特許 7441493 ロードセルユニット及び計量装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-21

(45)【発行日】2024-03-01

(54)【発明の名称】ロードセルユニット及び計量装置

(51)【国際特許分類】

   G01G 3/18 20060101AFI20240222BHJP

【ＦＩ】

G01G3/18

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020050068

(22)【出願日】2020-03-19

(65)【公開番号】P2021148664

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000147833

【氏名又は名称】株式会社イシダ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100180851

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼口 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100156395

【弁理士】

【氏名又は名称】荒井 寿王

(72)【発明者】

【氏名】武市 真治

【審査官】公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１７０５６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００３－０９８００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０２１５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１６９５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０９１３２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｇ １／００－２３／４８

Ｇ０１Ｌ １／２２

Ｇ０１Ｌ １／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自由端側ブロックと、固定端側ブロックと、前記自由端側ブロックの上端と前記固定端側ブロックの上端とを接続する上側ビーム部と、前記自由端側ブロックの下端と前記固定端側ブロックの下端とを接続する下側ビーム部と、を含む起歪体を有するロードセルと、
前記上側ビーム部又は前記下側ビーム部に配置された第１温度センサと、
前記自由端側ブロック又は前記固定端側ブロックの何れか一方に配置された第２温度センサと、を備え、
前記ロードセルは、前記起歪体の歪曲量に応じた計量値をアナログ値として出力する受感部を有しており、
前記受感部で出力したアナログ値をデジタル値へ変換する変換部と、
前記第１温度センサで検知した第１温度と前記第２温度センサで検知した第２温度との温度差に基づいて、前記変換部で変換したデジタル値に対して、不均衡な状態の温度補償を行う温度差補償部と、をさらに備える、ロードセルユニット。

【請求項2】

前記第１温度センサ及び前記第２温度センサは、前記起歪体の上面又は下面の一方に集中して設けられている、請求項１に記載のロードセルユニット。

【請求項3】

前記第１温度センサ及び前記第２温度センサは、前記自由端側ブロックから前記固定端側ブロックに向かう方向と交差し且つ上下方向と交差する幅方向において、前記起歪体の中央に配置されている、請求項１又は２に記載のロードセルユニット。

【請求項4】

前記自由端側ブロック又は前記固定端側ブロックの何れか他方に配置された第３温度センサを備える、請求項１～３の何れか一項に記載のロードセルユニット。

【請求項5】

前記起歪体の歪曲量に応じた計量値をアナログ値として出力する受感部と、
前記受感部で出力したアナログ値をデジタル値へ変換する変換部と、
前記第１温度センサで検知した第１温度と前記第２温度センサで検知した第２温度との温度差、及び、前記第１温度と前記第３温度センサで検知した第３温度との温度差、に基づいて、前記変換部で変換したデジタル値に対して、不均衡な状態の温度補償を行う温度差補償部と、を備える、請求項４に記載のロードセルユニット。

【請求項6】

前記第１温度に基づいて、前記変換部で変換し且つ前記温度差補償部で補償を行う前のデジタル値に対して、定常状態の温度補償を行う温度補償部を備える、請求項１～５の何れか一項に記載のロードセルユニット。

【請求項7】

前記第２温度センサは、前記自由端側ブロック及び前記固定端側ブロックのうち熱源に近い一方に配置されている、請求項１～６の何れか一項に記載のロードセルユニット。

【請求項8】

前記第２温度センサは、前記固定端側ブロックに配置されている、請求項１～６の何れか一項に記載のロードセルユニット。

【請求項9】

請求項１～７の何れか一項に記載のロードセルユニットと、
計量の対象となる物品を搬送面に載置しながら搬送する搬送コンベアと、
前記搬送コンベアを駆動する駆動部と、
前記搬送コンベア及び前記駆動部を支持する第１フレーム部と、
脚部と、
前記脚部に支持される第２フレーム部と、を備え、
前記自由端側ブロックは、前記第１フレーム部と接続され、前記搬送コンベアにより搬送される前記物品の重量が付加され、
前記固定端側ブロックは、前記第２フレーム部と接続され、
前記第２温度センサは、前記自由端側ブロックに配置されている、計量装置。

【請求項10】

請求項１～８の何れか一項に記載のロードセルユニットと、
ゲートを有し、外部から投入される物品を一時的に滞留させ、その後に排出するホッパ部と、
前記ホッパ部を支持する支持部と、
前記ゲートを開閉駆動する駆動部と、
前記駆動部を格納する本体と、を備え、
前記自由端側ブロックは、前記支持部と接続され、前記ホッパ部に滞留した前記物品の重量が付加され、
前記固定端側ブロックは、前記本体と接続され、
前記第２温度センサは、前記固定端側ブロックに配置されている、計量装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロードセルユニット及び計量装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載されたロードセルユニットが知られている。特許文献１に記載されたロードセルユニットでは、起歪体の温度変化により計量信号が変動してしまうことを抑制するべく、起歪体に温度センサを配置し、その温度センサで検知した温度に基づき計量信号に対して補償を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－９１３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したようなロードセルユニットでは、起歪体の温度分布が不均衡な状態（非定常状態）となることがあるが、当該不均衡な状態をロードセルの出力に対する補償に十分に考慮できず、安定した高精度な計量が困難となる場合がある。

【0005】

そこで、本発明は、安定した高精度な計量を実現可能なロードセルユニット及び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】

【0006】

本発明の一側面に係るロードセルユニットは、自由端側ブロックと、固定端側ブロックと、自由端側ブロックの上端と固定端側ブロックの上端とを接続する上側ビーム部と、自由端側ブロックの下端と固定端側ブロックの下端とを接続する下側ビーム部と、を含む起歪体を有するロードセルと、上側ビーム部又は下側ビーム部に配置された第１温度センサと、自由端側ブロック又は固定端側ブロックの何れか一方に配置された第２温度センサと、を備える。

【0007】

このロードセルユニットでは、第１温度センサにより、ロードセル全体の代表温度を検知することができる。これにより、ロードセルの出力に対して、ロードセル全体の代表温度に基づく温度補償を行うことが可能となる。加えて、第１温度センサ及び第２温度センサにより、起歪体の２箇所の温度を取得することができる。これにより、起歪体に生じる温度差（熱的不平衡）を取得（算出）し、ロードセルの出力に対して当該温度差に基づく温度補償、すなわち、不均衡な状態の温度分布を考慮した温度補償を行うことが可能となる。その結果、ロードセルユニットでは、安定した高精度な計量を実現可能となる。

【0008】

本発明の一側面に係るロードセルユニットでは、第１温度センサ及び第２温度センサは、起歪体の上面又は下面の一方に集中して設けられていてもよい。この構成によれば、各温度センサからの配線をシンプルに構成しやすくなる。また、起歪体の側面に各温度センサを配置する場合と比較して、配線が起歪体の変形に干渉しにくく、計量の精度に与える悪影響を最小限に留めることができる。また、一般的に起歪体は対称構造であるため、第１温度センサ及び第２温度センサを同一面に集中して設けることで、上面、下面の温度差によるノイズの影響を受けること無く、安定した温度変化を取得することができる。

