(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物の計量部への負荷に応じて荷重センサから出力される荷重信号を平滑するフィルタを備える計量装置において、
前記荷重信号から重量測定値を取得する重量測定値取得タイミングにおける前記フィルタの未応答に起因して生じる重量測定値の真の値に対する誤差を推定する推定誤差算出手段と、
前記推定誤差算出手段によって推定された誤差に基づいて前記重量測定値取得タイミングにて取得した重量測定値を補正する重量測定値補正手段とを備え、
前記推定誤差算出手段は、前記フィルタの入力点および／または出力点から取得した前記フィルタの入力信号および／または出力信号に基づいて算出された前記荷重信号の応答特性に関わるパラメータと、前記荷重信号の応答特性の収束する最終値とに基づいて推定誤差算出用の関数を決定し、決定した前記関数に基づいて前記誤差を推定する
ことを特徴とする計量装置。
【請求項２】
前記パラメータは、前記荷重信号の時間変化率である請求項１に記載の計量装置。
【請求項３】
前記パラメータは、前記荷重信号の立ち上がり付近のタイミングを起点として前記重量測定値取得タイミングまでの時間長さである請求項１に記載の計量装置。
【請求項４】
前記パラメータは、前記荷重信号の振動振幅である請求項１に記載の計量装置。
【請求項５】
前記パラメータとして互いに異なる複数種類のものが設定され、個々のパラメータに対して所定の重みが付される請求項１に記載の計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重信号から取得される重量測定値の補正機能を備えた計量装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被計量物の荷重が計量部の計量台に負荷してから計量部の動特性に基づいて計量部の荷重センサから出力された荷重信号を、演算回路内に設けられたフィルタを通したときに、計量時間の都合で、最終値、すなわちフィルタの持つ時間遅れ要素に比べて十分に長い時間の経過後の値に応答するまでに重量測定値を取得しなければならない条件のある計量装置がある。
【０００３】
例えば特許文献１にて開示されている重量選別機は上記の計量装置の事例に当てはまる。かかる重量選別機において、被計量物の計量台への積載に伴い荷重センサから出力される荷重信号を入力とするフィルタの出力（フィルタ応答信号）が、最終値であって被計量物の実重量値に相当する静的重量測定値に応答するに至るまでに、被計量物が計量台から外部に送出される。したがって、最終値に向かって応答中のフィルタ応答信号から重量測定値を求めなければならず、この重量測定値に対しては補正が必要である。
【０００４】
最終値に向けて応答中のフィルタ応答信号から重量測定値（動的重量測定値と呼ばれる）を取得するには、調整時点において予め被計量物が計量台へ乗り込む時点を起点とする計量待ち時間タイマーを用意して所定のタイマー時間を定め、被計量物が計量台から送出される直前となるタイミングを重量測定のタイミングと定め、このタイミングにてフィルタ応答信号から重量測定値を取得する。なお、測定法については例えば特許文献２にて開示されている手法を適用することができる。
【０００５】
被計量物の重量測定値の取得について、重量選別機や組合せ秤のような自動秤では、計量処理能力を高め、かつ予め定めた処理能力を確実に発揮させるために、機械的シーケンス上での特定タイミングまたは物品の供給過程の特定位置への到達タイミングを起点とする安定待ち時間タイマーを動作させ、安定待ち時間の経過した時点で所定のフィルタによって平滑された荷重信号から重量測定値を取得している。
なお、許容の精度内の重量測定値を得るための安定待ち時間タイマーの設定方法としては、例えば特許文献３にて提案されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−１１８７７５号公報
【特許文献２】特開平６−８２２９４号公報
【特許文献３】特開平６−４３０１１号公報
【０００７】
重量測定値の取得タイミングは、被計量物が完全に計量器へ搬入され（供給され）、荷重信号のフィルタ応答のばらつきが所定の精度範囲内に収まる最短の時間をもって安定待ち時間（計測時間）とされる。
安定待ち時間長さに比べて十分に短い時間間隔Δｔ毎にフィルタの応答出力信号をサンプリングし、複数回のテストによって各サンプリング時刻の重量測定値毎にばらつき量を調べ、所定のばらつき量の範囲内に収まる最短の時間をもって安定待ち時間を決定している。
【０００８】
このように決定された安定待ち時間によって得られた重量測定値が被計量物の真の値（最終値）との間にフィルタの未応答に起因する誤差（偏差量）が存在する場合、特許文献１に係る技術では、予め調整時点で偏差量を求めて補正重量値ｗｅとして記憶させておき、本稼働時点において、予め調整時点で設定した所定のタイマー時間に基づくタイミングで応答中の荷重信号から重量測定値を取得した上で、予め記憶している補正重量値ｗｅを加えて重量測定値を最終値、すなわち静的重量測定値（実重量）に補正し、正しい重量測定値を得るようにしている。
【０００９】
自動式、半自動式の組合せ秤の場合も、計量ホッパへ供給した被計量物の荷重信号に対するフィルタの応答中に重量測定値を求めることで計量時間を短縮している。
自動式、半自動式の組合せ秤では、組合せ商品を早く作ることのできる能力が重要視されるので、計量時間、即ち、被計量物を計量ホッパへ供給した後、重量測定値を取得するまでの時間をできるだけ短くして、被計量物の重量測定値を早く確定させることが望まれる。
したがって、計量ホッパの荷重信号に対するフィルタ出力の応答が最終値に到達するまでに重量測定値を取得して被計量物を計量ホッパから排出する動作を通常に行っている。
【００１０】
重量測定値を取得するタイミングを計るために、安定待ち時間が設定された安定待ち時間タイマーが設けられる。この安定待ち時間タイマーは、供給ホッパのゲートを開いて被計量物を計量ホッパへ投下供給させるタイミング（供給ホッパのゲートを開くタイミング）を起点にするか、物品センサを用いて計量ホッパから被計量物が落下を開始するタイミングを検出して起点にする。すなわち、機械動作シーケンスに基づくか、被計量物の位置に基づいて起点が定められる。また、調整運転にて計量ホッパへ負荷された被計量物による荷重信号の応答がほぼ収束する途中の時間を所定時間としてセットされる。
そして、本稼働運転では、安定待ち時間タイマーが上記の起点から所定時間だけ経過した時点のフィルタ応答信号をもって重量測定値とする。
【００１１】
図７（ａ）には、被計量物の計量部への負荷に応じて荷重センサから出力される荷重信号のグラフが、同図（ｂ）には、その荷重信号に対するフィルタ応答信号のグラフが、それぞれ示されている。
【００１２】
図７（ａ）において、計量部に荷重を負荷するタイミングと安定待ち時間タイマーの起点の時間差が毎回の計量動作において常に一定値Ｔ１である場合は、特許文献１の技術を適用して、調整運転の時点で図７（ｂ）に示されるフィルタ出力の荷重信号において安定待ち時間Ｔｓの最終時刻における最終値との偏差量ｗｅを求め、この偏差量ｗｅを所定の補正重量値として記憶させ、本稼働運転時には安定待ち時間の終了時点において取得した重量測定値Ｗｄに予め用意した所定の補正重量値ｗｅを加えて正しい最終値を得ることができるようにしている。
最終値に至る過程でのフィルタ応答信号の計量精度は、フィルタ応答信号に含まれる振動振幅の減衰度合いと最終値への接近度合いで決まる。
【００１３】
図８（ａ）には、最終値付近に応答したフィルタ応答信号の様子を表すグラフが示されている。
【００１４】
図８（ａ）において、時刻ｔ１ｑは、安定待ち時間タイマーによって設定された安定待ち時間に到達した時刻であるとする。
所定の計量精度を±Ｅ（ｇ）であるとすると、時刻ｔ１ｑにおける振動振幅Ａｄは±Ｅ（ｇ）の範囲に減衰している。しかし、最終値への偏差量ｗｅ（ｇ）が存在する。
【００１５】
図８（ｂ）には、時刻ｔ１ｑにおけるフィルタ応答信号の振動振幅によるばらつきと平均値を表すグラフが示されている。
【００１６】
多くの計量動作の実施による時刻ｔ１ｑにおけるフィルタ応答信号のばらつき量を表す標準偏差をσとし、３σ＝Ｒｄとする。ばらつき量は正規分布するものとして、時刻ｔ１ｑのフィルタ応答信号のばらつきを表す正規分布曲線は図８（ｂ）中記号Ｄで示される曲線であるとする。
