(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロードセル本体と、該ロードセル本体またはこれを収容する容器に装着されたはかり機能演算手段とを有するロードセル装置であって、
上記はかり機能演算手段は、上記ロードセル装置のユーザーがユーザーに対して予め公開されたコードを用いて所望の仕様のはかり機能演算を上記ロードセル装置に構築するために必要な各種データおよび／または命令を定義し、上記ロードセル装置の上記ユーザーが上記ロードセル装置と該ロードセル装置の外部に設けられた汎用の外部情報機器との間で、上記コードと、該コードによって定義されたデータおよび／または命令を授受することによって、上記所望の仕様によってはかり機能演算を行うように規定されたものであるロードセル装置。
【請求項２】
上記外部情報機器からはかり機能演算手段に与えられるユーザーに対して予め公開された命令コードによって、上記はかり機能演算手段にスパン調整に必要な演算を行わせることを特徴とする請求項１に記載のロードセル装置。
【請求項３】
上記外部情報機器からはかり機能演算手段に与えられるユーザーに対して予め公開された命令コードによって、上記はかり機能演算手段に零点調整に必要な演算を行わせることを特徴とする請求項１に記載のロードセル装置。
【請求項４】
上記外部情報機器よりはかり機能演算手段に対してスパン調整に必要な定数を、これにユーザーに対して予め公開されたコードを付して供給することにより、上記はかり機能演算手段にスパン調整に必要とする演算を行わせることを特徴とする請求項１に記載のロードセル装置。
【請求項５】
上記はかり機能演算手段によるスパン調整に必要な演算を実行するのに必要な定数を、これにユーザーに対して予め公開された識別コードを付して上記外部情報機器から上記はかり機能演算手段に供給して、上記定数を上記はかり機能演算手段の所定のメモリレジスタにロードさせることを特徴とする請求項６に記載のロードセル装置。
【請求項６】
上記はかり機能演算手段にはパラメータや形式の異なる複数種類のちらつき防止計量値生成用の論理演算機能が設けられ、これら論理演算機能のうち上記ユーザーが上記外部情報機器から供給した上記予め公開されたコードによって選択されたものによってちらつきが防止された表示計量値を外部情報機器に供給することを特徴とする請求項１に記載のロードセル装置。
【請求項７】
上記はかり機能演算手段に被計量物の最終計量値を決定するための安定判定用論理演算回路のパラメータや形式の異なる複数種類のものが設けられ、これら安定判定用論理演算回路のうち上記ユーザーが上記外部情報機器から供給した上記予め公開されたコードによって選択された安定判定用論理演算回路によって決定された上記被計量物の最終計量値を外部情報機器に供給することを特徴とする請求項１に記載のロードセル装置。
【請求項８】
上記はかり機能演算手段は、ロードセル本体の出力荷重アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器により変換されたデジタル信号に基づいてはかり機能に必要な演算を行うはかり機能演算部とを有し、外部情報機器から供給されるユーザーに対して予め公開された命令コードに応答して上記デジタル信号および／または内部計量値を表わす信号を出力できることを特徴とする請求項１に記載のロードセル装置。
【請求項９】
上記はかり機能演算手段は、ロードセル本体の出力荷重アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器により変換されたデジタル信号に基づいてはかり機能に必要な演算を行うためのデジタルフィルタを含むはかり機能演算部とを有し、上記デジタルフィルタによる濾波済みデジタル信号、内部計量値、表示計量値の少なくとも１つを外部情報機器に供給することを可能とする請求項１に記載のロードセル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードセル本体または該ロードセルを収容する容器に、このロードセル本体から供給される荷重を表わすアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）、および変換されたデジタル信号に基づいてはかりの基本機能を演算するはかり機能演算手段を一体的に設けて構成されたロードセル装置に関するもので、特に上記演算手段とロードセル装置の外部に設けられた汎用の外部情報機器との間で、ユーザに対して予め公開されたコードに基づいてロードセルの各種の調整機能、はかり基本機能を含む各種の機能を直接操作したりデータの授受を可能にしたものであり、ロードセル装置を使用してはかりを製造しようとするユーザが様々な構造をもつはかりの載台荷重などの風袋荷重に関して異なる種々の大きさをもつものに適用してユーザ自身の仕様に適合したはかりを自由に製造することができるロードセル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロードセルを用いた従来のデジタルはかりでは、被計量物を載置するための載台がロードセル本体（起歪体）に結合して設けられたはかり機構部分があり、上記ロードセル本体から載台と被計量物との合計荷重、さらに誤差成分を含むアナログ荷重信号が発生する。このアナログ荷重信号は、増幅器、Ａ／Ｄ変換器、および変換により生成されたデジタル信号に対して各種の演算処理を施す演算処理回路を含むはかり機能演算手段に供給される。はかり機能演算手段は載台の荷重成分および誤差成分を取り除いて被計量物の重量のみを表わすデジタル計量値信号を発生して、これを専用の表示装置に供給して表示させる。また、零点調整、スパン調整等、はかりとしての基本調整操作は、上記はかり機能演算手段に付属するキースイッチを含む専用の操作装置により専用の信号によって実行される。
