JP6447531B2 - 信号処理装置、信号処理装置の制御方法、制御プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、センサからの信号をフィルタリングして制御装置へ転送する信号処理装置に関する。

近年、ロードセル等のセンサから出力される信号に基づいて測定対象の所定の物理量（例：重量）を測定しながら、当該測定結果を利用するシステム（例：測定システム，制御システム）が開発されている。これに伴い、測定結果に悪影響を及ぼすノイズを低減することが要求されている。

特許文献１には、ベルトコンベアによって搬送される被搬送物の重量を測定しながら、異常状態を判定することを一目的とした計量装置が開示されている。特許文献１の計量装置では、センサからの信号に含まれるノイズを除去するために、フィルタ（周波数フィルタ）が設けられている。

特開２０１４−１５３２３４号公報（２０１４年８月２５日公開）

しかしながら、特許文献１の計量装置では、測定中に周波数フィルタの動作の有無を切り替えるという技術的思想については特に考慮されていない。従って、測定中に周波数フィルタが常時動作しているため、周波数フィルタの応答時間に起因して、測定時間が長くなってしまう可能性がある。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサ対象物の測定に要する時間を従来よりも低減することが可能な信号処理装置を実現することにある。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る信号処理装置は、センサからの信号をフィルタリングして制御装置へ転送する信号処理装置において、前記センサからの信号を周期的に取得することによって、時系列の前記信号である時系列信号を取得するデータ取得部と、前記データ取得部が取得した前記時系列信号を周波数に応じてフィルタリングする周波数フィルタと、前記周波数フィルタが、前記データ取得部が取得した前記時系列信号に対し周波数に応じてフィルタリングを実行するか否かを、前記データ取得部が前記時系列信号を取得中に切り替えるフィルタ切替部と、前記周波数フィルタが周波数に応じてフィルタリングした前記信号、または前記データ取得部が取得した前記信号を前記制御装置に転送する転送部と、を備えている。

前記の構成によれば、データ取得部が時系列信号を取得中に、すなわち信号処理装置が動作中に周波数フィルタの切り替えを行うことができる。よって、信号の安定化が特に望まれる期間においてのみ周波数フィルタを動作させ、その他の期間においては周波数フィルタの動作を停止することができる。従って、センサ対象物の測定に要する時間を従来よりも低減することが可能となる。

また、前記信号処理装置において、前記複数の周波数フィルタは、通過を抑制する周波数帯域が相互に重複しないものであり、前記フィルタ切替部は、前記複数の周波数フィルタを、前記データ取得部が取得した前記時系列信号に適用するか否かを前記周波数フィルタ毎に切り替えることが好ましい。

前記の構成によれば、周波数フィルタ毎に、フィルタリングを実行するか否かを決定することができる。よって、適切な周波数フィルタのみによりフィルタリングを実行することができる。

例えば、センサ対象物によって、ノイズとなる周波数が異なる場合、センサ対象物ごとに適用する周波数フィルタを異ならせることにより、適切な周波数フィルタを適用することができる。

なお、除去する周波数成分とは、低域通過フィルタ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ： ＬＰＦ）であれば、当該フィルタを通過しない高周波数帯域の周波数成分のことをいい、帯域除去フィルタ（Ｂａｎｄ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ： ＢＥＦ）であれば、除去対象となる周波数成分のことをいう。

また、前記の構成によれば、データ取得部が時系列の信号を取得中に、すなわち信号処理装置が動作中に周波数フィルタの切り替えを行うことができる。よって、動作中にセンサ対象物が変わった場合でも、センサ対象物に対応させた適切な周波数フィルタを適用させることができる。

また、前記信号処理装置において、前記複数の周波数フィルタは、ローパスフィルタおよびノッチフィルタを含むことが好ましい。

前記の構成によれば、複数の周波数フィルタに、ローパスフィルタおよびノッチフィルタが含まれる。これにより、低周波帯域のノイズを抑制できるとともに、所望の周波数帯域のノイズを抑制することができる。

また、前記信号処理装置において、前記フィルタ切替部は、前記制御装置から制御コマンドを受信し、該制御コマンドに従って前記複数の周波数フィルタを切り替えることが好ましい。

