するｙ軸と起歪部６ａとの交点位置にそれぞれ設ける。

本発明の１実施形態のトラックスケールの底面図である。 図１のトラックスールに使用しているロードセルの部分破断斜視図である。 図２のロードセルの荷重検出用ストレインゲージによって構成したホイーストンブリッジ回路の回路図である。 図１のトラックスケールの計量台上にトラックが載った状態の側面図及び正面図である。 図２のロードセルの平面図である。 図２のロードセルのＸ軸歪検出用ストレインゲージによって構成したホイーストンブリッジ回路の回路図である。 図２のロードセルのブロック図である。 図１のトラックスケールのブロック図である。 図１のトラックスケールにおける分銅の載荷位置を示す図である。 図１のトラックスケールに使用する他のロードセルの平面図である。

符号の説明

２ 計量台
４ ロードセル（荷重検出手段）
４０ 重量指示計（誤差決定手段、補正手段）

Claims (10)

1. 計量台と、
   柱型の起歪体にストレインゲージを貼着してなり、前記計量台上に物品が載荷されたとき、前記起歪体が傾斜することがあるように前記起歪体が前記計量台を支持し、前記計量台上に物品が載荷されたことによる前記起歪体の傾斜に基づいて前記ストレインゲージの出力信号に誤差を含む複数の荷重検出手段と、
   前記計量台に既知の荷重が載荷されたときの前記各ストレインゲージの出力信号の合計値と前記既知の荷重との差と、前記計量台上への前記既知の荷重が載荷されたことによる前記各荷重検出手段の傾斜とに基づいて、前記各荷重検出手段の出力信号の合計値に含まれる誤差と前記各傾斜に基づく傾斜情報との関係を、前記傾斜情報を引数として表す誤差決定手段とを、
   具備し、前記各荷重検出手段は、型式が同一であっても前記誤差と前記傾斜との関係が異なるものであり、前記傾斜情報が前記傾斜の方向に沿って前記起歪体に発生した曲げモーメントの大きさに対応する曲げ歪み量である計量器における傾斜誤差決定装置。
2. 請求項１記載の傾斜誤差決定装置を備えた計量器であって、前記計量台に荷重が未知の物品が載荷されたとき、前記各荷重検出手段の傾斜に基づく傾斜情報を前記誤差決定手段に入力して算出された誤差で、前記各荷重検出手段の出力信号の合計値を補正する補正手段を有する計量器。
3. 請求項１記載の傾斜誤差決定装置を備えた計量器であって、
   前記計量台に荷重が未知の物品が載荷されたとき、前記各荷重検出手段の傾斜に基づく傾斜情報を前記誤差決定手段に入力して算出された誤差に関連する値で、前記各荷重検出手段の出力信号を個別に補正する補正手段と、
   補正された各出力信号の合計値を算出する算出手段とを、
   具備する計量器。
4. 請求項１記載の傾斜誤差決定装置または請求項２若しくは３記載の計量器において、前記傾斜情報として、前記各荷重検出手段の傾斜を検出するように設けられた複数の傾斜検出手段の出力信号の代表値を使用する傾斜誤差決定装置または計量器。
5. 請求項４記載の傾斜誤差決定装置または計量器において、前記代表値が平均値である傾斜誤差決定装置または計量器。
6. 柱型の起歪体にストレインゲージを貼着してなり、傾斜姿勢に応じて前記ストレインゲージからの荷重出力信号に誤差を生じる複数の荷重検出手段によって支持されている計量台に、既知の荷重の物品を載荷し、
   前記既知の荷重の物品の載荷時の前記各荷重検出手段の荷重出力信号の合計値と前記既知の荷重との差を算出し、この差と前記既知の荷重の物品の載荷時の前記各荷重検出手段の傾斜による傾斜情報とに基づいて、前記各荷重検出手段の出力信号の合計値に含まれる誤差と傾斜情報との関係を、前記傾斜情報を引数として表す関数を決定し、前記各荷重検出手段は、型式が同一であっても前記誤差と前記傾斜との関係が異なるものであり、前記傾斜情報が、前記傾斜の方向に沿って前記起歪体に発生した曲げモーメントの大きさに対応する曲げ歪み量である
   計量器における傾斜誤差決定方法。
7. 請求項６記載の傾斜誤差決定方法によって決定された前記関数を使用する計量方法であって、
   前記計量台上に荷重が未知の物品を載荷し、
   前記荷重が未知の物品の載荷時の前記各荷重検出手段の傾斜を測定し、
   測定された傾斜に基づく傾斜情報を前記関数に引数として供給して、誤差を算出し、
   算出された誤差で、前記各荷重検出手段の荷重出力信号の合計値を補正する
   計量方法。
8. 請求項６記載の傾斜誤差決定方法によって決定された前記関数を使用する計量方法であって、
   前記計量台上に荷重が未知の物品を載荷し、
   そのときの前記荷重検出手段の傾斜を測定し、
   測定された傾斜に基づく傾斜情報を前記関数に引数として供給して、誤差を算出し、
   算出された誤差に関連する値で、前記各荷重検出手段の荷重出力信号を補正し、
   補正された各荷重出力信号の合計値を算出する
   計量方法。
9. 請求項６記載の傾斜誤差決定方法または請求項７若しくは８記載の計量方法において、前記傾斜情報は、前記各荷重検出手段の傾斜を検出するように設けられた複数の傾斜検出手段の出力信号の代表値によって表される誤差決定方法または計量方法。
10. 請求項９記載の傾斜誤差決定方法または計量方法において、前記代表値が平均値である誤差決定方法または計量方法。

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