(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物の荷重を検出し、この検出信号を出力する荷重検出部と、該検出信号に感度係数を乗じて被計量物の質量を算出する質量算出手段と、前記荷重検出部の温度を検出する温度検出手段と、内蔵分銅による感度校正手段を備え、前回感度校正時からの温度変化を検知して一定以上の温度変化量が発生する毎に感度校正を行う自動感度校正機能を備えた電子天びんにおいて、最大秤量値又は予め予測できるおおよその秤量値に対する温度変化による許容誤差を入力する許容誤差入力手段と、この許容誤差に対応する許容温度変化量を算出する許容温度変化量算出手段と、この許容温度変化量の発生を検知して感度校正の実行を判断する感度校正実行判断手段を具備し、許容温度変化量が生じる毎に自動感度校正を実行するとともに、自動感度校正を実行する温度変化量に対応する許容誤差と、この許容誤差よりも小さい許容誤差とを入力し、小さい許容誤差に対応する温度変化量に到達した時点で表示部に警報を表示し、計量値を表示する手段を設けたことを特徴とする電子天びん。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物体の質量を計量する電子天びんに関し、特に内蔵分銅による感度校正を行う電子天びんに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子天びんは、一般に、被計量物が負荷されることによって生じる荷重を荷重検出機構に組み込まれた荷重センサーによって検出し、その検出信号をディジタル化したディジタル変換データを刻々と採り込み、その有限ｎ個のデータを移動平均等により平均化し、これに感度校正係数、または、スパン係数を乗ずる等の演算処理により質量値に換算し、これを計量値として表示器に表示、ないしはプリンタにプリントアウトするように構成されている。【０００３】
このような電子天びんにおいて、特に、高精度の電子天びんは、その最大秤量値と最小秤量単位値の比が１／１６０万〜１／２００万（０．５ＰＰＭ）にも達している。しかし、電子部品その他の構成要素は比較的大きな温度依存性や電気的、機械的特性に経年変化を有しており、例えば構成要素のうち、永久磁石の磁場の強さの温度依存性は２００〜４００ＰＰＭ／℃、経年変化は１０ＰＰＭ／月である等の特性を有している。そのため、ハード・ソフト面での温度補正などの計量上の種々の対策や製造時の厳密な調整等を行っているが、スパンの温度依存性を１〜２ＰＰＭ／℃程度に収めるのが限度であって、計量時の周囲温度が１℃だけ変わっただけでも、秤量値付近の計量を行っているときには読取限度値の２〜４カウント分の誤差が生ずることがある。したがって、このような電子天びんでは、室温が一定に制御された恒温室でなければ信頼性のある計量が行えないという欠点があった。【０００４】
このために、電子天びんには、一般に校正機能が装備されている。この校正は、質量既知の感度校正用の外部分銅や電子天びんの内蔵分銅を荷重検出部に負荷し、その状態での計量表示値が校正用の分銅質量に一致するよう、質量換算用の感度係数を更新することによって行われ、この動作は一般に感度校正ないしはスパン校正と称されている。ところで、このような感度校正は、電子天びんの設置時のみならず電子天びんの構成部材の経年変化等による感度変化を解消すべく、必要に応じて随時、または、予め設定された温度変化があった場合や一定時間間隔毎に定期的に使用状態中において行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２１４０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電子天びんは上記のように一般に感度校正機能を有し、被計量物の負荷によって生じる荷重を検出する荷重センサーからの荷重検出信号に校正された感度係数を乗じて質量値に換算した計量値を表示器に表示ないしプリンタでプリントアウトするように構成されているので、感度校正を頻繁に行うことで、信頼性のある測定を行うことができる。しかし必要に応じて随時、校正が行われるため、例えば感度温度係数が１０ＰＰＭ、最大秤量値３００．０００ｇの電子天びんでは、温度変化による許容誤差を最小秤量単位量以下に抑えるには、０．３３℃変化毎に感度校正を実行する必要があるが、使用者が特に計量精度上、それほどの許容誤差が必要でないと判断できる場合でも、計量作業中やキー操作中に自動感度校正が実行されるので計量作業や操作が中断し、計量作業効率の低下を招いていた。【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、必要とする計量精度に応じて感度校正の実行頻度を低減し得る計量作業効率の高い電子天びんを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
