JPH08247835A - 電子的重量計又は他の電子的装置を用いた測定による電子的重量計の風袋計量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子的重量計又は他の電子的装置を用いた測
定による電子的重量計の風袋計量方法 【解決手段】本発明では、大量生産される電子的装置の
風袋計量及び／又は測定に伴う問題を解決するために、
ファジィ論理概念を用いる。先ず、帰属関数を測定変量
および装置の結果値から作成する。次に、帰属関数から
一連の構成規則が作成される。そして、構成規則を最大
測定値に適用することによって、装置に対する結果測定
値が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子的重量計（balanc
e electronique）の風袋計量（tarage）、電子的重量計
を用いた重量測定、並びに、より一般的には、他のあら
ゆる電子的装置についての風袋計量及び／又は測定に関
する。本発明は、重量計の場合において、とりわけ、３
つの秤、あるいは、電子的ゲージがある重量計の分野
で、有用であるが、２つの秤や他のものがある重量計の
分野でも使用することもできる。本発明は、重量計の範
囲内で説明するが、少なくとも１つの測定センサを備え
た電子的装置の一般的分野においても同様に適用するこ
とが可能である。

【０００２】本発明の目的は、従来技術の重量計で生じ
た風袋計量の問題を解決することにある。未知の物体の
重量を決定するためには、従来の重量計では、計量シス
テムに３つの情報を用いていた。この３つの情報は、計
量される物体によって重量計が被る屈曲又は曲げ、軸方
向変形、及び、ひねり又はねじれを検出する独立したセ
ンサから得られる。３つのセンサから収集した情報は、
原則的には、物体の重量に直接比例する。各センサは、
考慮に入れるべき値Ｐ１〜Ｐ２の重量、例えば、人の体
重を測定するのに使用される市販の重量計では０〜２０
０ｋｇの重量を許容する動的測定範囲を有する。

【０００３】センサには、抵抗変化に反応する力／歪ゲ
ージのように、数タイプのものが存在し、このようなゲ
ージは、珪素もしくは磁気材料等の半導体材料を用いて
実施されている。センサの動的測定範囲は、タイプによ
って互いに異なり、同一タイプのものでもそれぞれ異な
っている。センサの出力信号は弱い、すなわち、振幅が
小さいので、一般に、信号を増幅してから解釈する必要
がある。同様に、この出力信号を擾乱する可能性がある
雑音を抑制するために、この出力信号をフィルタリング
することが知られている。フィルタリングの一例とし
て、出力信号を連続的に標本化し、その平均値を計算す
る方法がある。

【０００４】本発明では、さらに、補足的な方法が用い
られるが、この方法では、センサによって得られた信号
の量子化が次のように行われる：先ず、号をランプ状に
形成し、次に、このランプ信号を被測定信号と比較し、
そして、ランプ信号の形成時に始動しランプ信号と被測
定信号が等しくなったとき停止する時間カウンタの状態
を処理する。従って、本発明によれば、センサにパワー
供給するために使用され、且つ／又は、ランプ信号を生
成するエレメント、特に、コンデンサによって生じるド
リフトを排除することができる。

【０００５】

【従来の技術】旧来の重量測定システムの風袋計量およ
び重量測定の原理は、重量測定量を様々なセンサからの
信号の関数として表す伝達関数をモデル化する必要があ
る。ドリフトが存在する場合、この伝達関数に修正項を
導入しなければならず、さらに複雑さを増してくる。場
合によっては、例えば、レーザトリミング法によって、
センサ自体を調整しなければならない。もちろん、これ
らの調整方法は、経済的見地から製造中の品目に対して
ステップ及び操作の数を制限する必要があるライン製造
式大量生産には適合しない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、複雑な技術にたよることなく、実施すべき様々な製
造品目の風袋計量ができるようにすることである。従っ
て、本発明により、自動修正を組み込んだシステムを得
ることができる。同様に、行なわれるべき修正が集積回
路のメモリに記憶されている場合には、このメモリのサ
イズは、製造中に起こり得るあらゆるドリフトやあらゆ
る許容誤差を処理できないようなものであってはならな
い。同時に、このメモリのサイズが小さいシステム解決
策を見いだす必要がある。

