電子天びん
【課題】気温にかかわらず低消費電力で通電ドリフトの影響を受けない電子天びんを提供する。
【解決手段】使用開始／終了時刻を設定する入力装置５と気温計測手段と時刻信号を発信する時計装置６と、電源入切器７と、演算制御部３とを有し、制御プログラムにより電子天びんの荷重検出部１への電源供給開始時刻が使用開始時刻よりも暖機時間Ｔｗａ分前にセットされ、電源供給開始時刻になったら前記電源入切器７をＯＮにし、終了時刻になったら前記電源入切器７をＯＦＦにする。暖機時間Ｔｗａは電源供給時の温度に対応した値が選択される。更に暖機時間中およびその後を含めてドリフトデータが安定するまでの暖機時間の測定、即ち「Ｔｗａ測定」のプログラムが同時並行して行われ、暖機開始時の気温に対応する暖機時間の測定データが記憶される。何度も電子天びんの使用と終了を行う事により色々な気温に対する暖機時間のデータが増加し、かつ正確になっていく。
【解決手段】使用開始／終了時刻を設定する入力装置５と気温計測手段と時刻信号を発信する時計装置６と、電源入切器７と、演算制御部３とを有し、制御プログラムにより電子天びんの荷重検出部１への電源供給開始時刻が使用開始時刻よりも暖機時間Ｔｗａ分前にセットされ、電源供給開始時刻になったら前記電源入切器７をＯＮにし、終了時刻になったら前記電源入切器７をＯＦＦにする。暖機時間Ｔｗａは電源供給時の温度に対応した値が選択される。更に暖機時間中およびその後を含めてドリフトデータが安定するまでの暖機時間の測定、即ち「Ｔｗａ測定」のプログラムが同時並行して行われ、暖機開始時の気温に対応する暖機時間の測定データが記憶される。何度も電子天びんの使用と終了を行う事により色々な気温に対する暖機時間のデータが増加し、かつ正確になっていく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子天びん、はかりに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子天びん、特に電池駆動式の電子天びんにおいては電池の消耗の低減を図るために、使用していない時間が一定時間経過すると自動的に電源が切れて動作を停止するオートパワー式のものが開示されているが（特許文献１参照）、再度電源を供給して動作させるには、使用者が使用の都度スイッチなどを操作して電源投入を行っていた。
また、電子天びんは、電源投入後しばらくの間、図２に示す様な通電ドリフトが発生持続するので、ほぼ通電ドリフトの変化がなくなるまでの時間、すなわち暖機時間後に測定を行う必要があった（特許文献２参照）。
【０００３】
ユーザがウォームアップ時間を待つ必要がないように、予めユーザが設定した時刻に自動的に電源ＯＮする方法が発明されている（特許文献３参照）。
通電ドリフトのない状態で測定できる様にするために、電子天びんが未使用中でも電源を供給状態にして単に計量表示のみ消しておく手法が採られているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２７３０３６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１７９９１号公報
【特許文献３】特開２００７−１５５６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
使用時間が予め決められている場合、使用者が暖機時間を考慮して使用時間前に電源を投入しておく必要があるが、使用日の気温によって暖機に必要な時間が変わるため、一定の時間前に電源を入れればいいと云う訳にはいかず、特に思っていたより、気温が低かった場合は暖機時間が長く必要で、計量開始時刻が後ろにずれることにより、当日の作業時間内に必要な計量時間が取れない場合が発生するという問題がある。
【０００６】
本発明者は使用する時刻と終了する時刻を入力する手段を設けて、使用開始時刻より前の、暖機必要時間だけ前倒しの時刻が自動的にセットされるべく暖機時間を気にせず使用できるものを既に提案している（特許文献３参照）。
【０００７】
しかし気温によって図２、図３に示す如く通電時のドリフト特性や内部温度上昇が異なり必要な暖機時間が変わるため、常に最も長い最悪条件の時間をセットしておく必要があり、状況によっては必要以上に暖機し無駄なエネルギーを消費する問題があった。
電子天びんを未使用中でも電源を供給しておき計量表示のみ消す方法は省エネと耐久性に問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、決められた計量時間を確実に確保でき、計量を行う際には通電ドリフトの影響がない状態で正確な測定を行え、且つ使用していない時間中の消費電力を効果的に削減することができる電子天びん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】
【０００９】
載置された試料荷重を電気信号に変換する荷重検出部からの出力信号を質量値に換算して表示する電子天びんにおいて、時計装置と演算制御部と気温の計測手段（温度センサ１ｃとＡ／Ｄ変換器２ｃまたは温度センサ１ｂとＡ／Ｄ変換器２ｂあるいは両者）を設けてこれらは常時通電させておくと共に、使用開始時刻と使用終了時刻の設定手段と今回の暖機開始時からスタートして気温に対応したドリフトデータを記憶していき、ドリフトの傾斜が予め定めた量を下回ったらドリフト終了と見なして気温に対応した暖機時間のデータとして気温と暖機時間をペアで記憶する判定記憶手段を備えている。
【００１０】
