(57)【要約】【課題】ゲイン切り換え手段を不要とし、配線ミスによる配線入替の必要のない、立ち上げ調整作業の容易な張力制御装置の張力検出器用入力回路を得る。【解決手段】左右の張力検出器でゼロ調整を行ったときの各入力信号を、ローパスフィルタ２６，３４で高周波ノイズを除去した後にＡＤコンバータ２７，３５によりＡＤ変換して、ゼロ調整値２８，３６として記憶するゼロ調整値記憶手段と、同様にスパン調整を行ったときの入力信号を、高周波ノイズを除去した後にＡＤ変換して、スパン調整値２９，３７として記憶するスパン調整値記憶手段と、被測定物の張力測定を行ったときの入力信号を、高周波ノイズを除去した後にＡＤ変換して、ゼロ調整値およびスパン調整値とに基づいて、左右の張力入力値３２，４０へ変換する張力値演算手段と、それらを加算して、検出張力値４２を出力する加算手段４１とを備えている。【選択図】        図１
2004333298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
張力制御装置と当該張力制御装置における張力を検出する張力検出器を２台使用して、フィルムなどの長尺材からなる被測定物の張力を測定するときに、当該２台の張力検出器からの出力信号を取り込んで増幅するための張力検出器用入力回路であって、
上記２台の張力検出器からの各出力信号が入力される出力信号入力手段と、
上記出力信号入力手段に入力された各上記出力信号をアナログ／ディジタル変換する１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータと、
上記出力信号入力手段に入力される、上記２台の張力検出器のゼロ調整を行ったときの各々の張力検出器からの出力信号を、上記１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータによりアナログ／ディジタル変換することにより得られる各ディジタル信号を、ゼロ調整値としてそれぞれ記憶するゼロ調整値記憶手段と、
上記出力信号入力手段に入力される、上記２台の張力検出器のスパン調整を行ったときの各々の張力検出器からの出力信号を、上記１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータによりアナログ／ディジタル変換することにより得られる各ディジタル信号を、スパン調整値としてそれぞれ記憶するスパン調整値記憶手段と、
上記出力信号入力手段に入力される、上記２台の張力検出器の上記被測定物の張力測定を行ったときの各々の張力検出器からの出力信号を、上記１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータによりアナログ／ディジタル変換することにより得られる各入力電圧値を、上記ゼロ調整値および上記スパン調整値とに基づいて、張力値へそれぞれ変換する張力値演算手段と、
上記張力値演算手段から出力される２つの上記張力値を加算して、検出張力値として出力する検出張力値演算手段と
を備えた張力制御装置の張力検出器用入力回路。
【請求項２】
上記張力値演算手段と上記検出張力値演算手段との間に設けられ、上記２つの張力検出器における各上記スパン調整値を予め設定された閾値と比較し、いずれか一方の上記スパン調整値が当該閾値以下である場合に、当該閾値以下であった方の上記張力検出器に対応している上記張力値演算手段からの上記張力値の上記検出張力値演算手段への入力を遮断する第一の入力判別手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の張力制御装置の張力検出器用入力回路。
【請求項３】
上記張力値演算手段と上記検出張力値演算手段との間に設けられ、上記２つの張力検出器におけるいずれか一方の上記スパン調整値がフルスケール張力に対してゲイン分の一以下の場合に、当該ゲイン分の一以下の方の上記張力検出器に対応している上記張力値演算手段からの上記張力値の上記検出張力値演算手段への入力を遮断する第二の入力判別手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の張力制御装置の張力検出器用入力回路。
【請求項４】
上記２つの張力検出器からの信号出力が両極性（すなわち正電圧と負電圧）であるとき、上記ゼロ調整値に対して上記スパン調整値の正負関係を判断し記憶するとともに、上記スパン調整値と同じ極性の信号出力であれば正極性の入力信号と判定し、反対にスパン調整値と逆極性の信号出力であれば負極性の入力信号と判定する極性判別手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の張力制御装置の張力検出器用入力回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は張力制御装置の張力検出器用入力回路に関し、特に、例えば、紙・フィルム・電線などの長尺材の張り具合を制御する張力制御装置（テンションコントローラ）に内蔵されている張力検出器用の入力回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
張力検出器は、紙・フィルム・線材などのウェブの張力を制御するための機械、すなわち、コンバーティングマシンの張力センサーとして使用されており、制御機器としては張力制御装置（テンションコントローラ）、駆動機器としてはパウダクラッチ・ブレーキやサーボモータあるいはベクトルモータなどと併用される（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
三菱テンションコントローラ「トルクテンコンＬＥ−４０ＭＴＡ取扱説明書」、三菱電機株式会社発行、２００１年１２月
【０００４】
また、張力検出器の出力電圧は微小な出力電圧であるため、張力制御装置や張力表示器などに入力した後で増幅される。さらに張力検出器を使用するためには、計量器と同じく風袋荷重のキャンセル機能（ゼロ調整）や最大張力を予め定めるスパン調整を実行し、その調整値を記憶しておく必要がある。ここで、前者をゼロ調整値とよび後者をスパン調整値とよぶ。これは機械ごとに、張力検出器の取付け位置や取付け角度および材料の通紙角度などの条件が異なるためで、機械ごとに個別に調整を実行しておく必要があり、コンバーティングマシンの運転前には最初にゼロ調整とスパン調整を実行することが不可欠となっている。