【0009】

本発明の一側面に係るロードセルユニットでは、第１温度センサ及び第２温度センサは、自由端側ブロックから固定端側ブロックに向かう方向と交差し且つ上下方向と交差する幅方向において、起歪体の中央に配置されていてもよい。この構成によれば、第１温度センサ及び第２温度センサは、幅方向において起歪体の平均的な温度を検知することができる。

【0010】

本発明の一側面に係るロードセルユニットは、自由端側ブロック又は固定端側ブロックの何れか他方に配置された第３温度センサを備えていてもよい。この構成によれば、第１温度センサ及び第２温度センサにより取得する起歪体の２箇所の温度差に加えて、第１温度センサ及び第３温度センサにより、起歪体の２箇所の温度差を更に取得することができる。これにより、ロードセルの出力に対して当該温度差に基づく温度補償を行うことが可能となり、一層安定した高精度な計量を実現可能となる。

【0011】

本発明の一側面に係るロードセルユニットでは、ロードセルは、起歪体の歪曲量に応じた計量値をアナログ値として出力する受感部を有しており、受感部で出力したアナログ値をデジタル値へ変換する変換部と、第１温度センサで検知した第１温度と第２温度センサで検知した第２温度との温度差に基づいて、変換部で変換したデジタル値に対して、不均衡な状態の温度補償を行う温度差補償部と、を備えていてもよい。この構成によれば、起歪体の当該温度差に基づく不均衡な状態の温度補償を行うことができる。

【0012】

本発明の一側面に係るロードセルユニットは、第１温度に基づいて、変換部で変換し且つ温度差補償部で補償を行う前のデジタル値に対して、定常状態の温度補償を行う温度補償部を備えていてもよい。この構成によれば、温度補償部により、ロードセル全体の代表温度である第１温度に基づいて定常状態の温度補償を行うことが可能となる。ここで、温度補償部による温度補償は、主として熱的平衡状態における出力のズレを補償する一方、温度差補償部による温度補償は、主として熱的不平衡状態における出力のズレを補償する。そのため、この構成によれば、両者の調整を簡単に切り分けることができる。

【0013】

本発明の一側面に係るロードセルユニットは、起歪体の歪曲量に応じた計量値をアナログ値として出力する受感部と、受感部で出力したアナログ値をデジタル値へ変換する変換部と、第１温度センサで検知した第１温度と第２温度センサで検知した第２温度との温度差、及び、第１温度と第３温度センサで検知した第３温度との温度差、に基づいて、変換部で変換したデジタル値に対して、不均衡な状態の温度補償を行う温度差補償部と、を備えていてもよい。この構成によれば、起歪体の当該温度差に基づく不均衡な状態の温度補償を行うことができる。

【0014】

本発明の一側面に係るロードセルユニットは、第１温度に基づいて、変換部で変換し且つ温度差補償部で補償を行う前のデジタル値に対して、定常状態の温度補償を行う温度補償部を備えていてもよい。この構成によれば、温度補償部により、ロードセル全体の代表温度である第１温度に基づいて定常状態の温度補償を行うことが可能となる。ここで、温度補償部による温度補償は、主として熱的平衡状態における出力のズレを補償する一方、温度差補償部による温度補償は、主として熱的不平衡状態における出力のズレを補償する。そのため、この構成によれば、両者の調整を簡単に切り分けることができる。

【0015】

本発明の一側面に係るロードセルユニットでは、第２温度センサは、自由端側ブロック及び固定端側ブロックのうち熱源に近い一方に配置されていてもよい。この構成によれば、熱源による熱伝導を即座に検知することができ、熱源により起歪体に生じる熱的不平衡を早い段階で補償することが可能となる。

【0016】

本発明の一側面に係るロードセルユニットでは、第２温度センサは、固定端側ブロックに配置されていてもよい。一般的に、起歪体に設けられる配線は、固定端側ブロック側にまとめられることが多い。よって、第２温度センサが固定端側ブロックに配置されている場合には、第２温度センサが自由端側ブロックに配置されている場合と比較して、少なくとも第２温度センサからの配線が上側ビーム部又は下側ビーム部に干渉してしまうことを抑制することが可能となる。具体的には、配線が起歪体の可撓部分（薄肉部分）を跨ぐことを低減することができ、配線が計量精度に与える影響を排除することができる。

【0017】

本発明の一側面に係る計量装置は、上記ロードセルユニットと、計量の対象となる物品を搬送面に載置しながら搬送する搬送コンベアと、搬送コンベアを駆動する駆動部と、搬送コンベア及び駆動部を支持する第１フレーム部と、脚部と、脚部に支持される第２フレーム部と、を備え、自由端側ブロックは、第１フレーム部と接続され、搬送コンベアにより搬送される物品の重量が付加され、固定端側ブロックは、第２フレーム部と接続され、第２温度センサは、自由端側ブロックに配置されている。

【0018】

本発明の一側面に係る計量装置は、上記ロードセルユニットと、ゲートを有し、外部から投入される物品を一時的に滞留させ、その後に排出するホッパ部と、ホッパ部を支持する支持部と、ゲートを開閉駆動する駆動部と、駆動部を格納する本体と、を備え、自由端側ブロックは、支持部と接続され、ホッパ部に滞留した物品の重量が付加され、固定端側ブロックは、本体と接続され、第２温度センサは、固定端側ブロックに配置されている。

【0019】

これらの計量装置においても、上記ロードセルユニットを備えることから、安定した高精度な計量を実現可能となる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、安定した高精度な計量を実現可能なロードセルユニット及び計量装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、第１実施形態に係る計量装置を示す構成図である。

【図2】図２は、図１のロードセルユニットの計量信号処理基板を示すブロック図である。

【図3】図３は、図１のロードセルユニットの起歪体を示す斜視図である。

【図4】図４は、図１のロードセルユニットの受感部を示す概略回路図である。

【図5】図５は、ロードセルユニットの温度変化に対する出力変動に関する試験結果を示すグラフである。

【図6】図６は、第２実施形態に係るロードセルユニットを示す構成図である。

【図7】図７は、図６のロードセルユニットの起歪体を示す斜視図である。

【図8】図８は、ロードセルユニットの温度変化に対する出力変動に関する試験結果を示すグラフである。

【図9】図９は、ロードセルユニットの温度変化に対する出力変動に関する試験結果を示すグラフである。

【図10】図１０は、第３実施形態に係る計量装置を示す構成図である。

【図11】図１１は、起歪体における位置と温度との関係の一例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。「上」及び「下」の語は、鉛直方向の上下方向に対応する。

【0023】

［第１実施形態］
図１は、計量装置７０を示す構成図である。図２は、ロードセルユニット１を示す構成図である。図３は、ロードセルユニット１の起歪体２０を示す概略回路図である。図４は、ロードセルユニット１の受感部３０を示す構成図である。図１に示される計量装置７０は、上流側から供給される物品Ｔを下流側へ搬送しつつ、当該物品Ｔの重量を計測する。

【0024】

計量装置７０は、ロードセルユニット１と、計量の対象となる物品Ｔを搬送面７１ｓに載置しながら搬送する搬送コンベア７１と、搬送コンベア７１を駆動する駆動部７２と、搬送コンベア７１及び駆動部７２を支持する第１フレーム部７３と、脚部７４と、脚部７４に支持される第２フレーム部７５と、を備える。搬送コンベア７１としては特に限定されず、種々のコンベアを採用できる。駆動部７２は、例えばモータ等を含む。ロードセルユニット１は、計量装置７０の計量ボックス７６に収容される。ロードセルユニット１は、ロードセル１０、第１温度センサ４１、第２温度センサ４２及び計量信号処理基板５０を備える。

