(57)【要約】【課題】出力特性にばらつきのある複数のセンサ使用した場合でも高精度な測定を実現できる体重計を提供することを目的とする。【解決手段】体重計は、各々が荷重に応じた信号を出力する複数のセンサと、センサ毎の出力特性を予め記憶した記憶部と、前記記憶部に記憶された出力特性に従って、センサから出力された信号を処理する処理部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が荷重に応じた信号を出力する複数のセンサと、
センサ毎の出力特性を予め記憶した記憶部と、
前記記憶部に記憶された出力特性に従って、センサから出力された信号を処理する処理部と、
を備える体重計。
【請求項２】
前記処理部は、前記記憶部に記憶された出力特性に従って、複数のセンサから出力された各信号に応じた荷重値を求めることを特徴とする請求項１に記載の体重計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセンサを有する体重計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のセンサを用い、センサ出力の積算値をもって計量値とする体重計が知られている（特許文献１、２、５参照）。
【特許文献１】特開平２−１６３６１７号公報
【特許文献２】特開平２−２３８３２７号公報
【特許文献３】特開平２−２５３１３０号公報
【特許文献４】特開平２−２５９４２９号公報
【特許文献５】特開平３−１７２７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
体重計に使用する複数のセンサの特性がそろっていないと、体重計に偏って載った際に誤差が発生するという問題があった。体重計への載り方が悪いと、正確な値を表示することができない。そこで、従来は、製造時に同様な特性を有するセンサを選別して使用する必要があった。しかし、選別は煩雑であり、歩留まりの悪化やコスト増を招いていた。
【０００４】
本発明は、出力特性にばらつきのある複数のセンサを使用した場合でも高精度な測定を実現できる体重計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】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するため、各々が荷重に応じた信号を出力する複数のセンサと、センサ毎の出力特性を予め記憶した記憶部と、記憶部に記憶された出力特性に従って、センサから出力された信号を処理する処理部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、出力特性にばらつきのある複数のセンサ使用した場合でも高精度な測定を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、本実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【０００８】
図１及び図２を参照して、本実施形態に係る体重計について説明する。図１は本実施形態の体重計の回路構成を示すブロック図である。図２は本実施形態の体重計に使用されるセンサの出力特性を示す図である。
【０００９】
図１に示すように、本実施形態に係る体重計１０は、センサ１〜４、センサ１〜４の出力特性を記憶するメモリ１２、測定の開始等を指示するために使用される操作部１４、各種制御および演算を実行する制御部１６、測定結果を表示する表示部１８及び電源２０から構成される。
【００１０】
＜１．センサ＞
複数のセンサ１〜４は各々が荷重に応じた信号（電圧）を出力する。センサとしては、
荷重を信号に変換して出力するロードセル等が使用可能である。本実施形態のセンサ１〜４の出力特性（荷重・電圧特性）は、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、それぞれ異なる特性である。従来は、例えば、センサ１の出力特性に近い複数のセンサを選別して使用する必要があった。これは、センサからの出力（電圧）を単純に積算して計量値として使用するためである。これに対して、本実施形態のセンサ１〜４については、以下に説明するように、選別作業により出力特性を合わせる必要がない。
【００１１】
＜１．２センサの出力特性＞
各センサの出力特性は、図１に示すような体重計１０を組み立てた後に、メモリ１２に記憶される。センサ１〜４は、荷重が均等に分散されるように利用者が載る台の下に配置されている。そのため、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すような各センサからの初期出力ｂ（Ｖ）がある。初期出力ｂは実測値を用いるかまたは以下に説明するように計算により求めてもよい。図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すセンサ１〜４の出力特性は、体重計１０が組み立てられた状態で、体重計１０に均等に所定の荷重を加えたときのセンサ１〜４の出力特性を示す。本実施形態の出力特性は、３つの荷重を加えたときの各センサの出力から推定されるモデル的な出力特性を示す。本実施形態では、出力特性を方程式化 (例：Ｖ＝ａ×Ｗ［ｋｇ］＋ｂ［Ｖ］)する際の係数ａと切片ｂを求める。
