(57)【要約】【課題】【解決手段】  本発明は、機械的に互いに堅く接続された複数の秤量セル（３）を備えており、その秤量セルは、荷重方向が規定されており荷重を受ける荷重受け台（７）を有しており、少なくとも一つの妨害加速度量を検知する少なくとも一つ加速度センサー（９）を備えており、そして秤量セル（３）が生成した重量信号および加速度センサー（９）が生成した妨害量信号が送られる少なくとも一つの評価ユニットを備えている秤量装置に関するものである。  評価ユニットが、各秤量セル（３）用で決められた仕様を使用して、少なくとも一つの加速度センサー（９）の幾何的位置との関係で当該秤量セル（３）の幾何的位置によって決まる少なくとも一つの加速度センサー（９）の妨害量信号から、当該秤量セル（３）の幾何的位置において作用する少なくとも一つの加速度センサー妨害量を考慮した補正量それぞれを求め、そして少なくとも一つの妨害加速度量を含む当該秤量セル（３）の重量信号を、補正量と結合して又は計算処理して、少なくとも一つの加速度妨害量の重量信号に対する影響を本質的に補正するように構成されている。【選択図】図３
2008537123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
秤量装置であって、
（ａ）機械的に互いに堅く接続された複数の秤量セル（３）を備えており、その秤量セルは、荷重方向が規定されており荷重を受ける荷重受け台（７）を有しており、
（ｂ）少なくとも一つの妨害加速度量を検知する少なくとも一つ加速度センサー（９）を備えており、
（ｃ）秤量セル（３）が生成した重量信号および加速度センサー（９）が生成した妨害量信号が送られる少なくとも一つの評価ユニットを備えており、
（ｄ）少なくとも一つの評価ユニットが、
（ｉ）各秤量セル（３）用で決められた仕様を使用して、少なくとも一つの加速度センサー（９）の幾何的位置との関係で当該秤量セル（３）の幾何的位置によって決まる少なくとも一つの加速度センサー（９）の妨害量信号から、当該秤量セル（３）の幾何的位置において作用する少なくとも一つの加速度センサー妨害量を考慮した補正量それぞれを求め、
（ｉｉ）少なくとも一つの妨害加速度量を含む当該秤量セル（３）の重量信号を、補正量と結合して又は計算処理して、少なくとも一つの加速度妨害量の、重量信号に対する影響を本質的に補正する
ように構成されていることを特徴とする秤量装置。
【請求項２】
少なくとも一つの加速度センサー（９）が、秤量セル（３）と堅く接続していることを特徴とする請求項１に記載の秤量装置。
【請求項３】
秤量セル（３）および好ましくは少なくとも一つの加速度センサー（９）も、剛体のキャリア要素（５）例えば共通の剛体ベースプレートに、機械的に堅く接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の秤量装置。
【請求項４】
秤量セル（３）の荷重方向が基本的に平行に延伸していることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の秤量装置。
【請求項５】
加速度センサー（９）の数と形式は、純粋な並列妨害加速度量の各秤量セル（３）の荷重方向に存在する成分だけでなく、秤量セル（３）の１軸または複数軸の回転方向妨害運動により生成される回転方向妨害加速度量の荷重方向に存在する成分も、検知可能および／または測定可能であるように決めていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の秤量装置。
【請求項６】
少なくとも一つの評価ユニットが、
（ａ）各秤量セル（３）用で決められた仕様を使用して、加速度センサー（９）の幾何的位置との関係で当該秤量セル（３）の幾何的位置によって決まる加速度センサー（９）の妨害量信号から、当該秤量セル（３）の幾何的位置において当該秤量セル（３）の荷重方向に作用する加速度センサー妨害量成分を考慮した補正量それぞれを求め、
（ｂ）当該秤量セル（３）の妨害量を含む重量信号を、補正量と結合して又は計算処理して、当該秤量セル（３）の荷重方向における加速度妨害量成分の、重量信号に対する影響を本質的に補正する
ように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の秤量装置。
【請求項７】
加速度センサー（９）の数と形式を、各秤量セルの場所で各秤量セル（３）の荷重方向における加速度成分に加えて、位置固定したベース体に対して可動である秤量セル（３）の部品の慣性モーメントに対して当該軸を中心として作用する、一つまたは複数軸の回転方向妨害加速度量を検知および／または測定できるようにしていることを特徴とする請求項５または６に記載の秤量装置。
