JPH11108752A - 測定環境の評価機能を有する電子秤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子天秤等の電子秤が配置された環境を電子
秤が評価し、この評価結果により自動で、或いは手動で
計測結果の演算に最適な処理方法を選択する。 【解決手段】 Ａ／Ｄ変換部６から出力される荷重測定
機構部計測データがサンプリングされ、この計測データ
の変動状態がチェック手段８でチェックされるととも
に、環境評価手段においてチェックされた変動状態から
電子秤の配置された環境が評価され、その評価が表示手
段４に表示される。電子秤使用者は表示されか環境評価
と、自己の必要とするデータの精度等から所定のフィル
タを手動により設定し、或いはこの環境評価に対応して
中央処理装置が最適フィルタを記憶手段から選出設定す
る。荷重測定機構部から出力される計測データはこの設
定されたフィルタを用いて演算処理され測定荷重が出力
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は測定環境を評価し、
かつその環境評価に基づいて荷重測定の演算処理方法を
使用者が主体的に選択することを可能にした電子秤に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子天秤と称される電磁平衡式の
電子秤では、時系列的に出力される多数の測定データを
平均化等の処理を行なうことにより重量計測の表示（計
量表示）として出力するよう構成されている。この場
合、振動や空気の流動等が外乱として作用し、測定結果
が安定せず、表示が刻々変化して所謂表示のバラツキが
生じることがある。このような事態に対処するため、最
近の装置ではデジタル処理された測定データから計量表
示を行なう演算過程において、測定環境に対応して計量
値を安定させるための演算処理プログラム、即ちデジタ
ルフィルタ（以下単に「フィルタ」とする）を選択した
り、測定データの平均化のためのデータ取得数を調整し
たりする等して計量表示の安定を図る装置が提案されて
いる。

【０００３】フィルタを有する装置のうち、初期の装置
では上記フィルタの選択は電子天秤の使用者が手動によ
り行うよう構成されている。即ち何種類かフィルタを選
択して試験し、選択したフィルタによる表示のバラツキ
をチエックし、必要なら再度フィルタを選択してチェッ
クするという方法を繰り返すことにより適当なフィルタ
を設定する方法が実施されていた。しかしこの方法は、
天秤使用者がその試行錯誤の中からフィルタを恣意的に
選択するものであり、データ選択に手数がかかり、しか
もその労力にも係わらず、選択されたフィルタがその測
定環境および電子天秤使用者が欲しいデータの精度に関
して最適であるという保証はない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上の点に鑑み、電子
天秤の配置されている環境において最適なフィルタを自
動的に選択するよう構成した電子天秤が提案されてい
る。この装置は、例えば無負荷時、或いは分銅負荷時
等、電子天秤に対する負荷が変動しない状態における計
測データの安定度を測定することによって電子天秤の配
置されている環境（振動、空気の流動等）を測定し、こ
の測定結果に対応して最適なフィルタを自動的に選択す
るよう構成されている。この自動フィルタ選択方式の電
子天秤によれば、手動方式のようなフィルタ選択時の試
行錯誤もなく、人手を煩わすことなく比較的短時間で適
正なフィルタを選択することが可能となる。

【０００５】自動フィルタ選択が可能な装置は上記のよ
うな利点を有する反面、その自動的な動作故に後述する
ような問題が生じる。問題が生じる根本的な原因は電子
天秤を始めとする秤量装置においては、その計量（測
定）目的は千差万別であって、目的によっては上記自動
選択方式は極めて有効である反面、場合によっては手動
選択に劣る事態が生じ、或いは自動選択とすることによ
って計量の目的を達成できない致命的な欠陥となること
もある。

【０００６】先ず電子天秤の使用者の使用目的が、例え
ば計量精度が悪くとも作業効率を優先させる点にある場
合、フィルタの自動選択を行なうと、必要以上の計量精
度を得るためにフィルタ選択が行われ、この選択工程の
結果作業効率は犠牲となる。また逆に作業効率を優先し
てフィルタ自動選択モードを用いず手動によりフィルタ
を選択した場合には、選択したフィルタが周囲の環境レ
ベルに対してどの程度の有効性を有するものであるかの
判断がつかなくなる。

