(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに結合されており互いに別々に被計量物が供給される２つの計量槽と、
上記２つの計量槽を支持すると共に該２つの計量槽のそれぞれに上記被計量物が供給されることによって印加される荷重を検出する３つの荷重検出手段と、
上記３つの荷重検出手段のそれぞれによる荷重検出値と上記２つの計量槽のそれぞれに供給された上記被計量物の重心位置に関する重心係数との１次結合式に基づいて該被計量物の重量値を求める重量演算手段と、
を具備し、
上記重心係数は、上記２つの計量槽のそれぞれに既知重量値を持つサンプル用被計量物が供給されたときの上記３つの荷重検出手段のそれぞれによる上記荷重検出値と該サンプル用被計量物の重量値とに基づいて求められる、
２槽式計量装置。
【請求項２】
上記重心係数は、上記２つの計量槽のそれぞれに互いに異なる既知重量値を持つ複数の上記サンプル用被計量物が順次供給されたときの上記３つの荷重検出手段のそれぞれによる上記荷重検出値と該複数のサンプル用被計量物それぞれの重量値とに基づいて求められる、
請求項１に記載の２槽式計量装置。
【請求項３】
互いに結合されており互いに別々に被計量物が供給される２つの計量槽と、
上記２つの計量槽を支持すると共に該２つの計量槽のそれぞれに上記被計量物が供給されることによって印加される荷重を検出する複数の荷重検出手段と、
上記複数の荷重検出手段のそれぞれによる荷重検出値と上記２つの計量槽のそれぞれに供給された上記被計量物の重心位置に関する重心係数との１次結合式に基づいて該被計量物の重量値を求める重量演算手段と、
を具備し、
上記重心係数は、上記２つの計量槽のそれぞれに互いに異なる既知重量値を持つ複数のサンプル用被計量物が順次供給されたときの上記複数の荷重検出手段のそれぞれによる上記荷重検出値と該複数のサンプル用被計量物それぞれの重量値とに基づく回帰分析法によって求められる、
２槽式計量装置。
【請求項４】
上記回帰分析法は上記１次結合式を回帰式とする最小２乗法を含む、請求項３に記載の２槽式計量装置。
【請求項５】
互いに結合されており互いに別々に被計量物が供給される２つの計量槽と、
上記２つの計量槽を支持すると共に該２つの計量槽のそれぞれに上記被計量物が供給されることによって印加される荷重を検出する複数の荷重検出手段と、
上記複数の荷重検出手段のそれぞれによる荷重検出値を含む所定の演算式に基づいて上記２つの計量槽のそれぞれに供給された上記被計量物の重量値を求める重量演算手段と、
上記重量演算手段によって求められた重量測定値に含まれており上記２つの計量槽のそれぞれに供給された上記被計量物の重心位置の変化に起因する誤差を補償する誤差補償手段と、
を具備し、
上記被計量物の重心位置は、該被計量物の量によって変わり、
上記誤差補償手段は、上記被計量物の量に相関する物理的な情報を取得する物理情報取得手段を備え、該物理情報取得手段によって取得された物理情報を変数とする所定の関数式に基づいて上記誤差を補償し、
上記所定の関数式は、上記２つの計量槽のそれぞれに互いに異なる既知重量値を持つ複数のサンプル用被計量物が順次供給されたときの該複数のサンプル用被計量物それぞれについての上記物理情報と該複数のサンプル用被計量物それぞれについての上記重量測定値と該複数のサンプル用被計量物それぞれの重量値とに基づいて求められる、
２槽式計量装置。
【請求項６】
上記物理情報は、上記重量測定値である、
請求項５に記載の２槽式計量装置。
【請求項７】
上記２つの計量槽の一方に供給された上記被計量物についての上記重量測定値に含まれる上記誤差は、該一方の計量槽に供給された該被計量物の重心位置の変化に起因する第１誤差と、他方の該計量槽に供給された上記被計量物の重心位置の変化に起因する第２誤差と、を含む、
請求項６に記載の２槽式計量装置。
【請求項８】
上記所定の関数式は、上記第１誤差を求めるための第１関数式と、上記第２誤差を求めるための第２関数式と、を含み、
上記第１関数式は、上記一方の計量槽に供給された上記被計量物についての上記物理情報を上記変数とし、
上記第２関数式は、上記他方の計量槽に供給された上記被計量物についての上記物理情報を上記変数とする、
請求項７に記載の２槽式計量装置。
【請求項９】
互いに結合されており互いに別々に被計量物が供給される２つの計量槽と、
上記２つの計量槽を支持すると共に該２つの計量槽のそれぞれに上記被計量物が供給されることによって印加される荷重を検出する複数の荷重検出手段と、
上記複数の荷重検出手段のそれぞれによる荷重検出値と上記２つの計量槽のそれぞれに供給された上記被計量物の重心位置に関する重心係数との１次結合式に基づいて該被計量物の重量値を求める重量演算手段と、
を具備し、
上記被計量物の重心位置は、該被計量物の重量値によって変わり、
上記２つの計量槽のそれぞれに互いに異なる既知重量値を持つ複数のサンプル用被計量物が順次供給されたときの上記複数の荷重検出手段のそれぞれによる上記荷重検出値と該複数のサンプル用被計量物それぞれの重量値とに基づいて該複数のサンプル用被計量物それぞれの重量値を基準重量値とする該基準重量値についての上記重心係数が基準係数として求められ、
上記重量演算手段は、最初に特定の上記基準係数が適用された上記１次結合式に基づいて上記被計量物の重量値を仮に求め、該仮に求められた仮重量測定値と上記基準重量値と上記基準係数とに基づいて該仮重量測定値に適合する上記重心係数を導出し、該導出された重心係数を上記１次結合式に適用して上記被計量物の重量値を表す重量測定値を求める、
２槽式計量装置。
【請求項１０】
上記重量演算手段は、所定の条件が満足されるまで、上記重量測定値を上記仮重量測定値として該仮重量測定値に適合する上記重心係数を導出し直し、該導出し直された重心係数を上記１次結合式に適用して上記重量測定値を求め直す、
請求項９に記載の２槽式計量装置。
【請求項１１】
上記所定の条件は、上記重量測定値を求め直した回数が所定回数に達したことを含む、
請求項１０に記載の２槽式計量装置。
【請求項１２】
上記所定の条件は、前回求められた上記重量測定値と今回求められた上記重量測定値との差が所定範囲内に収まることを含む、
請求項１０または１１に記載の２槽式計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの計量槽を備えており、これら２つの計量槽のそれぞれに供給された被計量物の重量値を当該２つの計量槽に共通して設けられた複数の荷重検出手段を用いて個別に測定する、２槽式計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の２槽式計量装置として、従来、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、内部の貯留領域が仕切壁によって二槽に仕切られたホッパと、当該仕切壁を隔てた対称の位置において各槽に設けられた荷重検出手段としてのロードセルと、各ロードセルの出力に基づいて被計量物としての貯留物の重量を算出する演算装置と、が備えられている。そして、演算装置は、一方の槽側に設けられたロードセルによる検出荷重をＲ１、他方の槽側に設けられたロードセルによる検出荷重をＲ２、各ロードセル間の距離をＬ、仕切壁から一方の槽内における貯留物の重心までの距離をａ１、仕切壁から他方の槽内における貯留物の重心までの距離をａ２として、次の式１により、一方の槽内における貯留物の推定重量Ｗ１を求め、式２により、他方の槽内における貯留物の推定重量Ｗ２を求める。
【０００３】
《式１》
Ｗ１＝１／（ａ１＋ａ２）×｛Ｒ１×（ａ２＋Ｌ／２）＋Ｒ２×（ａ２−Ｌ／２）｝
【０００４】
《式２》
Ｗ２＝１／（ａ１＋ａ２）×｛Ｒ１×（ａ１−Ｌ／２）＋Ｒ２×（ａ１＋Ｌ／２）｝
【０００５】
このように、従来技術によれば、各ロードセルが各槽に共通して設けられた構成であっても、式１および式２に基づくことで、当該各槽内における貯留物の推定重量Ｗ１およびＷ２を個別に求めることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２５８２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述の式１および式２には、いずれも、各ロードセル間の距離Ｌ、仕切壁から一方の槽内における貯留物の重心までの距離ａ１、および仕切壁から他方の槽内における貯留物の重心までの距離ａ２、という寸法値が含まれている。従って、このような寸法値Ｌ，ａ１およびａ２を含む式１および式２に基づいて各貯留物の推定重量Ｗ１およびＷ２を正確に求めるには、実際の装置（いわゆる実機）における当該寸法値Ｌ，ａ１およびａ２がそれ相応に正確であること、つまり設計値通りであること、が必要とされる。
【０００８】
しかしながら、これらの寸法値Ｌ，ａ１およびａ２が全く設計値通りであることはなく、当然に誤差を有する。例えば、各ロードセル間の距離Ｌについては、厳密には各ロードセルに対する荷重の着力点間の距離を指すが、この距離Ｌは元より、当該着力点そのものの位置を設計値通りとすることは、極めて困難である。また、仕切壁から各槽内における貯留物の重心までの距離ａ１およびａ２についても、この距離ａ１およびａ２はおろか、各槽内における貯留物の重心位置を設計値通りとすることは、非常に難しい。一方、外観から各貯留物の重心位置を特定した上で、当該距離ａ１およびａ２を測定することも考えられるが、やはり正確さに欠ける。このことは、各ロードセル間の距離Ｌについても同様である。ゆえに、これらの寸法値Ｌ，ａ１およびａ２を含む上述の式１および式２に基づいて各槽内の貯留物の推定重量Ｗ１およびＷ２を求めるという従来技術では、当該推定重量Ｗ１およびＷ２を正確に求めることができない、つまり計量精度が低い、という問題がある。
【０００９】
さらに、従来技術では、具体的実施形態として、２つで１組を成すロードセルが２組、つまり合計４つのロードセルが、設けられている。このように４つのロードセルで１つのホッパを支持する構成においては、当該ホッパ（各槽）内の各貯留物の重量バランスによっては、いずれかのロードセルの着力点が浮き上がる現象が生じ、残りのロードセルでホッパを支持する状態になることがある。そうなると、各ロードセルへの荷重の配分が設計通りとならなくなり、これもまた、計量精度の低下を招く要因となる。
【００１０】
そこで、本発明は、従来よりも計量精度の高い２槽式計量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】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明のうちの第１発明は、互いに結合されており互いに別々に被計量物が供給される２つの計量槽と、これら２つの計量槽を支持すると共に当該２つの計量槽のそれぞれに被計量物が供給されることによって印加される荷重を検出する３つの荷重検出手段と、これら３つの荷重検出手段のそれぞれによる荷重検出値とそれぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置に関する重心係数との１次結合式に基づいて当該被計量物の重量値を求める重量演算手段と、を具備する。そして、重心係数は、それぞれの計量槽に既知重量値を持つサンプル用被計量物が供給されたときのそれぞれの荷重検出手段による荷重検出値と、当該サンプル用被計量物の重量値と、に基づいて求められる、というものである。
【００１２】
