JPH109939A - 電子天びん - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピーク検出機能を選択して試料の圧縮破壊荷
重等を測定するに当たり、荷重の変化速度を速くしても
常に正確なピーク値を検出することのできる電子天びん
を提供する。 【解決手段】 互いに時定数の異なる２つ以上のフィル
タ３ａ〜３ｃと、その切り換え手段２を備え、ピーク検
出機能の選択操作に切り換え手段２が連動して、荷重検
出部１の出力がより時定数の小さいフィルタを介して演
算部５に取り込まれるように構成することで、ピーク検
出機能の選択時に常に実荷重に対して高速応答のもとに
変化する荷重データを演算部に取り込み、正確なピーク
検出を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子天びんに関し、
更に詳しくは、皿上荷重のピーク検出機能を備えた電子
天びんに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子天びんにおいては、一般に、皿上荷
重に対応した電気信号を発生する荷重検出部からの出力
を、フィルタを通すことによって外乱振動等に起因する
ふらつき等を除去したうえで、荷重データとして演算部
に取り込み、皿上荷重値を決定して表示器に表示する。

【０００３】このような電子天びんにおいて、従来、互
いに異なる時定数を持つ複数のフィルタとその選択手段
を備え、天びんの使用環境における振動の程度や、測定
目的等に応じて、使用するフィルタを選択し得るように
したものが知られている。

【０００４】また、従来、ピーク検出機能を備え、通常
の測定動作とピーク検出動作とを選択し得るようにした
電子天びんが知られている。ピーク検出機能は、演算部
に刻々と取り込まれる荷重データから、皿上荷重のピー
ク値を検出して表示器に表示する機能であり、例えば試
料の圧縮破壊荷重や引張破断荷重などを測定する際に用
いられる。すなわち、例えば皿上の試料に対して徐々に
増大する圧縮荷重を加えて試料を圧縮破壊させたとき、
皿上荷重は徐々に増大して試料の破壊時にピーク値に達
するが、ピーク検出機能を動作させておくことにより、
そのピーク値が自動的に検出されて表示されるため、そ
の表示値から試料の圧縮破壊荷重値を知ることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ピーク検出
機能を備えた従来の電子天びんにおいては、スイッチや
キー等の操作によってピーク検出機能を選択できるよう
になっているが、ピーク検出機能を選択している状態に
おいて、フィルタの時定数が大きい場合には演算部に取
り込まれる荷重データが既に鈍っている関係上、正確な
ピーク値を検出するためには、例えば圧縮破壊荷重を求
めるに際しては圧縮荷重の変化速度を遅くする必要があ
り、測定に長時間を要するという問題がある。

【０００６】ピーク検出機能と、複数のフィルタとその
選択手段とを併せ持った電子天びんにあっては、ピーク
検出機能を選択する際に、使用者が時定数の小さいフィ
ルタを同時に選択すれば以上のような不具合は改善され
るものの、従来のこの種の天びんではピーク検出機能の
選択とフィルタの選択とは全く無関係に行われるため、
例えば、通常の測定機能を選択し、かつ、その測定目的
等に応じて表示の応答性よりも荷重表示値の正確さを追
求すべく時定数の大きなフィルタが選択されている状態
において、ピーク検出機能に切り換えた場合、同時にフ
ィルタを時定数の小さいものに切り換えるという保証は
なく、従って上記した問題は解消されない。

【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、ピーク検出機能を選択して試料の圧縮破壊荷重
や引張破断荷重を測定するに当たり、荷重の変化速度を
比較的速くしても、常に正確なピーク値を検出すること
のできる電子天びんの提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、本発明の電子天びんは、皿上荷重を検出す
る荷重検出部からの出力をフィルタを介して荷重データ
として演算部に取り込むとともに、その演算部は、荷重
データから皿上荷重値を決定して表示器に表示する通常
測定機能と、荷重データの経時的変化から皿上荷重のピ
ーク値を決定して表示器に表示するピーク検出機能を含
み、選択手段によりこれらの各機能を選択的に動作させ
得るよう構成された電子天びんにおいて、互いに時定数
の異なる少なくとも２種類のフィルタと、そのフィルタ
の切り換え手段を備え、選択手段によりピーク検出機能
が選択されたときには、切り換え手段が連動して、荷重
検出部からの出力がより時定数の小さいフィルタを介し
て演算部に取り込まれるよう構成されていることによっ
て特徴づけられる。

【０００９】ここで、本発明で言うフィルタとは、入力
信号を所定の時定数のもとに処理してある周波数以上の
成分をカットするいわゆるローパスフィルタであり、そ
のような機能を持つ回路であれば、その名称は問わな
い。すなわち、例えばＡ−Ｄ変換器、特に二重積分型の
Ａ−Ｄ変換器は、その変換インターバルに応じた時定数
を持つフィルタとして機能するため、本発明におけるフ
ィルタには、この種のＡ−Ｄ変換器もが包含される。従
って、例えば二重積分型のＡ−Ｄ変換器で、その変換イ
ンターバルを複数に選択可能なものについては、本発明
における「互いに時定数の異なる少なくと２種のフィル
タ」と見なされる。

