JP2012193996A - Hopper-type measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばホッパのような計量容器の複数個所を支持する複数個の荷重センサのうち、いずれの荷重センサのスパンが異常であるかを判定し、故障から復帰させるようにしたホッパ式計量装置に関するものである。 The present invention relates to a hopper type weighing device that determines which span of a load sensor out of a plurality of load sensors that support a plurality of places of a weighing container such as a hopper is abnormal and recovers from a failure. It relates to the device.
計量装置の中核部品である荷重センサが故障した場合に、その故障状態を容易、精確かつ速やかに判定し、容易に正常な状態に復帰させるという機能は、新たな荷重センサと交換するまでの当面の間において計量作業を継続することができる点で重要な機能であるといえる。ここで、荷重センサの出力が正常値から変動する要因としては、零点変動量が異常に大きくなることと、スパンの変動量が異常に大きくなることとがある。これら零点変動量およびスパン変動量の異常については、通常の計量作業中に特別な操作を必要とせずに判定することができ、異常があれば警報を発するようにすることが求められ、また、特別な操作を必要とせずに計量装置を正常な状態に復帰させることが求められる。 If the load sensor, which is the core component of the weighing device, fails, the function of determining the failure state easily, accurately and promptly and easily returning it to the normal state is the time until replacement with a new load sensor. It can be said that this is an important function in that the weighing operation can be continued during the period. Here, the factors that cause the load sensor output to fluctuate from the normal value include that the zero point fluctuation amount becomes abnormally large and that the span fluctuation amount becomes abnormally large. These zero point variation and span variation abnormalities can be determined without the need for special operations during normal weighing work, and it is required to issue an alarm if there is an abnormality. It is required to return the weighing device to a normal state without requiring any special operation.
上記の故障要因のうち、零点の変動は、荷重センサ自身の故障ではなく、計量台への異物付着を要因とするものもあり、その量が小さい間は通常の計量作業の中で作業者が零点調整スイッチを操作するなどして容易に正常状態へ復帰させることができるので、異常状態にあるとはみなされず、特別な警報はなされない。言い換えれば、容易に正常な状態へ復帰させることができるような小さい零点の変動量をもって零点異常の警報を発すると、計量装置としては使いにくいものとなる。したがって、零点の異常は、零点が一方向へ継続的に変動した場合に零点調整操作を繰り返えせば正常に復帰させることができるものの、累積された零点変動量が大きな値になるときに異常として警報される。 Among the above failure factors, the fluctuation of the zero point is not due to the failure of the load sensor itself, but also due to foreign matter adhering to the weighing platform. Since it can be easily returned to the normal state by operating the zero adjustment switch or the like, it is not regarded as being in an abnormal state, and no special alarm is given. In other words, if a zero point abnormality alarm is issued with a small zero point variation that can be easily restored to a normal state, it becomes difficult to use as a weighing device. Therefore, when the zero point continuously fluctuates in one direction, it can be returned to normal by repeating the zero point adjustment operation, but the zero point abnormality is abnormal when the accumulated zero point fluctuation amount becomes a large value. Be alerted as.
一方、スパンの異常は、通常の作業の中で容易には修正することができない上に、ロードセル出力変動量の絶対値が小さくても異常が判定されなければならない。例えば、計量装置の精度が１／２０００の仕様である場合、厳密にスパンの異常を判定するのであれば、被計量物がほぼ定格荷重に相当する荷重であっても被計量物の重量測定値として１／２０００以上の変動量であればスパン異常を警報するような許容値が設定される。しかし、この値は小さいので単に重量測定値の変動量の大きさを判定して異常警報するようにすると、上述のように零点変動を要因とする不必要な異常警報が出力されてしまい、計量装置として使いにくいものとなる。また、反対に、小さい出力変動を無視する大きい許容値による判定であると、精確にスパン異常を検出・警報することができない。 On the other hand, the abnormality of the span cannot be easily corrected during normal work, and the abnormality must be determined even if the absolute value of the load cell output fluctuation amount is small. For example, if the accuracy of the weighing device is 1/2000, and if it is strictly determined that the span is abnormal, the weight measurement value of the object to be weighed even if the object to be weighed is a load substantially corresponding to the rated load. If the fluctuation amount is 1/2000 or more, an allowable value is set so as to warn of a span abnormality. However, since this value is small, if an abnormal alarm is issued simply by determining the amount of fluctuation of the weight measurement value, an unnecessary abnormal alarm due to zero fluctuation is output as described above, and the weighing It becomes difficult to use as a device. On the other hand, if the determination is based on a large allowable value ignoring a small output fluctuation, a span abnormality cannot be accurately detected or alarmed.
従来、計量容器の複数個所が複数個の荷重センサによって支持されてなる計量装置の故障を診断する装置として、例えば特許文献１，２にて開示されるものがある。なお、故障は複数個の荷重センサの中で先ず１個から起きる場合が殆どであり、故障が同じ程度に同時進行する確率は極めて小さい。
Conventionally, as a device for diagnosing a failure of a weighing device in which a plurality of locations of a weighing container are supported by a plurality of load sensors, there are devices disclosed in
上記特許文献１，２にて開示された故障診断装置においては、使用中に個別荷重センサの出力信号の変動の大きさによって故障検出を行うように構成されているが、変動要因が零点変動であってもスパン変動であっても区別なく故障検出を行うようにしているので、もしスパンの異常を精確に判定するために小さい変動量に対する警報の許容値を設定していると、個別ロードセル毎に変動する零点によって直ぐに警報が発せられることになり、計量装置が使いにくいものになる。また、反対に大きい許容値を設定すると、精確にスパンの異常を検出することができなくなる。
The failure diagnosis devices disclosed in
通常、計量装置では、計量容器を支持する複数の荷重センサの出力の和をもって重量測定値を求め、表示器にその重量測定値を表示するようにされている。無負荷であるにもかかわらず何らかの重量測定値が表示器に表示されていれば、計量装置に設けられた零点調整スイッチなどの零点調整手段で零点調整が行われる。
この零点調整手段は、荷重センサの出力和が０でない場合を表示値で確認して零点調整する手段である。しかし、複数の荷重センサの零点がそれぞれ移動したとしても、それら荷重センサの出力和が相殺して零である場合がある。
各荷重センサの出力信号の中には個別に零点変動量成分が含まれるので、精確にスパン変動を評価するには個々の荷重センサについての零点移動量を作業者が確認できる手段、および個々の荷重センサの出力別に零点調整する手段が必要である。しかし、特許文献１，２のものでは、通常の使用中に個別荷重センサの零点変動分に対する認識手段や零点調整手段が明らかにされていない。
精確にスパン異常を検出しようとすると、ロードセル個別に起きる零点変動を誤って荷重センサのスパン異常として検出し、警報してしまうことになる。
Usually, in a weighing device, a weight measurement value is obtained from the sum of outputs of a plurality of load sensors that support a weighing container, and the weight measurement value is displayed on a display. If some weight measurement value is displayed on the display despite no load, zero adjustment is performed by zero adjustment means such as a zero adjustment switch provided in the weighing device.
This zero point adjusting means is a means for adjusting the zero point by checking the display value when the output sum of the load sensor is not zero. However, even if the zero points of the plurality of load sensors move, the output sum of the load sensors may cancel out and be zero.
The output signal of each load sensor includes the zero point fluctuation amount component individually. Therefore, in order to accurately evaluate the span fluctuation, means for allowing the operator to check the zero point movement amount for each load sensor, and the individual A means for adjusting the zero point for each output of the load sensor is required. However,
If an attempt is made to accurately detect a span abnormality, the zero point fluctuation that occurs in each load cell is erroneously detected as a load sensor span abnormality and an alarm is issued.
また、上述した問題点とは別に、仮に荷重センサの出力信号の中から零点変動成分が除去されていたとしても、以下の（１）〜（３）に述べるように、精確な異常判定ができないという問題点もある。 In addition to the above-described problems, even if the zero point fluctuation component is removed from the output signal of the load sensor, accurate abnormality determination cannot be performed as described in (1) to (3) below. There is also a problem.
（１）実際の計量装置においては、計量容器（以下、「ホッパ」と呼ぶ。）を支持する荷重センサを、ホッパ内の被計量物の荷重を精確に均等に受けるように配置することができない。また、ホッパを、あらゆる断面において対称に製作することはできない。以上によって、仮に液体を収容したとしても複数の荷重センサの出力は互いに異なるものとなる。
（２）ホッパへの被計量物の供給装置（ホッパへの供給口）とホッパとの位置関係から、被計量物の流動性が液体ほどよくないものであれば、供給された被計量物はホッパのいずれかの側、言い換えればいずれかの荷重センサの側に偏る傾向がある。
これらを要因として、毎回の計量において荷重センサの出力信号の相互には計量装置の構造と被計量物の性状に特有の固定的な偏差が発生する。
（３）ホッパ式計量装置の被計量物としては、単一の固体でないもの、つまり粉体、粒体、液体が計量対象とされ、ホッパによって積載位置が規制を受けるが、被計量物が液体でなければホッパ内に毎回の計量において完全に均一に収容されることは殆どない。被計量物の見掛け比重の分布も毎回の計量において完全に均一でない。したがって、毎回の計量において、被計量物の性状に応じて、荷重センサの出力信号の相互の差はばらつく。
上記特許文献１，２のものでは、これらの問題への対策が明らかでなく、具体的な対処が施されていない。
(1) In an actual weighing device, a load sensor that supports a weighing container (hereinafter referred to as a “hopper”) cannot be arranged so as to receive the load of the object to be weighed in the hopper accurately and evenly. . Also, the hopper cannot be made symmetrical in every cross section. As described above, even if the liquid is accommodated, the outputs of the plurality of load sensors are different from each other.
(2) From the positional relationship between the weighing device supply device (hopper feeding port) to the hopper and the hopper, if the fluidity of the weighing object is not as good as the liquid, the supplied weighing object is There is a tendency to be biased to either side of the hopper, in other words, to one of the load sensors.
Due to these factors, a fixed deviation peculiar to the structure of the weighing device and the properties of the object to be weighed occurs between the output signals of the load sensors in each weighing.
(3) The object to be weighed in the hopper type weighing device is not a single solid, that is, powder, granules and liquid are to be weighed, and the loading position is regulated by the hopper, but the object to be weighed is liquid. Otherwise, the hopper is hardly completely uniformly accommodated in each weighing. The distribution of the apparent specific gravity of the object to be weighed is not completely uniform in each weighing. Therefore, in each measurement, the difference between the output signals of the load sensors varies depending on the properties of the object to be weighed.
In the above-mentioned
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、複数個所が複数個の荷重センサにて支持されたホッパを備えるホッパ式計量装置において、通常の計量作業の中でいずれの荷重センサのスパンが異常になっているかを、容易にかつ精確に検出することができるホッパ式計量装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems. In a hopper type weighing device including hoppers supported by a plurality of load sensors at a plurality of locations, any load can be obtained during a normal weighing operation. An object of the present invention is to provide a hopper type weighing device that can easily and accurately detect whether a sensor span is abnormal.
前記目的を達成するために、本発明によるホッパ式計量装置は、
計量容器としてのホッパを支持する少なくとも３個の荷重センサを備えてなるホッパ式計量装置において、
前記荷重センサのうち、特定の荷重センサの荷重出力信号とその特定の荷重センサ以外の荷重センサの荷重出力信号とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果の変化の大きさに基づいて、前記荷重センサのうちのいずれの荷重センサのスパンが異常であるかを検出するスパン異常検出手段と、
を備えることを特徴とするものである（第１発明）。
In order to achieve the above object, a hopper type weighing device according to the present invention comprises:
In a hopper type weighing device comprising at least three load sensors for supporting a hopper as a weighing container,
Of the load sensors, comparing means for comparing a load output signal of a specific load sensor and a load output signal of a load sensor other than the specific load sensor;
A span abnormality detecting means for detecting which of the load sensors has an abnormal span based on the magnitude of the change in the comparison result of the comparing means;
(First invention).
本発明において、
前記荷重センサからの荷重出力信号の零点を個別に手動または自動的に調整する零点調整手段が設けられるのが好ましい（第２発明）。
In the present invention,
It is preferable that zero point adjusting means for manually or automatically adjusting the zero point of the load output signal from the load sensor is provided (second invention).
本発明において、
前記荷重センサからの荷重出力信号のうちの少なくとも１個の荷重出力信号が前記零点調整手段によって個別に設定された零点から変動しているのを識別する零点変動識別手段が設けられるのが好ましい（第３発明）。
In the present invention,
It is preferable that zero point variation identifying means for identifying that at least one load output signal of the load output signals from the load sensor varies from a zero point individually set by the zero point adjusting unit is provided ( Third invention).
本発明において、
前記荷重センサからの荷重出力信号の安定判別を行うとともに、前記荷重センサの安定重量値を生成する安定重量値生成手段と、
前記安定重量値生成手段によって生成された最新の安定重量値と、この最新の安定重量値の一つ前のタイミングにおいて生成された安定重量値との差を安定荷重変化量として各荷重センサ毎に算出する安定荷重変化量算出手段とが設けられ、
前記スパン異常検出手段は、前記荷重センサのうちの特定の荷重センサにおける前記安定荷重変化量算出手段により算出された安定荷重変化量と、前記特定の荷重センサ以外の荷重センサにおける前記安定荷重変化量算出手段により算出された安定荷重変化量との比較結果の変化の大きさに基づいて、前記荷重センサのうちのいずれの荷重センサのスパンが異常であるかを検出するものとすることができる（第４発明）。
In the present invention,
Stable determination of the load output signal from the load sensor, stable weight value generation means for generating a stable weight value of the load sensor,
For each load sensor, the difference between the latest stable weight value generated by the stable weight value generating means and the stable weight value generated at the timing immediately before the latest stable weight value is set as a stable load change amount for each load sensor. And a stable load change amount calculating means for calculating,
The span abnormality detecting means includes a stable load change amount calculated by the stable load change amount calculating means in a specific load sensor of the load sensors, and a stable load change amount in a load sensor other than the specific load sensor. Based on the magnitude of the change in the comparison result with the stable load change amount calculated by the calculation means, it can be detected which of the load sensors has an abnormal span. Fourth invention).
