JPH05256687A - 計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 荷重受台やロードセルの固有振動数が異なる
機種に対しても、それぞれの機種に適合したカットオフ
周波数を容易に、かつ迅速に設定することができ、しか
も高い汎用性を有する計量装置を提供する。 【構成】 荷重受台およびロードセルを含む重量検出器
１により検出されたアナログ重量信号をディジタル重量
信号に変換するＡＤ変換器として、変調器７Ａおよびデ
ィジタルフィルタ７Ｂを有するΔΣ型ＡＤＣ７を使用
し、このディジタルフィルタ７Ｂのカットオフ周波数を
キーボード９などの操作により入力された指令信号に基
づいて変更するフィルタ特性制御手段５Ａを設けた。こ
れにより、ディジタルフィルタ７Ｂのカットオフ周波数
を、簡単、かつ迅速に変更できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被計量物の重量を検
出して得られるアナログ重量信号を増幅したのちディジ
タル値に変換し、これを演算処理して表示装置に表示さ
せる電子式の計量装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のこの種の電子式計量装置
を示すブロック図である。同図において、被計量物が載
置される荷重受台および被計量物の重量を検出するロー
ドセルを含む重量検出器１から出力されたアナログ重量
信号は、差動増幅回路２で増幅され、アナログフィルタ
３においてそのカットオフ周波数以上の高周波成分、つ
まり重量検出器１の主として機械的振動に起因する振動
成分が除去される。

【０００３】上記アナログフィルタ３からの信号はＡＤ
変換器に入力されて、ディジタル重量信号に変換され
る。このＡＤ変換器４としては、２重積分型（特開昭６
２−６９１２５号公報の第４頁左下欄第１３〜１４行目
参照）や逐次比較型のものが使用されている。５はＣＰ
Ｕで、上記ＡＤ変換器４から出力されるディジタル重量
信号が入力されて、そのディジタル重量信号のレベルを
算出したり、その値が所定幅内に収まるようなスパン調
整を行なったり、さらにディスプレイ６に計量値を表示
させるようにプログラムされている。

【０００４】上記アナログフィルタ３は、たとえば図４
に概略構成を示すように、バッファアンプＯＰと、その
ノンインバータ端子に直列接続された２個の入力抵抗Ｒ
１，Ｒ２およびコンデンサＣ１を有するＲＣ積分回路Ｉ
と、上記２個の入力抵抗Ｒ１，Ｒ２の中点と上記バッフ
ァアンプＯＰのインバータ端子との間に介装されたコン
デンサＣ２とを備えており、上記２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２
およびコンデンサＣ１，Ｃ２の定数を選択することで、
カットオフ周波数が決定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子式計量
装置においては、その機種の相違によって重量検出器を
構成する荷重受台やロードセルの固有振動数に差があ
り、それに応じて信号の振動成分を除去するカットオフ
周波数を変更することが必要となる。

【０００６】ところが、上記従来の計量装置では、カッ
トオフ周波数の変更に際して、つぎのような問題があっ
た。すなわち、アナログフィルタのカットオフ周波数を
変更するためには、抵抗やコンデンサなどの素子の取り
替えが必要となり、また、そのような素子の取り替えに
際しては専用の工具も必要である。したがって、カット
オフ周波数の変更に手間がかかり、急な変更要求に迅速
に対応することができない。特に、最適のカットオフ周
波数を決定するために、カットオフ周波数を種々変化さ
せて計量装置の挙動を調べるような場合に、大変な手間
がかかってしまう。しかも、このように重量検出器の固
有振動数が相違する機種毎に素子の定数の異なるアナロ
グフィルタを使用しなければならないことから、汎用性
に欠けるという欠点がある。

【０００７】そこで、アナログフィルタ内に、定数の異
なる複数の素子を実装しておき、スイッチによってそれ
らを切り換えることで、カットオフ周波数を可変にする
ことも考えられる。しかし、その場合は、アナログフィ
ルタのコストが著しく上昇するだけでなく、実装面積も
増加するといった好ましくない結果を招く。

【０００８】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、カットオフ周波数を簡単に、かつ迅速に変更するこ
とができ、しかも、コストアップおよび実装面積の増加
を招くことのない計量装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る計量装置は、被計量物の重量を検出
してアナログ重量信号を出力する重量検出器、上記アナ
ログ重量信号をディジタル重量信号に変調する変調器と
上記ディジタル重量信号の高周波成分を除去するカット
オフ周波数可変のディジタルフィルタとを有するＡＤ変
換器、および指令信号に基づいて上記ディジタルフィル
タのカットオフ周波数を変更するフィルタ特性制御手段
を備えてなるものである。上記ＡＤ変換器はデルタ・シ
グマ型と呼ばれるもので、その高次の変調器によってア
ナログ信号を電圧・周波数変調したのち、ディジタルフ
ィルタによって高周波成分を除去する。

