JPH076829B2

JPH076829B2 - 計量装置

Info

Publication number: JPH076829B2
Application number: JP27829986A
Authority: JP
Inventors: 和文内藤
Original assignee: 株式会社石田衡器製作所
Priority date: 1986-11-21
Filing date: 1986-11-21
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPS63132120A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、アナログ重量信号を増幅するとともに、上記
信号に含まれる振動等に起因するノイズ成分を減衰させ
る信号処理回路を有する計量装置の改良に関する。

（従来の技術）近年、秤は機械的に計量するものから電子装置を用いて
計量する方式のものに移行しつつある。このように、電
子装置を用いた計量装置は、被計量物の荷重により電気
抵抗値が変化するロードセルから出力されるアナログ信
号を演算増幅器を用いた増幅回路にて増幅し、フィルタ
により振動によるノイズなどを低減した後、アナログ−
デジタル変換器（以下A/D変換器と略記する）でこれを
デジタル値に変換し、演算処理した後、これを表示装置
に表示せしめるような構成を有する。

第19図は、複数の計量機から構成される従来の組合せ計
量装置における信号処理部のブロック線図である。

図において、ロードセル等の重量検出器１は、図示しな
い計量ホッパを付帯して、荷重に比例するアナログ重量
信号を増幅回路２に出力する。この増幅回路２の後段に
は、３段構成のローパスフィルタ3₁，3₂，3₃が設けら
れ、重量信号に含まれる振動等のノイズ成分を減衰させ
る。４は各計量機の重量信号を選択的に出力するマルチ
プレクサ、５は重量信号中に含まれる計量ホッパ等の初
期荷重に相当する電圧をキャンセルする零点調整回路、
６は当該零点調整回路５の調整レベルを制御する制御
部、７はサンプルホールド回路、８はA/D変換器、９は
各計量機のスパンを所定値に保持するために、各計量機
毎に上記A/D変換器８の基準電圧を制御する基準電圧制
御部、10は各計量機の重量値を組合せて設定目標重量に
最も近い組合せを求め、求めた組の計量機に対し、被計
量物の排出を指令するコンピュータである。

また、ロードセルの組み付けは、第18図（イ）に示すよ
うに、ロードセル61の基端側が、装置フレーム62に固定
され、他方の揺動端側にブラケット63を介して計量ホッ
パ64が取り付けられて、ロードセル全体が、たわみ振動
系となる構造にされている。このため、ロードセル61
は、計量ホッパ64に対する物品の投入やゲート65開閉時
の外力付加によって常時振動し、その影響で、ロードセ
ルの出力端には、第18図（ロ）（ａ）に示すような波形
が現れることが知られている。

この第18図（ロ）（ａ）において、t1は、装置フレーム
62の振動に起因する微振動期間を示し、t2は、ゲート65
開閉時の外力付加による強制振動期間を示し、t3は、上
記外力付加から開放された後の自由振動期間を示してい
る。

このように、ロードセル出力には、種々の振動に起因す
るノイズが含まれているため、通常は、その後段の信号
処理回路に、減衰特性の急峻なローパスフィルタを挿入
して、該フィルタで、第18図（ロ）（ａ）に見られるよ
うな高周波成分を、ほとんど影響の出ない程度まで減衰
させている。

第18図（ロ）（ｂ）に示すものは、第18図（ロ）（ａ）
に示す波形を３段構成のローパスフィルタを通して出力
させた場合の出力波形図である。

この第18図（ロ）（ａ），（ｂ）の比較から明らかなよ
うに、ローパスフィルタを通った信号は、安定するまで
に相当の時間がかかるので、計量速度が遅くなるという
問題がある。

これに対処するため、出願人は、特願昭60−210565号
で、上記ローパスフィルタを、フィルタ機能とバッファ
機能とに切り換える技術を開発し、計量ホッパのゲート
が開放される直前では、上記ローパスフィルタをバッフ
ァ機能側に切り換えて、フィルタを構成するコンデンサ
をゲート開閉時に発生する急激な電圧変動から隔離し、
一方、ゲートが閉じて次ぎの物品が再投入されるタイミ
ングでは、上記フィルタをフィルタ機能側に切り換え
て、電圧変動が小さくなった時のロードセル出力を、上
記フィルタで急峻に減衰させるようにした発明を開示し
た。これによると、ゲート開閉時の急激な電圧変動によ
って生ずる応答遅れがなくなるとともに、バッファ機能
側からフィルタ機能側に切り換えた際の上記コンデンサ
の端子間電圧変動分も小さくなるので、フィルタ出力
は、第18図（ロ）（ｃ）のように、フィルタの切り換え
時点t0から急峻に安定することが確認されている。

また、上述の如き演算増幅器を用いた増幅回路やA/D変
換器は、電源電圧の変動、或いは温度変化により、出力
信号がドリフトを起こすことが知られている。電子秤や
組合せ計量装置等の計量装置においては、このようなド
リフトは、計量値の誤差となって現れる。そこで、従来
の電子秤においては、秤に計量物が載荷されていない
時、即ち、計量値が零である時のA/D変換器の出力値を
零点として記憶しておき、計量物を計測する度にこの記
憶された値を読み出して計量物重量を算出するようにし
ている。そして、この零点の計測は、かなり頻繁に行わ
れ、これをリフレッシュして計量値の正確化を期してい
る。

一方、組合せ計量装置においては、計量ホッパが空にな
っている期間は極めて短く、その間では零点が安定しな
いので、適当な時期に最適組合せに選ばれて計量物を排
出した特定の１台の計量機に対する計量物の再供給を禁
止して、次ぎの計量サイクルの時に、安定した空の計量
ホッパ重量を零点として記憶更新することによって、計
量値の正確化を期している。

（発明が解決しようとする問題点）このように、従来の計量装置では、計量物が載荷されて
いない時しか零点の記憶更新ができないので、計量物や
風袋が常時載荷される場合は、先述のドリフトの影響が
現れ、これにより計量誤差が生じて適正な商取引が害さ
れるという問題があった。また、組合せ計量装置では、
零点を記憶更新する特定の１台の計量機は、組合せから
除外しなければならないので、組合せ総数の半減による
計量精度の低下を招くとともに、各計量機に対する順次
の零点更新により、トータル的には各計量機の稼働率が
低下するという問題があった。

さらには、計量値の正確を期すためには、秤のスパン調
整を行う必要があるが、従来のものは、例えば、特開昭
60−52722号公報に示されるように、秤に基準分銅を載
荷しなければスパン調整ができないので、通常は定期的
な保守点検整備の時だけしかスパン調整が行われず、そ
の合間にスパン誤差が生じても、これをチェックするこ
とができないという問題があった。

この発明の目的は、前述問題点を解決すべき技術的課題
とし、電子秤や組合せ計量装置等に対する計量物の載荷
・無載荷を問わずいつでも瞬時にドリフト補正ができ、
したがって、計量物や風袋を常時載荷していてもドリフ
トによる計量誤差は生ぜず、また、組合せ計量装置にお
いては、零点更新を行う特定の計量機を組合せから除外
する必要が無く、常に充分な台数の計量機で組合せを行
うことができる計量装置を提供せんとするものであり、
併せて、計量中であってもスパン調整を随時に行うこと
ができ、したがって、スパン誤差による計量誤差を生じ
させない優れた計量装置を提供せんとするものである。

また、先願発明の特願昭60−210565号においては、フィ
ルタの切り換えタイミングを固定すると、その切り換え
時点におけるロードセル出力の電圧値にバラツキが見ら
れ、その値が高いと、フィルタを切り換えた際のコンデ
ンサの端子間電圧変動幅が大きくなって、安定時間もそ
れだけ遅くなる、という現象が現れる。そのため、重量
を読み込むタイミングの決定においては、安定時間が最
長のものに合せておく必要があり、その分、計量速度が
遅くなるという問題があった。

これに対処する方法としては、振動するロードセルのゼ
ロクロス付近をレベルセンサ等で機械的に捕らえ、或い
はロードセル出力から電気的に捕らえて、そのタイミン
グで、フィルタを、バッファ機能側からフィルタ機能側
に切り換える方法が考えられる。しかし、この方法は、
構造的にかなり複雑であり、また検出タイミングの調整
も煩雑となるので、実用に供するには少し難点がある。

