JP2003028707A

JP2003028707A - 重量測定システム

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Publication number: JP2003028707A
Application number: JP2001214795A
Authority: JP
Inventors: Toru Takahashi; 孝橋　　徹; Koichi Harita; 耕一播田
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2021-07-16
Also published as: JP4776821B2

Abstract

(57)【要約】【課題】秤の演算ノウハウを持たないロードセルユー
ザーが、専用の主コントローラを使用しなくても、重量
測定システムを構築できる。【解決手段】複数のデジタルロードセル２では、起歪
体６に設けられたストレインゲージ８からのアナログ荷
重信号をデジタル荷重信号にＡ／Ｄ変換器１２が変換す
る。起歪体６が、荷重を受けるように配置され、各デジ
タルロードセル２の通信装置１８が互いに通信可能であ
り、各デジタルロードセル２の各デジタル荷重信号が通
信装置１８を介して各デジタルロードセルのうち少なく
とも１台に伝送される。デジタル荷重信号が伝送された
デジタルロードセル２は、伝送されたデジタル荷重信号
及び自己のデジタル荷重信号をＣＰＵ１４で処理して、
各デジタルロードセル２が受けた荷重を表すデジタル重
量信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のロードセル
によって荷重を測定する重量測定システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のロードセルを使用した重量測定シ
ステムとしては、例えばトラックスケールやホッパスケ
ールがある。このような重量測定システムの一例が、例
えば特許第２７０９８３７号の明細書に開示されてい
る。この重量測定システムでは、１つの載台を複数のロ
ードセルで支持するが、これら各ロードセルが、それの
起歪体に、または起歪体に接近してデジタル荷重変換手
段を設けたもので、各ロードセルがデジタル荷重信号を
出力する。これら各ロードセルからのデジタル荷重信号
は、シリアル通信ラインで出力され、これら通信ライン
は１つのジャンクションボックスで纏められ、共通の１
組の通信ラインとなって主コントローラに接続されてい
る。主コントローラは、通信ラインを介して各ロードセ
ルのデジタル荷重信号を集め、これらに秤として必要な
演算を施して、計量値を算出し、表示したり、更に上位
のコンピュータに出力している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように各
ロードセルにデジタル荷重変換手段を設けても、各ロー
ドセルのデジタル荷重信号を集めて、秤としての計量値
を生成する専用の主コントローラが必要である。一般機
械製造事業者は、上記のデジタル荷重信号を出力するロ
ードセルを購入しても、これらを利用して、秤として機
能させるためのノウハウを所有しておらず、これらノウ
ハウがインストールされた主コントローラを購入せざる
を得ない。このシステム構成は、従来から使用されてい
るアナログ荷重信号を出力するロードセル、デジタル指
示計、コンピュータ等からなる従来の重量測定システム
と殆ど変化が無く、せっかくロードセルからの荷重信号
をデジタル化しているのに、それが有効に利用されてい
ない。

【０００４】また、重量測定以外にも多くの測定を行う
システムを作るとき、他の測定が汎用のコンピュータに
よって制御されているのに、重量測定のみが、上述した
ような主コントローラによって制御される。しかも、こ
の主コントローラの操作方法、表示機能、出力データ内
容等が、他の測定に対して汎用のコンピュータ等によっ
て行われている操作方法、表示機能、出力データ内容等
と異なっていると、情報操作の観点において統一した思
想が採れない。

【０００５】本発明は、秤の演算ノウハウを持たないロ
ードセルユーザーでも、専用の主コントローラを使用し
なくても、重量測定システムを構築することができるよ
うにすることを目的とする。また、本発明は、他の測定
情報と併せて、統一した設計思想で、総合的測定システ
ムを構築することが可能な重量測定システムを提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による重量測定シ
ステムは、複数のデジタルロードセルを備えている。こ
れらデジタルロードセルでは、起歪体に荷重検出素子を
設けられている。荷重検出素子としては、印加された荷
重に応答してアナログ荷重信号を生成するものであれ
ば、種々のものを使用することができる。この荷重検出
素子からのアナログ荷重信号をデジタル変換手段がデジ
タル荷重信号に変換する。さらに、通信手段が設けられ
ている。この通信手段は、有線通信または無線通信を行
うものである。各起歪体が、荷重を受けるように配置さ
れている。例えば１つの載台の複数の箇所に配置され
る。前記各デジタルロードセルの通信手段が互いに通信
可能であり、前記各デジタルロードセルの前記各デジタ
ル荷重信号が前記通信手段を介して前記各デジタルロー
ドセルのうち少なくとも１台に伝送される。デジタル荷
重信号が伝送された前記デジタルロードセルは、前記伝
送されたデジタル荷重信号及び自己のデジタル荷重信号
を処理して、各ロードセルが受けた荷重を表すデジタル
重量信号を生成する秤機能演算手段を有している。秤機
能演算手段は、少なくとも初期荷重調整手段、スパン調
整手段及び零点調整手段を、備えている。