【0025】

図１、図２及び図３に示されるように、ロードセル１０は、物品Ｔの重量に応じて計量信号（計量値）を得る装置である。ロードセル１０は、起歪体２０及び受感部３０を有する。起歪体２０は、矩形ブロック状の外形を呈する。起歪体２０は、いわゆるロバーバル機構を有する。起歪体２０は、アルミ合金又はステンレス鋼等の金属ブロックに貫通孔が形成されて成り、対称構造を有する。

【0026】

起歪体２０は、自由端側ブロック２０ａと、固定端側ブロック２０ｂと、自由端側ブロック２０ａの上端と固定端側ブロック２０ｂの上端とを接続する上側ビーム部２０ｃと、自由端側ブロック２０ａの下端と固定端側ブロック２０ｂの下端とを接続する下側ビーム部２０ｄと、を含む。起歪体２０は、自由端側ブロック２０ａに与えられた荷重に応じて、略平行四辺形状に歪曲する特性を有する。自由端側ブロック２０ａは、第１フレーム部７３と接続され、搬送コンベア７１により搬送される物品Ｔの重量が付加される。固定端側ブロック２０ｂは、第２フレーム部７５と接続されている。自由端側ブロック２０ａと固定端側ブロック２０ｂとは、ほぼ同じ大きさである。上側ビーム部２０ｃには、第１温度センサ４１が配置される。少なくとも第１温度センサ４１が配置される上側ビーム部２０ｃの形状は、４つのノッチ部の中心に対して対称である（幅方向にも対称で、上側ビーム部２０ｃの延びる方向である左右方向にも対称である）。

【0027】

受感部３０は、４つの歪みゲージ３１を含み、起歪体２０の歪曲量に応じた計量信号をアナログ値として出力する。歪みゲージ３１は、上側ビーム部２０ｃの２箇所のノッチ部（薄肉部分，可撓部分）の上面と、下側ビーム部２０ｄの２箇所のノッチ部の下面とに、貼付されている。４つの歪みゲージ３１は、ブリッジ回路３５を構成しており、起歪体２０が歪曲したときには、その歪曲量に応じた計量信号がブリッジ回路３５から出力される。なお、ブリッジ回路３５では、温度係数を持つ抵抗線３５ｘをホイトストンブリッジ内に挿入することで、ブリッジバランスを補償するゼロ点ドリフトの補償がなされている。ブリッジ回路３５では、起歪体２０のヤング率の変化に合わせて、ホイトストンブリッジに印加する電圧を調整するための感温抵抗器３５ｙを設け、出力感度の補償がなされている。

【0028】

第１温度センサ４１は、上側ビーム部２０ｃに配置された温度センサである。第２温度センサ４２は、固定端側ブロック２０ｂに配置された温度センサである。第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２は、起歪体２０の上面に集中して設けられている。第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２は、起歪体２０における幅方向の中央に配置されている。幅方向は、自由端側ブロック２０ａから固定端側ブロック２０ｂに向かう方向と直交し且つ上下方向と直交する方向である。第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２は、例えば、温度により抵抗値が変化する感温抵抗（測温素子）により構成される。

【0029】

このような感温抵抗による補償は、後述するＡ／Ｄ変換を行う前の出力の変動幅（ダイナミックレンジ）を小さく抑える効果がある。感温抵抗のみにより変動幅を完全に補償することはできないが、変動幅を小さくしておくことにより、後段の計量信号処理基盤５０で補償の対象となる出力の変動幅に割り当てるＡ／Ｄ変換した後の値（いわゆるカウント値）を、より小さな変化に割り当てることができる。そのため、補償を行う出力の変動に対する分解能が向上し、補償精度を向上させるために好ましい構成である。但し、感温抵抗による補償は必須の構成ではない。計量信号処理基盤５０のみにより必要な精度による補償が可能であれば、感温抵抗の配置を省略してもかまわない。

【0030】

計量信号処理基板５０は、ロードセル１０から出力された計量信号に対して増幅、Ａ／Ｄ変換、温度補償等の処理を行う基板である。計量信号処理基板５０は、信号増幅器５１ｘ、信号増幅部５１ｙ、Ａ／Ｄ変換器（変換部）５２ｘ、Ａ／Ｄ変換部５２ｙ及び演算部５３を有する。

【0031】

信号増幅器５１ｘは、ロードセル１０から出力された計量信号を増幅させる。信号増幅部５１ｙは、第１温度センサ４１で検知した第１温度に関する第１温度信号を増幅させる信号増幅器と、第２温度センサ４２で検知した第２温度に関する第２温度信号を増幅させる信号増幅器と、を含む。各信号増幅器は、第１及び第２温度センサ４１，４２のそれぞれに配線を介して接続される。信号増幅部５１ｙは、起歪体２０に設けられた温度センサの数と同じ数の信号増幅器により構成される。

【0032】

Ａ／Ｄ変換器５２ｘは、信号増幅器５１ｘで増幅後のアナログ値としての計量信号を、デジタル値としての重量カウントｘへ変換する。Ａ／Ｄ変換部５２ｙは、信号増幅部５１ｙで増幅後のアナログ値としての第１温度信号をデジタル値としての第１温度カウントｔへ変換するＡ／Ｄ変換器と、信号増幅部５１ｙで増幅後のアナログ値としての第２温度信号をデジタル値としての第２度カウントｔ１へ変換するＡ／Ｄ変換器と、を含む。各Ａ／Ｄ変換器は、信号増幅部５１ｙの各信号増幅器に配線を介して接続される。Ａ／Ｄ変換部５２ｙは、起歪体２０に設けられた温度センサの数と同じ数のＡ／Ｄ変換器により構成される。

【0033】

演算部５３は、均衡温度補償部（温度補償部）５３ａ及び不均衡温度補償部（温度差補償部）５３ｂを含む。演算部５３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、所定のプログラムに従ってＣＰＵが動作することにより、その機能が実現される。

【0034】

均衡温度補償部５３ａは、第１温度カウントｔに基づいて、重量カウントｘに対して温度均衡且つ定常状態の温度補償を行う。なお、本実施形態では、温度の状態は、「温度均衡且つ定常状態」、「温度不均衡且つ定常状態」及び「温度不均衡且つ非定常状態」の３状態がある。「温度均衡且つ定常状態」は、起歪体２０全てが同一温度の状態である。「温度不均衡且つ定常状態」は、自由端側ブロック２０ａ及び固定端側ブロック２０ｂに温度差があるが、その差に時間変化が無い状態である。例えば「温度不均衡且つ定常状態」は、熱源の出力（発熱量）が安定してから長時間経過しており、時間が経っても温度分布が変わらなくなった状態が該当する。「温度不均衡且つ非定常状態」は、自由端側ブロック２０ａ及び固定端側ブロック２０ｂに温度差があり、その差に時間変化が生じている状態である。例えば「温度不均衡且つ非定常状態」は、熱源のパワーが上昇した直後（後述）等の状態が該当する。

