JP6757473B2 - 重量計、重量測定方法、及び動物用トイレ - Google Patents

Description

本発明は、ロードセル等の荷重センサと増幅器とＡＤ変換器とを備えた重量計、重量測定方法、及び動物用トイレに関するものである。

従来、例えば特許文献１には、手間がかからずしかも正確にペットの体重を測るペット用自動体重計測システムが開示されている。このペット用自動体重計測システムは、ペット用の居場所の下に設置されて、その居場所にペットが乗っている状態と乗っていない状態とのその居場所の重量を計測する重量計測手段と、重量計測手段が出力する居場所重量データの変化の程度に基づいてペットの重量を算出して表示出力する重量算出手段とを備えている。

また、前記ペット用自動体重計測システムでは、ペット用の居場所をトイレとした場合には、ペットが乗る前の居場所の重量と排泄が済んでペットが降りた後の居場所の重量との差からそのペットの排泄物の重量を計測することも記載されている。

日本国公開特許公報「特開２００７−３３０２００号（２００７年１２月２７日公開）」

前記特許文献１に開示されたペット用自動体重計測システムではペットの居場所（寝床及びトイレ等）の下に重量計を搭載しており、ペットが居場所に入った際の体重又は排泄物の重量を簡易に測定することができる。

しかしながら、前記従来の重量計測機能付きのペットトイレシステムにおいては、体重及び排泄物のいずれにおいても同じ重量計により同じ測定レンジで測定しているため、排泄物の測定精度が低いという問題を有している。ここで、広い測定レンジの重量計を用いて測定値に対して高い精度を実現するためには、高精度のアンプや高分解能のアナログデジタル変換器が必要となるが、これらは高価である。

本発明の一態様は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、重量物及び軽量物のいずれの測定においても安価に測定精度を向上し得る重量計、重量測定方法、及び動物用トイレを提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明の一態様における重量計は、荷重センサ、増幅器及びＡＤ変換器と、これらを制御して計測物の重量を求める制御部とを備えた重量計において、前記制御部は、前記計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する判断部と、前記計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、該重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、前記増幅器の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率に前記増幅器を設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力を前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める区分重量測定制御部とを備えていることを特徴としている。

前記課題を解決するために、本発明の一態様における重量測定方法は、荷重センサ、増幅器及びＡＤ変換器を用いて計測物の重量を求める重量測定方法において、前記計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する判断工程と、前記計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、該重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、前記増幅器の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率に前記増幅器を設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力を前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求めることを特徴としている。

前記課題を解決するために、本発明の一態様における動物用トイレは、動物とその排泄物との少なくとも一方の重量を測定すべく、前記記載の重量計を備えていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、重量物及び軽量物のいずれの測定においても安価に測定精度を向上し得る重量計、重量測定方法、及び動物用トイレを提供するという効果を奏する。

本発明の実施形態１における重量計を示すものであって、測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を測定する流れを示すフローチャートである。 （ａ）は前記重量計を備えたペット用トイレの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は前記ペット用トイレの構成を示す分解斜視図である。 前記ペット用トイレの構成を示す断面図である。 前記ペット用トイレの制御装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）は前記ペット用トイレに備えられた重量計に内蔵されているロードセルの初回測定時の出力を示すグラフであり、（ｂ）はＡＭＰの出力を示すグラフであり、（ｃ）はＡＤＣの出力を示すグラフである。 （ａ）は前記ペット用トイレに備えられた重量計において、２回の測定により高精度の重量測定を行う方法を示すものであって、定格２０ｋｇのロードセルを用いた最初の測定値が１０ｋｇである場合のＡＭＰの出力を示すグラフであり、（ｂ）はＡＤＣの出力を示すグラフである。 （ａ）は前記ペット用トイレに備えられた重量計において、２回の測定により高精度の重量測定を行う方法を示すものであって、定格２０ｋｇのロードセルを用いた最初の測定値が５ｋｇである場合のＡＭＰの出力を示すグラフであり、（ｂ）はＡＤＣの出力を示すグラフである。 前記ペット用トイレに備えられた重量計において、測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を測定する場合の時刻と重量との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態２における重量計を示すものであって、ペット用トイレの制御装置の構成を示すブロック図である。 前記ペット用トイレの重量計にて測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を測定する流れを示すフローチャートである。 （ａ）は前記測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を測定する場合の時刻と重量との関係を示すグラフであり、（ｂ）は前記測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を測定する場合の時刻と加速度との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態３における重量計を示すものであって、ペット用トイレの重量計にて測定対象ペットの体重及び排泄物の重量を連続して測定する流れを示すフローチャートである。 前記測定対象ペットの体重及び排泄物の重量を測定する場合の時刻と重量との関係を示すグラフである。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

本実施の形態の重量計を備えた動物用トイレとしてのペット用トイレは、動物としてのペットの体重を測ると共に、ペットの排泄物の重量を測る機能を備えたペット用のトイレとなっている。ペットとしては、例えば、家庭で飼われる動物である例えば猫、犬等である。ただし、本発明の一態様における動物用トイレにおいては、必ずしも猫、犬等の動物に限らず他の動物にも適用することができる。排泄物は、尿又は糞のいずれでもよい。

（ペット用トイレの構成）
本実施の形態の重量計を備えた動物用トイレとしてのペット用トイレ１Ａの構成について、図２の（ａ）（ｂ）及び図３に基づいて説明する。図２の（ａ）は、本実施の形態の重量計２を備えたペット用トイレ１Ａの構成を示す斜視図である。図２の（ｂ）は、ペット用トイレ１Ａの構成を示す分解斜視図である。図３は、ペット用トイレ１Ａの構成を示す断面図である。

本実施の形態のペット用トイレ１Ａは、図２の（ａ）（ｂ）及び図３に示すように、動物であるペットの体重及び排泄物の重量を計測する重量計測装置としての機能を有している。ペット用トイレ１Ａは、本体容器１１、計測台１２、排泄トレイ１３、吸収シート１４、支持部１５、重量計２、制御装置２０Ａ及び図示しないカバーを備えている。

本体容器１１は、吸収シート１４を含む排泄トレイ１３及び計測台１２を支持する。

計測台１２は、ペットがそこに乗り、排泄をする台である。計測台１２の底面は開口１２ａとなっている。ペットの排泄物は、排泄トレイ１３に敷かれた吸収シート１４の上に落ちる。計測台１２は、本実施の形態では凹型の容器のような形状であるが、計測台１２の形状は任意であり、体重の計測のために動物を乗せることができればよい。

排泄トレイ１３は、計測台１２の下に配置されて、排泄物を受ける部材である。排泄トレイ１３は、本体容器１１の側面に形成された側面穴１１ｂから挿入及び抜き取り可能となっている。

吸収シート１４は、尿等の液体を吸収するシートである。尚、吸収シート１４は、尿等の液体を吸収した後、廃棄して新しいものに交換できる点で利便性を有する。しかし、必ずしも吸収シート１４は存在しなくてもよい。

支持部１５は、重量計２を支持する台板である。本実施の形態では、支持部１５上において、支持部１５の略中央に制御装置２０Ａが配置されている。

重量計２は、計測台１２を含む本体容器１１を支持する。重量計２は、本実施の形態では、例えば、本体容器１１の底部の４隅に接触するよう、４つ設けられている。重量計２は、例えばロードセルを備えている。このため、重量計２は、ロードセルにて、吸収シート１４を含む排泄トレイ１３及び計測台１２を含む本体容器１１と動物又は排泄物との合計の重量を計測する。重量の計測値は、制御装置２０Ａに出力される。