即ち、本第１発明では、２つの計量槽が互いに結合されており、例えば互いに共通の支持台に設置されている。そして、これらの計量槽は、３つの荷重検出手段によって支持されており、いわゆる３点支持されている。この状態で、それぞれの計量槽に被計量物が供給されると、当該被計量物の重量値に応じた荷重が各荷重検出手段に分散して印加される。それぞれの荷重検出手段は、自身に印加された荷重を検出する。そして、それぞれの荷重検出手段による荷重検出値と、それぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置に関する重心係数と、の１次結合式に基づいて、重量演算手段が、当該被計量物の重量値を求める。
【００１３】
ここで、上述の１次結合式によれば、それぞれの計量槽に供給された被計量物の重量値は、それぞれの荷重検出手段による荷重検出値に重心係数という一種の重み係数を乗じた値の総和に等しい、という関係になる。これは、それぞれの計量槽に供給された被計量物による荷重が当該重心係数に応じた比率で各荷重検出手段に分散して印加される、という思想に基づく。そして、重心係数は、それぞれの計量槽における被計量物の重心位置によって決まる。言い換えれば、被計量物の重心位置は、各計量槽の形状や寸法、各荷重検出手段の位置関係等、を含む実機全体の構造的な特性によって決まるので、重心係数は、当該実機全体の構造的な特性を総合的に反映した係数でもある。そして、この重心係数は、事前の調整作業によって、次のようにして求められる。
【００１４】
まず、既知重量値を持つサンプル用被計量物が、用意される。なお、このサンプル用被計量物は、例えば被計量物と同じ材料によって形成されるのが、望ましい。そして、このサンプル用被計量物がそれぞれの計量槽に供給され、このとき実際に得られる各荷重検出手段による各荷重検出値と、当該サンプル用被計量物の重量値と、に基づいて、重心係数が求められ、言わば実測される。
【００１５】
より具体的には、サンプル用被計量物として、互いに異なる既知重量値を持つ複数のものが、用意される。そして、これら複数のサンプル用被計量物がそれぞれの計量槽に順次供給され、その都度得られる各荷重検出手段による各荷重検出値と、当該サンプル用被計量物の重量値とが、上述の１次結合式に代入される。これによって、重心係数を未知数とする複数の方程式が組み立てられる。そして、これら複数の方程式から成る連立方程式を解くことで、重心係数が求められる。
【００１６】
なお、ここで言う複数のサンプル用被計量物のうちいずれか１つの重量値は、ゼロであってもよい。つまり、一方の計量槽にのみサンプル用被計量物が供給され、他方の計量槽についてはサンプル用被計量物が非供給（空）とされ、このときに得られる各荷重検出手段による各荷重検出値と、当該ゼロを含むサンプル用被計量物の重量値とが、１次結合式に代入されてもよい。
【００１７】
続いて、第２発明は、互いに結合されており互いに別々に被計量物が供給される２つの計量槽と、これら２つの計量槽を支持すると共に当該２つの計量槽のそれぞれに被計量物が供給されることによって印加される荷重を検出する複数の荷重検出手段と、これら複数の荷重検出手段のそれぞれによる荷重検出値とそれぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置に関する重心係数との１次結合式に基づいて当該被計量物の重量値を求める重量演算手段と、を具備する。そして、重心係数は、それぞれの計量槽に互いに異なる既知重量値を持つ複数のサンプル用被計量物が順次供給されたときのそれぞれの荷重検出手段による荷重検出値と、それぞれのサンプル用被計量物の重量値と、に基づく回帰分析法によって求められる、というものである。
【００１８】
即ち、本第２発明では、第１発明と同様に、２つの計量槽が互いに結合されており、例えば互いに共通の支持台に設置されている。そして、これら２つの計量槽は、複数の荷重検出手段によって支持されており、好ましくは３つの荷重検出手段によって３点支持されている。この状態で、それぞれの計量槽に被計量物が供給されると、当該被計量物の重量値に応じた荷重が各荷重検出手段に分散して印加される。それぞれの荷重検出手段は、自身に印加された荷重を検出する。そして、それぞれの荷重検出手段による荷重検出値と、それぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置に関する重心係数と、の１次結合式に基づいて、重量演算手段が、当該被計量物の重量値を求める。
【００１９】
なお、上述したように、重心係数は、それぞれの計量槽における被計量物の重心位置によって決まることから、厳密に言うと、当該重心係数は、被計量物の量によって変わり、言い換えれば当該被計量物の重量値によって変わる。そこで、本第２発明においては、各被計量物の重量値がどのような大きさであるとしても、比較的に高い計量精度を保つことのできる重心係数が、事前の調整作業で求められる。具体的には、互いに異なる既知重量値を持つ複数のサンプル用被計量物が、用意される。そして、これらのサンプル用被計量物がそれぞれの計量槽に順次供給され、その都度得られる各荷重検出手段による各荷重検出値と、当該サンプル用被計量物の重量値と、が取得される。そして、これらの取得データに基づく回帰分析法によって、重心係数が求められる。ここで言う回帰分析法としては、例えば上述の１次結合式を回帰式とする最小２乗法を採用することができる。
【００２０】
次に、第３発明は、互いに結合されており互いに別々に被計量物が供給される２つの計量槽と、これら２つの計量槽を支持すると共に当該２つの計量槽のそれぞれに被計量物が供給されることによって印加される荷重を検出する複数の荷重検出手段と、これら複数の荷重検出手段のそれぞれによる荷重検出値を含む所定の演算式に基づいてそれぞれの計量槽に供給された被計量物の重量値を求める重量演算手段と、この重量演算手段によって求められた重量測定値に含まれておりそれぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置の変化に起因する誤差を補償する誤差補償手段と、を具備する。ここで、被計量物の重心位置は、当該被計量物の量によって変わるものとする。そして、誤差補償手段は、当該被計量物の量に相関する物理的な情報を取得する物理情報取得手段を備え、この物理情報取得手段によって取得された物理情報を変数とする所定の関数式に基づいて誤差を補償する。さらに、この所定の関数式は、それぞれの計量槽に互いに異なる既知量の複数のサンプル用被計量物が順次供給されたときのそれぞれのサンプル用被計量物についての物理情報と、当該それぞれのサンプル用被計量物についての重量測定値と、当該それぞれのサンプル用被計量物の実際の重量値と、に基づいて求められる、というものである。
【００２１】
即ち、本第３発明においても、第１発明および第２発明と同様に、２つの計量槽が互いに結合されており、例えば互いに共通の支持台に設置されている。そして、これら２つの計量槽は、複数の荷重検出手段によって支持されており、好ましくは３つの荷重検出手段によって３点支持されている。この状態で、それぞれの計量槽に被計量物が供給されると、当該被計量物の重量値に応じた荷重が各荷重検出手段に分散して印加される。それぞれの荷重検出手段は、自身に印加された荷重を検出する。そして、各荷重検出手段による荷重検出値を含む所定の演算式に基づいて、重量演算手段が、各被計量物の重量値を個別に求める。ただし、この重量演算手段によって求められた重量測定値には、それぞれの被計量物の重心位置が変化することに起因する誤差が含まれている。そこで、この誤差を補償するべく、誤差補償手段が、さらに設けられている。
【００２２】
具体的には、上述の誤差の原因となる被計量物の重心位置の変化は、当該被計量物の量が変わることによって生じる。誤差補償手段は、この被計量物の量に相関する物理的な情報を取得する物理情報取得手段を備えており、この物理情報取得手段によって取得された物理情報を変数とする関数式に基づいて誤差を補償する。そして、この関数式は、事前の調整作業によって、次のようにして求められる。
【００２３】
まず、互いに異なる既知重量値を持つ複数のサンプル用被計量物が、用意される。そして、これら複数のサンプル用被計量物がそれぞれの計量槽に順次供給され、その都度、それぞれのサンプル用被計量物についての物理情報と、重量測定値と、実際の重量値とが、取得される。さらに、それぞれのサンプル用被計量物について重量測定値と実際の重量値との差が求められ、この差と物理情報との関係が、統計的に得られる。そして、この統計結果から、被計量物の任意の量に対する誤差を補償するための関数式が求められる。
【００２４】
なお、ここで言う物理情報は、例えば被計量物の重量値であってもよい。ただし、被計量物の重量値は未知であるので、これに代えて、重量演算手段によって求められた重量測定値を採用してもよい。つまり、物理情報取得手段は、重量演算手段から重量測定値を取得してもよい。
【００２５】
また、重量測定値以外にも、物理情報として、例えば被計量物の体積値を採用することができる。この場合、当該体積値を検出する手段を設け、その検出結果を物理情報取得手段が取得するものとする。
【００２６】
さらに、物理情報として、例えば被計量物の高さ寸法（嵩）を採用することができる。この場合も、当該高さ寸法を検出するための手段を設け、その検出結果を物理情報取得手段が取得するものとする。
【００２７】
なお、一方の計量槽の供給された被計量物についての重量測定値に含まれる誤差には、当該一方の計量槽に供給された被計量物の重心位置の変化に起因する第１誤差と、他方の計量槽に供給された被計量物の重心位置の変化に起因する第２誤差と、が含まれている、と考えることができる。
【００２８】
この場合、関数式は、第１誤差を求めるための第１関数式と、第２誤差を求めるための第２関数式と、を含み、このうちの第１関数式は、一方の計量槽に供給された被計量物についての物理情報を変数とし、第２関数式は、他方の計量槽に供給された被計量物についての物理情報を変数とするものとする。
【００２９】
そして、第４発明は、互いに結合されており互いに別々に被計量物が供給される２つの計量槽と、これら２つの計量槽を支持すると共に当該２つの計量槽のそれぞれに被計量物が供給されることによって印加される荷重を検出する複数の荷重検出手段と、これら複数の荷重検出手段のそれぞれによる荷重検出値とそれぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置に関する重心係数との１次結合式に基づいて当該被計量物の重量値を求める重量演算手段と、を具備する。ここで、被計量物の重心位置は、当該被計量物の重量値によって変わるものとする。そこで、それぞれの計量槽に互いに異なる既知重量値を持つ複数のサンプル用被計量物が順次供給されたときのそれぞれの荷重検出手段による荷重検出値と、それぞれのサンプル用被計量物の重量値と、に基づいて、当該それぞれのサンプル用被計量物の重量値を基準重量値とする当該基準重量値についての重心係数が、基準係数として求められる。そして、重量演算手段は、最初に特定の基準係数が適用された１次結合式に基づいて被計量物の重量値を仮に求め、この仮に求められた仮重量測定値と基準重量値と基準係数とに基づいて当該仮重量測定値に適合する重心係数を導出し、さらにこの導出された重心係数を１次結合式に適用して正確な被計量物の重量値を表す重量測定値を求める、というものである。
【００３０】
