JP5139013B2 - 荷重検出器のクリープ誤差補償装置および方法、ならびにクリープ回復誤差補償装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷重が印加されたときにクリープ現象を生じ、荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ現象によるクリープ誤差を補償する補償装置および方法、ならびにクリープ回復現象によるクリープ回復誤差を補償する補償装置および方法、に関する。

この種の従来技術として、例えば特許文献１に開示されたものがある。この従来技術によれば、荷重検出器、例えばロバーバル型（ダブルビーム型または平行ビーム型とも言う。）のロードセル、に荷重が印加されると、当該ロードセル（厳密には起歪体）は、印加された荷重の大きさに応じた撓みを生じ、併せてクリープ現象を生じる。そして、荷重が除去されると、ロードセルは、元の状態に戻り、その際、クリープ回復現象を生じる。これによって、ロードセル（厳密には４組のストレインゲージがブリッジ接続されたブリッジ出力回路）から出力される荷重信号ｆ（ｔ）（ｔ；時間）に、図１２に示すようなクリープ誤差およびクリープ回復誤差が現れる、とされている。

具体的には、或る時点ｔ０においてロードセルに荷重が印加されると、荷重信号ｆ（ｔ）は、直ちに当該ロードセルの初期撓み量に応じた初期荷重値ｆ（ｔ０）にまで立ち上がり、その後、クリープ現象によって時間ｔの経過と共に徐々に増大し、つまり漸増するクリープ誤差を生じ、最終的に一定の最終荷重値ｆ（∞）に落ち着く。そして、時点ｔ１０においてロードセルから荷重が除去されると、荷重信号ｆ（ｔ）は、まず当該ロードセルの初期戻り量に応じた荷重値Δｆ（ｔ１０）分だけ立ち下がり、その後、クリープ回復現象によって時間ｔの経過と共に徐々に減少し、つまり漸減するクリープ回復誤差を生じ、最終的にゼロになる。

ここで、ロードセルに荷重が印加されたときのクリープ誤差を含む荷重信号ｆ（ｔ）は、次の式１によって表されることが、従来技術（特許文献１）で引用されている特許文献２に開示されている。

《式１》
ｆ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）・［１＋β１・｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）｝］

なお、この式１において、β１は、クリープ係数であり、次の式２によって表される。

《式２》
β１＝｛ｆ（∞）−ｆ（ｔ０）｝／ｆ（ｔ０）

この式２からも分かるように、クリープ係数β１は、荷重（初期撓み量）の大きさに応じたクリープ誤差の最大値（＝ｆ（∞）−ｆ（ｔ０））を初期荷重値ｆ（ｔ０）によって無次元化したものである。

そして、式１におけるτ１は、クリープ誤差の時定数であり、クリープ係数β１を絡めた次の式３によって表される。

《式３》
｛ｄｆ／ｄｔ｝_ｔ＝ｔ０＝β１／τ１

従来技術では、クリープ誤差を含む荷重信号ｆ（ｔ）が、この式１の指数関数式に従うことを前提として、当該クリープ誤差が補償される。

一方、ロードセルから荷重が除去されたときのクリープ回復誤差を含む荷重信号ｆ（ｔ）は、従来技術には明記されていないが、次の式４によって表される。

《式４》
ｆ（ｔ）＝Δｆ（ｔ１０）・β２・ｅｘｐ（−ｔ／τ２）

なお、この式４において、β２は、クリープ回復係数であり、次の式５によって表される。

《式５》
β２＝｛ｆ（∞）−Δｆ（ｔ１０）｝／Δｆ（ｔ１０）

この式５からも分かるように、クリープ回復係数β２は、荷重（初期戻り量）の大きさに応じたクリープ回復誤差の最大値（＝ｆ（∞）−Δｆ（ｔ１０））を初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）によって無次元化したものである。

そして、式４におけるτ２は、クリープ回復誤差の時定数であり、クリープ回復係数β２を絡めた次の式６によって表される。

《式６》
｛ｄｆ／ｄｔ｝_{ｔ＝ｔ１０}＝−β２／τ２

このような式４によって表される荷重信号ｆ（ｔ）は、クリープ回復誤差そのものであり、従来技術では、このクリープ回復誤差そのものである荷重信号ｆ（ｔ）が、当該式４の指数関数式に従うことを前提として、クリープ回復誤差が補償される。

特開平１１−２５７３号公報 特開平４−１２２２１号公報

ところが、ロードセルに荷重が印加されたときの荷重信号ｆ（ｔ）を詳細に観察すると、図１３に実線の曲線１００で示すように、或る時点ｔｐを境にして、その傾き（単位時間当たりの変化量）が急激に変化することが、判明した。具体的には、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯においては、荷重信号ｆ（ｔ）は、比較的に大きな傾きで、かつ時間ｔの経過と共に当該傾きが徐々に小さくなるように、推移する。そして、時点ｔｐにおいて、荷重信号ｆ（ｔ）の傾きが急激に小さくなり、それ以降、当該傾きは時間ｔの経過と共により一層徐々に小さくなる。このような推移を経て、荷重信号ｆ（ｔ）は、上述の如く最終的に最終荷重値ｆ（∞）に到達する。

従って、例えば、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯における荷重信号ｆ（ｔ）の推移に基づいて上述の式１のクリープ係数β１および時定数τ１が決定される、つまり荷重信号ｆ（ｔ）の特性が同定される、とすると、当該荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯においては、正確なクリープ誤差補償が実現されるが、時点ｔｐ以降の時間帯においては、同定された荷重信号ｆ（ｔ）の特性が、図１３に一点鎖線の曲線１０２で示すように、実際の特性１００と乖離するため、正確なクリープ誤差補償が実現されなくなる。一方、時点ｔｐ以降、例えば当該時点ｔｐよりも十分に後、の時間帯における荷重信号ｆ（ｔ）の推移に基づいて当該荷重信号ｆ（ｔ）の特性が同定されると、同定された特性は、図１３に二点鎖線の曲線１０４で示すように、時点ｔｐを含む荷重印加時点ｔ０に近い時間帯において、実際の特性１００と大きく懸け離れるため、この時間帯で正確なクリープ誤差補償が実現されない。

即ち、従来技術では、荷重印加時点ｔ０から荷重信号ｆ（ｔ）が最終荷重値ｆ（∞）に到達するまで、言い換えればクリープ誤差が完全に収束するまで、の一連の時間帯にわたって、当該クリープ誤差を正確に補償することができない。このことは、ロードセルから荷重が除去された後も、同様である。つまり、従来技術では、荷重除去時点ｔ１０からクリープ回復誤差が完全に収束するまで、例えば荷重信号ｆ（ｔ）がゼロに到達するまで、の一連の時間帯にわたって、当該クリープ回復誤差を正確に補償することもできない。

そこで、本発明は、荷重検出器に荷重が印加されてからクリープ誤差が完全に収束するまでの一連の時間帯にわたって当該クリープ誤差を正確に補償することができるクリープ誤差補償装置および方法を提供することを、目的とする。

また、荷重が除去されてからクリープ回復誤差が完全に収束するまでの一連の時間帯にわたって当該クリープ回復誤差を正確に補償することができるクリープ回復誤差補償装置および方法を提供することも、本発明の目的とするところである。

この目的を達成するために、本発明のうちの第１発明は、荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ現象によるクリープ誤差を時間の関数である第１関数式に基づいて補償するクリープ誤差補償装置において、互いに異なる複数の第１関数式が記憶された第１記憶手段を、備える。さらに、荷重検出器に荷重が印加された時点を荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定手段と、この荷重印加時点特定手段によって特定された荷重印加時点を基点とする時間の経過に従ってクリープ誤差の補償に用いる第１関数式を変更する第１変更手段と、を具備することを特徴とする。

即ち、本第１発明のクリープ誤差補償装置によれば、互いに異なる複数の第１関数式が、予め第１記憶手段に記憶されている。ここで、荷重検出器に荷重が印加されると、この荷重検出器から出力される荷重信号に基づいて、荷重印加時点特定手段が、当該荷重検出器に荷重が印加された時点を特定する。そして、この荷重印加時点特定手段によって特定された荷重印加時点を基点とする時間の経過に従って、第１変更手段が、クリープ誤差の補償演算に用いる第１関数式を変更する。ゆえに、荷重印加時点を基点とする時間の経過と共にクリープ誤差の特性が変化したとしても、この変化に応じて実際に補償演算に用いられる第１関数が適宜に変更されるので、クリープ誤差が正確に補償される。

なお、本第１発明においては、荷重印加時点に近い時間帯に用いられる第１関数式ほど、単位時間当たりのクリープ誤差補償量の変化量が大きいことが、望ましい。荷重印加時点に近い時間帯ほど、単位時間当たりのクリープ誤差の変化量が大きいからである。

また、少なくとも一部の第１関数式は、指数関数式であってもよい。

この場合、互いに時定数の異なる複数の指数関数式が用意され、荷重印加時点に近い時間帯に用いられる指数関数式ほど、時定数の値が小さくなるようにしてもよい。

さらに、少なくとも一部の第１関数式は、２次以上の高次間数式であってもよい。

続いて、本発明のうちの第２発明は、第１発明に対応する方法発明であり、即ち、荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ現象によるクリープ誤差を時間の関数である第１関数式に基づいて補償するクリープ誤差補償方法において、互いに異なる複数の第１関数式を備え、荷重検出器に荷重が印加された時点を荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定過程と、この荷重印加時点特定過程で特定された荷重印加時点を基点とする時間の経過に従ってクリープ誤差の補償に用いる第１関数式を変更する第１変更過程と、を具備することを特徴とする。

そして、第３発明は、荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差を時間の関数である第２関数式に基づいて補償するクリープ回復誤差補償装置において、互いに異なる複数の第２関数式が記憶された第２記憶手段を、備える。さらに、荷重検出器から荷重が除去された時点を荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定手段と、この荷重除去時点特定手段によって特定された荷重除去時点を基点とする時間の経過に従ってクリープ回復誤差の補償に用いる第２関数式を変更する第２変更手段と、を具備することを特徴とする。

