(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ現象によるクリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定装置であって、
上記荷重検出器に上記荷重が印加された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定手段と、
上記荷重印加時点特定手段によって特定された荷重印加時点よりも後の第１期間における上記荷重信号に基づいて該荷重印加時点を基点とする時間の関数である第１関数式によって上記クリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定手段と、
を具備し、
上記第１関数式は第１時定数と上記荷重の大きさに対する上記クリープ誤差の最大値を無次元化したクリープ係数とを含み、
上記クリープ特性同定手段は少なくとも上記クリープ係数を求めるために上記荷重印加時点における上記荷重信号の真値を推定する、
荷重検出器のクリープ特性同定装置。
【請求項２】
上記荷重信号は上記荷重検出器に上記荷重が印加されたときの衝撃によって生じる第１振動成分を含み、
上記荷重印加時点特定手段は上記荷重信号が第１条件を満足するレベル変化を示した後さらに上記第１振動成分による少なくとも１つの極値を示した時点を上記荷重印加時点として特定する、
請求項１に記載の荷重検出器のクリープ特性同定装置。
【請求項３】
上記荷重が繰り返し上記荷重検出器に印加されることによって得られる複数の上記荷重信号を該複数の荷重信号それぞれの上記荷重印加時点を基点として個々の時点ごとに平均化する平均化手段をさらに備え、
上記クリープ特性同定手段は上記荷重信号に代えて上記平均化手段によって平均化された平均化荷重信号に基づいて同定を行う、
請求項１または２記載の荷重検出器のクリープ特定同定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の荷重検出器のクリープ特性同定装置による同定結果に基づいて上記クリープ誤差を補償する、
荷重検出器のクリープ誤差補償装置。
【請求項５】
荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ現象によるクリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定方法であって、
上記荷重検出器に上記荷重が印加された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定過程と、
上記荷重印加時点特定過程で特定された荷重印加時点よりも後の第１期間における上記荷重信号に基づいて該荷重印加時点を基点とする時間の関数である第１関数式によって上記クリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定過程と、
を具備し、
上記第１関数式は第１時定数と上記荷重の大きさに対する上記クリープ誤差の最大値を無次元化したクリープ係数とを含み、
上記クリープ特性同定過程では少なくとも上記クリープ係数を求めるために上記荷重印加時点における上記荷重信号の真値を推定する、
荷重検出器のクリープ特性同定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の荷重検出器のクリープ特性同定方法による同定結果に基づいて上記クリープ誤差を補償する、
荷重検出器のクリープ誤差補償方法。
【請求項７】
荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定装置であって、
上記荷重検出器から上記荷重が除去された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定手段と、
上記荷重除去時点特定手段によって特定された荷重除去時点よりも後の第２期間における上記荷重信号に基づいて該荷重除去時点を基点とする時間の関数である第２関数式によって上記クリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定手段と、
を具備し、
上記第２関数式は第２時定数と上記荷重の大きさに対する上記クリープ回復誤差の最大値を無次元化したクリープ回復係数とを含み、
上記クリープ回復特性同定手段は少なくとも上記クリープ回復係数を求めるために上記荷重除去時点における上記荷重信号の真値を推定する、
荷重検出器のクリープ回復特性同定装置。
【請求項８】
上記荷重信号は上記荷重検出器から上記荷重が除去されたときの反動によって生じる第２振動成分を含み、
上記荷重除去時点特定手段は上記荷重信号が第２条件を満足するレベル変化を示した後さらに上記第２振動成分による少なくとも１つの極値を示した時点を上記荷重除去時点として特定する、
請求項７に記載の荷重検出器のクリープ回復特性同定装置。
【請求項９】
上記荷重が繰り返し上記荷重検出器から除去されることによって得られる複数の上記荷重信号を該複数の荷重信号それぞれの上記荷重除去時点を基点として個々の時点ごとに平均化する平均化手段をさらに備え、
上記クリープ回復特性同定手段は上記荷重信号に代えて上記平均化手段によって平均化された平均化荷重信号に基づいて同定を行う、
請求項７または８に記載の荷重検出器のクリープ回復特定同定装置。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれかに記載の荷重検出器のクリープ回復特性同定装置による同定結果に基づいて上記クリープ回復誤差を補償する、
荷重検出器のクリープ回復誤差補償装置。
【請求項１１】
荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、該荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定方法であって、
上記荷重検出器から上記荷重が除去された時点を上記荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定過程と、
上記荷重除去時点特定過程で特定された荷重除去時点よりも後の第２期間における上記荷重信号に基づいて該荷重除去時点を基点とする時間の関数である第２関数式によって上記クリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定過程と、
を具備し、
上記第２関数式は第２時定数と上記荷重の大きさに対する上記クリープ回復誤差の最大値を無次元化したクリープ回復係数とを含み、
上記クリープ回復特性同定過程では少なくとも上記クリープ回復係数を求めるために上記荷重除去時点における上記荷重信号の真値を推定する、
荷重検出器のクリープ回復特性同定方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の荷重検出器のクリープ回復特性同定方法による同定結果に基づいて上記クリープ回復誤差を補償する、
荷重検出器のクリープ回復誤差補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重が印加されたときにクリープ現象を生じ、荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ現象によるクリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定装置およびこれを用いたクリープ誤差補償装置、ならびにクリープ回復現象によるクリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定装置およびこれを用いたクリープ回復誤差補償装置、に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、例えば特許文献１に開示されたものがある。この従来技術によれば、荷重検出器、例えばロバーバル型（ダブルビーム型または平行ビーム型とも言う。）のロードセル、に荷重が印加されると、当該ロードセル（厳密には起歪体）は、印加された荷重の大きさに応じた撓みを生じ、併せてクリープ現象を生じる。そして、荷重が除去されると、ロードセルは、元の状態に戻り、その際、クリープ回復現象を生じる。これによって、ロードセル（厳密には４組のストレインゲージがブリッジ接続されたブリッジ出力回路）から出力される荷重信号ｆ（ｔ）に、図７に示すようなクリープ誤差およびクリープ回復誤差が現れる、とされている。
【０００３】
具体的には、或る時点ｔ０においてロードセルに荷重が印加されると、荷重信号ｆ（ｔ）は、直ちに当該ロードセルの初期撓み量に応じた初期荷重値ｆ（ｔ０）にまで立ち上がり、その後、クリープ現象によって時間ｔの経過と共に徐々に増大し、つまり漸増するクリープ誤差を生じ、最終的に一定の最終荷重値ｆ（∞）に落ち着く。そして、時点ｔ１０においてロードセルから荷重が除去されると、荷重信号ｆ（ｔ）は、まず当該ロードセルの初期戻り量に応じた荷重値Δｆ（ｔ１０）分だけ立ち下がり、その後、クリープ回復現象によって時間ｔの経過と共に徐々に減少し、つまり漸減するクリープ回復誤差を生じ、最終的にゼロになる。
【０００４】
ここで、クリープ誤差を含む荷重信号ｆ（ｔ）は、次の式１によって表されることが、従来技術（特許文献１）で引用されている特許文献２に開示されている。
【０００５】
《式１》
ｆ（ｔ）＝ｆ（ｔ０）・［１＋β１｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）｝］
【０００６】
なお、この式１において、β１は、クリープ係数であり、次の式２によって表される。
【０００７】
《式２》
β１＝｛ｆ（∞）−ｆ（ｔ０）｝／ｆ（ｔ０）
【０００８】
つまり、この式２からも分かるように、クリープ係数β１は、荷重（初期撓み量）の大きさに応じたクリープ誤差の最大値（＝ｆ（∞）−ｆ（ｔ０））を初期荷重値ｆ（ｔ０）によって無次元化したものである。また、式１におけるτ１は、クリープ誤差の時定数であり、クリープ係数β１を絡めた次の式３によって表される。
