(57)【要約】【課題】１回の比重測定により、その測定結果の精度および信頼性を知ることのできる比重測定装置を提供する。【解決手段】比重の計算に用いた試料５の空中重量ＷA ，液中重量ＷL および液の比重ｓL 等にそれぞれ含まれる最大誤差を用いて、算出した試料の比重値ｓと併せてその値に含まれる最大誤差｜Δｓ｜を算出して表示する最大誤差推定手段を備えることにより、比重測定値の精度・信頼性を知らせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下皿式の重量測定装置と、その下方に配置された液槽とその上下動機構を備えるとともに、上記重量測定装置の皿上に試料を載せた状態で上下動機構を駆動して得られる試料の空中重量と液中重量の測定値を用いて、試料の比重値を算出して報知する演算手段を備えた比重測定装置において、
比重値の算出に用いた複数の測定値にそれぞれ含まれる可能性のある誤差に基づき、当該比重値に含まれる可能性のある誤差を推定して報知する誤差推定手段を備えていることを特徴とする比重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は比重測定装置に関し、更に詳しくは、試料の空中重量と液中重量とから比重を算出する、いわゆるアルキメデス法に基づく比重測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルキメデス法に基づく比重測定装置においては、一般に、下皿式の電子天びんなどの重量測定装置の下方に、液槽およびその上下動機構を配置し、重量測定装置の皿上の載せた試料の空中重量ＷA と液中重量ＷL を計測する。そして、液の比重をｓW としたとき、試料の比重ｓを、
ｓ＝ｓL ・ＷA ／（ＷA −ＷL ）  ・・・・（１）
によって算出する。ここで、液の比重ｓL は、液の温度によって変化するため、通常は液の温度を測定して、例えばあらかじめ記憶しているテーブルから該当の値が読み出されて用いられる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−７３５２５号公報（第２頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の比重測定装置においては、比重算出結果のなかに、試料の空中重量の測定誤差、同じく試料の液中重量の測定誤差、液の比重ないしは温度の測定誤差が含まれている。通常の電子天びんなどにおいては、質量既知の分銅など、基準となる試料を載せることによって、必要に応じて計量結果に含まれる誤差の程度を知ることができるのであるが、比重測定装置においては、通常、そのような基準試料もないため、比重の測定結果の信頼性を判定しにくいという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、１回の比重測定により、その測定結果の精度および信頼性を知ることのできる比重測定装置の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の比重測定装置は、下皿式の重量測定装置と、その下方に配置された液槽とその上下動機構を備えるとともに、上記重量測定装置の皿上に試料を載せた状態で上下動機構を駆動して得られる試料の空中重量と液中重量の測定値を用いて、試料の比重値を算出して報知する演算手段を備えた比重測定装置において、比重値の算出に用いた複数の測定値にそれぞれ含まれる可能性のある誤差に基づき、当該比重値に含まれる可能性のある誤差を推定して報知する誤差推定手段を備えていることによって特徴づけられる。
【０００７】
本発明は、試料の比重値の算出に用いた空中重量などの個々の測定値にそれぞれ含まれる可能性のある誤差を用いて、算出された比重値に含まれる可能性のある誤差を推定して報知することによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【０００８】
アルキメデス法により求められた比重値には、図２に誤差要因の解析図を示すような誤差が含まれている。これらの要因を考慮して、例えば下記に示す（２）式によって、求められた比重値ｓに含まれる最大誤差｜Δｓ｜を算出することができる。
【０００９】
すなわち、前記した（１）式において、用いる空中重量ＷA 、水中重量ＷL 並びに液の比重ｓL には、それぞれ測定誤差が含まれる。これらの各測定値に含まれる誤差をそれぞれΔＷA 、ΔＷL およびΔｓL とすると、算出された比重値ｓに含まれる最大誤差｜Δｓ｜は、
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で表すことができる。
【００１０】
本発明においては、比重値を算出して表示あるいは印字する際に、以上のような最大誤差｜Δｓ｜を併せて算出して表示あるいは印字する。これにより、１回の比重測定によって、その求められた比重値の精度、信頼度を直ちに知らせることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図である。
【００１２】
計量部１は下皿式の電子天びんからなり、コラム２上に載せられている。この計量部１から吊り下げられた計量皿１ａの下方に水槽３が配置されている。水槽３は、コラム２内に設けられている上下動機構部４によって上下方向に移動し、図示のように計量皿１ａおよびその上に載せられた試料５が空気中に存在する状態から、水槽３の上昇により計量皿１ａおよびその上の試料Ｗを水槽３の水内に浸漬させた状態とすることができる。