前記の構成によれば、周波数フィルタの切り替えを、制御装置から制御コマンドを送信することにより実行することができる。

また、前記信号処理装置において、前記フィルタ切替部は、前記周波数フィルタ毎に対応して設けられるフラグに従って前記複数の周波数フィルタを切り替え、前記フラグは、前記制御装置によって書き換えられることが好ましい。

前記の構成によれば、周波数フィルタの切り替えを、制御装置によってフラグを書き換えることにより実行することができる。

また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る信号処理装置の制御方法は、センサからの信号を制御装置へ転送する信号処理装置の制御方法であって、前記センサからの信号を周期的に取得することによって、時系列の前記信号である時系列信号を取得するデータ取得ステップと、前記データ取得ステップで取得した前記時系列信号を周波数フィルタリングするフィルタステップと、前記フィルタステップでフィルタリングした前記信号、または前記データ取得ステップで取得した前記信号を前記制御装置に転送する転送ステップと、を含み、さらに、前記フィルタステップで、前記データ取得ステップで取得した前記時系列信号に対しフィルタリングを実行するか否かを、前記データ取得ステップで前記時系列信号を取得中に切り替えるフィルタ切替ステップ、を含む。

前記の構成によれば、本発明の一態様に係る信号処理装置と同様に、センサ対象物の測定に要する時間を従来よりも低減することが可能となる。

また、前記信号処理装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記信号処理装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記信号処理装置をコンピュータにて実現させる信号処理装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明の一態様に係る信号処理装置によれば、センサ対象物の測定に要する時間を従来よりも低減することが可能となるという効果を奏する。

また、本発明の一態様に係る信号処理装置の制御方法によっても、同様の効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る測定システムの概略的な構成を示す機能ブロック図である。 ロードセルの測定原理を概略的に説明するための回路図である。 本発明の実施形態１に係る測定システムにおける各周波数フィルタの動作と測定時間との間の一例を示す図である。 図３の対比図であって、各周波数フィルタの動作と測定時間との間の別の一例を示す図である。 本発明の実施形態１に係る測定システムにおける切替信号の別の一例を示す図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本実施形態の測定システム１の概略的な構成を示す機能ブロック図である。まず、図１を参照し、測定システム１の構成について述べる。

（測定システム１）
測定システム１は、入力ユニット１０（信号処理装置）、ロードセル８０（センサ）、および制御装置９０を備えている。また、入力ユニット１０は、取得部１１、フィルタ部１２（周波数フィルタ）、転送部１３、およびフィルタ切替部１４を備えている。

ロードセル８０は、測定対象（センサ対象物）の所定の物理量を測定するためのセンサである。本実施形態における測定対象は、秤台８６の上に載せられたワーク８５である。本実施形態において、ロードセル８０は、ワーク８５の重量を測定するために用いられている。

図２は、ロードセル８０の測定原理を概略的に説明するための回路図である。図２に示されるように、ロードセル８０は、歪みゲージを含んだホイーストンブリッジ回路を有している。一般的に、歪みゲージの電気抵抗は、当該歪みゲージに与えられる負荷（例えば、重量または圧力。より具体的には応力）に応じて変化する。

このため、ロードセル８０に負荷が与えられた場合には、ホイーストンブリッジ回路に印加される入力電圧Ｖｉが一定である場合にも、出力電圧Ｖｏが変化する。この出力電圧Ｖｏが、ワーク８５の重量を測定するための信号（電気信号，計量信号）として、ロードセル８０から入力ユニット１０へと出力される。

入力ユニット１０は、ロードセル８０から取得した計量信号に各種の演算（増幅、ＡＤ変換、およびフィルタリング）を施し、演算後の計量信号（後述するフィルタ信号）を制御装置９０に与える。つまり、入力ユニット１０は、ロードセル８０から制御装置９０への信号伝達のためのインターフェースとして機能する。また、入力ユニット１０は、ロードセル８０からの計量信号を処理（特にフィルタリング）して制御装置９０に転送する信号処理装置であると理解されてもよい。

