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JPH0718740B2 - Weight detector - Google Patents
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JPH0718740B2 - Weight detector - Google Patents

Weight detector

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JPH0718740B2
JPH0718740B2 JP63220966A JP22096688A JPH0718740B2 JP H0718740 B2 JPH0718740 B2 JP H0718740B2 JP 63220966 A JP63220966 A JP 63220966A JP 22096688 A JP22096688 A JP 22096688A JP H0718740 B2 JPH0718740 B2 JP H0718740B2
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differential
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茂樹 植田
正信 井上
謙三 黄地
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転する秤量台を有し、そこに載置された物
体の重量変化を検出する重量検出装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a weight detection device that has a rotating weighing platform and detects a weight change of an object placed on the weighing platform.

例えば重量変化を有効に利用するものとして加熱調理器
がある。とりわけ電子レンジにおいては回転載置台に載
せられた食品の、加熱中の重量減少量を測定して調理の
出来具合を判断しようとする試みが古くからなされてい
る。
For example, there is a heating cooker that effectively utilizes the change in weight. Particularly in microwave ovens, attempts have been made for a long time to determine the degree of cooking by measuring the weight loss of the food placed on the rotary table during heating.

従来の技術 従来この種の回転載置台を有する重量検出装置は秤量機
構による位置器差(物体の載置位置の差による測定誤
差)が発生するため、秤量台が一回転する間の平均値を
測定したり、回転ごとの同一地点の重量を測定したりし
て位置器差を取り除き重量変化を検出していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a weight detection device having a rotary mounting table of this type, a positioner difference (measurement error due to a difference in mounting position of an object) occurs due to a weighing mechanism. Therefore, an average value during one rotation of the weighing table is calculated. By measuring or measuring the weight at the same point for each rotation, the difference in position and position was removed to detect the weight change.

また重量の変化量を測定する方法としては、測定開始時
点で測定した初期重量との差分重を随時測定するやり方
が一般的である(特開昭60−111404号公報)。
As a method of measuring the amount of change in weight, it is common to measure the differential weight from the initial weight measured at the start of measurement as needed (Japanese Patent Laid-Open No. 60-111404).

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような重量検出装置においては検出
重量は回転載置台が一回転する間に1個のデータしか採
取することができない。例えば、電子レンジへの応用を
考えた場合、載置台一回転に要する時間が10秒〜12秒所
要するというものも多々あり、重量変化への反応は極め
て遅い。すなわち重量変化が生じても載置台が一回転す
るまで変化量を検出できないということになり、測定の
俊敏性という点で大きな課題となっていた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, in the above-described weight detection device, only one piece of data regarding the detected weight can be collected during one rotation of the rotary mounting table. For example, when considering application to a microwave oven, it often takes 10 to 12 seconds to make one rotation of the mounting table, and the reaction to weight change is extremely slow. In other words, even if the weight changes, the amount of change cannot be detected until the mounting table makes one rotation, which is a major issue in terms of measurement agility.

その他にも、測定中に外乱が加わり絶対重量に不連続点
が、生じると初期重量に基づいて重量変化を求める方式
では致命的な誤差が発生する。第2図は秤の分野ではす
でに公知のロバーバル機構を用いた重量検出装置の外観
図、第11図(a)はこの重量検出装置で絶対重量を測定
中に衝撃を外部から加えた時の秤量特性である。約110
秒付近で衝撃が加わり絶対重量に6〜7gの重量減少とな
っているのがわかる。しかし、この測定中には重量変化
は僅か2〜3gで、測定中の脈動は回転載置台回転中の位
置器差によるもので実際の重量変化とは異なる。このよ
うに不連続が生じると初期重量は全く意味をなさないデ
ータとなってしまう。
In addition, when a disturbance is added during measurement and a discontinuity point is generated in the absolute weight, a fatal error occurs in the method of obtaining the weight change based on the initial weight. Fig. 2 is an external view of a weight detection device using a Roberval mechanism that is already known in the field of scales, and Fig. 11 (a) is a weight measurement when an impact is applied from the outside while measuring absolute weight with this weight detection device. It is a characteristic. About 110
It can be seen that the impact is applied in the vicinity of the second and the absolute weight is reduced by 6 to 7 g. However, the weight change during this measurement is only 2 to 3 g, and the pulsation during the measurement is different from the actual weight change because it is due to the position error during rotation of the rotary mounting table. When such discontinuity occurs, the initial weight becomes completely meaningless data.

