JPS61240125A - 組合せ計量装置 - Google Patents

組合せ計量装置

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JPS61240125A
JPS61240125A JP8184985A JP8184985A JPS61240125A JP S61240125 A JPS61240125 A JP S61240125A JP 8184985 A JP8184985 A JP 8184985A JP 8184985 A JP8184985 A JP 8184985A JP S61240125 A JPS61240125 A JP S61240125A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、計量精度と計量速度とを向上させた、組合せ
計量装置に関する。
(従来技術) 従来、単重が若干ばらつく被計量物を一定量計量する。
いわゆる定量計量を行なう場合には、組合せ計量を行な
っている。そのため、第6図に示すような多入力信号ア
ナログデジタル、(以下A/Dという)変換回路を用い
、図示しない多数の計量機の夫々に配置したロードセル
より多数の計量データD1〜Dnを得て、この計量デー
タD1〜Dnをマルチプレクサに入力し、順次取り出し
たデータをサンプルホールド回路を通して、A/D変換
器でデジタル値化した後に、図示しないマイクロコンピ
ュータ等で構成する演算装置に入力して、デジタル演算
により計量目標値に最も近い組合せを決定し、排出を行
なっている。
また、組合せ計量装置は静止計量を基本としているので
、各計量機の計量データを読み取るタイミングでは、各
計量機は静止安定状態となっていることが要求される。
そのため、従来では計量機が静止安定するであろうとい
う見込時間をタイマに設定し、被計量物の載荷完了と同
時にこのタイマをスタートさせて、タイマのタイムアウ
ト信号で各計量機の計量データを読み取るようにしてい
た。
(従来技術の問題点) このような、多入力信号A/D変換回路においては、マ
ルチプレクサから時系列的に順次出力され、各計量デー
タを1個のサンプルホールド回路でサンプリングし、ホ
ールドしてA/D変換器に与えているので、サンプリン
グ時間をある程度長くしなければ、サンプリング精度を
上げるためのコンデンサを充電することができないとい
う不都合があり、そのサンプリング時間(約数10ps
ee)の間だけ、A/D変換器が動作しないことになる
。このため、高速処理可能なA/D変換器を有効利用す
ることができないという問題があった。
また、計量精度を維持するためには、上記のタイマの設
定時間は、安全を見込んで設定しなければならないので
、実際にはより速い時期に静止安定となっていても、設
定時間が経過するまでは計量データを読み取ることがで
きなかった。従って、従来の計量速度はタイマの設定時
間に拘束され、計量精度を落さずに計量速度を上げるこ
とは難しかった。一方、従来では計量データを読み取る
際には、各計量機の静止安定の確認を行なっていないの
で、計量データを読み取る際に床振動等の外乱によって
静止安定が乱されても、その読み取りを禁止することは
できなかった。
(発明の目的) 本発明は、このような従来技術の問題点を解消し、高速
処理可能なA/D変換器を有効に利用し、多入力信号を
A/D変換すると共に、従来のものよりも計量精度と計
量速度とを併せ向上することができ、さらには、計量デ
ータを読み取る際に床振動等によって静止安定が乱され
ても、計量誤差を生じさせない新たな組合せ計量装置の
提供を目的とするものである。
(発明の概要) 本発明の組合せ計量装置は、次の構成要件を具備するこ
とにより、計量精度及び計量速度を向上させたものであ
る。「複数の計量機の出力データが入力されるマルチプ
レクサと、マルチプレクサからの出力信号を受け、サン
プリングとホールドとを繰返す2個のサンプルホールド
回路と、一方のサンプルホールド回路がサンプリング中
に、他方のサンプルホールド回路をホールドさせる切換
スイッチと、2個のサンプルホールド回路から出力され
る信号をデジタル値化して出力するアナログデジタル変
換器と、アナログデジタル変換器からの出力データを常