【０００７】本発明の原理は、ファジィ論理の使用によ
りこれらの問題を解決することにある。本発明では、好
ましくは補足的である２つの主要なステップを実施する
が、必ずしも両方を実施する必要はない。第１ステップ
では、測定結果の所定帯域に対する帰属についての一連
の条件的規則を作成することによって風袋計量を実施し
ており、ここでいう帰属は、センサにより得られた信号
をそれぞれの動的範囲の帯域に結びつけるものである。
第２ステップでは、このような規則又は事前に作成した
規則をセンサからの所定信号から順番に実行し、要求さ
れる測定結果を決定する。さらに本発明は、測定結果の
所定帯域に対する帰属についての一連の条件的規則を決
定するための特別なアプローチを提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｎ個の電気的
センサを備えた電子的装置、特に、電子的重量計の風袋
計量のための方法を提供するものであって、この方法は
次のようなステップから成っていることを特徴としてい
る： （ａ）センサからの信号の値と装置の結果信号の要求値
との対応を特に測定によって確立するステップ、（ｂ）
各センサの出力信号の動的範囲にわたって、全数のアド
ヘレンス関数（fonctions d'adherence ）を定義するス
テップであって、このアドヘレンス関数は、この動的範
囲に対してはある帯域を、そして、この帯域の各センサ
信号値に対しては「帰属（appartenance）」と呼ばれる
係数を、各アドヘレンス関数について、決定するもので
あるステップ、（ｃ）装置の結果信号のアドヘレンス関
数を、結果信号の各アドヘレンス関数について、この結
果信号の動的範囲に対するある帯域及びこの帯域の各セ
ンサ信号値に対する「帰属」と呼ばれる係数と共に、決
定するステップ、（ｄ）センサ信号の帯域に対しセンサ
からの信号の値の帰属構成規則（des regeles de compo
sition de l'appartenance）を作成するステップであっ
て、この構成規則は、装置の結果信号の帯域の１つに対
する結果信号の「帰属」に対応するものであるステッ
プ、（ｅ）上記決定（ｃ）と上記作成（ｄ）に対応する
結果信号の計算を行うステップ、及び、（ｆ）結果信号
のアドヘレンス関数の数と形式、及び、構成規則の数と
性質を連続的に概算することにより修正し、結果信号の
要求値と結果信号の計算値の平均誤差を閾値以下とする
ようにするステップ。

【０００９】さらに、Ｎ個の電気的センサを備え、請求
項１に記載の方法に従って実施される風袋計量機能を有
する電子的装置による測定、特に、電子的重量計上の重
量を測定するための方法を提供するものであって、この
方法は次のようなステップから成っていることを特徴と
している： （ａ）各センサの出力信号の動的範囲にわたって、全数
のアドヘレンス関数を定義するステップであって、この
アドヘレンス関数は、この動的範囲に対してはある帯域
を、そして、この帯域の各センサ信号値に対しては「帰
属」と呼ばれる係数を、各アドヘレンス関数について、
決定するものであるステップ、（ｂ）装置の結果信号の
アドヘレンス関数を、結果信号の各アドヘレンス関数に
ついて、この結果信号の動的範囲に対するある帯域及び
この帯域の各センサ信号値に対する「帰属」と呼ばれる
係数と共に、決定するステップ、（ｃ）センサ信号の帯
域に対しセンサからの信号の値の帰属構成規則を作成す
るステップであって、この構成規則は、装置の結果信号
の帯域の１つに対する結果信号の「帰属」に対応するも
のであるステップ、（ｄ）各構成規則に対して満足値を
計算するステップ、（ｅ）この満足値をこの規則に対応
する結果信号のアドヘレンス関数の中央値と乗算するス
テップ、及び、（ｆ）装置に対する測定信号を生成する
ために、上記乗算結果の平均値を算出するステップ。

【００１０】実際には、本発明においては、風袋計量の
ために、規則および様々な帰属関数（fonctions d'appa
rtenance）の決定に関して、一回ないし数回の反復を実
施する。もちろん、測定のためには、風袋計量の結果と
して付加される規則を使用することが好ましい。誤差を
確認することにより、同じ一般規則をすべての装置に連
続して適用することが可能である。本発明は、添付の図
面を参照にして行う以下の説明によって、さらによく理
解することができる。このような説明は、添付の図面に
関して限定的ではない。

【００１１】

【実施例】本発明を実施するため、センサからの信号の
値と結果信号の要求値との対応を次のようにして確立す
る。図１〜図４の各図には、それぞれが３列から成る２
つの表が示されている。各表の第１列は、各行ごとに、
第１センサからの信号の可能値を表示する。例えば、第
１センサＳ１からの信号は、-2.000000 から+2.000000
までの値、それから、同列の中央から下方に向かって、
-2.000000 から+2.000000 までの値を有する。第２列に
おいては、センサＳ２が、列の上半分で単一値2.000000
を、下半分で1.750000を持つように意図されている。ま
た、別の列を設けて、第３センサからの可能値を表示さ
せることもできる。第１の表の第３列は、重量計の測定
信号により要求される対応値を示す。