即ち、本第４発明においても、第１発明ないし第３発明と同様に、２つの計量槽が互いに結合されており、例えば互いに共通の支持台に設置されている。そして、これら２つの計量槽は、複数の荷重検出手段によって支持されており、好ましくは３つの荷重検出手段によって３点支持されている。この状態で、それぞれの計量槽に被計量物が供給されると、当該被計量物の重量値に応じた荷重が各荷重検出手段に分散して印加される。それぞれの荷重検出手段は、自身に印加された荷重を検出する。そして、それぞれの荷重検出手段による荷重検出値と、それぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置に関する重心係数と、の１次結合式に基づいて、重量演算手段が、当該被計量物の重量値を求める。ただし、被計量物の重心位置は、当該被計量物の重量値によって変わる。言い換えれば、被計量物の重量値に応じて、重心係数の適正値が変わる。そこで、適正な重心係数を導出して、正確な重量測定値を求めるべく、重量演算手段は、次のように構成されている。
【００３１】
まず、事前の調整作業として、互いに異なる既知重量値を持つ複数のサンプル用被計量物が、用意される。そして、これら複数のサンプル用被計量物がそれぞれの計量槽に順次供給され、その都度得られる各荷重検出手段による荷重検出値と、サンプル用被計量物の重量値と、に基づいて、当該サンプル用被計量物の重量値を基準重量値とする当該基準重量値についての重心係数が、基準係数として求められる。この調整作業の後、重量演算手段は、最初に特定の基準係数が適用された１次結合式に基づいて、被計量物の重量値を仮に求める。そして、この仮に求められた仮重量測定値と基準重量値と基準係数とに基づいて、当該仮重量測定値に適合する重心係数、つまり当該仮重量測定値という被計量物の重量値と略等価な重量値に応じた適正な重心係数、を導出する。そして、この適正な重心係数を１次結合式に適用することによって、正確な重量測定値を求めることができる。
【００３２】
なお、重量演算手段は、上述の如く求められた正確な重量測定値を、改めて仮重量測定値として取り扱い、この新たな仮重量測定値に適合する重心係数を導出し直し、さらに、この導出し直された重心係数を１次結合式に適用することで、より正確な重量測定値を求めてもよい。そして、この処理を、所定の条件が満足されるまで、繰り返してもよい。
【００３３】
ここで言う所定の条件としては、例えば重量演算手段によって重量測定値が求め直された回数が所定の回数に達したこと、という条件を含むことができる。
【００３４】
また、前回求められた重量測定値と今回求められた重量測定値との差が所定の範囲内に収まること、という条件を、当該所定の条件に含むこともできる。
【発明の効果】
【００３５】
上述したように、本発明のうちの第１発明によれば、それぞれの荷重検出手段による荷重検出値と、それぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置に関する重心係数と、の１次結合式に基づいて、当該被計量物の重量値が求められる。そして、重心係数は、既知重量値を持つサンプル用被計量物を用いた事前の調整作業によって実測されるので、被計量物の実際の重心位置を反映したものとなり、言い換えれば、当該重心位置を含む実機全体の構造的な特性を反映したものとなる。従って、種々の寸法値Ｌ，ａ１およびａ２が設計値通りであることが必要とされる上述した従来技術に比べて、高い精度で被計量物の重量値を求めることができる。さらに、本第１発明によれば、各計量槽が３つの荷重検出手段によって３点で支持されるので、４つのロードセルによってホッパが支持されるという従来技術に比べて、当該支持の安定化が図られる。また、従来技術では、上述の如くいずれかのロードセルが浮き上がる現象が生じる恐れがあるが、本第１発明によれば、そのような現象は生じず、全ての荷重検出手段に対して常に適確に荷重が印加される。このこともまた、計量精度の向上に大きく貢献する。
【００３６】
第２発明においても、第１発明と同様に、それぞれの荷重検出手段による荷重検出値と、それぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置に関する重心係数と、の１次結合式に基づいて、当該被計量物の重量値が求められる。ここで、厳密に言うと、重心係数は、各被計量物の重量値によって変わるが、本第２発明によれば、当該各被計量物の重量値がどのような大きさであるとしても、比較的に高い計量精度を保つことのできる重心係数が、互いに異なる既知重量値を持つ複数のサンプル用被計量物を用いた事前の調整作業によって求められ、具体的には回帰分析法によって求められる。従って、より高い計量精度を得ることができる。
【００３７】
第３発明によれば、それぞれの荷重検出手段による荷重検出値を含む所定の演算式に基づいて、被計量物の重量値が求められる。そして、この求められた重量測定値には、被計量物の重心位置の変化に起因する誤差が含まれるものの、この誤差は、被計量物の重心位置に関連する当該被計量物の量に応じて補正される。しかも、この補正を実現するための関数式は、既知重量値を持つサンプル用被計量物を用いた事前の調整作業によって、つまり実測結果に基づいて、求められる。このように実測結果に即した関数式に基づいて誤差が補償されるので、正確な重量測定値を得ることができる。
【００３８】
第４発明によれば、それぞれの荷重検出手段による荷重検出値と、それぞれの計量槽に供給された被計量物の重心位置に関する重心係数と、の１次結合式に基づいて、当該被計量物の重量値が求められる。ここで、重心係数は、被計量物の重量値によって変わるが、本第４発明によれば、当該被計量物の重量値に応じた適正な重心係数が適用される。しかも、この適正な重心係数は、既知重量値を持つサンプル用被計量物を用いた事前の調整作業によって、つまり実測結果に基づいて、求められた基準係数を基準として、導出される。このように、実測結果に即した基準係数を基準として適正な重心係数が導出され、この適正な重心係数が適用された１次結合式に基づいて被計量物の重量値が求められるので、極めて高い計量精度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００４０】
本第１実施形態に係る２槽式計量装置は、図１に示す計量部１０と、図２に示す信号処理部２０と、によって構成されている。
【００４１】
このうち、計量部１０は、図１に示すように、概略円筒形状の２つの計量槽（ホッパ）１０２および１０４を備えている。これらの計量槽１０２および１０４は、或る鉛直面に沿う基準面１０６に関して互いに面対称となるように、概略平板状の支持台１０８上に配置されている。つまり、各計量槽１０２および１０４は、それぞれに共通の支持台１０８を介して、互いに結合（一体化）されている。なお、支持台１０８自体も、基準面１０６に関して面対称とされている。
【００４２】
各計量槽１０２および１０４は、支持台１０８と共に、３つの荷重検出手段としてのロードセル１１０，１１２および１１４によって、支持されている。具体的には、支持台１０８の一方（図１において左側）の端縁と両側縁とによって形成されている２つの角部の底面に、それぞれ概略Ｌ字状の連結部材１１６および１１８を介して、第１のロードセル（起歪体）１１０と第２のロードセル１１２との各自由端が結合されている。そして、これら２つのロードセル１１０および１１２の各固定端は、それぞれ固定基部（シャーシ）１２０に結合されている。これに対して、第３のロードセル１１４は、その自由端が、上述と同様の連結部材１２２を介して、支持台１０８の他方（図１において右側）の端縁の略中央部の底面に結合されている。そして、この第３ロードセル１１４の固定端は、上述と同様の固定基部１２４に結合されている。なお、これらのロードセル１１０，１１２および１１４は、互いに同一仕様のものである。また、図には示さないが、支持台１０８と各連結部材１１６，１１８および１２２との結合部分には、各ロードセル１１０，１１２および１１４間での力学的な相互干渉を回避するためのゴム板等の干渉防止手段が、設けられている。
【００４３】
ここで、各計量槽１０２および１０４に対して別々に被計量物１２６および１２８が供給されると、これら各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２に応じた荷重が各ロードセル１１０，１１２および１１４に分散して印加される。すると、各ロードセル（図示しない歪ゲージを含む出力回路）１１０，１１２および１１４のそれぞれは、自身に印加された荷重の大きさを表すアナログ荷重検出信号Ｐａ１，Ｐａ２およびＰｂを出力する。そして、これらのアナログ荷重検出信号Ｐａ１，Ｐａ２およびＰｂは、信号処理部２０に入力される。
【００４４】
なお、厳密に言うと、各アナログ荷重検出信号Ｐａ１，Ｐａ２およびＰｂには、各被計量物１２６および１２８による荷重Ｗ１およびＷ２の他に、各計量槽１０２，１０４，支持台１０８，各連結部材１１６，１１８および１２２等による一定の荷重成分、いわゆる初期荷重成分、も含まれる。ただし、ここでは、説明の便宜上、初期荷重成分は予め除去されているものとする。また、ここで言う各被計量物１２６および１２８としては、例えば粉状体または粒状体のものが適当であるが、これに限定されない。さらに、各被計量物１２６および１２８は、各計量槽１０２および１０４に対して、それぞれの上方から供給されるが、排出の際には、当該各計量槽１０２および１０４の底部に設けられている図示しない排出扉を介して、排出される。そして、これら各被計量物１２６および１２８の排出をスムーズ化するべく、各計量槽１０２および１０４の下側部分はテーパ状に形成されている。
【００４５】
このような計量部１０からアナログ荷重検出信号Ｐａ１，Ｐａ２およびＰｂを受け付ける信号処理部２０は、図２に示すように、互いに同一仕様の２つの増幅回路２０２および２０４を備えている。そして、このうちの一方の増幅回路２０２に、第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２からのアナログ荷重検出信号Ｐａ１およびＰａ２が、互いに合成（加算）された状態で入力される。この増幅回路２０２に入力された言わば合成アナログ荷重検出信号Ｐａ（＝Ｐａ１＋Ｐａ２）は、ここで増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路２０６に入力される。Ａ／Ｄ変換回路２０６は、入力された合成アナログ荷重検出信号Ｐａを所定のサンプリング周期ΔＴでサンプリング処理することで、合成ディジタル荷重検出信号（以下、これについてもＰａ（＝Ｐａ１＋Ｐａ２）という符号で表す。）に変換する。変換された合成ディジタル荷重検出信号Ｐａは、インタフェース回路２０８を介して、重量演算手段としてのＣＰＵ（Central
Processing Unit）２１０に入力される。なお、Ａ／Ｄ変換回路２０６によるサンプリング周期ΔＴは、数［ｍｓ］程度が適当であり、例えば１［ｍｓ］とされる。
【００４６】
これに対して、他方の増幅回路２０４には、第３ロードセル１１４からのアナログ荷重検出信号Ｐｂが入力される。この増幅回路２０４に入力されたアナログ荷重検出信号Ｐｂは、ここで増幅された後、上述と同一仕様のＡ／Ｄ変換回路２１２に入力される。Ａ／Ｄ変換回路２１２は、入力されたアナログ荷重検出信号Ｐｂをディジタル荷重検出信号（以下、これについてもＰｂという符号で表す。）に変換する。この変換後のディジタル荷重検出信号Ｐｂもまた、インタフェース回路２０８を介して、ＣＰＵ２１０に入力される。
【００４７】
ＣＰＵ２１０は、インタフェース回路２０８経由で入力された各ディジタル荷重検出信号ＰａおよびＰｂに従う荷重検出値（以下、これらについてもＰａ（＝Ｐａ１＋Ｐｂ２）およびＰｂという符号で表す。）に基づいて、後述する演算を行うことで、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２を個別に求め、つまり重量測定値Ｗ１’（≒Ｗ１）およびＷ２’（≒Ｗ２）を求める。そして、求めた重量測定値Ｗ１’およびＷ２’を、表示手段としてのディスプレイ２１４に表示する。