この発明の他の目的は、簡単な構成で、フィルタ出力の
安定時間のバラツキを減少させることができ、したがっ
て、重量読み込みのタイミングを一層早めて、計量速度
を向上させることができる、優れた計量装置の信号処理
回路を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段）上述の問題点を解決するために、本発明によれば、増幅
回路と、その後段に接続されて信号中に含まれるノイズ
成分を減衰させるアクティブフィルタとを備えてなる信
号処理回路を有する計量装置であって、上記増幅回路の
入力側に、計量モードでは重量信号を入力し、補正モー
ドでは設定基準信号を入力する第１の切換手段を設ける
とともに、補正モードにおいては増幅回路の出力端か
ら、計量モードにおける増幅回路のドリフト量に相当す
る電圧を出力する手段を設け、上記アクティブフィルタ
に、該フィルタをフィルタ機能とバッファ機能とに切り
換える第２の切換手段を設けて、補正モードでは、上記
アクティブフィルタをバッファ機能に設定するようにし
た計量装置、重量検出器の出力端電圧を入力し、計量モ
ードでは入力電圧と等しい電圧を出力し、自己診断モー
ドでは上記入力電圧に一定電圧を加えた電圧を出力する
自己診断回路と、上記重量検出器から出力される信号と
上記自己診断回路から出力される電圧とを加算する加算
増幅回路と、その後段に接続されて重量信号に含まれる
ノイズ成分を減衰させるアクティブフィルタとを備えて
なる信号処理回路を有する計量装置であって、上記加算
増幅回路の入力側に、計量モードでは重量信号を入力
し、補正モードでは設定基準信号を入力する第１の切換
手段を設けるとともに、補正モードにおいては増幅回路
の出力端から、計量モードにおける論理回路のドリフト
量に相当する電圧を出力する手段を設け、上記アクティ
ブフィルタに、該フィルタをフィルタ機能とバッファ機
能とに切り換える第２の切換手段を設けて、補正モード
では、上記アクティブフィルタをバッファ機能に設定す
るようにした計量装置、及び増幅回路と、重量信号に含
まれるノイズ成分を減衰させるアクティブフィルタを備
えてなる計量装置であって、上記アクティブフィルタ
が、重量検出系の固有振動周波数成分を減衰させる帯域
除去フィルタと、ローパスフィルタとで構成され、さら
に上記フィルタの内、少なくともローパスフィルタが、
バッファ機能とフィルタ機能とに切り換え可能であると
ともに、帯域除去フィルタを、バッファ機能、帯域除去
機能、フィルタ機能に切換え可能であるように構成した
計量装置が提供される。

（作用）本発明は、計量装置の信号処理回路に、補正モードにお
いて増幅回路の出力端から、計量モードにおける増幅回
路のドリフト量に相当する電圧を出力させる手段を設け
たので、計量中に信号処理回路系に生じたドリフト量を
キャンセルでき、正確な計量が行なえる。

また、信号処理回路に設けられる帯域除去フィルタに、
バッファ機能、フィルタ機能、帯域除去機能を保有させ
たので、同一回路をノッチフィルタとローパスフィルタ
とに併用できる。

（実施例）以下、図により本発明の実施例について説明する。

第４図、第５図は、この発明に係る信号処理回路Ａを搭
載した組合せ計量装置の一実施例を示したもので、第４
図のものは、組合せ計量装置を構成する各計量機に設け
られたコンピュータ18でそれぞれの計量機の信号処理回
路Ａを制御するようにしたものであり、第５図のもの
は、組合せ計量装置に使用される組合せ演算処理用のメ
インコンピュータ19で各計量機の信号処理回路Ａを制御
するようにしたものである。

これらの図において、ロードセル等からなる重量検出器
11の出力端には、後段のA/D変換器17A,17Bに到るまでの
アナログ信号処理系を自己診断する自己診断回路12と、
この自己診断回路12の出力電圧と上記重量検出器11の出
力端電圧とを加算増幅する演算増幅回路13とが接続さ
れ、さらに演算増幅回路13の後段には、フィルタ機能と
バッファ機能とに切り換え可能なアクティブフィルタ14
₁，14₂，14₃が接続されている。また上記重量検出器11
には、それぞれ図示しない計量ホッパが取り付けられて
いる。

第６図は、上記自己診断回路12、演算増幅回路13、アク
ティブフィルタ14₁，14₂，14₃等のより詳細な回路構成
の一例を示したものである。

この図において、自己診断回路12は、出願人の特願昭60
−135437号の開示発明の構成と同一のものであり、計量
モードにおいては、コンピュータ18からローレベルのチ
ェック信号SCが各スイッチSW1,SW2に入力され、これに
よりスイッチSW1が閉じ、スイッチSW2が開いた状態に設
定されて、自己診断回路12の入力電圧Voと等しい電圧が
その出力段の加算回路ADから出力され、また、自己診断
モードにおいては、上記チェック信号SCがハイレベルに
切り換えられることにより、スイッチSW1が開き、スイ
ッチSW2が閉じた状態に設定されて、その出力段の加算
回路ADからは、前記入力電圧Voに検査用の一定電圧（基
準分銅に比例する電圧）を加算した値が出力するように
されている。

演算増幅回路13は、ロードセル11のブリッジ抵抗を入力
抵抗とする演算増幅器で構成され、またその反転入力端
においては、ロードセル11の出力と自己診断回路12の出
力との電流加算が行われるようにされている。そして、
計量モードでは、演算増幅回路13の反転入力端におい
て、実質的に等しい値である自己診断回路12の出力とロ
ードセル11の出力端電圧Voとの加算が行われ、さらに演
算増幅回路13で差動増幅されて、その出力端からは、ロ
ードセル11の出力に比例する重量信号のみが出力するよ
うにされ、また、自己診断モードにおいては、前記入力
電圧Voに一定電圧を加えた電圧が自己診断回路12から出
力され、演算増幅回路13の反転入力端においては、この
出力電圧とロードセルの出力端電圧（前記入力電圧Vo）
との加算が行われ、さらに演算増幅回路13で差動増幅さ
れて、その出力端からは、ロードセル11の出力に比例す
る重量信号に、自己診断回路12で生成され、演算増幅回
路13で増幅された分銅重量に相当する電圧を加えた加算
値が出力するようにされている。

各アクティブフィルタ14₁，14₂，14₃は、第６図に示す
ように、バッファアンプ（ボルテージフォロワ）OP₁，O
P₂，OP₃と、その非反転入力端子に直列接続された二つ
の入力抵抗を有するRC積分回路I₁，I₂，I₃と、これら二
つの入力抵抗の中点と上記バッファアンプOP₁，OP₂，OP
₃の反転入力端との間に介装されたコンデンサC₁，C₂，C
₃と、上記二つの入力抵抗の中点と上記コンデンサC₁，C
₂，C₃との間を開閉するスイッチSWと、上記非反転入力
端と上記RC積分回路I₁，I₂，I₃のコンデンサC₁′，
C₂′，C₃′との間を開閉するスイッチSWとで構成され、
そして、これらの抵抗、コンデンサの各定数は、一段目
のフィルタ14₁が応答が早くてカットオフ周波数特性が
急峻なローパスフィルタとして、二段目のフィルタ14₂
が応答が遅くてカットオフ周波数特性が緩慢なローパス
フィルタとして、さらに三段目のフィルタ14₃がこれら
の中間の特性を備えたローパスフィルタとしてそれぞれ
作用するように設定されている。また、各スイッチSW
は、対応するコンピュータ18から、或いは、中央の組合
せ演算処理用のメインコンピュータ19から出力される制
御信号Ｓによって開閉制御され、この信号Ｓがハイレベ
ルの時には、各スイッチSWが閉じて、各フィルタ14₁，1
4₂，14₃はフィルタ機能として作用し、また、この信号
Ｓがローレベルの時には、各スイッチSWが開いて、各フ
ィルタ14₁，14₂，14₃は直列三段構成のバッファ（ボル
テージフォロワ）として機能するように構成されてい
る。

このようなアクティブフィルタ14₁，14₂，14₃を介して
出力された信号は、第４図に示すものにおいては、それ
ぞれの計量機に設けられた零点調整回路15を介してそれ
ぞれの二重積分型A/D変換器17Aに入力され、また、第５
図に示すものにおいては、マルチプレクサ23と各計量機
共用の零点調整回路15、並びに、サンプルホールド回路
24を介して、逐次比較型A/D変換器17Bに入力される。

零点調整回路15は、第６図に示すように、演算増幅器で
構成され、また、その反転入力端では、第三段目のアク
ティブフィルタ14₃の出力と、零点調整レベルを制御す
るD/A変換器16の出力との電流加算が行われるようにさ
れている。

第４図の二重積分型A/D変換器17Aは、積分時間がコンピ
ュータ18のソフトタイマで自由に変更できるように構成
されており、秤のスパンを調整する際は、その積分時間
をコンピュータ18で調整することによって行われる。ま
た第５図のものにおいては、A/D変換器17Bの基準電圧を
D/A変換器25で調整することによって、各計量機のスパ
ン調整が行われる。

