(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベヤを両側から支持する２個のロードセルの出力する荷重信号に基づいて、前記コンベヤ上を搬送される被計量物の輸送量を算出するコンベヤスケールにおいて、
前記ロードセルの起歪部に貼付した少なくとも４個のストレインゲージで構成されるホイートストーンブリッジ回路における２個の端子からの出力信号に基づいて生成される２個のハーフブリッジ荷重信号が、前記ロードセルへの同一の負荷荷重に対して略同じ大きさの荷重信号となるように調整して出力するハーフブリッジ荷重信号出力手段を備えることを特徴とするコンベヤスケール。
【請求項２】
前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号の零点を個別に調整する個別零点調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤスケール。
【請求項３】
前記個別零点調整手段によって零点変動分を相殺できるように生成される少なくとも１個のハーフブリッジ荷重信号を表示するハーフブリッジ荷重信号表示手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のコンベヤスケール。
【請求項４】
前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号を比較することによって前記ロードセルのうちで出力変動の異常なロードセルを検出する出力異常検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤスケール。
【請求項５】
前記出力異常検出手段によって検出された出力変動の異常なロードセルにおける前記２個のハーフブリッジのうちで荷重信号出力が異常なハーフブリッジを自動的に特定する出力異常ハーフブリッジ特定手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のコンベヤスケール。
【請求項６】
前記出力異常ハーフブリッジ特定手段は、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセルにおいて前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号を比較することにより出力変化を検出する出力変化検出手段と、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセルにおいて前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号のそれぞれの出力信号と、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセル以外のロードセルからの出力信号とを比較する相対比較手段とを備え、前記出力変化検出手段による比較結果と前記相対比較手段による比較結果とに基づいて荷重信号出力が異常なハーフブリッジを特定することを特徴とする請求項５に記載のコンベヤスケール。
【請求項７】
前記相対比較手段による比較結果のバラツキの大きさに基づいて前記出力異常ハーフブリッジ特定手段における前記荷重信号出力が異常であるハーフブリッジを特定するための許容値を設定することを特徴とする請求項６に記載のコンベヤスケール。
【請求項８】
前記出力変化検出手段は、該出力変化検出手段による比較結果の変化の大きさが０の近傍である時点において前記相対比較手段の比較結果を集計するとともに、前記出力変化検出手段による比較結果の変化の大きさが許容値の近傍である時点において前記相対比較手段の比較結果を集計することによって、ロードセルが正常である状態からの出力変化の大きさを算出することにより出力変化を検出することを特徴とする請求項６に記載のコンベヤスケール。
【請求項９】
前記出力変化検出手段における２個のハーフブリッジ荷重信号の比較は、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセルにおいて前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号に基づく前記コンベヤが所定距離だけ移動したときの輸送量の比較であることを特徴とする請求項６に記載のコンベヤスケール。
【請求項１０】
前記相対比較手段による比較に際して、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセルにおいて前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号に基づく前記コンベヤが所定距離だけ移動したときの輸送量に基づき前記輸送量のバラツキを減衰させるバラツキ減衰手段を備えることを特徴とする請求項６に記載のコンベヤスケール。
【請求項１１】
前記出力異常ハーフブリッジ特定手段は、前記出力変化検出手段による比較結果に基づいて、前記異常であると特定されたハーフブリッジについてのハーフブリッジ荷重信号のスパンを補正するスパン補正手段を備えることを特徴とする請求項６に記載のコンベヤスケール。
【請求項１２】
前記出力異常ハーフブリッジ特定手段は、前記出力変化検出手段による比較結果に基づいて、前記異常であると特定されたハーフブリッジについてのハーフブリッジ荷重信号を、異常であると特定されない方のハーフブリッジについてのハーフブリッジ荷重信号で代替させるハーフブリッジ信号代替手段を備えることを特徴とする請求項６に記載のコンベヤスケール。
【請求項１３】
前記出力異常ハーフブリッジ特定手段は、前記出力変化検出手段による比較結果と前記相対比較手段による比較結果とに基づいて、前記荷重信号出力が異常であるロードセルを特定した時点で、前記特定したロードセルにおける異常であるハーフブリッジを特定することを特徴とする請求項６に記載のコンベヤスケール。
【請求項１４】
前記２個のロードセルに対して、基準重量物品の荷重が一定の比率に配分されるように前記基準重量物品を積載する積載機構と、前記２個のロードセルに一定比率配分された基準重量物品の荷重に基づく、前記２個のロードセルから出力される前記２個のハーフブリッジ荷重信号のそれぞれを基準重量参照値として記憶する基準重量参照値記憶手段とを備える請求項１に記載のコンベヤスケール。
【請求項１５】
前記積載機構に前記基準重量物品を積載することによって前記２個のロードセルに一定比率配分された基準重量物品の荷重信号と、前記２個のロードセルから出力される２個のハーフブリッジ毎の基準重量参照値とに基づいて、前記ロードセルのスパン補正操作が実施される請求項１４に記載のコンベヤスケール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計量ローラの両端を支持するロードセルのうち、いずれのロードセルの出力が異常であるかを判定し、運転を継続する中で正常な計量に復帰させるようにしたコンベヤスケールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
計量装置の中核部品であるロードセル（荷重センサ）が故障した場合に、その故障状態を計量装置の使用中に容易にかつ精確に判定し、容易に正常な状態に復帰させるという機能は、重要な機能であるといえる。このため、ロードセルの異常判定はできるだけ早期に行うことが求められる。また、どのロードセルに異常があるかを検出した際には、その異常なロードセルを新たなロードセルと交換するまでの間、異常なロードセルの出力を補正して正常な計量を継続できるようにすることが求められる。
【０００３】
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。これら零点変動量及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することができ、異常があれば警報を発するようにすることが求められる。また、運転を停止させずに、異常判定されたロードセルの出力を容易に補正し、ロードセルを交換するまでの間計量装置を使用できるようにすることが求められる。
【０００４】
従来、ロードセルの異常検出による故障診断装置として、特許文献１〜３に開示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１７２６６１号公報
【特許文献２】特開平５−２６４３７５号公報
【特許文献３】特開平９−２８０９３９号公報
【０００６】
上記特許文献１に開示された故障診断方法は、ロードセルのフルブリッジ回路を構成する２つのハーフブリッジ回路のそれぞれの出力を予め定めた許容値と比較し、いずれかのハーフブリッジ回路の出力が許容値を超えていれば故障であると判定するように構成されたものである。
【０００７】
また、上記特許文献２，３に開示された故障診断方法は、１台の計量部を支持する３個以上のロードセルの出力を比較し、計量部の負荷荷重が各ロードセルにほぼ均等に配分されるものとして、各ロードセルの出力を所定の基準値と比較したとき、又は相互の出力同士を比較したとき、差の大きいものが１個あれば当該ロードセルが異常であると判定するように構成されたものである。
【０００８】
ところで、コンベヤスケールにおいては、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２個のストレインゲージ式ロードセルが設けられるが、計量ローラに任意の負荷荷重がかかっている状態で、すなわち稼働運転中に、１個のロードセルの中で２個のハーフブリッジ出力のいずれかが異常であることを精確に検出するには、まずハーフブリッジが正常な状態のときにそれぞれのハーフブリッジが個別に零点調整可能であって、個別に零点調整がなされ、設定された零点からの互いの零点の変化量の差を判定しなければならない。
【０００９】
また、スパンの変動に関して、同じ負荷荷重に対して両方のハーフブリッジ出力が同じ大きさに変化するようにスパンが設定されていなければ、任意の荷重が負荷される使用中に双方のハーフブリッジ出力を比較しても意味がない。しかし、上記特許文献１に開示された方法では、これらの問題への対策が明らかでなく、具体的な対処が施されていない。
【００１０】
一方、上記特許文献２，３に開示された方法は、基本的に使用されるロードセルが２個の場合には適用できない。また、負荷荷重が均等でない場合には適用できないか、あるいは不均等分を見込んで大きい許容値を設定せざるを得ない。負荷荷重の変動が大きい場合にも適用できないか、あるいはバラツキを見込んで概略の大きい許容値を設定せざるを得ない。そして、許容値が見込みによる概略の大きい値に設定されると、異常判定の時期が遅れ、異常判定が行われた時点ですぐにロードセルを交換しなければならない事態となる。
【００１１】
また、上記特許文献２，３に開示された方法では、故障したロードセルを正常なロードセルの出力で代替させているが、計量器の使用状態が各ロードセルに不均等な負荷が加わるものでは、特定の１個のロードセルの負荷荷重を他のロードセルの負荷荷重で精度良く代替させることができず精度の高い計量ができないという問題点がある。