一般に、重量検出装置は被測定物の重量を重量検出用の
センサーに伝達するための機構系を介在するため機構的
な摩擦によるヒステリシスが存在する。これに外部から
衝撃,振動が加わることによって状態が遷移しこのよう
な現象が発生すると考えられる。さらに異常な場合では
あるが測定中の衝撃,振動によって被測定物が移動した
場合にもこのような現象がおこる。従来、載置台回転中
の重量変化測定において、このような異常なケースにお
いて精度良く重量変化を測定することは極めて困難であ
った。
Generally, the weight detection device has a mechanical friction hysteresis because a mechanism system for transmitting the weight of the object to be measured to a sensor for weight detection is interposed. It is considered that such a phenomenon occurs due to the state transition caused by external impact or vibration. Even in abnormal cases, this phenomenon occurs even when the DUT moves due to shock or vibration during measurement. Conventionally, in measuring the weight change during rotation of the mounting table, it has been extremely difficult to accurately measure the weight change in such an abnormal case.

本発明はこのような従来の課題を解消するものであり秤
量機構による位置器差があっても載置台回転中の物体の
重量変化を即座に検出することができる重量検出装置を
提供するものである。
The present invention solves such a conventional problem, and provides a weight detection device capable of immediately detecting a weight change of an object during rotation of a mounting table even if there is a positional error due to a weighing mechanism. is there.

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明は重量検出装置物体
を載置するための回転載置台と、物体の重量を検出する
重量検出手段と、回転載置台一回転当たり複数個nの重
量を等間隔でサンプリングするとともに各測定重量の前
回測定重量との差分重量を求める差分重量検手段と、差
分重量を過去n回にわたり加算平均する差分重量平均化
手段と、差分重量平均化手段からの測定信号を累積加算
して物体の重量変化を測定する重量変化検出手段を備え
たものである。また前記差分重量平均化手段はその出力
信号がある所定範囲を逸脱すれば出力信号を前回の出力
信号、あるいは少なくとも前2回の出力信号の平均値と
するものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention relates to a weight detection device, a rotary mounting table for mounting an object, a weight detecting means for detecting the weight of the object, and a rotary mounting table per rotation. A differential weight detecting means for sampling a plurality of weights n at equal intervals and obtaining a differential weight of each measured weight from a previous measured weight, a differential weight averaging means for averaging the differential weights over the past n times, and a differential weight. The weight change detecting means for measuring the weight change of the object by cumulatively adding the measurement signals from the averaging means is provided. Further, the difference weight averaging means sets the output signal to the previous output signal or the average value of the output signals at least two times before if the output signal deviates from a predetermined range.

作 用 本発明の重量検出装置は、載置台一回転中に物体の重量
をn回一定間隔で測定しかつ、測定開始直後の1回を除
き以降は重量測定ごとに前回測定重量間の差分重量を測
定する。そして測定開始後(n+1)個目の測定からは
過去n回の差分重量を順次加算平均してさらにその結果
を累積加算することによって重量変化を測定している。
これにより(回転周期/n)の時間間隔でしかも位置器差
を取り除いた正確な重量変化を検出できる。また差分重
量を過去n回にわたり加算した差分重量平均化手段の出
力は位置器差の影響を取り除いた正確な重量変化率を表
すことになる。したがってこの出力が測定上の重量減少
率ではありえないような異常値を示した場合がすなわち
前述した衝撃,振動等での異常(データの不連続,跳躍
等)ということになる。これを検知して重量変化検出手
段への出力信号を前回の出力信号または少なくとも前2
回の出力信号の平均値とし過去の重量減少率を採用する
ことによって異常時にも時間ロスなく瞬時に重量変化量
を測定することができる。このような異常を検出する方
法として重量検出手段、あるいは差分重量検出手段の出
力をモニターする方法もあるが、本例のように載置台回
転中の重量、あるいは差分重量は位置器差の影響で大き
く変動するため異常と正常を判別することを極めて困難
である。そのような点から測定時の異常を検知しそれに
対応する手段として本発明は非常に有効であることがわ
かる。
Operation The weight detection device of the present invention measures the weight of an object at regular intervals n times during one rotation of the mounting table, and except for one time immediately after the start of measurement, the weight difference between the previously measured weights is measured for each weight measurement thereafter. To measure. From the (n + 1) th measurement after the start of measurement, the weight change is measured by sequentially adding and averaging the differential weights of the past n times and cumulatively adding the results.
As a result, it is possible to detect an accurate weight change at a time interval of (rotation period / n) and by removing the position error. Further, the output of the difference weight averaging means obtained by adding the difference weight over the past n times represents the accurate weight change rate without the influence of the position difference. Therefore, when this output shows an abnormal value that cannot be the weight reduction rate in measurement, it means that the above-mentioned abnormality due to shock, vibration, etc. (data discontinuity, jump, etc.). Detecting this, the output signal to the weight change detection means is set to the previous output signal or at least the previous two
By adopting the past weight reduction rate as the average value of the output signals of the times, the weight change amount can be instantly measured without time loss even in the case of an abnormality. As a method of detecting such an abnormality, there is also a method of monitoring the output of the weight detection means or the differential weight detection means, but the weight during rotation of the mounting table or the differential weight is affected by the position difference as in this example. Since it fluctuates greatly, it is extremely difficult to distinguish abnormality from normality. From such a point, it is understood that the present invention is very effective as a means for detecting an abnormality at the time of measurement and responding to the abnormality.

