JP5611545B2 - 計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、計量装置に関し、特に、被計量物が供給される被供給部が回転体と共に荷重検出手段によって支持されており、この荷重検出手段から得られる荷重検出信号に基づいて当該被計量物の重量を求める、計量装置に関する。

この種の計量装置として、例えば重量選別機用の計量コンベヤがある。即ち、重量選別機用の計量コンベヤにおいては、被供給部としてのコンベヤ本体が、ロードセル等の荷重検出手段によって支持されている。コンベヤ本体は、これに供給された被計量物を搬送するためのモータやプーリ等の回転体を有しており、このコンベヤ本体によって被計量物が搬送されているときに荷重検出手段から得られる荷重検出信号に基づいて、当該被計量物の重量が求められる。

ところで、コンベヤ本体が作動しているとき、つまり回転体が回転しているときには、当該回転体が回転することに起因する振動力、特に回転体の偏心荷重に起因する振動力が、荷重検出手段に印加される。この結果、回転体の回転周期と同じ周期の振動成分が、荷重検出信号に現れる。この振動成分は、言うまでもなく計量精度の低下を招く。従って、この計量精度の低下を防ぐには、当該振動成分を除去する必要がある。ただし、当該振動成分の周期は、上述の如く回転体の回転周期と同じであり、これを周波数に換算すると、概ね数［Ｈｚ］〜十数［Ｈｚ］である。このような低周波数の振動成分を通常のフィルタ回路によって除去しようとすると、過度な応答遅れが生じ、却って不都合である。ゆえに、従来、例えば特許文献１に開示された技術が提案されている。

この従来技術によれば、回転体としてのモータに、その回転角度をエンコードするためのエンコーダが取り付けられる。その上で、まず、事前の調整運転において、被計量物としてのワークが計量コンベヤに載置されていない状態で、当該計量コンベヤが駆動され、このときに計量コンベヤ（秤）から得られる荷重検出信号としての計量信号が、エンコーダからのエンコーダ信号に対応して記憶される。この記憶された計量信号は、回転体が回転することに起因する振動成分に相当する。そして、実際の稼働運転において、ワークが計量コンベヤによって搬送され、このときに得られる計量信号から、当該事前に記憶された計量信号が、エンコーダ信号に対応して減算される。これによって、回転体が回転することに起因する振動成分が除去され、いわゆる誤差補正が成される。

特開２０００−３３７９４９号公報

しかしながら、上述の従来技術では、事前の調整運転時と、実際の稼働運転時とで、互いの運転条件が異なる。例えば、計量コンベヤにワークが載置されているか否か、つまり当該計量コンベヤに印加される荷重の大きさ、が異なる。また、回転体の回転速度（ワークの搬送速度）が異なることもある。このように運転条件が異なると、それぞれの運転時に発生する振動成分の態様、特に振幅および位相（初期位相）、に差異が生じる。このため、調整運転時に記憶された言わば補正用信号としての振動成分と、この補正用信号による除去対象である稼働運転時の振動成分と、の態様が一致せず、当該稼働運転時の振動成分を精確に除去することができない、という問題がある。これについて、以下に詳しく説明する。

即ち、計量コンベヤを含む秤において、一般に、荷重検出手段と、この荷重検出手段によって支持されている被供給部等の部分と、から成る計量部は、図１８に示すような１自由度の振動系１としてモデル化される。この振動系１によれば、ｍという質量を持つ質点２に、ｋというばね定数を持つばね３と、ｃという減衰係数を持つ粘性減衰力４と、が作用する。ここで、質点２の質量ｍは、計量部全体の質量に相当する。そして、この質点２の変位ｘは、時間ｔの関数として表される。

その一方で、回転体の偏心荷重に起因する振動力は、等価的には、当該偏心荷重に相当する質量ｍｅを持つ質点が、回転体の中心からｒという距離にあり、ωという角速度で回転することによって発生する遠心力Ｆ０（＝ｍｅ・ｒ・ω^２）が、Ｔ（＝２・π／ω）という周期で正弦関数（または余弦関数）的に計量部に作用する、と考えられる。そうすると、この振動力は、例えばＦ０・ｓｉｎ（ω・ｔ）と表される。そして、この振動力Ｆ０・ｓｉｎ（ω・ｔ）が計量部に作用する様子は、図１８に倣って、図１９のように表される。なお、この図１９における質点２の質量ｍは、偏心荷重自体の質量ｍｅを含む。

この図１９において、振動力Ｆ０・ｓｉｎ（ω・ｔ）は、いわゆる調和外力に相当し、この調和外力としての振動力Ｆ０・ｓｉｎ（ω・ｔ）が作用することによる計量部の変位ｘ（ｔ）は、次の数１によって表される。

この数１において、αおよびβは、任意定数であり、ここでは無視する。そして、ωｎは、計量部の固有振動数であり、次の数２によって表される。

さらに、ζは、計量部の減衰比であり、次の数３によって表される。

また、φは、振動力Ｆ０・ｓｉｎ（ω・ｔ）に対する変位ｘ（ｔ）の位相遅れ角であり、次の数４によって表される。

そして、Ｘは、変位ｘ（ｔ）の振幅であり、強制振動の変位振幅と呼ばれている。この強制振動の変位振幅Ｘは、次の数５のように表される。

なお、この数５において、Ｘｓｔは、計量部にＦ０という外力が静的に作用したときの当該計量部の変位ｘ（ｔ）であり、この静的変位Ｘｓｔは、次の数６によって表される。

さらに、静的変位Ｘｓｔに対する強制振動の変位振幅Ｘの比Ｘ／Ｘｓｔは、振幅倍率Ｍと呼ばれており、この振幅倍率Ｍは、次の数７によって表される。

この数７から分かるように、振幅倍率Ｍは、回転体の角速度（振動力Ｆ０・ｓｉｎ（ω・ｔ）の円振動数）ωと、計量部の固有振動数ωｎと、当該計量部の減衰比ζと、によって決まる。そして、これらの関係を図示すると、図２０のようになる。

また、上述の数４から分かるように、位相遅れ角φについても、回転体の角速度ωと、計量部の固有振動数ωｎと、当該計量部の減衰比ζと、によって決まる。そして、これらの関係を図示すると、図２１のようになる。

ここで、回転体の角速度ωに注目すると、これは、当該回転体の回転速度によって変わる。そして、この角速度ωが変わることによって、振幅倍率Ｍおよび位相遅れ角φが変わる。この振幅倍率Ｍおよび位相遅れ角φが変わるということは、計量部の出力である荷重検出信号（計量信号）中の振動成分の振幅および位相が変化することを意味する。つまり、回転体の回転速度が変わると、当該振動成分の振幅および位相が変わる。

次に、計量部の固有振動数ωｎに注目すると、これは、上述の数２から分かるように、当該計量部の質量ｍによって変わる。この計量部の質量ｍには、被計量物の質量も含まれている。従って、被計量物の質量が変わると、計量部の質量ｍが変わり、ひいては固有振動数ωｎが変わる。また、被計量物の有無によっても、当然に、計量部の質量ｍが変わり、ひいては固有振動数ωｎが変わる。そして、このように計量部の質量ｍが変わることによっても、振動成分の振幅および位相が変わる。このことは、計量部の質量ｍに含まれる被計量物の質量が大きいほど、顕著になる。

さらに、計量部の減衰比ζに注目すると、これもまた、上述の数３から分かるように、当該計量部の質量ｍによって変わる。従って、計量部の質量ｍが変わると、当該計量部の減衰比ζが変わり、この場合も、振動成分の振幅および位相が変わる。このこともまた、計量部の質量ｍに含まれる被計量物の質量が大きいほど、顕著になる。

このように、回転体の回転速度および被計量物の質量（重量）が変わると、当該回転体が回転することに起因する振動成分の態様、特に振幅および位相、が変わる。このような性質がある中で、上述の従来技術では、事前の調整運転時の振動成分を補正用信号として、当該調整運転時とは運転条件の異なる実際の稼働運転時の振動成分を除去しようとするため、当該稼働運転時の振動成分を精確に除去することができない。