【００１２】
さらに、ロードセル出力の正常な時点でも、周囲温度変化や計量部への付着物などによって各ロードセルは個別に零点が移動する。したがって、各ロードセルを個別に零点調整した後、使用中に出力を基準値と比較したり相互比較したりしなければならないが、特許文献３の段落〔００１４〕に各ロードセルの個別表示は記載されているものの、ロードセルを計量器本体に装着した状態で、各ロードセルを個別に零点調整する、すなわち零点重量を設定する手段が明らかでなく、使用時に精確に各ロードセル相互の出力信号の比較が行えないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、計量ローラの両端を支持する２個のロードセルについて、ホイートストーンブリッジ回路を構成する２つのハーフブリッジ出力のいずれかに零点又はスパンの異常が生じたことを稼働運転中に容易にかつ精確に判定し、稼働運転中でも出力を補正して運転を継続させることのできるコンベヤスケー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】
【００１４】
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は、
コンベヤを両側から支持する２個のロードセルの出力する荷重信号に基づいて、前記コンベヤ上を搬送される被計量物の輸送量を算出するコンベヤスケールにおいて、
前記ロードセルの起歪部に貼付した少なくとも４個のストレインゲージで構成されるホイートストーンブリッジ回路における２個の端子からの出力信号に基づいて生成される２個のハーフブリッジ荷重信号が、前記ロードセルへの同一の負荷荷重に対して略同じ大きさの荷重信号となるように調整して出力するハーフブリッジ荷重信号出力手段を備えることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１５】
本発明において、前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号の零点を個別に調整する個別零点調整手段を備えるのが好ましい（第２発明）。
【００１６】
この場合、前記個別零点調整手段によって零点変動分を相殺できるように生成される少なくとも１個のハーフブリッジ荷重信号を表示するハーフブリッジ荷重信号表示手段を備えるのが好ましい（第３発明）。
【００１７】
また、本発明において、前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号を比較することによって前記ロードセルのうちで出力変動の異常なロードセルを検出する出力異常検出手段を備えるのが好ましい（第４発明）。
【００１８】
ここで、前記出力異常検出手段によって検出された出力変動の異常なロードセルにおける前記２個のハーフブリッジのうちで荷重信号出力が異常なハーフブリッジを自動的に特定する出力異常ハーフブリッジ特定手段を備えるのが好ましい（第５発明）。
【００１９】
また、前記出力異常ハーフブリッジ特定手段は、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセルにおいて前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号を比較することにより出力変化を検出する出力変化検出手段と、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセルにおいて前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号のそれぞれの出力信号と、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセル以外のロードセルからの出力信号とを比較する相対比較手段とを備え、前記出力変化検出手段による比較結果と前記相対比較手段による比較結果とに基づいて荷重信号出力が異常なハーフブリッジを特定するのが好ましい（第６発明）。
【００２０】
この場合、前記相対比較手段による比較結果のバラツキの大きさに基づいて前記出力異常ハーフブリッジ特定手段における前記荷重信号出力が異常であるハーフブリッジを特定するための許容値を設定するのが良い（第７発明）。
【００２１】
また、前記出力変化検出手段は、該出力変化検出手段による比較結果の変化の大きさが０の近傍である時点において前記相対比較手段の比較結果を集計するとともに、前記出力変化検出手段による比較結果の変化の大きさが許容値の近傍である時点において前記相対比較手段の比較結果を集計することによって、ロードセルが正常である状態からの出力変化の大きさを算出することにより出力変化を検出するのが良い（第８発明）。
【００２２】
また、前記出力変化検出手段における２個のハーフブリッジ荷重信号の比較は、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセルにおいて前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号に基づく前記コンベヤが所定距離だけ移動したときの輸送量の比較であるのが好ましい（第９発明）。
【００２３】
また、前記相対比較手段による比較に際して、前記荷重信号出力が異常であると特定されたロードセルにおいて前記ハーフブリッジ荷重信号出力手段から出力される２個のハーフブリッジ荷重信号に基づく前記コンベヤが所定距離だけ移動したときの輸送量に基づき前記輸送量のバラツキを減衰させるバラツキ減衰手段を備えるのが好ましい（第１０発明）。
【００２４】
また、前記出力異常ハーフブリッジ特定手段は、前記出力変化検出手段による比較結果に基づいて、前記異常であると特定されたハーフブリッジについてのハーフブリッジ荷重信号のスパンを補正するスパン補正手段を備えるのが好ましい（第１１発明）。
【００２５】
また、前記出力異常ハーフブリッジ特定手段は、前記出力変化検出手段による比較結果に基づいて、前記異常であると特定されたハーフブリッジについてのハーフブリッジ荷重信号を、異常であると特定されない方のハーフブリッジについてのハーフブリッジ荷重信号で代替させるハーフブリッジ信号代替手段を備えるのが好ましい（第１２発明）。
【００２６】
また、前記出力異常ハーフブリッジ特定手段は、前記出力変化検出手段による比較結果と前記相対比較手段による比較結果とに基づいて、前記荷重信号出力が異常であるロードセルを特定した時点で、前記特定したロードセルにおける異常であるハーフブリッジを特定するのが好ましい（第１３発明）。
【００２７】
本発明において、前記２個のロードセルに対して、基準重量物品の荷重が一定の比率に配分されるように前記基準重量物品を積載する積載機構と、前記２個のロードセルに一定比率配分された基準重量物品の荷重に基づく、前記２個のロードセルから出力される前記２個のハーフブリッジ荷重信号のそれぞれを基準重量参照値として記憶する基準重量参照値記憶手段とを備えるのが好ましい（第１４発明）。
【００２８】
ここで、前記積載機構に前記基準重量物品を積載することによって前記２個のロードセルに一定比率配分された基準重量物品の荷重信号と、前記２個のロードセルから出力される２個のハーフブリッジ毎の基準重量参照値とに基づいて、前記ロードセルのスパン補正操作が実施されるのが良い（第１５発明）。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、コンベヤ上の物品重量の分布に拘わらず、１個のロードセルにおいていずれかの側のハーフブリッジの零点やスパン係数が変動した場合に極めて精確に検出することができ、スパン異常又は零点異常の判定を精確に行うことができる。また、稼働運転中でも出力を補正して運転を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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）及び（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】本実施形態のロードセルの回路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における故障診断回路図
【図６】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７】ロードセル出力比較比率の変化量のバラツキの説明図
【図８】他の実施形態に係るロードセルの回路構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本発明によるコンベヤスケー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。
【００３２】
＜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。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。
【００３３】
搬送ローラ３，４，５は相互に間隔Ｌ（ｍ）を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。
【００３４】
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。
【００３５】
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の所定位置に位置決め機構を設け、この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。
【００３６】
＜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（ロードセル本体部）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。なお、測定回路１５は取付部１３の内部に設けられる場合もある。
【００３７】
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。
【００３８】
図４に示されるように、ストレインゲージ１６，１７，１８，１９は、フルブリッジ回路２１を構成するように互いに接続されている。このフルブリッジ回路２１において、対向する２つの接続点２２，２３には、励磁用の直流電圧が印加され、これら接続点２２，２３と直角に位置する接続点２４，２５からは力又は荷重の検出電圧が取り出される。
【００３９】