【００４８】
なお、ディスプレイ２１４は、インタフェース回路２０８を介して、ＣＰＵ２１０に接続されている。また、ＣＰＵ２１０には、これに各種命令を入力するための命令入力手段としての操作キー２１６も、当該インタフェース回路２０８を介して、接続されている。さらに、ＣＰＵ２１０には、記憶手段としてのメモリ回路２１８も接続されており、このメモリ回路２１８には、ＣＰＵ２１０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。
【００４９】
さて、今、図３に示すように、各計量槽１０２および１０４を含む支持台１０８上に、Ｘ軸とＹ軸とから成る２次元の直交座標が設定されている、と仮定する。具体的には、第１ロードセル１１０による支持点１ａが、原点Ｏとされる。そして、この原点Ｏを通り、かつ、支持台１０８の側縁と平行を成して延伸する直線が、Ｘ軸とされる。さらに、原点Ｏにおいて当該Ｘ軸と直交する直線が、Ｙ軸とされる。なお、Ｙ軸は、第２ロードセル１１２による支持点をも通る。
【００５０】
このような直交座標上において、例えば一方の計量槽、言わば第１計量槽１０２、に供給されている被計量物１２６の重心位置Ｇ１が、（ｘ１，ｙ１）という座標点にある、と仮定する。そして、他方の言わば第２計量槽１０４に供給されている被計量物１２８の重心位置Ｇ２が、（ｘ２，ｙ２）という座標点にある、と仮定する。この場合、第１ロードセル１１０に印加される荷重Ｗａ１は、次の式３のように表される。なお、この式３において、Ｓｘは、Ｘ軸方向における原点Ｏから第３ロードセル１１４による支持点１ｂまでの距離であり、Ｓｙは、Ｙ軸方向における原点Ｏから第２ロードセル１１２による支持点２ａまでの距離である。
【００５１】
《式３》
Ｗａ１＝｛（Ｓｘ−ｘ１）／Ｓｘ｝・｛（Ｓｙ−ｙ１）／Ｓｙ｝・Ｗ１＋｛（Ｓｘ−ｘ２）／Ｓｘ｝・｛（Ｓｙ−ｙ２）／Ｓｙ｝・Ｗ２
【００５２】
これと同様に、第２ロードセル１１２に印加される荷重Ｗａ２は、次の式４のように表され、第３ロードセル１１４に印加される荷重Ｗｂは、式５のように表される。
【００５３】
《式４》
Ｗａ２＝｛（Ｓｘ−ｘ１）／Ｓｘ｝・｛ｙ１／Ｓｙ｝・Ｗ１＋｛（Ｓｘ−ｘ２）／Ｓｘ｝・｛ｙ２／Ｓｙ｝・Ｗ２
【００５４】
《式５》
Ｗｂ＝｛ｘ１／Ｓｘ｝・Ｗ１＋｛ｘ２／Ｓｘ｝・Ｗ２
【００５５】
さらに、第１ロードセル１１０に印加される荷重Ｗａ１と第２ロードセル１１２に印加される荷重Ｗａ２とを合成すると、その合成荷重Ｗａは、次の式６のようになる。
【００５６】
《式６》
Ｗａ＝Ｗａ１＋Ｗａ２
＝｛（Ｓｘ−ｘ１）／Ｓｘ｝・Ｗ１＋｛（Ｓｘ−ｘ２）／Ｓｘ｝・Ｗ２
【００５７】
ここで、式５および式６は同時に成立するので、これら式５および式６に含まれる各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２を変数とすると、当該式５および式６から成る連立方程式を解くことで、次の式７および式８が導き出される。
【００５８】
《式７》
Ｗ１＝α１・Ｗａ＋α２・Ｗｂ
【００５９】
《式８》
Ｗ２＝β１・Ｗａ＋β２・Ｗｂ
【００６０】
なお、これらの式７および式８において、α１，α２，β１およびβ２は、係数であり、それぞれ次の式９〜式１２によって表される。
【００６１】
《式９》
α１＝−ｘ２／（ｘ１−ｘ２）
【００６２】
《式１０》
α２＝（Ｓｘ−ｘ２）／（ｘ１−ｘ２）
【００６３】
《式１１》
β１＝ｘ１／（ｘ１−ｘ２）
【００６４】
《式１２》
β２＝−（Ｓｘ−ｘ１）／（ｘ１−ｘ２）
【００６５】
つまり、式７によれば、第１計量槽１０２に供給されている被計量物１２６の重量値Ｗ１は、第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２に印加される合成荷重Ｗａにα１という一種の重み係数を乗じた値（＝α１・Ｗａ）と、第３ロードセル１１４に印加される荷重Ｗｂにα２という重み係数を乗じた値（＝α２・Ｗｂ）と、の総和（＝α１・Ｗａ＋α２・Ｗｂ）に等しい、という関係になる。これは、第１計量槽１０２に供給されている被計量物１２６による荷重Ｗ１が、各重み係数α１およびα２に応じた比率で各ロードセル１１０，１１２および１１４に分散して印加される、という思想による。
【００６６】
また、式９および式１０から分かるように、各重み係数α１およびα２は、ｘ１，ｘ２およびＳｘという各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２に関する要素（詳しくは各ロードセル１１０，１１２および１１４による支持点１ａ，２ａおよび１ｂに対する各重心位置Ｇ１およびＧ２の相対的な距離）のみで構成されている。要するに、各重み係数α１およびα２は、各重心位置Ｇ１およびＧ２によって決まる一種の重心係数である、と言える。また、別の観点から見れば、各重心位置Ｇ１およびＧ２は、各計量槽１０２および１０４の形状や寸法、当該各計量槽１０２および１０４に対する各ロードセル１１０，１１２および１１４（支持点１ａ，２ａおよび１ｂ）の位置関係等、を含む計量部１０全体の構造的な特性によって決まるので、各重心係数α１およびα２は、当該計量部１０全体の構造的な特性を総合的に反映した係数でもある。なお、図３に示した座標においては、第１ロードセル１１０による支持点１１と第２ロードセル１１２のよる支持点２ａとがＹ軸上にあり、また、これら第１ロードセル１１０と第２ロードセル１１２とは言わば一対として取り扱われるので、各重心係数α１およびα２には、Ｙ軸方向の要素ｙ１，ｙ２およびＳｙは含まれない。
【００６７】
これと同様に、上述の式８によれば、第２計量槽１０４に供給されている被計量物１２８の重量値Ｗ２は、第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２に印加される合成荷重Ｗａにβ１という重み係数を乗じた値（＝β１・Ｗａ）と、第３ロードセル１１４に印加される荷重Ｗｂにβ２という重み係数を乗じた値（＝β２・Ｗｂ）と、の総和に等しい（＝β１・Ｗａ＋β２・Ｗｂ）、という関係になる。そして、式１１および式１２から分かるように、各重み係数β１およびβ２は、ｘ１，ｘ２およびＳｘという各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２に関する要素のみによって決まる重心係数である、と言える。なお、これらの重心係数β１およびβ２にも、Ｙ軸方向の要素ｙ１，ｙ２およびＳｙは含まれない。
【００６８】
さらに、各ロードセル１１０，１１２および１１４について、いわゆるオフセット調整およびスパン調整が正確に成されているとすると、上述の式７および式８は、次の式１３および式１４のように表すことができる。
【００６９】
《式１３》
Ｗ１＝α１・Ｐａ＋α２・Ｐｂ
【００７０】
《式１４》
Ｗ２＝β１・Ｐａ＋β２・Ｐｂ
【００７１】
これらの式１３および式１４から分かるように、各重心係数α１，α２，β１およびβ２が判明すれば、当該式１３および式１４に基づいて、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２を個別に求めることができる。そこで、本第１実施形態では、これらの重心係数α１，α２，β１およびβ２を正確に求めるべく、次のようにして事前の調整作業が行われる。
【００７２】
まず、最初に、各被計量物１２６および１２８を模擬した２つのサンプル用被計量物（以下、単にサンプルと言う。）が、用意される。このうちの一方は、第１計量槽１０２用であり、その重量値Ｗｓ１は、当該第１計量槽１０２の最大収容重量値（定格容量）Ｗ１ｍａｘ以下とされ、例えば当該最大収容重量値Ｗ１ｍａｘの約半分（Ｗｓ１≒Ｗ１ｍａｘ／２）とされる。そして、他方は、第２計量槽１０４用であり、その重量値Ｗｓ２は、当該第２計量槽１０４の最大収容重量値Ｗ２ｍａｘ以下とされ、例えば当該最大収容重量値Ｗ２ｍａｘの約半分（Ｗｓ２≒Ｗ２ｍａｘ／２）とされる。なお、これらのサンプルは、各被計量物１２６および１２８と同じ材料によって形成されるのが、望ましい。
【００７３】
そして、第１計量槽１０２に、当該第１計量槽１０２用のサンプルが供給されると共に、第２計量槽１０４に、当該第２計量槽１０４用のサンプルが供給される。そして、このときに得られる第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２による合成荷重検出値Ｐａが、Ｐａ＝Ｐａ［１］であり、第３ロードセル１１４による荷重検出値Ｐｂが、Ｐｂ＝Ｐｂ［１］である、とすると、上述の式１３および式１４に基づいて、次の式１５および式１６が成立する。
【００７４】
《式１５》
Ｗｓ１＝α１・Ｐａ［１］＋α２・Ｐｂ［１］
【００７５】
《式１６》
Ｗｓ２＝β１・Ｐａ［１］＋β２・Ｐｂ［１］
【００７６】
次に、各計量槽１０２および１０４の一方、例えば第１計量槽１０２については、そのままの状態で、他方の第２計量槽１０４については、サンプルが排出され、つまり空（カラ）とされる。そして、このとき得られる第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２による合成荷重検出値Ｐａが、Ｐａ＝Ｐａ［２］であり、第３ロードセル１１４による荷重検出値Ｐｂが、Ｐｂ＝Ｐｂ［２］である、とすると、上述と同様に、式１３および式１４に基づいて、次の式１７および式１８が成立する。
【００７７】
《式１７》
Ｗｓ１＝α１・Ｐａ［２］＋α２・Ｐｂ［２］
【００７８】
《式１８》
０＝β１・Ｐａ［２］＋β２・Ｐｂ［２］
【００７９】
これらの式１５〜式１８に注目すると、このうちの式１５および式１７から成る連立方程式を解くことで、当該式１５および式１７に含まれる２つの重心係数α１およびα２が求められる。そして、式１６および式１８から成る連立方程式を解くことで、当該式１６および式１８に含まれる２つの重心係数β１およびβ２が求められる。
【００８０】
このようにして各重心係数α１，α２，β１およびβ２が求められたことをもって、事前の調整作業が終了する。なお、求められた各重心係数α１，α２，β１およびβ２は、図２に示したメモリ回路２１８に記憶される。
【００８１】
この調整作業の終了後、実際の計量作業が行われる。即ち、当該調整作業において求められた各重心係数α１，α２，β１およびβが、上述の式１３および式１４に適用され、厳密には当該式１３および式１４に準拠する次の式１９および式２０に適用される。そして、これらの式１９および式２０に基づいて、各被計量物１２６および１２８の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が求められる。
【００８２】
《式１９》
Ｗ１’＝α１・Ｐａ＋α２・Ｐｂ
【００８３】
《式２０》
Ｗ２’＝β１・Ｐａ＋β２・Ｐｂ
【００８４】
以上のように、本第１実施形態によれば、各ロードセル１１０，１１２および１１４による荷重検出値Ｐａ（＝Ｐａ１＋Ｐａ２）およびＰｂと、各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２によって決まる各重心係数α１，α２，β１およびβ２と、の１次結合式である式１９および式２０に基づいて、当該各被計量物１２６および１２８の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が個別に求められる。しかも、各重心係数α１，α２，β１およびβ２は、Ｗｓ１およびＷｓ２という既知重量値を持つサンプルを用いた事前の調整作業によって実測されるので、各被計量物１２６および１２８の実際の重心位置Ｇ１およびＧ２を反映したものとなり、言い換えれば、当該重心位置Ｇ１およびＧ２を含む実機全体の構造的な特性を反映したものとなる。従って、種々の寸法値Ｌ，ａ１およびａ２が設計値通りであることが必要とされる上述した従来技術に比べて、高い精度で各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２（重量測定値Ｗ１’およびＷ２’）を求めることができる。