【００１７】
組合せ秤の各計量ホッパの所定の計量精度として±Ｅ（ｇ）、３σと規定されていると、フィルタ応答信号のばらつき量の上ではＲｄ＜Ｅであるが、時刻ｔ１ｑにおける最終値との偏差量の平均値がｗｅであり、
｜Ｒｄ｜＋｜ｗｅ｜＞｜Ｅ｜
となるので誤差が大きく、時刻ｔ１ｑを安定待ち時間として設定することができない。
【００１８】
そこで、フィルタ応答信号に上記の偏差量の平均値ｗｅの値を加えて補正すれば最終値を中心に±Ｒｄのばらつきとなって±Ｅの範囲内に入るので時刻ｔ１ｑを安定待ち時間に設定することができる。
つまり、できるだけ計量装置としての計量処理能力を高めるために荷重信号のフィルタ出力が被計量物の真の重量を表す最終値に応答していなくても、所定の許容範囲内に安定する時点をもって安定待ち時間を設定することができる。
【００１９】
しかし、このように安定待ち時間到達時点における被計量物の重量測定値と最終値との間の偏差を補正することによって短い時間で最終値に相当する重量測定値の算出を可能にしても、フィルタの最終値への未応答に起因するばらつき量を縮小して更に計量精度を高めたいとか、重量測定時間をより短縮したいとかという要望がある。
【００２０】
ところで、安定待ち時間（計測時間）が荷重信号のフィルタによる出力応答の最終値への収束を待てるほどに十分長くないために、重量測定値にばらつきが生じる要因として、次のような事項が挙げられる。
【００２１】
＜重量選別機の場合＞
（１）被計量物が袋入りの場合、内容物の収容状態の違いによって袋底面とコンベヤ搬送面との接触面長さが異なり、袋が物品センサによる検出としては同じタイミングに計量コンベヤへ載り込んでも、実際には荷重センサが出力する荷重信号の立ち上がりタイミングがそれぞれの袋によって異なる。
（２）また、計量コンベヤに荷重がかかり始めてから全重量分が載り込む迄の時間も違うので、荷重信号の立ち上がり形状も異なる。
（３）底面が平面である被計量物であっても、搬送コンベヤから受ける振動によって浮き上がり、被計量物の計量コンベヤ面への接触タイミングが異なることによってやはり荷重信号の立ち上がるタイミングがばらつく。
（４）被計量物が計量コンベヤへ載り込んだときの衝撃荷重の大小によって荷重信号の振動振幅形状が異なり、フィルタの応答信号に影響を与える。
【００２２】
＜組合せ秤の場合＞
（１）供給ホッパのゲートが開いても、被計量物の落下状態はその都度異なるため、被計量物がブリッジ気味になって落下速度が遅くなったり、反対に速やかに滑って早く落下したりして、荷重信号の立ち上がりタイミングがばらつく。
（２）塊状になって略全量が短時間の間に落下したり、流動的で少し長い時間を掛けて落下したりして、荷重信号の立ち上がり形状が異なる。
（３）供給中における被計量物の流れ方の違いによる衝撃荷重の大小によって、荷重信号に生じる振動信号の振幅が異なる。
組合せ秤では、塊状で複雑な表面を呈する被計量物を扱うことが多く、これらは静止摩擦係数が大きいので供給ホッパのゲート開タイミングに対して毎回一様には排出されない。このため、同じ被計量物が機械的に同じタイミング動作でもって供給されても、荷重信号はフィルタの入力点で様々に異なり、それに伴って出力応答信号も異なる。つまり、本来のランプ信号やステップ信号では表せない種々の要因による外乱信号が加わる。
【００２３】
図７（ａ）に示されるように、安定待ち時間タイマーの開始点（供給ホッパのゲートが開くタイミングまたは物品が被計量物を検出するタイミング）と、被計量物が計量ホッパへ到達するタイミング（荷重信号の立ち上がり点ｐ）との時間差がＴ１´であったりＴ１"であったりする。なお、図７（ａ）では、安定待ち時間タイマーの開始点ｓ１，ｓ１´，ｓ１"，がばらついたように描かれているが、実際は荷重信号の立ち上がり点ｐが安定待ち時間タイマーの開始点に対してばらつく。
【００２４】
被計量物の計量ホッパへの到達時間が早い場合と遅い場合または同じ供給量であっても早い時間に多くの量が到達する場合と到達しない場合とでは安定待ち時間ｔ１ｑにおけるフィルタ応答信号の最終値への接近度が異なる。したがって、フィルタ応答信号から取得される重量測定値を最終値に補正するために必要とされる補正重量は、図７（ｂ）に示されるように、応答待ち時間次第でｗｅより大きいｗｅ´を必要としたり、ｗｅより小さいｗｅ"を必要としたりする。すなわち一定の補正重量値としたのではより正しく最終値へ補正することができない。
【００２５】
また、時刻ｔ１ｑにおける重量測定値と最終値との偏差量は、被計量物が計量ホッパへ到達するタイミングのばらつき以外にも影響を受ける。
フィルタ応答信号の最終値は静的重量測定値、すなわち被計量物の実際の重量値（実重量）を表すものであるが、正しく最終値が得られないということは正しく被計量物の実重量が得られないということを意味する。
【００２６】
図７（ｃ）には、計量ホッパへの被計量物の供給流量が同図（ａ）のものと比べてやや緩やかなときの荷重信号のグラフが示されている。なお、図７（ａ）および（ｃ）に示される荷重信号においては、供給ホッパのゲート開のタイミングから同じ時間差で計量ホッパの荷重信号が立ち上げられている。
また、図７（ｄ）には、同図（ｃ）の荷重信号に対するフィルタ応答信号のグラフが示されている。
【００２７】
計量ホッパへの被計量物の供給流量がやや緩やかなものになると（図７（ａ）（ｃ）参照）、それに伴ってフィルタ応答信号も緩やかなものとなる（図７（ｂ）（ｄ）参照）。このため、安定待ち時間Ｔｓの最終時刻で取得した重量測定値はｗｅより大きい補正値を用いなければ正しく最終値に補正することができない。
【００２８】
要するに、上記の組合せ秤に例示されるような従来の計量装置では、フィルタとして、できるだけ応答が速く、かつ振動振幅をより小さく収束させることのできる特性をもつものが適用されるが、フィルタの特性に応じた応答遅れが伴うため、被計量物の計量部（計量ホッパ）への供給状態の違いによってフィルタ応答信号の最終値に対する偏差の大きさに違いが生じた場合に、かかる偏差の大きさに応じた補正値を適用することができないため、精確な重量測定値を求めることができないという問題点がある。
【００２９】
なお、上記の問題を回避するため、安定待ち時間を長く取って、フィルタ応答信号の最終値に対する偏差自体を小さくするということも考えられるが、これでは組合せ秤としての計量処理能力を高めることができない。
計量処理能力を高めるために安定待ち時間タイマーには長い時間は設定できないので、重量測定値の誤差として無視できるほど十分に最終値に収束していない、あるいはばらつきが大きい時点を重量測定値の取得タイミングとせざるを得ない。
言い換えれば、計量処理能力の大きい計量装置では、フィルタは上記のごとき荷重信号の状態の違いによる重量測定値のばらつきが十分小さく減衰する処理を短い時間に処理することはできない。
加えて、重量選別機も組合せ秤も運転時は規定通りの計量処理時間を維持する必要があるので、被計量物の供給状態に応じて安定タイマー時間を長く変更することはできない。
重量選別機であれば物品が物品センサに検出されてから計量コンベヤを出る直前迄の間の時間を安定タイマーとしており、これ以上に長く変更することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、フィルタの未応答に起因して生じる重量測定値の真の値に対する誤差に応じた補正値を適用することができ、これによって精確な重量測定値を求めることができる計量装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
前記目的を達成するために、本発明による計量装置は、
被計量物の計量部への負荷に応じて荷重センサから出力される荷重信号を平滑するフィルタを備える計量装置において、
前記荷重信号から重量測定値を取得する重量測定値取得タイミングにおける前記フィルタの未応答に起因して生じる重量測定値の真の値に対する誤差を推定する推定誤差算出手段と、
前記推定誤差算出手段によって推定された誤差に基づいて前記重量測定値取得タイミングにて取得した重量測定値を補正する重量測定値補正手段とを備え、
前記推定誤差算出手段は、前記フィルタの入力点および／または出力点から取得した前記フィルタの入力信号および／または出力信号に基づいて算出された前記荷重信号の応答特性に関わるパラメータと、前記荷重信号の応答特性の収束する最終値とに基づいて推定誤差算出用の関数を決定し、決定した前記関数に基づいて前記誤差を推定する