第４図のコンピュータ18は、それぞれのA/D変換器17Aの
出力値を一定サイクルで読み取り、被計量物の載荷・無
載荷の判別や計量機の安定判別等を行い、また、後述す
るメインコンピュータ19の指令に基づいて、零点調整、
スパン調整等を行うようにプログラムされている。ま
た、第４図のメインコンピュータ19は、各コンピュータ
18から重量データを受け取り、これに基づいて設定目標
重量に最も近い組合せを求め、求めた組合せに係る排出
パターンをコンピュータ20に出力するようにされてい
る。コンピュータ20は、各計量機やフィーダ等のタイミ
ング制御を行うとともに、メインコンピュータ19から送
られた排出パターンに応じて、駆動すべき計量機のコン
ピュータ21に駆動指令を出力するようにされている。ま
た、各計量機に設けられたコンピュータ21は、コンピュ
ータ20から駆動指令を受け取ると、プールホッパ、計量
ホッパ等のドライバー22を直接制御するようにプログラ
ムされている。尚、このコンピュータ21と前記コンピュ
ータ18とを同一のもので構成しても良い。

一方、第５図のメインコンピュータ19は、各計量機の重
量データの読み取りから、零点調整、スパン調整、さら
には組合せ演算から、各計量機の駆動制御まで行なえる
ようにされている。勿論、これらの仕事は、第４図に示
すように複数のコンピュータに適宜分担させるようにし
ても良い。

以上、基本的な回路構成の一例を示したが、その他に
も、自己診断回路12としては、第７図に示すような簡単
な回路構成のものも考慮することができるし、また、増
幅回路13としては、第８図に示すような高入力インピー
ダンス型差動増幅器を用いることもできる。

上記構成において、被計量物が計量ホッパに投入される
タイミングでは、コンピュータ18、或いは、メインコン
ピュータ19から出力された制御信号Ｓはハイレベルに保
持され、前記アクティブフィルタ14₁，14₂，14₃の各ス
イッチSWは閉じた状態にセットされる。そして、被計量
物が投入された計量ホッパの重量検出器11からは、ホッ
パの初期荷重と被計量物の重量とを加えた重量信号が出
力される。そしてこの重量信号は、演算増幅回路13で増
幅された後、アクティブフィルタ14₁，14₂，14₃に入力
されて、その重量信号に含まれる計量ホッパの振動等に
起因するノイズ成分の減衰が行われ、更に零点調整回路
15に直接に、或いは、マルチプレクサ23を介して零点調
整回路15に入力されて、ここで前述の初期荷重に相当す
る重量信号のキャンセルが行われる。こうして被計量物
の正味重量に相当する電圧となった零点調整回路15の出
力は、A/D変換器17A,17Bにおいてデジタル値に変換さ
れ、これが所定タイミングでコンピュータ18に読み込ま
れて、メインコンピュータ19に転送され、或いは、メイ
ンコンピュータ19に直接読み込まれて、そこでこれらの
重量データに基づく組合せ演算が行われる。そして、最
適組合せに係る計量機が選択されると、メインコンピュ
ータ19から対応する計量機のドライバー22に直接に或い
は、コンピュータ20,21を介して対応する計量機のドラ
イバー22に間接的に駆動指令が送信され、これにより、
最適組合せに選択された計量機の計量ホッパの開閉動作
が開始される。一方、この駆動指令の送信の直前に、或
いは、その直後にコンピュータ18、或いは、メインコン
ピュータ19から各アクティブフィルタ14₁，14₂，14₃に
ローレベルに切り換えられた制御信号Ｓが出力され、こ
れにより、計量ホッパの開閉ゲートが開かれる直前で各
フィルタ14₁，14₂，14₃のスイッチSWが一斉に開放さ
れ、各段のフィルタ14₁，14₂，14₃がバッファ機能に切
り替わって、各段のコンデンサC₁，C₂，C₃，C₁′，
C₂′，C₃′の端子間電圧が、計量ホッパを開く前の被計
量物載荷状態の時の値に保持される。

次ぎに、計量ホッパの開閉ゲートが閉じて、上部プール
ホッパから被計量物が再投入されるタイミングで、或い
は、被計量物の再投入が完了したタイミングで、ローレ
ベルの制御信号Ｓがハイレベルに切り換えられ、これに
より各フィルタ14₁，14₂，14₃のスイッチSWは一斉に閉
じて、各段のフィルタ14₁，14₂，14₃は、再びフィルタ
機能に切り替わる。ところが、この時の各段のコンデン
サC₁，C₂，C₃，C₁′，C₂′，C₃′の端子間電圧は、計量
ホッパを開く前の被計量物載荷状態の時の値に保持され
ているので、フィルタとして作用する時のコンデンサ
C₁，C₂，C₃，C₁′，C₂′，C₃′に対する電圧変動は、極
めて僅かとなり、そのため、安定するまでのステップ応
答が極めて短くなる。したがって、計量ホッパに対する
被計量物の投入開始から重量データを読み込むまでの時
間を短縮することができ、その短縮分だけ計量速度の向
上を図ることができる。

一方、演算増幅回路13からA/D変換器17A,17Bに到るまで
のアナログ信号処理系に対する自己診断は、適宜な周期
で行われるようにプログラムされており、そして、自己
診断の時が来ると、被計量物を排出すべく選択された計
量ホッパの内から、自己診断すべき計量ホッパが選択さ
れ、選択された計量ホッパに対応する上部プールホッパ
が、排出禁止に設定される。そして、前記計量モードの
時と同様に、他の計量ホッパの開閉ゲートが閉じて、上
部プールホッパから被計量物が再投入されるタイミング
で、或いは、被計量物の再投入が完了するタイミング
で、ローレベルに保持された制御信号Ｓがハイレベルに
切り換えられ、これと同期して、或いは、これと前後し
て、検査対象となった計量機の自己診断回路12に、コン
ピュータ18、或いは、メインコンピュータ19からハイレ
ベルに切り換えられたチェック信号SCが出力される。こ
れにより、スイッチSW2が閉じ、スイッチSW1が開いて、
自己診断回路12からは、検査のための所定電圧が出力さ
れ、これが演算増幅回路13の反転入力端においてロード
セル11の出力端電圧Voと加算される。その結果、演算増
幅回路13からは、ホッパの初期荷重に相当する電圧に、
分銅重量に相当する電圧を加えた値が出力され、これが
アクティブフィルタ14₁，14₂，14₃、零点調整回路15等
を経ることにより、分銅重量に相当する電圧に修正さ
れ、さらにA/D変換器17A,17Bでデジタル値に変換され
て、コンピュータ18、或いは、メインコンピュータ19に
読み込まれる。そして、読み込まれた値と分銅重量に対
応する基準値とが比較され、その差が、所定許容範囲内
に入っていれば、アナログ信号処理系は正常であると判
断され、範囲外であれば、スパンが狂っていると判断し
て、直ちに回復措置が講じられる。例えば、二重積分型
A/D変換器17Aが使用されるものにおいては、自己診断モ
ードにおけるA/D変換器17Aの出力値が、上記基準値と等
しくなるように、前記コンピュータ18でその積分時間が
調整される。また、逐次比較型A/D変換器17Bが使用され
るものにおいては、そのA/D変換器17Bの出力値と上記基
準値とが等しくなるように、その基準電圧がD/A変換器2
5で調整される。

こうした自己診断、或いは自己診断とスパン調整等は、
被計量物が計量ホッパに投入される次ぎのサイクルまで
に完了され、完了するとハイレベルにセットされたチェ
ック信号SCは、直ちにローレベルに切り換えられ、自己
診断回路12は、計量モードに切り換えられる。そして、
こうした自己診断の際も、アクティブフィルタ14₁，1
4₂，14₃に対する切り換え制御が行われるので、自己診
断回路12から検査用の一定電圧が出力される際のステッ
プ応答も短時間で安定し、したがって、計量速度の高速
化を阻害することなく、一定の計量サイクルの合間に適
宜な計量機に対する自己診断を行うことができる。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、上述３段構成のアクティブ
フィルタを１段、或いは２段、４段等の構成とする態様
が採用可能であり、また、アクティブフィルタにして
も、その特性に応じた種々の回路構成が採用可能であ
る。さらには、組合せ計量装置の他に、定量計量を行う
自動計量装置等にも適用可能である。

第９図は、第４図の信号処理回路Ａの別な回路構成の一
例を示すもので、加算増幅回路32は、高入力インピーダ
ンス型差動増幅器で構成され、その入力側には、計量モ
ードで重量検出器11の出力信号を入力し、補正モードで
オフセット量を検出するための設定基準信号、又はスパ
ンチェックを行うための設定基準信号を入力する第１の
切換手段S1が接続されている。この第１の切換手段S1
は、第９図に示すように、ノーマリクローズドスイッチ
SW11,SW11,SW13とノーマリオープンスイッチSW12,SW12,
SW14とで構成され、そしてスイッチSW11,SW11は、重量
検出器11の出力端と加算増幅回路32の入力端との間に介
装され、スイッチSW13は、バッファアンプ35を介して加
算増幅回路32の一方の非反転増幅器OPの両入力端子間に
介装され、またスイッチSW12,SW12は、グランドと上記
加算増幅回路32の入力端との間に挿入され、さらにスイ
ッチSW14は、スパンチェックを行うための設定基準電圧
を出力する分圧回路Ｄの分圧点と前記非反転増幅器OPの
インバータ端子との間に介装されている。