【００８５】
さらに、本第１実施形態によれば、各計量槽１２６および１２８が３つのロードセル１１０，１１２および１１４によって３点で支持されるので、４つのロードセルによってホッパが支持されるという従来技術に比べて、当該支持の安定化が図られる。また、従来技術では、上述の如くいずれかのロードセルの着力点が浮き上がる現象が生じる恐れがあるが、本第１実施形態によれば、そのような現象は生じず、全てのロードセル１１０，１１２および１１４に対して常に適確に荷重が印加される。このこともまた、計量精度の向上に大きく貢献する。
【００８６】
次に、本発明の第２実施形態について、説明する。
【００８７】
本第２実施形態においても、事前の調整作業によって、上述した各重心係数α１，α２，β１およびβ２が求められる。ただし、本第２実施形態では、第１実施形態よりも数多くのサンプルが用いられる。
【００８８】
即ち、各重心係数α１，α２，β１およびβ２は、上述したように各計量槽１０２および１０４内における各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２を反映するものであるが、厳密に言うと、当該各重心位置Ｇ１およびＧ２は、各計量槽１０２および１０４内における各被計量物１２６および１２８の量（供給量）によって変わり、言い換えれば当該各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２によって変わる。そうすると、第１実施形態の要領で各重心係数α１，α２，β１およびβ２が求められたとしても、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２によっては、当該各重心係数α１，α２，β１およびβ２が不適切となることがあり、これは当然に計量精度の低下を招く。そこで、本第２実施形態においては、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２がどのような大きさであるとしても、比較的に高い計量精度を保つことのできる各重心係数α１，α２，β１およびβ２が、次のようにして求められる。
【００８９】
まず、第１計量槽１０２用のサンプルとして、Ｗｓ１［１］，Ｗｓ１［２］，…，Ｗｓ１［Ｋ］という互いに異なる既知重量値（ただしＷｓ１［１］＜Ｗｓ１［２］＜…＜Ｗｓ１［Ｋ］）を持つＫ個のものが、用意される。なお、これらのサンプルの重量値Ｗｓ１［１］，Ｗｓ１［２］，…，Ｗｓ１［Ｋ］のうち、最小の重量値Ｗｓ１［１］は、例えばゼロに近い値（Ｗｓ１［１］≒０）とされ、最大の重量値Ｗｓ１［Ｋ］は、例えば第１計量槽１０２の最大収容重量値Ｗ１ｍａｘと等価（Ｗｓ１［Ｋ］＝Ｗ１ｍａｘ）とされる。これ以外の各重量値Ｗｓ１［２］〜Ｗｓ１［Ｋ−１］は、最小重量値Ｗｓ１［１］と最大重量値Ｗｓ１［Ｋ］との間を略等間隔に分割した値とされる。
【００９０】
これと同様に、第２計量槽１０４用のサンプルとして、Ｗｓ２［１］，Ｗｓ２［２］，…，Ｗｓ２［ｋ］という互いに異なる既知重量値（ただしＷｓ２［１］＜Ｗｓ２［２］＜…＜Ｗｓ２［Ｋ］）を持つＫ個のものが、用意される。そして、これらのサンプルの重量値Ｗｓ２［１］，Ｗｓ２［２］，…，Ｗｓ２［Ｋ］のうち、最小の重量値Ｗｓ２［１］は、ゼロに近い値（Ｗｓ２［１］≒０）とされ、最大の重量値Ｗｓ２［Ｋ］は、第２計量槽１０４の最大収容重量値Ｗ２ｍａｘと等価（Ｗｓ２［Ｋ］＝Ｗ２ｍａｘ）とされ、これ以外の各重量値Ｗｓ２［２］〜Ｗｓ２［Ｋ−１］は、最小重量値Ｗｓ２［１］と最大重量値Ｗｓ２［Ｋ］との間を略等間隔に分割した値とされる。
【００９１】
さらに、上述の式１９に基づいて求められた第１計量槽１０２内の被計量物１２６の重量測定値Ｗ１’は、当該被計量物１２６の真の重量値Ｗ１に対して、ΔＷ１という誤差を有するものと仮定して、次の式２１が立てられる。
【００９２】
《式２１》
ΔＷ１＝Ｗ１−Ｗ１’＝Ｗ１−（α１・Ｐａ＋α２・Ｐｂ）
【００９３】
これと同様に、上述の式２０に基づいて求められた第２計量槽１０４内の被計量物１２８の重量測定値Ｗ２’は、当該被計量物１２８の真の重量値Ｗ２に対して、ΔＷ２という誤差を有するものと仮定して、次の式２２が立てられる。
【００９４】
《式２２》
ΔＷ２＝Ｗ２−Ｗ２’＝Ｗ２−（β１・Ｐａ＋β２・Ｐｂ）
【００９５】
このような準備が成された上で、第１計量槽１０２に、最小重量値Ｗｓ１［１］のサンプルが供給されると共に、第２計量槽１０４にも、最小重量値Ｗｓ２［１］のサンプルが供給される。そして、このときに得られる第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２による合成荷重検出値Ｐａが、Ｐａ＝Ｐａ［１］であり、第３ロードセル１１４による荷重検出値Ｐｂが、Ｐｂ＝Ｐｂ［１］である、とする。すると、式２１および式２２に基づいて、このときの誤差ΔＷ１［１］およびΔＷ２［１］が、次の式２３および式２４のように表される。
【００９６】
《式２３》
ΔＷ１［１］＝Ｗｓ１［１］−（α１・Ｐａ［１］＋α２・Ｐｂ［１］）
【００９７】
《式２４》
ΔＷ２［１］＝Ｗｓ２［１］−（β１・Ｐａ［１］＋β２・Ｐｂ［１］）
【００９８】
これと同じ要領で、第１計量槽１０２に、残りのサンプルが重量値Ｗｓ１［ｋ］（ｋ＝２〜Ｋ）の小さいものから順次１つずつ供給されると共に、第２計量槽１０４にも、残りのサンプルが重量値Ｗｓ２［ｋ］（ｋ＝２〜Ｋ）の小さいものから順次１つずつ供給される。そして、その都度得られる第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２による合成荷重検出値Ｐａが、Ｐａ＝Ｐａ［ｋ］であり、第３ロードセル１１４による荷重検出値Ｐｂが、Ｐｂ＝Ｐｂ［ｋ］である、とする。すると、その都度の誤差ΔＷ１［ｋ］およびΔＷ２［ｋ］が、次の式２５および２６のように表される。
【００９９】
《式２５》
ΔＷ１［ｋ］＝Ｗｓ１［ｋ］−（α１・Ｐａ［ｋ］＋α２・Ｐｂ［ｋ］）
ｗｈｅｒｅ  ｋ＝２〜Ｋ
【０１００】
《式２６》
ΔＷ２［ｋ］＝Ｗｓ２［ｋ］−（β１・Ｐａ［ｋ］＋β２・Ｐｂ［ｋ］）
ｗｈｅｒｅ  ｋ＝２〜Ｋ
【０１０１】
ここで、式２３および式２５によって表される誤差ΔＷ１［ｋ］（ｋ＝１〜Ｋ）の２乗の総和をＥ１とすると、この２乗誤差の総和Ｅ１は、次の式２７で表される。
【０１０２】
《式２７》
Ｅ１＝Σ（ΔＷ１［ｋ］）２      ｗｈｅｒｅ  ｋ＝２〜Ｋ
【０１０３】
これと同様に、式２４および式２６によって表される誤差ΔＷ２［ｋ］（ｋ＝１〜Ｋ）の２乗の総和をＥ２とすると、この２乗誤差の総和Ｅ２は、次の式２８で表される。
【０１０４】
《式２８》
Ｅ２＝Σ（ΔＷ２［ｋ］）２      ｗｈｅｒｅ  ｋ＝２〜Ｋ
【０１０５】
つまり、これらの２乗誤差の総和Ｅ１およびＥ２が最小になるような各重心係数α１，α２，β１およびβ２が求められれば、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２がどのような大きさであるとしても、比較的に高い計量精度を保つことができる。例えば、式２７で表される２乗誤差の総和Ｅ１に関して、次の式２９および式３０で表される２つの偏微分方程式が立てられる。
【０１０６】
《式２９》
∂Ｅ１／∂α１＝０
【０１０７】
《式３０》
∂Ｅ１／∂α２＝０
【０１０８】
そして、これらの式２９および式３０を連立して解くことで、当該式２９および式３０に含まれるα１およびα２という２つの重心係数が求められる。具体的には、α１という重心係数は、次の式３１によって求められ、α３という重心係数α２は、式３２によって求められる。
【０１０９】
《式３１》
α１＝［ΣＰｂ［ｋ］２・Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｗｓ１［ｋ］）−Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｐｂ［ｋ］）・Σ（Ｐｂ［ｋ］・Ｗｓ１［ｋ］）］／［ΣＰａ［ｋ］２・ΣＰｂ［ｋ］２−｛Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｐｂ［ｋ］）｝２］
ｗｈｅｒｅ  ｋ＝１〜Ｋ
【０１１０】
《式３２》
α２＝［ΣＰａ［ｋ］２・Σ（Ｐｂ［ｋ］・Ｗｓ１［ｋ］）−Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｐｂ［ｋ］）・Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｗｓ１［ｋ］）］／［ΣＰａ［ｋ］２・ΣＰｂ［ｋ］２−｛Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｐｂ［ｋ］）｝２］
ｗｈｅｒｅ  ｋ＝１〜Ｋ
【０１１１】
これと同様に、上述の式２８で表される２乗誤差の総和Ｅ２に関して、次の式３３および式３４で表される２つの偏微分方程式が立てられる。
【０１１２】
《式３３》
∂Ｅ２／∂β１＝０
【０１１３】
《式３４》
∂Ｅ２／∂β２＝０
【０１１４】
そして、これらの式３３および式３４を連立して解くことで、当該式３３および式３４に含まれる残り２つの重心係β１およびβ２数が求められる。具体的には、一方の重心係数β１は、次の式３５によって求められ、他方の重心係数β２は、式３６によって求められる。
【０１１５】
《式３５》
β１＝［ΣＰｂ［ｋ］２・Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｗｓ２［ｋ］）−Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｐｂ［ｋ］）・Σ（Ｐｂ［ｋ］・Ｗｓ２［ｋ］）］／［ΣＰａ［ｋ］２・ΣＰｂ［ｋ］２−｛Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｐｂ［ｋ］）｝２］
ｗｈｅｒｅ  ｋ＝１〜Ｋ
【０１１６】
《式３６》
β２＝［ΣＰａ［ｋ］２・Σ（Ｐｂ［ｋ］・Ｗｓ２［ｋ］）−Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｐｂ［ｋ］）・Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｗｓ２［ｋ］）］／［ΣＰａ［ｋ］２・ΣＰｂ［ｋ］２−｛Σ（Ｐａ［ｋ］・Ｐｂ［ｋ］）｝２］
ｗｈｅｒｅ  ｋ＝１〜Ｋ
【０１１７】
このようにして求められた各重心係数α１，α２，β１およびβ２は、図２に示したメモリ回路２１８に記憶される。これをもって、事前の調整作業が終了する。
【０１１８】
この調整作業の終了後、第１実施形態と同じ要領で、実際の計量作業が行われる。即ち、当該調整作業で求められた各重心係数α１，α２，β１およびβが、上述の式１９および式２０に適用され、これらの式１９および式２０に基づいて、各被計量物１２６および１２８の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が求められる。
【０１１９】