【００１２】これらの対応の確立は、理論上のものでよ
い。すなわち、これは、研究室で実施される数学的モデ
ル化から得ることができる。代替的に、これらの対応
は、単純に直接の測定値から得ることもできる。このよ
うにして、例えば、様々な既知重量を重量計に載せ、各
重量について、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの信号を測
定する。既知重量値と結果測定信号値（表示することが
できる）を記録していくことによって、このような対応
を確立し、上記のように、これを索引テーブルに保存す
ることができる。

【００１３】図５は、センサ信号の動的範囲全体にわた
って定義されるアドヘレンス関数の一例を示している。
好ましい例においては、この動的範囲は、ここでは-2.0
00000 から+2.000000 までと算定され、次に０〜100 の
間に正規化される。従って、可変量Ｓ１は、あるいはま
た既成量Ｓ１も、０〜100 の値を取り得るということが
できる。ここでは０〜100 に正規化したこの動的範囲に
わたって帯域を定義する。図示した例では、５つの帯域
が定義されており、それぞれ、０〜24.4094 ，０〜49.6
063 ，24.4094 〜74.8031 ，49.6063 〜100 ，74.8031
〜100 である。さらに多くの帯域を定義することもでき
るが、実際には、ファジィ論理は一般に帯域総数を８ま
でに制限している。次に、帰属係数（coefficient d'ap
partenance）は、定義されたＳ１の各可能値について、
帰属関数の形によって、ある値がある帯域とどれくらい
関連し合っていると考えられるかということ（「帰属」
の程度）について評価するのを可能にする。

【００１４】例えば、第１帯域は非常に低い値に、第２
帯域は低い値に、第３体域は平均値に、第４帯域は高い
値に、そして、第５帯域は非常に高い値に関連してい
る。Ｓ１の既知の値、例えばＳ１＝０について、帰属関
数は、考慮されているこの値が所定範囲と関連し合って
いる状態（以下、これを「帰属」という）を数量化して
表している。示された例については、Ｓ１＝０は、帰属
係数１をもって非常に低い帯域、ならびに帰属係数０を
もって他の帯域に帰属する。値Ｓ１＝40.000である別の
例を考えると、図５から、この値が、係数0.33をもって
第２帯域に帰属し、係数0.60をもって第３帯域に帰属し
ていることがわかる。この例は、各々が係数０をもって
他の全ての帯域にも帰属している。

【００１５】帰属関数の形は、ここに表わされているよ
うに、二等辺三角形によって表すことができる。代替的
に、これらの関数は、不等辺三角形、すなわち、辺と角
が等しくない三角形、台形、あるいは好ましくは、係数
が次のように表されるガウス曲線（正規曲線）によって
表すこともできる： 係数＝ｅｘｐ｛−（ｘ−ｍ）² ／２ｓ² ｝ ここで、ｘは変量の値、ｍは関係する鐘形曲線関数（fo
nction de cloche）の平均値、ｓはこの関数の標準偏差
を示す。従って、形状が二等辺三角形、不等辺三角形も
しくは台形である場合に、帰属係数が２つの連続した帯
域の外部について０のとき、これはガウス関数がある場
合のケースではない。それでも、ガウス関数の分布は、
各帯域についての既知の値の帰属係数の和が１を越えな
いようにしなければならない。そのため、以下の例で
は、Ｎ個、例えばＮ＝３個の可能な変数について、各セ
ンサ信号の動的範囲にわたって非常に低い値から非常に
高い値の間に、Ｍ個、例えばＭ＝５個の帰属関数が分配
されると仮定する。これら５つの関数は、ｆ１，ｆ２，
ｆ３，ｆ４，ｆ５；ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４，ｇ５；ｈ
１，ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５と表記し、５つの関数の各
組はそれぞれ信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３に対応する。

【００１６】同一の単純な作業手順を結果信号に対して
実施し、その動的範囲も５つの帰属関数によって分割す
る。ここで、これらを仮にｑ１〜ｑ５で表記する。一般
に、結果信号に対しては、センサ変量が考慮されるべき
ものであるだけに形状が一層正当化されたガウス関数を
選択するのが望ましい。