尚、本実施の形態では、重量計２は、荷重センサとしてのロードセルを含んでいる。ロードセルは、歪による抵抗値変化を電圧変化として検出するものであり、アナログ出力される。このため、デジタル値を求めるためには通常増幅器及びＡＤ変換器が必要になる。ただし、本発明の一態様においでは、荷重センサは、必ずしもロードセルに限らず、例えば電磁力平衡方式の重量計を使用することが可能である。電磁力平衡方式の重量計は、電磁力で天秤を釣り合わせ、そのときの電流を検出するものであり、この重量計においてもアナログ出力される。このため、電磁力平衡方式の重量計においても、デジタル値を求めるためには通常増幅器及びＡＤ変換器が必要になる。

（制御装置の構成）
本実施の形態におけるペット用トイレ１Ａの制御装置２０Ａの構成について、図４に基づいて説明する。図４は、本実施の形態におけるペット用トイレ１Ａの制御装置２０Ａの構成を示すブロック図である。

図４に示すように、制御装置２０Ａは、制御部２１、電源部２６及び通信部２７を備えている。制御部２１は、増幅器（ＡＭＰ）２２（以下、「ＡＭＰ２２」と称する。）、ＡＤ変換器としてのアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２３（以下、「ＡＤＣ２３」と称する。）、中央演算装置（ＣＰＵ）２４（以下、「ＣＰＵ２４」と称する。）、及び記憶部２５を備えている。

本実施の形態では、重量を計測するために、ＣＰＵ２４は、重量測定制御部２４ａ及び判断部２４ｂを有している。

重量測定制御部２４ａは、本実施の形態では、概算重量測定制御部２４ａ１と区分重量測定制御部２４ａ２とを備えている。

概算重量測定制御部２４ａ１は、最初の重量測定において、ＡＭＰ２２を最大測定レンジである第１測定レンジ及び最大測定レンジに対応する第１増幅率に設定してロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して該計測物の概算重量を求める。これにより、精度は高くはないが、計測物の凡その重量を把握することができる。

区分重量測定制御部２４ａ２は、判断部２４ｂによる計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、該重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、ＡＭＰ２２の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率を設定した後、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める。

判断部２４ｂは、計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する。すなわち、測定対象がペット（重量物）の体重であるのか又は排泄物（軽量物）の重量であるかを区別するための判断を行う。

本実施の形態では、判断部２４ｂは閾値重量判断部２４ｂ１にて構成されている。この閾値重量判断部２４ｂ１は、閾値重量を例えば５００ｇとして、現在、本体容器１１に載っているのがペットであるのか又は排泄物であるかの判断を行う。閾値重量は、ペットの体重と排泄物の重量との間の重量が設定されるようになっている。このため、現在、本体容器１１に載っている測定対象の重量計２による測定値が閾値重量以上であれば、ペットが乗っていると判断する。一方、現在、本体容器１１に載っている測定対象の重量計２による測定値が閾値重量未満であってかつ正の値であれば、ペットの排泄物が載っていると判断する。尚、重量計２による測定値が０の場合には、何も載っていないことを示す。

前記概算重量測定制御部２４ａ１及び閾値重量判断部２４ｂ１によるペットの体重及び排泄物の概算重量を求めるための制御を以下に示す。

ペットの体重測定の場合は、以下の制御を行う。まず、重量計２の計測値が、閾値重量判断部２４ｂ１にて閾値重量以上であると判断した場合は、ペットが本体容器１１に乗ったと判断される。このとき、重量計２の計測値は、本体容器１１とペットとの合計の重量を表す。ペットが本体容器１１に乗っていない場合、ペットの重量は０である。ペットの重量が０であるとき、計測値は、吸収シート１４を含む排泄トレイ１３、及び計測台１２を支持する本体容器１１の重量を示す。ここでは、この重量を，風袋重量を意味するベース値（基準値）ＢＡという。この結果、重量測定制御部２４ａは、ペットが本体容器１１に乗る前の重量計２の計測値と、乗った後の重量計２の計測値との差が、ペットの重量であると特定する。

一方、ペットの排泄物の重量測定の場合は、重量測定制御部２４ａの概算重量測定制御部２４ａ１は、以下の制御を行う。

閾値重量判断部２４ｂ１は、ペットが本体容器１１から降りたときの重量がベース値ＢＡよりも大きく（つまりベース値を基準０として正の値）、かつ閾値重量未満である場合には、ペットが排泄したと判定する。概算重量測定制御部２４ａ１は、計測値の変化量に基づいて、排泄物の重量を特定する。具体的には、排泄が行われた後の計測値からベース値ＢＡを減じることにより、排泄物の重量を特定する。

また、本実施の形態では、図４に示すように、制御部２１は、ペットの体重又はその排泄物の重量等の重量計２の測定値を記憶部２５に格納する。尚、測定値は、前述の概算重量と共に、後述する区分重量を含む。

さらに、制御装置２０Ａは、記憶部２５に格納した重量測定値を例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離間無線通信を用いて送信する通信部２７を介して例えばスマートフォン４に送る。これにより、インターネットのサーバ群であるクラウド５にデータを送ることができる。

電源部２６は、制御装置２０ＡのＡＭＰ２２、ＡＤＣ２３、ＣＰＵ２４、記憶部２５及び通信部２７等の各部に電源を供給する。電源部２６は、例えば、充電池であってよく、又は乾電池であってもよい。また、電源部２６は、外部から電源を供給する形態でもよい。

尚、前述したペット用トイレ１Ａは、ペット用トイレの一例を示すものであり、本発明の一態様においては、重量計、ＡＭＰ２２、ＡＤＣ２３及びＣＰＵ２４を含む制御部２１であるマイコンを備えていれば、他の形態のペット用トイレであってもよい。

（汎用のＡＭＰ及びＡＤＣを利用して高精度の重量を得るための構成）
前述した構成のペット用トイレ１Ａにおいては、ペットの体重や排泄物の重量を測定する場合に、ＣＰＵ２４を内蔵したマイコンからなる制御部２１は、汎用のＡＭＰ２２及びＡＤＣ２３を搭載している。しかし、これらの汎用のＡＭＰ２２及びＡＤＣ２３は高精度・高分解能ではない。そこで、本実施の形態の重量計においては、このような汎用のＡＭＰ２２及びＡＤＣ２３を利用しながら高精度の重量測定を簡易かつ安価に実現するものとなっている。

汎用のＡＭＰ２２及びＡＤＣ２３を利用した重量測定として、最初に、ロードセル、ＡＭＰ２２及びＡＤＣ２３を用いた一般的な重量測定方法について、図５の（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図５の（ａ）はロードセルの出力を示すグラフであり、図５の（ｂ）はＡＭＰ２２の出力を示すグラフであり、図５の（ｃ）はＡＤＣ２３の出力を示すグラフである。

前記図４に示すように、重量計２にて重量を計測するためには、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２で増幅し、ＡＤＣ２３でアナログ−デジタル変換したものをＣＰＵ２４で処理する。その際、測定のレンジつまり測定範囲と、精度とに合わせて、ＡＭＰ２２の増幅率やオフセット及びＡＤＣ２３の分解能を設定する。