【０００７】次に電子天秤により連続的に計量作業を行
なって計量データを取得する場合、計量作業中にフィル
タが自動的に、即ち電子天秤使用者の意向に係わらず勝
手に変更されると、連続計量作業全体の計測データの有
効性が低下したり、時には全く使用できないデータとな
ってしまう。

【０００８】以上の様に、フィルタの自動選択モードに
は色々な問題点もある。しかし直ちに荷重計測を必要と
せず、しかも電子天秤の配置されている環境が大きく変
わった場合、例えば新たに電子天秤を購入して設置する
場合も含め、電子天秤を移動して設置し直した場合や、
比較的静かな実験室から生産ラインに電子天秤を移動さ
せる等により配置環境が大きく変化した場合には、自動
選択モードによって予め最適フィルタを設定しておけ
ば、以後自動設定モードを継続するか、或いは手動設定
モードに変更するかにかかわらず少数回のフィルタ変更
で最適のフィルタが設定でき便利である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み構成した電子式秤に係り、フィルタの選択を電子天秤
使用者がその目的に応じて、自動設定或いは手動設定の
いずれも自由に行えるよう構成され、荷重測定機構部か
ら出力される複数の計測データにおける変動を測定し、
かつこの測定結果により荷重算出回路における演算処理
方法を選択して荷重の計測結果を出力するよう構成され
た電子秤であって、前記計測データの変動をチェックす
る手段と、チェックされた計測データの変動状態から電
子秤の置かれた環境を、荷重計測の適否を基準として評
価する環境評価手段と、この環境評価手段から出力され
た環境評価を表示する手段と、自動設定モードにより当
該環境評価に基づいて演算処理方法を自動設定する手段
とを有し、かつ演算処理方法は記憶手段に予め複数記憶
され、演算処理方法の設定は自動設定モードと手動設定
モードの選択が可能に構成され、手動設定モードでは、
前記表示された環境評価に基づいて、当該複数の演算処
理方法の中から秤使用者が特定の演算処理方法を選択す
ることが可能なよう構成したことを特徴とする測定環境
の評価機能を有する電子秤であることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】電子天秤の演算部は、手動或いは
自動により当該電子天秤の配置されてる環境の評価を行
なう。環境の評価は、秤量機構部に対して負荷が加わっ
ていない状態、或いは正確な荷重が判明している内蔵分
銅を負荷した場合等、電子天秤に対する負荷が定まって
いる状態で計測データをサンプリングし、このサンプリ
ングしたデータの変動状態をチエックする。

【００１１】チエックされたサンプリングデータの変動
状態は環境評価手段において、記憶手段に予め入力され
ている評価基準に基づき環境のランク付けが行なわれ、
このランクが環境評価として記憶され、かつ要すれば表
示手段に表示される。手動によりフィルタを設定する場
合には、電子天秤使用者はこの環境評価を参考にし、所
定のフィルタを設定する。

【００１２】次に、自動設定では中央処理装置は予め評
価された評価基準に基づき、この評価基準に対応するフ
ィルタを自動選択し、この自動選択したフィルタで満足
であればこのフィルタを使用する。また最初に選択した
フィルタでは不十分の場合には自動的に次のフィルタを
選択する。この場合環境評価により最初に選択するフィ
ルタは当該環境評価に対応するフィルタ或いは、このフ
ィルタに近似する処理を行なうフィルタであるため、フ
ィルタの選択は最初の一回で終了することが大半であ
り、一回で終了しない場合でもフィルタ選択の回数は、
環境評価を行なわない場合に比較して少なくて済む。

【００１３】次に電子天秤の表示分解能を設定した場合
のフィルタ自動設定の例を示す。例えば測定値のうちデ
ータとして取得が不要な桁、電子天秤使用が例えば小数
点以下３桁までのデータが必要であるとすると、小数点
以下４桁の取得は不要であるからこの桁のバラツキは許
容することになり、中央処理装置は前記環境評価と、バ
ラツキの許容値とからフィルタを選択する。この場合低
い表示分解能を設定すればその分フィルタの選択は早く
行なわれることになる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参考に説明す
る。先ず図１により装置の構成を示す。図示の秤量装置
は電子天秤であって、符号１は荷重伝達機構、電磁部等
を有する荷重測定機構部である。２は演算制御部であっ
て、中間処理部や各種のメモリー機構等から構成されて
いる。３は各種設定を行なう入力部、４は計測値、各種
設定内容等を表示する表示手段である。