そして、計量モードでは、コンピュータ18から出力され
る制御信号Sigl,Sig2によりスイッチSW11,SW11,SW13が
閉じられ、スイッチSW12,SW12,SW14が開放されて、重量
検出器11の出力が、加算増幅回路32とバッファアンプ35
とに入力される。この時、バッファアンプ35の出力は、
その入力電圧と等電位となり、非反転増幅器OPの両入力
端もイマジナルショートにより等電位となるため、非反
転増幅器OPのインバータ端子においては、実質的な電流
加算は行われず、重量検出器11の出力のみが増幅される
こととなる。

一方、ドリフト補正モードでは、コンピュータ18から出
力される制御信号Sig1,Sig2によりスイッチSW11,SW11が
開放され、スイッチSW12,SW12,SW13が閉じられて、加算
増幅回路32の入力端と、バッファアンプ35の入力端と
が、それぞれグランドレベルに設定される。これにより
信号処理回路Ａからは、オフセット電圧が出力され、コ
ンピュータ18でその経時的変化が検出されれば、後述す
る容量でドリフト補正が行われる。また、スパン調整モ
ードでは、まず、前記容量でオフセット量が検出され、
続いてスイッチSW11,SW11,SW13が開放され、スイッチSW
12,SW12,SW14が閉じられて、スパンチェックを行うため
の設定基準電圧が、バッファアンプ35より出力され、こ
れが加算増幅回路32で加算されて、信号処理回路Ａから
は設定レベルの基準電圧が出力される。そこで、コンピ
ュータ18は、その時のA/D変換器17Aの出力値を読み取
り、その値と前記オフセット量との差からスパンを算出
し、それが予め求めた基準値となるように後述する操作
を行ってスパン調整を行う。

アクティブフィルタ14は、第９図に示すように、バッフ
ァアンプOP₁，OP₂，OP₃と、そのノンインバータ端子に
直列接続された２個の入力抵抗を有するRC積分回路I₁，
I₂，I₃と、これら２個の入力抵抗の中点とバッファアン
プOP₁，OP₂，OP₃のインバータ端子との間に介装された
コンデンサC₁，C₂，C₃と、前述の入力抵抗の中点と上記
コンデンサC₁，C₂，C₃との間に介装されたノーマリオー
プンスイッチSW,SW,SW、並びに各ノンインバータ端子と
RC積分回路の各コンデンサC₁′，C₂′，C₃′との間に介
装されたノーマリオープンスイッチSW′,SW′,SW′とで
構成され、そして第２の切換手段S2である各スイッチS
W,SW,SW,SW′,SW′,SW′は、それぞれコンピュータ18に
接続されて、制御信号Sig3により各スイッチが開放され
ると、各アクティブフィルタ14は、直列３段のバッファ
回路に切り換わり、また各スイッチが閉鎖されると、各
アクティブフィルタ14は、直列３段のフィルタ回路に切
り換わるようにされている。そして、直列３段構成の各
バッファ回路をフィルタ回路に切り換えるタイミング
は、各回路一斉に行われ、或いは計量ホッパWHのゲート
の開閉や物品の投入等に伴う重量検出器11の出力の動特
性に応じて各段順次に行われる。

また、アクティブフィルタ14が、フィルタとして機能す
る時は、例えば、一段目が、応答が早くてカットオフ周
波数特性が急峻なローパスフィルタとして、二段目が、
応答が遅くてカットオフ周波数特性が緩慢なローパスフ
ィルタとして、また三段目が、これらの中間の特性を備
えたローパスフィルタとしてそれぞれ作用するように、
各抵抗やコンデンサの定数がそれぞれ設定されている。

零点調整回路15は、第９図に示すように加算増幅器で構
成され、そのインバータ端子においては、アクティブフ
ィルタ14の出力と、D/A変換器16の出力との電流加算が
行われるように構成されている。そして、このD/A変換
器16からは計量ホッパWHの初期荷重が相殺できる電圧が
出力され、特に第５図のものでは、各計量機の計量ホッ
パの初期荷重に対応する電圧が、マルチプレクサ23の切
り換えに同期してD/A変換器16から出力されるように構
成されている。尚、上記零点調整回路15は、加算増幅回
路32とアクティブフィルタ14との間に介装する態様でも
良いし、また加算増幅回路32に付設する態様でも良い。

第９図のA/D変換器17Aは、二重積分型A/D変換器で構成
され、その積分時間は、コンピュータ18のソフトタイマ
で自由に変更できるようにプログラムされている。そし
て、手動モードにおいて基準分銅が、計量ホッパWHに載
荷され、図示しない操作ボードからスパン指令が与えら
れると、コンピュータ18は、その時のA/D変換器17Aの出
力値を読み取ってスパン量を算出し、それが所定値とな
るように上記積分時間を調整して秤のスパンを調整する
ようにプログラムされている。また、運転モードでは、
設定タイミングでスパン調整モードに切り換えられ、そ
のモードでは、オフセット検出の後に、前述の第１の切
換手段S1を制御して所定電圧レベルの信号を加算増幅回
路32に入力し、その時のA/D変換器17Aの出力値を読み取
って、検出オフセット量との差であるスパン量を算出
し、その値が所定値となるように上記積分時間を調整し
て秤のスパンを調整するようにプログラムされている。

第９図の各コンピュータ18は、A/D変換器17Aの出力値を
設定サイクルで読み取って、それぞれの計量ホッパの安
定・不安定の判別や載荷・無載荷の判別を行うととも
に、組合せ演算用コンピュータの指令に基づいて、最新
の計量値をその安定・不安定のフラグとともに上記コン
ピュータに転送するようにされ、さらには零点調整、ス
パン調整等も行うようにプログラムされている。

一方、組合せ演算用コンピュータは、各計量機のコンピ
ュータ18から計量値を入力し、入力した計量値に基づい
て組合せ演算を行い、設定許容範囲内で目標重量値に最
も近い組合せを求め、求めた組合せに係る各計量機のコ
ンピュータ18に排出指令を送信するようにプログラムさ
れている。

また、排出指令を受信したコンピュータ18は、第13図に
示すドライバ22を介して、まず計量ホッパのゲートを開
放し、続いて設定タイミング遅れでプールホッパＰを開
放し、さらに設定タイミング遅れで供給トラフＦの電磁
フィーダを駆動するようにプログラムされている。

以上の構成は、高入力インピーダンス型差動増幅器で加
算増幅回路32を構成した態様であったが、この増幅回路
32については、第10,11図に示すような態様も考慮され
る。即ち、第10図に示す加算増幅回路42は、重量検出器
11のブリッジ抵抗を入力抵抗とする演算増幅器46で構成
され、そしてこの態様では、第10図の第１の切換手段41
が、重量検出器11と演算増幅器46との間に介装されたノ
ーマリクローズドスイッチSW41,SW41と、演算増幅器46
のノンインバータ端子とグランドとの間に介装されたノ
ーマリオープンスイッチSW42と、演算増幅器46のフィー
ドバック回路に介装されたノーマリオープンスイッチSW
42′と、二種類の設定基準電圧を出力する分圧回路Ｄ′
の各分圧点と演算増幅器46の出力端との間に並列に介装
されたノーマリクローズドスイッチSW43′、並びにノー
マリオープンスイッチSW44とから構成され、また第11図
の第１の切換手段51′が、重量検出器11と演算増幅器56
との間に介装されたノーマリクローズドスイッチSW51,S
W51と、その演算増幅器56のノンインバータ端子とグラ
ンドとの間に介装されたノーマリオープンスイッチSW52
と、演算増幅器56のフィードバック回路に介装されたノ
ーマリオープンスイッチSW52とで構成されている。そし
て、第10図における計量モードでは、コンピュータ18の
制御信号Sig1,Sig2により、スイッチSW41,SW41,SW43′
が閉じられ、スイッチSW42,SW42,SW44が開放されて、重
量検出器11の出力のみが、演算増幅器46に入力され、ま
たドリフト補正モードでは、制御信号Sig1によりスイッ
チSW41,SW41が開放され、スイッチSW42,SW42′が閉じら
れ、さらに第10図のものでは、制御信号Sig2によりスイ
ッチSW43′が閉じられ、スイッチ44が開放されて、A/D
変換器の入力レベルを若干プラス目に保持するためのバ
イアス電圧がバッファアンプ35より出力される。これに
より第10図の演算増幅器46は設定バイアス電圧を入力と
する反転増幅器となり、その演算増幅器46に生ずるオフ
セット電圧が、設定増幅率−Rf/Riで増幅されて出力さ
れ、同時に信号処理回路Ａからもオフセット電圧が出力
される。