【００１０】

【作用】この発明においては、アナログ重量信号をディ
ジタル重量信号に変換するＡＤ変換器として、従来から
使用されている２重積分型や逐次比較型のものに代え
て、デルタ・シグマ型ＡＤ変換器（以下、ΔΣ型ＡＤＣ
と記載する）を使用しているから、このΔΣ型ＡＤＣに
内蔵されているディジタルフィルタを利用することで、
そのカットオフ周波数を外部からの指令信号に基づいて
任意に、かつ容易に変更することが可能となる。このカ
ットオフ周波数の変更は、計量動作中でも可能である。

【００１１】また、重量検出器の固有振動数が相違する
機種毎に定数の異なる素子を備えたアナログフィルタを
選択的に使用する必要がなく、一種類のΔΣ型ＡＤＣを
用意しておくだけで、複数の機種にそれぞれ適合したカ
ットオフ周波数を適宜設定できるという高い汎用性が得
られる。

【００１２】さらに、ΔΣ型ＡＤＣの使用によって、ア
ナログフィルタを省略して低コスト化を図りながら、２
重積分型ＡＤＣよりも優れた応答性と、逐次比較型より
も高い分解能（つまり高精度）とが得られる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。図１は、この発明の第１実施例を示すブロッ
ク図であり、同図において、１，２，５および６は図３
に示した従来例と同一の構成要素であるため、それらの
詳しい説明を省略する。

【００１４】図１の７はΔΣ型ＡＤＣで、これは、差動
増幅回路２からのアナログ重量信号をディジタル重量信
号に変調する変調器７Ａと、上記ディジタル重量信号の
高周波成分を除去するカットオフ周波数可変のディジタ
ルフィルタ７Ｂとを有している。８は分周回路で、発振
子８ａによる発振周波数を分周して所定周波数のクロッ
ク信号ｃｋを作成し、そのクロック信号ｃｋの周波数の
変更により、上記ディジタルフィルタ７Ｂにおける信号
の間引き周期を変えて、そのカットオフ周波数を変更す
る。この分周回路８の分周比は、ＣＰＵ５が備えている
フィルタ特性制御手段５Ａから出力されるセレクト信号
ｓによって選択される。

【００１５】９は外部からの操作によって指令信号ｃを
出力するキーボードであり、このキーボード９およびデ
ィスプレイ６が、インターフェイス１０を介して上記Ｃ
ＰＵ５に接続されており、キーボード９でのキー操作に
より、上記クロックｃｋの周波数、つまり上記カットオ
フ周波数を自由に設定および変更できるようになってい
る。また、上記ＣＰＵ５は、上記キーボード９からの指
令信号ｃに基づいて設定されたカットオフ周波数を記憶
するメモリ手段５Ｂを備えている。

【００１６】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。通常の計量モードでは、重量検出器１からのアナロ
グ重量信号は、差動増幅回路２に入力されて増幅された
のち、ΔΣ型ＡＤＣ７に入力される。このΔΣ型ＡＤＣ
７において、まず、入力されたアナログ重量信号が変調
器７Ａにより電圧・周波数変調されてディジタル重量信
号に変換され、つづいて、ディジタルフィルタ７Ｂに通
されて、そのディジタル重量信号中の上記設定されたカ
ットオフ周波数以上の高周波成分がフィルタリング除去
される。こうして、ΔΣ型ＡＤＣ７から得られたディジ
タル重量信号はＣＰＵ５に入力され、そのディジタル重
量値がインターフェイス１０を介してディスプレイ６に
表示される。

