(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの検出値をデジタル値で出力する複数のデジタルロードセルで載台を支持したマルチロードセル式はかりの出力調整方法であり、
前記載台にスパン調整用の既知荷重を負荷させ、
前記デジタルロードセルの個数をｎ、
前記載台に荷重が負荷されていないときの前記各デジタルロードセルの各出力値をＷｚ１、Ｗｚ２、・・・Ｗｚｎ、
前記載台に前記スパン調整用の既知荷重が負荷されたときの前記各デジタルロードセルの各出力値をＷｓ１、Ｗｓ２、・・・Ｗｓｎ、
前記各ロードセルごとに設定された仮のまたは初期設定値の偏置誤差補正係数をＰ１’、Ｐ２’、・・・Ｐｎ’、として、
［｛（Ｗｓ１−Ｗｚ１）×Ｐ１’｝＋・・・＋｛（Ｗｓｎ−Ｗｚｎ）×Ｐｎ’｝］×Ｓ’＝前記スパン調整用の既知荷重
より仮のスパン係数Ｓ’を求め、
前記載台の複数箇所に、順次、偏置誤差調整用の既知荷重を負荷させて、前記各ロードセルの各出力値を個別に補正する真の偏置誤差補正係数Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｎを求め、
Ｓ＝［｛（Ｗｓ１−Ｗｚ１）×Ｐ１’｝＋・・・＋｛（Ｗｓｎ−Ｗｚｎ）×Ｐｎ’｝］×Ｓ’／［｛（Ｗｓ１−Ｗｚ１）×Ｐ１｝＋・・・＋｛（Ｗｓｎ−Ｗｚｎ）×Ｐｎ｝］
より真のスパン係数Ｓを算出して求める
ことを特徴とするマルチロードセル式はかりの出力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏置誤差調整及びスパン調整を行うマルチロードセル式はかりの出力調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のデジタルロードセルで載台を支持したマルチロードセル式はかりは既に知られている。図４はそのはかりの斜視図を示し、４つのデジタルロードセル１ａ〜１ｄが載台２の裏側四隅に配設され、載台２を支持している。載台２に荷重が負荷されると各デジタルロードセル１ａ〜１ｄは各検出値をデジタル値で出力する。
【０００３】
各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの出力値の処理方法について、図１を参照して説明する。
【０００４】
載台２に荷重が負荷されているときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値をＷ１〜Ｗ４、載台２に荷重が負荷されていないときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値をＷｚ１〜Ｗｚ４とすると、これら各々の差（Ｗ１−Ｗｚ１）〜（Ｗ４〜Ｗｚ４）に、予め求められメモリに記憶された偏置誤差補正係数（四隅補正係数）Ｐ１〜Ｐ４がそれぞれ掛けられて、各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値を個別に補正する偏置誤差補正（四隅補正）が行われる。そして、これら乗算値の合計値［｛（Ｗ１−Ｗｚ１）×Ｐ１｝＋｛（Ｗ２−Ｗｚ２）×Ｐ２｝＋｛（Ｗ３−Ｗｚ３）×Ｐ３｝＋｛（Ｗ４−Ｗｚ４）×Ｐ４｝］に、予め求められメモリに記憶されたスパン係数Ｓが掛けられて、スパン補正が行われ、更に温度補正などの各種補正が行われて、その結果が載台２に載せられた被計量物の測定重量値として指示計にデジタル表示される。
【０００５】
従来、スパン係数Ｓは次のような手順で求めていた。
【０００６】