【００１５】演算制御部２には各種演算処理および指令
を発する中央処理部５、Ａ／Ｄ変換部６を介してデジタ
ル出力される計測データをサンプリングするデータサン
プリング手段７、サンプリングされた複数の計測データ
の変動をチエックする手段８、データ変動チエック手段
８から出力される変動データにより電子天秤の配置され
ている環境を評価する環境評価手段９、環境評価基準を
記憶する記憶手段１０、環境評価手段９により評価され
たデータを取り込む記憶手段１１、及び複数のフィルタ
１〜ｎを記憶する記憶手段１２を有している。またこの
演算制御部２には時刻データを出力するタイマ１３が接
続している。

【００１６】なお、電子天秤の配置される環境の評価
は、無負荷時或いは校正分銅負荷時等、無負荷状態を含
み、電子天秤に対する負荷が一定している場合に、荷重
測定機構部１から出力される計測データの変動を測定す
ることによって実施されるので、環境評価は計測データ
を変動させる要因、即ち振動や空気の流動状態等をファ
クターとして評価が行われることになる。因みに、電子
天秤を移動して新たな場所に設置した場合等の環境評価
は無負荷時の環境評価となる。

【００１７】環境の評価は例えば最良のＡから最悪のＪ
までの１０段階とし、計測データの変動状態と、この変
動状態に対する環境評価とを記憶手段１０に記憶させて
おく。この記憶は電子天秤出荷前の工場段階で予め設定
してＲＯＭ化しておく外、実際の測定時に随時ＲＡＭに
記憶させる等、色々な方法が実施可能である。

【００１８】また、表示分解能の設定（変更）が可能な
電子天秤の場合には、評価環境とこの評価された環境に
おいて、各表示分解能に対応するフィルタを予め選択し
てこれを記憶しておけば、特定の環境下で表示分解能を
変更しても直ちに新たなフィルタを設定することが可能
となる。例えば「評価環境がランクＢでかつ設定された
表示分解能が小数点以下４桁有効の場合にはフィルタ３
を用いる」と記憶するなどである。

【００１９】次に上記構成の装置の作動状態の第１の例
を図２も含めて説明する。まず電子天秤使用者は入力部
３を用いて自己の必要とする計測データの表示分解能を
設定する（ＳＡ１）。設定方法は上述の如く、「小数点
以下何桁有効」等の如く設定する。この設定の際には荷
重測定機構部１は無負荷状態であり、演算制御部２にお
いてはＡ／Ｄ変換部６を介してデジタル出力された無負
荷状態の計測データがデータサンプリング手段７を介し
てデータ変動チェック手段８に入力され、かつこのチェ
ック手段８のチェックデータは環境評価手段９に出力さ
れる。環境評価手段９ではこの変動チェックデータと記
憶手段１０に記憶されている評価基準とから電子天秤が
置かれている現在の環境をチェックし、例えばランクＡ
からランクＪの何れかに評価し、評価の表示が予め設定
されている場合にはこの環境評価を表示手段４に表示す
る（ＳＡ２〜ＳＡ４）。

