(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物の荷重を受けるロードセル本体部と、デジタル荷重信号を演算する測定回路とが一体的に設けられたコンベヤスケール用ロードセルにおいて、
前記コンベヤスケール用ロードセルは、コンベヤスケールを構成するコンベヤが所定距離移動する毎にパルス発信器から発信されるパルス信号を前記測定回路に入力するパルス信号入力ラインを備え、
前記測定回路は、シリアル信号通信用のシリアルラインによって前記コンベヤスケール用ロードセルの外部装置に連結され、
前記測定回路は、前記パルス信号と、前記ロードセル本体部により検出される荷重信号とに基づいて、前記コンベヤ上を搬送される被計量物のロードセル毎の所定移動距離毎の輸送量を算出して前記シリアルラインに出力することを特徴とするコンベヤスケール用ロードセル。
【請求項２】
当該コンベヤスケール用ロードセルの外部からの計測モード切換え信号に応じて、前記被計量物についての前記所定移動距離毎の輸送量を算出して出力する第１計測モードと、前記被計量物についての所定時間毎の荷重信号を算出して出力する第２計測モードとが切換え可能とされている請求項１に記載のコンベヤスケール用ロードセル。
【請求項３】
前記計測モード切換え信号に応じて、前記所定移動距離毎の輸送量または前記所定時間毎の荷重信号がシリアルラインに出力される請求項２に記載のコンベヤスケール用ロードセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤスケールに使用され、被計量物の荷重を受けるロードセル本体部とデジタル荷重信号を演算する測定回路とが一体化されたコンベヤスケール用ロードセルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
計量部における計量値の監視や零点調整などを操作する表示操作装置を、計量部本体に対し遠隔設置するようにした計量器として、トラックスケールやコンベヤスケールがある。このうちトラックスケールにおいては、計量台の四隅を４個のロードセルで支持するように構成したものが多く使用されており、コンベヤスケールについても、複数個のロードセルで計量部を支持するもの、より具体的にはコンベヤ搬送用ローラを複数のロードセルで支持するように構成したものが多用されている。
【０００３】
これらに使用されるロードセルとしては、Ａ／Ｄ変換回路や演算回路を備えた基板を起歪体の近傍に一体に設置し、所定の負荷荷重に対するアナログ荷重信号をＡ／Ｄ変換により所定の大きさのデジタル荷重信号に変換し、このデジタル荷重信号をシリアルラインに出力するように構成されたロードセルが好適である。すなわち、計量部本体に対して表示操作装置を遠隔配置すると、その間の配線本数が多くなってコスト高になるため、複数個のロードセルに対する入出力信号をシリアル信号とし、複数個のロードセルに対して１本の共通のシリアルラインを設け、この１本のシリアルラインで複数のロードセルが設置された計量部本体と表示操作装置とを結び、表示操作装置からのポーリングによって複数個のロードセルと表示操作装置との間を通信する方式とするのが好適である。
【０００４】
ロードセルを１台の計量部に複数個使用している場合には、１個のロードセルの出力信号を他のロードセルの出力信号と比較することによって、計量器の稼働中におけるロードセルの出力の異常を発見することができ、早期に故障に対応できるという大きな効果がある（特許文献１参照）。勿論、被計量物の重量を精確に計量できることは言うまでもない。
【０００５】
故障検出機能を備えるには、基本的にロードセル個別の出力信号を表示操作装置へ送らねばならない。この場合、従来のアナログ荷重信号出力用ロードセルでは個別に出力信号を表示操作装置へ送らねばならないので、多くの配線本数を必要とするが、上述のデジタルロードセルではそのような問題はない。
また、ロードセルに故障が生じたときに容易に点検したり、ロードセルを交換する場合に、アナログ荷重信号出力用ロードセルでは本体にてスパン調整の必要があり、分銅など基準荷重物品を用意して特別な作業が必要であるが、デジタルロードセルであれば内蔵された演算回路にロードセル固有のスパン係数を予め単体調整時点で記憶させておけばよいので、容易に交換できるという利点がある。
【０００６】
このデジタルロードセルの利点を生かすため、特許文献２の図６、図７に示されているように、台秤を支持する複数個のロードセルに共通の１本のシリアルラインを設けて外部ユニットと通信するように構成されたものが知られている。しかし、このように複数個のロードセルの入出力信号を１本の共通のシリアルラインによって接続する場合、通信に要する時間、通信を制御する時間が長くかかり、高速に重量信号を表示操作装置へ送ることができないという問題点がある。
【０００７】
コンベヤスケールでは、所定の距離毎にパルスを発信するパルス発信器を取り付け、このパルス発信器から発信されるパルスに応じてコンベヤ上を搬送される被計量物の所定距離の重量を測定し、積算して輸送量を得ることができるが、コンベヤ上を搬送される被計量物は複雑な形状に分布しているので、精確に輸送量を求めるにはできるだけ小さい移動距離にパルスを発信させ、発信されたパルスに対応する速度（時間間隔）で重量を算出するという測定、演算操作が必要となる。例えばコンベヤの移動速度が早ければ発信パルスの周波数は５００Ｈｚ程度、所定の移動距離毎の重量測定に２ｍｓｅｃ以内の速度が要求される場合もある。
【０００８】
この場合、デジタルロードセルの中で数ｍｓｅｃ程度の周期で荷重信号を測定することは問題ないが、表示操作装置の演算回路によって通信制御を行って複数のデジタルロードセルにおけるそのような短周期に変化する荷重信号を読み取ろうとしても、通常の通信用コントローラとＣＰＵと使用されている表示操作装置では、読み取り速度が追い付かず、荷重信号を確実に読み取れないので、精確な輸送量の積算値を求めることができないという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−２６４３７５号公報
【特許文献２】特開平１−２５００２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、パルス発信器から出力されるパルス信号を入力して輸送量を算出することによって、１本のシリアルラインを他のロードセルと共通に使用しても、精確な輸送量を表示操作装置に読み込ませて、積算輸送量を精確に求めることのできるコンベヤスケール用ロードセル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】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明によるコンベヤスケール用ロードセルは、
被計量物の荷重を受けるロードセル本体部と、デジタル荷重信号を演算する測定回路とが一体的に設けられたコンベヤスケール用ロードセルにおいて、
前記コンベヤスケール用ロードセルは、コンベヤスケールを構成するコンベヤが所定距離移動する毎にパルス発信器から発信されるパルス信号を前記測定回路に入力するパルス信号入力ラインを備え、
前記測定回路は、シリアル信号通信用のシリアルラインによって前記コンベヤスケール用ロードセルの外部装置に連結され、
前記測定回路は、前記パルス信号と、前記ロードセル本体部により検出される荷重信号とに基づいて、前記コンベヤ上を搬送される被計量物のロードセル毎の所定移動距離毎の輸送量を算出して前記シリアルラインに出力することを特徴とするものである（第１発明）。