具体的には、図５の（ａ）に示すように、重量計２のロードセルにおいては、例えば定格荷重２０ｋｇに対して１０ｍｖが出力されるようになっている。このロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２で増幅する。その場合、図５の（ｂ）の一点鎖線で示すように、ロードセルでは小荷重において、負の出力電圧となる場合がある。そこで、ＡＭＰ２２では、図５の（ｂ）の二点鎖線で示すように、荷重の最小値である０ｋｇを正の値に底上げするためにオフセットする。そして、オフセットされた荷重とロードセルの出力電圧との関係を示す直線に対して例えば増幅率ａで増幅することにより、図５の（ｂ）の実線で示す増幅直線が得られる。尚、ここでは、例えば増幅率ａ＝１０倍とする。

次いで、このＡＭＰ２２の出力電圧をＡＤＣ２３に入力する。ＡＤＣ２３では、ＡＭＰ２２のアナログデータである出力電圧を、分解能ｂでデジタル値に変換する。ここで、例えば、分解能ｂ＝１０ｂｉｔであるとする。分解能ｂ＝１０ｂｉｔということは、ＡＤＣ２３の入力範囲を例えば０〜１５０ｍＶとした場合には、この入力範囲を２＾ｂ（２のｂ乗）＝２＾１０で等分割してデジタル化して重量に換算することを意味する。この結果、図５の（ｃ）において実線で示すように、Ａ及びＢに対応して例えば重量１０ｋｇ及び重量５ｋｇを得ることができる。

ところで、前記の測定原理においては、広い測定レンジに対して高い精度を実現するためには、高精度のＡＭＰ２２や高分解能のＡＤＣ２３が必要となる。しかし、最近のＣＰＵ２４を内蔵したマイコンには汎用のＡＭＰ及びＡＤＣが搭載されている場合が多く、高精度・高分解能ではない。例えば、ＡＤＣには、分解能が例えば２４ｂｉｔの高分解能のものがあるが、高額である。

そこで、本実施の形態では、測定レンジを異ならせた２回の測定により、実質的に高精度・高分解能な測定値を安価に実現し得る重量計を提供するものとなっている。

前述した実質的に高精度・高分解能な測定値を実現し得る計測方法について、図６の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図６の（ａ）は、ペット用トイレ１Ａに備えられた重量計２において、２回で高精度の重量測定を行う方法を示すものであって、定格２０ｋｇのロードセルを用いた最初の測定値が１０ｋｇである場合のＡＭＰ２２の出力を示すグラフである。図６の（ｂ）は、ＡＤＣ２３の出力を示すグラフである。

まず、最初の測定においては、前記図５の（ａ）（ｂ）（ｃ）において説明した方法で、体重を測定する。このとき得られた測定値を初回測定値と呼ぶ。本実施の形態では、ＡＭＰ２２の測定レンジを変えて２回目の体重測定を行う。

例えば、最初の重量測定で得られた初回測定値が１０ｋｇであったとする。この場合、本実施の形態では、２回目の重量測定として、初回測定値の付近にレンジを絞る。具体的には、初回測定値±数ｋｇ付近の範囲におけるＡＭＰ２２の出力ができるだけＡＤＣ２３の入力範囲に入るようにＡＭＰ２２をオフセットし、かつ増幅率を再調整する。尚、計測物の重量が定格重量（２０ｋｇ）を少し越えても測定値を求められるよう、ＡＤＣ２３の入力範囲（例えば０〜１５０ｍＶ）のうちの所定の範囲（例えば０〜１００ｍＶ）にＡＭＰ２２の出力が入るようにしてもよい。例えば、図６の（ａ）において一点鎖線で示すロードセルの出力電圧に対して、図６の（ａ）において二点鎖線で示すように、マイナス（−）側にオフセットする。そして、ＡＭＰ２２の測定レンジを５ｋｇ〜１５ｋｇに再設定すると共に、ＡＭＰ２２の増幅率を最初の重量測定の増幅率ａ＝１０倍に対して、増幅率ａ＝２０倍とする。

この結果、図６の（ａ）において、実線で示す増幅直線が得られる。次いで、図６の（ｂ）に示すように、最初の重量測定と同様に、ＡＤＣ２３の入力範囲を例えば０〜１５０ｍＶとして、この入力範囲を２＾ｂ（２のｂ乗）＝２＾１０で等分割してアナログ−デジタル化して重量に換算する。この結果、図６の（ｂ）に示すように、重量１０ｋｇの値が得られるが、その場合の測定精度は、最初の重量測定における測定精度の２倍に拡大されていることになる。

次に、同様にして、最初の重量測定における初回測定値が例えば５ｋｇであった場合の２回目の重量測定を図７の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図７の（ａ）は、ペット用トイレ１Ａに備えられた重量計２において、２回で高精度の重量測定を行う方法を示すものであって、定格２０ｋｇのロードセルを用いた第１段階の測定値が５ｋｇである場合のＡＭＰ２２の出力を示すグラフである。図７の（ｂ）は、ＡＤＣ２３の出力を示すグラフである。

まず、最初の重量測定においては、前記図５の（ａ）（ｂ）（ｃ）において説明した方法で、重量を測定する。このとき得られた初回測定値は５ｋｇであるので、２回目の重量測定として、ＡＭＰ２２の測定レンジを０ｋｇ〜１０ｋｇに再設定する。

ここで、初回測定値が５ｋｇの場合は、測定値が小さいので、図７の（ａ）において一点鎖線で示すロードセルの出力電圧に対して、図７の（ａ）において二点鎖線で示すように、ＡＭＰ２２をプラス（＋）側にオフセットする。そして、ＡＭＰ２２の増幅率を第１段階の増幅率ａ＝１０倍に対して、増幅率ａ＝２０倍とする。

この結果、図７の（ａ）において、実線で示す増幅直線が得られる。次いで、図７の（ｂ）に示すように、最初の重量測定と同様に、ＡＤＣ２３の入力範囲を例えば０〜１５０ｍＶとして、この入力範囲を２＾ｂ（２のｂ乗）＝２＾１０で等分割してアナログ−デジタル化して重量に換算する。この結果、図７の（ｂ）に示すように、重量５ｋｇの値が得られるが、その場合の測定精度は、最初の重量測定における測定精度の２倍に拡大されていることになる。

（ペット用トイレによる体重又は排泄物の高精度の重量測定）
ここで、本実施の形態のペット用トイレ１Ａにおいて、体重と排泄物と少なくとも一方を測定するために、測定レンジを異ならせた２回の重量測定の流れを図１及び図８に基づいて説明する。図１は、測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を高精度に測定する流れを示すフローチャートである。図８は、ペット用トイレ１Ａに備えられた重量計２において、測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を測定する場合の時刻と重量との関係を示すグラフである。

重量計２にてペットの体重又は排泄物の重量を測定する場合には、図１に示すように、現在の重量計２の値をモニタする（Ｓ１）。このとき、計測物であるペット及び排泄物のいずれもが本体容器１１に存在しない場合には、重量計２の値は、ベース値ＢＡを示す。ここで、ベース値ＢＡは、吸収シート１４を含む排泄トレイ１３と計測台１２とを備えた本体容器１１の風袋重量である。

重量計２の値をモニタしているときに、ベース値ＢＡからの増加があれば、ＣＰＵ２４は、計測物が本体容器１１に載っていることを検知する（Ｓ２）。そこで、重量計２は計測物の重量を計測する（Ｓ３）。この場合、重量計２は、測定範囲として体重測定用の最大の測定レンジにて重量を計測する。この計測は概算重量測定制御部２４ａ１にて行う。具体的には、本実施の形態では、ロードセルは定格２０ｋｇとなっているので、ＡＭＰ２２及びＡＤＣ２３の測定レンジも０〜２０ｋｇとする。また、ＡＭＰ２２の増幅率は例えば１０倍とする。