【0035】

均衡温度補償部５３ａは、具体的には、下式（１）の温度補償を行い、補償後重量カウントｙを算出する。下式（１）において、前半部分は温度ゼロ補償項であり、後半部分は温度感度補償項である。下式（１）において、ｄ，ｅ，ｆ，ｐ，ｑ，ｒは予め設定された係数である。係数は、恒温槽等を用いてロードセル１０の温度を必要回数変化させ、定常状態となったときの温度と出力変動との関係を二次関数で近似することにより算出することができる。
ｙ＝（ｘ－ｄｔ^２＋ｅｔ+ｆ）*（ｓ／（ｐｔ^２＋ｑｔ+ｒ）） …（１）

【0036】

上式（１）に関して、詳説する。

【0037】

まず、ロードセル１０に負荷をかけない状態（外力による変形が生じていない状態）の出力について、補償を行うための係数を決定する。この際、上式（１）の乗算記号より右側の部分を１とする（無視する）。無負荷状態で、３点の温度（低温、常温、高温、但し、数式に代入する値としては、絶対温度化する）における出力を得る。この際の温度は、定常の温度で、恒温槽内で長時間ロードセル１０を置いて計測する必要がある。一般に見かけの出力はずれるが、これを補正して、一定の値になるような係数ｄ，ｅ，ｆが決まる。係数ｄ，ｅ，ｆの正負は、現段階では個体差がある。これにより、ゼロ点の温度均衡且つ定常状態な温度補償ができる。この温度は、３点である必要はなく、２点でも４点でもよい。ｎ点であれば、乗算記号（＊）の左側の項を温度ｔのｎ－１次式として立式する（この場合、決定すべき定数の係数はｎつとなる）。

【0038】

例えば常温は、装置が使用される環境の温度（外気温度）程度である。但し、実際に使用される場所と必ずしも厳密にイコールではなくてもよい。例えば高温及び低温は、ロードセル１０の耐用温度と同程度か、その外側の（より高い又はより低い）温度とするのが好ましい。高温－常温間と低温－常温間とは、求まる値の精度が良くなるために、可能な限り差を大きくすることが好ましい。また、高温－常温間と低温－常温間とは、同程度の差とすることが望ましい。一例として、常温は、高温と低温との平均値としてもよい。

【0039】

次に、ロードセル１０に負荷をかけた状態（外力によって変形を生じさせた状態）の出力について、補償を行うための係数を決定する。ここで、定数ｓは、加える負荷の大きさ（重量）であり、未定乗数ではない。負荷をかけた状態で、ゼロ点から変動した出力値（ゼロ点の出力からの差がスパン値）を得る。同じ負荷をかけた場合であっても、この出力値は温度により変化するため、補償する必要がある。同様に定常的な３点の温度（低温、常温、高温、同様に絶対温度化する）における出力を得る。そして、係数ｐ，ｑ，ｒを得る。こちらも、取得する出力の数（計測する温度の数）によって式の次数を自由に決めてよい。そのため、取得する温度は、２点でも４点でもよい。ｎ点であれば、乗算記号（＊）の右側の項を温度ｔのｎ－１次式（の逆数）として立式する（この場合、決定すべき定数の係数はｎつとなる）。

【0040】

以上により、上記（１）に基づき、重量カウントｘ（見かけの値）から、補償後重量カウントｙ（真の値）を得ることができるようになった。この補償後重量カウント値ｙは、ロードセル１０の温度が均衡状態にあるという条件下では、ロードセル１０の温度による出力の変動を精度よく補償する。但し、ロードセル１０の温度が不均衡である場合には、温度勾配が生じていることに起因する更なる出力の変動が生じてしまい、真の値からずれてしまうことがわかっている。そこで、このような温度の不均衡に起因した出力のずれを補償するために、さらに不均衡温度補償部５３ｂを設ける。

【0041】

不均衡温度補償部５３ｂは、第１温度カウントｔと第２温度カウントｔ１との温度差に基づいて、均衡温度補償部５３ａによる温度補償後の補償後重量カウントｙに対して、不均衡な状態の温度補償を行う。不均衡な状態は、温度勾配が生じている状態であり、定常状態であるか、非定常状態であるかに限らず生じ得る状態である。不均衡な状態は、起歪体２０が部位によって異なる温度となっている、不均一な温度分布が発生している状態である。不均衡な状態は、例えば、温度分布が動的で、時間変化している状態を含む。一例として、不均衡な状態は、装置を作動し始めて、主に熱源(モータ)から熱伝導を受けて、熱源側から熱の流入が生じ、だんだんと温まっている状態を含む。この場合、熱源側の温度も反対側に伝わっていく。熱源側が比較的高温で、反対側が比較的低温の温度勾配となる。また、不均衡な状態は、温度分布が静的で、時間変化しなくなった状態を含む。一例として、装置起動後十分時間が経ち、装置が温まりきっており、商品処理量も安定している状態を含む。このとき、起歪体２０のモータ側は、反対側よりも高温になり、温度勾配は発生しているが、熱の流入と流出とが釣り合っており、温度変化は生じなくなっている。本実施形態では、不均衡な状態は、上述した「温度不均衡且つ定常状態」及び「温度不均衡且つ非定常状態」を含む（以下、の「不均衡な状態」において同じ）。

【0042】

不均衡温度補償部５３ｂは、具体的には、下式（２）の温度補償を行い、不均衡温度補償後重量カウントｙ’を算出する。下式（２）において、ｊは予め設定された係数である。係数は、ロードセル１０に意図的な温度差を発生させることによる算出することができる。この温度差発生には、モータ類を稼働することによる発熱が利用できる。更に意図的にヒータ等を用いて熱を与えることで時間を短縮することは可能である。下式（２）のように補償式を一次関数とした場合には、ある温度差と当該温度差における出力との組が１点必要となり、連立一次方程式から解である補償係数を求めることができる。ちなみに、補償式が高次の関数となればなるほど、補償精度を高めることができるが、必要な温度差データの点数は増加し得る。
ｙ’＝ｙ－ｊ*（ｔ１－ｔ） …（２）

【0043】

上式（２）に関して、詳説する。

【0044】

まず、補償後重量カウントｙと不均衡温度補償後重量カウントｙ’との関係式を得る。温度分布が生じれば出力のずれがあり、このずれは、起歪体２０の中心部の温度と端の温度との差に依存すると仮定している。また、起歪体２０は、一方から他方に向けて熱の勾配ができていると仮定している（そのため、端部の計測は少なくとも１つでよいと仮定している）。ここで、一方の端部を温めて人為的に熱勾配を生じさせ、その際の中央と一方端部との温度差（ｔ－ｔ１）を作り出し、この温度差が出力をどれくらいずらしているのかに対応する係数ｊを求める。ここで、ｔ１＝０の場合に定数項は０である（ｙを計算する際のｆに含まれている）ので、不明な定数はｊの１つだけである。２次の項を作成して、－｛ｊ１（ｔ－ｔ１）＋ｊ２（ｔ－ｔ１）＾２｝等とすることも可能であるが、この場合は、未定乗数を決定するために温度差と、当該温度差における出力との組が２つ必要となる（ｊ，ｊ１，ｊ２の正負は個体によって異なる）。ただし、非定常状態の人為的な設定は、取り決めに従って装置が自動的に設定可能な恒温槽に比べて手間がかかる。そのため、作成の手間を考えて、取得する温度差の数を最小限の１点としている。このように、定常状態と非定常状態とを切り分けて調整でき、しかも各々の精度（どの次数まで求めるか）を自由に設定できる。