【０００７】本発明による重量測定システムでは、各デ
ジタルロードセルのうち、少なくとも１台が、秤機能演
算手段を備えているので、特別にデジタル指示計を設け
る必要がない。

【０００８】前記各デジタルロードセルが、前記秤機能
演算手段を有するものとできる。さらに、各デジタルロ
ードセルは、前記通信手段を介して汎用情報機器と通信
可能で、前記汎用情報機器から指定されたデジタルロー
ドセルの前記秤機能演算手段が動作する。

【０００９】このように構成した場合、全てのデジタル
ロードセルが秤機能演算手段を備えているので、特定の
デジタルロードセルにのみ秤機能演算手段を設ける必要
がなく、製造が容易になる。しかも、汎用情報機器によ
って、これら複数のデジタルロードセルのうち１台の秤
機能演算手段を動作させることができるので、汎用情報
機器によって他の測定装置も制御するような場合、他の
測定装置と組み合わせた総合的な測定システムを、汎用
情報機器によって制御することができる。

【００１０】さらに、前記秤機能演算手段は、前記汎用
情報機器から前記通信手段を介して送信される公開され
たコード信号に基づいて制御されるものとすることがで
きる。公開されたコード信号とは、例えば或るコード信
号を秤機能演算手段が受けると、初期荷重調整手段が動
作し、別のコード信号を秤機能演算手段が受けると、ス
パン調整手段が動作し、更に別のコード信号を秤機能演
算手段が受けると、零点調整手段が動作するというよう
に、様々なコード信号と、このコード信号によって秤機
能演算手段が行う動作とが、予め公開されているものを
言う。

【００１１】このように構成した場合、公開されたコー
ド信号に基づいて秤機能演算手段が制御されるので、汎
用情報機器の操作者は、公開されたコード信号を発生さ
せる必要はあるが、秤機能演算手段をどのように構成す
るかについてのノウハウまでは、修得する必要はなく、
比較的簡単に重量測定システムを、デジタルロードセル
と、汎用の情報機器とによって構成することができる。

【００１２】或いは、前記秤機能演算手段は、さらに前
記デジタル重量信号を安定処理する安定処理手段を備え
ることもできる。安定処理手段としては、例えば低域フ
ィルタ、帯域除去フィルタ等のように振動するデジタル
重量信号を平滑化するフィルタ手段を使用することがで
きる。また、デジタル重量信号をデジタル表示した際
に、その表示値がちらつくのを防止するちらつき防止演
算手段を安定処理手段として使用することもできる。さ
らに、安定処理手段としては、秤の過渡応答が収束して
安定領域に入ったことを検知して、被計量物の重量値を
１つの値に決定する安定判定済み計量値への変換手段を
使用することもできる。

【００１３】このような安定処理手段も予め秤機能演算
手段には組み込まれているので、使用者は、安定処理に
関する手段を自前で作成する必要がない。特に、この安
定処理手段も、上述したような公開コードの利用によっ
て汎用情報機器から制御できるように構成すると、汎用
情報機器の使用者は、公開コードの作成だけを行えばよ
い。

【００１４】前記各デジタルロードセルは、前記デジタ
ル荷重信号に対するスパン調整手段を有するものとでき
る。

【００１５】このように構成すると、各デジタルロード
セルを個別にスパン調整し、更に各デジタルロードセル
のデジタル荷重信号を統合したものに対して重量測定シ
ステムとしてスパン調整を行えるので、例えば１台のデ
ジタルロードセルが故障して、新たなデジタルロードセ
ルに交換が行われても、この交換されたデジタルロード
セルを、前のデジタルロードセルと同じ基準分銅を使用
して、予めロードセル制作時にスパン調整を行ったもの
を用意しておけば、重量測定システムとしてスパン調整
をやり直す必要がない。

【００１６】また、前記各通信手段は、１本のシリアル
ラインによって接続することができる。汎用情報機器
も、このシリアルラインに接続することができる。この
ように構成すると、各デジタルロードセルの通信手段や
汎用情報機器の間に接続用の機器、例えばジャンクボッ
クスを設ける必要がなく、システムの配線を簡略化でき
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の１実施の形態の重量測定
システムは、図１に示すように、複数、例えば４つのデ
ジタルロードセル２を有している。これらデジタルロー
ドセル２は、図示していないが、例えば矩形の載台の４
隅に配置され、載台上に載置された被計量物の重量を測
定する。

【００１８】これらデジタルロードセル２は、いずれも
同一の構成であって、アナログロードセル４を有してい
る。このアナログロードセル４は、図２（ａ）に示すよ
うに、起歪体６を備えている。これら起歪体６には、荷
重検出素子、例えばストレインゲージ８が、複数配置さ
れている。これらストレインゲージ８は、ブリッジ回路
を構成している。各起歪体６は、上述した載台や載台上
の被計量物品の重量を分散して支持する。ストレインゲ
ージ８からなるブリッジ回路は、印加された荷重に応じ
てアナログ荷重信号を発生する。