【００１２】
本発明において、当該コンベヤスケール用ロードセルの外部からの計測モード切換え信号に応じて、前記被計量物についての前記所定移動距離毎の輸送量を算出して出力する第１計測モードと、前記被計量物についての所定時間毎の荷重信号を算出して出力する第２計測モードとが切換え可能とされているのが好ましい（第２発明）。
【００１３】
この場合、前記計測モード切換え信号に応じて、前記所定移動距離毎の輸送量または前記所定時間毎の荷重信号がシリアルラインに出力されるのが好ましい（第３発明）。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、コンベヤスケール用ロードセルは、パルス発信器から発信されるパルス信号を入力するパルス信号入力ラインを備え、コンベヤの稼働運転中は、コンベヤが所定の短い距離を移動する毎に発生する信号が入力され、コンベヤが予め定められた所定距離だけ移動する毎に、ロードセル本体部により検出される荷重信号とパルス発信器から出力されるパルス信号に基づいて、所定距離搬送された被計量物の輸送量が算出され、この輸送量が例えばシリアルラインに出力される。したがって、コンベヤスケール用ロードセルの外部装置（表示操作装置など）からの読み取り周期が遅くても、その周期以上に相当する時間間隔におけるコンベヤの移動距離分を予め設定して、ロードセル内で移動距離分の輸送量を算出しておけば、多くのデジタルロードセルに対して１本のシリアルラインを共通に使用しても、精確な輸送量を外部装置に読み込ませることができ、外部装置において精確に積算輸送量を求めることができる。
【００１５】
また、ロードセルは単体でスパン調整可能であることが必要であり、コンベヤスケール本体に設置されて調整する時点でも使用中のスパンや零点変動量を認識するには精確な零点調整が必要であり、荷重信号のバラツキを回避し、また荷重信号を表示した場合に作業者にその値を容易に認識できるようにする必要がある。この課題に対して、第２発明によれば、所定区間の積算輸送量を連続的に算出して出力する第１計測モードとは異なり、例えば１００ｍｓｅｃ以上の長い周期時間で荷重信号が変化するような第２計測モードを併せて備え、外部から必要に応じて容易に２つの計測モードを切換え可能とされているので、外部の要求に応じた計測モードを実行できるデジタルロードセルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンベヤスケールの構造を説明する斜視図
【図２】本実施形態のコンベヤスケールにおいて、基準重量ローラを積載した状態を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）および（ａ）の部分拡大図（ｃ）
【図３】本実施形態のコンベヤスケールに用いられるロードセルの斜視図
【図４】ロードセルの構成を示すブロック図
【図５】本実施形態のコンベヤスケールの全体システム構成図
【図６】本発明の別実施形態に係るコンベヤスケールの全体システム構成図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明によるコンベヤスケール用ロードセル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。
【００１８】
＜本実施形態に係るコンベヤスケール用ロードセルの概要説明＞
コンベヤスケール用ロードセルにおいて、稼働運転中にロードセルの出力の異常を容易にかつ早期に検出することができれば、いずれのロードセルの出力が異常であるかを判定し、判定した異常なロードセルを交換するまでの間は正常な計量を継続できるようにすることができる。
ここで、ロードセル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し、異常があれば警報または表示することが望まれる。
【００１９】
故障は複数個のロードセルの中でまず１個のロードセルから起きる場合がほとんどであることから、コンベヤスケールにおいてコンベヤ上を搬送される被計量物の輸送量（輸送重量）を測定するため、コンベヤを支持する計量ローラの両端に設けられた２つのロードセルのうちのいずれかのロードセルに零点および／またはスパンの異常が生じたことを計量作業中に容易に精確に判定するシステムを取り上げて以下に説明することとする。
【００２０】
ところで、従来、被計量物の荷重を測定する計量部に複数個の荷重センサを設けたものにおいて、荷重センサの出力の異常を判定する診断装置として、特開平５−２６４３７５号公報（以下、「特許文献１」という。）および特開平９−２８０９３９号公報（以下、「特許文献３」という。）にて開示されるものがある。
【００２１】
通常、計量装置では、計量部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。そして、被計量物が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。
【００２２】
複数の荷重センサの出力信号の中には個別に異なる要因の零点変動量成分が含まれるので、零点変動やスパン変動を個別の荷重センサ毎に評価するには個々の荷重センサの出力毎に零点調整する手段が必要である。また、例えば計量部への異物付着といった異常でない要因でも各荷重センサは零点が変動するので、異常でない零点変動分を零点調整した後に生ずる荷重センサ毎の零点変動を含む変動分を問題にしなければならない。
【００２３】
しかし、特許文献１，３のものでは、個別ロードセル毎の零点調整手段については明らかにされていない。すなわち、特許文献１のものでは、その段落〔００１１〕に記載されているように、計量部の負荷荷重は複数の荷重センサの出力和でもって表されるが、荷重センサの出力和を表示させ、その表示値が零点から変動している場合に出力和を零点調整するのみである。一方、特許文献３のものでは、その段落〔００１４〕に記載されているように、各荷重センサの計量値を表示する手段を備えているが、荷重センサの出力の零点が個別に変動した場合にそれらを個別に零点調整する手段については明らかにされていない。したがって、これら特許文献１，３のものでは、各荷重センサの出力の正常な状態からの変動の大きさを、荷重センサの出力の相互の比較によって精確に検出することができない。
【００２４】
さらに、これら特許文献１，３のものにおいて、仮に個別荷重センサの出力信号から零点変動成分が除去されていたとしても、以下に述べる問題点があって精確なスパン異常判定を行うことができない。
（１）計量部を支持する荷重センサを、実機において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。このため、被計量物の計量において、２個の荷重センサの出力の間には計量装置の構造に特有の固定的な偏差が発生する。
（２）計量物はコンベヤ上に完全に均一な荷重分布で搬送されることはほとんどない。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。コンベヤも計量ローラの上で蛇行する。したがって、毎回の計量において荷重センサ出力はばらつく。特許文献１，３のものにおいて計量部は計量ホッパであるが、被計量物の収容状態のバラツキによる荷重センサへの荷重分布のバラツキに対処していない。
したがって、バラツキをおおよそに見込んだ境界値でもって異常判定せざるを得ず精確な判定が行えない。言い換えれば異常の程度が大きくなってからでないと警報が発せられず、異常なロードセルを別のロードセルと交換するまでの間の一時的な継続使用さえ出来ない状態になった時点でしか故障検出ができない。