【０００９】
《式３》
｛ｄｆ／ｄｔ｝ｔ＝ｔ０＝β１／τ１
【００１０】
さらに、この式３における微分値｛ｄｆ／ｄｔ｝ｔ＝ｔ０は、実際には次の式４によって求められる。
【００１１】
《式４》
｛ｄｆ／ｄｔ｝ｔ＝ｔ０＝｛ｆ（ｔ０２）−ｆ（ｔ０１）｝／（ｔ０２−ｔ０１）
【００１２】
この式４において、ｔ０１は、荷重印加時点ｔ０の近傍でかつ当該荷重印加時点ｔ０よりも後の時点であり、ｔ０２は、時点ｔ０１の近傍でかつ当該時点ｔ０１よりも後の時点である。そして、ｆ（ｔ０１）は、時点ｔ０１における荷重値であり、ｆ（ｔ０２）は、時点ｔ０２における荷重値である。
【００１３】
従来技術では、このようなクリープ誤差を含む荷重信号ｆ（ｔ）を出力するときのロードセルの特性が、次の式５で表される１次遅れ要素モデルＧ１（ｓ）（ｓ；ラプラス変換の変数）として定義されている。
【００１４】
《式５》
Ｇ１（ｓ）＝１＋β１／（１＋τ１・ｓ）
【００１５】
そして、この１次遅れ要素モデルＧ１（ｓ）を離散時間システムのパルス伝達関数Ｇ１（ｚ）（ｚ；ｚ変換の変数）として表すと、次の式６のようになる、とされている。
【００１６】
《式６》
Ｇ１（ｚ）＝（１＋Ｂ１・ｚ−１）／（１＋Ａ１・ｚ−１）
ｗｈｅｒｅ
Ａ１＝−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）
Ｂ１＝−［ｅｘｐ（−ｔ／τ１）−β１｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）｝
【００１７】
つまり、このパルス伝達関数Ｇ１（ｚ）とは逆の伝達関数１／Ｇ（ｚ）によって、荷重信号ｆ（ｔ）を離散的に処理すれば、当該荷重信号ｆ（ｔ）に含まれるクリープ誤差を補償することができる。ゆえに、従来技術では、この逆伝達関数１／Ｇ（ｚ）と等価な伝達関数Ｈ１（ｚ）を持つ補償演算器が設けられており、この補償演算器に、離散時間信号とされた荷重信号ｆ（ｎＴ）（ｎ；サンプリング番号，Ｔ；サンプリング周期）を通過させることによって、クリープ誤差が補償された信号を得る、とされている。
【００１８】
一方、クリープ回復誤差を含む荷重信号ｆ（ｔ）を出力するときのロードセルの特性もまた、上述の式５と同様に、次の式７で表される１次遅れ要素モデルＧ（ｓ）として定義される。
【００１９】
《式７》
Ｇ２（ｓ）＝１＋β２／（１＋τ２・ｓ）
【００２０】
なお、この式７において、β２は、クリープ回復係数であり、次の式８によって表される。
【００２１】
《式８》
β２＝｛ｆ（∞）−Δｆ（ｔ１０）｝／Δｆ（ｔ１０）
【００２２】
この式８からも分かるように、クリープ回復係数β２は、荷重（初期戻り量）の大きさに応じたクリープ回復誤差の最大値（＝ｆ（∞）−Δｆ（ｔ１０））を初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）によって無次元化したものである。そして、式７におけるτ２は、クリープ回復誤差の時定数であり、クリープ回復係数β２を絡めた次の式９によって表される。
【００２３】
《式９》
｛ｄｆ／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１０＝−β２／τ２
【００２４】
さらに、この式９における微分値｛ｄｆ／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１０は、実際には次の式１０によって求められる。
【００２５】
《式１０》
｛ｄｆ／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１０＝｛ｆ（ｔ０４）−ｆ（ｔ０３）｝／（ｔ０４−ｔ０３）
【００２６】
この式１０において、ｔ０３は、荷重除去時点ｔ１０の近傍でかつ当該荷重除去時点ｔ１０よりも後の時点であり、ｔ０４は、時点ｔ０３の近傍でかつ当該時点ｔ０３よりも後の時点である。そして、ｆ（ｔ０３）は、時点ｔ０３における荷重値であり、ｆ（ｔ０４）は、時点ｔ０４における荷重値である。
【００２７】
そして、この１次遅れ要素モデルＧ２（ｓ）を離散時間システムのパルス伝達関数Ｇ２（ｚ）として表すと、上述の式６と同様、次の式１１のようになる、とされている。
【００２８】
《式１１》
Ｇ２（ｚ）＝（１＋Ｂ２・ｚ−１）／（１＋Ａ２・ｚ−１）
ｗｈｅｒｅ
Ａ２＝−ｅｘｐ（−ｔ／τ２）
Ｂ２＝−［ｅｘｐ（−ｔ／τ２）−β２｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ２）｝
【００２９】
つまり、クリープ回復誤差を補償するには、この式１１で表されるパルス伝達関数Ｇ２（ｚ）とは逆の伝達関数１／Ｇ２（ｚ）によって、荷重信号ｆ（ｔ）を離散的に処理すればよい。ゆえに、従来技術では、この逆伝達関数１／Ｇ２（ｚ）と等価な伝達関数Ｈ２（ｚ）が上述の補償演算器に設定され、この補償演算器に離散荷重信号ｆ（ｎＴ）を通過させる、とされている。
【００３０】
ところで、このような要領でクリープ誤差およびクリープ回復誤差を補償するには、荷重印加時点ｔ０および荷重除去時点ｔ１０を正確に特定する必要がある。このため、従来技術では、荷重信号ｆ（ｎＴ）がサンプリングされるたびに、今回サンプリングされた荷重信号ｆ（ｎＴ）と前回サンプリングされた荷重信号ｆ（（ｎ−１）Ｔ）とが逐次比較される。そして、ｆ（ｎＴ）＞ｆ（（ｎ−１）Ｔ）となったときに、その時点が、荷重印加時点ｔ０として特定され、上述の補償演算器に、クリープ誤差補償用の伝達関数Ｈ１（ｚ）が設定される。一方、ｆ（ｎＴ）＞ｆ（（ｎ−１）Ｔ）となったときに、その時点が、荷重除去時点ｔ１０として特定され、当該補償演算器に、クリープ回復誤差補償用の伝達関数Ｈ２（ｚ）が設定される。
【００３１】
なお、ノイズ（誤差振動）等の影響を排除するべく、定数Ｃを用いて、ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）≧Ｃとなったときに、その時点が、荷重印加時点ｔ０として特定され、ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）＜−Ｃとなったときに、その時点が、荷重除去時点ｔ１０として特定されてもよい旨が、併せて開示されている。
【００３２】
【特許文献１】特開平１１−２５７３号公報
【特許文献２】特開平４−１２２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
しかし、上述の如くｆ（ｎＴ）＞ｆ（（ｎ−１）Ｔ）となったとき、またはｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）≧Ｃとなったときに、その時点が、荷重印加時点ｔ０として特定される、という従来技術では、次のような問題がある。
【００３４】
即ち、ロードセルに荷重が印加されたときの荷重信号ｆ（ｔ）（およびｆ（ｎＴ））を詳細に観察すると、例えば図８に示すように、当該荷重信号ｆ（ｔ）がゼロから初期荷重値ｆ（ｔ０）にまで立ち上がるのに、ロードセルの応答性に従う或る程度の時間が掛かり、少なくともサンプリング周期Ｔ（Ｔ＝数［ｍｓ］程度）よりも長い時間が掛かる。このため、従来技術では、荷重信号ｆ（ｔ）の立ち上がりの途中で荷重印加時点ｔ０が特定される恐れがある。なお、図８は、ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）≧Ｃとなった時点が、荷重印加時点ｔ０として特定される場合を示す。
【００３５】
このように荷重信号ｆ（ｔ）の立ち上がりの途中で荷重印加時点ｔ０が特定されると、この荷重印加時点ｔ０における荷重値ｆ（ｔ０）’が初期荷重値ｆ（ｔ０）として誤って取得されてしまう。そして、この誤って取得された初期荷重値ｆ（ｔ０）’が、上述の式２における初期荷重値ｆ（ｔ０）として代入されることで、誤ったクリープ係数β１が求められる。さらに、この誤ったクリープ係数β１が、上述の式３に代入されることで、誤った時定数τ１が求められる。しかも、式３には、荷重印加時点ｔ０における荷重信号ｆ（ｔ）の微分値｛ｄｆ／ｄｔ｝ｔ＝ｔ０が含まれているので、これもまた、誤った時定数τ１が求められる要因となる。
【００３６】
そうすると、これら誤ったクリープ係数β１および時定数τ１を含む上述の式６によって求められるパルス伝達関数Ｇ１（ｚ）は、当然に不正確なものとなる。そして、このパルス伝達関数Ｇ１（ｚ）の逆伝達関数１／Ｇ１（ｚ）であるクリープ誤差補償用の伝達関数Ｈ１（ｚ）もまた、当然に不適切なものとなる。つまり、従来技術では、クリープ誤差を含むロードセルの特性を正確に同定することができず、よって、当該クリープ誤差を正確に補償することもできない。
【００３７】
ここで、敢えて、荷重信号ｆ（ｔ）の立ち上がり途中ではなく、当該荷重信号ｆ（ｔ）が初期荷重値ｆ（ｔ０）にまで立ち上がったときに、荷重印加時点ｔ０が特定される、と仮定する。ところが、荷重信号ｆ（ｔ）が初期荷重値ｆ（ｔ０）にまで立ち上がったときを含む、その直後には、図８に符号１００で示すようなオーバ・シュート状の振動成分が現れる。この振動成分１００は、ロードセルに荷重が印加された際の衝撃によって生じるものであり、その大きさ（振幅）は、不定である。従って、この振動成分１００の影響により、正確な初期荷重値ｆ（ｔ０）が捉えられず、クリープ係数β１が誤って求められる。そして、時定数τ１もまた誤って求められる。ゆえに、この場合も、クリープ誤差を含むロードセルの特性を正確に同定することができず、当該クリープ誤差を正確に補償することもできない。
【００３８】