そこで、本発明は、回転体の回転速度や被計量物の重量に左右されることなく、回転体が回転することに起因する振動成分を従来よりも精確に除去することができる計量装置を提供することを、目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、被計量物が供給される被供給部が回転体と共に荷重検出手段によって支持されており、この荷重検出手段から得られる荷重検出信号に基づいて当該被計量物の重量を求める計量装置において、荷重検出信号は、回転体が回転することに起因する振動成分を含むことを、前提とする。この前提の下、回転体の回転速度と、荷重検出手段への印加荷重と、に基づいて、振動成分を除去するための補正用信号を生成する補正用信号生成手段を、具備する。さらに、荷重検出信号から当該補正用信号を差し引くことによって振動成分を除去する振動成分除去手段をも、具備する。

即ち、本発明では、回転体の回転速度と、被計量物の重量を含む荷重検出手段への印加荷重と、に基づいて、当該回転体が回転することに起因する振動成分を除去するための補正用信号が、補正用信号生成手段によって生成される。つまり、回転体の回転速度と、被計量物の重量と、に応じた態様の補正用信号が、生成される。そして、この補正用信号が、振動成分除去手段によって、荷重検出信号から差し引かれることで、当該荷重検出信号に含まれる振動成分が除去される。

なお、本発明において、回転体の回転速度を検出する回転速度検出手段と、荷重検出信号に基づいて荷重検出手段への印加荷重を推定する印加荷重推定手段と、を備えてもよい。この場合、補正用信号生成手段は、回転速度検出手段によって検出された回転体の回転速度と、印加荷重推定手段によって推定された荷重検出手段への印加荷重と、に基づいて、補正用信号を生成することができる。

また、重量選別機のように被計量物の基準となる重量値が既知であり、当該被計量物の搬送速度、つまり回転体の回転速度、も既知である場合には、これらの情報を入力する入力手段を、備えてもよい。具体的には、回転体の回転速度に関する回転速度情報を入力する回転速度情報入力手段と、被計量物の重量に関する重量情報を入力する重量情報入力手段と、を備える。そして、補正用信号生成手段は、回転速度情報に従う回転体の回転速度と、重量情報に従う被計量物の重量を加味した荷重検出手段への印加荷重と、に基づいて補正用信号を生成するものとする。

さらに、回転体が或る基準速度で回転されており、かつ、荷重検出手段に或る基準荷重が印加されているときの荷重検出信号に基づいて、補正用信号の基準となる基準補正用信号が、予め記憶手段に記憶されてもよい。そして、補正用信号生成手段は、回転体の回転速度と、荷重検出手段への印加荷重と、に基づいて、当該基準補正用信号を修正することによって、補正用信号を生成してもよい。

上述したように、回転体の回転速度および被計量物の重量が変化すると、当該回転体が回転することに起因する振動成分の振幅および位相が変化するが、本発明によれば、これら回転体の回転速度および被計量物の重量に応じた態様の補正用信号が生成され、この補正用信号が荷重検出信号から差し引かれることで、当該振動成分が除去される。従って、上述の従来技術とは異なり、回転体の回転速度や被計量物の重量に左右されることなく、当該振動成分を精確に除去することができる。

本発明の一実施形態に係る重量選別機の概略構成を示す図である。 同実施形態における指示器の電気的な構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるアナログ荷重検出信号に含まれる振動成分の態様を示す図解図である。 同実施形態におけるロータリ・エンコーダを拡大して示す図である。 同実施形態におけるゼロ調整回路の概念的な構成を示すブロック図である。 同実施形態における仮演算回路の概念的な構成を示すブロック図である。 同実施形態における計量部にインパルス荷重が与えられたときの当該計量部の変位を示す図解図である。 同実施形態における計量部の固有特性を求める際の手順の一部を説明するための図解図である。 同固有特性を求める際の実際の手順を説明するための図解図である。 同実施形態における除去対象である振動成分を含む各信号のタイミングを表す図解図である。 同実施形態における基準補正用信号を概念的に示す図解図である。 同実施形態における基準補正用信号生成回路の概念的な構成を示すブロック図である。 同実施形態における仮補正用信号を概念的に示す図解図である。 同実施形態における補正用信号を概念的に示す図解図である。 同実施形態における振動成分除去回路の概念的な構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるＣＰＵによって実行される振動成分補正タスクの流れを示すフローチャートである。 図１６のサブルーチンを示すフローチャートである。 一般の秤の計量部をモデル化して示す図解図である。 図１８に振動力が作用した状態を示す図解図である。 図１９のモデルの特性を示す図解図である。 図１９のモデルの図２０とは異なる特性を示す図解図である。

本発明の一実施形態について、重量選別機１０を例に挙げて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る重量選別機１０は、計量コンベヤ１２と、この計量コンベヤ１２の前段（図１における左側）に設けられた搬入用コンベヤ１４と、当該計量コンベヤ１２の後段（図１における右側）に設けられた搬出用コンベヤ１６と、を備えている。そして、選別対象である被計量物１８は、図１に矢印２０で示すように、搬入用コンベヤ１４から計量コンベヤ１２へ搬送され、さらに当該計量コンベヤ１２から搬出用コンベヤ１６へと搬送される。この搬送過程において、被計量物１８が計量コンベヤ１２上にあるときに、当該被計量物１８の重量Ｗｏが求められ、厳密には後述する重量測定値Ｗｏ’［ｉ］が求められる。そして、この重量測定値Ｗｏ’［ｉ］に基づいて、被計量物１８の重量Ｗｏの大小による良／否、或いは過量／適量／軽量等を選別するための後述する選別信号Ｓｏが作成される。この選別信号Ｓｏは、搬出用コンベヤ１６に付属されている図示しない選別装置に送られ、選別装置は、当該選別信号Ｓｏに基づいて、これに対応する被計量物１８を選別する。

ところで、計量コンベヤ１２は、いわゆるベルト式のコンベヤ本体２２を備えており、このコンベヤ本体２２は、荷重検出手段としてのロバーバル型のロードセル２４によって支持されている。具体的には、コンベヤ本体２２は、適当な可動側支持部材２６を介して、ロードセル２４の可動端（図１における右側の端部）に結合されている。そして、ロードセル２４の固定端（図１における左側の端部）は、適当な固定側支持部材２８を介して、筐体のフレーム等の基部３０に固定されている。

また、コンベヤ本体２２を駆動するためのモータ３２も、ロードセル２４によって支持されており、例えば可動側支持部材２６の適当な位置に取り付けられている。なお、このモータ３２の駆動力は、駆動力伝達手段としてのタイミングベルト３４を介して、コンベヤ本体２２に伝達され、詳しくは当該コンベヤ本体２２を構成する２つのプーリ３６および３８の一方、言わば駆動側プーリ３６、に伝達される。そして、この駆動側プーリ３６に伝達された駆動力は、コンベヤベルト４０を介して、他方の言わば従動側プーリ３８に伝達される。

ロードセル２４は、これに印加される荷重Ｗｙの大きさに応じたアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）を出力する。そして、このアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）は、重量選別機１０全体の制御を司る指示器１００に送られ、指示器１００は、このアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）に基づいて、上述の重量測定値Ｗｏ’［ｉ］を求め、ひいては選別信号Ｓｏを生成する。

具体的には、指示器１００は、図２に示すように、増幅回路１０２を有しており、この増幅回路１０２に、アナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）が入力される。増幅回路１０２は、入力されたアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）に増幅処理を施し、この増幅処理後のアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）は、ローパスフィルタ回路１０４に入力される。ローパスフィルタ回路１０４は、入力されたアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）に含まれる比較的に高い周波数帯域のノイズ成分、例えば１００［Ｈｚ］以上の主に電気的な要因によるノイズ成分、を除去するためのものであり、このローパスフィルタ回路１０４によるアナログフィルタリング処理後のアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）は、Ａ／Ｄ変換回路１０６に入力される。

Ａ／Ｄ変換回路１０６は、入力されたアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）を、パルス生成手段としてのクロックパルス（ＣＫ）生成回路１０８から与えられるクロックパルスＣＫの立ち上がりに合わせて、サンプリングする。これによって、アナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）は、ディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］（ｉ；サンプリング番号）に変換される。なお、このＡ／Ｄ変換回路１０６によるサンプリング周期、つまりクロックパルスＣＫの周期ΔＴは、例えば１［ｍｓ］である。