【００２５】
また、故障の荷重センサを検出したとき計量装置を正常な計量に戻す方法として、特許文献１のものでは、その段落〔００２４〕に記載されているように、正常な荷重センサの出力をもって故障した荷重センサの荷重信号を代替させ計量部全体の負荷荷重を表している。特許文献３のものでも、その段落〔００１７〕に記載のように同様の方法を用いている。しかし、被計量物は毎回計量部の上での分布が一様ではなく、密度も均一でないので、仮に毎回の計量において被計量物の重量が同じであっても各荷重センサへの配分が異なり、予め荷重配分を規定することによって故障した荷重センサの出力信号を除外し正常な荷重センサの出力信号のみを推定しても、毎回の重量値を精確に表すことができない。
【００２６】
以上に述べた課題に対処するため、本実施形態では、コンベヤスケールの計量ローラの両端を２個のデジタルロードセルによって支持し、ロードセル毎に零点調整ができる零点調整手段と、各デジタルロードセルのいずれか、または全てが零点調整手段によって零点設定された値から変動している場合に、それを表示する表示手段を備え、デジタルロードセルのいずれかの出力が異常な大きさに変動している場合に、負荷荷重の大きさの如何に関わらず、被計量物のロードセルへの負荷荷重配分に関係なく、コンベヤ上の被計量物の分布、密度分布の不均一の影響を小さくして、異常が発生していることを精確に検出するように構成したものである。また、異常なロードセルは通常の稼働運転を中止して点検するが、この点検作業によって異常なロードセルを特定し、スパンおよび／または零点を補正し、異常なロードセルを交換するまで正常な計量が行えるようにしたものである。
【００２７】
＜コンベヤスケールの概略説明＞
図１には、本発明の一実施形態に係るコンベヤスケールの構造を説明する斜視図が示されている、図示のように、コンベヤスケール本体１は、コンベヤベルト（以下、「コンベヤ」という。）２を支持する複数個の搬送ローラ３，４，５を備え、これら搬送ローラ３，４，５のうち１個の搬送ローラ４が計量ローラ（以下、「計量ローラ４」という。）にて構成されたものである。計量ローラ４は、両端ａ点，ｂ点がそれぞれロードセル６，７にて支持され、これらロードセル６，７によりコンベヤ２上を搬送される被計量物の搬送重量（以下、「輸送量」という。）を測定するようにされている。ここで、ロードセル６，７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良い。本実施形態においては、ロードセル６，７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ロバーバルロードセル（２本梁に２箇所起歪部が設けられた平行四辺形型ロードセル）が用いられた例を示す。
【００２８】
搬送ローラ３，４，５は相互に間隔Ｌ（ｍ）置いて設置されている。コンベヤ２上の被計量物の重量は、計量ローラ４のａ点、ｂ点を中心に左右にＬ／２の距離の範囲ｐ点〜ｑ点に分布するものが計量ローラ４のロードセル６，７にて検出される（ｐ〜ｑの範囲は働長と称される。）。また、搬送ローラ３には連結機構（図示せず）を介してパルス発信器８が連結され、コンベヤ２の移動距離、すなわち被計量物の搬送距離に比例したパルス数を発信するようにされている。
【００２９】
図２には、ロードセル６，７の出力点検用の基準重量ローラ１１を積載した状態が示されている。ロードセル６，７によってＬ字形状の基準重量支持金具９，１０がそれぞれ支持され、この基準重量支持金具９，１０の水平部に基準重量ローラ（基準重量物品）１１の両端部が支持される。ここで、基準重量支持金具９，１０と基準重量ローラ１１との係合部には、基準重量支持金具９，１０側の突部１２ａと基準重量ローラ１１側の切欠き１２ｂとよりなる位置決め機構１２が設けられている。また、基準重量ローラ１１は既知の重量を有しており、ロードセルの異常が検出されたときなどに故障ロードセルの特定と出力補正に使用される。
【００３０】
なお、上記基準重量ローラ１１の代わりに、重量が既知の１つの分銅を用い、左右の基準重量支持金具９，１０を連結する支持棒を設け、この支持棒の中心付近に位置決め機構を介して前記分銅を吊り下げるように構成することもできる。
【００３１】
＜ロードセルの説明＞
図３に示されるように、ロードセル６，７は、取付部１３の先端側にロバーバル（平行四辺形）をなす起歪部を有するロバーバルロードセルである。本実施形態では、防水、防塵のため、起歪部を含む起歪体１４が金属蛇腹よりなるカバー（図示せず）で覆われたものが使用される。また、起歪体（本発明における「ロードセル本体部」に対応する。）１４には以下に述べる測定回路基板（以下、「測定回路」という。）１５が一体的に装着されて、デジタルロードセルの構成をなしている。
【００３２】
起歪部は２つの梁（ビーム）１４ａ，１４ｂを有し、ビーム１４ａにはストレインゲージ１６，１７が、ビーム１４ｂにはストレインゲージ１８，１９（図３には図示せず）がそれぞれビーム１４ａ，１４ｂの長手方向に沿って貼り付けられている。また、起歪体１４の先端側には、計量ローラ４を吊り下げ支持するための荷重支持部（着力部）２０が結合されている。こうして、コンベヤ２上に被計量物が載置されると、その被計量物の重量に応じた荷重が起歪部１４に作用し、ストレインゲージ１７，１９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１６，１８は、ゲージ接着面が縮む方向の曲げ応力を受ける。
【００３３】
図４に示されるように、ストレインゲージ１６，１７，１８，１９は、ホイートストーンブリッジ回路２１を構成するように互いに接続されている。このホイートストーンブリッジ回路２１の対向する２つの端子２２，２３には電源３１から励磁用の電圧が印加され、これら端子２２，２３と直交する方向に位置する端子２４，２５から力又は荷重の検出電圧として取り出され、測定回路１５に入力される。
【００３４】
測定回路１５は、演算増幅器２６と、アナログ−デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する。）２７と、入出力回路（Ｉ／Ｏ）２８と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２９と、メモリブロック（ＭＥＭ）３０と、電源３１とを備えている。こうして、ホイートストーンブリッジ回路２１の端子２４，２５から取り出された検出電圧は、演算増幅器２６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２７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、入出力回路２８から中央演算処理装置２９を介してメモリブロック３０に読み込まれる。また、パルス発信器８からのパルスをパルス信号入力ラインを通して入出力回路２８へ入力し、入出力回路２８を介してパルスを中央処理装置（ＣＰＵ）２９に受信することによって、所定のパルス数で定める所定の区間毎の積算重量値を求めて区間輸送量とし、区間毎に輸送量がシリアルラインｃに出力される。ここで、メモリブロック３０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）からなるものである。
【００３５】
＜コンベヤスケールおよび表示操作装置の回路構成の説明＞
