JP7409756B2 - 天びんの環境判断方法およびそのための装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子天びんの周囲環境を判断する方法およびそのための電子天びんに関する。

計量値の最小表示（読み取り精度）が０．１ｍｇ以下となるような高精度の電子天びんでは、天びんの周囲環境が計量精度に影響を及ぼすことが知られている。このため、電子天びんには、計量精度の低下の要因の一つとなる計量皿周囲の空気の流動を防ぐために、風防が備えられていることが多い（例えば特許文献１）。また、電子天びんには、質量が既知の内蔵分銅を備え、天びんの繰り返し性（標準偏差）を自動で確認する自動校正機能を備えているものも多い（例えば特許文献２）。

特許５０６２８８０号 特許４８５１８８２号

風防付き電子天びんの場合、上記した繰り返し性の確認、即ち内蔵分銅の標準偏差を求めるための内蔵分銅の加除動作は、風防を閉めた状態で行われる。しかしながら、実際の計量時には、ユーザは、風防の扉を開けて被計量物を載せ、扉を閉じて被計量物の計量データを測定し、扉を開けて被計量物を降ろす、という一連の流れで計量を行うため、扉の開け閉めが不可避である。

このため、計量前に繰り返し性を確かめたにも関わらず、天びんが保証している計量性能が出ないという報告が多々あり、一連の開閉動作を伴うユーザの実使用の条件下で、周囲環境の影響はどの程度あるのか知りたい、というニーズがあった。

本発明は、上記の問題を解決するためのものであり、ユーザの実使用に近い条件で、電子天びんの周囲環境の影響について判断するための方法およびそのための電子天びんを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電子天びんは、被計量物を載置する計量皿と、前記計量皿を囲う風防と、前記風防の扉を自動で開閉する扉開閉機構と、前記計量皿が受けた荷重が伝達される重量センサと、前記重量センサに載せ降ろしされる内蔵分銅と、前記内蔵分銅の分銅加除機構と、前記内蔵分銅の標準偏差の測定と、前記扉開閉機構および前記分銅加除機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記風防の前記扉を閉めたまま測定した第一標準偏差と、前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を載せ、前記扉開閉機構によって前記扉を閉め、前記内蔵分銅の計量データを取得し、前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を降ろし、前記扉開閉機構によって前記扉を閉める、の一連の開閉動作を伴って測定した第二標準偏差と、を得ることを特徴とする。

上記態様において、前記制御部は、前記第二標準偏差が前記第一標準偏差よりも大きい場合、前記扉の開閉により周囲環境の影響を受けていることをユーザに通知するのも好ましい。

上記態様において、前記制御部は、前記第二標準偏差と前記第一標準偏差との差分の値、または、前記第二標準偏差の２乗と前記第一標準偏差の２乗の差の平方根の値を、前記電子天びんの内部設計を考慮して設定された評価閾値に応じてランク付けし、前記扉の開閉による周囲環境の影響を評価するのも好ましい。

上記態様において、前記制御部は、さらに、前記第一標準偏差を測定する時の前記内蔵分銅の計量データの変動が安定するまでの第一安定時間と、前記第二標準偏差を測定する時の前記内蔵分銅の計量データの変動が安定するまでの第二安定時間を計測し、前記第二安定時間が前記第一安定時間よりも長い場合、前記第二安定時間から前記第一安定時間を差し引いた時間を追加安定時間として算出し、ユーザに通知するのも好ましい。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電子天びんの周囲環境判断方法は、被計量物を載置する計量皿と、前記計量皿を囲う風防と、前記風防の扉を自動で開閉する扉開閉機構と、前記計量皿が受けた荷重が伝達される重量センサと、前記重量センサに載せ降ろしされる内蔵分銅と、前記内蔵分銅の分銅加除機構と、前記内蔵分銅の標準偏差を測定し、前記扉開閉機構および前記分銅加除機構を制御する制御部と、を備えた電子天びんの周囲環境判断方法であって、前記風防の前記扉を閉めたまま前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅の載せ降ろしを繰り返して、前記内蔵分銅の第一標準偏差を測定するステップと、前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を載せ、前記扉開閉機構によって前記扉を閉め、前記内蔵分銅の計量データを取得し、前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を降ろし、前記扉開閉機構によって前記扉を閉める、の一連の開閉動作を繰り返して、前記内蔵分銅の第二標準偏差を測定するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの実使用に近い条件で、電子天びんの周囲環境を判断することができる。

本発明の実施の形態に係る電子天びんの要素ブロック図である。 同電子天びんの装置構成の一例である。 同電子天びんにおける分銅加除機構の構成例である。 同電子天びんにおける扉開閉機構の構成例である。 本発明の実施の形態に係る周囲環境判断のフロー図である。 本発明の実施の形態の変形例１に係る周囲環境判断のフロー図である。 同フローにおける評価結果の表示例である。 同フローにおける評価結果の出力例である。 本発明の実施の形態の変形例２に係る周囲環境判断のフロー図である。