実施例 第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。7は被
測定物である物体、1は物体7を載置するための回転載
置台、2は回転載置台1を回転するためのモーターで電
源周期に同期した同期型モーターである。3は回転載置
台1,物体7,モーター2を受け物体7の重量をある所定の
物理量へと交換する重量検出手段、4は重量検出手段3
からの出力を一定インターバルでかつモーター2一回転
当たり3個読み込み、さらに検出した信号を重量へと交
換してその重量と前回獲得した重量との差分重量を出力
する差分重量検出手段、5は差分重量検出手段4の出力
を受けその信号とさらに過去2回の信号の合計3個の信
号を加算する差分重量平均化手段で、差分重量検出手段
4から出力される一定インターバルの信号を過去2回記
憶し、かつ自身の過去2回の出力値も記憶している。6
は差分重量平均化手段5から出力される信号を累積加算
する重量変化検出手段である。以上の差分重量検出手段
4、差分重量平均化手段5、重量変化検出手段6はマイ
クロコンピューター8によって構成した。第2図に重量
検出手段の要部を示し、重量検出の原理を示す。12は板
バネで、それぞれの板バネは板バネスペーサ11を挿んで
平行に取り付けられている。これは秤の分野ですでに公
知のロバーバル機構と称されるもので板バネスペーサ11
の一端は本体ベースに固定されたロバーバル機構固定金
具13に取り付けられ固定端となり、他端は自由端となり
上下鉛直方向に移動自在な構成になっている。この機構
的な機能により回転載置台1の上のどの位置に物体が載
せられても鉛直方向に正確に荷重が伝わる。さてここで
回転載置台1の上に物体が載せられると板バネ12の弾性
によって物体の重量に応じた変移が生じロバーバル機構
の自由端側と固定端側に取り付けられた板金電極9のギ
ャップが変化し電極間の静電容量が変わる。これを検出
することによって重量を測定するという原理である。回
路図を第3図に示す。9は板金電極で電気回路で等価的
に表すとコンデンサーとなり発振回路10により静電容量
に依存して周波数が変化する矩形波信号に変換されマイ
クロコンピューター8に出力される。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 7 is an object to be measured, 1 is a rotary mounting table on which the object 7 is mounted, and 2 is a motor for rotating the rotary mounting table 1, which is a synchronous motor synchronized with a power supply cycle. Reference numeral 3 is a weight detecting means for exchanging the weight of the object 7 for receiving the rotary mount 1, the object 7 and the motor 2 into a predetermined physical quantity, and 4 is a weight detecting means 3
The difference weight detecting means 5 outputs the difference between the weight obtained by exchanging the detected signal to the weight at a constant interval and 3 times per one rotation of the motor 2 and the weight, and the weight obtained last time A differential weight averaging means for receiving the output of the weight detecting means 4 and further adding a total of three signals of the past two times of signals, and outputting a signal of a constant interval outputted from the differential weight detecting means 4 for the past two times. It also stores the past two output values of itself. 6
Is a weight change detecting means for cumulatively adding the signals output from the difference weight averaging means 5. The difference weight detecting means 4, the difference weight averaging means 5, and the weight change detecting means 6 are constituted by a microcomputer 8. FIG. 2 shows the main part of the weight detecting means and shows the principle of weight detection. Reference numeral 12 is a leaf spring, and each leaf spring is attached in parallel with the leaf spring spacer 11 inserted. This is known as a Roberval mechanism already known in the field of scales, and is a leaf spring spacer 11
One end is attached to the Roberval mechanism fixing metal fitting 13 fixed to the main body base to be a fixed end, and the other end is a free end, which is movable in the vertical direction. With this mechanical function, the load is accurately transmitted in the vertical direction no matter where the object is placed on the rotary mounting table 1. Now, when an object is placed on the rotary mounting table 1, the elasticity of the plate spring 12 causes a change according to the weight of the object, and the gap between the sheet metal electrodes 9 attached to the free end side and the fixed end side of the Roberval mechanism is reduced. It changes and the capacitance between the electrodes changes. The principle is that the weight is measured by detecting this. The circuit diagram is shown in FIG. Reference numeral 9 denotes a sheet metal electrode, which is equivalently represented by an electric circuit and serves as a capacitor, which is converted by the oscillation circuit 10 into a rectangular wave signal whose frequency changes depending on the electrostatic capacity and output to the microcomputer 8.

14は電源同期信号発生回路で商用電源と同一周波数の矩
形信号をマイクロコンピューター8に出力する。
Reference numeral 14 is a power supply synchronizing signal generation circuit which outputs a rectangular signal having the same frequency as the commercial power supply to the microcomputer 8.