今回の測定以前に記憶された複数個の気温に対する暖機時間のデータから今回の気温に最も近いデータを選択して暖機時間を設定する手段と、使用開始時刻より暖機時間分早めた電源供給開始時刻を算定し設定する手段と電源供給終了時刻を使用終了時刻とする手段と現在時刻を発信する時刻信号発信手段と、時刻信号が設定時刻に一致または設定時間を越えたことを判定する時刻判定手段と、時刻信号が電源供給開始時刻を越えた時点より荷重検出部とその他の残りの回路への電源供給を開始し、電源供給終了時刻を越えた時点より、常時通電とした回路を除き、荷重検出部を含む電気回路への電源供給を休止する電源供給手段を備えている。
【００１１】
また使用開始時刻から使用終了時刻までの期間中において、計量値表示回路への電源供給をオンオフする電源切替手段を設けている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電子天びんは、予め使用開始と終了の時刻をセットしておくと気温の変化に応じた暖機時間に相当する時間だけ使用する前に自動的に電源が供給されるので、使用する際には通電ドリフトが収斂した状態で正確な測定が可能となる。更に毎日の使用開始と使用終了を繰り返す毎に暖機開始時の気温と暖機に必要な時間のデータが蓄積され、次回以降の暖機時間に反映されていくので、使用状態に合致した良いものに更新されていく特徴を有する（請求項３には更新含まず）。また、使用しない間は常時通電とした回路を除き、荷重検出部や計量値表示回路への電源の供給が停止されるので消費電力を最も効果的に減少できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例による電子天びんの構成を示すブロック図である。
【図２】電子天びんに於ける通電ドリフト特性を示す図である。
【図３】電子天びんに於ける通電内部温度上昇特性を示す図である。
【図４】実施例に係わるメインのフローチャート図である。
【図５】実施例に係わる暖機時間Ｔｗａ測定のフローチャート図である。
【図６】本発明の変形例による電子天びんの動作を説明するメインのフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明が提供する電子天びんの最良の形態は、載置された試料荷重を電気信号に変換する荷重検出部からの出力信号を質量値に換算して表示する電子天びんにおいて、時計装置と演算制御部と気温の計測手段を設けてこれらは常時通電させておき、使用開始時刻と使用終了時刻を設定しておくと、内蔵している「気温に対応した暖機時間Ｔｗａ」が読み出されてセットされ、暖機開始時の気温に対応した暖機時間分早めに、荷重検出部を含む常時通電以外の部分にも電源供給を開始する。（内蔵の「気温対暖機時間」のデータは不揮発性ＲＡＭに表の形で内蔵しておく）
【００１５】
更に暖機開始時からスタートする「Ｔｗａ測定プログラム」により、気温に対応したドリフトデータを記憶していき、ドリフトの傾斜が予め定めた量を下回ったら、ドリフト終了と見なして「気温に対応した暖機時間のデータ」として気温と暖機時間をペアで不揮発性ＲＡＭに記憶する。この動作により毎日の使用と終了によって内蔵の「気温対暖機時間」の表が充実していく。使用終了時刻を越えたら常時通電とした回路を除き、荷重検出部を含む電気回路への電源供給を休止する。なお使用開始から使用終了までの期間中において一時的に使用しないときには、計量値表示をオンオフできる様にしておく。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の電子天びんの実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例による電子天びんの構成を示すブロック図である。荷重検出部１は、例えば電磁力平衡型の検出部であって、測定皿１ａ上の荷重に応じた電気信号を出力する。この荷重検出部１からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換器２ａによってディジタル化された後、荷重検出データとして演算制御部３に一定のサンプリング周期毎に採り込まれる。
【００１７】
この演算制御部３は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３ａ不揮発性ＲＡＭ３３ｂおよび入出力インターフェース３４ａ、３４ｂを主体として構成されている。
【００１８】
前記入出力インターフェース３４ａには、前記Ａ／Ｄ変換器２ａと、前記荷重検出部１内の温度を検出する温度センサ１ｂの出力をディジタル化するためのＡ／Ｄ変換器２ｂと荷重検出部１近傍の温度を検出する温度センサ１ｃの出力をディジタル化するためのＡ／Ｄ変換器２ｃが接続されている（温度センサ１ｃとＡ／Ｄ変換器２ｃは荷重検出部１近傍の温度を検出するためのもので気温計測手段となる）。
【００１９】
また、入出力インターフェース３４ｂには、計量値を表示するための表示器４と、使用開始／終了時刻を入力する入力装置５と、時刻を送信する時計装置６と、電源供給をＯＮ／ＯＦＦする電磁リレーなどの電源入切器７が接続されている。
【００２０】
前記演算制御部３は、ＲＯＭ３２に書き込まれた演算制御プログラムに基づいて、電源供給期間中に荷重検出データを採取する毎にそのデータをＲＡＭ３３ａ内に格納すると共に、例えば最新の所定個数の荷重検出データを平均化し、その平均値に予め設定されているスパン係数を乗じる等の公知の演算によって測定皿１ａ上の質量値を求め、計量値として表示器４に表示する（周知のプログラムでありフローチャートは省略）。
【００２１】
上記の構成部品のうちで演算制御部３、荷重検出部近傍の温度を測定する温度センサ１ｃ、Ａ／Ｄ変換器２ｂ、時計装置６には電源部９から電源が常時供給され、荷重検出部１や表示器４の回路には電源入切器７を介して電源部９から電源が供給される構成となっている。
【００２２】
前記荷重検出部１を始め電子天びんを構成する機械部品や電子部品は、それぞれ固有の伝熱特性を有しており、通電後の発熱に伴う温度変化により、一定温度で安定するまでの通電ドリフトによる計量誤差を生じる。したがって計量誤差を排除するためには、構成部品の温度が一定温度で安定するまでの暖機運転時間を必要とする。