以上のように、本第２実施形態によれば、上述の式１３および式１４（式１９および式２０）を回帰式とするいわゆる最小２乗法によって各重心係数α１，α２，β１およびβ２が求められる。つまり、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２がどのような大きさであるとしても、比較的に高い計量精度を保つことのできる各重心係数α１，α２，β１およびβ２が求められる。言い換えれば、常に比較的に高い計量精度を得ることができる。
【０１２０】
なお、本第２実施形態においては、各重心係数α１，α２，β１およびβ２を求めるのに最小２乗法を用いたが、これ以外の回帰分析法を採用してもよい。また、第１計量槽１０２用のサンプルの重量値Ｗｓ１［ｋ］と第２計量槽１０４用のサンプルの重量値Ｗｓ２［ｋ］とは、互いに同じであってもよいし、そうでなくてもよい。
【０１２１】
次に、本発明の第３実施形態について、説明する。
【０１２２】
本第３実施形態は、第１実施形態および第２実施形態のいずれかを前提とし、これら第１実施形態および第２実施形態のいずれかにおいて上述の式１９および式２０に基づいて求められた重量測定値Ｗ１’およびＷ２’に適宜の処理を施すことで、より高い計量精度を得るものである。
【０１２３】
即ち、上述したように、第１実施形態の要領で求められた各重心係数α１，α２，β１およびβ２は、各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２が変化することによって不適切となることがあり、当該重心位置Ｇ１およびＧ２は、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２によって変わる。第２実施形態においても、各重心係数α１，α２，β１およびβ２が言わば一義的に求められる以上、これら各重心係数α１，α２，β１およびβ２は、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２によっては多少なりとも不適切となることがある。要するに、第１実施形態および第２実施形態のいずれにおいても、上述の式１９および式２０に基づいて求められた重量測定値Ｗ１’およびＷ２’は、誤差を含むことがある。本第３実施形態では、この誤差を補償するための処理が成される。
【０１２４】
まず、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２が変わり、これに伴い、当該各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２が変わる、と仮定する。この場合、各ロードセル１１０，１１２および１１４に印加される荷重Ｗａ１，Ｗａ２およびＷｂも変化するが、これら荷重Ｗａ１，Ｗａ２およびＷｂの総和Ｗａ１＋Ｗａ２＋Ｗｂ（＝Ｗａ＋Ｗｂ）と、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２の総和Ｗ１＋Ｗ２とは、互いに等しい。言い換えれば、各被計量物１２６および１２８の真の重量値Ｗ１およびＷ２の総和Ｗ１＋Ｗ２に対する各ロードセル１１０，１１２および１１４による荷重検出値Ｐａ１，Ｐａ２およびＰｂの総和Ｐａ１＋Ｐａ２＋Ｐｂ（＝Ｐａ＋Ｐｂ）の誤差は、常にゼロになる。従って、上述の如く各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２が変わり、これによって各重量測定値Ｗ１’およびＷ２’に誤差が生じたとしても、この誤差の総和もまた、常にゼロになる。
【０１２５】
そうすると、例えば、第１計量槽１０２内の被計量物１２６の重心位置Ｇ１が変わることによって、当該被計量物１２６についての重量測定値Ｗ１’にｄＷ１という誤差が生じる、とすると、第２計量槽１０４内の被計量物１２８についての重量測定値Ｗ２’には−ｄＷ１という誤差が生じる、と考えられる。これと同様に、第２計量槽１０４内の被計量物１２８の重心位置Ｇ２が変わることによって、当該被計量物１２８についての重量測定値Ｗ２’にｄＷ２という誤差が生じる、とすると、第２計量槽１０４内の被計量物１２８についての重量測定値Ｗ２’には−ｄＷ２という誤差が生じる、と考えられる。つまり、各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２が変わることによって生じる誤差ｄＷ１およびｄＷ２は、互いの重量測定値Ｗ１’およびＷ２’に影響し合う。ゆえに、各被計量物１２６および１２８の真の重量値Ｗ１およびＷ２は、次の式３７および式３８で表される。
【０１２６】
《式３７》
Ｗ１＝Ｗ１’−ｄＷ１＋ｄＷ２
【０１２７】
《式３８》
Ｗ２＝Ｗ２’＋ｄＷ１−ｄＷ２
【０１２８】
これらの式３７および式３８から分かるように、各誤差ｄＷ１およびｄＷ２が判明すれば、当該式３７および式３８に基づいて、当該各誤差ｄＷ１およびｄＷ２を補償することができ、ひいては各被計量物１２６および１２８の真の重量値Ｗ１およびＷ２をより正確に求めることができる。また、各誤差ｄＷ１およびｄＷ２のうち、第１計量槽１０２内の被計量物１２６の重心位置Ｇ１が変わることに起因する誤差ｄＷ１は、当該被計量物１２６の重量値Ｗ１の関数ｆ（Ｗ１）として表すことができる。これと同様に、第２計量槽１０４内の被計量物１２８の重心位置Ｇ２が変わることに起因する誤差ｄＷ２は、当該被計量物１２８の重量値Ｗ２の関数ｆ（Ｗ２）として表すことができる。そして、これらの関数式ｆ（Ｗ１）およびｆ（Ｗ２）を導き出すために、本第３実施形態においても、事前の調整作業が行われる。
【０１２９】
本第３実施形態における事前の調整作業においては、Ｗｓ［１］，Ｗｓ［２］，…，Ｗｓ［Ｋ］という互いに異なる既知重量値（ただしＷｓ［１］＜Ｗｓ［２］＜…＜Ｗｓ［Ｋ］）を持つＫ個のサンプルが、用意される。なお、これらのサンプルは、各計量槽１０２および１０４に共通のものであってもよいし、それぞれに専用のものであってもよいが、ここでは、当該各計量槽１０２および１０４に共通のものとする。また、各サンプルの重量値Ｗｓ［１］，Ｗｓ［２］，…，Ｗｓ［Ｋ］のうち、最小の重量値Ｗｓ［１］は、例えばゼロに近い値（Ｗｓ［１］≒０）とされ、最大の重量値Ｗｓ［Ｋ］は、例えば各計量槽１０２および１０４の一方の最大収容重量値Ｗ１ｍａｘまたはＷ２ｍａｘと等価（Ｗｓ［Ｋ］＝Ｗ１ｍａｘまたはＷｓ［Ｋ］＝Ｗ２ｍａｘ）とされる。これ以外の各重量値Ｗｓ［２］〜Ｗｓ［Ｋ−１］は、最小重量値Ｗｓ［１］と最大重量値Ｗｓ［Ｋ］との間を略等間隔に分割した値とされる。
【０１３０】
このようなサンプルが用意された上で、まず、第２計量槽１０４については空とされ、第１計量槽１０２のみに各サンプルが重量値Ｗｓ［ｋ］（ｋ＝１〜Ｋ）の小さいものから順次１つずつ供給される。そして、その都度、上述した式１９に基づいて、Ｗ１’［ｋ］という重量測定値Ｗ１’が得られる、とする。そして、この重量測定値Ｗ１’［ｋ］が次の式３９に代入されることで、それぞれのサンプルの真の重量値Ｗｓ［ｋ］に対する誤差ｄＷ１［ｋ］が求められる。
【０１３１】
《式３９》
ｄＷ１［ｋ］＝Ｗ１’［ｋ］−Ｗｓ［ｋ］
【０１３２】
その一方で、第１計量槽１０２内の被計量物１２６の重心位置Ｇ１が変わることに起因する誤差ｄＷ１の関数式ｆ（Ｗ１）が、次の式４０のような２次関数式として定義される。なお、この式４０において、Ｑ１１，Ｑ１２およびＱ１３は、定数である。
【０１３３】
《式４０》
ｄＷ１＝ｆ（Ｗ１）＝Ｑ１１・（Ｗ１＋Ｑ１２）２＋Ｑ１３
【０１３４】
ただし、この式４０において、被計量物１２６の重量値Ｗ１は未知であるので、これに代えて重量測定値Ｗ１’を用いた次の式４１によって、当該誤差ｄＷ１が定義される。
【０１３５】
《式４１》
ｄＷ１＝ｆ（Ｗ１’）＝Ｑ１１・（Ｗ１’＋Ｑ１２）２＋Ｑ１３
【０１３６】
そして、この式４１を回帰式として、例えば最小２乗法によって各定数Ｑ１１，Ｑ１２およびＱ１３が求められることで、当該式４１が完成する。
【０１３７】
これと同じ要領で、第２計量槽１０４内の被計量物１２８の重心位置Ｇ２が変わることに起因する誤差ｄＷ２の関数式ｆ（Ｗ２）が導き出される。具体的には、第１計量槽１０２が空とされ、第２計量槽１０４のみに各サンプルが重量値Ｗｓ［ｋ］の小さいものから順次１つずつ供給される。そして、その都度、上述した式２０に基づいて、Ｗ２’［ｋ］という重量測定値Ｗ２’が得られる、とする。そして、この重量測定値Ｗ２’［ｋ］が次の式４２に代入されることで、それぞれのサンプルの真の重量値Ｗｓ［ｋ］に対する誤差ｄＷ２［ｋ］が求められる。
【０１３８】
《式４２》
ｄＷ２［ｋ］＝Ｗ２’［ｋ］−Ｗｓ［ｋ］
【０１３９】
その一方で、第２計量槽１０４内の被計量物１２８の重心位置Ｇ２が変わることに起因する誤差ｄＷ２の関数式ｆ（Ｗ２）が、次の式４３のように定義される。なお、この式４３において、Ｑ２１，Ｑ２２およびＱ２３は、定数である。
【０１４０】
《式４３》
ｄＷ２＝ｆ（Ｗ２）＝Ｑ２１・（Ｗ２＋Ｑ２２）２＋Ｑ２３
【０１４１】
ただし、この式４３においても、被計量物１２８の重量値Ｗ２は未知であるので、これに代えて重量測定値Ｗ２’を用いた次の式４４によって、当該誤差ｄＷ２が定義される。
【０１４２】
《式４４》
ｄＷ２＝ｆ（Ｗ２’）＝Ｑ２１・（Ｗ２’＋Ｑ２２）２＋Ｑ２３
【０１４３】
そして、この式４４を回帰式として、例えば最小２乗法によって各定数Ｑ２１，Ｑ２２およびＱ２３が求められることで、当該式４４が完成する。
【０１４４】
このようにして各誤差ｄＷ１およびｄＷ２を求めるための関数式ｆ（Ｗ１’）およびｆ（Ｗ２’）が導き出されることで、事前の調整作業が終了する。なお、導き出された関数式ｆ（Ｗ１’）およびｆ（Ｗ２’）は、図２に示したメモリ回路２１８に記憶される。
【０１４５】
そして、実際の計量作業においては、まず、上述した式１９および式２０に基づいて、各被計量物１２６および１２８についての重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が求められる。そして、これらの重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が、それぞれ式４１および式４４に示した関数式ｆ（Ｗ１’）およびｆ（Ｗ２’）に代入されることで、当該各重量測定値Ｗ１’およびＷ２’に応じた誤差ｄＷ１およびｄＷ２が求められる。さらに、これらの誤差ｄＷ１およびｄＷ２が、式３７および式３８に代入されることで、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２がより正確に求められる。厳密には、当該式３７および式３８に準拠する次の式４５および式４６に基づいて、各誤差ｄＷ１およびｄＷ２が補償された補償後重量測定値Ｗ１”およびＷ２”が求められる。
【０１４６】
《式４５》
Ｗ１”＝Ｗ１’−ｄＷ１＋ｄＷ２
【０１４７】
《式４６》
Ｗ２”＝Ｗ２’＋ｄＷ１−ｄＷ２
【０１４８】
以上のように、本第３実施形態によれば、各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２が変わることに起因する誤差ｄＷ１およびｄＷ２が補償された補償後重量測定値Ｗ１”およびＷ２”が求められる。しかも、当該誤差ｄＷ１およびｄＷ２を求めるための上述した式４１および式４４で表される関数式ｆ（Ｗ１’）およびｆ（Ｗ２’）は、既知重量値Ｗｓ［ｋ］を持つＫ個のサンプルを用いた事前の調整作業によって、つまり実測結果に基づいて、導き出される。従って、このような誤差補償が成されない第１実施形態および第２実施形態に比べて、より高い計量精度を得ることができる。
【０１４９】
なお、本第３実施形態においては、各誤差ｄＷ１およびｄＷ２を求めるための関数式ｆ（Ｗ１’）およびｆ（Ｗ２’）を、式４１および式４４（式４０および式４３）に示したような２次関数式として定義したが、これ以外の関数式、例えば１次関数式や３次以上の高次関数式、として定義してもよい。また、この関数式ｆ（Ｗ１’）およびｆ（Ｗ２’）を完成させるために最小２乗法を採用したが、これ以外の回帰分析法を採用してもよい。