計測に際しては、閾値重量判断部２４ｂ１によって、測定値が閾値重量以上か否かを判断する（Ｓ４）。閾値重量はペットの体重とペットの排泄物の重量との間の値が採用されており、本実施の形態では例えば５００ｇとなっている。このため、概算重量測定制御部２４ａ１による最初の測定値が閾値重量以上の場合には体重測定であることが確定する一方、最初の測定値が閾値重量未満であって正の値の場合には排泄物の重量測定であることが確定する。

これを図示すると、図８に示すように、ペット用トイレ１Ａに載っているものがあれば、体重測定又は排泄物の重量測定のいずれかが確定するようになっている。

図１のＳ４において、閾値重量判断部２４ｂ１によって測定値が閾値重量以上であると判断された場合には、体重の計測を行う（Ｓ５）。

この場合、本実施の形態では、例えば、区分重量測定制御部２４ａ２は、ペットの体重に対応する、事前に設定されたＡＭＰ２２の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定して、重量の再計測を行う（Ｓ６）。具体的には、事前に設定されたＡＭＰ２２の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を用いて、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める。そして、得られた計測値を最終的な体重として確定する（Ｓ７）。

例えば、本実施の形態のロードセルの定格は２０ｋｇであり、ＡＭＰ２２の最大測定レンジが例えば２０ｋｇとなっている。そして、前記概算重量測定制御部２４ａ１は、ＡＭＰ２２の最大測定レンジを２０ｋｇとして概算重量を測定していた。しかし、ペットの体重を毎日測定しており、ペットの体重が例えば常に約１５ｋｇであることが分かっている場合がある。この場合には、ＡＭＰ２２の事前設定測定レンジとして、例えば１０ｋｇ〜２０ｋｇを設定し、それに対応する増幅率を設定することができる。

次に、図１のＳ４において、閾値重量判断部２４ｂ１によって測定値が閾値重量未満であると判断された場合には、排泄物の計測を行う（Ｓ８）。

この場合、本実施の形態では、例えば、区分重量測定制御部２４ａ２は、ペットの排泄物の重量に対応する、事前に設定されたＡＭＰ２２の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定して、重量の再計測を行う（Ｓ９）。具体的には、事前に設定されたＡＭＰ２２の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を用いて、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める。そして、得られた計測値の重量を最終的な排泄物の重量として確定する（Ｓ１０）。

例えば、測定物がペットの排泄物である場合に、該排泄物の重量が例えば常に約２００ｇであることが分かっていれば、事前設定測定レンジとして、例えば１０ｇ〜３００ｇを設定し、それに対応する増幅率を設定することができる。

これらにより、ペットの体重又は排泄物のそれぞれに対応するＡＭＰ２２の測定レンジ及び増幅率を簡易に設定することができる。また、ペットの体重測定及びペットの排泄物の重量測定に対応する相当の測定レンジ及び増幅率により、適切な有効数字を有する測定値を得ることができる。

尚、前記の説明では、ペットの体重又は排泄部の高精度の測定において、区分重量測定制御部２４ａ２は、事前に設定されたＡＭＰ２２の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定して、重量の再計測を行うとしていた。

しかし、測定レンジ等の変更については、別の方法を採用することが可能である。

例えば、区分重量測定制御部２４ａ２は、変形例として、以下のようにＡＭＰ２２の測定レンジを設定することが可能である。

すなわち、概算重量測定制御部２４ａ１による最初のペットの体重又は排泄物の測定により、凡そのペットの体重又は排泄物の概算重量が分かっている。そこで、ペットの体重又は排泄物の概算重量の近傍の値に測定レンジを設定することが可能である。

例えば、区分重量測定制御部２４ａ２は、最初の計測値である概算重量に基づいて、ＡＭＰ２２の測定レンジを、該最初の計測値付近のレンジに再設定する。すなわち、２回目の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジを概算重量に用いたＡＭＰ２２の測定レンジ未満及びＡＤＣ２３の測定レンジ未満とする。

詳細には、２回目のＡＭＰ２２の測定レンジは、最初の測定値を含み、最初の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジよりも狭く、かつ最初の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ内である。ＡＤＣ２３の測定レンジも同様である。例えば、最初の計測値が１０ｋｇであれば、ＡＭＰ２２の測定レンジを例えば５〜１０ｋｇに再設定する。また、ＡＭＰ２２の増幅率を最初の重量測定の増幅率ａ＝１０倍に対して、増幅率ａ＝２０倍とする。このとき、２回目の重量測定のＡＭＰ２２の測定レンジ（５〜１５ｋｇ）におけるＡＭＰ２２の出力が、ＡＤＣ２３の前記所定の入力範囲（０〜１００ｍＶ）に対応するように、ＡＭＰ２２のオフセット及び増幅率が決定されている。

この状態で、重量の再計測を行う（Ｓ６）。そして、２回目の重量測定で得られた計測値を最終的な体重として確定する（Ｓ７）。

例えば、最初の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジは０〜２０ｋｇ（Δ＝２０ｋｇ）とし、２回目の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジは５〜１５ｋｇ（Δ＝１０ｋｇ）とした場合、２倍の精度の計測値を得ることができる。また、例えば、最初の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジは０〜２０ｋｇ（Δ＝２０ｋｇ）とし、２回目の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジを７．５〜１２．５ｋｇ（Δ＝５ｋｇ）とした場合、４倍の精度の計測値を得ることができる。

一般解として、最初の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジをΔｘｋｇとし、２回目の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジをΔｙ＝（Δｘ／ｎ）ｋｇとした場合、ｎ倍の精度の計測値を得ることができる。

次に、図１のＳ４において、閾値重量判断部２４ｂ１によって測定値が閾値重量未満であると判断された場合には、排泄物の計測を行う（Ｓ８）。この場合、最初の計測値に基づいて、ＡＭＰ２２の測定レンジを、該最初の計測値付近のレンジに再設定する。すなわち、２回目の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジを１回目のＡＭＰ２２の測定レンジ未満及びＡＤＣ２３の測定レンジ未満とする。詳細には、２回目のＡＭＰ２２の測定レンジは、最初の測定値を含み、最初の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジよりも狭く、かつ最初の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ内である。ＡＤＣ２３の測定レンジも同様である。例えば、最初の計測値が２００ｇであれば、ＡＭＰ２２の測定レンジを例えば０〜１０００ｇに再設定する。また、ＡＭＰ２２の増幅率を最初の重量測定の増幅率ａ＝１０倍に対して、増幅率ａ＝２００倍とする。このとき、２回目の重量測定のＡＭＰ２２の測定レンジ（０〜１０００ｇ）におけるＡＭＰ２２の出力が、ＡＤＣ２３の前記所定の入力範囲（０〜１００ｍＶ）に対応するように、ＡＭＰ２２のオフセット及び増幅率が決定されている。

この状態で、重量の再計測を行う（Ｓ９）。そして、２回目の重量測定で得られた計測値を排泄物の最終的な計測値として確定する（Ｓ１０）。前述した例、つまり最初の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジを０〜２０ｋｇ（Δ＝２０ｋｇ）とし、２回目の重量測定におけるＡＭＰ２２の測定レンジ及びＡＤＣ２３の測定レンジを０〜１０００ｇ（Δ＝１０００ｇ）とした場合には、２０倍の精度の計測値を得ることができる。

このように、本実施の形態における重量計２は、荷重センサとしての例えばロードセル、増幅器としてのＡＭＰ２２及びＡＤ変換器としてのＡＤＣ２３と、これらを制御して計測物の重量を求める制御部としてのＣＰＵ２４とを備えている。そして、ＣＰＵ２４は、計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する判断部２４ｂと、計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、該重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、ＡＭＰ２２の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率を設定した後、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める区分重量測定制御部２４ａ２とを備えている。