【００２０】環境評価が終了するとこの環境評価に対応
するフィルタが選択される（ＳＡ５）。この場合、環境
評価が表示され、かつこの環境評価が電子天秤使用者の
予想と相違する場合には、電子天秤使用者は表示分解能
の設定を変更する事態も予想される。例えば環境評価が
予想よりも良好であった場合には表示分解能を高めて設
定したり、或いは予想よりも低い場合には最初の設定を
諦めて表示分解能を低く設定し直す等の事態（ＳＡ６）
が予想される。このような事態も含め最適フィルタを選
択するルーチンを実施し（ＳＡ７）、フィルタの設定を
行い、最適のフィルタが設定されたならば計測可能可能
表示を行なう（ＳＡ８、ＳＡ９）。この状態で使用者は
荷重測定機構部１に荷重を負荷して計測を行ない、この
計測結果が表示される（ＳＡ１０、ＳＡ１１）。なお環
境評価と秤の表示分解能とをリンクさせ、荷重計測の適
否を基準として評価された環境評価に対応する表示分解
能を設定・表示し、秤使用者は示された表示分解能に基
づいて、つまりこの表示分解能を最高基準の表示分解能
とし、作業の迅速性等を考慮して所望の表示分解能を設
定するようにしてもよい。

【００２１】上記フローにおいて、入力部３において手
動モードに設定しておくと最初に設定されたフィルタの
自動変更は行なわれず、特定のフィルタで順次重量計測
が行なわれる。なお測定作業の間で入力部３により評価
表示設定を行なうと、ＳＡ２、ＳＡ３のフローにより新
たな環境評価がおこなわれ、この環境評価が表示される
（ＳＡ4 ）。従って使用者はこの新たな環境評価により
新たなフィルタを設定するか或いは今までのフィルタを
継続して使用するかを判断する。新たなフィルタを設定
する場合には例えば入力部３の手動モードボタンを再度
押すなどの操作により図２のフローのＳＡ５〜ＳＡ９を
実行させる。また自動設定の場合には適宜環境評価を行
ない、フィルタの自動選択作業を行なう。なお、環境評
価は計測データの変動状態で実施するので、計測作業中
で秤量物を負荷している場合でも実施可能である。但し
この場合にはフィルタの設定が終了するまでは計測値の
表示はできないので、例えば表示手段にその旨表示す
る。

【００２２】次に、電子天秤に対する外乱の影響、特に
振動に対する計測データの変動状態は、無負荷時と内蔵
分銅等の特定の荷重を負荷している状態では下記の理由
等により完全に一致するものではない。従って環境の評
価は無負荷時の一点ではなく、無負荷時と荷重負荷時等
複数の点で総合評価することによってより精度の高い評
価が可能となる。

【００２３】電子天秤は他の装置と同様筐体や内部機構
等が固有の振動数を有しており、外部から負荷される振
動により各部の振動が相殺されたり、或いは共振して振
動が増幅されたりする。またこの振動数は無負荷時と、
特定の荷重を負荷したときとでも相違する。つまり計測
データの変動は外乱の結果振動する電子天秤の振動も大
きく影響するため、計測データの変動は荷重無負荷時
と、特定の荷重を負荷した状態では必ずしも一致しな
い。

【００２４】図３は上記の点に鑑み環境評価の他の方法
として内蔵分銅負荷時と無負荷時の両方で評価する状態
を示す。なお、図示のフローでは内蔵分銅負荷時の評価
はゼロ点やスパンを校正する校正時に同時に行なうよう
にしているが、校正とは別に環境評価のデータサンプリ
ングを目的として内蔵分銅を負荷するよう作動させるこ
とはもとより可能である。

【００２５】まず校正開始条件となったか否かを判断す
る（ＳＢ１）。校正開始条件は例えば予め設定された量
の温度変化、タイマによる校正オン信号等色々な開始条
件がある。校正開始となり、図１に示す内蔵分銅加除機
構１４により内蔵分銅の荷重Ａｇが荷重測定機構部１に
負荷されたならば、校正作業と共に荷重Ａｇの計測デー
タがサンプリングされる（ＳＢ２〜ＳＢ４）。このサン
プリングデータから計量値のバラツキが測定され、この
バラツキから荷重負荷時の環境評価〔環境評価（１）〕
が行なわれ（ＳＢ５）、校正及び第１の環境評価が終了
したならば前記内蔵分銅加除機構１４は内蔵分銅を上昇
させる（ＳＢ６）。