【００１９】この起歪体６には、プリント基板１０が取
り付けられている。このプリント基板１０上には、測定
演算回路が設けられている。即ち、図１に示すように、
測定演算回路は、アナログ荷重信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器１２を含み、更に、このデジタル信
号を演算処理する制御部、例えばＣＰＵ１４を有してい
る。このＣＰＵ１４が他のデジタルロードセル２や後述
する汎用情報機器１６と通信するための通信装置１８
と、通信用のシリアルインターフェース２０とが設けら
れている。なお、Ａ／Ｄ変換器１２とストレインゲージ
８のブリッジ回路との間には、図示していないが、アナ
ログ荷重信号を増幅するための増幅器が設けられてい
る。

【００２０】図２（ａ）に示すように、起歪体６及びプ
リント基板１０は、保護ケース２２によって包囲されて
いる。この保護ケース２２の外壁２２ａに、シリアルイ
ンターフェース２０の共通バスラインに接続された１対
のコネクタ２４ａ、２４ｂが設けられている。各コネク
タ２４ｂは、他のデジタルロードセル２の対応するコネ
クタ２４ａに、伝送線路２６を介してシリアル接続され
ている。さらに、シリアル伝送線路２６を介して汎用情
報機器１６にもシリアル接続されている。汎用情報機器
１６としては、例えばパーソナルコンピュータまたはプ
ログラマブルロジックコントローラを使用することがで
きる。

【００２１】このように通信装置１８、インターフェー
ス２０を介して各デジタルロードセル２は相互に１組の
シリアルライン２６によって結合することで通信可能で
あり、かつ汎用情報機器１６とも通信可能である。汎用
情報機器１６、各デジタルロードセル２との間には、シ
リアル伝送線路２６が存在するだけであり、接続用のジ
ャンクションボックスは不要である。

【００２２】なお、図２（ｂ）に示すように、保護ケー
ス２２の外壁２２ａ側にプリント基板１０を配置するこ
ともできる。このようにプリント基板１０は、直接に起
歪体６に必ずしも取り付ける必要はない。図２（ｂ）で
は、コネクタ２４ａ、２４ｂの図示を省略してある。

【００２３】各デジタルロードセル２のＣＰＵ１４は、
デジタル荷重変換手段及び秤機能演算手段として機能す
るようにプログラムされている。

【００２４】デジタル荷重変換手段とは、アナログロー
ドセル４が発生するアナログ荷重信号を、デジタル化し
たデジタル信号に対して、演算処理、例えばスパン調整
を行って、デジタル荷重信号に変換して出力するもので
ある。

【００２５】秤機能演算手段とは、各デジタルロードセ
ル２の使用者が、これらデジタルロードセル２を使用し
て秤を製造するときに、これらデジタルロードセル２か
らのデジタル荷重信号を統合して処理し、秤として機能
させるための演算手段である。秤機能演算としては、少
なくともイニシャル荷重処理、スパン調整及び零点調整
がある。

【００２６】イニシャル荷重処理は、デジタルロードセ
ル２が載台等に配置されたときに、各デジタルロードセ
ル２によって支持される載台の荷重等の秤に所属する荷
重分を、イニシャル荷重として記憶しておき、載台上に
被計量物品が載荷されたときに、各デジタルロードセル
２からのデジタル荷重信号の合計値から、イニシャル荷
重を減算するものである。

【００２７】スパン調整は、各デジタルロードセル２か
らのデジタル荷重信号の合計値からイニシャル荷重を減
算した値が、被計量物品の重量を表すように、減算値に
所定の係数を乗算するものである。

【００２８】零点調整は、重量測定システムの使用中
に、アナログロードセル４に付属する電気回路における
ドリフトや載台等への付着物によって生じるデジタル荷
重信号の変動分を記憶し、これを相殺するものである。

【００２９】各デジタルロードセル２は、上述したデジ
タル荷重変換手段と、秤機能演算手段とを備えている
が、汎用情報機器１６によって親ロードセルと指定され
たデジタルロードセル２のみがデジタル荷重変換手段と
秤機能演算手段を動作させ、他のデジタルロードセル、
即ち汎用情報機器１６によって子ロードセルと指定され
たデジタルロードセル２は、デジタル荷重変換手段のみ
を動作させ、親ロードセルが秤機能演算を実行するため
に、デジタル荷重信号を親ロードセルに伝送する。ま
た、親ロードセルは、秤機能演算手段によって各デジタ
ル荷重信号を処理した結果を、汎用情報機器１６に伝送
する。

【００３０】このようにいずれのデジタルロードセル２
を親ロードセルとして作動させるか、子ロードセルとし
て機能させるかの指定や、秤機能演算手段におけるイニ
シャル処理を開始させるための指示、スパン調整を行わ
せるための指示、零点調整を行わせるための指示等は、
汎用情報機器１６に使用者に対して、デジタルロードセ
ル２のメーカが、各指定や指示に対応させて予め公開し
ているコード信号を、汎用情報機器１６からデジタルロ
ードセル２に対して伝送することによって行われる。従
って、汎用情報機器１６の使用者は、どのように秤機能
演算手段を構築するかについての知識を持つ必要がな
い。