本構成においては、重量計は、荷重センサ、増幅器及びＡＤ変換器と、これらを制御して計測物の重量を求める制御部とを備えている。

本実施の形態においては、最初に、判断部２４ｂにて、計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する。そして、区分重量測定制御部２４ａ２にて、計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、ＡＭＰ２２の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率を設定した後、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して計測物の重量値を求める。

これにより、高精度・高分解能ではない汎用増幅器及び汎用ＡＤ変換器を使用していても、判断部２４ｂにて、計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかを判断する。このため、重量物又は軽量物のいずれであるかが分かっているので、ＡＭＰ２２の測定レンジを最大測定レンジよりも狭い測定レンジに狭くし、その分、増幅率を最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率に設定することが可能になる。

この結果、区分重量測定制御部２４ａ２にて得た計測物の重量値は、ＡＭＰ２２の最大測定レンジの重量測定において得た計測物の重量値よりも精度が高くなっている。

そして、この精度が高い重量値を得るために、本実施の形態においては、最初に、重量物又は軽量物のいずれであるかを区分し、その狭い区分の測定レンジにて、高精度・高分解能ではない汎用増幅器及び汎用ＡＤ変換器を使って測定しただけである。この結果、高額な製品を用いずに、実質的に高精度・高分解能の測定値を得ることができる。

したがって、重量物及び軽量物のいずれの測定においても安価に測定精度を向上し得る重量計２を提供することができる。

また、本実施の形態における重量測定方法は、荷重センサとしての例えばロードセル、増幅器としてのＡＭＰ２２及びＡＤ変換器としてのＡＤＣ２３を用いて計測物の重量を求める。具体的には、計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する判断工程と、計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、該重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、ＡＭＰ２２の測定レンジ及び増幅率を設定した後、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める。これにより、重量物及び軽量物のいずれの測定においても安価に測定精度を向上し得る重量測定方法を提供することができる。

また、本実施の形態における重量計２では、ＣＰＵ２４は、ＡＭＰ２２を最大測定レンジである第１測定レンジ及び最大測定レンジに対応する第１増幅率に設定してロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して該計測物の概算重量を求める概算重量測定制御部２４ａ１を備えている。これにより、精度は高くはないが、計測物の凡その重量を把握することができる。

また、本実施の形態における重量計２では、判断部２４ｂは、概算重量が予め定めた閾値重量よりも大きいか否かを判断することにより、計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかを判断する閾値重量判断部２４ｂ１を備えている。

これにより、閾値重量判断部２４ｂ１は、最初の重量測定において得た概算重量が、予め定めた閾値重量よりも大きいか否かを判断する。尚、閾値重量は、重量物と軽量物との間の値を定めることが可能である。

このように定めた場合、概算重量が閾値重量よりも大きいときには、計測物が重量物であると判断できる一方、概算重量が閾値重量よりも小さいときには、計測物が軽量物であると判断できる。したがって、重量物と軽量物とのいずれの測定であるかを容易に区別することができる。

また、本実施の形態における重量計２では、区分重量測定制御部２４ａ２は、前記重量物又は軽量物のそれぞれに対応する、事前に設定された前記増幅器の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力を前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求めることが可能である。尚、事前設定測定レンジは、例えば、重量物又は軽量物の区分に応じた所定の範囲とすることが可能である。また、所定の範囲は、例えば、事前設定測定レンジは前記閾値重量を境界として、０から閾値重量未満までの範囲と、閾値重量以上かつ最大測定レンジまでの範囲とすることができる。

これにより、重量物又は軽量物のそれぞれに対応するＡＭＰ２２の測定レンジ及び増幅率を簡易に設定することができる。

また、本実施の形態における重量計２では、区分重量測定制御部２４ａ２は、重量物つまりペットの体重又は軽量物つまりペットの排泄物のそれぞれに対応すべく、ＡＭＰ２２を概算重量測定時の第１測定レンジよりも狭い第２測定レンジ及び前記第１増幅率よりも大きい第２増幅率に設定した後、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して該計測物の第２重量値を求める。

この測定方法では、最初の重量測定においてペットの体重であると把握できた場合には、２回目の重量測定においては体重測定における最初の概算重量の近傍の測定レンジを設定する一方、最初の重量測定において排泄物であると把握できた場合には、２回目の重量測定においては軽量物の概算重量の近傍の測定レンジを設定することができる。この結果、計測物がペットの体重又は排泄物のいずれであっても然るべき狭い測定レンジを設定することにより、それぞれより精度の高い第２重量値を得ることができる。

また、本実施の形態における動物用トイレとしてのペット用トイレ１Ａでは、ペットとその排泄物との少なくとも一方の重量を測定すべく、本実施の形態の重量計２を備えている。これにより、重量物つまりペットの体重、及び軽量物つまりペットの排泄物の重量のいずれの測定においても安価に測定精度を向上し得る重量計を備えたペット用トイレ１Ａを提供することができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図９〜図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

前記実施の形態１のペット用トイレ１Ａでは、計測物がペットの体重であるかその排泄物であるかの判断では、判断部２４ｂの閾値重量判断部２４ｂ１にて最初の重量測定における計測値が閾値重量以上であるか否かによって判断していた。これに対して、本実施の形態のペット用トイレ１Ｂでは、ロードセルに加速度センサ３を設けると共に、計測物による振動の加速度が閾値加速度以上であるか否かにより計測物がペットの体重であるかその排泄物であるかの判断を行っている点が異なっている。尚、加速度センサ３は計測台１２上のペットによって計測台１２及び本体容器１１等に生じる振動による加速度を検出できればよく、必ずしもロードセルに設置されていなくてもよい。

本実施の形態のペット用トイレ１Ｂの構成について、図９に基づいて説明する。図９は、本実施の形態における重量計２を示すものであって、ペット用トイレ１Ｂの制御装置２０Ｂの構成を示すブロック図である。

本実施の形態のペット用トイレ１Ｂの制御装置２０Ｂは、図９に示すように、重量計２には、加速度センサ３が設けられている。この加速度センサ３は、計測物によるロードセルへの荷重負荷の大きさに基づく振動の大きさを加速度として検出するようになっている。すなわち、加速度センサ３は、計測台１２上のペットによって計測台１２及び本体容器１１等に生じる振動による加速度を検出する。

また、制御装置２０Ｂは、ＣＰＵ２４の判断部２４ｂに閾値加速度判断部２４ｂ２を備えている。閾値加速度判断部２４ｂ２は、測定対象がペットの体重であるのか又は排泄物の重量であるかを区別するための判断を行う。具体的には、閾値加速度判断部２４ｂ２は、閾値加速度によって、現在、本体容器１１に乗っているのがペットであるのか又は排泄物であるかの判断を行う。閾値加速度は、動く物体であるペットと、静止物である排泄物とを区別可能な値に設定される。本体容器１１にペットが乗っている場合、振動が生じる（すなわち加速度が大きい）。一方、本体容器１１に排泄物のみが載っている場合、ほとんど振動は生じない（加速度は小さい）。

