JP5515161B2

JP5515161B2 - 重量計

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Publication number: JP5515161B2
Application number: JP2007336446A
Authority: JP
Inventors: 俊鈴木; 照一郎伴; 功成深田
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2027-12-27
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Description

本発明は、対象物の重量の計測を自動的に開始する重量計に関する。

従来の体重計には、人が測定台に載ったことを検知して、体重の測定を開始するものが知られている。例えば、特許文献１には、測定台の下に機械的なスイッチを設け、このスイッチがオンになったことを検知して体重の測定を開始する体重計が開示されている。この種の体重計では、ユーザーが体重計の電源スイッチを操作する必要がないので利便性を向上させることができる。
ＵＳＰ４３２６５９６

しかしながら、機械的なスイッチは、オン・オフが繰り返されると、磨耗などによって故障する可能性が高いので、体重計の耐久性及び信頼性が損なわれるといった問題があった。
また、ユーザーが足を体重計の端部に載せた場合にも、体重計がひっくり返らず、安定していることが望ましいところ、機械的なスイッチを体重計に内蔵すると体重計が厚くなり、安定性が損なわれるといった問題があった。
くわえて、体重計が電池で動作することに鑑みれば、消費電力が小さく且つ、測定精度が高いことが望ましい。
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、重量を計測する重量計において、耐久性、信頼性及び安定性を向上させ、消費電力が小さく且つ測定精度を向上させることを解決課題とする。

この課題を解決するために、本発明の第１態様に係る重量計は、測定台を備え、動作状態として、前記測定台の上に対象物が載せられたことを検知する待機状態と、前記対象物の重量を測定する測定状態とを切り替え可能な重量計であって、前記測定台上の前記対象物の重量に応じた大きさの検出電圧を出力する検出部と、前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第１データを生成する第１データ生成部と、前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第２データを生成する第２データ生成部と、前記第１データ生成部および前記第２データ生成部を制御する制御部とを備え、前記第１データ生成部は前記第２データ生成部と比較して消費電力が小さく、且つ、前記第２データ生成部は前記第１データ生成部と比較してＡＤ変換の精度が高く、前記制御部は、前記待機状態において、第１周期で開始される各第１期間にて前記第１データ生成部を動作させ、前記第１期間で生成された前記第１データが第１基準データを上回る場合に、動作状態を前記待機状態から前記測定状態に移行させるステップオン検知処理と、前記第１周期よりも長い第２周期で設定され、前記第１周期で相前後する前記各第１期間の間隔内に位置する第２期間にて前記第２データ生成部を動作させ、前記測定台上の前記対象物が検知されない状態で前記各第２期間にて生成された前記第２データを零点データとして記憶部に書込む零点調整処理とを実行し、前記測定状態において、前記第１データ生成部の動作を停止させるとともに前記第２データ生成部を動作させ、前記零点データと前記第２データとの差分に応じて前記対象物の重量の測定結果を出力する測定処理を実行する。

また、本発明の第２態様に係る重量計は、測定台を備え、動作状態として、前記測定台の上に対象物が載せられたことを検知する待機状態と、前記対象物の重量を測定する測定状態とを切り替え可能な重量計であって、前記測定台上の前記対象物の重量に応じた大きさの検出電圧を出力する検出部と、前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第１データを生成する第１データ生成部と、前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第２データを生成する第２データ生成部と、前記第１データ生成部および前記第２データ生成部を制御する制御部とを備え、前記第１データ生成部は前記第２データ生成部と比較して消費電力が小さく、且つ、前記第２データ生成部は前記第１データ生成部と比較してＡＤ変換の精度が高く、前記制御部は、前記待機状態において、第１周期で開始される各第１期間にて前記第１データ生成部を動作させ、前記第１期間で生成された前記第１データが第１基準データを上回る場合に、動作状態を前記待機状態から前記測定状態に移行させるステップオン検知処理と、前記第１周期よりも長い第２周期で開始されて前記第１周期よりも長い各第２期間にて前記第２データ生成部を動作させ、前記測定台上の前記対象物が検知されない状態で前記各第２期間にて生成された前記第２データを零点データとして記憶部に書込む一方、前記第２期間に重複する前記第１期間の前記第１データが前記第１基準データを上回る場合には当該第２期間の前記第２データを前記記憶部の前記零点データに反映させない零点調整処理とを実行し、前記測定状態において、前記第１データ生成部の動作を停止させるとともに前記第２データ生成部を動作させ、前記零点データと前記第２データとの差分に応じて前記対象物の重量の測定結果を出力する測定処理を実行する。