即ち、本第３発明のクリープ回復誤差補償装置によれば、互いに異なる複数の第２関数式が、予め第２記憶手段に記憶されている。ここで、荷重検出器から荷重が除去されると、この荷重検出器から出力される荷重信号に基づいて、荷重除去時点特定手段が、当該荷重検出器から荷重が除去された時点を特定する。そして、この荷重除去時点特定手段によって特定された荷重除去時点を基点とする時間の経過に従って、第２変更手段が、クリープ回復誤差の補償演算に用いる第２関数式を変更する。ゆえに、荷重除去時点を基点とする時間の経過と共にクリープ回復誤差の特性が変化したとしても、この変化に応じて実際に補償演算に用いられる第２関数が適宜に変更されるので、クリープ回復誤差が正確に補償される。

なお、本第３発明において、荷重除去時点に近い時間帯に用いられる第２関数式ほど、単位時間当たりのクリープ回復誤差補償量の変化量が大きいことが、望ましい。荷重除去時点に近い時間帯ほど、単位時間当たりのクリープ回復誤差の変化量が大きいからである。

また、少なくとも一部の第２関数は、指数関数式であってもよい。

この場合、互いに時定数の異なる複数の指数関数式が用意され、荷重除去時点に近い時間帯に用いられる指数関数式ほど、時定数の値が小さくなるようにしてもよい。

さらに、少なくとも一部の第２関数式は、２次以上の高次関数式であってもよい。

第４発明は、第３発明に対応する方法発明であり、即ち、荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差を時間の関数である第２関数式に基づいて補償するクリープ回復誤差補償方法において、互いに異なる複数の第２関数式を備え、荷重検出器から荷重が除去された時点を荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定過程と、この荷重除去時点特定過程で特定された荷重除去時点を基点とする時間の経過に従ってクリープ回復誤差の補償に用いる第２関数式を変更する第２変更過程と、を具備することを特徴とする。

上述したように、本発明のうちの第１発明のクリープ誤差補償装置によれば、荷重印加時点を基点とする時間の経過に従って、実際にクリープ誤差の補償演算に用いられる第１関数式が適宜に変更される。ゆえに、荷重印加時点を基点とする時間の経過と共にクリープ誤差の特性が変化したとしても、この変化に応じて当該クリープ誤差が正確に補償される。つまり、従来技術とは異なり、ロードセルに荷重が印加されてからクリープ誤差が完全に収束するまでの一連の時間帯にわたって正確に当該クリープ誤差を補償することができる。

第２発明は、第１発明に対応する方法発明であるので、この第２発明によっても、第１発明と同様の効果が得られる。

第３発明のクリープ回復誤差補償装置によれば、荷重除去時点を基点とする時間の経過に従ってクリープ回復誤差の補償演算に用いられる第２関数式が適宜に変更される。ゆえに、荷重除去時点を基点とする時間の経過と共にクリープ回復誤差の特性が変化したとしても、この変化に応じて当該クリープ回復誤差が正確に補償される。つまり、従来技術とは異なり、荷重が除去されてからクリープ回復誤差が完全に収束するまでの一連の時間帯にわたって正確に当該クリープ回復誤差を補償することができる。

第４発明は、第３発明に対応する方法発明であるので、この第４発明によっても、第３発明と同様の効果が得られる。

本発明が適用された計量器１０の一実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。

本実施形態に係る計量器１０は、図１に示すように、荷重検出器としてのロードセル１２を備えている。このロードセル１２は、従来技術におけるのと同様のロバーバル型のものであり、これに荷重が印加されると、印加された荷重の大きさに応じた電圧のアナログ荷重信号ｆ（ｔ）を出力する。このアナログ荷重信号ｆ（ｔ）は、増幅回路１４によって増幅処理を施された後、Ａ／Ｄ変換回路１６に入力される。

Ａ／Ｄ変換回路１６は、入力されたアナログ荷重信号ｆ（ｔ）を、所定のサンプリング周期Ｔでサンプリングすることによって、ディジタル荷重信号ｆ（ｎＴ）に変換する。なお、サンプリング周期Ｔは、Ｔ＝数［ｍｓ］程度であり、例えばＴ＝１［ｍｓ］である。そして、このＡ／Ｄ変換回路１６によって変換されたディジタル荷重信号ｆ（ｎＴ）は、入出力インタフェース回路１８を介して、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）２０に入力される。

ＣＰＵ２０は、入出力インタフェース回路１８経由で入力されたディジタル荷重信号ｆ（ｎＴ）に基づいて、ロードセル１２に印加された荷重の大きさを算出する。そして、算出結果を、表示手段としてのディスプレイ２２に表示する。なお、ディスプレイ２２は、入出力インタフェース回路１８を介して、ＣＰＵ２０に接続されている。また、ＣＰＵ２０には、命令入力手段としての操作キー２４も、入出力インタフェース回路１８を介して、接続されている。さらに、ＣＰＵ２０には、記憶手段としてのメモリ回路２６も接続されており、このメモリ回路２６には、ＣＰＵ２０の動作を制御するための制御プログラムが記憶されている。

ところで、本実施形態においても、ロードセル１２に荷重が印加されたときに、クリープ現象が生じ、これによって、荷重信号ｆ（ｔ）（およびｆ（ｎＴ））にクリープ誤差が現れる。そして、ロードセル１２から荷重が除去されたときには、クリープ回復現象が生じ、これによって、荷重信号ｆ（ｔ）にクリープ回復誤差が現れる。これらのクリープ誤差およびクリープ回復誤差を補償するべく、本実施形態では、次のようなクリープ誤差補償機能およびクリープ回復誤差補償機能が、設けられている。

まず、クリープ誤差補償機能について、説明する。

ロードセル１２に荷重が印加されたときの荷重信号ｆ（ｔ）を詳細に観察すると、上述の図１３を参照して説明したように、或る時点ｔｐを境にして、その傾きが急激に変化する。具体的には、改めて図２に実線の曲線３０で示すように、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯においては、荷重信号ｆ（ｔ）は、比較的に大きな傾きで、かつ時間ｔの経過と共に当該傾きが徐々に小さくなるように、推移する。そして、時点ｔｐにおいて、荷重信号ｆ（ｔ）の傾きが急激に小さくなり、それ以降、当該傾きは時間ｔの経過と共により一層徐々に小さくなる。このような推移を経て、荷重信号ｆ（ｔ）は、最終的に最終荷重値ｆ（∞）に到達する。なお、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間Ｔｐは、ロードセル１２の大きさや構造等の諸特性によって異なるが、概ね数［ｓ］〜数十［ｓ］程度であり、少なくとも後述する振動成分４０（図７参照）が減衰するのに要する時間よりも長い。

ここで、例えば、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯における荷重信号ｆ（ｔ）の特性を、時点ｔｐ以降の時間帯にまで延長する、と仮定する。この場合、荷重信号ｆ（ｔ）は、図２に一点鎖線の曲線３２で示すような指数関数的な特性を示す、と推察される。一方、時点ｔｐ以降の時間帯における荷重信号ｆ（ｔ）の特性を時点ｔｐよりも前の時間帯にまで延長する、と仮定すると、荷重信号ｆ（ｔ）は、図２に二点鎖線の曲線３４で示すような指数関数的な特性を示す、と推察される。つまり、荷重信号ｆ（ｔ）は、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯においては一点鎖線の曲線３２で示される特性に従って推移し、時点ｔｐ以降の時間帯においては二点鎖線の曲線３４で示される特性に従って推移する、と考えることができる。

その一方で、上述した式１を展開すると、荷重信号ｆ（ｔ）は、次の式７のように表される。

《式７》
ｆ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）＋ｆ（ｔ０）・β１・｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）｝
＝ｆ（ｔ０）＋ｃ１（ｔ）
ｗｈｅｒｅ ｃ１（ｔ）＝ｆ（ｔ０）・β１・｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）｝

この式７において、ｃ１（ｔ）は、クリープ誤差を意味する。つまり、荷重信号ｆ（ｔ）は、初期荷重値ｆ（ｔ０）にクリープ誤差ｃ１（ｔ）を足し合わせたものである。そして、このクリープ誤差ｃ１（ｔ）は、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯と、時点ｔｐ以降の時間帯とで、互いに異なる。従って、クリープ誤差ｃ１（ｔ）を補償するには、それぞれの時間帯ごとにクリープ誤差ｃ１（ｔ）の特性を同定して、当該時間帯ごとにそれぞれの同定結果を荷重信号ｆ（ｔ）から差し引けばよい。そこで、本実施形態では、それぞれの時間帯ごとのクリープ誤差ｃ１（ｔ）の特性を同定するべく、事前の調整作業が行われる。

事前の調整作業においては、ロードセル１２が、長時間にわたって、例えば少なくとも３０分間以上にわたって、無負荷状態とされる。そして、この無負荷状態にあるロードセル１２に、大きさが既知のテスト荷重が印加される。これによって、図２に示したのと同様の荷重信号ｆ（ｔ）（およびｆ（ｎＴ））が得られる。なお、テスト荷重の大きさは、ロードセル１２の定格荷重以下であればよく、例えば当該定格荷重と等しいかこれに近いのが、望ましい。

さらに、このテスト荷重の印加によって得られた荷重信号ｆ（ｔ）のうち、クリープ誤差ｃ１（ｔ）の成分のみに注目すると、図３のようになる。即ち、クリープ誤差ｃ１（ｔ）は、この図３に実線の曲線３０ａで示すように、時間ｔの経過と共に指数関数的に増大すると共に、時点ｔｐを境にして、その傾きが急激に変化する。具体的には、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯においては、クリープ誤差ｃ１（ｔ）は、図３に一点鎖線の曲線３２ａで示される特性に従って推移する。そして、時点ｔｐ以降の時間帯においては、クリープ誤差ｃ１（ｔ）は、図３に二点鎖線の曲線３４ａで示される特性に従って推移する。なお、この図３における各曲線３０ａ，３２ａおよび３４ａは、それぞれ図２における各曲線３０，３２および３４に対応する。

ここで、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯におけるクリープ誤差ｃ１（ｔ）をｃ１ａ（ｔ）とすると、このクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）は、上述の式７に倣って、次の式８の指数関数式で表される。