【請求項８】
少なくとも一つの評価ユニットが、
（ａ）各秤量セル（３）用で決められた仕様を使用して、加速度センサー（９）の幾何的位置との関係で当該秤量セル（３）の幾何的位置によって決まる加速度センサー（９）の妨害量信号から、当該軸を中心とした当該秤量セル（３）の測定メカニズムの慣性モーメントに対する、１軸または複数軸の回転方向妨害加速度量の影響を考慮した補正量それぞれを求め、
（ｂ）当該秤量セル（３）の妨害量を含む重量信号を、補正量と結合して又は計算処理して、回転方向妨害加速度量の重量信号に対する影響を本質的に補正する
ように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の秤量装置。
【請求項９】
規定の間隔で配設した二つの並列加速度センサー（９）が設けられていること、および秤量セル（３）が両方の並列加速度センサーを結ぶ直線上に配設されていることを特徴とする請求項５または６に記載の秤量装置。
【請求項１０】
ｍｋ(ｔ)で秤量装置（３）にかかる荷重の質量を、ｍＶＬｋで測定メカニズム関連可動質量の自己質量および位置ｋにおける秤量セル（３）でのオプションの前荷重を、で秤量セル（３）の位置における秤量セル（３）の検知方向での全並列妨害加速度ｚ‥ｋ(ｔ)を、そしてｇで重力加速度を表すときに、少なくとも一つの評価ユニットが位置ｋにある秤量セル（３）の重量信号Ｇｋ(ｔ)を
【数１】
2008537123.tif 000007
の関係式により求めること、そして
ｚ‥ＢＡ１(ｔ)とｚ‥ＢＡ２(ｔ)で、両方の並列加速度センサー（９）の測定信号を、そしてｘＢＡ１、ｘＢＡ２、ｘＷＺｋで、両方の並列加速度センサーおよび直線上にある当該秤量セル（３）の幾何的位置を表すとき、秤量セル（３）が並列妨害加速度を
【数２】
2008537123.tif 000008
の関係式により求めること
を特徴とする請求項９に記載の秤量装置。
（但し、式中のウムラウトは文中では右上付きの「‥」で表す。以下同様。）
【請求項１１】
さらに、加速度センサーを結ぶ線から規定間隔離れて、別の並列加速度センサー（９）を配設していることを特徴とする請求項９に記載の秤量装置。
【請求項１２】
両方の並列加速度センサー（９）の間で間隔を隔てて中間垂線上に、別の並列加速度センサー（９）を配設していることを特徴とする請求項１１に記載の秤量装置。
【請求項１３】
測定メカニズムが基本的に秤量セル（３）を配設している直線ｘに平行な軸を中心にのみ回転方向の振動感度を有するように、秤量セル（３）が構成され配設されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の秤量装置。
【請求項１４】
ｍｋ(ｔ)で秤量装置にかかる荷重の質量を、ｍＶＬｋで測定メカニズム関連可動質量の自己質量および秤量セル（３）のオプションの前荷重を、で秤量セルの位置における秤量セル（３）の検知方向での全並列妨害加速度ｚ‥ｋ(ｔ)を、ｇで重力加速度を、ｋｋでセンサーを結ぶ直線に平行な直線を中心とする位置ｋにおける秤量セル（３）の測定メカニズムの回転方向感度を、そしてφ‥ｘｋ(ｔ)でこの軸を中心とする妨害加速度表すときに、少なくとも一つの評価ユニットが位置ｋにおける秤量セル（３）の重量信号Ｇｋ(ｔ)を
【数３Ａ】
2008537123.tif 000009
の関係式により求めること、
ｚ‥ＢＡ１(ｔ)とｚ‥ＢＡ２(ｔ)で、両方の並列加速度センサー（９）の測定信号を、そしてｘＢＡ１、ｘＢＡ２、ｘＷＺｋで、両方の並列加速度センサー（９）および直線上にある当該秤量セル（３）の幾何的位置を表すとき、少なくとも一つの評価ユニットが並列妨害加速度を
【数３Ｂ】
2008537123.tif 000010
の関係式により求めること、そして
ｚ‥ＢＡ１(ｔ)、ｚ‥ＢＡ２(ｔ)、ｚ‥ＢＡ３(ｔ)で、両方の並列加速度センサー（９）と別の並列加速度センサー（９）の測定信号を、そしてｙＢＡ１、ｙＢＡ２、ｙＢＡ３で、直線ｘに直角な方向における並列加速度センサー（９）の幾何的位置を表すとき、少なくとも一つの評価ユニットの回転方向妨害加速度φ‥ｘｋ(ｔ)を
【数４】
2008537123.tif 000011
の関係式により求めること
を特徴とする請求項１３に記載の秤量装置。
【請求項１５】
