(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重に応じた信号を出力する荷重検出手段と、荷重検出手段により出力されたアナログ信号からデジタル信号のカウント値に変換するアナログ／デジタル変換手段と、変換されたカウント値を記憶しておく記憶手段と、記憶手段に記憶された複数のカウント値から平均値を算出し、算出された平均値に基づいて荷重値に換算する演算手段と、換算された荷重値を表示する表示手段とを備え、
前記演算手段は、今回のサンプリングで得られたカウント値と前回のサンプリングで得られたカウント値とを比較し、検出した荷重信号が安定していると判断された場合には、過去のサンプリングにおいて得られた記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最も古いカウント値でない少なくとも１つを、今回のサンプリングで得られたカウント値に置き換えて、置き換えたカウント値を含む記憶手段に記憶されている複数のカウント値から平均値を算出することを特徴とするデジタル式秤。
【請求項２】
荷重に応じた信号を出力する荷重検出手段と、荷重検出手段により出力されたアナログ信号からデジタル信号のカウント値に変換するアナログ／デジタル変換手段と、変換されたカウント値を記憶しておく記憶手段と、記憶手段に記憶された複数のカウント値から平均値を算出し、算出された平均値に基づいて荷重値に換算する演算手段と、換算された荷重値を表示する表示手段とを備え、
前記演算手段は、今回のサンプリングで得られたカウント値と前回のサンプリングで得られたカウント値とを比較し、検出した荷重信号が安定していると判断された場合には、過去のサンプリングにおいて得られた記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最も古いカウント値でない少なくとも１つを、今回のサンプリングで得られたカウント値に置き換えて、置き換えたカウント値を含む記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最大値と最小値を除いて平均値を算出することを特徴とするデジタル式秤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、秤に被計量物を載せると、この被計量物の重量に対応した重量信号が出力され、重量を表示するデジタル式秤におけるサンプリングデータの平均化処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にデジタル式の秤は、振動や温度等の外乱が作用する環境の変化や、あるいはＩＣが元々有するノイズの発生によって表示が安定せず、ちらつきを起こすことがある。また、被測定物を受け皿に載せた直後は、重量センサ自体が振動するため、表示値が安定しない。この対策として従来から、検出されたデータのサンプリング時間を延長したり、平均化するデータ数を増大したり、さらに移動平均法を用いて行うというソフトウェアでの処理や、あるいは、ノイズを除去するローパスフィルタ回路を設ける等の回路的な処理が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
デジタル式秤における従来の積分時間を長くする、平均化するデータ数を増やすといった処理は、その処理時間が長くかかり、計量した被測定物の正確な重量値を表示するまでに時間がかかるものであった。
【０００４】
あるいは、フィルタ回路を設けるといった方法は、その回路部品の点数増加のため基板面積の問題があり、これは秤の小型化においては障害となる。
【０００５】
また、これらの処理は振動やノイズといった外乱による表示のちらつきの対策であり、単純に平均化する場合には、受け皿に被測定物が載せられた時から、ある一定値に収束するまで、表示が無荷重時の表示から段階的に変化し続け、最終的に荷重値の表示となるものであった。