【０００３】
近年、ロードセル起歪体と該起歪体に設けられた歪みゲージとを含むロードセル本体と、該ロードセル本体の側面に装着された上記のような機能を実行するはかり機能演算手段とを含む所謂デジタル・ロードセル装置が提案された。このようなデジタル・ロードセル装置として、例えば特許第２７０９８３７号公報、特公平７−８１９０４号公報、および特公平７−９７０５３号公報等に記載されたものがある。
【０００４】
特許第２７０９８３７号および特公平７−８１９０４号公報に記載のロードセルは、カウンタフォース上に設けられた各ストレインゲージ（歪みゲージ）からのアナログ信号を増幅してＡ／Ｄ変換し、変換されたデジタル信号を処理し、また各種データを記憶するマイクロプロセッサ等を含む電気回路（演算処理手段）が構成されたプリント基板を上記カウンタフォース上に直接ネジ止めして、これを金属容器に封入したものである。特公平７−９７０５３号公報に記載のものは、起歪体の起歪部を構成するために設けられた空間に増幅器、Ａ／Ｄ変換器、演算処理回路等を収容したシールドケースを配置したものである。これらのロードセル装置には構造的に内部にはかり機能演算手段を含んでいるものもあるが、はかり機能演算手段を含むものはメーカーが供給する特定のはかり用に調整・設定されたものであり、ユーザが各種はかりに該はかり機能演算手段を含むロードセル装置を取り付け、各種はかりに適するように調整し、機能させることができるようにはなっていない。また、はかり機能演算手段を含まないロードセル装置も、デジタル荷重信号をロードセルの外部にシリアル信号として出力することができるが、ユーザがかかるロードセル装置を購入してパーソナルコンピュータのような汎用の外部情報機器に接続しても直ちにはかりとして機能させることはできない。
【０００５】
上記の各公報に記載されたようなロードセルを使用してユーザがはかりを構成するためには、上記ロードセルがはかり機能演算手段含む場合は、該はかり機能演算手段が後述の各種の演算処理を実行するのに必要なソフトウエアを有していることと、外部からのユーザの命令により起動するロードセルの出力荷重信号に基づく計量計算や、零点調整、スパン調整等の各種の調整を行うための演算処理を行うことができるものである必要がある。一方、ロードセルがはかり機能演算手段を含まない場合は、上記の演算処理を行うためにははかり専用のデジタルコントローラあるいははかり専用のソフトウエアがインストールされたハードウエアを上記ロードセルとパーソナルコンピュータ（以下ではパソコンと略称する）のような汎用の外部情報機器との間に介在させる必要がある。あるいは、はかりに関するノウハウのないユーザ自身がはかり機能演算ソフトウエアを購入してこれをパソコンにインストールする必要がある。
【０００６】
従って、従来はロードセルを購入してユーザ専用のはかりを構成するには、はかり機能演算手段の付いていないロードセルを購入し、上記のはかり専用のデジタルコントローラあるいははかり専用のソフトウエアがインストールされたハードウエアを一緒に購入していた。しかし、はかり専用のデジタルコントローラを使用することは、該デジタルコントローラによって使用上の各種の制限を受けるために、個々の使用の態様に好適な専用のはかりを構成することは事実上不可能であった。
【０００７】
従来の他のロードセルとして例えば特開平１１−３１１５６４号公報に記載のものがある。これはロードセル本体と、該ロードセル本体からのアナログ荷重信号をデジタル化し、デジタル化された荷重信号の特性を補償する各種の演算を行うための電気回路が設けられたプリント回路基板とを含み、このプリント回路基板を上記ロードセル本体の側面に直接一体的に取り付けたものである。しかし、このロードセルは、ユーザがパソコンのような汎用の外部情報機器を用いてデータあるいは命令を送って、はかりの基本機能を調整すると共にはかりの稼動状態を使用態様に好適するようにロードセルのユーザが自在に操作できるようには構成されていない。すなわち、上記ロードセルは、完成した特定のはかり専用のはかり機能演算手段を具えているだけのもので、いわゆる完成したはかりのユーザ向けのはかり機能演算手段の構成になっており、ロードセルを購入して任意の構造、機能を具えたはかりを製造しようとするユーザ向けの構成にはなっていない。
【０００８】
従来のロードセルユニットとして、さらに特開平４−１９４７１０号公報に記載されたものがある。これはロードセルのアナログ出力信号を増幅する増幅器、増幅されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、変換されたデジタル信号を処理して表示器やキーボード等の所謂指示計の入出力装置との間でデータをシリアルに通信する中央処理装置を１枚の回路基板上に構成し、この回路基板を上記ロードセルの側面に一体的に装着した構造のものである。
【０００９】
