(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物を計量して、その重量に対応した計量信号を出力する計量セルと、
この計量セルが設置された床の振動を検出して、床振動検出信号を出力する床振動検出セルと、
上記計量信号をフィルタリングする第１のディジタルフィルタリング手段と、
上記床振動検出信号をフィルタリングする第２のディジタルフィルタリング手段と、
計量セルと床振動検出セルとの間の出力感度比を算出する感度算出手段と、
計量信号または床振動検出信号の少なくとも一方を上記出力感度比で補正して出力感度補正済信号を生成する感度補正手段と、
信号間の出力感度比が補正された計量信号から床振動信号を減算して、床振動に起因する計量信号の誤差を補償した床振動補正済信号を出力する床振動補償手段とを備え、
上記第１または第２のディジタルフィルタリング手段の少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている計量装置。
【請求項２】
複数の計量ホッパに投入された各被計量物をそれぞれ計量して、その重量に対応した計量信号を出力する複数の計量セルと、
これら計量セルが設置された床の振動を検出して、床振動検出信号を出力する複数の床振動検出セルと、
上記各計量信号をフィルタリングする第１のディジタルフィルタリング手段と、
上記各床振動検出信号をフィルタリングする第２のディジタルフィルタリング手段と、
上記各床振動検出信号に基づいて床の振動モードを検出して、各計量セルが設置された位置の床の上下方向変位を算出する床振動算出手段と、
計量セルと床振動検出セルとの間の出力感度比を、上記振動モードを形成する振動モード成分に対応させて求める感度算出手段と、
計量信号または床振動検出信号の少なくとも一方を上記出力感度比で補正して出力感度補正済信号を生成する感度補正手段と、
信号間の出力感度比が補正された計量信号から床振動信号を減算して、床振動に起因する計量信号の誤差を補償した床振動補正済信号を出力する床振動補償手段と、
各計量ホッパの被計量物の重量を示す上記床振動補正済信号計量信号に基づいて、各被計量物を選択的に組み合わせて、一定の許容範囲内で目標値に近い組合せを演算する組合せ演算手段とを備え、
上記第１または第２のディジタルフィルタリング手段の少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている組合せ計量装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、計量セルからの計量信号から、その計量セルを設置した床の低周波の振動成分による計量誤差を除去するようにした計量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、工場生産ラインにおいて、被計量物を計量する際、被計量物を計量装置に載せたときに機械振動が生じるとともに、計量装置の設置場所において地盤，建屋，床，架台などの環境に起因して床振動が生じ、これらの振動分が計量信号に重畳する。この重畳された計量信号はＡ／Ｄ変換器で所定サンプリング周波数でディジタル変換されディジタルフィルタでフィルタリングされ、その機械振動分が除去される。しかし、床振動分の周波数が機械振動分の周波数より低周波である場合、１つのディジタルフィルタで除去しようとすると、ディジタルフィルタのカットオフ周波数を低く設定する必要があり、そうするとフィルタリング時間が長くなって計量速度が低下する。
【０００３】
この場合に、床振動分は別途補正によって除去する床振動補償（ＡＦＶ）機能を有する計量装置が用いられる。この計量装置においては、被計量物を計量してその重量に対応した計量信号を出力する計量セルの近傍で該計量セルと同一の床に、床振動検出信号を出力する床振動検出セルを設置する。そして、同じフィルタ周波数特性のディジタルフィルタを２つ設けて、両信号をそれぞれフィルタリングして機械振動を除去した後に、計量信号から床振動信号を減算することにより、計量信号中から床振動成分を除去する床振動補償を行っている。これにより、ディジタルフィルタのカットオフ周波数を高く設定することを可能にし、高速計量の実現を図っている。