時読み取る手段と、読み取った出力データを各計量機毎
に所定個数記憶する記憶手段と、記憶した所定個数の出
力データから各計量機の静止安定を検出する検出手段と
、静止安定状態にある計量機の計量データを上記記憶手
段から読み出して組合せ演算を実行する演算手段」 (実施例) 以下図により本発明の一実施例について説明する。第1
図は、本発明の一実施例の概略のブロック図である0図
において、各計量機のロードセルaよりなる重量検出器
で検出された信号は、アンプb、フィルタCを通り、計
量データD1〜Dnとしてマルチプレクサdに入力され
る。マルチプレクサdの出力信号は、零点の粗調用減算
器e1、零点の微調用減算器e2を通してサンプルホー
ルド回路fl+f2に入力される。ここで、計量機の零
点調整を行なう際には、メインコンピュータである組合
せ演算用マイクロコンピュータmからの指令に基づき、
重量モニタ用マイクロコンピュータkからデータ、及び
チップ選択信号を発生させて、零点の粗調用D/A変換
器t1と微調用D/A変換器I2とから、それぞれ調整
信号を出力させる。この調整信号は、レベルシフトg。
及びレベルシフ)hを通して減算器el*e2に入力さ
れ、微調用減算器e2のC−D端子から無載荷時の出力
をほぼ零とした零点信号が得られる。この零点信号はサ
ンプルホールド回路を通してA/D変換器jに入力され
、デジタル信号に変1   換されて重量を重量モニタ
用マイクロコンピュータkに入力される。
また、計量機のスパン調整を行なう際にも、スパン調整
用D/A変換器i3から得られる信号を、減算器e3に
入力し、減算器e5のE−F端子より、得られる基準電
圧をA/D変換器jに入力してA/D変換器の入力に対
する出、力の重みを変えて、秤のスパンを調整する。
さて、サンプルホールド回路ft+f2の出力側には、
切換スイッチS1+32が設けられており、サンプルホ
ールド回路fl+f2の一方のサンプルホールド回路が
サンプリング中に他方のサンプルホールド回路をホール
ドさせるように、同時に二つのサンプルホールド回路f
l+f2に異なる動作をさせる。サンプルホールド回路
の出力信号は、A/D変換器jでデジタル値化されて重
量モニタ用マイクロコンピュータkに入力される。
次に、サンプルホールド回路の動作について説明する。
メインコンピュータである組合せ演算用マイクロコンピ
ュータmの指令に基づき、重量モニタ用マイクロコンピ
ュータkからは、マルチプレクサd及びサンプルホール
ド回路ft+f2゜切換スイッチs、、S2.A/D変
換器jに互いに同期した切換信号SC,,sc2と起動
信号S05が出力される。そして、マルチプレクサdか
らは多入力信号D1〜Dnが順次選択されてサンプルホ
ールド回路に入力される。サンプルホールド回路f1.
f2に与えられる切換信号S02は、一方のサンプルホ
ールド回路(例ではf2)には、インバータLを通して
入力されるので、一方のサンプルホールド回路ft+f
2のいずれかで計量データがホールドされている間に、
それに続く入力信号が他方のサンプルホールド回路f2
、flでサンプリングされる。さらに、A/D変換が終
了すると、それに続く入力信号のホールドが開始し、A
/D変換器jに入力される起動信号SC3により、A/
D変換が開始し、同時に次の入力信号のサンプリングが
開始する。このような動作を繰返すことにより、A/D
変換動作が高速に切れ目なく継続し、デジタル演算が行
なわれる。 また、1台の計量機の計量データを複数個
サンプリングした後に、マルチプレクサを切換えて、次
の計量機の計量データをサンプリングする場合も同様な
方法で処理する。
A/D変換器jの出力信号は重量モニタ用マイクロコン
ピュータkに入力されるが、この重量モニタ用マイクロ
コンピュータは、各計量機の計量状態(動作状態)を常
時把握しておくもので、各計量機の出力データを常時読
み取る読取手段に1と、各計量機の静止安定を検出する
検出手段に2とが備えられている。
検出手段に2は、各計量機の出力データが記憶更新され
る毎に、その一定時間前までの所定個数の最新の出力デ
ータの平均値を求めて、前回の平均値(記憶更新する前
に求めた所定個数の出力データの平均値)と、今回の平
均値との比較から各計量機の静止安定を検出する。
記憶手段RAMIは、各計量機の最新の出力データと、