【０１５０】
さらに、各誤差ｄＷ１およびｄＷ２を、各被計量物１２６および１２８についての重量測定値Ｗ１’およびＷ２’の関数ｆ（Ｗ１’）およびｆ（Ｗ２’）としたが、これに限らない。例えば、当該各誤差ｄＷ１およびｄＷ２を、各被計量物１２６および１２８の体積値の関数としてもよい。つまり、当該各被計量物１２６および１２８の体積値を、それぞれＶ１およびＶ２とすると、これらの体積値Ｖ１およびＶ２を計測するための手段、例えば流量計、を設け、その計測結果Ｖ１およびＶ２を変数とする関数ｆ（Ｖ１）およびｆ（Ｖ２）として、各誤差ｄＷ１およびｄＷ２を規定してもよい。また、各被計量物１２６および１２８の高さ寸法（嵩）の関数として、各誤差ｄＷ１およびｄＷ２を規定してもよい。つまり、各被計量物１２６および１２８の高さ寸法を、それぞれＨ１およびＨ２とすると、これらの高さ寸法Ｈ１およびＨ２を計測するための手段、例えばレベル計、を設け、その計測結果Ｈ１およびＨ２を変数とする関数ｆ（Ｈ１）およびｆ（Ｈ２）として、当該各誤差ｄＷ１およびｄＷ２を規定してもよい。
【０１５１】
次に、本発明の第４実施形態について、図４および図５を加えて説明する。
【０１５２】
上述したように、各重心係数α１，α２，β１およびβ２は、各被計量物１２６および１２８の重心位置Ｇ１およびＧ２が変化することによって不適切となることがあり、当該重心位置Ｇ１およびＧ２は、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２によって変わる。言い換えれば、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２に応じて、各重心係数α１，α２，β１およびβ２の適切値がある、ということになる。そこで、本第４実施形態においては、各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２に応じて、各重心係数α１，α２，β１およびβ２の適切値が求められ、この適切な各重心係数α１，α２，β１およびβ２を用いて、当該各被計量物１２６および１２８の重量測定が行われる。そのために、本第４実施形態においても、次のようにして事前の調整作業が行われる。
【０１５３】
まず、第１計量槽１０２用のサンプルとして、Ｗｓ１０，Ｗｓ１１，Ｗｓ１２，Ｗｓ１３およびＷｓ１４という互いに異なる既知重量値を持つ５つのものが、用意される。なお、これらのサンプルの重量値Ｗｓ１０，Ｗｓ１１，Ｗｓ１２，Ｗｓ１３およびＷｓ１４のうち、最小の重量値Ｗｓ１０は、例えばゼロに近い値（Ｗｓ１０≒０）とされ、最大の重量値Ｗｓ１４は、例えば第１計量槽１０２の最大収容重量値Ｗ１ｍａｘと等価（Ｗｓ１４＝Ｗ１ｍａｘ）とされる。そして、これ以外の各重量値Ｗｓ１１，Ｗｓ１２およびＷｓ１３は、それぞれ第１計量槽１０２の最大収容重量値Ｗ１ｍａｘの１／４，１／２および３／４の値（Ｗｓ１１＝（１／４）・Ｗ１ｍａｘ，Ｗｓ１２＝（１／２）・Ｗ１ｍａｘ，Ｗｓ１３＝（３／４）・Ｗ１ｍａｘ）とされる。
【０１５４】
これと同様に、第２計量槽１０４用のサンプルとして、Ｗｓ２０，Ｗｓ２１，Ｗｓ２２，Ｗｓ２３およびＷｓ２４という互いに異なる既知重量値を持つ５つのものが、用意される。そして、これらのサンプルの重量値Ｗｓ２０，Ｗｓ２１，Ｗｓ２２，Ｗｓ２３およびＷｓ２４のうち、最小の重量値Ｗｓ２０は、ゼロに近い値（Ｗｓ２０≒０）とされ、最大の重量値Ｗｓ２４は、第２計量槽１０４の最大収容重量値Ｗ２ｍａｘと等価（Ｗｓ２４＝Ｗ２ｍａｘ）とされ、これ以外の各重量値Ｗｓ２１，Ｗｓ２２およびＷｓ２３は、それぞれ当該第２計量槽１０４の最大収容重量値Ｗ２ｍａｘの１／４，１／２および３／４の値（Ｗｓ２１＝（１／４）・Ｗ２ｍａｘ，Ｗｓ２２＝（１／２）・Ｗ２ｍａｘ，Ｗｓ２３＝（３／４）・Ｗ２ｍａｘ）とされる。さらに、Ｗｓ２１’，Ｗｓ２２’，Ｗｓ２３’およびＷｓ２４’という別の既知重量値を持つ４つのサンプルが、用意される。なお、これら４つのサンプルの重量値Ｗｓ２１’，Ｗｓ２２’，Ｗｓ２３’およびＷｓ２４’のうち、最小の重量値Ｗｓ２１’は、重量値Ｗｓ２１よりも僅かに小さく（Ｗｓ２１’≒Ｗｓ２１）、重量値Ｗｓ２２’は、重量値Ｗｓ２２よりも僅かに小さい（Ｗｓ２２’≒Ｗｓ２２）。また、重量値Ｗｓ２３’は、重量値Ｗｓ２３よりも僅かに小さく（Ｗｓ２３’≒Ｗｓ２３）、重量値Ｗｓ２４’は、重量値Ｗｓ２４よりも僅かに小さい（Ｗｓ２４’≒Ｗｓ２４）。要するに、第２計量槽１０４用として、合計９つのサンプルが用意される。
【０１５５】
このように各サンプルが用意された上で、第１計量槽１０２に、最小重量値Ｗｓ１０を持つサンプルが供給される。そして、第２計量槽１０４については、空とされる。このとき得られる第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２による合成荷重検出値Ｐａが、Ｐａ＝Ｐａ００’であり、第３ロードセル１１４による荷重検出値Ｐｂが、Ｐｂ＝Ｐｂ００’である、とすると、上述した式１３および式１４に基づいて、次の式４７および式４８が成立する。
【０１５６】
《式４７》
Ｗｓ１０＝α１・Ｐａ００’＋α２・Ｐｂ００’
【０１５７】
《式４８》
０＝β１・Ｐａ００’＋β２・Ｐｂ００’
【０１５８】
続いて、第１計量槽１０２については、そのままの状態で、第２計量槽１０４に、最小の重量値Ｗｓ２０を持つサンプル品が供給される。このとき得られる第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２による合成荷重検出値Ｐａが、Ｐａ＝Ｐａ００であり、第３ロードセル１１４による荷重検出値Ｐｂが、Ｐｂ＝Ｐｂ００である、とすると、上述の式１３および式１４に基づいて、次の式４９および式５０が成立する。
【０１５９】
《式４９》
Ｗｓ１０＝α１・Ｐａ００＋α２・Ｐｂ００
【０１６０】
《式５０》
Ｗｓ２０＝β１・Ｐａ００＋β２・Ｐｂ００
【０１６１】
これらの式４７〜式５０に注目すると、このうちの式４７および式４９から成る連立方程式を解くことで、当該式４７および式４９に含まれる２つの重心係数α１およびα２が求められる。そして、式４８および式５０から成る連立方程式を解くことで、当該式４８および式５０に含まれる２つの重心係数β１およびβ２が求められる。ここで、重量値Ｗｓ２０が、Ｗｓ２０≒０であることを鑑みると、これらの式４７〜式５０に基づいて求められた各重心係数α１，α２，β１およびβ２は、Ｗ１＝Ｗｓ１０（≒０）およびＷ２＝Ｗｓ２０（≒０）という条件に適切である、と言える。これらの重心係数α１，α２，β１およびβ２は、当該条件に適切な重心係数α１００，α２００，β１００およびβ２００として、図２に示したメモリ回路２１８に記憶される。
【０１６２】
次に、第１計量槽１０２については、そのままの状態で、第２計量槽１０４に、Ｗｓ２１’という重量値を持つサンプル品が供給される。そして、このとき得られる第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２による合成荷重検出値Ｐａが、Ｐａ＝Ｐａ０１’であり、第３ロードセル１１４による荷重検出値Ｐｂが、Ｐｂ＝Ｐｂ０１’である、とすると、次の式５１および式５２が成立する。
【０１６３】
《式５１》
Ｗｓ１０＝α１・Ｐａ０１’＋α２・Ｐｂ０１’
【０１６４】
《式５２》
Ｗｓ２１’＝β１・Ｐａ０１’＋β２・Ｐｂ０１’
【０１６５】
そして、第１計量槽１０２については、そのままの状態で、第２計量槽１０４に、Ｗｓ２１という重量値を持つサンプル品が供給される。そして、このとき得られる第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２による合成荷重検出値Ｐａが、Ｐａ＝Ｐａ０１であり、第３ロードセル１１４による荷重検出値Ｐｂが、Ｐｂ＝Ｐｂ０１である、とすると、次の式５３および式５４が成立する。
【０１６６】
《式５３》
Ｗｓ１０＝α１・Ｐａ０１＋α２・Ｐｂ０１
【０１６７】
《式５４》
Ｗｓ２１＝β１・Ｐａ０１＋β２・Ｐｂ０１
【０１６８】
これらの式５１〜式５４に注目すると、このうちの式５１および式５３から成る連立方程式を解くことで、当該式５１および式５３に含まれる２つの重心係数α１およびα２が求められる。そして、式５２および式５４から成る連立方程式を解くことで、当該式５２および式５４に含まれる２つの重心係数β１およびβ２が求められる。さらに、重量値Ｗｓ２１が、Ｗｓ２１≒Ｗｓ２１’であることを鑑みると、これらの式５１〜式５４に基づいて求められた各重心係数α１，α２，β１およびβ２は、Ｗ１＝Ｗｓ１０（≒０）およびＷ２＝Ｗｓ２１という条件に適切である、と言える。これらの重心係数α１，α２，β１およびβ２は、当該条件に適切な重心係数α１０１，α２０１，β１０１およびβ２０１として、図２に示したメモリ回路２１８に記憶される。
【０１６９】
これと同様にして、Ｗ１＝Ｗｓ１０（≒０）およびＷ２＝Ｗｓ２２という条件に適切な重心係数α１０２，α２０２，β１０２およびβ２０２が求められ、メモリ回路２１８に記憶される。そして、Ｗ１＝Ｗｓ１０（≒０）およびＷ２＝Ｗｓ２３という条件に適切な重心係数α１０３，α２０３，β１０３およびβ２０３が求められ、Ｗ１＝Ｗｓ１０（≒０）およびＷ２＝Ｗｓ２４という条件に適切な重心係数α１０４，α２０４，β１０４およびβ２０４が求められ、それぞれメモリ回路２１８に記憶される。
【０１７０】
さらに、Ｗ１＝Ｗｓ１１およびＷ２＝Ｗｓ２０（≒０）という条件に適切な重心係数α１１０，α２１０，β１１０およびβ２１０が求められ、メモリ回路２１８に記憶される。そして、Ｗ１＝Ｗｓ１１およびＷ２＝Ｗｓ２１という条件に適切な重心係数α１１１，α２１１，β１１１およびβ２１１が求められ、Ｗ１＝Ｗｓ１１およびＷ２＝Ｗｓ２２という条件に適切な重心係数α１１２，α２１２，β１１２およびβ２１２が求められ、それぞれメモリ回路２１８に記憶される。また、Ｗ１＝Ｗｓ１１およびＷ２＝Ｗｓ２３という条件に適切な重心係数α１１３，α２１３，β１１３およびβ２１３が求められ、Ｗ１＝Ｗｓ１１およびＷ２＝Ｗｓ２４という条件に適切な重心係数α１１４，α２１４，β１１４およびβ２１４が求められ、それぞれメモリ回路２１８に記憶される。
【０１７１】
そして、Ｗ１＝Ｗｓ１２およびＷ２＝Ｗｓ２０（≒０）という条件に適切な重心係数α１２０，α２２０，β１２０およびβ２２０が求められ、メモリ回路２１８に記憶される。また、Ｗ１＝Ｗｓ１２およびＷ２＝Ｗｓ２１という条件に適切な重心係数α１２１，α２２１，β１２１およびβ２２１が求められ、Ｗ１＝Ｗｓ１２およびＷ２＝Ｗｓ２２という条件に適切な重心係数α１２２，α２２２，β１２２およびβ２２２が求められ、それぞれメモリ回路２１８に記憶される。さらに、Ｗ１＝Ｗｓ１２およびＷ２＝Ｗｓ２３という条件に適切な重心係数α１２３，α２２３，β１２３およびβ２２３が求められ、Ｗ１＝Ｗｓ１２およびＷ２＝Ｗｓ２４という条件に適切な重心係数α１２４，α２２４，β１２４およびβ２２４が求められ、それぞれメモリ回路２１８に記憶される。
【０１７２】
また、Ｗ１＝Ｗｓ１３およびＷ２＝Ｗｓ２０（≒０）という条件に適切な重心係数α１３０，α２３０，β１３０およびβ２３０が求められ、メモリ回路２１８に記憶される。そして、Ｗ１＝Ｗｓ１３およびＷ２＝Ｗｓ２１という条件に適切な重心係数α１３１，α２３１，β１３１およびβ２３１が求められ、Ｗ１＝Ｗｓ１３およびＷ２＝Ｗｓ２２という条件に適切な重心係数α１３２，α２３２，β１３２およびβ２３２が求められ、それぞれメモリ回路２１８に記憶される。さらに、Ｗ１＝Ｗｓ１３およびＷ２＝Ｗｓ２３という条件に適切な重心係数α１３３，α２３３，β１３３およびβ２３３が求められ、Ｗ１＝Ｗｓ１３およびＷ２＝Ｗｓ２４という条件に適切な重心係数α１３４，α２３４，β１３４およびβ２３４が求められ、それぞれメモリ回路２１８に記憶される。