図５に示されるように、コンベヤスケール本体１の各ロードセル６，７は、パルス発信器８と接続されるとともに、表示操作装置４０の演算回路とシリアル信号通信用の共通のシリアルラインｃを介して接続され、表示操作装置４０側がマスターコントローラ、ロードセル６，７側がスレーブコントローラをなし、表示操作装置４０側からのポーリングによって双方向にデータが通信される。より具体的には、シリアルラインｃは、後述する基本区間の輸送量を表示操作装置４０へ出力するとともに、表示操作装置４０から零点調整時の零点記憶、初期重量記憶、スパン係数の算出記憶などの操作指令信号（コード）が伝送される。
【００３６】
表示操作装置４０は、コンベヤスケール本体１のロードセル６，７とシリアルラインｃを介して接続される入出力回路（Ｉ／Ｏ）４１と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４２と、メモリブロック（ＭＥＭ）４３と、電源４４とを備えている。また、入出力回路４１には、表示器（ＤＩＳ）４５やキースイッチ（ＫＥＹ）４６などが接続されており、重量値等は表示器４５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４６によって行われる。
【００３７】
＜デジタルロードセルの動的計測、静止計測モードの説明＞
表示操作装置４０はキースイッチ４６によって稼働運転ＯＮまたはＯＦＦが設定される。重量測定装置で稼働運転ＯＮがキースイッチ４６によって設定されると、表示操作装置４０は動的計測モードになり、動的計測モード（第１計測モード）指令信号がコンベヤスケール本体１のロードセル６，７へ送られる。また、稼働運転ＯＦＦがキースイッチ４６によって設定されると、表示操作装置４０は静止計測モードになり、静止計測モード（第２計測モード）指令信号がコンベヤスケール本体１のロードセル６，７へ送られる。
【００３８】
図４に示されたＡ／Ｄ変換器２７からの出力信号Ｗａ１′は、後述するようにパルス発信器８から発信される１パルス周期に比べ十分短い時間間隔Δｔ（例えばΔｔ＝１ｍｓｅｃ）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あって、演算回路にてコンベヤ移動による機械的振動などを減衰させるべく平滑フィルタリング処理され、逐次平滑フィルタより出力される。以上の演算操作は動的／静止計測いずれのモードでも実施される。
【００３９】
表示操作装置４０よりロードセル６，７に動的計測モードが指定されると、ロードセル６，７は表示操作装置４０とともに動的計測モードになる。この動的計測モードにおいては、パルス発信器８からの発信パルスに応じて、発信パルス数が後述する基本区間として定められたパルス数Ｎ０に到達する毎に、１パルス毎に算出されるＷ１，Ｗ２に基づいて、パルス数Ｎ０間にコンベヤ２上を輸送される被計量物の輸送量を基本区間輸送量Ｗ１ｍｎ，Ｗ２ｍｎとして算出し、この算出した基本区間輸送量の値を基本区間の測定が完了する毎に、シリアルラインｃを通して出力する。稼働運転ＯＮ時には、動的計測モードを継続してロードセル６，７から出力された基本区間の輸送量に基づいて、表示操作装置４０において、後述するようにいずれかのロードセル出力の変動の異常があれば警報を発する。
【００４０】
これに対して、表示操作装置４０で稼働運転ＯＦＦがキースイッチ４６によって設定されると、ロードセル６，７は表示操作装置４０とともに静止計測モードになる。この静止計測モードにおいては、パルス発信器８から入出力回路２８を介して演算回路に与えられる１パルスの時間間隔の間に上記平滑フィルタより出力されたデジタル荷重信号を、例えばＴ１＝１００・Δｔ＝１００ｍｓｅｃ毎に移動平均またはＭ個ずつの平均値を算出し、調整、表示用デジタル荷重信号Ｗａ１として後述の出力信号Ｗ１，Ｗ２を求める式へ与え、荷重信号が算出される。なお、この静止計測モードにおけるロードセル出力荷重信号Ｗ１，Ｗ２はシリアルラインｃを通して表示操作装置４０へ伝送され、表示される。
【００４１】
＜ロードセル単体における調整についての説明＞
ロードセルの異常判定処理に関して、最初に、ロードセル単体でのスパン調整が行われる。各ロードセル６，７の出力は単体で、それぞれ次式により演算される。
Ｗ１＝Ｋ１・（Ｗａ１−Ｗｉ１′）
Ｗ２＝Ｋ２・（Ｗａ２−Ｗｉ２′）
ここで、Ｋ１，Ｋ２：スパン係数、Ｗａ１，Ｗａ２：Ａ／Ｄ変換器、フィルタを通ったデジタル荷重信号、Ｗｉ１′，Ｗｉ２′：ロードセルの初期零点量であり、ロードセル６，７において、同じ負荷荷重に対して出力が同じだけ変化するようにスパン係数Ｋ１，Ｋ２が調整されるものとする。
ロードセル６，７は単体で負荷荷重試験装置にセットされ、ロードセル６，７のシリアルラインｃがロードセル調整装置のシリアルラインｃと接続され、スパン係数Ｋ１，Ｋ２が上述のように調整される。また、ロードセル６，７への供給電源はロードセル調整装置から与えられる。
【００４２】
ロードセル調整装置において調整用静止計測モードが指定されると、調整用静止計測モード指令コードがシリアルラインｃを通じてロードセル６，７に伝送され、ロードセル６，７は静止計測モードの一つである調整用静止計測モードに指定される。
上述したように静止計測モードではＷａ１がＴ１時間毎に生成される。静止計測モードにおいてＷ１は、次式にて算出される。
Ｗ１＝Ｋ１・（Ｗａ１−Ｗｉ１′）
【００４３】
調整開始時点では、ロードセルの演算回路内でスパン係数はＫ１＝１に設定され、初期荷重記憶メモリＷｉ１′の内容は０である。Ｗ１の値はＷａ１の内容が更新される毎（Ｔ１毎）にＭ個の移動平均値またはＭ個単位毎の平均値が算出され、表示値としてコード付きでロードセル調整装置へ送られ、該ロードセル調整装置に表示される。
【００４４】
作業者がロードセル６を無負荷にし、上記表示値を観測しながら初期零点記憶キーを押すと、初期零点記憶操作指定信号がロードセル６の演算回路に送られる。このときＷ１はロードセル６の無負荷時における零点移動である。また、Ｗ１の表示値が初期零点量としてロードセル６のメモリブロック３０内の荷重記憶メモリＷｉ１′に記憶される。ここで、Ｗｉ１′＝Ｗａ１になるから、上記式においてＷ１はＷ１＝０に変わる。
【００４５】
既知の荷重値Ｍｓは予めロードセル調整装置に設定される。Ｍｓの値が設定され、基準値記憶キーが押されると、基準重量Ｍｓを意味するコード付きでロードセル６へ送られる。
次に、既知の基準荷重をロードセル６に掛ける。すると、Ｗ１は基準荷重だけ増加変化し、表示値もそれだけ増加する。Ｗ１の表示値を観測しながら、作業者がロードセル調整装置にてスパン記憶スイッチを操作すると、スパン係数記憶指令コードがロードセル６へ伝送され、ロードセル６の演算回路にてＫ１＝Ｍｓ／（Ｗａ１−Ｗｉ１′）と演算され、Ｋ１の値がスパン係数として演算される。この算出されたスパン係数Ｋ１は当該ロードセルのスパン係数としてロードセル６内のメモリブロック３０に登録される。こうして、Ｗ１の表示値は、スパン係数が１よりＫ１に置き換えられ、Ｍｓの値となる。
これ以降、ロードセルが調整用静止計測モードに指定されていれば、スパン係数Ｋ１の値の定まったＷ１＝Ｋ１・（Ｗａ１−Ｗｉ１′）の値がロードセルよりＷａ１の内容が更新され、Ｗ１が更新される毎に出力される。
【００４６】
＜ロードセル装着後の調整についての説明＞
次に、上述のように単体で調整されたデジタルロードセルをコンベヤスケールの計量ローラ４の両端に装着し、図５に示されるように、ロードセル６，７のシリアルラインｃを表示操作装置４０のシリアルラインｃと接続し、ロードセル６，７への供給電源も表示操作装置４０の電源４４から与える。なお、調整時点でロードセル６，７は正常な出力であるとする。