以上に示した構成によって回転載置台1の回転中の重量
変化の検出方法について説明する。第4図はマイクロコ
ンピューター8内の各信号のタイミングチャートを示
す。重量検出手段3は,,,……というように一
定インターバルで信号を獲得し3個で丁度1回転とな
る。このタイミング関係の管理については、電源同期信
号発生回路14からのパルス信号を所定回数カウントする
ことによって実現している。このためにはモーター2は
電源同期型モーターとすることが必須である。さらにこ
れについての詳細は後述する。このようにして獲得した
,,,……の重量は差分重量検出手段4によって
前回測定した重量との差分のかたちで、′=−、
′=−……というように順次減算される。さらに
差分重量平均化手段5によって過去3回の差分重量検出
手段4の出力は″=′+′+′,″=′+
′+′,……というように順次加算される。さらに
重量変化検出手段6によって差分重量平均化手段5の出
力は″,″+″,″+″+″,……という
ように順次累積加算される。
A method of detecting a weight change during rotation of the rotary mounting table 1 having the above-described configuration will be described. FIG. 4 shows a timing chart of each signal in the microcomputer 8. The weight detecting means 3 obtains a signal at a constant interval such as ..., and the number of three is just one revolution. The management of this timing relationship is realized by counting the pulse signals from the power supply synchronization signal generation circuit 14 a predetermined number of times. For this purpose, it is essential that the motor 2 is a power supply synchronous motor. Further details regarding this will be described later. The weights obtained in this way are in the form of the difference from the weight previously measured by the difference weight detecting means 4, and ′ = −,
Subsequent subtractions such as ′ = − ……. Further, the difference weight averaging means 5 outputs the output of the difference weight detecting means 4 for the past three times to "="'+' + ', "=" +.
It is added sequentially such as '+', .... Further, the output of the difference weight averaging means 5 is sequentially accumulated by the weight change detecting means 6 as "," + "," + "+", ....

次にこの信号処理をマイクロコンピューターを用いて行
うときのプログラムのアルゴリズムを第5図のフローチ
ャートに基づいて説明する。測定を開始するとステップ
15で現在何個目のデータかを記憶するレジスタiを1に
初期設定する。ステップ16で電源同期信号発生回路14か
ら出力されるパルス信号を監視し立ち下がりを検出すれ
ばステップ17に進み、そうでないときはステップ16を繰
り返す。ステップ17ではこの立ち下がり回数をカウント
し、所定回数n1に達した場合ステップ16に進み、それ以
外ではステップ16に戻る。このステップ16,17でデータ
の取り込みインターバルを正確に決定している。例え
ば、回転周期が10秒の電源同期型モーターの場合、モー
ターの回転周期に相当する電源同期信号のカウント数n
は n=3×n1=10/(1/60)=600 となり、1回転に3個データをサンプリングする場合の
インターバルに相当する同カウント数n1は、 n1=n/3=600/3=200 となる。これにより、電源周波数が変動しても正確に回
転周期を三等分した間隔でデータを採取できる。
Next, an algorithm of a program when this signal processing is performed using a microcomputer will be described based on the flowchart of FIG. Step when starting measurement
At 15, the register i which stores the current number of data is initialized to 1. In step 16, the pulse signal output from the power supply synchronizing signal generation circuit 14 is monitored, and if a falling edge is detected, the process proceeds to step 17, otherwise step 16 is repeated. In step 17, the number of times of falling is counted, and when the predetermined number of times n 1 is reached, the process proceeds to step 16, and otherwise, the process returns to step 16. In steps 16 and 17, the data acquisition interval is accurately determined. For example, in the case of a power supply synchronous motor having a rotation cycle of 10 seconds, the count number n of power supply synchronization signals corresponding to the rotation cycle of the motor.
Is n = 3 × n 1 = 10 / (1/60) = 600, and the same count number n 1 corresponding to the interval when sampling 3 data items per rotation is n 1 = n / 3 = 600 / 3 = 200. As a result, even if the power supply frequency fluctuates, data can be accurately collected at intervals that divide the rotation cycle into three equal parts.

