JPH09318426A

JPH09318426A - 計量方法および装置

Info

Publication number: JPH09318426A
Application number: JP16111496A
Authority: JP
Inventors: Sachiko Tajiri; 祥子田尻
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】床振動の影響を除去して高精度の計量を行
う。【解決手段】被計量物の重量を計量セルで計量して計
量信号ａを出力し、この計量セルと同一の床に設置した
振動検出セルから出力される振動検出信号ｂに基づいて
求められる床の上下方向の変位により、計量信号ａから
床の振動成分を除去した振動補正済信号ｂｓを床振動補
正手段２２で生成する。計量セルと振動検出セル間のセ
ル感度比κをセル感度比設定手段２５に設定する。その
セル感度比κを用いたセル感度補正手段２０の処理によ
り、計量信号ａおよび振動検出信号ｂの少なくとも一方
を補正してセル感度補正済信号ｓを生成する。セル感度
比κの更新は、更新手段２６で計量セルおよび振動検出
セルから出力される床振動に起因した振動成分ａ，ｂを
レベル比較することにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計量セルによる計
量値から床振動成分による計量誤差を除去するようにし
た計量方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、複数の計量セルで個々に計量し
た各被計量物を選択的に組み合わせて、目標重量の被計
量物を取り出すようにした組合せ計量装置においては、
計量結果から床振動による計量誤差を除去するために、
床振動検出専用の振動検出セルを別に設置して、以下の
ような計量値補正処理が行われる。すなわち、この場合
の補正処理は、振動検出セルの出力ｂに所定の係数κを
乗算した値κｂを、計量セルの出力ａから差し引くもの
である。上記係数κは、計量セルと振動検出セルとの間
の、感度や風袋重量の違いによる出力誤差を補正するセ
ル感度比であり、同じ床振動が加わった時の計量セルの
出力をａ₀，振動検出セルの出力をｂ₀とすると、前記
セル感度比κはａ₀／ｂ₀と表される。この感度比κ
を、従来は理論計算により算出して使用していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
例のように理論計算で算出したセル感度比κを床振動補
正処理に使用するのでは、床振動の影響を効果的に除去
できないという問題点があった。すなわち、計量セルや
振動検出セルには、感度や風袋重量について個々にバラ
ツキがあるし、各セルへの振動の伝わり方も微妙に異な
るため、理論計算によるセル感度比κをそのまま各計量
セルの計量値補正に使用しても十分な補正効果が得られ
ない。

【０００４】本発明は上述のような実情に鑑みてなされ
たもので、床振動の影響を除去して高精度の計量を行う
ことのできる計量方法および装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一構成による計量方法および計量装置は、
計量信号ａを出力する計量セルと同一の床に設置された
振動検出セルから出力される振動検出信号ｂに基づいて
上下方向の床変位を求め、上記計量信号ａから床変位の
振動成分を除去した振動補正済信号を生成する、いわゆ
る１対１方式の床振動補正付きの計量方法および計量装
置であって、計量セルと振動検出セル間のセル感度比κ
を設定し、このセル感度比κにより上記計量信号ａおよ
び振動検出信号ｂの少なくとも一方を補正するととも
に、計量セルおよび振動検出セルから出力される床振動
に起因した振動成分のレベル比較に基づいて、上記セル
感度比κを更新するものである。

【０００６】この構成の計量方法および計量装置によれ
ば、計量セルまたは振動検出セルのセル感度に、製造上
の個々のバラツキがあったり、周囲の条件の差、経時的
な変化などが原因で変化が生じても、計量セルおよび振
動セルからの信号に含まれた床振動に起因する振動成分
のレベル比較に基づいて、両者のセル感度比κが更新さ
れるので、常時、計量信号の床振動補正が正確に行われ
る。

【０００７】本発明の他の構成による計量方法および計
量装置は、計量信号ａを出力する計量セルと同一の床に
設置された３つ以上の振動検出セルから出力される振動
検出信号ｂに基づいて計量セル設置位置での上下方向の
床変位を算出し、計量信号から床変位の振動成分ｃを除
去した振動補正済信号を生成する、いわゆる面計算方式
の床振動補正付き計量方法および計量装置であって、計
量セルと振動検出セル群間の感度比κを設定し、この感
度比κにより上記計量信号ａおよび計量セル設置位置の
床振動に起因する振動成分ｃの少なくとも一方を補正す
るとともに、計量セルから出力される床振動に起因した
振動成分と、上記算出された振動成分ｃとのレベル比較
に基づいて、上記感度比κを更新するものである。

【０００８】この構成の計量方法および計量装置によれ
ば、計量セルまたは振動検出セルのセル感度に、製造上
の個々のバラツキがあったり、周囲の条件の差、経時的
な変化などが原因で変化が生じても、計量セルから出力
される床振動に起因した振動成分と、上記算出された振
動成分ｃとのレベル比較に基づいて、計量セルと振動検
出セル群との間の感度比κが更新されるので、常時、計
量信号の床振動補正が正確に行われる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
である組合せ計量装置の信号処理系の概略構成を示すブ
ロック図である。同図において、１₁〜１_nは計量器
で、被計量物の載置部であるｎ個の計量ホッパー２₁〜
２_nと重量検出部である計量セル３₁〜３_nとからな
り、上記計量ホッパー２₁〜２_nに載置された被計量物
Ｘ１〜Ｘｎの重量を計量セル３₁〜３_nで計量して、そ
の重量に対応したアナログ計量信号ａ₁〜ａ_nを出力す
る。４₁〜４_nはｎ個の振動検出セルで、フレームＦＲ
を介して上記各計量セル３₁〜３_nと同一の床Ｆに複数
設置されており、床振動に起因してアナログ振動検出信
号ｂ₁〜ｂ_nを出力する。各計量セル３₁〜３_nに近接
して対応する振動検出セル４₁〜４_nが１つずつ配置さ
れており、いわゆる１対１方式となっている。