その一定時間前までの複数個のサンプリングによって記
憶した所定個数(例えば2個、まきは4個等)の出力デ
ータと、その所定個数の出力データの平均値(計量デー
タ)とを各計量機毎に記憶する。この記憶手段見は、通
常は重量七二タ用コンピュータにの管理下にあるが、メ
インコンピュータである組合せ演算用コンピュータmば
必要に応じて記憶手段見の内容を自由に読める構成とな
っている。このようなマルチプロセッサ方式を採ること
により、重量モニタ用コンピュータには、各計量機の計
量状態(動作状S)を常時精密に把握することができ、
また、組合せ演算用コンピュータmは、平均値処理によ
って信頼性を高めた各計量機の計量データを即座に利用
することができる。また、この記憶手段見には、各計量
機の静止安定を指標する各種のフラグ(アンダーフラグ
、オーバーフラグ、マイナスフラグ、空フラグ)と完全
な静止安定を指標する安定フラグとが、各計量機毎に記
憶されるようになっている。
組合せ演算用コンピュータmは、メインコンピユータと
して機能し、装置全体のコントロールを行なう、このた
め、図示しない包装機からスタート指令が出力されると
、安定フラグの立っている計量機の計量データを記憶手
段文から読み出し、それらを組み合せて目標重量に等し
いか、それに最も近い最適組合せを求める。従って、一
部の計量機が不安定であっても、その他の計量機が静止
安定であればこれらの計量機の計量データで組合せ演算
を実行する。
リモコンボックスnには、入力キー9表示装置プリンタ
、零点調整/スパン調整切換スイッチ等が設けられてお
り1組合せ演算用コンピュータmの入力操作、所定項目
の表示、印字等を行なう。
第2図は、重量モニタ用コンピュータにの基本動作手順
の一例を示したフローチャートで、ステップP 1 +
 P 2 * P 4はそれぞれ前記読取手段に、に対
応し、ステップP3は前記検出手段に2に対応している
まず、ステップP1において、特定の計量機を指定する
切換信号SC,をマルチプレクサに出力し、ステップP
2でデジタル値に変換された特定の計量機(指定された
計量機)のデータを読み取る0次に、ステップP5で検
出処理を実行し、それが終了するとステップP4で切換
信号SC1を次のものに切換える。そして、再びステッ
プP。
に戻って切換えた切換信号SC,をマルチプレクサに出
力する0以上の処理を繰返して、各計量機の出力データ
を順次読み込んでいく。
第3図は、重量モニタ用マイクロコンピュータの動作手
順を示すフローチャートである0次に。
このフローチャートについて説明する。
(1)初期設定の後(ステップA1)1重量モニタ用コ
ンピュータには、メインコンピュータである組合せ演算
用コンピュータmにリクエスト信号RQを送る(ステッ
プA2)、、11合せ演算用コンピュータmは、リクエ
スト信号RQを受取ると、バスリクエスト信号BUSR
Qを重量モニタ用コンピュータkに送る。
重量モニタ用コンピュータには、BUSRQ信号を受取
ると、パスアクノリッジ信号BUSAKをアクティブに
して、組合せ演算用コンピュータmにバスを開は渡した
ことを知らせる6組合せ演算用コンピュータmは、BU
SAK信号を確認すると、重量モニタ用コンピュータに
のメモリ立に必要なデータを直接に書き込む0重量モニ
タ用コンピュータには、BUSRQ信号がノンアクティ
ブになると、次のステップに移行して、初期信号の受信
をチェックする(ステップA3)、なお、BUSRQ信
号は最優先の割り込みとして処理される。従って、この
信号を受信すると、動作を一時中止するが、この信号が
ノンアクティブになると、元の動作に戻るように構成さ
れている。
(2)初期データを受信すれば、そのデータ中にA/D
変換器のデータの読み取りを要求する指令をチェックし
くステップA4)、指令があれば、計量機のデータ読み
取り処理に移行する(ステップA5)、このステップA
5の処理については後述する。この指令がなければ1手
動(ステップ八6)、または自動(ステップA7)によ
る零点調整の指令が出されたかをチェックし、いずれか
の方法による零点調整が指令されていれば、零点調整の
処理に移行する(ステップA日)。
また、零点調整の指令がない場合には、スパン調整の指
令の有無をチェックしくステップA9)、当該指令があ
る場合にスパン調整処理に移行する(ステップA10 