【０００６】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、つまり、デジタル式秤の計量において、簡単な方法で一時的な荷重信号の変動を受けにくく、荷重が変化した時は、その値に早く収束することで表示が安定するようにし、表示のちらつきを抑えることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のデジタル式秤では、荷重に応じた信号を出力する荷重検出手段と、荷重検出手段により出力されたアナログ信号からデジタル信号のカウント値に変換するアナログ／デジタル変換手段と、変換されたカウント値を記憶しておく記憶手段と、記憶手段に記憶された複数のカウント値から平均値を算出し、算出された平均値に基づいて荷重値に換算する演算手段と、換算された荷重値を表示する表示手段とを備え、   前記演算手段は、今回のサンプリングで得られたカウント値と前回のサンプリングで得られたカウント値とを比較し、検出した荷重信号が安定していると判断された場合には、過去のサンプリングにおいて得られた記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最も古いカウント値でない少なくとも１つを、今回のサンプリングで得られたカウント値に置き換えて、置き換えたカウント値を含む記憶手段に記憶されている複数のカウント値から平均値を算出する。
【０００９】
また、本発明のデジタル式秤では、荷重に応じた信号を出力する荷重検出手段と、荷重検出手段により出力されたアナログ信号からデジタル信号のカウント値に変換するアナログ／デジタル変換手段と、変換されたカウント値を記憶しておく記憶手段と、記憶手段に記憶された複数のカウント値から平均値を算出し、算出された平均値に基づいて荷重値に換算する演算手段と、換算された荷重値を表示する表示手段とを備え、   前記演算手段は、今回のサンプリングで得られたカウント値と前回のサンプリングで得られたカウント値とを比較し、検出した荷重信号が安定していると判断された場合には、過去のサンプリングにおいて得られた記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最も古いカウント値でない少なくとも１つを、今回のサンプリングで得られたカウント値に置き換えて、置き換えたカウント値を含む記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最大値と最小値を除いて平均値を算出する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
今回のサンプリングで得られたカウント値と前回のサンプリングで得られたカウント値とを比較し、検出した荷重信号が安定していると判断された場合には、過去のサンプリングにおいて得られた記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最も古いカウント値でない少なくとも１つを、今回サンプリングで得られたカウント値に置き換えて、置き換えたカウント値を含む記憶手段に記憶されている複数のカウント値から平均カウント値を算出し、その平均カウント値を重量値に換算して表示する。
【００１２】
また、今回のサンプリングで得られたカウント値と前回のサンプリングで得られたカウント値とを比較し、検出した荷重信号が安定していると判断された場合には、過去のサンプリングにおいて得られた記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最も古いカウント値でない少なくとも１つを、今回のサンプリングで得られたカウント値に置き換えて、置き換えたカウント値を含む記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最大値と最小値を除いて平均カウント値を算出し、その平均カウント値を重量値に換算して表示する。
【００１３】
【実施例】
本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の表示安定方法を用いた秤における外観図であり、秤１は、電源をオンにするオンスイッチ２Ａ、電源をオフにするオフスイッチ２Ｂ、測定された重量を表示する表示部３、被測定物を載せる受け皿４により構成される。
【００１４】
図２は、その電気的接続を示すブロック図であり、オンスイッチ２Ａ、オフスイッチ２Ｂからなる入力手段である入力部２、被測定物の重量に応じた信号を発生する荷重検出手段である重量センサ５、重量センサ５からの信号を増幅する増幅部６、増幅部６からの重量に応じた電気的アナログ信号をデジタル信号のカウント値に変換するアナログ／デジタル変換手段であるアナログ／デジタル変換部７、アナログ／デジタル変換部７からのカウント信号を複数分保存しておくバッファを含む記憶手段である記憶部８、記憶部８に記憶されたカウント値から被測定物の重量値に換算する演算手段であり、またそれぞれのブロックを制御する制御手段でもある演算制御部９、演算制御部９で演算された被測定物の重量値を表示する表示手段である表示部３からなる。
【００１５】
図３に示すフローチャートを用いて、本発明の一実施例における秤１の動作の流れについて説明する。尚、平均化処理以外の動作は一般的なデジタル式秤と同様であるので詳しくは説明しない。