本発明においては、検出電圧をＡＤ変換した結果から第１データ生成部が生成した第１データに基づいて測定台上の対象物の有無が検知されるから、特許文献１のような機械的なスイッチは不要である。したがって、重量計の耐久性や信頼性や安定性を向上させることが可能である。また、第２データ生成部と比較して消費電力が小さい第１データ生成部の生成した第１データに基づいて、測定台の上に対象物が載ったか否かが検知され、且つ、第１データ生成部と比較してＡＤ変換の精度が高い第２データ生成部の生成した第２データに基づいて測定の結果が出力される。したがって、測定台上の対象物の検知と重量の測定値の算定とが第１データ生成部の生成した第１データのみに基づいて実行される構成と比較して測定の精度が向上し、対象物の検知と測定値の算定とが第２データ生成部の生成した第２データのみに基づいて実行される構成と比較して消費電力が低減される。

本発明の好適な態様において、前記第１データ生成部は、前記検出電圧をデジタルデータに変換する第１ＡＤ変換部を含み、前記第１ＡＤ変換部が生成したＮ個（Ｎは２以上の自然数）のデジタルデータを平均することで、前記第２データ生成部と比較して小さい消費電力で前記第１データを生成し、前記第２データ生成部は、前記検出電圧をデジタルデータに変換する第２ＡＤ変換部を含み、前記第２ＡＤ変換部が生成したＭ個（ＭはＮを上回る自然数）のデジタルデータを平均することで、前記第１データ生成部と比較して高い精度で前記第２データを生成する。以上の構成では、第２データの生成に使用されるデジタルデータの個数Ｍが、第１データの生成に使用されるデジタルデータの個数Ｎよりも多いから（Ｍ＞Ｎ）、第１データ生成部の消費電力を第２データ生成部よりも小さくすることができ、また、第２データ生成部のＡＤ変換の精度を第１データ生成部よりも高めることができる。

本発明の第２態様に係る重量計は、測定台を備え、動作状態として、前記測定台の上に対象物が載せられたことを検知する待機状態と、前記対象物の重量を測定する測定状態とを切り替え可能な重量計であって、前記測定台上の前記対象物の重量に応じた大きさの検出電圧を出力する検出部と、前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第１データを生成する第１データ生成部と、前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第２データを生成する第２データ生成部と、前記待機状態において、前記第１データを監視して前記測定台の上に前記対象物が載ったことを検知すると、動作状態を前記待機状態から前記測定状態に移行させ、前記第１データ生成部の動作を停止させ、且つ、前記第２データ生成部を動作させて、前記対象物の重量の測定結果を前記第２データに基づいて出力する制御部とを備え、前記第１データ生成部は前記第２データ生成部と比較して消費電力が小さく、且つ、前記第２データ生成部は前記第１データ生成部と比較してＡＤ変換の精度が高く、
前記制御部は、前記待機状態において、前記第２データ生成部を間欠的に動作させ、前記第２データ生成部が動作する各第２期間で得られた前記第２データと第２基準データとを比較し、前記第２データが第２基準データ以下の場合に、前記第２データを、前記測定台に前記対象物が載っていない状態における零点データとして記憶部に書き込み、前記第２データが前記第２基準データを超えた場合には、動作状態を前記待機状態から前記測定状態に移行させ、前記第１データ生成部の動作を停止させ、且つ前記第２データ生成部の動作を継続させ、前記測定状態において、前記記憶部から前記零点データを読み出し、当該零点データと前記第２データとの差分を算出し、算出結果を前記対象物の重量の測定結果として出力することを特徴とする。以上の態様においては、第２データが第２基準データを超えた場合に動作状態が待機状態から測定状態に移行するから、第２期間内においても測定台上の対象物を検知することが可能である。

本発明の好適な態様において、前記制御部は、前記測定状態において前記第２データを監視して、前記測定台から前記対象物が取り除かれたことを検知すると、動作状態を前記測定状態から前記待機状態に移行させ、前記第２データ生成部の動作を停止させ、且つ前記第１データ生成部を動作させる。以上の態様においては、測定台から対象物が取り除かれたことが第２データに基づいて検知されるから、測定状態において第１データ生成部を動作させる必要がない。

＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る重量計のブロック図である。重量計１００は、測定台（図示略）上の対象物の重量を測定する計測器（例えば人間の体重を計測する体重計）であり、図１に示すように、検出部１０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０と、記憶部２２と、出力部２４と、電源回路３０と、第１ＡＤ（Analog to Digital）変換部４１と、第２ＡＤ変換部４２とを具備する。第１ＡＤ変換部４１は、ＣＰＵ２０に内蔵される。ただし、第１ＡＤ変換部４１をＣＰＵ２０とは別体の回路としてもよい。

検出部１０は、測定台上の対象物の重量に応じた大きさの検出電圧Ｖ（アナログ信号）を生成する。図１に示すように、本形態の検出部１０は、ブリッジ回路１２と差動増幅器１４とを含む。ブリッジ回路１２は、高位側電源と低位側電源との間に配置された複数のブリッジ抵抗素子で構成され、測定台に作用する荷重に応じた大きさの電圧を出力する。差動増幅器１４は、ブリッジ回路１２の出力電圧を増幅することで検出電圧Ｖを生成して出力する。

