JP6443356B2

JP6443356B2 - ロードセル入力ユニット

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Publication number: JP6443356B2
Application number: JP2016016347A
Authority: JP
Inventors: 仁志大庭; 裕希三宅
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2018-12-26
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Description

本発明は、ロードセルに対する負荷を計測するロードセル入力ユニットに関する。

図６は、ロードセル１０およびロードセル入力ユニット９３０を備えた従来の計量システムによる負荷の計測の流れを示す図である。ロードセル１０は、計量物による負荷を電気信号に変換するセンサである。ロードセル１０から出力された電気信号（入力信号）は、ロードセル入力ユニット９３０へ入力する。ロードセル入力ユニット９３０は、入力信号に基づいて重量や圧力を算出し、算出した値の情報を含む出力信号を、ＥｔｈｅｒＣＡＴカプラ等を介して、上位機器１００（外部制御装置）に出力する。

図７は、従来の計量システム９００の構成を示す図である。図７に示すように、計量システム９００のロードセル１０は、１つのひずみゲージＲＬ１および３つの抵抗ＲＬ２〜ＲＬ４を含むホイートストンブリッジ回路を備えている。あるいは、ロードセル１０は、２つまたは４つのひずみゲージを備えていてもよい。ロードセル入力ユニット９３０から、ロードセル１０に対し、入力信号ＥＸＣ＋、ＥＸＣ−が入力される。ロードセル１０に入力した入力信号ＥＸＣ＋、ＥＸＣ−の電圧は、抵抗ＲＬ２〜ＲＬ４およびひずみゲージＲＬ１によって分圧される。ロードセル１０に負荷が印加されることによって、ひずみゲージＲＬ１の抵抗値は変化し、抵抗ＲＬ２〜ＲＬ４およびひずみゲージＲＬ１の各分圧も変化する。その結果、ロードセル１０の２つの出力端子から出力される電気信号ＳＩＧ＋、ＳＩＧ−の電圧が変化する。

図７に示すように、ロードセル入力ユニット９３０は、増幅部９３１および負荷計測部３２を備えている。ロードセル１０からロードセル入力ユニット９３０へ入力した入力信号は、まず、ロードセル入力ユニット９３０の増幅部９３１に入力する。増幅部９３１は、入力信号を増幅する。次に、入力信号は負荷計測部３２に入力する。負荷計測部３２は、入力信号に基づいて、重量や圧力等の値を算出する。ロードセル入力ユニット９３０から、計量システム９００の後段である上位機器１００（図６参照）へ、重量や圧力等の計測値の情報を含む出力信号が出力される。

図７に示すように、ロードセル１０とロードセル入力ユニット９３０とは、６本のロードセル接続ケーブル４０によって接続されている。ロードセル１０の２つの入力端子には、それぞれ、２本のロードセル接続ケーブル４０が接続される。また、ロードセル１０の２つの出力端子には、それぞれ、１本のロードセル接続ケーブル４０が接続されている。ロードセル１０の２つの入力端子と接続された２本のロードセル接続ケーブル４０は、ロードセル１０へ入力信号ＥＸＣ＋、ＥＸＣ−を入力するために使用される。ロードセル１０の２つの入力端子と接続された他の２本のロードセル接続ケーブル４０を通って、ロードセル入力ユニット９３０へ、電気信号Ｓ＋、Ｓ−が入力する。また、ロードセル１０の２つの出力端子と接続された２本のロードセル接続ケーブル４０を通って、ロードセル入力ユニット９３０へ、電気信号ＳＩＧ＋およびＳＩＧ−が入力する。ロードセル入力ユニット９３０の負荷計測部３２は、電気信号ＳＩＧ＋、ＳＩＧ−、Ｓ＋、Ｓ−に基づき、重量や圧力等の値を算出する。