加速度センサー（９）を容量式加速度センサーとして構成しており、そこでは定常状態からの慣性質量の動きを容量的に検知し、その慣性質量を閉コントロール回路を使用して静電気をつくり出すことにより再び定常状態に戻し、そのときそれに必要な戻り力が、検知した加速度に対する基準を示すことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の秤量装置。
【請求項１６】
秤量セル毎に一つの評価ユニットを設けていること、または秤量セルのグループそれぞれに対して、それぞれ一つの評価ユニットを設けていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の秤量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行して秤量を行うことを可能にする、複数の秤量セルを備えた秤量装置に関するものである。この種の多列秤量装置は、例えば製薬産業において使用が見られ、そして軽量な製品、とくに錠剤やカプセル、そして類似品を高速サイクルタイムで計量するように装備されている。
【背景技術】
【０００２】
時間当たりの計量処理数をできるだけ多く維持するために、この種の秤量装置では測定信号を低パスフィルターを使って比較的低い限界周波数と合わせることは可能ではない。というのは、この種の低パスフィルターは秤量の精度を向上するし、とくに製薬産業で必要な精度をまずは可能にするであろうが、それにより振動状態が長く続いて、時間当たりに必要な数の計量処理を達成することができないであろう。
【０００３】
よってこの種の多列秤量装置に対しては、非常に低い限界周波数の低パスフィルターを使用する代わりに、妨害加速度を検知して秤量セルの本来の荷重センサーのアウトプット信号の補正を行い、そして妨害加速度の影響を補償することが知られている。
【０００４】
この種の補償方法は、例えば特許文献１で単一の秤量セルを有する秤用に開示されている。この秤量装置では、秤量セルのケース内において可動の測定メカニズムの直ぐ近くに加速度センサーを配設している。この加速度センサーを使うことにより、基本的に荷重と測定メカニズムの質量に作用する同じ妨害加速度を検知する。そして、秤量セルの感度にセンサー感度を合わせるためにセンサー信号を増幅して、秤量セルの信号から差し引く。このようにすることで、検知した妨害加速度分だけ補正された測定信号が得られ、その信号は理想的には計量する荷重の質量に関係するもののみとなる。そのとき加速度センサーは、妨害加速度の荷重方向に作用する成分を検知するように配設されている。
【０００５】
特許文献２で補償秤が開示されており、その秤では少なくとも一つの加速度センサーが秤の可動部分に配設されている。加速度センサーが補正信号処理装置に信号を送り、その装置が、可動部分が受けた荷重の質量または重量に対する量として、アウトプットで現れる測定結果を調整する少なくとも一つの補正信号を求める。この従来技術では、秤のベースプレートに作用するもので、並列しており回転方向の妨害加速度の影響を補償ないし排除することも記載している。
【０００６】
しかし多列秤量システムを構成するために、一つまたは複数の測定検知器を有するこの種の秤量セルを使用することは、対応して加速度センサーの数が多いことにより、高コストに繋がる。
【０００７】
よって多列秤量システムを実現するときに、当該数の秤量セルを共通のベースプレートに配設し、このベースプレート上に単一の加速度センサーを配設した。そのとき加速度センサーの位置は、一般的に予想される妨害加速度の時にできるだけ特徴が現れるように、すなわちこの単一の加速度センサーの信号を使って、発生した妨害加速度が作用する個々の秤量セルの測定信号を充分な精度で補正できるように選択した。
【０００８】
しかし、この種の多列秤量システムには欠点があり、妨害加速度が個々の秤量セルに同じように作用しないときには、妨害加速度を充分で正確に補正することが可能でなく、生成され補正された個々の秤量セルの重量信号は、状況によっては許容できないエラーを有することである。
【０００９】
【特許文献１】ＤＥ３２３０９９８Ａ１号公報
【特許文献２】ＤＥ４００１６１４Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
よって本発明が根拠にする課題は、機械的に互いに堅く接続されている多数の秤量セルを有する秤量装置を得ることであり、全ての秤量セルに同じように作用しない妨害加速度があるときも、個々の秤量セルの重量信号を充分な精度で補正でき、簡単でコスト的に有利な構造を有しているものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、特許請求項１の特徴によりこの課題を解決する。
【００１２】