Ａ／Ｄ変換回路１０６による変換後のディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］は、入出力インタフェース回路１１０を介して、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）１１２に入力される。ＣＰＵ１１２は、入力されたディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］に基づいて、詳しくは後述するディジタルフィルタリング処理後のディジタル荷重検出信号Ｗｙ’［ｉ］に基づいて、重量測定値Ｗｏ’［ｉ］を求める。さらに、ＣＰＵ１１２は、この重量測定値Ｗｏ’［ｉ］に基づいて、選別信号Ｓｏを生成する。そして、この選別信号Ｓｏは、入出力インタフェース回路１１０を介して、上述した選別装置に送られる。

なお、ＣＰＵ１１２には、記憶手段としてのメモリ回路１１４が接続されており、このメモリ回路１１４には、当該ＣＰＵ１１２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。また、ＣＰＵ１１２には、これに各種命令を入力するための命令入力手段としての操作キー１１６や、当該ＣＰＵ１１２の動作に応じて各種情報を出力する情報出力手段としての液晶型のディスプレイ１１８等が、入出力インタフェース回路１１０を介して、接続されている。これらの操作キー１１６およびディスプレイ１１８は、互いに一体化されたものでもよく、例えばタッチスクリーンでもよい。

ここで、本実施形態の重量選別機１０が作動しているときのアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）に注目すると、このアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）には、図３に誇張して示すような正弦波状の振動成分Ｗｓ（ｔ）が重畳される。この振動成分Ｗｓ（ｔ）は、モータ３２や各プーリ３６および３８等の回転体が回転することに起因するものであり、特に当該回転体の偏心荷重に起因する。従って、この振動成分Ｗｓ（ｔ）の周期Ｔｓは、回転体の回転周期と同じであり、これを周波数ｆｓ（＝１／Ｔｓ）に換算すると、概ね数［Ｈｚ］〜十数［Ｈｚ］である。なお、厳密に言えば、それぞれの回転体に対応して、互いに周期Ｔｓの異なる複数の振動成分Ｗｓ（ｔ）が発生するが、本実施形態では、それぞれの回転体の回転周期（回転速度）が同じである、と仮定して、当該振動成分Ｗｓ（ｔ）を一纏めに考える。

この振動成分Ｗｓ（ｔ）は、言うまでもなく計量精度の低下を招く。従って、計量精度の低下を防ぐには、この振動成分Ｗｓ（ｔ）を除去する必要がある。ただし、上述したように、この振動成分Ｗｓ（ｔ）の態様、特に振幅Ａｓおよび位相（厳密には振動成分Ｗｓ（ｔ）（図３における実線曲線）の根源である振動力（図３における破線曲線）に対する当該振動成分Ｗｓ（ｔ）の位相遅れ角）φｓは、回転体の回転速度によって変わる。また、被計量物１８の重量Ｗｏを含むロードセル２４への印加荷重Ｗｙによっても変わる。このような性質を持つ振動成分Ｗｓ（ｔ）を精確に除去するために、本実施形態では、次のような工夫が成されている。

即ち、まず、回転体の回転角度、例えばモータ３２の回転角度、を検出するべく、当該モータ３２の回転軸４２に、図４に示すような光学式のロータリ・エンコーダ２００が取り付けられる。具体的には、当該ロータリ・エンコーダ２００は、円板状の回転ディスク２０２と、２つの光センサ２０４および２０６と、を有している。回転ディスク２０２は、アルミニウム等の金属製であり、モータ３２の回転軸４２を中心として回転するように、当該モータ３２の回転軸４２に固定される。また、この回転ディスク２０２の周縁近傍には、その円周方向に沿って等間隔に、複数の貫通孔２０８，２０８，…が設けられている。さらに、回転ディスク２０２の周縁部分の１箇所に、当該貫通孔２０８よりも幅広の概略凹状の切欠２１０が設けられている。これに対して、各光センサ２０４および２０６は、例えば反射型のもの、いわゆるフォトリフレクタであり、これらの一方２０４によって各貫通孔２０８，２０８，…が検出され、他方２０６によって切欠２１０が検出されるように、適当な固定部材２１０によって保持されている。つまり、一方の光センサ２０４からは、モータ３２（回転軸４２）が１回転するごとに各貫通孔２０８，２０８，…と同じ個数の矩形パルスが出力され、言わばモータ３２の１回転分の回転角度（円周）を当該各貫通孔２０８，２０８，…の個数で分割したことを表す１回転分割信号Ｓｐが出力される。そして、他方の光センサ２０６からは、モータ３２が１回転するごとに１個の矩形パルスが出力され、言わば当該モータ３２が１回転したことを表す１回転検出信号Ｓａが出力される。これらの信号ＳｐおよびＳａは、角度検出信号として、上述した指示器１００に与えられ、詳しくは、入出力インタフェース回路１１０を介して、ＣＰＵ１１２に与えられる。

このロータリ・エンコーダ２００が取り付けられた後、当該ロータリ・エンコーダ２００を含む計量部５０の重量Ｗｎが求められる。ここで、計量部５０とは、ロードセル２４と、このロードセル２４によって支持されている部分と、から成り、詳しくは、当該ロードセル２４と、コンベヤ本体２２，可動側支持部材２６，モータ３２，タイミングベルト３４およびロータリ・エンコーダ２００と、から成る。この計量部５０の重量Ｗｎは、例えば別個に用意された計量装置によって測定され、または、当該計量部５０の各構成要素の重量値が合算されることによって求められる。そして、求められた重量Ｗｎは、例えば上述した制御プログラムの１つのパラメータとして、メモリ回路１１４に記憶される。

続いて、風袋調整を含むゼロ調整が成される。その前提として、本実施形態においては、次の数８に基づいて、上述の重量測定値Ｗｏ’［ｉ］が求められる。

この数８において、Ｋｓは、調整係数としてのスパン係数である。そして、Ｗｈは、当初からロードセル２４に印加されている風袋成分であり、Ｗｚは、増幅回路１０２等のオフセット成分のように構成上必然的に存在するゼロシフト成分である。また、Ｗｓ［ｉ］は、振動成分Ｗｓ（ｔ）のディジタル態様である。なお、風袋成分Ｗｈまたはゼロシフト成分Ｗｚには、計量部５０に付着した水分やゴミ等の異物による荷重成分も含まれる。そして、これら風袋成分Ｗｈおよびゼロシフト成分Ｗｚは、初期荷重成分Ｗａとして、１つに纏められる。

この前提の下、図２に示した操作キー１１６の操作によって、調整モードが選択される。これによって、ＣＰＵ１１２は、調整モードに入る。そして、被計量物１８が存在せず、かつ、モータ３２が停止された状態とされる。この場合、数８において、Ｗｏ’［ｉ］＝０となるのが理想であり、また、Ｗｓ［ｉ］＝０となる。そうすると、当該数８は、次の数９のように表される。

この状態で、操作キー１１６の操作によって、ゼロ調整指令が入力される。すると、ＣＰＵ１１２は、このときに得られるディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］を、初期荷重成分Ｗａとして、メモリ回路１１４に記憶する。なお、厳密には、次に説明するディジタルフィルタリング処理後のディジタル荷重検出信号Ｗｙ’［ｉ］が、当該初期荷成分Ｗｉとして、記憶される。

即ち、ＣＰＵ１１４は、いわゆるソフトウェア的に、図５に示すようなゼロ調整回路３００を構成する。このゼロ調整回路３００は、ディジタルフィルタ回路３０２を有しており、このディジタルフィルタ回路３０２に、ディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］が入力される。ディジタルフィルタ回路３０２は、入力されたディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］に移動平均処理等の適宜のディジタルフィルタリング処理を施すことによって、当該ディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］に含まれる比較的に低い周波数帯域のノイズ成分、例えば商用交流電源の周波数帯域を含む５０［Ｈｚ］〜１００［Ｈｚ］のノイズ成分を除去する。そして、このディジタルフィルタ回路３０２によるディジタルフィルタリング処理後の信号Ｗｙ’［ｉ］が、初期荷重成分Ｗａとして、メモリ回路１１４に記憶される。これをもって、ゼロ調整が実現される。