上記フルブリッジ回路２１に対して、故障診断回路としての増幅・Ａ／Ｄ変換回路２６及び演算回路２７が設けられる。増幅・Ａ／Ｄ変換回路２６は、２つの電圧参照用の固定抵抗器２８，２９と、アナログ加算回路３０と、２つのアナログ−デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する。）３１，３２とを備えている。ここで、固定抵抗器２８，２９は、互いに直列接続されるとともに、フルブリッジ回路２１の接続点２２，２３にそれぞれ接続されている。また、固定抵抗器２８，２９とストレインゲージ１７，１８とにより、ハーフブリッジ回路２１ａが形成され、固定抵抗器２８，２９とストレインゲージ１６，１９とにより、ハーフブリッジ回路２１ｂが形成されている。
【００４０】
アナログ加算回路３０は、第１演算増幅器３３と、第２演算増幅器３４と、第３演算増幅器３５と、第４演算増幅器３６とを備えて構成されている。
第１演算増幅器３３において、入力正端子３３ａはフルブリッジ回路２１の接続点２４に接続され、入力負端子３３ｂは出力端子３３ｃに接続され、出力端子３３ｃは抵抗器４０に接続されている。
第２演算増幅器３４において、入力正端子３４ａは２つの固定抵抗器２８，２９の接続点４１に接続され、入力負端子３４ｂは出力端子３４ｃに接続され、出力端子３４ｃは抵抗器４２，４３に接続されている。
第３演算増幅器３５において、入力正端子３５ａは回路のアース４４に接続され、入力負端子３５ｂは、抵抗器４０，４２に接続されるとともに、抵抗器４５を介して出力端子３５ｃに接続され、出力端子３５ｃはＡ／Ｄ変換器３１に接続されている。
第４演算増幅器３６において、入力正端子３６ａはフルブリッジ回路２１の接続点２５に接続され、入力負端子３６ｂは、抵抗器４３に接続されるとともに、抵抗器４６を介して出力端子３６ｃに接続され、出力端子３６ｃはＡ／Ｄ変換器３２に接続されている。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換器３１，３２は、アナログ加算回路３０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ものである。２組のハーフブリッジ回路２１ａ，２１ｂから出力されるアナログ荷重信号ｅｏａ，ｅｏｂは、アナログ加算回路３０を経てアナログ荷重信号ｅｏａ１１，ｅｏａ２１とされ、これらアナログ荷重信号ｅｏａ１１，ｅｏａ２１は、Ａ／Ｄ変換器３１，３２によってデジタル荷重信号Ｗａ１１´，Ｗａ２１´に変換される。これらデジタル荷重信号Ｗａ１１´，Ｗａ２１´は、演算回路２７に入力されて処理される。
【００４２】
図５に示されるように、演算回路２７は、入出力回路（Ｉ／Ｏ）５１と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）５２と、メモリブロック（ＭＥＭ）５３とを備えて構成されている。こうして、Ａ／Ｄ変換器３１，３２の出力信号は、入出力回路５１から中央演算処理装置５２を介してメモリブロック５３に読み込まれる。ここで、メモリブロック５３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）から成るものである。
【００４３】
図５に示されるように、本実施形態のロードセル（デジタルロードセル）６，７は、図４に示される増幅・Ａ／Ｄ変換回路２６と演算回路２７による測定回路１５と、ロードセル本体部（起歪体）１４とが一体的に装備され、シリアルラインｃにて後述する表示操作装置６０に接続される構成である。なお、ロードセルからハーフブリッジ回路２１ａ，２１ｂのアナログ荷重信号を表示操作装置６０の演算回路まで配線によって伝送し、表示操作装置６０の演算基板において測定、Ａ／Ｄ変換、演算を行わせても良いが、ロードセル単体毎に同一負荷に対して同一の出力変化するスパン調整やロードセルから表示操作装置６０への配線本数の削減の観点から、デジタルロードセルの構成とするのがより好適である。
【００４４】
ロードセル６，７へは、コンベヤ２が所定の距離移動する毎にパルス発信器８から発信されるパルスが入出力回路５１を介して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。
【００４５】
＜コンベヤスケール及び表示操作装置の回路構成の説明＞
図６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、表示操作装置６０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６０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６０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６０へ出力するとともに、表示操作装置６０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。
【００４６】
表示操作装置６０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）６１と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）６２と、メモリブロック（ＭＥＭ）６３と、電源６４とを備えている。また、入出力回路６１には、表示器（ＤＩＳ）６５やキースイッチ（ＫＥＹ）６６などが接続されており、重量値等は表示器６５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６６によって行われる。
【００４７】
＜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６０はキースイッチ６６によって稼働運転ＯＮ又はＯＦＦが設定される。表示操作装置６０で稼働運転ＯＮがキースイッチ６６によって設定されると、表示操作装置６０は動的計測モードになり、動的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６６によって設定されると、表示操作装置６０は静止計測モードになり、静止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。
【００４８】
図４に示されたデジタル荷重信号Ｗａ１１´，Ｗａ２１´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ｅｏａ１１，ｅｏａ２１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２７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Ｗａ１１，Ｗａ２１となって出力される。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。
【００４９】
表示操作装置６０よりロードセル６に静的計測モードが指定されると、パルス発信器８から演算回路２７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１個又は複数個のデジタル荷重信号を平均し、稼働運転時において後述するハーフブリッジ信号Ｗ１１を求める式へのＷａ１１として与え、荷重信号が算出される。ハーフブリッジ信号Ｗ２１についても、またロードセル７のハーフブリッジ信号Ｗ１２，Ｗ２２についても同様である。
【００５０】
表示操作装置６０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６０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Ｗ１１，Ｗ２１，Ｗ１２，Ｗ２２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ハーフブリッジ出力１，２に対応する輸送量である基本区間輸送量Ｗ１１ｍｎ，Ｗ２１ｍｎ，Ｗ１２ｍｎ，Ｗ２２ｍｎ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６０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。なお、２つのハーフブリッジ出力をそれぞれハーフブリッジ出力１，２と称する。
【００５１】
これに対して、表示操作装置６０で稼働運転ＯＦＦがキースイッチ６６によって設定されると、ロードセル６，７は表示操作装置６０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、サンプリング間隔Δｔ時間毎に出力されたＡ／Ｄ変換器３１，３２からのデジタル荷重信号は、例えばＴ１＝１００・Δｔ＝１００ｍｓｅｃ毎にＭ個の移動平均又は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Ｗａ１１，Ｗａ２１，Ｗａ１２，Ｗａ２２としてロードセル６，７のハーフブリッジ出力１，２の荷重信号Ｗ１１，Ｗ２１，Ｗ１２，Ｗ２２を算出するために使用される。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Ｗ１１，Ｗ２１，Ｗ１２，Ｗ２２はシリアルラインｃを通して表示操作装置６０へ伝送され、表示される。
【００５２】
＜ロードセル単体でのハーフブリッジ出力信号のスパン調整についての説明＞
ロードセル６，７の異常判定処理に関して、ハーフブリッジ出力１，２の荷重信号Ｗ１１，Ｗ２１，Ｗ１２，Ｗ２２の処理には、それぞれ独立してスパン係数、零点重量記憶メモリ、初期重量記憶メモリを設ける。
ロードセル６，７単体の調整においては、ロードセル６，７のシリアルラインｃが、図６に示されるのと同じ構成のロードセル調整装置のシリアルラインｃと接続され、ロードセル６，７への供給電源がロードセル調整装置から供給される。ロードセル６，７は負荷荷重試験装置にセットされる。また、ロードセル調整装置には初期荷重記憶スイッチ、スパン係数設定スイッチ、調整モード計測スイッチが設けられる。
【００５３】
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、調整モード計測スイッチを押すことにより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Ｗａ１１がＴ１時間毎に生成される。ハーフブリッジ出力１の荷重信号Ｗ１１は、次式にて算出される。
Ｗ１１＝Ｋ１１・（Ｗａ１１−Ｗｉ１１´）
【００５４】
調整開始時点では、ロードセル６の演算回路２７内でスパン係数はＫ１１＝１に設定され、初期荷重記憶メモリＷｉ１１´にはロードセル６の無負荷時の出力値が記憶される。Ｗ１１の値はＷａ１１の内容が更新される毎（Ｔ１毎）にＭ個の移動平均値又は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。
【００５５】
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２７に送られる。このときＷ１１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、Ｗ１１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５３内の荷重記憶メモリＷｉ１１´に記憶される。ここで、Ｗｉ１１´＝Ｗａ１１になるから、上記式においてＷ１１はＷ１１＝０に変わる。
