JPS6352684B2 - - Google Patents
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- JPS6352684B2 JPS6352684B2 JP55147948A JP14794880A JPS6352684B2 JP S6352684 B2 JPS6352684 B2 JP S6352684B2 JP 55147948 A JP55147948 A JP 55147948A JP 14794880 A JP14794880 A JP 14794880A JP S6352684 B2 JPS6352684 B2 JP S6352684B2
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- JP
- Japan
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- frequency
- oscillation wave
- sampling
- periodic oscillation
- periodic
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- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 41
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 33
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、定周期振動波が重畳されている電
気的アナログ信号から定周期振動波を除去する方
法に関する。
気的アナログ信号から定周期振動波を除去する方
法に関する。
ロードセル等の検出器を用いて重量や力等を計
測した場合、その検出器の出力である電気的アナ
ログ信号には、電源ノイズや外部機械振動や計測
機の固有振動等に起因する定周期振動波が重畳さ
れることがある。従来、上記の定周期振動波を除
去して電気的アナログ信号の精度を高めるために
種々の方法が提案されているが、どの方法でも除
去に多くの時間、少なくとも定周期振動波の数周
期以上かかり高速で計測する事が必要な機器には
実施できなかつた。
測した場合、その検出器の出力である電気的アナ
ログ信号には、電源ノイズや外部機械振動や計測
機の固有振動等に起因する定周期振動波が重畳さ
れることがある。従来、上記の定周期振動波を除
去して電気的アナログ信号の精度を高めるために
種々の方法が提案されているが、どの方法でも除
去に多くの時間、少なくとも定周期振動波の数周
期以上かかり高速で計測する事が必要な機器には
実施できなかつた。
この発明は、高速で定周期振動波をその基本周
波数の一周期分の遅れだけで確実に除去できる方
法を提供することを目的とする。
波数の一周期分の遅れだけで確実に除去できる方
法を提供することを目的とする。
この発明は、定周期振動波が重畳された検出器
の出力を上記定周期振動波の基本周波数の整数倍
のサンプリング周波数でサンプリングする過程
と、上記サンプリング周波数の１周期分づつずら
せた上記定周期周波数の期本周波数の１周期分に
相当する上記各サンプリング値の平均値を順次算
出する過程とからなる。
の出力を上記定周期振動波の基本周波数の整数倍
のサンプリング周波数でサンプリングする過程
と、上記サンプリング周波数の１周期分づつずら
せた上記定周期周波数の期本周波数の１周期分に
相当する上記各サンプリング値の平均値を順次算
出する過程とからなる。
この発明の原理を第１図に基いて説明する。
今、同図に示すように検出器の出力１には定周期
振動波が重畳されているとする。２は検出器の真
の出力で、これの値を30とする。この出力１をそ
の定周期振動波の周波数の基本周波数の周期の整
数分の１の周期t1，t2，t3，t4，t5，t6，t7，t8
でサンプリングすると、その値は40，50，30，
20，20，10，30，40となり、その平均値は30とな
り、真の出力が求められる。ところが出力１をそ
の定周期振動波の基本周波数の周期の整数分の１
とは異なる周期t1a，t2a，t3a，t4a，t5a，t6aで
サンプリングすると、その値は37，37，21，22，
16，38となりその平均値は約28.5となり、真の出
力は求められない。従つて、定周期振動波の整数
分の１の周期で、すなわち定周期振動波の整数倍
の周波数で、検出器の出力１をサンプリングし、
その値の１周期相当分の平均値を求めてやれば、
定周期振動波を除去することができる。
今、同図に示すように検出器の出力１には定周期
振動波が重畳されているとする。２は検出器の真
の出力で、これの値を30とする。この出力１をそ
の定周期振動波の周波数の基本周波数の周期の整