《式８》
ｃ１ａ（ｔ）＝Ｃ１・｛１−ｅｘｐ（−ｔａ／τ１１）｝ ； ｔ０≦ｔ＜ｔｐ
ｗｈｅｒｅ ｔａ＝ｔ−ｔ０

この式８において、Ｃ１は、テスト荷重が印加されることによるロードセル１２の最終クリープ量であり、次の式９によって表される。

《式９》
Ｃ１＝ｃ（∞）−ｃ（ｔ０）＝ｆ（∞）−ｆ（ｔ０）
ｗｈｅｒｅ ｃ（ｔ０）＝０

また、この最終クリープ量Ｃ１は、クリープ係数β１との間で、次の式１０のような関係にある。

《式１０》
Ｃ１＝ｆ（ｔ０）・β１

なお、この式１０における初期荷重値ｆ（ｔ０）は、テスト荷重の大きさに対応する。

一方、時点ｔｐ以降の時間帯におけるクリープ誤差ｃ１（ｔ）をｃ１ｂ（ｔ）とすると、このクリープ誤差ｃ１ｂ（ｔ）は、荷重印加時点ｔ０よりも所定期間ΔＴ１だけ前の時点ｔ０’が基点となるので、この時点ｔ０’を基点とする時間ｔの指数関数式として、次の式１１によって表される。

《式１１》
ｃ１ｂ（ｔ）＝Ｃ１・｛１−ｅｘｐ（−ｔｂ／τ１２）｝ ； ｔ≧ｔｐ
ｗｈｅｒｅ ｔｂ＝ｔ−（ｔ０−ΔＴ１）

なお、この式１１における時定数τ１２の値は、上述の式８における時定数τ１１の値よりも大きい（τ１２＞τ１１）。また、時点ｔｐにおいて、式８のｃ１ａ（ｔ）の値と式１１のｃ１ｂ（ｔ）の値とが互いに等しいことから、期間ΔＴ１は、次の式１２によって求められる。

《式１２》
ΔＴ１＝（ｔｐ−ｔ０）・｛（τ１２／τ１１）−１｝
∵Ｃ１・｛１−ｅｘｐ（−（ｔｐ−ｔ０）／τ１１）｝＝Ｃ１・｛１−ｅｘｐ（−（ｔｐ−ｔ０＋ΔＴ１）／τ１２）｝

このように荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでのクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）については、時定数τ１１を含む式８によって表され、時点ｔｐ以降のクリープ誤差ｃ１ｂ（ｔ）については、当該時定数τ１１よりも大きい値の時定数τ１２を含む式１１によって表される。そして、それぞれに共通のクリープ係数β１は、式１０で表される関係にある。これら２つの時定数τ１１および１２、ならびにクリープ係数β１は、次の要領で求められる。

即ち、荷重印加時点ｔ０を基点としてｔ＝ｔ０＝０と置き、それぞれの時点ｔにおける荷重信号ｆ（ｔ）の最終荷重値ｆ（∞）からの偏差ｙ（ｔ）が、次の式１３によって求められる。

《式１３》
ｙ（ｔ）＝ｆ（∞）−ｆ（ｔ）

この偏差ｙ（ｔ）は、最終荷重値ｆ（∞）を基準軸としてクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）およびｃ１ｂ（ｔ）を表したものであり、これを図示すると、図４のようになる。つまり、この図４における実線の曲線３０ｂ，一点鎖線の曲線３２ｂおよび二点鎖線の曲線３４ｂは、それぞれ上述の図３における実線の曲線３０ａ，一点鎖線の曲線３２ａおよび二点鎖線の曲線３４ａに対応する。従って、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯における当該偏差ｙ（ｔ）は、次の式１４のように表される。

《式１４》
ｙ（ｔ）＝Ｃ１・｛ｅｘｐ（−１／τ１１）｝^ｔ＝Ｃ１・ａ^ｔ
ｗｈｅｒｅ ａ＝ｅｘｐ（−１／τ１１）

そして、この式１４の両辺の自然対数を取ると、次の式１５のようになる。

《式１５》
ｌｎｙ（ｔ）＝ｌｎＣ１＋ｔ・ｌｎａ

さらに、この式１５において、ｌｎｙ（ｔ）＝Ｙ，ｌｎＣ１＝Ｂ，およびｌｎａ＝Ａと置くと、当該式１５は、次の式１６のように表される。

《式１６》
Ｙ＝Ａ・ｔ＋Ｂ
ｗｈｅｒｅ Ｙ＝ｌｎｙ（ｔ），Ａ＝ｌｎａ，Ｂ＝ｌｎＣ１

ここで、図４に示すように、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯における任意の２つの時点（厳密には後述する振動成分４０（図７参照）が十分に減衰した後の時点）ｔ１およびｔ２（ｔ２＞ｔ１）が特定される。そして、これら２つの時点ｔ１およびｔ２のそれぞれにおける荷重値ｆ（ｔ１）およびｆ（ｔ２）を、上述の式１３に代入すると、それぞれの時点ｔ１およびｔ２における偏差ｙ（ｔ１）およびｙ（ｔ２）が求められる。さらに、これらの偏差ｙ（ｔ１）およびｙ（ｔ２）のそれぞれの自然対数ｌｎｙ（ｔ１）およびｌｎｙ（ｔ２）を、それぞれＹ１およびＹ２とすると、式１６に準拠して、次の式１７および式１８が成立する。

《式１７》
Ｙ１＝Ａ・ｔ１＋Ｂ

《式１８》
Ｙ２＝Ａ・ｔ２＋Ｂ

従って、これら式１７および式１８の連立方程式を解くことで、数ＡおよびＢそれぞれの値を求めることができる。そして、このうちの数Ａは、次の式１９のように表される。

《式１９》
Ａ＝ｌｎａ＝ｌｎ｛ｅｘｐ（−１／τ１１）｝＝−１／τ１１

ゆえに、この式１９を変形した次の式２０によって、時定数τ１１が求められる。

《式２０》
τ１１＝−１／Ａ

さらに、Ｂ＝ｌｎＣ１という関係から、最終クリープ量Ｃ１は、次の式２１によって求められる。

《式２１》
Ｃ１＝ｅｘｐＢ

そして、この式２１によって求められた最終クリープ量Ｃ１を、上述の式９を変形した次の式２２に代入することによって、初期荷重値ｆ（ｔ０）が求められる。

《式２２》
ｆ（ｔ０）＝ｆ（∞）−Ｃ１

なお、この式２２における最終荷重値ｆ（∞）は、厳密に言えば、荷重印加時点ｔ０から長時間経過後の時点（ｔ＝∞）における荷重値であるが、実用的には、当該荷重印加時点ｔ０から数十分間〜数時間経過後、例えば約３０分間経過後、の時点における荷重値で代替することができる。

このようにして初期荷重値ｆ（ｔ０）を求めることとしたのは、荷重印加時点ｔ０における荷重信号ｆ（ｔ）から当該初期荷重値ｆ（ｔ０）を直接的に捉えることができないからである。即ち、後述するように、荷重印加時点ｔ０を含むその直後には、ロードセル１２に荷重が印加された際の衝撃によって生じる振動成分４０が現れる（図７参照）。従って、この振動成分４０の影響により、荷重印加時点ｔ０における荷重信号ｆ（ｔ）から直接的に初期荷重値ｆ（ｔ０）を捉えることはできず、ゆえに、本実施形態では、上述の要領で当該初期荷重値ｆ（ｔ０）を求め、言わば推定することとしている。

そして、この初期荷重値ｆ（ｔ０）と最終荷重値ｆ（∞）とを、上述の式２に代入することによって、クリープ係数β１が求められる。このクリープ係数β１と上述の式２０によって求められる時定数τ１１とを合わせて、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯におけるクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）の特性が同定される。

一方、時点ｔｐ以降の時間帯におけるクリープ誤差ｃ１ｂ（ｔ）の特性を同定するべく、上述の式１４に倣って、時点ｔ０’を基点とする偏差ｙ（ｔ’）が、次の式２３のように表される。

《式２３》
ｙ（ｔ’）＝Ｃ１・｛ｅｘｐ（−１／τ１２）｝^ｔ’＝Ｃ１・ａ’^ｔ’
ｗｈｅｒｅ ａ’＝ｅｘｐ（−１／τ１２）

そして、この式２３の両辺の自然対数を取ると、次の式２４のようになる。

《式２４》
ｌｎｙ（ｔ’）＝ｌｎＣ１＋ｔ’・ｌｎａ’

さらに、この式２４において、ｌｎｙ（ｔ’）＝Ｙ’，ｌｎＣ１＝Ｂ，およびｌｎａ’＝Ａ’と置くと、当該式２４は、次の式２５のように表される。

《式２５》
Ｙ’＝Ａ’・ｔ’＋Ｂ
ｗｈｅｒｅ Ｙ’＝ｌｎｙ（ｔ’），Ａ’＝ｌｎａ’，Ｂ＝ｌｎＣ１

ここで、図４に示すように、時点ｔｐ以降の時間帯における任意の２つの時点ｔ３およびｔ４（ｔ４＞ｔ３）が特定される。なお、図４は、時点ｔｐに時点ｔ３が特定された状態を示す。そして、これら２つの時点ｔ３およびｔ４のそれぞれにおける荷重値ｆ（ｔ３）およびｆ（ｔ４）を、上述の式１３に代入すると、それぞれの時点ｔ３およびｔ４における偏差ｙ（ｔ３）およびｙ（ｔ４）が求められる。さらに、これらの偏差ｙ（ｔ３）およびｙ（ｔ４）のそれぞれの自然対数ｌｎｙ（ｔ３）およびｌｎｙ（ｔ４）を、それぞれＹ３’およびＹ４’とすると、式２５に準拠して、次の式２６および式２７が成立する。

《式２６》
Ｙ３’＝Ａ’・（ｔ３＋ΔＴ１）＋Ｂ

《式２７》
Ｙ４’＝Ａ’・（ｔ４＋ΔＴ１）＋Ｂ

従って、これら式２６および式２７の連立方程式を解くことで、数Ａ’およびＢそれぞれの値を求めることができる。そして、このうちの数Ａ’は、次の式２８のように表される。