【００５６】
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、既知の荷重値Ｍｓを持つ基準荷重をロードセル６に掛ける。すると、Ｗ１１は基準荷重だけ増加変化し、表示値もそれだけ増加する。Ｗ１１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２７にてＫ１１＝Ｍｓ／（Ｗａ１１−Ｗｉ１１´）と演算され、Ｋ１１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Ｋ１１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５３に登録される。こうして、Ｗ１１の表示値は、スパン係数が１よりＫ１１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Ｋ１１の値の定まったＷ１１＝Ｋ１１・（Ｗａ１１−Ｗｉ１１´）の値がロードセルよりＷａ１１の内容が更新され、Ｗ１１が更新される毎に出力される。
【００５７】
ハーフブリッジ出力２の荷重信号Ｗ２１も、ロードセル６の演算回路２７内でハーフブリッジ出力１の処理に続いて、初期零点記憶操作についても、スパン係数Ｋ２１の算出についても、全く同様に実施される。こうして、Ｗ２１もＷ１１と共にロードセル調整装置へ順次シリアルに送られ、ロードセル調整装置では２つのハーフブリッジ出力が同時に並列表示される。
【００５８】
ロードセル７についてのハーフブリッジ出力１，２の調整も同様に行われる。荷重信号Ｗ１２、Ｗ２２については、同じ基準荷重Ｍｓが使用され、この基準荷重Ｍｓに対してロードセル６の両方のハーフブリッジ出力１，２と同じ大きさに出力変化するように、ロードセル７のハーフブリッジ出力１，２の荷重信号のスパン係数Ｋ１２、Ｋ２２が設定される。こうして、２つのロードセル６，７の２つのハーフブリッジ出力１，２は同じ負荷荷重に対して全て同じ大きさに出力変化するように、中央演算処理装置５２の中のハーフブリッジ荷重信号出力部（本発明における「ハーフブリッジ荷重信号出力手段」に対応する。）において調整され、出力される。
【００５９】
＜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６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６０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６０の電源６４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。
【００６０】
表示操作装置６０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の演算回路においてハーフブリッジ出力１，２の荷重信号Ｗ１１，Ｗ２１と、ロードセル７の演算回路においてハーフブリッジ出力１，２の荷重信号Ｗ１２，Ｗ２２は、上記式に零点記憶メモリＷｚ１１，Ｗｚ２１，Ｗｚ１２，Ｗｚ２２と新たな初期荷重メモリＷｉ１１，Ｗｉ２１，Ｗｉ１２，Ｗｉ２２の内容によって下記式（１）が設定される。
ロードセル６のハーフブリッジ出力１，２の荷重信号：
Ｗ１１＝Ｋ１１・（Ｗａ１１−Ｗｉ１１）−Ｗｚ１１
Ｗ２１＝Ｋ２１・（Ｗａ２１−Ｗｉ２１）−Ｗｚ２１
ロードセル７のハーフブリッジ出力１，２の荷重信号：
Ｗ１２＝Ｋ１２・（Ｗａ１２−Ｗｉ１２）−Ｗｚ１２
Ｗ２２＝Ｋ２２・（Ｗａ２２−Ｗｉ２２）−Ｗｚ２２          ・・・（１）
【００６１】
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。
以下、ロードセル６について述べる。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Ｗａ１１，Ｗａ２１がＴ１時間毎に生成されて表示操作装置６０へ伝送され、表示操作装置６０の中央演算処理装置６２でＷａ１１，Ｗａ２１の複数個の平均値が算出されて上記式（１）に入れられ、Ｗ１１，Ｗ２１の値として、Ｍ個の移動平均値又はＭ個単位毎の平均値が算出され、表示操作装置６０へ伝送され、表示器６５に表示される。
【００６２】
次いで、表示操作装置６０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Ｗ１１，Ｗ２１において零点記憶メモリＷｚ１１，Ｗｚ２１と初期荷重メモリＷｉ１１，Ｗｉ２１に０がセットされる。なお、初期荷重記憶モード時に、Ｋ１１，Ｋ２１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６０の初期荷重記憶スイッチを押すと、表示操作装置６０の中でスイッチが操作された時点のＷ１１，Ｗ２１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Ｗｉ１１，Ｗｉ２１として決定され、ロードセル６の演算回路２７におけるメモリブロック５３の初期荷重メモリに登録される。
【００６３】
次に、表示操作装置６０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Ｋ１１，Ｋ２１として、ロードセル単体調整時点でメモリブロック５３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Ｗｚ１１，Ｗｚ２１からデータを呼び出し、Ｗ１１，Ｗ２１を求める式（１）に代入する操作を行う。
【００６４】
本体の初期荷重Ｗｉ１１，Ｗｉ２１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６０の表示器６５のＷ１１，Ｗ２１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６０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６０からシリアルラインｃを通じてロードセル６へ伝送される。ロードセル６の演算回路２７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Ｗ１１，Ｗ２１の値をそれぞれＷｚ１１，Ｗｚ２１に加算することによって、ロードセル６が個別に零点調整される（本発明における「個別零点調整手段」に対応する。）。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。
ロードセル７についてもロードセル６と同様に実施される。
【００６５】
ロードセル６，７がそれぞれハーフブリッジ出力１，２を個別に零点調整できる構成は重要である。稼働運転に入る前にロードセル６，７の各ハーフブリッジが個別に零点調整され、稼働運転中に出力変動の異常が検出され、運転を停止してその原因を調べるとき、全てのハーフブリッジ出力を無負荷状態で表示させれば（本発明における「ハーフブリッジ荷重信号表示手段」に対応する。）、無負荷荷重の表示量が稼働運転中のハーフブリッジ別の零点変動量を表すことになるので、いずれのハーフブリッジ出力が稼働運転中にどれだけ零点移動したかを識別することができる。また、個別に零点調整が行えることによって、ハーフブリッジ別にスパン変動を調べることも可能になる。
【００６６】
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。
【００６７】
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６，７の演算回路のメモリブロック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。）を用意する。このメモリをそれぞれハーフブリッジ出力１，２別に、Ｗｓ１１，Ｗｓ２１；Ｗｓ１２，Ｗｓ２２とする。ロードセル６，７のハーフブリッジ出力Ｗ１１，Ｗ２１；Ｗ１２，Ｗ２２の値として、Ｍ個の平均値ｗｓ１１，ｗｓ２１；ｗｓ１２，ｗｓ２２が表示器６５に表示される。
【００６８】
作業者がその表示を確認して表示操作装置６０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Ｗｓ１１，Ｗｓ２１；Ｗｓ１２，Ｗｓ２２に登録される。この登録された値は、表示操作装置６０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Ｗｓ１１，Ｗｓ２１；Ｗｓ１２，Ｗｓ２２に登録された値が呼び出され、表示操作装置６０へ伝送され、表示器６５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。
【００６９】
＜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６０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。
【００７０】
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。
【００７１】
表示操作装置６０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６０のメモリブロック６３に登録されるとともに、ロードセル６，７の演算回路２７に伝送され、それぞれの演算回路２７のメモリブロック５３に登録される。
【００７２】
表示操作装置６０において稼働運転スイッチをＯＮにし、表示操作装置６０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２７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Ｗａ１１，Ｗａ２１，Ｗａ１２，Ｗａ２２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。
【００７３】
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Ｗａ１１，Ｗａ２１；Ｗａ１２，Ｗａ２２を加算して平均値が算出され、その結果が式（１）のＷａ１１，Ｗａ２１；Ｗａ１２，Ｗａ２２に代入される。こうして、１パルス毎のＷ１１，Ｗ２１；Ｗ１２，Ｗ２２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２７には加算飽和回数が設定されている。
【００７４】
稼働運転における基本区間輸送量として、ロードセル６のハーフブリッジ出力１が演算回路２７にて上述のように１パルス毎にＷａ１１が求まる度にＷ１１がＷ１１１，Ｗ１１２，Ｗ１１３，・・・と算出され、パルス数ｑ＝Ｎ０個である基本区間輸送量Ｑ１１０´は、次式（２）にて求められる。
【数１】
0005777401.tif 000002