ＣＰＵ２０は、プログラムを実行することで重量計１００の各部を制御する。記憶部２２は、ＣＰＵ２０が実行するプログラムやＣＰＵ２０が利用する各種のデータを記憶する手段（例えば不揮発性のメモリ）である。出力部２４は、対象物の重量の測定値を出力する。例えば、測定値を画像として表示する表示装置や測定値を用紙に印刷する印刷装置、あるいは測定値を音声で出力する放音装置が出力部２４として利用される。電源回路３０は、ＣＰＵ２０からの指示に応じて検出部１０や第２ＡＤ変換部４２に電源を供給する。

第１ＡＤ変換部４１は、検出部１０から出力される検出電圧ＶをＡＤ変換することでデジタルのデータｄ1を順次に生成する。同様に、第２ＡＤ変換部４２は、検出部１０から出力される検出電圧ＶをＡＤ変換することでデジタルのデータｄ2を順次に生成する。第２ＡＤ変換部４２が生成した複数のデータｄ2はＣＰＵ２０に供給される。

第１ＡＤ変換部４１と第２ＡＤ変換部４２とはＡＤ変換の精度や消費電力が相違する。さらに詳述すると、第２ＡＤ変換部４２は、第１ＡＤ変換部４１と比較してＡＤ変換の精度（分解能）が高く、且つ、第１ＡＤ変換部４１は、第２ＡＤ変換部４２と比較して消費電力が小さい。例えば、逐次比較型のＡＤ変換器が第１ＡＤ変換部４１として利用され、二重積分型や四重積分型のＡＤ変換器が第２ＡＤ変換部４２として利用される。

重量計１００の動作状態は、待機状態と測定状態とに区分される。待機状態においては、測定台上に対象物が載ったか否かを判定する処理（以下「ステップオン検知処理」という）と、測定値がゼロとなる検出電圧Ｖの電圧値を設定する処理（以下「零点調整処理」という）とが周期的に実行される。待機状態において、測定台上の対象物がステップオン検知処理で検知されると、重量計１００の動作状態は測定状態に移行する。測定状態においては、零点調整処理で設定された零点電圧を基準として測定台上の対象物の重量が測定され、測定が完了した段階（対象物が測定台から取り除かれた段階）で重量計１００の動作状態は待機状態に移行する。

図２は、重量計１００の動作を示すタイミングチャートである。図２においては、第１ＡＤ変換部４１および第２ＡＤ変換部４２の動作および停止のタイミングが図示されている。図２に示すように、待機状態において、ＣＰＵ２０は、所定の周期Ｐ2（例えば３秒）で間欠的に第２ＡＤ変換部４２を動作させる。すなわち、第２ＡＤ変換部４２は、周期Ｐ2毎に開始される所定長の期間（以下「動作期間」という）Ｔ2において、検出電圧Ｖを順次にＡＤ変換することでＭ個のデータｄ2（図２のｄ2[1]〜ｄ2[M]）を生成する。ＣＰＵ２０は、第２ＡＤ変換部４２が生成したＭ個のデータｄ2を利用して動作期間Ｔ2毎に零点調整処理を実行する。

また、待機状態において、ＣＰＵ２０は、周期Ｐ2よりも短い周期Ｐ1（例えば１秒）で間欠的に第１ＡＤ変換部４１を動作させる。すなわち、第１ＡＤ変換部４１は、周期Ｐ1毎に開始される所定長の期間（以下「動作期間」という）Ｔ1において、検出電圧Ｖを順次にＡＤ変換することでＮ個のデータｄ1（図２のｄ1[1]〜ｄ1[N]）を生成する。ただし、ＣＰＵ２０は、図２に示すように、第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2内においては第１ＡＤ変換部４１の動作を停止させる。ＣＰＵ２０は、第１ＡＤ変換部４１が生成したＮ個のデータｄ1を利用して動作期間Ｔ1毎にステップオン検知処理を実行する。

一方、測定状態において、ＣＰＵ２０は、第１ＡＤ変換部４１の動作を停止させたうえで第２ＡＤ変換部４２を動作させる。測定状態において、第２ＡＤ変換部４２は、動作期間Ｔ2と同様に、検出電圧ＶをＡＤ変換することで順次にデータｄ2を生成する。ＣＰＵ２０は、第２ＡＤ変換部４２が生成したＭ個のデータｄ2（ｄ2[1]〜ｄ2[M]）に基づいて対象物の重量を算定するとともに測定値として出力部２４に出力する。

次に、図３は、ＣＰＵ２０の具体的な動作（記憶部２２に格納されたプログラムの内容）を示すフローチャートである。図３の処理は、周期Ｐ1よりも充分に短い周期でタイマ割込が発生するたびに実行される割込処理である。