【００２６】次に無負荷時の計測データをサンプリング
し、無負荷時の計測データの変動（バラツキ）から第２
の環境評価を行なう（ＳＢ７、ＳＢ８））。最終的な環
境評価の方法は幾つか考えられるが、例えばこの二つの
環境評価のうち悪い環境評価を選択し、この選択した悪
い方の環境評価を表示する（ＳＢ９、ＳＢ１０）。因み
に環境評価として悪い方の評価を採用することにより、
計測データの表示を確実に安定化させることができる。
但し二つの評価を表示し、何れの評価によるフィルタを
選択するかを電子天秤使用者の判断に任せるようにする
ことも当然可能である。

【００２７】なお、特定の荷重を負荷して計測および表
示を行う場合には、その荷重が内蔵分銅の荷重に近けれ
ば荷重計測データの変動状態は内蔵分銅負荷時の変動に
近似し、また荷重が軽く、無負荷時に近くなれば荷重計
測データの変動状態は無負荷時の変動に近似してくる。
従って、計測荷重の大小により環境評価を上記（１）、
（２）のうちから選択し、これに対応してフィルタの選
択も変えるようにするとより精密な処理が可能となる。
例えば負荷された荷重の計測データが内蔵分銅の荷重の
１／２以下である場合には無負荷時のデータサンプリン
グによる無負荷時の環境評価（２）を選択し、内蔵分銅
の荷重の１／２以上である場合には内蔵分銅負荷時の環
境評価（１）を選択する等である。

【００２８】図４は、一定時間の間、例えば２４時間の
間に電子天秤が配置されている環境がどのように変化す
るかを記憶し、得られたデータを特に連続測定の際に利
用するようにした環境評価方法を示す。

【００２９】データの取得に当たっては、入力部３（図
１参照）を用いて電子天秤を連続評価モードに設定し、
タイマ１３の信号を確認し、タイマ１３の信号により第
１回のデータサンプリングを実施する（ＳＣ１〜ＳＣ
３）。この第１回のデータサンプリングによりサンプリ
ングされた計測データの変動状態により第１回の環境評
価を行い、かつこの第１回の環境評価を行った時刻と共
にこの第１回環境評価を記憶する（ＳＣ４〜ＳＣ６）。
同様にして次回以降も、環境評価のルーチンを実施し各
環境評価を時刻データと共に記憶する（ＳＣ３〜ＳＣ
７）。またこの環境評価は必要であれば表示される（Ｓ
Ｃ８）。

【００３０】以上の様に連続的に環境を評価することに
よって、電子天秤の配置されている環境の時間経過に対
応する変化が観測可能となる。特に長時間連続的に計測
を行なう場合には、例えば計測前にこの計測を行なう時
間帯の中で最も悪い環境評価を基準としてフィルタを選
択しておけば、計測データを安定して得ることが可能と
なる。但し、環境評価の選択は上記方法により選択する
以外に、例えば大半の環境評価がＢ又はＡであるにもか
かわらず、一つの環境評価のみがＥであった場合には、
環境評価Ｅは、例えば近くで重いものを落とすなど当該
電子天秤の配置されている環境において生じた特殊な事
態として、全体評価から排除するなどいろいろな選択が
可能である。

【００３１】以上本発明を電子天秤を例に説明したが、
フィルタの設定などを始めとする計測データの処理にお
ける環境評価の必要性は電子天秤に限るものではなく、
測定データを演算処理して荷重を表示する演算回路を有
する電子式の秤に幅広く利用可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上具体的に説明した様に、電
子式秤が配置されている環境を当該電子式秤自体が評価
し、かつこの評価結果に基づいてフィルタ設定等の荷重
計測データの処理を行なうため、自動的な処理方法の設
定による演算処理の外、表示される環境評価と、自己の
欲するデータ精度等から使用者がフィルタの設定を始め
とする処理方法を自己の意思に基づいて主体的に選択
し、自己の欲するデータを過不足無く得ることが可能と
なる。

【００３３】また、フィルタの設定等の処理方法の設定
は、評価が完了している環境評価に基づいて行なわれる
ため、演算処理方法の設定はこの環境評価によりほぼ定
まり、自動設定はもとより手動による設定でも一回若し
くは少数回の設定で所望の処理方法を得ることが可能と
なり、従来の手動による設定に比較して短時間に、しか
も目的に叶う適正な処理方法を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電子天秤の荷重演算部
を中心としたブロック図である。