尚、上記増幅率−Rf/Riは、計量モードにおける演算増
幅器46の増幅度と等しくされ、これにより信号処理回路
Ａ全体のオフセット電圧が等価的に検出できるようにさ
れている。

一方、スパン調整モードでは、前述したオフセット量の
検出の後に、第10図のスイッチSW41,SW41,SW43′が開放
され、スイッチSW42,SW42′,SW44が閉じられて、スパン
チェックを行うための設定基準電圧が、バッファアンプ
35より出力され、演算増幅器46からは、それに対応した
設定基準電圧が出力されて、後述するスパン調整が行わ
れるようにされている。

一方、第11図のものでは、前述の基準電圧出力回路に換
えて自己診断回路12が設けられ、これにより重量検出器
11の出力を入力とする計量モードにおいても、信号処理
回路Ａのチェックができるようにされている。

この自己診断回路12は、出願人が提出した特願昭60−13
5437号の開示発明と同一構成とされており、計量モード
では、コンピュータ18から出力される制御信号Sig2′に
よりスイッチSW1,SW1が閉じられ、スイッチSW2,SW2が開
放されて、重量検出器11の出力電圧Voと等しい電圧が、
その出力段の加算器ADから出力されるように構成され、
また、自己診断モードでは、コンピュータ18から出力さ
れる制御信号Sig2′によりスイッチSW1,SW1が開放さ
れ、スイッチSW2,SW2が閉じられて、その出力段の加算
器ADからは、前記出力電圧Voに所定電圧を加算した値が
出力されるように構成されている。これにより計量モー
ドでは、スイッチSW51,SW51が閉じられていることによ
り演算増幅器56のインバータ端子において、実質的に等
しい値である自己診断回路12の出力と重量検出器11の出
力端電圧Voとの加算が行われるが、演算増幅器56で差動
増幅されるために、その出力端からは、重量検出器11の
出力に比例する重量信号のみが出力される。また、自己
診断モードでは、前記入力電圧Voに一定電圧を加えた電
圧が、自己診断回路12から出力され、さらにこのモード
の時も、スイッチSW51,SW51が閉じられていることによ
り、演算増幅器56のインバータ端子において、この出力
電圧と重量検出器11の出力端電圧との加算が行われる。
しかし、演算増幅器56で差動増幅されるために、その出
力端からは、重量検出器11の重量信号に、自己診断回路
12から出力される一定電圧を加えた電圧が出力され、こ
れがスパンチェックを行う場合の設定基準電圧と同等に
処理されて、信号処理回路Ａの自己診断が行われる。

ところで、第９図に示された加算増幅回路32は、その入
力電圧が異なれば、そのオフセット電圧も異なるという
特性を有しているので、補正モードにおける加算増幅回
路32の入力電圧は、計量モードにおけるロードセルの出
力電圧とほぼ同じ値であることが要求される。このた
め、本発明においては、第１図および第２図に示すよう
な回路構成を採用している。第１図においては、ストレ
インゲージによりブリッジ回路を形成した重量検出器11
と加算増幅器32との間に切換スイッチSW01,SW02を設け
ている。この回路は次のように動作する。

（ａ）計量モードでは、スイッチSW01がオン、SW02がオ
フとなって重量検出器の両出力端の電位差が加算増幅回
路32で増幅されて出力される。

（ｂ）ドリフト補正モードでは、スイッチSW01がオフ、
スイッチSW02がオンとなって、加算増幅回路32の入力電
圧は重量検出器11の出力電圧とほぼ等しくなる。そし
て、この時の加算増幅回路32の両入力電圧は等しくなっ
ているために加算増幅32で算出される差電圧は零とな
り、その出力端からは計量モードにおける加算増幅回路
のドリフト量に相当する電圧が出力される。

次に、第２図においては、スパン調整モードにおける加
算増幅回路32の非反転端子の入力電圧を一定にするため
に分圧回路Doを設けており、次のように動作する。

（ｃ）計量モードでは、スイッチSW01,SW13がオン、ス
イッチSW02,SW04がオフとなって、加算増幅回路32で
は、上述（ａ）と同じ動作が行なわれる。

（ｄ）ドリフト補正モードでは、スイッチSW01,SW14が
オフ、スイッチSW02,SW13がオンとなって、重量検出器
の出力電圧とほぼ等しい電圧（1/2Vex）が加算増幅回路
32に入力され、その出力端からは計量モードにおける加
算増幅回路32のドリフト量に相当する電圧が出力され
る。

（ｅ）スパン補正モードでは、スイッチSW01,SW13がオ
フ、スイッチSW02,SW14がオンとなり、その結果、加算
増幅回路の非反転端子（＋）の電圧は1/2Vexに規定さ
れ、分圧回路Doからは、｛R₂／（R₁＋R₂）｝×Vexの電
圧が出力される。その結果、加算増幅回路では両電圧に
規定された加算増幅が行なわれ、増幅回路の出力端から
は、スパンチェック用の一定電圧が出力される。

第９図の構成において、操作ボード上のキー入力部Ｌを
操作して、特定の計量機の零点調整を指令する。する
と、コンピュータ18は、この指令に基づいて対応する計
量ホッパを駆動して該ホッパを空にするとともに、第１
の切換手段S1とアクティブフィルタ14とに制御信号Sig
1,Sig2,Sig3を出力して、第１の切換手段S1を計量モー
ドに、アクティブフィルタ14をフィルタ機能にそれぞれ
設定する。すると重量検出器11で検出された重量信号
は、スイッチSW11,SW11、加算増幅回路32、フィルタ回
路14、零点調整回路15を介してA/D変換器17Aに入力さ
れ、そこでデジタル値に変換されてコンピュータ18に出
力される。コンピュータ18は、この出力値に基づいてD/
A変換器16を操作し、特願昭60−31339号に開示する手法
でA/D変換器17Aの出力値をほぼ零に近いプラス目に調整
して、この時の値を零点として記憶する。続いて、コン
ピュータ18は、第１の切換手段S1とアクティブフィルタ
14とに制御信号Sig1,Sig2,Sig3を出力して、第１の切換
手段S1をドリフト補正モードに、アクティブフィルタ14
をバッファ機能にそれぞれ設定して、加算増幅回路32の
入力レベルをグランドレベルに設定する。これにより信
号処理回路Ａからは、その系全体のオフセット電圧が応
答遅れなしに出力され、これがデジタル値に変換されて
コンピュータ18に入力され記憶される。

これで対応する計量機の零点とオフセット値のそれぞれ
の初期値が確定され、以後、運転中における計量ホッパ
の開閉サイクルの合間に行われる補正モードにおいてオ
フセット量が検出されると、その検出オフセット量と前
記初期値との偏差が算出され、偏差が検出されれば、こ
れがドリフト量となるので、上記零点にこの偏差を加減
算してドリフト補正が行われる。

一方、基準分銅を用いて計量機のスパンを決定する時
は、前述の零点調整の後に、計量ホッパに基準分銅を載
荷して図示しないキー入力部からスパン指令を与える。
すると、コンピュータ18は、第１の切換手段S1とアクテ
ィブフィルタ14とに制御信号Sig1,Sig2,Sig3を出力し
て、第１の切換手段S1を計量モードに、アクティブフィ
ルタ14をフィルタ機能にそれぞれ設定して、分銅重量に
相当するデジタル値をA/D変換器17Aから出力させる。コ
ンピュータ18は、このデジタル値を入力し、これと前記
零点との差からスパンを求め、これが所定値となるよう
にA/D変換器17Aの積分時間を調整してスパンを所定値に
調整する。続いて、コンピュータ18は、第１の切換手段
S1とアクティブフィルタ14とに制御信号Sig1,Sig2,Sig3
を出力して、第１の切換手段S1をオフセット検出モード
に、アクティブフィルタ14をバッファ機能にそれぞれ設
定して、信号処理回路Ａのオフセット量を検出する。続
いて、アクティブフィルタ14はそのままにしておき、第
１の切換手段S1に制御信号Sig1,Sig2を出力して、スパ
ン調整モードに切り換える。すると、加算増幅回路32か
らは、基準分銅によらない一定の設定基準電圧が出力さ
れ、これが応答遅れ無しにA/D変換器17Aでデジタル値に
変換されてコンピュータ18に入力される。コンピュータ
18は、このデジタル値と前記オフセット量とに基づいて
設定基準電圧投入時のスパン量を算出し、これをスパン
に狂いが無い時の基準値として記憶する。以後、運転モ
ードに戻されて、計量ホッパの開閉サイクルの合間に行
われるスパン調整モードにおいて、検出オフセット量と
設定基準電圧投入時の出力値との差であるスパン量が検
出されると、その検出スパン量と前記基準値との偏差が
算出され、偏差があれば、スパンに狂いが生じているの
で、前述同様にA/D変換器17Aの積分時間が調整されて、
信号処理回路系のスパン調整が行われる。そして、この
ようなスパンチェック、或いは前述のドリフト補正は、
応答遅れの無いバッファ回路を介して行われるので、組
合せ計量サイクルを乱さずに瞬時に行われる。