次にステップ18において、検出して重量検出手段6の出
力信号を重量Wに交換する。ステップ19で測定回数iが
1のときはステップ16に戻り次のデータ獲得の同期待ち
となりそれ以外ではステップ20で差分重量DWの計算を DW(i−1)=W(i)−W(i−1) として算出する。ここで( )内のiは測定回数を表し
DW(i−1)であれば測定回数(i−1)回目の差分重
量DWということになる。ステップ21で測定回数iが3以
下では以上の過程を繰り返すべく、ステップ16に戻り、
それ以外ではステップ22で差分重量DWを過去3回にわた
り加算平均し平均化差分重量ADWを ADW(i)=DW(i)+DW(i−1)+DW(i−2) として計算する。この計算結果はステップ23で所定異常
レベルl1,l2と比較されl1≧ADW(i)またはl2≦ADW
(i)であれば ADW(i)=(ADW(i−1)+ADW(i−2))/2 とし、それ以外ではステップ25へと進む、ステップ25で
は重量変化CWを CW(i)=CW(i−1)+ADW(i) として計算する。ステップ26で測定回数をインクリメン
トしてステップ27で測定終了でなければステップ16に戻
り処理を繰り返す。なお、これから説明する実施例1の
場合はステップ23,24を省いたものであり、第5図は実
施例2を示したものである。以下第5図およびステップ
23,24を省いたアルゴリズムを用いて実際にモーターを
回転させながら重量変化を測定したときの例の各出力の
特性図を第6図〜第9図に示す。
Next, at step 18, the output signal of the weight detecting means 6 which is detected is exchanged for the weight W. When the number of measurements i is 1 in step 19, the process returns to step 16 and waits for the next data acquisition synchronization. In other cases, the difference weight DW is calculated in step 20 by DW (i-1) = W (i) -W (i -1) is calculated. Where i in () represents the number of measurements
If it is DW (i-1), it means the difference weight DW of the number of times of measurement (i-1). If the number of measurements i is 3 or less in step 21, return to step 16 to repeat the above process,
Otherwise, in step 22, the difference weight DW is added and averaged over the past three times and the averaged difference weight ADW is calculated as ADW (i) = DW (i) + DW (i-1) + DW (i-2). This calculation result is compared with predetermined abnormal levels l 1 and l 2 in step 23 and l 1 ≧ ADW (i) or l 2 ≦ ADW
If (i), ADW (i) = (ADW (i-1) + ADW (i-2)) / 2, otherwise proceed to step 25. In step 25, the weight change CW is CW (i) = It is calculated as CW (i-1) + ADW (i). In step 26, the number of times of measurement is incremented, and if the measurement is not completed in step 27, the process returns to step 16 and repeats the processing. In the case of the first embodiment described below, steps 23 and 24 are omitted, and FIG. 5 shows the second embodiment. Figure 5 and steps below
FIGS. 6 to 9 show characteristic diagrams of respective outputs in an example in which the weight change is measured while actually rotating the motor using the algorithm omitting 23 and 24.

(実施例1) 第6図(a)は重量検出手段3の出力を重量値で表した
ものでモーター回転周期10秒である。このように機構的
な位置器差の影響で回転に伴い重量値は約10gの幅で変
動する。従ってこの状態では微少な数gという重量変化
はまったく測定できないことがよくわかる。第6図
(b)は差分重量検出手段3の出力であるがこれも回転
により脈動が非常に大きい。しかし差分重量平均化手段
5を通過することによって第7図(a)のように脈動は
ほとんど除去され平均化された差分重量が検出できる。
そしてこのデータを累積加算することによって重量変化
のみが第7図(b)のように取り出せる。ただし差分重
量平均化過程(ステップ22)によって3個のデータを加
算しているため見かけ上重量変化は3倍に増幅されたか
たちで出力されている。実際は約12gの重量減少が約36g
となっている。このような方法によって従来モーターの
回転周期10秒間隔でしか出力されなかった物体の重量変
化量が10/3秒ごとに即座に検出することができるととも
に秤量機構にまつわる位置器差の影響はまったく発生し
ない。載置台回転中の物体の微少な重量変化を瞬時に測
定するという用途では極めて有利である。また差分重量
平均化過程(ステップ22)によって3個のデータを加算
平均しているためノイズによる変動についても平滑化さ
れ低減することが期待できる。
(Embodiment 1) FIG. 6A shows the output of the weight detecting means 3 in terms of weight value, and the motor rotation cycle is 10 seconds. In this way, the weight value fluctuates within a width of about 10 g with rotation due to the influence of the mechanical positioner difference. Therefore, it is well understood that in this state, a minute weight change of a few g cannot be measured at all. FIG. 6 (b) shows the output of the differential weight detecting means 3, which also has a very large pulsation due to the rotation. However, by passing through the difference weight averaging means 5, as shown in FIG. 7 (a), most of the pulsation is removed and the averaged difference weight can be detected.
Then, by cumulatively adding this data, only the weight change can be taken out as shown in FIG. 7 (b). However, since three pieces of data are added by the difference weight averaging process (step 22), the apparent weight change is output in the form of being amplified three times. Actually, the weight loss of about 12g is about 36g
Has become. With this method, the weight change amount of the object, which was output only at 10-second intervals of the conventional motor rotation cycle, can be immediately detected every 10/3 seconds and the influence of the positioner difference related to the weighing mechanism occurs at all. do not do. This is extremely advantageous in the application of instantaneously measuring a minute weight change of an object while the mounting table is rotating. Further, since three data are added and averaged by the difference weight averaging process (step 22), it is expected that fluctuations due to noise will be smoothed and reduced.