【０００４】
このとき、図１４に示すように、計量セル側と床振動検出セル側とでは、入力信号に対する出力信号のゲインや位相の遅れ方が異なり、そのままでは正確な床振動の除去が行えない場合がある。このゲインの相違や位相差の発生は、計量セルと床振動検出セルとで、ばね定数および負荷重量（風袋を含む）が相違することに起因する。このため、ゲインの相違に関してはいずれか一方のセルの出力感度を他方に合わせる感度補正を行って、両セルの出力のゲインを合わせる必要がある。なお、位相差は比較的小さいので無視することができる。以下、この感度補正について説明する。
【０００５】
図１５の振動モデルにおいて、計量セルおよび床振動検出セルの運動方程式は、式（１）および式（２）で示すようになる。両式（１），（２）において、Ｍ０は床振動検出セルの自由端の荷重（質量）、Ｍ１は被計量物が載置されていない状態での計量セルの自由端の荷重（質量）、ｍは被計量物の質量、ｋ０，ｋ１は床振動検出セルと計量セルのばね定数、ｘ０，ｘ１は両セルの自由端の変位、ｘＢ  は床Ｆの変位である。
【０００６】
【数１】
0003631546.tif 000002
【０００７】
ここで、床側と荷重側の相対変位が各セルの出力となるので、上記式（１）および式（２）は、式（３）および式（４）のように変形することができる。
【０００８】
【数２】
0003631546.tif 000003
【０００９】
上記の両式（３）（４）を、床の変位を系の入力、セルの出力を系の出力として、その入出力の関係である伝達関数を求め、さらに、振幅の周波数特性Ｇ１（ｊω）およびＧｏ（ｊω）を求めると、式（５）および式（６）となる。式（５）および式（６）において、ωは補正対象である床振動の周波数、ω１  は計量セルの固有振動数、ω０  は床振動検出セルの固有振動数である。
【００１０】
【数３】
0003631546.tif 000004
【００１１】
したがって、計量セル側と床振動検出セル側の出力感度比αは、次の式（７）となる。
【００１２】
【数４】
0003631546.tif 000005
【００１３】
ここで、１  ≫（ω／  ωｏ  ）２、１  ≫（ω／  ω１  ）２、即ち、補正対象とする床振動の周波数に対して、計量セル側、床振動検出セル側ともに固有振動数が十分に高い周波数である場合は、式（８）となる。
【００１４】
【数５】
0003631546.tif 000006
【００１５】
この式（８）において、▲２▼の部分は、ｍ＝０、つまり、被計量物が載置されていない状態での両セルの出力感度比を表し、また、▲１▼の部分は、被計量物が載置された状態での両セルの出力感度比を表している。これらの感度比は、計量セルの感度が被計量物の載置の有無によってどれだけ変化するかを示す。従って、上記で示す簡単な式で計算された出力感度比に基づいて例えば計量セルの感度補正を行って、両セルの出力のゲインを合わせ、高精度の床振動補償を行う。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来装置においては、次のような問題があった。
上記のように、従来装置は、１  ≫（ω／  ωｏ  ）２、１  ≫（ω／  ω１  ）２の条件の下で使用していたので、出力感度比αは床振動の周波数ωに関係せず一定であると仮定していた。ところが、生産性を向上するために、計量をより高速化しようとすると、ディジタルフィルタへの入力サンプル数が低下し、周波数領域によってはディジタルフィルタのカットオフ周波数が上昇して両セルの固有振動数に近づく。このときの各セルの出力感度に対する床振動の周波数特性を図１６に示す。この場合、横軸は床振動の周波数（Ｈｚ）で、縦軸は出力感度（ｇｆ／μｍ）である。
【００１７】