【００３１】デジタルロードセルのデジタル荷重変換手
段に対して行うスパン調整について説明する。アナログ
ロードセル４のアナログ荷重信号には、無負荷状態で
も、起歪体６に装着されたブリッジの不平衡分の電圧が
含まれている。この状態での出力信号を原点として規定
のフルスケール荷重負荷を起歪体６に印加したとき、無
負荷時とフルスケール荷重負荷時の電圧出力差を負荷荷
重のスパン電圧という。デジタルロードセル２におい
て、デジタルロードセル２の無負荷時に、デジタルロー
ドセル２から出力されるデジタル荷重信号と、ロードセ
ルの容量分の重量を持つ基準分銅をロードセル２に印加
したときに出力されるデジタル荷重信号との差が、常に
基準分銅に重量値に等しくなるように、デジタルロード
セル２は調整される。これが、デジタルロードセルのス
パン調整である。

【００３２】このスパン調整は、例えば図３に示すよう
に行われる。デジタルロードセル２が無負荷時のＡ／Ｄ
変換器１２のデジタル信号の大きさをｗｉ、フルスケー
ル時のデジタル信号の大きさをｗｆとする。まず、デジ
タルロードセル２を無負荷状態とし、ＣＰＵ１４に外部
から命令を与えて、ｗｉを記憶させる（ステップＳ
２）。このデジタルロードセル２の使用に規定された容
量分の基準分銅をデジタルロードセル２に載荷する（ス
テップＳ４）。このとき、Ａ／Ｄ変換器１２のデジタル
信号がｗｆとなる。スパン係数記憶命令を外部からＣＰ
Ｕ１４に与えると、ＣＰＵ１４は、ｗｆからｗｉを減算
して、その減算値を記憶し（ステップＳ６）、基準分銅
の重量ｗｓを（ｗｆ−ｗｉ）で除算し、ロードセルスパ
ン係数ｋｏを算出し、これを記憶しておく（ステップＳ
８）。

【００３３】Ａ／Ｄ変換器１２の出力をｗａｄとする
と、任意のロードセル負荷荷重に対するデジタル荷重出
力値ｗｅは、上記のように決めたロードセルスパン係数
ｋｏを用いて、ｗｅ＝ｋｏ（ｗａｄ−ｗｉ）と表される。ｗｉはデジタルロードセル２のスパン調整
時には記憶する必要があるが、スパン調整後には必ずし
も記憶させる必要はない。これは、デジタルロードセル
２単体では、重量測定システムではないからデジタルロ
ードセル２単体のイニシャル荷重を記憶させてもあまり
意味がない。そこで、デジタルロードセル２から出力さ
れるデジタル荷重信号には、ブリッジ回路の不平衡電圧
成分などロードセルの負荷荷重に直接に関係のない荷重
相当分の電気信号も加わった総合のデジタル荷重信号を
出力するように、図４に示すように、ｋｏ・ｗａｄの演
算を行ったＷｅ’を出力する（ステップＳ１０）。これ
を上述した親ロードセルに送信する（ステップＳ１
２）。

【００３４】このようなＷｅ’のデジタル荷重信号を、
秤演算機能を有するデジタル指示計に入力して、デジタ
ル指示計にて被計量物のみの荷重を、デジタル表示計量
値に変換するシステムは存在する。しかし、このような
デジタル指示計を作成する能力のない一般機械プラント
製造業者は、汎用情報機器以外にデジタル指示計を用い
なければ、重量計測システムを構成できず、またシステ
ムの小型化、コスト面から見て好ましくない。また、デ
ジタル指示計によって表示データや操作手順等が規制を
受けるので、圧力、温度等の他の測定信号を集約した表
示・操作を、汎用情報機器において実施するとき、デー
タ表示、操作面での思想統一がとれなくなる。

【００３５】そこで、各デジタルロードセル２に秤演算
機能を持たせ、そのうちの１台のロードセルの秤演算機
能を作動させることによって、デジタル指示計を不要と
している。しかも秤演算に関係する操作命令や設定デー
タを全て汎用情報機器１６から与え、デジタルロードセ
ル２によって生成され、外部に出力する必要なデータ
は、全て汎用情報機器１６によって読みとれるようにし
ている。しかも、操作命令は、デジタルロードセル２の
メーカがコード信号として公開しているので、このコー
ド信号のみを発生させれば、秤機能演算を作動させるこ
とができる。