) * (3)以上の各指令がない場合には、モード変更指令の
有無をチェックしくステップAl l ) 。
モード変更の必要があれば、モード変更指令をリセット
する(ステップA12)aこの場合に、モード変更は、
組合せ演算用コンピュータが、重量モニタ用コンピュー
タkにBUSRQ信号を送り、該コンピュータからのB
USAK信号を確認してから、モード変更指令を重量モ
ニタ用コンピュータのメモリに直接書き込んで、BUS
RQ信号をノンアクティブにする0重量モニタ用コンピ
ュータが・ ステップAllにおいてこのモード変更指
令を確認すると、ステップA2の処理に戻る。 第4図
は、第3図のステップA5の処理(計量機データの入力
)を説明するフローチャー1   トである0次に、こ
のフローチャートについて説明する。
(1)A/D変換器の読取り指令をリセットしくステッ
プBt)、次に、マルチプレクサdの入カボート番号、
即ち重量データが入力される計量様番号nを1とする(
ステップB5 + B 4 ) e これによって、1
番目の計量機が指定される。
(2)零点調整用D/A変換器に、計量様番号nの零点
を決めるデータZDnをプリセットする(ステップB5
)、また、スパン調整用D/A変換器に、計量様番号n
のスパンを決めるデータSDnをプリセットする(ステ
ップB6)。
(3)サンプルホールド回路にセット信号を出力しくス
テップB7)、A/D変換器jに起動信号を送る(ステ
ップ8日)0次に、A/D変換器jの1回目の出力を読
み込み(ステップBs)、1回目の出力Dsumを記憶
する(ステップB10)e続いて、サンプルホールド回
路にリセット信号を出力して(ステップB12)、A/
D変換器に起動信号を送る(ステップB12)*即ち、
ステップBllの処理のように、サンプルホールド回路
には、交互にセット信号、リセット信号が入力される。
(4)本発明においては、1台の計量機につぃて、続け
て所定回数のデータを読み込み、その平均値を求めるこ
とにより、当該計量機の1回の計量値を求めるが、この
実施例では、2回または4回のデータを読み込んでいる
。このためステップBIi5では、2回の出力読み込み
かどうかをチェックし、そうであればステップB22以
下の処理に移行し、2回の出力読み込みでなければ4回
の出力読み込みと判断して、A/D変換器の2回目の出
力を読み込む(ステップB14)11(5)Dsumを
、2回目の出力を加えた値に更新しくステップBL5)
、サンプルホールド回路の信号セット(ステップB16
)、A/D変換器への起動信号送出(ステップB17)
、A/D変換器の3回目の出力読み込み(ステップB。
B)、Dsumを3回目の出力を加えた値に更新(ステ
ップB19)の処理を行ない、次の処理に移行する。
(6)サンプルホールド回路にリセット信号を出力しく
ステップB2 o )、A/D変換器を起動して(ステ
ップB2 l)、A/D変換器の4回目の出力を読み込
む(ステップB22)6即ち、2回の出力読み込みで平
均値を算出する場合には。
計量機の1回目の出力と4回目の出力を用いることにな
る0次に、Dsumを4回目の出力を加えた値に更新し
くステップB25)、平均値DAVEを演算する(ステ
ップB24)II この平均値は、2回の出力読み込み
の平均値なので、4回の出力読み込みであれば(ステッ
プB25)、更に4回分の平均値DAVE を演算する
(ステップB26)・ (7)計量様番号nの前回の平均値データD^Vε 、
nをP AVe  に設定する(ステップB27)、ま
た、偏差値をDOεVとする(ステップB2B)、次に
、計量様番号nの前回の平均値データPAVεと・今回
の平均値データDAVl:との差の絶対値と偏差値1)
ptvとを比較しくステップB29)、 I PAVHD AVe  I<DI)!!Vの条件が
満たされないときには、Dxvw を今回の計量a#号
nの平均値データDAve、nとして記憶する(ステッ
プBys t ) aステップ329の条件が満たされ
た場合には、(PAvgX3+DAVI: )/4で求
めた値を、平均値データDAVε 、nとして記憶する
(ステップBs o ) *(8)アンダーフラグ、オ
ーバーフラグ、マイナスフラグ、空フラグ、安定フラグ
