JPS631929A - 秤量装置の直線性補正方法 - Google Patents

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〕 本発明は秤量装置の補正方法に係り、特許こ電ｆ１平衡
式の秤量装置において好適に実施することができる補正
方法に関する。

〔従来の技術〕

秤量装置においては、秤量物の荷重（真値）とこの荷重
の測定値とは直線的には対応せず、何らかの方法により
直線性を補正して測定精度を向上させる必要がある。

直線性補正方法として従来から次のよな方法が採用され
ている。

この従来法は要するに、複数個の測定点に対する測定値
または測定値に相当する値と、これらの値に対応する真
値をデータとして記憶しておき、隣接する値を相互に直
線で結び、この各直線により直線性を補正するようにし
た方法である。

第２図を参考に説明すると、真値Ｘがｐ、　、ｐ２、Ｐ
３　・・・・・ＰＩ％　Ｐｉ４−＋　　・・・・の点に
おいて、これらの真値に対応する測定値ＹをＱ１、Ｑ２
、Ｑ、・・・・・Ｑｔ　％　Ｑ、＋、　　・・・とした
場合、これらの測定を直線ＯＡ＋　、Ａｒ　Ａｚ、Ａｍ
”Ａ３　、・・・Ａｒ　Ａ＋＋＋　、・・・で結び、こ
れらの直線により測定装置の特性曲線ハに近すする一線
を各点の間に設定する。

ここで、真値ＰＸがＰ１≦ＰＸ≦Ｐｉ４１であり、この
ＰＸに対応する測定値をＱＸとすると、このＱＸは実際
には特性曲線ハのＹ座標であるが、これを、この曲線へ
に近似する直線ＡＨＡ１＋１間のＹ座標とみなす。

この場合、原点ＯからＸ軸に対して４５°の直線二、つ
まりＹ＝Ｘの直線をひくと、真値ＰＸと測定値ＱＸとの
間には次式が成立する。

従って上記式を解いて次式に示すように真値ＰＸを得る
。

以上の方法により真値Ｐ８を得る。

以上の方法では（ａ）ゼロ点から秤量までをカバーする
ためには非常に多くの測定点を必要とし、はぼ満足でき
る精度を確保するにはこの測定点は２０点程度必要とな
り、測定点のデータの収集に多くの手間がかかること、
（ｂ）電磁平衡式の秤量装置では同じ構成を有しかつ同
じ秤量の装置であっても、厳密には一台毎にその特性が
相違し、特定の装置で取ったデータをそのまま他の装置
に利用することはできない。”従って電磁平衡式の秤量
装置にあっては各装置毎に前記した多数の測定点のデー
タを取る必要がありその手間は更に膨大なものとなるこ
と、（ｃ）装置自体の精度を高く保持するためには、デ
ータ収集用の分銅の精度も高くなければならず、これら
の分銅を測定点の数に対応して多数揃える必要があり、
コストが上昇する等の問題がある。また更に（ｄ）多数
のデータを収納する必要があるため、大容量の不揮発性
メモリを配置する必要が生じ、この点もコスト上昇の大
きな原因となっている。

〔発明者等が別途提案中の発明の概要）このため発明者
等は以上の問題点を解決すべく以下に示す方法を別途提
案している。

電磁平衡式の秤量装置は、秤量物の荷重に平衡するよう
電磁部に於いて電磁力を発生させる構成となっているた
め、測定値と真値との関係が直線で表示されることが期
待される。

具体的には、前記秤量装置では秤量物の荷重が加わった
場合、永久磁石により作られる磁場の中のコイルに電流
を流すことによって電磁力を発生させ、この荷重に平衡
させる構成となっている。

従って磁束密度及びコイルの長さがそれぞれ一定であれ
ば電磁力は電流の一次関数として表され、測定値と真値
との関係も直ｉとして表されるはずである。しかしなが
ら、コイルに流れる電流自体がｉ場を発生し、この磁場
が磁石の磁束密度に影響を及ぼすために実際には測定値
と真値との関係は直線ではない。