被計量物の荷重を検出し、この検出信号を出力する荷重検出部と、該検出信号に感度係数を乗じて被計量物の質量を算出する質量算出手段と、前記荷重検出部の温度を検出する温度検出手段と、内蔵分銅による感度校正手段を備え、前回感度校正時からの温度変化を検知して一定以上の温度変化量が発生する毎に感度校正を行う自動感度校正機能を備えた電子天びんであって、最大秤量値に対する温度変化による許容誤差を入力する許容誤差入力手段と、この許容誤差に対応する許容温度変化量を算出する許容温度変化量算出手段と、この許容温度変化量の発生を検知して感度校正の実行を判断する感度校正実行判断手段を具備し、許容温度変化量が生じる毎に自動感度校正を実行するものである。【０００８】
さらに本発明の電子天びんは被計量物の予め予測できるおおよその秤量値および秤量値に対する温度による許容誤差を入力する許容誤差入力手段と、この許容誤差に対応する許容温度変化量を算出する許容温度変化量算出手段と、この許容温度変化量の発生を検知して感度校正の実行を判断する感度校正実行判断手段を具備し、許容温度変化量が生じる毎に自動感度校正を実行するものである。
さらに本発明の電子天びんは自動感度校正で入力する許容誤差より小さい許容誤差を入力し、この許容誤差に対応する温度変化量に到達した時点で表示部に警報を表示するものである。
【発明の効果】
【０００９】
用途に合わせて最大秤量値に対する許容誤差を入力し、または普段の計量作業で対象とする試料質量を入力し、自動感度校正の実行回数を調整することができる。これにより、頻繁な感度校正がなくなり作業の中断も少なくなり、作業性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による電子天びんの構成を示すブロック図である。
【図２】実施例に係わる感度校正実行条件算出手順を示すフローチャート図である。
【図３】実施例に係わる感度校正実行手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  荷重検出部
１１  受け皿
１２  被計量物
１３  内蔵分銅
２  処理部
２１  許容誤差入力機能
２２  感度校正実行条件算出機能
２３  記憶装置
２４  感度校正実行判断機能
２５  感度校正実行機能
２６  質量換算機能
２７  表示処理機能
３  表示部
４  操作スイッチ
４１  桁設定キー
４２  数値設定キー
４３  単位設定キー
４４  許容誤差入力／解除キー
４５  感度校正実行キー
５  温度センサー
６ａ  感度校正機構
６ｂ  モータ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明が提供する電子天びんの第１の特徴は最大秤量値又は予め予測できるおおよその秤量値に対する温度変化による許容誤差を入力する許容誤差入力する許容誤差入力手段と、この許容誤差に対応する許容温度変化量を算出する許容温度変化量算出手段と、この許容温度変化量の発生を検知して感度校正の実行を判断する感度校正判断手段を具備し、許容温度変化量が生じる毎に自動感度校正を実行する点にあり、第２の特徴はその上、自動感度校正で入力する許容誤差よりも小さい許容誤差を入力し、この許容誤差に対応する温度変化量に到達した時点で表示部に警報を表示する点にある。
したがって最良の形態の基本的な構成はこれら第１および２の構成を完全に具備する電子天びんである。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例による電子天びんを図面を参照して説明する。図１は実施例による電子天びんの構成を示すブロック図である。本電子天びんは、受け皿１１に載置された被計量物１２の荷重または内蔵分銅１３の荷重を検出してその検出信号を出力する荷重検出部１と、この荷重検出部１内の温度を検出してその検出信号を出力する温度センサー５と、被計量物１２の質量や後述する温度に対する許容誤差を表示する表示部３と、モータ６ｂを駆動して荷重検出部１へ内蔵分銅１３を加除する感度校正機構６ａと、温度変化による許容誤差を設定する桁設定キー４１、数値設定キー４２、単位設定キー４３、許容誤差入力／解除キー４４及び感度校正実行キー４５とそれぞれに連動するスイッチからなる操作スイッチ４と、前記荷重検出部１からの荷重検出信号を質量データに変換して前記表示部３に表示すると共に、感度校正の実行判断処理を行う処理部２から構成されている。【００１４】
前記処理部２は図示省略の汎用のＡ／Ｄ変換器、入出力インターフェース、ＣＰＵ、メモリ等からなるマイクロコンピュータで電気回路を構成するとともに、前記操作スイッチ４から許容誤差入力を受信して許容誤差データに変換する許容誤差入力機能２１と、その許容誤差値と電子天びんの感度係数の温度係数から感度校正を実行するための許容温度変化量を算出する感度校正実行条件算出機能２２と、前回感度校正実行時からの温度変化が前記許容温度変化量に達したかを検知し、感度校正実行を判断する感度校正実行判断機能２４と、前記感度校正機構６ａに感度校正を実行するための制御信号を送信する感度校正実行機能２５と、質量換算機能２６および表示処理機能２７を演算制御プログラムに構築し、この演算制御プログラム、前記許容温度変化量、温度誤差特性値及び前回感度校正時温度を記憶しておく記憶装置２３から構成されている。【００１５】