【００１０】また、本発明におけるフィルタは、アナロ
グフィルタのほか、時系列デジタルデータを入力信号と
し、これをデジタル演算によってフィルタリングした上
で時系列デジタルデータとして出力する、いわゆるデジ
タルフィルタをも含む。

【００１１】更に、本発明においては、互いに時定数の
異なる少なくとも２種のフィルタを有するのであるが、
これらの複数のフィルタは、通常測定機能の選択時にお
いて選択自在としてもよいし、しなくともよい。また、
これらの複数のフィルタを通常測定機能の選択時に選択
自在とする場合には、ピーク検出機能の選択時において
自動的に選択される「より時定数の小さいフィルタ」
は、ピーク検出機能の選択時のみに専用的に選択される
ものとしてもよいし、通常測定機能の選択時において選
択可能なフィルタに含まれてもよい。

【００１２】本発明の構成によれば、ピーク検出機能を
選択したときに、切り換え手段が連動して自動的により
時定数の小さいフィルタが選択される。従って、ピーク
検出機能を選択した場合には、常に実荷重に対して高速
応答のもとに変化する荷重データが演算部に供給され、
比較的速い速度で荷重を変化させても、正確な圧縮破壊
荷重等を測定することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の模式
的構成を示すブロック図である。荷重検出部１は、例え
ば電磁力平衡型の公知の検出部であり、皿１ａ上の荷重
に対応した電気信号を出力する。この荷重検出部１から
の出力は、フィルタ切り換え部２を介して３つのフィル
タ３ａ，３ｂおよび３ｃのうちのいずれかに入力された
後、Ａ−Ｄ変換器４によってデジタル化される。３つの
フィルタ３ａ，３ｂおよび３ｃの時定数は、３ａが最も
大きく３ｃが最も小さい。

【００１４】Ａ−Ｄ変換器４の出力は、荷重データとし
て演算部５に取り込まれる。演算部５は、荷重データを
スパン係数等と称される公知の変換係数を用いて荷重値
に換算する荷重換算部５１と、荷重データの経時的変化
からそのデータのピーク値を検出するピーク検出部５２
を含んでいる。

【００１５】また、演算部５には、通常測定機能とピー
ク検出機能のいずれかを選択するための機能選択スイッ
チ６と表示器７が接続されている。機能選択スイッチ６
によって通常測定機能が選択されている状態において
は、Ａ−Ｄ変換器４からの荷重データは荷重換算部５１
に導入されて荷重値に換算された後、表示器７に表示さ
れる。また、機能選択スイッチ６によりピーク検出機能
が選択されている状態においては、荷重データは一旦ピ
ーク検出部５２に導入されてピーク値が検出された後、
その検出されたピーク値が荷重換算部５１に導入されて
荷重値に換算された後、表示器７に表示される。なお、
この演算部５は、実際にはマイクロコンピュータとその
プログラム装置を含む周辺機器によって構成される。

【００１６】前記したフィルタ切り換え部２にはフィル
タ選択スイッチ８が接続されており、このフィルタ選択
スイッチ８の操作によって、３つのフィルタのうち、最
も時定数の小さいフィルタ３ｃを除く２つのフィルタ３
ａと３ｂのいずれかに荷重検出部１からの出力を選択的
に導くことができるようになっている。また、フィルタ
切り換え部２には、機能選択スイッチ６からの選択信号
が供給されており、この機能選択スイッチ６によってピ
ーク検出機能が選択された時には、フィルタ切り換え部
２はこれと連動して、荷重検出部１からの出力を最も時
定数の小さいフィルタ３ｃに導くように動作する。

【００１７】以上の本発明の実施の形態において、機能
選択スイッチ６により通常測定機能が選択されている状
態では、天びん使用者は、フィルタ選択スイッチ８を操
作することによって、天びんの使用環境や測定目的に応
じて２つのフィルタ３ａと３ｂのいずれかを選択するこ
とができ、例えば使用環境における振動が比較的大きい
場合、あるいは表示の応答は遅くてもいいから正確な荷
重値を知りたい場合には時定数の大きなフィルタ３ａを
選択し、使用環境における振動が比較的小さい場合、あ
るいは測定精度はそれほど要求されないものの迅速な測
定作業が要求される場合にはより時定数の小さなフィル
タ３ｂを選択する、といった使用が可能である。