(実施例2) 第8図(a)は重量検出手段3の出力を重量へと変換し
た重量Wである。モーター1回転当たり3回測定してい
るため、位置器差の影響により測定値は約5gの振れ幅で
脈動している。約100秒と約130秒経過時点で外部から重
量検出装置に衝撃を加えたためパルス状のデータの跳躍
が発生している。そして80秒付近から重量変化がおこり
最終的に約3g減少している。第8図(b)は検出手段4
の出力の差分重量DWの特性である。第9図(a)は差分
重量平均化手段5の出力の平均化差分重量ADWの特性
で、過去3回の加算結果すなわち物理的には一回転の平
均値ということになり第8図(b)の回転により脈動を
取り除いた特性となっている。これによって、回転によ
る位置器差の影響を取り除いた重量変化率を瞬時に得る
ことができる。この出力には脈動成分が含まれていない
ため測定値の異常を検知するためには最適の信号という
ことができ容易にかつ瞬時に正常、異常の判別がつく。
すなわち、重量検出手段,差分重量検出手段の出力を見
ると両者とも脈動が重畳しているため脈動幅と重量の異
常レベルとを判別することは極めて難しい。特に重量物
が回転載置台の端に載置された場合この脈動はさらに大
きくなる傾向にあり判別はさらに困難になる。この異常
検知レベルl1,l2をl1=3.0gそしてl2=−3.0gとすると1
00,110,126,136秒経過時点の4個の異常は容易に判定で
きる。この異常を検知して第5図のステップ24の処理を
した場合の重量検出手段の出力CWは第9図(b)のよう
になり衝撃による影響はほとんど現れていない。しかも
過去2回の差分重量平均化手段の出力を平均することに
よって、異常中にも異常発生直前の正常な重量減少率で
データを補正しながら重量変化を継続して測定できるた
め、外乱に対しては極めて優れた特性をもっており精度
は著しく向上する。第10図はこの処理を施さずそのまま
のADWを累積加算したもので衝撃の影響でデータが乱れ
使用目的によっては誤動作をおこす可能性が高い。ここ
で、実際の重量減少が約3g程度であるのに重量変化検出
手段の出力になると約9g程度となっている。これは差分
重量平均化の過程で過去3回の差分重量を加算している
ためおこる現象であり、実際の重量減少量はその1/3で
ある。なお、異常検知レベルl1,l2は測定する物体の重
量変化率の限界値に対して適当な余裕を設け設定するの
が望ましい。
(Embodiment 2) FIG. 8 (a) is a weight W obtained by converting the output of the weight detecting means 3 into weight. Since the measurement is performed 3 times per one rotation of the motor, the measured value is pulsating with a swing width of about 5 g due to the influence of the positional difference. At the time of about 100 seconds and about 130 seconds, an external shock was applied to the weight detection device, and pulse-shaped jumping of data occurred. Then, the weight change started from around 80 seconds and finally decreased by about 3g. FIG. 8 (b) shows the detection means 4
Is the characteristic of the differential weight DW of the output of. FIG. 9 (a) shows the characteristics of the averaged differential weight ADW of the output of the differential weight averaging means 5, which is the result of the past three additions, that is, the physical average value of one rotation. ) Has the characteristic of removing pulsation by rotation. As a result, it is possible to instantly obtain the weight change rate by removing the influence of the positional difference due to the rotation. Since this output does not contain a pulsating component, it can be said that it is an optimum signal for detecting an abnormality in the measured value, and it can be easily and instantaneously discriminated whether it is normal or abnormal.
That is, looking at the outputs of the weight detecting means and the differential weight detecting means, it is extremely difficult to distinguish the pulsation width and the abnormal level of weight because the pulsations are superimposed on both. In particular, when a heavy object is placed on the end of the rotary mounting table, this pulsation tends to become larger and the discrimination becomes more difficult. If the abnormality detection levels l 1 and l 2 are l 1 = 3.0 g and l 2 = −3.0 g, 1
Four abnormalities at the time of 00,110,126,136 seconds can be easily determined. The output CW of the weight detecting means when this abnormality is detected and the processing of step 24 in FIG. 5 is performed becomes as shown in FIG. 9 (b), and the influence of the impact hardly appears. Moreover, by averaging the outputs of the differential weight averaging means for the past two times, the weight change can be continuously measured while the data is corrected at the normal weight reduction rate immediately before the abnormality occurs even during the abnormality, so that it is possible to prevent the disturbance. Has extremely excellent characteristics and the accuracy is remarkably improved. Figure 10 shows the cumulative addition of ADW as it is without this process, and there is a high possibility of malfunction due to the data being disturbed by the impact. Here, although the actual weight reduction is about 3 g, the output of the weight change detecting means is about 9 g. This is a phenomenon that occurs because the difference weights of the past three times are added in the process of averaging the difference weights, and the actual weight reduction amount is 1/3 thereof. It is desirable that the abnormality detection levels l 1 and l 2 be set with an appropriate margin with respect to the limit value of the weight change rate of the object to be measured.