次に、スパン調整が成される。具体的には、モータ３２が停止されたままの状態で、重量Ｗｏが既知の被計量物１８（サンプル荷重）が計量コンベヤ１２（コンベヤ本体２２）に載置される。この場合、上述の数８は、次の数１０のように表される。

そして、操作キー１１６の操作によって、サンプル荷重値Ｗｏが入力され、その上で、スパン調整命令が入力される。すると、ＣＰＵ１１２は、この数１０が満足されるように、スパン係数Ｋｓを求める。つまり、このときに得られるディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］と、当該サンプル荷重値Ｗｏと、先に記憶された初期荷重成分Ｗａとを、数１０に代入することによって、スパン係数Ｋｓを求める。なお、このスパン調整においても、ディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］に代えて、図５に示したディジタルフィルタ回路３０２によるディジタルフィルタリング処理後のディジタル荷重検出信号Ｗｙ’［ｉ］が用いられる。厳密には、図６に示す仮演算回路３１０が、ソフトウェア的に構成される。

この仮演算回路３１０によれば、図５に示したディジタルフィルタ回路３０２が利用されており、このディジタルフィルタ回路３０２に、ディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］が入力される。そして、このディジタルフィルタ回路３０２によるディジタルフィルタリング処理後の信号Ｗｙ’［ｉ］は、加算回路３１２に入力される。加算回路３１２には、先に記憶された初期荷重成分Ｗａが入力されており、当該加算回路３１２は、この初期荷重成分Ｗａをディジタル荷重検出信号Ｗｙ’［ｉ］から差し引く。さらに、この加算回路３１２による差引処理後の信号Ｗｙ”［ｉ］は、乗算回路３１４に入力される。そして、この乗算回路３１４の出力信号Ｗｏ’［ｉ］が、サンプル荷重値Ｗｏと等価になるように、当該乗算回路３１４の乗算係数Ｋｓが調整される。この調整後の乗算係数Ｋｓは、スパン係数として、メモリ回路１１４に記憶される。これをもって、スパン調整が実現される。

このようにしてゼロ調整およびスパン調整が成された後、引き続き調整モードにおいて、計量部５０の固有特性を求めるための作業が行われる。なお、ここで言う固有特性とは、上述した減衰比ζおよび固有振動数ωｎのことを言う。

この作業においては、まず、被計量物１８が存在せず、かつ、モータ３２が停止された状態とされる。そして、この状態で、外部から計量部５０にインパルス荷重が与えられる。すると、計量部５０（ロードセル２４）が、図７に示すように振動する。なお、この図７において、ｘ０は、計量部５０の変位ｘ（ｔ）の初期値であり、つまり当該計量部５０にインパルス荷重が与えられた瞬間であるｔ＝０のときの変位ｘ（０）である。そして、ｖ０は、ｔ＝０のときの変位速度であり、つまり初期変位ｘ０の１階微分値である。

ここで、変位ｘ（ｔ）の極値ｘ１，ｘ２，…に注目すると、例えば隣り合う極大値ｘ１，ｘ３，…間には、次の数１１で表される関係がある。

これと同様に、隣り合う極小値ｘ２，ｘ４，…間にも、次の数１２で表される関係がある。

さらに、例えば数１１に注目して、この数１１の各辺の自然対数を取り、これをδという符号で表すと、このδは、次の数１３のようになる。

このδは、対数減衰率と呼ばれており、上述の減衰比ζが小さいときには、数１４の如く近似式で表される。

そして、この対数減衰率δは、上述の数１１から、次のようにして求められる。まず、当該数１１から、次の数１５が成立する。なお、この数１５において、ｊは、極大値ｘ１，ｘ３，…が現れる周期の番号を表す。

そして、この数１５の両辺の自然対数を取ると、次の数１６が導き出される。

さらに、この数１６を変形すると、対数減衰率δを求めるための次の数１７が導き出される。

従って、この数１７から、つまり１周期目の極大値ｘ１とｊ周期目の極大値ｘ２ｊ＋１とから、当該対数減衰率δを求めることができる。

また、対数減衰率δは、図８に示すグラフからも求めることができる。即ち、この図８によれば、横軸に極大値ｘ１，ｘ３，…が現れる周期の番号ｊが記され、縦軸に当該番号ｊに対応するｌｎｘ２ｊ＋１が記される。そして、これらの関係を表す最適な直線が描かれ、この直線の勾配が求められる。この勾配の値は、負であるが、その絶対値を取って正値とすれば、対数減衰率δが求められる。

このようにして対数減衰率δが求められた後、この対数減衰率δが上述の数１４の変形式である次の数１８に代入される。これによって、減衰比ζが求められる。

なお、ここでは、上述の数１１で表される極大値ｘ１，ｘ３，…間の関係に注目したが、数１２で表される極小値ｘ２，ｘ４，…間の関係からも、対数減衰率δを求め、ひいては減衰比ζを求めることができる。ただし、これらの極値ｘ１，ｘ２，…を含め、計量部５０の変位ｘ（ｔ）を直接捉えることは、極めて困難である。従って、本実施形態では、この計量部５０の変位ｘ（ｔ）に代えて、当該計量部５０の出力信号であるアナログ荷重検出信号Ｗｙ’（ｔ）が用いられ、好ましくは、図６に示したゼロ調整およびスパン調整後の仮演算回路３１０（乗算回路３１４）の出力信号Ｗｏ’［ｉ］が用いられる。

具体的には、図９に示すように、仮演算回路３１０の出力信号Ｗｏ’［ｉ］もまた、図７に示した変位ｘ（ｔ）と同様に遷移する。この出力信号Ｗｏ’［ｉ］は、ＣＰＵ１１２によって、一旦、メモリ回路１１４に記憶される。ＣＰＵ１１２は、このメモリ回路１１４に記憶された信号Ｗｏ’［ｉ］を解析して、これに含まれる極値Ｗ１，Ｗ２，…を特定する。そして、これらの極値Ｗ１，Ｗ２，…を、図７における極値ｘ１，ｘ２，…と置き換えることで、対数減衰率δを求め、ひいては減衰比ζを求める。求められた減衰比ζは、メモリ回路１１４に記憶される。

さらに、ＣＰＵ１１２は、メモリ回路１１４に記憶された信号Ｗｏ’［ｉ］から、極大値Ｗ１，Ｗ３，…または極小値Ｗ２，Ｗ４，…が現れる周期Ｔｃを求める。この周期Ｔｃは、上述の減衰比ζおよび固有振動数ωｎを含む次の数１９によって表される。

この数１９において、周期Ｔｃおよび減衰比ζは既知であるので、ＣＰＵ１１２は、当該数１９から、固有振動数ωｎを求める。この固有振動数ωｎもまた、メモリ回路１１４に記憶される。これをもって、減衰比ζおよび固有振動数ωｎという計量部５０の固有特性を求めるための作業が終了する。

続いて、後述する補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を生成するのに必要な基準振幅Ａｂおよび固有定数Ｋｂという各パラメータを求めるための作業が行われる。

即ち、引き続き調整モードにおいて、被計量物１８が存在しない状態で、モータ３２が或る基準速度ｆｂ（単位；ｒｐｓ）で回転される。つまり、モータ３２を含む回転体に、ωｂ＝２・π・ｆｂという角速度が与えられる。これによって、当該回転体が回転することに起因する振動力が、計量部５０に作用する。

なお、ここで言う振動力は、上述したように、回転体の偏心荷重に相当する質量ｍｅを持つ質点が、当該回転体の中心からｒという距離にあり、ωｂという角速度で回転することによって発生する遠心力Ｆｂ（＝ｍｅ・ｒ・ωｂ^２）が、Ｔｂ（＝１／ｆｂ＝２・π／ωｂ）という周期で正弦関数的に計量部５０に作用し、Ｆｂ・ｓｉｎ（ωｂ・ｔ）と表される。そして、この振動力Ｆｂ・ｓｉｎ（ω・ｔ）が作用することによる計量部５０の変位振幅Ｘｂは、上述の数５に倣って、次の数２０のように表される。