発明者らは各種試験を行った結果、測定値ｙと真値Ｘと
の間には次式が成立することを確認した。

ｙ＝ｘ−ａｘ２　・・・　（α） ｌａＩ＜　＜　１ つまり電磁平衡式の秤量装置では特性曲線自体が一定の
式（α）で表示でき、かつ定数ａが定まればこの式（α
）は定まることになる。従って真値を求める方法として
以下に示す方法を提案している。

すなわち第２図において、曲線イは前記式（α）に示す
電磁平衡式秤量装置の特性曲線を示し、この曲線はその
式からも明らかなとおり放物線となる。

先ず前記式ｙ＝ｘ−ａｘ”におけるａは以下の方法によ
り定める。

所定の質量Ａを有する分銅（秤量装置の秤量のは゛ぼ１
／２が適当）と、質量Ｂを有する分銅とを用意し、 分銅Ａの測定値・・・ｙＡ 分銅Ｂの測定値・・・ｙＢ 分銅Ａと分銅Ｂの合計の測定値・・・Ｖ　Ａ＋８とする
。

即ち、この方法で目データを耳Ｖろ測定点はゼｌ’１点
、質楢Ａ、質量Ｂ、Ａ＋Ｂの４点でよい。

以上の点から式（α）の定数ａは次式で表すことができ
る。

以上の方法にまり式（α）のａが定まったならば次の方
法により真値を得る。

即ち、ゼ１１点と装置の秤量との間に殉数の区画を設け
、それぞれの区画を直線をもって曲線イに近似させる。

例えば真値ｘｏ−，ＸＩ　、ｘ２　　”　・Ｘｉ、Ｘ、
＋１　・・・・に対する測定値ｙ。、ｙｌ、ｙ２・・・
Ｙｒ　％　Ｙｒ−Ｎ　　・・・を前記式（α）により算
出しておく。これにより所定の区間（ｘｏ、ｘ１＋１　
）に於ける直線は次式（β）で与えられる。

Ｙ　”　（１”　　（Ｘｉ　　＋　Ｘｌ＋Ｉ　）　ｌ　
　Ｘ　４　ａ　Ｘ（ＩＸＩ＋１・・・・　（γ） となる。

ここで、未知の質量ｘｐを測定した測定値をｙとし、こ
の測定値ｙｐが（ｙｔ　、”／（４１）の間に入ってい
ることを検出すると、上記式（つ）に対して質量ｘｐと
これに対応する測定値ｙｐを代入すると ｙｐ＝　ｆｌ−ａ　（Ｘ、＋ＸＩ＋ｌ　）ｌ　ｘｐ＋ａ
Ｘ、・Ｘｉ、１１・・・　（γ）′ となり、更に となる。この式を解くことによりｘｐの値を得ることが
できる。

つまり発明者等が別途提案中の発明では、用意する分銅
は２つのみでよくデータの収集作業を大幅に低減するこ
とができるという利点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記方法は以上のような利点を有するが、２つの分銅は
その真値が正確に判明していることが必要であり、従っ
て高価な高精度の分銅を用意せねばならず、かつその保
管にも注意が必要であってこの点において更に改良の余
地がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は−Ｌ述の要望に鑑み、発明者等が別途提案して
いる方法を更に改良した方法であり、電磁平衡式の秤量
装置に於ける特性曲線が二次式で表現できることに基づ
き、この一次式の定数を定める式を、真値が不明であっ
ても構わない２つの物体の測定値に基づいて求めること
によりこの三次式を特定するよう構成したものであり、
これにより直線性を補正するようにした電磁平衡式の秤
量装置に於ける直線性補正方法である。

〔作用〕

電磁平衡式秤量装置の特性曲線を表す式の定数を、所定
の式を用いて特定する回路を構成し、ゼロ点、分銅等特
定の質量を有する二つの物体の各々の測定値、及びこれ
らの物体の合計の測定値のデータを上記回路に入力して
直線性を補正する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を具体的に説明する。