【００２３】
図１のブロック図に示す入力装置５より予め使用開始時刻Ｔｓｔａと終了時刻Ｔｓｔｏを入力しておく。上記の電子天びんの常時通電部分によってＲＯＭ３２に書き込まれた本発明のメインプログラムおよび使用開始時刻（Ｔｓｔａ）、使用終了時刻（Ｔｓｔｏ）などの入力情報に基づき電源ＯＮ／ＯＦＦおよび計量が図４のフローチャートに基づき以下の様に実行される。
【００２４】
不揮発性ＲＡＭ３３ｂに書き込まれている使用開始時刻Ｔｓｔａと最長暖機時間Ｔｍａｘを参照して、使用開始時刻ＴｓｔａのＴｍａｘ前になったかチェックされ（Ｓ１）と（Ｓ２）ＹＥＳなら温度センサ１ｃの温度に対応した暖機時間Ｔｗａが読み出されて設定される（Ｓ３）。次に使用開始時刻Ｔｓｔａの暖機時間Ｔｗａ前にＴ１が設定され、使用終了時刻ＴｓｔｏがＴ２に設定される（Ｓ４）。
【００２５】
現在時刻が電源供給開始時刻Ｔ１を越えたかをチェックし（Ｓ５）、ＮＯならば時刻Ｔ１に到達するまで一定時間毎に（Ｓ３）、（Ｓ４）と（Ｓ５）のチェックを繰り返し、都度暖機時間Ｔｗａ、時刻Ｔ１も更新されていく。ＹＥＳなら電源入切器７をＯＮにして（Ｓ６）、暖機が開始されると同時に暖機時間Ｔｗａの測定記憶が図５のＴｗａ測定フローチャートに基づき同時進行で後述の様に実行される。
【００２６】
時刻Ｔ１が使用開始時刻Ｔｓｔａに設定（Ｓ７）され設定時刻になれば（丁度使用開始時間になっている）ＹＥＳに進み（Ｓ８）暖機完了となって演算制御プログラムに基づいて計量・表示を行う（Ｓ９）。この時暖機が完了している旨の表示を表示器に示す構成とすればより良好である（図示省略）。
【００２７】
次に現在時刻が電源供給終了時刻Ｔ２を越えたかをチェックし（Ｓ１０）、ＮＯなら時刻Ｔ２を越えるまで計量・表示を繰り返し（Ｓ９）、ＹＥＳなら計量表示を消し、電源入切器７をＯＦＦ（Ｓ１１）にし、（Ｓ１）を実行後、現在時刻が時刻Ｔ１を越えるまで一定時間毎にチェックを繰り返す（Ｓ２）。
【００２８】
暖機時間Ｔｗａを測定記憶するには色々な方法が考えられるが、電子天びんを使用する毎に温度（暖機開始寸前なので気温とほぼ同じ）と暖機時のドリフトデータを採取して温度ｔ０と必要暖機時間Ｔｗａの関係を記憶する方法を図５のフローチャートに示す。
【００２９】
この時の動作は図４のメインのプログラムが開始して（Ｓ５）でＹＥＳとなって電源入切器７ＯＮと同時にＲＯＭ３２に格納されているＴｗａ測定プログラム（図５）が時分割同時並行で行われる。重量データをＺ分毎に取得し重量をＷｎ（ｎ=０、１、２、３...）とし、温度をｔｎ（ｎ=０、１、２、３...）とし、データナンバーをＮ（ｎ=０、１、２、３...）として順次記憶（Ｕ１）し、記憶する毎に（Ｗｎ−Ｗｎ-1）の絶対値をＪと比較し（Ｕ２）ＮＯならデータ取得を繰り返し、ＹＥＳであれば（Ｗｎ−Ｗｎ-1）の正負を判定し（Ｕ３）ＹＥＳならＫ１としてカウントし（Ｕ４）Ｋ回連続したか判定し（Ｕ５）ＹＥＳならＺ×Ｎを暖機時間Ｔｗａとし、温度は開始温度のｔ０としてペアで記憶し（Ｕ１０）終了する。
【００３０】
ＮＯならＫ２をゼロにリセットして（Ｕ８）データ取得（Ｕ１）に戻り、（Ｕ３）でＮＯならばＫ２としてカウントし（Ｕ６）Ｋ回連続したか判定し（Ｕ７）ＹＥＳならＺ×Ｎを暖機時間Ｔｗａとし、温度は開始温度のｔ０としてペアで記憶し（Ｕ１０）終了、ＮＯならＫ１をゼロにリセットして（Ｕ９）データ取得（Ｕ１）に戻る。
【００３１】
連続してＫ１またはＫ２回同方向にずれていないと駄目だと判定する理由は、図２のドリフトデータが示す様に通電２０分辺りでカーブが反転しており反転付近で誤判定しない様にするためである。
【００３２】
このようにして実際の使用状態で暖機開始時の温度ｔ０と最適な暖機時間Ｔｗａが記憶され蓄積されていき、以後の通電時に採用されていくので、精度面からも省エネ面からも最も効果的に暖機が行われることになる。なお出荷時には所定の温度範囲と温度ステップで初期データとして複数個のペアデータ（ｔ０１〜ｔ０ｉ Ｔｗａ０〜Ｔｗａｉ、）を予め書き込んである。
暖機開始時の気温データは例えば１℃単位に丸めて記憶することでデータ数が多くなりすぎるのを防止する。更に既に同一温度のデータがあった場合古いデータとの平均の暖機時間とするのが良い。
【００３３】
実際例として、Ｊ＝最小表示の２カウント、ｔｎの１カウント時間Ｚ＝５分、Ｋを３カウントにした場合について説明すると、図２の通電ドリフト特性グラフの３０℃でスタートの場合ｎ４からｎ５のデータは同じなので（Ｕ２）でＹＥＳと判定され（Ｕ３）でもＹＥＳとなりＫ１＝１（Ｕ４）となるが（Ｕ５）でＮＯとなってＫ２をゼロにリセット（Ｕ８）して（Ｕ１）に戻る。
【００３４】
ｎ１５からｎ１６のデータは２カウント以内となり（Ｕ２）でＹＥＳで（Ｕ３）もＹＥＳ、（Ｕ４）でＫ１＝１となって（Ｕ５）でＮＯで、Ｋ２＝０（Ｕ８）として（Ｕ１）に戻る。これを繰り返してｎ１７からｎ１８のデータになるとＫ１＝３になるので（Ｕ５）ＹＥＳとなって
１８×５分＝９０分を暖機時間Ｔｗａ、温度Ｔ０＝３０℃として記憶する。
【００３５】
通電ドリフト特性は機種によりパターンが異なり図２のパターンと違ってドリフト方向が反転しない場合や極性が反対の場合もあり、その場合に（Ｕ６）、（Ｕ７）、（Ｕ９）が対応する。
【００３６】
なお恒温室など気温変化がないところで使用するなど暖機時間の新たな記憶が不必要な用途もあり、その場合のために更新プログラムを起動しないスイッチ（図示省略）を設けておいてもよい。
【００３７】
図６は、上記実施例の変形例による電子天びんの動作を説明するためのフローチャート図である。この電子天びんは、図１に示した入力装置５に表示ＯＮ／ＯＦＦキー８を設けて表示器４での計量表示をＯＮ／ＯＦＦ（表示／消去）できるようにしたものである。上記実施例と同様に暖機完了まで進んだ後、計量を行いその計量値をＲＡＭ３３ａに記憶する（Ｖ９）。