【００１０】５はマルチプレクサであり、上記各計量セ
ル３₁〜３_nから出力される計量信号ａ₁〜ａ_nが増幅
器６₁〜６_nで増幅されて入力されるとともに、上記各
振動検出セル４₁〜４_nから出力される振動検出信号ｂ
₁〜ｂ_nが増幅器７₁〜７_nで増幅されて入力される。
８はＡ／Ｄ変換器で、後述するＣＰＵからの切換え信号
ｄによって、上記マルチプレクサ５から選択的に出力さ
れる上記アナログ計量信号ａ₁〜ａ_nおよびアナログ振
動検出信号ｂ₁〜ｂ_nを、ディジタル信号に変換する。

【００１１】９は演算装置を構成するＣＰＵで、上記Ａ
／Ｄ変換器８を通して入力される計量信号ａ₁〜ａ_nお
よび振動検出信号ｂ₁〜ｂ_nに基づき所定の床振動補正
および組合せ演算を実行して、組合せ重量が一定の許容
範囲内で、かつ目標重量に近い組合せとなるように計量
セル３₁〜３_nに対応する計量ホッパー２₁〜２_nを選
択的に開放するための開放信号ＯＳを出力する。この開
放信号ＯＳを受けてゲート開閉制御手段１０が計量ホッ
パー２₁〜２_nのゲートを選択的に開く。１１はモード
設定手段で、計量装置を運転モードと零調モードとに切
換設定する。零調モードとは、各計量セル３₁〜３_nか
ら出力される計量信号ａ₁〜ａ_nの零点補正を行う際に
実行される零点レベルを更新するモードである。

【００１２】図２は、前記組合せ計量装置の概略構成を
示す正面図である。同図において、分散フィーダ１２
は、上方から投下される被計量物を周縁に分散供給する
手段であり、その周縁には複数個の振動フィーダ１３₁
〜１３_nが設けられている。この振動フィーダ１３₁〜
１３_nによって、分散フィーダ１２上の被計量物がｎ個
のプールホッパー１４₁〜１４_nに送出される。それぞ
れのプールホッパ１４₁〜１４_nにはゲートが設けられ
ており、また、その下方に先述した計量ホッパー２₁〜
２_nが設けられている。

【００１３】各計量ホッパー２₁〜２_nは、計量セル３
₁〜３_nを介してフレームＦＲに支持され、先述した開
放信号ＯＳでゲート開閉制御手段１０が駆動して計量ホ
ッパー２₁〜２_nのゲートが選択的に開放される。計量
ホッパー２₁〜２_nの下方には大きな集合排出シュート
１５が設けられている。前記フレームＦＲには、各計量
セル３₁〜３_nに１対１に対応させて先述したｎ個の振
動検出セル４₁〜４_nが設けられている。１６は包装機
であり、架台Ｇに支持された組合せ計量装置の下方で床
Ｆに載置されており、上記集合排出シュート１５から送
られてくる被計量物を袋詰めする。

【００１４】図３は、前記フレームＦＲに設けられた各
計量セル３₁〜３_nと、これらに１対１に対応させて同
じフレームＦＲに設けられた各振動検出セル４₁〜４_n
との配置例を概略的に示す平面図である。各振動検出セ
ル４₁〜４_nは対応する各計量セル３₁〜３_nにそれぞ
れ近接させて配置している。

【００１５】上記組合せ計量装置で使用する計量セル３
₁〜３_nおよび振動セル４₁〜４_n（以下、ロードセル
という）を図４に示す。このタイプのロードセルは、４
箇所のノッチ部３１のそれぞれに張り付けられた歪ゲー
ジ３２によって、ロードセル３（４）の変形状態を歪量
として検出するものである。さらに、これら４枚の歪ゲ
ージ３２はホイートストンブリッジを構成しており、ロ
ードセル３（４）が破線で示すように、ロバーバル（平
行四辺形）状態に変形した場合のみ出力が変化し、それ
以外の変形状態では、出力は変化しないようになってい
る。したがって、ロードセル３（４）の固定側３ａ（４
ａ）と荷重（重り）側３ｂ（４ｂ）の相対変位のうち、
ロバーバル変形の成分のみが検出されるから、各モード
の床振動状態に対しては、上記相対変位の垂直方向成分
のみを考慮すればよい。

【００１６】図５は、前記ＣＰＵ９の内部の構成を示す
ブロック図である。同図において、１７₁〜１７_nおよ
び１８₁〜１８_nはそれぞれディジタルフィルタであ
り、図１のマルチプレクサ５から選択的に出力され、か
つ、Ａ／Ｄ変換器８によってディジタル信号に変換され
た計量信号ａ₁〜ａ_nおよび振動検出信号ｂ₁〜ｂ
_nを、切換回路１９を経て、それぞれ対応するディジタ
ルフィルタ１７₁〜１７_nおよび１８₁〜１８_nに入力
することにより、主として、被計量物Ｘ１〜Ｘｎを計量
ホッパー２₁〜２_nに載せたときの機械振動に起因する
比較的高周波の振動成分を除去した信号を得る。

【００１７】２０は床振動算出手段であり、上記ディジ
タルフィルタ１８₁〜１８_nおよび零点補正手段２８₁
〜２８_nを通過した振動検出信号ｂ₁〜ｂ_nの振動成分
にセル感度比κを乗算して上記計量セル３₁〜３_nが設
置された位置の床の上下方向の変位を算出する。すなわ
ち、各振動検出セル４₁〜４_nの出力ｂにセル感度比κ
を乗算した値κ・ｂを出力する。２１₁〜２１_nは零点
補正手段であり、上記ディジタルフィルタ１７₁〜１７
_nを通過した計量信号ａ₁〜ａ_nに零点補正を加える。
上記零点補正手段２８₁〜２８_nも同様の手段であり、
上記ディジタルフィルタ１８₁〜１８_nを通過した振動
検出信号ｂ₁〜ｂ_nに零点補正を加える。２２₁〜２２
_nは床振動補正手段で、上記床振動算出手段２０により
算出された床振動成分ｓ₁〜ｓ_nにより、上記ディジタ
ルフィルタ１７₁〜１７_nおよび零点補正手段２１₁〜
２１_nを通過した計量信号ａ₁〜ａ_nをそれぞれ個別に
補正する。すなわち、上記各計量信号ａ₁〜ａ_nによる
重量値から床振動成分ｓ₁〜ｓ_nを減算することで、各
計量セル３₁〜３_nのそれぞれにおいて、床の振動成分
を除去した振動補正済計量信号ｂｓ₁〜ｂｓ_nを生成し
て出力する。