その他の測定事例を第11図〜第13図に示す。その測定事
例の特徴は、外部から衝撃が加わりデータの安定点が跳
躍し不連続点が発生していることである。第11図(a)
は重量検出手段の出力であり110秒付近で不連続となっ
ている。実際には約3gしか重量が変化していないにもか
かわらず、出力は約7g減少しており、これはあきらかに
誤測定となる。第11図(b)は差分重量検出手段の出
力、第12図(a)は差分重量平均化手段の出力である。
異常検出レベルl1,l2を前事例の場合と同様のレベルと
すると不連続点は容易に検知でき、第5図のステップ24
の処理を実行すると重量変化変化検出手段の出力は第12
図(b)のように連続性を保ち正確に物体の重量変化量
約3g(表示は3倍の9g)のみを測定することができる。
なお第13図はステップ24の処理を実行しない場合を示し
たものである。
Other measurement examples are shown in Figs. The characteristic of the measurement example is that a stable point of the data jumps due to an external impact and a discontinuous point occurs. Figure 11 (a)
Is the output of the weight detection means and is discontinuous around 110 seconds. Despite the fact that the weight has changed by only about 3g, the output has decreased by about 7g, which is clearly a false measurement. FIG. 11 (b) shows the output of the difference weight detecting means, and FIG. 12 (a) shows the output of the difference weight averaging means.
If the abnormality detection levels l 1 and l 2 are set to the same level as in the case of the previous example, discontinuities can be easily detected.
When the process of is executed, the output of the weight change change detection means is
As shown in Figure (b), it is possible to accurately measure only about 3 g of the change in weight of the object (9 g, which is triple the display) while maintaining continuity.
Note that FIG. 13 shows a case where the process of step 24 is not executed.

発明の効果 (1) 以上のように請求項1に示す本発明の重量検出装
置は回転載置台一回転当り複数個nの重量を等間隔でサ
ンプリングし各差分重量を過去n回にわたり加算平均し
更にそれを累積加算して重量変化量を検出するものであ
り秤量機構の位置器差の影響を取り除き、しかも(回転
周期/n)の高速で重量変化を検出できる。
EFFECTS OF THE INVENTION (1) As described above, the weight detecting apparatus of the present invention as set forth in claim 1 samples a plurality of weights n per revolution of the rotary mounting table at equal intervals, and averages each difference weight over the past n times. Further, the weight change amount is detected by cumulatively adding it, and the influence of the position error of the weighing mechanism can be removed, and the weight change can be detected at a high speed (rotation cycle / n).

(2) 常にn回にわたる加算平均を行っているため瞬時
的なノイズに対してもその影響度は1/nに低減する。
(2) Since the addition and averaging is always performed n times, the degree of influence is reduced to 1 / n even for instantaneous noise.

また請求項2,3に示す本発明の重量検出装置は回転載置
台一回転当たり複数個nの重量を等間隔でサンプリング
し各差分重量を過去n回にわたり加算平均した平均化差
分重量が第1の所定異常レベルl1以上のとき、または第
2の所定異常レベルl2以下のときは測定値の異常とみな
し前回の結果、あるいは少なくとも前2回の結果の平均
値として累積加算して重量変化量を検出するものであ
り、 (1) 秤量機構による位置器差の影響を取り除いた微小
重量変化を検出できる。
Further, in the weight detecting device of the present invention as set forth in claims 2 and 3, a plurality of n weights per rotation of the rotary mounting table are sampled at equal intervals, and the respective differential weights are averaged over the past n times, and the averaged differential weight is the first. When the specified abnormality level l 1 or more of the above or the second predetermined abnormality level l 2 or less is regarded as an abnormality in the measured value, the previous change, or at least the previous two results are cumulatively added to change the weight. It detects the amount, and (1) it can detect minute changes in weight by eliminating the influence of positioning error due to the weighing mechanism.

(2) 秤量機構による位置器差の影響を取り除いた重量
変化を回転周期の1/nの間隔でサンプリングでき測定の
スピードが飛躍的にアップする。
(2) The weight change excluding the influence of the position / position difference due to the weighing mechanism can be sampled at intervals of 1 / n of the rotation cycle, and the measurement speed is dramatically increased.