本発明において、
前記スパン異常検出手段は、前記荷重センサが正常な時点での前記比較手段の比較結果と、この比較結果が得られた後に前記比較手段が算出する比較結果との変化の大きさに基づいて、前記荷重センサのうちのいずれの荷重センサのスパンが異常であるかを検出するものとすることができる（第５発明）。
In the present invention,
The span abnormality detection means is based on the magnitude of change between the comparison result of the comparison means when the load sensor is normal and the comparison result calculated by the comparison means after the comparison result is obtained. It is possible to detect which one of the load sensors has an abnormal span (fifth invention).
本発明において、
前記比較手段の比較結果の変化の大きさは、
その変化の大きさのバラツキを減衰させる減衰演算をもって算出されるものとすることができる（第６発明）。
In the present invention,
The magnitude of the change in the comparison result of the comparison means is
It can be calculated by an attenuation calculation that attenuates the variation in the magnitude of the change (the sixth invention).
本発明において、
前記荷重センサが正常である時点の前記比較手段の比較結果の大きさを初期値として記憶する記憶手段が設けられ、
前記比較手段の比較結果の変化の大きさは、前記初期値が前記記憶手段によって記憶された以降の稼働運転における前記比較手段の比較結果の前記初期値からの変化の大きさであるものとすることができる（第７発明）。
In the present invention,
Storage means for storing the magnitude of the comparison result of the comparison means when the load sensor is normal as an initial value is provided,
The magnitude of the change of the comparison result of the comparison means is the magnitude of the change from the initial value of the comparison result of the comparison means in the operation operation after the initial value is stored by the storage means. (Seventh invention).
本発明において、
前記比較手段の比較結果の変化の大きさは、前記比較手段の比較結果の１からの変化の大きさであるものとすることができる（第８発明）。
In the present invention,
The magnitude of the change in the comparison result of the comparison means may be the magnitude of the change from 1 in the comparison result of the comparison means (eighth invention).
本発明において、
スパン異常を判定する境界値は、予め定めたスパン異常についての許容値に、前記比較手段の比較結果の変化の大きさのバラツキ量を決定するバラツキ量決定手段により決定したバラツキ量を加算した値に設定されるものとすることができる（第９発明）。
In the present invention,
The boundary value for determining the span abnormality is a value obtained by adding the variation amount determined by the variation amount determination unit that determines the variation amount of the change in the comparison result of the comparison unit to the predetermined allowable value for the span abnormality. (9th invention).
本発明において、
前記スパン異常検出手段が検出したスパンの異常な荷重センサのスパンを、前記許容値に基づいて補正するスパン補正手段が設けられるのが好ましい（第１０発明）。
In the present invention,
It is preferable that a span correcting means for correcting the span of the load sensor having an abnormal span detected by the span abnormality detecting means based on the allowable value is provided (10th invention).
本発明においては、被計量物の積載位置を規制する構造の計量台である計量容器としてのホッパを支持する少なくとも３個の荷重センサのうち、特定の荷重センサの荷重出力信号とその特定の荷重センサ以外の荷重センサの荷重出力信号とが比較手段によって比較される。そして、この比較手段の比較結果の変化の大きさに基づいて、それら荷重センサのうちのいずれの荷重センサのスパンが異常であるかがスパン異常検出手段によって検出される。
本発明によれば、通常の計量作業の中で、ホッパを支持する少なくとも３個の荷重センサのうちいずれの荷重センサのスパンが異常になっているかを容易にかつ精確に検出することができる。
In the present invention, the load output signal of a specific load sensor and the specific load among at least three load sensors supporting a hopper as a weighing container which is a weighing table having a structure for regulating the load position of the object to be weighed. The load output signal of the load sensor other than the sensor is compared by the comparison means. Based on the magnitude of the change in the comparison result of the comparison means, the span abnormality detection means detects which of the load sensors has an abnormal span.
According to the present invention, it is possible to easily and accurately detect which of the load sensors among at least three load sensors supporting the hopper is abnormal during normal weighing work.
次に、本発明によるホッパ式計量装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Next, specific embodiments of the hopper type weighing device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
＜ホッパ式計量装置の概略説明＞
図１（ａ）（ｂ）に示されるホッパ式計量装置は、複数個所（３点：ａ，ｂ，ｃ点）が複数の荷重センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃにて吊り下げ支持される計量容器としてのホッパ２を備えている。ここで、荷重センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃとしては、ストレインゲージ式や磁歪式、弦振動式など種々のものがあり、いずれの方式のものであってもよい。本実施形態においては、荷重センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃとして、金属弾性体に設けた伸縮起歪部にストレインゲージを貼り付けてなるストレインゲージ式のロードセルが用いられた例を示す。以下、荷重センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃをロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃと表記することとする。
<Overview of hopper type weighing device>
The hopper type weighing device shown in FIGS. 1A and 1B is a weighing container in which a plurality of points (three points: points a, b, and c) are supported by being suspended by a plurality of
＜ホッパの説明＞
ホッパ２は、下部に設けられた排出ゲート３，３が閉じられている状態にあるときに、上方に設けられた供給装置４から供給される被計量物Ｍを収容して計量を行うことができ、計量完了後、排出ゲート３，３を開くことで内部の被計量物Ｍを落下させて排出することができるように構成されている。
<Explanation of hopper>
When the
＜ロードセルの説明＞
３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、図１（ａ）に示されるように、円筒状のホッパ２の中心に対して、ロードセル１Ａとロードセル１Ｂとが角度θ１を成すように、ロードセル１Ａとロードセル１Ｃとが角度θ２を成すように、ロードセル１Ｂとロードセル１Ｃとが角度θ３を成すように、それぞれ配置されている。これらロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、平面視で、ホッパ２の中心点を基準にホッパ２をほぼ３等分するように配置される（θ１≒θ２≒θ３）。
<Description of load cell>
Three
図２に示されるように、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃはロバーバルロードセル、すなわち２本梁に２箇所起歪部が設けられた平行四辺型ロードセルである。本実施形態では、防水、防塵のため、起歪体の一部を金属蛇腹５（図１参照）で覆われたものが適用される。
各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、２つの梁（ビーム）６，７を有する起歪部８を備えている。起歪部８において、ビーム６にはストレインゲージ１１，１２が、ビーム７にはストレインゲージ１３，１４がそれぞれビームの長手方向に沿って貼り付けられている。起歪部８には、ホッパ２を吊り下げ支持するための吊り金具９（図１（ｂ）参照）が結合されている。そして、ホッパ２内に被計量物Ｍが収容されると、その被計量物Ｍの重量に応じた荷重が起歪部８に作用し、ストレインゲージ１２，１４は、ゲージ接着面が伸びる方向の曲げ応力を受け、ストレインゲージ１１，１３は、ゲージ接着面が縮む方向の曲げ応力を受ける。
As shown in FIG. 2, each of the
Each load cell 1 </ b> A, 1 </ b> B, 1 </ b> C includes a
図３に示されるように、ストレインゲージ１１，１２，１３，１４は、フルブリッジ回路１５を構成するように互いに接続されている。ここで、フルブリッジ回路１５において、対向する辺を構成しているストレインゲージ１２，１４がどちらも引張力なら引張力を、対向する辺を構成しているストレインゲージ１１，１３がどちらも圧縮力なら圧縮力というように同じ型の力を受けるように結線されている。
As shown in FIG. 3, the strain gauges 11, 12, 13, and 14 are connected to each other so as to constitute a
フルブリッジ回路１５において、対向する２つの接続点１６，１７には、励磁用の直流電圧が印加されている。これら接続点１６，１７と直角に位置する接続点１８，１９からは力又は荷重の検出電圧が取り出される。
In the
上述のフルブリッジ回路１５に対して故障診断装置２０が設けられる。この故障診断装置２０は、演算増幅器２１と、アナログ−デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する。）２２と、演算回路２３とを備えている。
A
演算増幅器２１において、一側の入力端子２１ａはフルブリッジ回路１５の接続点１８に接続され、他側の入力端子２１ｂはフルブリッジ回路１５の接続点１９に接続され、出力端子２１ｃはＡ／Ｄ変換器２２に接続されている。
In the
Ａ／Ｄ変換器２２は、演算増幅器２１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ものである。フルブリッジ回路１５から出力されるアナログ荷重信号は、演算増幅器２１を経てアナログ荷重信号ｅｏ１とされ、このアナログ荷重信号ｅｏ１は、Ａ／Ｄ変換器２２によってデジタル荷重信号Ｗａ１に変換される。このデジタル荷重信号Ｗａ１は、演算回路２３に入力されて以下で述べる出力式によって処理される。
The A /
図３に示されたＡ／Ｄ変換器２２からの出力信号Ｗａ１は、比較的短い時間間隔（例えば５ｍｓｅｃ）でもってアナログ荷重信号ｅｏ１をＡ／Ｄサンプリングしたデジタル信号で、演算回路２３にてホッパ式計量装置の固有振動信号などが平滑フィルタリング処理され、例えば数１００ｍｓｅｃの時間間隔毎に後述の式（１）に与えられる。
The output signal Wa1 from the A /
各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ（ＬＣ１，ＬＣ２，ＬＣ３）は、起歪部８（図２参照）を含む起歪体と図３に示されるＡ／Ｄ変換回路用の部品を、起歪体を囲むケース（金属蛇腹５：図１（ｂ）参照）に内蔵したデジタルロードセルの構成をなしており、本実施形態のホッパ式計量装置の演算回路２３に接続されている。なお、Ａ／Ｄ変換回路をホッパ式計量装置側に設けることもできるが、起歪体と一体化したデジタルロードセルの構成とするのがより好適である。
Each
演算回路２３は、図４に示されるように、入出力回路（Ｉ／Ｏ）５１と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）５２と、メモリブロック（ＭＥＭ：本発明の「記憶手段」に対応する。）５３とを備えて構成されている。こうして、Ａ／Ｄ変換器２２の出力信号は、入出力回路５１から中央演算処理装置５２を介してメモリブロック５３に読み込まれる。ここで、メモリブロック５３は、データを入力、出力、演算のために一次記憶するＲＡＭや設定データを継続記憶するＥＥＰＲＯＭや所定プログラムを継続記憶するＰＲＯＭなどの記憶素子（半導体素子）から成るものである。また、演算回路２３には、表示装置（ＤＩＳ）５４やキースイッチ（ＫＥＹ）５５などが付設されており、重量値等は表示装置５４に表示され、データの設定や零点調整などの操作はキースイッチ５５によって実施される。
As shown in FIG. 4, the
＜ロードセルの出力信号の調整と処理の説明＞
各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力信号をそれぞれＷ１，Ｗ２，Ｗ３とする。これらの出力信号の処理には、それぞれ独立してスパン係数、零点重量記憶メモリ、初期重量記憶メモリが設けられる。
<Explanation of load cell output signal adjustment and processing>
The output signals of the
最初に、ロードセル単体の調整が行われる。この調整においては、図４に示されるのと同様の重量測定装置がデジタルロードセルに接続される。ここで、このロードセル調整用の重量測定装置には初期荷重記憶スイッチ、スパン係数設定スイッチが設けられる。
例えばロードセル１Ａの調整に際しては、最初、スパン係数Ｋ１＝１にセットし、ロードセル無負荷の状態にして初期荷重記憶スイッチを押し、ロードセル１Ａの出力信号から得られるデジタル荷重信号Ｗａ１を初期荷重Ｗｉ１として初期荷重記憶メモリに入れる。
First, the load cell alone is adjusted. In this adjustment, a weight measuring device similar to that shown in FIG. 4 is connected to the digital load cell. Here, the load measuring device for weight adjustment is provided with an initial load storage switch and a span coefficient setting switch.
For example, when adjusting the
ロードセル１Ａの出力は、演算回路２３において、次の処理式で演算される。
Ｗ１＝Ｋ１・（Ｗａ１−Ｗｉ１）
この時点で、Ｋ１＝１であり、Ｗａ１＝Ｗｉ１になるから、調整用重量測定装置にはＷ１＝０と表示される。Ｗ１は実際に計量器における被計量物Ｍの重量測定値としての表示値の分解能に比べ、例えば４倍の分解能を有するように設定される。
The output of the
W1 = K1 · (Wa1-Wi1)
At this time, since K1 = 1 and Wa1 = Wi1, W1 = 0 is displayed on the adjustment weight measuring device. W1 is set so as to have a resolution that is, for example, four times the resolution of the display value as the weight measurement value of the weighing object M in the weighing instrument.