【００３８】
そして表示ＯＮ／ＯＦＦキー８がＯＦＦかどうかをチェックし（Ｖ１０）、ＮＯなら計量値を表示し（Ｖ１１）、ＹＥＳなら計量値の表示を消して（Ｖ１２）、現在時刻が時刻Ｔ２を越えたかをチェックする（Ｖ１３）。現在時刻が時刻Ｔ２を越えるまでＶ９からの手順を繰り返し、時刻Ｔ２を越えた時点で電源入切器７をＯＦＦ（Ｖ１４）にし（Ｖ１）に戻り（Ｖ２）をＹＥＳになるまで繰り返す。
【００３９】
この電子天びんは計量表示ＯＦＦ中において、荷重検出部１を含むその他の電気回路に電源を供給しているため表示ＯＮ／ＯＦＦキー８で計量表示をＯＦＦからＯＮに切り替えて計量表示を行った場合、通電ドリフトの影響を受けず、安定した計量表示が行われる。
なおＴｗａ測定については変形前と同様のプログラムで行う。
【００４０】
本発明の電子天びんの構成は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、時計装置６の中に演算制御部３と別個の演算制御部を設け、メインプログラムを実行させ、電源供給休止期間中その他の構成部品の電源を切断するようにしてもよい。また、供給電源Ｓからの電源供給をＯＮ／ＯＦＦする手動の電源スイッチ（図示省略）を電源部９の前に設けてもよく、この場合上記実施例はこの電源スイッチをＯＮにした状態で実施される。
【００４１】
上記においては、現在の時刻が設定時刻を越えた時これを判定する実施例で説明したが、超えなくても一致した時に判定するようにすることも可能で本発明はこれら一致の場合も含まれる。また表示器が液晶表示器の様に電力消費が僅少なものの場合は荷重検出部の電源供給をＯＦＦにしたとき液晶表示器への電源供給を休止せず、「休止中」あるいは「暖機中」、の表示を出したり、手動で表示を消している状態の時には「測定可能」、等の表示を出しても良い。更にメインのプログラムで（Ｓ１）（Ｓ２）あるいは（Ｖ１）（Ｖ２）のプログラムを省いて動作させても実施することができ、本発明に含む。
【実施例２】
【００４２】
プログラム容量の制限やＲＡＭ容量の制限により電源供給毎に暖機データの取得ができない場合、予め多数の電子天びんのテストで求めた各気温に対する平均的な通電ドリフトデータを用いて気温毎の暖機時間を数種類用意し（例えば１０℃＝１２０分、２０℃＝１００分、３０℃＝９０分）気温に応じて３つの中から選択してセットする方式としてもよい（フローチャート省略）。
【実施例３】
【００４３】
温度センサ１ｃは温度センサ１ｂで代用することも可能で、その場合はＡ／Ｄ変換器２ｃも不要となってコストは安くなるが性能面ではやや劣ることになる。又温度センサ１ｃは設けるがＡ／Ｄ変換器２ｂの入力を切り替えることにより１台で行うことも可能で、コストは安く性能は本式と変わらないものが可能である（図示省略）。
【実施例４】
【００４４】
マイクロコンピュータに時計機能とスリープモードを有し、スリープモードでは極めて少ない消費電力で時計も動くものを採用すれば最適であり、本発明の「電源入切器７をＯＮする時」通常モードに入れ、「電源入切器７をＯＦＦする時」スリープモードに入れるようにすれば更に省エネが可能で、本発明はこれも含まれる（図示省略）。更に不揮発性ＲＡＭはフラッシュメモリーなど内蔵したままで書き換え可能なメモリーで、通電しなくても消えないメモリーであれば何でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は電子天びん、はかり等に用いられる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 荷重検出部
１ａ 測定皿
１ｂ 温度センサ
１ｃ 温度センサ
２ａ Ａ／Ｄ変換器
２ｂ Ａ／Ｄ変換器
２ｃ Ａ／Ｄ変換器
３ 演算制御部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ａ ＲＡＭ
３３ｂ 不揮発性ＲＡＭ
３４ａ 入出力インターフェース
３４ｂ 入出力インターフェース
４ 表示器
５ 入力装置
６ 時計装置
７ 電源入切器
８ 表示ＯＮ／ＯＦＦキー
９ 電源部
Ｓ 供給電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子天びん、はかりに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子天びん、特に電池駆動式の電子天びんにおいては電池の消耗の低減を図るために、使用していない時間が一定時間経過すると自動的に電源が切れて動作を停止するオートパワー式のものが開示されているが（特許文献１参照）、再度電源を供給して動作させるには、使用者が使用の都度スイッチなどを操作して電源投入を行っていた。
また、電子天びんは、電源投入後しばらくの間、図２に示す様な通電ドリフトが発生持続するので、ほぼ通電ドリフトの変化がなくなるまでの時間、すなわち暖機時間後に測定を行う必要があった（特許文献２参照）。
【０００３】
ユーザがウォームアップ時間を待つ必要がないように、予めユーザが設定した時刻に自動的に電源ＯＮする方法が発明されている（特許文献３参照）。
通電ドリフトのない状態で測定できる様にするために、電子天びんが未使用中でも電源を供給状態にして単に計量表示のみ消しておく手法が採られているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２７３０３６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１７９９１号公報
【特許文献３】特開２００７−１５５６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