【０００５】
一般に、紙・フィルムなどの幅広材料の張力制御においては、材料の張力を検出するために材料幅より広い検出ロールを用い、その検出ロール両端位置に左右１台ずつ合計２台の張力検出器を配置するが、テープ・線材などの非幅広材料の張力制御には、張力検出器は１台のみで使用される。
【０００６】
これに対して、張力制御装置の張力検出器用入力回路は、幅広材料と非幅広材料の両方に対応できるように２チャンネルの入力回路構成となっているため、張力検出器が２台使用時と１台使用時では配線接続方法が異なっていた。すなわち、幅広材料時には検出器２台の出力を張力制御装置の２チャンネルへそれぞれ接続し、非幅広材料時には張力検出器の１台の出力を例えば右側チャンネルに接続し、空いている左側チャンネルは未使用のためＧ端子（グランド端子）へ短絡するようにしていた。
【０００７】
すなわち、従来の技術ではユーザ自身が張力検出器を２台必要であるか１台必要であるかを判断する必要があった。
【０００８】
図５は、上記の非特許文献１に記載されているような、この種の従来の張力検出器用入力回路ブロック図である。従来の検出器用の入力回路を用いるときは、まず、ユーザが、張力検出器が２台であるか１台であるか確認を行う。つぎに、張力検出器２台使用時には左入力端子と右入力端子にそれぞれ左張力検出器と右張力検出器を接続し、１台使用時には、ＳＷ５をＯＮすることにより左側入力端子は使用しないで白端子と緑端子を短絡し、右入力端子にのみ右張力検出器を接続する。
【０００９】
コンバーティングマシンにて張力制御を行うためには、最初に機械を停止させて張力制御装置（テンションコントローラ）を停止モードとしてからゼロ調整とスパン調整を実行する。図３はゼロ調整を示す図であり、検出ローラ１０３と軸受けＡ１００および軸受けＢ１０１が風袋荷重であり、このときの検出器出力電圧をゼロ記憶値とする。図４はスパン調整を示す図で、検出ローラ１０３の中央に紐１０６を通し、その先のローラにフルスケール張力となる錘１０５をつるし、このときの検出器出力電圧をスパン記憶値とする。
【００１０】
そして張力制御装置（テンションコントローラ）を運転モードに切替えてから張力制御を行う。
【００１１】
つぎに動作の詳細な説明を行う。張力検出器２台使用時には、左側入力につづいて右側入力のゼロ調整とスパン調整を実行する。
【００１２】
まず、図５に示すように、左側入力端子１から入力された張力信号をローパスフィルタ２で高周波ノイズを除去した後に、１２ｂｉｔＡＤコンバータ４へ入力する。このときゲイン切替え手段３はゲイン最大の１６倍とする。そして、スイッチＳＷ１（符号５１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号５３）を（Ｅ）側に接続し、材料をかけない状態（風袋荷重）にて左ゼロ調整手段５が左ゼロ調整を実行する。左ゼロ調整手段５では、正または負のバイアス電圧１０を印加することにより１２ｂｉｔＡＤコンバータ４の入力値がゼロとなるまで何回か繰り返し追い込んでいく。そして、風袋荷重の時に１２ｂｉｔＡＤコンバータ４の値がゼロになれば左ゼロ調整手段５の左ゼロ調整は正常完了となり、そのときのゼロ値を左ゼロ記憶値７とする。
【００１３】
つぎに、スイッチＳＷ１（符号５１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号５３）を（Ｇ）側に接続して、運転時の最大張力すなわちフルスケール張力と同じ質量の錘を図４のように吊るしてから、左側入力のスパン調整手段６によるスパン調整を実行させる。このときゲイン切替え手段３のゲイン設定を、最大値１６から、８・４・２・１と徐々に小さくしていき、１２ｂｉｔＡＤコンバータ４の入力電圧が１００ｍＶ〜２００ｍＶのスパン調整目標範囲内となったところで左側スパン調整手段６により左側スパン調整を完了とする。最後に、左側スパン調整手段６による左側スパン調整が正常完了したときのゲイン設定をゲイン記憶値９として、スパン値をスパン記憶値８として記憶させる。
【００１４】
つぎに、図５に示すように、右側入力端子１１から入力された張力信号をローパスフィルタ１２で高周波ノイズを除去した後に、１２ｂｉｔＡＤコンバータ１４へ入力する。このとき、ゲイン切替え手段１３はゲイン最大の１６倍とする。そしてスイッチＳＷ２（符号５２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号５４）を（Ｆ）側に接続して、材料をかけない状態（風袋荷重）にて右ゼロ調整手段１５による右ゼロ調整を実行する。右ゼロ調整手段１５では、正または負のバイアス電圧２０を印加することにより１２ｂｉｔＡＤコンバータ１４の入力値がゼロとなるまで何回か繰り返し追い込んでいく。そして風袋荷重の時に１２ｂｉｔＡＤコンバータ１４の値がゼロになれば、右ゼロ調整手段１５による右ゼロ調整は正常完了となり、そのときのゼロ値を右ゼロ記憶値１７とする。
【００１５】
つぎに、スイッチＳＷ２（符号５２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号５４）を（Ｈ）側に接続して、運転時の最大張力すなわちフルスケール張力と同じ質量の錘を吊るしてから、右側入力のスパン調整手段１６によるスパン調整を実行させる。このときゲイン切替え手段１３のゲイン設定を最大値１６から８・４・２・１と徐々に小さくしていき、１２ｂｉｔＡＤコンバータ１４の入力電圧が１００ｍＶ〜２００ｍＶのスパン調整目標範囲内となったところで右側スパン調整手段１６による右側スパン調整を完了とする。最後に、右スパン調整手段１６による右スパン調整が正常完了したときのゲイン設定をゲイン記憶値１９として、スパン値をスパン記憶値１８として記憶させる。
【００１６】
張力検出器１台使用時には、図５に示すように、左側入力端子１はスイッチＳＷ５をＯＮすることにより白端子と緑端子を短絡し、これにより左入力信号は常時０Ｖが入力されることとなり、入力信号がなし（ゼロ）の状態とする。