次に、本発明の好適な実施の形態について図面に基づき説明する。

（電子天びんの構成）
図１は本発明の実施の形態に係る電子天びんの要素ブロック図である。図２は、図１の電子天びんの装置構成の一例であり、同構成例の右方斜視図である。図１に示すように、電子天びん１（以下、単に天びん１と称する）は、計量皿２と、風防３と、天びん本体４と、操作部５と、表示部６と、タイマ８と、重量センサ１１と、扉開閉機構１２と、内蔵分銅１３と、分銅加除機構１４と、制御部１５と、を備える。図２は上記天びん１を体現する一つの構成例であるが、以下、図２を用いて上記要素を説明する。

天びん本体４は、重量センサ１１，扉開閉機構１２，内蔵分銅１３，分銅加除機構１４，制御部１５，タイマ８を内包するケースであり、計量皿２は、天びん本体４の上部中央に配置されている。

操作部５および表示部６は、コントロールパネル７に備えられており、コントロールパネル７は天びん本体４とケーブル接続されている。操作部５は天びん１の操作に必要なキースイッチを有しており、表示部６の画面には、計量に関するメニューおよび結果、さらに、後述する周囲環境判断に関するメニューおよび結果が表示される。但し、コントロールパネル７と天びん本体４は無線接続されていてもよい。また、操作部５および表示部６は天びん本体４に備えられていてもよい。また、操作部５は、後述する扉開閉機構１２の自動開閉のトリガーとなる扉開閉センサ（またはボタン）５１を備えているのも好ましい。

風防３は、無底箱型で、天びん本体４に対して着脱可能に構成されている。着脱機構には従来周知の構成、例えば特許文献として開示した特許５０６２８８０号の構成等が使用可能である。但し、風防３は天びん本体４に一体不可分に構成されていてもよい。風防３は、前に正面板３１、後ろに背面ケース３２、左右に開閉扉（以下、左側の扉を左ドア３３、右側の扉を右ドア３４と称する）、上に開閉扉（以下、上ドア３５と称する）を備える。正面板３１，背面ケース３２，左ドア３３，右ドア３４，および上ドア３５によって、計量皿２の全方位を囲う計量室が形成される。なお、本明細書における前後左右上下は、それぞれ図２に示す矢印Ｆｒ－Ｒｅ（前－後）、Ｌｅ－Ｒｉ（左－右）、Ｕｐ－Ｌｏ（上－下）が指す方向とする。

正面板３１，左ドア３３，右ドア３４，および上ドア３５は、内部の状態が観察可能なように透明なガラス又は樹脂で構成される。背面ケース３２は、例えば、ガラス、金属又はプラスチックで構成される。上ドア３５，左ドア３３，および右ドア３４には、それぞれ、扉のスライドを補助する取手が設けられている。上ドア３５は手動で前後に開閉可能であり、左ドア３３および右ドア３４は後述する扉開閉機構１２によって自動で前後に開閉可能である。

重量センサ１１には、電磁平衡式、歪ゲージ式、または静電容量式などが用いられる。重量センサ１１には、計量皿２に載置された被計量物の荷重が、ビーム等の荷重伝達機構（図示せず）を介して伝達される。重量センサ１１が検出した荷重は、計量データとして制御部１５に出力される。重量センサ１１には、内蔵分銅１３も負荷され、内蔵分銅１３の計量データも制御部１５に出力される。

タイマ８は、ハードウェアタイマとソフトウェアタイマのカウント値を演算することにより、天びん１の現在時刻（システムタイム）を取得する。但し、タイマ８は制御部１５の内蔵時計であってもよい。

制御部１５は、例えばＣＰＵおよびメモリ等を集積回路に実装したマイクロコントローラである。制御部１５は、重量センサ１１が検出した計量データから計量値を算出する計量部１５１と、扉開閉機構１２を制御する扉開閉制御部１５２と、分銅加除機構１４を制御する分銅加除制御部１５３と、そして周囲環境判断部１５４を備える。これらの機能部１５１～１５４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路により構成される。

計量部１５１は、重量センサ１１が検出したアナログ信号をデジタル信号に変換して、被計量物の計量データを取得する。計量部１５１は、被計量物が計量皿２上に載せられた場合、被計量物の計量データの変動が安定すると見込まれる所定の時間（以降、「取得時間」と称する。取得時間は予め設定され、制御部１５のメモリに記憶されている）だけ待ち、計量データから、被計量物が計量皿２上に無い状態での計量データを差し引いて、計量値を算出する。扉開閉制御部１５２，分銅加除制御部１５３，および周囲環境判断部１５４の機能の詳細については、後述する。