この図のように床振動の周波数ωが大きくなると、式（７）における周波数ωを無視できないため、式（８）が成立せず、式（７）のように出力感度比αは一定にならない。従って、従来のように出力感度比αを一定として感度補正した場合、感度比が一致する床振動周波数以外の周波数領域においては、実際と異なる感度比で感度補正することとなり、床振動補償の正確性を欠き高精度の計量が図れないという問題があった。
【００１８】
この発明は、上記の問題点を解決して、床振動周波数の変化にかかわらず、容易に高速かつ高精度の計量を図ることができる計量装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、被計量物を計量して、その重量に対応した計量信号を出力する計量セルと、この計量セルが設置された床の振動を検出して、床振動検出信号を出力する床振動検出セルと、上記計量信号をフィルタリングする第１のディジタルフィルタリング手段と、上記床振動検出信号をフィルタリングする第２のディジタルフィルタリング手段と、計量セルと床振動検出セルとの間の出力感度比を算出する感度算出手段と、計量信号または床振動検出信号の少なくとも一方を上記出力感度比で補正して出力感度補正済信号を生成する感度補正手段と、信号間の出力感度比が補正された計量信号から床振動信号を減算して、床振動に起因する計量信号の誤差を補償した床振動補正済信号を出力する床振動補償手段とを備え、上記第１または第２のディジタルフィルタリング手段の少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている。
上記構成によれば、第１または第２のディジタルフィルタリング手段の少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている。従って、床振動周波数と無関係に正確な床振動補償を行うことができる。
【００２０】
請求項２の発明は、複数の計量ホッパに投入された各被計量物をそれぞれ計量して、その重量に対応した計量信号を出力する複数の計量セルと、これら計量セルが設置された床の振動を検出して、床振動検出信号を出力する複数の床振動検出セルと、上記各計量信号をフィルタリングする第１のディジタルフィルタリング手段と、上記各床振動検出信号をフィルタリングする第２のディジタルフィルタリング手段と、上記各床振動検出信号に基づいて床の振動モードを検出して、各計量セルが設置された位置の床の上下方向変位を算出する床振動算出手段と、計量セルと床振動検出セルとの間の出力感度比を、上記振動モードを形成する振動モード成分に対応させて求める感度算出手段と、計量信号または床振動検出信号の少なくとも一方を上記出力感度比で補正して出力感度補正済信号を生成する感度補正手段と、信号間の出力感度比が補正された計量信号から床振動信号を減算して、床振動に起因する計量信号の誤差を補償した床振動補正済信号を出力する床振動補償手段と、各計量ホッパの被計量物の重量を示す上記床振動補正済信号計量信号に基づいて、各被計量物を選択的に組み合わせて、一定の許容範囲内で目標値に近い組合せを演算する組合せ演算手段とを備え、上記第１または第２のディジタルフィルタリング手段の少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている。
上記構成によれば、組合せ計量装置において、第１または第２のディジタルフィルタリング手段の少なくとも一方は、各計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている。従って、各計量セルについて床振動周波数と無関係に正確な床振動補償を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、この発明の一実施形態に係る計量装置の構成を示す。この計量装置は、計量セル（ロードセル）２，床振動検出セル（ロードセル）４，増幅器５，ローパスフィルタ６，Ａ／Ｄ変換器８，第１のディジタルフィルタリング手段１０，第２のディジタルフィルタリング手段１２，感度算出手段１４と感度補正手段１６とからなる感度補償手段１８，および床振動補償手段２０を備えている。第１および第２のディジタルフィルタリング手段１０，１２と感度補償手段１８と床振動補償手段２０とはＣＰＵ９に内蔵されている。以下、この装置の動作を説明する。