図２は前記処理部２による感度校正実行条件算出手順を示すフローチャート図である。図１及び図２を参照して感度校正実行条件算出手順を説明する。操作スイッチ４の桁設定キー４１、数値設定キー４２及び単位設定キー４３によって温度変化による許容誤差ΔＳ［ｇ］を設定し許容誤差入力／解除キー４４を押して入力すると、許容誤差入力機能２１により許容誤差ΔＳが処理部２内に読み込まれ（ＳＴ１）、記憶装置２３から感度係数の温度による変化率ｋ［ＰＰＭ／℃］が読み出され（ＳＴ２）、感度校正実行条件算出機能２２により温度による感度変化量ΔＣ［ｇ／℃］が演算式（１）により算出される（ＳＴ３）。
ΔＣ＝Ｃ・ｋ・１０-6［ｇ／℃］・・・・・・・（１）
ここで、Ｃ［ｇ］は最大秤量値。
次に、感度校正実行条件とする許容温度変化量ΔＴ［℃］が演算式（２）により算出される（ＳＴ４）。
ΔＴ＝ΔＳ／ΔＣ［℃］・・・・・・・・（２）
この許容温度変化量ΔＴは許容誤差ΔＳが変更される毎に記憶装置２３に更新記憶される（ＳＴ５）。【００１６】
図３は本電子天びんによる計量及び自動感度校正手順を示すフローチャート図である。
サンプリング周期ごとに荷重検出部１から荷重検出信号が処理部２に読み込まれ平均化され（ＳＴ１１）、温度センサー５から検出信号が処理部２に読み込まれ（ＳＴ１２）、平均荷重値に測定温度に対応した感度係数が乗じられて質量値に換算される（ＳＴ１３）。許容誤差が入力されているかをチェックして（ＳＴ１４）、入力されている（ＹＥＳ）場合は前回感度校正時温度Ｔｂを記憶装置２３から読出し（ＳＴ１５）、現時点の温度Ｔｎとの差を算出し、その差が許容温度変化量ΔＴ以上になるかを検知して（ＳＴ１６）、ΔＴ以上であれば感度校正を実行する（ＳＴ１７）。そして、この感度校正以後次回感度校正時までこの修正された感度係数を用いて計量が行われ質量値を表示して（ＳＴ１８）、次の荷重データのサンプリングを行う。一方、ＳＴ１４において前記許容誤差入力／解除キー４４が解除されている（ＮＯ）場合はＳＴ１３で算出した質量値が表示される。【００１７】
また、感度校正実行条件としてさらに前記許容誤差ΔＳより小さい許容誤差αΔＳ（０．７＜α＜１）を操作スイッチ４から入力しておくことにより、温度変化量がαΔＴを超えると（ＳＴ１９）表示部３に例えば［Δ．Δ℃オーバ］の警報が表示される（ＳＴ２０）。この警報を使用者が確認することにより、次の感度校正時刻が近いことを予測することができ、感度校正実行キー４５を押して感度校正を行った後計量を行うことによって作業中断を避けることができ作業効率が高められる。【００１８】
上記実施例の電子天びんにおける許容誤差と許容温度変化量ΔＴの関係を具体的に説明する。請求項１の実施例として、最大秤量値３００．０００ｇ、温度係数が１０ＰＰＭの電子天びんにおいて、許容誤差ΔＳとして０．０１０ｇを入力した場合、１℃変化する毎の感度変化ΔＣは前記演算式（１）式より０．００３ｇ／℃となり、許容温度変化量ΔＴは前記演算式（２）式より３．３℃となる。すなわち、許容誤差を０．０１ｇにして使用することにより３．３℃変化するごとに感度校正が行われるので、必要以上に感度校正を行うことを減らすことができる。【００１９】
また他の実施例として、最大秤量値／最小表示値が、３００ｇ／０．００１ｇ、温度係数が１０ＰＰＭで変化する電子天びんにおいて、普段の計量作業で対象となる被計量物試料の予め予測できるおおよその質量例えば３０ｇ、許容誤差０．００１ｇを入力した場合、１℃変化する毎の感度変化ΔＣは、Ｃ＝３０として前記演算式（１）式より０．０００３ｇ／℃となり、許容温度変化ΔＴは、前記演算式（２）式より３．３℃となる。すなわち温度変化による感度変化ΔＣは０．０００３ｇ／℃であるので、許容誤差を０．００１ｇで使用する場合でも３．３℃変わるごとに感度校正が行われるので、その感度校正回数が大幅に減少する。【００２０】
さらに請求項２の実施例として、請求項１の実施例において入力する許容誤差ΔＳ（例えば０．０１０ｇ）とそれよりも小さい許容誤差αΔＳ（例えば０．００７ｇ）を入力する。前記感度校正実行条件算出機能２２による演算式演算式（２）においてΔＳの代わりにαΔＳを代入することにより２．３℃に変換され、感度校正実行判断機能２４でこの温度到達が検知され（ＳＴ１９）、２．３℃に到達した時点で表示部３に警報が表示される（ＳＴ２０）。使用者はこの時点で感度校正の要否を判断して必要とする場合は感度校正実行キー４５を押して感度校正を行わせる。これにより自動感度校正時点より早めて感度校正を行わせることが可能となる。また感度校正実行キー４５を押さない場合は警報を表示したままで計量値を表示し、次いで荷重値をサンプリングする。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
自動感度校正機能付の電子天びん
【図１】
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【図２】
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【図３】
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