特開２０１４−１５３２３４号公報（２０１４年８月２５日公開）

図７に示すロードセル入力ユニット９３０において、ロードセル接続ケーブル４０の１本または複数本が断線した場合、ロードセル入力ユニット９３０への入力信号の電圧は、ロードセル接続ケーブル４０が断線していない場合の電圧とは異なる値に変化する。その結果、ロードセル入力ユニット９３０の負荷計測部３２は、入力信号に基づき、負荷（重量や圧力）の値を正しく算出することが不可能になる。このような場合、ユーザは、計量システム９００の故障の原因を特定するために、計量システム９００のトラブルシューティングを実施する必要がある。しかしながら、計量システム９００のトラブルシューティングを実施することは、膨大な時間を要し、かつ、ユーザに大きな労力をかけさせるという問題がある。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロードセル接続ケーブルの断線の有無を診断可能なロードセル入力ユニットを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係るロードセル入力ユニットは、ロードセルに対する負荷を計測するロードセル入力ユニットにおいて、前記ロードセルへの印加電圧値を入力する２つの印加電圧入力端子と、前記ロードセルからの出力電圧値を入力する２つの出力電圧入力端子と、前記印加電圧入力端子および前記出力電圧入力端子において入力された電圧値に基づいて、前記負荷を計測する負荷計測部と、２つの前記印加電圧入力端子および２つの前記出力電圧入力端子のそれぞれと前記負荷計測部とを接続する配線に対して、それぞれ所定の電圧を印加する電圧印加部と、外部からの指示に基づき、前記ロードセル入力ユニットのモードを、(i)前記負荷を計測する計測モードと、(ii)前記ロードセルと前記ロードセル入力ユニットとを接続する接続ケーブルの断線を検知する断線検知モードとの間で切り替えるモード切替部と、前記ロードセル入力ユニットが前記断線検知モードであり、かつ、前記電圧印加部が前記配線に対して所定の電圧を印加しているときに、前記負荷計測部が得た計測結果が適正範囲内であるか否かを判定することによって、前記接続ケーブルにおける断線の有無を判定する断線判定部とを備える。

前記の構成によれば、配線に電圧が印加されている状態において、負荷の計測と同等の計測を行うことによって、接続ケーブルの断線の有無が判定される。それゆえ、例えばテスターなどの別の手段を用いることなく、接続ケーブルの断線の有無を検知することが可能となる。

また、本発明に係るロードセル入力ユニットにおいて、前記適正範囲は、前記接続ケーブルに断線がない状態での前記負荷計測部による計測結果であってよい。

前記の構成によれば、適正範囲の値を簡単に生成することができ、かつ、接続ケーブルにおける断線の有無を簡単に判定することができる。

また、本発明に係るロードセル入力ユニットにおいて、前記断線判定部は、前記ロードセルが取り付けられている対象物の稼働中であって、かつ前記ロードセルへの負荷が与えられていない期間中に、前記接続ケーブルにおける断線の有無を判定してもよい。

前記の構成によれば、上記対象物は稼働しているが、ロードセルに負荷が印加されていない期間中に、接続ケーブルにおける断線の有無を判定することができる。よって、対象物が稼働していない期間中のみに断線の判定を行う構成と比較して、断線の判定を行う頻度を高めることができる。

また、本発明に係るロードセル入力ユニットにおいて、前記電圧印加部は、前記ロードセル入力ユニットが前記断線検知モードである場合に、前記配線に前記所定の電圧を印加する一方、前記ロードセル入力ユニットが前記計測モードである場合には、前記配線に前記所定の電圧を印加しなくてもよい。

前記の構成によれば、ロードセルへの負荷を計測する際には、ロードセル入力ユニットを、配線に所定の電圧が印加されていない計測モードにすることができる。ロードセル入力ユニットが計測モードである場合、配線から、電圧印加部を介して、電流が漏れることがない。そのため、ロードセルへの負荷を計量する前に、外部制御装置が、ロードセル入力ユニットを計測モードに予め切り替えておくことによって、計量の精度が向上する。

また、本発明に係るロードセル入力ユニットにおいて、前記モード切替部は、外部制御装置からの指示に基づいて、前記ロードセル入力ユニットのモードを、前記計測モードと前記断線検知モードとの間で切り替えてもよい。

前記の構成によれば、外部制御装置が、ロードセル入力ユニットのモードの切り替えを制御することができる。

また、本発明に係るロードセル入力ユニットは、外部制御装置からの指示に基づいて、前記断線判定部による断線の有無の判定結果を外部制御装置へ送信する送信部をさらに備えていてもよい。