このことは、ロードセルから荷重が除去されるときも、同様である。つまり、従来技術では、ｆ（ｎＴ）＜ｆ（（ｎ−１）Ｔ）となったとき、またはｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）＜−Ｃとなったときに、その時点が、荷重除去時点ｔ１０として特定されるが、この場合、図には示さないが、荷重信号ｆ（ｔ）の立ち下がりの途中で当該荷重除去時点ｔ１０が特定される恐れがある。すると、上述の式８における初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）が誤って取得されてしまい、これにより、クリープ回復係数β２が誤って求められ、また、時定数τ２も誤って求められる。このため、これらクリープ回復係数β２および時定数τ２を含むパルス伝達関数Ｇ２（ｚ）が、不正確なものとなり、その逆伝達関数１／Ｇ２（ｚ）であるクリープ回復誤差補償用の伝達関数Ｈ２（ｚ）も、当然に不適切なものとなる。ゆえに、クリープ回復誤差を含むロードセルの特性を正確に同定することができず、当該クリープ回復誤差を正確に補償することもできない。
【００３９】
また、敢えて、荷重信号ｆ（ｔ）の立ち下がり途中ではなく、当該荷重信号ｆ（ｔ）が初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）分だけ立ち下がったときに、荷重除去時点ｔ１０が特定された、と仮定しても、この場合、ロードセルから荷重が除去されることによる反動によって、アンダ・シュート状の振動成分が現れるので、やはり、クリープ回復誤差を含むロードセルの特性を正確に同定することができず、当該クリープ回復誤差を正確に補償することもできない。
【００４０】
そこで、本発明は、従来よりも正確にクリープ誤差およびクリープ回復誤差を補償するべく、これらクリープ誤差およびクリープ回復誤差の特性を正確に同定することができる同定装置、ならびにこれを用いた誤差補償装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
この目的を達成するために、本発明のうちの第１発明は、荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ現象によるクリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定装置であって、荷重検出器に荷重が印加された時点を荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定手段と、この荷重印加時点特定手段によって特定された荷重印加時点よりも後の第１期間における荷重信号に基づいて当該荷重印加時点を基点とする時間の関数である第１関数式によってクリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定手段と、を具備する。
【００４２】
即ち、本第１発明のクリープ特性同定装置によれば、荷重検出器に荷重が印加されると、この荷重検出器から出力される荷重信号に基づいて、荷重印加時点特定手段が、当該荷重検出手段に荷重が印加された時点を特定する。そして、この荷重印加時点特定手段によって特定された荷重印加時点よりも後の第１期間における荷重信号に基づいて、クリープ特性同定手段が、当該荷重印加時点を基点とする時間の関数である第１関数式によってクリープ誤差の特性を同定する。つまり、荷重信号が不安定な荷重印加時点ではなく、当該荷重印加時点よりも後の第１期間における安定した荷重信号に基づいて、クリープ特性が同定される。
【００４３】
なお、この同定時における荷重としては、大きさが既知のテスト荷重が用いられる。このテスト荷重の大きさは、荷重検出器の定格荷重以下であればよく、例えば当該定格荷重と等しいかこれに近いのが、望ましい。
【００４４】
また、通常、荷重信号には、荷重検出器に荷重が印加されたときの衝撃によって生じる第１振動成分が重畳される。これを利用して、荷重印加時点特定手段は、荷重信号が第１条件を満足するレベル変化を示した後、詳しくは荷重検出器に荷重が印加されたとみなすことができる程度のレベル変化を示した後、さらに当該荷重信号が第１振動成分による少なくとも１つの極値を示した時点を、荷重印加時点として特定するものとしてもよい。
【００４５】
さらに、第１振動成分は、時間の経過と共に減衰するので、クリープ特性同定手段は、この第１振動成分による影響を極力回避するために、当該第１振動成分が十分に減衰した後の期間を第１期間としてクリープ特性を同定するのが、望ましい。
【００４６】
ここで、クリープ特性を表す第１関数式は、例えば第１時定数と、荷重の大きさに対するクリープ誤差の最大値を無次元化したクリープ係数と、を含む指数関数式とすることができる。この場合、クリープ特性同定手段は、第１期間内の少なくとも２つの時点のそれぞれにおける荷重信号に基づいて、これら第１時定数とクリープ係数との２つの元を求めることができ、つまりクリープ特性を同定することができる。
【００４７】
また、クリープ特性同定手段は、最小２乗法等の回帰分析法によって、クリープ特性を同定することもできる。この回帰分析法によれば、第１振動成分が十分に減衰していない期間における荷重信号に基づいて同定することも、可能である。つまり、第１振動成分を含むノイズの影響を排除しつつ、正確な同定を行うことができる。
【００４８】
併せて、クリープ特性同定手段は、少なくともクリープ係数を求めるために、荷重印加時点における荷重信号の真値、言わば真の初期荷重値、を推定するものとしてもよい。つまり、荷重検出器の応答性や第１振動成分の影響等によって、荷重印加時点における荷重信号から直接的に真の初期荷重値を捉えることはできない。そこで、荷重印加時点よりも後の第１期間における安定した荷重信号に基づいて真の初期荷重値を推定し、ひいてはクリープ係数を求めてもよい。
【００４９】
さらに、本第１発明では、荷重検出器にテスト荷重が印加されるという同じ行為が複数回にわたって繰り返されることによって、複数の荷重信号が取得されてもよい。そして、これら複数の荷重信号をそれぞれの荷重印加時点を基点として個々の時点ごとに平均化する平均化手段を、さらに備え、クリープ特性同定手段は、荷重信号に代えて、この平均化手段によって平均化された平均化荷重信号に基づいて、クリープ特性を同定するものとしてもよい。即ち、それぞれの荷重信号には、微小振動等の各種ノイズが含まれており、また上述の第１振動成分も含まれている。そして、この第１振動成分を含むノイズの特性、例えば振幅や周波数，位相等、を詳細に観察すると、これらの特性は、各荷重信号間で一様ではなく、多少異なる。従って、各荷重信号をそれぞれに共通の荷重印加時点を基点として個々の時点ごとに平均化する平均化手段を設けることにより、当該ノイズを除く信号そのものの特性には遅延等の影響を与えることなく、当該ノイズのみが減衰（平滑化）された平均化荷重信号を得ることができる。そして、クリープ特性同定手段は、この平均化荷重信号に基づいてクリープ特性を同定すれば、より正確な同定を行うことができる。
【００５０】
続いて、本発明のうちの第２発明は、第１発明のクリープ特性同定装置による同定結果に基づいてクリープ誤差を補償するクリープ誤差補償装置である。
【００５１】
即ち、第１発明のクリープ特性同定装置によって荷重検出器のクリープ特性が同定された後、同じ荷重検出器に本第２発明のクリープ誤差補償装置が適用される。具体的には、当該荷重検出器に大きさが未知の荷重が印加されると、本第２発明においても、第１発明における荷重印加時点特定手段によるのと同じ要領で、荷重印加時点が特定される。そして、この荷重印加時点を基点として、第１発明による同定結果、例えば上述の第１時定数とクリープ係数とを含む所定の関数式、に基づいて、クリープ誤差が補償される。
【００５２】
第３発明は、第１発明に対応する方法発明であり、即ち、荷重が印加されたときにクリープ現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ現象によるクリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定方法であって、荷重検出器に上記荷重が印加された時点を荷重信号に基づいて特定する荷重印加時点特定過程と、この荷重印加時点特定過程で特定された荷重印加時点よりも後の第１期間における荷重信号に基づいて当該荷重印加時点を基点とする時間の関数である第１関数式によってクリープ誤差の特性を同定するクリープ特性同定過程と、を具備する。ここで、クリープ特性を表す第１関数式は、例えば第１時定数と、荷重の大きさに対するクリープ誤差の最大値を無次元化したクリープ係数と、を含む指数関数式とすることができる。そして、クリープ特性同定過程では、少なくともクリープ係数を求めるために、荷重印加時点における荷重信号の真値、つまり真の初期荷重値、を推定するものとしてもよい。
【００５３】
そして、第４発明は、第３発明のクリープ特性同定方法による同定結果に基づいてクリープ誤差を補償するクリープ誤差補償方法であり、つまり、第２発明に対応する方法発明である。
【００５４】
本発明の第５発明は、荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定装置であって、荷重検出器から荷重が除去された時点を荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定手段と、この荷重除去時点特定手段によって特定された荷重除去時点よりも後の第２期間における荷重信号に基づいて当該荷重除去時点を基点とする時間の関数である第２関数式によってクリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定手段と、を具備する。
【００５５】
即ち、本第５発明のクリープ回復特性同定装置によれば、荷重検出器から荷重が除去されると、この荷重検出器が出力する荷重信号に基づいて、荷重除去時点特定手段が、当該荷重検出手段から荷重が除去された時点を特定する。そして、この荷重除去時点特定手段によって特定された荷重除去時点よりも後の第２期間における荷重信号に基づいて、クリープ回復特性同定手段が、当該荷重除去時点を基点とする時間の関数である第２関数式によってクリープ回復誤差の特性を同定する。つまり、荷重信号が不安定な荷重除去時点ではなく、当該荷重除去時点よりも後の第２期間における安定した荷重信号に基づいて、クリープ回復特性が同定される。
【００５６】