入力ユニット１０において、取得部１１は、計量信号をロードセル８０から周期的に取得する。すなわち、取得部１１は、時系列の計量信号を取得する。なお、時系列の計量信号は、時系列信号とも称される。そして、取得部１１は、増幅部１１１およびＡＤ変換部１１２を備えている。

増幅部１１１は、ロードセル８０から取得したアナログ信号としての時系列信号を増幅する。そして、ＡＤ変換部１１２は、増幅部１１１において増幅された時系列信号をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号をフィルタ部１２に与える。ＡＤ変換部１１２においてＡＤ変換が行われることにより、入力ユニット１０および制御装置９０における各種の演算が容易化される。

フィルタ部１２は、ＡＤ変換部１１２から供給されたデジタル化された時系列信号に対して、周波数に応じたフィルタリングを行う。具体的には、フィルタ部１２は、所定の周波数帯域の信号の通過を抑制するデジタルフィルタとして機能する。なお、フィルタ部１２の具体的な構成については後述する。また、フィルタ切替部１４についても後述する。

転送部１３は、フィルタ部１２からフィルタ信号を取得し、当該フィルタ信号を制御装置９０に転送する。そして、制御装置９０は、フィルタ信号に対して演算を行い、所定の物理量に換算する。例えば、制御装置９０は、フィルタ信号を重量に換算する。当該換算結果は、測定結果（測定値）とも称される。なお、当該換算は、転送部１３において行われてもよい。この場合には、転送部１３は、換算結果を制御装置９０に転送する。

以上のように、測定システム１は、ロードセル８０を用いてワーク８５の重量を測定するために構成されたシステムである。なお、制御装置９０は、測定したワーク８５の重量を用いて、各種の外部装置を制御してもよい。

（フィルタ部１２）
フィルタ部１２は、ローパスフィルタ１２１（周波数フィルタ）、第１ノッチフィルタ１２２（ノッチフィルタ，周波数フィルタ）、および第２ノッチフィルタ１２３（ノッチフィルタ，周波数フィルタ）の３つのデジタルフィルタを備えている。また、フィルタ部１２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を備えている。

はじめに、各周波数フィルタについて述べる。ローパスフィルタ１２１は、高周波数帯域の信号の通過を抑制するフィルタである。すなわち、ローパスフィルタ１２１は、低周波数帯域の信号を通過させるフィルタである。なお、ローパスフィルタ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：ＬＰＦ）は、低域通過フィルタとも称される。

また、第１ノッチフィルタ１２２および第２ノッチフィルタ１２３はそれぞれ、特定の周波数帯域の信号のみの通過を抑制するフィルタである。第１ノッチフィルタ１２２および第２ノッチフィルタ１２３はそれぞれ、阻止帯域が狭い帯域除去フィルタ（Ｂａｎｄ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ：ＢＥＦ）であると理解されてよい。

なお、ローパスフィルタ１２１、第１ノッチフィルタ１２２、第２ノッチフィルタ１２３は、通過を抑制する周波数帯域が相互に重複しないように設定されている。例えば、本実施形態では、第１ノッチフィルタ１２２は中程度の周波数帯域の信号の通過を抑制するように設定され、第２ノッチフィルタ１２３は高周波数帯域の信号の通過を抑制するように設定されている。

本実施形態において、デジタル化された計量信号は、ローパスフィルタ１２１、第１ノッチフィルタ１２２、および第２ノッチフィルタ１２３によってフィルタリングが施される。以降、フィルタリングが施された計量信号をフィルタ信号と称する。

続いて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３について述べる。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３はそれぞれ、各周波数フィルタ（ローパスフィルタ１２１、第１ノッチフィルタ１２２、第２ノッチフィルタ１２３）におけるフィルタリングの有効／無効を切り替えるためのスイッチとして機能する。

スイッチＳＷ１は、ＡＤ変換部１１２の出力端とローパスフィルタ１２１の入力端との接続状態を切り替えるスイッチである。ここで、スイッチＳＷ１が節点ＮＥ１（ローパスフィルタ１２１の入力端である節点）の側に投入されている場合をＯＮ状態、スイッチＳＷ１が節点ＮＤ１（ローパスフィルタ１２１の入力端とは異なる節点）の側に投入されている場合をＯＦＦ状態と、それぞれ称する。