ことを特徴とするものである（第１発明）。
【００３２】
本発明において、前記パラメータは、前記荷重信号の時間変化率であるものとすることができる（第２発明）。
【００３３】
本発明において、前記パラメータは、前記荷重信号の立ち上がり付近のタイミングを起点として前記重量測定値取得タイミングまでの時間長さであるものとすることができる（第３発明）。
【００３４】
本発明において、前記パラメータは、前記荷重信号の振動振幅であるものとすることができる（第４発明）。
【００３５】
本発明において、前記パラメータとして互いに異なる複数種類のものが設定され、個々のパラメータに対して所定の重みが付されるのが好ましい（第５発明）。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の計量装置によれば、荷重信号から重量測定値を取得する重量測定値取得タイミングにおけるフィルタの未応答に起因して生じる重量測定値の真の値に対する誤差が荷重信号の応答特性に関わるパラメータに基づいて推定され、この推定された誤差に基づいて重量測定値取得タイミングにて取得した重量測定値が補正されるので、フィルタの未応答に起因して生じる重量測定値の真の値に対する誤差に応じた補正値を適用することができ、これによって精確な重量測定値を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る組合せ秤の概略システム構成図
【図２】荷重信号処理系の概略構成を表すブロック図
【図３】最終値近傍の荷重信号の様子を表す図（ａ）およびその荷重信号に対するフィルタ応答信号の様子を表す図（ｂ）
【図４】フィルタ応答待ち時間の設定の説明図
【図５】誤差要因パラメータの設定の説明図で、フィルタの入力点での荷重信号を表すグラフ（ａ）（ｃ）およびフィルタの出力点での荷重信号を表すグラフ（ｂ）（ｄ）
【図６】実際の供給重量と荷重信号の振動振幅との変化状態を表す図
【図７】従来技術の説明図で、フィルタの入力点での荷重信号を表すグラフ（ａ）（ｃ）およびフィルタの出力点での荷重信号を表すグラフ（ｂ）（ｄ）
【図８】従来技術の説明図で、最終値付近に応答したフィルタ応答信号の様子を表すグラフ（ａ）およびフィルタ応答信号の振動振幅によるばらつきと平均値を表すグラフ（ｂ）
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、本発明による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。なお、以下に述べる実施の形態は、計量装置として自動式の組合せ秤に本発明が適用された例であるが、これに限定されるものではなく、その他の種類の計量装置に本発明を適用することも勿論可能である。
【００３９】
＜組合せ秤の概略構成の説明＞
図１に示される組合せ秤１は、物品供給装置２と、分散フィーダ３と、直進フィーダ４と、供給ホッパ５と、計量ホッパ６（本発明の「計量部」に相当する。）と、メモリホッパ７と、制御装置８と、表示装置９と、操作装置１０とを備えている。
なお、図１においては、直進フィーダ４、供給ホッパ５、計量ホッパ６およびメモリホッパ７は、それぞれ１個ずつのみ表わしている。
【００４０】
＜物品供給装置、分散フィーダ、直進フィーダの説明＞
物品供給装置２は、装置内に蓄積された被計量物を分散フィーダ３に投下・供給する。
分散フィーダ３は、周囲が円形で傘状の被計量物受け部１１を有し、この被計量物受け部１１上に投下・供給された物品供給装置２からの被計量物を振動動作によって全周に亘って放射状に分散し、被計量物受け部１１の周囲に配置されたｋ個の直進フィーダ４上に送出・供給する。
直進フィーダ４は、分散フィーダ３から送出・供給される被計量物を振動動作によってその先端側に配置される供給ホッパ５に向けて送出・供給する。なお、組合せ演算の目標重量がＷｔ（ｇ）、目標組合せ個数をＭ個とすると、一般に各供給ホッパ５にはＷｔ／Ｍ（ｇ）ずつ供給されるように調整されるが、直進フィーダ４の振動による供給量の調整では、各供給ホッパ５へ丁度Ｗｔ／Ｍ（ｇ）ずつ供給することは困難であって、その重量値はばらついている。
【００４１】
＜供給ホッパ、計量ホッパ、メモリホッパの説明＞
供給ホッパ５は、直進フィーダ４から送出・供給される被計量物を一旦ホッパ内に貯留し、このホッパ内の被計量物を下方に配置される計量ホッパ６へと投下・供給する。
計量ホッパ６は、供給ホッパ５から投下・供給される被計量物を一旦ホッパ内に貯留し、このホッパ内の被計量物の重量を荷重センサ１２で検出し、その後、そのホッパ内の被計量物を下方に配置されるメモリホッパ７へと投下・供給する。
メモリホッパ７は、計量ホッパ６から投下・供給される被計量物を一旦ホッパ内に貯留し、必要に応じてそのホッパ内の被計量物を下方に配置される集合シュート１３を介して集合ファネル１４へと投下する。
【００４２】
＜増幅器、Ａ／Ｄ変換器、フィルタの説明＞
荷重センサ１２と制御装置８との間には、増幅器１５およびＡ／Ｄ変換器１６がそれぞれ設けられている。
増幅器１５は、荷重センサ１２からのアナログ荷重信号をデジタル化するのに十分な大きさの信号にまで増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１６は、増幅器１５にて増幅された荷重センサ１２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。
【００４３】
＜制御装置の説明＞
制御装置８は、物品供給装置２、直進フィーダ４、供給ホッパ５、計量ホッパ６およびメモリホッパ７のそれぞれの動作を制御する。
制御装置８は、マイクロコンピュータを主体に構成され、フィルタ１７と、動的重量測定値取得手段１８と、静的重量測定値取得手段１９と、記憶手段２０と、ばらつき量演算手段２１と、動的重量測定値取得時刻決定手段２２と、安定待ち時間タイマー２３と、応答待ち時間タイマー２４と、荷重信号評価手段２５と、推定誤差算出手段２６と、重量測定値補正手段２７とを備えている。
これら構成要素１７〜２７はいずれも、制御装置８において所定プログラムが実行されることによりその機能が実現される。
【００４４】
＜フィルタの説明＞
フィルタ１７は、Ａ／Ｄ変換器１６からのデジタル荷重信号に含まれる振動ノイズ成分を減衰し、重量測定値を取得するのに適するフィルタ応答信号に平滑する。
【００４５】
＜動的重量測定値取得手段の説明＞
動的重量測定値取得手段１８は、供給ホッパ５から計量ホッパ６へ被計量物が供給される時刻より後における複数の異なる動的重量測定値取得時刻のそれぞれの時刻においてフィルタ１７からのフィルタ応答信号より動的重量測定値を取得する機能を有している。
【００４６】
＜静的重量測定値取得手段の説明＞
静的重量測定値取得手段１９は、複数の異なる動的重量測定値取得時刻より後の静的重量測定値取得時刻においてフィルタ１７からのフィルタ応答信号より静的重量測定値を取得する機能を有している。
【００４７】
＜記憶手段の説明＞
記憶手段２０は、制御装置８で実行される所定プログラムや各種データ等を記憶する機能を有している。例えば、記憶手段２０は、本稼働運転前の調整運転時において複数回計量を実施した際における動的重量測定値取得手段１８が取得した動的重量測定値や、静的重量測定値取得手段１９が取得した静的重量測定値などを記憶する。
【００４８】
＜ばらつき量演算手段の説明＞
ばらつき量演算手段２１は、記憶手段２０に記憶されている動的重量測定値と静的重量測定値とに基づいて、複数の異なる動的重量測定値取得時刻のそれぞれの時刻に対応する動的重量測定値のばらつき量を演算する機能を有している。
【００４９】
＜動的重量測定値取得時刻決定手段の説明＞
動的重量測定値取得時刻決定手段２２は、ばらつき量演算手段２１によって算出された動的重量測定値のばらつき量が所定の許容値以下となる動的重量測定値取得時刻を本稼働運転時の動的重量測定値取得時刻として決定する機能を有している。
【００５０】
＜安定待ち時間タイマーの説明＞
安定待ち時間タイマー２３は、供給ホッパ５のゲートが開き始める時点を時間カウントの起点とし、供給ホッパ５内の被計量物が計量ホッパ６へと投下・供給されたときに荷重センサ１２からの荷重信号に生じる過渡応答振動信号が精確な重量測定値を得るに十分なだけ収束するまでの時間を安定待ち時間として、時間間隔Δｔ毎に時間をカウントする。このように設定した安定待ち時間タイマー２３は調整運転時および本稼働運転時のいずれの運転時においても動作させる。