【００１７】このようにして、一度これらのアドヘレン
ス関数が決定されると、重量計の結果信号のこのような
帰属を結果信号帯域の１つに対応させるセンサ信号帯域
に対するセンサ信号値の帰属について構成規則を探す必
要がある。そこで、図６に、第１行にあるように、信号
Ｓ１が非常に低い範囲ｆ１に帰属し、信号Ｓ２が非常に
低い範囲ｇ１に帰属し、そして、信号Ｓ３が非常に低い
範囲ｈ１に帰属する場合には、結果信号は非常に低い範
囲ｑ１に帰属することが示される。同様に、信号Ｓ１が
低い範囲ｆ２に帰属し、信号Ｓ２が低い範囲ｇ２に帰属
し、そして、信号Ｓ３が低い範囲ｈ２に帰属する場合、
信号Ｏは低い範囲ｑ２に帰属するということができる。
そして、以下同様である。

【００１８】３センサからの信号が、原則として、被測
定重量にすべて直接比例する場合の重量計のケースで
は、非常に高い信号Ｓ３の存在下において非常に低い信
号Ｓ１と非常に低い信号Ｓ２が存在する可能性はない。
しかし、他の応用では、この現象が起きる可能性があ
り、このような場合、Ｍ^N 個（あるいは、帰属関数の数
が各変量について同一でない場合には、Ｍ×Ｐ×Ｑ個）
もの関連規則を有する必要がある。ただし、これは、た
とえ共に作動する３つのセンサを有するスケールについ
ても、帰属関数がガウス関数である場合のケースである
ことに留意すべきである。これらは理論的に無限の値に
ついては０にすぎない。

【００１９】風袋計量のためには、３つのセンサ信号と
１つの結果信号がある例を仮定し、プロダクト法（prod
uct method）と呼ばれる方法を用いる。このためには、
例えば、既知結果信号の帰属関数について、そして、こ
れがある意味を持つ値について、次の計算を行う： r ×fi（Ｓ１）×gi（Ｓ２）×hi（Ｓ３）＝qi（要求
値）

【００２０】上記の式により、積fi（Ｓ１）×gi（Ｓ
２）×hi（Ｓ３）が０以外のすべてのケースについて、
ｒの確定数値を決定することができる。例えば、図１〜
図４の索引テーブルにおいて、要求値の帰属帯域ｑｉが
中央、例えば、＋0.005 〜−0.005 間の値である場合に
は、信号Ｓ１，Ｓ２（Ｓ３は図示していない）が存在す
る確定した行数がある。規則により、中央帯域ｑｉにつ
いて、帯域ｆｉ−１, ｆｉ，又はｆi ＋１；ｇｉ−１，
ｇｉ，又はｇｉ＋１；ｈｉ−１，ｈｉ，又はｈｉ＋１を
考慮に入れることが可能な場合には、これらの規則はｒ
の計算を実行するのに用られる。

【００２１】このようにして、ｒの確定数値が得られ
る。これらｒの値は、形状ｑｉに等価なガウス統計量に
従って分布されるか、あるいはそうでないかのいずれか
である。この等価性は、ｒの平均値について評定された
後、最適値に、例えば、対応値が要求精度に応じた標準
偏差によって正規化される場合は“１”に、中心化され
る。

【００２２】これは、通常、最初の試行のときのケース
ではない。従って、第１帯域ｑｉは２つの隣接する帯
域、例えばｑｉ１とｑｉ２に分割される。それから、規
則は、各回毎に上記帯域の１つと関係するものだけを考
慮に入れるようにして修正され、そして、この作業が反
復される。この反復は、要求される精度が得られない限
り、やり直すことができる。この修正に関係する規則
は、例えば、関数ｑｉが現れる規則、及び、ｑ１の代わ
りにｑｉ１とｑｉ２を関数に出現させるために繰り返さ
れる規則である。

【００２３】考えられる理論上の規則は、各変量に対す
る帯域および各結果信号に対する帯域と同じ数だけ存在
する。従って、理論的には、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対する
５つの帯域およびＯに対する５つの帯域では、先験的に
625 の理論上の規則が存在する。これらのうち、約40の
みが現実的である。現実的とは、規則の変量の帰属係数
がすべて０ではないか、あるいは無視できないことを意
味する。結果帯域の数が増えると、すでに説明したよう
に、多数の理論上の規則が生じる。例えば、合成信号の
範囲数が５から６に変わると（ｑｉはｑｉ１とｑｉ２に
なる）、規則の数は、625 から750 に増加することにな
る。実際には、使用される規則の数は40から45もしくは
46に変わる。