【００３６】秤機能演算について、まず１台のデジタル
ロードセル２からなる重量測定システムを例に説明す
る。ロードセルを載台に接続したとき、被計量物が載台
上にないときでも、ロードセルの無負荷調整時点の荷重
信号ｗｉに、載台の重量成分や、載台への付着物、ロー
ドセル調整時点から変動した増幅器のオフセットドリフ
ト成分、ブリッジ回路の不平衡成分が加わり、Ａ／Ｄ変
換器１２によってデジタル信号に変換される。ロードセ
ル調整時点の無負荷荷重信号ｗｉ以外に加わる荷重成分
をｗｉｏと置くと、載台に被計量物が存在しない場合の
Ａ／Ｄ変換器１２の出力ｗａｄは、ｗａｄ＝ｗｉ＋ｗｉｏである。従って、デジタル荷重信号Ｗｅ’は、Ｗｅ’＝ｋｏ・ｗａｄ＝ｋｏ・（ｗｉ＋ｗｉｏ）となる。ここで、はかりの調整時点における載台に被計
量物が乗っていない状態でのデジタル荷重信号の大きさ
をイニシャル値Ｗｉと定義すると、Ｗｉは、Ｗｅ’＝ｋｏ・（ｗｉ＋ｗｉｏ）＝Ｗｉとなる。重量測定システムは、被計量物の重量のみを表
示することが要求されるので、はかりの調整時点におい
てイニシャル値記憶命令によってＣＰＵ１４のイニシャ
ル値記憶用メモリにＷｉを記憶させ、被計量物を載台上
に置くことによってロードセルから出力される荷重Ｗｅ
２＝ｋｏ・ｗａｄから、はかりが無負荷の時のイニシャ
ル荷重Ｗｉを減算することによって被計量物の荷重が求
められるようにする。例えば、被計量物の重量をＷｐと
すると、Ｗｐは、Ｗｐ＝ｋｏ・ｗａｄ−Ｗｉとして算出される。

【００３７】この実施の形態のように４台のデジタルロ
ードセル２によって載台を指示する場合、４台のデジタ
ルロードセル２の合計出力によって被計量物の負荷荷重
が得られる。各デジタルロードセルにおけるデジタル荷
重信号をＷｅｎ’＝ｋｏｎ・ｗａｄｎ但し、ｎ＝１，２、３、
４としたとき、複数のデジタルロードセル２によって荷重
支持された従来の荷重演算方式に倣うと、子ロードセル
のデジタル荷重信号は伝送路２６を介して親ロードセル
に伝送され、親ロードセルにおけるデジタル荷重信号も
含めて、４台のデジタルロードセル２からのデジタル荷
重信号が親ロードセルによって合計され、重量測定シス
テムとしての荷重信号に表される。

【００３８】各デジタルロードセル２のデジタル荷重信
号の合計値をＷｅｔとすると、Ｗｅｔ＝Ｗｅ１’＋Ｗｅ２’＋Ｗｅ３’＋Ｗｅ４’ ＝ｋｏ１・ｗａｄ１＋・・・・ｋｏ４・ｗａｄ４と親ロードセルのＣＰＵ１４において演算処理する。

【００３９】デジタルロードセル４台分の調整時点にお
けるイニシャル重量の合計値Ｗｉｔは、載台上に被計量
物が存在しないときの４台のデジタルロードセル２のデ
ジタル荷重信号Ｗｅ１’、Ｗｅ２’ Ｗｅ３’ Ｗｅ４’
の合計値Ｗｅｔの値である。この値を外部情報機器１６
からのイニシャル値記憶命令によって、親ロードセルの
ＣＰＵ１４のイニシャル値記憶用メモリに記憶させ、被
計量物の重量をＷｅｔ−Ｗｉｔとして演算する。

【００４０】この差の値は、被計量物の計量値を表現す
るデータ（表示計量値）を得るための基本データとな
る。

【００４１】物体の重量を正しく表すには、基準をなす
重量を持つ基準分銅を載台に乗せたとき、基準分銅の重
量が、基準分銅によるＷｅｔ−Ｗｉｔによって表される
ようにしなければならない。基準分銅の重量値Ｗｓと、
Ｗｅｔ−Ｗｉｔの間に変換係数Ｋｔを設けて、Ｗｓ＝Ｋｔ・（Ｗｅｔ−Ｗｉｔ）が成立するように変換係数Ｋｔを定める。このＫｔを秤
機能演算手段において決定する動作がスパン調整であ
る。

【００４２】変換係数Ｋｔを決定した後に、重量測定シ
ステムとしての計量値Ｗｑｔを、Ｗｑｔ＝Ｋｔ・（Ｗｅｔ−Ｗｉｔ）と表す。しかし、デジタル指示計を計量器国際基準に準
拠させるためには、上述した表示計量値よりも、同じ重
量に対してＷｑｔが４倍以上高い分解能を持つようにし
なければならない。そのため、Ａ／Ｄ変換器１２からの
デジタル信号が、この基準に対応できるように、表示計
量値に対して充分に分解能が高いデジタル荷重値が得ら
れるように、Ａ／Ｄ変換器１２及びアナログロードセル
４を構成しておく。

【００４３】スパンの調整後にも、デジタル荷重信号は
電気的、機械的要因によってドリフトするので、無負荷
時にＷｑｔ≠０になることがある。従って、重量計測シ
ステムとして使用できるようにするためには、スパン調
整完了後の無負荷状態において零点調整する必要があ
る。即ち、無負荷状態においてＷｑｔを元にした計量表
示値が０になるように調整する。