【0045】

このように構成されたロードセルユニット１では、まず最初に、上記のアナログ補償（抵抗線３５ｘによるゼロ点ドリフトの補償及び感温抵抗器３５ｙによる出力感度の補償）により、ロードセル１０の出力に粗補償が施される。次に、第１温度センサ４１で検知した第１温度（ロードセル１０全体の代表温度）に基づき、ロードセル１０の出力に定常状態の温度補償が施される。そして、温度補償が施された出力に対して、更に不均衡な状態の温度補償が施される。なお、代表温度は、起歪体２０の上面の２つ歪みゲージ３１の温度を精度よく表している温度である。妥当な代表温度をどのように得るのが妥当かの検証については、後に詳述する。

【0046】

以上、ロードセルユニット１では、第１温度センサ４１により、ロードセル１０全体の代表温度を検知することができる。これにより、ロードセル１０の出力に対して、ロードセル１０全体の代表温度に基づく温度補償を行うことが可能となる。加えて、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２により、起歪体２０の２箇所の温度を取得することができる。これにより、起歪体２０に生じる温度差（熱的不平衡）を取得（算出）し、ロードセル１０の出力に対して当該温度差に基づく温度補償、すなわち、不均衡な状態の温度分布を考慮した温度補償を行うことが可能となる。

【0047】

その結果、ロードセルユニット１では、安定した高精度な計量を実現可能となる。例えば、一般的な計量機では、その電源投入直後には各電気部品が発熱することにより計量値が変動してしまうため、安定するまで一定の計量禁止時間を設ける必要があったのに対し、ロードセルユニット１が搭載された計量装置７０では、不均衡な状態の温度補償を行うことで、安定にかかる時間も短縮され、ユーザビリティを向上することができる。

【0048】

ロードセルユニット１では、第２温度センサ４２は、固定端側ブロック２０ｂに配置されている。起歪体２０に設けられる配線Ｈは、固定端側ブロック２０ｂ側に延びてまとめられる（図１参照）。よって、第２温度センサ４２が固定端側ブロック２０ｂに配置されている場合には、第２温度センサ４２が自由端側ブロック２０ａに配置されている場合と比較して、少なくとも第２温度センサ４２からの配線Ｈが上側ビーム部２０ｃ又は下側ビーム部２０ｄに干渉してしまうことを抑制することが可能となる。具体的には、配線Ｈが起歪体２０のノッチ部（可撓部分，薄肉部分）を跨ぐことを低減することができ、配線Ｈが計量精度に与える影響を排除することができる。なお、起歪体２０に設けられる配線Ｈが固定端側ブロック２０ｂ側にまとめられる理由として、計量信号処理基板５０が固定端側ブロック２０ｂ側に設けられることが挙げられる。これは、計量信号処理基板５０を自由端側ブロック２０ａ側に設けると、風袋となること、計量信号処理基板５０から受感部３０に延びる配線Ｈが起歪体２０の変形に干渉することが理由である。

【0049】

ロードセルユニット１では、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２は、起歪体２０の上面に集中して設けられている。この構成によれば、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２からの配線Ｈをシンプルに構成しやすくなる。また、起歪体２０の側面に第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２を配置する場合と比較して、配線Ｈが起歪体２０の変形に干渉しにくく、計量の精度に与える悪影響を最小限に留めることができる。また、起歪体２０は対称構造であるため、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２を同一面に集中して設けることで、上面及び下面の温度差によるノイズの影響を受けること無く、安定した温度変化を取得することができる。第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２は、起歪体２０の上面に代えて、起歪体２０の下面に集中して設けられていてもよい。

【0050】

一般に、ロードセル１０（起歪体２０）は、自由端側ブロック２０ａ及び固定端側ブロック２０ｂが外部（装置のフレーム等）に物理的に接続されて使用される。そのため、熱の流入及び流出は、主として、自由端側ブロック２０ａ及び固定端側ブロック２０ｂの接続部分を介した熱伝導によってもたらされる。そのため、主として、自由端側ブロック２０ａから固定端側ブロック２０ｂに向けた方向に熱勾配（温度の高低差）が生じやすい。しかしながら、熱源が自由端側ブロック２０ａ又は固定端側ブロック２０ｂの上方に位置するか、下方に位置するかによって、上下方向にも温度勾配が生じる。そこで、熱源による温度勾配をより正確に補償するためには、上下方向に見て同じ位置に第１温度センサ４１と第２温度センサ４２とを配置するのが望ましい。ここで、第１温度センサ４１は、上側ビーム部２０ｃ又は下側ビーム部２０ｄに設ける必要があるものの、上側ビーム部２０ｃ又は下側ビーム部２０ｄの側面は小面積であるので配置することが難しい。そのため、第１温度センサ４１と第２温度センサ４２とを上下方向に見て同じ位置に配置するには、共に上面又は共に下面に設けるのが望ましい。上面と下面とを比較すると、上面に設けたほうが生産時及びメンテナンス時に作業者によるアクセスがしやすいため、より好適である。

【0051】

ロードセルユニット１では、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２は、幅方向において起歪体２０の中央に配置されている。この構成によれば、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２は、幅方向において起歪体２０の平均的な温度を検知することができる。

【0052】

ロードセルユニット１では、ロードセル１０は、起歪体２０の歪曲量に応じた計量信号をアナログ値として出力する受感部３０を有する。ロードセルユニット１は、Ａ／Ｄ変換器５２ｘ及び不均衡温度補償部５３ｂを備える。Ａ／Ｄ変換器５２ｘは、受感部３０で出力したアナログ値の計量信号を、デジタル値の重量カウントｘへ変換する。不均衡温度補償部５３ｂは、Ａ／Ｄ変換器５２ｘで変換したデジタル値であって均衡温度補償部５３ａによる温度補償後の補償後重量カウントｙに対して、不均衡な状態の温度補償を行う。この構成によれば、起歪体２０の当該温度差に基づく不均衡な状態の温度補償を行うことができる。

【0053】

ロードセルユニット１は、均衡温度補償部５３ａを備える。均衡温度補償部５３ａは、第１温度カウントｔに基づいて、Ａ／Ｄ変換器５２ｘで変換したデジタル値であって不均衡温度補償部５３ｂによる温度補償前の重量カウントｘに対して、定常状態の温度補償を行う。この構成によれば、均衡温度補償部５３ａにより、ロードセル１０全体の代表温度である第１温度に基づいて定常状態の温度補償を行うことが可能となる。ここで、均衡温度補償部５３ａによる温度補償は、主として熱的平衡状態における出力のズレを補償する一方、不均衡温度補償部５３ｂによる温度補償は、主として熱的不平衡状態における出力のズレを補償する。そのため、この構成によれば、両者の調整を簡単に切り分けることができる。