数分の１の周期t1，t2，t3，t4，t5，t6，t7，t8
でサンプリングすると、その値は40，50，30，
20，20，10，30，40となり、その平均値は30とな
り、真の出力が求められる。ところが出力１をそ
の定周期振動波の基本周波数の周期の整数分の１
とは異なる周期t1a，t2a，t3a，t4a，t5a，t6aで
サンプリングすると、その値は37，37，21，22，
16，38となりその平均値は約28.5となり、真の出
力は求められない。従つて、定周期振動波の整数
分の１の周期で、すなわち定周期振動波の整数倍
の周波数で、検出器の出力１をサンプリングし、
その値の１周期相当分の平均値を求めてやれば、
定周期振動波を除去することができる。
これを数式を用いて説明すると、今基本波の角
速度をωとし時間ｔにおけるｎ次の定周期振動波
を含む検出器の出力ｆ（ｔ）は、 ｆ（ｔ）aO／２＋（a1sinωt＋b1cosωt）＋（a2sin2
ωt ＋b2cos2ωt）＋……＋（aosinnωt＋bocosnωt） となる。これは ｆ（ｔ）＝aO／２＋C1cos（θ1＋ωt）C2cos（θo＋2
ωt） ＋C3（θ3＋3ωt）＋……＋Cocos（θo＋nωt） と書くことができる。ただし、 Cn＝√2 o＋2 o、θo＝tan-1bo／aoである。今、こ
れ が第３高調波まで含んでいるとすると、 ｆ（ｔ）＝aO／２＋C1cos（θ1＋ωt）＋C2cos
（θ2＋2ωt）＋C3cos（θ3＋3ωt） となる。今、このｆ（ｔ）を基本波の１周期につ
いてｍ回サンプリングするとすると、得られるサ
ンプリング値Ｆ〔TO＋（ｍ―１）Ｔ〕は Ｆ〔TO＋（ｍ―１）Ｔ〕＝aO／２＋C1cos〔θ1
＋（ｍ―１）δ〕 ＋C2cos〔θ2＋２（ｍ―１）δ〕＋C3cos
〔θ3＋３（ｍ―１）δ〕 となる。ただし、ｍはサンプリング回数、δは
ωT（Ｔはサンプル時間々隔）、θ1，θ2，θ3は初期
位相角である。
速度をωとし時間ｔにおけるｎ次の定周期振動波
を含む検出器の出力ｆ（ｔ）は、 ｆ（ｔ）aO／２＋（a1sinωt＋b1cosωt）＋（a2sin2
ωt ＋b2cos2ωt）＋……＋（aosinnωt＋bocosnωt） となる。これは ｆ（ｔ）＝aO／２＋C1cos（θ1＋ωt）C2cos（θo＋2
ωt） ＋C3（θ3＋3ωt）＋……＋Cocos（θo＋nωt） と書くことができる。ただし、 Cn＝√2 o＋2 o、θo＝tan-1bo／aoである。今、こ
れ が第３高調波まで含んでいるとすると、 ｆ（ｔ）＝aO／２＋C1cos（θ1＋ωt）＋C2cos
（θ2＋2ωt）＋C3cos（θ3＋3ωt） となる。今、このｆ（ｔ）を基本波の１周期につ
いてｍ回サンプリングするとすると、得られるサ
ンプリング値Ｆ〔TO＋（ｍ―１）Ｔ〕は Ｆ〔TO＋（ｍ―１）Ｔ〕＝aO／２＋C1cos〔θ1
＋（ｍ―１）δ〕 ＋C2cos〔θ2＋２（ｍ―１）δ〕＋C3cos
〔θ3＋３（ｍ―１）δ〕 となる。ただし、ｍはサンプリング回数、δは
ωT（Ｔはサンプル時間々隔）、θ1，θ2，θ3は初期
位相角である。
この各サンプリング値をｍ＝４として平均する
と、 δ＝2π／４＝π／２であるから、 １／４4 〓m=1 Ｆ〔TO＋（ｍ―１）Ｔ〕＝aO／２×４／４＋C1／４4 〓m=1 cos〔θ1＋（ｍ―１）π／２〕 ＋C2／４4 〓m=1 cos〔θ2＋２（ｍ―１）π／２〕＋C3／４4 〓m=1 cos〔θ3＋３（ｍ―１）π／２〕 となるが、数式的にも説明できるが第２図からも
判るようにサンプリング値の合計値は０となるか
ら、１／４4 〓m=1 Ｆ〔TO＋（ｍ―１）Ｔ〕の平均値は aO／２、すなわち検出器の真の出力となる。よつて、 定周期振動波の整数倍の周波数で、検出器の出力
１をサンプリングし、その値の１周期相当分の平
均値を求めれば、定周期振動波を除去できる。
と、 δ＝2π／４＝π／２であるから、 １／４4 〓m=1 Ｆ〔TO＋（ｍ―１）Ｔ〕＝aO／２×４／４＋C1／４4 〓m=1 cos〔θ1＋（ｍ―１）π／２〕 ＋C2／４4 〓m=1 cos〔θ2＋２（ｍ―１）π／２〕＋C3／４4 〓m=1 cos〔θ3＋３（ｍ―１）π／２〕 となるが、数式的にも説明できるが第２図からも
判るようにサンプリング値の合計値は０となるか
ら、１／４4 〓m=1 Ｆ〔TO＋（ｍ―１）Ｔ〕の平均値は aO／２、すなわち検出器の真の出力となる。よつて、 定周期振動波の整数倍の周波数で、検出器の出力
１をサンプリングし、その値の１周期相当分の平
均値を求めれば、定周期振動波を除去できる。
以下、この発明を第３図乃至第５図に示す３つ
の実施例に基いて説明する。第１の実施例は、第
３図に示すようにロードセルや差動変圧器のよう
な検出器５を有している。その出力は増幅器６で
増幅されてＡ／Ｄ変換器７に供給される。無論、