【００２４】従って、結果は、ファジィ論理を用いた概
算により、要求される精度に到達するまで精密にするこ
とができる。一例では、装置からの測定波形に歪みがあ
ることを考慮すると、結果信号に対して約40の帯域が考
慮に入れられ、そして、処理終了までに少なくとも200
の構成規則が考慮に入れられる。

【００２５】図７は、Ｖｃｃとアースの間に、抵抗網Ｒ
11〜Ｒ13を介して歪ゲージＪ１が給電れるホイートスト
ンブリッジＷ１を示す。ホイートストンブリッジＷ１の
中点から電圧ｖ11，ｖ12を取り出し、差動増幅器ＡＤ１
の入力に印加する。この増幅器ＡＤ１は、出力電圧信号
Ｓ１を供給する。図示されていないが、出力電圧信号Ｓ
２，Ｓ３を供給する他の二つのホイートストンブリッジ
Ｗ２、Ｗ３も存在する。これらの信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
は、既に説明した重量信号である。これらの信号は、ホ
イートストンブリッジ以外の手段によって生成すること
も可能である。また、これらの信号は、重量計測装置以
外の装置によって生成することもできる。

【００２６】信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、マルチプレクサ
ＭＵＸ内で多重化され、論理制御回路ＣＬＣによって制
御と同期が行なわれる。従って、信号から不必要な規制
成分を排除する低域フィルタＦに信号が導入されるよう
に、各信号を順次マルチプレクサＭＵＸの出力に送る。
フィルタにかけられた信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は、次
に、増幅器Ａによって増幅される。好ましくは、増幅器
Ａは、回路ＣＬＣによって制御と同期が行なわれる（高
利得付き）可変利得積分増幅器である。可変利得を有す
る増幅器を備えることによって、既に説明したように測
定値を正規化することが可能になる。同期化には多重化
が関連する。センサからの各信号を各自の増幅条件で順
次処理する。

【００２７】ＡＤ変換器ＣＡＮにより、増幅器Ａから送
信された信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の各アナログ標本をデジ
タル、すなわち２進状態として表すことができる。これ
らの２進状態は、好ましくはファジィタイプのマイクロ
プロセッサであるマイクロプロセッサμＰに送る。

【００２８】マイクロプロセッサμＰは公知の方法でプ
ログラムメモリＲＯＭ、規則メモリＲ、ディスプレイＡ
Ｆ、クロックＨおよび回路ＣＬＣに接続される。少数の
規則（200 ）および帰属関数は約１キロバイト以下のメ
モリに記憶することができる。

【００２９】風袋計量の時点では、マイクロプロセッサ
μＰと既に説明したアルゴリズムを有しメモリＲＯＭに
記憶されたプログラムとを作動させる。測定の時点で
は、マイクロプロセッサμＰは、信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
の各値をセンサ帯域と比較する。各信号、各帯域につい
て、このマイクロプロセッサは、センサ信号の帯域およ
び値に対する帰属関数のプロフアィルに依存して異なる
帰属係数を決定する。帰属関数が二等辺三角形の場合に
は、ただ２つの帰属関数によって０以外の係数を決定し
なければならない。

【００３０】結果値を決定するためには２つの方法、す
なわち、既に説明したプロダクト法と、ミニマム法（mi
nimum method）がある。完全にするために、先に説明し
たように、信号Ｓ１〜Ｓ３のそれぞれに対する５つの帰
属関数ｆ１〜ｆ５，ｇ１〜ｇ５，ｈ１〜ｈ５を有する例
を用いて、ミニマム法による結果信号の態様を以下に説
明する。次のような（任意の）結果を得ることができ
る： Ｓ１は、係数0.20を有するｆｎに帰属する Ｓ１は、係数0.25を有するｆｎ＋１に帰属する Ｓ２は、係数0.19を有するｇｎに帰属する Ｓ２は、係数0.14を有するｇｎ＋１に帰属する Ｓ３は、係数0.41を有するｈｎに帰属する Ｓ３は、係数0.53を有するｈｎ＋１に帰属する

【００３１】他のすべての帯域については、係数が０
（二等辺三角形関数）である、または、有効であるには
あまりに小さすぎる（ガウス関数）と仮定する。このよ
うにして、このような関数が現れる三重項ｆｎ，ｇｎ；
ｈｎ、又はｆｎ，ｇｎ，ｈｎ＋１；又はｆｎ，ｇｎ＋
１，ｈｎ；・・・等々に関係する規則を導出することが
できる。