先ず、電磁平衡式の秤量秤量装置では、永久磁石により
形成された磁場の中に配置されたτｌイルに電流を流す
ことにより電磁力を発生さ・ぜている。

ここで、電流ｊの流れる向きと磁束密度の方向が直交す
るように配置すると、電磁力Ｆに対しては以下の関係が
成立するとが期待される。

Ｆ　　ＣＸ　　ｉ　　Ｂ ここでＢは磁束密度を表すが、コイルに流れる電流の影
響により実際にはＦはｉには比例しない。

つまり測定値（出力した電流ｉに相当）と真値Ｘ（前記
Ｆに相当）とは実際には直線（比例）関係ではなくなる
。

発明者等は各種試験を行った結果、コイルに流れる電流
の影響を一次式で近似させると、測定値ｙと真値Ｘとは
結局以下の式で表す関係が成立することを確認した。

ｘ＝ａｙ”十ｙ・・・　（１） ここで−上記式（１）と前述の式（α）との関係を具体
的に示セば次のとおりである。

即ちコイルにより構成される磁場Ｂと電流ｉにより発生
ずる力Ｆとの間には前述の如く次の関係が成立すること
が期待される（但しコイルの長さは一定とする）。

Ｆ〆ｉＢ ここで、Ｂはコイルに流れる電流ｉにより発生する磁場
の影響を受けるため、 Ｂ＝Ｂｏ　＋Ｂ’ｉ となり、ｌの一次まで近似する（但し、Ｂ、、Ｂ′１は
定数）、。

従って Ｆｃ−ｒＢｏｉ＋Ｂ　’　ｉ　” となる。これを荷重（真値）Ｘと、電流ｉから求まる測
定値ｙとの関係で表せば、 ａｙ”　＋ｂｙ＝：ｘ　　・・・　（１）′（１ａ１〈
〈ｂ） であり、上記式の両辺をＸで微分して、ここでｄ　ｙ　
／　ｄ　ｘ　＝　１で、（ｘ−０、ｙ＝０）で１となり
、ｂ＝１となる。

このため式（１）′は ａ　ｙ”　十ｙ＝ｘ　　　　（ｌａｌ＜＜　１）となり
、これをｙについて解くことにより、＝Ｘ−ａＸ を得る。

つまり測定値ｙに基づいて上記式（１）を解けば真値が
わかることになる。このため、いかにして定数ａを求め
るかが真値のを知るポイントとなる。

以下上記式の定数ａを求める方法について具体的に示す
。

先ず分銅等、特定を質量を有する物体（以下「分銅」を
例に説明する）を２個用意する。但しこの２つの分銅の
真値は全（不明であってよい。

但し１、演算誤差を少なくするためには２つの分銅の真
値はこの秤量装置の秤量の約ｌ／２が適当である。この
外２つの分銅の合計の質量が秤量装置の秤量以内である
ことが必要である。

このような２つの分銅を用意し、電磁平衡式秤量装置に
おいて次の操作を行う。

（ａ）秤量装置の秤量皿上に何も載置しないでゼロ点の
データをとり込む。

〔ゼロ点データをｙｌとする〕

（ｂ）二つの分銅のうち、−方の分銅へを載置しその測
定値をとり込む。

〔分銅Ａの測定値をｙ、′とする〕

（Ｃ）分銅Ａをのぞいて、代わりに別の分銅Ｂを載置し
、この分銅Ｂの測定値をとり込む。

〔分銅Ｂの測定値をｙ２とする〕 （ｄ）分銅Ｂに加えて分銅Ａも載置し、両分鋼の合計の
測定値をとり込む。　　　　　　・〔分銅へ十分銅Ｂの
測定値をＶｚ　　’とする〕（ｉｌ）以上（ａ）〜（ｄ
）のデータを演算回路に入力し、以下に示す過程を経て
直線性を補正する。

第１図は本発明における真値と測定値との関係を示すが
、この線図からも明らかなとおり、各点の座標は以下の
ように示される。なおＡ点とは前記分銅Ａの座標、Ｂ点
とは分銅Ｂの座標、Ａ　、＋　Ｂ点とは分銅Ａと分銅Ｂ
の合計した場合の座標を示す。

ゼロ点（ｘＩｌ　ｙｌ） Ａ点（ｘｒ’、Ｙ＋　’） ＝　（ｘｌ　＋ΔＸｔ＋Ｙｔ　　＋Δｙ＋）Ｂ点（Ｘｉ
　、Ｖｘ　） Ａ＋Ｂ点（ＸＺ　’、　）’ｚ　’） ＝（ｘ２＋八Ｘｚ＋Ｙｚ＋Δｙｚ） 以上において、式（，１）が成り立つので、次式（３）
〜（６）が成り立つ。