なお、このクリープ回復特性の同定時においても、第１発明におけるクリープ特性の同定時と同様、荷重として、大きさが既知のテスト荷重が用いられる。
【００５７】
また、荷重検出器から荷重が除去されたときも、第１発明において荷重検出器に荷重が印加されたときと同様に、その際の反動による第２振動成分が荷重信号に重畳される。これを利用して、荷重除去時点特定手段は、荷重信号が第２条件を満足するレベル変化を示した後、詳しくは荷重検出器から荷重が除去されたとみなすことができる程度のレベル変化を示した後、さらに当該荷重信号が第２振動成分による少なくとも１つの極値を示した時点を、荷重除去時点として特定するものとしてもよい。
【００５８】
さらに、第２振動成分も、第１発明における第１振動成分と同様、時間の経過と共に減衰する。従って、クリープ回復特性同定手段は、この第２振動成分による影響を極力回避するために、当該第２振動成分が十分に減衰した後の期間を第２期間としてクリープ回復特性を同定するのが、望ましい。
【００５９】
ここで、クリープ回復特性を表す第２関数式は、例えば第２時定数と、荷重の大きさに対するクリープ回復誤差の最大値を無次元化したクリープ回復係数と、を含む指数関数式とすることができる。この場合、クリープ回復特性同定手段は、第２期間内の少なくとも２つの時点のそれぞれにおける荷重信号に基づいて、これら第２時定数とクリープ回復係数との２つの元を求めることができ、つまりクリープ回復特性を同定することができる。
【００６０】
また、クリープ回復特性同定手段は、最小２乗法等の回帰分析法によって、クリープ回復特性を同定することもできる。この回帰分析法によれば、第２振動成分が十分に減衰していない期間における荷重信号に基づいて同定することも、可能である。つまり、第２振動成分を含むノイズの影響を排除しつつ、正確な同定を行うことができる。
【００６１】
併せて、クリープ回復特性同定手段は、少なくともクリープ回復係数を求めるために、荷重除去時点における荷重信号の真値、言わば真の初期戻り荷重値、を推定するものとしてもよい。つまり、荷重検出器の応答性や第２振動成分の影響等によって、荷重除去時点における荷重信号から直接的に真の初期戻り荷重値を捉えることはできない。そこで、荷重除去時点よりも後の第２期間における安定した荷重信号に基づいて真の初期戻り荷重値を推定し、ひいてはクリープ回復係数を求めてもよい。
【００６２】
さらに、本第５発明においても、第１発明と同様の平均化手段を、備えてもよい。即ち、荷重検出器からテスト荷重が除去されるという同じ行為が複数回にわたって繰り返されることによって、複数の荷重信号が取得される。平均化手段は、これら複数の荷重信号をそれぞれに共通の荷重除去時点を基点として個々の時点ごとに平均化する。そして、クリープ回復特性同定手段は、平均化手段によって平均化された平均化荷重信号に基づいて、クリープ回復特性を同定するものとしてもよい。
【００６３】
そして、本発明の第６発明は、第５発明のクリープ回復特性同定装置による同定結果に基づいてクリープ回復誤差を補償するクリープ回復誤差補償装置である。
【００６４】
即ち、第５発明のクリープ回復特性同定装置によって荷重検出器のクリープ回復特性が同定された後、同じ荷重検出器に本第６発明のクリープ回復誤差補償装置が適用される。具体的には、当該荷重検出器から荷重が除去されると、本第６発明においても、第５発明における荷重除去時点特定手段によるのと同じ要領で、荷重除去時点が特定される。そして、この荷重除去時点を基点として、第５発明による同定結果、例えば上述の第２時定数とクリープ回復係数とを含む所定の関数式、に基づいて、クリープ回復誤差が補償される。
【００６５】
第７発明は、第５発明に対応する方法発明であり、即ち、荷重が除去されたときにクリープ回復現象を生じる荷重検出器に適用され、この荷重検出器から出力される荷重信号に含まれる当該クリープ回復現象によるクリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定方法であって、荷重検出器から荷重が除去された時点を荷重信号に基づいて特定する荷重除去時点特定過程と、この荷重除去時点特定過程で特定された荷重除去時点よりも後の第２期間における荷重信号に基づいて当該荷重除去時点を基点とする時間の関数である第２関数式によってクリープ回復誤差の特性を同定するクリープ回復特性同定過程と、を具備する。ここで、クリープ回復特性を表す第２関数式は、例えば第２時定数と、荷重の大きさに対するクリープ回復誤差の最大値を無次元化したクリープ回復係数と、を含む指数関数式とすることができる。そして、クリープ回復特性同定過程では、少なくともクリープ回復係数を求めるために、荷重除去時点における荷重信号の真値、つまり真の初期戻り荷重値、を推定するものとしてもよい。
【００６６】
そして、第８発明は、第７発明のクリープ回復特性同定方法による同定結果に基づいてクリープ回復誤差を補償するクリープ回復誤差補償方法であり、つまり、第６発明に対応する方法発明である。
【発明の効果】
【００６７】
上述したように、本発明のうちの第１発明のクリープ特性同定装置によれば、荷重信号が不安定な荷重印加時点ではなく、当該荷重印加時点よりも後の第１期間における安定した荷重信号に基づいて、荷重検出器のクリープ特性が同定される。従って、荷重印加時点ｔ０という不安定な時点での荷重信号ｆ（ｔ）に基づいて同定を行うという上述した従来技術とは異なり、荷重検出器のクリープ特性を正確に同定することができる。
【００６８】
そして、第２発明のクリープ誤差補償装置によれば、第１発明による正確な同定結果に基づいて荷重信号に含まれるクリープ誤差が補償されるので、当該クリープ誤差を正確に補償することができる。
【００６９】
第３発明および第４発明は、それぞれ第１発明および第２発明に対応する方法発明であるので、これら第３発明および第４発明によっても、第１発明および第２発明と同様の効果が得られる。
【００７０】
第５発明のクリープ回復特性同定装置によれば、荷重信号が不安定な荷重除去時点ではなく、当該荷重除去時点よりも後の第２期間における安定した荷重信号に基づいて、荷重検出器のクリープ回復特性が同定される。従って、荷重除去時点ｔ１０という不安定な時点での荷重信号ｆ（ｔ）に基づいて同定を行うという従来技術とは異なり、荷重検出器のクリープ回復特性を正確に同定することができる。
【００７１】
そして、第６発明のクリープ回復誤差補償装置によれば、第５発明による正確な同定結果に基づいて荷重信号に含まれるクリープ回復誤差が補償されるので、当該クリープ回復誤差を正確に補償することができる。
【００７２】
さらに、第７発明および第８発明は、それぞれ第５発明および第６発明に対応する方法発明であるので、これら第７発明および第８発明によっても、第５発明および第６発明と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
本発明が適用された計量器１０の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
【００７４】
本実施形態に係る計量器１０は、図１に示すように、荷重検出手段としてのロードセル１２を備えている。このロードセル１２は、上述した従来技術におけるのと同様のロバーバル型のものであり、これに荷重が印加されると、印加された荷重の大きさに応じた電圧のアナログ荷重信号ｆ（ｔ）を出力する。このアナログ荷重信号ｆ（ｔ）は、増幅回路１４によって増幅処理を施された後、Ａ／Ｄ変換回路１６に入力される。
【００７５】
Ａ／Ｄ変換回路１６は、入力されたアナログ荷重信号ｆ（ｔ）を、所定のサンプリング周期Ｔでサンプリングすることによって、ディジタル荷重信号ｆ（ｎＴ）に変換する。なお、サンプリング周期Ｔは、Ｔ＝数［ｍｓ］程度であり、例えばＴ＝１［ｍｓ］である。そして、このＡ／Ｄ変換回路１６によって変換されたディジタル荷重信号ｆ（ｎＴ）は、入出力インタフェース回路１８を介して、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）２０に入力される。
【００７６】
ＣＰＵ２０は、入出力インタフェース回路１８経由で入力されたディジタル荷重信号ｆ（ｎＴ）に基づいて、ロードセル１２に印加された荷重の大きさを算出する。そして、算出結果を、表示手段としてのディスプレイ２２に表示する。なお、ディスプレイ２２は、入出力インタフェース回路１８を介して、ＣＰＵ２０に接続されている。また、ＣＰＵ２０には、命令入力手段としての操作キー２４も、当該入出力インタフェース回路１８を介して、接続されている。さらに、ＣＰＵ２０には、記憶手段としてのメモリ回路２６も接続されており、このメモリ回路２６には、ＣＰＵ２０の動作を制御するための制御プログラムが記憶されている。
【００７７】
ところで、本実施形態においても、ロードセル１２に荷重が印加されたときに、クリープ現象が生じ、これによって、荷重信号ｆ（ｔ）（およびｆ（ｎＴ））にクリープ誤差が現れる。そして、ロードセル１２から荷重が除去されたときには、クリープ回復現象が生じ、これによって、荷重信号ｆ（ｔ）にクリープ回復誤差が現れる。これらのクリープ誤差およびクリープ回復誤差を補償するべく、本実施形態では、次のようなクリープ誤差補償機能およびクリープ回復誤差補償機能が、設けられている。
【００７８】
まず、クリープ誤差補償機能について、説明する。
【００７９】
このクリープ誤差補償機能においては、クリープ誤差を含むロードセル１２の特性が、上述の式６で表されるパルス伝達関数Ｇ１（ｚ）に従うことが、前提とされる。そして、この前提の下、当該パルス伝達関数Ｇ１（ｚ）に含まれるクリープ係数β１および時定数τ１を正確に求めるべく、事前の調整作業が行われる。
【００８０】
事前の調整作業においては、ロードセル１２が、長時間にわたって、例えば少なくとも３０分間以上にわたって、無負荷状態とされる。そして、この無負荷状態にあるロードセル１２に、大きさが既知のテスト荷重が印加される。これによって、図８に示したのと同様の、図２に示すような荷重信号ｆ（ｔ）（およびｆ（ｎＴ））が得られる。なお、テスト荷重の大きさは、ロードセル１２の定格荷重以下であればよく、例えば当該定格荷重と等しいかこれに近いのが、望ましい。