《式２８》
Ａ’＝ｌｎａ’＝ｌｎ｛ｅｘｐ（−１／τ１２）｝＝−１／τ１２

ゆえに、この式２８を変形した次の式２９によって、時定数τ１２が求められる。

《式２９》
τ１２＝−１／Ａ’

なお、数Ｂについては、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯におけるのと同じである。

このようにして時定数τ１２が求められることで、上述のクリープ係数β１と合わせて、時点ｔｐ以降の時間帯におけるクリープ誤差ｃ１ｂ（ｔ）の特性が同定される。

この同定結果、つまりクリープ係数β１と、２つの時定数τ１１およびτ１２とは、メモリ回路２６に記憶される。これをもって、クリープ誤差補償機能を実現するための事前の調整作業が完了し、当該クリープ誤差補償機能を備えた計量器１０の運用が可能となる。

即ち、運用時には、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯においては、クリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）と等価な特性を持つクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）が生成される。そして、このクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）が荷重信号ｆ（ｔ）から差し引かれることによって、つまり次の式３０によって、クリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。

《式３０》
ｆｃ（ｔ）＝ｆ（ｔ）−ｈ１ａ（ｔ） ； ｔ０≦ｔ＜ｔｐ
ｗｈｅｒｅ ｈ１ａ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）・β１・｛１−ｅｘｐ（−ｔａ／τ１１）｝

一方、時点ｔｐ以降の時間帯においては、クリープ誤差ｃ１ｂ（ｔ）と等価な特性を持つクリープ誤差補償用信号ｈ１ｂ（ｔ）が生成される。そして、このクリープ誤差補償用信号ｈ１ｂ（ｔ）が荷重信号ｆ（ｔ）から差し引かれることによって、つまり次の式３１によって、クリープ誤差ｃ１ｂ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。

《式３１》
ｆｃ（ｔ）＝ｆ（ｔ）−ｈ１ｂ（ｔ） ； ｔ≧ｔｐ
ｗｈｅｒｅ ｈ１ｂ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）・β１・｛１−ｅｘｐ（−ｔｂ／τ１２）｝

ただし、これら式３０および式３１に含まれる初期荷重値ｆ（ｔ０）については未知であるので、これに代えて、実際の荷重値ｆ（ｔ）が採用される。つまり、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯におけるクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）は、次の式３２に基づいて生成され、時点ｔｐ以降の時間帯におけるクリープ誤差補償用信号ｈ１ｂ（ｔ）は、式３３に基づいて生成される。

《式３２》
ｈ１ａ（ｔ）＝ｆ（ｔ）・β１・｛１−ｅｘｐ（−ｔａ／τ１１）｝ ；ｔ０≦ｔ＜ｔｐ

《式３３》
ｈ１ｂ（ｔ）＝ｆ（ｔ）・β１・｛１−ｅｘｐ（−ｔｂ／τ１２）｝ ；ｔ≧ｔｐ

より具体的に説明すると、例えば、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯におけるクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）については、次のようにして生成される。

まず、式３２で表されるクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）のうち、｛１−ｅｘｐ（−ｔａ／τ１１）｝というカッコ内の部分に注目する。そして、単位ステップ信号ｕ（ｔ）が入力されたときに出力信号ｈ１ａ’（ｔ）が当該カッコ内の部分に対応するｈ１ａ’（ｔ）＝｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１１）｝となるようなフィルタの伝達関数Ｇ１ａ（ｓ）（ｓ；ラプラス変換の変数）が、当該出力信号ｈ１ａ’（ｔ）のラプラス変換Ｈ１ａ’（ｓ）から、次の式３４のように求められる。

《式３４》
Ｈ１ａ’（ｓ）＝£｛ｈ１ａ’（ｔ）｝
＝£｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１１）｝
＝（１／ｓ）−１／｛ｓ＋（１／τ１１）｝
＝（１／ｓ）・｛１／（τ１１・ｓ＋１）｝
＝Ｕ（ｓ）・Ｇ１ａ（ｓ）
∴Ｇ１ａ（ｓ）＝１／（τ１１・ｓ＋１）＝Ｈ１ａ’（ｓ）／Ｕ（ｓ）
ｗｈｅｒｅ Ｕ（ｓ）＝１／ｓ＝£｛ｕ（ｔ）｝

この式３４を変形すると、次の式３５のようになる。

《式３５》
Ｕ（ｓ）＝τ１１・ｓ・Ｈ１ａ’（ｓ）＋Ｈ１ａ’（ｓ）

ここで、単位ステップ信号ｕ（ｔ）の初期値がゼロであることから、式３５に基づいて、次の式３６が成立する。

《式３６》
ｕ（ｔ）＝τ１１・｛ｄｈ１ａ’（ｔ）／ｄｔ｝＋ｈ１ａ’（ｔ）

そして、この式３６を離散時間システムで表現すると、次の式３７のようになる。

《式３７》
ｕ（ｎＴ）＝τ１１・［｛ｈ１ａ’（ｎＴ）−ｈ１ａ’（（ｎ−１）Ｔ）｝／Ｔ］＋ｈ１ａ’（ｎＴ）
＝（τ１１／Ｔ）・ｈ１ａ’（ｎＴ）−（τ１１／Ｔ）・ｈ１ａ’（（ｎ−１）Ｔ）＋ｈ１ａ’（ｎＴ）
＝｛（τ１１／Ｔ）＋１｝・ｈ１ａ’（ｎＴ）−（τ１１／Ｔ）・ｈ１ａ’（（ｎ−１）Ｔ）
∴ｈ１ａ’（ｎＴ）＝［（τ１１／Ｔ）／｛（τ１１／Ｔ）＋１｝］・ｈ１ａ’（（ｎ−１）Ｔ）＋［１／｛（τ１１／Ｔ）＋１｝］・ｕ（ｎＴ）

さらに、この式３７において、Ｌ１１＝（τ１１／Ｔ）／｛（τ１１／Ｔ）＋１｝，Ｍ１１＝１／｛（τ１１／Ｔ）＋１｝と置くと、当該式３７は、次の式３８のように表される。

《式３８》
ｈ１ａ’（ｎＴ）＝Ｌ１１・ｈ１ａ’（（ｎ−１）Ｔ）＋Ｍ１１・ｕ（ｎＴ）
ｗｈｅｒｅ Ｌ１１＝（τ１１／Ｔ）／｛（τ１１／Ｔ）＋１｝
Ｍ１１＝１／｛（τ１１／Ｔ）＋１｝

この式３８から、単位ステップ信号ｕ（ｎＴ）が入力されたときに出力信号ｈ１ａ’（ｎＴ）がｈ１ａ’（ｎＴ）＝｛１−ｅｘｐ（−ｎＴ／τ１１）｝となるような伝達関数Ｇ１ａ（ｓ）を持つフィルタの構成は、図５に示すような巡回型になる。即ち、この巡回型フィルタは、Ｍ１１という係数を持つ乗算回路５０を備えており、この乗算回路５０に、単位ステップ信号ｕ（ｎＴ）が入力される。そして、この乗算回路５０の出力は、加算回路５２を経て、当該巡回型フィルタの出力信号ｈ１ａ’（ｎＴ）となる。さらに、この出力信号ｈ１ａ’（ｎＴ）は、遅延回路５４を経て、Ｌ１１という係数を持つ乗算回路５６に入力される。そして、この乗算回路５６の出力は、加算回路５２によって、乗算回路５０の出力に足し合わされる。

従って、このような巡回型フィルタに対し、単位ステップ信号ｕ（ｎＴ）として、離散時間信号とされた荷重信号ｆ（ｎＴ）とクリープ係数β１との積（＝ｆ（ｎＴ）・β１）が入力されることによって、上述の式３２に従うクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｎＴ）が生成される。そして、荷重信号ｆ（ｎＴ）からこのクリープ補償用信号ｈ１ａ（ｎＴ）が差し引かれることによって、つまり上述の式３０に従う次の式３９によって、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯における補償後荷重信号ｆｃ（ｎＴ）が得られる。

《式３９》
ｆｃ（ｎＴ）＝ｆ（ｎＴ）−ｈ１ａ（ｎＴ） ； ｔ０≦ｔ＜ｔｐ

一方、時点ｔｐ以降の時間帯におけるクリープ誤差補償用信号ｈ１ｂ（ｎ’Ｔ）（ｎ’＝ｎ−ΔＴ１／Ｔ）についても、同様にして生成される。即ち、具体的な導出手順の説明は省略するが、上述の式３８に倣って、次の式４０から、単位ステップ信号ｕ（ｎＴ）が入力されたときに出力信号ｈ１ｂ’（ｎ’Ｔ）がｈ１ｂ’（ｎ’Ｔ）＝｛１−ｅｘｐ（−ｎ’Ｔ／τ１２）｝となるような図５に示したのと同様の巡回型フィルタが構成される。

《式４０》
ｈ１ｂ’（ｎ’Ｔ）＝Ｌ１２・ｈ１ｂ’（（ｎ’−１）Ｔ）＋Ｍ１２・ｕ（ｎ’Ｔ）
ｗｈｅｒｅ Ｌ１２＝（τ１２／Ｔ）／｛（τ１２／Ｔ）＋１｝］
Ｍ１２＝１／｛（τ１２／Ｔ）＋１｝

そして、この巡回型フィルタに対し、単位ステップ信号ｕ（ｎＴ）として、離散時間信号とされた荷重信号ｆ（ｎ’Ｔ）とクリープ係数β１との積（ｆ（ｎ’Ｔ）・β１）が入力されることによって、上述の式３３に従うクリープ誤差補償用信号ｈ１ｂ（ｎ’Ｔ）が生成される。そして、荷重信号ｆ（ｎ’Ｔ）からこのクリープ補償用信号ｈ１ｂ（ｎ’Ｔ）が差し引かれることによって、つまり上述の式３１に従う次の式４１によって、時点ｔｐ以降の時間帯における補償後荷重信号ｆｃ（ｎ’Ｔ）が得られる。