次に、ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃに定格荷重を負荷し、定格荷重を高い分解能にて変換した値ＷＭを設定する。スパン係数調整スイッチを押すと、Ｗ１＝ＷＭになるようにスパン係数Ｋ１が現在の１の値から置き換わり、重量表示はＷＭの値を表示するようにされる。このようにして決定されたスパン係数は、不揮発メモリに記憶され、ロードセル単体の調整が完了する。
Next, a load rating is applied to the
次に、ホッパ式計量装置のホッパ２に、上述のようにロードセル単体の状態で、スパン係数が、同じ負荷荷重に対して同じ出力変化をするように調整されたロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃを組み込む。
すなわち、ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃは同じ荷重に対して、全ての出力が等しくなるようにスパン係数が調整される。
この状態で計量装置用の重量測定装置に接続し、重量測定装置の初期荷重記憶スイッチを押すと、例えばロードセル１Ａのブリッジ回路１５から出力されるアナログ荷重信号はＡ／Ｄ変換され平滑処理された荷重信号Ｗａ１が初期荷重記憶用メモリに入り、単体調整時に記憶された初期荷重値が変更される。
Next, in the
That is, in the
In this state, when connected to the weight measuring device for the weighing device and pressing the initial load storage switch of the weight measuring device, for example, the analog load signal output from the
ホッパ式計量装置として使用中は零点変動分の調整（ホッパ２内に被計量物Ｍがない時に出力を０にする調整）が必要になるので、零点重量記憶メモリＷｚ１が設けられ、ロードセル１Ａの出力の処理式として、下記（１）式が設定される。他のロードセル１Ｂ，１Ｃについても同様の処理式が設定される。
・ロードセル１Ａについて
Ｗ１＝Ｋ１・（Ｗａ１−Ｗｉ１）−Ｗｚ１
・ロードセル１Ｂについて
Ｗ２＝Ｋ２・（Ｗａ２−Ｗｉ２）−Ｗｚ２
・ロードセル１Ｃについて
Ｗ３＝Ｋ３・（Ｗａ３−Ｗｉ３）−Ｗｚ３ ・・・（１）
こうして、同じ荷重負荷に対して、全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力が等しくなるように、スパン係数Ｋ１〜Ｋ３が調整される。
被計量物Ｍの重量値ＷＴは、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのフルブリッジ出力でもって、下記（２）式で表される。
ＷＴ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３ ・・・（２）
During use as a hopper type weighing device, it is necessary to adjust the zero point variation (adjustment to set the output to 0 when there is no object to be weighed M in the hopper 2), so a zero point weight storage memory Wz1 is provided and the
-About
-About
-About
In this way, the span coefficients K1 to K3 are adjusted so that the outputs of all the
The weight value WT of the object to be weighed M is expressed by the following equation (2) with the full bridge outputs of the three
WT = W1 + W2 + W3 (2)
＜零点調整手段（手動）の説明＞
ホッパ式計量装置使用中の手動零点調整操作として、使用中に重量測定装置において零点調整スイッチ５５ａ（図４参照：本発明における「零点調整手段」に対応する。）を操作すれば、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力が共通に同時に零点調整されるようにすれば好適である。ここで、零点調整とは、例えばＷ１について、零点調整時点のＷ１の値をＷｚ１へ加算し、Ｗ１＝０とする処理である。
<Description of zero point adjustment means (manual)>
As a manual zero adjustment operation during use of the hopper type weighing device, if the zero
＜零点調整手段（自動）の説明＞
また、自動零点補正機能として、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力の零点重量付近での安定状態を判別し、出力が安定状態であって、重量表示値のカウントレベルでは０表示であるが、内部カウントのレベルでは零から外れているときには、自動的に零点補正機能を各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ毎に個別に実施する。この場合、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力信号を、被計量物Ｍの重量値としての最小単位の表示重量値の１カウントに対して少なくとも４倍以上大きいカウント数で表せるように高い分解能でもって処理する。
なお、かかる零点調整動作は、中央演算処理装置５２の中の零点調整部５２ａ（本発明における「零点調整手段」に対応する。）において実行される。
<Explanation of zero point adjustment means (automatic)>
Further, as an automatic zero correction function, the stable state of the output of each
The zero adjustment operation is executed in a zero
このようにロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ毎に信号処理することによって、通常の計量作業の時点の各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力毎の零点変動分が除去され、負荷荷重の大きさに精確に対応するものが得られるので、スパン異常の検出に対応させることが可能になる。
By performing signal processing for each of the
＜比較手段、スパン異常検出手段の説明＞
本実施形態では、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうち、特定のロードセルの出力信号とその特定のロードセル以外のロードセルの出力信号とを比較する演算処理が、中央演算処理装置５２の中の比較部５２ｂ（本発明における「比較手段」に対応する。）において実行される。また、この比較部５２ｂの比較結果の変化の大きさに基づいて、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの中でスパンの異常なロードセルを検出する演算処理が、中央演算処理装置５２の中のスパン異常検出部５２ｃ（本発明における「スパン異常検出手段」に対応する。）において実行される。
<Description of comparison means and span abnormality detection means>
In the present embodiment, among the three
＜確実なスパン異常の判定処理の説明＞
ホッパ式計量装置の重量表示は、ホッパ２内の被計量物Ｍの重量値である上記のＷＴの値が表示レベルの分解能に換算されて表示される。この表示値を見ながら作業者は計量作業を行う。したがって、例えばロードセル１Ａの出力とロードセル１Ｂの出力とが正負方向にそれぞれ同じ大きさの値で零点変動したり、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力がそれぞれ零点変動していても加算値ＷＴとしての零点が０になったりした場合、表示値は０になり、零点調整スイッチ５５ａは押されない。
<Description of reliable span abnormality determination processing>
The weight display of the hopper type weighing device is displayed by converting the WT value, which is the weight value of the object M in the
本実施形態のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスパンの異常検出は、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力を比較することで異常判定を行うものであるので、もし相互の零点が異なっていれば、荷重負荷による信号変化分が同じでも差が残りスパンの異常と判定してしまう。
Since the abnormality detection of the spans of the
＜零点変動識別手段の説明＞
精確にいずれか１個のロードセルのスパン異常を検出するためには、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの零点が個別に調整されていることを認識できる手段又は個別に零点変動を認識できる手段を設けることが必要である。
このため、本実施形態では、中央演算処理装置５２の中に零点変動識別部５２ｄ（本発明における「零点変動識別手段」に対応する。）を設け、この零点変動識別部５２ｄにおいて、ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力が個別に設定された零点から変動しているのを識別するようにされる。また、本実施形態では、いずれか１個のロードセル出力が零でない場合、あるいは、全てのロードセル出力が零の場合に、その旨を表示装置５４にランプ表示あるいは文字表示させるための表示信号を生成する零点表示信号生成部５２ｅを中央演算処理装置５２の中に設けるように構成している。こうすることで、いずれか１個でもロードセル出力の零点が移動している場合に、作業者はそのことを表示装置５４により容易に認識することができ、零点調整スイッチ５５ａを押すことで、全てのロードセル出力の零点調整を同時に実施することができる。ここで、零点調整スイッチ５５ａは、通常の重量表示用の零点調整スイッチと兼用とするのが好ましい。
<Explanation of zero variation identification means>
In order to accurately detect the span abnormality of any one of the load cells, a means for recognizing that the zeros of the
For this reason, in the present embodiment, a zero point
上記の零点表示信号生成部５２ｅによるサイン表示に関しては、ロードセル出力が零点付近の領域にあることを判別する境界重量値として下限値Ｗｚｌ、上限値Ｗｚｕを定め、全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの中でいずれか１個の出力でも表示重量値より例えば４倍以上高い分解能で表された重量測定値が零点近傍領域内にない場合を検出し、零点近傍領域内にない場合はその旨のサイン（零点変動サイン）を表示させ、作業者に零点調整スイッチ５５ａを押す必要性の有無を認識させ、場合によっては零点調整スイッチ５５ａを押すのを促すことのできる構成とされる。この場合、上限値Ｗｚｕ、下限値Ｗｚｌとしては、上記ＷＴから換算された被計量物Ｍの重量値表示の最小表示量（最小目盛り値）の値が表示される手前の大きさの値が設定されるのが好ましい。
Regarding the sign display by the zero point display
しかし、作業者がロードセル出力に対する零調整操作を忘れる場合もある。ロードセル出力に対して零点調整がなされず、いずれかのロードセル出力に零点移動があるままに計量するときは、スパンの異常は検出できないようにする必要がある。
対策として、下記に述べる安定重量値が下限値Ｗｚｌ、上限値Ｗｚｕの範囲にあるときには、ロードセル出力は零点範囲にあるとして零点フラグを１にセットする。フラグは全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの全ての零点フラグに対して設ける。
また、負荷荷重の除去検出用として零点より少し正方向に離れた重量値Ｗｚｚを予め設定する。そして、ロードセル出力の（下記に述べる）安定重量値がＷｚｚ以下へ戻りながらも上記の下限値Ｗｚｌ、上限値Ｗｚｕで定められる範囲内に無ければ零点フラグはリセットされる。
全てのハーフブリッジについての零点フラグがセットされていない計量においては、下記に述べるスパン異常検出のための分類集計演算を実施させない（分類集計用データとして採用しない。）。
However, the operator may forget the zero adjustment operation for the load cell output. When zero point adjustment is not performed on the load cell output and measurement is performed while any load cell output has zero point movement, it is necessary to prevent detection of a span abnormality.
As a countermeasure, when the stable weight value described below is in the range between the lower limit value Wzl and the upper limit value Wzu, the load cell output is in the zero point range and the zero flag is set to 1. Flags are provided for all zero flags of all
In addition, a weight value Wzz that is slightly away from the zero point in the positive direction is set in advance for detection of load removal. If the stable weight value (described below) of the load cell output returns to Wzz or less but is not within the range defined by the lower limit value Wzl and the upper limit value Wzu, the zero flag is reset.
In the measurement in which the zero flag is not set for all the half bridges, the classification and aggregation calculation for detecting the span abnormality described below is not performed (not adopted as the classification and aggregation data).
次に、作業者の零点調整操作に頼れないホッパ式計量装置の場合、あるいは作業者がロードセル出力に対する零点調整操作を忘れる場合の対策について述べる。この対策としては、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力信号に対して次のように負荷荷重による変動量のみを算出する安定荷重変化量算出手段を設けることにより、自動的に精確にスパン異常を検出できるようにする。
Next, a countermeasure in the case of a hopper type weighing device that cannot rely on the operator's zero adjustment operation or when the operator forgets the zero adjustment operation for the load cell output will be described. As a countermeasure, by providing a stable load change amount calculation means for calculating only the fluctuation amount due to the load load with respect to the output signal of each
＜安定重量値生成手段の説明＞
例えばロードセル１Ａの出力Ｗ１について、このＷ１は、Ａ／Ｄ変換器２２から読み込まれる荷重信号を平滑処理した後、例えばＴａ＝数１００ｍｓｅｃの時間間隔で生成されるものとし、この生成順に常に最新のＭ個のＷ１が用意されたＭ個のシフトレジスタに記憶されるようにし、記憶されたＭ個のＷ１における最大値−最小値が予め設定された安定限界の許容値以内であれば安定状態にあると判定する。こうしてロードセル１Ａの出力に対して、時間間隔Ｔａ毎に安定判別が逐次行われるとともに、シフトレジスタの平均値を算出して現在の重量測定用のＷ１、すなわちロードセル１Ａの安定重量値とする。Ｗ１によって、最短でＴａ毎に安定が成立し被計量物Ｍの安定重量値が求められる。この演算処理は、中央演算処理装置５２の中の安定重量値生成部５２ｆ（本発明における「安定重量値生成手段」に対応する。）において実行される。その他のロードセル１Ｂ，１Ｃの出力Ｗ２，Ｗ３についても同様である。
<Description of stable weight value generation means>
For example, for the output W1 of the
＜安定荷重変化量算出手段の説明＞
自動的に精確にスパン異常を検出するには、全てのロードセルの出力に対して次のように負荷荷重による変動量のみを算出する必要がある。このため、中央演算処理装置５２の中に安定荷重変化量算出部５２ｇ（本発明における「安定荷重変化量算出手段」に対応する。）を設け、この安定荷重変化量算出部５２ｇにおいて、最新の安定重量値と、この最新の安定重量値の一つ前のタイミングにおいて生成された安定重量値との差を安定荷重変化量として各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ毎に算出する演算を実行させる。
なお、Ｍ個のＷ１の値が許容値を表す幅以内であれば安定と判定する。また、全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力に対して安定判別はＴａの時間間隔で逐次行われる。
<Description of means for calculating stable load change amount>
In order to detect a span abnormality automatically and accurately, it is necessary to calculate only the fluctuation amount due to the load load as follows for the outputs of all the load cells. For this reason, a stable load change
In addition, if the value of M pieces of W1 is within the range indicating the allowable value, it is determined that the value is stable. Further, the stability determination is sequentially performed at the Ta time interval for the outputs of all the
ホッパ２に被計量物Ｍを収容したとすると、あるタイミングで読み取ったＷ１１の値によってシフトレジスタデータが許容値を外れ安定条件が成立しなくなることがある。しかし、安定条件を外れる１つ手前のタイミングでシフトレジスタに入った最新の値は、大抵は許容範囲の限界値である場合が想定されるので、安定重量値としてＷ１の値を算出するには、最も新しく入った値を除外し、Ｍ−１個でもって平均値を求めるのが適切である。