【００３２】例えば、次の規則を得ることができる： Ｉ Ｓ１がｆｎに、Ｓ２がｇｎに、そして、Ｓ３がｈ
ｎに帰属する場合には、Ｏはｑｉに帰属する II Ｓ１がｆｎに、Ｓ２がｇｎに、Ｓ３がｈｎ＋１に
帰属する場合には、Ｏはｑｉに帰属する III Ｓ１がｆｎに、Ｓ２がｇｎ＋１に、Ｓ３がｈｎに
帰属する場合には、Ｏはｑｉに帰属する IV Ｓ１がｆｎを、Ｓ２がｇｎ＋１を、Ｓ３がｈｎ＋
１に帰属する場合には、Ｏはｑｊに帰属する ・・・ VIII Ｓ１がｆｎ＋１に、Ｓ２がｇｎ＋１に、Ｓ３がｈ
ｎ＋１に帰属する場合には、Ｏはｑｋに帰属する

【００３３】説明した例では、これから次の事項が導出
される： Ｉ 0.20；0.19；0.41およびＯはｑｉに帰属する II 0.20；0.19；0.53およびＯはｑｉに帰属する ・・・ IV 0.20；0.14；0.53およびＯはｑｊに帰属する ・・・ VIII 0.25；0.14；0.53およびＯはｑｋに帰属する

【００３４】ミニマム法は、各規則、例えば行Ｉの規則
についていうと、出力信号Ｏは、規則に関係するものの
うち最小である係数を有する関数ｑｉに、帰属するとい
うようなものである。言い換えれば、規則Ｉについて
は、結果信号は関数ｑｉの平均値の0.19倍である。同様
に、規則IIについても、結果信号は関数ｑｉの平均値の
0.19倍である。規則IVについては、結果信号は関数ｑｊ
の平均値の0.14倍である。・・・規則VIIIについては、
結果信号は関数ｑｋの平均値の0.14倍である。

【００３５】以下同様にして、帰属係数が極めて有効で
ある規則を全部考慮に入れる。一般的な結果信号は、考
慮に入れた規則数によって、考慮に入れた各規則での結
果信号の平均値となる。ここでは、これはＯ＝（0.19ｑ
ｉ＋0.19ｑｉ＋・・・＋0.14ｑｊ＋・・・＋0.14ｑｋ）
／８となる。

【００３６】本発明によって実施される測定方法は完全
なものにすることができる。この完全化は、変量の作
成、さらに正確にはＮ個の変量に時間変量を追加したも
のの作成に関わってくる。また、このような変量が、フ
ァジィ論理システムによって等しくテストされることに
も関する。この完全化の機能は次の通りである。

【００３７】測定情報が、増幅、フィルタリング及び変
換の後、ほぼ即時（センサによる生成から数ナノ秒後）
に入手可能になったとき、時間に関して線形的な変化率
を有する２つのランプ信号が発生する。第１信号が低値
から高値に増加するのに対し、第２信号は高値から低値
へと減少する。このような高値及び低値は、監視されて
いるセンサの動的範囲のものである。カウンタを用い
て、ランプ信号の開始から始まる時間を監視することが
できる。比較器を用いて、これらのランプ信号がセンサ
からの信号と等しくなる時点を検知することができる。
このようにして、利用可能な２つの時間が得られる。こ
の２つの時間の加算したものを、合計の時間が測定信号
の動的範囲と良好に対応することを確認するのに、使用
することができるように、２つのランプが確実に同一変
化率をもつ（同一でない場合は修正する）ように注意を
払う。実際には、これらのランプ信号は、低値とセンサ
の信号値との差、及び、センサ信号値と高値との差に等
しい経路を通過する。

【００３８】図７を参照しながら、測定開始からのラン
プ信号をセットアップするために、２つのスイッチＫ
１，Ｋ２を短時間の間閉じる。２つのスイッチＫ１，Ｋ
２は、コンデンサＣ１，Ｃ２の極板にそれぞれ並列接続
され、各コンデンサＣ１，Ｃ２の極板を電位Ｖcc及び０
ボルトでそれぞれ短絡するようになっている。