の各フラグをリセットしくステップB52)、 DAV、、、=0 の条件判定をして(ステップBgg)、この条件が満た
されれば、アンダーフラグをセットする(ステップl1
ls4)。
また、この条件が成立しないときには次のステップの処
理に進む。
(9)平均値データD4V@−nがオーバースケールか
どうかをチェックしくステップB55)、この条件が満
たされる場合には、オーバフラグをセットする(ステッ
プB!16)、次に、計量機番骨を更新して(n+1)
としくステップB57)、この計量機番骨(n+1)の
データを取り込むようにマルチプレクサの入力ポートを
設定する(ステップB s s ) *続いて、(n+
1)番目の計量機の零点を決めるデータZDnを電調用
D/A変換器にプリセットしくステップ8゜9)、同様
にスパンを決めるデータSDnをスパン調整用D/A変
換器にプリセットする(ステップBao)− (10)計量機番骨(n−1)の無負荷時のA/D変換
器の出力値をDZER)として設定しくステップB41
)。
I D AVt  −n−1−DZi−5co  +の
演算により、正味の重量に相当するA/D変換器のカウ
ント偵NE’rl−,を算出する(ステップB42 )
 e次に、NET n−1<0の条件判定を行なって(
ステップB4!S)、この条件が満たされればマイナス
フラグをセットする(ステップB44)、NET n−
1<Oの条件が成立しない場合には、空の重量WoとN
ETn−1とを比較しくステップB44)、NET  
I’l−1<woであれば空フラグをセットする(ステ
ップB4!5)11(11) NET ?’l−1のデ
ータを2で除算してWn−1を求める(ステップB 4
 s ) *即ち、この処理は、A/D変換器のカウン
トデータNETへ−1を1重量データW^−1に変換す
るものである。
(12)計量機番骨(n−1)の前回の平均値データD
kVt −^−を、平均値データP4via、r1−1
  として記憶する(ステップB413)11次に、ス
テップB5゜* B i51と同様にして求めたデータ
DAVE−n−1とP AL/iE  −n−lとによ
り、 IPAVE  ’rt−1−DAi/a  ’  n−
1’を演算して、DIFを求める(ステップB5゜)、
続いて、安定幅SRを設定する(ステップBs s )
 。
(13)DIF<SRの条件判定により(ステップB5
2)、この条件が成立しなければ、ステップ859以下
の処理に進む、この条件が満たされれば、安定状態にあ
るものと判断し、次の2回比較のモードかどうかをチェ
ックする(ステップB55 ) e 2回比較のモード
でなければ、ステップ857以下の処理に進む、2回比
較のモードであれば、計量機番骨(n−1)の前々回の
平均値データをP ’A VS  −R−1として設定
する(ステップB!$4)11次に、 IP’avv:  −n−+  −D4vs  ° #
−1’より、DIFを求める(ステップB55)@続い
て、DIF<SRの条件判定(ステップB!ls)が成
立すれば、安定状態にあるものと判断して、アンダーフ
ラグまたはオーバーフラグのセットをチェックする(ス
テップB57)*これらのフラグがセットされていなけ
れば安定フラグをセット。
する(ステップBs5)a (14)サンプルホールド回路の信号をセットし、A/
D変換器に起動信号を送る(ステップB6o)、以下、
同様にして全ての計量機の処理が終了するまで、ステッ
プB9以下の処理を繰返す(ステップB61)・ 第5図は、組合せ演算用コンピュータの基本動作手順を
示すフローチャートである0次に、このフローチャート
について説明する。
最初に図示しない包装機からのスタート指令が入力され
ると(ステップPM)、安定フラグとなっている計量機
の計量データをRAMQより読み出しくステップP6)
、組合せ演算を行なう(ステップP7)、目標値に対し
て最適の組合せとして選定された計量機の計量ホッパに
排出指令を出力しくステップP7)、一定時間後に、当
該計量機のプールホッパに排出指令を出力する(ステッ
プP9)。
このようにして、最適組合せに選定された各計量機から
被計量物が包装機に排出され、続いて、空になった計量
機にそれに対応するプールホッパから被計量物が供給さ
れ、再びステップP5に戻り、次のスタートを待つ。
以上説明した例では1重量性号に含まれるスパイクノイ