スイッチＳＷ１がＯＮ状態である場合、ＡＤ変換部１１２の出力端から出力される信号（時系列信号）はローパスフィルタ１２１に入力されるため、ローパスフィルタ１２１によるフィルタリングが実行される。他方、スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態である場合、ＡＤ変換部１１２の出力端から出力される信号はローパスフィルタ１２１に入力されないため、ローパスフィルタ１２１によるフィルタリングが実行されない。このように、スイッチＳＷ１は、ローパスフィルタ１２１におけるフィルタリングの有効／無効を切り替えるためのスイッチとして機能する。

スイッチＳＷ２は、ローパスフィルタ１２１の出力端と第１ノッチフィルタ１２２の入力端との接続状態を切り替えるスイッチである。ここで、スイッチＳＷ２が節点ＮＥ２（第１ノッチフィルタ１２２の入力端である節点）の側に投入されている場合をＯＮ状態、スイッチＳＷ２が節点ＮＤ２（第１ノッチフィルタ１２２の入力端とは異なる節点）の側に投入されている場合をＯＦＦ状態と、それぞれ称する。

スイッチＳＷ２がＯＮ状態である場合、ローパスフィルタ１２１の出力端から出力される信号は第１ノッチフィルタ１２２に入力されるため、第１ノッチフィルタ１２２によるフィルタリングが実行される。他方、スイッチＳＷ２がＯＦＦ状態である場合、ローパスフィルタ１２１の出力端から出力される信号は第１ノッチフィルタ１２２に入力されないため、第１ノッチフィルタ１２２によるフィルタリングが実行されない。このように、スイッチＳＷ２は、第１ノッチフィルタ１２２におけるフィルタリングの有効／無効を切り替えるためのスイッチとして機能する。

スイッチＳＷ３は、第１ノッチフィルタ１２２の出力端と第２ノッチフィルタ１２３の入力端との接続状態を切り替えるスイッチである。ここで、スイッチＳＷ３が節点ＮＥ３（第２ノッチフィルタ１２３の入力端である節点）の側に投入されている場合をＯＮ状態、スイッチＳＷ３が節点ＮＤ３（第２ノッチフィルタ１２３の入力端とは異なる節点）の側に投入されている場合をＯＦＦ状態と、それぞれ称する。

スイッチＳＷ３がＯＮ状態である場合、第１ノッチフィルタ１２２の出力端から出力される信号は第２ノッチフィルタ１２３に入力されるため、第２ノッチフィルタ１２３によるフィルタリングが実行される。他方、スイッチＳＷ３がＯＦＦ状態である場合、第１ノッチフィルタ１２２の出力端から出力される信号は第２ノッチフィルタ１２３に入力されないため、第２ノッチフィルタ１２３によるフィルタリングが実行されない。このように、スイッチＳＷ３は、第２ノッチフィルタ１２３におけるフィルタリングの有効／無効を切り替えるためのスイッチとして機能する。

（フィルタ切替部１４）
フィルタ切替部１４は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦの切替を制御する部材である。換言すれば、フィルタ切替部１４は、各周波数フィルタにおけるフィルタリングの有効／無効の切替を制御する部材として機能する。

一例として、フィルタ切替部１４は、制御装置９０から制御コマンドを受信し、当該制御コマンドに従ってスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦの切り替えを制御してよい。当該構成によれば、制御装置９０からフィルタ切替部１４に制御コマンドを送信することにより、各周波数フィルタの有効／無効の切り替えを行うことができる。

また、フィルタ切替部１４は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦの切り替え（換言すれば、各周波数フィルタの有効／無効の切り替え）の制御を、取得部１１が時系列の信号を取得中に行うことが可能であることが好ましい。