【００４４】この調整は、次のように行う。即ち、親デ
ジタルロードセルに汎用情報機器１６から零点調整命令
が与えられたとき、その時点でのＷｑｔの値を親ロード
セルのＣＰＵ１４に付属する零点メモリ回路に記憶させ
る。零点処理を含んだ内部計量値をＷｒｔ、零点メモリ
に記憶されている荷重値をＷｚｔとすると、ＷｒｔはＷ
ｒｔ＝Ｋｔ・（Ｗｅｔ−Ｗｉｔ）−Ｗｚｔによって求め
られる。零点調整命令を受けると、親ロードセルのＣＰ
Ｕ１４は、そのときのＷｒｔの値をＷｚｔに記憶させ
る。これによってＷｒｔの値は、０となる。

【００４５】零点処理機能を含んだ内部計量値Ｗｒｔ
は、それよりも分解能の低い表示計量値へ次のような演
算によって変換される。重量測定システムの最小表示量
は、０、１、２・・・か、０、２、４、６・・・か、
０、５、０，５・・・または、これらの数値に１０
^ｍ（ｍは整数）を乗算した値で増減する。これら最小表
示量をＣ、最小表示量当たりのカウント数（Ｗｒｔの
値）Ｄが与えられると、重力測定システムの表示計量値
Ｗｄｔは、Ｗｄｔ＝Ｗｒｔ・Ｃ／Ｄによって算出される。

【００４６】このような秤機能演算手段を、各デジタル
ロードセル２が有し、汎用情報機器１６によって指定さ
れたデジタルロードセル２が親ロードセルとして、秤機
能演算手段を動作させる。

【００４７】このような演算や操作を汎用情報機器１６
から行う場合、図５に示すように、各デジタルロードセ
ル２に公開コードによる命令を送信して、親子ロードセ
ルの設定を行う（ステップＳ１４）。汎用情報機器１６
において、上述したＣ、Ｄ及び重量測定システムのスパ
ン調整に使用する基準分銅荷重Ｗｓ’を設定する（ステ
ップＳ１６）。汎用情報機器１６から親ロードセルに、
公開コードを付して、Ｃ、Ｄ、Ｗｓ’を送信する（ステ
ップＳ１８）。ここで、公開コードは、どの値がＣ、
Ｄ、Ｗｓ’であるかを、親ロードセルが識別できるよう
に付されている。親ロードセルでは、Ｃ、Ｄ、Ｗｓ’が
記憶される（ステップＳ２０）。親ロードセルでは、Ｃ
ＰＵ１４が、Ｗｓ’の値をスパン算出計算に備えて、Ｗｓ＝Ｗｓ’・（Ｄ／Ｃ）と演算されて、ＣＰＵ１４に付属するメモリに記憶され
る（ステップＳ２２）。

【００４８】スパン調整を行う場合、図６に示すように
スパン調整モード命令の公開されたコード信号を汎用情
報機器１６から親ロードセルに送信する（ステップＳ２
４）。親ロードセルは、スパン調整モードで動作を開始
する。調整作業者が、載台に何も乗っていないことを確
認して、イニシャル記憶命令を表す予め公開されたコー
ド信号を送信する（ステップＳ２６）。親ロードセル
は、この命令を受けると、ＷｅｔをＣＰＵ１４に付属す
るイニシャル値メモリに記憶する（ステップＳ２８）。
この記憶によってＷｅｔ−Ｗｉｔが０になったことを確
認して、載台上に基準分銅を載荷する（ステップＳ３
０）。なお、Ｗｅｔ−Ｗｉｔが０になったことを汎用情
報機器１６において確認するために、親ロードセルは、
汎用情報機器１６に対して、Ｗｅｔ−Ｗｉｔを識別コー
ドを付して送信している。この他に、Ａ／Ｄ変換器１２
のデジタル信号ｗａｄ、デジタル荷重信号Ｗｅｎ’もそ
れぞれ識別コードを付して、送信している。

【００４９】分銅が載せられたことを確認した上で、汎
用情報機器１６からスパン調整命令を表す公開されたコ
ード信号が親ロードセルに送信される（ステップＳ３
２）。親ロードセルは、この命令を受けると、Ｋｔ＝Ｗ
ｓ／（Ｗｅｔ−Ｗｉｔ）の演算を行い、スパン係数Ｋｔ
を算出し、親ロードセルのＣＰＵ１４に付属するメモリ
に記憶し（ステップＳ３４）、予め公開されたスパン係
数を表す識別コードを付して汎用情報機器１６に送信す
る（ステップＳ３６）。汎用情報機器１６では、送信さ
れたＫｔを不揮発性メモリに記憶し（ステップＳ３
８）、親ロードセルを故障等によって交換する際、汎用
情報機器１６からＫｔを送信して、再度スパン調整を行
う手間を省いている。

【００５０】このようにしてイニシャル荷重の調整、ス
パン調整が行われた後、図７に示すように、公開された
コード信号によって表される稼働モード命令を汎用情報
機器１６から親ロードセルに伝送する（ステップＳ４
０）。親ロードセルは、上述したようにＷｒｔ、Ｗｄｔ
を算出し、これらに識別コードを付して、汎用情報機器
１６に伝送する（ステップＳ４２）。