！１　＝’ａ　ｙｔ　”　＋３’ｌ　　・・・　（３）
Ｘｉ　＋ΔＸｌ　＝ａ（ｙｔ　＋Δ３１＋　）　ｊ　＋
　（ｙｔ　＋Δｙ、）・・・　（４） ｘ”　”ａｙｚ　”　＋７ｇ　　　・・・　（５）ｘ２
＋Δｘｇ＝ａ（ｙｇ＋Δｙ２）２ ＋　＜ｙｔ＋Δｙｇ）　　・、−（６）ここで式（４）
、−（３）により次式が成立し、Δｘ、＝ａ　（２ｙ＋
　　＋Δｙｌ＋Δｙ１２）＋Δｙ１・　・　・　（７） また、（６）−（５）により、 Δｘ２　＝ａ　　（２ｙｚ　　・Δｙ２　＋Δｙ２′）
十Δｙ２・・・　（８） ここにおいて、ΔＸ１及びΔＸ２は何れも分銅Ａの質量
を表ずから、ΔｘＩ；ΔＸ２であって、弐（７）、（８
）から　次式が成立する。

ａ　　（２ｙ＋　　・Δｙ１　＋Δｙ１′）十Δｙ１＝
ａ　　（２ｙｚ　　・Δｙ２＋Δｙ２２）→Δｙ２・・
・　（９） 弐（９）をａに付いて解くことにより次代を得て、ａを
特定する。

・・・　（１０） つまり式（１０）は測定値のみで式日）の定数ａを定め
られることを示しており、この式を秤量装置の不揮発性
メモリに格納しておけば、ｉｉｊ記（ａ）〜（ｄ）の操
作を行うことにより直線性が容易に補正できる。従って
、秤量装置で得られた測定値ｙに対して定数ａの定まっ
た式（１）により直線性の補正された値を得る。

なお直線性の補正量は通常それほど大きくはなく、式（
１０）において、Δｙ１、Δｙ２の２次の項を省略した
式 ％式％） を用いても実用」二差し支えはない。

但し、−船釣には上記方法により得られた値は校正され
た値そのものではないので、公知の次式に基づいて校正
（デジタルキャリブレーション）し、最終的な値Ｗを得
るのがよい。

ｘｓ−Ｘ、６ なお、 ｘ：（１）式により得られた未知重量 ｘｏ　　：　　（１）式により得られたゼロ点の値ｘｓ
　：　　（１）式により得られた８点の値Ｓ：　校正質
量値 以−Ｆ、２個の分銅の質量が相違する場合の補正方法に
ついて示したが、二つの分銅Ａ、Ｂの質量が同一と判明
していれば、ゼロ点、Ａ点、Ａ＋Ｂ点の３点のみで補正
を行うことが可能である。