当該構成によれば、取得部１１が時系列の信号を取得中に、すなわち入力ユニット１０が動作中に、各周波数フィルタの有効／無効の切り替えを行うことができる。よって、後述するように、測定中にセンサ対象物（ワーク）が変わった場合でも、当該センサ対象物に対応させた適切な周波数フィルタを適用させることができる。

また、フィルタ切替部１４は、周波数フィルタ毎に対応して設けられるフラグ（例えば、後述する切替信号ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３）に従って、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦの切り替え（換言すれば、各周波数フィルタの有効／無効の切り替え）を制御してよい。なお、当該フラグは、制御装置９０によって書き換えられることが好ましい。

当該構成によれば、制御装置９０によってフラグを書き換えることにより、各周波数フィルタの有効／無効の切り替えを行うことができる。なお、当該フラグの書き換えは、ユーザによる制御装置９０の操作に応じて行われてもよいし、ユーザがあらかじめ準備したプログラムに応じて行われてもよい。

（測定システム１の一目的）
測定システム１において、機械的なノイズまたは電気的なノイズが測定値に悪影響を及ぼすことが考えられる。機械的なノイズは、例えば、（ｉ）機械系の振動、または、（ｉｉ）ワーク８５および秤台８６から成る慣性系の固有振動数に起因するノイズである。また、電気的なノイズは、例えば、（ｉ）周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの低周波ノイズ、または、（ｉｉ）周波数１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの高周波ノイズである。

そこで、測定システム１では、これら複数のノイズが測定値に及ぼす影響を排除することを一目的として、フィルタ部１２に複数の周波数フィルタが設けられている。

一例として、電気的な低周波ノイズの周波数が６０Ｈｚであり、機械系の振動の周波数が２００Ｈｚであり、電気的な高周波ノイズの周波数が１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚである場合を考える。

この場合、ローパスフィルタ１２１によって、周波数１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの電気的な高周波ノイズ（高周波数帯域のノイズ）を除去することができる。また、第１ノッチフィルタ１２２により、周波数６０Ｈｚの電気的な低周波ノイズ（低周波帯域の特定の周波数（第１の特定の周波数）のノイズ）を除去することができる。また、第２ノッチフィルタ１２３により、周波数２００Ｈｚの機械的なノイズ（低周波帯域の特定の周波数（第２の特定の周波数）のノイズ）を除去することができる。ここで、電気的なノイズおよび機械的なノイズが重畳された場合には、ノイズの周波数帯域が複数存在することとなる。

測定システム１によれば、ノイズの周波数帯域が複数存在する場合（例えば、電気的なノイズおよび機械的なノイズが重畳された場合）であっても、各周波数帯域に応じた複数の周波数フィルタ（ローパスフィルタ１２１、第１ノッチフィルタ１２２、および第２ノッチフィルタ１２３）によって、適切にノイズを抑制することが可能となる。

（測定システム１の第１の効果）
測定システム１によれば、測定時間を低減することが可能となる。以下、図３および図４を参照して、当該効果について説明する。ここで、ローパスフィルタ１２１、第１ノッチフィルタ１２２、および第２ノッチフィルタ１２３のそれぞれに対応して設けられた切替信号を、切替信号ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３（フラグ）とそれぞれ称する。

切替信号ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３は、各周波数フィルタを無効とするための制御信号である。本実施形態における切替信号ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３は、１ビットのデジタル信号である。切替信号ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３は、無効ビットと称されてもよい。

具体的には、ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３のそれぞれの値（論理値）が「１」（Ｈｉｇｈ）である場合には、ローパスフィルタ１２１、第１ノッチフィルタ１２２、および第２ノッチフィルタ１２３のそれぞれは無効となる。他方、ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３のそれぞれの値が「０」（Ｌｏｗ）である場合には、ローパスフィルタ１２１、第１ノッチフィルタ１２２、および第２ノッチフィルタ１２３のそれぞれは有効となる。

図４は、各周波数フィルタの動作と測定時間との一例を示す図である。なお、図４は、後述の図３の対比図である。具体的には、図４には、ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３の値が常時「０」であり、全ての周波数フィルタが常時有効である場合が例示されている。