本発明は、少なくとも一つの加速度センサーを使用することにより、充分に正確な補正が可能であるという見識に基づいており、そのセンサーが少なくとも一つの妨害加速度量を検知して、検知した妨害加速度量の影響に加えて、各秤量セル用に決められた仕様を使用して、少なくとも一つの加速度センサーの幾何的位置との関係で当該秤量セルの幾何的位置によって決まる少なくとも一つの加速度センサーの妨害量信号から、当該秤量セルの幾何的位置で作用する少なくとも一つの加速度センサー妨害量を考慮した補正量それぞれを求める。そして、個々の秤量セルそれぞれ用に求めた補正量を使うことにより、妨害加速度の影響を受けた当該秤量セルの重量信号を補正することができる。これに加えて補正量を、回路技術的に例えばアナログで、本来の秤量セル荷重測定器の測定信号と接続ないし結合することができる。しかし勿論、対応して構成した評価ユニットを使うことにより重量信号を純粋に計算的に補正することも可能である。この評価ユニットには、加速度センサーと荷重検知器のデジタル化した信号を送ることもできる。
【００１３】
加速度センサーは、互いに堅く接続している秤量セルと堅く接続しているものとすることがある。それにより確実に、発生する妨害加速度を出来るなら異なって個々の秤量セルに作用させるが、秤量セルと加速度センサーのシステム内での振動の発生を防ぐ。というのは後者の場合に、一つまたは複数の場所での少なくとも一つの妨害加速度量を検知することにより、秤量セルの場所における、それにより秤量セル自体におけるこの妨害加速度量の作用を必要な信頼性を有して推定できないであろうからである。
【００１４】
しかしながら、少なくとも一つ加速度センサーまたは複数加速度センサーの一つを、一つまたは複数の秤量セルの可動測定メカニズムに設けることも基本的に考えられる。このようにすることで、当該秤量セルの荷重側に対する妨害加速度量の影響を直接検知することができる。そして検知したこの妨害加速度量により、個々の秤量セルの幾何的位置および特性データに従って、検知した妨害加速度量のそれぞれ別の秤量セルに対する作用も推定することができる。
【００１５】
本発明による秤量装置は簡単な方法により、例えばすべての秤量セルおよび好ましくは少なくとも一つの加速度センサーを、機械的にキャリア要素と堅く接続する、例えば共通の剛体ベースプレートに配設することにより実現できる。
【００１６】
一般的であるように、荷重方向または秤量セルの機能方向が基本的に平行に延伸するように、秤量セルを配設すると好ましいであろう。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば加速度センサーの数と形式は、各秤量セルの荷重方向に存在する純粋な並列妨害加速度量の成分だけでなく、秤量セルで１軸または複数軸の回転方向妨害運動により生成される回転方向妨害加速度量の荷重方向に存在する成分も検知可能、および／または測定可能であるように決めている。
【００１８】
この場合に評価ユニットが好ましくは、各秤量セル用に決められた仕様を使用して、加速度センサーの幾何的位置との関係で当該秤量セルの幾何的位置によって決まる加速度センサーの妨害量信号から、当該秤量セルの荷重方向で幾何的位置に該当する秤量セルにおいて作用する妨害加速度量成分の影響を考慮した補正量それぞれを求めるように構成されている。そして、当該秤量セルの妨害量を含む重量信号は補正量と結合または計算処理されて、妨害加速度量における当該秤量セルの荷重方向成分が重量信号に与える影響を本質的に補正する。
【００１９】
本発明の別の実施形態によれば加速度センサーの数と形式を、各秤量セルの場所における各秤量セルの荷重方向の加速度成分に加えて、当該軸を中心とする秤量セル測定メカニズムの慣性モーメントに作用する一つまたは複数軸の回転方向妨害加速度量を、検知および／または測定できるように決めている。
【００２０】
当該軸を中心とする秤量セル測定メカニズムの慣性モーメントに対する回転方向妨害加速度量の影響を補正すると、秤量装置の精度が更に向上する。
【００２１】
この場合に評価ユニットが好ましくは、各秤量セル用に決められた仕様を使用して、加速度センサーの幾何的位置との関係で当該秤量セルの幾何的位置によって決まる加速度センサーの妨害量信号から、当該軸を中心とする当該秤量セル測定メカニズムの慣性モーメントに対して、当該秤量セルの幾何的位置で作用する１軸または複数軸の回転方向加速度妨害量の影響を考慮した補正量それぞれを求めるように構成されている。