【0054】

また、例えば、定常状態の補償（概ね起歪体２０の平均的な温度に対する補償）は、温度に対する高次式（２次式、温度３点における温度と出力との計測が必要）で補償し、不均衡な状態の補償（起歪体２０の温度分布も考慮した補償）は、温度に対する低次式（１次式、温度１点における温度差と出力との計測が必要）で補償する、という切り分けができる。補償を行う式は、一般に次数を上げるほど補償精度は向上するが、その分、決定すべき係数の数が増加する。すなわち、補償式の調整のために起歪体２０の温度を変えて受感部３０の出力を取得する工程（取得すべき温度と出力との関係性）は高次の補償を行うほど増加する。一般に、定常状態における受感部３０の出力を、起歪体２０の温度を変えて得るのは比較的容易である（恒温槽に所定時間起歪体を入れておけばよいため）。しかしながら、不均衡な状態における受感部３０の出力を、起歪体２０の温度（この場合、正確には第１温度センサ４１と第２温度センサ４２との温度差）を変えて得るのは比較的困難である。そのため、本実施形態のように定常状態における補償と、不均衡な状態における補償とを切り分ければ、求める精度と調整の困難さとの比較考量により、各々の補償に対して適切な調整を行うことが容易となる。

【0055】

図５は、ロードセルユニットの温度変化に対する出力変動に関する試験結果を示すグラフである。図中において、波形Ｄ１は、本実施形態に係るロードセルユニット１の結果であり、波形Ｄ２は、比較例１に係るロードセルユニットの結果であり、波形Ｄ３は、比較例２に係るロードセルユニットの結果である。比較例１は、第２温度センサ４２及び不均衡温度補償部５３ｂを備えていない点以外はロードセルユニット１と同様な構成を備える。比較例２は、第１温度センサ４１、第２温度センサ４２、均衡温度補償部５３ａ及び不均衡温度補償部５３ｂを備えていない点以外はロードセルユニット１と同様な構成を備える。ここでの試験では、恒温槽内に各種のロードセルユニットをセットし、槽内温度Ｎ１を常温→高温→低温→常温とほぼステップ状に変化させている。図４に示されるように、波形Ｄ２及び波形Ｄ３（比較例１及び比較例２）では、急激に槽内温度Ｎ１が変化したときに、出力が一時的に変動してしまう。これに対して、本実施形態の出力値（波形Ｄ１）の変動は、波形Ｄ２及び波形Ｄ３に比べて小さくなっている。ロードセルユニット１では、当該変動を大きく抑制することができ、高い変動改善効果が得られることを確認することができる。

【0056】

なお、ロードセルユニット１では、第２温度センサ４２は、自由端側ブロック２０ａに配置されていてもよい。この場合、自由端側ブロック２０ａ側に熱源としての駆動部７２が配置されることから、自由端側ブロック２０ａは、熱源に近い一方である。すなわち、第２温度センサ４２は、熱源となる駆動部７２からの熱伝導を固定端側ブロック２０ｂと比較してより多く受ける自由端側ブロック２０ａに配置されていてもよい。「熱源に近い一方」とは、相対的な概念である。自由端側ブロック２０ａ側及び固定端側ブロック２０ｂ側の双方に熱源となり得るものが存在する場合には、より高温となる熱源が存在する側が、「熱源に近い一方」の側となる。この構成によれば、熱源による熱伝導を即座に検知することができ、熱源により起歪体２０に生じる熱的不平衡を早い段階で補償することが可能となる。

【0057】

また、計量装置７０が冷たい物品Ｔを計量する場合、冷たい物品Ｔの温度に起因して自由端側ブロック２０ａの温度が急減に下がる場合がある。この場合、第２温度センサ４２が自由端側ブロック２０ａに配置されていると、冷たい物品Ｔによる熱伝導を即座に検知することができ、冷たい物品Ｔにより起歪体２０に生じる熱的不平衡を早い段階で補償することが可能となる。

【0058】

本実施形態では、精度の観点及び調整の観点のそれぞれにおいて、以下の格別な効果が奏される。
＜精度の観点＞
自由端側ブロック２０ａと固定端側ブロック２０ｂとの中間に位置する１つの第１温度センサ４１でロードセル１０全体の代表的な温度（代表温度）を取得して、ロードセル１０全体の平均的な（代表的な、及び、ほぼ中間の値となる）温度によるロードセル１０の全体的な出力のズレを補償できる。自由端側ブロック２０ａ及び固定端側ブロック２０ｂのうちの一方に位置する第２温度センサ４２により、不均衡な状態に関する出力のずれを補償することができる。

【0059】

第２実施形態では、３つの温度センサ４１～４３を配置している。第２温度センサ４２と第３温度センサ４３とは対称の位置にあるため、発明者は、これら第２温度センサ４２及び第３温度センサ４３で検知された各温度を平均した平均温度が代表的な温度になり得る可能性を検討した。しかしながら、検討の結果、実際には、第２温度センサ４２及び第３温度センサ４３の当該平均温度を用いるよりも、第１温度センサ４１で検知された温度のみを用いた場合に、ロードセル１０（起歪体２０）全体の実際の代表的な温度を表すことができることを見出した。以下、具体的に説明する。

【0060】

図１１は、起歪体２０における位置と温度との関係の一例を説明する図である。図中において、実線は、実際の起歪体２０の温度である。実線上の３つの「×」は、図中の左から第２温度センサ４２で検知された温度、第１温度センサ４１で検知された温度（温度Ａ）、第３温度センサ４３で検知された温度にそれぞれ対応する。点線は、実線上の最も左側の「×」と最も右側の「×」とを結ぶ直線である。一点鎖線は、自由端側ブロック２０ａ側に配置された熱源のパワーが上昇した直後（例えばモータの回転数（発熱量）が向上した直後）においての、実際の起歪体２０の温度である。一点鎖線上の２つの「×」のうち、左側の「×」は、当該直後における第２温度センサ４２で検知された温度に対応する。右側の「×」は、当該直後における第３温度センサ４３で検知された温度に対応する。二点鎖線は、一点鎖線上の左側の「×」と右側の「×」とを結ぶ直線である。二点鎖線上の３つの「×」のうち、左右真ん中の「×」は、当該直後において、第２温度センサ４２で検知された温度と第３温度センサ４３で検知された温度との平均温度（温度Ｂ）に対応する。

【0061】

起歪体２０のビーム部（上側ビーム部２０ｃ又は下側ビーム部２０ｄ）の温度Ａによりロードセル１０の温度補償を行った場合と、自由端（自由端側ブロック２０ａ）及び固定端（固定端側ブロック２０ｂ）の２箇所の温度の平均の温度Ｂによりロードセル１０の温度補償を行った場合と、の違いについては、次のとおりである。すなわち、図１１に示されるように、起歪体２０の温度勾配は、自由端、固定端の熱の流入出により発生する。仮に自由端側から熱が流入し、固定端側から流出する場合には、自由端の方が固定端と比較して温度は高くなる。熱の伝導は、電気抵抗と同じく温度の高い方から低い方に伝わり、伝導経路の断面積と距離の影響を受けて温度降下が生じる。そのため、起歪体２０の場合、特に大きく温度の降下が発生するのはノッチ部（薄肉部）であり、それ以外の部分である自由端や固定端のブロック２０ａ，２０ｂ、ノッチ部間をつなぐビーム部は、ノッチ部と比較して断面積が極端に大きいため温度降下は無視できる。これは、断面積が広い程、単位時間当たりの熱の移動量が大きくなるため、短時間で温度が行き渡り、ほぼ温度が同じになる（早期に均衡する）ためである。その結果、ノッチ部においては熱の時間当たりの移動量が少ないため、ノッチ部を跨いで温度の差が生じたとしても、直ぐに両者の間（本実施形態の場合、自由端側ブロック２０ａと上側ビーム部との間、及び下側ビーム部と固定端側ブロック２０ａとの間）で温度が伝わらず、温度差のある状態がすぐには解消されない。他方で、自由端や固定端のブロック２０ａ，２０ｂ、ノッチ部間をつなぐビーム部（上側ビーム部２０ｃ又は下側ビーム部２０ｄ）の各々の内部では、比較的、熱の時間当たりの移動量が大きいため、温度差が生じたとしても短時間で解消する（至る所、温度が均衡する）。ここで、ノッチ部には歪みゲージ３１が貼り付けられており、上記の理由から、特にこの歪みゲージ３１が配置される位置において温度降下が大きくなる。