【００２２】
まず、計量セル２から検出された物品Ｍの計量信号、および計量セル２と同一の床Ｆに設置された床振動検出セル４から検出された床振動検出信号は、それぞれ増幅器５により増幅され、ローパスフィルタ６によって一定の周波数以上が除去され、Ａ／Ｄ変換器８により所定サンプリング周波数でディジタル変換される。この場合、ローパスフィルタ６はＡ／Ｄ変換器８の上記サンプリング周波数との関係で一定の周波数以上を除去（アンチエリアス）する目的で使用される。この計量信号および床振動検出信号には、その重量に応じた機械振動が重畳されている。そこで、計量信号は第１のディジタルフィルタリング手段１０でフィルタリングされ、機械振動が除去されてフィルタ済計量信号Ｗ（ｔ）が出力される。また、床振動検出信号は、第２のディジタルフィルタリング手段１２でフィルタリングされ、機械振動が除去されてフィルタ済床振動検出信号Ａ（ｔ）が出力される。
【００２３】
次に、フィルタ済計量信号Ｗ（ｔ）およびフィルタ済床振動検出信号Ａ（ｔ）は感度補償手段１８に入力される。この感度補償手段１８は、感度算出手段１４と感度補正手段１６とを備えている。感度算出手段１４は、計量セル２と床振動検出セル４とのばね定数および負荷重量（風袋を含む）の相違に起因する計量セル２と床振動検出セル４との出力感度比αを算出する。感度補正手段１６は、算出された出力感度比αに基づいて、例えば、床振動検出セル４からのフィルタ済床振動検出信号Ａ（ｔ）を補正して感度補正済信号α・Ａ（ｔ）を出力する。なお、フィルタ済計量信号Ｗ（ｔ）を補正するようにしてもよい。
【００２４】
次に、計量セル２のフィルタ済信号Ｗ（ｔ）と床振動検出セル４の感度補正済計量信号α・Ａ（ｔ）とについて床振動補償手段２０により減算処理を行い、Ｗ（ｔ）−α・Ａ（ｔ）＝Ｏ（ｔ）の演算により、計量セル２が設置された位置の上下方向の変位である床振動を補正した床振動補正済信号Ｏ（ｔ）を出力する。これにより、床振動に起因する計量信号の誤差が補償された床振動補正済信号Ｏ（ｔ）が得られる。
【００２５】
ここで用いられる第１または第２のディジタルフィルタリング手段１０，１２の少なくとも一方は、以下のように、第１段階のフィルタ特性を補正して第２段階のフィルタ特性を得るものである。このディジタルフィルタリング手段には、例えば直線位相ＦＩＲディジタルフィルタが用いられる。
【００２６】
まず、第１段階においては、計量装置の計量時の能力から決まるフィルタリングの遅れ時間や振動系の固有振動数を減衰させる減衰効果などから、フィルタ特性が設定される。この例では、図２のように、第１段階のフィルタ周波数特性Ｆ０  （ω）を有するメインフィルタとプリフィルタとが２段に組み合わされて使用されている。
【００２７】
図３に、この第１段階のフィルタと計量セルの床振動に対する感度の周波数特性とをかけ合わせた周波数特性を示し、図４に、この第１段階のフィルタと床振動検出セルの床振動に対する感度の周波数特性とをかけ合わせた周波数特性を示す。この第１段階では、床振動の周波数が１５Ｈｚ付近での床振動補償（ＡＦＶ）の減衰効果が最も大きくなるように、１５Ｈｚでの感度比αが用いられる。床振動の周波数が１５Ｈｚでは、計量セルの床振動に対する感度はＳ１  、床振動検出セルの床振動に対する感度はＳ２  であるので、感度比αはα＝Ｓ１  ／Ｓ２  （一定）で表される。その際の床振動補償の減衰効果を示す周波数特性を図５に示す。このグラフにおいて、床振動補償の減衰効果は、マイナス無限大（ｄＢ）であれば大きく、０（ｄＢ）に近づくにつれ減衰効果が小さくなる。
【００２８】