【００１８】２３は組合せ演算手段であり、上記床振動
補正手段２２₁〜２２_nから出力される振動補正済計量
信号ｂｓ₁〜ｂｓ_nを入力させて組合せ演算を行うこと
により、一定の許容範囲で、かつ目標重量に近い複数の
計量信号ｂｓ₁〜ｂｓ_nを選択し、その信号ｂｓ₁〜ｂ
ｓ_nを出力している計量ホッパー２₁〜２_nを開放する
ための開放信号ＯＳを出力する。

【００１９】２４は零点更新手段であり、前記モード設
定手段１１で零調モードが切換設定されたときに前記零
点補正手段２１₁〜２１_nで使用する零点レベルを更新
する。この場合、更新する零点レベルは、組合せ演算手
段２３に入力されてくる無負荷（被計量物ゼロ）の振動
補正済計量信号ｂｓ₁〜ｂｓ_nのレベルに基づき算出さ
れる。このような方法によらず、上記ディジタルフィル
タ１７₁〜１７_nを通過した無負荷の計量信号ａ₁〜ａ
_nを極めて減衰効果の高いフィルタに通すことにより、
振動の影響を排除した出力レベルとし、この出力レベル
に基づき上記零点レベルを算出してもよい。

【００２０】なお、計量セル３₁〜３_nと異なり、振動
検出セル４₁〜４_nは常に無負荷状態にあるため、その
出力である振動検出信号ｂ₁〜ｂ_nに零点補正を加える
前記零点補正手段２８₁〜２８_nにおいて使用する零点
レベルの更新は任意の時刻に行うことができる。そこ
で、上記零点補正手段２８₁〜２８_nで使用する零点レ
ベルも上記零点更新手段２４の制御によって更新する
が、この場合、零調モードが切換設定されたときに同期
させることなく、上記ディジタルフィルタ１８₁〜１８
_nを通過した振動検出信号ｂ₁〜ｂ_nを極めて減衰効果
の高いフィルタに通して、振動の影響を排除した出力レ
ベルとし、この出力レベルに基づき算出することにより
更新する。

【００２１】前記床振動算出手段２０において使用する
セル感度比κは、セル感度比設定手段２５から与えられ
る。セル感度比更新手段２６は、前記床振動補正手段２
２₁〜２２_nや床振動算出手段２０に入力される計量信
号ａ₁〜ａ_nおよび振動検出信号ｂ₁〜ｂ_nに基づき新
たなセル感度比κを算出し、これにより上記セル感度比
設定手段２５に設定したセル感度比κを更新するもので
ある。

【００２２】上記のように構成された組合せ計量装置に
おいては、各計量セル３₁〜３_nから出力され、かつデ
ィジタルフィルタ１７₁〜１７_nを通過した計量信号ａ
₁〜ａ_nが、零点補正されて床振動補正手段２２₁〜２
２_nに入力される。各計量セル３₁〜３_nに対応する振
動検出セル４₁〜４_nから出力された振動検出信号ｂ₁
〜ｂ_nは床振動算出手段２０に入力され、各信号ｂ₁〜
ｂ_nの振動成分とセル感度比κとに基づいて床振動によ
る上下方向の床変位が算出され、この床変位を示す信
号、つまり、感度補正された振動成分の信号ｓ₁〜ｓ_n
が各床振動補正手段２２₁〜２２_nに入力される。これ
ら床振動補正手段２２₁〜２２_nは、計量信号ａ₁〜ａ
_nから振動成分の信号ｓ₁〜ｓ_nを減算し、振動補正済
計量信号ｂｓ₁〜ｂｓ_nを組合せ演算手段２３に出力す
る。

【００２３】図６は計量装置が現場で稼働中に、図５に
示すＣＰＵ９のセル感度比更新手段２６によって、セル
感度被設定手段２５に設定されたセル感度比κを自動更
新する処理を示す。セル感度比設定手段２５には、計量
装置の出荷前の後述する調整結果に基づき、各計量セル
３₁〜３_nと対応する振動検出セル４₁〜４_nとの間の
各セル感度比κが既に設定されており、これを更新す
る。

【００２４】この場合のセル感度比κの自動更新は、前
記モード設定手段１１で零調モードに切り換えて、零点
調整を行うときに並行して行われる。すなわち、上記零
点調整は、全計量セル３₁〜３_nのうち零点調整を行う
１つ以上の計量セルを選択し、その計量ホッパー２₁〜
２_nを開放して被計量物を排出することにより無負荷の
状態とし、他の計量セルを計量運転状態として行われる
もので、選択する計量セルを順次変えることにより、全
計量セル３₁〜３_nにわたって零点調整が行われる。計
量セルを１つずつ選択して零点調整を行う場合、その零
点調整の１回のサイクルは１秒程度である。この１回の
サイクルの間、その計量セルは無負荷状態が保証される
ので、出力される計量信号は、振動成分のみを含むこと
となり、振動検出セルから出力される振動検出信号と同
一の振動を示す信号となる。したがって、両信号のレベ
ル比は、計量セルと振動検出セルのセル感度比に等しく
なる。そこで、無負荷で零点調整を行うのに並行して、
セル感度比κの自動更新処理が行われる。