《式４１》
ｆｃ（ｎ’Ｔ）＝ｆ（ｎ’Ｔ）−ｈ１ｂ（ｎ’Ｔ） ； ｔ＞ｔｐ

図６に、荷重信号ｆ（ｔ）に含まれるクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）およびｃ１ｂ（ｔ）が補償されて、補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が生成される様子を示す。この図６（ａ）に示すように、図２に示したのと同様の荷重信号ｆ（ｔ）が生成されると、この荷重信号ｆ（ｔ）とクリープ係数β１との積によって、図６（ｂ）に示すように、上述の巡回型フィルタに入力されるステップ信号ｕ（ｔ）が生成される。そして、このステップ信号ｕ（ｔ）の入力によって、巡回型フィルタは、図６（ｃ）に示すようなクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）およびｈ１ｂ（ｔ）を出力する。なお、この図６（ｃ）における実線の曲線３０ｃ，一点鎖線の曲線３２ｃおよび二点鎖線の曲線３４ｃは、それぞれ図６（ａ）における実線の曲線３０，一点鎖線の曲線３２および二点鎖線の曲線３４に対応する。そして、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯においては、荷重印加時点ｔ０を基点として荷重信号ｆ（ｔ）からクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）が差し引かれることで、図６（ｄ）に示すように、クリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。そして、時点ｔｐ以降の時間帯においては、時点ｔ０’を基点として荷重信号ｆ（ｔ）からクリープ誤差補償用信号ｈ１ｂ（ｔ）が差し引かれることで、同様に、クリープ誤差ｃ１ｂ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。

このクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）およびｃ１ｂ（ｔ）を補償するための一連の処理は、ＣＰＵ２０によって行われる。また、ＣＰＵ２０は、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間Ｔｐを計測するためのタイマを構成しており、このタイマによる計測結果Ｔｍ１に基づいて、クリープ誤差補償に用いるクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）およびｈ１ｂ（ｔ）を適宜選択する。つまり、ＣＰＵ２０は、荷重印加時点ｔ０において、タイマをリセットすると共に、スタートさせる。併せて、荷重印加時点ｔ０を基点とするクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）を用いてクリープ誤差補償を行う。そして、タイマによる計測時間Ｔｍ１が時間Ｔｐに到達すると、ＣＰＵ２０は、当該タイマの計測動作を停止させると共に、今度は、時点ｔ０’を基点とするクリープ誤差補償用信号ｈ１ｂ（ｔ）を用いてクリープ誤差補償を行う。

さらに、ＣＰＵ２０は、次のようにして荷重印加時点ｔ０を特定する。即ち、ロードセル１２に荷重が印加されたとき、その際の衝撃によって、荷重信号ｆ（ｔ）に、図７に符号４０で示すようなオーバ・シュート状の振動成分が現れる。この振動成分４０は、最初に最も大きいピーク４２を示し、その後、時間ｔの経過と共に減衰する。そこで、ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換回路１６から入出力インタフェース回路１８経由で荷重信号ｆ（ｎＴ）が入力されるたびに、これとその前に入力された荷重信号ｆ（（ｎ−１）Ｔ）とを比較し、その差分値Ｄ（ｎＴ）が次の式４２を満足し、その後、当該差分値Ｄ（ｎＴ）がプラス値からマイナス値に変わった時点、つまり最初のピーク（極値）４２を示した時点を、荷重印加時点ｔ０として特定する。

《式４２》
Ｄ（ｎＴ）＝ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）≧ΔＤ

なお、この式４２において、ΔＤは、微小振動等のノイズの影響を排除するべく言わばマージンとしての定数である。また、上述のクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）およびｃ１ｂ（ｔ）の同定時にも、これと全く同じ要領で荷重印加時点ｔ０が特定される。

続いて、クリープ回復誤差補償機能について、説明する。

ロードセル１２から荷重が除去されたときの荷重信号ｆ（ｔ）を詳細に観察すると、図８に実線の曲線６０で示すように、ある時点ｔｑを境にして、その傾きが急激に変化する。具体的には、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯においては、荷重信号ｆ（ｔ）は、比較的に大きな傾きで、かつ時間ｔの経過と共に当該傾きが徐々に小さくなるように、推移する。そして、時点ｔｑにおいて、荷重信号ｆ（ｔ）の傾きが急激に小さくなり、それ以降、当該傾きは時間ｔの経過と共により一層徐々に小さくなる。このような推移を経て、荷重信号ｆ（ｔ）は、最終的にゼロとなる。なお、ロードセル１２の大きさや構造等の諸特性によって異なるが、概ね数［ｓ］〜数十［ｓ］程度であり、少なくとも後述するアンダ・シュート状の振動成分が減衰するのに要する時間よりも長い。

ここで、例えば、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯における荷重信号ｆ（ｔ）の特性を、時点ｔｑ以降の時間帯にまで延長する、と仮定する。この場合、荷重信号ｆ（ｔ）は、図８に一点鎖線の曲線６２で示すような指数関数的な特性を示す、と推察される。一方、時点ｔｑ以降の時間帯における荷重信号ｆ（ｔ）の特性を時点ｔｑよりも前の時間帯にまで延長する、と仮定すると、荷重信号ｆ（ｔ）は、図８に二点鎖線の曲線６４で示すような指数関数的な特性を示す、と推察される。つまり、荷重信号ｆ（ｔ）は、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯においては一点鎖線の曲線６２で示される特性に従って推移し、時点ｔｑ以降の時間帯においては二点鎖線の曲線６４で示される特性に従って推移する、と考えることができる。

その一方で、上述した式４は、クリープ回復誤差そのものであり、このクリープ回復誤差をｃ２（ｔ）とすると、当該クリープ回復誤差ｃ２（ｔ）は、次の式４３のように表される。

《式４３》
ｃ２（ｔ）＝Δｆ（ｔ１０）・β２・ｅｘｐ（−ｔ／τ２）

ただし、このクリープ回復誤差ｃ２（ｔ）は、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯と、時点ｔｑ以降の時間帯とで、互いに異なる。そこで、本実施形態では、それぞれの時間帯ごとのクリープ回復誤差ｃ２（ｔ）の特性を同定するべく、事前の調整作業が行われる。なお、このクリープ回復誤差補償機能を実現するための事前の調整作業は、上述のクリープ誤差補償機能を実現するための調整作業に続いて行われるのが、望ましい。

即ち、クリープ誤差補償機能を実現するための調整作業において、上述の如くロードセル１２にテスト荷重が印加された後、そのままの状態で、クリープ回復誤差補償機能を実現するための調整作業が開始され、まず、当該ロードセル１２からテスト荷重が除去される。これによって、図８に示したのと同様の荷重信号ｆ（ｔ）（およびｆ（ｎＴ））が得られる。

そして、このテスト荷重が除去されることによって得られた荷重信号ｆ（ｔ）のうち、クリープ回復誤差ｃ２（ｔ）のみの成分に注目すると、図９のようになる。即ち、クリープ回復誤差ｃ２（ｔ）は、この図９に実線の曲線６０ａで示すように、時間ｔの経過と共に指数関数的に減少すると共に、時点ｔｐを境にして、その傾きが急激に変化する。具体的には、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯においては、クリープ回復誤差ｃ２（ｔ）は、図９に一点鎖線の曲線６２ａで示される特性に従って推移する。そして、時点ｔｑ以降の時間帯においては、クリープ回復誤差ｃ２（ｔ）は、図９に二点鎖線の曲線６２ｂで示される特性に従って推移する。なお、この図９における各曲線６０ａ，６２ａおよび６４ａは、それぞれ図８における各曲線６０，６２および６４に対応する。

ここで、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯におけるクリープ回復誤差ｃ２（ｔ）をｃ２ａ（ｔ）とすると、このクリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）は、式４３に倣って、次の式４４の指数関数式で表される。

《式４４》
ｃ２ａ（ｔ）＝Ｃ２・ｅｘｐ（−ｔａ’／τ２１） ； ｔ１０≦ｔ＜ｔｑ
ｗｈｅｒｅ ｔａ’＝ｔ−ｔ１０

この式４４において、Ｃ２は、テスト荷重が除去されることによるロードセル１２の最終クリープ回復量であり、次の式４５によって表される。

《式４５》
Ｃ２＝ｆ（ｔ１０’）−Δｆ（ｔ１０）

なお、この式４５におけるｆ（ｔ１０’）は、ロードセル１２からテスト荷重が除去される直前の時点ｔ１０’における荷重値であり、ｆ（ｔ１０’）≒ｆ（∞）である。また、この最終クリープ回復量Ｃ２は、クリープ回復係数β２との間で、次の式４６のような関係にある。

《式４６》
Ｃ２＝Δｆ（ｔ１０）・β２

ただし、この式４６における初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）は、テスト荷重の大きさに対応する。

一方、時点ｔｑ以降の時間帯におけるクリープ回復誤差ｃ２（ｔ）をｃ２ｂ（ｔ）とすると、このクリープ回復誤差ｃ２ｂ（ｔ）は、荷重除去時点ｔ１０よりも所定期間ΔＴ２だけ前の時点ｔ０”が基点となるので、この時点ｔ０”を基点とする時間ｔの指数関数式として、次の式４７によって表される。

《式４７》
ｃ２ｂ（ｔ）＝Ｃ２・ｅｘｐ（−ｔｂ’／τ２２） ； ｔ≧ｔｑ
ｗｈｅｒｅ ｔｂ’＝ｔ−（ｔ１０−ΔＴ２）

なお、この式４７における時定数τ２２の値は、上述の式４４における時定数τ２１の値よりも大きい（τ２２＞τ２１）。また、時点ｔｑにおいて、式４４のｃ２ａ（ｔ）の値と式４７のｃ２ｂ（ｔ）の値とが互いに等しいことから、期間ΔＴ２は、次の式４８によって求められる。

《式４８》
ΔＴ２＝（ｔｑ−ｔ１０）・｛（τ２２／τ２１）−１｝
∵Ｃ２・ｅｘｐ（−（ｔｑ−ｔ１０）／τ２１）＝Ｃ２・ｅｘｐ（−（ｔｑ−ｔ１０＋ΔＴ２）／τ２２）