If the object to be weighed M is stored in the
不安定になる直前の安定重量値（最新の安定重量値）を記憶するための安定重量値記憶レジスタを１個用意し、時間間隔Ｔａ毎に連続的に安定重量値が生成されれば、安定重量値が生成されるたびに最新の安定重量値Ｗ１を前回安定重量値Ｗ１ｕとして安定重量値記憶レジスタの内容を更新する。こうして、全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力に対して、常に最新の安定重量値を安定重量値記憶レジスタに記憶させて最新の値に更新するようにし、それぞれの値を、Ｗ１ｕ，Ｗ２ｕ，Ｗ３ｕとする。そして、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力Ｗ１〜Ｗ３の安定重量値が揃って生成されたとき、全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの安定重量値と現在記憶している安定重量値とより下記（３）式で示される荷重変化量Ｗ１ｐ〜Ｗ３ｐを算出する。
Ｗ１ｐ＝｜Ｗ１−Ｗ１ｕ｜
Ｗ２ｐ＝｜Ｗ２−Ｗ２ｕ｜
Ｗ３ｐ＝｜Ｗ３−Ｗ３ｕ｜ ・・・（３）
If one stable weight value storage register for storing the stable weight value immediately before becoming unstable (latest stable weight value) is prepared and stable weight values are continuously generated at every time interval Ta, the stable Every time a weight value is generated, the contents of the stable weight value storage register are updated with the latest stable weight value W1 as the previous stable weight value W1u. In this way, the latest stable weight value is always stored in the stable weight value storage register and updated to the latest value for the outputs of all the
W1p = | W1-W1u |
W2p = | W2-W2u |
W3p = | W3-W3u | (3)
予め安定重量値の変化幅Ｗｈを定め、全ての荷重変化量が変化幅Ｗｈを超える大きさであるとき、すなわち下記（４）式が同時に成立するときには、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスパン異常を判定するのに十分大きい荷重変化量Ｗ１１ｐ〜Ｗ２４ｐであるとして、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力間でのスパン異常を判定する。ここで、Ｗｈの値としては、ホッパ式計量装置の定格荷重Ｗｓに対して各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃには標準的に最大Ｗｓ／４の荷重が負荷されるので、その値の１／４として、Ｗｈ＝Ｗｓ／１６等の値が設定される。
Ｗ１ｐ〜Ｗ３ｐ＞Ｗｈ ・・・（４）
When the change width Wh of the stable weight value is determined in advance and all the load change amounts exceed the change width Wh, that is, when the following expression (4) is satisfied simultaneously, the span abnormality of each
W1p to W3p> Wh (4)
＜いずれのロードセル出力のスパンが異常であるかの検出についての説明＞
計量を正常状態に復帰させるためには、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの中のいずれのロードセルのスパンが異常で、そのスパンの増減状態が検出できなければならない。
<Description of detection of which load cell output span is abnormal>
In order to return the weighing to the normal state, it is necessary to detect the increase / decrease state of any one of the three
＜特定のロードセルと他の１個のロードセルの出力の相対比率に基づく判定＞
３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの中で特定の１個のロードセルと他のロードセルとの出力の比率を相対比率として、下記のように定義する（上記の荷重変化量でもって表す）。ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力の比率を取れば、計量毎に被計量物Ｍの荷重の大きさが異なっても、スパンの変化量を一定の値として検出できるので、評価が正しくできる。
・ロードセル１Ａに関わる相対比率を
ｒ１２＝Ｗ１ｐ／Ｗ２ｐ、ｒ１３＝Ｗ１ｐ／Ｗ３ｐ
・ロードセル１Ｂに関わる相対比率を
ｒ２１＝Ｗ２ｐ／Ｗ１ｐ、ｒ２３＝Ｗ２ｐ／Ｗ３ｐ
・ロードセル１Ｃに関わる相対比率を
ｒ３１＝Ｗ３ｐ／Ｗ１ｐ、ｒ３２＝Ｗ３ｐ／Ｗ２ｐ ・・・（５）
<Determination based on relative ratio of output of specific load cell and other one load cell>
Of the three
The relative ratios related to the
The relative ratios related to the
The relative ratios related to the
ここで、もしロードセル１Ａのスパンがｅ（ｅは１に比べ十分小さい値）だけ増加したとすると、上記（５）式は下記（５）´式のようになる。なお、（５）´式では（５）式中の記号「ｐ」を省略している。
ｒ１２＝Ｗ１（１＋ｅ）／Ｗ２
＝Ｗ１／Ｗ２＋（Ｗ１／Ｗ２）・ｅ＝（Ｗ１／Ｗ２）・（１＋ｅ）
ｒ１３＝Ｗ１／Ｗ３＝（Ｗ１／Ｗ３）・（１＋ｅ）
ｒ２１＝Ｗ２／｛Ｗ１・（１＋ｅ）｝≒（Ｗ１／Ｗ２）・（１−ｅ）
ｒ２３＝Ｗ２／Ｗ３
ｒ３１＝Ｗ３／Ｗ１≒（Ｗ３／Ｗ１）・（１−ｅ）
ｒ３２＝Ｗ３／Ｗ２ ・・・（５）´
If the span of the
r12 = W1 (1 + e) / W2
= W1 / W2 + (W1 / W2) · e = (W1 / W2) · (1 + e)
r13 = W1 / W3 = (W1 / W3) · (1 + e)
r21 = W2 / {W1 · (1 + e)} ≈ (W1 / W2) · (1-e)
r23 = W2 / W3
r31 = W3 / W1≈ (W3 / W1). (1-e)
r32 = W3 / W2 (5) ′
上記（５）式において、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃが均等に配置され、ホッパ２の形状もすべての断面において左右対称である場合に、均一に液体状の被計量物Ｍをホッパ２に収容すると、任意の重量Ｗｘの負荷荷重に対してＷ１ｐ＝Ｗ２ｐ＝Ｗ３ｐ＝Ｗｘ／３となる。
この条件では、全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃが正常な状態でのｒ１２〜ｒ３１は１であり、
（１）ロードセル１Ａのスパンがｅだけ増加あるいは減少した場合、
（２）ロードセル１Ｂのスパンがｅだけ増加あるいは減少した場合、
（３）ロードセル１Ｂのスパンがｅだけ増加あるいは減少した場合、
としてそれぞれの相対比率は、下記表１に示されるようになる。
In the above equation (5), when the three
Under this condition, r12 to r31 are 1 when all the
(1) When the span of the
(2) When the span of the
(3) When the span of the
As shown in Table 1 below.
任意の時点でロードセル１Ａに関する２つの相対比率ｒ１２およびｒ１３と、ロードセル１Ｂに関する２つの相対比率ｒ２１およびｒ２３と、ロードセル１Ｃに関する相対比率ｒ３１およびｒ３２とを調べて、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちのそれぞれのロードセルに関わる相対比率の絶対値が２つとも１よりもｅだけ大きく（小さく）変化していれば、そのロードセルのスパンがｅを超えて変動していると特定される。
また、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの中でスパンが変動しているロードセルが特定されると、そのときの相対比率が１よりも大きいか小さいかを調べれば、スパンの変動の増減を判断することができる。
By examining the two relative ratios r12 and r13 for the
Also, when a load cell with a varying span is identified among the three
しかし、全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスパンが正常であっても、被計量物Ｍの積載位置を容器によって規制しても、上述したように、計量装置の実機では、以下の（１）〜（３）の要因により、相対比率ｒ１２〜ｒ３１は固定的な偏差やバラツキを有する。
（１）ホッパ２と供給装置４との位置関係からホッパ２への被計量物Ｍの収容状態に固定的な偏りがある。
（２）ホッパ２の形状寸法の誤差やロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの配置のずれ（図１（ａ）において角度θ１，θ２，θ３が互いに等しくないことによるロードセル間の固定的な配分比率分）がある。
（３）被計量物Ｍの収容状態の分布が自然に毎回ばらつく（図１（ｂ）中において、被計量物Ｍの上面を示す実線、一点鎖線、二点鎖線および点線を参照）。また、収容された被計量物Ｍの見掛け比重の分布も毎回均一ではない。
However, even if the span of all the
(1) Due to the positional relationship between the
(2) Shape error of the
(3) The distribution of the accommodation state of the object to be measured M naturally varies every time (refer to the solid line, the one-dot chain line, the two-dot chain line, and the dotted line showing the upper surface of the object to be measured in FIG. 1B). In addition, the distribution of the apparent specific gravity of the object to be weighed M is not uniform every time.
この点について述べると、たとえ被計量物Ｍをホッパ２に均等に収容させることができたとしても、各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの配置やホッパ２の非対称、供給装置４の偏りによって、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれ負荷比率ｋ１：ｋ２：ｋ３は１：１：１ではない。
Regarding this point, even if the objects to be weighed M can be evenly accommodated in the
ホッパ２に任意の大きさの負荷荷重Ｗｘが収容されると、上記（５）式より、例えばｒ１２，ｒ１３は下記（５）´´式のようになる。
ｒ１２＝ｋ１・Ｗｘ／（ｋ２・Ｗｘ）＝ｋ１／ｋ２≠１
ｒ１３＝ｋ２／ｋ３≠１
・・・（５）´´
ｋ１，ｋ２，ｋ３の値はそれぞれ１に近いが値は不明である。
つまり、任意の時点でｒ１２〜ｒ３２について１と異なる数値が検出されてもそれがスパン異常によってそうなったものか、上記の固定的な偏差分によるものか不明である限りは判断できない。
When a load Wx of an arbitrary size is accommodated in the
r12 = k1 · Wx / (k2 · Wx) = k1 / k2 ≠ 1
r13 = k2 / k3 ≠ 1
... (5) ''
The values of k1, k2, and k3 are close to 1, but the values are unknown.
That is, even if a numerical value different from 1 is detected for r12 to r32 at an arbitrary time, it cannot be determined as long as it is unknown whether this is due to a span abnormality or due to the above-mentioned fixed deviation.
上記（５）式のｒ１２について、ホッパ２にＷｘの負荷が収容されたとき、ロードセル１Ａにおいて、そのロードセル１Ａが正常な時点でのｒ１２をｒ１２ｉとすると、
ｒ１２ｉ＝Ｗ１ｐ／Ｗ２ｐ＝ｋ１／ｋ２
であり、
ロードセル１Ａのスパンがｅだけ増加した時点のｒ１２をｒ１２ｖとすると、
ｒ１２ｖ＝Ｗ１ｐ（１＋ｅ）／（Ｗ２ｐ）＝ｋ１・Ｗｘ（１＋ｅ）／（ｋ２・Ｗｘ）＝（ｋ１／ｋ２）・（１＋ｅ）
であり、変化量は、
ｒ１２ｖ−ｒ１２ｉ＝（ｋ１／ｋ２）・ｅ
となる。
Regarding r12 in the above formula (5), when a load of Wx is accommodated in the
r12i = W1p / W2p = k1 / k2
And
When r12 when the span of the
r12v = W1p (1 + e) / (W2p) = k1 · Wx (1 + e) / (k2 · Wx) = (k1 / k2) · (1 + e)
And the amount of change is
r12v−r12i = (k1 / k2) · e
It becomes.
ある時点のｒ１２の値が（ｋ１／ｋ２）＋（ｋ１／ｋ２）・ｅであることをもってロードセル１Ａのスパンがどの程度変動しているかを判断しようとすると、ｋ１，ｋ２，ｋ３の値が不明な状態であり、仮にｋ１／ｋ２＝０．９９であるとすると、ある時点におけるｒ１２は０．９９＋０．９９ｅである。そうすると、ある時点でロードセル１Ａにスパン変動がなく（ｅ＝０であっても）てもｒ１＝０．９９である。
したがって、任意の時点におけるｒ１２を算出し、０．９９の値を検出してもスパンの変動量は−０．０１（１％）ではない。
すなわち、全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスパンが正常な場合の相対比率を１として、１を基準にスパン変化を判断しようとしてもできない。
When it is attempted to determine how much the span of the
Therefore, even if r12 at an arbitrary time point is calculated and a value of 0.99 is detected, the amount of variation in the span is not -0.01 (1%).
That is, it is impossible to determine a span change based on 1 with a relative ratio of 1 when all the
そこで、上記のように相対比率について全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃが正常な時点の相対比率を記憶させ、任意の時点の相対比率と全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃが正常な時点の相対比率によってスパン変化量のみを抽出すると、ロードセル１Ａのスパンがｅだけ変化したとき、ｒ１２はロードセル１Ａのスパン変化ｅによって、スパン変化量が、
（ｋ１／ｋ２）・ｅ＝０．９９ｅ
と表される。
ｋ１／ｋ２は１でないがほぼ１に近い値であり、これを誤差を示す値とみなすのであれば１からの変化量として大きいが、スパン変動量の係数としてみれば、ｒ１２はほぼｅに近い変動量であると判断することができる。
したがって、全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスパンが正常な時点での相対比率をｒ１２ｉ，ｒ１３ｉ，・・・，ｒ３２ｉとし、そこからある期間が経過した時点での相対比率をｒ１２ｖ，ｒ１３ｖ，・・・，ｒ３２ｖとし、スパンの変化量を調べるものとする。
Therefore, as described above, the relative ratios at the time when all the
(K1 / k2) · e = 0.99e
It is expressed.
k1 / k2 is not 1, but is a value close to 1, and if it is regarded as a value indicating an error, the amount of change from 1 is large, but when viewed as a coefficient of the span variation, r12 is almost close to e. It can be determined that the amount of variation.
Therefore, the relative ratios when the spans of all the
ｅの係数をほぼ１とみなして、ロードセル１Ａのみスパンがｅだけ増加した場合に異なる時点での相対比率の差を求めると、下記（６）式に示されるようになる。
Ｅ１２＝ｒ１２ｖ−ｒ１２ｉ＝ｅ
Ｅ１３＝ｒ１３ｖ−ｒ１３ｉ＝ｅ
Ｅ２１＝ｒ２１ｖ−ｒ２１ｉ＝−ｅ
Ｅ２３＝ｒ２３ｖ−ｒ２３ｉ＝０
Ｅ３１＝ｒ３１ｖ−ｒ３１ｉ＝−ｅ
Ｅ３２＝ｒ３２ｖ−ｒ３２ｉ＝０ ・・・（６）
また、ロードセル１Ａのみスパンがｅだけ減少した場合に異なる時点での相対比率の差を求めると、下記（７）式に示されるようになる。
Ｅ１２＝ｒ１２ｖ−ｒ１２ｉ＝−ｅ
Ｅ１３＝ｒ１３ｖ−ｒ１３ｉ＝−ｅ
Ｅ２１＝ｒ２１ｖ−ｒ２１ｉ＝ｅ
Ｅ２３＝ｒ２３ｖ−ｒ２３ｉ＝０
Ｅ３１＝ｒ３１ｖ−ｒ３１ｉ＝ｅ
Ｅ３２＝ｒ３２ｖ−ｒ３２ｉ＝０ ・・・（７）
When the coefficient of e is regarded as approximately 1, and the span of only the
E12 = r12v−r12i = e
E13 = r13v−r13i = e
E21 = r21v−r21i = −e
E23 = r23v-r23i = 0
E31 = r31v−r31i = −e
E32 = r32v−r32i = 0 (6)
Further, when the span of only the
E12 = r12v−r12i = −e
E13 = r13v−r13i = −e
E21 = r21v-r21i = e
E23 = r23v-r23i = 0
E31 = r31v-r31i = e
E32 = r32v-r32i = 0 (7)
そして、
（１）ロードセル１Ａのスパンがｅだけ増加あるいは減少した場合、
（２）ロードセル１Ｂのスパンがｅだけ増加あるいは減少した場合、
（３）ロードセル１Ｃのスパンがｅだけ増加あるいは減少した場合、
としてそれぞれの相対比率の正常な場合からの変化量は下記表２に示されるようになる。
And
(1) When the span of the
(2) When the span of the
(3) When the span of the
As shown in Table 2, the amount of change of each relative ratio from the normal case is as follows.