【００２５】すなわち、先ず零調モードに入ったとき、
全計量セル３₁〜３_nのうち、零点調整の対象として選
択された所定個数（例えば１個）の計量セル３に対応す
る計量ホッパー２が開いて被計量物を排出させ、無負荷
状態となる。この零調モードに入ったことを確認して、
無負荷状態の計量ホッパー２が装着された計量セル３か
ら出力される計量信号出力ａ（τ）と、これに対応する
振動検出セル４から出力される振動検出信号ｂ（τ）を
一定時間の間に数回（Ｎ：例えば３回）求め、各回（時
刻τ）でのセル感度比κ（τ）を κ（τ）＝｛ａ（τ）−ａ_z｝／｛ｂ（τ）−ｂ_z｝ ……（１）として求める（図６のステップＳ１〜Ｓ４）。ここで、
ａ_z，ｂ_zは、振動を与えない状態での計量セル３およ
び振動検出セル４の出力信号、つまり先述した零点更新
手段２４によって更新された零点である。また、複数回
（Ｎ）分のセル感度比κ（τ）を求める一定時間として
は、零調モードの１サイクルのうち、零点の更新に使用
する時間を除いた時間を割り当てる。

【００２６】次に、求めた複数回（Ｎ）分のセル感度比
κ（τ）の平均値を求め、その値を、対応する計量セル
３と振動検出セル４の間のセル感度比κとし、出荷前に
セル感度比設定手段２５に設定していた初期値のセル感
度比κを更新する（ステップＳ５〜Ｓ６）。以上の処理
を、零点調整対象の計量セル３が順次選択されるのに合
わせて順次計量セル３を変えることにより、全計量セル
３₁〜３_nと対応する各振動検出セル４₁〜４_nの間の
各セル感度比κを求め、それぞれ更新する。

【００２７】ここで、計量ホッパー２が排出のために開
動したとき、その振動は計量セル３には伝わるが振動検
出セル４には伝わらないので、その振動が減衰したのち
上記セル感度比κの更新処理を開始するのが好ましい。

【００２８】なお、上記処理において計量セル３₁〜３
_nや振動検出セル４₁〜４_nの出力信号を求める場合、
振動が小さすぎると正しいセル感度比κを得ることがで
きないので、上記｛ａ（τ）−ａ_z｝と｛ｂ（τ）−ｂ
_z｝の値が、所定の基準値以上のときだけ、（１）式の
計算を行うという制限を設けてもよい。

【００２９】図７は、計量装置の稼働中にセル感度比κ
を更新する処理の第２例を示すフロー図である。この処
理においては、第１例の場合と同様に、零調モードにお
いて零点調整対象として選択された無負荷の計量セル３
の出力信号ａ（τ）と、零点ａ_zとの差分｛ａ（τ）−
ａ_z｝、および、これに対応する振動検出セル４の出力
ｂ（τ）と零点ｂ_zとの差分｛ｂ（τ）−ｂ_z｝を、そ
れぞれ一定時間Ｔの間だけ積分し、両積分値の比であ
る、 κ＝∫₀ ^T｛ａ（τ）−ａ_z｝ｄτ／∫₀ ^T｛ｂ（τ）−ｂ_z｝ｄτ…（２）としてセル感度比κを求める（ステップＮ１〜Ｎ２）。
ここで、ａ_z，ｂ_zとして、零点更新手段２４によって
更新された零点を用いること、および積分時間Ｔとし
て、零調モードの１サイクルのうち、零点の更新に使う
時間を除いた時間を割り当てることは、先の第１例の場
合と同じである。

【００３０】このようにして求めた値を計量セルと振動
検出セルの間のセル感度比κとして採用し、セル感度比
設定手段２５に設定されていたそれまでのセル感度比κ
を更新する（ステップＮ３）。以上の処理を、零点調整
対象の計量セル３と対応する各振動検出セル４とについ
て実行し、各セル感度比κをそれぞれ更新する。これに
よれば、計量セル３および振動検出セル４の出力を一定
時間積分した値を用いてセル感度比κを算出するので、
精度の高いセル感度比κを得ることができる。

【００３１】図８は、計量装置の稼働中にセル感度比κ
を更新する処理の第３例を示すフロー図である。この場
合の処理は、図６に示した第１例において、各計量セル
３について、計量セル３₁〜３_nおよび対応する振動検
出セル４₁〜４_nの瞬時出力から計算して求められる複
数回（Ｎ）分のセル感度比κを単純平均するという作業
（ステップＳ１〜Ｓ５）を、一定時間間隔、たとえば零
調モードの実行間隔で繰り返し（ステップＳ６〜Ｓ
８）、その間の所定回（Ｍ）分のセル感度比κの平均値
を求め（ステップＳ９）、その平均値でセル感度比設定
手段２５に設定するセル感度比κを更新する（ステップ
Ｓ１０）ものである。

【００３２】図９は、計量装置の稼働中にセル感動比κ
を更新する処理の第４例を示すフロー図である。この場
合の処理は、図７に示した第２例において、各計量セル
３について、計量セル３₁〜３_nおよび対応する振動検
出セル４₁〜４_nの出力を積分したものからセル感度比
κを算出するという作業（ステップＮ１〜Ｎ２）を、一
定時間間隔、たとえば上記した零調モードの実行間隔で
繰り返し（ステップＮ３〜Ｎ５）、その間の所定回
（Ｍ）分のセル感度比κの平均値を求め（ステップＮ
６）、その平均値でセル感度比設定手段２５に設定する
セル感度比κを更新する（ステップＮ７）ものである。

【００３３】図１０は、計量装置の稼働中にセル感度比
κを更新する処理の第５例を示すフロー図である。この
場合の処理は、図６に示した第１例において、計量セル
３₁〜３_nおよび対応する振動検出セル４₁〜４_nの瞬
時出力から計算して求められる複数回分のセル感度比κ
を単純平均して、新たなセル感度比κ’を算出する（ス
テップＳ１〜Ｓ６）。次に、設定済みの旧セル感度比κ
₀と新たに求めたセル感度比κ’との差分（κ’−
κ₀）を求め（ステップＳ７）、その差分の絶対値｜
κ’−κ₀｜と、予め設定した差分上限値Δκとを比較
する（ステップＳ８）。差分の絶対値｜κ’−κ₀｜が
差分上限値Δκ以下なら、上記差分（κ’−κ₀）に一
定比率αを乗算した値（κ’−κ₀）・αを上記旧セル
感度比κ₀に加算し、その値｛κ₀＋（κ’−κ₀）・
α｝で旧セル感度比κ₀を更新する（ステップＳ９）。
また、差分の絶対値｜κ’−κ₀｜が差分上限値Δκを
越える値なら、上記差分上限値Δκに上記一定比率αを
乗算した値Δκ・αを上記旧セル感度比κ₀に加算し、
その値｛κ₀＋Δκ・α｝で旧セル感度比κ₀を更新す
る（ステップＳ１０）。

