JPS63128229A

JPS63128229A - ロ−ドセル秤

Info

Publication number: JPS63128229A
Application number: JP27503686A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Nishiyama; 西山　義久
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1986-11-18
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1988-05-31

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、機械的な変形を電気的信号に変換して重量値
を求めるロードセル秤に関するものである。

従来の技術従来、この種のロードセル秤においては、印加荷重に応
じて機械的に変形する起歪体にストレンゲージを形成し
て電気的信号に変換するロードセルを設け、このロード
セルに増幅器とローパスフィルタとＡＤ変換器とマイク
ロコンピュータとを順次直列に接続して信号処理をして
いる。

しかして、一般にＡＤ変換器においては、その変換時間
が計量する荷重に比例して増加するように設定されてい
る。すなわち、デジタル信号の周期が荷重の増加に応じ
て大きくなる。そのため、荷重が大きいと計量時間が長
くなるものである。

ここで、「変換時間」とはＡＤ変換器がアナログ信号成
分をデジタル信号に変換する周期を云うものであり、「
計量時間」とは荷重印加時から実際に計量値が表示され
るまでの時間を云うものである。

発明が解決しようとする問題点計量物を秤に載せた時に、その重量が低い場合にはロー
ドセルを含む振動系が比較的高い振動周波数で振動する
が、重量が高い場合にはロードセル秤が載置されている
机や床等が低周波振動を起し安定するまでに時間がかか
るものである。例えば、６ｋｇ秤の場合に、１ｋｇ以下
の計量物であれば計量時間は約１秒であり、計量物が５
ｋｇでは計量時間が約３秒かかるものである。したがっ
て、計量荷重と計量時間との関係を示すと、第１２図の
ように両者が比例関係に有り、秤量物の重量増加に伴い
計量時間が増大し、迅速な計量を行うことができないも
のである。そのため、大量に重量物を計量する場合には
長時間必要であると云う問題がある。

問題点を解決するための手段ＡＤ変換器の変換時間を秤量値が低い領域では秤量値に
比例した短い変換時間を設定し、秤量値が高い領域では
ローパスフィルタの高域遮断周波数の逆数もしくはこの
逆数に近い値の一定の変換時間を設定し、これらの二種
の変換時間を秤量値によって選択する選択手段を設ける
。

作用秤量値が低い状態においては、ＡＤ変換器の変換時間が
短いので計量時間も短く、これにより、従来と同様であ
っても全く問題はないが、秤量値が高い状態では変換時
間が一定であるので、その値以上になることがないため
計量時間が一定で比較的短時間で計量値を得ることがで
き、しかも、その変換時間はローパスフィルタの高域遮
断周波数の逆数もしくはこの逆数に近い値に設定されて
いるので、振動成分が安定していない状態でＡＤ変換さ
れてもその変換値が近似したものになり、安定した計量
値が得られるものである。

実施例本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図に全体の構造を示す。すなわち、ロードセ
ル１は秤量物２が載置される受皿３を有する。このロー
ドセル１には、増幅器４、ローパスフィルタ５、ＡＤ変
換器６、マイクロコンピュータ７が順次直列に接続され
、前記マイクロコンピュータ７には表示部８が接続され
ている。また、前記マイクロコンピュータ７がら前記Ａ
Ｄ変換器６に向けてそのＡＤ変換器６の変換時間を切換
える切換信号Ｓをフィードバックする選択手段としての
線路９が接続されている。

しかして、受皿３に秤量物２を載置したときに、その秤
量物２の重量が大きいとローパスフィルタ５への入力信
号は、第２°図に示すようになる。すなわち、ローパス
フィルタ５の応答時間をｔｒとした時に、その応答時間
ｔｒを越えた領域で大きな振動が安定せず、最終的に安
定するまでは相当な時間がかかる。

また、秤量物２の重量が小さいときには、第３図に示す
ように、ローパスフィルタ５の応答時間ｔｒ内に振動は
減衰してしまう。

そこで、ローパスフィルタ５の特性は第４図に示すよう
に、高域遮断周波数をｆｃとした時、その減衰量（−ｄ
Ｂ）は、周波数（Ｈｚ）が０〜ｆｚの間は通過帯域とし
て減衰せず、略高域遮断周波数ｆｃを境にして周波数が
増加するに従い大きくなっている。

そして、一般的に発生する振動成分は、ロードセル秤の
設置場所等の条件により相違するが、第５図に示すよう
に、例えば１０Ｈｚ辺りを中心とした正規分布を示す。

このような分布の振動は前述のローパスフィルタ５を通
過した時に、第６図に示すようにその分布が変化する。

すなわち、ローパスフィルタ５の高域遮断周波数ｆｃを
中心とした分布になる。

一方、計量物２の重さと振動周波数の関係は、第７図に
示すようになる。ここで、ローパスフィルタ５の減衰量
が十分に取れる荷重の領域をＯ〜Ｗ、　（ｋｇ）とする
と、０〜Ｗ、（ｋｇ）まではＡＤ変換器６の変換時間を
Ｔ、とし、ローパスフィルタ５の減衰量が十分に取れな
いＷｌ　以上の領域では、ＡＤ変換器６の変換時間をＴ
２（Ｔ２＞Ｔ、）とすることにより第８図に示す特性が
設定される。