内蔵分銅１３は、天びんの校正用に、天びん本体４の中に配置されている、質量が既知のおもりである。内蔵分銅１３の既知のおもさは、予め制御部１５のメモリに記憶されている。

内蔵分銅１３は、分銅加除機構１４によって、重量センサ１１に対し載せ降ろしされる。図３は、分銅加除機構１４の構成例であり、同構成例の縦断面である。分銅加除機構１４は、内蔵分銅１３と、分銅ホルダー１４１と、バネ１４２と、荷重受け部１４３と、空気袋１４４と、袋加圧ポンプ１４５と、袋用一方電磁弁１４６を備える。内蔵分銅１３は分銅ホルダー１４１に保持されており、分銅ホルダー１４１はバネ１４２により上方向に付勢されている。空気袋１４４は分銅ホルダー１４１を下方向に押し下げる位置に配置されており、袋加圧ポンプ１４５と袋用一方電磁弁１４６は空気袋１４４に接続されている。荷重受け部１４３は、計量皿２とは異なる荷重伝達機構（図示略）を介して、重量センサ１１に接続されている。

分銅加除機構１４は、制御部１５の分銅加除制御部１５３により制御される。分銅加除制御部１５３は、内蔵分銅１３を重量センサ１１に載せる時は、袋加圧ポンプ１４５を作動して、空気袋１４４を膨らませ、バネ１４２の付勢力に抗して分銅ホルダー１４１を押し下げ、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３に負荷し、内蔵分銅１３の全荷重を重量センサ１１に伝達する。一方、分銅加除制御部１５３は、内蔵分銅１３を重量センサ１１から降ろす時は、袋用一方電磁弁１４６を大気に開放し、空気袋１４４を萎ませ、バネ１４２の付勢力によって分銅ホルダー１４１を押し上げ、内蔵分銅１３の荷重受け部１４３への負荷を解除する。

図４は扉開閉機構１２の構成例であり、同構成例のブロック図である。扉開閉機構１２は、左ドア３３と右ドア３４にそれぞれ設けられ、扉開閉制御部１５２により独立に制御される。以下、右ドア３４を用いて説明する。

右ドア３４に対し、扉開閉機構１２は、第１加圧ポンプ１２１Ａ、第２加圧ポンプ１２１Ｂ、第１圧力センサ１２２Ａ、第２圧力センサ１２２Ｂ、第１一方電磁弁１２３Ａ、第２一方電磁弁１２３Ｂ、およびエアシリンダ１２４を備える。第１加圧ポンプ１２１Ａおよび第２加圧ポンプ１２１Ｂはエアポンプである。第１一方電磁弁１２３Ａおよび第２一方電磁弁１２３Ｂは、弁の出口側は大気に開放されており、弁の開閉によりエアの流止を制御する。第１圧力センサ１２２Ａは第１加圧ポンプ１２１Ａから吐出されたエアの圧力を、第２圧力センサ１２２Ｂは、第２加圧ポンプ１２１Ｂから吐出されたエアの圧力を、それぞれ監視する。第１圧力センサ１２２Ａおよび第２圧力センサ１２２Ｂは、それぞれエアシリンダ１２４に接続され、エアシリンダ１２４内のエアの圧力を監視する。エアシリンダ１２４は、ピストンロッド１２５とともに右ドア３４の上端部に収容されている（図２）。その他の要素は、背面ケース３２に収容されている。そして、エアシリンダ１２４の後方には、右ドア３４を前進させるための第１加圧ポンプ１２１Ａが接続され、エアシリンダ１２４の前方には、右ドア３４を後進させるための第２加圧ポンプ１２１Ｂが接続されている。

扉開閉機構１２は、制御部１５の扉開閉制御部１５２により制御される。扉開閉制御部１５２は、右ドア３４を開ける時（ドアを後方へ移動する時）は、第１加圧ポンプ１２１Ａを作動せずに第１一方電磁弁１２３Ａを開け、第２一方電磁弁１２３Ｂを閉じて第２加圧ポンプ１２１Ｂを加圧し、第２加圧ポンプ１２１Ｂのエア圧力で右ドア３４を後進させる。一方、扉開閉制御部１５２は、右ドア３４を閉じる時（ドアを前方へ移動する時）は、第２加圧ポンプ１２１Ｂを作動せずに第２一方電磁弁１２３Ｂを開け、第１一方電磁弁１２３Ａを閉じて第１加圧ポンプ１２１Ａを加圧し、第１加圧ポンプ１２１Ａのエア圧力で右ドア３４を前進させる。扉開閉制御部１５２は、右ドア３４が開ききった時、閉じきった時は、それぞれ、圧力センサ１２２Ｂ，１２２Ａが圧力の急激な上昇を検知するので、加圧を停止し、弁を開きエアを大気に開放して、右ドア３４の移動を停止する。