上記特開平４−１９４７１０号公報に記載のロードセルユニットは、特定のはかり用の装置であって、製造業者が予め設定したソフトウエアおよびハードウエアに従ってキーボード上の特定のキーを操作して特定の命令を発生させ、この命令に従ってはかり機能が動作して予め設定された特定の表示データが表示装置に表示されるものである。従って、上記中央処理装置はユーザに対して完全に閉鎖された状態になっており、ユーザは上記中央処理装置を、汎用の外部情報機器によって操作して、都合のよいキーやキー操作によって各種の命令を発生させ、この命令を中央処理装置に入力して、ロードセルユニットの演算機能を操作したり、希望するデータを出力させたり、あるいは都合のよいキーから所定のデータをロードセルユニットにロードさせたり、出力された各種のデータをユーザに都合のよい位置、形態に表示させるという操作を行うことはできない。
【００１０】
本発明は、ロードセル本体または該ロードセルを収容する容器に、このロードセル本体から供給される荷重を表わすアナログ出力信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）、および変換されたデジタル信号に基づいてはかりの基本機能、調整機能を含む各種のはかり機能の演算を行うはかり機能演算手段を一体的に装着して構成されたロードセル装置において、はかりに関するノウハウのないユーザが各種はかりをコンパクトなシステムとして構成したいとき、またはユーザの設計思想通りの表示、操作性を有するはかりシステムを構成したいときに、はかり専用のデジタルコントローラを使用することなく上記はかり機能演算手段とロードセル装置の外部に設けられた汎用の外部情報機器との間で、ユーザに対して予め公開されたコードに基づいてデータや命令を直接授受することにより、はかりの各種の調整機能、はかり基本機能を直接操作したりデータの交換を可能にしたロードセル装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によるロードセル装置は、ロードセル本体と、該ロードセル本体またはこれを収容する容器に装着されたはかり機能演算手段とを有し、該はかり機能演算手段は、上記ロードセル装置のユーザーがユーザーに対して予め公開されたコードを用いて所望の仕様のはかり機能演算を上記ロードセル装置に構築するために必要な各種データおよび／または命令を定義し、上記ロードセル装置の上記ユーザーが上記ロードセル装置と該ロードセル装置の外部に設けられた汎用の外部情報機器との間で、上記コードと、該コードによって定義されたデータおよび／または命令を授受することによって、上記所望の仕様によってはかり機能演算を行うように規定されたものである。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明のロードセル装置において、外部情報機器からはかり機能演算手段に与えられるユーザーに対して予め公開された命令コードによって、上記はかり機能演算手段にスパン調整に必要な演算を行わせることを特徴とするものである。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明のロードセル装置において、外部情報機器からはかり機能演算手段に与えられるユーザーに対して予め公開された命令コードによって、上記はかり機能演算手段に零点調整に必要な演算を行わせることを特徴とするものである。
【００１８】
第４の発明は、第１の発明のロードセル装置において、外部情報機器よりはかり機能演算手段に対してスパン調整に必要な定数を、これにユーザーに対して予め公開されたコードを付して供給することにより、上記はかり機能演算手段にスパン調整に必要とする演算を実行させることを特徴とするものである。
【００１９】
第５の発明は、第２の発明のロードセル装置において、はかり機能演算手段によるスパン調整に必要な演算を実行するのに必要な定数を、これにユーザーに対して予め公開された識別コードを付して外部情報機器より上記はかり機能演算手段に供給して、上記定数を上記はかり機能演算手段の所定のメモリレジスタにロードさせることを特徴とするものである。
【００２０】
第６の発明は、第１の発明のロードセル装置において、はかり機能演算手段に計量値のちらつき防止論理回路が設けられており、上記はかり機能演算手段はちらつきが防止された表示計量値を外部情報機器に供給することを特徴とするものである。
【００２１】
第７の発明は、第１の発明のロードセル装置において、はかり機能演算手段に被計量物の最終計量値を決定するための安定判定用論理演算回路が設けられており、該安定判定用論理演算回路によって決定された上記被計量物の最終計量値を外部情報機器に供給することを特徴とするものである。
【００２２】
第８の発明は、第１の発明のロードセル装置において、はかり機能演算手段は、ロードセル本体の出力荷重アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器により変換されたデジタル信号に基づいてはかり機能に必要な演算を行うはかり機能演算部とを有し、外部情報機器から供給されるユーザーに対して予め公開された命令コードに応答して上記デジタル信号および／または内部計量値を表わす信号を出力できることを特徴とするものである。
【００２３】