【００５１】
＜応答待ち時間タイマーの説明＞
応答待ち時間タイマー２４は、フィルタ１７からのフィルタ応答信号の立ち上がり付近のタイミングを時間測定の起点とし、重量測定値取得タイミング（後述する時刻ｔ１ｑ）までの時間をフィルタ応答待ち時間として、時間間隔Δｔ毎に時間をカウントする。
【００５２】
＜荷重信号評価手段の説明＞
荷重信号評価手段２５は、フィルタ１７の入力点あるいは出力点における荷重信号の状態を評価する機能を有している。
【００５３】
＜推定誤差算出手段の説明＞
推定誤差算出手段２６は、荷重信号から重量測定値を取得する重量測定値取得タイミングにおけるフィルタ１７の未応答に起因して生じる重量測定値の真の値に対する誤差を荷重信号の応答特性に関わるパラメータに基づいて推定する機能を有している。
【００５４】
＜重量測定値補正手段の説明＞
重量測定値補正手段２７は、推定誤差算出手段によって推定された誤差に基づいて重量測定値取得タイミングにて取得した重量測定値を補正する機能を有している。
【００５５】
＜表示装置の説明＞
表示装置９は、ばらつき量演算手段２１によって算出された動的重量測定値のばらつき量が所定の許容値以下となる動的重量測定値取得時刻を含む計量精度関連情報等を表示する。
【００５６】
＜操作装置の説明＞
操作装置１０は、表示装置９に表示された内容等に基づいて各種の選択設定等の操作を行う機能を有する。
【００５７】
＜本稼働運転時における被計量物の供給動作説明＞
本稼働運転時においては、計量ホッパ６が空の場合に、Ｗｔ／Ｍ（ｇ）に近い被計量物が供給ホッパ５から計量ホッパ６へと投下・供給される。しかし、計量ホッパ６に供給される被計量物の重量はＷｔ／Ｍを中心にばらつく。
各計量ホッパ６に装着された荷重センサ１２から出力される荷重信号は、増幅器１５およびＡ／Ｄ変換器１６を介してフィルタ１７に導入され、フィルタ１７にて振動ノイズ成分が減衰されて重量測定値を取得するのに適するフィルタ応答信号に平滑化される。
被計量物は、フィルタ１７から出力されたフィルタ応答信号から精確な重量測定値が得られるまで滞在するようにされるが、重量測定値が得られると、計量ホッパ６のゲートが開いてメモリホッパ７へと投下・供給される。
なお、被計量物の計量ホッパ６への供給タイミングが多少ばらつくことによって振動信号の位相が前後にばらついたり、衝撃荷重の大小によって振幅がばらついたりしても、大抵の供給状態では安定待ち時間の完了するタイミングにおいて振動信号が収束し、所定の計量精度の動的重量測定値が得られるように安定待ち時間が設定されていて、このような動的重量測定値用の安定待ち時間によって被計量物の動的重量測定値が得られる。
【００５８】
＜本稼働運転時における計量・排出動作説明＞
計量ホッパ６内にあって動的重量測定値の取得・記憶済みの被計量物と、メモリホッパ７内にあって動的重量測定値の記憶済みの被計量物との間で組合せ演算を実行し、組合せ合計値が一定の許容範囲内で目標値に最も近くなる組合せを選択する。組合せ選択された計量ホッパ６またはメモリホッパ７内の被計量物は集合シュート１３を介して集合ファネル１４へと投下され、商品として集められて外部へ排出される。
組合せ選択演算によって被計量物が排出された計量ホッパ６には供給ホッパ５から新たな被計量物が供給され、被計量物が排出されたメモリホッパ７には計量ホッパ６から被計量物が供給される。また、供給ホッパ５には直進フィーダ４から被計量物が供給されることで連続的に計量・組合せ選択演算が行われる。
本稼働運転時においては、供給ホッパ５のゲートが開き始める時点を安定待ち時間タイマーの時間カウントの起点とし、供給ホッパ５内の被計量物が計量ホッパ６へ投下・供給されたときに重量信号に生じる過渡応答振動信号が精確な重量測定値を得るに十分なだけ収束するまでの時間を安定待ち時間として、時間間隔Δｔ毎に時間をカウントさせる。このように設定した安定待ち時間タイマーは調整運転時でも本稼働運転時でも動作させる。
【００５９】
次に、重量測定値の補正のための調整運転の実施方法について述べる。
【００６０】
＜調整運転時における直進フィーダの動作説明＞
ある種類、ある重量の被計量物についての安定待ち時間を設定するに際して、本稼働運転時の条件に合わせて組合せ商品の仕様が目標重量Ｗｔであって目標組合せ個数がＭである場合に、直進フィーダ４から供給ホッパ５へ一回当たりに送出供給される被計量物の重量が約Ｗｔ／Ｍ（ｇ）ずつになるように直進フィーダ４の送出パラメータを調整する。つまり、調整運転時における直進フィーダ４からの被計量物の供給重量を本稼働運転時のそれに合わせる。
計量ホッパ６での重量信号の過渡応答の状態は被計量物の供給重量の大きさや性状によって異なるので、本稼働運転時に適用される供給重量値を調整運転時で使用することが適切である。
【００６１】
＜調整運転時における動的重量測定値の取得・記憶動作の説明＞
供給ホッパ５から計量ホッパ６へ被計量物が供給される時刻より後であって、仕様上の所定の組合せ処理の能力と所定の計量精度を満足するに必要と思われる概略想定時刻の前後に十分余裕のある時刻ｔ１０とｔ１ｎとを定め、ｔ１０〜ｔ１ｎを時間間隔Δｔ毎に分割した時刻ｔ１０，ｔ１１，ｔ１２，・・・，ｔ１ｎを複数の異なる動的重量測定値取得時刻とする。
動的重量測定値取得手段１８は、複数の異なる動的重量測定値取得時刻ｔ１０，ｔ１１，ｔ１２，・・・ｔ１ｎのそれぞれの時刻においてフィルタ１７のフィルタ応答信号から動的重量測定値を取得する。そして、記憶手段２０は、動的重量測定値取得手段１８が取得した動的重量測定値を記憶する。
【００６２】
＜調整運転時における静的重量測定値の取得・記憶動作の説明＞
複数の異なる動的重量測定値取得時刻ｔ１０，ｔ１１，ｔ１２，・・・ｔ１ｎより後であって、被計量物の計量ホッパ６への供給タイミングにばらつきがあっても、また被計量物の供給状態によって衝撃荷重が大きい場合でも、重量信号が十分安定した状態に至り、信頼性のある重量測定値が得られると予想される時刻ｔ１ｓを静的重量測定値取得時刻とする。
静的重量測定値取得手段１９は、静的重量測定値取得時刻ｔ１ｓにおいてフィルタ１７のフィルタ応答信号から静的重量測定値を取得する。そして、記憶手段２０は、静的重量測定値取得手段１９が取得した静的重量測定値を記憶する。
なお、静的重量測定値の信頼性をより高めるために、静的重量測定値取得時刻ｔ１ｓ以降にも複数の静的重量測定値取得時刻を設定し、これら静的重量測定値取得時刻で得られた複数の静的重量測定値の平均値をもって静的重量測定値としてもよい。
【００６３】
＜調整運転時における計量ホッパの計量・排出動作の説明＞
本稼働運転時には、安定待ち時間が完了すると、重量測定値が取得されさえすれば被計量物は直ちに計量ホッパ６からメモリホッパ７へと排出されるか、または計量ホッパ６に滞在して組合せ選択演算に参加し、組合せ選択されると、集合シュート１３の方へと排出されるが、調整運転時では、計量ホッパ６内の被計量物が少なくとも安定待ち時間の最終時刻より後の静的重量測定値取得時刻ｔ１ｓまでは計量ホッパ６内に滞在させ、静的重量測定値取得時刻ｔ１ｓを経過し静的重量測定値を取得すると、計量ホッパ６から被計量物を集合シュート１３へと排出する。つまり、調整運転時では、メモリホッパ７を使用せず、メモリホッパ７のゲートは開の状態を保つ。
【００６４】
＜調整運転時における計量ホッパの全排出・部分排出動作の説明＞
もし集合ファネル１４から滞りなく排出可能な被計量物の量が計量ホッパ６の数にしてａ個であれば、ｋ個中ａ個ずつ順番に被計量物を集合シュート１３へ同時排出させる。被計量物をｋ個の計量ホッパ６から同時に排出しても、集合ファネル１４の出口で詰まらせることなく排出することができるのであれば、同時に全ての被計量物を集合シュート１３へ排出させる。そうすれば調整運転時の時間サイクルをより短くすることができる。
部分排出の場合は、静的重量測定値取得時刻ｔ１ｓ後に、第１回目は１〜ａ（＜ｋ）まで、第２回目はａ＋１〜２ａ番目まで被計量物を排出させる。２ａ＞ｋであれば、一巡して１番目の計量ホッパへ戻る。
【００６５】
＜計量回数１回目とそれ以降の重量測定・記憶動作の説明＞
計量回数１回目については全ての計量ホッパ６の荷重信号に対して並列に上記の重量測定・記憶動作が行われるが、計量回数１回目以降は被計量物が排出された計量ホッパ６に対してのみ供給ホッパ５のゲートが開かれて被計量物が供給され、この被計量物が供給された計量ホッパ６の荷重信号に対して重量測定・記憶動作が行われる。なお、こうして空になった供給ホッパ５には直進フィーダ４から被計量物が供給される。