尚、これ以外の構成は、前記実施の形態１におけるペット用トイレ１Ａと同じであるので、その説明を省略する。

前記構成のペット用トイレ１Ｂにおける、体重と排泄物の重量との少なくとも一方を測定する場合に、測定レンジを異ならせた２回の重量測定の流れを図１０及び図１１の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１０は、ペット用トイレ１Ｂの重量計２にて測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を測定する流れを示すフローチャートである。図１１の（ａ）は、測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を測定する場合の時刻と重量との関係を示すグラフである。図１１の（ｂ）は、測定対象ペットの体重又は排泄物の重量を測定する場合の時刻と加速度との関係を示すグラフである。

重量計２にてペットの体重又は排泄物の重量を測定する場合には、図１０に示すように、現在の重量計２の値をモニタする（Ｓ２１）。このとき、計測物であるペット及び排泄物のいずれもが本体容器１１に存在しない場合には、重量計２の値は、ベース値ＢＡを示す。ここで、ベース値ＢＡは、吸収シート１４を含む排泄トレイ１３と計測台１２とを備えた本体容器１１の風袋重量である。

重量計２の値をモニタしているときに、ベース値ＢＡからの増加があれば、ＣＰＵ２４は、計測物が本体容器１１に載っていることを検知する（Ｓ２２）。そこで、概算重量測定制御部２４ａ１は、計測物の重量を計測すると共に、加速度センサ３はロードセルの加速度を取得する（Ｓ２３）。この場合、重量計２は、測定範囲として体重測定用の最大の測定レンジにて重量を計測する。具体的には、本実施の形態では、ロードセルは定格２０ｋｇとなっているので、ＡＭＰ２２及びＡＤＣ２３の測定レンジも０〜２０ｋｇとする。また、ＡＭＰ２２の増幅率は１０倍とする。

計測に際しては、閾値加速度判断部２４ｂ２によって、加速度センサ３の値が閾値加速度以上か否かを判断する（Ｓ２４）。このため、加速度の値が閾値加速度以上の場合には体重測定であることが確定する一方、加速度の値が閾値加速度未満であって正の値の場合には排泄物の重量測定であることが確定する。閾値加速度判断部２４ｂ２が比較に用いる加速度の値は、例えば所定期間の加速度の代表値（絶対値の平均値、又は最大値等）であってよい。

これを図示すると、図１１の（ａ）（ｂ）に示すように、ペット用トイレ１Ａに載っているものが存在する場合に、体重測定の場合には大きな加速度が検出される一方、排泄物の重量測定の場合には、小さい加速度が検出される。

図１０のＳ２４において、閾値加速度判断部２４ｂ２によって加速度の値が閾値加速度以上であると判断された場合には、体重の計測を行う（Ｓ２５）。

この場合、実施の形態１で説明したように、区分重量測定制御部２４ａ２は、例えば、ペットの体重に対応する、事前に設定されたＡＭＰ２２の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定して、重量の再計測を行うことが可能である（Ｓ２６）。そして、得られた計測値を最終的な体重として確定する（Ｓ２７）。

次に、Ｓ２４において、閾値加速度判断部２４ｂ２によって加速度の値が閾値重量未満であると判断された場合には、排泄物の計測を行う（Ｓ２８）。この場合も、区分重量測定制御部２４ａ２は、ペットの排泄物の重量に対応する、事前に設定されたＡＭＰ２２の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定して、重量の再計測を行うことが可能である（Ｓ２９）。そして、得られた計測値の重量を最終的な排泄物の重量として確定する（Ｓ３０）。

尚、本実施の形態においても、測定レンジの変更については、事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率に限らず、実施の形態１と同様に、概算重量測定にて得られた概算重量の近傍の値に測定レンジ等を設定することが可能である。

このように、本実施の形態のペット用トイレ１Ｂの重量計２は、荷重センサとしてのロードセルには、計測物によるロードセルへの荷重負荷の大きさに基づく振動を検出する加速度センサ３が設けられている。そして、判断部２４ｂは、計測物によるロードセルへの荷重負荷の大きさに基づく振動が、予め定めた閾値加速度よりも大きいか否かを判断することにより、計測物が重量物つまりペットの体重又は軽量物つまり排泄物のいずれであるかを判断する閾値加速度判断部を備えている。

これにより、加速度センサ３にて、計測物によるロードセルへの荷重負荷の大きさに基づく振動を検出することができる。また、閾値加速度判断部２４ｂ２は、計測物によるロードセルへの荷重負荷の大きさに基づく振動が、予め定めた閾値加速度よりも大きいか否かを判断する。尚、閾値加速度は、重量物と軽量物との間の値を定めることが可能である。

このように定めた場合、概算重量が閾値加速度よりも大きい場合には、計測物が重量物つまりペット体重であると判断できる一方、概算重量が閾値加速度よりも小さい場合には、計測物が軽量物つまりペットの排泄物であると判断できる。

したがって、加速度センサ３によっても重量物と軽量物とのいずれの測定であるかを容易に区別することができる。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１２及び図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

前記実施の形態１のペット用トイレ１Ａ及び実施の形態２のペット用トイレ１Ｂでは、計測物がペットの体重であるかその排泄物であるかの判断を閾値重量判断部２４ｂ１又は閾値加速度判断部２４ｂ２にて行い、体重又は排泄物に応じてそれぞれの測定を行っていた。これに対して、本実施の形態のペット用トイレ１Ｃでは、測定タイミングによって、自動的に、体重測定と排泄物の重量測定とを連続して行うようになっている点が異なっている。

本実施の形態のペット用トイレ１Ｃにおける、体重測定と排泄物の重量測定とを連続して行う重量測定の流れを図１２及び図１３に基づいて説明する。図１２は、本実施の形態におけるペット用トイレ１Ｃの重量計２にて測定対象ペットの体重及び排泄物の重量を連続して測定する流れを示すフローチャートである。図１３は、測定対象ペットの体重及び排泄物の重量を測定する場合の時刻と重量との関係を示すグラフである。

重量計２にてペットの体重及び排泄物の重量を連続して測定する場合には、図１２に示すように、現在の重量計２の値をモニタする（Ｓ４１）。このとき、計測物であるペット及び排泄物のいずれもが本体容器１１に存在しない場合には、重量計２の値は、ベース値ＢＡを示す。ここで、ベース値ＢＡは、吸収シート１４を含む排泄トレイ１３と計測台１２とを備えた本体容器１１の風袋重量である。なお、待機状態の重量計２は、ベース値ＢＡから閾値重量を超える範囲を少なくとも計測できればよい。待機状態の重量計２は、測定範囲として体重測定用の最大の測定レンジにて重量を計測してもよい。具体的には、本実施の形態では、ロードセルは定格２０ｋｇとなっているので、ＡＭＰ２２及びＡＤＣ２３の測定レンジも０〜２０ｋｇとする。また、ＡＭＰ２２の増幅率は１０倍とする。

次に、重量計２の値をモニタしているときに、重量計２の値がベース値ＢＡから閾値重量以上の値に変化したとき、閾値重量判断部２４ｂ１は、変化後に本体容器１１に乗っている計測物はペットであると判断する（Ｓ４２）。そして、ＣＰＵ２４は、計測物が本体容器１１に乗っていることを検知し、重量計２は計測物の重量を計測する。このとき、ペット用トイレ１Ｃは、体重の計測を行う。

体重の計測に際しては、実施の形態１の図１におけるＳ５〜Ｓ７で説明したように、例えば、ペットの体重に対応する、事前に設定されたＡＭＰ２２の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定して、重量の再計測を行うことが可能である。そして、得られた計測値を最終的な体重として確定する（Ｓ４３）。