【００３４】すなわち、例えば旧セル感度比κ₀が2 .0
00、新セル感度比κ’が2 .005、差分上限値Δκが0 .0
1 、一定比率αが0.1 とすると、差分0.005 の１／１０
の値0.0005を旧セル感度比2 .000に加算した値2 .0005
がセル感度比κとして更新される。また、この場合に例
えば新セル感度比κ’が2 .015とすると、差分上限値0
.01 の１／１０の値0.001 を旧セル感度比2 .000に加
算した値2 .001がセル感度比κとして更新される。

【００３５】このように、ここでは新たに求められたセ
ル感度比κ’そのもので旧セル感度比κ₀を更新せず、
差分に一定比率αを乗算した値を旧セル感度比κ₀に加
算したもので更新するので、更新されるたびにセル感度
比κが大きく変動することがなく、セル感度比κを確実
に安定した一定値に収束させることができる。

【００３６】図１１は、計量装置の稼働中にセル感度比
κを更新する処理の第６例を示すフロー図である。この
場合の処理は、図７に示した第２例において、計量セル
３₁〜３_nおよび対応する振動検出セル４₁〜４_nの出
力を積分したものから新たなセル感度比κ’を算出し
（ステップＮ１〜Ｎ３）、以下、図１０に示す第５例と
同様の手順に従い、旧セル感度比κ₀との差分に応じて
セル感度比κを更新する（ステップＮ４〜Ｎ７）もので
ある。

【００３７】図１２は、計量装置の稼働中にセル感度比
κを更新する処理の第７例を示すフロー図である。この
場合の処理は、図６に示した第１例において、計量セル
３₁〜３_nおよび振動検出セル４₁〜４_nの瞬時出力か
ら計算して求められる複数回分のセル感度比κを単純平
均して、新たなセル感度比κ’_jを求める（ステップＳ
１〜Ｓ６）。次に、設定済みの旧セル感度比κ₀と新た
に求めたセル感度比κ’_jとの差分を求め、その差分
（κ’_j−κ₀）の正負符号をチェックする（ステップ
Ｓ７）。この時点ではセル感度比の更新は行わず、以
後、たとえば各計量セル３に零点調整が行われるごとに
ステップＳ１〜Ｓ７の処理を所定回（Ｍ）だけ繰り返し
（ステップＳ８〜Ｓ９）、その間、求められたＭ回分の
差分符号が同一符号として続いた場合のみ、旧セル感度
比κ₀に予め設定した更新値Δκを加減算し、その値
（κ₀±Δκ）で旧セル感度比κ₀を更新する（ステッ
プＳ１０，Ｓ１１）。すなわち、差分符号として正の符
号が連続した場合には更新値Δκを加算し、負の符号が
連続した場合には更新値Δκを減算する。

【００３８】例えば旧セル感度比κ₀が2 .00 、更新値
Δκを0 .01 とした場合、このとき予め設定した回数に
わたって新たなセル感度比κ’を求めた結果、常に新セ
ル感度比κ’と旧セル感度比κ₀との差分（κ’−
κ₀）の符号が正であった場合には、その時点で旧セル
感度比2 .000に更新値0 .01 を加算した値2 .01 がセル
感度比κとして更新される。設定回数（Ｍ）にわたって
差分（κ’−κ₀）の符号が負であった場合には、旧セ
ル感度比2 .000から更新値0 .01 を差し引いた値1.99
がセル感度比κとして更新される。

【００３９】この場合も、新たに求められたセル感度比
κ’そのもので旧セル感度比κ₀を更新するのではな
く、新たに求められたセル感度比κ’が旧セル感度比κ
₀を上回る状態あるいは下回る状態が所定回数（Ｍ）連
続した場合に限り、旧セル感度比κ₀に一定の更新値Δ
κを加減算した値（κ₀±Δκ）で旧セル感度比κ₀を
更新するので、更新されるたびにセル感度比κが大きく
変動することがなく、セル感度比κを確実に安定した一
定値に収束させることができる。

【００４０】図１３は、計量装置の稼働中にセル感度比
κを更新する処理の第８例を示すフロー図である。この
場合の処理は、図７に示した第２例において、計量セル
３₁〜３_nおよび振動検出セル４₁〜４_nの出力を積分
したものから新たなセル感度比κ’_jを求めて差分
（κ’_j−κ₀）の正負符号をチェックし（ステップＮ
１〜Ｎ４）、たとえば各計量セル３に零点調整が行われ
るごとに同じ手法により新たにセル感度比κ’_jを求め
（ステップＮ５，Ｎ６）、以下、図１２に示す第７例と
同様の手順により、セル感度比κを更新する（ステップ
Ｎ７，Ｎ８）。

【００４１】図１４は、計量装置の稼働中にセル感度比
κを更新する処理の第９例を示すフロー図である。この
場合の処理は、図６に示した第１例において、計量セル
３₁〜３_nおよび振動検出セル４₁〜４_nの瞬時出力か
ら計算して求められる複数回分のセル感度比κを単純平
均して、新たなセル感度比κ’を算出する（ステップＳ
１〜Ｓ６）。旧セル感度比κ₀に基づき床振動補正する
のと並行して、新セル感度比κ’を使用して床振動補正
手段２２₁〜２２_nから出力される振動補正済計量信号
ｂｓ₁〜ｂｓ_nを求める処理を行い、新セル感度比κ’
を使用した場合の振動補正済計量信号ｂｓ₁〜ｂｓ
_nと、旧セル感度比κ₀を使用した場合の振動補正済計
量信号ｂｓ₁〜ｂｓ_nとを比較する（ステップＳ７）。
その比較により新たなセル感度比κ’を使用した方が床
振動の影響の補正効果が高いと判定された場合に限り、
セル感度比設定手段２５に設定するセル感度比κを新た
なセル感度比κ’で更新する（ステップＳ８，Ｓ９）。
上記補正効果の判定は、たとえば安定判定器を用いて、
振動補正済計量信号ｂｓ₁〜ｂｓ_nの振動減衰による安
定化時間の長短を判別することにより行われる。