ＣＰＵ２０は、まず、重量計１００の動作状態が待機状態にあるか否かを判定する（ステップＳ1）。動作状態が待機状態にある場合、ＣＰＵ２０は、零点調整処理を実行するタイミング（動作期間Ｔ2の始点）が到来したか否かを判定する（ステップＳ2）。ステップＳ2の結果が肯定である場合、ＣＰＵ２０は零点調整処理を実行する（ステップＳA1〜ステップＳA5）。

一方、ステップＳ2の結果が否定である場合、ＣＰＵ２０は、ステップオン検知処理を実行するタイミング（動作期間Ｔ1の始点）が到来したか否かを判定する（ステップＳ3）。ステップＳ3の結果が肯定である場合、ＣＰＵ２０はステップオン検知処理を実行する（ステップＳB1〜ステップＳB6）。ステップＳ3の結果が否定である場合、ＣＰＵ２０は図３の割込処理を終了する。

零点調整処理を開始すると、ＣＰＵ２０は、電源回路３０を制御して検出部１０および第２ＡＤ変換部４２に電力を供給することで、検出部１０および第２ＡＤ変換部４２を動作させる（ステップＳA1）。電力の供給を受けて検出部１０および第２ＡＤ変換部４２が動作し始めると、ＣＰＵ２０は、第２ＡＤ変換部４２が生成したＭ個のデータｄ2（ｄ2[1]〜ｄ2[M]）を取得する（ステップＳA2）。そして、ＣＰＵ２０は、Ｍ個のデータｄ2を平均することでデータＤ2を生成する（ステップＳA3）。データＤ2は、測定台に作用する加重の大きさに応じた数値を示す。

記憶部２２には、測定台に対象物が載っていない状態（無負荷時）における検出電圧Ｖの電圧値を示すデータ（以下「零点データ」という）Ｄ0が格納されている。ＣＰＵ２０は、ステップＳA3にて算定したデータＤ2を新たな零点データＤ0として記憶部２２に格納することで記憶部２２の内容（過去の零点データＤ0）を更新する（ステップＳA4）。次いで、ＣＰＵ２０は、電源回路３０からの給電を終了させることで検出部１０および第２ＡＤ変換部４２を停止させたうえで（ステップＳA5）、図３の割込処理を終了する。

一方、ステップＳ3の結果が肯定となることでステップオン検知処理を開始すると、ＣＰＵ２０は、電源回路３０を制御することで検出部１０に電源を供給するとともに第１ＡＤ変換部４１を動作させる（ステップＳB1）。次いで、ＣＰＵ２０は、第１ＡＤ変換部４１が生成したＮ個のデータｄ1（ｄ1[1]〜ｄ1[N]）を取得し（ステップＳB2）、Ｎ個のデータｄ1の平均をデータＤ1として生成する（ステップＳB3）。

次いで、ＣＰＵ２０は、ステップＳB3で算定したデータＤ1を所定の基準データＤref1と比較し、データＤ1が基準データＤref1を上回るか否かを判定する（ステップＳB4）。基準データＤref1は、重量計１００による測定の対象に想定される重量の最小値を下回るように統計的または実験的に設定されたうえで記憶部２２に格納される。したがって、対象物が測定台上に存在しない場合にはデータＤ1は基準データＤref1を下回り、対象物が測定台上に存在する場合にはデータＤ1は基準データＤref1を上回る。すなわち、ステップＳB4は、測定台上に対象物が存在するか否かを判定する処理に相当する。

ステップＳB4の結果が肯定である場合（すなわち対象物が測定台上に載ったと判定される場合）、ＣＰＵ２０は、重量計１００の動作状態を待機状態から測定状態に移行する（ステップＳB5）。そして、ＣＰＵ２０は、検出部１０および第１ＡＤ変換部４１の動作を停止させたうえで（ステップＳB6）、図３の割込処理を終了する。一方、ステップＳB4の結果が否定である場合、ＣＰＵ２０は、ステップＳB5およびステップＳB6を経ずに割込処理を終了する。したがって、動作状態は待機状態に維持される。

ステップＳB5において動作状態が測定状態に設定されたうえで図３の割込処理が開始すると、ステップＳ1の判定の結果が否定となり、図４の測定処理（ステップＳC1〜ステップＳC8）が開始される。測定処理を開始すると、ＣＰＵ２０は、電源回路３０を制御して検出部１０および第２ＡＤ変換部４２に電力を供給することで、検出部１０および第２ＡＤ変換部４２を動作させる（ステップＳC1）。電力の供給を受けて検出部１０および第２ＡＤ変換部４２が動作し始めると、ＣＰＵ２０は、第２ＡＤ変換部４２が生成したＭ個のデータｄ2（ｄ2[1]〜ｄ2[M]）を取得し（ステップＳC2）、Ｍ個のデータｄ2を平均することでデータＤ2を生成する（ステップＳC3）。