同様に、ロードセル６のハーフブリッジ出力２について、次式（３）にて求められる。なお、ロードセル７のハーフブリッジ出力１，２についても同様に求められる。
【数２】
0005777401.tif 000003
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のハーフブリッジ出力１においてＷ１１ｄｚ、ハーフブリッジ出力２においてＷ２１ｄｚ（Ｗ１１ｄｚ，Ｗ２１ｄｚについては後述する。）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についてのハーフブリッジ出力１，２毎の輸送量Ｑ１１０，Ｑ２１０；Ｑ１２０，Ｑ２２０は、次式（４）にて求められる。
Ｑ１１０＝Ｑ１１０´−Ｗ１１ｄｚ
Ｑ２１０＝Ｑ２１０´−Ｗ２１ｄｚ
Ｑ１２０＝Ｑ１２０´−Ｗ１２ｄｚ
Ｑ２２０＝Ｑ２２０´−Ｗ２２ｄｚ                      ・・・・・（４）
これらＱ１１０，Ｑ２１０の値はパルス数Ｎ０毎にロードセル６から、またＱ１２０，Ｑ２２０の値はパルス数Ｎ０毎にロードセル７から表示操作装置６０へ伝送される。一方、コンベヤ２としての基本区間輸送量Ｑｔ０は、表示操作装置６０内の演算回路で次式（５）にて演算され、Ｑ１１０，Ｑ２１０，Ｑ１２０，Ｑ２２０の値が表示器６５に表示される。なお、ハーフブリッジ出力１，２に基づく輸送量の和を２で割るのは、ロードセル６，７への負荷荷重に相当する信号をハーフブリッジ出力１，２がそれぞれ単独で出力するように調整しているためである。
Ｑｔ０＝（Ｑ１１０＋Ｑ２１０＋Ｑ１２０＋Ｑ２２０）／２・・・・・（５）
【００７５】
最初はＷ１１ｄｚ，Ｗ２１ｄｚ，Ｗ１２ｄｚ，Ｗ２２ｄｚが、コンベヤ走行時のコンベヤ２の荷重による輸送量がＱ１１０，Ｑ２１０，Ｑ１２０，Ｑ２２０及びＱｔ０として表示される。表示操作装置６０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の演算回路にて、ハーフブリッジ出力１によるパルス数ｑ＝Ｎｚ個である基本区間の輸送量Ｑ１１０´´が、また、ハーフブリッジ出力２によるパルス数ｑ＝Ｎｚ個である基本区間の輸送量Ｑ２１０´´がそれぞれ次式（６）によって求められる。
【数３】
0005777401.tif 000004
引き続き、ロードセル６のハーフブリッジ出力１について基本区間のコンベヤ無負荷輸送量Ｗ１１ｄｚが、また、ハーフブリッジ出力２について基本区間のコンベヤ無負荷輸送量がそれぞれ次式（７）にて算出され、メモリＷ１１ｄｚ，Ｗ２１ｄｚの内容がそれら算出値に置き換えられる。
【数４】
0005777401.tif 000005
また、稼働運転時のロードセル６，７のハーフブリッジ出力１，２による基本区間輸送量は式（４）に応じて出力される。
【００７６】
この操作によって、基本区間輸送量Ｑ１１０，Ｑ２１０，Ｑ１２０，Ｑ２２０及びＱｔ０は、コンベヤ２上が無負荷であれば、ほぼ零の値を連続的に表示するようになる。また、コンベヤ２上の物品重量に応じた基本区間輸送量を連続的に表示するようになる。
【００７７】
＜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。この演算処理は表示操作装置６０の演算回路における中央演算処理装置６２の中の出力異常検出部（本発明における「出力異常検出手段」に対応する。）において実行される。表示操作装置６０へロードセル６，７についての基本区間輸送量Ｑ１１０，Ｑ２１０，Ｑ１２０，Ｑ２２０が伝送される毎に、ロードセル６についてハーフブリッジ出力１，２の基本区間輸送量比率Ｒ１と、ロードセル７についてハーフブリッジ出力１，２の基本区間輸送量比率Ｒ２とを次式（８）により算出し、式（９）に示されるように、予め設定された許容値Ｒｈと比較する（出力変化検出手段）。
Ｒ１＝（Ｑ１１０／Ｑ２１０）−１
Ｒ２＝（Ｑ１２０／Ｑ２２０）−１                        ・・・・・（８）
｜Ｒ１｜又は｜Ｒ２｜＞Ｒｈ                            ・・・・・（９）
式（９）のいずれかが成立すれば、成立した方のロードセルが異常であると特定される。なお、Ｒ１，Ｒ２は出力比較比率と称する。この出力比較比率について、ロードセルへの負荷荷重の増減による出力変動については相殺される。出力比較比率の変動は１つのロードセルの中でいずれかのハーフブリッジ出力のスパン又は零点の変動を意味する。
【００７８】
稼働運転に入る前にロードセル６，７はハーフブリッジ別に無負荷状態で零点調整する。ロードセル６，７のハーフブリッジ出力１，２の零点、又はスパンが稼働運転中に変動すれば、基本区間輸送量はハーフブリッジ出力１，２に基づく積算値であるから比例しており、ハーフブリッジ出力１，２の変動率と同じ変動率がＲ１又はＲ２の値に現れる。同じロードセルにおけるハーフブリッジ出力の比較であるから、ロードセルの負荷荷重が変動しても比較結果はほとんど影響を受けない上に複数個の出力信号の積算値である輸送量をもって比較しているので、電気ノイズや機械振動ノイズの影響も減衰しているので精確な比較を行うことができる。
【００７９】
ただし、この段階ではいずれのハーフブリッジが異常であるかは特定できない。異常なハーフブリッジの特定は稼働運転を停止し手動判定する方法と、稼働運転を継続しながら自動判定する方法がある。これらについては後述する。
【００８０】
＜自動による異常なハーフブリッジの特定についての説明＞
異常なハーフブリッジを自動的に特定するための演算処理は、表示操作装置６０の演算回路における中央演算処理装置６２の中の出力異常ハーフブリッジ特定部（本発明における「出力異常ハーフブリッジ特定手段」に対応する。）において実行される。特定のロードセルのいずれかのハーフブリッジ出力のスパン又は零点変動が異常な大きさであると判定された場合、稼働運転を停止させることなく、自動的に、いずれのハーフブリッジ出力のスパン又は零点が増加方向又は減少方向に変動したかについては、特定ロードセルのハーフブリッジ出力による基本区間輸送量と、残りのロードセルに出力による基本区間輸送量との関係を以下のように定義して行う。
【００８１】
すなわち、判定の基本は、異常と特定されたロードセルのハーフブリッジ出力１，２のそれぞれによる基本区間輸送量と他の正常なロードセルのハーフブリッジ又はフルブリッジ出力による基本区間輸送量とを比較し（相対比較手段）、この比較結果の変化の状況により判定する。ここでは、正常なロードセルのフルブリッジ出力による基本区間輸送量と比較することとする。
【００８２】
上述のロードセル６，７のハーフブリッジ出力１，２についての基本区間輸送量Ｑ１１０，Ｑ２１０，Ｑ１２０，Ｑ２２０において、ロードセル６，７のフルブリッジ出力Ｗ１，Ｗ２はそれぞれ
Ｗ１＝（１／２）・（Ｗ１１＋Ｗ２１）
Ｗ２＝（１／２）・（Ｗ１２＋Ｗ２２）
であるから、ロードセル６，７におけるフルブリッジ出力Ｗ１，Ｗ２による基本区間輸送量Ｑ１０，Ｑ２０は、次式（１０）となる。
Ｑ１０＝（１／２）・（Ｑ１１０＋Ｑ２１０）
Ｑ２０＝（１／２）・（Ｑ１２０＋Ｑ２２０）              ・・・・・（１０）
これらの値は各ロードセル６，７から表示操作装置６０へ伝送されたＱ１１０，Ｑ２１０，Ｑ１２０，Ｑ２２０を用いて表示操作装置６０にて算出される。また、これ以降の演算、判定についても表示操作装置６０にて行われる。
【００８３】
特定のロードセルのハーフブリッジ出力と、他のロードセルのフルブリッジ出力の基本区間輸送量において、次式（１１）を相対比率として定義する。
ロードセル６について
ｒ１１＝（Ｑ１１０／Ｑ２０）−１
ｒ２１＝（Ｑ２１０／Ｑ２０）−１
ロードセル７について
ｒ１２＝（Ｑ１２０／Ｑ１０）−１
ｒ２２＝（Ｑ２２０／Ｑ１０）−１                      ・・・・・（１１）
ハーフブリッジ出力の比較（出力比較比率）によって出力の異常なロードセルが特定されたとき、いずれのハーフブリッジ出力が異常で、かつその出力が増加また減少しているかの判定は上記の相対比率の増減の判定によって行う。
【００８４】
ロードセル６の異常が特定された場合については次の論理によって判定を実施する。
ロードセルを単体で調整する時点で基準の負荷荷重に対する各ロードセルのフルブリッジ出力変化と２つのハーフブリッジ出力変化は等しくなるようにそれぞれのスパンが調整・設定され、かつ零点も調整されているので、全てのロードセルのハーフブリッジ出力が正常で、コンベヤ２上の物品の負荷荷重がロードセル６，７に均等に配分されるのであれば、任意の荷重負荷に対して、ほぼ、ｒ１１＝ｒ２１＝ｒ１２＝ｒ２２＝０である。
【００８５】
ここで、例えばハーフブリッジＷ１１の出力が変化率ｅだけＷ２に比べて変化すると、相対比率ｒ１１も変化率ｅだけ変化する。ロードセル６のいずれかのハーフブリッジ出力が異常である場合に、いずれのハーフブリッジが異常であるかについての自動判定の判定論理は以下のとおりである。
〔判定論理１〕
式（９）において、Ｒ１＞Ｒｈによる異常検出があるときには、Ｗ２の出力と比べて
１）Ｗ１１の出力がｅを超えて増加、Ｗ２１の出力は正常
２）Ｗ１１の出力は正常、Ｗ２１の出力がｅを超えて減少
のいずれかであるから、ｒ１１の値が増加変化していれば１）による故障であり、ｒ２１の値が減少変化していれば２）による故障である。
〔判定論理２〕
式（９）において、Ｒ１＜―Ｒｈ＝−ｅによる異常検出があるときには、Ｗ２の出力と比べて
１）Ｗ１１の出力がｅを超えて減少、Ｗ２１の出力は正常
２）Ｗ１１の出力は正常、Ｗ２１の出力がｅを超えて増加
のいずれかであるから、ｒ１１の値が減少変化していれば１）による故障であり、ｒ２１の値が増加変化していれば２）による故障である。
なお、他のロードセル７のハーフブリッジ出力Ｗ１２，Ｗ２２については、ロードセル６のフルブリッジ出力Ｗ１に基づく基本区間輸送量と比較され、同様に判定される。
【００８６】
ところで、コンベヤスケールにおいて、１）コンベヤ２上の物品がたとえ一様に分布し、均一な密度分布であったとしても、物品の負荷荷重がロードセル６，７に１：１に配分されるとは限らない。コンベヤ位置のロードセルに対する固定的な偏り、コンベヤ上を搬送される物品位置のロードセルに対する固定的な偏りが存在する場合がある、２）一般にコンベヤ上を搬送される物品は一様でなく、密度も均一でない、ので、これら１）２）の状況を考慮に入れた上で異常判定を行う必要がある。
【００８７】
上記１）に関して、ロードセルのハーフブリッジ出力又はフルブリッジ出力に基づく輸送量に１：１でない固定的な比率が存在するものとして、各ロードセルが正常な時点の相対比率を求め、稼働運転継続中の相対比率との差を求めることによって固定的な偏差を相殺するようにする。上記ｒ１１において固定比率がｒ１１＝（ｒ２１＝）ｋ１／ｋ２であるとし、ロードセル６のハーフブリッジ出力１がｅだけ変化するとすれば、次式が成り立つ。
ｒ１１＝（ｋ１／ｋ２）・（１＋ｅ）＝（ｋ１／ｋ２）＋（ｋ１／ｋ２）・ｅ
・・・・・（１２）
【００８８】