【００４２】図１５は、計量装置の稼働中にセル感度比
κを更新する処理の第１０例を示すフロー図である。こ
の場合の処理は、図７に示した第２例において、計量セ
ル３₁〜３_nおよび振動検出セル４₁〜４_nの出力を積
分したものから新たなセル感度比κ’を算出する（ステ
ップＮ１〜Ｎ３）。以下、図１４に示す第９例と同様の
手順により、新たなセル感度比κ’の方が床振動の影響
の補正効果が高い場合のみ、セル感度比κを更新する
（ステップＮ４〜Ｎ６）。

【００４３】上記各実施形態において、セル感度比κの
更新回数を予め定め、その回数に達した時点でセル感度
比κの更新を終わるようにプログラムを設定してもよ
い。この場合には、セル感度比κの調整を自動的に完了
させることができる。

【００４４】上記各実施形態では、計量装置の稼働中に
セル感度比κを更新したが、このような更新は計量装置
の出荷前の調整段階で行うこともできる。たとえば、図
６に示した処理手順に従って行う。図６において、先ず
全計量セル３₁〜３_nのうち、適宜選択した所定個数
（例えば４個）の計量セル３に対応する計量ホッパー２
を開閉駆動するという模擬運転を無負荷状態のもとで行
って振動を与え、このとき開閉駆動されない計量ホッパ
ー２に対応する計量セル３から出力される計量信号ａ
（τ）と、これに対応する振動検出セル４から出力され
る振動検出信号ｂ（τ）を一定時間の間に数回（Ｎ：例
えば３回）求め、各回（時刻τ）でのセル感度比κ
（τ）を κ（τ）＝｛ａ（τ）−ａ_z｝／｛ｂ（τ）−ｂ_z｝ ……（１）として求める（ステップＳ１〜Ｓ４）。ここで、ａ_z，
ｂ_zは、振動を与えない状態での計量セル３および振動
検出セル４の出力信号、つまり先述した零点更新手段２
４によって更新された零点である。また、複数回（Ｎ）
分のセル感度比κ（τ）を求める一定時間としては、例
えば１０〜２０秒程度を割り当てる。

【００４５】次に、求めた複数回（Ｎ）分のセル感度比
κ（τ）の平均値を求め、その値を対応する計量セル３
と振動検出セル４の間のセル感度比κとし、それまでセ
ル感度比設定手段２５に設定していた初期値のセル感度
比κを更新する（ステップＳ５，Ｓ６）。初期値のセル
感度比κとしては、例えば理論計算による値を使用す
る。以上の処理を、開閉駆動する計量ホッパー２を順次
変えることにより、全計量セル３₁〜３_nと対応する各
振動検出セル４₁〜４_nとの間の各セル感度比κを求
め、それぞれ更新する。

【００４６】ここで、自分自身の計量ホッパー２を開閉
駆動するとき、その計量セル３の出力信号ａをセル感度
比κの算出に使用しないのは、自分自身の計量ホッパー
２の開閉による振動はフレームＦＲの振動として振動検
出セル４に加わらないので、正しいセル感度比κを得る
ことができないからである。なお、上記処理において計
量セル３₁〜３_nや振動検出セル４₁〜４_nの出力信号
を求める場合、振動が小さすぎると正しいセル感度比κ
を得ることができないので、上記｛ａ（τ）−ａ_z｝と
｛ｂ（τ）−ｂ_z｝の値が、所定の基準値以上のときだ
け、（１）式の計算を行うという制限を設けてもよい。

【００４７】計量装置の出荷前の調整段階で行うセル感
度比の更新は、図７〜図１５に示した第２例〜第１０例
と同様な処理によっても行うことができる。

【００４８】また、出荷前の調整を行う上記実施形態で
は、計量装置自身に搭載された計量ホッパーの開閉によ
り模擬の床振動を起こしてセル感度比の算出に利用した
が、計量装置全体を加振機の上に設置して、加振機によ
り模擬の床振動を起こしてもよい。さらには、計量装置
全体を例えば柔らかいゴムの上に設置し、計量ホッパー
の開閉などに伴う計量装置自身の動作により疑似の床振
動を加えるようにしてもよい。

【００４９】図１６は、本発明の第２の実施形態による
組合せ計量装置におけるＣＰＵ９の内部構成を示すブロ
ック図である。同図において、図５に示す先の実施形態
のＣＰＵ９の内部構成と相違する点は、安定判定器２７
を付加した点である。この場合、セル感度比更新手段２
６では、図１４および図１５に示す第９例および第１０
例の自動更新処理のプログラムが用いられる。そのプロ
グラムにおいて、新セル感度比κ’を使用した場合の振
動補正済計量信号ｂｓ₁〜ｂｓ_nと、旧セル感度比κ₀
を使用した場合の振動補正済計量信号ｂｓ₁〜ｂｓ_nと
を比較して、いずれのセル感度比κを使用した方が床振
動の影響の補正効果が高いかを判定する処理は、振動が
減衰した時点（振動減衰の早さ）を判定する上記安定判
別器２７が担う。その他の構成は先の実施形態と同様で
ある。

【００５０】なお、前記各実施形態は、全計量セル３₁
〜３_nに対して振動検出セル４₁〜４_nを１対１に対応
させて配置し、各計量セルの計量信号から床振動の影響
を除去する場合について示したが、平面的に配置されて
いる全計量セルと１対１に対応させないで、同じ平面に
３個以上の振動検出セルを配置することにより、上記平
面上での必要な点の振動成分を算出し、それによって各
計量セルの出力から床振動の影響を除去するようにした
面計算方式による場合にも、上述した各実施形態と同様
の手法を適用することにより精度の高い計量を行うこと
ができる。