前記の構成によれば、断線の有無の判定結果を外部制御装置へ送信することができる。

また、本発明に係るロードセル入力ユニットは、前記断線判定部による断線の有無の判定結果をフラグとして記憶する記憶部をさらに備え、前記記憶部は、外部制御装置が前記フラグを読み取るためにアクセス可能であってよい。

前記の構成によれば、外部制御装置は、記憶部のフラグを読み取ることによって、接続ケーブルにおける断線の有無を確認することができる。

また、本発明に係るロードセル入力ユニットは、ユーザからの入力を受け付ける入力受付部をさらに備え、前記断線判定部は、前記入力受付部で受け付けられたユーザからの指示に基づいて、断線の判定を行ってもよい。

前記の構成によれば、ユーザ操作によって、断線の判定を行うことができるので、ユーザが異常を感じたときに、即座に断線の有無を確認することが可能となる。

また、本発明に係るロードセル入力ユニットは、前記接続ケーブルが断線していると前記断線判定部が判定した場合、前記接続ケーブルが断線していることを報知する断線報知部をさらに備えていてもよい。

前記の構成によれば、ユーザは、報知によって、接続ケーブルが断線していることを知り、修理等の対応を取ることができる。

本発明は、ロードセル接続ケーブルの断線の有無を診断可能なロードセル入力ユニットを提供することができる。

実施形態１に係る計量システムの回路図である。実施形態１に係る計量システムの構成を示す図である。（ａ）は、６線式の計量システムを示す図であり、（ｂ）は、４線式の計量システムを示す図である。実施形態１に係る計量システムの断線判定部が参照する断線診断テーブルの一例を示す図である。実施形態２に係る計量システムの構成を示す図である。ロードセルおよびロードセル入力ユニットを備えた従来の計量システムによる負荷の計測の流れを示す図である。従来の計量システムの構成を示す図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて詳細に説明する。

（計量システム１）
図２は、本実施形態に係る計量システム１の構成を示す図である。図２に示すように、計量システム１は、ロードセル１０およびロードセル入力ユニット３０を備えている。ロードセル入力ユニット３０は、計量システム１の上位機器１００である外部制御装置ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）によって制御される。ロードセル１０から出力された電気信号は、ロードセル入力ユニット３０へ入力する。ロードセル入力ユニット３０は、ロードセル１０から入力された電気信号に基づいて、計量物による負荷を計算する。ロードセル入力ユニット３０から上位機器１００へ、計量物による負荷の計測値の情報が送信される。なお、ロードセル入力ユニット３０は、計量システム１以外に、例えば、原料の重量を計測し、所定の重量分の原料を容器に排出する定量切出制御システムや、一方の部品に所定の荷重を印加しながら、他の部品に圧入することによって、それらの２つの部品を接合する圧入システムにも適用可能である。

ロードセル入力ユニット３０は、断線検知モードと計測モードとを有する。後述するように、上位機器１００等からの指示に基づき、ロードセル入力ユニット３０は、計測モードから断線検知モードへ切り替えられる。ロードセル入力ユニット３０は、断線検知モードである場合、ロードセル接続ケーブル４０（接続ケーブル）（図１参照）の断線の有無を診断する。一方、ロードセル入力ユニット３０は、計測モードである場合、計量物による負荷を計測する。ロードセル１０がオンライン稼働している期間中であっても、ロードセル１０に対し負荷が印加されていない期間中であれば、ロードセル入力ユニット３０は、ラインを停止することなしに、ロードセル接続ケーブル４０の断線の有無を診断することができる。

（ロードセル入力ユニット３０）
図１は、本実施形態に係る計量システム１の回路図である。計量システム１は、ロードセル入力ユニット３０およびロードセル１０で構成される。図１に示すように、本実施形態に係るロードセル入力ユニット３０は、増幅部３１および負荷計測部３２に加えて、断線判定部３３、通信部３４（送信部）、記憶部３５、入力受付部３６、断線報知部３７、およびモード切替部３８をさらに備えている。なお、ロードセル入力ユニット３０は、図２に示す上位機器１００と、通信部３４を介して通信接続されている。通信部３４は、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴプロトコルに適合していてもよい。