【００１７】
つぎに、図５に示すように右側入力端子１１から入力された張力信号をローパスフィルタ１２で高周波ノイズを除去した後に、１２ｂｉｔＡＤコンバータ１４へ入力する。このときゲイン切替え手段１３はゲイン最大の１６倍とする。そしてスイッチＳＷ２（符号５２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号５４）を（Ｆ）側に接続して、材料をかけない状態（風袋荷重）にて右ゼロ調整手段１５による右ゼロ調整を実行する。右ゼロ調整手段１５では、正または負のバイアス電圧２０を印加することにより１２ｂｉｔＡＤコンバータ１４の入力値がゼロとなるまで何回か繰り返し追い込んでいく。そして風袋荷重の時に１２ｂｉｔＡＤコンバータ１４の値がゼロになれば右ゼロ調整手段１５による右ゼロ調整は正常完了となり、そのときのゼロ値を右ゼロ記憶値１７とする。
【００１８】
つぎに、スイッチＳＷ２（符号５２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号５３）を（Ｈ）側に接続して運転時の最大張力すなわちフルスケール張力と同じ質量の錘を図４のように吊るしてから、右側入力のスパン調整手段１６によるスパン調整を実行させる。このときゲイン切替え手段１３のゲイン設定を最大値１６から８・４・２・１と徐々に小さくしていき、１２ｂｉｔＡＤコンバータ１４の入力電圧が１００ｍＶ〜２００ｍＶのスパン調整目標範囲内となったところで右側スパン調整手段１６による右側スパン調整を完了とする。最後に、右スパン調整手段１６による右スパン調整が正常完了したときのゲイン設定をゲイン記憶値１９として、スパン値をスパン記憶値１８として記憶させる。
【００１９】
ここで、フルスケール張力は、左スパン記憶値８と右スパン記憶値１８を加算手段２３により加算したものである。そのため、検出器１台使用時には、左スパン記憶値８がゼロであるため、フルスケール張力は、右スパン記憶値１８と同じ値となる。したがって、検出器２台使用時には、左スパン記憶値８と右スパン記憶値１８がそれぞれフルスケール張力の１／２となり、検出器１台使用時には右スパン記憶値１８がフルスケール張力となる。
【００２０】
以上のように、コンバーティングマシン停止状態にて、ゼロ調整手段５，１５によるゼロ調整、および、スパン調整手段６，１６によるスパン調整を実行し完了すると、つぎに運転モードに切替える。運転モードでは、張力信号は左右の入力信号とも、ローパスフィルタ２，１２で高周波ノイズを除去した後、ゲイン切替え手段３，１３にて増幅されて、１２ｂｉｔＡＤコンバータ４，１４へ入力される。運転モード時には、左側入力信号はＳＷ１（符号５１）を（Ｃ）側へ常時接続し、右側入力信号はＳＷ２（符号５２）を（Ｄ）側に常時接続されおり、それぞれ左右の信号入力電圧として入力される。この１２ｂｉｔＡＤコンバータ入力信号電圧は、図５に示すように、左右のゼロ記憶値・スパン記憶値と比較され電圧値から張力値へ変換される。それから左右の張力入力値は加算手段２３により加算されて、最終的な検出器の張力入力値２４となる。
【００２１】
張力検出器は、図４のように水平置きにて、重力方向（以下、圧縮方向）と反重力方向（以下、引張方向）の両方向の張力検出が可能となっているが、張力検出器からの信号出力は圧縮方向時に正電圧信号、引張方向時に負電圧信号を発生するようになっている。このとき従来技術では、負電圧信号が入力されても動作しない回路であるため、引張方向の張力検出時すなわち負電圧が入力されるときには、あらかじめ検出器信号入力を端子台の白端子と緑端子の配線を（正電圧入力信号と負電圧入力信号）を入替えすることにより、必ず正電圧が入力されるように取扱説明書に記載していた。
【００２２】
また、誤って１２ｂｉｔＡＤコンバータへ負電圧が入力された場合には、エラーメッセージを表示させるようにしていた。
【００２３】
まず、左側入力端子１であるが、入力された張力信号をローパスフィルタ２で高周波ノイズを除去した後に１２ｂｉｔＡＤコンバータ４へ入力する。張力検出器において、もし入力信号電圧が負電圧であれば、スパン調整を実行しても正常完了しないため、［入力極性が反対］であると判断し、ユーザにて入力端子の白端子と緑端子の配線入替えを実施する。これにより正電圧が入力されるようになれば、再度スイッチＳＷ１（符号５１）を（Ａ）側に接続して、スイッチＳＷ３（符号５３）を（Ｅ）側に接続してゼロ調整を実行し、その後、正常完了すると左ゼロ調整値を記憶させる。つづいてスイッチＳＷ１（符号５１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号５３）を（Ｇ）側に接続して、スパン調整を実行しその後正常完了すると左スパン調整値をスパン記憶値８として記憶させる。
【００２４】
つぎに右側の入力端子１１であるが、左側入力端子１と同じく、入力された張力信号をローパスフィルタ１２で高周波ノイズを除去した後にＡＤコンバータ１４へ入力する。張力検出器において、もし入力信号電圧が負電圧であれば、スパン調整を実行しても正常完了しないため、［入力極性が反対］であると判断し、ユーザにて入力端子の白端子と緑端子の配線入替えを実施する。これにより正電圧が入力されるようになれば、再度スイッチＳＷ２（符号５２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号５４）を（Ｆ）側に接続して、ゼロ調整を実行しその後正常完了すると右ゼロ調整値をゼロ記憶値１７として記憶させる。つづいてスイッチＳＷ２（符号５２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号５４）を（Ｈ）側に接続してスパン調整を実行しその後正常完了すると右スパン調整値を右スパン記憶値１８として記憶させる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回路では、ゼロ調整時にゼロ調整手段にてバイアス電圧を加減して１２ｂｉｔＡＤコンバータ入力電圧がゼロとなるように追い込んでいく必要があった。