【００６６】
＜調整運転の終了条件の説明＞
以上の調整時としての運転動作を連続的に行わせ、少なくとも全計量ホッパ６の計量回数がｍ回に到達した時点で安定待ち時間設定のための調整運転を終了する。
【００６７】
＜動的重量測定値と静的重量測定値のデーブルデータの説明＞
表１には、計量ホッパ番号１〜ｋ番までの計量ホッパ６の計量回数１〜ｍまでの動的重量測定値および静的重量測定値を記憶手段２０に記憶させたテーブルデータが示されている。
動的重量測定値は同じ計量回数において各計量ホッパ６間で、また異なる計量回数で同じ計量ホッパ６間でそれぞればらついている。また、実際に各計量ホッパ６に供給される被計量物の重量も供給される度にばらついている。
【００６８】
【表１】
0005627261.tif 000002
【００６９】
＜重量測定値のデーブルデータの説明＞
表１において、例えば計量ホッパ番号１番の計量ホッパ６について、時刻ｔ１０のタイミングで計量回数１回目の重量信号の動的重量測定値はｗ１０１１と表し、静的重量測定値をｗ１ｓ１１と表している。また、計量ホッパ番号ｋ番の計量ホッパ６の時刻ｔ１ｎにおける計量回数ｍ番目の動的重量測定値はｗ１ｎｍｋと表し、静的重量測定値はｗ１ｓｍｋと表している。
【００７０】
＜動的重量測定値のばらつき量を求める方法の説明＞
例えば、動的重量測定値取得時刻ｔ１ｎにおける動的重量測定値、つまり表１におけるｗ１ｎ１１，ｗ１ｎ２１，・・・，ｗ１ｎｍｋの標準偏差σ１ｎ´を求める。このσ１ｎ´は被計量物のサンプル物品自身の重量のばらつき量と測定によるばらつき量とを含んでいる。
一方、静的重量測定値ｗ１ｓ１１，ｗ１ｓ２１，・・・，ｗ１ｓｍｋの標準偏差σ１ｓ´を求める。この標準偏差σ１ｓ´は被計量物のサンプル物品自身の重量のばらつき量を表した値である。これに対して、ｗ１ｎ１１，ｗ１ｎ２１，・・・，ｗ１ｎｍｋの標準偏差σ１ｎ´は、サンプル物品自身のばらつきと振動信号等による測定上のばらつきとが合成された値であり、両方のばらつき要因には相関がないので、振動信号等による動的重量測定値のばらつき量としての標準偏差σ１ｎは、ばらつき量演算手段２１によって下記式（１）により求めることができる。この演算法を複数の動的重量測定値取得時刻ｔ１０〜ｔ１ｎのそれぞれの時刻において適用する。
σ１ｎ＝（σ１ｎ´２−σ１ｓ´２）１／２      ・・・（１）
【００７１】
＜最適な安定待ち時間を定める方法の説明＞
予め重量測定における真の値に対する許容誤差の条件をｕシグマの条件にて±Ｅ（ｇ）以下であることと規定されているとすれば、動的重量測定値取得時刻ｔ１０〜ｔ１ｎの場合の重量測定値誤差の標準偏差σ１０〜σ１ｎ（ｇ）の値に対して動的重量測定値取得時刻ｔ１０の時刻から順にチェックし、初めて下記式（２）を満足するσ１ｑに対応する動的重量測定値取得時刻ｔ１ｑを発見する。なお、通常ｕの値としては、２〜４の値が選ばれる。
σ１ｑ≦（Ｅ／ｕ）      ・・・（２）
動的重量測定値取得時刻決定手段２２は、この動的重量測定値取得時刻ｔ１ｑをもって所定の統計的な計量精度を満足する最短の安定待ち時間を定める。つまり、動的重量測定値取得時刻決定手段２２は、静的重量測定値に対する動的重量測定値の誤差の大きさが所定の許容値以下となる動的重量測定値取得時刻ｔ１ｑを本稼働運転時の動的重量測定値取得時刻として決定する。
こうして、統計的な所定の計量精度に基づく動的重量測定取得用の安定待ち時間、すなわち供給ホッパ５から計量ホッパ６へ被計量物が供給される時刻を起点として本稼働運転時の動的重量測定値取得時刻ｔ１ｑまでの安定待ち時間を精確に決定することができる。
本稼働運転時、供給ホッパ５から計量ホッパ６へ被計量物が供給される時刻を起点として安定待ち時間タイマー２３が時間間隔Δｔ毎に時間をカウントし、動的重量測定値取得時刻ｔ１ｑのフィルタ応答信号をもって動的重量測定値とする。
【００７２】
＜補正量の決定方法の説明＞
図３には、最終値近傍の荷重信号の様子を表すグラフ（ａ）およびその荷重信号に対するフィルタ応答信号の様子を表すグラフ（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００７３】
＜補正量の決定方法の説明＞
図３（ｂ）に示されるように、重量測定値取得タイミングにおけるフィルタ１７の未応答量の大きさ（重量測定値取得タイミングにおける重量測定値と最終値との偏差量）は、フィルタ１７の応答波形の傾斜の大きさに強く関係する。
すなわち、フィルタ１７の未応答量が大きいほどフィルタ応答信号の傾斜が大きい。そして、フィルタ１７の応答が最終値に近づくにつれてフィルタ応答信号の傾斜（時間変化率）も次第に小さくなる。
【００７４】
＜補正量の決定方法の説明＞
時刻ｔ１ｑにて安定待ち時間相当の時刻が決定すると、各計量ホッパ６の各計量回数について、時刻ｔ１ｑを含めその時刻ｔ１ｑの以前の合計（ｒ＋１）個の時刻の重量測定値でもってフィルタ応答信号の時間変化率（傾斜量）Ｋｉを求める。
【００７５】
＜補正量の決定方法の説明＞
例えば、計量ホッパ番号１番の計量ホッパ６の第１回目の計量時におけるフィルタ応答信号において、時刻ｔ１ｑを時刻ｔ１〈ｑ〉に置き換えるとすると、時刻ｔ１〈ｑ−ｒ〉〜ｔ１〈ｑ〉におけるフィルタ応答信号の応答曲線を直線にて近似するとして最小二乗法などの方法によって、例えば一次関数ｙ＝Ｋｉ・ｔ＋ｂの形に近似して、ｔ＝ｔ１〈ｑ〉におけるｄｙ／ｄｔの値を持って傾斜量Ｋｉ＝Ｋ１１を求める。但し、フィルタ１７の未応答量の大きさは供給された荷重信号自体の大きさに強く相関するので、時刻ｔ１ｓにおける重量測定値Ｗｘｓが目標供給重量Ｗｔ／Ｍに近い値（境界値ｗｒを予め設定しＷｔ／Ｍ−ｗｒ＜Ｗｘｓ＜Ｗｔ／Ｍ＋ｗｒ）を満足する組のデータを選択するものとする。
なお、上記の一次関数ｙ＝Ｋｉ・ｔ＋ｂに代えて、曲線にて近似するとして例えば二次関数で表すのであればｙ＝ａ１・ｔ２＋ａ２・ｔ＋ｃの形に近似して、ｔ＝ｔ１〈ｑ〉におけるｄｙ／ｄｔの値を持って傾斜量Ｋｉ＝Ｋ１１を求める。
ここで、傾斜量Ｋｉを求める方法として、フィルタ１７へ入力される前の荷重信号もサンプリングしてΔｔ毎に記憶させておき、直接荷重信号における傾斜量Ｋｉを求めるようにしてもよい。これは、荷重信号には計量器（計量ホッパ６）への荷重負荷の掛かり方そのものが現れるからである。
【００７６】
＜補正量の決定方法の説明＞
上記のようにして、表２に示されるように、各計量ホッパ６の各計量回数毎に、重量測定値取得タイミングにおける重量測定値と最終値との偏差量ｅｉと、傾斜量Ｋｉとを（ｅ１１，Ｋ１１），（ｅ２１，Ｋ２１），・・・，（ｅｍｋ，Ｋｍｋ）として求める。
【００７７】
【表２】
0005627261.tif 000003
【００７８】
＜補正量の決定方法の説明＞
計量ホッパ６毎に、また計量回数毎に、供給ホッパ５のゲートの開くタイミング、すなわち、安定待ち時間タイマー２３の起点に対して被計量物が計量ホッパ６へ供給されるタイミングは異なるので、（ｅ１１，Ｋ１１），（ｅ２１，Ｋ２１），・・・，（ｅｍｋ，Ｋｍｋ）は様々に異なる。
【００７９】
＜補正量の決定方法の説明＞
荷重信号評価手段２５は、フィルタ応答信号の傾斜量、すなわちフィルタ応答信号の時間変化率の大きさに基づいてフィルタ１７の応答を評価する。
より具体的に説明すると、荷重信号評価手段２５は、上記のデータ、（ｅ１１，Ｋ１１），（ｅ２１，Ｋ２１），・・・，（ｅｍｋ，Ｋｍｋ）から最小二乗法などの方法によって、下記式（３）に示されるように、偏差量ｅｉを傾斜量Ｋｉの関数として表す。
ｅｉ＝ｆ（Ｋｉ）      ・・・（３）
推定誤差算出手段２６は、上記式（３）に基づいて、重量測定値取得タイミング（時刻ｔ１ｑ）におけるフィルタ１７の未応答に起因して生じる重量測定値の真の値に対する誤差（最終値との間の偏差量ｅｉ）を算出する。この算出された誤差（偏差量ｅｉ）が毎回の供給計量時の安定待ち時間相当の時刻ｔ１ｑにおける推定誤差量であり、最終値への補正量となる。
【００８０】
＜本稼働運転時における補正の実施の説明＞
本稼働運転時には、供給ホッパ５のゲートの開のタイミングにて安定待ち時間タイマー２３のカウントを開始させる。安定待ち時間のカウントが時刻ｔ１〈ｑ−ｒ〉に至ると重量測定値の取得を開始し、安定待ち時間の時刻ｔ１〈ｑ〉まで重量測定値を取得する。