図１に示すように、ロードセル１０とロードセル入力ユニット３０とは、６本のロードセル接続ケーブル４０によって接続されている。２本のロードセル接続ケーブル４０（以下では、ケーブルＥＸＣ＋、ＥＸＣ−と呼ぶ）を介して、ロードセル入力ユニット３０からロードセル１０へ、入力信号ＥＸＣ＋、ＥＸＣ−（印加電圧値）が入力される。また、ロードセル１０の２つの入力端子（印加電圧入力端子）と接続された２本のロードセル接続ケーブル４０（以下では、ケーブルＳ＋、Ｓ−と呼ぶ）を通って、ロードセル入力ユニット３０の増幅部３１へ、電気信号Ｓ＋、Ｓ−が入力する。さらに、ロードセル１０の２つの出力端子（出力電圧入力端子）と接続された２本のロードセル接続ケーブル４０（以下では、ケーブルＳＩＧ＋、ＳＩＧ−と呼ぶ）を通って、ロードセル入力ユニット３０の増幅部３１へ、電気信号ＳＩＧ＋、ＳＩＧ−（出力電圧値）が入力する。ロードセル入力ユニット３０の負荷計測部３２は、電気信号ＳＩＧ＋、ＳＩＧ−、Ｓ＋、およびＳ−に基づいて、計測物による負荷を算出する。

増幅部３１は、図７に示す増幅部９３１の構成に加えて、電圧印加部３１１をさらに備えている。電圧印加部３１１は、増幅部３１のオペアンプに対し入力に近い側（増幅部３１がロードセル接続ケーブル４０と接続する側）に配置されている。電圧印加部３１１は、(i)計量システム１が断線検知モードであり、かつ、(ii)ロードセル１０に負荷が印加されていないときに、増幅部３１の配線に対して、所定の電圧を印加する。また、電圧印加部３１１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を備えている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がＯＮである間、電圧印加部３１１から増幅部３１の配線へ電圧が印加される。計量システム１が断線検知モードであるとき、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４はＯＮの状態である。また、計量システム１が計測モードであるとき、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４はＯＦＦの状態である。そのため、計測モードでは、電圧印加部３１１の配線に電流が流れ込むことがない。したがって、ロードセル入力ユニット３０は、電圧印加部３１１を備えない構成と同じ条件で、ロードセル１０に対する負荷を計測することができる。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のＯＮ／ＯＦＦは、モード切替部３８によって切り替えられる。

ロードセル接続ケーブル４０が断線していないときに、電圧印加部３１１から増幅部３１の配線へ電圧が印加された場合、電圧印加部３１１から、ロードセル接続ケーブル４０側および抵抗Ｒ８〜Ｒ１１側へ、電流が流れる。一方、ロードセル接続ケーブル４０が断線しているときに、電圧印加部３１１から増幅部３１の配線へ電圧が印加された場合、ロードセル接続ケーブル４０側へ電流が流れないので、電圧印加部３１１から、抵抗Ｒ８〜Ｒ１１側のみへ電流が流れる。それゆえ、ロードセル接続ケーブル４０が断線している場合、ロードセル接続ケーブル４０が断線していない場合と比較して、抵抗Ｒ８〜Ｒ１１に印加される参照電圧Ｖ１〜Ｖ４の値が変化する。

断線判定部３３は、(i)ロードセル１０に負荷が印加されておらず、かつ、(ii)電圧印加部３１１が増幅部３１の配線に対して電圧を印加しているときに、増幅部３１から出力される参照電圧Ｖ１〜Ｖ４に基づいて、６本のロードセル接続ケーブル４０の断線の有無を判定する。より詳細には、断線判定部３３は、まず、参照電圧Ｖ１〜Ｖ４が異常値であるか、正常値（適正範囲内の値）であるかをそれぞれ特定する。そして、断線判定部３３は、断線診断テーブル（図４参照）を参照して、異常値を示す参照電圧Ｖ１〜Ｖ４の組合せに基づき、断線したロードセル接続ケーブル４０を特定する。ここで、参照電圧Ｖ１〜Ｖ４の正常値とは、参照電圧Ｖ１〜Ｖ４が、６本のロードセル接続ケーブル４０に断線がない場合にとる値のことである。また、参照電圧Ｖ１〜Ｖ４の異常値とは、参照電圧Ｖ１〜Ｖ４の上記正常値から（誤差の範囲を超えて）外れた値のことである。正常値のデータは、記憶部３５に記憶されていてよい。上位機器１００は、記憶部３５に記憶されているデータにアクセス可能である。