第９の発明は、第１の発明のロードセル装置において、はかり機能演算手段は、ロードセル本体の出力荷重アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器により変換されたデジタル信号に基づいてはかり機能に必要な演算を行うデジタルフィルタを含むはかり機能演算部とを有し、上記デジタルフィルタによる濾波済みデジタル信号、内部計量値、表示計量値の少なくとも１つを外部に設けられた汎用の外部情報機器に供給することを可能とするロードセル装置に関するものである。
【００２４】
本発明によると、ロードセル装置にロードセルと一体的に設けられたはかり機能演算装置と外部に設けられた汎用の情報機器（外部情報機器）との間で、ユーザに対して予め公開されたコードを用いて自由に各種のデータおよび／または命令の授受を行うことができるから、ユーザはこのロードセル装置を購入して、使用目的あるいは使用態様に最適の専用のはかりを自在に構成することができる。
【００２５】
また、はかりのスパン調整や零点調整を含む各種の機能調整、計量値のちらつき防止のための演算、計量値安定化のための演算等を、外部情報機器よりユーザに対して予め公開されたコードを付したデータや命令をはかり機能演算手段に供給することにより、使用態様に適合した性能をもったはかりが得られるように実行することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のロードセル装置の一例を示す斜視図で、ロバーバル方式の起歪体１には、増幅器、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）、はかり機能演算手段等を含む電気回路が搭載された回路基板２が取り付け手段３によって取り付けられている。４は外部装置、例えばパソコンのような汎用の外部情報機器と上記ロードセル装置とをライン５を経て接続するコネクタである。
【００２７】
図２は本発明のロードセル装置を使用して構成されたはかり機構１０と、これに接続されたパソコンのような外部情報機器１１とを概略的に示した図である。本発明のロードセル装置１０は周知のように被計量物が載置される載台１３と基部１４との間に設けられている。ロードセル装置１２と上記外部情報機器１１とはライン５を介して接続されており、両者の間でデータや命令が、これにユーザに対して予め公開されたコードの形であるいはコードが付されて授受される。
【００２８】
図３は本発明のロードセル装置１２の内部の電気的構成を機能ブロックの形で概略的に示した図で、ロードセル本体の起歪体１に負荷が与えられたときストレインゲージ（歪みゲージ）の抵抗ブリッジ１５はアナログ荷重信号を発生し、このアナログ荷重信号は増幅器１６で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１７でデジタル荷重信号に変換される。変換されたデジタル荷重信号ははかり機能演算手段１８に供給される。演算手段１８は上記のデジタル荷重信号および外部情報機器１１から供給されるデータおよび／または命令に基づいてはかり機能に必要な各種の調整、計量演算を実行する。演算手段１８にはＲＡＭ、ＲＯＭ等のはかり機能に必要なデータを記憶するメモリ１９が設けられている。演算手段１８は、例えばシリアルＩ／Ｏ回路（図示せず）を介してライン５より汎用の外部情報機器１１に結合されている。
【００２９】
本発明のロードセル装置１２は、はかりのノウハウに関わる演算機能をすべてその中に含み、ユーザ自身の自由な設計思想に応じてライン５を経て汎用の外部情報機器１１から供給されるコードによる操作命令に応答して演算手段１８を調整モード、使用モードの間で切り換えて動作させること、所定のデータを外部情報機器１１よりメモリ１９の所定のレジスタにロードさせること、動作命令によってはかり機能に必要な各種の演算をさせること、さらにデータ要求命令によって所定のデータを出力させること等を可能にした点に特徴がある。従って、演算手段１８と外部情報機器１１との間で授受するデータや命令はすべてユーザに対して予め公開されたデータ識別コード、演算命令コード、データ出力要求コードを用いて実行される。
【００３０】
ロードセル装置を図２に示すようにはかり機構１０に装着してはかりを構成したときに必要とする各種の調整のための演算について簡単に説明する。
図３のロードセルに設けられた歪みゲージの抵抗ブリッジ１５に通電したとき、該抵抗ブリッジ１５は載台１３上に載せられた被計量物の重量と、上記載台を含む各種のはかり機構の重量、上記抵抗ブリッジのアンバランスに起因するオフセット成分、ドリフト成分等の合計値を荷重値信号として出力する。この合計荷重値信号はＡ／Ｄ変換器１７でデジタル信号に変換されて、Wadとしてはかり機能演算手段１８に供給される。デジタル荷重値Wad中の被計量物の重量を除く所謂風袋、オフセット値、ドリフト値等の合計値をイニシアル値と称し、これをWiとする。このWiは、はかりの構造や使用されるロードセルの歪みゲージ、増幅器等の特性によって異なるものである。
【００３１】
ユーザがロードセル装置を各種構造のはかりに自由に適用できるようにするためには、ユーザは上記イニシアル値Wiを演算回路中に自在に記憶させることが可能でなければならない。先ず、被計量物が無いときの荷重値Wadをイニシアル値Wiとしてメモリ１９中のイニシアル値レジスタに記憶させる。その後載台１３に被計量物を置くと、そのときの合計荷重値Wadから上記記憶されたイニシアル値Wiを差し引く演算Wad−Wiを実行することにより、被計量物の荷重値を取り出すことができる。