推定誤差算出手段２６は、これら複数個の重量測定値から前述の方法で求められた傾斜量Ｋｉを上記式（３）に代入して推定誤差量（偏差量ｅｉ）を算出する。
そして、重量測定値補正手段２７は、推定誤差算出手段２６が算出した推定誤差量（偏差量ｅｉ）を安定待ち時間の最終時刻ｔ１〈ｑ〉に取得された重量測定値に加えて最終値に相当する重量測定値を得る。
こうして、フィルタ応答信号の最終値に対する偏差の大きさに応じた補正値（偏差量ｅｉ）を適用することができるので、精確な重量測定値を求めることができる。
【００８１】
以上、本発明の計量装置について、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。
【００８２】
例えば、上記実施形態で述べた補正法に代えて、以下に述べる簡易補正法を適用することも可能である。
【００８３】
＜簡易補正法の説明＞
図７に示される荷重信号の応答に関して、被計量物の流動性が良く、計量ホッパ６へ同じタイミングで供給されるような性質のものであれば、供給開始時点の荷重信号の立ち上がりタイミングは被計量物同士および被計量物と供給ホッパ５の壁との間の静止摩擦などの関係でばらつきがあっても、一旦供給が始まると供給ホッパ５の排出口から排出される被計量物の流量は毎回安定しており、フィルタ応答信号（フィルタ１７の出力点における荷重信号）の立ち上がりの状況には殆ど違いがない。
【００８４】
＜簡易補正法の説明＞
このため、図４に示されるように、フィルタ応答信号の立ち上がり開始タイミングの検出手段として一定値（境界値）Ｗｒを設定して、フィルタ応答信号がＷｒ以上になった時刻ｔ１ａを検出するようにし、この時刻ｔ１ａを起点として安定待ち時間相当の時刻ｔ１ｑまでをフィルタ応答待ち時間Ｔｒｉとしてカウントし、このフィルタ応答待ち時間Ｔｒｉを、フィルタ１７の未応答に起因して生じる重量測定値の真の値に対する誤差（偏差量ｅｉ：フィルタ未応答量の大きさ）を算出するパラメータに置く。ここで、フィルタ応答信号の立ち上がりを検出し、重量測定値取得タイミング（時刻ｔ１ｑ）まで時間をカウントするフィルタ応答待ち時間測定手段として、応答待ち時間タイマー２４を用いることができる。
なお、ここでは、フィルタ応答信号について境界値Ｗｒ以上になったかどうかを検出するようにされているが、これに代えて、フィルタ１７に入力する前の荷重信号について境界値Ｗｒ以上になったかどうかを検出するようにしてもよい。要するに、荷重信号の立ち上がり変化に基づいて、荷重信号の立ち上がり開始タイミングを検出する。
【００８５】
＜簡易補正法の説明＞
フィルタ応答待ち時間Ｔｒｉの長さは、時刻ｔ１ｑにおけるフィルタ応答信号と最終値との偏差の大きさ、すなわちフィルタ未応答量に強く相関する。
表１のテーブルデータを取得する際に、フィルタ応答信号が初めてＷｒ以上になった時刻（応答開始時刻）ｔ１ｙｉを読み取って記憶させ、フィルタ応答待ち時間Ｔｒｉを、下記式（４）を用いて求める。
Ｔｒｉ＝ｔ１ｑ−ｔ１ｙｉ      ・・・（４）
但し、先の実施形態の説明で述べたように、フィルタ１７の未応答量の大きさは供給された荷重信号自体の大きさに強く相関するので、時刻ｔ１ｓにおける重量測定値Ｗｘｓが目標供給重量Ｗｔ／Ｍに近い値（境界値ｗｒを予め設定しＷｔ／Ｍ−ｗｒ＜Ｗｘｓ＜Ｗｔ／Ｍ＋ｗｒ）を満足する組のデータを選択するものとする。
【００８６】
＜簡易補正法の説明＞
偏差量ｅｉは、例えば計量ホッパ番号１番の計量ホッパ６の第１回目の計量時におけるデータであるなら下記式（５）で表すことができる。
ｅ１１＝ｗ１ｓ１１−ｗ１ｑ１１      ・・・（５）
【００８７】
＜簡易補正法の説明＞
表３には、各計量ホッパ６の各計量回数毎のフィルタ応答待ち時間Ｔｒｉと偏差量ｅｉとを含むテーブルデータが示されている。
【００８８】
【表３】
0005627261.tif 000004
【００８９】
＜簡易補正法の説明＞
多くのデータ（Ｔｒ１１，ｅ１１）（Ｔｒ２１，ｅ２１），・・・，（Ｔｒｍｋ、ｅｍｋ）を用いて最小二乗法などの手段によって偏差量ｅｉをフィルタ応答待ち時間Ｔｒｉの関数として、下記式（６）の形で表す。
ｅｉ＝ｆ（Ｔｒｉ）      ・・・（６）
【００９０】
＜簡易補正法の説明＞
調整運転によって上記式（６）で示される関数を求めておき、稼働運転では毎回の供給計量に対してフィルタ応答待ち時間Ｔｒｉをカウントし、安定待ち時間タイマーが安定待ち時刻ｔ１ｑに到達した時のＴｒｉの値から上記式（６）より偏差量ｅｉを算出してこの値を持って補正量とする。
【００９１】
＜簡易補正法の変形例の説明＞
上記の簡易補正法では、フィルタ応答待ち時間の起点を閾値（境界値）Ｗｒを用いて定める事例を述べた。しかし、応答待ち時間タイマー２４の起点である被計量物の負荷によるフィルタ応答の開始時点の検出は別の方法であってもよい。
例えばフィルタ応答信号である重量信号の時間変化率が一定値以上を満足した時点、閾値（境界値）Ｗｒ以上であって第１回目の極大値を示すタイミングなどを用いても良い。
以上のようにフィルタ応答待ち時間をパラメータとしてフィルタの未応答量の大きさを推定・算出する態様もある。
【００９２】
＜補正用偏差量の重量測定値による修正の説明＞
前述したように、フィルタ未応答量はフィルタ１７への入力信号の大きさに依存する。
上記のｅｉ＝ｆ（Ｋｉ），ｅｉ＝ｆ（Ｔｒｉ）によって求められる偏差量はいずれも供給重量値がＷｔ／Ｍ（＝Ｗａとおく）近傍の大きさの重量信号がフィルタに入力した場合のフィルタ出力における偏差量である。
本稼働運転時に取得する補正対象とされる重量測定値の大きさをＷｘ（時刻ｔ１〈ｑ〉における重量測定値）とすると、下記式（７）（８）で示される如く、補正対象とする重量測定値の大きさに応じて補正量を修正することができる。
ｅｉ＝（Ｗｘ／Ｗａ）・ｆ（Ｋｉ）        ・・・（７）
ｅｉ＝（Ｗｘ／Ｗａ）・ｆ（Ｔｒｉ）      ・・・（８）
【００９３】
さらに、以下に述べる重回帰分析による補正法を適用することも可能である。
【００９４】
＜重回帰分析による補正法の概要説明＞
重回帰分析による補正法は、予め荷重信号の状態に応じて重量測定値の真の値に対する誤差（重回帰分析でいう目的変数）に大きく影響する１つまたは複数の要因（説明変数）に着目し、それぞれの要因の大小を表す重み係数（回帰係数）を設け、計量誤差を統計的な誤差として表すことで縮小するか、あるいはばらつき誤差は従来と同じでも安定待ち時間を短縮して計量処理能力を高めることを目的とする。
予め誤差の推定式を設定し、調整運転時に多くの重量測定データを取得し、これらの重量測定データに基づいて、１つまたは複数の要因別パラメータと、パラメータによって推定される誤差と実際に現れる誤差との差が最小になるように誤差推移式における要因別の重み係数を定める。
本稼働運転時には毎回の荷重信号を測定する度に荷重信号を評価するパラメータを測定し、測定したパラメータでもって推定誤差式によってその都度の誤差を精確に推定し、重量測定値を推定した精確な誤差でもって補正して真の重量測定値を求める。
【００９５】
以下において、重回帰分析による補正法について順を追って詳細に説明する。
【００９６】
＜誤差要因パラメータの設定の説明＞
組合せ秤１において、被計量物が供給ホッパ５から計量ホッパ６へ供給される場合の荷重信号を事例に挙げる。
フィルタ１７の出力点における荷重信号（フィルタ応答信号）によって予め定めた許容値内にばらつき量が収まる最短の重量測定値取得タイミング、つまり安定待ち時間は本実施形態で述べた方法や特許文献３に係る提案の方法に基づいて決定されるものとする。
調整運転時点で組合せ秤１の各計量ホッパ６に対して、予め定めた組合せ目標重量値Ｗｔ、組合せ個数Ｍから決まる所定の供給重量値Ｗｔ／Ｍを供給して次に掲げるパラメータを検出・測定する。
下記のパラメータは被計量物の種類や供給量、重量によって供給状態や荷重信号の波形が異なるので、被計量物の種類や供給量に応じて評価する。推定式は被計量物の種類や供給量、重量別に設定されることが好ましい。
【００９７】
図５には、フィルタの入力点の荷重信号を表すグラフ（ａ）（ｃ）およびフィルタの出力点の荷重信号を表すグラフ（ｂ）（ｄ）がそれぞれ示されている。
図５（ａ）において、（１）´のグラフは同じ被計量物の塊が計量ホッパへ早く到達した場合の状態を表すもので、（２）´のグラフは被計量物がブリッジを起こしたり、被計量物同士や被計量物とゲートとの間の摩擦抵抗が大きいために計量ホッパに遅く到達した場合の状態を表すものである。