【００１６】
オンスイッチ２Ａを押すと秤の電源が入り、メモリ部８のバッファは全て初期化によりクリアされ、計量可能な状態となる（ステップＳ１）。受け皿４に被測定物を載せると（ステップＳ２）、重量センサ５から被測定物の重量に応じた信号を出力し（ステップＳ２）、出力された重量信号は増幅部６であるアンプに入力され増幅される（ステップＳ３）。増幅された重量アナログ信号は、アナログ／デジタル変換部７でＡ／Ｄ変換され、デジタル信号であるカウント値に変換される（ステップＳ４）。変換された重量カウント信号はメモリ部８内のカウント値バッファに記憶される（ステップＳ５）。このカウント値バッファは本実施例では６データブロックからなるものであり、これらの各データブロックに記憶されている過去のサンプリングで算出されたカウント値から平均値を演算制御部９にて算出する（ステップＳ６）。この平均値算出の処理については後述する。演算制御部９は、その平均カウント値から重量値に換算して表示部３に表示する（ステップＳ７）。ここで、オフスイッチ２Ｂが押されているかを判断し、押されている場合には電源が切れ計量は終了となるが、押されていない場合には、ステップＳ３の荷重センサからの信号検出に戻り、上述の処理を続けることとなる（ステップＳ８）。
【００１７】
ここでステップＳ７のカウント値の平均化処理について説明する。
図４は平均化処理におけるフローチャートであり、図５はカウント値バッファのシフト処理を示す模式図である。本実施例では、カウント値バッファとして、６データブロックを使用している。
【００１８】
平均化処理においては、最初にカウント値バッファがシフト処理される。つまり６ブロック目に記憶されている最も古い重量カウント値Ｗ６はクリアされ、他の重量カウント値はそれぞれ上位ブロックにシフトされる。従って、１ブロック目もクリアされることになる（ステップＳ１１）。１ブロック目には今回算出されたカウント値が記憶される（ステップＳ１２）。ここで現在のカウント値バッファの各データブロックに記憶されている６データのうち、各カウント値を比較することで最大値ＷＭａｘを検出し（ステップＳ１３）、同様に最小値ＷＭｉｎも検出する（ステップＳ１４）。その後、下記の数式１に基づき、平均カウント値ＷＡｖｅを算出する（ステップＳ１５）。
【００１９】
【数１】
0003761390.tif 000002
つまり、６回のサンプリングで得られた各データブロックに記憶されているカウント値のうち、最大値ＷＭａｘと最小値ＷＭｉｎを除いた４回分の合計カウント値を４で除することで、今回のサンプリングにおける平均カウント値ＷＡｖｅ０を算出することとする。
【００２０】
この算出された平均カウント値ＷＡｖｅ０と、前回のサンプリングで算出されたメモリ部８に記憶されている平均カウント値ＷＡｖｅ１とを比較して、その差が大きいかを判断する（ステップＳ１６）。ここでＷＡｖｅの変化量が今回と前回で小さい場合には、測定値は安定しているとして、その平均カウント値ＷＡｖｅ０をそのまま今回のサンプリングにおける平均カウント値ＷＡｖｅ０として、メモリ部８に記憶する（ステップＳ１７）。
【００２１】
ここで、ＷＡｖｅの変化量が今回と前回で大きい場合には、今回のサンプリングで算出されたカウント値Ｗ０と、前回のサンプリングで算出されたカウント値Ｗ１とを比較し、その差が大きいかを判断する（ステップＳ１８）。ここでその差が小さい場合には、３サンプリング前に算出されたカウント値Ｗ３を今回のサンプリングで算出されたカウント値Ｗ０と同値に変更する（ステップＳ１９）。これは、今回算出されたカウント値Ｗ０と、前回算出されたカウント値Ｗ１がほぼ同じであるということは、振動やノイズのような一時的な荷重の変化ではなく、被測定物が載せられた状態、あるいは、何も載せられていない状態であると考えられ、早く一定値に収束させるためである。
【００２２】
次に変更された後の６サンプリングデータの中から、最大値ＷＭａｘを検出し（ステップＳ２０）、最小値ＷＭｉｎも検出する（ステップＳ２１）。その後、前述の数式１に基づいて、再度平均カウント値ＷＡｖｅ０を算出し（ステップＳ２２）、メモリ部８に記憶する。この値に基づき、ステップＳ７において重量値に換算され表示される。
【００２３】
ここで図６、図７に基づいて、従来の一般的な平均化処理と、本発明の平均化処理における違いについて説明する。図６の（ａ）は従来の平均化処理を示すものであり、カウント値バッファとして４ブロックを用い、下記数式２に示すように、例えば４回分のサンプリングデータから平均化することで、そのカウント値を重量値に変換し表示していた。