【００４７】
表示操作装置４０に接続されると電源ＯＮの立ち上がりで稼働運転ＯＦＦとなり、この稼働運転ＯＦＦに対応してロードセル６，７へ静止計測モード指令が伝送される。静止計測モード指令を受けると、ロードセル６，７の出力Ｗ１，Ｗ２の処理式として、零点記憶メモリＷｚ１，Ｗｚ２と新たな初期荷重メモリＷｉ１，Ｗｉ２の内容によって下記式（１）が設定される。
Ｗ１＝Ｋ１・（Ｗａ１−Ｗｉ１）−Ｗｚ１
Ｗ２＝Ｋ２・（Ｗａ２−Ｗｉ２）−Ｗｚ２                    ・・・（１）
【００４８】
次に、コンベヤスケールとしての初期荷重値を記憶させる作業を実施する。その際、コンベヤ２を計量ローラ４から離脱させることを作業基準とする。
まず、静止計測モードに指定されたロードセルにおいて、上述のようにＷａ１，Ｗａ２がＴ１時間毎に生成されて表示操作装置４０へ伝送され、重量測定装置の中央演算処理装置４２でＷａ１，Ｗａ２の複数個の平均値が算出されて上記式（１）に入れられ、Ｗ１，Ｗ２の値として、Ｍ個の移動平均値またはＭ個単位毎の平均値が算出され、表示値として表示操作装置４０へ伝送され、表示器４５に表示される。
【００４９】
次いで、表示操作装置４０において初期荷重記憶モードＯＮを設定する。初期荷重記憶モードＯＮが指令されると、式（１）のＷ１，Ｗ２において零点記憶メモリＷｚ１，Ｗｚ２と初期荷重メモリＷｉ１，Ｗｉ２に０がセットされる。なお、初期荷重記憶モード時に、Ｋ１，Ｋ２としては１の値が使用される。こうして、コンベヤ２を計量ローラ４から離脱させた状態で表示操作装置４０の初期荷重記憶スイッチを押すと、表示操作装置４０の中でスイッチが操作された時点のＷ１，Ｗ２のＭ個の平均値でもってそれぞれロードセル本体の初期荷重Ｗｉ１，Ｗｉ２として決定され、ロードセル６，７の演算回路におけるメモリブロック３０の初期荷重メモリに登録される。
【００５０】
次に、表示操作装置４０にて初期荷重記憶モードをＯＦＦに設定する。そして、上記式（１）のＫ１，Ｋ２として、ロードセル単体調整時点でメモリブロック３０に登録されている値を呼び出し、１の値から置き換える。さらに、零点記憶メモリＷｚ１，Ｗｚ２からデータを呼び出し、Ｗ１，Ｗ２を求める式（１）に代入する操作を行う。
【００５１】
本体の初期荷重Ｗｉ１，Ｗｉ２を記憶させた後に、計量ローラ４への異物付着や周囲温度の大きい変化などによってコンベヤ２を計量ローラ４から離脱させた状態で表示操作装置４０の表示器４５のＷ１，Ｗ２に０でない数値が現れる場合は零点変動とみなし、表示操作装置４０の零点調整スイッチを押すと、零点調整指令が表示操作装置４０からシリアルラインｃを通じてロードセル６，７へ伝送される。ロードセル６，７の演算回路が零点調整指令信号コードを受け取ると、式（１）において、現在のＷ１，Ｗ２の値をそれぞれＷｚ１，Ｗｚ２に加算することによって、ロードセル６，７が個別に零点調整される。なお、上記零点調整スイッチの操作は稼働運転ＯＦＦのときのみ有効である。
【００５２】
次に、ロードセル６，７へ基準重量ローラ１１を負荷してそれぞれのロードセルの出力のスパン変化を調べるための操作を行う。図２に示されるように、基準重量ローラ１１を所定位置に所定の積載方向に積載する。このときできるだけ厳密な位置決め機構１２を有することが望ましい。しかし、そのようにしても基準重量ローラ１１の分布荷重、積載位置によってロードセル６，７に等しい荷重が負荷されるとは限らない。
【００５３】
基準重量ローラ１１を負荷することによるロードセル６，７の出力値を基準重量参照値として記憶させるため、ロードセルの演算回路のメモリブロック３０内に基準重量参照値記憶メモリ（本発明における「基準重量参照値記憶手段」に対応する。）Ｗｓ１，Ｗｓ２を用意する。ロードセル６，７の出力Ｗ１，Ｗ２の値として、Ｍ個の平均値ｗｓ１，ｗｓ２が表示器４５に表示される。作業者がその表示を確認して表示操作装置４０の基準重量登録スイッチを押すと、ロードセル６，７のスパンが正常な時の登録値としてそれらの値が各ロードセルの基準重量参照値記憶メモリＷｓ１，Ｗｓ２に登録される。この登録された値は、表示操作装置４０の基準重量参照値呼び出しスイッチを押すと、基準重量参照値呼び出し指令がロードセル６，７の演算回路へ出力され、指令を受けた演算回路から基準重量参照値記憶メモリＷｓ１，Ｗｓ２に登録された値が呼び出され、表示操作装置４０へ伝送され、表示器４５に表示される。なお、基準重量ローラ１１の重量を記憶させるときも、零点調整と同様、コンベヤ２を計量ローラ４から離脱させることを作業基準とする。また、基準重量参照値の登録が完了するとコンベヤ２を計量ローラ４に接触させる。
【００５４】
＜稼働運転時の出力についての説明＞
パルス発信器８はコンベヤ２がΔＬ（ｍ）進む毎に１パルスを出力するものとし、働長をＬ（ｍ）とし、これら１パルス当たりのコンベヤ移動距離ΔＬと、働長Ｌとを表示操作装置４０に設定する。コンベヤ重量などを初期荷重として差し引くものとし、Ｌ（ｍ）のコンベヤ働長部にＷ（ｋｇ）の負荷が積載されているとき、１本の計量ローラ４を支持するロードセル６の被計量物の負荷荷重による出力をＷ１、ロードセル７の出力をＷ２とすると、コンベヤ２の単位長さ当たりのロードセル６，７への負荷荷重はそれぞれＷ１／Ｌ，Ｗ２／Ｌ（ｋｇ／ｍ）である。
【００５５】
コンベヤスケールの稼働運転時は、パルス発信器８から１パルス発信される度にロードセル６，７の出力Ｗ１，Ｗ２を測定する。コンベヤ２は１パルス当たりΔＬ（ｍ）進むので、１パルス当たりの輸送量はロードセル６の負担分がＷ１・（ΔＬ／Ｌ）（ｋｇ）、ロードセル７の負担分がＷ２・（ΔＬ／Ｌ）（ｋｇ）となり、パルス数とコンベヤ移動距離は比例する。すなわち、所定のパルス数でもって輸送量を求めることは、コンベヤ２の所定の移動距離における輸送量を求めることを意味する。
【００５６】
表示操作装置４０において予め比較的短い距離の輸送量を規定するため、基本区間をパルス数Ｎ０の値として設定し、またコンベヤ２の無負荷輸送量（コンベヤ２に被計量物を積載していない状態での輸送量）を算出するためのコンベヤ移動距離をパルス数Ｎｚ（Ｎｚ＞Ｎ０）として設定する。これらＮ０，Ｎｚの値は表示操作装置４０のメモリブロック４３に登録されるとともに、ロードセル６，７の演算回路に伝送され、それぞれの演算回路のメモリブロック３０に登録される。
【００５７】
表示操作装置４０において稼働運転スイッチをＯＮにし、表示操作装置４０を動的計測モードにするとともに、ロードセル６，７へ動的計測モード指令を送ると、ロードセル６，７の演算回路は動的計測モード指令を受けて動的計測モードに切り替わる。この動的計測モードにおいても、ロードセル６，７のアナログ荷重信号はＡ／Ｄ変換され、フィルタを通してΔｔ＝１ｍｓｅｃの時間間隔で連続的にデジタル荷重信号Ｗａ１，Ｗａ２が生成されている。なお、パルス発信器８の１パルスの時間間隔は、最も短くてもΔｔ＝１ｍｓｅｃを超える長さ、すなわち１ｋＨｚより遅い周期であるような仕様にされる。
【００５８】
この動的計測モードにおいては、パルス発信器８から受ける１パルス毎に、１パルスの間に検出したＷａ１，Ｗａ２を加算して平均値が算出され、その結果が式（１）のＷａ１，Ｗａ２に代入される。こうして、１パルス毎のＷ１，Ｗ２の値を求める処理が連続的に実施される。なお、動的計測モードであっても極めてコンベヤ速度が遅く、１パルスの時間間隔が極めて長くなる場合もあるので、加算回数はカウンタで計数されるとともに、予めロードセル６，７の演算回路には加算飽和回数が設定されている。