〔効果〕

本発明は以上の構成となっているので、各々の真値が未
知であってもよい２個の物体を使用するだけで電磁平衡
式の秤量装置の直線性を正確に補正することができる。

このため直線性の補正が極めて容易になり、かつ装置の
製造、調整コストを大幅に低下させることが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法を説明する線図、第２図は発
明者等が別途提案している直線性補正方法を説明するた
めの測定値と真値との関係を示す線図、第３図は従来の
直線性補正方法を示す真値と測定値の関係を示す線図で
ある。 第１図 ■ 第２図 手続（甫正書（自発） 昭和６１年８り／７日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 ■、事件の表示 昭和６１年特許願第１４４７７０号 ２、発明の名称 秤量装置の直線性補正方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都練馬区大泉学園町２丁目２３番２２号名称
　株式会社　ニー・アンド・デイ 代表者　古　川　　陽 ４、代理人　〒１０５　　置　（５９１）７８６６住所
　東京都港区虎ノ門１丁目１１番７号明細書の、「発明
の詳細な説明」の欄。 （「発明の詳細な説明」の欄の全゛文を訂正する）３、
発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は秤量装置の補正方法に極り、特に電磁平衡式の
秤量装置において好適に実施することができる補正方法
に関する。 〔従来の技術〕 秤量装置においては、絆量物の荷重（真値）とこの荷重
の測定値とは直線的には対応せず、何らかの方法により
直線性を補正して測定精度を向上させる必要がある。 直線性補正゛方法として従来から次のよな方法が採用さ
れている。 この従来法は要、する（こ、複数個の測定点に対する測
定値または測定値に相当する値と、これらの値に対応す
る真値をデータとして記憶しておき、隣接する値を相互
に直線で結び、この各直線により直線性を補正するよう
にした方法である。 第３図を参考に説明すると、真値ＸがＰ、　、Ｐ２、Ｐ
、・プ・・・Ｐ、、Ｐ・　　・・・・の点にム＋１ おいて、これらの真値に対応する測定値ＹをＱｌ、Ｑ２
、Ｑ、・・・・・Ｑ　、、Ｑ、＋１　　・・・とじた場
合、これらの測定を直線ＯＡ　ｒ　、Ａ　ＩＡ　ｚ、Ａ
、Ａ、　、・・・Ａ、Ａえ、１、・・・で結び、これら
の直線により測定装置の特性曲線ハに近似する直線を各
点の間に設定する。　　　、ここで、真イ直Ｐ、がｐ、
≦ＰＸ≦Ｐ、十、であり、このＰＸに対応する測定値を
ＱＫとすると、このＱイは実際には特性向゛線ハのＹ座
標であるが、これを、この曲線へに近似する直線Ａｒ　
Ａｔ＋を間のＹ座標とみなす。　　　　　　、　。 この場合、真値Ｐおと測定値ＱＸ・との間には次式が成
立す、る。　　　　　　　　　　　。 従って上記式を解いて次式に示すように真値Ｐ。 を得る。 以上の方法により真値Ｐ、を得る。 以上の方法では（ａ）ゼロ点から秤量までをカバーする
ためには非常に多くの測定点が必要であって、はぼ満足
できる精度を確保するにはこの測定点は２０点程度必要
となり、測定点のデータの収集に多くの手間がかかるこ
と、（ｂ）電磁平衡式の秤量装置では同し構成を有しか
つ同し秤量の装置であっても、厳密には一台毎にその特
性が相違し、特定の装置で取ったデータをそのまま他の
装置に利用することはできず、従って電磁平衡式の秤量
装置にあっては各装置毎に前記した多数の測定点のデー
タを取る必要がありその手間は更に膨大なものとなるこ
と、（Ｃ）装置自体の精度を高く保持するためには、デ
ータ収集用の分銅の精度も高くなければならず、これら
の分銅を測定点の数に対応して多数揃える必要があり、
コストが上昇する等の問題がある。また更に（ｄ）多数