以上、この発明の実施例を組合せ計量装置に適用した場
合について説明したが、この発明は、この実施例に限定
されるものではなく、例えば、電子秤、自動秤量装置、
計量コンベヤ等にも適用可能である。また、これらの装
置でも、ドリフト補正やスパン調整等は、瞬時にできる
ので、通常使用に際して何等の支障も来さずに、適宜な
タイミングで上記補正や調整を行うことができる。ま
た、アクティブフィルタを１段、２段、４段とする態様
が採用可能であり、さらにはそのバッファ機能からフィ
ルタ機能への切り換えも、計量ホッパ等の動作状態に応
じて順次段階的に切り換える態様も採用可能である。ま
た、上記フィルタが、バッファ機能側に設定されている
時は、信号中に含まれる高周波ノイズが、誤差となって
現れることがあるが、こうした場合は、例えば、第12図
に示すような、スイッチSW67,SW68の切り換えでフィル
タの応答特性が、緩急２段に切り換えられるようにした
ローパスフィルタを、信号処理回路の適宜な位置に挿入
して、該フィルタが、バッファ機能側に設定された時
は、上記ローパスフィルタを応答遅れの少ない側に切り
換えて、信号中に含まれる高周波成分を減衰させるよう
にすると効果的となる。また、信号中に重量検出器の固
有振動成分が含まれていると、補正モードから計量モー
ドへの切り換えの際の信号レベルが一定でなくなり、こ
れにより計量物を投入した際の重量信号の立ち上り時間
にバラツキが生じて、計量安定時間がランダムとなるこ
とがあるが、かかる場合には、１段目のアクティブフィ
ルタをノッチフィルタで構成し、これで重量検出器の固
有振動成分のみを減衰させるようにして、補正モードか
ら計量モードへの切り換えの際の信号レベルをほぼ一定
にさせる等の態様も採用可能である。

次に本発明により帯域除去フィルタ（ノッチフィルタ）
によりノイズを減衰させる例について説明する。

第13図は、各計量機に設けたコンピュータ18で各々の信
号処理回路Ａを制御するようにした組合せ計量装置のブ
ロック線図であり、第14図は、１台の組合せ演算用コン
ピュータ19で各計量機の信号処理回路Ａを制御するよう
にした組合せ計量装置のブロック線図である。

これらの図において、ロードセルからなる各重量検出器
11には、各々計量ホッパWHが付設され、その各ホッパ上
段には、プールホッパＰが配設され、さらにその上段に
は、電磁振動装置で微振動が付与される供給フィーダＦ
がそれぞれ配設されて、従来態様同様の組合せ計量が行
われるようにされている。

重量検出器11の出力は、増幅回路13に入力され、その増
幅回路出力は、帯域除去フィルタ26に入力され、さらに
そのフィルタ出力は、フィルタ機能とバッファ機能とに
切り換え可能な２段構成のローパスフィルタ14−1,14−
２に入力されている。

上記帯域除去フィルタ26は、第15図に示すように、抵抗
とコンデンサとからなる周知構成のtwin−Ｔ回路27の出
力端を、インピーダンス整合用のRC並列回路29を介して
バッファアンプ28に接続した構成で、そのフィルタ定数
は、重量検出系（即ち、物品載荷時の計量ホッパWHと、
それを支持するロードセル11とからなる重量検出系）の
固有振動周波数成分を減衰させるように設定されてい
る。これにより、ゲート開閉時の外力から解放された後
の自由振動期間における振幅値の大きい信号ノイズは、
急峻に減衰されて行く。

この場合、重量検出系の固有振動周波数は、計量ホッパ
の載荷物品重量に応じて変化するが、組合せ計量装置に
おいては、計量ホッパの自重が、それに載荷される物品
重量に比して格段に大きいため、かかる周波数変化は、
殆ど無視することができる。したがって、重量検出系の
多少変化する固有振動周波数は、上記フィルタで充分減
衰させることができるものである。

ローパスフィルタ14−1,14−２は、第15図に示すよう
に、RC積分回路I₁，I₂の出力端を、バッファアンプ30の
ノンインバータ端子に接続し、RC積分回路の縦続抵抗
（R₁，R₁），（R₂，R₂）の中点を、スイッチSW71,SW72
とコンデンサC₁，C₂とを介して上記バッファアンプ30の
インバータ端子に接続し、さらに上記バッファアンプ30
の各ノンインバータ端子とRC積分回路の各コンデンサ
C₁′，C₂′との間に、スイッチSW₁′，SW₂′を挿入した
構成である。そして、計量ホッパWHのゲートが開放され
る直前で、コンピュータ18から切り換え信号Sig1が出力
され、これにより、各スイッチSW₁，SW₂，SW₁′，SW₂′
が開放されて、各段のローパスフィルタ14−1,14−２
が、一斉にバッファに切り換えられ、また計量ホッパWH
に物品が再投入される所定のタイミングで、コンピュー
タ18から切り換え信号Sig1が出力され、これにより、各
スイッチSW₁，SW₂，SW₁′，SW₂′が閉じられて、各段の
ローパスフィルタ14−1,14−２が、一斉にフィルタに切
り換えられるようにされている。

また、１段目のローパスフィルタ14−２は、応答が早く
てカットオフ周波数特性が急峻となるように、また２段
目は、応答が遅くてカットオフ周波数特性が緩慢となる
ように、それぞれの抵抗やコンデンサの定数が設定され
ている。

一方、第13図のものにおいて、各計量機の最終段のロー
パスフィルタ14−1,14−２の出力は、計量ホッパWHの初
期荷重を相殺する零点調整回路15に入力され、またその
零点調整回路15の出力は、A/D変換器17Aを介して各々の
コンピュータ18に入力されている。また、第14図のもの
では、各計量機の最終段のローパスフィルタ14−1,14−
２の出力は、マルチプレクサ16を介して零点調整回路15
に入力され、さらに零点調整回路15の出力は、サンプル
ホールド回路24とA/D変換器17Bとを介してコンピュータ
19に入力されている。

上記零点調整回路15は、ローパスフィルタ14−1,14−２
とD/A変換器16の出力との電流加算を行う加算増幅器と
して構成されており、そして、D/A変換器16からは、計
量ホッパWHの初期荷重に相当する逆極性の電圧が出力さ
れて、計量ホッパWHが空の時には、上記調整回路15から
は、プラス目のほぼ零ボルトに近い電圧が出力されるよ
うに設定されている。

なお、この調整回路15は、増幅回路13と帯域除去フィル
タ26との間に挿入することができるし、また増幅回路13
そのものを、零点調整回路に構成することもできる。

一方、第13図に示すA/D変換器17Aは、積分型A/D変換器
で構成され、それと接続されたコンピュータ18の制御に
より、それぞれの計量機のスパンが調整できるようにさ
れている。

一方、第14図に示すA/D変換器17Bは、逐次比較型のA/D
変換器で構成され、またその基準電圧入力端には、D/A
変換器25の出力が入力されて、その基準電圧の調整で、
各計量機のスパンが調整できるようにされている。

第13図のコンピュータ18は、A/D変換器17Aの出力値を設
定サイクルで読み取って、各計量ホッパWHの安定・不安
定の判別や、載荷・無載荷の判別を行い、また組合せ演
算用コンピュータ19から要求があれば、読み込んだ計量
値を安定・不安定の判別フラグとともに上記コンピュー
タ19に転送するようにされ、さらには計量機の零点調整
やスパン調整等も行うようにされている。

上記第13図の組合せ演算用コンピュータ19は、メインコ
ンピュータＥの指令に基づいて、各計量機のコンピュー
タ18から計量値を入力し、それに基づいて組合せ演算を
実行して、設定許容範囲内で目標重量値に最も近い組合
せを求め、求めた組合せにかかる計量機のコンピュータ
18に排出指令を送信するようにされている。

また、コンピュータ18が、この排出指令を受け取ると、
ドライバ22を介して、計量ホッパWHのゲートを開放さ
せ、載荷物品を集合シュート（図示せず）に放出させ、
続いて計量ホッパWHのゲートが閉じるタイミングでプー
ルホッパＰを開放させて、プールホッパＰ内の物品を計
量ホッパWH内に投入させ、さらにプールホッパＰのゲー
トが閉じるタイミングで供給フィーダＦの電磁振動装置
を駆動させて、空となったプールホッパＰへ物品を投入
させるようにされている。