使用時間が予め決められている場合、使用者が暖機時間を考慮して使用時間前に電源を投入しておく必要があるが、使用日の気温によって暖機に必要な時間が変わるため、一定の時間前に電源を入れればいいと云う訳にはいかず、特に思っていたより、気温が低かった場合は暖機時間が長く必要で、計量開始時刻が後ろにずれることにより、当日の作業時間内に必要な計量時間が取れない場合が発生するという問題がある。
【０００６】
本発明者は使用する時刻と終了する時刻を入力する手段を設けて、使用開始時刻より前の、暖機必要時間だけ前倒しの時刻が自動的にセットされるべく暖機時間を気にせず使用できるものを既に提案している（特許文献３参照）。
【０００７】
しかし気温によって図２、図３に示す如く通電時のドリフト特性や内部温度上昇が異なり必要な暖機時間が変わるため、常に最も長い最悪条件の時間をセットしておく必要があり、状況によっては必要以上に暖機し無駄なエネルギーを消費する問題があった。
電子天びんを未使用中でも電源を供給しておき計量表示のみ消す方法は省エネと耐久性に問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、決められた計量時間を確実に確保でき、計量を行う際には通電ドリフトの影響がない状態で正確な測定を行え、且つ使用していない時間中の消費電力を効果的に削減することができる電子天びん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】
【０００９】
載置された試料荷重を電気信号に変換する荷重検出部からの出力信号を質量値に換算して表示する電子天びんにおいて、時計装置と演算制御部と気温の計測手段（温度センサ１ｃとＡ／Ｄ変換器２ｃまたは温度センサ１ｂとＡ／Ｄ変換器２ｂあるいは両者）を設けてこれらは常時通電させておくと共に、使用開始時刻と使用終了時刻の設定手段と今回の暖機開始時からスタートして気温に対応したドリフトデータを記憶していき、ドリフトの傾斜が予め定めた量を下回ったらドリフト終了と見なして気温に対応した暖機時間のデータとして気温と暖機時間をペアで記憶する判定記憶手段を備えている。
【００１０】
今回の測定以前に記憶された複数個の気温に対する暖機時間のデータから今回の気温に最も近いデータを選択して暖機時間を設定する手段と、使用開始時刻より暖機時間分早めた電源供給開始時刻を算定し設定する手段と電源供給終了時刻を使用終了時刻とする手段と現在時刻を発信する時刻信号発信手段と、時刻信号が設定時刻に一致または設定時間を越えたことを判定する時刻判定手段と、時刻信号が電源供給開始時刻を越えた時点より荷重検出部とその他の残りの回路への電源供給を開始し、電源供給終了時刻を越えた時点より、常時通電とした回路を除き、荷重検出部を含む電気回路への電源供給を休止する電源供給手段を備えている。
【００１１】
また使用開始時刻から使用終了時刻までの期間中において、計量値表示回路への電源供給をオンオフする電源切替手段を設けている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電子天びんは、予め使用開始と終了の時刻をセットしておくと気温の変化に応じた暖機時間に相当する時間だけ使用する前に自動的に電源が供給されるので、使用する際には通電ドリフトが収斂した状態で正確な測定が可能となる。更に毎日の使用開始と使用終了を繰り返す毎に暖機開始時の気温と暖機に必要な時間のデータが蓄積され、次回以降の暖機時間に反映されていくので、使用状態に合致した良いものに更新されていく特徴を有する（請求項３には更新含まず）。また、使用しない間は常時通電とした回路を除き、荷重検出部や計量値表示回路への電源の供給が停止されるので消費電力を最も効果的に減少できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例による電子天びんの構成を示すブロック図である。
【図２】電子天びんに於ける通電ドリフト特性を示す図である。
【図３】電子天びんに於ける通電内部温度上昇特性を示す図である。
【図４】実施例に係わるメインのフローチャート図である。
【図５】実施例に係わる暖機時間Ｔｗａ測定のフローチャート図である。
【図６】本発明の変形例による電子天びんの動作を説明するメインのフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明が提供する電子天びんの最良の形態は、載置された試料荷重を電気信号に変換する荷重検出部からの出力信号を質量値に換算して表示する電子天びんにおいて、時計装置と演算制御部と気温の計測手段を設けてこれらは常時通電させておき、使用開始時刻と使用終了時刻を設定しておくと、内蔵している「気温に対応した暖機時間Ｔｗａ」が読み出されてセットされ、暖機開始時の気温に対応した暖機時間分早めに、荷重検出部を含む常時通電以外の部分にも電源供給を開始する。（内蔵の「気温対暖機時間」のデータは不揮発性ＲＡＭに表の形で内蔵しておく）
【００１５】
更に暖機開始時からスタートする「Ｔｗａ測定プログラム」により、気温に対応したドリフトデータを記憶していき、ドリフトの傾斜が予め定めた量を下回ったら、ドリフト終了と見なして「気温に対応した暖機時間のデータ」として気温と暖機時間をペアで不揮発性ＲＡＭに記憶する。この動作により毎日の使用と終了によって内蔵の「気温対暖機時間」の表が充実していく。使用終了時刻を越えたら常時通電とした回路を除き、荷重検出部を含む電気回路への電源供給を休止する。なお使用開始から使用終了までの期間中において一時的に使用しないときには、計量値表示をオンオフできる様にしておく。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の電子天びんの実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例による電子天びんの構成を示すブロック図である。荷重検出部１は、例えば電磁力平衡型の検出部であって、測定皿１ａ上の荷重に応じた電気信号を出力する。この荷重検出部１からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換器２ａによってディジタル化された後、荷重検出データとして演算制御部３に一定のサンプリング周期毎に採り込まれる。