【００５９】
稼働運転における基本区間輸送量Ｑ１０′，Ｑ２０′は、パルス数ｑ＝Ｎ０個であるから、上述のように１パルス毎にロードセル６，７の演算回路にてＷａ１，Ｗａ２がそれぞれ求まる度にＷ１がＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，・・・と、Ｗ２がＷ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，・・・と算出され、次式（２）にてそれぞれ求められる。
【数１】
0005730650.tif 000002
ここで、走行時のコンベヤ無負荷による基本区間輸送量（＝コンベヤ無負荷輸送量）を記憶させるメモリを、ロードセル６においてＷ１ｄｚ、ロードセル７においてＷ２ｄｚとすると、基本区間におけるコンベヤ２上を輸送される被計量物のロードセル６，７についての輸送量Ｑ１０，Ｑ２０は、次式（３）にて求められる。
Ｑ１０＝Ｑ１０′−Ｗ１ｄｚ
Ｑ２０＝Ｑ２０′−Ｗ２ｄｚ                                ・・・・・（３）
これらＱ１０，Ｑ２０の値はパルス数Ｎ０毎にロードセル６，７から表示操作装置４０へ伝送される。一方、コンベヤ２としての基本区間輸送量Ｑ１２０は、表示操作装置４０内の演算回路で次式（４）にて演算され、Ｑ１０，Ｑ２０，Ｑ１２０の値が表示器４５に表示される。
Ｑ１２０＝Ｑ１０＋Ｑ２０                                  ・・・・・（４）
【００６０】
最初はＷ１ｄｚ，Ｗ２ｄｚ＝０であるから、コンベヤ走行時のコンベヤ２の荷重による輸送量がＱ１０，Ｑ２０，Ｑ１２０として表示される。表示操作装置４０において無負荷輸送量記憶モードスイッチを押すと、ロードセル６，７の演算回路にてパルス数ｑ＝Ｎｚ個である基本区間の輸送量Ｑ１０″，Ｑ２０″がそれぞれ次式（５）によって求められる。
【数２】
0005730650.tif 000003
引き続き、ロードセル６，７について基本区間のコンベヤ無負荷輸送量Ｗ１ｄｚ，Ｗ２ｄｚが次式（６）にて算出され、メモリＷ１ｄｚ，Ｗ２ｄｚの内容がそれら算出値に置き換えられる。
【数３】
0005730650.tif 000004
この操作によって、基本区間輸送量Ｑ１０，Ｑ２０，Ｑ１２０は、コンベヤ２上が無負荷であれば、ほぼ零の値を表示するようになる。上記基本区間輸送量Ｑ１０，Ｑ２０はパルス数がＮ０に到達する度に算出される。そして、算出されたＱ１０，Ｑ２０は図４の入出力回路（Ｉ／Ｏ）２８内に設けたシリアル通信コントローラ内の送信メモリへ送られる。ここで、これらのデータは表示操作装置４０の演算処理事情で決まる時間間隔で読み取られるが、新たなＱ１０，Ｑ２０によって通信コントローラ内の送信メモリが更新される前に読み取られるように、表示操作装置４０の最長読み取り時間間隔を考慮し、それより長くなるようにＮ０の値が予め設定される。なお、コンベヤ２としての被計量物の積算輸送量は、表示操作装置４０にロードセル６，７毎の基本区間輸送量Ｑ１０，Ｑ２０が伝送され、Ｑ１２０がＱ１０，Ｑ２０によって算出される度に、言い換えれば基本区間パルス数Ｎ０の度にＱ１２０の値を積算することによって求められ、表示される。
【００６１】
２個のロードセルにおいて荷重信号だけを算出し、表示操作装置４０へシリアル通信で伝送し、表示操作装置４０の方に発信パルスを与えて輸送量を求めるようにした場合、２つのロードセル荷重信号の通信所要時間、切り換えのオーバーヘッド時間のため、コンベヤ上を搬送される被計量物の分布状態の変化によって変化する荷重信号を確実に送ることができず、伝送される荷重信号が通信所要時間の長さに応じて間欠的になり、精確に輸送量を求めることができない。
【００６２】
これに対して、本実施形態のように、ロードセルにパルス信号入力ラインを設け、ロードセルの中に発信パルスを読み込んで、しかも通信所要時間以上の所要時間に相当する基本区間輸送量を求めるようにすれば、ロードセルの演算回路にてロス無く精確な輸送量が求まり、確実に表示操作装置４０へ伝送できるので、精確な輸送量測定装置を構成することができる。
また、稼働運転中は輸送量を出力するにしても、ロードセル単体での調整やロードセルをコンベヤスケール本体に設置した時点での調整には静止計量値の読み取りが必要であるので、輸送量を測定し出力する計測モードと、静止重量を測定し出力するモードが備えられ、これらモードを容易に切り換えて使用できることがコンベヤスケール用デジタルロードセルに必要要件となる。
【００６３】
＜ロードセルの出力異常検出についての説明＞
次に、稼働運転中に行われるロードセルの出力異常を検出するための演算処理について説明する。以下、ロードセル６についての基本区間輸送量をＱ１０＝Ｗ１ｍｎとし、ロードセル７についての基本区間輸送量をＱ２０＝Ｗ２ｍｎとする。これら基本区間輸送量Ｗ１ｍｎ，Ｗ２ｍｎは、算出される度にシリアルラインｃを通じて表示操作装置４０へ伝送される。異常検出のために、以下の演算操作が表示操作装置４０の演算回路内で実行される。
【００６４】
ところで、コンベヤ２上の被計量物の負荷荷重は、仮にコンベヤ２上を流れる被計量物が均一な密度で均一な分布であったとしても、その荷重はコンベヤ２と計量ローラ４との位置関係からロードセル６，７に１：１に配分されないので、基本的にＷ１ｍｎ≠Ｗ２ｍｎである。実際には被計量物の分布、密度は様々に異なるのでＷ１ｍｎ，Ｗ２ｍｎはばらつく。そこで、ロードセル６，７についての被計量物の基本区間輸送量の比率Ｒを次式（７）のように置けば、この比率Ｒは被計量物の輸送重量が増減しても変化することはない。
Ｒ＝Ｗ１ｍｎ／Ｗ２ｍｎ                                    ・・・・・（７）
【００６５】
ここで、働長上の負荷荷重がロードセル６，７にｋ１：ｋ２（≠１：１）に配分されるものとし、コンベヤ２上の被計量物の密度（見掛け比重）も均一で分布も完全に一様であるとすると次式が成り立つ。
Ｒ＝ｋ１／ｋ２                                            ・・・・・（８）
そして、ロードセル６の出力がｅだけ変化すると、Ｒは次式となる。
Ｒ＝（ｋ１／ｋ２）・（１＋ｅ）＝（ｋ１／ｋ２）＋（ｋ１／ｋ２）・ｅ
・・・・・（９）
【００６６】
式（９）において、ｋ１／ｋ２の値は不明であるから、出力の変化率ｅが０の場合に、Ｒ＝ｋ１／ｋ２を基準値１と比較したとき、その値が１と異なっていてもロードセルの出力変動によってそうなったのかどうかは不明である。したがって、ロードセルが正常な状態におけるＲ＝Ｒｉを求め、稼働運転時のＲ＝Ｒｖを求めてその間の変化量を次式
Ｅ＝Ｒｖ−Ｒｉ＝（ｋ１／ｋ２）・ｅ                        ・・・・・（１０）
として変化量（ｋ１／ｋ２）・ｅを評価するようにすれば、ｋ１／ｋ２≠１であるから、この変化量はｅに等しくはないが、ｋ１／ｋ２は約１であるのでほぼｅに近い変化量を評価することができる。
【００６７】
なお、異常判定の精度を要求しない場合にはＲｖのみの１からの変化量、または上述の基準重量ローラ１１の測定を実施したときの荷重ｗｓ１，ｗｓ２を基準重量参照値記憶メモリＷｓ１，Ｗｓ２から呼び出してｋ１／ｋ２＝ｗｓ１／ｗｓ２＝ｋｗｓを導き、このｋｗｓからの変化量を判定するようにしても良い。
【００６８】