式（１２）において、ｋ１／ｋ２の値は不明であるから、スパンや零点変動による出力の変化率ｅが０の場合に、ｒ１１＝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、搬送物品の偏り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、コンベヤによる物品の搬送状態を特徴づける値としてロードセルが正常な状態におけるｒ１１＝ｒ１１ｉを求め、稼働運転時のｒ１１＝ｒ１１ｖを求めてその間の変化量を次式
Ｄ１１＝ｒ１１ｖ−ｒ１１ｉ＝（ｋ１／ｋ２）・ｅ          ・・・・・（１３）
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ではないが、十分大きい基本輸送量を見込めば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。
【００８９】
なお、異常判定の精度を要求しない場合にはｒ１１ｖのみの１からの変化量、又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。
【００９０】
上記２）に関して、基本区間輸送量には大きいバラツキが存在する。基本区間輸送量もコンベヤ２が所定距離だけ移動したときの積算輸送量であるからその間のバラツキ分をある程度減衰させることができるが、バラツキの大きさを十分減衰させるため、より長い移動距離による積算輸送量をもって判定を行う。また、バラツキの大きさは定量評価し、異常判定の許容値を実ラインのバラツキの大きさに基づいて厳密な値に設定することによって、おおよその大きさの許容値設定による異常判定タイミングの遅れを回避できるようにする。
【００９１】
判定のための評価区間として十分に長い移動距離を設定すれば、その間で分布状態や密度が平均化されバラツキが減衰されることになるが、移動距離を長くするとそれだけ測定値を求めるのに時間がかかってしまい、異常判定のタイミングが遅れるという問題がある。また、移動距離を長くしても、最終的にバラツキを０にすることができないことから、異常判定の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。
【００９２】
そこで、以下の処理を実行する。すなわち、上述したように、ロードセルの出力が正常であることを点検した状態の直後から稼働運転を開始し、ロードセル６，７のハーフブリッジ出力１，２についての基本区間の輸送量である、発信パルス数Ｎ０個のデータの加算値である基本区間輸送量Ｑ１１０，Ｑ２１０，Ｑ１２０，Ｑ２２０が得られると、これらの値を表示操作装置６０へ伝送する。表示操作装置６０にはｖ個のデータがストアできるシフトレジスタを用意しておき、伝送された基本区間輸送量Ｑ１１０，Ｑ２１０，Ｑ１２０，Ｑ２２０を受け取る度に、式（８）に示された出力比較比率Ｒ１，Ｒ２と、式（１１）に示された相対比率ｒ１１、ｒ２１；ｒ１２、ｒ２２とを算出し、以下の分類集計演算を行う。この分類集計演算が必要な理由は、出力比較比率に対応させ、ハーフブリッジ出力とフルブリッジ出力に基づく長い移動距離の輸送量の相対比率を求めることによって、相対比率とのバラツキ成分を減衰させた上で、出力のスパン異常又は零点異常を精確に評価するためである。
【００９３】
〔分類集計演算〕
ロードセル出力が正常に近い状態（下記１）及び３））における相対比率と、ロードセル出力が異常に近い状態（下記２）及び４））における相対比率を、出力比較比率（出力変化率）の範囲によって分類して統計データを求めるために集計する。ここで、ハーフブリッジ出力１，２のスパン異常又は零点異常を判定する出力比較比率の許容値をＲｈ（＝ｅ）とする（Ｒｈの値は予め設定される。）。
【００９４】
以下、ロードセル６のハーフブリッジ出力のデータ処理について述べる。なお、ロードセル７のハーフブリッジ出力のデータ処理についてもそれぞれレジスタを設けて同様に並列に実行される。
式（８）の出力比較比率Ｒ１と、式（１１）の相対比率ｒ１１、ｒ２１とを算出して、
１）０＜Ｒ１≦（Ｒｈ／４）の範囲
レジスタＲ１１ａにｒ１１をストア、レジスタＲ１１ａ´にｒ１１２をストア、レジスタＲ２１ａにｒ２１をストア、レジスタＲ２１ａ´にｒ２１２をストアして、回数カウンタＣＡ１ａをインクリメントする。
この１）の範囲では、Ｒ１ができるだけ０に近い時点の値のｒ１１，ｒ２１の値、すなわちｒ１１，ｒ２１の変化ができるだけ小さい時点の値を扱う方が下記２）の範囲の集計値との差（下記Ｄ１１，Ｄ２１）が大きくなって判定が精確になるので、Ｒ１が０に近い間にｒ１１，ｒ２１を集める。
シフトレジスタにｖ個集めた時点でストアを停止させ、下記の正常時の平均値ｒ１１ａｉ，ｒ２１ａｉと正常時の標準偏差σ１１ａｉ，σ２１ａｉを算出する。一方、ロードセルが異常になる変化が早く、Ｒ１が初めてＲ１＞（Ｒｈ／４）になった時点で集計回数がｖ個に至らなかった場合には、自己復帰不可能の旨を警報すると同時にロードセル６の出力異常も警報・サイン表示する。
【００９５】
２）Ｒ１＞（３／４）・Ｒｈの範囲
レジスタＲ１１ｂにｒ１１をストア、レジスタＲ１１ｂ´にｒ１１２をストア、レジスタＲ２１ｂにｒ２１をストア、レジスタＲ２１ｂ´にｒ２１２をストアして、回数カウンタＣＡ１ｂをインクリメントする。
この２）の範囲では、Ｒ１ができるだけＲｈに接近した時点の値のｒ１１，ｒ２１の値、すなわちｒ１１，ｒ２１の変化ができるだけ小さい時点の値を扱う方が上記１）の範囲の集計値との差（下記Ｄ１１，Ｄ２１）が大きくなって判定が精確になるので、ｖ個のメモリからなるシフトレジスタを用意し、ｒ１１，ｒ２１とｒ１１２，ｒ２１２のｖ個分のストアが完了すると、最も古い集計値を捨てて新たな集計値をシフトレジスタにストアし、シフトレジスタには常に最新のｖ個のデータが保存されるようにし、Ｒ１＞Ｒｈになった時点で下記の異常時の平均値ｒ１１ａｖ，ｒ２１ａｖをシフトレジスタの内容を用いて求める。また、異常時の標準偏差σ１１ａｖ，σ２１ａｖもシフトレジスタの内容に基づいて算出する。
【００９６】
３）−（Ｒｈ／４）＜Ｒ１≦０の範囲
レジスタＲ１１ｃにｒ１１をストア、レジスタＲ１１ｃ´にｒ１１２をストア、レジスタＲ２１ｃにｒ２１をストア、レジスタＲ２１ｃ´にｒ２１２をストアして、回数カウンタＣＡ１ｃをインクリメントする。
この３）の範囲での集計は上記１）の範囲での集計と同様に実施する。
【００９７】
４）Ｒ１＜−（３／４）・Ｒｈの範囲
レジスタＲ１１ｃにｒ１１をストア、レジスタＲ１１ｄ´にｒ１１２をストア、レジスタＲ２１ｄにｒ２１をストア、レジスタＲ２１ｄ´にｒ２１２をストアして、回数カウンタＣＡ１ｄをインクリメントする。
この４）の範囲での集計は上記２）の範囲での集計と同様に実施する。
【００９８】
Ｒ１の値が、Ｒ１＞Ｒｈ又はＲ１＜−Ｒｈになったとき、ロードセル６の異常を検出するとともに、いずれのハーフブリッジのスパンが異常かについて、上記集計データを用いて判定するものとする。すなわち、基本区間の輸送量を読み込んでレジスタへ集計する中で、
ｉ）Ｒ１＞Ｒｈが成立したとすると、上記１）２）の集計結果を持って比較判定する。
また、
ｉｉ）Ｒ１＜−Ｒｈが成立したとすると、上記３）４）の集計結果を持って比較判定する。
【００９９】
ｉ）Ｒ１＞Ｒｈが成立したときには、
・上記１）の０＜Ｒ１≦（Ｒｈ／４）の範囲の集計レジスタのデータを使用してｒ１１の平均値ｒ１１ａｉと標準偏差σ１１ａｉ及びｒ２１の平均値ｒ２１ａｉと標準偏差σ２１ａｉを求める。
・上記２）のＲ１＞（３／４）・Ｒｈの範囲の集計レジスタのデータを使用して異常時のｒ１１の平均値ｒ１１ａｖと異常時の標準偏差σ１１ａｖ及びｒ２１の平均値ｒ２１ａｖと標準偏差σ２１ａｖを求め、ｒ１１，ｒ２１の正常時から異常時への変化量Ｄ１１，Ｄ２１を、次式（１４）にて算出する。
Ｄ１１＝ｒ１１ａｖ−ｒ１１ａｉ
Ｄ２１＝ｒ２１ａｖ−ｒ２１ａｉ                          ・・・・・（１４）
【０１００】
Ｋ１´＝ｋ１／ｋ２と置くと、Ｒ１の値が上記１）の０＜Ｒ１≦（Ｒｈ／４）の範囲の場合には、ｒ１１としてはほとんどＫ１´〜Ｋ１´・（１＋Ｒｈ／４）の値が集計される。一方、ｒ２１としてはほとんどＫ１´・（１−Ｒｈ／４）〜Ｋ１´・（１＋Ｒｈ／４）の値が集計される。
また、Ｒ１の値が上記２）のＲ１＞（３／４）・Ｒｈの範囲の場合には、ｒ１１としてはほとんどＫ１´・（１＋（３／４）・Ｒｈ）〜Ｋ１´・Ｒｈの値が集計される。一方、ｒ２１としてはほとんど−Ｋ１´・（１−Ｒｈ／２）〜Ｋ１´・（１＋Ｒｈ／２）の値が集計される。
【０１０１】
集計値を平均すると、ｒ１１ａｖ≒Ｋ１´・｛１＋（７／８）・Ｒｈ｝となり、またｒ１１ａｉはＲ１の値が上記１）の範囲であるから、ｒ１１ａｉ≒Ｋ１´・｛１＋８１／８｝・Ｒｈ｝となる。一方、ｒ２１の方はいずれの平均値もＫ１´に近い値となる。
【０１０２】
Ｋ１´の値は上述のように正確には１ではないが、通常の構成であれば１に近い値になるので、Ｋ１´≒１とすると、異常検出がｒ１１の増加変化によるものであれば、変化量の検出幅は約（７／８）・Ｒｈ−（１／８）・Ｒｈ＝（３／４）・Ｒｈであるから、変化量Ｄ１１，Ｄ２１は、次式（１５）にて算出される。
Ｄ１１≒（３／４）・Ｒｈ
Ｄ２１≒０                                              ・・・・・（１５）
また、異常検出がｒ２１の減少変化によるものであれば、変化量Ｄ１１，Ｄ２１は、次式（１６）にて算出される。
Ｄ１１≒０
Ｄ２１≒−（３／４）・Ｒｈ                              ・・・・・（１６）
【０１０３】
ロードセル６についての出力変化率Ｒ１は、Ｒ１＞Ｒｈが成立すればハーフブリッジ出力１のスパンがＲｈを超えて増加変化したか、ハーフブリッジ出力２のスパンがＲｈを超えて減少変化していることが稼働運転中に自動的に確実に判定される。したがって、Ｒ１＞Ｒｈが成立した場合に、ハーフブリッジ出力１のスパンが増加変化しているとき、Ｄ２１がバラツキによってＤ１１と同時に増加変化していることがあったり、ハーフブリッジ出力２のスパンが減少変化しているとき、Ｄ１１がバラツキによってＤ２１と同時に減少変化している場合であっても、Ｄ１１が確実に増加変化しているものか、又はＤ２１が確実に減少変化しているものかを判定できればよい。
【０１０４】
相対比率の平均値ｒ１１ａｖ，ｒ１１ａｉ；ｒ２１ａｖ，ｒ２１ａｉにはバラツキがあるので、バラツキがあってもＲ１＞Ｒｈの成立時点でＤ１１が増加変化しているか、又はＤ２１が減少変化しているかが判定できる大きさの許容値Ｒｈが設定されている必要がある。
【０１０５】
Ｄ１１の増加変化を調べるとき、Ｄ１１が確実に増加していることを識別できる条件は以下のようにして定める。
まず、変化量Ｄ１１＝ｒ１１ａｖ−ｒ１１ａｉにおけるｒ１１ａｖ，ｒ１１ａｉのバラツキ量を調べる。ここで、特別な運転条件の変更がない限り、稼働運転開始後のｖ個の集計データと稼働運転途中のｖ個の集計データにおけるバラツキの標準偏差σ１１ａｉとσ１１ａｖとはほぼ等しいと考えられるので、稼働運転開始後のｖ個の集計データによってＤ１１のバラツキσｄ１を次式（１７）にて定め、Ｄ２１のバラツキσｄ２についても上述の標準偏差σ１１ａｉと同様に算出して次式（１７）にて定める。