はかりを使用場所に設置した後、例えばひょう量（測定できる最大許容質量）が４トンのはかりの場合、図５に示す載台２の中央Ｒ５にスパン調整用の既知荷重として４トンの分銅を載せて、図２に示す（１）式に基づいて、先ず仮のスパン係数Ｓ’を求める。Ｗｓ１〜Ｗｓ４は、この４トンの分銅荷重が負荷されたときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値を示し、Ｗｚ１〜Ｗｚ４は、載台２に荷重が負荷されていないときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値を示し、Ｐ１’〜Ｐ４’は、仮のまたは初期設定値の四隅補正係数である。すなわち、載台２に４トンの荷重を負荷させたとき、はかりは、４トンに相当する正しい値として４００００を出力するとした場合、（１）式における［｛（Ｗｓ１−Ｗｚ１）×Ｐ１’｝＋｛（Ｗｓ２−Ｗｚ２）×Ｐ２’｝＋｛（Ｗｓ３−Ｗｚ３）×Ｐ３’｝＋｛（Ｗｓ４−Ｗｚ４）×Ｐ４’｝］が４００００となるべく仮のスパン係数Ｓ’を求める。
なお、Ｐ１’〜Ｐ４’の具体的な値は、経験則等に基づいて適宜の値が用いられる。
【０００７】
従って、この時点では載台２の中央に荷重が負荷された場合のみしか、正確なはかりの出力は得られず、それ以外の箇所、例えば載台２の四隅などに被計量物が載せられた場合の出力値は多少不正確となる。
【０００８】
次に、以下のようにして真の四隅補正係数Ｐ１〜Ｐ４を求める。
【０００９】
デジタルロードセルの数が４つである場合、偏置誤差調整用の既知荷重として、例えばひょう量の４分の１の分銅（１トン）を、先ず、図５に示す第１の特定箇所Ｒ１に載置する。ここで、第１の特定箇所Ｒ１とは、デジタルロードセル１ａの近傍で、図において載台２の上辺の中点Ｎ１と右辺の中点Ｎ４を結ぶ直線と、載台２の右上角と左下角を結ぶ対角線Ｑ１との交点である。このときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値をＷｓ１１〜Ｗｓ４１、真の四隅補正係数をＰ１〜Ｐ４、分銅重量をＭとすると、図２に示す方程式Ｉを立てることができる。
【００１０】
次に、同じ１トンの分銅を図５に示す第２の特定箇所Ｒ２に載置する。ここで、第２の特定箇所Ｒ２とは、デジタルロードセル１ｂの近傍で、図において載台２の上辺の中点Ｎ１と左辺の中点Ｎ２を結ぶ直線と、載台２の左上角と右下角を結ぶ対角線Ｑ２との交点である。このときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値をＷｓ１２〜Ｗｓ４２、真の四隅補正係数をＰ１〜Ｐ４、分銅重量をＭとすると、図２に示す方程式IIを立てることができる。
【００１１】
次に、同じ１トンの分銅を図５に示す第３の特定箇所Ｒ３に載置する。ここで、第３の特定箇所Ｒ３とは、デジタルロードセル１ｃの近傍で、図において載台２の左辺の中点Ｎ２と下辺の中点Ｎ３を結ぶ直線と、対角線Ｑ１との交点である。このときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値をＷｓ１３〜Ｗｓ４３、真の四隅補正係数をＰ１〜Ｐ４、分銅重量をＭとすると、図２に示す方程式 IIIを立てることができる。
【００１２】
次に、同じ１トンの分銅を図５に示す第４の特定箇所Ｒ４に載置する。ここで、第４の特定箇所Ｒ４とは、デジタルロードセル１ｄの近傍で、図において載台２の右辺の中点Ｎ４と下辺の中点Ｎ３を結ぶ直線と、対角線Ｑ２との交点である。このときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値をＷｓ１４〜Ｗｓ４４、真の四隅補正係数をＰ１〜Ｐ４、分銅重量をＭとすると、図２に示す方程式IVを立てることができる。
【００１３】
これらＩ〜IVの４つの式をつくるために、各特定箇所Ｒ１〜Ｒ４に偏置誤差調整用の分銅を載置して、このときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値Ｗｓ１１〜Ｗｓ４１、Ｗｓ１２〜Ｗｓ４２、Ｗｓ１３〜Ｗｓ４３、Ｗｓ１４〜Ｗｓ４４を得る際、予め仮のスパン係数を求めているので、はかりはほぼ分銅荷重Ｍに近い値を示す。従って、偏置誤差調整用分銅を載置した際に、はかりが分銅荷重Ｍと大きく異なる値を示した場合、載置作業に誤りがあるか、ロードセルまたは信号処理回路に異常が発生したと判断できる。