【０１７３】
そして、Ｗ１＝Ｗｓ１４およびＷ２＝Ｗｓ２０（≒０）という条件に適切な重心係数α１４０，α２４０，β１４０およびβ２４０が求められ、メモリ回路２１８に記憶される。また、Ｗ１＝Ｗｓ１４およびＷ２＝Ｗｓ２１という条件に適切な重心係数α１４１，α２４１，β１４１およびβ２４１が求められ、Ｗ１＝Ｗｓ１４およびＷ２＝Ｗｓ２２という条件に適切な重心係数α１４２，α２４２，β１４２およびβ２４２が求められ、それぞれメモリ回路２１８に記憶される。さらに、Ｗ１＝Ｗｓ１４およびＷ２＝Ｗｓ２３という条件に適切な重心係数α１４３，α２４３，β１４３およびβ２４３が求められ、Ｗ１＝Ｗｓ１４およびＷ２＝Ｗｓ２４という条件に適切な重心係数α１４４，α２４４，β１４４およびβ２４４が求められ、それぞれメモリ回路２１８に記憶される。
【０１７４】
このようにして各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２の様々な（合計２５通りの）条件に適切な各重心係数α１，α２，β１およびβ２が求められることで、図４に示すような言わばマップが形成される。この図４のマップは、α１という重心係数と各被計量物１２６および１２８の重量値Ｗ１およびＷ２との関係を概念的に図式化したものであり、他の重心係数α２，β１およびβ２についても、同様のマップが形成される。そして、このマップが形成されたことをもって、事前の調整作業が終了する。
【０１７５】
実際の計量作業においては、まず、上述した式１９および式２０に基づいて、各被計量物１２６および１２８についての重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が求められる。このとき、各重心係数α１，α２，β１およびβ２として、適当な値、例えば上述のマップにおいて中心に位置するα１２２，α２２２，β１２２およびβ２２２という値が、仮に適用される。つまり、この仮の重心係数α１２２，α２２２，β１２２およびβ２２２が適用された式１９および式２０に基づいて、仮の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が求められる。そして、この仮の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’がマップと照合されることで、当該仮の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’に応じた各重心係数α１’，α２’，β１’およびβ２’が求められる。
【０１７６】
具体的には、今、仮の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が、図４において斜線模様で示される領域内にある、つまりＷｓ１１＜Ｗ１’＜Ｗｓ１２およびＷｓ２１＜Ｗ２’＜Ｗｓ２２という関係にある、と仮定する。ここで、例えば、重心係数α１’に注目すると、この重心係数α１’は、当該領域を囲むα１１１，α１１２，α１２１およびα１２２という４つの既知の重心係数に基づいて、次のようにして求められる。
【０１７７】
即ち、図５を参照して、当該領域内においては、任意の重量値Ｗ１およびＷ２に対する重心係数αは、当該重量値Ｗ１およびＷ２に応じて線形に変化する、とみなされる。そうすると、重心係数α１’は、これを囲む４つの既知重心係数α１１１，α１１２，α１２１およびα１２２による影響を、それぞれとの重量値Ｗ１およびＷ２の差に応じた比率ｒ１１１，ｒ１１２，ｒ１２１およびｒ１２２で受けることになる。例えば、α１１１という既知重心係数による影響を当該重心係数α１’が受ける比率ｒ１１１は、次の式５５によって求められる。
【０１７８】
《式５５》
ｒ１１１＝｛（Ｗｓ１２−Ｗ１’）／（Ｗｓ１２−Ｗｓ１１）｝・｛（Ｗｓ２２−Ｗ２’）／（Ｗｓ２２−Ｗｓ２１）｝
【０１７９】
この式５５において、右辺の分母であるＷｓ１２−Ｗｓ１１およびＷｓ２２−Ｗｓ２１は、それぞれＷ１ｍａｘ／４およびＷ２ｍａｘ／４である。従って、例えば、Ｗ１ｍａｘ＝Ｗ２ｍａｘ＝Ｗｍａｘである、と仮定すると、当該式５５は、次の式５６のように表される。
【０１８０】
《式５６》
ｒ１１１＝｛（Ｗｓ１２−Ｗ１’）・（Ｗｓ２２−Ｗ２’）｝／（Ｗｍａｘ／１６）
【０１８１】
これと同様に、重心係数α１’が他の既知重心係数α１１２，α１２１およびα１２２による影響を受ける比率ｒ１１２，ｒ１２１およびｒ１２２は、それぞれ次の式５７，式５８および式５９によって求められる。
【０１８２】
《式５７》
ｒ１１２＝｛（Ｗｓ１２−Ｗ１’）・（Ｗ２’−Ｗｓ２２）｝／（Ｗｍａｘ／１６）
【０１８３】
《式５８》
ｒ１２１＝｛（Ｗ１’−Ｗｓ１２）・（Ｗｓ２２−Ｗ２’）｝／（Ｗｍａｘ／１６）
【０１８４】
《式５９》
ｒ１２２＝｛（Ｗ１’−Ｗｓ１２）・（Ｗ２’−Ｗｓ２２）｝／（Ｗｍａｘ／１６）
【０１８５】
そして、重心係数α１’は、これらの比率ｒ１１１，ｒ１１２，ｒ１２１およびｒ１２２と各既知重心係数α１１１，α１１２，α１２１およびα１２２とを含む次の式６０によって求められる。
【０１８６】
《式６０》
α１’＝（ｒ１１１・α１１１＋ｒ１１２・α１１２＋ｒ１２１・α１２１＋ｒ１２２・α１２２）／（ｒ１１１＋ｒ１１２＋ｒ１２１＋ｒ１２２）
【０１８７】
そして、他の重心係数α２’，β１’およびβ２’についても、これと同じ要領で求められる。
【０１８８】
ここで、上述した仮の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’は、多少の誤差を含むものの、各被計量物１２６および１２８の真の重量値Ｗ１およびＷ２に比較的に近い値である、と考えられる。そうすると、この仮の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’に応じた各重心係数α１’，α２’，β１’およびβ２’は、正式な重量測定に用いられるのに概ね適切である、と考えられる。ゆえに、これら各重心係数α１’，α２’，β１’およびβ２’が、上述の式１９および式２０における各重心係数α１，α２，β１およびβ２として適用され、当該式１９および式２０に基づいて、最終的な重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が求められる。
【０１８９】
このように、本第４実施形態によれば、まず、仮の重心係数α１２２，α２２２，β１２２およびβ２２２をもって、仮の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が求められる。そして、この仮の重量測定値Ｗ１’およびＷ２’がマップと照合されることで、正式な重量測定に適切な重心係数α１，α２，β１およびβ２が求められる。しかも、仮の重心係数α１２２，α２２２，β１２２およびβ２２２を含むマップは、既知重量値を持つサンプルを用いた事前の調整作業によって、つまり実測結果に基づいて、形成される。そして、この適切な重心係数α１，α２，β１およびβ２をもって、正式な重量測定が行われ、詳しくは最終的な重量測定値Ｗ１’およびＷ２’が求められる。従って、一義的な重心係数α１，α２，β１およびβ２をもって重量測定が行われる上述の第１実施形態および第２実施形態に比べて、より高い計量精度を得ることができる。
【０１９０】
なお、より一層の高精度計量を実現するには、最終的に求められた重量測定値Ｗ１’およびＷ２’を再度マップと照合することで、より適切な重心係数α１，α２，β１およびβ２を求め、このより適切な重心係数α１，α２，β１およびβ２をもって、改めて最終的な重量測定値Ｗ１’およびＷ２’を求めればよい。また、この処理を繰り返せば、計量精度がさらに向上する。この処理の繰り返しは、予め定められた一定回数にわたって行ってもよいし、前回求められた重量測定値Ｗ１’およびＷ２’と今回求められた重量測定値Ｗ１’およびＷ２’との差が一定範囲内に収束するまで行ってもよい。
【０１９１】
以上の各実施形態においては、特に計量部１０が図２に示した構成である場合について説明したが、これに限らない。例えば、図６に示すように、各計量槽１０２および１０４が互いに離れた構成であってもよい。また、図７に示すように、各計量槽１０２および１０４が基準面１０６に関して非対称であってもよい。そして、各計量槽１０２および１０４は、互いに異なる形状や寸法であってもよい。
【０１９２】
さらに、図８に示すように、１つの槽１３０を仕切板１３２によって２つに仕切ることによって、各計量槽１０２および１０４を構成してもよい。この場合も、各計量槽１０２および１０４は、互いに異なる形状や寸法（つまり非対称）であってもよい。また、図９に示すように、当該槽１３０を各ロードセル１１０，１１２および１１４によって直接支持する構成としてもよい（つまり支持台１０８を排除した構成としてもよい）。
【０１９３】
そして、図１０に示すように、各計量槽１０２および１０４を上方から吊り下げる構成としてもよい。この場合、支持台１０８に代えて、各計量槽１０２および１０４に共通のフランジ１４０を設け、このフランジ１４０を介して当該各計量槽１０２および１０４を吊り下げる構成としてもよい。勿論、これ以外の構成によって、各計量槽１０２および１０４を吊り下げてもよい。
【０１９４】
また、図１１に示すように、図１における第３ロードセル１１４に代えて、第１ロードセル１１０および第２ロードセル１１２と同様の２つのロードセル１５０および１５２を設けてもよい。この場合、当該ロードセル１５０および１５２による荷重検出値Ｐｂ１およびＰｂ２の合計値Ｐｂ１＋Ｐｂ２を、第３ロードセル１１４による荷重検出値Ｐｂと同等に取り扱えばよい。なお、各ロードセル１５０および１５２と支持台１０８との結合は、上述したのと同様の連結部材１５４および１５６を介してもよいし、これ以外のものを採用してもよい。
【０１９５】
さらに、２台または４台以上のロードセルを用いてもよい。そして、ロードセル以外の荷重センサ、例えば電磁力平衡方式センサや音叉振動式センサ等を、荷重検出手段として採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１】本発明の一実施形態における計量部の機械的な構成を示す概略図である。
【図２】同実施形態における信号処理部の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】図１における計量部の一部を抜粋して示す図解図である。
【図４】本発明の別の実施形態における各被計量物の重量値と重心係数との関係を示す図解図である。
【図５】図４の一部を拡大して示す図解図である。
【図６】図１における計量部の別の例を上方から見た図である。
【図７】図６とはさらに別の例を示す図である。
【図８】図７とはさらに別の例を示す図である。
【図９】図８とはさらに別の例を示す図である。
【図１０】図９とはさらに別の例を横方から見た図である。
【図１１】図１０とはさらに別の例を上方から見た図である。
【符号の説明】
【０１９７】
１０  計量部
２０  信号処理部
１０２，１０４  計量槽
１１０，１１２，１１４  ロードセル
１２６，１２８  被計量物
２０８  ＣＰＵ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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