【００５１】以下に、上記面計算方式の原理を説明す
る。その説明にあたって、図１７に示すように、ＸＹ平
面（水平面）上の点（ｘ，ｙ）の位置に計量セルまたは
振動検出セル（以下ロードセルという）が固定されてい
るとする。ＸＹ平面の挙動は、Ｘ軸回りの回転、Ｙ軸回
りの回転、およびＸＹ平面に垂直な軸（Ｚ軸）方向の運
動からなる。それ以外の運動は、ここで使用するロード
セルでは検出しないので、ここでは論じない。

【００５２】ここで、Ｘ軸回りの回転運動で生じる垂直
（Ｚ軸）方向成分の運動をＢ（ｔ），Ｙ軸回りの回転運
動で生じる垂直（Ｚ軸）方向の運動をＡ（ｔ）、Ｚ軸方
向の運動をＣ（ｔ）とすると、点Ｐの位置でのロードセ
ルの出力のうち、床の振動成分Ｖ_p（ｔ）は、Ｖ_p（ｔ）＝ｘ・Ａ（ｔ）＋ｙ・Ｂ（ｔ）＋Ｃ（ｔ） ……（３）となる。

【００５３】ところで、床の振動モードは、（３）式に
おけるＡ（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｃ（ｔ）を求めればよいの
で、これを求めるためには、一直線上にない３点で床の
運動を検出する。すなわち、３元一次連立方程式を解け
ばよい。これにより、各計量セルに１対１に対応しない
３個以上の振動検出セルの出力から、各計量セルの設置
位置での床振動成分を求めることができる。この場合に
求められる床振動成分は、計量セルと、振動検出セルの
出力信号に基づいて求められた計量セル設置位置の床振
動に起因した振動成分との間の感度比で補正する必要が
あるが、その感度比も先の各実施形態と同様の手法で更
新して計量精度を高めることができる。なお、この場合
の感度比については、上記（３）式における各項Ａ
（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｃ（ｔ）ごとに個別に求めるように
してもよい。

【００５４】図１８は、上記面計算方式により計量セル
設置位置の床振動に起因した振動成分を算出する実施形
態の場合に、前記フレームＦＲに設けられた各計量セル
３₁〜３_nと、同じフレームＦＲに設けられた各振動検
出セル４₁〜４_mとの配置例を概略的に示す平面図であ
る。各振動検出セル４₁〜４_mは、各計量セル３₁〜３
_nと１対１に対応させておらず、個数も異なる。

【００５５】図１９は、上記計量方式を採用する実施形
態において、図５に示したものと同等の機能を担うＣＰ
Ｕ９の内部の構成を示すブロック図である。同図におい
て、ディジタルフィルタ１８₁〜１８_mおよび零点補正
手段２８₁〜２８_mは、図１８に示す振動検出セル４₁
〜４_mと１対１に対応させてｍ個設けられており、零点
補正手段２８₁〜２８_mの次段には、零点補正手段２８
₁〜２８_mを通過してきた振動検出信号ｂ₁〜ｂ_mに基
づき、各計量セル３の設置位置の床振動に起因した振動
成分ｃ₁〜ｃ_nを算出する面計算手段２９が設けられて
いる。この面計算手段２９では、上記振動検出信号ｂ₁
〜ｂ_mから（３）式におけるＡ（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｃ
（ｔ）を求め、これにより特定された床の振動モードに
各計量セル３の設置位置の座標値（ｘ，ｙ）を代入する
ことで、各計量セル３₁〜３_nの設置位置での振動成分
ｃ₁〜ｃ_nが算出される。この振動成分ｃ₁〜ｃ_nと、
零点補正手段２１₁〜２１_nを通過した計量信号ａ₁〜
ａ_nとは感度比更新手段２６Ａに入力される。

【００５６】上記感度比更新手段２６Ａは、各計量セル
３₁〜３_nと振動検出セル群４₁〜４_mとの間の感度比
を更新するものである。感度比設定手段２５Ａは、各計
量セル３₁〜３_nと振動検出セル群４₁〜４_mとの間の
感度比を設定するものである。上記感度比更新手段２６
Ａは、例えば、計量セル３₁〜３_nを１つずつ選択して
無負荷状態にし、その計量信号を振動成分のみとしたう
えで、この計量信号と、上記計算されたその計量セル３
の設置位置での振動成分ｃとの比較から、新たな感度比
κを算出して、旧い感度比を更新する。感度比更新手段
２６Ａで更新された感度比κは、感度比設定手段２５Ａ
に設定される。なお、感度比更新手段２６Ａでは、各計
量セル３₁〜３_nからの出力信号ａ₁〜ａ_nと、振動検
出セル群４₁〜４_mの出力信号ｂ₁〜ｂ_mに基づき計算
した上記振動成分ｃ₁〜ｃ_nとから、先のセル感度比κ
に相当する結果を算出するので、その値を「セル感度
比」とせず「感度比」としているが、処理の手順は全く
同じである。

【００５７】また、上記面計算手段２９で算出された各
計量セル３の設置位置での振動成分ｃ₁〜ｃ_nは次段の
床振動算出手段２０にも送られ、ここで各振動成分ｃ₁
〜ｃ_nに感度比設定手段２５の感度比κが乗算される。
その他の構成は図５の場合と同じである。

【００５８】図２０は、上記計量方式を採用する別の実
施形態において、図１６に示したものと同等の機能を担
うＣＰＵ９の内部の構成を示すブロック図である。すな
わち、ここでは図１９の構成に図１６における安定判別
器２７を付加したものである。安定判別器２７以外の機
能は図１９のものと同じである。