【００８１】
この図２に示すように、荷重信号ｆ（ｔ）は、ロードセル１２にテスト荷重が印加されることによって、ゼロから当該テスト荷重の大きさに応じた初期荷重値ｆ（ｔ０）まで立ち上がり、その後、時間ｔの経過と共に漸増する。そして、最終的には、一定の最終荷重値ｆ（∞）に落ち着く。また、荷重信号ｆ（ｔ）が初期荷重値ｆ（ｔ０）に立ち上がったときを含む、その直後には、ロードセル１２にテスト荷重が印加された際の衝撃によって生じるオーバ・シュート状の振動成分５０が現れ、この振動成分５０は、時間ｔの経過と共に減衰する。
【００８２】
このような荷重信号ｆ（ｔ）において、本実施形態では、当該荷重信号ｆ（ｔ）が或る一定以上のレベル変化を示し、その後、最初の極値（極大値）５２を示す時点ｔ０が、ロードセル１２に荷重が印加された時点として特定される。詳しくは、互いに連続する２つの荷重信号ｆ（（ｎ−１）Ｔ）およびｆ（ｎＴ）の差分値Ｄ（ｎＴ）が次の式１２を満足し、その後、当該差分値Ｄ（ｎＴ）がプラス値からマイナス値に変わった時点が、荷重印加時点ｔ０とされる。
【００８３】
《式１２》
Ｄ（ｎＴ）＝ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）≧Ｃ
【００８４】
なお、この式１２において、Ｃは、ノイズ等の影響を排除するべく、上述した従来技術におけるのと同様の言わばマージンとしての定数である。また、この式１２のみに注目すると、これは、従来技術における荷重印加時点ｔ０の判断基準としてのｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）≧Ｃと同意である。ただし、本実施形態では、この式１２が満足されることに加えて、その後、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値５２を示すことが、荷重印加時点ｔ０の判断基準とされるので、従来技術とは異なり、荷重信号ｆ（ｔ）の立ち上がりの途中で当該荷重印加時点ｔ０が特定されることはない。つまり、従来技術に比べて、的確な（確固たる）荷重印加時点ｔ０が特定される。
【００８５】
このようにして荷重印加時点ｔ０が特定されると、この荷重印加時点ｔ０を基点（ｔ＝０）として、クリープ誤差の特性ｒ１（ｔ）が、次の式１３の指数関数式によって定義される。
【００８６】
《式１３》
ｒ１（ｔ）＝Ｒ１・｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）｝
【００８７】
この式１３において、Ｒ１は、テスト荷重が印加されることによるロードセル１２の最終クリープ量であり、Ｒ１＝ｒ１（∞）−ｒ１（ｔ０）の関係にある。なお、ｒ１（ｔ０）は、荷重印加時点ｔ０におけるロードセル１２のクリープ量であり、ｒ１（ｔ０）＝０である。そして、ｒ１（∞）は、荷重印加時点ｔ０から長時間経過後の時点（ｔ＝∞）におけるクリープ量である。
【００８８】
そして、この式１３のクリープ特性ｒ１（ｔ）を時間ｔで微分すると、次の式１４のようになる。
【００８９】
《式１４》
ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ＝（Ｒ１／τ１）・ｅｘｐ（−ｔ／τ１）
【００９０】
ここで、荷重印加時点ｔ０から或る時間Ｔ１が経過した時点ｔ１において、上述の振動成分５０が十分に減衰している、とする。すると、この時点ｔ１におけるクリープ特性ｒ１（ｔ）の微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１は、式１４に準拠して、次の式１５のようになる。
【００９１】
《式１５》
｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１＝（Ｒ１／τ１）・ｅｘｐ（−ｔ１／τ１）
【００９２】
これと同様に、時点ｔ１よりも後の適当な時点ｔ３におけるクリープ特性ｒ１（ｔ）の微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３は、次の式１６のようになる。
【００９３】
《式１６》
｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３＝（Ｒ１／τ１）・ｅｘｐ（−ｔ３／τ１）
【００９４】
そして、これら式１５と式１６との比を係数αで表すと、この係数αは、次の式１７のようになる。
【００９５】
《式１７》
α＝｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１／｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３
＝ｅｘｐ（−ｔ１／τ１）／ｅｘｐ（−ｔ３／τ１）
＝ｅｘｐ（ｔ３／τ１）・ｅｘｐ（−ｔ１／τ１）
＝ｅｘｐ｛（ｔ３−ｔ１）／τ１｝
【００９６】
さらに、この式１７の両辺の自然対数を取ると、次の式１８のようになる。
【００９７】
《式１８》
ｌｎα＝（ｔ３−ｔ１）／τ１
【００９８】
そして、この式１８を、時定数τ１についての式に変形すると、次の式１９のようになる。
【００９９】
《式１９》
τ１＝（ｔ３−ｔ１）／ｌｎα
【０１００】
その一方で、上述の式１５における微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１は、具体的には、次の式２０によって求めることができる。
【０１０１】
《式２０》
｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１
＝｛ｒ１（ｔ２）−ｒ１（ｔ１）｝／（ｔ２−ｔ１）
＝｛ｆ（ｔ２）−ｆ（ｔ１）｝／（ｔ２−ｔ１）
【０１０２】
なお、この式２０において、ｔ２は、時点ｔ１の近傍でかつ当該時点ｔ１よりも後の時点である。そして、ｆ（ｔ１）は、時点ｔ１における荷重値であり、ｆ（ｔ２）は、時点ｔ２における荷重値である。
【０１０３】
これと同様に、上述の式１６における微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３は、具体的には、次の式２１によって求めることができる。
【０１０４】
《式２１》
｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３
＝｛ｒ１（ｔ４）−ｒ１（ｔ３）｝／（ｔ４−ｔ３）
＝｛ｆ（ｔ４）−ｆ（ｔ３）｝／（ｔ４−ｔ３）
【０１０５】
なお、この式２１において、ｔ４は、時点ｔ３の近傍でかつ当該時点ｔ３よりも後の時点である。そして、ｆ（ｔ３）は、時点ｔ３における荷重値であり、ｆ（ｔ４）は、時点ｔ４における荷重値である。
【０１０６】
つまり、式２０によって求められた微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１と、式２１によって求められた微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３と、を上述の式１７に代入することで、係数αが求められる。そして、この係数αの値と、時点ｔ１およびｔ３のそれぞれの値と、を上述の式１９に代入することによって、時定数τ１が求められる。
【０１０７】
さらに、この時定数τ１の値と、例えば式２０によって求められた微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１と、時点ｔ１の値と、を上述の式１５に代入することによって、最終クリープ量Ｒ１が求められる。これに代えて、時定数τ１の値と、式２１によって求められた微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３と、時点ｔ３の値と、を上述の式１６に代入することによっても、当該最終クリープ量Ｒ１を求めることができる。そして、次の式２２によって、真の初期荷重値ｆ（ｔ０）が求められる。
【０１０８】
《式２２》
ｆ（ｔ０）＝ｆ（∞）−Ｒ１
【０１０９】
なお、この式２２における最終荷重値ｆ（∞）は、厳密に言えば、荷重印加時点ｔ０から長時間経過後の時点（ｔ＝∞）における荷重値であるが、実用的には、当該荷重印加時点ｔ０から数十分間〜数時間経過後、例えば約３０分間経過後、の時点における荷重値で代替することができる。
【０１１０】
即ち、上述した従来技術では、荷重印加時点ｔ０における不安定な荷重信号ｆ（ｔ）に基づいて初期荷重値ｆ（ｔ０）を捉えようとするために誤った初期荷重値ｆ（ｔ０）’が取得されてしまうが、本実施形態によれば、当該荷重印加時点ｔ０よりも後の時点ｔ１およびｔ３における安定した荷重信号ｆ（ｔ）、詳しくは当該各時点ｔ１およびｔ３における微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１および｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３、に基づくことによって、真の初期荷重値ｆ（ｔ０）が求められ、言わば推定される。そして、この真の初期荷重値ｆ（ｔ０）を上述の式２に代入することによって、正確なクリープ係数β１が求められる。
【０１１１】
さらに、この正確なクリープ係数β１と時定数τ１とを上述の式６に代入することによって、正確なパルス伝達関数Ｇ１（ｚ）が求められる。つまり、クリープ特性を含むロードセル１２の特性を、正確に同定することができる。
【０１１２】
そして、このパルス伝達関数Ｇ１（ｚ）とは逆の伝達関数１／Ｇ１（ｚ）が求められ、この逆伝達関数１／Ｇ１（ｚ）は、クリープ誤差補償用の伝達関数Ｈ１（ｚ）として、メモリ回路２６に記憶される。なお、このクリープ誤差補償用の伝達関数Ｈ１（ｚ）は、上述の式６から、次の式２３のようになる。
【０１１３】
《式２３》
Ｈ１（ｚ）＝（１＋Ａ１・ｚ−１）／（１＋Ｂ１・ｚ−１）
ｗｈｅｒｅ
Ａ１＝−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）