次に、前述したペットの体重測定が終わると、再度、重量計２の値をモニタする。そして、重量計２の値が閾値重量以上の値から閾値重量未満の値に変化することは、ペットがペット用トイレ１Ｃの本体容器１１から降りたことを意味する。また、重量計２の値がベース値ＢＡより大きい正の値であることは、本体容器１１に何かが載っていることを意味する。重量計２の値が閾値重量以上の値から閾値重量未満かつ正の値に変化したとき、閾値重量判断部２４ｂ１は、変化後に本体容器１１に載っている計測物は排泄物であると判断する（Ｓ４４）。

このため、本実施の形態では、引き続き、排泄物の計測を行う。排泄物の計測に際しては、実施の形態１の図１におけるＳ８〜Ｓ１０で説明したように、例えば、ペットの排泄物に対応する、事前に設定されたＡＭＰ２２の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定して、重量の再計測を行うことが可能である。そして、得られた計測値を最終的な排泄物の重量として確定する（Ｓ４５）。

これを図示すると、図１３に示すように、重量計２の値がベース値ＢＡから閾値重量以上に変化すれば、制御部２１は、直ちにペットの体重測定を行う。そして、重量計２の値が閾値以上の値から閾値重量未満であって正の値に変化すれば、制御部２１は、直ちに排泄物の測定を行うようになっている。

また、体重測定及び排泄物のいずれの測定においても、対応した狭い測定レンジにて重量測定を行い、精度の高い測定値を得るものとなっている。

すなわち、本実施の形態のペット用トイレ１Ｃでは、測定タイミングによって、計測物が重量物か軽量物かを判断し、体重測定及び排泄物のそれぞれに適した設定で測定を連続して行うようになっている。

このように、本実施の形態のペット用トイレ１Ｃの重量計２では、計測物は、重量物つまりペットと軽量物つまり排泄物との２種類からなっており、区分重量測定制御部２４ａ２は、判断部２４ｂにより計測物が重量物つまりペットであると判断された場合には、ペットの体重に対応するように、ＡＭＰ２２の測定レンジ及び増幅率を設定した後、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換してペットの重量値を求めると共に、その後、ロードセルの出力電圧が減少して、判断部２４ｂにより計測物が排泄物であると判断された場合には、排泄物に対応するように、ＡＭＰ２２の測定レンジ及び増幅率を設定した後、ロードセルの出力電圧をＡＭＰ２２にて増幅させ、かつＡＭＰ２２の出力をＡＤＣ２３にてＡＤ変換して排泄物の重量値を求める。

この結果、本発明の一態様においては、ペットの体重及び排泄物の連続する測定タイミングを判断部２４ｂにより把握して、それぞれの重量測定において、精度を向上した計測値を得ることができる。

尚、本実施の形態では、判断部２４ｂにより計測物がペット又は排泄物かの判断を行う。この場合、判断部２４ｂは実施の形態１で説明した閾値重量判断部２４ｂ１又は実施の形態で説明した閾値加速度判断部２４ｂ２のいずれでもよい。

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置２０Ａ・２０Ｂの制御ブロック（特に制御部２１のＣＰＵ２４）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、ＣＰＵ２４は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、前記プログラム及び各種データがコンピュータ（又はＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）又は記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（又はＣＰＵ）が前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１における重量計２は、荷重センサ、増幅器（ＡＭＰ２２）及びＡＤ変換器（ＡＤＣ２３）と、これらを制御して計測物の重量を求める制御部（ＣＰＵ２４）とを備えた重量計において、前記制御部（ＣＰＵ２４）は、計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する判断部２４ｂと、計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、該重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、前記増幅器（ＡＭＰ２２）の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率に前記増幅器を設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器（ＡＭＰ２２）にて増幅させ、かつ該増幅器（ＡＭＰ２２）の出力を前記ＡＤ変換器（ＡＤＣ２３）にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める区分重量測定制御部２４ａ２とを備えていることを特徴としている。

本構成においては、重量計は、荷重センサ、増幅器及びＡＤ変換器と、これらを制御して計測物の重量を求める制御部とを備えている。

この種の重量計においては、一般的に、高精度・高分解能ではない汎用増幅器及び汎用ＡＤ変換器にて構成されている場合が多い。その場合、増幅器の最大測定レンジ及び最大測定レンジの場合に設定される増幅率を用いた測定では、高精度の重量測定を行うことができない。例えば、定格２０ｋｇのロードセルにて、重量物である例えば１５ｋｇの重量測定を行った場合には相当の精度を有しているといえるが、１５．１ｋｇの重量測定をした場合には、小数点以下の信頼性が小さい。

また、軽量物である例えば０.２ｋｇの重量測定を行った場合にも相当の精度を有しているとはいえない。

そこで、本発明の一態様においては、最初に、判断部にて、計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する。そして、区分重量測定制御部にて、計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、増幅器の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率を設定した後、荷重センサの出力電圧を増幅器にて増幅させ、かつ増幅器の出力をＡＤ変換器にてＡＤ変換して計測物の重量値を求める。

これにより、高精度・高分解能ではない汎用増幅器及び汎用ＡＤ変換器を使用していても、判断部にて、計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかを判断する。このため、重量物又は軽量物のいずれであるかが分かっているので、増幅器の測定レンジを最大測定レンジよりも狭い測定レンジに狭くし、その分、増幅率を最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率に設定することが可能になる。

この結果、区分重量測定制御部にて得た計測物の重量値は、増幅器の最大測定レンジの重量測定において得た計測物の重量値よりも精度が高くなっている。

そして、この精度が高い重量値を得るために、本発明の一態様においては、最初に、重量物又は軽量物のいずれであるかを区分し、その狭い区分の測定レンジにて、高精度・高分解能ではない汎用増幅器及び汎用ＡＤ変換器を使って測定しただけである。この結果、高額な製品を用いずに、実質的に高精度・高分解能の測定値を得ることができる。

したがって、重量物及び軽量物のいずれの測定においても安価に測定精度を向上し得る重量計を提供することができる。

本発明の態様２における重量計２では、前記制御部（ＣＰＵ２４）は、前記増幅器（ＡＭＰ２２）を最大測定レンジである第１測定レンジ及び最大測定レンジに対応する第１増幅率に設定して前記荷重センサの出力電圧を該増幅器（ＡＭＰ２２）にて増幅させ、かつ該増幅器（ＡＭＰ２２）の出力を前記ＡＤ変換器（ＡＤＣ２３）にてＡＤ変換して該計測物の概算重量を求める概算重量測定制御部２４ａ１を備えていることが好ましい。

これにより、精度は高くはないが、計測物の凡その重量を把握することができる。

本発明の態様３における重量計２では、前記判断部２４ｂは、前記概算重量が予め定めた閾値重量よりも大きいか否かを判断することにより、前記計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかを判断する閾値重量判断部２４ｂ１を備えている。

これにより、閾値重量判断部は、最初の重量測定において得た概算重量が、予め定めた閾値重量よりも大きいか否かを判断する。尚、閾値重量は、重量物と軽量物との間の値を定めることが可能である。

このように定めた場合、概算重量が閾値重量よりも大きいときには、計測物が重量物であると判断できる一方、概算重量が閾値重量よりも小さいときには、計測物が軽量物であると判断できる。したがって、重量物と軽量物とのいずれの測定であるかを容易に区別することができる。

本発明の態様４における重量計２では、前記区分重量測定制御部は、前記概算重量に基づいて、前記増幅器を前記第１測定レンジよりも狭い第２測定レンジ及び前記第１増幅率よりも大きい第２増幅率に設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力を前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める。