また、１２ｂｉｔＡＤコンバータではスパン記憶値が小さいとき、すなわちフルスケール入力が小さいとき（フルスケール最大値＝２００ｍＶ、スパン調整可能範囲＝３０〜２００ｍＶ、よって３０ｍＶ近辺のスパン値のとき小さい）には分解能が不足するため、ゲイン切替え回路が必要であった。したがって、スパン調整時にゲイン切替え手段のゲイン設定を１６から８・４・２・１と徐々に小さくしながら入力信号電圧を読み込み、１２ｂｉｔＡＤコンバータ入力電圧がダイナミックレンジのある範囲内（１００ｍＶ〜２００ｍＶ）となったときにスパン調整を完了としていた。すなわち、ゲイン切替え手段のゲイン設定値を変更して１２ｂｉｔＡＤコンバータの入力電圧値を読み込み、比較判断する必要があった。これにより、ゼロ調整完了までに約１０秒、スパン調整が完了するまでに２秒の時間がかかるという問題点があった。また、バイアス回路とゲイン切替えＩＣとその周辺回路が必要となるため、回路規模が非常に大きくなりコストがかかるという問題点があった。
【００２６】
また、線材などを張力制御装置（テンションコントローラ）を用いて張力制御を行う場合などには、張力検出器は１台のみでよいため、ユーザは張力検出器の未使用の入力端子（左側）を、そこに設けられているスイッチをＯＮさせることにより白端子と緑端子を短絡しておく必要があった。もしユーザが張力検出器の使用していない側（左側）の白端子と緑端子を短絡し忘れた場合には、その入力端子へ外部ノイズが進入してきた時に検出張力が誤って表示されるという問題点があった。一般的にノイズはいつどのように侵入してくるのか予測がつきにくく、コンバーティングマシン稼動時においても現実的に張力表示値の誤動作を見つけ出すことは非常に難しいことであり、その発見までに多大な時間を要していた。
【００２７】
また、ユーザが配線ミスをして、張力検出器の圧縮方向と引張方向を間違えた場合には、ゼロ調整またはスパン調整が正常完了とならない場合があり、通常ゼロ調整・スパン調整を実行するときは機械の立上げ試運転時が多いため、ユーザにとっては立上げ時の障害となることが大きな問題点となっていた。すなわちユーザがその原因を特定するためには取扱説明書をみて必要部分を探し出すか、またはサービス電話にて確認するなど、問題解決までに時間がかかりすぎていた。さらにこの問題の対策方法として、ソフトウェアにて逆接続判別を実行し、エラーメッセージを表示させるようにさせているが、ユーザはそのエラーメッセージの意味を汲み取るために取扱説明書を読んで理解し、ユーザ自らが張力検出器の入力信号の白端子と緑端子の配線入替を行って、張力検出器の入力極性を入替えする必要があるという問題点があった。
【００２８】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、ゲイン切り換え手段を不要とし、配線ミスによる配線入替の必要のない、立ち上げ調整作業の容易な張力制御装置の張力検出器用入力回路を得ることを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、張力制御装置と当該張力制御装置における張力を検出する張力検出器を２台使用して、フィルムなどの長尺材からなる被測定物の張力を測定するときに、当該２台の張力検出器からの出力信号を取り込んで増幅するための張力検出器用入力回路であって、上記２台の張力検出器からの各出力信号が入力される出力信号入力手段と、上記出力信号入力手段に入力された各上記出力信号をアナログ／ディジタル変換する１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータと、上記出力信号入力手段に入力される、上記２台の張力検出器のゼロ調整を行ったときの各々の張力検出器からの出力信号を、上記１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータによりアナログ／ディジタル変換することにより得られる各ディジタル信号を、ゼロ調整値としてそれぞれ記憶するゼロ調整値記憶手段と、上記出力信号入力手段に入力される、上記２台の張力検出器のスパン調整を行ったときの各々の張力検出器からの出力信号を、上記１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータによりアナログ／ディジタル変換することにより得られる各ディジタル信号を、スパン調整値としてそれぞれ記憶するスパン調整値記憶手段と、上記出力信号入力手段に入力される、上記２台の張力検出器の上記被測定物の張力測定を行ったときの各々の張力検出器からの出力信号を、上記１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータによりアナログ／ディジタル変換することにより得られる各入力電圧値を、上記ゼロ調整値および上記スパン調整値とに基づいて、張力値へそれぞれ変換する張力値演算手段と、上記張力値演算手段から出力される２つの上記張力値を加算して、検出張力値として出力する検出張力値演算手段とを備えた張力制御装置の張力検出器用入力回路である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の張力制御装置の張力検出器用入力回路の構成を示したブロック図である。この張力検出器用入力回路では、まず、張力検出器が２台であるか１台であるか確認を行う必要はない。張力検出器を２台使用時には左入力端子と右入力端子にそれぞれ左張力検出器と右張力検出器を接続し、１台使用時には左右どちらかに張力検出器を接続する。
【００３１】