そして当該秤量セルの妨害量を含む重量信号をこの補正量と結合または計算処理して、重量信号に対する回転方向妨害加速度量の影響を本質的に補正する。もちろん単一の評価ユニットの代わりに、複数の評価ユニットまたは秤量セル毎に評価ユニットを設けることもでき、それが信号処理を行う、または分配して配設した評価ユニットとして単一の評価ユニットを実現することもある。
【００２２】
本発明において簡単に実現できる実施形態によれば、事前に決めた間隔で配設され並列する二つの加速度センサーを結ぶ直線ｘ上に、複数の秤量セルを設けていることがある。そのとき、並列する加速度センサーとは、そのセンサー信号が加速度センサーの機能方向または検知方向で現れる任意の妨害加速度量成分を再現する、またはこれに比例すると解釈するものとする。それに対して回転方向加速度センサーは、規定の軸を中心とする純粋な回転方向の妨害加速度を検知する（回転方向加速度センサーの機能方向）。
【００２３】
本発明による秤量装置におけるこの簡単な実施形態では、二つだけの並列する加速度センサーを使うことにより、秤量セルの荷重方向成分を有する妨害加速度量の影響を、簡単な方法で計算により求めることができる。多くの場合、並列した二つだけの加速度センサーを使うことにより、重量信号を充分に正確に補正できるだろう。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態によれば、秤量セルを設けている直線上の二つの並列加速度センサーに加えて、センサーを結ぶ直線から規定の間隔を有する別の並列する加速度センサーを設けていることがある。この実施形態では、両方の第一並列加速度センサーがある直線上に、秤量セルの全てを設けることが必ずしも不可欠ではない。というのは、並列する三つの加速度センサーを使用することにより、秤量セルの荷重方向成分を有する任意の妨害加速度量の影響も、個々の秤量セルの位置で求めることができるからである。しかしながら、並列する加速度センサーの二つがあるライン上に秤量セルを位置すると、簡単な計算で秤量セルの補正を達成できる。
【００２５】
二つの第一並列加速度センサー間で間隔を有して中間垂線上に、並列する別の加速度センサーを配設すると、単一の回転方向妨害加速度量の、すなわち秤量セルが配設されている直線と平行な軸を有する回転方向妨害加速度量の影響を簡単に補正できる。しかし勿論基本的に、三つの加速度センサーを使うことにより、並列する三つの加速度センサーにより決まる平面に平行な軸を有する回転方向妨害加速度の影響を調べることもできる。
【００２６】
補正を更に簡単にし精度を向上することは、基本的に秤量セルを配設している直線に平行な軸を中心にしてのみ、測定メカニズムが回転方向の振動感度を有するように、秤量セルを構成し配設することにより達成できる。
【００２７】
３つの加速度センサーがある実施形態、すなわち二つの加速度センサーを結ぶ直線上に秤量セルがあり、そして第三の加速度センサーが両方の第一加速度センサーの間で間隔を有して中間垂線上にある場合には、回転方向妨害加速度による影響を非常に簡単に計算で補償できるだけでなく、秤量セルの荷重方向での並列妨害加速度の影響も非常に簡単に計算で補正できる。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、加速度センサー特に並列する加速度センサーとして、容量式加速度センサーを使用することがあり、そのセンサーでは定常状態からの慣性質量の動きを容量的に検知し、その慣性質量を閉コントロール回路を使用して静電気をつくり出すことにより再び定常状態に戻し、そのときそれに必要な戻り力が、検知した加速度に対する基準を示す。
【００２９】
この加速度センサーは、高い分解能の時でさえノイズが非常に少ない。更にこのセンサーでは、１００Ｈｚ以上の周波数まで位相ズレが起きない。それにより、このセンサーの周波数は関係する範囲で一定であるので、センサーの周波数を秤量セルの周波数に合わせるフィルターを設計することが、より簡単になる。
【００３０】
この種の容量式加速度センサーは勿論、本発明による複数の秤量セルを有する秤量装置でのみで使用できるものではない。むしろ、この種の一つ又は複数の容量式加速度センサーを、単一秤量セルの秤量装置で妨害加速度を検知するためにも使用できる。そのときセンサーは公知のように、秤量セルと堅く機械的に接続するだけでなく、秤量セル測定メカニズムの可動要素に設けることもできる。
【００３１】
本発明による更に別の実施形態は、従属請求項から分かる。以下において本発明を、図面により示す実施例を使って詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
〔実施例１〕