次いで、ＣＰＵ２０は、記憶部２２に格納されている零点データＤ0（すなわち直前の零点調整処理による更新後の零点データＤ0）を、ステップＳC3で算定したデータＤ2から減算することで測定値データＤOUTを算定する（ステップＳC4）。そして、ＣＰＵ２０は、測定値データＤOUTを対象物の重量の測定値として出力部２４に出力する（ステップＳC5）。なお、データＤ2の算定に使用されるデータｄ2の個数がステップＳA2（零点調整処理）とステップＳC2（測定処理）とで相違してもよい。

次いで、ＣＰＵ２０は、ステップＳC3で算定したデータＤ2（または測定値データＤOUT）が前述の基準データＤref1を下回るか否かを判定する（ステップＳC6）。ステップＳC6の結果が肯定である場合、対象物が測定台から取り除かれたと判定できるから、ＣＰＵ２０は、重量計１００の動作状態を測定状態から待機状態に移行させる（ステップＳC7）。そして、ＣＰＵ２０は、電源回路３０からの給電を終了させることで検出部１０および第２ＡＤ変換部４２の動作を停止させてから（ステップＳC8）、割込処理を終了する。一方、ステップＳC6の結果が否定である場合（すなわち対象物が測定台上に載っている場合）、ＣＰＵ２０は、第２ＡＤ変換部４２が順次に出力する最新のＭ個のデータｄ2に応じた測定値の出力（ステップＳC2〜ＳC5）を反復する。

以上に説明したように、本形態においては、検出電圧Ｖから第１ＡＤ変換部４１が生成したデータｄ1（Ｄ1）に基づいて対象物の有無が判定されるから、対象物の検知に機械的なスイッチは不要である。したがって、特許文献１の技術と比較して重量計１００の耐久性や信頼性が向上するという利点がある。また、機械的なスイッチを配置する必要がない分だけ重量計１００の厚さが低減されるから、重量計１００の安定性を高めることができる。さらに、第１ＡＤ変換部４１によるデータｄ1の生成と第２ＡＤ変換部４２によるデータｄ2の生成とにひとつの検出部１０が共用されるから、例えば、第１ＡＤ変換部４１に入力される検出電圧と第２ＡＤ変換部４２に入力される検出電圧とが別個の検出部で生成される重量計と比較して、重量計１００の構成を簡素化することができる。

前述のように、Ｎ個のデータｄ1を生成する第１ＡＤ変換部４１と、Ｎ個のデータｄ1からデータＤ1を生成（ステップＳB2およびステップＳB3）するＣＰＵ２０とによって、検出電圧ＶからデータＤ1（第１データ）を生成する第１データ生成部が構成される。同様に、Ｍ個のデータｄ2を生成する第２ＡＤ変換部４２と、Ｍ個のデータｄ2からデータＤ2を生成（ステップＳA2およびステップＳA3、またはステップＳC2およびステップＳC3）するＣＰＵ２０とによって、検出電圧ＶからデータＤ2（第２データ）を生成する第２データ生成部が構成される。第１データ生成部は第２データ生成部と比較して消費電力が小さく、第２データ生成部は第１データ生成部と比較してＡＤ変換の精度が高い。

ステップオン検知処理には、測定処理に使用される第２データ生成部と比較して消費電力が小さい第１データ生成部が利用されるから、例えば第２データ生成部の生成したデータＤ2に基づいてステップオン検知処理が実行される構成と比較して、重量計１００における消費電力を削減することができる。一方、測定処理には、第１データ生成部と比較してＡＤ変換の精度が高い第２データ生成部が利用されるから、例えば、第１データ生成部の生成したデータＤ1に基づいて測定処理が実行される構成と比較して、測定の精度を向上することができる。すなわち、本形態によれば、ステップオン検知処理に必要な電力の低減と測定処理における高精度な測定とを両立することが可能である。

＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の各形態において作用や機能が第１実施形態と同様の要素については、以上と同じ符号を付して各々に説明を適宜に省略する。

図５は、第２実施形態に係る重量計１００の動作を示すタイミングチャートである。図５に示すように、待機状態における第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2の時間長は、待機状態において第１ＡＤ変換部４１を動作させる周期Ｐ1（ステップオン検知処理の周期）よりも短い。

ＣＰＵ２０は、第１ＡＤ変換部４１の動作期間Ｔ1と第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2とが重ならないように第１ＡＤ変換部４１および第２ＡＤ変換部４２の動作を制御する。さらに詳述すると、動作期間Ｔ2は、動作期間Ｔ1の終点から次の動作期間Ｔ1の始点までの期間内に設定される。したがって、第１実施形態と同様に、第１ＡＤ変換部４１の動作期間Ｔ1では第２ＡＤ変換部４２は停止し、第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2では第１ＡＤ変換部４１は停止する。待機状態および測定状態の各々におけるＣＰＵ２０の動作は第１実施形態（図３および図４）と同様である。