図１に示すように、白端子および緑端子を有する左入力端子２５には、ローパスフィルタ２６および１６ｂｉｔＡＤコンバータ２７が接続されている。ＡＤコンバータ２７には、調整中（（Ａ）側）と運転中（（Ｃ）側）とを切り換えるスイッチＳＷ１（符号６１）が接続されている。また、スイッチＳＷ１（符号６１）の（Ａ）側には、スパン調整（（Ｇ）側）とゼロ調整（（Ｅ）側）とを切り換えるスイッチＳＷ３（符号６３）が接続されている。２８は、スイッチＳＷ１（符号６１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号６３）を（Ｅ）側に接続して、左ゼロ調整を実行したときの左ゼロ記憶値である。２９は、スイッチＳＷ１（符号６１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号６３）を（Ｇ）側に接続して、左スパン調整を実行したときの左スパン記憶値である。３０は、左ゼロ記憶値２８と左スパン記憶値２９とが入力されて、極性判別を行う極性判別手段である。３１は、同じく、左ゼロ記憶値２８と左スパン記憶値２９とが入力されて、それらの値のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、張力検出器が２台であるか１台であるかの入力判別を行う入力判別手段である。３２は張力制御動作時に検出される左張力入力値、６５はスイッチＳＷ５である。
【００３２】
図１に示すように、白端子および緑端子を有する右入力端子３３には、ローパスフィルタ３４および１６ｂｉｔＡＤコンバータ３５が接続されている。ＡＤコンバータ３５には、調整中（（Ｂ）側）と運転中（（Ｄ）側）とを切り換えるスイッチＳＷ２（符号６２）が接続されている。また、スイッチＳＷ２（符号６２）の（Ｂ）側には、スパン調整（（Ｈ）側）とゼロ調整（（Ｆ）側）とを切り換えるスイッチＳＷ４（符号６４）が接続されている。３６は、スイッチＳＷ２（符号６２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号６４）を（Ｆ）側に接続して、右ゼロ調整を実行したときの右ゼロ記憶値である。３７は、スイッチＳＷ２（符号６２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号６４）を（Ｈ）側に接続して、右スパン調整を実行したときの右スパン記憶値である。３８は、ゼロ記憶値３６とスパン記憶値３７とが入力されて、極性判別を行う極性判別手段である。３９は、同じく、ゼロ記憶値３６とスパン記憶値３７とが入力されて、それらの値のうちの少なくともいずれか一方に基づいて、張力検出器が１台なのか２台なのかの入力判別を行う入力判別手段である。４０は張力制御動作時に検出される右張力入力値、６６はスイッチＳＷ６である。
【００３３】
また、図１において、４１は、左張力入力値３２と右張力入力値４０とを加算する加算手段であり、４２は、加算手段４１から出力される張力入力値である。
【００３４】
図１の構成において、コンバーティングマシンにて張力制御を行うためには、最初に機械を停止させて張力制御装置（テンションコントローラ）を停止モードとしてからゼロ調整とスパン調整を実行する。そして張力制御装置（テンションコントローラ）を運転モードに切替えてから張力制御を行う。
【００３５】
つぎに、図１を用いて、動作の説明を行う。張力検出器２台使用時には、左側入力につづいて右側入力のゼロ調整とスパン調整を実行する。まず、左側入力端子２５から入力された張力信号をローパスフィルタ２６で高周波ノイズを除去した後に、１６ｂｉｔＡＤコンバータ２７へ入力する。そして、スイッチＳＷ１（符号６１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号６３）を（Ｅ）側に接続して、図３に示すように材料をかけない状態（風袋荷重）としてから左ゼロ調整を実行する。左ゼロ調整が正常完了すればゼロ調整値をゼロ記憶値２８として記憶する。
【００３６】
つぎに、スイッチＳＷ１（符号６１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号６３）を（Ｇ）側に接続して、運転時の最大張力と同じ質量の錘１０５を図４のように吊るしてから、左側入力のスパン調整を実行させる。最後に、左スパン調整が正常完了するとスパン調整値をスパン記憶値２９として記憶する。
【００３７】
つぎに右側入力端子３３から入力された張力信号をローパスフィルタ３４で高周波ノイズを除去した後に、１６ｂｉｔＡＤコンバータ３５へ入力する。そしてスイッチＳＷ２（符号６２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号６４）を（Ｆ）側に接続して、図３に示すように材料をかけない状態（風袋荷重）としてから右ゼロ調整を実行する。右ゼロ調整が正常完了すればゼロ調整値をゼロ記憶値３６として記憶する。
【００３８】
つぎに、スイッチＳＷ２（符号６２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号６４）を（Ｈ）側に接続して、運転時の最大張力と同じ質量の錘１０５を図４のように吊るしてから、右側入力のスパン調整を実行させる。最後に、右スパン調整が正常完了するとスパン調整値を右スパン記憶値３７とする。
【００３９】
ここで、フルスケール張力は左スパン記憶値２９と右スパン記憶値３７を加算したものとなるため、検出器１台使用時には左（または右）スパン記憶値２９（または３７）がゼロであるため、右（または左）スパン記憶値３７（または２９）と同じ値となる。
【００４０】
したがって、検出器２台使用時には左スパン記憶値２９と右スパン記憶値３７がそれぞれフルスケール張力の１／２となり、検出器１台使用時には右（または左）スパン記憶値３７（または２９）がフルスケール張力となる。
【００４１】