ズの影響を小さくするために、1台の計量機について、
続けて2回または4回データを読み込んでこれを平均化
し、その平均値を当該計量機に対する1回の計量値とし
て処理しているが。
その他にも、例えば続けて4回読み込んだデータの中で
、最大と最小のデータをそれぞれ省き、残りのデータの
みで平均値を算出して、これを1回の計量値として処理
しても良い、このようにすると、上記スパイクノイズの
影響をほぼ完全に除去することができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の組合せ計量装置によれば
、次のような効果が得られる。
(1)計量データのサンプリングとホールドを繰返す2
個のサンプルホールド回路を設け、切換スイッチにより
一方のサンプルホールド回路でサンプリング中には、他
方のサンプルホールド回路ではホールドさせる構成とし
たので、A/D変換回路を休みなく動作させ、計量デー
タの高速処理が可能となる。
(2)各計量機の出力データを常時読み取ることにより
各計量機の計量状態を常時把握し、組合せ演算に際して
は、静止安定状態にある計量機の計量データを読み出し
て組合せ演算に参加させるようにしているので、見込み
で静止安定を判断する危険が避けられ、計量データの読
み取り時期を見込み時間より実安定時間に短縮できる。
従って、計量精度と計量速度とを向上させることができ
る。
(3)静止安定状態にある計量機の最新の所要個数の出
力データの平均値を組合せ演算に参加させることができ
るので、演算に参加させる計量データの読み取りの際に
、床振動等によって静止安定が乱されても、その時の出
力データは除外されて計量誤差を生じさせない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概略のブロック図、第2図〜第5図は
フローチャート、第6図は従来例の概略のブロック図で
ある。 d・・・マルチプレクサ、fl+f2・・・サンプルホ
ールド回路、S I  T 32・・・切換スイッチ、
j・・・A/D変換器、k、・・・重量モニタ用マイク
ロコンピュータ、fL・・・RAM、m・・・組合せ演
算用マイクロコンピュータ。 第3図 第4図(にの2)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の計量機の出力データが入力されるマルチプ
    レクサと、マルチプレクサからの出力信号を受け、サン
    プリングとホールドとを繰返す2個のサンプルホールド
    回路と、一方のサンプルホールド回路がサンプリング中
    に、他方のサンプルホールド回路をホールドさせる切換
    スイッチと、2個のサンプルホールド回路から出力され
    る信号をデジタル値化して出力するアナログデジタル変
    換器と、アナログデジタル変換器からの出力データを常
    時読みとる手段と、読み取った出力データを各計量機毎
    に所定個数記憶する記憶手段と、記憶した所定個数の出
    力データから各計量機の静止安定を検出する検出手段と
    、静止安定状態にある計量機の計量データを上記記憶手
    段から読み出して組合せ演算を実行する演算手段とを備
    えたことを特徴とする組合せ計量装置。
  2. (2)記憶手段が、所定個数の最新の出力データを記憶
    するように構成されてなる特許請求の範囲第(1)項に
    記載の組合せ計量装置。
  3. (3)検出手段が、各計量機の出力データが記憶更新さ
    れる毎に所定個数の最新の出力データの平均値を算出し
    て、前回の平均値と今回の平均値との比較から各計量機
    の静止安定を検出するように構成されてなる特許請求の
    範囲第(1)項に記載の組合せ計量装置。
  4. (4)組合せ演算に参加する各計量機の計量データが、
    静止安定状態にある計量機の所定個数の最新の出力デー
    タの平均値であることを特徴とする、特許請求の範囲第
    (1)項に記載の組合せ計量装置。
JP8184985A 1984-10-26 1985-04-17 組合せ計量装置 Granted JPS61240125A (ja)

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