この出力は第１図に示すように定周期振動波が重
畳されたものである。８はサンプレート発振器
で、定周期振動波の整数倍の周波数のパルス信号
８ａを発生する。このパルス信号８ａが発生する
ごとに、すなわち時刻t1，t2，t3，t4，t5，t6，
t7，t8，t9，t10，…ごとに増幅器６の出力を
Ａ／Ｄ変換器７でＡ／Ｄ変換し、記憶装置９に記
憶させていく。この記憶装置９は少なくとも定周
期振動波の１周期におけるＡ／Ｄ変換器７の出力
数（この実施例では８個）を記憶する容量を有し
ている。１周期分のデイジタル信号が記憶装置８
に記憶されると、すなわち時刻t8においてサンプ
ルレート発振器８はパルス信号８ｂを発生し、こ
れに基いて演算装置１０は１周期分のデイジタル
信号の平均値を算出する。既に説明したように、
この平均値は増幅器６の出力から定周期振動波を
除去したものに相当する。このパルス信号８ｂは
パルス信号８ａと同じ周波数で発生する。
の実施例に基いて説明する。第１の実施例は、第
３図に示すようにロードセルや差動変圧器のよう
な検出器５を有している。その出力は増幅器６で
増幅されてＡ／Ｄ変換器７に供給される。無論、
この出力は第１図に示すように定周期振動波が重
畳されたものである。８はサンプレート発振器
で、定周期振動波の整数倍の周波数のパルス信号
８ａを発生する。このパルス信号８ａが発生する
ごとに、すなわち時刻t1，t2，t3，t4，t5，t6，
t7，t8，t9，t10，…ごとに増幅器６の出力を
Ａ／Ｄ変換器７でＡ／Ｄ変換し、記憶装置９に記
憶させていく。この記憶装置９は少なくとも定周
期振動波の１周期におけるＡ／Ｄ変換器７の出力
数（この実施例では８個）を記憶する容量を有し
ている。１周期分のデイジタル信号が記憶装置８
に記憶されると、すなわち時刻t8においてサンプ
ルレート発振器８はパルス信号８ｂを発生し、こ
れに基いて演算装置１０は１周期分のデイジタル
信号の平均値を算出する。既に説明したように、
この平均値は増幅器６の出力から定周期振動波を
除去したものに相当する。このパルス信号８ｂは
パルス信号８ａと同じ周波数で発生する。
時刻t9では新たに増幅器６の出力をサンプリン
グし、デイジタル化するが、これは時刻t1の記憶
値と入れ換えられ、時刻t2から時刻t9までを１周
期として新たな平均値が演算装置１０で算出され
る。以下、同様にパルス信号８ａが発生するたび
に最も古い記憶値と最も新しい記憶値が入れ換え
られ、そのたびにパルス信号８ｂによつて平均値
が算出される。
グし、デイジタル化するが、これは時刻t1の記憶
値と入れ換えられ、時刻t2から時刻t9までを１周
期として新たな平均値が演算装置１０で算出され
る。以下、同様にパルス信号８ａが発生するたび
に最も古い記憶値と最も新しい記憶値が入れ換え
られ、そのたびにパルス信号８ｂによつて平均値
が算出される。
第２の実施例は例えば周波数が相対的に高い電
源ノイズと相対的に低い機械振動などのように２
つの相異なる定周期振動波が重畳されている検出
器５の出力からこれらを除去するためのもので、
第４図に示すようにパルス信号８ａ，８ｂ、記憶
装置９及び演算装置１０を用いて平均値を算出し
（無論、これら平均値から電源ノイズは除去され
ている。）、これら平均値を順次記憶装置１１に記
憶させ、サンプルレート発振器８が発振している
機械振動の周波数の整数倍の周波数のパルス信号
８ｃを用いてパルス信号８ｃの１周期分づつずら
せた機械振動の周波数の一周期分に相当する記憶
装置１１の記憶値の平均値を演算装置１２におい
て順次算出して、機械振動を除去している。な
お、パルス信号８ｃは電源ノイズの周波数の整数
倍にならない場合もあるが、この場合演算装置１
２の出力は幾分誤差を含むが、電源ノイズのサン
プリング回数を多くすれば充分にその影響は除去
できる。
源ノイズと相対的に低い機械振動などのように２
つの相異なる定周期振動波が重畳されている検出
器５の出力からこれらを除去するためのもので、
第４図に示すようにパルス信号８ａ，８ｂ、記憶
装置９及び演算装置１０を用いて平均値を算出し
（無論、これら平均値から電源ノイズは除去され
ている。）、これら平均値を順次記憶装置１１に記
憶させ、サンプルレート発振器８が発振している
機械振動の周波数の整数倍の周波数のパルス信号
８ｃを用いてパルス信号８ｃの１周期分づつずら
せた機械振動の周波数の一周期分に相当する記憶
装置１１の記憶値の平均値を演算装置１２におい
て順次算出して、機械振動を除去している。な
お、パルス信号８ｃは電源ノイズの周波数の整数
倍にならない場合もあるが、この場合演算装置１
２の出力は幾分誤差を含むが、電源ノイズのサン
プリング回数を多くすれば充分にその影響は除去
できる。
また電源ノイズが60Hzで、機械振動が６Hzとい
うように大きく離れている場合、演算装置１２の