分銅加除機構１４に関し、図３の構成は特許文献として開示した特許４８５１８８２号に詳細が記載されている。但し、分銅加除機構１４は、モータとカム機構によって、重量センサ１１に接続される荷重受け部に対して内蔵分銅１３を載せ降ろしする構成等であってもよい。扉開閉機構１２に関し、図４の構成は国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０２０／０１１７４８に詳細が記載されている。但し、扉開閉機構１２は、モータとラックピニオンまたは送りねじでドアを移動させる構成等であってもよい。

（周囲環境判断フロー）
次に、上記の天びん１を使用した周囲環境判断方法について説明する。図５は本発明の実施の形態に係る周囲環境判断のフロー図である。

まずステップＳ１で、例えば、ユーザが操作部５から周囲環境判断メニューを開き、開始を選択すると、これをトリガーとして、周囲環境判断が開始される。或いは、計量の開始前に、例えばユーザが扉を開けようと扉開閉センサ５１を操作した時に、周囲環境判断が自動で開始されるようにしてもよい。

周囲環境判断が開始されると、まず、風防３の扉を閉めたまま測定する、第一測定が行われる（ステップＳ２～Ｓ６）。

ステップＳ２に移行すると、計量部１５１が、取得時間経過後、重量センサ１１に内蔵分銅１３も被計量物も負荷されていない状態での計量データ（以降、「ゼロ計量データ」と称する）を取得する。

次にステップＳ３に移行して、分銅加除制御部１５３が、分銅加除機構１４を制御し、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３に載せる。

次にステップＳ４に移行して、計量部１５１が、取得時間経過後、内蔵分銅１３の計量データ（以降、「フル計量データ」と称する）を取得する。

次にステップＳ５に移行して、分銅加除制御部１５３が分銅加除機構１４を制御して、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３から降ろす。

次にステップＳ６に移行して、周囲環境判断部１５４が、内蔵分銅１３の測定回数をカウントアップし、測定回数が予め設定された回数（ｎ回）に到達したか判定する。到達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２に戻る。到達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ７に移行する。なお、ｎは５回～１０回が好適である。

第一測定が終了すると、次に、風防３の扉の開閉を伴って測定する、第二測定が行われる（ステップＳ７～Ｓ１５）。

ステップＳ７に移行すると、計量部１５１が、取得時間経過後、ゼロ計量データを取得する。

次にステップＳ８で、扉開閉制御部１５２が、扉開閉機構１２を制御し、左右どちらか一方の扉（ユーザによって設定されるものとする。以下、右ドア３４で説明する）を開ける。右ドア３４を開けることにより、計量室の環境は、計量室外の環境の影響を受ける。

次にステップＳ９に移行して、分銅加除制御部１５３が、分銅加除機構１４を制御し、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３に載せる。

次にステップＳ１０に移行して、扉開閉制御部１５２が扉開閉機構１２を制御して、右ドア３４を閉める。

次にステップＳ１１に移行して、計量部１５１が、取得時間経過後、内蔵分銅１３のフル計量データを取得する。

次にステップＳ１２に移行して、扉開閉制御部１５２が扉開閉機構１２を制御して、右ドア３４を開ける。右ドア３４を開けることにより、計量室の環境は、再び計量室外の環境の影響を受ける。

次にステップＳ１３に移行して、分銅加除制御部１５３が分銅加除機構１４を制御して、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３から降ろす。

次にステップＳ１４に移行して、扉開閉制御部１５２が扉開閉機構１２を制御して、右ドア３４を閉める。

次にステップＳ１５に移行して、周囲環境判断部１５４が、内蔵分銅１３の測定回数をカウントアップし、測定回数が予め設定された回数（ｎ回）に到達したか判定する。到達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ７に戻る。到達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１６に移行する。なお、ｎは第一測定と同数とし、５回～１０回が好適である。

ステップＳ１６に移行すると、周囲環境判断部１５４は、第一測定および第二測定の、それぞれのスパン値（フル計量データとゼロ計量データの差）を算出する。

次にステップＳ１７に移行して、周囲環境判断部１５４は、第一測定および第二測定の、それぞれのスパン値の標準偏差を算出する。

ここで、第一測定で得られた標準偏差（これを「第一標準偏差」とする）は、扉を閉めた状態で得た繰り返し性であり、天びん１の装置が現在発揮できるパフォーマンス（周囲環境による影響が無い場合に発揮できるパフォーマンス）と捉えることができる。このため、以降、第一測定で得られた第一標準偏差には「ＳＤbp （standard deviation of balance performance）」の符号を付ける。