以上のように、本形態においては、第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2の時間長が第１ＡＤ変換部４１の動作の周期Ｐ1よりも短いから、待機状態において第１ＡＤ変換部４１を恒常的に周期Ｐ1で動作させた場合であっても、第１ＡＤ変換部４１と第２ＡＤ変換部４２とを排他的に動作させることが可能である。すなわち、第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2内で第１ＡＤ変換部４１の動作を停止させるといった第１実施形態の動作は不要となるから、ＣＰＵ２０による処理の負荷が軽減されるという利点がある。

＜Ｃ：第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態に係る重量計１００の動作を示すタイミングチャートである。図６に示すように、動作状態が待機状態にある場合、ＣＰＵ２０は、周期Ｐ1で間欠的に第１ＡＤ変換部４１を動作させるとともに、周期Ｐ1よりも長い周期Ｐ2で間欠的に第２ＡＤ変換部４２を動作させる。第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2は周期Ｐ1よりも長く、動作期間Ｔ1の周期Ｐ1は動作期間Ｔ2の内外に拘わらず固定である。したがって、待機状態において、第１ＡＤ変換部４１の複数の動作期間Ｔ1のなかには、第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2と重複するものがある。

動作期間Ｔ2と重複しない動作期間Ｔ1や測定状態におけるＣＰＵ２０の動作は第１実施形態と同様である。一方、待機状態において、第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2内で動作期間Ｔ1が開始すると、ＣＰＵ２０は、図３の零点調整処理（ステップＳA1〜ステップＳA5）とステップオン検知処理（ステップＳB1〜ステップＳB6）とを並列に実行する。

零点調整処理の途中や直前において対象物が測定台に載ると、第２ＡＤ変換部４２が生成するデータｄ2に対象物の重量が反映される場合がある。この場合にデータｄ2から生成される零点データＤ0は、無負荷時の検出電圧Ｖの電圧値を表さないから、測定処理における重量の測定値は本来の対象物の重量よりも小さい不正確な数値となる。そこで、本形態においては、動作期間Ｔ2内における動作期間Ｔ1のステップオン検知処理で対象物の存在が検知されると（ステップＳB4：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、今回の零点調整処理で算定した零点データＤ0を記憶部２２の内容に反映させずに破棄する。したがって、対象物の検知後の測定処理では、前回の零点調整処理で設定された零点データＤ0に基づいて測定値データＤOUTが算定される。

以上のように、本形態においては、無負荷時の検出電圧Ｖの電圧値を表さない可能性のある零点データＤ0が測定処理に適用されないから、測定値を正確に算定できるという利点がある。また、動作期間Ｔ1の周期Ｐ1が動作期間Ｔ2の内外に拘わらず一定であるから、動作期間Ｔ2内で第１ＡＤ変換部４１の動作を停止させるといった動作は第２実施形態と同様に不要である。

また、第２実施形態においてはステップオン検知処理の周期Ｐ1を第２ＡＤ変換部４２の動作期間Ｔ2よりも長く確保する必要があるのに対し、本形態においては、動作期間Ｔ2とは無関係に周期Ｐ1を設定することが可能である。したがって、例えば周期Ｐ1を充分に短い時間に設定することで、対象物が測定台上に載ったことを迅速に検知して測定状態に移行できるといった利点がある。

＜Ｄ：変形例＞
以上の各形態には様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。

（１）変形例１
第１実施形態や第２実施形態において、零点調整処理の途中や直前において対象物が測定台に載ると、第３実施形態について前述したように、第２ＡＤ変換部４２の生成するデータｄ2に対象物の重量が反映されて測定値が不正確となる場合がある。そこで、零点調整処理において、ＣＰＵ２０が、測定台上の対象物の有無を検知してもよい。例えば、図７に示すように、零点調整処理のために第２ＡＤ変換部４２が生成したデータｄ2を対象物の検知に流用する構成が好適である。

図７に示すように、図３のステップＳA3に続いてステップＳD1が実行される。ステップＳD1において、ＣＰＵ２０は、ステップＳA3で算定したデータＤ2と記憶部２２に格納されている零点データＤ0（すなわち過去の零点調整処理で設定された零点データＤ0）との差分値が所定の基準値Ｄref2を上回るか否かを判定する。基準値Ｄref2は、無負荷時の検出電圧Ｖについて想定される電圧値の最大値を上回り、且つ、重量計１００による測定の対象に想定される重量の最小値を下回るように統計的または実験的に設定されたうえで記憶部２２に格納される。したがって、対象物が測定台上に存在しない場合にはデータＤ2は基準データＤref2を下回り、対象物が測定台上に存在する場合にはデータＤ2は基準データＤref2を上回る。すなわち、ステップＳD1は、測定台上に対象物が存在するか否かを判定する処理に相当する。