【００５９】上記各実施形態では、振動検出セル４から
出力される振動検出信号ｂや、その振動係止信号ｂに基
づく面計算から求められる振動成分ｃの方を感度補正し
た、つまり振動検出信号ｂや振動成分ｃにセル感度比
（または感度比）κを乗算したが、計量信号ａの方を感
度補正してもよい（１／κを乗算する）。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、計量セ
ルと振動検出セル間の感度比κを設定し、この感度比κ
により上記計量信号ａおよび振動検出信号ｂの少なくと
も一方を補正してセル感度補正済信号を生成するととも
に、計量セルおよび振動検出セルから出力される床振動
に起因した振動成分のレベル比較に基づいて、上記セル
感度比κを更新するので、何らかの原因でセル感度比が
変動しても、その変動に追従して床振動の影響を十分に
除去し、高精度の計量を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による組合せ計量装置の
信号処理系の概略構成を示すブロック図である。

【図２】同組合せ計量装置の正面図である。

【図３】同組合せ計量装置におけるフレームでの計量セ
ルおよび振動検出セルの配置構成を示す平面図である。

【図４】同組合せ計量装置に使用するロードセルの説明
図である。

【図５】同組合せ計量装置におけるＣＰＵの内部構成を
示すブロック図である。

【図６】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比更
新処理の第１例を示すフロー図である。

【図７】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比更
新処理の第２例を示すフロー図である。

【図８】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比更
新処理の第３例を示すフロー図である。

【図９】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比更
新処理の第４例を示すフロー図である。

【図１０】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比
更新処理の第５例を示すフロー図である。

【図１１】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比
更新処理の第６例を示すフロー図である。

【図１２】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比
更新処理の第７例を示すフロー図である。

【図１３】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比
更新処理の第８例を示すフロー図である。

【図１４】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比
更新処理の第９例を示すフロー図である。

【図１５】同組合せ計量装置の稼働中に行うセル感度比
更新処理の第１０例を示すフロー図である。

【図１６】本発明の第２実施形態による組合せ計量装置
のＣＰＵの内部構造を示すブロック図である。

【図１７】面計算による床振動補正方法の説明図であ
る。

【図１８】面計算方式の場合におけるフレームでの計量
セルおよび振動検出セルの配置構成を示す平面図であ
る。

【図１９】本発明の第３実施形態による組合せ計量装置
のＣＰＵの内部構造を示すブロック図である。

【図２０】本発明の第４実施形態による組合せ計量装置
のＣＰＵの内部構造を示すブロック図である。

【符号の説明】

３₁〜３_n…計量セル、４₁〜４_n…振動検出セル、２
０…床振動算出手段（セル感度補正手段）、２２₁〜２
２_n…床振動補正手段、２５…セル感度比設定手段、２
５Ａ…感度比設定手段、２６…セル感度比更新手段、２
６Ａ…感度比更新手段、Ｘ１〜Ｘｎ…被計量物、ａ₁〜
ａ_n…計量信号、ｂ₁〜ｂ_m，ｂ_n…振動検出信号、ｃ
₁〜ｃ_n…振動成分、ｓ₁〜ｓ_n…床振動成分、ｂｓ₁
〜ｂｓ_n…振動補正済計量信号。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計量セルで被計量物を計量して、その重
量に対応した計量信号ａを出力し、前記計量セルと同一
の床に設置された振動検出セルから出力される振動検出
信号ｂに基づいて求められた上下方向の床変位により、
上記計量信号ａから床の振動成分を除去した振動補正済
信号を生成する計量方法であって、計量セルと振動検出セル間のセル感度比κを設定し、こ
のセル感度比κにより、上記計量信号ａおよび振動検出
信号ｂの少なくとも一方を補正するとともに、計量セル
および振動検出セルから出力される床振動に起因した振
動成分のレベル比較に基づいて、上記セル感度比κを更
新する計量方法。
【請求項２】被計量物を計量して、その重量に対応し
た計量信号ａを出力する計量セルと、この計量セルと同
一の床に設置された振動検出セルと、上記振動検出セル
から出力される振動検出信号ｂに基づいて求められた上
下方向の床変位により、上記計量信号ａから床の振動成
分を除去した振動補正済信号を生成する床振動補正手段
とを備えた計量装置であって、計量セルと振動検出セル間のセル感度比κを設定するセ
ル感度比設定手段と、上記計量信号ａおよび振動検出信号ｂの少なくとも一方
を上記セル感度比κで補正してセル感度補正済信号を生
成するセル感度補正手段と、計量セルおよび振動検出セルから出力される床振動に起
因した振動成分のレベル比較に基づいて、上記セル感度
比κを更新する更新手段とを備えた計量装置。
【請求項３】計量セルで被計量物を計量して、その重
量に対応した計量信号ａを出力し、前記計量セルと同一
の床に設置された３つ以上の振動検出セルから出力され
る振動検出信号ｂに基づいて算出された計量セル設置位
置での上下方向の床変位により、上記計量信号ａから床
の振動成分ｃを除去した振動補正済信号を生成する計量
方法であって、各計量セルと振動検出セル群間の感度比κを設定し、こ
の感度比κにより、上記計量信号ａおよび計量セル設置
位置の床振動に起因する振動成分ｃの少なくとも一方を
補正するとともに、計量セルから出力される床振動に起
因した振動成分と、上記算出された振動成分ｃとのレベ
ル比較に基づいて、上記感度比κを更新する計量方法。
【請求項４】被計量物を計量して、その重量に対応し
た計量信号ａを出力する計量セルと、この計量セルと同
一の床に設置された３つ以上の振動検出セルと、上記振
動検出セルから出力される振動検出信号ｂに基づいて算
出された計量セル設置位置での上下方向の床変位によ
り、上記計量信号ａから床の振動成分ｃを除去した振動
補正済信号を生成する床振動補正手段とを備えた計量装
置であって、各計量セルと振動検出セル群間の感度比κを設定する感
度比設定手段と、上記計量信号ａおよび計量セル設置位置の床振動に起因
する振動成分ｃの少なくとも一つを上記感度比κで補正
して感度補正済信号を生成する感度補正手段と、計量セルから出力される床振動に起因した振動成分と、
上記算出された振動成分ｃとのレベル比較に基づいて、
上記感度比κを更新する更新手段とを備えた計量装置。