一方、第二測定で得られた標準偏差（これを「第二標準偏差」とする）は、内蔵分銅１３の載せ降ろしの際、実際に被計量物を計量する時に行われる一連の開閉動作を伴って得た繰り返し性であり、天びん１の装置が周囲環境による影響を受けて出すパフォーマンスと捉えることができる。このため、以降、第二測定で得られた第二標準偏差には、「ＳＤep（standard deviation of environment performance）の符号を付ける。

次にステップＳ１８に移行して、周囲環境判断部１５４は、第一標準偏差ＳＤbpと第二標準偏差ＳＤepを利用して、天びん１の周囲環境を判断する。

周囲環境の判断は、第一標準偏差ＳＤbpと第二標準偏差ＳＤepを比較して、第二標準偏差ＳＤepが第一標準偏差ＳＤbpより大きいかを判断する。ＳＤbpがＳＤepを超える場合は、判断不可とする。但し、ＳＤbpがＳＤepを超えるのは稀であると考える。ＳＤepがＳＤbpより大きい場合、実際の計量時の天びん１のパフォーマンス（繰り返し性）は、周囲環境の影響により、天びん１の装置が現在発揮できるパフォーマンス（繰り返し性）より劣る可能性がある。

次にステップＳ１９に移行して、周囲環境判断部１５４は、ステップＳ１８の周囲環境判断の結果を、表示部６に表示する。周囲環境判断の結果として、表示部６には、少なくとも、第一標準偏差ＳＤbpと第二標準偏差ＳＤepの数値が表示される。

また、第二標準偏差ＳＤepが第一標準偏差ＳＤbpよりも大きい場合は、周囲環境判断部１５４は、数値とともに、扉開閉により周囲環境の影響を受けていることをユーザに通知するコメント、例えば「風による性能への影響が考えられます」などを表示するのが好ましい。なお、天びん１がブザーやライト等を備える場合は、ユーザへの通知は音や光で行われてもよい。

（効果）
精度の高い電子天びんであるほど、風防の扉が開いた時に、計量室に流入する空気が計量に影響を与えることが知られている。このため、計量性能の確認として、電子天びんは、定期的に、或いはユーザの操作時に、内蔵分銅の自動加除による自動校正機能を備えている。しかしながら、校正時の内蔵分銅の自動加除は、風防を閉めた状態で行われる。このため、校正を行っても、計量時に、天びんが保証している計量性能が出ないという報告が多々あった。

これに対し、本形態の天びん１およびその周囲環境判断方法によれば、風防３を閉めた状態の繰り返し性（第一標準偏差ＳＤbp)と、ユーザが実際に被計量物を計量する際に行う一連の開閉動作を伴って得た繰り返し性（第二標準偏差ＳＤep）との、二つの標準偏差を測定する。扉開閉なしの繰り返し性（第一標準偏差ＳＤbp）と扉開閉ありの繰り返し性（第二標準偏差ＳＤep）を得ることで、計量時の実使用の条件で、周囲環境の影響がどの程度出るのかが分かる。

また、第二標準偏差ＳＤepが第一標準偏差ＳＤbpよりも大きい場合、扉の開閉により周囲環境の影響を受けていることをユーザに通知することで、ユーザ自身に、エアコンを止める、二重風防を使う、風の当たらない場所へ移動する、などの対応を促すことができる。

次に、実施の形態に係る天びん１の好適な変形例を示す。実施の形態と同一の構成については、同一の符号を用いて説明を割愛する。

（変形例１）
（周囲環境評価）
本発明の実施の形態の変形例１に係る電子天びん１は、実施の形態（図１）と同一の構成を備える。その上で、変形例１の天びん１は、周囲環境について「評価」も行う。図６は本発明の実施の形態の変形例１に係る周囲環境判断のフロー図である。

変形例１のステップＳ１０１～Ｓ１１８は、実施の形態（図５）のステップＳ１～Ｓ１８と同じである。即ち、ステップＳ１０１で周囲環境判断メニューにおいて「評価」のオプションも選択されると、これをトリガーとして、周囲環境評価も開始される。ステップＳ１０２～Ｓ１０６で第一測定が行われ、ステップＳ１０７～Ｓ１１５で第二測定が行われ、そして、ステップＳ１１７～Ｓ１１８で扉を閉めた状態で得た第一標準偏差ＳＤbpと扉の開閉を伴って得た第二標準偏差ＳＤepが測定される。

変形例１では、次のステップＳ１１９で、周囲環境判断部１５４は、第二標準偏差ＳＤepと第一標準偏差ＳＤbpの差分に対して、天びん固有の内部設計を考慮して評価閾値を設定し、天びんの周囲環境を評価する。以下に、周囲環境評価の具体例を示す。