【００２４】
【数２】
0003761390.tif 000003
【００２５】
従って、図６の（ａ）に示すように、載置前に４回のサンプリングデータが全てＡカウントであり、そのときの平均カウント値ＷＡｖｅもＡカウントであったものが、被測定物を載置された時点で、Ｂカウントに変化したとすると、４サンプリング目までは記憶されているカウント値が全てＢにならず、平均カウント値ＷＡｖｅもＢカウントとはならない。従ってこの場合、Ａカウントに応じた重量値からＢカウントに応じた重量値に変化するまで、４回表示が変更することとなる。尚、実際の秤では、一定のカウント値ＡやＢがサンプリング毎に必ずしも算出されず、その前後のＡ±αカウントとして算出されるが、直ぐにその一定値に変化したとしてここでは説明する。
【００２６】
一方、図６の（ｂ）は本発明の平均化処理を示すもので、前述の数式１に基づいて平均カウント値を算出するもので、カウント値バッファとして６データブロックを用いている。但し、本発明の平均化処理でも、平均値を算出する際に載置前は６回のサンプリングデータが全てＡカウントであったとすると、そのときの平均カウント値ＷＡｖｅはＡカウントである。
【００２７】
被測定物を載置された時点で、Ｂカウントに変化したとすると、１サンプリング目のカウント値Ｗ０はＢとなるが、前述の数式１に基づいて平均カウント値ＷＡｖｅを算出するため、この値は６ブロック全てに記憶されている各サンプリングデータのうち、最大値として判断され除外される。従って、平均カウント値ＷＡｖｅはＡカウントとなる。
【００２８】
２サンプリング目でもカウント値Ｗ０はＢとなるが、前回のサンプリングにおけるカウント値Ｗ１と比較して、同カウント値のため荷重信号は安定していると判断されるので、Ｗ３をＢカウントと変更する。これは前述した通り、今回のサンプリングで得られたカウント値Ｗ０と、前回のサンプリングにおけるカウント値Ｗ１とが近いということは、ＡカウントからＢカウントへの変動は、振動やノイズといった一時的な変動ではなく、被測定物が載せられたことによる変動であると考えられる。従って、カウント値バッファに記憶されている過去のサンプリングにおけるカウント値を、今回のサンプリングで得られたカウント値に変更することで、平均カウント値が早くＢカウントに収束するようにするためである。
【００２９】
この状態で、前述の数式１に基づいて平均カウント値ＷＡｖｅを算出するので最大値のＢカウントと最小値のＡカウントを除いた、（２Ａ＋２Ｂ）／４が平均カウント値ＷＡｖｅとなる。
【００３０】
３サンプリング目でもカウント値Ｗ０はＢとなり、前回のサンプリングにおけるカウント値Ｗ１と比較して、同カウント値のため荷重信号は安定していると判断されるので、ここでもＷ３をＢカウントと変更する。この状態で、前述の数式１に基づいて平均カウント値ＷＡｖｅを最大値のＢカウントと最小値のＡカウントを除いて算出すると、４Ｂ／４＝Ｂとなり、表示はＢカウントに応じた重量値となる。つまり３サンプリング目で、被測定物の重量値を表示することができ、従来、一般的に用いられてきた単純平均による平均値の算出に比べて、早く正確な重量値を表示することが可能となる。尚、実際に平均化に用いられるカウント値は最大値と最小値を除いた４データ分であり従来の場合と同様のデータ数となるため、ここでは６データブロックを用いる場合で説明した。
【００３１】
図７は、振動のような一時的な外乱が加わった時の、平均化処理を示す図である。図７（ａ）は従来の平均化処理の場合であるが、カウント値バッファが全てＡカウントの時は、平均カウント値ＷＡｖｅもＡカウントとなるが、不安定な信号が出力された場合、１サンプリング目ではカウント値Ｗ０はＡ＋ａカウントとなり、その時の平均カウント値ＷＡｖｅはＡ＋（ａ／４）となる。２サンプリング目以降に、Ｗ０がＡカウントに戻ったとしても、Ａ＋ａカウントがカウント値バッファに残されている間、ここでは４サンプリング目までは、その変動の影響が続くこととなる。
【００３２】
一方、図７の（ｂ）は本発明の秤における平均化処理を用いた場合であるが、不安定な信号が一時的に検出された時、１サンプリング目のカウント値Ｗ０はＡ＋ａカウントとなり、１ブロック目に記憶されるが、前述の数式１に基づいてカウント値の平均化処理を行えば、そのカウント値は最大値または最小値として判断され平均値はＡカウントとなる。２サンプリング目以降に、カウント値Ｗ０がＡカウントに戻った時には、カウント値バッファには、その値Ａ＋ａは残るが、本発明の平均化処理を用いた場合には、前述の通り、そのカウント値は最大値または最小値として判断され、平均カウント値を算出した際には影響を受けず、その後のサンプリングにおいても同様である。