上記式（８）はコンベヤ２上の被計量物の密度（見掛け比重）が均一で分布も完全に一様であるとして設定されているが、実際にはコンベヤ２上の被計量物の密度は均一ではなく、分布も一様ではないのでバラツキ分を含んでいる。一方、上記Ｒの値は基本区間における輸送量としているので、評価区間として十分長い移動距離を設定すれば、その間で分布状態や密度は平均化されバラツキが減衰されることになる。しかし、移動距離が長いとそれだけ測定値を求めるのに時間がかかることになり、異常判定のタイミングが遅れるという問題点があり、また、最終的にＲのバラツキを０にすることはできず、異常判定を行うための境界値を決めるには実際に生じているバラツキ量に基づいて行う必要がある。
【００６９】
そこで、ｖ個のシフトレジスタを用意し、このシフトレジスタに、基本区間の輸送量（＝Ｎ０個の測定データの加算値）Ｗ１ｍｎ，Ｗ２ｍｎが得られ、その比率Ｒが算出される度に、最新のｖ個の基本区間の比率Ｒとその２乗値とを記憶させるようにする。なお、２乗値を記憶させるのは、後にｖ個の記憶値の標準偏差を算出するためである。
【００７０】
異常判定は基本区間の輸送量毎に以下のようにして実施される。なお、ロードセルの故障はゲージや起歪部に徐々に劣化が進行して起きる場合が多く急に現れることは少ないが、所定の値以上に異常な変動が現れる限りは速やかに警報することが望ましい。
【００７１】
表示操作装置４０のシフトレジスタにはロードセルから伝送された基本区間輸送量がその伝送順に記憶される。稼働運転開始後、最初にｖ個のシフトレジスタにｖ個のＲの値が記憶された時点で、この記憶されたＲでもって平均値Ｒａが算出され、初期値Ｒａｉとして登録される。これと同時にｖ個のＲの値によって標準偏差σｉが求められる。平均値Ｒａｉの標準偏差σａｉは次式（１１）となる。
σａｉ＝ｖ１／２・σｉ                                    ・・・・・（１１）
こうして、平均値Ｒａｉと標準偏差σａｉが記憶されると、これらの値をもってロードセルが正常な状態での基準値とし、これ以降の輸送量によって２個のロードセル６，７の間の変動量を検出するものとする。
【００７２】
続いて、新たに基本区間の比率Ｒが得られる度にシフトレジスタの中の最も古いＲを捨てて新しいＲを入れ、最新のｖ個の輸送量から平均値Ｒａｖと標準偏差σｖが求められる。平均値Ｒａｖの標準偏差σａｖは次式（１１）となる。
σａｖ＝ｖ１／２・σｖ                                    ・・・・・（１２）
ここで、平均比率Ｒａの初期値からの変化量Ｅａは次式（１３）で表され、また、変化量Ｅａの標準偏差σａｅは次式（１４）で表される。
Ｅａ＝Ｒａｖ−Ｒａｉ                                      ・・・・・（１３）
σａｅ＝（σａｉ２＋σａｖ２）１／２                      ・・・・・（１４）
Ｒａｖ，Ｒａｉは基本区間においてパルス数Ｎ０個分の測定重量値が加算されたものがｖ個加算され、平均値で表されたものである。したがって、相対比率Ｒの変化量Ｅａｓと、その標準偏差σａｅｓは次式にて算出される。
Ｅａｓ＝Ｅａ
σａｅｓ＝σａｅ                                          ・・・・・（１５）
【００７３】
ロードセルの出力測定値において零点の変動またはスパンの変動による許容値をｅとすると、この許容値ｅを超えて変動した場合に確実に異常警報するには、初期値からの変化量Ｅａｓによって判定する場合には、異常警報の境界値Ｒｈｅを、
Ｒｈｅ＝ｅ＋２・σａｅｓ                                  ・・・・・（１６）
として自動設定し、この自動設定された境界値を表示操作装置４０の表示器４５に表示する。なお、上述の標準偏差（バラツキ量）は、中央演算処理装置４２の中のバラツキ量決定部（本発明における「バラツキ量決定手段」に対応する。）において算出される。
また、基本的な負荷配分は両ロードセルに均一とみなして異常判定精度の上で無視できる場合には、バラツキを減衰させた相対比率Ｒの１からの変化量の大きさによって判定するようにする。
【００７４】
または、上述したように、
Ｒ１＝ｋ１／ｋ２＝ｗｓ１／ｗｓ２＝ｋｗｓ                  ・・・・・（１７）
として、ｋｗｓからの変化量を求めるようにしても良い。すなわち、平均相対比率Ｒａのｋｗｓからの変化量Ｅａを次式（１８）にて求める。
Ｅａ＝Ｒａｖ−ｋｗｓ                                      ・・・・・（１８）
変化量Ｅａの標準偏差は、σａｖ，ｋｗｓは一定値であるので、異常警報の境界値Ｒｈｒを、
Ｒｈｒ＝ｅ＋２・σａｖ                                    ・・・・・（１９）
として自動設定し、Ｅａｓと境界値Ｒｈｒとの大小比較、またはＲａｖ−ｋｗｓと境界値Ｒｈｒとの大小比較を行う。
そして、１）Ｅａｓ＞Ｒｈｅであれば、ロードセル６の出力が増加方向に異常な大きさで変動しているか、またはロードセル７の出力が減少方向に異常な大きさで変動していると判定する。また、２）Ｅａｓ＜−Ｒｈｅであれば、ロードセル６の出力が減少方向に異常な大きさで変動しているか、またはロードセル７の出力が増加方向に異常な大きさで変動していると判定する。
【００７５】
＜正常計量への復帰法についての説明＞
いずれかのロードセルが異常であると判定されたときの正常計量作業への復帰は、下記に示すように手動によって実施される。
【００７６】
異常警報が発せられると、まず零点異常を判定するために、できるだけ速やかにコンベヤ２を停止させ、被計量物をコンベヤ２の働長部から除去し、次いで計量ローラ４からコンベヤ２を浮かせて（非接触にして）Ｗ１，Ｗ２の表示を見る。このとき、ロードセルの零点が、初期運転前に決定した零点より変動していれば表示値に０でない数値が稼働運転中の変動量として現れる。この変動量が許容値より大きくなっているロードセルは零点異常であると判定される。異常と判定されたロードセルは交換する必要があるが、すぐにロードセルを交換できない事情のある場合には、許容値以上に大きい零点変動であっても零点調整スイッチを操作して零点調整する。この際、正常な方のロードセルについても同時に零点調整する。
【００７７】
次に、スパン変動の大小を調べる。スパン点検のために、図２に示されるように、基準重量ローラ１１を位置決め機構１２に応じるように基準重量支持金具９，１０の所定位置に積載し、ロードセル６，７の出力Ｗ１＝ｗｓ１′，Ｗ２＝ｗｓ２′を読み取る。
表示操作装置４０の基準重量参照値呼び出しスイッチを押すと、基準重量参照値呼び出し指令がロードセル６，７の演算回路へ出力され、指令を受けた演算回路から基準重量参照値記憶メモリＷｓ１，Ｗｓ２に登録された参照用重量値ｗｓ１，ｗｓ２が呼び出され、表示操作装置４０へ伝送され、表示器４５に表示される。こうして、表示値と参照値とを比較し、双方のロードセル６，７のスパンが正常であれば、ｗｓ１′＝ｗｓ１，ｗｓ２′＝ｗｓ２が成立するのでスパンの異常が判定できる。
【００７８】
補正が必要なほどいずれかまたは両方のロードセルについて、現在の基準重量ローラ１１の荷重表示値が正常時に記憶された参照用重量値ｗｓ１，ｗｓ２と異なっていれば、スパン補正したいロードセルについてのスパン補正スイッチを押す。すると、指定されたロードセルについてのスパン補正指令が当該ロードセルに伝送される（スパン補正指令は双方のロードセルに伝送されるが、指令コードに付属するロードセル番号によって自身の演算回路で処理すべき指令か否かを判定して処理する。）。
【００７９】
スパン変動率は下記のように算出される。すなわち、ロードセル６についてのスパン変動率Ｅ１およびロードセル７についてのスパン変動率Ｅ２はそれぞれ次式にて求められる。