－例１－
（１）例として、天びんの表示カウント１ｄを使用して評価閾値を設定する（天びんの表示カウントとは表示部に表示される計量値の最小桁のことであり、最小表示が１μｇの天びんでは１ｄ＝０．０００００１ｇ、最小表示が０．１ｍｇの天びんでは１ｄは０．０００１ｇである）。
（２）天びん１の固有の内部設計として、最小表示が１μｇであったとすると、さらに、天びん１のひょう量を考慮して、評価閾値を設定する。例えば、天びん１のひょう量が２０ｇであればランク「Ａ」の評価閾値を２ｄと設定し、天びん１のひょう量が５ｇであればランク「Ａ」の評価閾値はより厳しく１ｄに設定する。
（３）天びん１の評価閾値が下記のように設定された場合で、
評価Ａ：ＳＤep－ＳＤbpが１ｄ以下
評価Ｂ：ＳＤep－ＳＤbpが１ｄ超かつ３ｄ以下
評価Ｃ：ＳＤep－ＳＤbp が３ｄ超
天びん１で、第二標準偏差ＳＤep＝３．０μｇ、第一標準偏差ＳＤbp＝１．５μｇが得られた場合は、
３．０μｇ－１．５μｇ＝１．５μｇ＝１．５ｄ
が得られるため、「Ｂ」評価となる。
なお、ＳＤbpがＳＤepを超える場合は、評価不可とする。但し、ＳＤbpがＳＤepを超えるのは稀であると考える。

－例２－
第一標準偏差ＳＤbpを天びん１が現在発揮できる性能と仮定すると、一連の開閉動作を伴って得た第二標準偏差ＳＤepは、天びんの現在の性能（第一標準偏差ＳＤbp）と扉開閉の影響分（標準偏差ＳＤoc（open-close））との合成と考えることができる。分散の加法性から、ＳＤepの２乗は、ＳＤbpの２乗とＳＤocの２乗の和として表すことができる。このため、扉開閉の影響分の標準偏差ＳＤocは、数式１で求めることができる。

この扉開閉の影響分の標準偏差ＳＤocに対して、天びん固有の内部設計を考慮して評価閾値を設定し、天びん１の周囲環境を評価する。
（１）例として、天びんの表示カウント１ｄを使用して評価閾値を設定する。
（２）天びん１の固有の内部設計を考慮して、ランク「Ａ」の評価閾値をより厳しく０．５ｄに設定する。
（３）天びん１の評価閾値が下記のように設定された場合で、
評価Ａ：ＳＤocが０．５ｄ以下
評価Ｂ：ＳＤocが０．５ｄ超かつ１．０ｄ以下
評価Ｃ：ＳＤocが１．０ｄ超
天びん１で、扉開閉の影響分の標準偏差ＳＤoc＝１．９２μｇが得られた場合は、「Ｃ」評価となる。

但し、上記は例であって、評価閾値の値や対応するランクは、天びん固有の内部設計（最小表示やひょう量だけではなく、例えば、天びんの重量センサの種類、本体ケースの内部構造や気密性等）を総合的に考慮して設計されるものとする。また、上記の例で、評価閾値の設定に用いられている表示カウント１ｄは、単位を１ｇ（グラム）からより小さい単位に変換するために用いたものであり、１ｇ（グラム）の単位のまま設定されてもよいし、また、その他の単位が用いられるのを拒むものではない。

次にステップＳ１２０に移行して、周囲環境判断部１５４は、各標準偏差ＳＤbp，ＳＤepの数値に加えて、評価レベルと、レベルに応じたコメントを、表示部６に表示する。一例として、表示部６には、Ａ評価の場合「周囲環境に問題はありません」、Ｂ評価の場合「風による性能への影響が考えられます」、Ｃ評価の場合「風によって性能が悪化しています。風が当たらないように対策を行ってください」が表示される。図７は評価結果の表示例である。

なお、周囲環境判断および評価の結果は、ＲＳ２３２Ｃケーブル，ＵＳＢ，またはＢＬＥ（ブルートゥースローエナジー。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは登録商標）等により、天びん１からプリンタやパーソナルコンピュータ等の外部装置に出力することも可能とする。図８はプリンタへの評価結果の出力例である。

変形例１によれば、周囲環境について、評価という形で示すので、ユーザはより分かりやすく周囲環境の影響の大きさをイメージすることができる。

（変形例２）
本発明の実施の形態の変形例２に係る電子天びん１は、実施の形態（図１）と同一の構成を備える。その上で、変形例２の天びん１は、次の周囲環境判断を行う。図９は本発明の実施の形態の変形例２に係る周囲環境判断のフロー図である。