また、上記メインコンピュータＥは、包装機Ｈと通信ラ
インで接続されて、パッケージ動作と同期がとれるよう
にされ、また操作ボードに設けられてコンピュータＧと
も光ファイバーで接続されて、組合せ計量値や運転制御
指令等の交信ができるようにされている。また、上記コ
ンピュータＧは、CRTからなる表示部Ｋとキー入力部Ｌ
とに接続されて、表示メニューとの対話方式によって運
転操作できるようにされている。また、組合せ演算結果
は、プリンタＭにも出力されるように構成されている。

一方、第14図のメインコンピュータ19は、第13図のコン
ピュータ18,19,Eの各機能を併せ備えるものであるが、
計量ホッパWH、プールホッパＰ…Ｐ、供給フィーダＦ…
Ｆ等は、別の専用コンピュータＪで制御するようにされ
ている。

上述構成において、運転中においては、装置中央上部に
投入された物品は、従来態様同様に、装置中央の図示し
ない分散フィーダにより放射状に分散されて、各計量機
毎に供給フィーダＦからプールホッパＰへ、プールホッ
パＰから計量ホッパWHへ順次供給されて行き、その過程
においてホッパのゲートが開閉された重量検出器11から
は、１計量サイクルの間に、第16図（ａ）に示すような
振幅値の大きい固有振動周波数成分を含む重量信号が出
力され、それが帯域除去フィルタ26を通過する間に第16
図（ｂ）に示すように減衰せしめられて、振幅値の小さ
くなった固有振動周波数成分を含む重量信号が、ローパ
スフィルタ14−1,14−２に入力される。そして、帯域除
去フィルタ26においては、直流成分である重量信号の応
答遅れは少なく、振幅値の大きい固有振動周波数成分の
みが減衰せしめられて行く。

一方、ローパスフィルタ14−1,14−２においては、計量
ホッパWHのゲートが解放されている期間（Ｔ）において
は、該フィルタ14−1,14−２が、バッファ機能側に設定
されているため、ノイズを含む信号は、そのままフィル
タ14−1,14−２を素通りして出力される。そして、計量
ホッパWHのゲートが閉じて、物品がプールホッパＰから
計量ホッパWHへ供給されるタイミングtoになると、コン
ピュータ18又は19から切り換え信号Sig1が出力されて、
各計量機のローパスフィルタ14−1,14−２は、バッファ
機能側からフィルタ機能側に切り換えられる。これによ
り、帯域除去フィルタ26で減衰された固有振動周波数成
分は、上記ローパスフィルタ14−1,14−２でさらに減衰
されて、第16図（ｃ）に示すように、toから急峻に最終
重量値に安定して行く。そして、第13図のものにおいて
は、かかる重量信号が、不安定期間をも含めて各計量機
毎に、設定周期で逐次サンプリングされ、それがデジタ
ル値に変換されて、各コンピュータ18において逐次入力
され記憶されて行く。また、第14図のものにおいては、
かかる重量信号の安定と見なせる所定タイミングで、各
計量機の検出重量が、順次サンプリングされ、それがデ
ジタル値に変換されて、メインコンピュータ19に順次入
力され記憶されて行く。

こうして、各計量機毎の検出重量が入力されると、第13
図のものでは、組合せ演算用コンピュータ19が、各計量
機のコンピュータ18から計量値を入力して組合せ演算を
行い、組合せ合計値が、目標重量値に等しいか、又はそ
れに最も近い値となる組合せを求め、求めた組合せにか
かる計量機のコンピュータ18に物品の排出を指令する。
排出が指令されたコンピュータ18は、まずローパスフィ
ルタ14−1,14−２に切り換え信号Sig1を出力して、該フ
ィルタをバッファ機能側に切り換え、これにより、フィ
ルタ14−1,14−２を構成する各コンデンサC₁，C₂，
C₁′，C₂′の端子間電圧を、計量安定時の重量に対応す
る電圧値に保持し、続いてドライバ22を介してホッパの
ゲートを開放させる信号をゲート開閉駆動部に出力して
ゲートを開閉させ、これにより、組合せに選ばれた計量
ホッパWHから物品を排出させて、図示しない集合シュー
トで収集する。

一方、第14図のものにおいては、メインコンピュータ19
は、入力した各計量機の計量値に基づいて組合せ演算を
行い、前述同様の手順で最適組合せを求めて、その組合
せにかかる計量機を駆動させる指令をコンピュータＪに
出力する。そして、各計量機のローパスフィルタ14−1,
14−２に、該フィルタをバッファ機能側に切り換える信
号Sig1を出力して、各フィルタ14−1,14−２のコンデン
サC₁，C₂，C₁′，C₂′の端子間電圧を、計量安定時の重
量に相当する電圧値に保持させる。

また、コンピュータＪは、上記フィルタ14−1,14−２
が、バッファ機能側に切り換えられた所定のタイミング
で、ホッパのゲートを開放させる信号をドライバ22を介
してゲート開閉駆動部に出力してゲートを開閉させ、こ
れにより、組合せに選ばれた計量ホッパWHから物品を排
出させて、図示しない集合シュートで収集する。

このようにして、計量ホッパWHに対する物品の供給、計
量、排出が繰り返されて、組合せ計量動作が実行されて
行く。

第17図に示す回路は、帯域除去フィルタ26をフィルタ機
能とバッファ機能とに切り換え可能にしたもので、この
回路を用いれば、出願人の先願発明である特願昭60−25
8379号に開示したドリフト補正やスパン調整等をさらに
行うこともできる。そして、この回路を用いる時は、帯
域除去フィルタをバッファ機能からフィルタ機能へ切り
換えて、重量信号に含まれる振幅値の大きいノイズ成分
を充分減衰させてから、ローパスフィルタをバッファ機
能からフィルタ機能へ切り換えるようにする。

さらに、ツィンＴ回路27、RC並列回路の構成を変更し
て、第３図のような帯域除去フィルタを用いることがで
きる。第３図（ａ）はノッチフィルタモードを、同図
（ｂ）はローパスフィルタモードを、同図（ｃ）はバッ
ファモードをそれぞれ示すものであり、第17図の回路構
成と比較して次のような特徴を有する。即ち、精密抵抗
を不要としているので部品点数が少なく、コストが低く
なり、ローパスフィルタとして用いることもできる。こ
のため帯域幅は固定される。

このように、第３図の帯域除去フィルタを用いると、毎
回の計量値がほぼ同じである組合せ計量装置や自動計量
装置、或いはチェッカーのように、重量検出系の固有振
動周波数があまり変化しないものはノッチフィルタとし
て使用し、電子秤のように計量値が大きく変化して、重
量検出系の固有振動周波数が大きく変化するものには、
同じ回路をローパスフィルタとして使用することができ
る。

なお、この発明の実施態様は、上述実施例に限定される
ものではなく、種々の態様が採用可能である。例えば、
ローパスフィルタを１段、３段、４段等とする態様が採
用可能であり、さらには、カットオフ周波数の異なる複
数の帯域除去フィルタを用いる態様も採用可能である。
また、これらの各フィルタの切り換えにおいては、各段
同時一斉に、或いは各段順次に切り換える態様も採用可
能であり、さらには、組合せ演算において選択されなか
った計量機のフィルタに対しては、バッファ機能への切
り換えをせずに、フィルタ機能のままとする態様も採用
可能である。

加えて、組合せ計量装置に限らず、一般の自動秤量機や
ホッパスケール、さらにはチェッカー等においても採用
可能である。

（発明の効果）以上、この発明によれば、増幅回路の前段に、計量モー
ドでは重量信号を入力し、補正モードでは設定基準電圧
を入力する第１の切換手段を設けるとともに、上記増幅
回路の後段に、フィルタ機能とバッファ機能とに切り換
え可能なアクティブフィルタを設けて、補正モードにお
いては増幅回路の出力端から計量モードにおける増幅回
路のドリフト量に相当する電圧を出力する手段を設けた
ので、計量中に生じた信号処理回路系のドリフト量をキ
ャンセルでき、計量が正確に行なえる。また、補正モー
ドでは、上記アクティブフィルタを応答遅れの無いバッ
ファ機能側に切り換えるようにしたので、前記増幅回路
からA/D変換器に至るまでの信号処理回路系のオフセッ
ト量が、計量物の載荷・無載荷を問わず瞬時に検出で
き、合せてそのオフセット量の経時的変化からそのドリ
フト量を補正することもできる。したがって、電子秤や
組合せ計量装置においては、計量物を常時載荷していて
も、ドリフトによる計量誤差は生ぜず、また、組合せ計
量装置においては、零点更新を行う特定の計量機を組合
せから除外する必要がなく、常に充分な台数の計量機で
組合せを行うことができる。加えて、そのドリフト補正
が瞬時にできるので、電子秤においては、計量動作の中
断が問題とならず、また組合せ計量装置においては、そ
の動作サイクルに何等の支障も来さないという効果があ
る。