【図２】本発明に係る装置の第１の作動状態を示すフロ
ー図である。

【図３】本発明に係る装置の第２の作動状態を示すフロ
ー図である。

【図４】本発明に係る装置の第３の作動状態を示すフロ
ー図である。

【符号の説明】 １ 荷重測定機構部 ２ 演算制御部 ３ 入力部 ４ 表示手段 ５ 中央処理装置 ７ データサンプリング手段 ８ データ変動チェック手段 ９ 環境評価手段 １０、１１、１２ 記憶手段 １３ タイマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 出雲 直人 埼玉県北本市朝日１丁目243番地 株式会 社エー・アンド・デイ開発・技術センター 内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷重測定機構部から出力される複数の計
   測データにおける変動を測定し、かつこの測定結果によ
   り荷重算出回路における演算処理方法を選択して荷重の
   計測結果を出力するよう構成された電子秤において、前
   記計測データの変動をチェックする手段と、チェックさ
   れた計測データの変動状態から電子秤の置かれた環境
   を、荷重計測の適否を基準として評価する環境評価手段
   と、この環境評価手段から出力された環境評価を表示す
   る手段と、自動モードにより当該環境評価に基づいて演
   算処理方法を自動設定する手段と、を有し、かつ演算処
   理方法は記憶手段に予め複数記憶され、演算処理方法の
   設定は自動モードと手動モードの選択が可能に構成さ
   れ、手動モードでは、前記表示された環境評価に基づい
   て、当該複数の演算処理方法の中から秤使用者が特定の
   演算処理方法を選択することが可能なよう構成したこと
   を特徴とする測定環境の評価機能を有する電子秤。
2. 【請求項２】 電子秤には荷重の表示分解能を設定する
   機能が設けられ、環境評価と設定された表示分解能とか
   ら特定の演算処理方法が選択されるよう構成したことを
   特徴とする請求項１記載の測定環境の評価機能を有する
   電子秤。
3. 【請求項３】 環境評価手段により評価された環境評価
   に対応した表示分解能が設定表示され、秤使用者はこの
   表示分解能を基準として所望の表示分解能を設定するよ
   う構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の測定
   環境の評価機能を有する電子秤。
4. 【請求項４】 電子秤には校正を行なうための内蔵分銅
   と当該内蔵分銅の荷重を荷重測定部に対して加除する内
   蔵分銅加除機構とが設けられ、荷重測定部に負荷された
   内蔵分銅の荷重計測データの変動を測定して環境評価を
   行うよう構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何
   れかに記載の測定環境の評価機能を有する電子秤。
5. 【請求項５】 前記内蔵分銅負荷時の計測データの変動
   による環境評価に加えて、無負荷時の計測データの変動
   による環境評価を得るよう構成したことを特徴とする請
   求項４記載の測定環境の評価機能を有する電子秤。
6. 【請求項６】 秤量物の荷重計測時に負荷された荷重の
   計測結果が、内蔵分銅負荷時の荷重に対して予め定めら
   れた比率以下の荷重であるときは無負荷時の計測データ
   の変動による環境評価から得られた演算処理方法を採用
   し、当該計測結果が内蔵分銅負荷時の荷重に対して当該
   比率以上の荷重であるときは内蔵分銅負荷時の計測デー
   タ変動による環境評価から得られた演算処理方法を採用
   するよう構成したことを特徴とする請求項５記載の測定
   環境の評価機能を有する電子秤。
7. 【請求項７】 内蔵分銅負荷時の計測データの変動によ
   る環境評価と、無負荷時の計測データの変動による環境
   評価のうち、悪い方の環境評価をもって最終的な環境評
   価として表示するよう構成したことを特徴とする請求項
   ５又は６記載の測定環境の評価機能を有する電子秤。
8. 【請求項８】 予め定められた時間間隔で計測データの
   変動による環境評価が順次行われ、かつ各環境評価は時
   刻データと共に時系列的に記憶手段に記憶されるよう構
   成したことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載
   の測定環境の評価機能を有する電子秤。