【0062】

温度Ａについては、ビーム部の温度は前述のとおり略均一と考えることができ、両端に存在するノッチ部に貼り付けられた歪みゲージ３１はこのビーム部の温度に近しい値となる（後述）。一方、温度Ｂについては、起歪体２０への熱の流入出が一定で、自由端及び固定端の温度差があっても、その差に変動が無く定常状態である場合、温度Ｂ＝温度Ａとなり、温度Ａと同等な特性が得られる。これは、起歪体２０が４つのノッチ部の中心部（変形中心）から見て対称形の高い形であり、温度分布が定常状態に至っていれば、ビーム部の延びる方向に見て、各ノッチ部での温度降下の量が等しくなるためである。しかし、熱の流入出に変動がある時、即ち非定常状態の場合温度Ｂ≠温度Ａとなり歪みゲージ３１の実際の温度との間に差が生じる。よって、ビーム部の温度をロードセル１０の代表温度とした方が、あらゆる温度状態に適応でき補償精度を高めることができる。なお、歪みゲージ３１は、通常、ノッチ部の幅よりも小さい。歪みゲージ３１は、半分はビーム部の温度、半分は自由端側ブロック２０ａ又は固定端側ブロック２０ｂの温度に影響される。当該影響の寄与率を考えると、ビーム部の温度が全体の代表的温度（ロードセル１０の全体の温度分布を平均した値により近い、実態に即した値）となる。以上の理由から、自由端側ブロック２０ａと固定端側ブロック２０ｂとのそれぞれに１つずつ合計で２つの温度センサを配置する場合に比べて、第２実施形態では、精度を向上させることが可能となっている。

【0063】

＜調整の観点＞
温度平衡の状態での温度補償（「温度均衡且つ定常状態」の温度補償）については、自由端側ブロック２０ａと固定端側ブロック２０ｂとの中間の１つの第１温度センサ４１の第１温度に基づき行い、求める精度に応じて温度の取得点数を増やして精度を上げることができる。温度不平衡の状態での温度補償（「温度不均衡且つ定常状態」及び「温度不均衡且つ非定常状態」の温度補償）については、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２の温度差に基づき行い、求める精度に応じて温度差の取得点数を増やして精度を上げることができる。

【0064】

出力のズレの大部分を占める起歪体２０全体の温度変化に基づく出力のズレについては、１つの第１温度センサ４１を用いて簡易且つ高精度に補償することが可能である。温度一定の状態にすることは、恒温槽を用いて容易に実現でき、自動化も可能である。恒温槽を用いた自動化では、まず、恒温槽の中にロードセル１０を配置する。恒温槽の温度を変化させ、各温度でのロードセル１０の出力を取得する。例えば、恒温槽の温度を常温→高温→低温→常温と変化させ、各温度におけるロードセル１０の出力を得る。恒温槽の温度を変化させた後、起歪体２０の温度が均衡するまで、十分な時間（例えば５時間）待機してから、ロードセル１０の出力を取得することが望ましい。この際、ロードセル１０においては、固定端側ブロック１０ｂが支持され（固定され）ており、自由端側ブロック１０ａに対しては、ロボットアームにより負荷（具体的には、分銅の載置）を加えたり解除したりすること（オンオフ）が可能である。そのため、ロボットアームによる負荷をオンオフすることで、各温度において、負荷を加えた場合のロードセル１０の出力と、当該負荷を解除した場合のロードセル１０の出力とを、自動的に同時に得ることができる。

【0065】

温度差（運転開始時、運転の設定変更時等）に応じた追加の調整的な補償については、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２の温度を取得して温度差を求めることにより調整することができる。調整の比較的難しい不均衡状態（不均衡且つ定常状態、及び不均衡且つ非定常状態）の温度調整については切り分けて行うことができる。温度差を生じた状態は、例えば、ヒータを自由端側ブロック１０ａ及び固定端側ブロック１０ｂの一方に接触させて、人為的に生じさせることができる。但し、上記の恒温槽におけるロードセル１０の出力の取得のように、自動化することは難しい。そこで、温度調整を切り分けて行うことで、温度均衡（温度均衡且つ定常状態）に対する補償をするために得なければならない温度の値と出力の値との組の点数よりも、温度不均衡（不均衡且つ定常状態、及び不均衡且つ非定常状態）において行う補償をするために得なければならない温度差の値と出力の値との組の点数の方を少なくすることができる。これについても、所望の精度に応じて必要な点数の温度差を取得して行うことができる。

【0066】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点のみ説明し、重複する説明は省略する。

【0067】

図６は、ロードセルユニット１００を示す構成図である。図７は、ロードセルユニット１００の起歪体２０を示す斜視図である。図６及び図７に示さるように、ロードセルユニット１００は、第３温度センサ４３を更に備えた点で、上記のロードセルユニット１（図１参照）と異なる。

【0068】

第３温度センサ４３は、自由端側ブロック２０ａに配置された温度センサである。第３温度センサ４３は、起歪体２０の上面に設けられている。第３温度センサ４３は、起歪体２０における幅方向の中央に配置されている。第３温度センサ４３は、例えば、温度により抵抗値が変化する感温抵抗（測温素子）により構成される。第２温度センサ４２と第３温度センサ４３とは、対称な位置に配置されている。

【0069】

第２温度センサ４２及び第３温度センサ４３は、自由端側ブロック２０ａから固定端側ブロック２０ｂに向かう方向において、起歪体２０における４つのノッチ部の中心から等距離の位置に配置される。これは、歪みゲージ３１が温度により伸縮して出力がずれてしまうということを補償するためである。第２温度センサ４２及び第３温度センサ４３は、幅方向において、起歪体２０の中心に配置される。これは、当該中心に近い方が、一層、起歪体２０の全体の温度に近い温度を第２温度センサ４２及び第３温度センサ４３で検知できるためである。

【0070】

本実施形態では、信号増幅部５１ｙは、第３温度センサ４３で検知した第３温度に関する第３温度信号を増幅させる。Ａ／Ｄ変換部５２ｙは、信号増幅部５１ｙで増幅後のアナログ値としての第３温度信号を、デジタル値としての第３温度カウントｔ２へ変換する。