上述のようにして、コンバーティングマシン停止状態にてゼロ調整・スパン調整を実行し完了すると、つぎに、スイッチＳＷ１（符号６１）およびスイッチＳＷ２（符号６２）により運転モードに切替える。運転モードでは、張力信号は左右の入力信号ともローパスフィルタ２６，３４で高周波ノイズを除去した後、１６ｂｉｔＡＤコンバータ２７，３５へ入力され、それぞれ左右の信号入力電圧として入力される。この１６ｂｉｔＡＤコンバータ入力信号電圧は、図１に示すように、左右のゼロ記憶値・スパン記憶値と比較され、電圧値から張力値３２，４０へ変換される。それから左右の張力入力値３２，４０は、閉状態のスイッチＳＷ５（符号６５）およびスイッチＳＷ６（符号６６）を介して加算手段４１に入力され、加算手段４１により加算されて、最終的な検出張力値４２となる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態における張力制御装置の張力検出器用入力回路においては、張力検出器からの入力信号電圧は、従来用いていたゲイン切替え手段を必要としなくとも、分解能的にも問題ない１６ｂｉｔＡＤコンバータ２７，３５へ直接入力するようにした。１６ｂｉｔＡＤコンバータは１２ｂｉｔＡＤコンバータの１６倍の分解能があるため、１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータを使用すればゲイン切替え手段が不要となる。図５に示した従来のゼロ調整手段５では、バイアス電圧を変更して、１２ｂｉｔＡＤコンバータ４の入力値がゼロとなるまで繰り返してゼロ値まで追い込む必要があり、また、従来のスパン調整手段６では、ゲインを１６・８・４・２・１と設定変更するごとにＡＤコンバータ入力値を読み込み、その値が１００〜２００ｍＶ以内に入るか否か判断し、それが１００〜２００ｍＶ以内であればスパン調整を完了としていたので、このような従来方式ではゼロ調整は１０秒、スパン調整は２秒の時間がかかっていたが、本実施の形態における１６ｂｉｔＡＤコンバータ方式では、ゼロ調整は１０秒から２秒へ、スパン調整が２秒から０．５秒へと調整時間が大幅に短縮された。また、従来用いていた、ゼロ調整のバイアス回路とスパン調整のゲイン切替え回路およびその周辺回路が不要となったため、回路規模が約２／３まで小さくすることができる。これにより、ＡＤコンバータが１２ｂｉｔから１６ｂｉｔへとコストＵＰした分よりも大幅にコストが下がるという効果がある。
【００４３】
また、本実施の形態においては、張力検出器へ入力された張力信号が１つなのか２つなのかの入力判別を行う入力判別手段３１，３９を設けることにより、張力検出器の接続台数が２台なのか１台なのかを判断することができるため、ユーザが張力検出器の１台使用時にわざわざ未使用の入力端子（左側）の白端子と緑端子を短絡する手間なく立上げ調整作業を行うことができる。なお、白端子と緑端子を短絡するようにしてもよく、その場合にはノイズの影響を受けないようにすることができる。また、この入力判別手段３１，３９を追加することによる大幅なコストアップもなく、もしノイズ電圧が未使用の入力端子に侵入した場合でも、そのノイズ電圧に起因する誤動作が発生することのない張力検出器用の入力回路を提供することができる。
【００４４】
また、従来は１台使用時には右側を選択して検出器を接続する必要があったが、この発明では左右どちらに接続しても自動的に必要な入力端子を判別し、不要な入力端子は不使用とすることができる。
【００４５】
さらに、張力検出器の極性判別手段３０，３８を追加することにより、張力検出器からの入力電圧が正電圧であろうと負電圧であろうと、ゼロ調整値に対してスパン調整値の極性を記憶しているため、ユーザが配線時に極性を考慮する必要がなくなり、すなわち、ユーザによる張力検出器の入力信号の白端子と緑端子の配線入替が必要なくなり（すなわち、配線ミスのない）張力検出器用の入力回路を得ることができる。
【００４６】
実施の形態２．
本実施の形態における張力制御装置の張力検出器用入力回路の構成は、図１に示した実施の形態１の構成と基本的に同じであるため、ここでは詳細な説明は省略する。なお、本実施の形態においては、入力判別手段３１，３９は、各々の検出器におけるスパン調整値と閾値（予め設定された所定の固定値、たとえば１０ｍＶ）とを比較し、スパン調整値が当該閾値以下である場合には、入力信号なしと判断するものとする。
【００４７】
張力検出器を左右どちらか１台のみ使用時には、まず左側入力端子２５から入力された張力信号をローパスフィルタ２６で高周波ノイズを除去した後に、１６ｂｉｔＡＤコンバータ２７へ入力する。そしてスイッチＳＷ１（符号６１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号６３）を（Ｅ）側に接続して、左側入力に材料をかけない状態（風袋荷重）としてから左ゼロ調整を実行する。左ゼロ調整が正常完了していればゼロ調整値をゼロ記憶値２８として記憶する。
【００４８】
つぎに、スイッチＳＷ１（符号６１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号６３）を（Ｇ）側に接続して、左側入力のスパン調整を実行させる。ここで、図１の入力判別手段３１により、図２に示すようにスパン入力値が１０ｍＶ以下であれば左側入力信号がゼロであると判断し、スイッチＳＷ５をＯＦＦとする。ここで、もし、左側入力端子２５に張力検出器が正常に接続され、スパン目標である錘１０５が図４のように吊るされていて図２に示すように入力電圧が１０ｍＶを超える値であれば、図１の入力判別手段３１により左スパン調整は正常完了と判断し、スイッチＳＷ５はＯＮとする。またそのときのスパン調整値をスパン記憶値２９とする。
【００４９】
つぎに右側入力端子３３から入力された張力信号をローパスフィルタ３４で高周波ノイズを除去した後に、１６ｂｉｔＡＤコンバータ３５へ入力する。そしてスイッチＳＷ２（符号６２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号６３）を（Ｆ）側に接続して、右側入力に材料をかけない状態（風袋荷重）としてから右ゼロ調整を実行する。右ゼロ調整が正常完了すればゼロ調整値をゼロ記憶値３６として記憶する。
【００５０】
つぎに、スイッチＳＷ２（符号６２）を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４（符号６４）を（Ｈ）側に接続して、右側入力のスパン調整を実行させる。ここで、図１の入力判別手段３９により、図２に示すようにスパン入力値が１０ｍＶ以下であれば右側入力信号がゼロであると判断してスイッチＳＷ６（符号６６）をＯＦＦとする。ここで、もし右側入力端子３３に張力検出器が正常に接続され、スパン目標である錘１０５が図４のように吊るされていて図２に示すように入力電圧が１０ｍＶを超える値であれば、図１の入力判別手段３９により右スパン調整は正常完了とし、スイッチＳＷ６はＯＮとする。また、そのときのスパン調整値をスパン記憶値３７として記憶する。