Ｂ１＝−［ｅｘｐ（−ｔ／τ１）−β１｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ１）｝
【０１１４】
これをもって、クリープ誤差補償機能を実現するための事前の調整作業が完了し、当該クリープ誤差補償機能を備えた計量器１０の運用が可能となる。
【０１１５】
即ち、運用時には、ＣＰＵ２０が、Ａ／Ｄ変換回路１６から入出力インタフェース回路１８経由でディジタル荷重信号ｆ（ｎＴ）が入力されるたびに、今回入力された荷重信号ｆ（ｎＴ）と前回入力された荷重信号ｆ（（ｎ−１）Ｔ）とを逐次比較する。そして、同定時と同様に、これらの差分値Ｄ（ｎＴ）（＝ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ））が、上述の式１２を満足し、その後、プラス値からマイナス値に変わったときに、その時点を、荷重印加時点ｔ０として特定する。そして、この同定時と同じ荷重印加時点ｔ０を基点（ｔ＝０）として、メモリ回路２６に記憶されているクリープ誤差補償用の伝達関数Ｈ１（ｚ）に基づいて、荷重信号ｆ（ｎＴ）を処理する。これにより、この荷重信号ｆ（ｎＴ）に含まれるクリープ誤差が補償され、高精度計量が実現される。
【０１１６】
続いて、クリープ回復誤差補償機能について、説明する。
【０１１７】
クリープ回復誤差補償機能においては、クリープ回復誤差を含むロードセル１２の特性が、上述の式１１で表されるパルス伝達関数Ｇ２（ｚ）に従うことが、前提とされる。そして、この前提の下、当該パルス伝達関数Ｇ２（ｚ）に含まれるクリープ回復係数β２および時定数τ２を正確に求めるべく、事前の調整作業が行われる。なお、このクリープ回復誤差補償機能を実現するための事前の調整作業は、上述のクリープ誤差補償機能を実現するための調整作業に続いて行われるのが、望ましい。
【０１１８】
即ち、クリープ誤差補償機能を実現するための調整作業において、上述の如くロードセル１２にテスト荷重が印加された後、そのままの状態で、クリープ回復誤差補償機能を実現するための調整作業が開始され、まず、当該ロードセル１２からテスト荷重が除去される。これによって、図３に示すような荷重信号ｆ（ｔ）が得られる。
【０１１９】
この図３に示すように、荷重信号ｆ（ｔ）は、ロードセル１２からテスト荷重が除去されることによって、当該テスト荷重の大きさに応じた初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）分だけ立ち下がり、その後、時間ｔの経過と共に漸減する。そして、最終的には、ゼロになる。また、荷重信号ｆ（ｔ）が初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）分だけ立ち下がったときを含む、その直後には、ロードセル１２からテスト荷重が除去された際の反動によるアンダ・シュート状の振動成分６０が現れ、この振動成分６０は、時間ｔの経過と共に減衰する。
【０１２０】
このような荷重信号ｆ（ｔ）において、本実施形態では、当該荷重信号ｆ（ｔ）が或る一定以上のレベル変化を示し、その後、最初の極値（極小値）６２を示す時点ｔ１０が、ロードセル１２から荷重が除去された時点として特定される。詳しくは、上述した差分値Ｄ（ｎＴ）が次の式２４を満足し、その後、当該差分値Ｄ（ｎＴ）がマイナス値からプラス値に変わった時点が、荷重除去時点ｔ１０とされる。
【０１２１】
《式２４》
Ｄ（ｎＴ）＝ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）＜−Ｃ
【０１２２】
なお、この式２４のみに注目すると、これは、従来技術における荷重除去時点ｔ１０の判断基準としてのｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ）＜−Ｃと同意である。ただし、本実施形態では、この式２４が満足されることに加えて、その後、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値６２を示すことが、荷重除去時点ｔ１０の判断基準とされるので、従来技術とは異なり、荷重信号ｆ（ｔ）の立ち下がりの途中で当該荷重除去時点ｔ１０が特定されることはない。つまり、従来技術に比べて、的確な荷重除去時点ｔ１０が特定される。
【０１２３】
このようにして荷重除去時点ｔ１０が特定されると、この荷重除去時点ｔ１０を基点（ｔ＝０）として、クリープ回復誤差の特性ｒ２（ｔ）が、次の式２５の指数関数式によって定義される。
【０１２４】
《式２５》
ｒ２（ｔ）＝Ｒ２・ｅｘｐ（−ｔ／τ２）
【０１２５】
この式２５において、Ｒ２は、テスト荷重が除去されたことによるロードセル１２の最終クリープ回復量であり、Ｒ２＝ｆ（ｔ１０’）−Δｆ（ｔ１０）の関係にある。なお、ｆ（ｔ１０’）は、ロードセル１２からテスト荷重が除去される直前の時点ｔ１０’における荷重値であり、ｆ（ｔ１０’）≒ｆ（∞）である。
【０１２６】
そして、この式２５のクリープ回復特性ｒ２（ｔ）を時間ｔで微分すると、次の式２６のようになる。
【０１２７】
《式２６》
ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ＝−（Ｒ２／τ２）・ｅｘｐ（−ｔ／τ２）
【０１２８】
ここで、荷重除去時点ｔ１０から或る時間Ｔ２が経過した時点ｔ１１において、上述の振動成分６０が十分に減衰している、とする。すると、この時点ｔ１１におけるクリープ回復特性ｒ２（ｔ）の微分値｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１１は、式２６に準拠して、次の式２７のようになる。
【０１２９】
《式２７》
｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１１＝−（Ｒ２／τ２）・ｅｘｐ（−ｔ１１／τ２）
【０１３０】
これと同様に、時点ｔ１１よりも後の適当な時点ｔ１３におけるクリープ特性ｒ２（ｔ）の微分値｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１３は、次の式２８のようになる。
【０１３１】
《式２８》
｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１３＝−（Ｒ２／τ２）・ｅｘｐ（−ｔ１３／τ２）
【０１３２】
そして、これら式２７と式２８との比を係数γで表すと、この係数γは、次の式２９のようになる。
【０１３３】
《式２９》
γ＝｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１１／｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１３
＝ｅｘｐ（−ｔ１１／τ２）／ｅｘｐ（−ｔ１３／τ２）
＝ｅｘｐ（ｔ１３／τ２）・ｅｘｐ（−ｔ１１／τ２）
＝ｅｘｐ｛（ｔ１３−ｔ１１）／τ２｝
【０１３４】
さらに、この式２９の両辺の自然対数を取ると、次の式３０のようになる。
【０１３５】
《式３０》
ｌｎγ＝（ｔ１３−ｔ１１）／τ２
【０１３６】
そして、この式３０を、時定数τ２についての式に変形すると、次の式３１のようになる。
【０１３７】
《式３１》
τ２＝（ｔ１３−ｔ１１）／ｌｎγ
【０１３８】
その一方で、上述の式２７における微分値｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１１は、具体的には、次の式３２によって求めることができる。
【０１３９】
《式３２》
｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１１
＝｛ｒ２（ｔ１２）−ｒ２（ｔ１１）｝／（ｔ１２−ｔ１１）
＝｛ｆ（ｔ１２）−ｆ（ｔ１１）｝／（ｔ１２−ｔ１１）
【０１４０】
なお、この式３２において、ｔ１２は、時点ｔ１１の近傍でかつ当該時点ｔ１１よりも後の時点である。そして、ｆ（ｔ１１）は、時点ｔ１１における荷重値であり、ｆ（ｔ１２）は、時点ｔ１２における荷重値である。
【０１４１】
これと同様に、上述の式２８における微分値｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１３は、具体的には、次の式３３によって求めることができる。
【０１４２】
《式３３》
｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１３
＝｛ｒ２（ｔ１４）−ｒ２（ｔ１３）｝／（ｔ１４−ｔ１３）
＝｛ｆ（ｔ１４）−ｆ（ｔ１３）｝／（ｔ１４−ｔ１３）
【０１４３】
なお、この式３３において、ｔ１４は、時点ｔ１３の近傍でかつ当該時点ｔ１３よりも後の時点である。そして、ｆ（ｔ１３）は、時点ｔ１３における荷重値であり、ｆ（ｔ１４）は、時点ｔ１４における荷重値である。
【０１４４】
つまり、式３２によって求められた微分値｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１１と、式３３によって求められた微分値｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１３と、を上述の式２９に代入することで、係数γが求められる。そして、この係数γの値と、時点ｔ１１およびｔ１３のそれぞれの値と、を上述の式３１に代入することによって、時定数τ２が求められる。
【０１４５】
さらに、この時定数τ２の値と、例えば式３２によって求められた微分値｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１１と、時点ｔ１１の値と、を上述の式２７に代入することによって、最終クリープ回復量Ｒ２が求められる。これに代えて、時定数τ２の値と、式３３によって求められた微分値｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１３と、時点ｔ１３の値と、を上述の式２８に代入することによっても、当該最終クリープ回復量Ｒ２を求めることができる。そして、上述したＲ２＝ｆ（ｔ１０’）−Δｆ（ｔ１０）という関係を変形した次の式３４によって、真の初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）が求められる。