【００３９】スイッチＫ１，Ｋ２を開くと、論理制御回
路ＣＬＣがカウンタＣＯを始動させる。同時に、第１コ
ンデンサＣ１は、電流Ｉを供給する電源Ｉ１を介してＶ
ｃｃとアースとの間に接続される。第２コンデンサＣ２
は、同じく電流Ｉを供給する電源Ｉ２を介してアースと
Ｖｃｃとの間に接続される。第１コンデンサＣ１が電流
Ｉで充電されるのに対し、第２コンデンサＣ２は電流Ｉ
で放電する。これらのコンデンサとそれぞれの電源との
間の各中点には、それぞれ増加および減少する電圧信号
Ｖ１，Ｖ２が得られる。信号Ｖ１，Ｖ２は、信号Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３と同様のチャネルによってマイクロプロセッ
サμＰに送信される。信号Ｖ１，Ｖ２は、信号Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３と同等の処理を施される。マイクロプロセッサ
μＰ内では、信号Ｖ１，Ｖ２が各信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
と比較される。

【００４０】マイクロプロセッサμＰは、これらの信号
Ｖ１，Ｖ２が各信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に等しくなる時点
を検知するために使用される。電圧Ｖ１と信号Ｓ１、電
圧Ｖ２と信号Ｓ１、・・・、電圧Ｖ２と信号Ｓ３の相等
性を示すために、これらの相等性の時点をここではそれ
ぞれＴＶ１Ｓ１、ＴＶ２Ｓ１、・・・、ＴＶ２Ｓ３と表
記する。これらの時点に、マイクロプロセッサは、カウ
ンタの状態を読み取る。これらの状態は、ＣＯＶ１Ｓ
１、ＣＯＶ２Ｓ１、・・・等である。先に説明した内容
によれば、状態ＣＯＶ１Ｓ１と状態ＣＯＶ２Ｓ１とを２
進的に加算した和は、常に同じでなければならない。こ
れは、システムの正常な機能を検知する優れた方法であ
る。

【００４１】実際に、電流Ｉの電源Ｉ１，Ｉ２は、電流
Ｉの値がセンサに給電する電圧Ｖccの関数であるように
選択される。各信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の代わりに各状態
ＣＯＶ１Ｓ１，ＣＯＶ１Ｓ２，ＣＯＶ１Ｓ３をそれぞれ
用いることにより、供給電圧の変動、結論的に言うと、
体重計内で起こる電池消耗をなくすことができる。たし
かに、電流Ｉが電圧Ｖccに比例するという条件なら、加
算された時間が独立的になる。

【００４２】信号ＣＯＶ１Ｓ１，・・・を処理するため
に、時間に関するクラスＮ＋１（Ｎ＋１＝４）の帰属関
数が形成される。このクラスついては、ただ１つの帰属
関数、例えば長方形の形をし、加算された時間が基準時
間の一つと等しい場合に値１を有し反対の場合に値０を
有した所謂「超高（tres haute）」関数しかない。この
ようにして、各規則内で相補的な条件を使用し、この条
件によって加算された時間が「超高」帰属関数に帰属す
るのを確認することができる。従って、センサによる測
定電圧のドリフトの作用に対処することができ、このよ
うな作用によって、例えば1.5 Ｖ〜８Ｖで作動するとい
うように機能許容範囲が一般的に広い回路（特に、マイ
クロプロセッサμＰのような回路）の他部分の機能に影
響を及ぼさないようにすることが可能である。このよう
な諸条件にて、全システムを単一の集積回路に組み込む
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 センサ信号値と結果信号要求値との間の対応
表（１）。

【図２】 センサ信号値と結果信号要求値との間の対応
表（２）。

【図３】 センサ信号値と結果信号要求値との間の対応
表（３）。

【図４】 センサ信号値と結果信号要求値との間の対応
表（４）。

【図５】 好ましくは正規化後各センサ信号の動的範囲
にわたりあるいは結果信号の動的範囲にわたり定義され
るアドヘレンス関数の１例を示す図。

【図６】 帰属構成規則のセット例を示す図。

【図７】 本発明の方法を実施するための装置例を示す
図。

【符号の説明】

Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ センサ信号 Ｏ 結果信号 ｆ１〜ｆｎ，ｇ１〜ｇｎ，ｈ１〜ｈｎ，ｑ１〜ｑｎ 帯
域１〜ｎのアドヘレンス関数 Ｗ１ ホイートストンブリッジ Ｊ１ 歪みゲージ ＡＤ１ 差動増幅器 Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｖ１，Ｖ２ ランプ信号 Ｋ１，Ｋ２ スイッチ ＭＵＸ マルチプレクサ ＣＯ カウンタ μＰ マイクロプロセッサ ＣＬＣ 論理制御回路 Ｆ フィルタ Ａ 可変利得積分増幅器 ＣＡＮ ＡＤ変換器 ＲＯＭ プログラムメモリ Ｒ 規則メモリ ＡＦ ディスプレイ Ｈ クロック