さらに、上記補正モードでは、増幅回路からA/D変換器
に至るまでの信号処理回路系のスパン量が、計量物の載
荷・無載荷を問わず瞬時に検出でき、さらに検出スパン
量に狂いが生じていてもこれを直ちに補正することがで
きるので、常に正確な計量を保証することができる。

この他、この発明によれば、増幅回路の後段に、重量検
出系の固有振動周波数成分を減衰させる帯域除去フィル
タを接続して、振幅値の大きい信号ノイズをより振幅値
の小さいものに減衰させるようにし、さらにこれをバッ
ファ機能とフィルタ機能に切り換え可能にしたローパス
フィルタに入力して、帯域除去フィルタで減衰された信
号ノイズを、計量ホッパに物品が投入されるタイミング
でフィルタ機能に切り換えられたローパスフィルタで急
峻に減衰させるようにしたので、重量信号を従来よりも
より一層早く安定させることができ、したがって、重量
の読み込みタイミングが早まり、計量速度をより一層早
くすることができるという利点が得られる。

さらに、帯域除去フィルタは、振幅値が最も大きくなる
周波数帯域の信号を効果的に減衰し、それ以外の信号ノ
イズは、応答遅れなしに伝達するので、特に重量検出系
の自由振動に起因する振幅値の大きい信号ノイズが問題
となるものにおいては、高速且つ効果的なノイズフィル
タとなり、上記ローパスフィルタと組合せた場合は、そ
の高速性と急峻な減衰特性を併せ現出させることができ
る効果がある。

なお、帯域除去フィルタに、バッファ機能、フィルタ機
能、帯域除去機能を保有させたので、毎回の計量値がほ
ぼ同じである組合せ計量装置等ではノッチフィルタとし
て、また、毎回の計量値が大きく変化する電子秤では同
じ回路をローパスフィルタとして使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の主要部の回路図、第４図、第
５図は本発明を組合せ計量装置に適用した場合のブロッ
ク図、第６図は第4,5図の信号処理回路の回路図、第７
図は自己診断回路の他の実施例回路図、第８図は演算増
幅回路の回路図、第９図は信号処理回路の他の回路図、
第10図、第11図は演算増幅回路の他の構成を示す回路
図、第12図はローパスフィルタの一例を示す回路図、第
13図、第14図は上記組合せ計量装置の他の構成を示すブ
ロック図、第15図は第13,14図の信号処理回路の他の構
成を示す回路図、第16図は信号波形の説明図、第17図は
ノッチフィルタの一例を示す回路図、第18図（イ）は重
量検出系の概略構成図、第18図（ロ）は信号波形の説明
図、第19図は従来の組合せ計量装置のブロック図であ
る。 11…重量検出器、12…自己診断回路、13…演算増幅回
路、14−1,14−２…アクティブフィルタ、15…零点調整
回路、16…D/A変換器、17A…二重積分型A/D変換器、17B
…逐次比較型A/D変換器、18…コンピュータ、26…ノッ
チフィルタ、32…加算増幅回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】増幅回路と、その後段に接続されて信号中
に含まれるノイズ成分を減衰させるアクティブフィルタ
とを備えてなる信号処理回路を有する計量装置であっ
て、上記増幅回路の入力側に、計量モードでは重量信号
を入力し、補正モードでは設定基準信号を入力する第１
の切換手段を設けるとともに、補正モードにおいては増
幅回路の出力端から、計量モードにおける増幅回路のド
リフト量に相当する電圧を出力する手段を設け、上記ア
クティブフィルタに、該フィルタをフィルタ機能とバッ
ファ機能とに切り換える第２の切換手段を設けて、補正
モードでは、上記アクティブフィルタをバッファ機能に
設定するようにしたことを特徴とする計量装置。
【請求項２】上記増幅回路が、高入力インピーダンス型
差動増幅器であることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の計量装置。
【請求項３】上記アクティブフィルタが、複数段からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の計
量装置。
【請求項４】上記アクティブフィルタが、ローパスフィ
ルタからなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項又は第（３）項記載の計量装置。
【請求項５】上記アクティブフィルタが、ノッチフィル
タを含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又
は第（３）項記載の計量装置。
【請求項６】上記設定基準信号が、オフセット検出のた
めの基準レベルと、スパン検出のための所定電圧レベル
とに切り換え可能であることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の計量装置。
【請求項７】上記信号処理回路が、重量検出器に付設さ
れた風袋等の初期荷重を相殺する零点調整回路を備えて
なることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
計量装置。
【請求項８】上記補正モードでは、基準レベルの設定基
準信号を入力して、上記信号処理回路のオフセット量を
検出し、その検出オフセット量に基づいて信号処理回路
のドリフトを補正するようにされてなることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の計量装置。
【請求項９】上記補正モードでは、所定電圧レベルの設
定基準信号を入力し、その入力信号に対応するデジタル
値に基づいて、秤としてのスパンを調整するようにされ
てなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
の計量装置。
【請求項１０】重量検出器の出力端電圧を入力し、計量
モードでは入力電圧と等しい電圧を出力し、自己診断モ
ードでは上記入力電圧に一定電圧を加えた電圧を出力す
る自己診断回路と、上記重量検出器から出力される信号
と上記自己診断回路から出力される電圧とを加算する加
算増幅回路と、その後段に接続されて重量信号に含まれ
るノイズ成分を減衰させるアクティブフィルタとを備え
てなる信号処理回路を有する計量装置であって、上記加
算増幅回路の入力側に、計量モードでは重量信号を入力
し、補正モードでは設定基準信号を入力する第１の切換
手段を設けるとともに、補正モードにおいては増幅回路
の出力端から、計量モードにおける増幅回路のドリフト
量に相当する電圧を出力する手段を設け、上記アクティ
ブフィルタに、該フィルタをフィルタ機能とバッファ機
能とに切り換える第２の切換手段を設けて、補正モード
では、上記アクティブフィルタをバッファ機能に設定す
るようにしたことを特徴とする計量装置。
【請求項１１】上記アクティブフィルタが、複数段から
なることを特徴とする特許請求の範囲第（10）項記載の
計量装置。
【請求項１２】上記アクティブフィルタが、ローパスフ
ィルタからなることを特徴とする特許請求の範囲第（1
0）項又は第（11）項記載の計量装置。
【請求項１３】上記アクティブフィルタが、ノッチフィ
ルタを含むことを特徴とする特許請求の範囲第（10）項
又は第（11）項記載の計量装置。
【請求項１４】上記信号処理回路が、重量検出器に付設
された風袋等の初期荷重を相殺する零点調整回路を備え
てなることを特徴とする特許請求の範囲第（10）項記載
の計量装置。
【請求項１５】上記補正モードでは、基準レベルの設定
基準信号を入力して、上記信号処理回路のオフセット量
を検出し、その検出オフセット量に基づいて信号処理回
路のドリフトを補正するようにされてなることを特徴と
する特許請求の範囲第（10）項記載の計量装置。
【請求項１６】スパン調整モードにおいて、増幅回路の
入力電圧を一定にする分圧回路を設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第（10）項記載の計量装置。
【請求項１７】増幅回路と、重量信号に含まれるノイズ
成分を減衰させるアクティブフィルタを備えてなる計量
装置であって、上記アクティブフィルタが、重量検出系
の固有振動周波数成分を減衰させる帯域除去フィルタ
と、ローパスフィルタとで構成され、さらに上記フィル
タの内、少なくともローパスフィルタが、バッファ機能
とフィルタ機能とに切り換え可能であるとともに、帯域
除去フィルタを、バッファ機能、帯域除去機能、フィル
タ機能に切換え可能であるように構成したことを特徴と
する計量装置。
【請求項１８】上記重量検出系が、計量ホッパを付帯し
てなるロードセルからなることを特徴とする特許請求の
範囲第（17）項記載の計量装置。
【請求項１９】上記ローパスフィルタが、減衰特性の異
なる複数のフィルタからなることを特徴とする特許請求
の範囲第（17）項記載の計量装置。
【請求項２０】上記計量ホッパの開閉動作中は、上記ロ
ーパスフィルタが、バッファに切り換えられていること
を特徴とする特許請求の範囲第（18）項記載の計量装
置。
【請求項２１】上記帯域除去フィルタが、バッファ機能
とフィルタ機能に切り換え可能であることを特徴とする
特許請求の範囲第（17）項記載の計量装置。
【請求項２２】複数の各フィルタのバッファ機能とフィ
ルタ機能との切り換えが、各々一斉同時に行われること
を特徴とする特許請求の範囲第（19）項又は第（21）項
記載の計量装置。
【請求項２３】複数の各フィルタのバッファ機能とフィ
ルタ機能との切り換えが、順次に行われることを特徴と
する特許請求の範囲第（19）項又は第（21）項記載の計
量装置。