この測定方法では、最初の重量測定において重量物であると把握できた場合には、２回目の重量測定においては重量物の概算重量近傍の測定レンジを設定する一方、最初の重量測定において軽量物であると把握できた場合には、２回目の重量測定においては軽量物の概算重量近傍の測定レンジを設定することができる。この結果、計測物が重量物又は軽量物のいずれであっても然るべき狭い測定レンジを設定することにより、それぞれより精度の高い第２重量値を得ることができる。

本発明の態様５における重量計２は、前記計測物による振動を加速度として検出する加速度センサ３をさらに備えていると共に、前記判断部２４ｂは、前記加速度センサによって検出された加速度が、予め定めた閾値加速度よりも大きいか否かを判断することにより、前記計測物が重量物又は前記軽量物のいずれであるかを判断する閾値加速度判断部２４ｂ２を備えている。

これにより、加速度センサにて、計測物による振動を検出することができる。また、制御部の閾値加速度判断部は、前記加速度センサによって検出された加速度が、予め定めた閾値加速度よりも大きいか否かを判断する。

したがって、加速度センサによっても重量物と軽量物とのいずれの測定であるかを容易に区別することができる。

本発明の態様６における重量計２では、前記区分重量測定制御部２４ａ２は、前記重量物又は軽量物のそれぞれに対応する、事前に設定された前記増幅器（ＡＭＰ２２）の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定した後、前記荷重センサ（ロードセル）の出力電圧を該増幅器（ＡＭＰ２２）にて増幅させ、かつ該増幅器（ＡＭＰ２２）の出力を前記ＡＤ変換器（ＡＤＣ２３）にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める。

これにより、重量物又は軽量物のそれぞれに対応する増幅器の測定レンジ及び増幅率を簡易に設定することができる。例えば、最大測定レンジが例えば２０ｋｇである場合には、重量物の重量が例えば常に約１５ｋｇであることが分かっていれば、事前設定測定レンジとして、例えば１０ｋｇ〜２０ｋｇを設定し、それに対応する増幅率を設定することができる。また、例えば、最大測定レンジが例えば２０ｋｇである場合に、軽量物の重量が例えば常に約２５０ｇであることが分かっていれば、事前設定測定レンジとして、例えば０〜２０００ｇを設定し、それに対応する増幅率を設定することができる。

本発明の態様７における重量計２では、前記判断部は、前記概算重量がベース値から閾値重量以上の値に変化したとき、前記計測物は前記重量物であると判断し、前記概算重量が閾値重量以上の値から閾値重量未満の値に変化したとき、前記計測物は前記軽量物であると判断する。

上記の構成によれば、概算重量の変化のタイミングに応じて、計測物が重量物か軽量物かを判断することができる。

そして、連続して、荷重センサの出力電圧が減少して、判断部により計測物が軽量物であると判断された場合には、区分重量測定制御部は、該軽量物に対応するように、増幅器の測定レンジ及び増幅率を設定した後、荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力をＡＤ変換器にてＡＤ変換して該軽量物の重量値を求める。

この結果、本発明の一態様においては、重量物及び軽量物の連続する測定タイミングを判断部により把握して、それぞれの重量測定において、精度を向上した計測値を得ることができる。

本発明の態様８における重量測定方法は、荷重センサ、増幅器（ＡＭＰ２２）及びＡＤ変換器（ＡＤＣ２３）を用いて計測物の重量を求める重量測定方法において、前記計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する判断工程と、前記計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、該重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、前記増幅器の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率に前記増幅器を設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器（ＡＭＰ２２）にて増幅させ、かつ該増幅器（ＡＭＰ２２）の出力を前記ＡＤ変換器（ＡＤＣ２３）にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求めることを特徴としている。

本方法によれば、重量物及び軽量物のいずれの測定においても安価に測定精度を向上し得る重量測定方法を提供することができる。

本発明の態様９における動物用トイレは、動物とその排泄物との少なくとも一方の重量を測定すべく、前記記載の重量計を備えていることを特徴としている。

本構成によれば、重量物及び軽量物のいずれの測定においても安価に測定精度を向上し得る重量計を備えた動物用トイレを提供することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１Ａ・１Ｂ・１Ｃ ペット用トイレ（動物用トイレ）
２ 重量計
３ 加速度センサ
４ スマートフォン
１１ 本体容器
１２ 計測台
１３ 排泄トレイ
１４ 吸収シート
２０Ａ・２０Ｃ、２０Ｃ 制御装置
２１ 制御部
２２ ＡＭＰ（増幅器）
２３ ＡＤＣ（ＡＤ変換器）
２４ ＣＰＵ（制御部）
２４ａ 重量測定制御部
２４ａ１ 概算重量測定制御部
２４ａ２ 区分重量測定制御部
２４ｂ 判断部
２４ｂ１ 閾値重量判断部
２４ｂ２ 閾値加速度判断部
２５ 記憶部
２７ 通信部

Claims (9)

1. 荷重センサ、増幅器及びＡＤ変換器と、これらを制御して計測物の重量を求める制御部とを備えた重量計において、
   前記制御部は、
   前記計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する判断部と、
   前記計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、該重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、前記増幅器の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率に前記増幅器を設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力を前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求める区分重量測定制御部とを備えていることを特徴とする重量計。
2. 前記制御部は、
   前記増幅器を最大測定レンジである第１測定レンジ及び最大測定レンジに対応する第１増幅率に設定して前記荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力を前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換して該計測物の概算重量を求める概算重量測定制御部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の重量計。
3. 前記判断部は、
   前記概算重量が予め定めた閾値重量よりも大きいか否かを判断することにより、前記計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかを判断する閾値重量判断部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の重量計。
4. 前記区分重量測定制御部は、
   前記概算重量に基づいて、前記増幅器を前記第１測定レンジよりも狭い第２測定レンジ及び前記第１増幅率よりも大きい第２増幅率に設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力を前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求めることを特徴とする請求項２又は３に記載の重量計。
5. 前記計測物による振動を加速度として検出する加速度センサをさらに備えていると共に、
   前記判断部は、
   前記加速度センサによって検出された加速度が、予め定めた閾値加速度よりも大きいか否かを判断することにより、前記計測物が重量物又は前記軽量物のいずれであるかを判断する閾値加速度判断部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の重量計。
6. 前記区分重量測定制御部は、
   前記重量物又は軽量物のそれぞれに対応する、事前に設定された前記増幅器の事前設定測定レンジ及び事前設定増幅率を設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力を前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求めることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の重量計。
7. 前記判断部は、
   前記概算重量がベース値から閾値重量以上の値に変化したとき、前記計測物は前記重量物であると判断し、
   前記概算重量が閾値重量以上の値から閾値重量未満の値に変化したとき、前記計測物は前記軽量物であると判断することを特徴とする請求項２に記載の重量計。
8. 荷重センサ、増幅器及びＡＤ変換器を用いて計測物の重量を求める重量測定方法において、
   前記計測物が重量物、又は該重量物よりも軽量である軽量物のいずれであるかを判断する判断工程と、
   前記計測物が重量物又は軽量物のいずれであるかの判断に基づいて、該重量物又は軽量物のそれぞれに対応するように、前記増幅器の最大測定レンジよりも狭い測定レンジ及び最大測定レンジの場合よりも大きい増幅率に前記増幅器を設定した後、前記荷重センサの出力電圧を該増幅器にて増幅させ、かつ該増幅器の出力を前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換して該計測物の重量値を求めることを特徴とする重量測定方法。
9. 動物とその排泄物との少なくとも一方の重量を測定すべく、請求項１〜７のいずれか１項に記載の重量計を備えていることを特徴とする動物用トイレ。

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