のデータを収納する必要があるため、大容星の不揮発性
メモリを配置する必要が生し、この点もコスト上昇の大
きな原因となっている。 〔発明者等が別途提案中の発明の概要〕このため発明者
等は以上の問題点を解決すべく以下に示す方法を別途提
案している。 電磁平衡式の秤量装置は、秤量物の荷重に平衡するよう
電磁部に於いて電磁力を発生させる構成上なっているた
め、測定値と真値との関係が直線で表示されることが期
待される。 具体的には、前記秤量装置では秤量物の荷重が加わった
場合、永久磁石により作られる磁場の中のコイルに電流
を流すことによって電磁力を発生させ、この荷重に平衡
させる構成となっている。 従って磁束密度及びコイルの長さがそれぞれ一定であれ
ば電磁力は電流の一次関数として表され、測定値と真値
との関係も直線として表されるはずである。しかしなが
ら、コイルに流れる電流自体が磁場を発生し、この磁場
が磁石の磁束密度に影響を及ぼすために実際には測定値
と真値との関係は直線ではない。 発明者らは各種試験を行った結果、測定値ｙと真値Ｘと
の間には次式が成立することをｖ１認した。 ｙ＝ｘ−ａｘ２　中・・　（α） ｌａｌ＜　＜　１ つまり電磁平衡式の秤量装置では特性曲線自体が一定の
弐（α）で表示でき、かつ定数ａが定まればこの弐（α
）は定まることになる。従って真値を求める方法として
以下に示す方法を提案している。 すなわち第２図において、曲線イは前記式（α）に示す
電磁平衡式秤ＩｔＲ装置の特性曲線を示し、この曲線は
その式からも明らかなとおり放物線となる。 先ず前記式ｙ＝ｘ−ａｘ２におけるａは以下の方法によ
り定める。 所定の質量Ａを有する分銅（秤量装置の秤量のほぼ１／
２が適当）と、質量Ｂを有する分銅とを用意し、 分銅Ａの測定値・・・ｙＡ 分銅Ｂの測定値・・・ｙＢ 分銅Ａと分銅Ｂの合計の測定値・・・’Ｊ　Ａ＋ｎとす
る。 即ち、この方法ではデータを取る測定点はゼロ点、質量
Ａ、質量Ｂ、質量Ａ　−１−Ｂの４点でよい。 以上の点から式（α）の定数ａは次式で表すごとができ
る。 以上の方法により式（α）のａが定まったならば次の方
法により真値を得る。 即ち、ゼロ点と装置の秤量との間に複数の区画を設け、
それぞれの区画を直線をもって曲線イに近似させる。 例えば真値ＸＯ％　Ｘｌ、ｘ２　　”　’　Ｘ８、Ｘ、
＋１　・・・・に対する測定値ｙ。、ｙｌ、ｙ２・・・
ｙｉ　、ＶＩ＋＋　　・・・を前記式（α）により算出
しておく。これにより所定の区間（Ｘ４、Ｘ、士、）に
於ける直線は次式（β）で与えられる。 Ｙ＝　（１ａ　　（ｙＢ　　→−Ｘ＋＋＋　）ｌ　　Ｘ
＋ａ　Ｘ；　　Ｘ；＋＋・・・・　（ｒ） となる。 ここで、未知の質量Ｘｐを測定した測定値をｙとし、こ
の測定値ｙｐが０’ｉ　、ｙｉオ、）の間に入っている
ことを検出すると、Ｌ記入（７）に対して質量ｘｐとこ
れに対応する測定値ｙｐを代入すると ｙｐ”　（１ａ　（ｘｔ　＋Ｘ、＋＋’）ｌ　ｘｐ＋ａ
ｘｌ＊ｘｌ＋。 ・・・　（γ）′ となり、更に ｙｐ−ａｘ　寡−Ｘ＋＋＋ となる。この式を解くことによりｘｐの値を得ることが
できる。 つまり発明者等が別途提案中の発明では、用意する分銅
は２つのみでよくデータの収集作業を大幅に低減するこ
とができるという利点がある。 （発明が解決しようとする問題点〕 上記方法は以上のような利点を有するが、２つの分銅は
ある程度の誤差は許容されるものの、プログラム上に設
定された値を有する分銅であることが必要である。また
区間分割による直線近似を行うため、プログラム作成に
おいても複雑さがあり、従って不揮発性メモリ自体は小
容量であってもよいが、各区画のデータを記憶する必要
があるため、メモリ全体としては大きな容量が必要とな
り、この点において更に改良の余地がある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上述の要望に鑑み、発明者等が別途提案してい