【００３２】
周知のように、デジタル式はかりでは、上記の演算により得られたデジタル荷重値Wad−Wi をそのまま用いて被計量物の計量値として表示させることはできず、計量法と仕様に従って秤量と精度を設定して、その設定に対応した計量値の数値表示をさせる必要がある。デジタル荷重値Wad−Wiを表示のための計量値（表示計量値）Wdに変換するためには、通常上記荷重値Wad−Wiと表示計量値との中間に内部計量値Winを設定し、所謂丸め誤差が出ないように荷重値Wad−Wiに変換定数Ｋ（＜１）を掛けて、
Win ＝Ｋ・（Wad−Wi）        （１）
の演算を実行して内部計量値Winを設定する。さら内部計量値Winから表示計量値Wd への変換は、Ｃを最小表示量（例えば、１、２、５等）、Ｄを最小表示量当たりの内部計量値のカウント数とすると、
Wd =Win・（Ｃ／Ｄ）            （２）
を演算することにより行なわれる。ユーザが本発明のロードセル装置を各種はかりに適用できるためには、当該ロードセルを使用してはかりを製造しようとするユーザの手によってこれらの操作・演算を自在に実行できるようになっていることが必須である。
【００３３】
さらに、はかりとして正しく被計量物の重量を表示させるには、重量値が公的に認められた分銅をはかりに負荷したときに、その重量値Wsに対応した内部計量値（このときの内部計量値WinをＲとする）を決定しておく必要があり、はかりの秤量をＭとしたとき、
Ｒ＝Ｍ×（Ｄ／Ｃ）                （３）
の演算により内部計量値Ｒが決定される。
【００３４】
例えば、本発明のロードセル装置を用いてユーザが秤量Ｍ＝５０００ｇ、最小目盛Ｃ＝５ｇ、最小目盛当たりのカウント数Ｄ＝４のはかりを構成しようとすると、汎用の外部情報機器１１よりロードセル装置のメモリ１９に上記の各値をコードを付してロードし、演算手段１８はロードされた上記の各値から式（３）の演算を行って、Ｒ＝４０００を算出する。上記のＭ＝５０００ｇの分銅をはかりに置いたときに、上記の内部計量値Ｒ＝４０００が得られるように前述の定数Ｋの値を決定する操作がスパン調整で、本発明のロードセル装置によれば、仕様に従って上記の各値を外部情報機器１１より命令コードとして供給することによりＫの値を決定することができる。
【００３５】
本発明のロードセル装置を用いて構成されたはかりのスパン調整を行う手順を説明する。
（１）外部情報機器１１よりはかり調整モード命令を予め定義されたコードでロードセル装置１２に送ると、演算手段１２はその命令コードを解釈して調整モードをとる。
（２）外部情報機器１１において分銅重量Wsが設定されると、その分銅重量値は識別コード付きでロードセル装置１２の演算手段１８に送られる。
（３）演算手段１８は識別コードを解釈して、メモリ１９中の所定の記憶レジスタに上記分銅重量Wsの値を記憶させる。スパン調整は、通常Ws＝Ｍ（秤量値）の分銅を使用して実行される。こゝで、
Rs＝Ｒ×（Ws／Ｍ）          （４）
が演算され、上記分銅重量に対する内部計量値Rsが求められる。
（４）次に外部情報機器１１より零点調整命令を命令コードとしてロードセル装置１２に与えると、式（１）中のWadがメモリ１９のイニシアル値記憶レジスタ中のイニシアル値Wiと入れ替わって、零点調整命令を送る前はWad− Wi≠０であっても零点調整命令によってWad− Wi＝０になる。これによって、内部計量値Win ＝Ｋ・（Wad−Wi）＝０となって、現時点のイニシアル値を起点とするスパン調整の準備が完了する。
（５）このときのイニシアル値Wiはコード付きで外部情報機器１１に送られる。
（６）外部情報機器１１は識別コードを解釈して、その記憶レジスタに上記イニシアル値Wiを、例えば表示目的で記憶させる。
（７）演算手段１８は、そのときのＡ／Ｄ変換器１７の出力のイニシアル値Wi値、内部計量値Winの各値を識別コード付きで外部情報機器１１に送る。
（８）外部情報機器１１において、各識別コードを解釈して、表示装置に通常のはかり使用モードでは使用されないＡ／Ｄ変換器出力値Wad、内部計量値Winを表示させ、調整者が調整条件、調整状態を厳密に監視することができるようにする。これらの各値は一般の表示計量値に比して同じ荷重に対する分解能を高く表わすことができるので、はかりの特性をより厳密にチェックすることができることは当業者には明らかである。
（９）はかりの載台１３に予定重量の分銅を載せて、外部情報機器１１よりスパン調整命令の命令コードをロードセル装置１２の演算手段１８に送る。
（１０）演算手段１８には分銅重量に相当するＡ／Ｄ変換値Wad− Wiが与えられ、該演算手段はこの値と分銅重量設定値の内部計量値Rsとから、
Ｋ＝Rs／（Wad− Wi）          （５）
を演算して、スパン定数Ｋを求め、これによってスパン調整は終了する。
（１１）Ｋの値はメモリ１９の所定のレジスタに記憶され、同時に識別コード付きで外部情報機器１１に送られる。外部情報機器１１は識別コードを解釈してＫの値を読取り、それをその所定のレジスタに記憶させる。
【００３６】
イニシアル値WiやＫの値は電源オフ時もロードセル装置内のメモリレジスタ中に記憶させるようにしてもよいが、ロードセル装置に初めて通電して使用するときに外部情報機器１１から上記メモリレジスタにダウンロードするようにしてもよい。
【００３７】
次に通常の計量作業を行うための使用モードの手順について説明する。