ここで、計量がより高速化されると、各ディジタルフィルタリング手段への入力サンプル数が低下し、周波数領域では各ディジタルフィルタリング手段のカットオフ周波数が上昇して、この出力感度比αは、α＝ｆ（ω）のように床振動の周波数ωの関数となる。この感度比周波数特性を図６に示す。この図のように、床振動の周波数ωが高くなると、感度比αは急激に変化する。従って、上記のような第１段階のフィルタでは、床振動周波数１５Ｈｚの場合には、感度比が一致して所望のフィルタ周波数特性が得られるが、その他の周波数の場合には、感度比が異なり所望のフィルタ周波数特性が得られないことから、床振動補償の効果を発揮できない。
【００２９】
そこで、本装置においては、第１段階のフィルタを次の第２段階のフィルタ特性に補正する。すなわち、第１ディジタルフィルタリング手段１０または第２ディジタルフィルタリング手段１２の少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性（床振動に対する伝達関数）より算出された計量セル２と床振動検出セル４との出力感度比αの床振動周波数ωによる変化、つまり次の式（９）に表すα＝ｆ（ω）の関係を補償して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段１０，１２の出力レベルの比が床振動周波数ωと無関係にほぼ一定となるようなフィルタ特性に設定される。なお、式（９）の出力感度比αは▲１▼と▲２▼をかけ合わせたものであり、▲１▼は床振動周波数に無関係の主に負荷重量に起因する出力感度比を示し、▲２▼は床振動周波数に関係する主に負荷重量に起因する出力感度比を示す。
【００３０】
【数６】
0003631546.tif 000007
【００３１】
この第２段階のフィルタ特性の設定の一例を以下に説明する。
いま、計量セル側の振幅の周波数特性をＧ１  （ω）、第１のディジタルフィルタリング手段１０の第２段階のフィルタ周波数特性をＦ１  （ω）とし、床振動検出セル側の振幅の周波数特性をＧ２  （ω）、第２のディジタルフィルタリング手段１２の第２段階のフィルタ周波数特性をＦ２  （ω）とした場合に、次の式（１０）の左辺に示す第１と第２のディジタルフィルタリング手段１０，１２の出力レベルの比がＣ（定数）になるように、フィルタ周波数特性Ｆ１  （ω），Ｆ２  （ω）が設定される。このＦ１  （ω），Ｆ２  （ω）は、式（９）におけるα＝ｆ（ω）＝Ｆ１  （ω）／Ｆ２  （ω）の関係にある。
【００３２】
【数７】
0003631546.tif 000008
【００３３】
この第２段階のフィルタ周波数特性Ｆ１  （ω）またはＦ２  （ω）は、図２の第１段階のフィルタ周波数特性Ｆ０  （ω）に図６の感度比α＝ｆ（ω）をかけ合わせて求めたものである。この場合、フィルタ周波数特性Ｆ１  （ω），Ｆ２  （ω）の双方について求めているが、いずれか一方について求めてもよい。この所望の第２段階のフィルタ周波数特性の一例を図７に示す。図７のフィルタ周波数特性は、図２の第１段階のメインフィルタのフィルタ周波数特性を第２段階に補正したものである。
【００３４】
なお、図１のディジタルフィルタリング手段１０，１２では、時系列データに重み係数をかけ合わせて足し込む、いわゆる重畳積分処理が行われるため、求めた周波数領域の特性を時間領域の特性に変換する、すなわち重み係数を求めなければならないが、これはフーリエ逆変換により簡単に求めることができる。また、ディジタルフィルタの設計手法として公知のＲｅｍｅｚのアルゴリズムを用いた設計手法（所望の周波数特性，サンプリング周波数，および重み係数の数を与え、その重み係数を求める手法）を用いて、重み係数を求めてもよい。こうして、第１と第２のディジタルフィルタリング手段１０，１２は、その出力レベルの比が床振動周波数ωと無関係にほぼ一定となるようなフィルタ特性に設定される。
【００３５】
なお、これらフィルタの設計を図１の感度算出手段１４で行うことも可能であるが、実際リアルタイムで設計することが困難である場合には、予め、異なる負荷重量ｍによる複数のフィルタを用意しておき、求めた感度からこれに最も適するフィルタを選択するようにしてもよい。
【００３６】