ここで、図４に示されるように、全ての周波数フィルタが常時有効である場合には、前時間範囲において測定値は十分に安定するものの、各周波数フィルタの応答時間が長くなるため、測定時間が比較的長くなってしまう場合がある。

そこで、本実施形態では、測定システムに周波数フィルタの有効／無効の切り替えの機能を付与することにより、複数の周波数フィルタが設けられた場合においても、測定時間を低減することを可能とした。

図３は、測定システム１における各周波数フィルタの動作と測定時間との間の一例を示す図である。図３において、期間（ａ）は、ＳＩＧ〜ＳＩＧ３の値が「０」であり、全ての周波数フィルタが有効である期間である。一例として、期間（ａ）は、測定値の安定化が特に望まれる期間である。図３の場合には、期間（ａ）は、測定値がほぼ一定となる期間である。

他方、期間（ｂ）は、ＳＩＧ〜ＳＩＧ３の値が「１」に変更され、全ての周波数フィルタが無効となる期間である。期間（ｂ）は、期間（ａ）を除いた期間である。換言すれば、期間（ｂ）は、測定値を安定化させなくともよい期間である。図３の場合には、期間（ｂ）は、測定値の立上がり期間および立下がり期間である。なお、一例として、測定値の立上がりは、ワーク８５を秤台８６に載せた場合に発生する。また、測定値の立下がりは、ワーク８５を秤台８６から降ろした場合に発生する。

期間（ｂ）では、各周波数フィルタの動作は無効とされているため、各周波数フィルタの動作は有効とされている場合に比べて、測定時間が低減される。一例として、図３を参照すれば、測定値の立上がり期間および立下がり期間が、図４の場合に比べて十分に短くなっていることが理解される。

このように、測定システム１によれば、測定値の安定化が特に望まれる期間においてのみ、各周波数フィルタを有効とすることができるので、複数の周波数フィルタが設けられた場合においても、測定時間を低減することが可能となる。

（測定システム１の第２の効果）
さらに、測定システム１によれば、測定対象の変更に応じて、好適な周波数フィルタを切り替えて使用することも可能となる。続いて、図５を参照して、当該効果について説明する。

図５は、測定システム１における切替信号の別の一例を示す図である。なお、図５では、第１ノッチフィルタ１２２および第２ノッチフィルタ１２３の動作の切替について説明するため、切替信号ＳＩＧ１の図示については省略されている。

測定システム１において、測定対象となるワークの種類は１つに限定されず、複数の種類のワークがそれぞれ測定対象となる場合がある。一例として、重量が異なる２種類のワークが測定対象となる場合を考える。以降、両者の区別のため、これら２種類のワークを、ワークＡおよびワークＢと称する。

この場合、ワークＡおよびワークＢの重量が異なるため、ワークＡおよび秤台８６から成る慣性系（慣性系Ａ）と、ワークＢおよび秤台８６から成る慣性系（慣性系Ｂ）とは、異なる固有振動数を有する。従って、ワークＡを秤台８６の上に載せた場合と、ワークＢを秤台８６の上に載せた場合とでは、異なる周波数帯域のノイズの周波数が発生することとなる。

この点を踏まえ、図５の構成では、（ｉ）第１ノッチフィルタ１２２が慣性系Ａの固有振動数付近の周波数のノイズを低減するように、かつ、（ｉｉ）第２ノッチフィルタ１２３が慣性系Ａの固有振動数付近の周波数のノイズを低減するように、各周波数フィルタの特性があらかじめ設定されている。

図５に示されるように、ワークＡを秤台８６の上に載せている期間において、ＳＩＧ２＝０、ＳＩＧ３＝１とすれば、当該期間において第１ノッチフィルタ１２２のみを有効にすることができる。他方、ワークＢを秤台８６の上に載せている期間において、ＳＩＧ２＝１、ＳＩＧ３＝０とすれば、当該期間において第２ノッチフィルタ１２３のみを有効にすることができる。

このように、測定システム１によれば、秤台８６の上に載せられるワークの変更に応じて、好適な周波数フィルタを切り替えて使用することができる。従って、複数のワークが測定対象となる場合においても、測定値を安定させることが可能となる。加えて、ノイズの低減に不要な周波数フィルタを無効とすることができるので、測定時間の増加を抑制することも可能となる。