上記表２の変化量の表に基づいて、ある時点の変化量から下記の（１）〜（３）のような判断を下すことができる。
（１）ロードセル１Ａに関わる相対比率差｜Ｅ１２｜，｜Ｅ１３｜が共にｅを超えていれば、ロードセル１Ａのスパンがｅを超えて変化している。そのときの増減はＥ１２，Ｅ１３の極性で判定し、＋であれば増加、−であれば減少。
（２）ロードセル１Ｂに関わる相対比率差｜Ｅ２１｜，｜Ｅ２３｜が共にｅを超えていれば、ロードセル１Ｂのスパンがｅを超えて変化している。そのときの増減はＥ２１，Ｅ２３の極性で判定し、＋であれば増加、−であれば減少。
（３）ロードセル１Ｃに関わる相対比率差｜Ｅ３１｜，｜Ｅ３２｜が共にｅを超えていれば、ロードセル１Ｃのスパンがｅを超えて変化している。そのときの増減はＥ３１，Ｅ３２の極性で判定し、＋であれば増加、−であれば減少。
Based on the change amount table in Table 2 above, the following determinations (1) to (3) can be made from the change amount at a certain time point.
(1) If the relative ratio differences | E12 | and | E13 | associated with the
(2) If the relative ratio differences | E21 | and | E23 | associated with the
(3) If the relative ratio differences | E31 | and | E32 | related to the
しかし、ｒ１２〜ｒ２３は毎回の計量時に被計量物Ｍのホッパ２内の収容状態や密度（見掛け比重）の不均一さによってばらつく。
バラツキに対しては次のように対処する。ただし、被計量物Ｍが液体など、極めて均一にホッパ２内に収容され、密度も均一な物質の場合はｒ１１〜ｒ２３に含まれるバラツキ量も小さいので平均回数を少なくすることができる。
However, r12 to r23 vary depending on the accommodation state of the object to be weighed M in the
The following measures are taken for variations. However, in the case where the object to be weighed M is contained in the
＜初期値登録運転の説明＞
予め、基本計量回数Ｑ、初期値登録運転の計量回数ｖ・Ｑとするための整数ｖの値、初期値登録運転の許容回数Ｑｈを設定する。収容バラツキによる各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力のバラツキは正規分布するものとする。また、異常と判定するためのスパン変化率の許容値としてｅを設定する。
<Description of initial value registration operation>
In advance, the basic weighing number Q, the value of the integer v for setting the weighing number v · Q of the initial value registration operation, and the allowable number Qh of the initial value registration operation are set. It is assumed that the variation in the output of each
初期値登録運転は調整時または始業時などの時点でロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスパン点検を行った直後に実施する運転とする。ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの点検は既知の重量を持つ負荷荷重をホッパ２に収容して重量表示値を既知の重量値と比較参照する等の方法で行う。
基本的にはある時点の相対比率を登録し、別の時点で相対比率を求めて登録値との間での相対比率の変化量をもってスパンの変動を検出する。
The initial value registration operation is an operation that is performed immediately after the span check of the
Basically, a relative ratio at a certain time point is registered, a relative ratio is obtained at another time point, and a variation in span is detected based on a change amount of the relative ratio with the registered value.
＜バラツキ減衰演算手段の説明＞
上述したように毎回の計量によるｒ１２〜ｒ２３の値には、バラツキが存在する。したがって、下記のように平均値をもってバラツキを減衰させることによってスパン変化を検査する。なお、以下に述べるバラツキ減衰演算は、中央演算処理装置５２の中のバラツキ減衰演算部５２ｈにおいて実行される。
<Explanation of variation attenuation calculation means>
As described above, there are variations in the values of r12 to r23 by each measurement. Therefore, the span change is inspected by attenuating variation with an average value as follows. The variation attenuation calculation described below is executed in the variation
計量を実施する度にｒ１２〜ｒ３２の値をそれぞれ加算するレジスタＲ１２〜Ｒ３２と、２乗値であるｒ１２２〜ｒ３２２の値をそれぞれ加算するレジスタＲ１２´〜Ｒ３２´と、加算回数をカウントするカウンタＣＡ１２〜ＣＡ３２とを用意する。
毎回、計量毎にｒ１２〜ｒ３２とｒ１２２〜ｒ３２２の値を算出し、それぞれのレジスタへ加算する。また、計量毎に各カウンタをインクリメントするという集計演算を実施する。
最初の基本計量回数Ｑ回の計量が完了すると、計量回数Ｑによる集計演算結果によって、ｒ１２〜ｒ３２の平均値ｒ１２ａ〜ｒ３２ａと標準偏差σ１２〜σ３２を求める。ここで、平均値ｒ１２ａ〜ｒ３２ａの値をそれぞれＤｈ１２〜Ｄｈ３２とする。
次回からの計量においてｒ１２〜ｒ３２に対して、ここでは例えばｒ１２に対して、下記（８）式に示されるように、ｒ１２に対して集計演算に採用する値に許容範囲を設ける。
Ｄｈ１２＝Ｄ１２ａ±σ１２ ・・・（８）
その結果、ｒ１２の約６８％のものが採用され、大きいバラツキをもったものは集計に採用されない。ｒ１３〜ｒ３２に対しても同様に行う。ｒ１２〜ｒ３２の集計についてそれぞれに対する許容範囲Ｄｈ１２〜Ｄｈ３２が登録される。
Registers R12 to R32 for adding the values of r12 to r32 each time the weighing is performed, registers R12 ′ to R32 ′ for adding the values of r12 2 to r322 2 that are square values, and the number of additions are counted. Counters CA12 to CA32 are prepared.
Each time calculates a r12~r32 and r12 2 ~r32 2 values for each metric, adds the respective registers. Also, a totaling operation is performed in which each counter is incremented for each measurement.
When the first basic weighing count Q is completed, average values r12a to r32a and standard deviations σ12 to σ32 of r12 to r32 are obtained from the total calculation result based on the weighing count Q. Here, the average values r12a to r32a are Dh12 to Dh32, respectively.
In the measurement from the next time, for r12 to r32, here, for example, for r12, an allowable range is provided for the value employed in the aggregation calculation for r12 as shown in the following equation (8).
Dh12 = D12a ± σ12 (8)
As a result, about 68% of r12 is adopted, and those with large variation are not adopted for aggregation. The same operation is performed for r13 to r32. The permissible ranges Dh12 to Dh32 are registered for the totals r12 to r32.
このように、バラツキの大きいものを集計演算から除外しつつ、改めてｒ１２〜ｒ３２のそれぞれについて集計回数がＱの整数倍に到達する毎に、Ｑ回分ずつの合計値と２乗合計値とを、それぞれｖ個のシフトレジスタへ順に記憶させる。 In this way, every time the total number of times reaches an integer multiple of Q for each of r12 to r32 while excluding those with large variations from the total calculation, the total value and the square total value for each Q times are calculated as follows: Each of them is stored in order in v shift registers.
総集計回数がｖ・Ｑに到達したとき、それぞれのシフトレジスタの内容によってｖ・Ｑ回分の集計によるｒ１２〜ｒ３２について、平均値と標準偏差を算出する。
ｒ１２〜ｒ３２が同時にＱ回に到達するとは限らないので、先にＱ回に到達したものがあれば、他のものがＱ回に到達するのを待って（その間は集計せず）Ｑ回ずつの集計毎に同期を取って実施する。
When the total count reaches v · Q, an average value and a standard deviation are calculated for r12 to r32 based on v · Q counts according to the contents of the respective shift registers.
Since r12 to r32 do not always reach Q times at the same time, if there is something that has reached Q times first, wait for Q others to reach Q times (not counting during that time) This is implemented in synchronization with each count.
全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスパンが正常な状態である場合に、相対比率ｒ１２〜ｒ３２のそれぞれの平均値を初期値としてｒ１２ａｉ〜ｒ３２ａｉと表す。
また、上記のｖ・Ｑ回の集計値による標準偏差をσ１２ｉ〜σ３２ｉと表す。
平均値ｒ１２ａｉ〜ｒ３２ａｉの標準偏差σ１２ａｉ〜σ３２ａｉはそれぞれ、下記（９）式のように表される。
σ１２ａｉ＝σ１２ｉ／（ｖ・Ｑ）１／２
σ１３ａｉ＝σ１３ｉ／（ｖ・Ｑ）１／２
σ２１ａｉ＝σ２１ｉ／（ｖ・Ｑ）１／２
σ２３ａｉ＝σ２３ｉ／（ｖ・Ｑ）１／２
σ３１ａｉ＝σ３１ｉ／（ｖ・Ｑ）１／２
σ３２ａｉ＝σ３２ｉ／（ｖ・Ｑ）１／２ ・・・（９）
初期値として、ｒ１２ａｉ〜ｒ３２ａｉと標準偏差σ１２ａｉ〜σ３２ａｉはメモリに登録される。
When the spans of all the
In addition, the standard deviation based on the total value of v · Q times is expressed as σ12i to σ32i.
The standard deviations σ12ai to σ32ai of the average values r12ai to r32ai are each expressed by the following equation (9).
σ12ai = σ12i / (v · Q) 1/2
σ13ai = σ13i / (v · Q) 1/2
σ21ai = σ21i / (v · Q) 1/2
σ23ai = σ23i / (v · Q) 1/2
σ31ai = σ31i / (v · Q) 1/2
σ32ai = σ32i / (v · Q) 1/2 (9)
As initial values, r12ai to r32ai and standard deviations σ12ai to σ32ai are registered in the memory.
＜異常検出運転の説明＞
初期値の登録が完了すると、それ以降は通常の計量作業を継続しながらスパン変動の異常を検出する（これを異常検出運転と呼ぶ。）。
やはりｒ１２〜ｒ３２はそれぞれ許容範囲Ｄｈ１２〜Ｄｈ３２によって選択されて集計される。
やはり基本計量回数Ｑ回を１単位とし、ｒ１２〜ｒ３２のそれぞれについて集計回数がＱの整数倍に到達する毎に、Ｑ回分ずつの合計値と２乗合計値とをそれぞれｖ個のシフトレジスタへ順に記憶させる。したがって、最新のＱ回分の集計値が記憶され、最も古いＱ回分の集計値は廃棄され、常に最新のｖ個分の集計値が保存されるようにする。
<Description of abnormality detection operation>
When the registration of the initial value is completed, an abnormality of span fluctuation is detected while continuing normal weighing work thereafter (this is called an abnormality detection operation).
Again, r12 to r32 are selected and counted according to the allowable ranges Dh12 to Dh32.
The basic weighing number Q is set as one unit, and for each of r12 to r32, every time the counting number reaches an integer multiple of Q, the total value and the squared total value for Q times are respectively transferred to v shift registers. Remember in order. Therefore, the latest Q total values are stored, the oldest Q total values are discarded, and the latest v total values are always stored.
なお、毎回のｒ１２〜ｒ３２は収容バラツキによって種々の大きさであるので、計量毎に算出されるｒ１２〜ｒ３２のうちのいずれか、あるいは全てが上記（８）式の許容範囲を満足せず集計演算に参加しない場合が起きる。それ故それぞれは基本計量回数Ｑには同時に到達しないので、初期運転の時と同様に先にＱ回に到達したものがあれば、それについては集計演算を中止し、他の全てがＱ回に到達するのを待って全ての平均値の揃うタイミングに同期を取る。なお、基本計量回数Ｑ回毎に同期を取り、Ｑ回の到達する毎にＱ個分の集計値はシフトされる。 Since r12 to r32 of each time have various sizes depending on the accommodation variation, any or all of r12 to r32 calculated for each measurement do not satisfy the allowable range of the above equation (8). There is a case that does not participate in the calculation. Therefore, each does not reach the basic weighing number Q at the same time, so if there is something that has reached Q times earlier as in the initial operation, the calculation is stopped for all of them, and all others are counted Q times. Wait until it reaches, and synchronize with the timing when all the average values are aligned. In addition, it synchronizes every Q times of basic measurement, and the total value for Q pieces is shifted every time it reaches Q times.