σｄ１＝（σ１１ａｉ２＋σ１１ａｖ２）１／２≒２１／２・σ１１ａｉ
σｄ２＝（σ２１ａｉ２＋σ２１ａｖ２）１／２≒２１／２・σ２１ａｉ・・・・（１７）
バラツキの大きさを２シグマ（３シグマとしても良い。）で評価するものとすれば、
２・σｄ１＜（３／４）・Ｒｈ                            ・・・・・（１８）
であれば、図７に示されるように、Ｄ１１（Ｄ２１についても同様）がほぼ確実にスパンが０から増加変動しているものであることを識別することができる。
【０１０６】
したがって、判定のための許容値Ｒｈを設定することによって、Ｒ１＞Ｒｈにてロードセル６のスパン異常が判定されたとき、同時にＷ１１とＷ２１のハーフブリッジ出力のうちでいずれが異常であるかをＤ１１，Ｄ２１によって判定できるためには許容値Ｒｈが次式（１９）に設定されている必要がある。
Ｒｈ＞（８／３）・σｄ１                                ・・・・・（１９）
こうして、
Ｄ１１＞０で、かつＤ１１＞Ｒｈであれば、ｒ１１がスパン増加
Ｄ２１＜０で、かつＤ２１＞Ｒｈであれば、ｒ２１がスパン減少・・・・（２０）
であると判定することができる。
【０１０７】
なお、バラツキ量として、標準偏差を使用する代わりに、次のように、ｖ個のデータの中で、ｖ個のデータの平均値から最大に離れた値の２倍の値、すなわち、
Ｍａｘ．｜（ｖ個の個別データ−ｖ個のデータの平均値｜×２
を使用しても良い。
【０１０８】
＜バラツキに合わせた許容値設定手段の説明＞
Ｒｈが式（１９）のように設定されていなければ異常なハーフブリッジを特定することができないので、バラツキ量については稼働運転中は常に同じ条件であるから、式（１７）が成立するものとして許容値を次式（２１）を満足するように設定する必要がある。すなわち、式（１７）を式（１９）に代入して、
Ｒｈ＞（８／３）・２１／２・σ１１ａｉ                  ・・・・・（２１）
【０１０９】
ロードセルの異常判定及び異常なハーフブリッジを特定して自己復帰操作可能状態を判定させるための許容値Ｒｈの設定と警報出力及びサイン表示については次のように行うこととする。
１）まず、稼働運転前に許容値Ｒｈを設定する。
２）稼働運転後は上述の分類集計演算における１）３）に定めたＲ１，Ｒ２の範囲に基づいてレジスタへ集計する。
３）シフトレジスタにｖ個のデータが集計されると、その時点でｒ１１，ｒ２１についてσ１１ａｉ，σ２１ａｉを算出する。
１台のコンベヤ２における各ロードセルに対するバラツキ条件はほぼ同じであるから、Ｒ２についてもＲ１と並列に演算され、ほぼ同じ値の標準偏差Ｒｈ´が得られる。ここで、ｒ１１〜ｒ２２についての最大の標準偏差を選択してＲｈ´であるとする。これが仮にｒ１１についての標準偏差であったとすると、次式（２２）となる。
Ｒｈ´＝（８／３）・２１／２・σ１１ａｉ                ・・・・・（２２）
４）ａ．設定値ＲｈがＲｈ＞Ｒｈ´であれば、
・上記分類集計演算において、Ｒ１，Ｒ２に関する範囲２）４）のＲｈをそのまま使用する。
・Ｒ１，Ｒ２のいずれかがＲｈを超えると（｜Ｒｎ｜＞Ｒｈであると）、ロードセルＬＣｎのスパン異常を警報し、サイン表示する。同時に自己復帰操作可能サインを表示する。
ｂ．設定値ＲｈがＲｈ≦Ｒｈ´であれば、
上記分類集計演算において、Ｒ１，Ｒ２に関する範囲２）４）のＲｈをＲｈ´に置き換えて実施する。ただし、ロードセルの異常判定は予め設定されたＲｈに基づいて行う。
・Ｒ１，Ｒ２のいずれかがＲｈを超えると（｜Ｒｎ｜＞Ｒｈであると）、ロードセルＬＣｎのスパン異常を警報し、サイン表示する。同時に自己復帰操作可能サインを表示する。
・Ｒ１，Ｒ２のいずれかがＲｈ´を超えると自己復帰操作可能サインを表示する。
【０１１０】
要するに、稼働運転中にロードセル別のハーフブリッジの比較比率であるＲ１，Ｒ２を求めながら、いずれがＲｈ（又はＲｈ´）を超えるか、―Ｒｈ（又はＲｈ´）未満になるかを判定しながら、ｒ１１〜ｒ２２の値について分類集計演算を並列に実施し、Ｒ１，Ｒ２のいずれかがＲｈ（又はＲｈ´）を超えるか、―Ｒｈ（又はＲｈ´）未満になったことを検出すれば異常なロードセルが特定されるので、特定されたロードセルについて、自己復帰操作可能サイン表示された時点で当該スパン異常が検出されたロードセルと２つのハーフブリッジと他の正常なロードセルの出力との相対比率の集計結果を選択し、いずれのハーフブリッジ出力が異常であるかを特定するとともに、自己復帰操作可能サイン表示があれば、スパンが増加か減少かについても判定し、後述するように、稼働運転を停止させずに補正するか、稼働運転を一旦停止させて補正するかのいずれかを実施する。
【０１１１】
＜バラツキ減衰手段による演算についての説明＞
上述の説明では、収容バラツキによるｒ１１〜ｒ２２のバラツキを平均値を求めることによって減衰させるようにしたが、他の手段にて行っても良い。例えば基本区間輸送量毎に中央値を求めて代表値とし、ｖ個の代表値による平均値、標準偏差を求める方法、あるいは、基本区間輸送量毎に最小二乗法によって直線式を求め、この直線式から中央の回数である（ｖ／２）回に対応する値を代表値とし、ｖ個の代表値による平均値、標準偏差を求めるなど、種々のバラツキ減衰演算を用いることができる。
【０１１２】
ロードセルの配置の不均等性やコンベヤ上の物品の偏りがロードセルの出力異常を警報する精度の観点から無視でき、バラツキのみが無視できない場合には、Ｒ１の場合であれば、ｒ１１，ｒ２１について、上記１）の０＜Ｒ１≦（Ｒｈ／４）の範囲及び上記３）の−（Ｒｈ／４）＜Ｒ１≦０の範囲の集計を行い、同様にＲ２についても並列に実施し、Ｒｈ´を、（８／３）・２１／２・σ１１ａｉと算出する。
【０１１３】
これはロードセルが正常な時点ではｒ１１〜ｒ２２＝０とみなすため、例えばＤ１１，Ｄ２１について、
Ｄ１１＝ｒ１１ａｖ
Ｄ２１＝ｒ２１ａｖ
であり、式（１９）は、
σｄ１＝σ１１ａｉ＝σ１１ａｖ
σｄ２＝σ２１ａｉ＝σ２１ａｖ
となる。したがって、Ｒｈ´＝σ１１ａｉと算出する。
【０１１４】
なお、上記２）のＲ１＞（３／４）・Ｒｈの範囲及び上記４）のＲ１＜−（３／４）・Ｒｈの範囲でのＲｈの置き換え、ロードセルの故障表示及び自己復帰操作可能サインについては上記と同様に実施する。
【０１１５】
＜正常計量への復帰法についての説明＞
（１）稼働運転停止できないときの復帰法
まず、自己復帰操作可能サインが表示されたとき、稼働運転を停止せずに補正を実施する方法について述べる。
稼働運転が停止できないときにはロードセルに異常な出力変動があってもそれがスパンの異常によるものか、零点の異常によるものかを識別することができない。コンベヤスケールは長時間連続運転されるので、零点調整する機会がない。しかし、故障の確率からすれば、電気的には絶縁抵抗低下による起歪部に貼付されたストレインゲージのいずれかの等価抵抗値の変化や、機械的衝撃による起歪部のいずれかの歪みによる出力バランス変化による零点変動の方が、起歪部の腐食によるバネ定数の変化やゲージベースの吸湿によるスパン変動より高いので、基本区間の輸送量の変動率だけロードセルの零点が変動したものとして以下のように補正として異常な方のハーフブリッジ出力の零点補正を実施する。
【０１１６】
また、一般にコンベヤスケールは、例えば台秤のように重い物や軽い物をランダムに測定する使用法を採ることは少なく、ほぼ一定の重量の物品を連続計量するので、仮に異常の要因がスパン変動によるものであっても、変動分だけを当面零点補正することによって、稼働運転を停止させて調査するまで正常な計量へ戻して運転することができる。
【０１１７】
例えばＲ１＞Ｒｈが成立し、その時点でハーフブリッジ出力Ｗ１１がＲｈを超えて増加変動していると判定された場合には、同時に自己復帰操作可能サインが表示された条件の下で、表示操作装置６０において作業者が強制零点調整指令スイッチを押すと、ロードセル６から伝送される基本区間輸送量Ｑ１１０に対して一時零点補正メモリＷｚ１１ｑを設け、次式（２３）を算出する。
Ｗｚ１１ｑ＋Ｑ１１０・Ｒｈ→Ｗｚ１１ｑ                  ・・・・・（２３）
そして、基本区間輸送量Ｑ１１０に対して、
Ｑ１１０−Ｗｚ１１ｑ                                    ・・・・・（２４）
と補正し、補正した値を新たな基本区間輸送量とする。
なお、Ｑ１１０がバラツキの大きな値であることが問題になる場合には、Ｑ１１０〜Ｑ２２０についてもそれぞれ最新のｖ個を記憶するシフトレジスタを用意し、補正時点でシフトレジスタの内容を加算してｖ個の平均値を求めてＱ１１０〜Ｑ２２０の代わりに使用するようにすると良い。
【０１１８】
上記一時零点補正メモリＷｚ１１ｑは初期値が０にセットされる。このＷｚ１１ｑの内容は０でない値が記憶されると、強制零点補正中のサインが表示される。内容を０にリセットする場合には、強制零点補正リセットスイッチを押すか、又はコンベヤの稼働運転停止にて零点調整スイッチを押す
【０１１９】
スパン調整するものとして、一時スパン補正係数メモリＭ１１ｑを設け、このＭ１１ｑの内容を読み出し、次式
（１−Ｒｈ）・Ｍ１１ｑ→Ｍ１１ｑ
を演算し、Ｑ１１０を新たに算出したＭ１１ｑでもって、
Ｍ１１ｑ・Ｑ１１０                                      ・・・・・（２５）
と補正し、この補正した値を新たな基本区間輸送量Ｑ１１０とする。
ここで、Ｍ１１ｑの初期値は１にセットされている。Ｍ１１ｑの内容を１に戻すには、強制スパン補正リセットスイッチを押すか、又はコンベヤの稼働運転停止にて後述のスパン補正スイッチを押す。
【０１２０】
以上のように出力が異常なハーフブリッジ荷重信号出力に基づく基本区間輸送量を補正する方法もあるが、出力の正常なハーフブリッジ荷重信号出力に基づく基本区間輸送量で代替させることもできる。例えば、ロードセル６の出力Ｗ１１が異常であれば、基本区間輸送量Ｑ１０＝（１／２）・（Ｑ１１０＋Ｑ２１０）の代わりにＱ１０＝Ｑ２１０とする。このように置き換えても算出される輸送量はコンベヤ上を輸送される物品の重量分布の不均一に影響されないという特徴がある。このような置き換えは、表示操作装置６０において異常ハーフブリッジ代替スイッチを押すことでハーフブリッジ信号代替手段にて行われるようにする。
【０１２１】
（２）稼働運転を停止して補正できるときの復帰法
自己復帰操作可能サインが表示される、されないに拘わらず、ロードセルの異常警報が出力されたり、異常サインが表示された際に、コンベヤを停止できる状況の場合には、稼働運転を停止させて異常なロードセルの方の異常なハーフブリッジの零点及びスパンの異常変動を精確に判定し、補正を実施する。
【０１２２】
異常警報が発せられると、作業者はコンベヤ２の稼働運転を停止させ、図１における少なくとも搬送ローラ３と搬送ローラ５の間に存在する被計量物をコンベヤ２から除去し、各ロードセル６，７のハーフブリッジ出力の表示を見る。この表示値により異常であると特定されたロードセルのいずれのハーフブリッジが異常であるかを判定し、手動によって異常なロードセルを判定し、正常な計量への復帰を実施する。仮にロードセル６に異常があると判定されたとする。この場合、ロードセル６のいずれかのハーフブリッジ出力の零点異常かスパン異常が疑われる。