負担が大きくなるが、パルス信号８ａの周波数を
例えば電源ノイズの周波数の３倍の180Hzとして
Ａ／Ｄ変換器７でサンプリングを行ない、演算装
置１０においてサンプリング値をパルス信号８ａ
の６周期づつずらせて電源ノイズの１周期分を順
次平均し、これらを記憶装置１１に記憶させ、パ
ルス信号８ｃの周波数を30Hzとして演算装置１２
でパルス信号８ｃの１周期分づつずらせて機械振
動の１周期分を順次算出すれば、電源ノイズと機
械振動とを除去できるうえに、演算装置１２の負
担を軽くすることができる。
うように大きく離れている場合、演算装置１２の
負担が大きくなるが、パルス信号８ａの周波数を
例えば電源ノイズの周波数の３倍の180Hzとして
Ａ／Ｄ変換器７でサンプリングを行ない、演算装
置１０においてサンプリング値をパルス信号８ａ
の６周期づつずらせて電源ノイズの１周期分を順
次平均し、これらを記憶装置１１に記憶させ、パ
ルス信号８ｃの周波数を30Hzとして演算装置１２
でパルス信号８ｃの１周期分づつずらせて機械振
動の１周期分を順次算出すれば、電源ノイズと機
械振動とを除去できるうえに、演算装置１２の負
担を軽くすることができる。
第３の実施例は、例えば定周期振動波である外
部振動の周波数が変化するものに有効なもので、
第５図に示すように振動検出器１３によつて外部
振動の周波数を検出し、その周波数をフエーズド
ロツクドループ（PLL）回路等で構成した周波
数てい倍回路１４でてい倍して、Ａ／Ｄ変換器７
及び演算装置１０に供給するようにした以外、第
１の実施例と同様に構成されている。同等部分に
は同一符号を付して、その説明を省略する。
部振動の周波数が変化するものに有効なもので、
第５図に示すように振動検出器１３によつて外部
振動の周波数を検出し、その周波数をフエーズド
ロツクドループ（PLL）回路等で構成した周波
数てい倍回路１４でてい倍して、Ａ／Ｄ変換器７
及び演算装置１０に供給するようにした以外、第
１の実施例と同様に構成されている。同等部分に
は同一符号を付して、その説明を省略する。
この方法によれば、定周期振動波が重畳された
検出器の出力を定周期振動波の基本周波数の整数
倍のサンプリング周波数でサンプリングし、これ
らサンプリング値を上記サンプリング周波数の１
周期づつずらせた各上記定周期振動波の１周期ご
とに平均値を算出して、上記定周期振動波を除去
しているから、定周期振動波を除去した出力は、
定周期振動波の１周期分しか遅延せず従来の方法
と比較すると格段に速く定周期振動波を除去で
き、高速で計量することが必要な計量機に特に有
効である。
検出器の出力を定周期振動波の基本周波数の整数
倍のサンプリング周波数でサンプリングし、これ
らサンプリング値を上記サンプリング周波数の１
周期づつずらせた各上記定周期振動波の１周期ご
とに平均値を算出して、上記定周期振動波を除去
しているから、定周期振動波を除去した出力は、
定周期振動波の１周期分しか遅延せず従来の方法
と比較すると格段に速く定周期振動波を除去で
き、高速で計量することが必要な計量機に特に有
効である。
上記の実施例では、検出器５の出力が一定であ
るとして説明したが、時間の経過に従つて増加ま
たは減少するランプ出力についても同様に実施で
きる。また基本周波数の１周期分づつ平均した
が、２周期、３周期のような整数周期分づつ平均
してもよい。
るとして説明したが、時間の経過に従つて増加ま
たは減少するランプ出力についても同様に実施で
きる。また基本周波数の１周期分づつ平均した
が、２周期、３周期のような整数周期分づつ平均
してもよい。
第１図はこの発明による方法によつて定周期振
動波を除去する検出器の出力の波形図、第２図は
定周期振動波の各成分を示す波形図、第３図はこ
の発明の方法の実施に用いる装置の第１の実施例
のブロツク図、第４図は同第２の実施例のブロツ
ク図、第５図は同第３の実施例のブロツク図であ
る。 ５……検出器、７……Ａ／Ｄ変換器、８……サ
ンプルレート発振器、９……記憶装置、１０……
演算装置。
動波を除去する検出器の出力の波形図、第２図は
定周期振動波の各成分を示す波形図、第３図はこ
の発明の方法の実施に用いる装置の第１の実施例
のブロツク図、第４図は同第２の実施例のブロツ
ク図、第５図は同第３の実施例のブロツク図であ
る。 ５……検出器、７……Ａ／Ｄ変換器、８……サ
ンプルレート発振器、９……記憶装置、１０……
演算装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 定周期振動波が重畳されている検出器の出力
を上記定周期振動波の基本周波数のほぼ整数倍の
サンプリング周波数でサンプリングする過程と、
上記サンプリング周波数の整数周期づつずらせた
上記定周期振動波の基本周波数のほぼ整数周期分
に相当する各上記サンプリング値の平均値を算出