図８に、こうして設定されたフィルタ特性のディジタルフィルタリング手段による床振動補償（ＡＦＶ）の減衰効果周波数特性に示す。この図のように、図５の出力レベル補正前に比較して、出力レベル補正後は減衰効果が大きく、床振動に対する感度を１／１０〜１／１００に小さくすることができる。また、３０Ｈｚ以上の高周波においても十分減衰しており、比較的高周波の周波数領域においても床振動補償の効果を発揮している。
【００３７】
また、図９は計量セルの床振動周波数に対する床振動感度特性を示す。この図において、出力レベル補正前のカーブは、図４のフィルタ後と図８の出力レベル補正前の床振動補償の減衰効果周波数特性とをかけ合わせたものであり、出力レベル補正後のカーブは、図４のフィルタ後と図８の出力レベル補正前の床振動補償の減衰効果周波数特性とをかけ合わせたものである。この図のように、全周波数領域に同じ大きさの床振動検出信号が入った場合の出力レベル補正前の床振動感度特性に比較して、出力レベル補正後は、床振動補償の床振動に対する感度の影響がさらに小さくなり、床振動周波数ωの変化にかかわらず計量の性能が上がる。
【００３８】
なお、上記のように、出力レベル比が一定になるように補正しても床振動補償の減衰効果は完全に０（マイナス無限大（ｄＢ））にならない。これは、次式のように、計量信号Ｗ（ｔ）と床振動検出信号Ａ（ｔ）間の感度比誤差および位相差θがあるからである。いま、計量信号Ｗ（ｔ）＝βｓｉｎωｔとし、感度補正済の床振動検出信号α・Ａ（ｔ）＝γβｓｉｎ（ωｔ＋θ）として床振動補正済信号Ｏ（ｔ）を求めると、
0003631546.tif 000009
となり、床振動補償の減衰効果は、Ｅ＝√（１＋γ２  −２γｃｏｓθ）となる。ただし、実際の運用上、位相差θは小さく床振動補償の減衰効果の上では問題にならない。
【００３９】
次に、第２実施形態の説明に移る。
図１０および図１１は、第２実施形態に係る組合せ計量装置の概略構成図を示す。この装置において、被計量物Ｍの計量結果から床振動による計量誤差を除去するために、図１０に示すように、複数の計量セル２−１〜２−ｎと、フレームＦＲを介して計量セル２−１〜２−ｎと同一の床Ｆに複数（３個以上）の床振動検出用セル４−１〜４−ｍとが設置されている。また、この装置は、図１１に示すように、ＣＰＵ９において、複数の計量セル２−１〜２−ｎに対応して、それぞれ、第１のディジタルフィルタリング手段１０−１〜１０−ｎ、感度算出手段１４−１〜１４−ｎ、感度補正手段１６−１〜１６−ｎおよび床振動補償手段２０−１〜２０−ｎが設けられている。また、複数の床振動検出セル４−１〜４−ｍに対応して、第２のディジタルフィルタリング手段１２−１〜１２−ｍおよび床振動算出手段３４が設けられている。
【００４０】
この場合、装置の小型化と低コスト化を図るために、計量セル２−１〜２−ｎと床振動検出用セル４−１〜４−ｍとは１対１でなく、通常、床振動検出用セル４−１〜４−ｍは、計量セル２−１〜２−ｎよりも少ない数（ｎ＞ｍ）に設定される。このため、床振動算出手段３４は、床振動検出セル４−１〜４−ｍの出力から床の振動モードを面計算し、その振動モードから各計量セル２−１〜２−ｎの設置位置での床振動成分を算出する。
【００４１】
図１０において、複数の計量セル２−１〜２−ｎからそれぞれ検出された計量ホッパ２８−１〜２８−ｎに投入された被計量物Ｍの計量信号と、床振動検出セル４−１〜４−ｍからそれぞれ検出された床振動検出信号とは、それぞれ増幅器５により増幅され、ローパスフィルタ６を介して、マルチプレクサ７に入力される。各信号は、マルチプレクサ７からＣＰＵ９からの切換信号ｃによって選択的にＡ／Ｄ変換器８に出力されてディジタル信号に変換され、ＣＰＵ９に入力される。
【００４２】