なお、図５の構成は、ワークが１種類である場合にも有益である。一例として、ワーク８５の重量が秤台８６と同程度である場合には、秤台８６の固有振動数が、ワーク８５および秤台８６から成る慣性系の固有振動数とは有意に異なることが考えられる。この場合、ワーク８５を秤台８６に載せる時間付近と、ワーク８５を秤台８６から降ろす時間付近とのそれぞれにおいて、有意に異なる周波数のノイズが発生する。

このようなノイズの周波数の変動に対処するためには、例えば、（ｉ）第１ノッチフィルタ１２２が秤台８６の固有振動数付近の周波数のノイズを低減するように、かつ、（ｉｉ）第２ノッチフィルタ１２３がワーク８５および秤台８６から成る慣性系の固有振動数付近の周波数のノイズを低減するように、各周波数フィルタの特性をあらかじめ設定すればよい。当該構成によれば、ワーク８５を秤台８６に載せる時と、ワーク８５を秤台８６から降ろす時のそれぞれにおいて、好適な周波数フィルタを切り替えて使用することができる。

〔実施形態２〕
なお、測定システム１において、フィルタ部１２に設けられる周波数フィルタの個数は１つであってもよい。

例えば、電気的なノイズが十分に抑制されるように測定システム１が構成されている場合には、フィルタ部１２によって機械的なノイズのみを除去すればよい。この場合、フィルタ部１２には第２ノッチフィルタ１２３のみが設けられればよく、ローパスフィルタ１２１および第１ノッチフィルタ１２２は割愛されてもよい。

当該構成においても、フィルタ切替部１４によって第２ノッチフィルタ１２３の有効／無効を切り替えることができるので、測定時間を低減することが可能である。

〔変形例〕
（１）なお、本発明の一態様に係る測定システムにおいて、複数の周波数フィルタが設けられる場合、当該周波数フィルタの個数は３つに限定されなくともよい。例えば、周波数フィルタの個数は２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。すなわち、フィルタ部は、通過を抑制する周波数帯域が相互に重複しない複数（２つ以上）の周波数フィルタを備えていればよい。

当該構成によれば、通過を抑制する周波数帯域が相互に重複しない複数の周波数フィルタのうちの適切な１つ以上の周波数フィルタを用いて、周波数に応じたフィルタリングを実行することができるため、周波数帯域のノイズを適切に抑制することができる。また、複数の周波数フィルタを用いれば、周波数フィルタの組み合わせを変更することにより、様々な組み合わせの周波数帯域のノイズを抑制することができる。

（２）また、本発明の一態様に係る測定システムにおいて、センサはロードセルのみに限定されない。例えば、本発明の一態様に係る測定システムにおけるセンサとしては、温度センサ、光センサ、または回転速度センサ等の各種のセンサが使用されてもよい。

〔ソフトウェアによる実現例〕
測定システム１の制御ブロック（特に入力ユニット１０および制御装置９０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、測定システム１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、前記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 測定システム
１０ 入力ユニット（信号処理装置）
１１ 取得部（データ取得部）
１２ フィルタ部（周波数フィルタ）
１３ 転送部
１４ フィルタ切替部
８０ ロードセル（センサ）
９０ 制御装置
１２１ ローパスフィルタ（周波数フィルタ）
１２２ 第１ノッチフィルタ（ノッチフィルタ，周波数フィルタ）
１２３ 第２ノッチフィルタ（ノッチフィルタ，周波数フィルタ）
ＳＩＧ１〜ＳＩＧ３ 切替信号（フラグ）

Claims (6)