【００５１】
このように、本実施の形態においては、スパン調整値が１０ｍＶ以下であるとき、入力判別手段３１，３９によりそれを検出して、スイッチＳＷ５またはスイッチＳＷ６をＯＦＦさせて片側入力を強制的に遮断するようにしたので、張力検出器の接続台数が２台なのか１台なのかを自動的に判断することができるため、ユーザが張力検出器の１台使用時にわざわざ未使用の入力端子（左側）の白端子と緑端子を短絡する手間なく立上げ調整作業を行うことができる。また、入力端子へ外部ノイズが進入してきても内部で外部信号を遮断しているため、ユーザが誤って白端子と緑端子の短絡を解除したばあいにも、外部ノイズの影響を全く受けないという効果がある。
【００５２】
実施の形態３．
本実施の形態における張力制御装置の張力検出器用入力回路の構成は、図１に示した実施の形態１の構成と基本的に同じであるため、ここでは詳細な説明は省略する。なお、本実施の形態においては、入力判別手段３１，３９は、各々の検出器におけるスパン調整値がフルスケール張力値に対してそのゲイン分の一（たとえばフルスケールの１／２０）以下である場合には、入力信号なしと判断するものとする。
【００５３】
張力検出器を左右どちらか１台のみ使用時には、まず左側入力端子２５から入力された張力信号をローパスフィルタ２６で高周波ノイズを除去した後に、１６ｂｉｔＡＤコンバータ２７へ入力する。そしてスイッチＳＷ１（符号６１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号６３）を（Ｅ）側に接続して、左側入力に材料をかけない状態（風袋荷重）としてから左ゼロ調整を実行する。左ゼロ調整が正常完了していればゼロ調整値をゼロ記憶値２８として記憶する。
【００５４】
つぎに、スイッチＳＷ１（符号６１）を（Ａ）側に接続し、スイッチＳＷ３（符号６３）を（Ｇ）側に接続して、左側入力のスパン調整を実行させる。ここで、図１の入力判別手段３１により、図２に示すようにスパン入力値がフルスケール張力に対してゲイン分の一（例えば、１／２０）以下であれば左側入力信号がゼロであると判断し、ＳＷ５をＯＦＦとする。ここで、もし左側入力端子に張力検出器が正常に接続され、スパン目標である錘１０５が図４のように吊るされていて図２に示すようにスパン入力値がフルスケール張力に対してゲイン分の一（例えば、１／２０）を超える値であれば、図１の入力判別手段３１により左スパン調整は正常完了と判断し、ＳＷ５はＯＮとする。またそのときのスパン調整値をスパン記憶値３７として記憶する。
【００５５】
つぎに右側入力端子３３から入力された張力信号をローパスフィルタ３４で高周波ノイズを除去した後に、１６ｂｉｔＡＤコンバータ３５へ入力する。そしてスイッチＳＷ２を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ３を（Ｆ）側に接続して右側入力に材料をかけない状態（風袋荷重）としてから右ゼロ調整を実行する。右ゼロ調整が正常完了すればゼロ調整値をゼロ記憶値３６として記憶する。
【００５６】
つぎに、スイッチＳＷ２を（Ｂ）側に接続し、スイッチＳＷ４を（Ｈ）側に接続して、右側入力のスパン調整を実行させる。ここで、図１の入力判別手段３９により、図２に示すようにスパン入力値がフルスケール張力に対してゲイン分の一（例えば、１／２０）以下であれば右側入力信号がゼロであると判断してスイッチＳＷ６をＯＦＦとする。ここで、もし右側入力端子３３に張力検出器が正常に接続され、スパン目標である錘１０５が図４のように吊るされていて図２に示すように入力電圧がフルスケール張力に対してゲイン分の一（例えば、１／２０）を超える値であれば、図１の入力判別手段３９により右スパン調整は正常完了とし、スイッチＳＷ６はＯＮとする。また、そのときのスパン調整値をスパン記憶値３７として記憶する。
【００５７】
このように、本実施の形態においては、スパン調整値がフルスケール張力に対してゲイン分の一（例えば、１／２０）以下であるとき、入力判別手段３１，３９によりスイッチＳＷ５またはスイッチＳＷ６をＯＦＦさせて片側入力を強制的に遮断するようにしたので、張力検出器の接続台数が２台なのか１台なのかを自動的に判断することができるため、ユーザが張力検出器の１台使用時にわざわざ未使用の入力端子（左側）の白端子と緑端子を短絡する手間なく立上げ調整作業を行うことができる。また、入力端子へ外部ノイズが進入してきても内部で外部信号を遮断しているため、ユーザが誤って白端子と緑端子の短絡を解除したばあいにも、外部ノイズの影響を全く受けないという効果がある。
【００５８】
さらに、本実施の形態によれば、スパン調整値がフルスケール張力に対してゲイン分の一（例えば、１／２０）を超える値であれば、入力判別手段３１，３９により、スパン調整を正常完了させることができる。このことは、フルスケール張力に対してスパン調整値が小さいとき、すなわち、Ａ／Ｄコンバータの分解能が悪くなる領域（制御精度が悪くなるような条件）においても簡易的にスパン調整を完了させることが可能であることを示している。これにより、ユーザはフルスケール張力が２０００Ｎといった大きな錘が準備できない場合において、例えば、手などで１００Ｎ程度の力を張力検出器に加えることにより、仮のスパン調整を行うことが可能となるため、制御精度を必要としないコンバーティングマシンの立上げ時（例えば、最初に材料を通紙するときなど）において容易に仮運転を実行することができるという効果がある。
【００５９】
実施の形態４．
本実施の形態における張力制御装置の張力検出器用入力回路の構成は、図１に示した実施の形態１の構成と基本的に同じであるため、ここでは詳細な説明は省略する。なお、本実施の形態においては、極性判別手段３０，３８が、張力検出器からの信号出力が両極性（すなわち正電圧と負電圧）であるとき、ゼロ記憶値に対してスパン記憶値の正負関係を判断し記憶するとともに、それと同時にスパン記憶値と同じ極性の信号出力であれば正極性の入力信号と判断し、反対にスパン記憶値と逆極性の信号出力であれば負極性の入力信号と判断するものであるとする。
【００６０】