（１）前述の調整作業が終了すると、外部情報機器１１よりロードセル装置１２の演算手段１８にはかり使用命令コードを送り、演算手段１８はこれに応答してはかり使用モードに切り替わる。
（２）はかり調整時からのイニシアル重量に変化がなければ内部計量値Winは、
Win ＝Ｋ・（Wad−Wi）＝Ｋ・（Wi−Wi）＝０          （６）
となって、表示計量値Wdも当然０である。しかし、増幅器１６のドリフトや抵抗ブリッジにアンバランスが生じたり載台１３に付着物が堆積して、被計量物がないときも（Wad−Wi）≠０となって、零点シフトが生じることがある。そこで、はかり使用時における零点移動量Wzをメモリ中の零点記憶レジスタに記憶させる。はかり使用時の内部計量値をWinpとすると、演算手段１８は、
Winp＝Ｋ・（Wad−Wi）−Wz          （７）
の演算を行う。
（３）載台１３に被計量物がないときに  Winp≠０になると、外部情報機器１１は零点調整命令用の命令コードをロードセル装置１２に送り、記憶レジスタ中のＫ・（Wad−Wi）の値がWzに移されて、
Wz ＝Ｋ・（Wad−Wi）                    （８）
となり、Winp＝０となって、はかり使用時の零点調整操作が完了する。
（４）載台１３に被計量物が載せられたときの表示計量値をWdpとすると、
0004795552.tif 000002
の演算により、上記に表示計量値Wdpが求められる。
（５）演算手段１８は表示計量値Wdpに識別コードを付してこれを外部情報機器１１に出力し、外部情報機器１１はその識別コードを解釈して所定の表示手段の所望の位置にその表示計量値Wdpを表示させる。
【００３８】
以上の基本的な演算操作の他にはかりを非自動はかり、すなわち料金はかりや台はかり等の静止計量はかりとして機能させるには、デジタルフィルタ演算、ちらつき防止表示計量値発信、安定表示計量値の発信を必要とする。
【００３９】
ロードセル装置からの荷重信号には床振動やラインノイズ等の各種のノイズが混入しているので、通常これらのノイズを、主としてその高い周波数成分をアナログフィルタで、低い周波数成分をデジタルフィルタで除去している。はかり調整モードにおいて、デジタルフィルタ演算を行うために、ロードセル装置の演算手段１８にパラメータ付きフィルタ演算ソフトウエアが設けられていて、これに外部情報機器１１よりフィルタ演算用の所定の識別コード付きパラメータを設定して送信すれば、このパラメータはメモリ１９の所定のメモリレジスタにロードされ、はかり使用モードで上記設定されたパラメータを使用してフィルタ演算が行われ、上記のノイズは除去される。
【００４０】
フィルタ演算に必要な時定数、次数、演算形式、特性等が異なる複数種類のフィルタ演算機能を設けておいて、それぞれ所定の識別コードによって外部情報機器１１から選択できるように構成しておけば、ユーザはそのときのノイズの状況に応じてフィルタ演算を外部からコードにより選択することができる。
【００４１】
次にちらつき防止表示計量値を生成するための処理について説明する。例えば、メモリ１９中に１個の出力レジスタとｎ個（ｎの値は外部情報機器１１で予め設定されてロードされる）のレジスタ列からなるシリアルイン／シリアルアウト・レジスタを設け、出力レジスタ内の値と次に生成される表示計量値との差を求めて、両者の差の絶対値が最小目盛を超える場合は、出力レジスタの内容とｎ個のレジスタの内容のすべてを次に生成される表示計量値と置き換える。出力レジスタに入力された表示計量値はちらつき防止表示計量値Wdとして、これに識別コードを付して外部情報機器１１に出力される。
【００４２】
生成された表示計量値と出力レジスタ中の値との差の絶対値が最小目盛以下であれば、出力レジスタの値は置き換えられず、表示計量値をｎ個のシリアルレジスタに入れ、ｎ個のシリアルレジスタ中のデータの平均値と出力レジスタ中の値との差が０でないときは上記出力レジスタの内容を上記平均値と入れ換え、出力レジスタの内容をちらつき防止表示計量値Wdとしてこれに識別コードを付して出力する。上記の差が０のときは出力レジスタの内容は変更されない。
【００４３】
本発明のロードセル装置のユーザは、外部情報機器でちらつき防止処理を自身のソフトウエアで実行する必要はなく、ロードセル装置から送られてくるちらつき防止処理された表示計量値を表示させることにより、安定した表示を得ることができる。つまり、本発明のロードセル装置１２では、演算手段１８にちらつき防止条件決定用の論理演算機能が搭載されており、はかり調整モード時に外部情報機器１１からちらつき防止決定パラメータを識別コード付きで上記演算演算手段１８に供給して、所定のメモリレジスタに記憶させ、はかり調整モード時にロードセル装置は記憶したちらつき防止論理演算を行ない、その結果を出力データとして識別コード付きで外部情報機器１１に送り、該外部情報機器１１はそのデータにより安定した表示を行うことができる。
【００４４】
なお、上記の各パラメータや形式の異なる複数種類のちらつき防止計量値生成用の論理演算機能を設けておいて、それぞれの機能を所定の識別コードによって外部情報機器１１から選択できるように構成することも可能である。
【００４５】