また、この数２０における静的変位Ｘｓｔｂは、上述の数６に倣って、次の数２１によって表される。

さらに、この数２１が数２０に代入されることによって、当該数２０は、次の数２２のように表される。

ここで、この数２２で表される変位振幅Ｘｂが計量部５０に生じたときの当該計量部５０の出力信号、つまりアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）、の振幅をＡｂとすると、このアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）の振幅Ａｂは、Ｋｃという出力変換係数を用いて、次の数２３のように表される。

そして、この数２３に上述の数２２が代入されることによって、次の数２４が導き出される。

この数２４で表される振幅Ａｂは、上述の如く被計量物１８が存在しない状態で、モータ３２を含む回転体が基準速度ｆｂ（基準角速度ωｂ）で回転しているときのアナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）の振幅そのものである。ゆえに、この振幅Ａｂ自体は、当該アナログ荷重検出信号Ｗｙ（ｔ）から求めることができる。求められた振幅Ａｂは、基準振幅として、メモリ回路１１４に記憶される。ただし、厳密には、図６に示したゼロ調整およびスパン調整後の仮演算回路３１０の出力信号Ｗｏ’［ｉ］に基づいて、当該基準振幅Ａｂが求められ、メモリ回路１１４に記憶される。

その一方で、改めて数２４に注目すると、この数２４においては、右辺の分子に含まれる｛Ｋｃ／（ｍｅ・ｒ／ｋ）｝のみが未知であり、これ以外は既知である。そして、この｛Ｋｃ／（ｍｅ・ｒ／ｋ）｝の各要素を個別に測定するのは、極めて困難である。そこで、この｛Ｋｃ／（ｍｅ・ｒ／ｋ）｝は、固有定数Ｋｂという１つのパラメータとして取り扱われる。すると、当該固有定数Ｋｂは、数２４の変形式である次の数２５のように表される。

この数２５において、基準振幅Ａｂは、上述の如く既知であり、固有振動数ωｎおよび減衰比ζもまた、既知である。そして、回転体の基準角速度ωｂは、上述した基準速度ｆｂから導き出される（ωｂ＝２・π・ｆｂ）。従って、この数２５に基づいて、固有定数Ｋｂが求められる。求められた固有定数Ｋｂは、メモリ回路１１４に記憶される。これをもって、基準振幅Ａｂおよび固有定数Ｋｂを求めるための作業が終了する。

さらに続いて、補正用信号Ｗｒ’［ｄ］の基準となる基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］を取得するための作業が行われる。

即ち、上述の基準振幅Ａｂおよび固有定数Ｋｂが求められるときと同様に、被計量物１８が存在しない状態で、モータ３２が或る基準速度ｆｂ（基準角速度ωｂ）で回転される。このとき、ディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］に、当該モータ３２を含む回転体が回転することに起因する振動成分Ｗｓ［ｉ］が現れるが、この振動成分Ｗｓ［ｉ］を、上述の１回転検出信号Ｓａと、１回転分割信号Ｓｐと、クロックパルスＣＫと、を絡めて図示すると、例えば図１０のようになる。

この図１０に示すように、（ａ）の１回転検出信号Ｓａは、図４に示した切欠２１０が一方の光センサ２０６によって検出されたときにＨ（ハイ）レベルとなり、それ以外のときはＬ（ロー）レベルとなる２値信号である。そして、（ｂ）の１回転分割信号Ｓｐは、各貫通孔２０８，２０８，…が他方の光センサ２０４によって検出されるたびにＨレベルとなり、それ以外のときはＬレベルとなる２値信号である。なお、１回転検出信号ＳａがＨレベルとなる期間Ｔａは、１回転分割信号Ｓｐの或るＨレベル期間Ｔｐを含んでいる。また、当該１回転検出信号ＳａのＨレベル期間Ｔａは、１回転分割信号ＳｐのＨレベル期間Ｔａよりも長い。そして、これらの信号ＳａおよびＳｐは、上述したようにＣＰＵ１１２に与えられる。さらに、（ｃ）のクロックパルスＣＫは、その周期ΔＴが１［ｍｓ］という短周期信号であるので、１回転検出信号Ｓａおよび１回転分割信号Ｓｐそれぞれの１周期中に何度も現れる。そして、（ｄ）の振動成分Ｗｓ［ｉ］については、説明の便宜上、アナログ波形状に表現してある。

ＣＰＵ１１２は、１回転検出信号ＳａのＨレベル期間Ｔａに含まれる１回転分割信号ＳｐのＨレベル期間Ｔｐにおいて、クロックパルスＣＫの立ち上がりが最初に到来した時点ｔ０から、当該１回転検出信号Ｓａの次のＨレベル期間Ｔａに含まれる１回転分割信号ＳｐのＨレベル期間Ｔｐにおいて、クロックパルスＣＫの立ち上がりが最初に到来した時点ｔ０’までの期間を、振動成分Ｗｓ［ｉ］の周期Ｔｓとして認識する。さらに、ＣＰＵ１１２は、１回転分割信号ＳｐそれぞれのＨレベル期間Ｔｐにおいて、クロックパルスＣＫの立ち上がりが最初に到来するたびに、当該周期Ｔｓを区切り、０〜Ｄ−１というＤ個の区間ｄを設定する。なお、この区間ｄの個数Ｄは、各貫通孔２０８，２０８，…の個数と同じである。

そして、ＣＰＵ１１２は、それぞれの区間ｄごとに、クロックパルスＣＫの立ち上がりに同期して振動成分Ｗｓ［ｉ］を再サンプリングし、その平均値を、当該区間ｄにおける振動成分Ｗｓ［ｉ］を除去するための基準となる補正用信号Ｗｒ［ｄ］とする。この基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］を概念的に表現すると、例えば図１１に示すようになる。そして、この基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］は、メモリ回路１１４内のレジスタ１２０に記憶される。なお、複数周期にわたって基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］が生成され、この複数周期にわたる基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］がそれぞれの区間ｄごとに平均されたものが、当該レジスタ１２０に記憶されてもよい。

この基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］を生成するために、ＣＰＵ１１２は、ソフトウェア的に、図１２に示す基準補正用信号生成回路３２０を構成する。即ち、この基準補正用信号生成回路３２０もまた、図５に示したディジタルフィルタ回路３０２を利用しており、このディジタルフィルタ回路３０２に、ディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］が入力される。そして、このディジタルフィルタ回路３０２によるディジタルフィルタリング処理後の信号Ｗｙ’［ｉ］は、加算回路３１２に入力される。なお、この加算回路３１２としては、図６に示したものが利用される。この加算回路３１２には、先に記憶された初期荷重成分Ｗａが入力されており、当該加算回路３１２は、この初期荷重成分Ｗａをディジタル荷重検出信号Ｗｙ’［ｉ］から差し引く。これにより、回転体が回転することに起因する振動成分Ｗｓ［ｉ］が抽出される。さらに、この加算回路３１２による差引処理後の信号Ｗｙ”［ｉ］（＝Ｗｓ［ｉ］）は、再サンプリング回路３２２に入力される。これ以外にも、再サンプリング回路３２２には、１回転検出信号Ｓａと１回転分割信号ＳｐとクロックパルスＣＫとが入力されており、当該再サンプリング回路３２２は、上述した要領で基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］を生成する。そして、この基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］は、図１１に示した状態でメモリ回路１１４内のレジスタ１２０に記憶される。

これをもって、調整モードによる事前の調整作業が終了する。そして、操作キー１１６の操作によって、稼働モードが選択されると、ＣＰＵ１１２は、稼働モードに入る。

この稼働モードにおいて、ＣＰＵ１１２は、今現在の回転体の角速度（回転速度）ωｏと、被計量物１８の重量Ｗｏと、に基づいて、上述の基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］を修正することによって、当該今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］を除去するのに適した補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を生成する。なお、回転体の角速度ωｏは、例えば振動成分Ｗｓ［ｉ］の周期Ｔｓから求められ、詳しくは次の数２６によって求められる。一方、被計量物１８の重量Ｗｏについては、未知であるので、これに代えて、重量測定値Ｗｏ’［ｉ］が用いられる。