【００１２】
＜２．出力特性の記憶＞
図３は、センサ１〜４の出力特性をメモリ１２に記憶する手順を示すフローチャートである。制御部１６は、第１の荷重（例えば、４０ｋｇ）が体重計１０に均等に加えられたときに各センサの出力（電圧値）を記憶させる（Ｓ１、Ｓ２）。次に、制御部１６は、第２の荷重（例えば、８０ｋｇ）が体重計１０に均等に加えられたときに各センサの出力をメモリ１２に記憶させる（Ｓ１、Ｓ２）。次に、制御部１６は、第３の荷重（例えば、１２０ｋｇ）が体重計１０に均等に加えられたときに各センサの出力をメモリ１２に記憶させる（Ｓ１、Ｓ２）。制御部１６は、所定回数の測定が終了したとき（Ｓ３）、各センサ毎に複数の荷重値から最小二乗法により係数ａと切片ｂを演算してメモリ１２に記憶させる（Ｓ４、Ｓ５）。
【００１３】
＜３．メモリ１２＞
上述のように、メモリ１２（本発明の「記憶部」に相当）はセンサ毎の出力特性を予め記憶する。メモリ１２は、センサ１について係数ａ１と切片ｂ１の値を記憶する。メモリ１２は、センサ２について係数ａ２と切片ｂ２の値を記憶する。メモリ１２は、センサ３について係数ａ３と切片ｂ３の値を記憶する。メモリ１２は、センサ４について係数ａ４と切片ｂ４の値を記憶する。メモリ１２に記憶された係数ａ、切片ｂ、センサの出力Ｖと荷重Ｗとの関係は以下に示す方程式で示される。
【００１４】
Ｖ１＝ａ１×Ｗ＋ｂ１
Ｖ２＝ａ２×Ｗ＋ｂ２
Ｖ３＝ａ３×Ｗ＋ｂ３
Ｖ４＝ａ４×Ｗ＋ｂ４
ここで、係数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４及び初期出力ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４は定数である。そのため、センサから出力された信号（Ｖ）に対して一定の荷重値（ｋｇ）が求まる。
【００１５】
＜４．制御部１６＞
制御部１６（本発明の「処理部」に相当）は、メモリ１２に記憶された出力特性に従って、センサから出力された信号を処理する。図４は出力特性に従ってセンサから出力された信号から荷重値を求める手順を示すフローチャートである。
【００１６】
利用者が操作部１４の測定ボタンを押して、体重の測定を開始する（スタート）。制御部１６は、センサ１〜４の初期出力を検知する。その後、センサ１〜４の出力が変化したときに、荷重が加えられたことを検知する（Ｓ１０）。制御部１６は各センサからの出力が安定したとき、各センサからの出力を測定値として取得する（Ｓ１１）。次に、制御部１６は、メモリ１２に記憶されたセンサ１〜４の出力特性を用いて各センサ毎に測定値に基づき荷重値を演算する（Ｓ１２）。例えば、センサ毎に求めた荷重値が５０．５０ｋｇ（センサ１）、４９．４ｋｇ（センサ２）、５０．３ｋｇ（センサ３）４９．６ｋｇ（センサ４）とする。制御部１６はこれらの荷重値を積算する（Ｓ１３）。積算値は１９９．８ｋｇとなる。次に、制御部１６は積算値の平均値を求める（Ｓ１４）。平均値は、４９．９５ｋｇとなる。制御部１６は測定結果（平均値）を表示部１８に表示させる（Ｓ１５）。
【００１７】
以上のように、センサ毎の出力特性を考慮した荷重値を求めるため、出力特性にばらつきのある複数のセンサを使用した場合でも高精度な測定を実現できる。また、センサ毎の出力特性を考慮した荷重値を求めるため、各センサの出力特性を合わせて選別する必要がなくなる。これにより、選別に要していたコストを削減できる。
＜変形例＞
本実施形態では、一次式を用いて荷重値を求めたが、これに限らず、二次式や三次式を用いて荷重値を求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の体重計の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の体重計に使用されるセンサの出力特性を示す図である。
【図３】センサ１〜４の出力特性をメモリ１２に記憶する手順を示すフローチャートである。
【図４】出力特性に従ってセンサから出力された信号から荷重値を求める手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１９】
１０      体重計
１２      メモリ
１４      操作部
１６      制御部
１８      表示部
２０      電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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