【００１７】
この演算制御部３は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３ａ不揮発性ＲＡＭ３３ｂおよび入出力インターフェース３４ａ、３４ｂを主体として構成されている。
【００１８】
前記入出力インターフェース３４ａには、前記Ａ／Ｄ変換器２ａと、前記荷重検出部１内の温度を検出する温度センサ１ｂの出力をディジタル化するためのＡ／Ｄ変換器２ｂと荷重検出部１近傍の温度を検出する温度センサ１ｃの出力をディジタル化するためのＡ／Ｄ変換器２ｃが接続されている（温度センサ１ｃとＡ／Ｄ変換器２ｃは荷重検出部１近傍の温度を検出するためのもので気温計測手段となる）。
【００１９】
また、入出力インターフェース３４ｂには、計量値を表示するための表示器４と、使用開始／終了時刻を入力する入力装置５と、時刻を送信する時計装置６と、電源供給をＯＮ／ＯＦＦする電磁リレーなどの電源入切器７が接続されている。
【００２０】
前記演算制御部３は、ＲＯＭ３２に書き込まれた演算制御プログラムに基づいて、電源供給期間中に荷重検出データを採取する毎にそのデータをＲＡＭ３３ａ内に格納すると共に、例えば最新の所定個数の荷重検出データを平均化し、その平均値に予め設定されているスパン係数を乗じる等の公知の演算によって測定皿１ａ上の質量値を求め、計量値として表示器４に表示する（周知のプログラムでありフローチャートは省略）。
【００２１】
上記の構成部品のうちで演算制御部３、荷重検出部近傍の温度を測定する温度センサ１ｃ、Ａ／Ｄ変換器２ｂ、時計装置６には電源部９から電源が常時供給され、荷重検出部１や表示器４の回路には電源入切器７を介して電源部９から電源が供給される構成となっている。
【００２２】
前記荷重検出部１を始め電子天びんを構成する機械部品や電子部品は、それぞれ固有の伝熱特性を有しており、通電後の発熱に伴う温度変化により、一定温度で安定するまでの通電ドリフトによる計量誤差を生じる。したがって計量誤差を排除するためには、構成部品の温度が一定温度で安定するまでの暖機運転時間を必要とする。
【００２３】
図１のブロック図に示す入力装置５より予め使用開始時刻Ｔｓｔａと終了時刻Ｔｓｔｏを入力しておく。上記の電子天びんの常時通電部分によってＲＯＭ３２に書き込まれた本発明のメインプログラムおよび使用開始時刻（Ｔｓｔａ）、使用終了時刻（Ｔｓｔｏ）などの入力情報に基づき電源ＯＮ／ＯＦＦおよび計量が図４のフローチャートに基づき以下の様に実行される。
【００２４】
不揮発性ＲＡＭ３３ｂに書き込まれている使用開始時刻Ｔｓｔａと最長暖機時間Ｔｍａｘを参照して、使用開始時刻ＴｓｔａのＴｍａｘ前になったかチェックされ（Ｓ１）と（Ｓ２）ＹＥＳなら温度センサ１ｃの温度に対応した暖機時間Ｔｗａが読み出されて設定される（Ｓ３）。次に使用開始時刻Ｔｓｔａの暖機時間Ｔｗａ前にＴ１が設定され、使用終了時刻ＴｓｔｏがＴ２に設定される（Ｓ４）。
【００２５】
現在時刻が電源供給開始時刻Ｔ１を越えたかをチェックし（Ｓ５）、ＮＯならば時刻Ｔ１に到達するまで一定時間毎に（Ｓ３）、（Ｓ４）と（Ｓ５）のチェックを繰り返し、都度暖機時間Ｔｗａ、時刻Ｔ１も更新されていく。ＹＥＳなら電源入切器７をＯＮにして（Ｓ６）、暖機が開始されると同時に暖機時間Ｔｗａの測定記憶が図５のＴｗａ測定フローチャートに基づき同時進行で後述の様に実行される。
【００２６】
時刻Ｔ１が使用開始時刻Ｔｓｔａに設定（Ｓ７）され設定時刻になれば（丁度使用開始時間になっている）ＹＥＳに進み（Ｓ８）暖機完了となって演算制御プログラムに基づいて計量・表示を行う（Ｓ９）。この時暖機が完了している旨の表示を表示器に示す構成とすればより良好である（図示省略）。
【００２７】
次に現在時刻が電源供給終了時刻Ｔ２を越えたかをチェックし（Ｓ１０）、ＮＯなら時刻Ｔ２を越えるまで計量・表示を繰り返し（Ｓ９）、ＹＥＳなら計量表示を消し、電源入切器７をＯＦＦ（Ｓ１１）にし、（Ｓ１）を実行後、現在時刻が時刻Ｔ１を越えるまで一定時間毎にチェックを繰り返す（Ｓ２）。
【００２８】
暖機時間Ｔｗａを測定記憶するには色々な方法が考えられるが、電子天びんを使用する毎に温度（暖機開始寸前なので気温とほぼ同じ）と暖機時のドリフトデータを採取して温度ｔ０と必要暖機時間Ｔｗａの関係を記憶する方法を図５のフローチャートに示す。
【００２９】
この時の動作は図４のメインのプログラムが開始して（Ｓ５）でＹＥＳとなって電源入切器７ＯＮと同時にＲＯＭ３２に格納されているＴｗａ測定プログラム（図５）が時分割同時並行で行われる。重量データをＺ分毎に取得し重量をＷｎ（ｎ=０、１、２、３...）とし、温度をｔｎ（ｎ=０、１、２、３...）とし、データナンバーをＮ（ｎ=０、１、２、３...）として順次記憶（Ｕ１）し、記憶する毎に（Ｗｎ−Ｗｎ-1）の絶対値をＪと比較し（Ｕ２）ＮＯならデータ取得を繰り返し、ＹＥＳであれば（Ｗｎ−Ｗｎ-1）の正負を判定し（Ｕ３）ＹＥＳならＫ１としてカウントし（Ｕ４）Ｋ回連続したか判定し（Ｕ５）ＹＥＳならＺ×Ｎを暖機時間Ｔｗａとし、温度は開始温度のｔ０としてペアで記憶し（Ｕ１０）終了する。
【００３０】