このように荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでのクリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）については、時定数τ２１を含む式４４によって表され、時点ｔｑ以降のクリープ回復誤差ｃ２ｂ（ｔ）については、当該時定数τ２１よりも大きい値の時定数τ２２を含む式４７によって表される。そして、それぞれに共通のクリープ回復係数β２は、式４６で表される関係にある。これら２つの時定数τ２１および２２、ならびにクリープ回復係数β２は、上述したクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）およびｃ１ｂ（ｔ）におけるのと同様の要領で求められるので、その詳しい説明は省略する。

このようにして２つの時定数τ２１および２２、ならびにクリープ回復係数β２が求められると、つまりクリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）およびｃ２ｂ（ｔ）が同定されると、この同定結果は、メモリ回路２６に記憶される。これをもって、クリープ回復誤差補償機能を実現するための事前の調整作業が完了し、当該クリープ回復誤差補償機能を備えた計量器１０の運用が可能となる。

即ち、運用時には、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯においては、クリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）と等価な特性を持つクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）が生成される。そして、このクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）が荷重信号ｆ（ｔ）から差し引かれることによって、つまり次の式４９によって、クリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。

《式４９》
ｆｃ（ｔ）＝ｆ（ｔ）−ｈ２ａ（ｔ） ； ｔ１０≦ｔ＜ｔｑ
ｗｈｅｒｅ ｈ２ａ（ｔ）＝Δｆ（ｔ１０）・β２・ｅｘｐ（−ｔａ’／τ２１）

一方、時点ｔｑ以降の時間帯においては、クリープ回復誤差ｃ２ｂ（ｔ）と等価な特性を持つクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ｂ（ｔ）が生成される。そして、このクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ｂ（ｔ）が荷重信号ｆ（ｔ）から差し引かれることによって、つまり次の式５０によって、クリープ回復誤差ｃ２ｂ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。

《式５０》
ｆｃ（ｔ）＝ｆ（ｔ）−ｈ２ｂ（ｔ） ； ｔ≧ｔｑ
ｗｈｅｒｅ ｈ２ｂ（ｔ）＝Δｆ（ｔ１０）・β２・ｅｘｐ（−ｔｂ’／τ２２）

ただし、これら式４９および式５０に含まれる初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）については未知であるので、これに代えて、荷重印加時点ｔ０における荷重信号ｆ（ｔ）の実測値ｆ（ｔ０）’が採用される（図７参照）。つまり、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯におけるクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）は、次の式５１に基づいて生成され、時点ｔｑ以降の時間帯におけるクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ｂ（ｔ）は、式５２に基づいて生成される。

《式５１》
ｈ２ａ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）’・β２・ｅｘｐ（−ｔａ’／τ２１） ；ｔ１０≦ｔ＜ｔｑ

《式５２》
ｈ２ｂ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）’・β２・ｅｘｐ（−ｔｂ’／τ２２） ；ｔ≧ｔｑ

なお、詳しい説明は省略するが、これらのクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）およびｈ２ｂ（ｔ）もまた、図５に示したのと同様の巡回型フィルタによって生成される。つまり、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯においては、時定数τ２１を含む係数Ｌ２１およびＭ２１を備えた巡回型フィルタに対し、単位ステップ信号ｕ（ｔ）として、荷重印加時点ｔ０における荷重信号ｆ（ｔ）の実測値ｆ（ｔ０）’とクリープ回復係数β２との積（＝ｆ（ｔ０）’・β２）が入力されることによって、式５１に従うクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）が生成される。一方、時点ｔｑ以降の時間帯においては、時定数τ２２を含む係数Ｌ２２およびＭ２２を備えた巡回型フィルタに対し、単位ステップ信号ｕ（ｔ）として、荷重印加時点ｔ０における荷重信号ｆ（ｔ）の実測値ｆ（ｔ０）’とクリープ回復係数β２との積が入力されることによって、式５２に従うクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ｂ（ｔ）が生成される。

このクリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）およびｃ２ｂ（ｔ）を補償するための一連の処理も、当然に、ＣＰＵ２０によって行われる。また、ＣＰＵ２０は、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間Ｔｑを計測するためのタイマを構成しており、このタイマによる計測結果Ｔｍ２に基づいて、クリープ回復誤差補償に用いるクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）およびｈ２ｂ（ｔ）を適宜選択する。即ち、ＣＰＵ２０は、荷重除去時点ｔ１０において、タイマをリセットすると共に、スタートさせる。併せて、荷重除去時点ｔ１０を基点とするクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）を用いてクリープ回復誤差補償を行う。そして、タイマによる計測時間Ｔｍ２が時間Ｔｑに到達すると、ＣＰＵ２０は、当該タイマの計測動作を停止させると共に、時点ｔ１０”を基点とするクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ｂ（ｔ）を用いてクリープ回復誤差補償を行う。

また、ＣＰＵ２０は、次のようにして荷重除去時点ｔ１０を特定する。即ち、ロードセル１２から荷重が除去されたとき、その際の反動によって、図には示さないが、荷重信号ｆ（ｔ）にアンダ・シュート状の振動成分が現れる。そして、この振動成分もまた、上述したオーバ・シュート状の振動成分４０と同様に、時間ｔの経過と共に減衰する。そこで、ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換回路１６から入出力インタフェース回路１８経由で荷重信号ｆ（ｎＴ）が入力されるたびに、これとその前に入力された荷重信号ｆ（（ｎ−１）Ｔ）とを比較し、その差分値Ｄ（ｎＴ）が次の式５３を満足し、その後、当該差分値Ｄ（ｎＴ）がマイナス値からプラス値に変わった時点、つまり最初の極値（極小値）を示した時点を、荷重除去時点ｔ１０として特定する。

《式５３》
Ｄ（ｎＴ）＝ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）≧−ΔＤ

なお、上述のクリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）およびｃ２ｂ（ｔ）の同定時にも、これと全く同じ要領で荷重除去時点ｔ１０が特定される。

以上のように、本実施形態のクリープ誤差補償機能によれば、ロードセル１２に荷重が印加されることによって生じるクリープ誤差ｃ１（ｔ）の特性が或る時点ｔｐを境として変化したとしても、それぞれの時間帯における当該クリープ誤差ｃ１（ｔ）の特性に応じて適切にクリープ誤差補償が行われる。即ち、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯においては、この時間帯の特性ｃ１ａ（ｔ）に応じてクリープ誤差補償が行われ、時点ｔｐ以降の時間帯においては、この時間帯の特性ｃ１ｂ（ｔ）に応じてクリープ誤差補償が行われる。従って、上述した従来技術とは異なり、ロードセル１２に荷重が印加されてからクリープ誤差ｃ１（ｔ）が完全に収束するまで、例えば当該荷重が除去されるまで、の一連の時間帯にわたって、正確なクリープ誤差補償が実現される。

このことは、計量器１０として、例えば定量計量装置や重量選別機等のいわゆる自動秤のように高速性が要求される用途にも、また、台秤等の非自動秤のようにさほど高速性が要求されない用途にも、幅広く対応できることを、意味する。

一方、本実施形態のクリープ回復誤差補償機能によれば、ロードセル１２から荷重が除去されることによって生じるクリープ回復誤差ｃ２（ｔ）の特性が或る時点ｔｑを境として変化したとしても、それぞれの時間帯における当該クリープ回復誤差ｃ２（ｔ）の特性に応じて適切にクリープ回復誤差補償が行われる。即ち、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯においては、この時間帯の特性ｃ２ａに応じてクリープ回復誤差補償が行われ、時点ｔｑ以降の時間帯においては、この時間帯のｃ２ｂ（ｔ）に応じてクリープ回復誤差補償が行われる。従って、ロードセル１２上の荷重が除去されてからクリープ回復誤差ｃ２（ｔ）が完全に収束するまでの一連の時間帯にわたって、正確なクリープ回復誤差補償が実現される。

このこともまた、計量器１０として、高速性が要求される用途にも、そうでない用途にも、幅広く対応できることを、意味する。

なお、本実施形態においては、クリープ誤差ｃ１（ｔ）について、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯の特性ｃ１ａ（ｔ）と、時点ｔｐ以降の時間帯の特性ｃ１ｂ（ｔ）と、の両方が、指数関数式に従うこととしたが、これに限らない。例えば、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯の特性ｃ１ａ（ｔ）については、時間ｔを変数とする２次関数式に従うこととしてもよい。具体的には、上述の図２を参照しつつ、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯におけるクリープ誤差ｃ１（ｔ）を含む荷重信号ｆ（ｔ）は、次の式５４に従う、と仮定する。

《式５４》
ｆ（ｔ）＝ｋ１・ｔａ^２＋ｋ２・ｔａ＋ｋ３ ； ｔ０≦ｔ＜ｔｐ
ｗｈｅｒｅ ｔａ＝ｔ−ｔ０

この式５４において、ｋ１，ｋ２およびｋ３は、定数であり、事前の調整作業によって求められる。即ち、無負荷状態にあるロードセル１２にテスト荷重が印加されることによって得られた荷重信号ｆ（ｔ）において、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯における任意の３つの時点（厳密には上述の振動成分４０（図７参照）が十分に減衰した後の時点）ｔ０１，ｔ０２およびｔ０３（ｔ０１＜ｔ０２＜ｔ０３）が特定される。そして、それぞれの時点ｔ０１，ｔ０２およびｔ０３における荷重値ｆ（ｔ０１），ｆ（ｔ０２）およびｆ（ｔ０３）と、当該各時点ｔ０１，ｔ０２およびｔ０３の値とが、式５４に代入されることで、３つの方程式が成立する。そして、これらの連立方程式を解くことで、各定数ｋ１，ｋ２およびｋ３が求められる。なお、最小２乗法等の回帰分析法を用いて、これら各定数ｋ１，ｋ２およびｋ３を求めてもよい。

このようにして式５４における各定数ｋ１，ｋ２およびｋ３が求められると、荷重印加時点ｔ０における時刻ｔがｔ＝０であることから、初期荷重値ｆ（ｔ０）が、ｆ（ｔ０）＝ｋ３として、求められる。さらに、この初期荷重値ｆ（ｔ０）＝ｋ３を荷重信号ｆ（ｔ）から差し引いたのがクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）であるので、当該クリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）は、次の式５５によって表される。