Ｑ回毎に、最新のｖ・Ｑ回分のレジスタの内容でもって、平均値ｒ１２ａｖ〜ｒ３２ａｖと、平均値ｒ１２ａｖ〜ｒ３２ａｖの標準偏差σ１２ａｖ〜σ３２ａｖとを求め、スパンの異常を検査する。
その時点のｒ１２〜ｒ３２の平均値の初期値からの変化量は上述したように、
Ｅ１２＝ｒ１２ａｖ−ｒ１２ａｉ
Ｅ１３＝ｒ１３ａｖ−ｒ１３ａｉ
Ｅ２１＝ｒ２１ａｖ−ｒ２１ａｉ
Ｅ２３＝ｒ２３ａｖ−ｒ２３ａｉ
Ｅ３１＝ｒ３１ａｖ−ｒ３１ａｉ
Ｅ３２＝ｒ３２ａｖ−ｒ３２ａｉ
と求める。
一方、Ｅ１２〜Ｅ３２の標準偏差σ１２ａｅ〜σ３２ａｅは、
σ１２ａｅ＝（σ１２ａｉ２＋σ１２ａｖ２）１／２
σ１３ａｅ＝（σ１３ａｉ２＋σ１３ａｖ２）１／２
σ２１ａｅ＝（σ２１ａｉ２＋σ２１ａｖ２）１／２
σ２３ａｅ＝（σ２３ａｉ２＋σ２３ａｖ２）１／２
σ３１ａｅ＝（σ３１ａｉ２＋σ３１ａｖ２）１／２
σ３２ａｅ＝（σ３２ａｉ２＋σ３２ａｖ２）１／２
と求める。
Every Q times, the average values r12av to r32av and the standard deviations σ12av to σ32av of the average values r12av to r32av are obtained with the contents of the latest v · Q registers, and the span abnormality is checked.
The amount of change from the initial value of the average value of r12 to r32 at that time is as described above.
E12 = r12av−r12ai
E13 = r13av−r13ai
E21 = r21av−r21ai
E23 = r23av-r23ai
E31 = r31av-r31ai
E32 = r32av-r32ai
I ask.
On the other hand, the standard deviations σ12ae to σ32ae of E12 to E32 are
σ12ae = (σ12ai 2 + σ12av 2 ) 1/2
σ13ae = (σ13ai 2 + σ13av 2 ) 1/2
σ21ae = (σ21ai 2 + σ21av 2 ) 1/2
σ23ae = (σ23ai 2 + σ23av 2 ) 1/2
σ31ae = (σ31ai 2 + σ31av 2 ) 1/2
σ32ae = (σ32ai 2 + σ32av 2 ) 1/2
I ask.
Ｅ１２〜Ｅ３２にはこのようにバラツキが含まれるので、図５に示されるように、Ｅ１２にバラツキが含まれていても、確実に、例えば約９５％の確率をもってＥ１２が許容値ｅを超える変化をしていることを判定するには、｜Ｅ１２｜についての判定境界値Ｒｈ１２を
Ｒｈ１２＝ｅ＋２・σ１２ａｅ
と自動設定してＥ１２の絶対値｜Ｅ１２｜についての判定を行う。σ１２ａｅの係数はロードセルの故障の程度を考慮して２以外の数値に定めてもよい。
同様に、｜Ｅ１３｜〜｜Ｅ３２｜についても
Ｒｈ１３＝ｅ＋２・σ１３ａｅ
Ｒｈ２１＝ｅ＋２・σ２１ａｅ
Ｒｈ２３＝ｅ＋２・σ２３ａｅ
Ｒｈ３１＝ｅ＋２・σ３１ａｅ
Ｒｈ３２＝ｅ＋２・σ３２ａｅ
と自動設定してそれぞれ｜Ｅ１３｜〜｜Ｅ３２｜の大きさの判定を行う。
ただし、収容バラツキの量は各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対してほぼ同一であるので、
Ｒｈ１２≒Ｒｈ１３≒・・・≒Ｒｈ３２
である。したがって、σ１２ａｅ〜σ３２ａｅを平均し、共通のＲｈをもって判定するようにしてもよい。
Since variations are included in E12 to E32 in this way, as shown in FIG. 5, even if variations are included in E12, for example, a change in which E12 exceeds the allowable value e with a probability of about 95% is ensured. Is determined, the determination boundary value Rh12 for | E12 | is set to Rh12 = e + 2 · σ12ae
And the absolute value | E12 | of E12 is determined. The coefficient of σ12ae may be set to a numerical value other than 2 in consideration of the degree of load cell failure.
Similarly, for | E13 | to | E32 |, Rh13 = e + 2 · σ13ae
Rh21 = e + 2 · σ21ae
Rh23 = e + 2 · σ23ae
Rh31 = e + 2 · σ31ae
Rh32 = e + 2 · σ32ae
Are automatically set to determine the sizes of | E13 | to | E32 |.
However, since the amount of accommodation variation is almost the same for each
Rh12 ≒ Rh13 ≒ ・ ・ ・ ≒ Rh32
It is. Therefore, σ12ae to σ32ae may be averaged and determined with a common Rh.
運転中にＱ回の集計回数毎にＥ１２〜Ｅ３１とＲｈ１２〜Ｒｈ３２をそれぞれ対応させて比較し、上述した下記の（１）〜（３）のような判断に基づいて、スパンの異常なロードセルと、スパンの増減を判定することができる。
（１）ロードセル１Ａに関わる相対比率差｜Ｅ１２｜，｜Ｅ１３｜が共にそれぞれＲｈ１２，Ｒｈ１３を超えていれば、ロードセル１Ａのスパンがｅを超えて変化している。そのときの増減はＥ１２，Ｅ１３の極性で判定し、＋であれば増加、−であれば減少。
（２）ロードセル１Ｂに関わる相対比率差｜Ｅ２１｜，｜Ｅ２３｜が共にそれぞれＲｈ２１，Ｒｈ２３を超えていれば、ロードセル１Ｂのスパンがｅを超えて変化している。そのときの増減はＥ２１，Ｅ２３の極性で判定し、＋であれば増加、−であれば減少。
（３）ロードセル１Ｃに関わる相対比率差｜Ｅ３１｜，｜Ｅ３２｜が共にそれぞれＲｈ３１，Ｒｈ３２を超えていれば、ロードセル１Ｃのスパンがｅを超えて変化している。そのときの増減はＥ３１，Ｅ３２の極性で判定し、＋であれば増加、−であれば減少。
During operation, E12 to E31 and Rh12 to Rh32 are respectively compared for each count of Q times, and based on the determinations as described in the following (1) to (3), The increase or decrease of the span can be determined.
(1) If the relative ratio differences | E12 | and | E13 | related to the
(2) If the relative ratio differences | E21 | and | E23 | related to the
(3) If the relative ratio differences | E31 | and | E32 | related to the
このように、スパン異常の許容値をｅとしたが、収容バラツキによる相対偏差のバラツキが含まれるので、誤りなく確実にｅを超えたスパン変動を判定するには上記のように境界値を設定して行う。 In this way, the allowable value of span abnormality is set to e. However, since variation in relative deviation due to accommodation variation is included, the boundary value is set as described above in order to reliably determine span variation exceeding e without error. And do it.
＜特定のロードセルと残りのロードセルの出力和との相対比率に基づく判定の説明＞
相対比率を、下記のように設定して判定を行うこともできる。
・ロードセル１Ａについて、
ｒ１＝Ｗ１ｐ／｛（Ｗ２ｐ＋Ｗ３ｐ）／２｝
・ロードセル１Ｂについて、
ｒ２＝Ｗ２ｐ／｛（Ｗ３ｐ＋Ｗ１ｐ）／２｝
・ロードセル１Ｃについて、
ｒ３＝Ｗ３ｐ／｛（Ｗ１ｐ＋Ｗ２ｐ）／２｝
<Description of determination based on relative ratio between specific load cell and output sum of remaining load cells>
The determination can also be made by setting the relative ratio as follows.
・ About
r1 = W1p / {(W2p + W3p) / 2}
・ About load
r2 = W2p / {(W3p + W1p) / 2}
・ About load
r3 = W3p / {(W1p + W2p) / 2}
ここでもしロードセル１Ａのスパンがｅ（ｅは１に比べ十分に小さい値）だけ増加したとすると、上記（５）式からｒ１，ｒ２，ｒ３は下記（５）´´´式のように表される（上記（５）式でｐを省略する。）。
ｒ１＝Ｗ１（１＋ｅ）／｛（Ｗ２＋Ｗ３）／２｝
＝２・Ｗ１／（Ｗ２＋Ｗ３）＋｛２・Ｗ１／（Ｗ２＋Ｗ３）｝・ｅ
ｒ２＝Ｗ２／[｛Ｗ３＋Ｗ１・（１＋ｅ）｝／２]
＝２・（Ｗ２／Ｗ１）／[｛（Ｗ３＋Ｗ１）／Ｗ１｝＋ｅ]
≒２・Ｗ２／（Ｗ３＋Ｗ１）−｛２・Ｗ２・Ｗ１／（Ｗ３＋Ｗ１）２｝・ｅ
ｒ３＝Ｗ３／[｛Ｗ１・（１＋ｅ）＋Ｗ２｝／２]
＝２・（Ｗ３／Ｗ１）／[｛（Ｗ３＋Ｗ１）／Ｗ１｝＋ｅ]
≒２・Ｗ３／（Ｗ１＋Ｗ２）−｛２・Ｗ３・Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）２｝／ｅ
・・・（５）´´´
If the span of the
r1 = W1 (1 + e) / {(W2 + W3) / 2}
= 2 · W1 / (W2 + W3) + {2 · W1 / (W2 + W3)} · e
r2 = W2 / [{W3 + W1. (1 + e)} / 2]
= 2 · (W2 / W1) / [{(W3 + W1) / W1} + e]
≈ 2 · W2 / (W3 + W1) − {2 · W2 · W1 / (W3 + W1) 2 } · e
r3 = W3 / [{W1 · (1 + e) + W2} / 2]
= 2 · (W3 / W1) / [{(W3 + W1) / W1} + e]
≈ 2 · W3 / (W1 + W2) − {2 · W3 · W1 / (W1 + W2) 2 } / e
... (5) "
上記（５）式において、３個のロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃが均等に配置され、ホッパ２の形状も全ての断面において左右対称である場合に、均一に液体状の被計量物Ｍをホッパ２に収容すると、任意の重量Ｗｘの負荷荷重に対して、Ｗ１ｐ＝Ｗ２ｐ＝Ｗ３ｐ＝Ｗｘ／３となる。
この場合は各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの正常な状態でのｒ１，ｒ２，ｒ３は１であるので、ロードセル１Ａのスパンがｅだけ増加すると、
ｒ１＝１＋ｅ、ｒ２＝１−（ｅ／２）、ｒ３＝１−（ｅ／２）
である。
反対にロードセル１Ａのスパンがｅだけ減少すると、
ｒ１＝１−ｅ、ｒ２＝１＋（ｅ／２）、ｒ３＝１＋（ｅ／２）
である。
In the above formula (5), when the three
In this case, since r1, r2, and r3 in the normal state of each
r1 = 1 + e, r2 = 1− (e / 2), r3 = 1− (e / 2)
It is.
On the contrary, when the span of the
r1 = 1-e, r2 = 1 + (e / 2), r3 = 1 + (e / 2)
It is.
任意の時点のｒ１，ｒ２，ｒ３を検出すれば、任意の時点でのスパン変動量ｅは１からの変化量として判明するので、上記と同様に相対偏差を初期値登録運転にてｒ１ｉ〜ｒ３ｉを登録させ、通常の運転にてｒ１ｖ〜ｒ３ｖを求めると、変化量は、
Ｅ１＝ｒ１ｖ−ｒ１ｉ＝ｅ
Ｅ２＝ｒ２ｖ−ｒ２ｉ＝−（ｅ／２）
Ｅ３＝ｒ３ｖ−ｒ３ｉ＝−（ｅ／２）
である。
また、ロードセル１Ａのみスパンがｅだけ減少した場合は、
Ｅ１＝ｒ１ｖ−ｒ１ｉ＝−ｅ
Ｅ２＝ｒ２ｖ−ｒ２ｉ＝（ｅ／２）
Ｅ３＝ｒ３ｖ−ｒ３ｉ＝（ｅ／２）
である。
If r1, r2, r3 at an arbitrary time point is detected, the span fluctuation amount e at an arbitrary time point is determined as a change amount from 1, so that the relative deviations r1i to r3i are determined in the initial value registration operation as described above. Is registered, and r1v to r3v are obtained in normal operation, the amount of change is
E1 = r1v−r1i = e
E2 = r2v−r2i = − (e / 2)
E3 = r3v−r3i = − (e / 2)
It is.
If the span of the
E1 = r1v−r1i = −e
E2 = r2v-r2i = (e / 2)
E3 = r3v-r3i = (e / 2)
It is.
同様に、ロードセル１Ｂのみスパンがｅだけ増加した場合は、
Ｅ１＝−（ｅ／２）、Ｅ２＝ｅ、Ｅ３＝−（ｅ／２）
ロードセル１Ｂのみスパンがｅだけ減少した場合は、
Ｅ１＝（ｅ／２）、Ｅ２＝−ｅ、Ｅ３＝（ｅ／２）
ロードセル１Ｃのみスパンがｅだけ増加した場合は、
Ｅ１＝−（ｅ／２）、Ｅ２＝−（ｅ／２）、Ｅ３＝ｅ
ロードセル１Ｃのみスパンがｅだけ減少した場合は、
Ｅ１＝（ｅ／２）、Ｅ２＝（ｅ／２）、Ｅ３＝−ｅ
となる。
Similarly, when the span of
E1 =-(e / 2), E2 = e, E3 =-(e / 2)
If the span of
E1 = (e / 2), E2 = −e, E3 = (e / 2)
When the span of
E1 = − (e / 2), E2 = − (e / 2), E3 = e
If the span of
E1 = (e / 2), E2 = (e / 2), E3 = −e
It becomes.