【００１３】
計量部１および上下動機構部４はそれぞれ、ＣＰＵを主体とする制御部６の制御下に置かれており、この制御部６には、後述する手順のもとに上下動機構部４を駆動制御するとともに計量部１からの計量出力を取り込み、試料５の比重値およびそこに含まれる最大誤差を算出するプログラムが書き込まれている。制御部６には、表示器７およびプリンタ８が接続されており、算出された比重値および最大誤差は、表示器６の比重値表示部７ａおよび最大誤差表示部７ｂにそれぞれ表示されるとともに、プリンタ８に表示される。
【００１４】
制御部６は、計量皿１ａが水槽３内に浸漬されたときに受ける浮力をあらかじめ記憶しており、その計量皿１ａの浮力分を、水中重量測定時における計量部１からの出力ＷL ′に加算して補正することによって、計量皿１ａの浮力の影響を受けない試料４の水中重量ＷL を求める。また、制御部６では温度ごとの水の比重を記憶している。この水の比重は、水槽２内の水温を検出する温度センサを設けてその出力を用いるか、あるいは別途オペレータが測定して入力した水温データを用いて、該当する温度における水の比重ｓL を読み出して比重の算出に供される。
【００１５】
更に、この制御部６には、計量部１の基本性能として、出荷前の検査時に当該計量部１が有している計量誤差（計量値に含まれる可能性のある最大誤差）を記憶しているとともに、前記した水の比重は、水温１〜４５℃の範囲で３×１０-5／℃の誤差があり、この誤差も記憶している。
【００１６】
次に、以上の本発明の実施の形態の測定動作について述べる。図３にその動作手順を表すフローチャートを示す。
【００１７】
まず、図１に示す状態で試料５を計量皿１ａ上に載せて、キー操作などによってスタート指令を与えると、制御部６は計量部１による計量値出力を空中重量ＷA として記憶する。また、その空中重量に含まれる誤差ΔＷA を算出する。次に、上下動機構４を駆動して試料５を水槽３を上昇させ、試料５および計量皿１ａを水槽３の水内に浸漬し、計量部１からの計量値ＷL ′を得て、その値ＷL ′を計量皿１ａが受ける浮力で補正したうえで水中重量ＷL として記憶する。そして、別途オペレータが入力するか温度センサの出力を取り込むかによって得ている水温から水の比重ｓL を読み出し、これらのデータＷA ，ＷL およびｓL を用いて、前記した（１）式から試料５の比重値ｓを算出する。
【００１８】
次に、浮力の測定誤差Δ（ＷA −ＷL ）を算出するとともに、水の比重誤差Δｓを算出する。そして、これらと先に算出した空中重量誤差ΔＷA 、更には制御部６にあらかじめ記憶している水の比重の誤差を用いて、前記した（２）式から比重値ｓに含まれる最大誤差Δｓを算出する。
【００１９】
その後、表示器７の比重値表示部７ａに比重値ｓを、また、最大誤差表示部７ｂに最大誤差Δｓを表示する。また、これらの各値をプリンタ８によって印字する。その後、水槽３を下降させ、次の試料を測定する場合には、試料を計量皿１ａ上に載せて上記と同じ動作を繰り返す。
【００２０】
以上の実施の形態によると、オペレータは、最大誤差Δｓの表示値から、試料５の比重の測定値に含まれる可能性のある最大誤差を知ることができる。
【００２１】
計量部１のひょう量が３００ｇ、最小表示０．１ｍｇを用いた場合、前記した（２）式から算出される最大誤差の値を［表１］に例示する。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
この［表１］から明らかなように、同じ計量部を用いても、試料の量や比重値によって、測定された比重値に含まれる最大誤差が大きく変わる。従って、比重の測定結果に含まれる最大誤差を知ることは大きな意味を持ち、例えば必要に応じて試料の量を増やして再測定するなどの判断材料となり、所要精度のもとに比重値を求めることが可能となる。
【００２４】
なお、以上の実施の形態においては、比重値と最大誤差とをそれぞれに対応して表示器７に設けられた表示部にそれぞれ並行して表示したが、本発明はこれに限定されることなく、一つの表示部に、比重値と最大誤差とをキー操作等によって選択的に表示するように構成してもよいことは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、比重値の測定結果とともに、その測定結果に含まれる可能性のある最大誤差を表示するように構成しているので、１回の比重測定によって、オペレータはその測定結果の精度および信頼性を直ちに知ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成図である。
【図２】アルキメデス法に基づく比重測定に含まれる誤差の誤差要因の解析図である。
【図３】本発明の実施の形態の動作手順を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１  計量部
１ａ  計量皿
３  水槽
４  上下動機構部
５  試料
６  制御部
７  表示器
７ａ  比重値表示部
７ｂ  最大誤差表示部
８  プリンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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