【０１４６】
《式３４》
Δｆ（ｔ１０）＝ｆ（ｔ１０’）−Ｒ２
【０１４７】
即ち、上述した従来技術では、荷重除去時点ｔ１０における不安定な荷重信号ｆ（ｔ）に基づくために、初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）が誤って取得されてしまうが、本実施形態によれば、当該荷重除去時点ｔ１０よりも後の時点ｔ１１およびｔ１３における安定した荷重信号ｆ（ｔ）、詳しくは当該各時点ｔ１１およびｔ１３における微分値｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１１および｛ｄｒ２（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１３、に基づくことによって、真の初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）が推定される。そして、この真の初期戻り荷重値Δｆ（ｔ１０）を上述の式８に代入することによって、正確なクリープ回復係数β２が求められる。
【０１４８】
さらに、この正確なクリープ回復係数β２と時定数τ２とを上述の式１１に代入することによって、正確なパルス伝達関数Ｇ２（ｚ）が求められる。つまり、クリープ回復特性を含むロードセル１２の特性を、正確に同定することができる。
【０１４９】
そして、このパルス伝達関数Ｇ２（ｚ）とは逆の伝達関数１／Ｇ２（ｚ）が求められ、この逆伝達関数１／Ｇ２（ｚ）は、クリープ回復誤差補償用の伝達関数Ｈ２（ｚ）として、メモリ回路２６に記憶される。なお、このクリープ回復誤差補償用の伝達関数Ｈ２（ｚ）は、上述の式１１から、次の式３５のように表される。
【０１５０】
《式３５》
Ｈ２（ｚ）＝（１＋Ａ２・ｚ−１）／（１＋Ｂ２・ｚ−１）
ｗｈｅｒｅ
Ａ２＝−ｅｘｐ（−ｔ／τ２）
Ｂ２＝−［ｅｘｐ（−ｔ／τ２）−β２｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ２）｝
【０１５１】
これをもって、クリープ回復誤差補償機能を実現するための事前の調整作業が完了し、当該クリープ回復誤差補償機能を備えた計量器１０の運用が可能となる。
【０１５２】
即ち、運用時には、ＣＰＵ２０が、上述の差分値Ｄ（ｎＴ）（＝ｆ（ｎＴ）−ｆ（（ｎ−１）Ｔ））を逐次監視する。そして、同定時と同様に、この差分値Ｄ（ｎＴ）が、式２４を満足し、その後、マイナス値からプラス値に変わったときに、その時点を、荷重除去時点ｔ１０として特定する。そして、この同定時と同じ荷重除去時点ｔ１０を基点（ｔ＝０）として、メモリ回路２６に記憶されているクリープ誤差補償用の伝達関数Ｈ２（ｚ）に基づいて、荷重信号ｆ（ｎＴ）を処理する。これにより、クリープ回復誤差が補償され、高精度計量が実現される。
【０１５３】
以上のように、本実施形態のクリープ誤差補償機能によれば、テスト荷重を用いた事前の調整作業において、荷重信号ｆ（ｔ）が不安定な荷重印加時点ｔ０ではなく、当該荷重印加時点ｔ０よりも後の時点ｔ１およびｔ３における安定した荷重信号ｆ（ｔ）に基づいて、当該荷重印加時点ｔ０を基点とするクリープ特性を含むロードセル１２全体の特性が同定され、詳しくはパルス伝達関数Ｇ１（ｚ）が求められる。従って、荷重印加時点ｔ０という不安定な時点での荷重信号ｆ（ｔ）に基づいて同定を行うという上述した従来技術とは異なり、正確な同定が実現される。
【０１５４】
そして、運用時においては、パルス伝達関数Ｇ１（ｚ）とは逆のクリープ誤差補償用の伝達関数Ｈ２（ｚ）に基づいて、同定時と同じ荷重印加時点ｔ０を基点として荷重信号ｆ（ｔ）が離散的に処理される。これにより、荷重信号ｆ（ｔ）に含まれるクリープ誤差が正確に補償され、高精度計量が実現される。
【０１５５】
また、荷重印加時点ｔ０の特定については、上述の式１２が満足されたことに加えて、その後、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値５２を示したということが、条件とされる。従って、単に式１２と同様の条件が満足されたときに荷重印加時点ｔ０が特定されるという従来技術に比べて、当該荷重印加時点ｔ０が的確に特定される。このことも、正確な同定およびクリープ誤差補償を実現する上で、極めて重要である。
【０１５６】
さらに、荷重印加時点ｔ０を含む、その直後から、正確にクリープ誤差補償が行われるので、高速性が要求される計量器１０、例えば定量計量装置や重量選別機等のいわゆる自動秤にも、十分に対応することができる。
【０１５７】
そして、クリープ回復誤差補償機能についても、同様に、テスト荷重を用いた事前の調整作業において、荷重信号ｆ（ｔ）が不安定な荷重除去時点ｔ１０ではなく、当該荷重除去時点ｔ１０よりも後の時点１１およびｔ１３における安定した荷重信号ｆ（ｔ）に基づいて、当該荷重除去時点ｔ１０を基点とするクリープ回復特性を含むロードセル１２全体の特性が同定され、詳しくはパルス伝達関数Ｇ２（ｚ）が求められる。従って、荷重除去時点ｔ１０という不安定な時点での荷重信号ｆ（ｔ）に基づいて同定を行うという従来技術とは異なり、正確な同定が実現される。
【０１５８】
併せて、運用時には、このパルス伝達関数Ｇ２（ｚ）とは逆のクリープ回復誤差補償用の伝達関数Ｈ２（ｚ）に基づいて、同定時と同じ荷重除去時点ｔ１０を基点として荷重信号ｆ（ｔ）が離散的に処理される。これにより、荷重信号ｆ（ｔ）に含まれるクリープ回復誤差が正確に補償され、高精度計量が実現される。
【０１５９】
また、荷重除去時点ｔ１０の特定については、上述の式２４が満足されたことに加えて、その後、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値６２を示したということが、条件とされる。従って、単に式２４と同様の条件が満足されたときに荷重除去時点ｔ１０が特定されるという従来技術に比べて、当該荷重除去時点ｔ１０が的確に特定される。このことも、正確な同定およびクリープ回復誤差補償を実現する上で、極めて重要である。
【０１６０】
さらに、荷重除去時点ｔ１を含む、その直後から、正確にクリープ回復誤差補償が行われるので、高速性が要求される計量器１０にも、十分に対応することができる。
【０１６１】
なお、本実施形態においては、クリープ特性を含むロードセル１２全体の特性が、式６のパルス伝達関数Ｇ１（ｚ）、言い換えれば式５の１次遅れ要素モデルＧ１（ｓ）、に従うことを前提としたが、これに限らない。例えば、２次以上の高次遅れ要素モデルに従うことを前提としてもよい。
【０１６２】
また、クリープ回復特性を含むロードセル１２全体の特性についても、式１１のパルス伝達関数Ｇ２（ｚ）、言い換えれば式７の１次遅れ要素モデルＧ２（ｓ）、に従うことを前提としたが、これに限らず、２次以上の高次遅れ要素モデルに従うことを前提としてもよい。
【０１６３】
そして、上述したように、式１２が満足された後、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値５２を示した時点を、荷重印加時点ｔ０として特定することとしたが、これに限らない。例えば、式１２が満足された、という条件に代えて、或る一定期間にわたって安定状態にある荷重信号ｆ（ｔ）がその安定値から所定値以上に変化した、という条件を採用してもよい。さらに、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値５０を示した、という条件に代えて、当該荷重信号ｆ（ｔ）が２番目以降の所定番目の極値を示した、という条件を採用してもよい。
【０１６４】
このことは、荷重除去時点ｔ１の特定についても、同様である。即ち、式２４が満足された、という条件に代えて、例えば或る一定期間にわたって安定状態にある荷重信号ｆ（ｔ）がその安定値から所定値以上に変化した、という条件を採用してもよい。また、荷重信号ｆ（ｔ）が最初の極値６２を示した、という条件に代えて、当該荷重信号ｆ（ｔ）が２番目以降の所定番目の極値を示した、という条件を採用してもよい。
【０１６５】
さらに、クリープ特性を同定する際に、時点ｔ１およびｔ３以外の１以上の時点（時点ｔ１よりも後の時点）についても、それぞれにおける微分値を求め、この微分値をも加味することによって、クリープ係数β１および時定数τ１のそれぞれの平均値を求めてもよい。このようにすれば、クリープ特性を含むロードセル１２全体の特性をより正確に同定することができ、クリープ誤差をより正確に補償することができる。
【０１６６】
クリープ回復特性を同定する際にも、同様に、時点ｔ１１および時点ｔ１３以外の１以上の時点（時点ｔ１１よりも後の時点）のそれぞれにおける微分値を求め、この微分値をも加味することによって、クリープ回復係数β２および時定数τ２のそれぞれの平均値を求めてもよい。このようにすれば、クリープ回復特性を含むロードセル１２全体の特性をより正確に同定することができ、クリープ回復誤差をより正確に補償することができる。
【０１６７】
そしてさらに、クリープ特性を同定する際に、ロードセル１２にテスト荷重を印加するというテストをＭ（Ｍ；２以上の整数）回にわたって繰り返し、このＭ回にわたるテストの繰り返しによって得られたＭ個の荷重信号ｆ（ｔ）を、それぞれの荷重印加時点ｔ０を基点として個々の時点ｔごとに平均化してもよい。具体的には、ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）回目のテストによって得られた荷重信号ｆ（ｔ）の或る時点ｔｘにおける荷重値をｆｍ（ｔｘ）とすると、この荷重値ｆｍ（ｔｘ）は、次の式３６によって表される。なお、時点ｔｘは、荷重印加時点ｔ０を基点とする。
【０１６８】
《式３６》
ｆａ（ｔｘ）＝｛Σｆｍ（ｔｘ）｝／Ｍ      ｗｈｅｒｅ  ｍ＝１〜Ｍ