次に、安定計量値を得るための安定制御論理機能の一例を述べる。ｎ個（ｎの値は外部情報機器１１により設定される）のシリアルイン／シリアルアウト・レジスタをロードセル装置１２の演算手段１８に設け、生成される表示計量値の最初のｎ個を常に記憶させておく。そして、新しいデータ（計量値）が入る毎にレジスタの内容を調べて記憶値が｜最大値−最小値｜≦２×最小目盛の条件を満たす時点で平均値をとり、最小目盛に一致するように丸め安定計量値を決定し、この安定計量値に識別コードを付して出力する。
【００４６】
上記のように予め安定条件決定用のパラメータ付きの安定判断論理機能がロードセル装置１２のはかり機能演算手段１８に設けられていて、はかり調整モードにおいて外部情報機器１１で必要なパラメータを設定すれば、そのパラメータは所定の識別コード付きで演算手段１８に送られ、所定のメモリレジスタに送られる。はかり使用モードにおいては、これらの安定条件決定用のパラメータと安定判断論理機能とを用いて安定判断が行われ、安定計量値は識別コード付きで外部情報機器１１に送られる。
【００４７】
外部情報機器１１は、この値を例えばプリンタに供給してプリントさせたり、被計量物の重量値として記憶させたり、あるいはグラフ作成のために使用され、さらに必要に応じて上位コンピュータへ転送する。演算手段１８に上記のパラメータや形式の異なる安定判定用の論理判断機能を設けておいて、それぞれの識別コードを用いて外部情報機器１１によって選択できるように構成することも可能である。
【００４８】
図４は、外部情報機器１１から送られる命令コードまたはデータ識別コードを解釈して、演算動作を起動させたりデータのロード処理の起動を示すフローチャートで、演算手段１８はステップＳ１で外部情報機器１１から送られすな入力データを読み込み、ステップＳ２で各データに付された識別コードを解釈し、ステップＳ３でデータであるか命令であるかを判断する。データである場合は、ステップＳ４で分銅値Ws、秤量Ｍ、最小目盛Ｃ、最小目盛当たりの内部カウント値Ｄ、その他のデータ設定値がそれぞれのレジスタへロードされる。はかり機能演算手段１８は、ステップＳ５で内部計量値Ｒ、Rsを求める演算を実行する。Ｒは所定レジスタにロードされる。
【００４９】
また、ステップＳ３における判断で、外部情報機器１１から演算手段１８への入力が命令と判断されると、調整モードまたは使用モードの選択、零点調整、スパン調整が選択される。零点調整ではステップＳ６で零点調整モードか否かの判断が行われ、YESの場合はステップＳ７で(Wad−Wi)をWiに入れ、ステップＳ８でイニシアル値Wiを所定のメモリレジスタにロードし、ステップＳ９でイニシアル値Wiに識別コードを付して出力する。ステップＳ６の判断でNOの場合はステップＳ１０でＫ・(Wad−Wi)をWzに移してはかり使用時の零点調整が行なわれる。また、演算手段１８は命令コードに応答してデータをそれぞれの識別コードを付して出力する。
【００５０】
スパン調整では、ステップＳ１１で式（５）の
Ｋ＝Rs／（Wad− Wi）
の演算が行われ、ステップＳ１２でＫの値が所定のレジスタにロードされ、さらにステップＳ１３でＫに識別コードを付して出力される。
【００５１】
図５ははかりの調整モードと使用モードのモード別に実行される処理を表わすフローチャートで、ステップＳ１９における電源オン後、ステップＳ２０でＡ／Ｄ変換されたデジタル計量値Wadの読み込みが行われ、ステップＳ２１で必要なフィルタ演算が行われ、ステップＳ２２ではかり使用モードかはかり調整モードかの判断が行なわれる。
【００５２】
ステップＳ２２でYESのはかり調整モードでは、ステップＳ２３でＡ／Ｄ変換値Wadの出力命令の有無が判断される。ステップＳ２３の判断結果がNOの場合はステップＳ２５で内部計量値Win＝Ｋ・(Wad−Wi)の演算が行われ、YESの場合はステップＳ２４でＡ／Ｄ変換値Wadに識別コードを付して出力し、ステップＳ２５で上記の内部計量値Win＝Ｋ・(Wad−Wi)の演算が行われる。ステップＳ２６で内部計量値Winの出力命令の有無が判断され、NOの場合はステップＳ２０に戻り、YESの場合はステップＳ２７で上記内部計量値Winに識別コードを付して出力し、ステップＳ２０に戻り、上記の調整モードが繰り返される。
【００５３】
ステップＳ２２でNOと判断されると、はかり使用モードと判断されてロードセル装置１２の演算手段１８に置いて次の操作が実行される。すなわち、ステップＳ３０で内部計量値Winを求める演算
Win＝Ｋ・(Wad−Wi)
が実行され、ステップＳ３１で表示計量値Wdpを求める演算
Wdp＝｛Ｋ・（Wad−Wi）−Wz｝・（Ｃ／Ｄ）
が実行され、ステップＳ３２で表示計量値Wdpに識別コードを付して出力され、ステップＳ３３でちらつき防止の論理演算が実行され、得られたちらつき表示計量値はステップＳ３４で識別コードを付して出力され、ステップＳ３５で安定判別論理演算が実行され、ステップＳ３６で得られた演算計量値に識別コードを付して出力され、ステップＳ２０に戻り、上記のステップが繰り返される。
【００５４】
上記の実施形態では、特にロードセル装置のコンパクト化を実現するためにロードセルの起歪体に直接はかり機能演算手段を含む電気回路が搭載された回路基板を装着しているが、これ以外に例えば図６に示すようにロバーバル方式の起歪体２１を収容する容器２２の回路収容部２３に上記電気回路が搭載された回路基板を適当な取り付け手段２５で固定してもよい。また、図７に示すように、コラム方式のロードセル２６を収容する容器２７の回路収容部２８に回路基板を適当な取り付け手段３０で固定してもよい。