図１において前面外観で概略的に図示している秤量装置１は、複数の秤量セル３を備えており、略号ＷＺで示している。秤量セル３は、剛体のキャリアプレート５上でラインまたは直線に沿って配設されている。秤量装置１の幾何的位置を説明するために図１では、デカルト座標系を選んで図示している。この座標系ではラインがｘ軸の方向に延伸しており、それに沿って秤量セル３が、好ましくは等間隔で配設されている。荷重（図示していない）が秤量セル３の荷重受け台７それぞれに重量を負荷する荷重方向は、座標系のｚ軸方向に延伸している。
【００３３】
秤量セル３のｚ軸方向成分を有する妨害加速度量の影響を補正するために、図１で示している秤量装置１では、並列する二つの加速度検知器または加速度センサー９を基本的に配設している。そして加速度センサーには、符号ＢＡ１とＢＡ２を設けている。
【００３４】
前述の妨害加速度量を補正するために加速度センサー９を、秤量セル３も配設している同じライン上に配設している。図示している実施例で加速度センサー９それぞれは、一連の秤量セル３の端部に位置している。両方の加速度センサー９が比較的大きな間隔を有していることにより、補正係数を計算するときに希望どおりに高い精度が得られ、それを以下において説明する。
【００３５】
秤量装置１の幾何的位置が分かっていることにより、ｚ軸方向成分を有する妨害加速度量の個々の秤量セルの信号に対する作用を考慮することができる。位置ｋにある秤量装置において、一般的に（正確な意味では正しくないが）キログラムで与えられる重量Ｇｋ(ｔ)は、加速度成分ｚ‥ｋ(ｔ)により誤差を生む又は過大となるが、それは以下の関係で説明される。（但し、式中のウムラウトは文中では右上付きの「‥」で表す。以下同様。）
【数１】
2008537123.tif 000003
そのときｍｋは、位置ｋにある秤量セルの荷重受け台７にかかる荷重の質量を意味しており、ｍＶＬｋは、場合により秤量セルに組み付けられる前荷重の影響、および加速度に作用する秤量セルメカニズムの自己質量を考慮している。重力定数（重力加速度）は、ｇで表している。
【００３６】
この特別な配置の幾何的位置に対してｚ方向の加速度ｚｋ(ｔ)は、並列する二つの加速度センサー９ないしＢＡ１とＢＡ２の両方の位置ｘＢＡ１とｘＢＡ２で検知された加速度ｚＢＡ１(ｔ)とｚＢＡ２(ｔ)から、下記の関係式により計算できる：
【数２】
2008537123.tif 000004
この関係式において、位置ｋにある秤量セルの幾何的位置をｘＷＺｋで表している。
【００３７】
すべての秤量セル３および二つの並列加速度センサー９を直線上に配置しているこの特別な幾何的位置の時には、秤量セルの荷重方向における任意の妨害加速度量の全成分を、並列する二つだけの加速度センサーを使って調べると共に補正することができる。
【００３８】
ここで並列する加速度センサーとは、規定の機能方向における加速度を検知できる加速度センサーと理解することに注意されたい。よって図１の実施形態における加速度センサー９の機能方向は、選んだ座標系のｚ軸方向に設けられている、すなわち秤量セル３の荷重負荷方向と平行に設けられている。
【００３９】
ｚ方向成分を使って妨害加速度量の影響を補正するためには、各秤量セル３の本来の荷重受け台が生成し誤差を含む重量信号Ｇｋ(ｔ)から、調べた妨害加速度ｚ‥ｋとの積で記載している前記等式Ｉの第二項を差し引かねばならない。図２で図示しているブロック回路図で、当該信号の概略的フローを示している。そこでは簡単にするために、図示しているのは両方の第一秤量セル３ないしＷＺ１とＷＺ２のみの信号フローである。
【００４０】
並列する加速度検知器３ないしＢＡ１とＢＡ２により生成された二つの加速度信号は、ｚ方向で捉えた妨害加速度に比例する。この信号は各秤量セル３のために、それぞれ増幅器ＶＢＡ１ないしＶＢＡ２に送られる。ここで両方の信号はそれぞれ、等式ＩＩから分かる係数を掛け合わせられる。同時に増幅器ＶＢＡ１ないしＶＢＡ２を使って両方の加速度センサーＢＡ１とＢＡ２の感度を、誤差を加えられた重量信号Ｇｋ(ｔ)を送り出す秤量セルの感度に合わせる。各増幅器ＶＢＡ１とＶＢＡ２の出力部に出てくるものでそれぞれ前記等式ＩＩの加数に相当する信号が、この等式に対応して加えられる。この信号はフィルター１１に送られるが、このフィルターは、この信号を確実に正しい位相で結合するために、両加速度センサーの周波数を秤量セルの周波数に合わせる。その後、フィルター１１のアウトプット信号に、当該乗算ユニットの係数１／ｇを掛け合わせる。しかし勿論、この乗算を当該フィルター１１に一体化していることもある。質量ｍＶＫｋを付加した乗算ユニットアウトプット信号の積を、誤差を含む重量信号Ｇｋ(ｔ)から差し引く。引き続いてこの結果を、乗算ユニットのアウトプット信号に１を加えた数で除する。それにより、この補正された重量信号Ｇｋ，ｋｏｒｒ(ｔ)を表示ユニットおよび／または別のデータ処理ユニットに送ることができる。