る方法を更に改良した方法であり、電磁平衡式の秤量装
置に於ける特性曲線が二次式で表現できることに基づき
、この二次式の定数を定める式を、真値が不明であって
も構わない２つの物体の測定値に基づいて求めることに
よりこの二次式を特定するよう構成したものであり、こ
れにより直線性を補正するようにした電磁平衡式の秤量
装置に於ける直線性補正方法である。 〔作用〕 電磁平衡式秤量装置の特性曲線を表す式の定数を、所定
の式を用いて特定する回路を構成し、ゼロ点、分銅等特
定の質量を有する二つの物体の各々の測定値、及びこれ
らの物体の合計の測定値のデータを上記回路に入力して
直線性を補正する。 〔実施例〕 以下本発明の実施例を具体的に説明する。 先ず、電磁平衡式の秤量秤量装置では、永久磁石により
形成された磁場の中に配置されたコイルに電流を流すこ
とにより電磁力を発生させている。 ここで、電流ｉの流れる向きと磁束密度の方向が直交す
るように配置すると、電磁力Ｆに対しては以下の関係が
成立するとか期待される。 Ｆ改ｉＢ ここでＢは磁束密度を表すが、コイルに流れる電流の影
響により実際にはＦはｉには比例しない。 つまり測定値（出力した電流ｉに相当）と真値Ｘ（前記
Ｆに相当）とは実際には直線（比例）関係ではな（なる
。 発明者等は各種試験を行った結果、コイルに流れる電流
の影響を一次式で近似させると、測定値ｙと真値Ｘとは
結局以下の式で表す関係が成立することを確認した。 ｘ＝ａｙ”＋ｙ・・・　（１） ここで上記式（１）と前述の式（α）との関係を具体的
に示せば次のとおりである。 即ちコイルにより構成される磁場Ｂと電流ｉにより発生
する力Ｆとの間には前述の如く次の関係が成立すること
が期待される（但しコイルの長さは一定とする）。 Ｆ吹ｉＢ ここで、Ｂはコイルに流れる電流ｉにより発生する磁場
の影響を受けるため、 Ｂ＝Ｅ１．＋Ｂ’ｉ となり、ｉの一次まで近似する（但し、Ｂｏ、、Ｂ′は
定数）。 従って Ｆ賦Ｂ。ｉ十Ｂ’ｉ” となる。これを荷重（真値）Ｘと、電流ｉから求まる測
定値ｙとの関係で表せば、 ａｙ”　＋ｂｙ＝ｘ　　・・・　（１）′（ｌａｌ＜　
＜　ｂ　） であり、上記式の両辺をＸで微分して、ここで（ｘ＝０
、ｙ＝０）の点でｄｙ　／　ｄｘ　＝　１あるから、ｂ
＝１となる。 このため式日）′は ａ　ｙ２　→ｙ二ｘ　　　　（ｌａｌ＜　＜　１　）と
なり、これをｙについて解くことにより、たＸ−ａＸ を得る。 つまり測定値ｙに基づいて上記式（１）を解けば真値が
わかることになる。このため、いかにして定数ａを求め
るかが真値のを知るポインＩ−となる。 以下−Ｆ記弐の定数ａを求める方法について具体的に示
す。 先ず分銅等、特定の質量を有する物体（Ｉ以下（−分銅
」を例に説明する）を２個用意する。（ｌシ５この２つ
の分銅の真情は全く不明であ、ってよい。 但し、演算誤差を少なくするためには２つの分銅の真値
はこの秤量装置の秤量の約１／２が適当である。この外
２つの分銅の合計の質量が秤量装置の秤量以内であるご
とが必要である。 このような２゛つの分銅を用意し、電磁平衡式秤量装置
において次の操作を行う。 （ａ）秤量装置の秤量皿１−に何も載置しないでゼロ点
のデータをとり込む。 〔ゼロ点データをｙｌとする〕 （ｂ）二つの分銅のうち、−方の分銅Ａを載置しその測
定値をとり込む。 〔分銅Ａの測定値をｙｌ　′とする〕 （Ｃ）分銅Ａをのぞいて、代わりに別の分ｔＦｌ　ｒ３
を載置し、この分銅Ｙ３の測定値をとり込む。 〔分銅Ｂの測定値をｙ２とする〕 （ｄ）分銅Ｉ３に加えて分銅Ａも載置し、両分銅の合計
の測定値をとり込む。 （分銅Ａ十分銅Ｂの測定値をｙ２　′とする〕（ｅ）以
上（ａ）〜（ｄ、　）のデータを演算回路に入力し、以
下に示す過程を経て直線色を補正する。 第１図は本発明における真値と測定値との関係を示すが