まずステップＳ２０１で、実施の形態（図５）と同様、周囲環境判断メニューから開始が選択されると、これをトリガーとして、変形例２の周囲環境判断が開始される。

周囲環境判断が開始されると、まず、風防３の扉を閉めたまま測定する、第一測定が行われる（ステップＳ２０２～Ｓ２０９）。

ステップＳ２０２で、計量部１５１が、取得時間経過後、ゼロ計量データを取得する。次にステップＳ２０３で、分銅加除制御部１５３が、分銅加除機構１４を制御し、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３に載せる。

ここで、内蔵分銅１３が載せられると同時に、ステップＳ２０４で周囲環境判断部１５４が、タイマ８をスタートさせる。

次にステップＳ２０５に移行して、周囲環境判断部１５４は、内蔵分銅１３のフル計量データの変動が安定したかどうか（フル計量データの変動が予めメモリに記憶されている所定幅に収まったかどうか）判定する。安定しない場合（ＮＯ）は引き続き安定を待ち、安定した場合（ＹＥＳ）はステップＳ２０６に移行する。

ステップＳ２０６に移行すると、周囲環境判断部１５４はタイマ８を止め、第一測定におけるフル計量データの変動が安定するまでの所要時間（以降、「第一安定時間」と称する）を計測する。

次にステップＳ２０７で、計量部１５１は、第一安定時間Ｔ１経過後の内蔵分銅１３のフル計量データを取得する。

次にステップＳ２０８で、分銅加除制御部１５３が分銅加除機構１４を制御して、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３から降ろす。次にステップＳ２０９で、周囲環境判断部１５４が、測定回数が予め設定された回数（ｎ回）に到達したか判定する。到達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２０２に戻る。到達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１０に移行する。なお、ｎは５回～１０回が好適である。なお、２回目以降は、ゼロ計量データの取得も第一安定時間Ｔ１後としてよい。

第一測定が終了すると、次に、風防３の扉の開閉を伴って測定する、第二測定が行われる（ステップＳ２１０～Ｓ２２１）。

ステップＳ２１０で、計量部１５１が、取得時間経過後、ゼロ計量データを取得する。次にステップＳ２１１で、扉開閉制御部１５２が、扉開閉機構１２を制御し、左右どちらか一方の扉（ユーザによって設定されるものとする。以下、右ドア３４で説明する）を開ける。右ドア３４を開けることにより、計量室の環境は、計量室外の環境の影響を受ける。次にステップＳ２１２で、分銅加除制御部１５３が、分銅加除機構１４を制御し、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３に載せる。

ここで、内蔵分銅１３が載せられると同時に、ステップＳ２１３で周囲環境判断部１５４が、タイマ８をスタートさせる。

次にステップＳ２１４に移行して、扉開閉制御部１５２が、扉開閉機構１２を制御し、右ドア３４を閉める。

次にステップＳ２１５に移行して、周囲環境判断部１５４は、内蔵分銅１３のフル計量データの変動が安定したかどうか（フル計量データの変動が予めメモリに記憶されている所定幅に収まったかどうか）判定する。安定しない場合（ＮＯ）は引き続き安定を待ち、安定した場合（ＹＥＳ）はステップＳ２１６に移行する。

ステップＳ２１６に移行すると、周囲環境判断部１５４はタイマ８を止め、第二測定におけるフル計量データの変動が安定するまでの所要時間（以降、「第二安定時間」と称する）を計測する。

次にステップＳ２１７で、計量部１５１が、第二安定時間Ｔ２経過後の内蔵分銅１３のフル計量データを取得する。次にステップＳ２１８で、扉開閉制御部１５２が扉開閉機構１２を制御して、右ドア３４を開ける。右ドア３４を開けることにより、計量室の環境は、再び計量室外の環境の影響を受ける。次にステップＳ２１９で、分銅加除制御部１５３が分銅加除機構１４を制御して、内蔵分銅１３を荷重受け部１４３から降ろす。次にステップＳ２２０で、扉開閉制御部１５２が扉開閉機構１２を制御して、右ドア３４を閉める。次にステップＳ２２１で、周囲環境判断部１５４が、測定回数が予め設定された回数（ｎ回）に到達したか判定する。到達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２１０に戻る。到達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２２２に移行する。なお、ｎは第一測定と同数とし、５回～１０回が好適である。また、２回目以降は、ゼロ計量データの取得も第二安定時間Ｔ２後としてよい。

次に、ステップＳ２２２～Ｓ２２４で、周囲環境判断部１５４は、実施の形態のステップＳ１６～Ｓ１８と同様に、第一測定および第二測定のそれぞれのスパン値を算出し、第一標準偏差ＳＤbpと第二標準偏差ＳＤepを算出し、ＳＤbpとＳＤepを比較して、周囲環境を判断する。