【００４１】
〔実施例２〕
図３で多列秤量装置の別の実施形態を図示しているが、それは図１による実施形態と大部分で一致している。しかしながら更に、ＢＡ３で表す別の加速度センサー９を備えている。
【００４２】
この実施形態では、キャリアプレート５、よって秤量セル３の回転方向加速度も検知して補正することができる。秤量セル３の荷重方向でそれぞれ機能方向を有する３つの並列加速度センサーを使うことにより、理論的にｚ方向成分、およびキャリアプレート５よって秤量セル３の二軸回転方向の加速度を有する合計の妨害加速度量を検知できる。そのとき回転加速度の二つの軸は、面に平行ないしキャリアプレート５の面ないし秤量セル３を配設している面内（ないし秤量セル３の荷重方向に直角な面内）にある。それによりキャリアプレート５の、そしてそれによりその上に配設された秤量セル３の気ままなよろめき運動を検知できる。
【００４３】
以下においては秤量セル３が、ｘ軸に平行な軸を中心とする回転振動ないし回転方向の妨害加速度に対する感度のみを有するように構成されていることを前提にする。これは例えば、そのレバーメカニズムが専らｘ軸に平行な軸を中心とするレバー用の回転点を有する平衡秤がそのケースに当たる。レバーメカニズムの回転軸がｘ軸に平行に延伸するように秤量セル３を配設すると、この軸を中心とする回転方向妨害加速度量の少なくとも一成分に作用する回転方向妨害加速度量のみが、測定結果に誤差としての影響を与える。
【００４４】
加速度センサーＢＡ１とＢＡ２を結ぶ直線間の中間垂線上に、別の加速度センサーＢＡ３を配設していることに対しては、図３による幾何的位置では次の関係式が得られる：
【数３】
2008537123.tif 000005
この関係は上記で説明した等式Ｉに相当しているが、ｘ軸に平行な軸を中心とする回転方向の妨害加速度を考慮するために最後の項を加えており、そこでは、位置ｋにおける秤量セル測定メカニズムのｘ軸に平行な軸を中心とする回転方向感度をｋｋで、そしてこの軸を中心とする回転方向の妨害加速度をφ‥ｘｋ(ｔ)で表している。
【００４５】
並列する妨害加速度ｚ‥ｋ(ｔ)は、同じく前記で説明した等式ＩＩに従って求める。
【００４６】
図３で選んだ幾何的位置に対して、回転方向の妨害加速度φ‥ｘｋ(ｔ)は次の関係式により得られる。
【数４】
2008537123.tif 000006
この関係において、両方の並列加速度センサーＢＡ１とＢＡ２の測定信号をｚ‥ＢＡ１(ｔ)とｚ‥ＢＡ２(ｔ)により、そして別の並列加速度センサーＢＡ３の測定信号をｚ‥ＢＡ３(ｔ)より表している。ｙＢＡ１、ｙＢＡ２、ｙＢＡ３は、ｘ軸に直角な方向ないしｙ軸方向における並列加速度センサーの幾何的位置を意味している。
【００４７】
勿論ここで選ぶ形状を、図３で示されているものより複雑なものとすることもできる。しかし、誤差を含む測定セル３の重量信号を補正するために必要な量に対して、特にこの幾何的位置により関係が比較的簡単になる。
【００４８】
しかしながら全体として本発明が根拠にする理論は、互いに接続している秤量セルと機械的に堅く接続している加速度センサーの数と形式を事前に選択することを前提に、そのセンサー信号を幾何的位置を考慮しながら評価して、各個別秤量セルの場所において関連妨害加速度ないしその成分それぞれを求め、そして当該秤量セルにおける誤差を含む重量信号を補正するために使用することである。
【００４９】
そして図４では改めて、並列する３つの加速度センサーＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３の信号（簡単にするために第一秤量セル３すなわちＷＺ１に対してのみ）を使用して、個々の秤量セル３の補正重量信号Ｇｋ，ｋｏｒｒ(ｔ)を生成するための信号フローを図示している。
【００５０】
重力加速度を規準にして、ｚ方向の並列加速度に相当するもので、フィルター１１のアウトプット部に出てくる信号の生成に関しては、図２と関連する前記の説明を参照されたい。前記等式ＩＶによる回転方向加速度は、並列する３つの加速度センサー９すべての信号から求め、そしてこれらセンサーの各信号を増幅器Ｖ’ＢＡ１、Ｖ’ＢＡ２、Ｖ’ＢＡ３で処理する。そのとき増幅器は、加速度センサーの感度をそれぞれの秤量セル３の感度に合わせると共に、等式ＩＶにあるファクター１／２を同時に考慮する。増幅器Ｖ’ＢＡ１、Ｖ’ＢＡ２、Ｖ’ＢＡ３のアウトプット部における信号は、その符号に従って加算され別のフィルター１３に送られる。