断線判定部３３は、ロードセル接続ケーブル４０の断線の有無の診断結果に基づき、ロードセル接続ケーブル４０の断線の有無を示す断線ステータスフラグを生成する。そして、断線判定部３３は、生成した断線ステータスフラグを、Ｉ／Ｏデータとして、記憶部３５に格納する。前述した上位機器１００は、通信部３４を介して、任意のタイミングで、ロードセル入力ユニット３０の記憶部３５に記憶されている断線ステータスフラグを読み取ることによって、ロードセル接続ケーブル４０の断線の有無を認識することができる。

また、ロードセル接続ケーブル４０が断線していると断線判定部３３が判定した場合、断線報知部３７は、ロードセル接続ケーブル４０が断線していることを報知してもよい。断線報知部３７は、例えば、アラーム音またはランプの点灯などによって、報知してよい。

（モードの切り替え）
上位機器１００は、ロードセル接続ケーブル４０の断線の有無を診断することを指示するコマンドをロードセル入力ユニット３０のモード切替部３８へ送信する。モード切替部３８は、通信部３４を介して受信した上位機器１００からのコマンドにしたがって、ロードセル入力ユニット３０を断線検知モードに切り替えさせる。あるいは、ロードセル入力ユニット３０の記憶部３５に、ロードセル入力ユニット３０を断線検知モードに切り替えることの要否を示すモード切替フラグが記憶されている場合、上位機器１００は、通信部３４を介してこのモード切替フラグを書き換えてもよい。この構成では、モード切替部３８は、定期的に、記憶部３５のモード切替フラグを参照する。そして、モード切替フラグが、ロードセル入力ユニット３０を断線検知モードに切り替える必要があることを示す場合、モード切替部３８は、ロードセル入力ユニット３０を断線検知モードに切り替える。あるいは、モード切替部３８は、入力受付部３６に対するユーザ操作に基づいて、ロードセル入力ユニット３０を断線検知モードに切り替えてもよい。

以上のように、ロードセル入力ユニット３０は、上位機器１００からのコマンドやモード切替フラグによって断線検知モードに切り替えられた場合に断線診断を実行するので、製造ラインの動作を止めることなく、ロードセル接続ケーブル４０の断線の有無を自己診断することが可能である。

（計量システム１の変形例）
図３の（ａ）は、６線式の計量システムを示す図であり、図３の（ｂ）は、４線式の計量システムを示す図である。図３の（ａ）に示すように、６線式の計量システムは、６本のロードセル接続ケーブルを備える。図１に示す計量システム１は、６線式である。６線式の計量システムでは、入力信号ＥＸＣ＋、ＥＸＣ−の代わりに、電気信号Ｓ＋、Ｓ−を用いて、負荷を算出する。電気信号Ｓ＋、Ｓ−の電圧は、入力信号ＥＸＣ＋、ＥＸＣ−の電圧よりも、ロードセル１０の入力端子に実際に印加される電圧に近い。そのため、６線式の計量システムは、高い精度で、かつ、高い安定性を持って、負荷を計測することができるという利点を有する。

一方、図３の（ｂ）に示すように、４線式の計量システムは、４本のロードセル接続ケーブルを備える。４線式の計量システムでは、ロードセルの２つの入力端子が、それぞれ、１本のロードセル接続ケーブルと接続され、ロードセルの２つの出力端子も、それぞれ、１本のロードセル接続ケーブルと接続される。一変形例では、計量システム１は、図３の（ｂ）に示すように、４線式であってもよい。４線式の計量システムは、ロードセル接続ケーブルの本数が少ないので、ロードセル接続ケーブルに断線が発生する可能性が低いという利点を有する。