【００１８】一方、機能選択スイッチ６によりピーク検
出機能を選択すると、それに連動して最も時定数の小さ
いフィルタ３ｃが自動的に選択される。従って、このピ
ーク検出機能を選択して試料の圧縮破壊荷重等を測定す
る場合には、フィルタ選択スイッチ８を操作することな
く、ピーク検出部５２には常に最も時定数の小さいフィ
ルタ３ｃを通過した、皿１ａ上の実荷重に対して鋭敏に
応答する荷重データが供給されることになり、圧縮荷重
等の変化速度を速くしても正確なピーク値を検出するこ
とができる。

【００１９】なお、以上の実施の形態では、フィルタを
３つ設け、そのうちの最も時定数の小さいフィルタ３ｃ
については、通常測定機能の選択時においては選択でき
ないようにしたが、このフィルタ３ｃについても通常測
定機能の選択時において選択可能としてもよく、また、
フィルタの数を２つとするとともに、フィルタ選択スイ
ッチを無くして、通常の測定機能の選択時においてはよ
り時定数の大きいフィルタが、ピーク検出機能の選択時
においてはより時定数の小さいフィルタが、それぞれ自
動的に選択されるように構成してもよい。

【００２０】また、以上の実施の形態では、Ａ−Ｄ変換
器４の前段にフィルタ切り換え部２と複数のフィルタ、
つまりアナログフィルタを設けたが、各フィルタをデジ
タルフィルタとし、これらをＡ−Ｄ変換器４の後段に配
置しても、全く同等の効果を奏することができる。

【００２１】更に、以上の実施の形態において、Ａ−Ｄ
変換器４の変換インターバルを変更可能なものとする場
合、ピーク検出機能の選択時に、これに連動してフィル
タ３ｃを選択することと併せて、Ａ−Ｄ変換器４の変換
インターバルを短くする機能を持たせることによって、
皿上の実荷重に対して鋭敏に応答するアナログ信号が、
短いインターバルのもとにデジタル化されてピーク検出
部５２に導かれることになり、ピーク値の検出精度はよ
り正確なものとなる。

【００２２】更にまた、以上のような変換インターバル
を変更可能なＡ−Ｄ変換器を用いる場合、特にそれを二
重積分型のＡ−Ｄ変換器とする場合には、先の実施の形
態において用いたようなフィルタ３ａ〜３ｃを不要とす
ることができる。すなわち、二重積分型のＡ−Ｄ変換器
は、基本的には変換インターバルに応じた時間（サンプ
リング周期）だけ入力アナログ信号を積分した結果を基
にデジタル信号を生成する関係上、そのデジタル出力
は、アナログ入力に対して変換インターバルに応じた時
定数のフィルタを通す場合と同等の結果を伴った値とな
る。従って、このような方式に基づくＡ−Ｄ変換器で、
しかも変換インターバル（サンプリング周期）の可変型
のものを用いる場合には、ピーク検出機能の選択操作に
連動してＡ−Ｄ変換器の変換インターバルを自動的によ
り短くすれば、そのＡ−Ｄ変換器と変換インターバルの
自動切り換え手段が、実質的に互いに異なる時定数を持
つ複数のフィルタとその切り換え手段を構成することに
なり、別途複数のフィルタとその切り換え手段を設ける
ことなく、先の実施の形態と同等の作用効果を奏するこ
とができる。なお、この場合においても、先の例と同様
に互いに異なる時定数を持つ複数のフィルタの自動選択
と併用してもよいことは言うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ピーク
検出機能の選択操作に連動して、互いに異なる時定数を
持つ少なくとも２つのフィルタのうち、より時定数の小
さいフィルタが自動的に選択されるから、ピーク検出機
能の選択時には常に実荷重に対して高速応答のもとに変
化する荷重データを用いたピーク検出が行われ、試料の
圧縮破壊荷重や引張破断荷重等の測定に際して、荷重の
変化速度を速くしても正確なピーク荷重を表示すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の模式的構成を示すブロッ
ク図

【符号の説明】

１ 荷重検出部 １ａ 皿 ２ フィルタ切り換え部 ３ａ，３ｂ，３ｃ フィルタ ４ Ａ−Ｄ変換器 ５ 演算部 ５１ 荷重換算部 ５２ ピーク検出部 ６ 機能選択スイッチ ７ 表示器 ８ フィルタ選択スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 皿上荷重を検出する荷重検出部からの出
   力をフィルタを介して荷重データとして演算部に取り込
   むとともに、その演算部は、上記荷重データから皿上荷
   重値を決定して表示器に表示する通常測定機能と、上記
   荷重データの経時的変化から皿上荷重のピーク値を決定
   して表示器に表示するピーク検出機能を含み、選択手段
   により上記各機能を選択的に動作させ得るよう構成され
   た電子天びんにおいて、互いに時定数の異なる少なくと
   も２種類のフィルタと、そのフィルタの切り換え手段を
   備え、上記選択手段によりピーク検出機能が選択された
   ときには、上記切り換え手段が連動して、荷重検出部か
   らの出力がより時定数の小さいフィルタを介して演算部
   に取り込まれるよう構成されていることを特徴とする電
   子天びん。