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ個の電気的センサを備える電子的装
   置、特に電子的重量計の風袋計量方法であって、 前記センサからの信号の値と前記装置の結果信号の要求
   値との対応を特に測定により確立するステップ、 各センサの出力信号の動的範囲にわたって、全数のアド
   ヘレンス関数を定義するステップであって、該アドヘレ
   ンス関数は、該動的範囲に対して帯域を、そして、この
   帯域の各センサ信号値に対して帰属係数を、各アドヘレ
   ンス関数について、決定するものであるステップ、 前記装置の結果信号のアドヘレンス関数を、結果信号の
   各アドヘレンス関数について、該結果信号の動的範囲に
   対する帯域及びこの帯域の各センサ信号値に対する帰属
   係数と共に、決定するステップ、 前記センサ信号の帯域に対しセンサからの信号の値の帰
   属構成規則を作成するステップであって、この構成規則
   は、前記装置の結果信号の帯域の１つに対する結果信号
   の帰属に対応するものであるステップ、 前記決定と前記作成とに対応する結果信号を計算するス
   テップ、及び、 前記結果信号の要求値と前記結果信号の計算値の平均誤
   差を閾値以下とするために、前記結果信号のアドヘレン
   ス関数の数と形式、及び、前記構成規則の数と性質を連
   続的概算により修正するステップから成ることを特徴と
   する方法
2. 【請求項２】 前記センサのアドヘレンス関数の帯域を
   定期的に調整することを特徴とする請求項１に記載の方
   法。
3. 【請求項３】 上記アドヘレンス関数としてガウス形状
   を選択することを特徴とする請求項１〜２のいずれか１
   項に記載の方法。
4. 【請求項４】 上記アドヘレンス関数として二等辺三角
   形状を選択することを特徴とする請求項１〜２のいずれ
   か１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 上記アドヘレンス関数として不等辺三角
   形状を選択することを特徴とする請求項１〜２のいずれ
   か１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 Ｎ個の電気的センサを備えた電子的装置
   により、特に電子的重量計上の重量を測定するための方
   法であって、該電子的装置は請求項１に記載の方法に従
   って実施される風袋計量機能を有し、 各センサの出力信号の動的範囲にわたって、全数のアド
   ヘレンス関数を定義するステップであって、該アドヘレ
   ンス関数は、該動的範囲に対して帯域を、そして、この
   帯域の各センサ信号値に対して帰属係数を、各アドヘレ
   ンス関数について、決定するものであるステップ、 前記装置の結果信号のアドヘレンス関数を、結果信号の
   各アドヘレンス関数について、該結果信号の動的範囲に
   対する帯域及びこの帯域の各センサ信号値に対する帰属
   係数と共に、決定するステップ、 前記センサ信号の帯域に対しセンサからの信号の値の帰
   属構成規則を作成するステップであって、この構成規則
   は、前記装置の結果信号の帯域の１つに対する結果信号
   の帰属に対応するものであるステップ、 各構成規則に対して満足値を計算するステップ、 前記満足値を前記規則に対応する結果信号のアドヘレン
   ス関数の中央値と乗算するステップ、及び、 前記装置に対する測定信号を生成するために、前記乗算
   結果の平均値を算出するステップから成ることを特徴と
   する方法。
7. 【請求項７】 前記満足値の計算は、各規則内で、前記
   センサ信号の帰属係数のうち最小のものを選択すること
   により実施されることを特徴とする請求項６に記載の方
   法。
8. 【請求項８】 時間と共にそれぞれ増加及び減少する第
   １信号及び第２信号を生成するステップ、 これら２つの信号を測定された信号と比較するステッ
   プ、 各信号の相等性が発生する時間を測定するステップ、 これら２つの時間を加算するステップ、 加算された時間信号の動的範囲にわたって時間アドヘレ
   ンス関数を定義するステップ、 帰属係数を加算時間値に帰属させるステップ、及び、 前記構成規則が前記時間アドヘレンス関数に関する条件
   を組み込むように、該構成規則を修正するステップを具
   備することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に
   記載の方法。