図５（ｂ）において、（１），（２）のグラフはそれぞれ（１）´，（２）´に対応するフィルタ出力点の荷重信号の状態を表すものである。
図５（ｃ）における荷重信号（３）´のグラフは、図５（ａ）の（１）´の荷重信号の際と最終的には被計量物が同じ供給重量であるがブリッジの影響や、被計量物同士あるいはゲートとの間の摩擦抵抗の大きさの違いによって供給時間が長く掛った場合の状態を表すものである。
図５（ｄ）において、（１），（３）のグラフはそれぞれ図５（ａ）の（１）´、図５（ａ）の（３）´に対応するフィルタ出力点の荷重信号の状態を表すものである。
【００９８】
＜パラメータＡｉの説明＞
パラメータＡｉは、重量測定値の取得タイミングｔ１ｑと荷重信号立ち上がりタイミング（フィルタ入力／出力）との時間差（ＴｄまたはＴｄ´）である。
被計量物が計量ホッパ６へ到達する時点の検出法は、フィルタ１７の入力点または出力点の荷重信号のサンプリング重量測定値が初めて境界重量Ｗｒ以上となるタイミングとする。
フィルタ１７の出力点の荷重信号（フィルタ応答信号）でもって立ち上がり時点を検出する場合は、フィルタ１７によって荷重信号が振動ノイズの影響を受けにくいので境界重量Ｗｒをフィルタ１７の入力点の場合よりも小さい値に設定しても良い。
荷重信号の応答時間は、荷重信号がフィルタ１７の入力点の場合、図５（ａ）において、（１）´がＴｄ１´、（２）´がＴｄ２´となり、荷重信号がフィルタ１７の出力点の場合、同図（ｂ）において、（１）がＴｄ１、（２）がＴｄ２となる。
重量測定値は、フィルタ１７の出力点の荷重信号を時刻ｔ１ｑにてサンプリング測定した重量測定値であり、図５（ｂ）における荷重信号（１）（２）に対してそれぞれｗ１ｑ１，ｗ１ｑ２となる。
安定待ち時間ｔ１ｑは、フィルタ１７が最終値まで応答できない時点に設定されているので、荷重信号のフィルタ１７への入力処理の時間が長いほど重量測定値は最終値に近づき大きくなるので、ｗ１ｑ１，ｗ１ｑ２はそれぞれＴｄ１，Ｔｄ２またはＴｄ１´，Ｔｄ２´の大きさに相関を持つ。
被計量物の供給状況に違いがあって、実際に被計量物が計量ホッパ６へ到達するタイミングから重量測定値の取得タイミングまでの間の時間に長短ができるとフィルタ１７の出力の過渡応答に差が現れ、重量測定値は大小に影響を受ける。フィルタ１７としての応答時間Ａｉ＝ＴｄまたはＴｄ´をパラメータとする。
【００９９】
＜パラメータＢｉとＣｉの説明＞
被計量物の計量ホッパ６への供給のされ方による荷重信号の立ち上がり状況は、フィルタ１７の出力の過渡応答に差となって現れる。
供給過程の前半（荷重信号の立ち上がり過程：計量ホッパ６への被計量物の荷重が漸増している状態）における時間変化率をパラメータＢｉとする。
供給過程の後半（荷重信号の最終値へ向けての応答過程：被計量物の計量ホッパへの負荷が終了し、フィルタの応答出力が最終値へ向けて漸増している状態）における時間変化率をパラメータＣｉとする。
【０１００】
＜パラメータＢｉとＣｉの説明＞
重量測定値取得タイミング（ｔ＝ｔ１ｑ）におけるフィルタ１７の出力点の荷重信号から取得される重量測定値ｗ１ｑ１とｗ１ｑ３はフィルタ１７の入力点の荷重信号の立ち上がり状態によって異なる。
そこで、フィルタ１７の出力点の荷重信号（１），（３）のサンプリング重量値が境界重量値Ｗｒ以上になる時点をそれぞれｔ１ｕ１，ｔ１ｕ３とし、第１極小値ｗ１ｍ１，ｗ１ｍ３が現れる時点をそれぞれｔ１ｍ１，ｔ１ｍ３とすると、荷重信号（１），（３）の前半の立ち上がり傾向は直線近似であればそれぞれ（ｔ１ｕ１，Ｗｒ）と（ｔ１ｍ１，ｗ１ｍ１）および（ｔ１ｕ３，Ｗｒ）と（ｔ１ｍ３，ｗ１ｍ３）を結ぶ直線の傾斜量をもってパラメータＢｉとする。
また、荷重信号（１），（３）の後半における傾斜量はそれぞれ（ｔ１ｍ１，ｗ１ｍ１）と（ｔ１ｑ，ｗ１ｑ１）および（ｔ１ｍ３，ｗ１ｍ３）と（ｔ１ｑ，ｗ１ｑ３）を結ぶ直線の傾斜量をもってパラメータＣｉとする。
【０１０１】
＜パラメータＢｉとＣｉの説明＞
前半の傾斜量については大きいほど被計量物が早く供給されている状態が表され、それだけフィルタの応答は速くなるので最終値に対する偏差誤差は小さく、後半の傾斜量については小さいほど応答値が最終値に接近していることが表され、それだけ偏差誤差が小さいという関係にある。
応答状態を曲線近似するには、例えば荷重信号（１），（３）に対してそれぞれ上記の３点を通る２次曲線ｆ１（ｔ），ｆ３（ｔ）を算出し、前半の傾斜量については、前半はｔ＝ｔ１ｕ１，ｔ＝ｔ１ｕ３、後半はｔ＝ｔ１ｑにおけるｄｆ１（ｔ）／ｄｔ，ｄｆ３（ｔ）／ｄｔの値としてもよい。
なお、荷重信号の供給状態を表すパラメータをフィルタ１７の出力点の荷重信号の応答状況から求めたが、フィルタ１７の入力点の荷重信号から求めても良い。
また、応答を表す近似直線は２点、近似曲線は３点と、最小のデータによって求めたが、ｔ１ｑまでの多くにサンプリング時点での荷重信号を使用して最小２乗法によって求めても良い。
また、荷重信号の後半の傾斜量として、本実施形態で述べた方法を適用しても良い。
【０１０２】
＜パラメータＤｉの説明＞
計量ホッパ６の固有振動周期と安定待ち時間の関係で、被計量物の計量ホッパ６への供給によって生じる固有振動周期の繰り返しの少ない間（すなわち、固有振動周期に比較して荷重信が立ち上がってから重量値取得タイミングまでの期間が余り長くない場合、例えば数サイクル分程度の場合）に重量測定値取得タイミングｔ１ｑに到達する条件の場合は、被計量物を供給中の固有振動の振幅は正弦波のように同じ大きさの振幅が繰り返すのでなく、大きい衝撃荷重によって大きく荷重増加の方向に振れた信号が反動によって反対方向へ振れるとき、引き続き供給物の荷重が加わることによって図６に示されるように振幅が小さくなるので、このような振動波形をフィルタ１７で処理すれば、初めて衝撃荷重が加わった時点からの時間経過が短い程、実際に供給されている荷重より大きめの出力が現れる。
【０１０３】
＜パラメータＤｉの説明＞
したがって図５（ａ）において、連続する極値の差からフィルタ１７に取り込まれる衝撃荷重の大きさを評価する場合に、フィルタ１７の形式やフィルタ１７の定数、次数の大小によって重量値を測定する時点から以前のどの時間領域の衝撃荷重を評価すれば適切であるかが異なるが、例えば荷重信号がＷｒ以上となった以降において現われる第１極大値とそれに続いて現われる第１極小値による振幅と取り上げるとすれば、ｔ１ａ３１における第１極大値ｗ１ａ３１とｔ１ｂ３１における第１極小値ｗ１ｂ３１の差（第１振幅）の絶対値をもってパラメータＤｉとする。
振幅を評価する荷重信号はフィルタ１７の入力点、出力点のいずれでも良い。
評価する振幅について第１極小値と第２極大値の差の絶対値を用いても良い。
【０１０４】
以上の如く、荷重信号の応答特性に関わるパラメータ、すなわち時間差、時間変化率、振幅について、被計量物が計量ホッパ６に供給されてから重量測定値が取得されるまでのタイミングの間の適宜区間のサンプリング重量測定値でもって求めればよい。
【０１０５】
＜誤差推定のモデル式と重み係数の決定の説明＞
重量測定値取得タイミングｔ１ｑにおける重量測定値の真の重量値に対する誤差Ｅを、
誤差Ｅ＝所定タイミングｔ１ｑの重量測定値−真の重量値
と置くと、誤差Ｅの推定モデル式は、それぞれの誤差要因に重み係数を掛けた次の１次式から成り立つとする。すなわち誤差Ｅは、下記式（１０）で示されるように、定数項とそれぞれの誤差要因が重みを持って関連する項とでもって構成される。
Ｅ＝ｋ１・Ａｉ＋ｋ２・Ｂｉ＋ｋ３・Ｃｉ＋ｋ４・Ｄｉ＋ｋ５      ・・・（１０）
安定待ち時間タイマー２３の起点としては、供給ホッパ５のゲートを開くタイミングとする。なお、重量選別機であれば、計量コンベヤの入口付近に設けた物品センサが物品を検出したタイミングとする。
【０１０６】
＜誤差推定のモデル式と重み係数の決定の説明＞
安定待ち時間タイマー２３は、計量誤差のばらつきが予め設定された許容誤差の範囲に、例えば３シグマに入る時点を定める。この時点をもって重量測定値の取得タイミングとする。
真の値は、安定待ち時間タイマー２３の設定時間より長い時間設けた、荷重信号のフィルタ応答が十分安定するタイミングを測定タイミングとする重量測定値であるとする。
定数項ｋ５は過渡応答が最終値へ収束していない場合についての未応答量を表す。
【０１０７】
＜誤差推定のモデル式と重み係数の決定の説明＞