ＮＯならＫ２をゼロにリセットして（Ｕ８）データ取得（Ｕ１）に戻り、（Ｕ３）でＮＯならばＫ２としてカウントし（Ｕ６）Ｋ回連続したか判定し（Ｕ７）ＹＥＳならＺ×Ｎを暖機時間Ｔｗａとし、温度は開始温度のｔ０としてペアで記憶し（Ｕ１０）終了、ＮＯならＫ１をゼロにリセットして（Ｕ９）データ取得（Ｕ１）に戻る。
【００３１】
連続してＫ１またはＫ２回同方向にずれていないと駄目だと判定する理由は、図２のドリフトデータが示す様に通電２０分辺りでカーブが反転しており反転付近で誤判定しない様にするためである。
【００３２】
このようにして実際の使用状態で暖機開始時の温度ｔ０と最適な暖機時間Ｔｗａが記憶され蓄積されていき、以後の通電時に採用されていくので、精度面からも省エネ面からも最も効果的に暖機が行われることになる。なお出荷時には所定の温度範囲と温度ステップで初期データとして複数個のペアデータ（ｔ０１〜ｔ０ｉ Ｔｗａ０〜Ｔｗａｉ、）を予め書き込んである。
暖機開始時の気温データは例えば１℃単位に丸めて記憶することでデータ数が多くなりすぎるのを防止する。更に既に同一温度のデータがあった場合古いデータとの平均の暖機時間とするのが良い。
【００３３】
実際例として、Ｊ＝最小表示の２カウント、ｔｎの１カウント時間Ｚ＝５分、Ｋを３カウントにした場合について説明すると、図２の通電ドリフト特性グラフの３０℃でスタートの場合ｎ４からｎ５のデータは同じなので（Ｕ２）でＹＥＳと判定され（Ｕ３）でもＹＥＳとなりＫ１＝１（Ｕ４）となるが（Ｕ５）でＮＯとなってＫ２をゼロにリセット（Ｕ８）して（Ｕ１）に戻る。
【００３４】
ｎ１５からｎ１６のデータは２カウント以内となり（Ｕ２）でＹＥＳで（Ｕ３）もＹＥＳ、（Ｕ４）でＫ１＝１となって（Ｕ５）でＮＯで、Ｋ２＝０（Ｕ８）として（Ｕ１）に戻る。これを繰り返してｎ１７からｎ１８のデータになるとＫ１＝３になるので（Ｕ５）ＹＥＳとなって
１８×５分＝９０分を暖機時間Ｔｗａ、温度Ｔ０＝３０℃として記憶する。
【００３５】
通電ドリフト特性は機種によりパターンが異なり図２のパターンと違ってドリフト方向が反転しない場合や極性が反対の場合もあり、その場合に（Ｕ６）、（Ｕ７）、（Ｕ９）が対応する。
【００３６】
なお恒温室など気温変化がないところで使用するなど暖機時間の新たな記憶が不必要な用途もあり、その場合のために更新プログラムを起動しないスイッチ（図示省略）を設けておいてもよい。
【００３７】
図６は、上記実施例の変形例による電子天びんの動作を説明するためのフローチャート図である。この電子天びんは、図１に示した入力装置５に表示ＯＮ／ＯＦＦキー８を設けて表示器４での計量表示をＯＮ／ＯＦＦ（表示／消去）できるようにしたものである。上記実施例と同様に暖機完了まで進んだ後、計量を行いその計量値をＲＡＭ３３ａに記憶する（Ｖ９）。
【００３８】
そして表示ＯＮ／ＯＦＦキー８がＯＦＦかどうかをチェックし（Ｖ１０）、ＮＯなら計量値を表示し（Ｖ１１）、ＹＥＳなら計量値の表示を消して（Ｖ１２）、現在時刻が時刻Ｔ２を越えたかをチェックする（Ｖ１３）。現在時刻が時刻Ｔ２を越えるまでＶ９からの手順を繰り返し、時刻Ｔ２を越えた時点で電源入切器７をＯＦＦ（Ｖ１４）にし（Ｖ１）に戻り（Ｖ２）をＹＥＳになるまで繰り返す。
【００３９】
この電子天びんは計量表示ＯＦＦ中において、荷重検出部１を含むその他の電気回路に電源を供給しているため表示ＯＮ／ＯＦＦキー８で計量表示をＯＦＦからＯＮに切り替えて計量表示を行った場合、通電ドリフトの影響を受けず、安定した計量表示が行われる。
なおＴｗａ測定については変形前と同様のプログラムで行う。
【００４０】
本発明の電子天びんの構成は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、時計装置６の中に演算制御部３と別個の演算制御部を設け、メインプログラムを実行させ、電源供給休止期間中その他の構成部品の電源を切断するようにしてもよい。また、供給電源Ｓからの電源供給をＯＮ／ＯＦＦする手動の電源スイッチ（図示省略）を電源部９の前に設けてもよく、この場合上記実施例はこの電源スイッチをＯＮにした状態で実施される。
【００４１】
上記においては、現在の時刻が設定時刻を越えた時これを判定する実施例で説明したが、超えなくても一致した時に判定するようにすることも可能で本発明はこれら一致の場合も含まれる。また表示器が液晶表示器の様に電力消費が僅少なものの場合は荷重検出部の電源供給をＯＦＦにしたとき液晶表示器への電源供給を休止せず、「休止中」あるいは「暖機中」、の表示を出したり、手動で表示を消している状態の時には「測定可能」、等の表示を出しても良い。更にメインのプログラムで（Ｓ１）（Ｓ２）あるいは（Ｖ１）（Ｖ２）のプログラムを省いて動作させても実施することができ、本発明に含む。
【実施例２】
【００４２】
プログラム容量の制限やＲＡＭ容量の制限により電源供給毎に暖機データの取得ができない場合、予め多数の電子天びんのテストで求めた各気温に対する平均的な通電ドリフトデータを用いて気温毎の暖機時間を数種類用意し（例えば１０℃＝１２０分、２０℃＝１００分、３０℃＝９０分）気温に応じて３つの中から選択してセットする方式としてもよい（フローチャート省略）。
【実施例３】
【００４３】
温度センサ１ｃは温度センサ１ｂで代用することも可能で、その場合はＡ／Ｄ変換器２ｃも不要となってコストは安くなるが性能面ではやや劣ることになる。又温度センサ１ｃは設けるがＡ／Ｄ変換器２ｂの入力を切り替えることにより１台で行うことも可能で、コストは安く性能は本式と変わらないものが可能である（図示省略）。
【実施例４】
【００４４】