【００５１】これらＷｒｔ、Ｗｄｔは、そのまま出力し
ても良いが、デジタルフィルタ演算及びちらつき防止演
算等の安定処理を実行して出力するのが望ましい。デジ
タルフィルタ演算は、振動するＷｒｔ、Ｗｄｔを平滑す
るためのもので、例えば低域通過フィルタまたは帯域除
去フィルタを構成する。或いは移動平均の演算を行って
も良い。ちらつき防止演算は、表示計量値が例えばプラ
スマイナスの最小表示量の範囲でちらついた場合に、
０、＋１度目、或いは−１度目のうちのいずれかの値を
できる限り一定的に表示させる演算である。

【００５２】更に、Ｗｒｔ、Ｗｄｔは、安定判別済み計
量値に変換して、出力することもある。これは、重量計
測システムの過渡応答が収束して、例えばＷｄｔが一定
時間以上の間、一度目以内の変化が続けば、安定領域に
入ったと判別し、被計量物の重量値を１つの値、即ち安
定計量値に決定する変換が行われる。安定計量値とは、
一義的に被計量物に与えられる測定重量値であり、汎用
情報機器１６からプリンタや上位コンピュータに伝送さ
れる。

【００５３】図８に示すように、汎用情報機器１６から
公開されたコード信号による零点調整命令が親ロードセ
ルに与えられると（ステップＳ４４）、親ロードセルに
おいてそのときのＷｒｔをＷｚｔとして記憶させられる
（ステップＳ４６）。以後、Ｗｒｔ及びＷｄｔの値は共
に零となる。

【００５４】汎用情報機器１６を使用する各デジタルロ
ードセル２の使用者は、公開された命令や識別コード信
号を発生させる等のソフトウエアやデータ通信のソフト
ウエアの作成は必要であるが、重力測定システムのノウ
ハウにかかわるソフトウエアの作成は不要であり、もち
ろん、デジタル指示計も不要である。

【００５５】しかも、汎用情報機器１６の表示装置のど
の画面においてどの命令コードをどのような構成したソ
フトキーを操作することによって発生させるかの決定、
親ロードセルからの各種データを汎用情報機器１６の表
示装置のどの画面においてどのような形態で表示させる
かは、全て汎用情報機器１６の使用者の自由意思で決定
することができるので、使用者は、極めてフレキシビリ
ティの高い重量測定システムを構成することができる。

【００５６】さらに、この実施の形態では、ロードセル
スパン係数ｋｏｎ（ｎ＝１、２、３、４）とは別に、重
量測定システム用のスパン係数Ｋｔを持っているので、
予め同じ基準分銅でスパン調整されたデジタルロードセ
ルを使用していれば、どのデジタルロードセル２が故障
しても、新しいデジタルロードセルに交換すれば、交換
したロードセル２は、交換前のデジタルロードセルと同
じ荷重に対して同じ値を出力する。従って、重量測定シ
ステムとして、改めて基準分銅を載台に載せて、スパン
調整を再び行う必要はない。また、親ロードセルが故障
して交換する場合には、親ロードセルを指定する際に、
汎用情報機器１６から既に記憶させてあった重量測定シ
ステム用のスパン係数Ｋｔや、その他の設定も親ロード
セルに送信すれば、重量測定システムとして再度スパン
調整を行う必要がない。これら汎用情報機器からのスパ
ン係数Ｋｔ等の受信命令にも公開された命令コードが付
されているし、スパン係数Ｋｔに対しても識別コードが
付されている。

【００５７】ところで、上述したデジタルロードセル２
のスパン調整を行う場合、Ａ／Ｄ変換器から出力される
デジタル信号は、充分な安定性が必要なため、ＣＰＵ１
４において大きい時定数を持つデジタルフィルタを構成
し、このデジタルフィルタをデジタル信号が通過するこ
とが必要である。一方、各デジタルロードセル２のデジ
タル荷重信号を用いて、重量測定システムを構成する場
合、重量測定システムの秤系としての固有振動数や、据
え付け場所の床振動などを充分に除去するのに適したフ
ィルタ演算を、各デジタルロードセルからのデジタル荷
重信号のそれぞれに対してまたは合計値に対して親ロー
ドセルにおいてフィルタ演算を行う。従って、デジタル
ロードセルから出力されるデジタル荷重信号は、ロード
セルのスパン調整時や出力信号のチェック時のようにフ
ィルタ演算を行ったものと、親ロードセル側でフィルタ
演算を行うためにデジタルロードセル側ではフィルタ演
算を行っていないものまたはロードセル単体でスパン調
整する場合とロードセルが秤に使われた場合との２種類
が選択できるようにする。フィルタ演算部を通すか、通
さないかまたはどちらのフィルタを選ぶか等は、汎用情
報機器１６からの命令によって選択できるようにする。
従って、親ロードセルに伝送するデジタル荷重信号は、
秤用として使用時には、全くフィルタ演算処理を行わな
い場合の他に、ロードセルスパン調整時のフィルタより
も時定数の小さいデジタルフィルタ演算処理を行う場合
もある。