《式５５》
ｃ１ａ（ｔ）＝ｆ（ｔ）−ｆ（ｔ０）＝ｋ１・ｔａ^２＋ｋ２・ｔａ ； ｔ０≦ｔ＜ｔｐ

ただし、この式５５で表されるクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）は、テスト荷重が印加されたときのものであるので、任意の大きさの荷重が印加されたときのクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）は、次の式５６によって表される。

《式５６》
ｃ１ａ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）・β１・｛ｋ１・ｔａ^２＋ｋ２・ｔａ｝ ； ｔ０≦ｔ＜ｔｐ

一方、時点ｔｐ以降の時間帯については、上述と同様、次の式５７の指数関数式に従う、とされる。

《式５７》
ｃ１ｂ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）・β１・｛１−ｅｘｐ（−ｔｂ／τ１２）｝ ； ｔ≧ｔｐ
ｗｈｅｒｅ ｔｂ＝ｔ−（ｔ０−ΔＴ１）

そして、運用時には、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯においては、式５６の２次関数式で表されるクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）と等価な特性を持つクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）が生成される。そして、このクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）が荷重信号ｆ（ｔ）から差し引かれることによって、つまり次の式５８によって、クリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。

《式５８》
ｆｃ（ｔ）＝ｆ（ｔ）−ｈ１ａ（ｔ） ； ｔ０≦ｔ＜ｔｐ
ｗｈｅｒｅ ｈ１ａ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）・β１・｛ｋ１・ｔａ^２＋ｋ２・ｔａ｝

ただし、この式５８に含まれる初期荷重値ｆ（ｔ０）は未知であるので、これに代えて、実際の荷重値ｆ（ｔ）が採用される。つまり、荷重印加時点ｔ０から時点ｔｐまでの時間帯におけるクリープ誤差補償用信号ｈ１ａ（ｔ）は、次の式５９に基づいて生成される。

《式５９》
ｈ１ａ（ｔ）＝ｆ（ｔ）・β１・｛ｋ１・ｔａ^２＋ｋ２・ｔａ｝ ； ｔ０≦ｔ＜ｔｐ

一方、時点ｔｐ以降の時間帯においては、上述の式５７の指数関数式で表されるクリープ誤差ｃ１ｂ（ｔ）と等価な特性を持つクリープ誤差補償用信号ｈ１ｂ（ｔ）が、式３３に基づいて生成される。そして、式３１に倣って、このクリープ誤差補償用信号ｈ１ｂ（ｔ）が荷重信号ｆ（ｔ）から差し引かれることで、クリープ誤差ｃ１ｂ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。

クリープ回復誤差ｃ２（ｔ）の特性についても、これと同様に、指数関数式に限定されない。例えば、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯における特性ｃ２ａ（ｔ）については、上述の式５６に倣って、次の式６０で表される２次関数式に従うこととしてもよい。なお、この式６０において、ｒ１およびｒ２は、定数である。

《式６０》
ｃ２ａ（ｔ）＝Δｆ（ｔ１０）・β２・｛ｒ１・ｔａ’^２＋ｒ２・ｔａ’｝ ； ｔ０≦ｔ＜ｔｐ
ｗｈｅｒｅ ｔａ’＝ｔ−ｔ１０

一方、時点ｔｑ以降の時間帯については、上述と同様、次の式６１の指数関数式に従う、とする。

《式６１》
ｃ２ｂ（ｔ）＝Δｆ（ｔ１０）・β２・ｅｘｐ（−ｔｂ’／τ２２） ； ｔ≧ｔｑ
ｗｈｅｒｅ ｔｂ’＝ｔ−（ｔ１０−ΔＴ２）

そして、運用時には、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯においては、式６０の２次関数式で表されるクリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）と等価な特性を持つクリープ誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）が生成される。そして、このクリープ誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）が荷重信号ｆ（ｔ）から差し引かれることによって、つまり次の式６２によって、クリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。

《式６２》
ｆｃ（ｔ）＝ｆ（ｔ）−ｈ２ａ（ｔ） ； ｔ１０≦ｔ＜ｔｑ
ｗｈｅｒｅ ｈ２ａ（ｔ）＝Δｆ（ｔ１０）・β２・｛ｒ１・ｔａ’^２＋ｒ２・ｔａ’｝

ただし、この式６２に含まれる初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）は未知であるので、これに代えて、荷重印加時点ｔ０における荷重信号ｆ（ｔ）の実測値ｆ（ｔ０）’が採用される（図７参照）。つまり、荷重除去時点ｔ１０から時点ｔｑまでの時間帯におけるクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）は、次の式６３に基づいて生成される。

《式６３》
ｈ２ａ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）’・β２・｛ｒ１・ｔａ’^２＋ｒ２・ｔａ’｝ ； ｔ１０≦ｔ＜ｔｑ

一方、時点ｔｑ以降の時間帯においては、上述の式６１の指数関数式で表されるクリープ回復誤差ｃ２ｂ（ｔ）と等価な特性を持つクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ｂ（ｔ）が、式５２に基づいて生成される。そして、式５０に倣って、このクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ｂ（ｔ）が荷重信号ｆ（ｔ）から差し引かれることによって、クリープ回復誤差ｃ２ｂ（ｔ）が補償された補償後荷重信号ｆｃ（ｔ）が得られる。

なお、厳密に言うと、荷重印加時点ｔ０が特定されたとき、この荷重印加時点ｔ０における荷重信号ｆ（ｔ）の実測値ｆ（ｔ０）’とクリープ係数β１との積（＝ｆ（ｔ０）’・β１）が、その直前に用いられていた補償用信号Ｉ（ｔ）（＝ｈ１ａ（ｔ），ｈ１ｂ（ｔ），ｈ２ａ（ｔ）またはｈ２ｂ（ｔ））よりも大きいか否かを判定し、この判定結果に基づいて、実際に適用する補償用信号ｈ１ａ（ｔ）およびｈ２ａ（ｔ）を、次の式６４および式６５から適宜選択するのが、望ましい。具体的には、ｆ（ｔ０）’・β１＞Ｉ（ｔ）のときは、式６４に従う補償用信号ｈ１ａ（ｔ）を適用し、ｆ（ｔ０）’・β１＜Ｉ（ｔ）のときには、式６５に従う補償用信号ｈ２ａ（ｔ）を適用する。

《式６４》
ｈ１ａ（ｔ）＝｜ｆ（ｔ）・β１−Ｉ（ｔ）｜・｛ｋ１・ｔａ^２＋ｋ２・ｔａ｝＋Ｉ（ｔ）

《式６５》
ｈ２ａ（ｔ）＝｜ｆ（ｔ）・β１−Ｉ（ｔ）｜・｛ｒ１・ｔａ’^２＋ｒ２・ｔａ’｝＋Ｉ（ｔ）

そして、荷重除去時点ｔ１０が特定されたときにも、この荷重除去時点ｔ１０における荷重信号ｆ（ｔ）の実測値ｆ（ｔ１０）（図８参照）とクリープ回復係数β２との積（＝ｆ（ｔ１０）・β２）が、その直前に用いられていた補償用信号Ｉ（ｔ）（＝ｈ１ａ（ｔ），ｈ１ａ（ｔ），ｈ２ａ（ｔ）またはｈ２ａ（ｔ））よりも大きいか否かを判定し、この判定結果に基づいて、実際に適用する補償用信号ｈ１ａ（ｔ）およびｈ２ａ（ｔ）を、次の式６６および式６７から適宜選択するのが、望ましい。具体的には、ｆ（ｔ１０）・β２＞Ｉ（ｔ）のときは、式６６に従う補償用信号ｈ１ａ（ｔ）を適用し、ｆ（ｔ１０）・β２＜Ｉ（ｔ）のときには、式６７に従う補償用信号ｈ２ａ（ｔ）を適用する。

《式６６》
ｈ１ａ（ｔ）＝｜ｆ（ｔ）・β２−Ｉ（ｔ）｜・｛ｋ１・ｔａ^２＋ｋ２・ｔａ｝＋Ｉ（ｔ）

《式６７》
ｈ２ａ（ｔ）＝｜ｆ（ｔ）・β２−Ｉ（ｔ）｜・｛ｒ１・ｔａ’^２＋ｒ２・ｔａ’｝＋Ｉ（ｔ）

このようにするのは、例えば、クリープ誤差ｃ１（ｔ）によって荷重信号ｆ（ｔ）が漸増している最中に一部の荷重がロードセル１２から除去され、これにより荷重除去時点ｔ１０が特定されたとしても、除去された荷重が小さい場合には、クリープ誤差ｃ１（ｔ）が収まらず（つまりロードセル１２が戻らず）、それ以降も、荷重信号ｆ（ｔ）が漸増することがある。このように荷重信号ｆ（ｔ）が漸増している途中に、荷重除去時点ｔ１０が特定されたことによりクリープ回復誤差補償用の信号ｈ２ａ（ｔ）が適用されると、つまり本来は荷重信号ｆ（ｔ）が漸減しているときに用いられるべきクリープ回復誤差補償用信号ｈ２ａ（ｔ）が適用されると、不都合である。このような不都合を回避するために、上述の如く直前に用いられていた補償用信号Ｉ（ｔ）との比較結果に基づいて、その後に適用する補償用信号ｈ１ａ（ｔ）およびｈ２ａ（ｔ）を適宜選択するのが、望ましい。

また、この場合、時点ｔｐまたはｔｑが到来したとき（つまりタイマによる計測時間Ｔｍ１が時間Ｔｐに到達し、または計測時間Ｔｍ２が時間Ｔｑに到達したとき）、その時点ｔｐまたはｔｑの直前の補償用信号Ｉ（ｔ）が、上述した巡回型フィルタの出力信号ｈ１ｂ（ｎ’Ｔ）またはｈ２ｂ（ｎ’Ｔ）の初期値ｈ１ｂ（（ｎ’−１）Ｔ）またはｈ２ｂ（（ｎ’−１）Ｔ）として用いられる。

なお、２次関数式に限らず、３次以上の高次関数式によって、クリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）およびｃ１ｂ（ｔ）、ならびにクリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）およびｃ２ｂ（ｔ）を同定してもよい。