マイクロコンピュータに時計機能とスリープモードを有し、スリープモードでは極めて少ない消費電力で時計も動くものを採用すれば最適であり、本発明の「電源入切器７をＯＮする時」通常モードに入れ、「電源入切器７をＯＦＦする時」スリープモードに入れるようにすれば更に省エネが可能で、本発明はこれも含まれる（図示省略）。更に不揮発性ＲＡＭはフラッシュメモリーなど内蔵したままで書き換え可能なメモリーで、通電しなくても消えないメモリーであれば何でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は電子天びん、はかり等に用いられる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 荷重検出部
１ａ 測定皿
１ｂ 温度センサ
１ｃ 温度センサ
２ａ Ａ／Ｄ変換器
２ｂ Ａ／Ｄ変換器
２ｃ Ａ／Ｄ変換器
３ 演算制御部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ａ ＲＡＭ
３３ｂ 不揮発性ＲＡＭ
３４ａ 入出力インターフェース
３４ｂ 入出力インターフェース
４ 表示器
５ 入力装置
６ 時計装置
７ 電源入切器
８ 表示ＯＮ／ＯＦＦキー
９ 電源部
Ｓ 供給電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置された試料荷重を電気信号に変換する荷重検出部からの出力信号を質量値に換算して表示する電子天びんにおいて、時計装置と演算制御部と気温の計測手段を設けてこれらは常時通電させておくと共に、使用開始時刻と使用終了時刻の設定手段と今回の暖機開始時からスタートして気温に対応したドリフトデータを記憶していき、ドリフトの傾斜が予め定めた量を下回ったらドリフト終了と見なして気温に対応した暖機時間のデータとして気温と暖機時間をペアで記憶する判定記憶手段と、今回の測定以前に記憶された複数個の気温に対する暖機時間のデータから今回の気温に最も近いデータを選択して暖機時間を設定する手段と、使用開始時刻より暖機時間分早めた電源供給開始時刻を算定し設定する手段と電源供給終了時刻を使用終了時刻とする手段と現在時刻を発信する時刻信号発信手段と、時刻信号が設定時刻に一致または設定時間を越えたことを判定する時刻判定手段と、時刻信号が電源供給開始時刻を越えた時点より荷重検出部とその他の残りの回路への電源供給を開始し、電源供給終了時刻を越えた時点より、常時通電とした回路を除き、荷重検出部を含む電気回路への電源供給を休止する電源供給手段を備えていることを特徴とする電子天びん。
【請求項２】
使用開始時刻から使用終了時刻までの期間中において、計量値表示をオンオフする切替手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子天びん。
【請求項３】
今回の暖機開始時の気温に対応した暖機時間の判定記憶手段の代わりに、暖機時間の記憶手段に記憶されたデータは製造時に得られた複数の気温時に於ける複数の暖機時間のデータであり、暖機開始時の気温に応じて近いものが選択使用される様にしたことを特徴とする請求項１または２記載の電子天びん。
【請求項４】
演算制御部にスリープモードを有するマイクロコンピュータを用いると共に、電源供給開始時刻を越えた時点以降はマイクロコンピュータの通常モード、電源供給を休止以降はスリープモードとしたことを特徴とする請求項１、２、または３記載の電子天びん。
【請求項１】
載置された試料荷重を電気信号に変換する荷重検出部からの出力信号を質量値に換算して表示する電子天びんにおいて、時計装置と演算制御部と気温の計測手段を設けてこれらは常時通電させておくと共に、使用開始時刻と使用終了時刻の設定手段と今回の暖機開始時からスタートして気温に対応したドリフトデータを記憶していき、ドリフトの傾斜が予め定めた量を下回ったらドリフト終了と見なして気温に対応した暖機時間のデータとして気温と暖機時間をペアで記憶する判定記憶手段と、今回の測定以前に記憶された複数個の気温に対する暖機時間のデータから今回の気温に最も近いデータを選択して暖機時間を設定する手段と、使用開始時刻より暖機時間分早めた電源供給開始時刻を算定し設定する手段と電源供給終了時刻を使用終了時刻とする手段と現在時刻を発信する時刻信号発信手段と、時刻信号が設定時刻に一致または設定時間を越えたことを判定する時刻判定手段と、時刻信号が電源供給開始時刻を越えた時点より荷重検出部とその他の残りの回路への電源供給を開始し、電源供給終了時刻を越えた時点より、常時通電とした回路を除き、荷重検出部を含む電気回路への電源供給を休止する電源供給手段を備えていることを特徴とする電子天びん。
【請求項２】
使用開始時刻から使用終了時刻までの期間中において、計量値表示をオンオフする切替手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子天びん。
【請求項３】
今回の暖機開始時の気温に対応した暖機時間の判定記憶手段の代わりに、暖機時間の記憶手段に記憶されたデータは製造時に得られた複数の気温時に於ける複数の暖機時間のデータであり、暖機開始時の気温に応じて近いものが選択使用される様にしたことを特徴とする請求項１または２記載の電子天びん。
【請求項４】
演算制御部にスリープモードを有するマイクロコンピュータを用いると共に、電源供給開始時刻を越えた時点以降はマイクロコンピュータの通常モード、電源供給を休止以降はスリープモードとしたことを特徴とする請求項１、２、または３記載の電子天びん。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２３２０６９（Ｐ２０１１−２３２０６９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００５５２（Ｐ２０１０−１００５５２）
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
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