ステップＳD1の結果が肯定である場合（すなわち対象物が測定台に載ったと判定される場合）、ＣＰＵ２０は、動作状態を待機状態から測定状態に移行し（ステップＳD2）、検出部１０および第２ＡＤ変換部４２の動作を継続したまま割込処理を終了する。したがって、今回の零点調整処理（ステップＳA2およびステップＳA3）にて算定されたデータＤ2は記憶部２２の零点データＤ0に反映されない（すなわち零点データＤ0は更新されない）。

第２ＡＤ変換部４２は、動作期間Ｔ2にて継続的にデータｄ2を出力する。ステップＳD1の結果が否定である場合、ＣＰＵ２０は、動作期間Ｔ2が終了したか否かを判定する（ステップＳD3）。動作期間Ｔ2が終了していない場合、ＣＰＵ２０は、第２ＡＤ変換部４２から供給される最新のＭ個のデータｄ2についてデータＤ2の生成（ステップＳA2およびステップＳA3）と基準データＤref2との比較（ステップＳD1）とを反復する。一方、動作期間Ｔ2内の総てのデータＤ2が基準データＤref2を上回ることなく動作期間Ｔ2が終了した場合（ステップＳD3：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、直前のステップＳA3で算定したデータＤ2を新たな零点データＤ0として記憶部２２に格納することで記憶部２２の内容を更新する（ステップＳA4）。そして、ＣＰＵ２０は、検出部１０と第２ＡＤ変換部４２とを停止させたうえで（ステップＳA5）、割込処理を終了する。

以上に説明したように、本変形例においては、動作期間Ｔ1内のデータｄ1を利用したステップオン検知処理に加え、動作期間Ｔ2内の零点調整処理においてもデータｄ2に基づいて測定台上の対象物の有無が判定されるから、動作期間Ｔ2の直前や途中において対象物が測定台に載った場合であっても、零点データＤ0が不正確な数値に設定されることは回避される。したがって、対象物の重量の測定値を正確に特定できるという利点がある。なお、図７の動作は第１実施形態および第２実施形態の双方に適用される。また、図７のステップＳD1ではデータＤ2と零点データＤ0との差分値を基準データＤref2と比較したが、データＤ2が基準データＤref2を上回るか否かを判定してもよい。

（２）変形例２
以上の形態においてはＮ個のデータｄ1を平均することでデータＤ1を算定したが、検出電圧Ｖを第１ＡＤ変換部４１にてＡＤ変換した１個のデジタルデータをデータＤ1としてもよい。同様に、検出電圧Ｖを第２ＡＤ変換部４２にてＡＤ変換した１個のデジタルデータをデータＤ2としてもよい。また、第１ＡＤ変換部４１に代えて、基準データＤref1が示す電圧値の基準電圧Ｖrefと検出電圧Ｖとを比較する比較器も採用される。比較器は、検出電圧Ｖが基準電圧Ｖrefを上回る場合には第１値の信号を出力し、検出電圧Ｖが基準電圧Ｖrefを下回る場合には第２値の信号を出力する。ステップオン検知処理において、ＣＰＵ２０は、比較器の出力信号が第１値である場合には対象物が測定台上にあると判定し、出力信号が第２値である場合には対象物が測定台上にないと判定する。以上に説明した比較器の動作は検出電圧Ｖに応じた２値の信号を出力する処理であるから、本発明におけるＡＤ変換の概念に含まれる。

（３）変形例３
以上の各形態における零点調整処理は適宜に省略される。例えば、図３のステップＳ1の結果が肯定である場合にステップＳ3の処理を実行してもよい。

本発明の第１実施形態に係る重量計のブロック図である。重量計の動作を示すタイミングチャートである。重量計の動作（零点調整処理およびステップオン検知処理）を示すフローチャートである。重量計の動作（測定処理）を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る重量計の動作を示すタイミングチャートである。本発明の第３実施形態に係る重量計の動作を示すタイミングチャートである。変形例に係る重量計の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１００……重量計、１０……検出部、１２……ブリッジ回路、１４……差動増幅器、２０……ＣＰＵ、２２……記憶部、２４……出力部、３０……電源回路、４１……第１ＡＤ変換部、４２……第２ＡＤ変換部。