【００１４】
そして、これら４元１次方程式を解くことによって、真の四隅補正係数Ｐ１〜Ｐ４が求まる。あるいは、上記Ｗｓ１１〜Ｗｓ４１、Ｗｓ１２〜Ｗｓ４２、Ｗｓ１３〜Ｗｓ４３、Ｗｓ１４〜Ｗｓ４４のうち大きな値を小さく、小さな値を大きくするべくＰ１〜Ｐ４を調整し、Ｉ〜IV式の各右辺間の誤差が基準以内になるまでくり返し調整を行って真の四隅補正係数Ｐ１〜Ｐ４を求めるようにしてもよい。
【００１５】
真の四隅補正係数Ｐ１〜Ｐ４が求まると、メモリに記憶されている仮の四隅補正係数または初期設定値Ｐ１’〜Ｐ４’を真の四隅補正係数Ｐ１〜Ｐ４に書き換える。しかし、この四隅補正係数の変更により、はかり全体としてのスパンも変わることがあるので（変わる場合がほとんど）、先に求めた仮のスパン係数Ｓ’が適切かどうか確認しなければならない。そこで、従来では、図５に示す載台２の中央位置Ｒ５に再びスパン調整用の４トンの分銅を載せる作業を行うことでスパン変動の有無を確認すると共に、スパンが変動していれば、（２）式を満たすべき真のスパン係数Ｓを求めていた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来では、分銅の載台への載せ降ろし作業を、仮のスパン係数Ｓ’を求める際、真の四隅補正係数Ｐ１〜Ｐ４を求める際、真のスパン係数Ｓを求める際の３回行っていた。しかし、分銅を載台２に載せたり降ろしたりする作業は時間と手間がかかり、特に載台２に車両を載せて車両の重量を計量するトラックスケールでは、載せる分銅重量は何十トンにもなり、この場合、例えば人の手により載台２上に比較的小重量の複数の分銅を積んでいく作業で行われ、このような作業を３回も行うことは大変な労力となる。
【００１７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、載台へのスパン調整用の既知荷重の負荷を１回で済ませて、偏置誤差調整後における正確なスパン係数を求めることができるマルチロードセル式はかりの出力調整方法を提供することを課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するにあたり本発明は、
複数のデジタルロードセルで支持される載台にスパン調整用の既知荷重を負荷させ、
デジタルロードセルの個数をｎ、
載台に荷重が負荷されていないときの各デジタルロードセルの各出力値をＷｚ１、Ｗｚ２、・・・Ｗｚｎ、
載台にスパン調整用の既知荷重が負荷されたときの各デジタルロードセルの各出力値をＷｓ１、Ｗｓ２、・・・Ｗｓｎ、
各ロードセルごとに設定された仮のまたは初期設定値の偏置誤差補正係数をＰ１’、Ｐ２’、・・・Ｐｎ’、として、
［｛（Ｗｓ１−Ｗｚ１）×Ｐ１’｝＋・・・＋｛（Ｗｓｎ−Ｗｚｎ）×Ｐｎ’｝］×Ｓ’＝スパン調整用の既知荷重
より仮のスパン係数Ｓ’を求め、
載台の複数箇所に、順次、偏置誤差調整用の既知荷重を負荷させて、各ロードセルの各出力値を個別に補正する真の偏置誤差補正係数Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｎを求め、
Ｓ＝［｛（Ｗｓ１−Ｗｚ１）×Ｐ１’｝＋・・・＋｛（Ｗｓｎ−Ｗｚｎ）×Ｐｎ’｝］×Ｓ’／［｛（Ｗｓ１−Ｗｚ１）×Ｐ１｝＋・・・＋｛（Ｗｓｎ−Ｗｚｎ）×Ｐｎ｝］
より真のスパン係数Ｓを算出するものである。
【００１９】
すなわち本発明では、偏置誤差補正係数を求めた後におけるスパン係数の正否の確認を、分銅などを用いて載台に荷重を負荷させることなく行え、真のスパン係数の算出にあたっては既知の値を用いて演算するだけでよいので、その分、時間と手間が大幅に軽減される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施の形態でも、図４に示されるように、４つのデジタルロードセル１ａ〜１ｄが載台２の裏側四隅に配設され、載台２を支持している。載台２に荷重が負荷されると各デジタルロードセル１ａ〜１ｄは各検出値をデジタル値で出力する。仮のスパン係数Ｓ’及び真の偏置誤差補正係数（四隅補正係数）Ｐ１〜Ｐ４の求め方は、上記従来例と同様にして求められる。