【００１７】ここで、上記ΔΣ型ＡＤＣ７におけるディ
ジタルフィルタ７Ｂのカットオフ周波数はつぎのように
して設定および変更がなされる。まず、キーボード９の
シフトキーを＋方向または−方向に操作して、ＣＰＵ５
のフィルタ特性制御手段５Ａから出力されるセレクト信
号ｓの値を変化させる。これによって、分周回路８の分
周比が変化して、この分周回路８で作成されるクロック
ｃｋの周波数が変化し、これにともなって、ディジタル
フィルタ７Ｂにおける信号の間引き周期が変わって、カ
ットオフ周波数が変更される。変更されたカットオフ周
波数の下で計量を行い、ディスプレイ６上の表示出力の
変動（ちらつき）を観察する。上記キーボード９の操作
をくり返してカットオフ周波数を変更しながら計量を行
ない、上記出力変動を観察して、その変動の収束の速さ
などから最適のカットオフ周波数を求める。こうして、
上記ディジタルフィルタ７Ｂにおけるカットオフ周波数
を容易に最適値に設定することができる。

【００１８】勿論、このような出力変動の観察を行わな
いで、最適と思われるカットオフ周波数を予想して設定
してもよい。また、カットオフ周波数を被計量物の重量
に応じて変更することもできる。たとえば、被計量物が
一定の重量範囲にある場合、それに対応したカットオフ
周波数を予測してプリセット手段に記憶させておき、こ
れを種々の重量範囲について行なって、計量時にその被
計量物の重量範囲に対応するカットオフ周波数を呼び出
す。こうすれば、被計量物の重量に応じたカットオフ周
波数の変更を容易に行うことができる。

【００１９】上記カットオフ周波数の設定および変更
は、計量に先立って行なわれたが、これを計量動作中に
行なうこともできる。たとえば、被計量物が載った状態
で、応答が早過ぎるためにディスプレイ６の表示出力が
不安定になったとき、安定を早めるためにカットオフ周
波数を低くする。これによって、計量作業が円滑になさ
れる。

【００２０】図２は、この発明の第２実施例を示すブロ
ック図であり、同図において、上記第１実施例と相違す
る点は、ΔΣ型ＡＤＣ７におけるディジタルフィルタ７
Ｂのカットオフ周波数の設定変更手段のみであり、その
他は上記第１実施例と同一であるため、同一の構成部分
に同一の符号を付して、それらの詳しい説明は省略す
る。

【００２１】この実施例においては、分周回路を使用せ
ず、ＣＰＵ５のフィルタ特性制御手段５Ａから、上記Δ
Σ型ＡＤＣ７の内部の周波数制御手段７Ｃに直接、カッ
トオフ周波数を示す数値データｄを入力させるようにし
ており、この場合も、上記第１実施例と同様に、ディジ
タルフィルタ７Ｂのカットオフ周波数をキーボード９か
らの指令信号ｃにより、容易に設定、変更することがで
きる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、変調
器およびディジタルフィルタが内蔵されたΔΣ型ＡＤＣ
を、ＡＤ変換器としてだけでなく、そのディジタルフィ
ルタを利用してフィルタ特性、つまり、カットオフ周波
数を指令信号に基づいて変更するようにしたので、重量
検出器の固有振動数が相違する機種に応じて、簡単な入
力操作を行なうだけで、それぞれの機種に適合したカッ
トオフ周波数を容易かつ迅速に設定することができる。
また、一種類のΔΣ型ＡＤＣを用意しておくだけで、複
数の機種に適応させることができるという汎用性が得ら
れる。

【００２３】さらに、計量動作中にもカットオフ周波数
を容易に変更できるので、計量作業の円滑化が実現され
る。また、ΔΣ型ＡＤＣの使用により、従来のアナログ
フィルタと２重積分型または逐次比較型のＡＤ変換器と
を組合せて使用するものに比べて、低コスト化が可能に
なるとともに、２重積分型よりも応答性に優れ、逐次比
較型よりも高い分解能（高い計量精度）が得られる利点
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係る計量装置を示すブ
ロック図である。

【図２】この発明の第２実施例に係る計量装置を示すブ
ロック図である。

【図３】従来の計量装置を示すブロック図である。

【図４】図３におけるアナログフィルタの概略構成を示
す回路図である。

【符号の説明】

１…ロードセル（重量検出器）、５…ＣＰＵ、５Ａ…フ
ィルタ特性制御手段、７…ΔΣ型ＡＤＣ、７Ａ…変調
器、７Ｂ…ディジタルフィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被計量物の重量を検出してアナログ重量
   信号を出力する重量検出器、上記アナログ重量信号をデ
   ィジタル重量信号に変調する変調器と上記ディジタル重
   量信号の高周波成分を除去するカットオフ周波数可変の
   ディジタルフィルタとを有するＡＤ変換器、および指令
   信号に基づいて上記ディジタルフィルタのカットオフ周
   波数を変更するフィルタ特性制御手段を備えてなる計量
   装置。