しかして、変換時間Ｔ２を設定するには、ＡＤ変換器６
の入力信号に含まれる周波数成分は、第６図に示される
ように高域遮断周波数ｆｃを中心とした分布のものであ
り、秤量物２の重量の大きい状態におけるＡＤ変換器６
の変換時間Ｔ２をとして重さに関係のない一定値に設定
すると、ディジタル値化されたデータから振動の状態を
判断し、振動の最終安定値を決定することができる。

但し、実用的に誤差を許容できる場合には、としても良
い。

また、変換時間Ｔ１　については、計量時間を短くする
ために、変換時間Ｔ２以下の任意の値に設定する。この
ようにして設定された状態を第８図に示す。

しかして、前述のように二種の変換時間が設定されるが
、それらの変換時間の選択は秤量値を基準にして行われ
る。その状態を第９図と第１０図とに基づいて説明する
。すなわち、マイクロコンピュータ７は計量されている
重さの概略値を判定してＡＤ変換器６の変換時間をＴ、
かＴ２かのどちらかに切換えてから引き続き重量データ
の処理を行い、最終安定値を決定する。変換時間の切換
信号はＳで示される。

ここで、変換時間Ｔ、とＴ２とはＡＤ変換器６として２
重積分形を使用すると、Ｔ、については第９図に基づく
式■となり、Ｔ２については第１０図に基づく式■とな
る。

Ｔ、＝ＴＳ＋ＴＲ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・　■Ｔ、＝Ｔｓ＋ＴＲ＋Ｔα ＝一定　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・　■ここで、Ｔｓコニ−値（秒） ■Ｉ：荷重信号電圧（Ｖ） ■Ｒ：基準電圧（Ｖ）Ｎｓコニ−値（カウント値）ｆＰ：カウント用クロック周波数（Ｈｚ）である。。

なお、前述のＴｓなる値は、ＡＤ変換器６自身の誤差を
修正している期間と外部のアナログ信号を積分している
期間とを加算したものである。また、前述の０式で示さ
れるＴＲなる時間は、内部の自分の基準電圧を積分して
いる時間である。そして、これは入力の重さによりサン
プリング時間が変わるものである。

つぎに、第１１図に示すものは、第２図に示したように
秤量値が大きくて振動が大きく、がっ、その振動が安定
していない場合の計量値の状態を示す。すなわち、振動
がローパスフィルタ５の高域遮断周波数の逆数、例えば
３Ｈｚ程度であるとすれば、秤量値を検出する位置が振
動周期の同一位置になり、太い鎖線で示すように計量値
は緩やかな変化を示す。これにより、大幅な変動を生じ
ないために安定した計量値を得ることができるものであ
る。

効果本発明は、上述のようにＡＤ変換器の変換時間を秤量値
が低い領域では秤量値に比例した短い変換時間を設定し
、秤量値が高い領域ではローパスフィルタの高域遮断周
波数の逆数もしくはこの逆数に近い値の一定の変換時間
を設定し、これらの二種の変換時間を秤量値によって選
択する選択手段を設けたので、秤量値が大きくなっても
計量時間を一定にすることができ、これにより、スーパ
ーマーケット等で短時間に大量に計量することができ、
また、秤量値の高い場合には、ローパスフィルタの高域
遮断周波数の逆数もしくはこの逆数に近い値の一定の変
換時間とされるので、仮に振動が安定していなくてもそ
の振動周期の同一点付近の重量検出をするので、安定し
た計量値を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はロードセル秤の構成を示すブロック図、第２図
は計量値が大きい場合のローパスフィルタへの入力状態
を示すグラフ、第３図は計量値が小さい場合のローパス
フィルタへの入力状態を示すグラフ、第４図はローパス
フィルタの特性図、第５図は振動分布を示すグラフ、第
６図はローパスフィルタを通過した時の振動分布を示す
グラフ、第７図は計量物の重さと振動周波数との関係を
示すグラフ、第８図は二種の変換時間の設定状態を示す
グラフ、第９図及び第１０図は二種の変換時間の設定内
容を示すグラフ、第１１図は振動が安定していない状態
でローパスフィルタの高域遮断周波数の逆数で信号を拾
った時の計量値の変化を示すグラフ、第１２図は従来の
秤の計量重量と計量時間との関係を示すグラフである。１・・・ロードセル、４・・・増幅器、５・・・ローパ
スフィルタ、６・・・ＡＤ変換器、７・・・マイクロコ
ンピュータ、９・・選択手段出　願　人　　　東京電気株式会社 −招咥雷雪辺ｕつ礪（−一里一セーー一諭宍弛（転）、（転）都任Ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

ロードセルと増幅器とローパスフィルタとＡＤ変換器と
マイクロコンピュータとを直列に接続したロードセル秤
において、前記ＡＤ変換器の変換時間を秤量値が低い領
域では秤量値に比例した短い変換時間を設定し、秤量値
が高い領域では前記ローパスフィルタの高域遮断周波数
の逆数もしくはこの逆数に近い値の一定の変換時間を設
定し、これらの二種の変換時間を秤量値によつて選択す
る選択手段を設けたことを特徴とするロードセル秤。