Ｅ１＝（ｗｓ１′／ｗｓ１）−１
Ｅ２＝（ｗｓ２′／ｗｓ２）−１                            ・・・・・（２０）
ロードセル６のスパン補正指令であれば、演算回路内でＥ１の値がスパン変動率メモリＭｅ１に登録されるとともに、この指令を受けて以降はロードセル６の演算回路内では式（１）のＷ１において、スパン係数Ｋ１をＥ１でもって、次式によって出力が算出される。ロードセル７についても同様に次式にて算出される。
Ｗ１＝Ｋ１（１−Ｍｅ１）・（Ｗａ１−Ｗｉ１）−Ｗｚ１
Ｗ２＝Ｋ２（１−Ｍｅ２）・（Ｗａ２−Ｗｉ２）−Ｗｚ２      ・・・・・（２１）
【００８０】
また、ロードセル６のスパン補正量をリセットしたい場合には、表示操作装置４０においてロードセル６用スパン補正値リセットスイッチを押すと、ロードセル６用スパン補正値リセット指令がロードセル６へ伝送され、Ｍｅ１の内容がリセットされる。
なお、これら基準重量参照値の呼び出しやスパン補正操作は、異常検出の警報の有無に拘わらず、任意の時点でコンベヤ２の稼働運転を停止させて実施しても良い。
【００８１】
＜デジタルロードセルの有用性についての説明＞
本実施形態では、コンベヤスケール用の専用ロードセルとしてデジタルロードセルを用いたものを説明したが、このデジタルロードセルを用いる代わりに、図６に示されるように、アナログ荷重信号を出力するロードセル６Ａ，７Ａを表示操作装置４０Ａに直接接続するようにし、全てのデジタル演算を表示操作装置４０Ａ内の演算回路で行うようにする実施形態も可能である。
【００８２】
しかし、この図６に示される構成では、ロードセルのスパンを調整するとき、コンベヤスケール本体に設置したロードセルを表示操作装置４０Ａに接続することが必要となる。したがって、ロードセルが故障し、交換する場合には新しいロードセルをコンベヤスケール本体に装着し、本体に基準重量の負荷を掛けてスパンを調整する必要があり手間がかかる。本体は仮の基準負荷（基準重量ローラ）によって一時的には代替的にロードセルのスパンを調整できるように構成されているが、基準の分銅で精密にスパン調整するには、基準重量とする分銅の負荷状態を特別に用意する必要があり、手間がかかる。
【００８３】
また、上述の実施形態では、単にコンベヤ上の被計量物の重量を測定して輸送量を測定するのではなく、複数のロードセルの荷重信号を個別に測定してそれらの出力を比較する必要がある。したがって、複数個のロードセルのアナログ荷重信号を加算できず、個別にロードセルの荷重信号を表示操作装置まで配線しなければならない。コンベヤスケール本体から遠隔に設置された表示操作装置において複数個のロードセルについて個別に荷重信号を必要とする場合、ロードセルと表示操作装置との間の配線本数は少しでも減少させたい。これらの理由から、荷重信号の測定回路、Ａ／Ｄ変換回路、演算回路がロードセル本体あるいはその近傍に一体的に装着され、一体品として取り扱え、デジタル荷重信号がシリアルラインの上に出力されるデジタルロードセルの使用が好適である。
【００８４】
上述の問題については、デジタルロードセルを適用することで、負荷荷重に対するスパン特性もロードセル単体で調整することによって合わせることができるので、故障の場合にロードセルを交換してもスパン調整の必要がない。また、荷重信号はシリアルラインを介して出力することができる。
しかし、コンベヤスケール用のデジタルロードセルとして、出力にシリアルラインを設け、特に複数個のロードセルからのシリアルラインを共通化するとすれば、配線本数は減少するが、通信遅れが問題となる。また、コンベヤ上を輸送される被計量物の分布変化に応じて精確に輸送量を算出するには、短い距離毎に重量を測定するとともに、短い距離毎にパルスを発信させ、できるだけ短い距離毎の重量を積算する必要がある。
【００８５】
表示操作装置の側では、通信以外の処理も必要であり、通信速度に制限があるので、ロードセル側から短い距離間隔での重量測定値、すなわち短い時間間隔での重量測定値が伝送ができず、間欠的にしか送れない。そうすると、発信パルスを表示操作装置の側で受信して伝送されてきた重量値を加算しても精確な輸送量が得られないという問題がある。
【００８６】
本実施形態では、コンベヤスケール用の専用ロードセルとしてデジタルロードセルを用い、上述したようにパルス発信器８からのパルス信号をパルス信号入力ラインを通してデジタルロードセル６，７に入力し、測定モードとして静止計測モードと動的計測モードとを設け、これらのモードが表示操作装置により指定され、静止計測モードでは零点調整時やスパン調整時の表示用信号が表示操作装置へ出力され、動的計測モードではパルス発信器８からのパルスを読み込み、この読み込んだパルスに応じて計量コンベヤ上を搬送される被計量物の所定区分毎の輸送量がロードセル内で算出され、シリアルラインを通じて表示操作装置へ出力されるように構成されている。
【００８７】
このように構成することによって、複数個のロードセルからなる計量部であっても、計量ローラの台数が１台のコンベヤスケールに２台以上あるシステム構成であっても、複数台のコンベヤスケールにおいて複数の計量ローラが使用されていても、所定の区間毎に演算された輸送量を表示操作装置へ送ることができるので、伝送時間に余裕ができ、複数のロードセルから出力された輸送量を表示操作装置４０で加算すればコンベヤ２上の被計量物の輸送量を精確に算出できるという効果を奏するものである。
【００８８】
また、上記静止計測モードは、ロードセル自身の操作によって所定の時間間隔でもってデジタル荷重信号をロードセルより出力するモードである。コンベヤ稼働運転のＯＮ／ＯＦＦに応じて、表示操作装置により各ロードセルにコンベヤ稼働運転のＯＮが指令された場合にロードセルは動的計測モードとなり、ＯＦＦが指令された場合にロードセルは静止計測モードとなる。また、ロードセル単体でスパン調整する場合も、コンベヤ稼働運転ＯＦＦの指令を送る。これによってロードセルを単体でスパン調整したり、コンベヤスケール本体に装着して調整したりする操作が容易に行える。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明のコンベヤスケール用ロードセルは、１本のシリアルラインを多くのデジタルロードセルに対して共通に使用しても、精確な輸送量を外部装置に読み込ませることができ、外部装置において精確に積算輸送量を求めることができるので、その実施効果が大である。
【符号の説明】
【００９０】
１          コンベヤスケール本体
２          コンベヤ（ベルト）
４          計量ローラ
６，７      ロードセル（ロードセル）
８          パルス発信器
９，１０    基準重量支持金具
１１        基準重量ローラ
１２        位置決め機構
１４        起歪体
１６〜１９  ストレインゲージ
２０        荷重支持部
２１        ホイートストーンブリッジ回路
２８        入出力回路
２９        中央演算処理装置
３０        メモリブロック
４０        表示操作装置
４１        入出力回路
４２        中央演算処理装置
４３        メモリブロック
４５        表示器
４６        キースイッチ
【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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