Claims

測定台を備え、動作状態として、前記測定台の上に対象物が載せられたことを検知する待機状態と、前記対象物の重量を測定する測定状態とを切り替え可能な重量計であって、
前記測定台上の前記対象物の重量に応じた大きさの検出電圧を出力する検出部と、
前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第１データを生成する第１データ生成部と、
前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第２データを生成する第２データ生成部と、
前記第１データ生成部および前記第２データ生成部を制御する制御部とを備え、
前記第１データ生成部は前記第２データ生成部と比較して消費電力が小さく、且つ、前記第２データ生成部は前記第１データ生成部と比較してＡＤ変換の精度が高く、
前記制御部は、
前記待機状態において、
第１周期で開始される各第１期間にて前記第１データ生成部を動作させ、前記第１期間で生成された前記第１データが第１基準データを上回る場合に、動作状態を前記待機状態から前記測定状態に移行させるステップオン検知処理と、
前記第１周期よりも長い第２周期で開始され、前記第１周期で相前後する前記各第１期間の間隔内に位置する各第２期間にて前記第２データ生成部を動作させ、前記測定台上の前記対象物が検知されない状態で前記各第２期間にて生成された前記第２データを零点データとして記憶部に書込む零点調整処理とを実行し、
前記測定状態において、
前記第１データ生成部の動作を停止させるとともに前記第２データ生成部を動作させ、前記零点データと前記第２データとの差分に応じて前記対象物の重量の測定結果を出力する測定処理を実行する
ことを特徴とする重量計。
測定台を備え、動作状態として、前記測定台の上に対象物が載せられたことを検知する待機状態と、前記対象物の重量を測定する測定状態とを切り替え可能な重量計であって、
前記測定台上の前記対象物の重量に応じた大きさの検出電圧を出力する検出部と、
前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第１データを生成する第１データ生成部と、
前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第２データを生成する第２データ生成部と、
前記第１データ生成部および前記第２データ生成部を制御する制御部とを備え、
前記第１データ生成部は前記第２データ生成部と比較して消費電力が小さく、且つ、前記第２データ生成部は前記第１データ生成部と比較してＡＤ変換の精度が高く、
前記制御部は、
前記待機状態において、
第１周期で開始される各第１期間にて前記第１データ生成部を動作させ、前記第１期間で生成された前記第１データが第１基準データを上回る場合に、動作状態を前記待機状態から前記測定状態に移行させるステップオン検知処理と、
前記第１周期よりも長い第２周期で開始されて前記第１周期よりも長い各第２期間にて前記第２データ生成部を動作させ、前記測定台上の前記対象物が検知されない状態で前記各第２期間にて生成された前記第２データを零点データとして記憶部に書込む一方、前記第２期間に重複する前記第１期間の前記第１データが前記第１基準データを上回る場合には当該第２期間の前記第２データを前記記憶部の前記零点データに反映させない零点調整処理とを実行し、
前記測定状態において、
前記第１データ生成部の動作を停止させるとともに前記第２データ生成部を動作させ、前記零点データと前記第２データとの差分に応じて前記対象物の重量の測定結果を出力する測定処理を実行する
ことを特徴とする重量計。
前記第１データ生成部は、前記検出電圧をデジタルデータに変換する第１ＡＤ変換部を含み、前記第１ＡＤ変換部が生成したＮ個（Ｎは２以上の自然数）のデジタルデータを平均することで、前記第２データ生成部と比較して小さい消費電力で前記第１データを生成し、
前記第２データ生成部は、前記検出電圧をデジタルデータに変換する第２ＡＤ変換部を含み、前記第２ＡＤ変換部が生成したＭ個（ＭはＮを上回る自然数）のデジタルデータを平均することで、前記第１データ生成部と比較して高い精度で前記第２データを生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２の重量計。
測定台を備え、動作状態として、前記測定台の上に対象物が載せられたことを検知する待機状態と、前記対象物の重量を測定する測定状態とを切り替え可能な重量計であって、
前記測定台上の前記対象物の重量に応じた大きさの検出電圧を出力する検出部と、
前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第１データを生成する第１データ生成部と、
前記検出電圧をＡＤ変換した結果に基づいて第２データを生成する第２データ生成部と、
前記待機状態において、前記第１データを監視して前記測定台の上に前記対象物が載ったことを検知すると、動作状態を前記待機状態から前記測定状態に移行させ、前記第１データ生成部の動作を停止させ、且つ、前記第２データ生成部を動作させて、前記対象物の重量の測定結果を前記第２データに基づいて出力する制御部とを備え、
前記第１データ生成部は前記第２データ生成部と比較して消費電力が小さく、且つ、前記第２データ生成部は前記第１データ生成部と比較してＡＤ変換の精度が高く、
前記制御部は、前記待機状態において、前記第２データ生成部を間欠的に動作させ、前記第２データ生成部が動作する各第２期間で得られた前記第２データと第２基準データとを比較し、前記第２データが第２基準データ以下の場合に、前記第２データを、前記測定台に前記対象物が載っていない状態における零点データとして記憶部に書き込み、前記第２データが前記第２基準データを超えた場合には、動作状態を前記待機状態から前記測定状態に移行させ、前記第１データ生成部の動作を停止させ、且つ前記第２データ生成部の動作を継続させ、前記測定状態において、前記記憶部から前記零点データを読み出し、当該零点データと前記第２データとの差分を算出し、算出結果を前記対象物の重量の測定結果として出力する
ことを特徴とする重量計。
前記制御部は、前記測定状態において前記第２データを監視して、前記測定台から前記対象物が取り除かれたことを検知すると、動作状態を前記測定状態から前記待機状態に移行させ、前記第２データ生成部の動作を停止させ、且つ前記第１データ生成部を動作させることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかの重量計。