する過程とからなる定周期振動波除去方法。 ２ 少なくとも第１及び第２の定周期振動波が重
畳されている検出器の出力を第１の定周期振動波
の基本周波数のほぼ整数倍の第１のサンプリング
周波数でサンプリングする過程と、第１のサンプ
リング周波数の整数周期づつずらせた第１の定周
期振動波の基本周波数のほぼ整数周期分に相当す
る各上記サンプリング値の平均値を算出する過程
と、第２の定周期振動波の基本周波数のほぼ整数
倍の周波数である第２のサンプリング周波数の整
数周期づつずらせた第２の定周期振動波の基本周
波数のほぼ整数周期分に相当する各上記平均値の
平均値を算出する過程とからなる定周期振動波の
除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55147948A JPS5771097A (en) | 1980-10-21 | 1980-10-21 | Method of removing constant period vibration wave |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55147948A JPS5771097A (en) | 1980-10-21 | 1980-10-21 | Method of removing constant period vibration wave |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5771097A JPS5771097A (en) | 1982-05-01 |
| JPS6352684B2 true JPS6352684B2 (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=15441682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55147948A Granted JPS5771097A (en) | 1980-10-21 | 1980-10-21 | Method of removing constant period vibration wave |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5771097A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59223897A (ja) * | 1983-06-01 | 1984-12-15 | 帝人株式会社 | 雑音処理方法及び装置 |
| JPS60192216A (ja) * | 1984-03-13 | 1985-09-30 | Kyowa Dengiyou:Kk | 多点測定器 |
| JPS61230026A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-14 | Kyowa Electronic Instr Corp Ltd | 多点測定器 |
| JPH0621814B2 (ja) * | 1986-05-29 | 1994-03-23 | 大和製衡株式会社 | 計重装置の計重信号の濾波方法及び装置 |
| US5002141A (en) * | 1989-12-08 | 1991-03-26 | Toledo Scale Corporation | Vehicle weighing in motion apparatus and method |
| JP4519312B2 (ja) * | 2000-12-20 | 2010-08-04 | 東京瓦斯株式会社 | 高調波を含む脈動の平均値を測定する方法及びそれを用いた平均値測定装置 |
| JP4916373B2 (ja) * | 2007-04-23 | 2012-04-11 | アンリツ産機システム株式会社 | 計量装置 |
| US7821437B1 (en) * | 2009-04-08 | 2010-10-26 | Rosemount Inc. | Line noise analysis and detection and measurement error reduction |
| JP7109388B2 (ja) * | 2019-01-29 | 2022-07-29 | アンリツ株式会社 | 計量装置および計量値補正方法 |
-
1980
- 1980-10-21 JP JP55147948A patent/JPS5771097A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5771097A (en) | 1982-05-01 |
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