（断線診断テーブル）
図４は、断線判定部３３が、ロードセル接続ケーブル４０の断線の有無を判定するために参照する断線診断テーブルの一例を示す図である。図４に示す断線診断テーブルにおいて、正常値（すなわち、いずれのロードセル接続ケーブルも断線していない場合の参照電圧Ｖ１〜Ｖ４の電圧）は、それぞれ、Ｖ１＝２．３３６１７５、Ｖ２＝２．３３６１８、Ｖ３＝５．１９１５、Ｖ４＝０．００である。図４において、参照電圧Ｖ１〜Ｖ４の異常値を斜線で示している。

図４に示すように、６本のロードセル接続ケーブル４０のうち、ケーブルＳＩＧ＋のみが断線している場合、参照電圧Ｖ１が異常値（５．３７５）を示す。また、ケーブルＳＩＧ−のみが断線している場合、参照電圧Ｖ２が異常値（０．００）を示す。ケーブルＳ＋のみが断線している場合、参照電圧Ｖ３が異常値（０．００）を示す。ケーブルＳ−のみが断線している場合、参照電圧Ｖ４が異常値（５．３８）を示す。ケーブルＥＸＣ＋のみが断線している場合、参照電圧Ｖ１〜Ｖ３が異常値を示す。ケーブルＥＸＣ−のみが断線している場合、参照電圧Ｖ１〜Ｖ２、Ｖ４が異常値を示す。このように、断線したロードセル接続ケーブル４０の組合せに応じて、参照電圧Ｖ１〜Ｖ４のうちの少なくとも１つが異常値を示す。なお、図示しないが、２本以上のロードセル接続ケーブル４０が断線している場合、参照電圧Ｖ１〜Ｖ４のうち少なくとも１つが異常値を示す。断線判定部３３は、図４に示す断線診断テーブルを参照する。そして、参照電圧Ｖ１〜Ｖ４が異常値を示している場合、ロードセル接続ケーブル４０が断線していると判定する。

以上のように、ロードセル入力ユニット３０は、断線検知モードである場合、「立ち上げ時の配線ミス」や「稼働経過ストレス」などに起因したロードセル接続ケーブル４０の断線の有無を自己診断する。そのため、計量システム１の立ち上げ中または計量システム１の稼働中にトラブルシューティングを実施する回数を削減することができる。また、ロードセル入力ユニット３０は、断線の有無の診断結果を、上位機器１００に送信する。上位機器１００は、ロードセル入力ユニット３０から、ロードセル接続ケーブル４０が断線しているとの診断結果を受信した場合、アラーム音や警告ランプ等によって、ロードセル接続ケーブル４０が断線していることを報知することができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

前記実施形態１では、ロードセル入力ユニット３０の電圧印加部３１１がスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を備えた構成を説明した。しかしながら、本発明において、電圧印加部のスイッチは必須ではない。すなわち、本発明に係る電圧印加部は、スイッチを備えていなくてもよい。本実施形態では、スイッチを備えない電圧印加部２１１を備えたロードセル入力ユニット２３０の構成を説明する。本実施形態の構成によれば、電圧印加部の構成を簡素化することができる。

図５は、本実施形態に係る計量システム２００の回路図である。計量システム２００のロードセル入力ユニット２３０は、増幅部３１の代わりに、増幅部２３１を備えている。なお、ロードセル入力ユニット２３０の増幅部２３１以外の構成は、前記実施形態１に係るロードセル入力ユニット３０の増幅部３１以外の構成と同じである。

増幅部２３１は、図７に示す増幅部９３１の構成に加えて、電圧印加部２１１をさらに備えている。電圧印加部２１１の構成は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を備えていない点で、前記実施形態１の電圧印加部３１１の構成とは異なる。電圧印加部２１１は、増幅部２３１のオペアンプに対し、入力に近い側（増幅部２３１がロードセル接続ケーブル４０と接続する側）に配置されている。電圧印加部２１１は、ロードセル１０に負荷が印加されていないときに、増幅部２３１の配線に対して、所定の電圧を印加する。