より詳しく説明すると、例えば、今、モータ３２を含む回転体が或る角速度ωｏで回転しており、計量コンベヤ１２によって或る重量Ｗｏを持つ被計量物１８が搬送されている、とする。このときの計量部５０の固有振動数ωｎｏは、上述の数２に倣って、次の数２７によって表される。なお、この数２において、ｍｏは、被計量物１８の質量（ｍｏ＝Ｗｏ／ｇ，ｇ；重力加速度）である。

そして、この固有振動数ωｎｏと、被計量物１８が存在しないときの言わば基準となる固有振動数ωｎと、を比較すると、その比ωｎｏ／ωｎは、次の数２８のようになる。

さらに、この数２８を変形すると、次の数２９が導き出される。

そしてさらに、この数２９は、次の数３０のように表される。

この数３０において、基準固有振動数ωｎは、既知であり、計量部５０の重量Ｗｎもまた、既知である。そして、被計量物１８の重量Ｗｏに代えて、言わば仮の重量測定値Ｗｏ’［ｉ］が用いられる。従って、この数３０から、今現在の計量部５０の固有振動数ωｎｏを求めることができる。

さらに、上述の数２４に倣って、今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］の振幅Ａｏは、次の数３１のように表される。

この数３１において、固有定数Ｋｂは、既知であり、減衰比ζもまた、既知である。そして、今現在の回転体の角速度ωｏは、上述の数２６によって求められ、計量部５０の固有振動数ωｎｏは、数３０によって求められる。従って、この数３１から、今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］の振幅Ａｏを求めることができる。

一方、今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］の位相遅れ角φｏに注目すると、この位相遅れ角φｏは、上述の数４に倣って、次の数３２によって表される。

この数３２において、今現在の計量部５０の固有振動数ωｎｏは、既知であり、減衰比ζもまた、既知である。そして、今現在の回転体の角速度ωｏは、上述の如く数２６によって求められる。従って、この数３２から、今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］の位相遅れ角φｏを求めることができる。

また、回転体が上述した基準速度ｆｂで回転しているときの振動成分Ｗｓ［ｉ］の位相遅れ角、言い換えれば基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の位相遅れ角φｂは、次の数３３によって求められる。

この数３３によって求められた基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の位相遅れ角φｂは、例えば上述の調整モードにおいて、先に求められ、メモリ回路１１４に記憶される。

ここで、この基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の位相遅れ角φｂと、上述の数３２によって求められる今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］の位相遅れ角φｏと、を比較すると、当該今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］の位相遅れ角φｏは、基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の位相遅れ角φｂに対して、次の数３４で表される位相角差Δφ分だけずれていることになる。

そして、この位相角差Δφを、上述した区間ｄの数Δｄに換算すると、次の数３５のようになる。

従って、ＣＰＵ１１２は、この数３５に基づいて、位相差Δｄを求め、さらに、この位相差Δｄに基づいて、基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の位相を今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］に応じた位相に修正する。具体的には、例えば、当該位相差Δｄが正（Δｄ＞０）である場合、ＣＰＵ１１２は、基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の位相を当該位相差Δｄ分だけ遅らせる。要するに、上述の図１１において、レジスタ１２０に記憶されている基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の各データを、位相差Δｄ分だけ右に循環シフトさせる。そして、このように右循環シフトされた各データＷｒ［ｄ−Δｄ］を、仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］として、図１３に示す別のレジスタ１３０に記憶する。ただし、ｄ−Δｄの値がゼロよりも小さい（ｄ−Δｄ＜０）場合は、この値に区間ｄの全個数Ｄを足し合わせる。つまり、Ｗｒ［ｄ−Δｄ＋Ｄ］というデータを、仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］のデータとする。

これに対して、位相差Δｄが負（Δｄ＜０）の場合、ＣＰＵ１１２は、基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の位相を当該位相差Δｄ分だけ進める。要するに、図１１において、レジスタ１２０に記憶されている基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の各データを、位相差Δｄ分だけ左に循環シフトさせる。そして、このように左循環シフトされた各データＷｒ［ｄ＋Δｄ］を、仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］として、図１３に示すレジスタ１３０に記憶する。ただし、ｄ−Δｄの値がＤ−１よりも大きい（ｄ−Δｄ＞Ｄ−１）場合は、この値から区間ｄの全個数Ｄを差し引く。つまり、Ｗｒ［ｄ−Δｄ−Ｄ］というデータを、仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］のデータとする。

そして、位相差Δｄがゼロ（Δｄ＝０）の場合、ＣＰＵ１１２は、基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］を、そのまま仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］とする。

これによって、今現在の振動成分Ｗｓに応じた位相を持つ仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］が生成される。

さらに、ＣＰＵ１１２は、この仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］の振幅を今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］に応じた振幅に修正する。具体的には、上述の数３１によって求められた今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］の振幅Ａｏと、調整モードで記憶された基準振幅Ａｂと、を比較して、これらの比率、言わば振幅比率Ｒｏ、を求める。この振幅比率Ｒｏの算出は、次の数３６による。

そして、ＣＰＵ１１２は、この振幅比率Ｒｏを仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］に乗ずることで、つまり次の数３７に基づいて、当該仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］の振幅を今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］に応じた振幅に修正し、これを補正用信号Ｗｒ’［ｄ］とする。

この補正用信号Ｗｒ’［ｄ］は、図１４に示すさらに別のレジスタ１４０に記憶される。そして、ＣＰＵ１１２は、この補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を用いて、今現在のディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］から、これに含まれる振動成分Ｗｓ［ｉ］を除去する。

具体的には、ＣＰＵ１１２は、上述の数８を改めた次の数３８に基づいて、重量測定値Ｗｏ’［ｉ］を求める。

そのために、ＣＰＵ１１２は、図１５に示す振動成分除去回路３３０をソフトウェア的に構成する。即ち、この振動成分除去回路３３０もまた、ディジタルフィルタ回路３０２を利用しており、このディジタルフィルタ回路３０２に、ディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｉ］が入力される。そして、このディジタルフィルタ回路３０２によるディジタルフィルタリング処理後の信号Ｗｙ’［ｉ］は、加算回路３１２に入力される。加算回路３１２には、先に記憶された初期荷重成分Ｗａが入力されており、当該加算回路３１２は、この初期荷重成分Ｗａをディジタル荷重検出信号Ｗｙ’［ｉ］から差し引く。この加算回路３１２による差引処理後の信号Ｗｙ”［ｉ］は、さらに別の加算回路３３２に入力される。この加算回路３３２は、図１４に示したレジスタ１４０から補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を上述した１回転検出信号Ｓａおよび１回転分割信号ＳｐならびにクロックパルスＣＫの各タイミングに合わせて読み出す。そして、読み出した補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を前段の加算回路３１２による差引処理後の信号Ｗｙ”［ｋ］からさらに差し引く。この後段の加算回路３３２による差引処理後の信号Ｗｏ”［ｉ］は、乗算回路３１４に入力される。乗算回路３１４は、入力された信号Ｗｏ”［ｉ］に先のスパン係数αを乗ずることで、重量測定値Ｗｏ’［ｉ］を生成する。

この稼働モードにおけるＣＰＵ１１２の動作は、上述したようにメモリ回路１１４に記憶されている制御プログラムに従い、より具体的には、図１６に示す振動成分補正タスクに従う。

即ち、ＣＰＵ１１２は、クロックパルスＣＫの立ち上がりを受けると、図１６のステップＳ１に進み、ディジタル荷重検出信号Ｗｙ［ｋ］を取得する。そして、ステップＳ３に進み、上述したディジタルフィルタリング処理を行い、当該処理後のディジタル荷重検出信号Ｗｙ’［ｋ］を求める。さらに、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ５に進み、重量選別機１０が稼働しているか否か、要するにモータ３２が作動しているか否かを、判定する。ここで、モータ３２が作動していない場合、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ７に進む。

このステップＳ７において、ＣＰＵ１１２は、初期設定を行う。具体的には、後述するフラグＦＬＧに“０”を設定すると共に、後述するカウンタのカウント値Ｃｓを“０”とし、いわゆるリセットする。そして、この初期設定を終えると、ＣＰＵ１１２は、一旦、当該振動成分補正タスクを終了する。