、この線図からも明らかなとおり、各点の座標は以下の
ように示される。なおＡ点とは前記分銅Ａの座標、Ｂ、
点とは分銅Ｂの座標、Ａ＋Ｆ３点とは分銅Ａと分ｉＢの
合計した場合の座標を示す。 ゼロ点（Ｘ＋　＋　Ｖ＋　） Ａ点（ｘ＋　’＋　ｙｌ　’） ＝（ｘｌ　＋ΔＸ＋＋　　ｙｌ　　＋Δｙ＋）Ｂ点（ｘ
ｚ　、ｙｚ　） Ａ＋Ｂ点（ｘｚ　’＋　ｙｚ　’） ＝（ｘ２＋Δｘｚ＋Ｙｚ’−Δｙ２） 以上において、式（１）が成り立つので、次式（３）〜
（６）が成り立つ。 Ｘｌ−ａｙ１２　＋ｙ１　・・・　（３）ｘｌ　＋ΔＸ
＋　＝ａ　　（ｙｌ　　＋Δｙ１）２→−（ｙｌ　　＋
Δｙ・・・　（４） Ｘｚ　＝ａｙｚ　”　＋ｙ２　　　・・・　（５）ｘ２
＋ΔＸｚ　”ａ　　ＣＹｚ　＋Δｙ２）２（−Ｄａ　＋
Δｙ２）・・・　（６） ここで式（４）−（３）により次式が成立し、ΔＸ、：
ａ　（２Ｙ＋　　・Δｙｌ　＋Δｙ１′）十Δ”／＋・
・・　（７） また、（６）−（５）により、 ΔＸｚ　：ａ　（２ｙｚ　　（Δｙ２＋Δｙ２２）＋Δ
ｙ２・・・　（８） ここにおいて、Δｘ、及びΔｘ２は何れも分銅への質量
を表ずから、ΔＸ、＝ΔＸ２であって、式（７）、（８
）から　次式が成立する。 ａ　（２ｙ＋　　・ΔｙＩ　＋Δｙ＋２）＋Δｙ１＝ａ
　（２ｙｚ　　・Δｙ２→−Δｙ２２）→−Δｙ。 ・・・　（９） 式（９）をａに付いて解くことにより次式を得て、ａを
特定する。 ２（ｙｌ・ΔＶ＋　　Ｖｚ・Δｙｚｌｌ−（△ｙ２２−
Δｙ＋２）・・・　（１０） つまり弐（１０）は測定値のみで式（１）の定数ａを定
められることを示しており、この弐を秤量装置の不揮発
性メモリに格納しておけば、秤量装置で得られた測定値
ｙに対して定数ａの定まった式（１）により直線性の補
正された値を得る。 なお直線性の補正量は通常それはと大きくはなく、式（
ｌＯ）において、ΔｙＩ、Δｙ２の２次の項を省略した
式 ΔＹｚ−Δｙ１ を用いても実用上差し支えはない。 但し、−船釣には上記方法により得られた値は校正され
た値そのものではないので、公知の次式に基づいて校正
（デジタルキャリブレーション）し、最終的な値Ｗを得
るのがよい。 Ｘ、　　−ｘ。 なお、 ｘ：（１）式により得られた未知重量 Ｘｏ　　：　　（１）式により得られたゼロ点の値ｘ、
：（１’）式により得られた８点の値Ｓ：　校正質量値 以上、２個の分銅の質量が相違する場合の補正方法につ
いて示したが、二つの分銅Ａ、Ｂの質量が同一と判明し
ていれば、ゼロ点、Ａ点、Ａ＋Ｂ点の３点のみで補正を
行うことが可能である。 〔効果〕 本発明は以上の構成となっているので、各々の真値が未
知であってもよい２個の物体を使用するたけて電磁平衡
式の秤量装置の直線性を正確に補　　　　　　′正する
ことができる。このため直線性の補正が極めで容易にな
り、かつ装置の製造、調整コストを大幅に低下させるこ
とが可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁平衡式の秤量装置の特性を示す曲線を二次関
   数とみなし、この二次関数に基づき測定値を真値に補正
   する方法であって、真値が未知であってもよい二つの物
   体を使用し、秤量装置のゼロ点、二つ物体のうちの一方
   の物体の測定値、他方の物体の測定値及び二つ物体の合
   計の測定値の各データに基づき上記二次関数を特定する
   ことにより直線性を補正することを特徴とする秤量装置
   の直線性補正方法。
2. （２）真値が等しい二つの物体を用いて、秤量装置のゼ
   ロ点、二つ物体のうちの一方の物体の測定値及び二つ物
   体の合計の測定値の３つのデータに基づき前記二次関数
   を特定することにより直線性を補正することを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の秤量装置の直線性補
   正方法。