ロードセル接続ケーブル４０が断線していないときに、電圧印加部２１１から増幅部２３１の配線へ電圧が印加された場合、電圧印加部２１１から、ロードセル接続ケーブル４０側および抵抗Ｒ８〜Ｒ１１側へ、電流が流れる。一方、ロードセル接続ケーブル４０が断線しているときに、電圧印加部２１１から増幅部２３１の配線へ電圧が印加された場合、ロードセル接続ケーブル４０側へ電流が流れず、電圧印加部２１１から、抵抗Ｒ８〜Ｒ１１側のみへ電流が流れる。それゆえ、ロードセル接続ケーブル４０が断線している場合、ロードセル接続ケーブル４０が断線していない場合と比較して、抵抗Ｒ８〜Ｒ１１に印加される参照電圧Ｖ１〜Ｖ４の値が変化する。

〔実施形態３；ソフトウェアによる実現例〕
ロードセル入力ユニット３０の制御ブロック（特に、増幅部３１、負荷計測部３２、および断線判定部３３）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、ロードセル入力ユニット３０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１、２００計量システム
１０ロードセル
３０、２３０ロードセル入力ユニット
３２負荷計測部
３３断線判定部
３４通信部（送信部）
３６入力受付部
３７断線報知部
３８モード切替部
４０ロードセル接続ケーブル（接続ケーブル）
１００上位機器（外部制御装置）
３１１、２１１電圧印加部

Claims

ロードセルに対する負荷を計測するロードセル入力ユニットにおいて、
前記ロードセルへの印加電圧値を入力する２つの印加電圧入力端子と、
前記ロードセルからの出力電圧値を入力する２つの出力電圧入力端子と、
前記印加電圧入力端子および前記出力電圧入力端子において入力された電圧値に基づいて、前記負荷を計測する負荷計測部と、
２つの前記印加電圧入力端子および２つの前記出力電圧入力端子のそれぞれと前記負荷計測部とを接続する配線に対して、それぞれ所定の電圧を同時に印加する４つの電圧印加部と、
外部からの指示に基づき、前記ロードセル入力ユニットのモードを、(i)前記負荷を計測する計測モードと、(ii)前記ロードセルと前記ロードセル入力ユニットとを接続する接続ケーブルの断線を検知する断線検知モードとの間で切り替えるモード切替部と、
前記ロードセル入力ユニットが前記断線検知モードであり、かつ、前記電圧印加部が前記配線に対して所定の電圧を印加しているときに、前記負荷計測部が得た計測結果が適正範囲内であるか否かを判定することによって、前記接続ケーブルにおける断線の有無を判定する断線判定部とを備えることを特徴とするロードセル入力ユニット。
前記適正範囲は、前記接続ケーブルに断線がない状態での前記負荷計測部による計測結果であることを特徴とする請求項１に記載のロードセル入力ユニット。
前記断線判定部は、前記ロードセルが取り付けられている対象物の稼働中であって、かつ前記ロードセルへの負荷が与えられていない期間中に、前記接続ケーブルにおける断線の有無を判定することを特徴とする請求項１または２に記載のロードセル入力ユニット。
前記電圧印加部は、前記ロードセル入力ユニットが前記断線検知モードである場合に、前記配線に前記所定の電圧を印加する一方、前記ロードセル入力ユニットが前記計測モードである場合には、前記配線に前記所定の電圧を印加しないことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のロードセル入力ユニット。
前記モード切替部は、外部制御装置からの指示に基づいて、前記ロードセル入力ユニットのモードを、前記計測モードと前記断線検知モードとの間で切り替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のロードセル入力ユニット。
外部制御装置からの指示に基づいて、前記断線判定部による断線の有無の判定結果を外部制御装置へ送信する送信部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のロードセル入力ユニット。
前記断線判定部による断線の有無の判定結果をフラグとして記憶する記憶部をさらに備え、
前記記憶部は、外部制御装置が前記フラグを読み取るためにアクセス可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のロードセル入力ユニット。
ユーザからの入力を受け付ける入力受付部をさらに備え、
前記断線判定部は、前記入力受付部で受け付けられたユーザからの指示に基づいて、断線の判定を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のロードセル入力ユニット。
前記接続ケーブルが断線していると前記断線判定部が判定した場合、前記接続ケーブルが断線していることを報知する断線報知部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のロードセル入力ユニット。