図１１において、計量信号は、ＣＰＵ９に内蔵された第１のディジタルフィルタリング手段１０−１〜１０−ｎでフィルタリングされ、機械振動が除去されてフィルタ済計量信号Ｗ１（ｔ）  〜Ｗｎ（ｔ）  となる。また、床振動検出信号は、第２のディジタルフィルタリング手段１２−１〜１２−ｍでフィルタリングされ、機械振動が除去されてフィルタ済床振動検出信号Ａ１（ｔ）  〜Ａｍ（ｔ）  となる。各フィルタ済信号は、感度手段１４−１〜１４−ｎ、感度補正手段１６−１〜１６−ｎおよび床振動補償手段２０−１〜２０−ｎにより床振動補正される。組合せ演算手段３６は、この床振動補償信号Ｏ１（ｔ）  〜Ｏｎ（ｔ）  に基づいて、各被計量物Ｍの重量を組み合わせて、一定の許容範囲内で目標値に近い組合せとなるように、計量セル２−１〜２−ｎに対応する計量ホッパ２８−１〜２８−ｎを選択的に開放するための開放信号ＯＳを出力する。
【００４３】
図１２に、この組合せ計量装置の側面図を示す。この装置は、図示しない供給コンベアから、供給シュート２１を介して被計量物Ｍが分散テーブル２２上に供給投入される。分散テーブル２２に供給された被計量物Ｍは、周囲に分散され、放射トラフ２４−１〜２４−ｎを介してプールホッパ２６−１〜２６−ｎに供給されて、そこで一時プールされ、続いて各計量ホッパ２８−１〜２８−ｎに供給される。この計量ホッパ２８−１〜２８−ｎ内の被計量物Ｍは、計量ホッパ２８−１〜２８−ｎに付帯する計量セル２−１〜２−ｎにより計量され、計量値に基づいて組合せ演算されて、上記の開放信号ＯＳにより計量ホッパ２８−１〜２８−ｎのゲートが選択的に開放され、集合シュート３０に排出される。排出された物品Ｍは、包装機３２により包装されて目標重量の袋詰め商品となる。
【００４４】
ここで、第１のディジタルフィルタリング手段１０−１〜１０−ｎおよび第２のディジタルフィルタリング手段１２−１〜１２−ｍの少なくとも一方は、第１実施形態と同様に、各計量セル２と床振動検出セル４との床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段１０，１２の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている。この実施形態では、第１のディジタルフィルタリング手段１０−１〜１０−ｎが上記フィルタ特性に設定されているものとする。以下、図１１により、この設定動作について説明する。この場合、床振動算出手段３４により床の振動モードが求められ、続いて、感度算出手段１４により、計量セル２−１〜２−ｎと、床の振動モードを形成する振動モード成分に対応させて求めたその設置位置における仮想上の床振動検出セルとの出力感度比が求められる。
【００４５】
まず、床振動算出手段３４により床の振動モードが算出される。図１３に示すＸＹ平面（水平面）において、点Ｐ（ｘ，ｙ）の位置に固定されている床振動検出セル４−１〜４−ｍの出力のうち、床の振動モードを形成する床の振動成分Ｖｐ（ｔ）（ｔは時間）を、
Ｖｐ（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｘ＋Ｂ（ｔ）・ｙ＋Ｃ（ｔ）          …（１１）
と表すことにより、各計量セル２−１〜２−ｎの設置位置での床の振動成分を算出する。この場合、床振動検出セル４−１〜４−ｍは、ＸＹ平面の挙動のうち、Ｘ軸回りの回転運動で生じる垂直（２軸）方向成分、Ｙ軸回りの回転で生じる垂直（２軸）方向成分、およびＸＹ平面に垂直な軸（Ｚ）方向の運動を検出し、それ以外の運動は検出しないので、Ｘ軸回りの回転運動で生じる垂直（Ｚ軸）方向成分の運動をＢ（ｔ），Ｙ軸回りの回転運動で生じる垂直（Ｚ軸）方向の運動をＡ（ｔ）、Ｚ軸方向の運動をＣ（ｔ）として、これら運動の組合せで床振動を表している。
【００４６】