【００５８】上記の実施の形態では、４台のデジタルフ
ィルタを使用したが、これに限ったものではなく、２台
以上のデジタルフィルタを使用することができる。ま
た、上記の実施の形態では、各デジタルフィルタ２によ
って載台を支持したが、載台に限ったものではなく、例
えばホッパ等の物品収容槽を支持するように構成するこ
ともできる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、本発明
による重量測定システムでは、各デジタルロードセルの
うち、少なくとも１台が、秤機能演算手段を備えている
ので、特別にデジタル指示計を設けなくても、重量測定
を行うことができる。また、全てのデジタルロードセル
が秤機能演算手段を備えているので、特定のデジタルロ
ードセルにのみ秤機能演算手段を設ける必要がなく、製
造が容易になる。しかも、汎用情報機器によって、これ
ら複数のデジタルロードセルのうち１台の秤機能演算手
段を動作させることができるので、汎用情報機器によっ
て他の測定装置も制御するような場合、他の測定装置と
組み合わせた総合的な測定システムを、汎用情報機器に
よって制御することができる。また、公開されたコード
信号に基づいて秤機能演算手段が制御されるので、汎用
情報機器の操作者は、公開されたコード信号を発生させ
る必要はあるが、秤機能演算手段をどのように構成する
かについてのノウハウまでは、修得する必要はなく、比
較的簡単に重量測定システムを、デジタルロードセル
と、汎用の情報機器とによって構成することができる。
安定処理手段も予め秤機能演算手段には組み込まれてい
るので、使用者は、安定処理に関する手段を自前で作成
する必要がない。更に、各デジタルロードセルを個別に
スパン調整し、更に各デジタルロードセルのデジタル荷
重信号を統合したものに対して重量測定システムとして
スパン調整を行えるので、例えば１台のデジタルロード
セルが故障して、新たなデジタルロードセルに交換が行
われても、重量測定システムとしてスパン調整をやり直
す必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態の重量測定システムのブロ
ック図である。

【図２】図１の重量測定システムで使用しているデジタ
ルロードセル及びそれの変形例を示す図である。

【図３】図１の重量測定システムにおけるデジタルロー
ドセルでのスパン調整のフローチャートである。

【図４】図１の重量測定システムにおけるデジタルロー
ドセルでのデジタル荷重信号の出力のフローチャートで
ある。

【図５】図１の重量測定システムにおける初期設定のフ
ローチャートである。

【図６】図１の重量測定システムにおけるスパン調整の
フローチャートである。

【図７】図１の重量測定システムにおける重量測定のフ
ローチャートである。

【図８】図１の重量測定システムにおける零点調整のフ
ローチャートである。

【符号の説明】

２デジタルロードセル４アナログロードセル６起歪体８ストレインゲージ１２Ａ／Ｄ変換器１４ＣＰＵ１６通信装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F073 AA21 AB01 BB04 BC01 CC03 CC07 CC12 DD04 DE13 FG01 FG02 FG04 GG01 GG04 GG08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】起歪体と、この起歪体に設けられた荷重
検出素子と、この荷重検出素子からのアナログ荷重信号
をデジタル荷重信号に変換するデジタル変換手段と、通
信手段とを、備える複数のデジタルロードセルを、備
え、前記各起歪体が、荷重を受けるように配置され、前記各
デジタルロードセルの通信手段が互いに通信可能であ
り、前記各デジタルロードセルの前記各デジタル荷重信
号が前記通信手段を介して前記各デジタルロードセルの
うち少なくとも１台に伝送され、デジタル荷重信号が伝送された前記デジタルロードセル
は、前記伝送されたデジタル荷重信号及び自己のデジタ
ル荷重信号を処理して、前記各ロードセルが受けた荷重
を表すデジタル重量信号を生成する秤機能演算手段を有
する重量測定システム。
【請求項２】請求項１記載の重量測定システムであっ
て、前記各デジタルロードセルは、前記秤機能演算手段
を有し、かつ、前記通信手段を介して汎用情報機器と通
信可能であり、前記汎用情報機器から指定されたデジタルロードセルの
前記秤機能演算手段が動作する重量測定システム。
【請求項３】請求項２記載の重量測定システムにおい
て、前記秤機能演算手段は、前記汎用情報機器から前記
通信手段を介して送信される公開されたコード信号に基
づいて制御される重量測定システム。
【請求項４】請求項１記載の重量測定システムにおい
て、前記秤機能演算手段は、さらに前記デジタル重量信
号を安定処理する安定処理手段を備える重量測定システ
ム。
【請求項５】請求項１記載の重量測定システムにおい
て、前記各デジタルロードセルは、前記デジタル荷重信
号に対するスパン調整手段を有する重量測定システム。
【請求項６】請求項２記載の重量測定システムにおい
て、前記各通信手段は、１本のシリアルラインによって
接続されている重量測定システム。