(3) 外部からの衝撃,振動,ノイズ等外乱によりデー
タに急変,跳躍等の異常が生じても容易にそして瞬時に
それを検知することができ、かつ異常中にも重量変化を
補正測定でき測定速度・精度は著しく向上する。
(3) Even if an abnormality such as a sudden change or jump occurs in the data due to external disturbance such as shock, vibration or noise, it can be detected easily and instantly, and the weight change can be corrected and measured during the abnormality. The measurement speed and accuracy are significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例における重量検出装置の構成
図、第2図は重量検出手段の要部側面図、第3図は回路
図、第4図は各出力信号のタイミングチャート、第5図
は信号処理アルゴリズムを示すフローチャート、第6図
(a)は実施例1における測定の一事例の重量検出手段
の出力特性図、第6図(b)は同差分重量検出手段の出
力特性図、第7図(a)は同差分重量平均化手段の出力
特性図、第7図(b)は同重量変化検出手段の出力特性
図、第8図(a)は実施例2における測定の一事例の重
量検出手段の出力特性図、第8図(b)は同差分重量検
出手段の出力特性図、第9図(a)その差分重量平均化
手段の出力特性図、第9図(b)はその異常検知の信号
処理をした重量変化検出手段の出力特性図、第10図はそ
の処理をしない時の重量変化検出手段の出力特性図、第
11図(a)は測定のその他の事例の重量検出手段の出力
特性図、第11図(b)はその差分重量検出手段の出力特
性図、第12図(a)はその差分重量平均化手段の出力特
性図、第12図(b)はその異常検知の信号処理をした重
量変化検出手段の出力特性図、第13図はその処理をしな
い時の重量変化検出手段の出力特性図である。 1……回転載置台、2……モーター、3……重量検出手
段、4……差分重量検出手段、5……差分重量平均化手
段、6……重量変化検出手段、8……マイクロコンピュ
ーター。
FIG. 1 is a block diagram of a weight detecting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of an essential part of a weight detecting means, FIG. 3 is a circuit diagram, and FIG. 4 is a timing chart of each output signal. FIG. 5 is a flowchart showing a signal processing algorithm, FIG. 6 (a) is an output characteristic diagram of the weight detecting means in one example of measurement in the first embodiment, and FIG. 6 (b) is an output characteristic diagram of the differential weight detecting means. FIG. 7 (a) is an output characteristic diagram of the same differential weight averaging means, FIG. 7 (b) is an output characteristic diagram of the same weight change detecting means, and FIG. 8 (a) is an example of measurement in the second embodiment. FIG. 8 (b) is an output characteristic diagram of the weight detection means of the example, FIG. 9 (a) is an output characteristic diagram of the difference weight detection means, FIG. 9 (a) is an output characteristic diagram of the difference weight averaging means, and FIG. 9 (b). Is the output characteristic diagram of the weight change detection means that processed the abnormality detection signal. Output characteristic diagram of weight change detecting means, the
FIG. 11 (a) is an output characteristic diagram of the weight detecting means in other cases of measurement, FIG. 11 (b) is an output characteristic diagram of the difference weight detecting means, and FIG. 12 (a) is the difference weight averaging means. FIG. 12 (b) is an output characteristic diagram of the weight change detecting means that has performed the signal processing of the abnormality detection, and FIG. 13 is an output characteristic diagram of the weight change detecting means when the processing is not performed. 1 ... Rotary mounting table, 2 ... motor, 3 ... weight detection means, 4 ... difference weight detection means, 5 ... difference weight averaging means, 6 ... weight change detection means, 8 ... microcomputer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黄地 謙三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−200020(JP,A) 実開 昭62−14206(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenzo Ochi 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP 63-200020 (JP, A) Actual development Sho 62- 14206 (JP, U)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】物体を載置し回転駆動する回転載置台と物
体の重量を検出する重量検出手段と、前記回転載置台1
回転当たり所定複数回数nの重量を等間隔でサンプリン
グするとともに各測定重量の前回測定重量との差分重量
を求める差分重量検出手段と、前記差分重量を前n回に
わたり加算平均する差分重量平均化手段と、前記差分重
量平均化手段からの測定信号を累積加算して物体の重量
変化を測定する重量変化検出手段を備えたことを特徴と
する重量検出装置。
1. A rotary mounting table for mounting and rotating an object, weight detection means for detecting the weight of the object, and the rotary mounting table 1.
Differential weight detection means for sampling the weights n times a predetermined number of times at equal intervals and for obtaining the differential weight of each measured weight from the previous measured weight, and differential weight averaging means for averaging the differential weights over the previous n times. And a weight change detecting means for measuring the weight change of the object by cumulatively adding the measurement signals from the difference weight averaging means.
【請求項2】前記差分重量平均化手段の出力信号が第1
の所定値以下または第2の所定値以上のときはその出力
信号を前回の前記差分重量平均化手段の出力信号とする
請求項1記載の重量検出装置。
2. The output signal of the difference weight averaging means is the first signal.
2. The weight detection device according to claim 1, wherein the output signal is used as the previous output signal of the difference weight averaging means when the output signal is less than or equal to the predetermined value of or above the second predetermined value.
【請求項3】差分重量平均化手段の出力が第1の所定値
以下または第2の所定値以上のときはその出力信号を少
なくとも2回前までの前記差分重量平均化手段の出力信
号の平均値とする請求項2記載の重量検出装置。
3. When the output of the difference weight averaging means is less than or equal to the first predetermined value or more than the second predetermined value, the output signal is averaged at least twice before the output signal of the difference weight averaging means. The weight detection device according to claim 2, wherein the value is a value.
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