図２に示すように、張力検出器からの入力電圧が正電圧であろうと負電圧であろうが、張力検出器の入力ダイナミックレンジである−２００ｍＶから＋２００ｍＶの範囲内に風袋荷重があれば、そこをゼロ記憶値とする。そのゼロ記憶値に対してスパン記憶値が大きいか小さいかを記憶させる。コンバーティングマシン運転中においてスパン記憶値がゼロ記憶値より大きいとき（図２、例１）、張力検出器からの入力電圧がゼロ記憶値より大きい側にあるときには正電圧と判断し、反対に小さいときには負電圧と判断する。またコンバーティングマシン運転中においてスパン記憶値がゼロ記憶値より小さいとき（図２、例２）、張力検出器からの入力電圧がゼロ記憶値より小さい側にあるときには正電圧と判断し、反対に大きいときには負電圧と判断する。すなわち、本実施の形態においては、正負入力の極性判別手段３０，３８を有しているために、張力検出器の白端子入力と緑端子入力の配線が入れ替わっても、入力電圧の正負判断が正しく実行される回路を提供できる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態においては、張力検出器からの信号出力が両極性（すなわち正電圧と負電圧）であるとき、ゼロ記憶値に対してスパン記憶値の正負関係を判断し記憶するとともに、それと同時にスパン記憶値と同じ極性の信号出力であれば正極性の入力信号と判断し、反対にスパン記憶値と逆極性の信号出力であれば負極性の入力信号と判断する極性判別手段３０，３８を設けるようにしたので、張力検出器の圧縮方向と引張方向を間違えた場合でも、ゼロ調整またはスパン調整が正常完了するため（ただし、ゼロ調整の荷重過大時、スパン調整時の荷重過大時や荷重不足時のエラーは除く）、機械の立上げ試運転時に、ユーザが立上げをスムーズに短時間で完了することが可能となる。さらにソフトウェアにて逆接続時の自動判別を実行するため、エラーメッセージの表示がないため、ユーザはそのエラーメッセージの意味を取扱説明書から理解する必要もなくなり、またユーザ自らが張力検出器の入力極性を入替えする必要もなくなったため、ゼロ調整・スパン調整が簡単にかつ失敗することなく実行できるようになる。
【００６２】
【発明の効果】
この発明は、張力制御装置と当該張力制御装置における張力を検出する張力検出器を２台使用して、フィルムなどの長尺材からなる被測定物の張力を測定するときに、当該２台の張力検出器からの出力信号を取り込んで増幅するための張力検出器用入力回路であって、上記２台の張力検出器からの各出力信号が入力される出力信号入力手段と、上記出力信号入力手段に入力された各上記出力信号をアナログ／ディジタル変換する１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータと、上記出力信号入力手段に入力される、上記２台の張力検出器のゼロ調整を行ったときの各々の張力検出器からの出力信号を、上記１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータによりアナログ／ディジタル変換することにより得られる各ディジタル信号を、ゼロ調整値としてそれぞれ記憶するゼロ調整値記憶手段と、上記出力信号入力手段に入力される、上記２台の張力検出器のスパン調整を行ったときの各々の張力検出器からの出力信号を、上記１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータによりアナログ／ディジタル変換することにより得られる各ディジタル信号を、スパン調整値としてそれぞれ記憶するスパン調整値記憶手段と、上記出力信号入力手段に入力される、上記２台の張力検出器の上記被測定物の張力測定を行ったときの各々の張力検出器からの出力信号を、上記１６ｂｉｔ以上のＡＤコンバータによりアナログ／ディジタル変換することにより得られる各入力電圧値を、上記ゼロ調整値および上記スパン調整値とに基づいて、張力値へそれぞれ変換する張力値演算手段と、上記張力値演算手段から出力される２つの上記張力値を加算して、検出張力値として出力する検出張力値演算手段とを備えた張力制御装置の張力検出器用入力回路であるので、ゲイン切り換え手段を不要とし、配線ミスによる配線入替の必要のない、立ち上げ調整作業の容易な張力制御装置の張力検出器用入力回路を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る張力制御装置の張力検出器用入力回路の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明のゼロ調整とスパン調整を示す説明図である。
【図３】張力制御装置におけるゼロ調整の方法を示す図である。
【図４】張力制御装置におけるスパン調整の方法を示す図である。
【図５】従来の張力制御装置の張力検出器用入力回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  左入力端子、２  ローパスフィルタ、３  ゲイン切替手段、４  １２ｂｉｔＡＤコンバータ、５  ゼロ調整手段、６  スパン調整手段、７  ゼロ記憶値、８  スパン記憶値、９  ゲイン記憶値、１０  バイアス電圧、１１  右入力端子、１２  ローパスフィルタ、１３  ゲイン切替手段、１４  １２ｂｉｔＡＤコンバータ、１５  ゼロ調整手段、１６  スパン調整手段、１７  ゼロ記憶値、１８スパン記憶値、１９  ゲイン記憶値、２０  バイアス電圧、２１  左張力入力値、２２  右張力入力値、２３  加算手段、２４  張力入力値、２５  左入力端子、２６  ローパスフィルタ、２７  １６ｂｉｔＡＤコンバータ、２８  ゼロ記憶値、２９  スパン記憶値、３０  極性判別手段、３１  入力判別手段、３２  左張力入力値、３３  右入力端子、３４  ローパスフィルタ、３５  １６ｂｉｔＡＤコンバータ、３６  ゼロ記憶値、３７  スパン記憶値、３８  極性判別手段、３９  入力判別手段、４０  右張力入力値、４１  加算手段、４２  張力入力値。
【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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