【００５１】
等式IIIにおける質量ｍｋ(ｔ)に相当する補正された重量信号Ｇｋ，ｋｏｒｒ(ｔ)を生成するために、ｍｋ(ｔ)の量に基づいて等式ＩＩＩを解くことから分かるように、位置１における誤差を含む秤量セルの重量信号Ｇｋ(ｔ)から、フィルター１３のアウトプット信号にファクターｋｋを掛けて減じる。そしてフィルター１３が、加速度センサーＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３の周波数を、位置ｋにある該当秤量セルＷＺｋの周波数に合わせる。異なった加速度センサーを使用するときには、勿論この周波数適合をそれぞれの増幅器に一体化して、各加速度センサー用に分けて行うこともできる。さらにフィルター１３に、位置ｋにある秤量セルＷＺｋの回転方向感度ｋｋとｘ軸を中心とする回転方向妨害加速度の掛け合わせを含ませることもできるが、図４では分けて図示している乗算ユニットを使って行っている。さらに誤差を含む信号Ｇｋ(ｔ)から、質量ｍＶＬｋおよび係数１／ｇとのフィルター１１のアウトプットの積も減じる。そしてこの結果を更に、フィルター１１のアウトプット信号に１を加えた数で除する。
【００５２】
全体が分かるように図４では、この信号フローを位置１にある秤量セルＷＺ１についてだけ示している。同一の秤量セルときには各秤量セルに対して、同一の信号回路を有するブロックを使用することができる。異なった秤量セルのときには場合により、異なったパラメーター、例えば異なった秤量セル感度、異なった周波数、異なった回転方向感度を考慮せねばならない。
【００５３】
勿論、図３において秤量セルＷＺ１用に図示している信号フローを各秤量セル用に分離して実現する、当該数のハードウエア回路を必要とするものではない。むしろ、加速度センサーの信号および秤量セルの誤差を含む信号をデジタル化して、独立した計算機として構成することがあるコントローラーで基本的に出来ている集中評価ユニットに送ることもできる。そしてコントローラーは前記等式の公知手順で必要な計算を行うことができ、そして補正された重量信号をデジタルの形式で、または再びデジタル−アナログ変換してアナログの形式で出力する。勿論、多数の評価ユニットを備えて、秤量セル３のグループの誤差を含む重量信号それぞれを補正することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】並列する二つの加速度センサーを有する本発明による多列秤量装置の概略図。
【図２】図１における装置の重量信号を補正するための、信号結合を示す概略ブロック回路図。
【図３】三つの加速度センサーを有する、本発明による多列秤量装置における別の実施例の上部概略図。
【図４】図３における多列秤量装置の重量信号を補正するための、個々の信号の結合を示す概略ブロック回路図。
【符号の説明】
【００５５】
１            秤量装置
３            秤量セル（ＷＺ）
５            キャリアプレート
７            荷重受け台
９            加速度センサー（ＢＡ）
１１          フィルター
１３          フィルター
ｍ            質量
Ｇ            重量信号
Ｖ、Ｖ’      増幅器
【図１】
2008537123.tif 000012
【図２】
2008537123.tif 000013
【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月27日(2007.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
さらに、加速度センサーを結ぶ線から規定間隔離れて、少なくとも一つの別の並列加速度センサー（９）を配設していることを特徴とする請求項９に記載の秤量装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
両方の並列加速度センサー（９）の間で間隔を隔てて中間垂線上に、少なくとも一つの別の並列加速度センサー（９）を配設していることを特徴とする請求項１１に記載の秤量装置。
【国際調査報告】
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2008537123.tif 000018
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