【００３３】
従って、本発明の平均化処理を用いた秤であれば、振動やノイズといった一時的なカウント値の変動、被測定物の荷重が加わったときの変動のどちらにおいても、早く安定した表示を行うことが可能である。
【００３４】
以上、本発明の一実施例を示したが、本発明の平均化処理はこの形態に限定することなく、例えば重量センサや回路素子の性能に合わせて、バッファのブロック数を増やして、平均化するカウント値のサンプリングデータ数を増やしてもよい。
【００３５】
また、本実施例では記憶されているサンプリングデータのうち最大値、最小値をそれぞれ１データづつ除いて平均カウント値を算出する形態を示したが、大きいデータ複数分と、小さいデータ複数分を除いて平均カウント値を算出する形態としてもよい。
【００３６】
また、本実施例では今回のサンプリングで得られたカウント値Ｗ０と前回のサンプリングで得られたカウント値Ｗ１とを比較し、検出した荷重信号が安定していると判断された場合には、過去に記憶されたカウント値のうちＷ３を現在のサンプリングで得られたカウント値に置き換えて、平均カウント値を算出する形態を示したが、変更するカウント値はＷ３に限定することはなくＷ２やＷ４でもよいし、一度に複数個変更する形態としてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の平均化処理を用いたデジタル式秤であれば、今回のサンプリングで得られたカウント値と前回のサンプリングで得られたカウント値とを比較し、検出した荷重信号が安定していると判断された場合には、過去のサンプリングにおいて得られた記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最も古いカウント値でない少なくとも１つを、今回のサンプリングで得られたカウント値に置き換えて、置き換えたカウント値を含む記憶手段に記憶されている複数のカウント値から平均カウント値を算出し、その平均カウント値を重量値に換算して表示する形態とすれば、被測定物の荷重が加わったときの変動を早く収束させることができ、正しい重量値の表示も早く行うことが可能である。
【００３９】
また、今回のサンプリングで得られたカウント値と前回のサンプリングで得られたカウント値とを比較し、検出した荷重信号が安定していると判断された場合には、過去のサンプリングにおいて得られた記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最も古いカウント値でない少なくとも１つを、今回のサンプリングで得られたカウント値に置き換えて、置き換えたカウント値を含む記憶手段に記憶されている複数のカウント値のうち、最大値と最小値を除いて平均値を算出し、その平均カウント値を重量値に換算して表示する形態とすれば、振動やノイズといった一時的なカウント値の変動を除去することができるため、表示値を安定させることが可能であり、また、被測定物の荷重が加わったとき及び荷重が減らされたときの変動をより早く収束させることもできるので、正しい重量値の表示も更に早く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における秤の外観図である。
【図２】本発明の一実施例における秤の電気的接続を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例における秤の動作の流れを示すフローチャート。
【図４】本発明の一実施例における秤の平均化処理のフローチャート。
【図５】本発明の一実施例における秤の計量カウントバッファのシフト処理を示す図である。
【図６】本発明の一実施例における秤の計量カウント平均化処理と従来の秤における計量カウント平均化処理を説明する図である。
【図７】本発明の一実施例における秤の計量カウント平均化処理と従来の秤における計量カウント平均化処理を説明する別の図である。
【符号の説明】
１  秤
２  入力部
２Ａ  オンスイッチ
２Ｂ  オフスイッチ
３  表示部
４  受け皿
５  重量センサ
６  増幅部
７  アナログ／デジタル変換部
８  メモリ部
９  演算制御部
【図１】
0003761390.tif 000004
【図２】
0003761390.tif 000005
【図３】
0003761390.tif 000006
【図４】
0003761390.tif 000007
【図５】
0003761390.tif 000008
【図６】
0003761390.tif 000009
【図７】
0003761390.tif 000010