上記式（１０）における係数ｋ１〜ｋ５を求めるために、組合せ秤１の各計量ホッパ６毎に、フィルタ１７の入力点および出力点のそれぞれの荷重信号に対してサンプリング時刻ｔ１ｕ１´〜ｔ１ｑまでΔｔ毎の重量測定値と、フィルタ１７の出力点の荷重信号が十分に安定になる時刻ｔ１ｓにおける重量測定値とを各計量ホッパ６についてｋ回分だけ素データとして記憶手段２０に記憶させる。そして、記憶手段２０に記憶されている素データに基づいて誤差Ｅが最小になるようにｋ１〜ｋ５を決定する。
【０１０８】
＜誤差推定のモデル式と重み係数の決定の説明＞
フィルタ１７の出力点のサンプリング荷重信号において、ばらつきの標準偏差値３シグマが予め定めた許容範囲の値を取るタイミング（時刻ｔ１ｑ）を決定する。決定した時刻ｔ１ｑのタイミングをもって重量測定値の取得タイミングとする。
時刻ｔ１ｑにおける重量測定値が真の値（ここではｔ１ｓにて測定した最終値である）に対して、
誤差Ｅ＝重量測定値（ｔ１ｑの値）−最終値
が最小になるように荷重信号の各種状態により誤差Ｅを決定し、決定したＥでもって
真の重量測定値＝重量測定値−Ｅ
と精確な重量測定値を補正する。
【０１０９】
＜誤差推定のモデル式と重み係数の決定の説明＞
誤差ＥａｉおよびＥｂｉ＝重量測定値（ｔ＝ｔ１ｑ）−真の値（ｔ＝ｔ１ｓ）とおき、テストデータより、評価用のパラメータＡｉ，Ｂｉ，Ｃｉ，Ｄｉを上記の定義にしたがって求める。
【０１１０】
【表４】
0005627261.tif 000005
【０１１１】
＜誤差推定のモデル式と重み係数の決定の説明＞
誤差推定モデル式（上記式（１０））に応じて上記の表１のテストデータを使用して、
ｄ１＝Ｅ１−（ｋ１・Ａ１＋ｋ２・Ｂ１＋ｋ３・Ｃ１＋ｋ４・Ｄ１＋ｋ５）
ｄ２＝Ｅ２−（ｋ１・Ａ２＋ｋ２・Ｂ２＋ｋ３・Ｃ２＋ｋ４・Ｄ１＋ｋ５）
・・・・・・・・・・・・・・
ｄｎ＝Ｅｎ−（ｋ１・Ａｎ＋ｋ２・Ｂｎ＋ｋ３・Ｃｎ＋ｋ４・Ｄ１＋ｋ５）
と置いた場合に、
【数１】
0005627261.tif 000006
を最小にするｋ１〜ｋ５を決定する。
決定法として、
∂Ｆａ／∂ｋ１＝０、・・・・、∂Ｆａ／∂ｋ５＝０
の各式による連立方程式によってｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ５を求めることは言うまでもない。
【０１１２】
＜誤差推定のモデル式に基づく補正の説明＞
誤差推定モデル式（上記式（１０））の係数が決定されると、本稼働運転に採用する。
荷重信号評価手段２５は各計量ホッパ６において毎回の荷重信号を評価し、推定誤差算出手段２６はＡｉ〜Ｄｉを求めて決定された誤差推定モデル式（上記式（１０））に基づいて誤差Ｅを推定し、重量測定値補正手段は、推定誤差算出手段２６によって推定された誤差Ｅに基づいて重量測定値取得タイミング（時刻ｔ１ｑ）における重量測定値を補正する。
【０１１３】
＜誤差推定のモデル式に基づく補正の説明＞
なお、パラメータの数は上記の４個より多く設定しても良い。
また、
Ｅ１＝ｋ１・Ａｉ＋ｋ５や
Ｅ２＝ｋ１・Ａｉ＋ｋ２・Ｂｉ＋ｋ５
Ｅ３＝ｋ２・Ｂ２＋ｋ４・Ｄ１＋ｋ５
・・・・・・・
など、適宜、要因別のパラメータを１個または複数個組み合わせて設けた誤差推定式のいずれかを設定してもよい。
【０１１４】
＜誤差推定のモデル式に基づく補正の説明＞
また、いずれの誤差推移定式が運転時の被計量物の荷重信号にとって適切か（もっとも誤差を小さくできるか）を選択的に決定できるようにするために、調整運転時に、同時に、上記のように複数の異なる誤差推定式を設定してそれぞれの誤差推定式の係数を決めた上で、記憶している重量測定値取得タイミングにおける重量測定値をこれら複数の推定式によって得られた誤差でもって補正した補正済みの重量測定値を求め、更に補正済み重量測定値の標準偏差または補正済み重量測定値と最終値との差の２乗平均値のいずれかでもって誤差推定式の適切性を評価するようにしてもよい。
【０１１５】
＜誤差推定のモデル式に基づく補正の説明＞
または、
最終値の分散＝予測値の分散＋残差の分散
であり、あてはまりの良さを表す寄与率は、
Ｒ２＝予測位置の分散／実測値の分散
で表され、Ｒ２の値が１に近いほどあてはまりがよいので、補正済み推定重量測定値（予測値）の標準偏差が最終値の標準偏差に最も近い場合の式を選択する。
標準偏差で評価するのであれば、もっとも標準偏差の小さい補正済み重量測定値が得られる誤差推定式をもって本稼働運転に適用する。
【０１１６】
＜誤差推定のモデル式に基づく補正の説明＞
また、パラメータの設定方法として、上記のごとくＡｉ〜Ｄｉを選び、先ず１個ずつのパラメータ（説明変数）による寄与率を算出し、１個のパラメータによる推定式の中で最大の推定式を残し、次に最大の推定式にそれぞれ残りのパラメータ（説明変数）一つずつ加えた場合の推定式による最大の寄与率のものを残すという操作を繰り返しても良い。
【０１１７】
＜誤差推定のモデル式に基づく補正の説明＞
誤差推定式は被計量物の種類や供給量別に制御装置８の記憶手段２０に記憶させ、本稼働運転に先立って作業者が操作装置１０のキースイッチの操作にて被計量物の種類や供給量別に仕分けた品目を設定すれば、適用される推定式もそれに応じて選択されるものとする。下記の重量取得タイミングについても同様である。
【０１１８】
＜推定誤差による補正に基づく重量測定値取得タイミングの短縮化の説明＞
上記の補正によってｔ＝ｔ１ｑでの重量測定値のばらつき幅が縮小すれば、計量精度の許容範囲を一定に置いて安定待ち時間を短縮させることができる。
これは各計量ホッパ６の各計量回でのＡｉ〜Ｄｉを求め、誤差Ｅを推定してｔ＝ｔ１ｑの時刻での重量測定値を補正し、最終値との偏差を求め、差の標準偏差を算出する。
補正された重量測定値の最終値との偏差の標準偏差は補正する前の偏差より縮小されているので、次にｔ＝ｔ１ｑ−Δｔの時刻を新たな重量測定時刻として、記憶している測定値のデータから上記と同様に各計量ホッパ６の各計量回数でのＡｉ〜Ｄｉを求め、誤差Ｅを推定してｔ＝ｔ１ｑ−Δｔの時刻での重量測定値を補正し最終値との偏差を求め、差の標準偏差を算出する。
偏差の標準偏差値をｓとすると、例えば３シグマの値である３ｓがなお許容精度よりも小さければ、更に安定待ち時間を短縮するものとして、ｔ＝ｔ１ｑ−２・Δｔについて同様に実施する。
引き続き同様に演算して偏差の標準偏差の３倍が所定の許容精度を超えるまで安定待ち時間をΔｔずつ短縮して演算を繰り返し、超える直前の時刻をもって安定待ち時間として、本稼働運転時にはこの時刻の重量測定値の取得タイミングとする。
これによって、計量装置が従来と同じ許容計量精度であるなら計量処理能力を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の計量装置は、フィルタの未応答に起因して生じる重量測定値の真の値に対する誤差に応じた補正値を適用することができ、これによって精確な重量測定値を求めることができるという特性を有していることから、粉体、ばらものその他の物品の重量を測定する各種の計量に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１      組合せ秤（計量装置）
２      物品供給装置
３      分散フィーダ
４      直進フィーダ
５      供給ホッパ
６      計量ホッパ（計量部）
７      メモリホッパ
８      制御装置
９      表示装置
１０    操作装置
１１    被計量物受け部
１２    荷重センサ
１３    集合シュート
１４    集合ファネル
１５    増幅器
１６    Ａ／Ｄ変換器
１７    フィルタ
１８    動的重量測定値取得手段
１９    静的重量測定値取得手段
２０    記憶手段
２１    ばらつき量演算手段
２２    動的重量測定値取得時刻決定手段
２３    安定待ち時間タイマー
２４    応答待ち時間タイマー
２５    荷重信号評価手段
２６    推定誤差算出手段
２７    重量測定値補正手段
【図１】
0005627261.tif 000007
【図２】
0005627261.tif 000008
【図３】
0005627261.tif 000009
【図４】
0005627261.tif 000010
【図５】
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【図６】
0005627261.tif 000012
【図７】
0005627261.tif 000013
【図８】
0005627261.tif 000014