また、例えば図１０に実線の折線７０で示すように、同図に点線の曲線７２で示されるクリープ誤差ｃ１（ｔ）の特性を、互いに連続する複数の１次関数式で同定してもよい。この場合、各１次関数式間の境界となる各時点ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３，…間の間隔Ｔｃは、一定であってもよいし、そうでなくてもよい。

さらに、図には示さないが、時間ｔを細かい時間帯に分割し、それぞれの時間帯ごとにクリープ誤差ｃ１（ｔ）を一定として、つまり時間ｔの経過と共にクリープ誤差ｃ１（ｔ）が段階的に増大するものとして、同定を行ってもよい。

これらのことは、クリープ回復誤差ｃ２（ｔ）の特性の同定についても、同様である。

そしてさらに、上述した式４２が満足された後に、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値４２を示した時点を、荷重印加時点ｔ０として特定することとしたが、これに限らない。例えば、式４２が満足された、という条件に代えて、或る一定期間にわたって安定状態にある荷重信号ｆ（ｔ）がその安定値から所定値以上に変化した、という条件を採用してもよい。また、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値４２を示した、という条件に代えて、当該荷重信号ｆ（ｔ）が２番目以降の所定番目の極値を示した、という条件を採用してもよい。

このことは、荷重除去時点ｔ１０の特定についても、同様である。即ち、上述の式５３が満足された、という条件に代えて、例えば或る一定期間にわたって安定状態にある荷重信号ｆ（ｔ）がその安定値から所定値以上に変化した、という条件を採用してもよい。また、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値を示した、という条件に代えて、当該荷重信号ｆ（ｔ）が２番目以降の所定番目の極値を示した、という条件を採用してもよい。

また、事前の調整作業によってクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）およびｃ１ｂ（ｔ）を同定する際に、ロードセル１２にテスト荷重を印加するというテストをＭ（Ｍ；２以上の整数）回にわたって繰り返し、このＭ回にわたるテストの繰り返しによって得られたＭ個の荷重信号ｆ（ｔ）を、それぞれの荷重印加時点ｔ０を基点として個々の時点ｔごとに平均化してもよい。具体的には、ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）回目のテストによって得られた荷重信号ｆ（ｔ）の或る時点ｔｘにおける荷重値をｆｍ（ｔｘ）とすると、この荷重値ｆｍ（ｔｘ）は、次の式６８によって表される。なお、時点ｔｘは、荷重印加時点ｔ０を基点とする。

《式６８》
ｆａ（ｔｘ）＝｛Σｆｍ（ｔｘ）｝／Ｍ ｗｈｅｒｅ ｍ＝１〜Ｍ

このようにＭ個の荷重信号ｆ（ｔ）をそれぞれに共通の荷重印加時点ｔ０を基点として個々の時点ｔごとに平均化することによって、例えば当該Ｍ個の荷重信号ｆ（ｔ）のそれぞれのが図１１（ａ）に示すような態様であるとすると、図１１（ｂ）に示すような滑らかな平均化荷重信号ｆａ（ｔ）が得られる。即ち、Ｍ個の荷重信号ｆ（ｔ）には、それぞれ上述した振動成分４０が含まれているが、この振動成分４０の特性、例えば振幅や周波数，位相等は、当該Ｍ個の荷重信号ｆ（ｔ）間で一様ではなく、多少異なる。これは、ロードセル１２に荷重が印加されたときに、ロードセル１２に垂直方向の力が作用するが、これに加えて水平方向や捻り方向等の様々な方向にも微妙に力が作用し、その力の態様がテストごとに異なるからである。また、それぞれの荷重信号ｆ（ｔ）には、振動成分４０以外のその他のノイズ成分も含まれているが、このノイズ成分の特性もまた、一様ではない。従って、各荷重信号ｆ（ｔ）を平均化することによって、当該各荷重信号ｆ（ｔ）そのものの特性、例えば立ち上がり特性やクリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）およびｃ１ｂ（ｔ）の特性、には遅延等の影響を与えることなく、それぞれに含まれる振動成分４０等のノイズ成分のみを減衰（平滑化）させることに成功した平均化荷重信号ｆａ（ｔ）を得ることができる。ただし、振動成分４０の最初の極値４２については、完全に減衰せず、これを十分に検出し得る程度に残存するので、当該極値４２を検出することによる荷重印加時点ｔ０の特定には、何らの不都合は生じない。また、この極値４２が示す荷重値ｆ（ｔ０）’は、真の初期荷重値ｆ（ｔ０）に近づく。ゆえに、図１１（ｂ）に示すような滑らかな平均化荷重信号ｆａ（ｔ）に基づいて、クリープ誤差ｃ１ａ（ｔ）およびｃ１ｂ（ｔ）の特性を同定すれば、同定精度が飛躍的に向上する。

これと同様に、クリープ回復誤差ｃ２ａ（ｔ）およびｃ２ｂ（ｔ）の特性を同定する際にも、平均化荷重信号ｆａ（ｔ）を求め、この平均化荷重信号ｆａ（ｔ）に基づいて、同定を行ってもよい。

併せて、本実施形態においては、荷重検出器１２として、ロバーバル型のロードセルを例に挙げたが、これ以外のロードセル、例えばコラム型（または円柱型とも言う。）やシャー型（またはせん断型とも言う。）等のロードセル、を採用してもよい。また、荷重が印加されたときに荷重信号ｆ（ｔ）が立ち下がり、当該荷重が除去されたときに荷重信号ｆ（ｔ）が立ち上がる、いわゆる負特性タイプのロードセルを採用してもよい。

本発明の一実施形態に係る計量器の概略構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるロードセルに荷重が印加されたときの荷重信号の一例を示す図解図である。 図２の荷重信号に含まれるクリープ誤差の特性を示す図解図である。 図３のクリープ誤差の特性を別の観点で示す図解図である。 同実施形態におけるＣＰＵによって実現される巡回フィルタ回路の構成を示すブロック図である。 同実施形態においてクリープ誤差を補償する手順を説明するための図解図である。 図２の荷重信号の立ち上がり部分を詳細に示す図解図である。 同実施形態におけるロードセルから荷重が除去されたときの荷重信号の一例を示す図解図である。 図８の荷重信号に含まれるクリープ回復誤差の特性を示す図解図である。 同実施形態におけるクリープ誤差の補償手順の別例を示す図解図である。 同実施形態においてさらに望ましい処理例を示す図解図である。 従来技術を含む一般のロードセルから出力される荷重信号の一態様を示す図解図である。 従来技術においてロードセルに荷重が印加されたときの問題点を説明するための図解図である。

符号の説明

１０ 計量器
１２ ロードセル
２０ ＣＰＵ
２６ メモリ回路

Claims (12)

1. 荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ現象によるクリープ誤差を時間の関数である第１関数式に基づいて補償するクリープ誤差補償装置において、
   互いに異なる複数の上記第１関数式が記憶された第１記憶手段と、
   上記荷重検出器に上記荷重が印加された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定手段と、
   上記荷重印加時点特定手段によって特定された荷重印加時点を基点とする時間の経過に従って上記クリープ誤差の補償に用いる上記第１関数式を変更する第１変更手段と、
   を具備することを特徴とする、荷重検出器のクリープ誤差補償装置。
2. 上記荷重印加時点に近い時間帯に用いられる上記第１関数式ほど単位時間当たりの上記クリープ誤差の補償量の変化量が大きい、請求項１に記載の荷重検出器のクリープ誤差補償装置。
3. 少なくとも一部の上記第１関数式は指数関数式である、請求項１または２に記載の荷重検出器のクリープ誤差補償装置。
4. 互いに時定数の異なる複数の上記指数関数式が設けられ、
   上記荷重印加時点に近い時間帯に用いられる上記指数関数式ほど上記時定数の値が小さい、
   請求項３に記載の荷重検出器のクリープ誤差補償装置。
5. 少なくとも一部の上記第１関数式は２次以上の高次関数式である、請求項１ないし４のいずれかに記載の荷重検出器のクリープ誤差補償装置。
6. 荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ現象によるクリープ誤差を時間の関数である第１関数式に基づいて補償するクリープ誤差補償方法において、
   互いに異なる複数の上記第１関数式を備え、
   上記荷重検出器に上記荷重が印加された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定過程と、
   上記荷重印加時点特定過程で特定された荷重印加時点を基点とする時間の経過に従って上記クリープ誤差の補償に用いる上記第１関数式を変更する第１変更過程と、
   を具備することを特徴とする、荷重検出器のクリープ誤差補償方法。
7. 荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差を時間の関数である第２関数式に基づいて補償するクリープ回復誤差補償装置において、
   互いに異なる複数の上記第２関数式が記憶された第２記憶手段と、
   上記荷重検出器から上記荷重が除去された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定手段と、
   上記荷重除去時点特定手段によって特定された荷重除去時点を基点とする時間の経過に従って上記クリープ回復誤差の補償に用いる上記第２関数式を変更する第２変更手段と、
   を具備することを特徴とする、荷重検出器のクリープ回復誤差補償装置。
8. 上記荷重除去時点に近い時間帯に用いられる上記第２関数式ほど単位時間当たりの上記クリープ回復誤差の補償量の変化量が大きい、請求項７に記載の荷重検出器のクリープ回復誤差補償装置。
9. 少なくとも一部の上記第２関数式は指数関数式である、請求項７または８に記載の荷重検出器のクリープ回復誤差補償装置。
10. 互いに時定数の異なる複数の上記指数関数式が設けられ、
    上記荷重除去時点に近い時間帯に用いられる上記指数関数式ほど上記時定数の値が小さい、
    請求項９に記載の荷重検出器のクリープ回復誤差補償装置。
11. 少なくとも一部の上記第２関数式は２次以上の高次関数式である、請求項７ないし１０のいずれかに記載の荷重検出器のクリープ回復誤差補償装置。
12. 荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差を時間の関数である第２関数式に基づいて補償するクリープ回復誤差補償方法において、
    互いに異なる複数の上記第２関数式を備え、
    上記荷重検出器から上記荷重が除去された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定過程と、
    上記荷重除去時点特定過程で特定された荷重除去時点を基点とする時間の経過に従って上記クリープ回復誤差の補償に用いる上記第２関数式を変更する第２変更過程と、
    を具備することを特徴とする、荷重検出器のクリープ回復誤差補償方法。

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