1. 測定対象の重量を測定するセンサからの信号をフィルタリングして制御装置へ転送する信号処理装置において、
   前記センサからの信号を周期的に取得することによって、時系列の前記信号である時系列信号を取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部が取得した前記時系列信号を周波数に応じてフィルタリングする周波数フィルタと、
   前記周波数フィルタが、前記データ取得部が取得した前記時系列信号に対し周波数に応じてフィルタリングを実行するか否かを、前記データ取得部が前記時系列信号を取得中に切り替えるフィルタ切替部と、
   前記周波数フィルタが周波数に応じてフィルタリングした前記信号、または前記データ取得部が取得した前記信号を前記制御装置に転送する転送部と、を備えており、
   前記周波数フィルタを複数備え、
   前記複数の周波数フィルタは、通過を抑制する周波数帯域が相互に重複しないものであり、
   前記フィルタ切替部は、前記複数の周波数フィルタを、前記データ取得部が取得した前記時系列信号に適用するか否かを前記周波数フィルタ毎に切り替え、
   前記複数の周波数フィルタは、ローパスフィルタおよびノッチフィルタを含み、
   前記ノッチフィルタは、第１ノッチフィルタおよび第２ノッチフィルタを含み、
   前記センサは、前記測定対象の重量の測定時に、当該測定対象を載せるための秤台を備えており、
   前記ローパスフィルタは、電気的な高周波ノイズの通過を抑制するように設定されており、
   前記第１ノッチフィルタは、電気的な低周波ノイズの通過を抑制するように設定されており、
   前記第２ノッチフィルタは、前記測定対象および前記秤台から成る慣性系の固有振動数に起因する、機械的なノイズの通過を抑制するように設定されており、
   前記機械的なノイズの周波数帯域は、前記電気的な低周波ノイズの周波数帯域とは異なり、かつ、前記電気的な高周波ノイズの周波数帯域よりも低いことを特徴とする信号処理装置。
2. 前記フィルタ切替部は、前記制御装置から制御コマンドを受信し、該制御コマンドに従って前記複数の周波数フィルタを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記フィルタ切替部は、前記周波数フィルタ毎に対応して設けられるフラグに従って前記複数の周波数フィルタを切り替え、
   前記フラグは、前記制御装置によって書き換えられることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
4. 測定対象の重量を測定するセンサからの信号を制御装置へ転送する信号処理装置の制御方法であって、
   前記センサからの信号を周期的に取得することによって、時系列の前記信号である時系列信号を取得するデータ取得ステップと、
   前記データ取得ステップで取得した前記時系列信号を、前記信号処理装置が備える周波数フィルタによって周波数フィルタリングするフィルタステップと、
   前記フィルタステップでフィルタリングした前記信号、または前記データ取得ステップで取得した前記信号を前記制御装置に転送する転送ステップと、を含み、
   さらに、
   前記フィルタステップで、前記データ取得ステップで取得した前記時系列信号に対しフィルタリングを実行するか否かを、前記データ取得ステップで前記時系列信号を取得中に切り替えるフィルタ切替ステップ、を含み、
   前記信号処理装置は、前記周波数フィルタを複数備え、
   前記複数の周波数フィルタは、通過を抑制する周波数帯域が相互に重複しないものであり、
   前記フィルタ切替ステップは、前記複数の周波数フィルタを、前記データ取得ステップで取得した前記時系列信号に適用するか否かを前記周波数フィルタ毎に切り替えるステップを含み、
   前記複数の周波数フィルタは、ローパスフィルタおよびノッチフィルタを含み、
   前記ノッチフィルタは、第１ノッチフィルタおよび第２ノッチフィルタを含み、
   前記センサは、前記測定対象の重量の測定時に、当該測定対象を載せるための秤台を備えており、
   前記ローパスフィルタは、電気的な高周波ノイズの通過を抑制するように設定されており、
   前記第１ノッチフィルタは、電気的な低周波ノイズの通過を抑制するように設定されており、
   前記第２ノッチフィルタは、前記測定対象および前記秤台から成る慣性系の固有振動数に起因する、機械的なノイズの通過を抑制するように設定されており、
   前記機械的なノイズの周波数帯域は、前記電気的な低周波ノイズの周波数帯域とは異なり、かつ、前記電気的な高周波ノイズの周波数帯域よりも低いことを特徴とする信号処理装置の制御方法。
5. 請求項１に記載の信号処理装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記データ取得部、前記周波数フィルタ、前記フィルタ切替部、および前記転送部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
6. 請求項５に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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