したがって、計量作業を継続しながら逐次Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を検査し、基本的には下記（１）〜（６）のように判定することができる。
（１）Ｅ１のみＥ１＞ｅが成立すればロードセル１Ａのスパンがｅを超えて増加。
（２）Ｅ１のみＥ１＜−ｅが成立すればロードセル１Ａのスパンがｅを超えて減少。
（３）Ｅ２のみＥ２＞ｅが成立すればロードセル１Ｂのスパンがｅを超えて増加。
（４）Ｅ２のみＥ２＜−ｅが成立すればロードセル１Ｂのスパンがｅを超えて減少。
（５）Ｅ３のみＥ３＞ｅが成立すればロードセル１Ｃのスパンがｅを超えて増加。
（６）Ｅ３のみＥ３＜−ｅが成立すればロードセル１Ｃのスパンがｅを超えて減少。
Accordingly, E1, E2, and E3 are sequentially inspected while continuing the weighing operation, and basically can be determined as in the following (1) to (6).
(1) Only E1 If E1> e is satisfied, the span of the
(2) If only E1 satisfies E1 <−e, the span of the
(3) Only for E2, if E2> e is established, the span of the
(4) If only E2 satisfies E2 <−e, the span of the
(5) Only for E3, if E3> e is established, the span of the
(6) If E3 <−e is established only for E3, the span of the
バラツキに対して上述と同様に集計回数を定め、バラツキ量に応じた境界値を設定して平均値によって判定する。 The number of times of aggregation is determined in the same manner as described above for the variation, and a boundary value corresponding to the variation amount is set and the determination is made based on the average value.
＜初期値登録運転の説明＞
通常の計量作業を開始する前に被計量物Ｍによって十分な計量回数で調整が可能な場合は、調整モードにおいて、ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスパンが正常であるとき、相対比率相互間の固定偏差分のみ含まれた（スパン移動分が含まれない）ｒ１，ｒ２，ｒ３の値を初期値として求める（これを「初期値登録運転」と呼ぶ。）。
一般にバラツキを小さくするには多くの計量回数を必要とするので、調整モードとして扱うには実ラインにおいて困難な場合は、運転開始前に所定の負荷荷重によって重量測定値を確認し、ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃが正常であることを確認した後に、次のように初期値の設定登録のための所定の期間を設け、ｒ１，ｒ２，ｒ３の値を求めて登録する運転を実施する。
<Description of initial value registration operation>
If adjustment is possible with a sufficient number of times of measurement with the object to be weighed M before starting the normal weighing operation, the relative ratio is fixed when the span of the
In general, a large number of times of measurement is required to reduce the variation. Therefore, if it is difficult to handle as the adjustment mode in the actual line, the weight measurement value is confirmed by a predetermined load before starting the operation, and the
初期値登録運転は次のように実施される。
予め、基本計量回数Ｑ、初期値登録運転の計量回数ｖ・Ｑとするための整数ｖの値、初期値登録運転の許容回数Ｑｈを設定する。
収容バラツキによる各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの出力のバラツキは正規分布するものとする。
スパン異常と判定するためのスパン変化率の許容値としてｅを設定する。
The initial value registration operation is performed as follows.
In advance, the basic weighing number Q, the value of the integer v for setting the weighing number v · Q of the initial value registration operation, and the allowable number Qh of the initial value registration operation are set.
It is assumed that the variation in the output of each
E is set as the allowable value of the span change rate for determining that the span is abnormal.
上述したように、毎回の計量によるｒ１，ｒ２，ｒ３の値にはバラツキが存在する。したがって、下記のように平均値をもってバラツキを減衰させてスパン変化を検査する。 As described above, there are variations in the values of r1, r2, and r3 by each measurement. Therefore, the variation in the span is inspected by attenuating the variation with an average value as follows.
計量を実施する度にｒ１，ｒ２，ｒ３の値をそれぞれ加算するレジスタＲ１，Ｒ２，Ｒ３と、２乗値であるｒ１２，ｒ２２，ｒ３２の値をそれぞれ加算するレジスタＲ１´，Ｒ２´，Ｒ３´と、加算回数をカウントするカウンタＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３とを用意する。
毎回、計量毎にｒ１，ｒ２，ｒ３とｒ１２，ｒ２２，ｒ３２の値を算出し、それぞれのレジスタへ加算する。また、計量毎に各カウンタＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３をインクリメントするという集計演算を実施する。
最初の基本回数Ｑ回の計量が完了すると、計量回数Ｑによる集計演算結果によってｒ１，ｒ２，ｒ３の平均値ｒ１ａ，ｒ２ａ，ｒ３ａと標準偏差σ１，σ２，σ３を求める。
Registers R1, R2, and R3 that add the values of r1, r2, and r3 each time the weighing is performed, and registers R1 ′ and R2 ′ that add the values of square values r1 2 , r2 2 , and r3 2 , respectively , R3 ′ and counters CA1, CA2, CA3 for counting the number of additions are prepared.
Each time, the values of r1, r2, r3 and r1 2 , r2 2 , r3 2 are calculated and added to the respective registers. Further, a totaling calculation is performed in which each counter CA1, CA2, CA3 is incremented for each measurement.
When the measurement of the first basic number Q is completed, the average values r1a, r2a, r3a and standard deviations σ1, σ2, σ3 of r1, r2, r3 are obtained from the total calculation result of the measurement number Q.
次回からの計量においてｒ１，ｒ２，ｒ３に対して、例えばｒ１に対して、下記（８）´式に示されるように、ｒ１に対して集計演算に採用する値に許容範囲を設ける。
Ｄｈ１＝Ｄ１２ａ±σ１ ・・・（８）´
その結果、ｒ１の約６８％のものが採用され、大きいバラツキをもったものは集計に採用されない。ｒ２，ｒ３に対しても同様に行う。ｒ１，ｒ２，ｒ３の集計についてそれぞれに対する許容範囲Ｄｈ１，Ｄｈ２，Ｄｈ３が登録される。
In the next measurement, for r1, r2, and r3, for example, for r1, an allowable range is provided for the value employed in the aggregation calculation for r1, as shown in the following equation (8) ′.
Dh1 = D12a ± σ1 (8) ′
As a result, about 68% of r1 is adopted, and those with large variations are not adopted for aggregation. The same is done for r2 and r3. The permissible ranges Dh1, Dh2, and Dh3 for the totals of r1, r2, and r3 are registered.
このように、バラツキの大きいものを集計演算から除外しつつ、改めてｒ１，ｒ２，ｒ３のそれぞれについて集計回数がＱの整数倍に到達する毎に、Ｑ回分ずつの合計値と２乗合計値とを、それぞれｖ個のシフトレジスタへ順に記憶させる。 In this way, every time the total number of times reaches an integer multiple of Q for each of r1, r2, and r3 while excluding those with large variations from the total calculation, Are sequentially stored in v shift registers.
総集計回数がｖ・Ｑに到達したとき、それぞれのシフトレジスタの内容によってｖ・Ｑ回分の集計によるｒ１，ｒ２，ｒ３について、平均値と標準偏差を算出する。
ｒ１，ｒ２，ｒ３が同時にＱ回に到達するとは限らないので、先にＱ回に到達したものがあれば、他のものがＱ回に到達するとは限らないので、先にＱ回に到達したものがあれば、他のものがＱ回に到達するのを待って（その間は集計せず）Ｑ回ずつの集計毎に同期を取って実施する。
When the total count reaches v · Q, an average value and a standard deviation are calculated for r1, r2, and r3 by the sum of v · Q times according to the contents of the respective shift registers.
Since r1, r2, and r3 do not always reach Q times at the same time, if there are things that have reached Q times first, other things do not necessarily reach Q times, so they have reached Q times first. If there is a thing, it waits for another thing to reach | attain Q times (it does not total in the meantime), and it synchronizes and implements for every count of Q times.
全てのロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃのスパンが正常な状態である場合に、相対比率ｒ１，ｒ２，ｒ３のそれぞれの平均値を初期値としてｒ１ａｉ，ｒ２ａｉ，ｒ３ａｉと表す。
また、上記のｖ・Ｑ回の集計値による標準偏差をσ１ｉ，σ２ｉ，σ３ｉと表す。
平均値ｒ１ａｉ，ｒ２ａｉ，ｒ３ａｉの標準偏差σ１ａｉ，σ２ａｉ，σ３ａｉはそれぞれ、下記（９）´のように表される。
σ１ａｉ＝σ１ｉ／（ｖ・Ｑ）１／２
σ２ａｉ＝σ２ｉ／（ｖ・Ｑ）１／２
σ３ａｉ＝σ３ｉ／（ｖ・Ｑ）１／２ ・・・（９）´
初期値として、ｒ１ａｉ，ｒ２ａｉ，ｒ３ａｉと標準偏差σ１ａｉ，σ２ａｉ，σ３ａｉはメモリに登録される。
When the spans of all the
In addition, the standard deviations based on the above v · Q total values are expressed as σ1i, σ2i, and σ3i.
The standard deviations σ1ai, σ2ai, σ3ai of the average values r1ai, r2ai, r3ai are each expressed as (9) ′ below.
σ1ai = σ1i / (v · Q) 1/2
σ2ai = σ2i / (v · Q) 1/2
σ3ai = σ3i / (v · Q) 1/2 (9) ′
As initial values, r1ai, r2ai, r3ai and standard deviations σ1ai, σ2ai, σ3ai are registered in the memory.
＜異常検出運転の説明＞
初期値の登録が完了すると、それ以降は通常の計量作業を継続しながらスパン変動の異常を検出する（これを異常検出運転と呼ぶ。）。
やはりｒ１，ｒ２，ｒ３はそれぞれ許容範囲Ｄｈ１，Ｄｈ２，Ｄｈ３によって選択されて集計される。
やはり基本計量回数Ｑ回を１単位とし、ｒ１，ｒ２，ｒ３のそれぞれについて集計回数がＱの整数倍に到達する毎に、Ｑ回分ずつの合計値と２乗合計値とをそれぞれｖ個のシフトレジスタへ順に記憶させる。したがって、最新のＱ回分の集計値が記憶され、最も古いＱ回分の集計値は廃棄され、常に最新のｖ個分の集計値が保存されるようにする。
<Description of abnormality detection operation>
When the registration of the initial value is completed, an abnormality of span fluctuation is detected while continuing normal weighing work thereafter (this is called an abnormality detection operation).
Again, r1, r2, and r3 are selected and counted according to the allowable ranges Dh1, Dh2, and Dh3, respectively.
Again, the basic weighing number Q is set as one unit, and every time r1, r2, and r3 the total number of times reaches an integer multiple of Q, the total value of Q times and the squared total value are shifted v times respectively. Store sequentially in registers. Therefore, the latest Q total values are stored, the oldest Q total values are discarded, and the latest v total values are always stored.
なお、毎回のｒ１，ｒ２，ｒ３は収容バラツキによって種々の大きさであるので、計量毎に算出されるｒ１，ｒ２，ｒ３のうちのいずれか、あるいは全てが上記（８）´式の許容範囲を満足せず集計演算に参加しない場合が起きる。それ故それぞれは基本計量回数Ｑには同時に到達しないので、初期運転の時と同様に先にＱ回に到達したものがあれば、それについては集計演算を中止し、他の全てがＱ回に到達するのを待って全ての平均値の揃うタイミングに同期を取る。なお、基本計量回数Ｑ回毎に同期を取り、Ｑ回の到達する毎にＱ個分の集計値はシフトされる。 Since r1, r2, and r3 each time have various sizes depending on the accommodation variation, any one or all of r1, r2, and r3 calculated for each measurement are within the allowable range of the above equation (8) ′. May not be satisfied and will not participate in the calculation. Therefore, each does not reach the basic weighing number Q at the same time, so if there is something that has reached Q times earlier as in the initial operation, the calculation is stopped for all of them, and all others are counted Q times. Wait until it reaches, and synchronize with the timing when all the average values are aligned. In addition, it synchronizes every Q times of basic measurement, and the total value for Q pieces is shifted every time it reaches Q times.
Ｑ回毎に、最新のｖ・Ｑ回分のレジスタの内容でもって、平均値ｒ１ａｖ，ｒ２ａｖ，ｒ３ａｖと、平均値ｒ１ａｖ，ｒ２ａｖ，ｒ３ａｖの標準偏差σ１ａｖ，σ２ａｖ，σ３ａｖとを求め、スパンの異常を検査する。
その時点のｒ１，ｒ２，ｒ３の平均値の初期値からの変化量は上述したように、
Ｅ１＝ｒ１ａｖ−ｒ１ａｉ
Ｅ２＝ｒ２ａｖ−ｒ２ａｉ
Ｅ３＝ｒ３ａｖ−ｒ３ａｉ
と求める。
一方、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の標準偏差σ１ａｅ，σ２ａｅ，σ３ａｅは、
σ１ａｅ＝（σ１ａｉ２＋σ１ａｖ２）１／２
σ２ａｅ＝（σ２ａｉ２＋σ２ａｖ２）１／２
σ３ａｅ＝（σ３ａｉ２＋σ３ａｖ２）１／２
と求める。
Every Q times, the average value r1av, r2av, r3av and the standard deviations σ1av, σ2av, σ3av of the average values r1av, r2av, r3av are obtained with the contents of the latest v · Q registers, and the span abnormality is determined. inspect.
The amount of change from the initial value of the average value of r1, r2, and r3 at that time is as described above.
E1 = r1av−r1ai
E2 = r2av−r2ai
E3 = r3av−r3ai
I ask.
On the other hand, the standard deviations σ1ae, σ2ae, and σ3ae of E1, E2, and E3 are
σ1ae = (σ1ai 2 + σ1av 2 ) 1/2
σ2ae = (σ2ai 2 + σ2av 2 ) 1/2
σ3ae = (σ3ai 2 + σ3av 2 ) 1/2
I ask.