【００２２】
そして、仮のスパン係数Ｓ’を求めた後に四隅補正係数を仮の値または初期設定値Ｐ１’〜Ｐ４’から真の四隅補正係数Ｐ１〜Ｐ４に更新した場合には、以下のようにして真のスパン係数Ｓを求める。
【００２３】
すなわち、図２に示す（１）式と（２）式の右辺は等しいので、（１）式の左辺＝（２）式の左辺より、図３の（３）式に示すように真のスパン係数Ｓが定義される。ここで、先に求められた仮のスパン係数Ｓ’、既知荷重（４トンの分銅）負荷時の各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値Ｗｓ１〜Ｗｓ４、載台２に荷重が負荷されていないときの各デジタルロードセル１ａ〜１ｄの各出力値Ｗｚ１〜Ｗｚ４、真の偏置誤差補正係数Ｐ１〜Ｐ４、仮の偏置誤差補正係数または初期設定値Ｐ１’〜Ｐ４’は何れも既知の値であるのでそれら値を（３）式に代入して真のスパン係数Ｓが求まる。（３）式の右辺第１式の分母と分子が等しければＳ＝Ｓ’であり、仮のスパン係数Ｓ’は変更せずにそのまま真のスパン係数として（４）式に示すスパン補正に使用できる。このように本実施の形態では、４トンの分銅を再び載台２に載せるという作業を行わずに、仮のスパン係数Ｓ’の正否の確認が行えると共に、正確なスパン係数Ｓを求めることができる。そして、この真のスパン係数Ｓ、及び真の四隅補正係数Ｐ１〜Ｐ４を用いて、載台２に被計量物が載せられた実際の計量時における、このときの各ロードセル１ａ〜１ｄの各出力値Ｗ１〜Ｗ４のスパン補正及び四隅補正を（４）式の演算で行い、更に温度補正などの各種補正が行われ、被計量物の測定荷重として指示計にデジタル表示される。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２５】
以上の実施の形態では、デジタルロードセルの個数を４個としたが、これに限ることはなく、例えば８個でもよい。この場合にも、載台２に対して所定間隔で各デジタルロードセルは配置される。
【００２６】
また、本発明は、使用場所へのはかりの設置時に行われるだけでなく、既に設置され一定期間使用されてきたはかりの再調整時にも適用できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、偏置誤差補正係数を求めた後における、真の正確なスパン係数の算出を、載台に分銅を載せることなく行えるので手間と時間を大幅に軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各デジタルロードセルの各出力値の処理の流れを示す図である。
【図２】スパン係数及び偏置誤差係数を求めるための各種関係式を記載した図である。
【図３】真のスパン係数Ｓの定義式、及びスパン補正と偏置誤差補正を示す演算式を記載した図である。
【図４】マルチロードセル式はかりの斜視図である。
【図５】同平面図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｂ      デジタルロードセル
２              載台
Ｐ１〜Ｐ４      真の偏置誤差補正係数
Ｐ１’〜Ｐ４’  仮の偏置誤差補正係数（初期設定値）
Ｓ              真のスパン係数
Ｓ’            仮のスパン係数
Ｗ１〜Ｗ４      載台に被計量物が載せられているときの各デジタルロードセルの各出力値
Ｗｓ１〜Ｗｓ４  載台にスパン調整用の既知荷重が負荷されているときの各デジタルロードセルの各出力値
Ｗｚ１〜Ｗｚ４  載台に荷重が負荷されていないときの各デジタルロードセルの各出力値
【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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