次にステップＳ２２５で、周囲環境判断部１５４は、第一安定時間Ｔ１と第二安定時間Ｔ２を比較して、Ｔ２がＴ１より長い場合、第二安定時間Ｔ２から第一安定時間Ｔ１を差し引いた時間を、扉開閉の影響による計量データ安定までの「追加安定時間ｄＴ」として算出する。なお、Ｔ１がＴ２を超える場合は、算出不可とする。但し、Ｔ１がＴ２を超えるのは稀であると考える。

次にステップＳ２２６に移行して、周囲環境判断部１５４は、第一標準偏差ＳＤbpと第二標準偏差ＳＤepとともに、第一安定時間Ｔ１と、第二安定時間Ｔ２と、追加安定時間ｄＴを、表示部６に表示する。例えば表示部６には、「扉開閉による周囲環境の影響により計量値安定まであと［追加安定時間ｄＴ］秒お待ちください」などが表示される。

変形例２によれば、第一安定時間Ｔ１と第二安定時間Ｔ２と追加安定時間ｄＴの数値が表示されることにより、計量時の実使用の条件で、周囲環境の影響が低減するまで、どの程度待てばよいのかを具体的にユーザに通知することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態および変形を述べたが、各形態および各変形を当業者の知識に基づいて組み合わせることは可能であり、そのような形態は本発明の範囲に含まれる。

１ 電子天びん
２ 計量皿
３ 風防
３３ 左ドア（扉）
３４ 右ドア（扉）
４ 天びん本体
５ 操作部
６ 表示部
８ タイマ
１１ 重量センサ
１２ 扉開閉機構
１３ 内蔵分銅
１４ 分銅加除機構
１５ 制御部
１５１ 計量部
１５２ 扉開閉制御部
１５３ 分銅加除制御部
１５４ 周囲環境判断部

Claims (5)

1. 被計量物を載置する計量皿と、
   前記計量皿を囲う風防と、
   前記風防の扉を自動で開閉する扉開閉機構と、
   前記計量皿が受けた荷重が伝達される重量センサと、
   前記重量センサに載せ降ろしされる内蔵分銅と、
   前記内蔵分銅の分銅加除機構と、
   前記内蔵分銅の標準偏差の測定と、前記扉開閉機構および前記分銅加除機構を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記風防の前記扉を閉めたまま測定した第一標準偏差と、
   前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を載せ、前記扉開閉機構によって前記扉を閉め、前記内蔵分銅の計量データを取得し、前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を降ろし、前記扉開閉機構によって前記扉を閉める、の一連の開閉動作を伴って測定した第二標準偏差と、
   を得ることを特徴とする電子天びん。
2. 前記制御部は、前記第二標準偏差が前記第一標準偏差よりも大きい場合、前記扉の開閉により周囲環境の影響を受けていることをユーザに通知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
3. 前記制御部は、前記第二標準偏差と前記第一標準偏差との差分の値、または、前記第二標準偏差の２乗と前記第一標準偏差の２乗の差の平方根の値を、前記電子天びんの内部設計を考慮して設定された評価閾値に応じてランク付けし、前記扉の開閉による周囲環境の影響を評価する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
4. 前記制御部は、さらに、
   前記第一標準偏差を測定する時の前記内蔵分銅の計量データの変動が安定するまでの第一安定時間と、前記第二標準偏差を測定する時の前記内蔵分銅の計量データの変動が安定するまでの第二安定時間を計測し、前記第二安定時間が前記第一安定時間よりも長い場合、前記第二安定時間から前記第一安定時間を差し引いた時間を追加安定時間として算出し、ユーザに通知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
5. 被計量物を載置する計量皿と、前記計量皿を囲う風防と、前記風防の扉を自動で開閉する扉開閉機構と、前記計量皿が受けた荷重が伝達される重量センサと、前記重量センサに載せ降ろしされる内蔵分銅と、前記内蔵分銅の分銅加除機構と、前記内蔵分銅の標準偏差を測定し、前記扉開閉機構および前記分銅加除機構を制御する制御部と、を備えた電子天びんの周囲環境判断方法であって、
   前記風防の前記扉を閉めたまま前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅の載せ降ろしを繰り返して、前記内蔵分銅の第一標準偏差を測定するステップと、
   前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を載せ、前記扉開閉機構によって前記扉を閉め、前記内蔵分銅の計量データを取得し、前記扉開閉機構によって前記扉を開け、前記分銅加除機構によって前記内蔵分銅を降ろし、前記扉開閉機構によって前記扉を閉める、の一連の開閉動作を繰り返して、前記内蔵分銅の第二標準偏差を測定するステップと、
   を有することを特徴とする、電子天びんの周囲環境判断方法。