【０１２３】
ロードセルが正常な稼働運転前には、予めハーフブリッジ出力Ｗ１１，Ｗ２１の零点調整が実施され、零点が決定・記憶されている。ロードセルのスパンを検査するときや、零点調整時には、最初に定めた作業基準通りに計量ローラ４からコンベヤ２を浮かせて（非接触状態にして）その調整を実施する。この非接触状態でハーフブリッジ出力Ｗ１１，Ｗ２１の表示を見る。
【０１２４】
ハーフブリッジ出力Ｗ１１，Ｗ２１の零点が、稼働運転開始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。しかし、異物の付着や機構の故障によってロードセルが故障でないにも拘わらず、両方のハーフブリッジ出力に零点変動の生ずる場合があるので、Ｗ１１とＷ２１との差を見る。この差がＲｈより大きくなっている場合には、零点において０からの変動量の絶対値の大きい方のハーフブリッジが異常であると判定される。異常と判定されたハーフブリッジをもつ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Ｗ１１，Ｗ２１共に零点調整する。
【０１２５】
同時に、スパンの異常の発生もあり得るので、零点を調べた後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、一定比率に配分された基準重量ローラ１１の荷重によるロードセル６の出力Ｗ１１＝ｗｓ１１´，Ｗ２１＝ｗｓ２１´を読み取る。
表示操作装置６０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Ｗｓ１１，Ｗｓ２１；Ｗｓ１２，Ｗｓ２２に登録された参照用重量値ｗｓ１１，ｗｓ２１；ｗｓ１２，ｗｓ２２が呼び出され、表示操作装置６０へ伝送され、表示器６５に表示される。
【０１２６】
こうして、ロードセル６のＷ１１，Ｗ２１についての表示値と参照値とを比較する。基準重量ローラ１１には所定の位置に積載する機構が設けられているので、双方のロードセル６，７のスパンが正常であれば、ロードセル６について、ｗｓ１１´＝ｗｓ１１，ｗｓ２１´＝ｗｓ２１と表示され、ロードセル７について、ｗｓ１２´＝ｗｓ１２，ｗｓ２２´＝ｗｓ２２と表示される。
ロードセル６について、現在の基準重量ローラ１１の荷重表示値ｗｓ１１´，ｗｓ２１´が、ロードセルが正常時に記憶された参照用重量値ｗｓ１１，ｗｓ２１と異なっていれば、スパン異常と判定できるので、現在の荷重表示値を参照値と比較することによっていずれのロードセルのいずれのハーフブリッジ出力がスパン異常であるかを判定することができる。
【０１２７】
スパン異常であるロードセルのハーフブリッジを特定すると、スパン補正したいロードセル番号１又は２とハーフブリッジ番号１又は２のそれぞれいずれかを設定し、スパン補正スイッチを押す。すると、指定されたいずれかのロードセル番号とハーフブリッジ番号についてのスパン補正指令がスパン補正手段から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、ハーフブリッジ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。）。
【０１２８】
例えばスパン変動率は以下のように算出される。すなわち、ロードセル６のハーフブリッジ１，２について、ハーフブリッジ１のスパン変動率Ｓ１１、及びハーフブリッジ２のスパン変動率Ｓ２１はそれぞれ次式にて求められる。
Ｓ１１＝（ｗｓ１１´／ｗｓ１１）−１
Ｓ２１＝（ｗｓ２１´／ｗｓ２１）−１                    ・・・・・（２６）
ロードセル６のハーフブリッジ１のスパン補正指令であれば、演算回路内でＳ１１の値がスパン変動率メモリＭｅ１１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Ｗ１１において、スパン係数Ｋ１１として、次式によって出力が算出される。
Ｗ１１＝Ｋ１１（１−Ｍｅ１１）・（Ｗａ１１−Ｗｉ１１）−Ｗｚ１１・・（２７）
【０１２９】
また、ロードセル６のハーフブリッジ１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６０においてロードセル６、ハーフブリッジ１の番号を設定してスパン補正値リセットスイッチを押すと、ロードセル６、ハーフブリッジ１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、Ｍｅ１１の内容がリセットされる。なお、Ｍｅｌｌの初期値は０に設定される。
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。
【０１３０】
以上のように、稼働運転を停止させれば、零点及びスパンの異常なロードセルのハーフブリッジが特定でき、零点、スパンのいずれか一方又は両方を精確に補正することができる。また、ロードセルの出力の異常を精確に検出することで、早期に異常が発見できる。それ故、異常なロードセルを交換するまでは補正によってロードセルを使用可能とすることができる。コンベヤ上を輸送される物品の重量分布は一様でないので、計量ローラの両端を支持するロードセルは均等にあるいは所定の比率で負荷荷重がかからないので、一方の側のロードセルが故障したとき他方の側のロードセルに代替させると精確に正常な計量に戻すことができない。
【０１３１】
＜他の実施形態に係るロードセルについて＞
前記実施形態におけるロードセルでは、図４に示されるように、ハーフブリッジ毎の荷重信号を得るとともに、フルブリッジ出力は２つのハーフブリッジ出力を加算することにより得るものについて説明したが、このようなシステム構成に代えて、図８に示されているように、フルブリッジ出力をハーフブリッジ出力から独立させて検出するようなシステム構成とすることもできる。なお、本実施形態において、先の実施形態と同一又は共通する部分については図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては先の実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
【０１３２】
本実施形態においては、フルブリッジ回路２１に対して設けられる、アナログ加算回路３０Ａと、Ａ／Ｄ変換器７０と、演算回路２７とを備えている。ここで、フルブリッジ回路２１と演算回路２７は、先の実施形態で使用されたものと共通のものである。なお、本実施形態では、１つのＡ／Ｄ変換器７０が用いられているが、２つのハーフブリッジ出力と１つのフルブリッジ出力のそれぞれに３個のＡ／Ｄ変換器を用いても良い。
また、先の実施形態では、フルブリッジ回路２１における接続点２２の電位が＋Ｖで接続点２３の電位が零の直流電圧が印加されているが、本実施形態では、接続点２２の電位が＋Ｖで接続点２３の電位が−Ｖの直流電圧が印加されている。この場合、先の実施形態では必要とされる電圧参照用の固定抵抗２８，２９によるハーフブリッジ回路２１ａ，２１ｂは不要となる。
【０１３３】
アナログ加算回路３０Ａは、第１演算増幅器７１と、第２演算増幅器７２と、第３演算増幅器７３と、第４演算増幅器７４と、第５演算増幅器７５とを備えて構成されている。
第１演算増幅器７１において、入力正端子７１ａはフルブリッジ回路２１の接続点２４に接続され、入力負端子７１ｂは出力端子７１ｃに接続され、出力端子７１ｃは抵抗器７６，７７に接続されている。
第２演算増幅器７２において、入力正端子７２ａはフルブリッジ回路２１の接続点２５に接続され、入力負端子７２ｂは出力端子７２ｃに接続され、出力端子７２ｃは抵抗器７８及び第４演算増幅器７４の入力正端子７４ａにそれぞれ接続されている。
第３演算増幅器７３において、入力正端子７３ａは、抵抗器７８に接続されるとともに、抵抗器７９を介して回路のアース８０に接続され、入力負端子７３ｂは、抵抗器７６に接続されるとともに、抵抗器８１を介して出力端子７３ｃに接続され、出力端子７３ｃはアナログスイッチ８２を介してＡ／Ｄ変換器７０に接続されている。
第４演算増幅器７４において、入力正端子７４ａは第２演算増幅器７２の出力端子７２ｃに接続され、入力負端子７４ｂは、抵抗器８３を介して回路のアース８０に接続されるとともに、抵抗器８４を介して出力端子８４ｃに接続され、出力端子８４ｃはアナログスイッチ８５を介してＡ／Ｄ変換器７０に接続されている。
第５演算増幅器７５において、入力正端子７５ａは抵抗器８６を介して回路のアース８０に接続され、入力負端子７５ｂは、抵抗器７７に接続されるとともに、抵抗器８７を介して出力端子７５ｃに接続され、出力端子７５ｃはアナログスイッチ８８を介してＡ／Ｄ変換器７０に接続されている。
【０１３４】
本実施形態においては、計量器用のアナログ荷重信号は第３演算増幅器７３において合成される。接続点２４側のハーフブリッジ回路２１ａの出力荷重信号がｅｏｂ、接続点２５側のハーフブリッジ回路２５ｂの荷重信号がｅｏａであり、Ａ／Ｄ変換器７０は全ての信号に兼用して１個のみ設けられ、その入力がアナログスイッチ８２，８５，８８によって切り換えられる。このように適宜Ａ／Ｄ変換器の使用個数は選択すれば良い。
【０１３５】
この回路構成のようにフルブリッジ出力が独立して存在する構成であれば、ロードセル単体調整時点で同じ負荷荷重に対してフルブリッジ出力と２つのハーフブリッジ出力とが同一値となるようにスパン係数が設定され、初期重量記憶メモリ、零点重量記憶メモリが設けられる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明のコンベヤスケールは、コンベヤ上の物品重量の分布に拘わらず、１個のロードセルにおいていずれかの側のハーフブリッジの零点変動やスパン変動が生じた場合に極めて精確に検出す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】
【０１３７】
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
１４５        測定回路
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
２６，２６Ａ  増幅・Ａ／Ｄ変換回路
２７          演算回路
５１          入出力回路
５２          中央演算処理装置
５３          メモリブロック
６０          表示操作装置
６１          入出力回路
６２          中央演算処理装置
６３          メモリブロック
６５          表示器
【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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