【００５５】
以上説明した本発明のロードセル装置は、静止計量式はかりに必要な論理演算機能をすべて具えており、はかり調整モード時およびはかり使用モード時のそれぞれにおいて、はかり機能演算手段１８の各種論理機能が外部情報機器１１より供給される入力されるユーザに対して予め公開された所定のコードによる命令を解釈し、設定されたデータを使用して各種命令を実行するように構成されている。また、はかり調整モードとはかり使用モードとの間の選択的切換えもユーザに対して予め公開されたコードによる命令によって実行されるように構成されているから、外部情報機器１１からのコードによる命令のみでロードセル装置を調整状態あるいは使用状態に置くことができる。
【００５６】
同様に、各種演算に必要なデータはすべてユーザに対して予め公開された識別コード付きで外部情報機器１１よりロードセル装置１２のはかり機能演算手段１８に送ることにより、該演算手段１８はこれらのデータを解釈してメモリ１９中の所定のレジスタにロードし、ロードされた各種データははかりの調整時、使用時に読み出されて各種の演算に使用される。さらに、外部情報機器１１に必要なデータはすべてユーザに対して予め公開された識別コード付きでロードセル装置１２より出力されるので、ロードセル装置のユーザは外部情報機器１１でコードによって各データを識別して、それぞれの目的に使用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によると、ロードセル装置に一体的に装着されたはかり機能演算手段１８にロードセルはかりとしての基本機能および調整機能がインストールされており、これらの各機能のための演算操作、演算に必要なデータの設定はすべてユーザに対して予め公開されたコードに基づいて実行され、また上記演算手段から出力されるデータもすべて公開されたコードを用いて識別することができるので、本発明のロードセル装置１２にパソコンのような汎用の外部情報機器１１を接続することにより、別途に専用のコントローラやモニタ、キーボード等を含む指示計を設置することなく、本発明のロードセル装置のユーザの設計思想に合致する使用形態あるいは使用態様ではかりを含む各種測定システムを自由に構成することができるという効果が得られる。
【００５８】
また、特に請求項２乃至５に記載の第２乃至第５の発明によれば、上記の効果に加えて、はかりの使用態様に適した計量範囲に見合う秤量、精度をもったはかりを自在に構成することができるようにスパン調整、零点調整を実施することができ、さらに各種調整時に必要なＡ／Ｄ変換されたデジタル荷重値、内部計量値、イニシアル値等をコード付きで出力することができるので、表示計量値よりも高い分解能で各種の調整、故障時の点検を容易にしかもフレキシブルに実施することができるという効果が得られる。
【００５９】
第６の発明によると、ユーザーがちらつき防止条件を設定してちらつき防止対策済みの表示計量値を得ることができるので、外部情報機器でちらつき防止に必要な演算処理を行う必要なく、表示計量値を直接表示装置へ送ってちらつきのない計量値を表示させることができる。
【００６０】
第７の発明によると、ユーザーが安定条件を選択、設定して、安定された計量値をロードセル装置から取り出してこれを直接表示装置やプリンタに供給することができ、外部情報機器で計量値の安定化に必要な演算を行う必要がないという効果が得られる。
【００６１】
第８の発明によると、外部情報機器から供給されるユーザーに対して予め公開された命令コードに応答して上記デジタル信号および／または内部計量値を表わす信号を出力できるという効果が得られる。
【００６２】
第９の発明によると、フィルタ形式、時定数等を外部情報機器により自在に選択して設定することができ、はかりの設置場所、設置環境に応じて最適のフィルタ特性を選択することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロードセル装置の一実施形態を示す斜視図。
【図２】本発明のロードセル装置を用いて構成されたはかり機構に置いて、ロードセル装置を汎用の外部情報機器に接続して構成されたはかりの一例を示す概略斜視図。
【図３】本発明のロードセル装置の内部構造ならびに本発明のロードセル装置と外部情報機器との接続関係を概略的に示すブロック図。
【図４】外部情報機器から供給される命令コードまたはデータ識別コードを解釈して各種の演算、データのロード、データの出力の各処理を概略的に説明するフローチャートを示す図。
【図５】はかり調整モードとはかり使用モードにおいてそれぞれ実行される演算、判断処理を概略的に説明するフローチャートを示す図。
【図６】本発明のロードセル装置の第２の実施形態の断面構造を概略的に示す図。
【図７】本発明のロードセル装置の第３の実施形態の断面構造を概略的に示す図。
【符号の説明】
１  起歪体
２  回路基板
３  取り付け板
４  コネクタ
５  ライン
１０  はかり機構
１１  外部情報機器
１２  ロードセル装置
１３  載台
１５  抵抗ブリッジ
１６  増幅器
１７  Ａ／Ｄ変換器
１８  はかり機能演算手段
１９  メモリ
【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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