＜バラツキ量決定手段の説明＞
Ｅ１にはこのようにバラツキが含まれるので、図５に示されるように、Ｅ１にバラツキが含まれていても、確実にＥ１が許容値ｅを超える変化をしていることを判定するには判定境界値Ｒｈ１として許容値ｅに推定バラツキ量を加え、
Ｒｈ１＝ｅ＋２・σ１ａｅ
と自動設定してＥ１についての判定を行う。これによって２シグマ、つまり約９５％の確率でｅを超える変化が判定されるが、更に確率を上げるために２以上の値を設定してもよい。また、自動設定方式でなく、予めバラツキ量の予想固定値を設定する方式であってもよい。
なお、ここで、バラツキ量を決定するための演算は、中央演算処理装置５２の中のバラツキ量決定部５２ｉ（本発明における「バラツキ量決定手段」に対応する。）において実行される。
<Description of variation determining means>
Since E1 includes variations as described above, as shown in FIG. 5, even if E1 includes variations, it is possible to reliably determine that E1 has changed beyond the allowable value e. The estimated variation amount is added to the allowable value e as the determination boundary value Rh1,
Rh1 = e + 2 · σ1ae
Is automatically set to determine E1. This determines 2 sigma, that is, a change exceeding e with a probability of about 95%, but a value of 2 or more may be set to further increase the probability. Further, instead of the automatic setting method, a method of setting an expected fixed value of the variation amount in advance may be used.
Here, the calculation for determining the variation amount is executed in the variation
同様に、
Ｒｈ２＝ｅ＋２・σ２ａｅ
Ｒｈ３＝ｅ＋２・σ３ａｅ
と自動設定してそれぞれＥ２，Ｅ３の大きさの判定を行う。
ただし、収容バラツキの量は各ロードセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対してほぼ同一であるので、
Ｒｈ１≒Ｒｈ２≒Ｒｈ３
である。したがって、Ｒｈ１〜Ｒｈ３の平均値Ｒｈをもって境界値としてもよい。
Similarly,
Rh2 = e + 2 · σ2ae
Rh3 = e + 2 · σ3ae
And automatically determine the sizes of E2 and E3.
However, since the amount of accommodation variation is almost the same for each
Rh1≈Rh2≈Rh3
It is. Therefore, the average value Rh of Rh1 to Rh3 may be used as the boundary value.
運転中にＱ回の集計回数毎にＥ１とＲｈ１，−Ｒｈ１，Ｅ２とＲｈ２，−Ｒｈ２，Ｅ３とＲｈ３，−Ｒｈ３とを比較し、下記（１）〜（６）の判定をする。
（１）Ｅ１のみＥ１＞Ｒｈ１が成立すればロードセル１Ａのスパンがｅを超えて増加。
（２）Ｅ１のみＥ１＜−Ｒｈ１が成立すればロードセル１Ａのスパンがｅを超えて減少。
（３）Ｅ２のみＥ２＞Ｒｈ２が成立すればロードセル１Ｂのスパンがｅを超えて増加。
（４）Ｅ２のみＥ２＜−Ｒｈ２が成立すればロードセル１Ｂのスパンがｅを超えて減少。
（５）Ｅ３のみＥ３＞Ｒｈ３が成立すればロードセル１Ｃのスパンがｅを超えて増加。
（６）Ｅ３のみＥ３＜−Ｒｈ３が成立すればロードセル１Ｃのスパンがｅを超えて減少。
During operation, E1, Rh1, -Rh1, E2, Rh2, -Rh2, E3, Rh3, and -Rh3 are compared with each other and the following (1) to (6) are determined.
(1) Only for E1, if E1> Rh1 is satisfied, the span of the
(2) If E1 <−Rh1 is established only for E1, the span of the
(3) Only for E2, if E2> Rh2 is satisfied, the span of the
(4) If only E2 satisfies E2 <−Rh2, the span of the
(5) Only for E3, if E3> Rh3 is satisfied, the span of the
(6) If E3 <−Rh3 is established only for E3, the span of the
＜バラツキ減衰演算についての説明＞
上記では収容バラツキによるｒ１，ｒ２，ｒ３のバラツキを平均値を求めることによって減衰させたが、他の手段によって行ってもよい。
例えば、基本計量回数Ｑ回毎に中央値を求めて代表値とし、ｖ個の代表値による平均値、標準偏差を求める方法、あるいは基本計量回数Ｑ毎に最小２乗法によって直線式を求め、直線式上の、中央の回数である（Ｑ／２）回における値を代表値とし、ｖ個の代表値による平均値、標準偏差を求めるなど種々のバラツキ減衰演算を用いてもよい。
ロードセルの配置の不均等性やホッパ２の非対称性、供給装置４の偏りが、異常を警報する精度の観点から無視でき、収容バラツキのみが無視できない場合は、初期値登録運転の過程にてｖ・Ｑ個の集計が完了した時点を異常検出・判定開始のタイミングとして、バラツキを減衰させた相対比率を求め、それ以降も集計回数がＱ個に到達する度に最新の集計回数ｖ・Ｑ個によってバラツキを減衰させた相対比率を求め、バラツキを減衰させた相対比率の１からの変化量の大きさを判定する。この場合、判定境界値Ｒｈ１は、
Ｒｈ１＝ｅ＋２・σ１ａｖ
とする。
<Explanation of variation attenuation calculation>
In the above, the variation of r1, r2, and r3 due to the variation in accommodation is attenuated by obtaining the average value, but it may be performed by other means.
For example, a median value is obtained every Q times of basic weighing and used as a representative value, and an average value and standard deviation based on v representative values are obtained, or a linear equation is obtained by a least squares method for each basic weighing frequency Q. Various variation attenuation calculations may be used, such as obtaining an average value or standard deviation based on v representative values, using the value at the central number of times (Q / 2) in the equation as a representative value.
If the load cell layout non-uniformity, the
Rh1 = e + 2 · σ1av
And
＜正常な計量への復帰法についての説明＞
計量作業の正常への復帰について、自動復帰と手動復帰の選択手段を備え、自動・手動復帰を選択することができるようにする。
自動復帰が選択されている場合は下記のスパン補正計算が自動的に実施される。手動復帰の場合はスパン復帰スイッチが設けてあって、スパン異常警報が発せられたとき手動でスパン復帰スイッチを押すと、スパン補正計算が実施される。
<Explanation on how to return to normal weighing>
For returning the weighing operation to normal, it is provided with a selection means for automatic return and manual return so that automatic / manual return can be selected.
When automatic return is selected, the following span correction calculation is automatically performed. In the case of manual return, a span return switch is provided, and when a span abnormality alarm is issued, if the span return switch is manually pressed, span correction calculation is performed.
＜スパン補正手段の説明＞
以下に述べるスパン補正の演算は、中央演算処理装置５２の中のスパン補正部５２ｊ（本発明における「スパン補正手段」に対応する。）において実行される。
例えば、ロードセル１Ａについてｅを超えるスパン増加が判定された場合、Ｅ１２の値はスパン変化率の増加分であるからＷ１のスパン係数Ｋ１を、Ｋ１（１−ｅ）に置き換える。または安全を見込んでＫ１・（１−ｑ・ｅ）、０＜ｑ＜１と補正する。
補正が完了すると、集計に用いたレジスタは全てリセットし次の補正に備える。
自動、手動に関わらず、復帰処理を終えると、復帰処理済みサインを表示する。
復帰処理後も、ロードセルの異常判定表示は残し、故障したロードセルの交換に備える。
<Description of span correction means>
The span correction calculation described below is executed in a
For example, if a span increase exceeding e is determined for the
When the correction is completed, all registers used for counting are reset to prepare for the next correction.
Regardless of whether it is automatic or manual, when the return process is completed, a return process completed sign is displayed.
Even after the return processing, the load cell abnormality determination display remains, and is prepared for replacement of the failed load cell.
従来のように、故障したロードセルの出力を他のロードセルの出力信号を使用して置き換えると、故障したロードセルに掛かっていた固定偏差分やバラツキ分の荷重が検出できず毎回の被計量物Ｍの重量測定値は大きい誤差になるという問題点が生じる。
本実施形態では、スパンの異常なロードセルの出力をスパン補正するようにしたので、毎回の計量において、上記の固定偏差分やバラツキ分があってもそれらを反映した精確な出力によって精確重量測定値を得ることができる。
以上は、ホッパ式計量装置が種々の大きさの荷重を持つ被計量物を計量する場合の比較手段として説明した。
しかし、毎回、ほぼ同一の大きさの荷重を持つ被計量物を計量する場合は、比較手段として、特定の荷重センサの荷重信号とその特定の荷重センサ以外の荷重センサの荷重信号の差を用いても、スパンの変動量を毎回同一の値として検出できるので、差に対する許容値を設定し、同様にして異常を評価することができる。
If the output of a faulty load cell is replaced with the output signal of another load cell as in the past, the fixed deviation or variation load applied to the faulty load cell cannot be detected, and There is a problem that the weight measurement value has a large error.
In this embodiment, since the output of the load cell having an abnormal span is corrected by the span, the accurate weight measurement value is reflected by the accurate output reflecting the fixed deviation and the variation even when there is the above-mentioned fixed deviation or variation. Can be obtained.
The above has been described as a comparison means when the hopper type weighing device measures an object to be weighed having various loads.
However, when weighing objects to be weighed with almost the same size each time, the difference between the load signal of a specific load sensor and the load signal of a load sensor other than the specific load sensor is used as a comparison means. However, since the variation amount of the span can be detected as the same value every time, an allowable value for the difference can be set and the abnormality can be evaluated in the same manner.
以上、本発明のホッパ式計量装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 The hopper type weighing device of the present invention has been described based on one embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the configuration is appropriately set within the scope not departing from the gist thereof. It can be changed.
本発明のホッパ式計量装置は、例えばホッパのような計量容器に被計量物を収容するようにした計量器で使用される荷重センサに生じるスパンの異常を検出する用途に好適に用いることができる。 The hopper type weighing device of the present invention can be suitably used for an application for detecting an abnormality of a span generated in a load sensor used in a weighing instrument that accommodates an object to be weighed in a weighing container such as a hopper. .
１Ａ〜１Ｃ ロードセル
２ ホッパ（計量容器）
８ 起歪部
１１〜１４ ストレインゲージ
１５ フルブリッジ回路（ホイートストーンブリッジ回路）
５２ 中央演算処理装置
５２ａ 零点調整部（零点調整手段）
５２ｂ 比較部（比較手段）
５２ｃ スパン異常検出部（スパン異常検出手段）
５２ｄ 零点変動識別部（零点変動識別手段）
５２ｅ 零点表示信号生成部
５２ｆ 安定重量値生成部（安定重量値生成手段）
５２ｇ 安定荷重変化量算出部（安定荷重変化量算出手段）
５２ｈ バラツキ減衰演算部（バラツキ減衰演算手段）
５２ｉ バラツキ量決定部（バラツキ量決定手段）
５２ｊ スパン補正部（スパン補正手段）
５５ａ 零点調整スイッチ（零点調整手段）
1A ~
8 Strain section 11-14
52
52b Comparison part (comparison means)
52c Span abnormality detection part (Span abnormality detection means)
52d Zero variation identifying unit (zero variation identifying means)
52e Zero
52g Stable load change calculation unit (stable load change calculation means)
52h Variation attenuation calculation section (Variation attenuation calculation means)
52i variation amount determination unit (variation amount determination means)
52j Span correction unit (span correction means)
55a Zero adjustment switch (zero adjustment means)
Claims (10)
前記荷重センサのうち、特定の荷重センサの荷重出力信号とその特定の荷重センサ以外の荷重センサの荷重出力信号とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果の変化の大きさに基づいて、前記荷重センサのうちのいずれの荷重センサのスパンが異常であるかを検出するスパン異常検出手段と、
を備えることを特徴とするホッパ式計量装置。 In a hopper type weighing device comprising at least three load sensors for supporting a hopper as a weighing container,
Of the load sensors, comparing means for comparing a load output signal of a specific load sensor and a load output signal of a load sensor other than the specific load sensor;
A span abnormality detecting means for detecting which of the load sensors has an abnormal span based on the magnitude of the change in the comparison result of the comparing means;
A hopper type weighing device comprising:
前記安定重量値生成手段によって生成された最新の安定重量値と、この最新の安定重量値の一つ前のタイミングにおいて生成された安定重量値との差を安定荷重変化量として各荷重センサ毎に算出する安定荷重変化量算出手段とが設けられ、
前記スパン異常検出手段は、前記荷重センサのうちの特定の荷重センサにおける前記安定荷重変化量算出手段により算出された安定荷重変化量と、前記特定の荷重センサ以外の荷重センサにおける前記安定荷重変化量算出手段により算出された安定荷重変化量との比較結果の変化の大きさに基づいて、前記荷重センサのうちのいずれの荷重センサのスパンが異常であるかを検出する請求項１に記載のホッパ式計量装置。 Stable determination of the load output signal from the load sensor, stable weight value generation means for generating a stable weight value of the load sensor,
For each load sensor, the difference between the latest stable weight value generated by the stable weight value generating means and the stable weight value generated at the timing immediately before the latest stable weight value is set as a stable load change amount for each load sensor. And a stable load change amount calculating means for calculating,
The span abnormality detecting means includes a stable load change amount calculated by the stable load change amount calculating means in a specific load sensor of the load sensors, and a stable load change amount in a load sensor other than the specific load sensor. 2. The hopper according to claim 1, wherein the load sensor detects an abnormal span of any one of the load sensors based on a magnitude of a change in a comparison result with the stable load change amount calculated by the calculation means. Type weighing device.
前記比較手段の比較結果の変化の大きさは、前記初期値が前記記憶手段によって記憶された以降の稼働運転における前記比較手段の比較結果の前記初期値からの変化の大きさである請求項６に記載のホッパ式計量装置。 Storage means for storing the magnitude of the comparison result of the comparison means when the load sensor is normal as an initial value is provided,
The magnitude of a change in the comparison result of the comparison means is a magnitude of a change from the initial value of the comparison result of the comparison means in an operation operation after the initial value is stored in the storage means. The hopper type weighing device described in 1.
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