【０１６９】
このようにＭ個の荷重信号ｆ（ｔ）をそれぞれに共通の荷重印加時点ｔ０を基点として個々の時点ｔごとに平均化することによって、図４に示すような滑らかな平均化荷重信号ｆａ（ｔ）が得られる。即ち、Ｍ個の荷重信号ｆ（ｔ）には、それぞれ振動成分５０が含まれているが、この振動成分５０の特性、例えば振幅や周波数，位相等は、当該Ｍ個の荷重信号ｆ（ｔ）間で一様ではなく、多少異なる。これは、ロードセル１２に荷重が印加されたときに、当該ロードセル１２に垂直方向の力が作用するが、これに加えて水平方向や捻り方向等の様々な方向にも微妙に力が作用し、その力の態様がテストごとに異なるからである。また、それぞれの荷重信号ｆ（ｔ）には、振動成分５０以外のその他のノイズ成分も含まれているが、このノイズ成分の特性もまた、一様ではない。従って、各荷重信号ｆ（ｔ）を平均化することによって、当該各荷重信号ｆ（ｔ）そのものの特性、例えば立ち上がり特性やクリープ特性、には遅延等の影響を与えることなく、それぞれに含まれる振動成分５０等のノイズ成分のみを減衰（平滑化）させることに成功した平均化荷重信号ｆａ（ｔ）を得ることができる。ただし、振動成分５０の最初の極値５２については、完全に減衰せず、これを十分に検出し得る程度に残存するので、当該極値５２を検出することによる荷重印加時点ｔ０の特定には、何らの不都合は生じない。ゆえに、図２に示した荷重信号ｆ（ｔ）に代えて、この図４に示すような滑らかな平均化荷重信号ｆａ（ｔ）に基づいて、クリープ特性を同定すれば、同定精度が飛躍的に向上する。
【０１７０】
また、図４と図２とを比較して分かるように、図４の平均化荷重信号ｆａ（ｔ）によれば、図２の荷重信号ｆ（ｔ）に比べて、荷重印加時点ｔ０から振動成分５０が十分に減衰したとみなすことのできる時点ｔ１までの時間Ｔ１が大幅に短くなる。つまり、時点ｔ１が荷重印加時点ｔ０に近づく。これによって、時点ｔ１におけるクリープ特性の傾きが大きくなり、当該時点ｔ１における上述した微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１がより正確に求められるようになる。時点ｔ３もまた、荷重印加時点ｔ１に近づくので、この時点ｔ３における微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３も、正確に求められる。そして、このように各微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１および｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３が正確に求められることによって、同定精度がさらに向上する。
【０１７１】
これと同様に、クリープ回復特性を同定する際にも、図５に示すような平均化荷重信号ｆａ（ｔ）を求め、この平均化荷重信号ｆａ（ｔ）に基づいて、クリープ回復特性を同定してもよい。このようにすれば、クリープ回復特性についても、より正確に同定できることは、明らかである。
【０１７２】
そして、本実施形態においては、クリープ特性を同定する際に、各微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１および｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３を求めることとしたが、これらの微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１および｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３を求めなくても、次の要領で、当該クリープ特性を同定することができる。
【０１７３】
即ち、荷重印加時点ｔ０を基点として、それぞれの時点ｔにおける荷重信号ｆ（ｔ）の最終荷重値ｆ（∞）からの偏差ｙ（ｔ）を、次の式３７によって求める。
【０１７４】
《式３７》
ｙ（ｔ）＝ｆ（∞）−ｆ（ｔ）
【０１７５】
この偏差ｙ（ｔ）は、最終荷重値ｆ（∞）を基準軸とするクリープ誤差の特性を表し、これを図示すると、図６のような指数特性となる。ゆえに、この偏差ｙ（ｔ）は、次の式３８のように定義することができる。
【０１７６】
《式３８》
ｙ（ｔ）＝Ｒ１・｛ｅｘｐ（−１／τ１）｝ｔ＝Ｒ１・ｐｔ
ｗｈｅｒｅ
ｐ＝ｅｘｐ（−１／τ１）
【０１７７】
そして、式３８の両辺の自然対数を取ると、次の式３９のようになる。
【０１７８】
《式３９》
ｌｎｙ（ｔ）＝ｌｎＲ１＋ｔ・ｌｎｐ
【０１７９】
さらに、この式３９において、ｌｎｙ（ｔ）＝Ｙ，ｌｎＲ１＝Ｑ，およびｌｎｐ＝Ｐと置くと、この式３９は、次の式４０のように表される。
【０１８０】
《式４０》
Ｙ＝Ｐ・ｔ＋Ｑ
ｗｈｅｒｅ
Ｙ＝ｌｎｙ（ｔ）
Ｐ＝ｌｎｐ
Ｑ＝ｌｎＲ１
【０１８１】
ここで、上述したのと同様の２つの時点ｔ１およびｔ３のそれぞれにおける荷重値ｆ（ｔ１）およびｆ（ｔ３）を、上述の式３７に代入することによって、それぞれの偏差ｙ（ｔ１）およびｙ（ｔ３）が求められる。さらに、これらの偏差ｙ（ｔ１）およびｙ（ｔ３）のそれぞれの自然対数ｌｎｙ（ｔ１）およびｌｎｙ（ｔ３）を、Ｙ１およびＹ３とすると、式４０に準拠して、次の式４１および式４２が成立する。
【０１８２】
《式４１》
Ｙ１＝Ｐ・ｔ１＋Ｑ
【０１８３】
《式４２》
Ｙ３＝Ｐ・ｔ３＋Ｑ
【０１８４】
そして、これら式４１および式４２の連立方程式から、数ＰおよびＱのそれぞれの値を求めることができる。このうち、数Ｐは、次の式４３のように表される。
【０１８５】
《式４３》
Ｐ＝ｌｎｐ＝ｌｎ｛ｅｘｐ（−１／τ１）｝＝−１／τ１
【０１８６】
従って、この式４３を変形した次の式４４から、時定数τ１を求めることができる。
【０１８７】
《式４４》
τ１＝−１／Ｐ
【０１８８】
そして、Ｑ＝ｌｎＲ１という関係から、最終クリープ量Ｒ１は、次の式４５によって求められる。
【０１８９】
《式４５》
Ｒ１＝ｅｘｐＱ
【０１９０】
このようにして最終クリープ量Ｒ１が求められると、これを上述した式２２に代入することによって、初期荷重値ｆ（ｔ０）を求めることができる。そして、この初期荷重値ｆ（ｔ０）を上述の式２に代入することで、クリープ係数β１を求めることができる。つまり、上述の式４４によって求められる時定数τ１と合わせて、クリープ特性を同定することができる。
【０１９１】
この要領によれば、上述した微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１および｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３を用いないので、当該微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１および｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ３という微小振動等のノイズの影響を受け易いとされる数値を用いる演算法に比べて、高い同定精度を得ることができる。
【０１９２】
なお、より高い同定精度を得るべく、時点ｔ１およびｔ３以外の１以上の時点（時点ｔ１よりも後の時点）についても、上述の式４０に準拠する方程式を立て、この方程式をも加味することによって、クリープ係数β１および時定数τ１のそれぞれの平均値を求めてもよい。
【０１９３】
また、より多くの時点について、式４０に準拠する方程式を立て、これら多数の方程式を最小２乗法等の回帰分析法に適用することによって、各数ＰおよびＱを求め、ひいてはクリープ係数β１および時定数τ１を求めてもよい。このように回帰分析法を用いれば、微小振動等のノイズの影響に対してさらに正確にクリープ特性を同定することができる。さらには、振動成分５０が十分に減衰していない期間における荷重信号ｆ（ｔ）からも、正確にクリープ特性を同定することができる。
【０１９４】
勿論、クリープ回復特性を同定する際にも、これと同様に、微分値｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１１および｛ｄｒ１（ｔ）／ｄｔ｝ｔ＝ｔ１３を用いない演算法を採用してもよい。
【０１９５】
併せて、本実施形態においては、荷重検出器１２として、ロバーバル型のロードセルを例に挙げたが、これ以外のロードセル、例えばコラム型（または円柱型とも言う。）やシャー型（またはせん断型とも言う。）等のロードセル、を採用してもよい。また、荷重が印加されたときに荷重信号ｆ（ｔ）が立ち下がり、当該荷重が除去されたときに荷重信号ｆ（ｔ）が立ち上がる、いわゆる負特性タイプのロードセルを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１】本発明の一実施形態に係る計量器の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態においてロードセルに荷重が印加されたときの処理要領を説明するための図解図である。
【図３】同実施形態においてロードセルから荷重が除去されたときの処理要領を説明するための図解図である。
【図４】図２の応用例を示す図解図である。
【図５】図３の応用例を示す図解図である。
【図６】本実施形態においてクリープ特性を同定する際の別の要領を説明するための図解図である。
【図７】従来技術を含む一般のロードセルから出力される荷重信号の一態様を示す図解図である。
【図８】従来技術においてロードセルに荷重が印加されたときの問題点を説明するための図解図である。
【符号の説明】
【０１９７】
１０  計量器
１２  ロードセル
２０  ＣＰＵ
【図１】
0005139009.tif 000002
【図２】
0005139009.tif 000003
【図３】
0005139009.tif 000004
【図４】
0005139009.tif 000005
【図５】
0005139009.tif 000006
【図６】
0005139009.tif 000007
【図７】
0005139009.tif 000008
【図８】
0005139009.tif 000009