床の振動モードは、式（１１）におけるＡ（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｃ（ｔ）を求めることにより得られる。すなわち、Ａ（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｃ（ｔ）の値を既知の値とした式（１１）はＸＹ平面の任意の位置Ｐ（ｘ，ｙ）の振動に起因する出力を表す。Ａ（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｃ（ｔ）の値は、ＸＹ面上に固定されている例えば３個の床振動検出セル４の出力Ｖｐ（ｔ）と各床振動検出セル４の位置座標（ｘ，ｙ）を式（１１）に当てはめて、３元一次連立方程式を解くことによって求めることができるが、実際には、各床振動検出セル４の出力に誤差があるため、３点以上の位置の床振動検出セル４により、最小自乗法を用いて、上記Ａ（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｃ（ｔ）の値を求めるのがよい。
【００４７】
こうして、床振動算出手段により算出された各計量セル２−１〜２−ｎの設置位置Ｐ１（ｘ１，ｙ１）〜Ｐｎ（ｘｎ，ｙｎ）での床の振動成分Ｖ１（ｔ）  〜Ｖｎ（ｔ）  が感度算出手段１４および感度補正手段１６に出力される。そして、感度算出手段１４により、各計量セル２−１〜２−ｎと、その設置位置に仮想した床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比α１  〜αｎ  が求められる。第１のディジタルフィルタリング手段１０−１〜１０−ｎは、第１実施形態と同様に、この出力感度比α１  〜αｎ  に基づいて、それぞれ、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段１０，１２の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定される。これにより、組合せ計量装置において、各計量ホッパ２８−１〜２８−ｎからの計量信号について、床振動周波数と無関係に正確な床振動補償を行うことができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第１または第２のディジタルフィルタリング手段の少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている。従って、床振動周波数と無関係に正確な床振動補償を行うことができる。これにより、床振動周波数の変化にかかわらず、容易に高速かつ高精度の計量を図ることができる計量装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る計量装置を示す概略構成図である。
【図２】第１段階のフィルタ周波数特性を示す図である。
【図３】第１段階の計量セルの対床振動感度周波数特性を示す図である。
【図４】第１段階の床振動検出セルの対床振動感度周波数特性を示す図である。
【図５】第１段階の床振動補償（ＡＦＶ）の減衰効果周波数特性を示す図である。
【図６】感度比周波数特性を示す図である。
【図７】第２段階のフィルタ周波数特性を示す図である。
【図８】第２段階の床振動補償（ＡＦＶ）の減衰効果周波数特性を示す図である。
【図９】第２段階の計量セルの対床振動感度周波数特性を示す図である。
【図１０】他の実施形態に係る組合せ計量装置を示す概略構成図の一部である。
【図１１】上記組合せ計量装置を示す概略構成図の一部である。
【図１２】上記組合せ計量装置を示す側面図である。
【図１３】床の振動モードを算出する面計算の原理を示す説明図である。
【図１４】ディジタルフィルタの入力信号に対する出力信号の状態を示す図である。
【図１５】振動モデルを示す図である。
【図１６】従来の対床振動感度周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
２…計量セル、４…床振動検出セル、１０…第１のディジタルフィルタリング手段、１２…第２のディジタルフィルタリング手段、１４…感度算出手段、１６…感度補正手段、１８…感度補償手段、２０…床振動補償手段、３４…床振動算出手段、３６…組合せ演算手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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