一方、ステップＳ５において、モータ３２が作動している場合、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ９に進む。そして、このステップＳ９において、上述した１回転検出信号Ｓａの信号レベルがＨレベルであるか否かを判定する。ここで、例えば、当該１回転検出信号Ｓａの信号レベルがＨレベルである場合、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１１に進む。そして、このステップＳ１１において、１回転分割信号Ｓｐの信号レベルがＨレベルであるか否かを判定し、例えば、当該１回転分割信号Ｓｐの信号レベルがＨレベルである場合には、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、ＣＰＵ１１２は、上述のフラグＦＬＧに“０”が設定されているか否かを判定する。このフラグＦＬＧは、１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが検出されたか否かを表す指標であり、当該フラグＦＬＧが“０”である場合は、１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが検出されていないことを表し、言い換えれば当該１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが到来するのを待っている状態にあることを表す。そして、このフラグＦＬＧが“１”の場合は、１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが検出されたことを表し、厳密には当該１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが検出された直後であることを表す。ここで、このフラグＦＬＧが“０”の場合、つまり１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが到来するのを待っている状態にある場合は、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１５に進み、当該フラグＦＬＧに“１”を設定する。そして、このステップＳ１５の実行後、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、ＣＰＵ１１２は、上述した区間ｄをカウントするためのカウンタのカウント値ｄに“０”を設定する。さらに、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１９に進み、クロックパルスＣＫの立ち上がりをカウントするためのカウンタのカウント値Ｃｑにも“０”を設定する。そして、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ２１に進み、補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を生成するための補正用信号生成処理を行う。なお、このステップＳ２１の補正用信号生成処理については、後で詳しく説明する。

そして、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ２３に進み、ステップＳ２１で生成された補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を図１４に示したレジスタ１４０から読み出す。そして、ステップＳ２５に進み、上述した区間ｄをカウントするためのカウンタのカウント値ｄを“１”だけインクリメントする。さらに、ステップＳ２７に進み、振動成分Ｗｓ［ｉ］の周期Ｔｓを計測するためのカウンタのカウント値に“０”を設定する。

なお、上述のステップＳ１１において、１回転分割信号Ｓｐの信号レベルがＨレベルでない場合、つまり当該１回転分割信号Ｓｐの信号レベルがＬレベルである場合は、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ３１に進む。そして、このステップＳ３１において、振動成分Ｗｓ［ｉ］の周期Ｔｓを計測するためのカウンタのカウント値Ｃｓを更新し、つまり当該カウント値Ｃｑを“１”だけインクリメントする。そして、ステップＳ２９に進む。また、上述のステップＳ１３において、フラグＦＬＧに“１”が設定されている場合、つまり１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが検出された直後である場合も、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ３１経由で、ステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９において、ＣＰＵ１１２は、クロックパルスＣＫの立ち上がりをカウントするためのカウンタのカウント値Ｃｑを更新し、つまり当該カウント値Ｃｑを“１”だけインクリメントする。そして、ステップＳ３３に進み、このインクリメント後のカウント値Ｃｑと、予め設定された基準値Ｑと、を比較する。なお、この基準値Ｑは、１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが検出されてから当該１回転分割信号ＳｐのＨレベル期間Ｔｐが経過したか否かを判断するための判断基準となるものであり、これを期間Ｔｑに換算すると、上述の図１０に示すように、当該１回転分割信号ＳｐのＨレベル期間Ｔｑよりも少し長めになるように設定されている。このステップＳ３３において、例えば、今現在のカウント値Ｃｑが当該基準値Ｑ以上（Ｃｑ≧Ｑ）である場合、ＣＰＵ１１２は、１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが検出されてから当該１回転分割信号ＳｐのＨレベル期間Ｔｐが経過したものと判断して、ステップＳ３５に進む。そして、このステップＳ３５において、フラグＦＬＧに“１”を設定して、ステップＳ３７に進む。一方、今現在のカウント値Ｃｑが基準値Ｑに満たない（Ｃｑ＜Ｑ）場合、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ３３から直接、ステップＳ３７に進む。

なお、このようにステップＳ３３およびステップＳ３５が設けられているのは、１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが検出された直後に到来するクロックパルスＣＫの立ち上がりによって、改めて当該１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが到来したものとして検出されること、言わば誤検出されること、を防止するためである。即ち、１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりが真に検出された直後から一定期間Ｔｑにわたって、当該１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりの検出が不許可とされる。この不許可期間Ｔｑが設けられることによって、１回転分割信号Ｓｐの立ち上がりの誤検出が防止される。

ＣＰＵ１１２は、ステップＳ３７に進むと、上述した数３８に基づいて、言い換えれば図１５に示した振動成分除去回路３３０によって、重量測定値Ｗｏ’［ｉ］を求める。この重量測定値Ｗｏ’［ｉ］は、振動成分Ｗｓ［ｉ］を含まない精確な被計量物１８の重量値Ｗｏを表す。さらに、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ３９に進み、当該重量測定値Ｗｏ’［ｉ］に基づいて、上述した選別信号Ｓｏを生成する。詳しくは、重量測定値Ｗｏ’［ｉ］と予め設定された選別基準値とを比較して、その比較結果を表す当該選別信号Ｓｏを生成する。そして、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ４１に進み、この選別信号Ｓｏを選別装置に送信して、振動成分補正タスクを終了する。

さらに、上述のステップＳ９において、１回転検出信号Ｓａの信号レベルがＨレベルでない場合、つまり当該１回転信号Ｓａの信号レベルがＬレベルである場合、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ４３に進む。そして、このステップＳ４３において、上述のステップＳ１１と同様、１回転分割信号Ｓｐの信号レベルがＨレベルであるか否かを判定する。

このステップＳ４３において、例えば、１回転分割信号Ｓｐの信号レベルがＨレベルの場合、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ４５に進む。そして、このステップＳ４５において、上述のステップＳ１３と同様、フラグＦＬＧに“０”が設定されているか否かを判定する。ここで、例えば、当該フラグＦＬＧに“０”が設定されている場合、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ４７に進む。そして、このステップＳ４７において、当該フラグＦＬＧに“１”を設定して、ステップＳ４９に進む。

ステップＳ４９において、ＣＰＵ１１２は、上述のステップＳ１９と同様、クロックパルスＣＫの立ち上がりをカウントするためのカウンタのカウント値Ｃｑをリセットする。そして、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ５１に進み、図１４に示したレジスタ１４０から補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を読み出す。さらに、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ５３に進み、ステップＳ２５と同様、区間ｄをカウントするためのカウンタのカウント値ｄを“１”だけインクリメントした後、上述のステップＳ３１に進む。

なお、上述のステップＳ４３において、１回転分割信号Ｓｐの信号レベルがＨレベルでない場合は、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ３１に進む。そして、上述したように、このステップＳ３１において、振動成分Ｗｓ［ｉ］の周期Ｔｓを計測するためのカウンタのカウント値Ｃｓを更新した後、ステップＳ２９に進む。また、ステップＳ４５において、フラグＦＬＧに“１”が設定されている場合も、ステップＳ３１経由で、ステップＳ２９に進む。

さて、上述のステップＳ２１の補正用信号生成処理において、ＣＰＵ１１２は、図１７に示すフローチャートに従って動作する。

即ち、ＣＰＵ１１２は、まず、ステップＳ１０１に進み、振動成分Ｗｓ［ｉ］の周期Ｔｓを計測するためのカウンタのカウント値Ｃｓが“０”であるか否かを判定する。ここで、例えば、当該カウント値Ｃｓが“０”である場合、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１０３に進む。なお、このステップＳ１０３に進むのは、つまりステップＳ１０１においてカウント値Ｃｓが“０”であるのは、本実施形態の重量選別機１０を起動（モータ３２を作動）させた直後の１回のみである。

ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１１２は、振動成分Ｗｓ［ｉ］の周期Ｔｓとして、上述した基準速度ｆｂに応じた周期Ｔｂ（＝１／ｆｂ）を設定する。これは、当該ステップＳ１０３においては、上述の如く重量選別機１０が起動された直後であり、当該周期Ｔｓが不明（測定不可能）であるからである。そして、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１０５に進み、重量測定値Ｗｏ’［ｉ］として、“０”という仮の値を設定する。これもまた、当該ステップＳ１０５においては、重量選別機１０の起動直後であり、当該重量測定値Ｗｏ’［ｉ］が不明であるからである。そして、このステップＳ１０５の実行後、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１０７に進む。

一方、上述のステップＳ１０１において、振動成分Ｗｓ［ｉ］の周期Ｔｓを計測するためのカウンタのカウント値Ｃｓが“０”でない場合、要するに重量選別機１０が既に起動された後である場合（安定時を含む）、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１０９に進む。そして、このステップＳ１０９において、当該カウント値Ｃｏを用いて、振動成分Ｗｓ［ｉ］の周期Ｔｓを求める。なお、この周期Ｔｓは、次の数３９によって、求められる。そして、このステップＳ１０９の実行後、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１１２は、上述した数２６に基づいて、モータ３２を含む回転体の今現在の角速度ωｏを求める。そして、ステップＳ１１１に進み、上述した数３０に基づいて、今現在の計量部５０の固有振動数ωｎｏを求める。さらに、ステップＳ１１３に進み、上述の数３１に基づいて、今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］の振幅Ａｏを求める。そして、ステップＳ１１５に進み、上述の数３６に基づいて、振幅比率Ｒｏを求める。

このステップＳ１１５の実行後、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１１７に進み、上述した数３２に基づいて、今現在の振動成分Ｗｓ［ｉ］の位相遅れ角φｏを求める。そして、ステップＳ１１９に進み、上述した数３４に基づいて、基準補正用信号Ｗｒ［ｄ］の位相遅れ角φｂに対する当該振動成分の位相遅れ角φｏの位相角差Δφを求め、さらに、ステップＳ１２１に進み、上述の数３５に基づいて、当該位相角差Δφに相当する位相差Δｄを求める。

このステップＳ１２１の実行後、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ１２３に進み、図１３を参照しながら説明した要領で、仮補正用信号Ｗｒ”［ｄ］を生成する。そして、ステップＳ１２５に進み、上述した数３７に基づいて、補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を求め、これを、図１４に示したレジスタ１４０に記憶する。これをもって、補正用信号生成処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、モータ３２を含む回転体の回転速度ｆｂおよび被計量物１８の重量Ｗｏに基づいて、これらの条件時に発生する振動成分Ｗｓ［ｉ］を除去するのに適した態様の補正用信号Ｗｒ’［ｄ］が生成される。そして、この補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を用いて振動成分Ｗｓ［ｉ］が除去される。従って、上述した従来技術に比べて、当該振動成分Ｗｓ［ｉ］を精確に除去することができ、ひいては良好な計量精度を得ることができる。

なお、本実施形態においては、重量選別機１０用の計量コンベヤ１２に本発明を適用する場合について説明したが、これに限らない。例えば、計量コンベヤ１２は、ベルト式に限らず、ローラ式やチェーン式のものであってもよい。また、プーリ３６および３８自体がモータを内蔵するものであってもよい。つまり、モータ３２や各プーリ３６および３８等の回転体がロードセル２４等の荷重検出手段によって支持されている構成の計量装置であれば、本発明は有効に機能する。さらに、ベルトコンベヤによって連続的に輸送されるバラ状の被計量物の重量（輸送量）を求めるコンベヤスケールや、小分け可能な被計量物が収容された貯槽から当該被計量物を一定量ずつ排出させるロスインウェイト式定量供給装置等の他の計量装置においても、モータ等の回転体が荷重検出手段によって支持されているが、これらにも当然に本発明を適用することができる。

また、本実施形態においては、図４に示した光センサ２０４および２０６として、反射型のものを採用したが、透過型のもの（フォトインタラプタ）を採用してもよい。併せて、光センサ２０４および２０６に代えて、磁気センサやカラーセンサ等の他のセンサを採用してもよい。この場合、これらのセンサの種類に対応して、回転円板２０２の態様（各貫通孔２０８，２０８，…や切欠２１０）を適宜に決定する必要があることは、言うまでもない。そして、極端には、１回転検出信号Ｓａのみを捉えることとし、この１回転検出信号Ｓａの周期ＴｏをクロックパルスＣＫ等の短周期信号によって分割することで、モータ３４を含む回転体の回転角度を検出し、ひいては１回転分割信号Ｓｐを不要としてもよい。

さらに、本実施形態の重量選別機１０のように、被計量物１８の重量Ｗｏの基準値や、モータ３２を含む回転体の回転速度の基準値が、予め決まっている場合には、これらを用いて、例えば上述の数２６に基づく回転体の角速度ωｏや、数３０に基づく計量部５０の固有振動数ωｎｏを求め、ひいては振動成分Ｗｓ［ｉ］の補正を行ってもよい。

また、特に、被計量物１８の重量Ｗｏが、計量部５０の重量Ｗｎに比べて十分に小さい場合には、当該計量部５０の固有振動数ωｎｏとして、基準の固有振動数ωｎを採用してもよい。

そして、本実施形態では、各回転体の回転速度が互いに同じであるとしたが、そうでなくてもよい。ただし、この場合は、各回転体に対応して、互いに周期Ｔｓの異なる複数の振動成分Ｗｓ［ｉ］が発生するので、それぞれの回転体ごとに、図４に示したロータリ・エンコーダ等の回転角度検出手段を設けると共に、補正用信号Ｗｒ’［ｄ］を生成（用意）し、独立して当該振動成分Ｗｓ［ｉ］を除去する必要がある。

１０ 重量選別機
１２ 計量コンベヤ
１８ 被計量物
２２ コンベヤ本体
２４ ロードセル
３２ モータ
３６ 駆動側プーリ
３８ 従動側プーリ
１１２ ＣＰＵ

Claims (4)

1. 被計量物が供給される被供給部が回転体と共に荷重検出手段によって支持されており、該荷重検出手段から得られる荷重検出信号に基づいて該被計量物の重量を求める計量装置において、
   上記荷重検出信号は上記回転体が回転することに起因する振動成分を含み、
   上記回転体が基準速度で回転しかつ上記荷重検出手段に基準荷重が印加されているときの上記振動成分を表す基準補正用信号が該回転体の回転角度と対応付けられた状態で予め記憶された記憶手段と、
   上記回転体の回転速度と上記荷重検出手段への印加荷重とに基づいて上記基準補正用信号の振幅および位相を含む態様を修正することで上記振動成分を除去するための補正用信号を生成する補正用信号生成手段と、
   上記回転体の回転角度に応じて上記荷重検出信号から上記補正用信号を差し引くことによって上記振動成分を除去する振動成分除去手段と、
   を具備することを特徴とする、計量装置。
2. 上記回転体の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   上記荷重検出信号に基づいて上記荷重検出手段への印加荷重を推定する印加荷重推定手段と、
   をさらに備え、
   上記補正用信号生成手段は上記回転速度検出手段によって検出された上記回転体の回転速度と上記印加荷重推定手段によって推定された上記荷重検出手段への印加荷重とに基づいて上記基準補正用信号の上記態様を修正することで上記補正用信号を生成する、
   請求項１に記載の計量装置。
3. 上記回転体の回転速度に関する回転速度情報を入力する回転速度情報入力手段と、
   上記被計量物の重量に関する重量情報を入力する重量情報入力手段と、
   をさらに備え、
   上記補正用信号生成手段は上記回転速度情報に従う上記回転体の回転速度と上記重量情報に従う上記被計量物の重量を加味した上記荷重検出手段への印加荷重とに基づいて上記基準補正用信号の上記態様を修正することで上記補正用信号を生成する、
   請求項１に記載の計量装置。
4. 上記回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段をさらに備え、
   上記基準補正用信号は上記回転角度検出手段によって検出された上記回転体の回転角度と対応付けられた状態で上記記憶手段に記憶され、
   上記振動成分除去手段は上記回転角度検出手段によって検出された上記回転体の回転角度に応じて上記荷重検出信号から上記補正用信号を差し引くことで上記振動成分を除去する、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の計量装置。

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