【0071】

不均衡温度補償部５３ｂは、第１温度カウントｔと第２温度カウントｔ１との温度差及び第１温度カウントｔと第３温度カウントｔ２との温度差に基づいて、均衡温度補償部５３ａによる温度補償後の補償後重量カウントｙに対して、不均衡な状態の温度補償を行う。例えば不均衡温度補償部５３ｂは、下式（３）の温度補償を行い、不均衡温度補償後重量カウントｙ’を算出する。
ｙ’＝ｙ－ｊ*（ｔ１－ｔ）－ｋ*（ｔ２－ｔ） …（３）
また、式（３）において、より高い精度で補償を行うために、取得する温度差を各々ｎ点（ｎは、３以上の整数）にまで増やし、ｔ１－ｔのｎ－１次の項、ｔ－２のｎ－１次の項まで追加した式としてもよい。この場合、各々の温度差の次数に応じて、温度差と出力との関係を多く取得する必要が生じる。

【0072】

以上、本実施形態においても、安定した高精度な計量を実現可能となる等の上記作用効果が奏される。

【0073】

ロードセルユニット１００は、第３温度センサ４３を備えている。この構成によれば、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２により取得する起歪体２０の２箇所の温度差に加えて、第１温度センサ４１及び第３温度センサ４３により、起歪体２０の２箇所の温度差を更に取得することができる。これにより、ロードセル１０の出力に対して当該温度差に基づく温度補償を行うことが可能となる。温度変化による出力変動をさらに抑えることができ、一層安定した高精度な計量を実現可能となる。

【0074】

ロードセルユニット１００では、不均衡温度補償部５３ｂは、第１温度センサ４１で検知した第１温度と第２温度センサ４２で検知した第２温度との温度差、及び、第１温度センサ４１で検知した第１温度と第３温度センサ４３で検知した第３温度との温度差、に基づいて、補償後重量カウントｙに対して不均衡な状態の温度補償を行う。これにより、第１温度と第３温度との温度差に更に基づく不均衡な状態の温度補償を行うことができる。不均衡な状態の温度補償の際、第１温度センサ４１及び第２温度センサ４２だけからでは把握できない、起歪体２０の温度分布がどのような曲線状となっているかの情報を、精度よく得ることができる。

【0075】

図８は、ロードセルユニットの温度変化に対する出力変動に関する試験結果を示すグラフである。図中において、波形Ｄ４は、本実施形態に係るロードセルユニット１００の結果であり、波形Ｄ５は、比較例３に係るロードセルユニットの結果である。比較例３は、温度センサ４１～４３、均衡温度補償部５３ａ及び不均衡温度補償部５３ｂを備えていない点以外はロードセルユニット１００と同様な構成を備える。ここでの試験では、起歪体の固定端側ブロックをヒータで熱して、自由端側ブロックと固定端側ブロックとの温度差Ｎ２を図示するように変化させている。図８に示されるように、比較例３では、温度差Ｎ２の発生に伴い出力が変動してしまう。これに対して、ロードセルユニット１００では、当該変動を大きく抑制し得ることを確認することができる。

【0076】

図９は、ロードセルユニットの温度変化に対する出力変動に関する試験結果を示すグラフである。図中において、波形Ｄ６は、本実施形態に係るロードセルユニット１００の結果であり、波形Ｄ７は、比較例４に係るロードセルユニットの結果であり、波形Ｄ８は、比較例５に係るロードセルユニットの結果である。比較例４は、第２温度センサ４２、第３温度センサ４３及び不均衡温度補償部５３ｂを備えていない点以外はロードセルユニット１００と同様な構成を備える。比較例５は、温度センサ４１～４３、均衡温度補償部５３ａ及び不均衡温度補償部５３ｂを備えていない点以外はロードセルユニット１００と同様な構成を備える。ここでの試験では、恒温槽内に各種のロードセルユニットをセットし、槽内温度Ｎ３を常温→高温→低温→常温とほぼステップ状に変化させている。図９に示されるように、波形Ｄ７及び波形Ｄ８（比較例４及び比較例５）では、急激に槽内温度Ｎ３が変化したときに、出力が一時的に変動してしまう。これに対して、本実施形態の出力値（波形Ｄ６）の変動は、波形Ｄ７及び波形Ｄ８に比べて小さくなっている。ロードセルユニット１００では、当該変動を大きく抑制することができ、高い変動改善効果が得られることを確認することができる。なお、本実施形態の出力値は、第１実施形態の出力値（波形Ｄ１）より、出力の変動幅がより小さくなっている（図５参照）。なお、図５及び図９では、縦軸（出力）のスケールは同じである。

【0077】

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点のみ説明し、重複する説明は省略する。

【0078】

図１０は、第３実施形態に係る計量装置１７０を示す構成図である。図１０に示される計量装置１７０は、例えば組み合わせ計量機に利用される装置である。計量装置１７０が計量装置７０（図１参照）と異なる点は、搬送コンベア７１、駆動部７２、第１フレーム部７３、脚部７４及び第２フレーム部７５（図１参照）に代えて、ホッパ部１７１、支持部１７２、駆動部１７３及び本体１７４を備える点である。

【0079】

ホッパ部１７１は、ゲートＧを有し、外部から投入される物品Ｔを一時的に滞留させ、その後に排出する。支持部１７２は、ホッパ部１７１を支持する。駆動部１７３は、リンク１７３ｘを介してゲートＧを開閉駆動する。ゲートＧを閉めるときには、計量に干渉しないように、駆動部１７３とゲートＧとは互いに切り離される。駆動部１７３は、例えばモータ等を含む。本体１７４は、駆動部１７３を格納する。本実施形態では、自由端側ブロック２０ａは、支持部１７２と接続され、ホッパ部１７１に滞留した物品Ｔの重量が付加される。固定端側ブロック２０ｂは、フレーム１７５を介して、駆動部１７３を格納した本体１７４と接続されている。

【0080】

以上、本実施形態においても、安定した高精度な計量を実現可能となる等の上記作用効果が奏される。

【0081】

本実施形態では、第２温度センサ４２は、固定端側ブロック２０ｂに配置されている。固定端側ブロック２０ｂ側に熱源としての駆動部１７３が配置されることから、固定端側ブロック２０ｂは、熱源に近い一方である。すなわち、第２温度センサ４２は、熱源となる駆動部１７３からの熱伝導を、自由端側ブロック２０ａと比較してより多く受ける自由端側ブロック２０ａに配置されている。この構成によれば、熱源による熱伝導を即座に検知することができ、熱源により起歪体２０に生じる熱的不平衡を早い段階で補償することが可能となる。本実施形形態は、第２実施形態と同様に、３つの温度センサ４１～４３を備えた構成であってもよい。

【0082】

以上、実施形態について説明してきたが、本発明の一態様は上記実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【0083】

上記実施形態では、第１温度センサ４１は、下側ビーム部２０ｄに配置されていてもよい。上記実施形態では、第１温度センサ４１、第２温度センサ４２及び第３温度センサ４３の少なくとも何れかは、起歪体２０の下面に配置されていてもよいし、起歪体２０の側面に配置されていてもよい。上記実施形態では、第１温度センサ４１、第２温度センサ４２及び第３温度センサ４３の少なくとも何れかは、幅方向における起歪体２０の中央以外の位置に配置されていてもよい。

【0084】

上記実施形態では、上式（２）及び上式（３）の少なくとも何れかを高次化することで、補償精度を更に高めてもよい。上記実施形態では、ロードセルユニット１，１００を計量装置７０，１７０に適用したが、これに限定されない。本発明の一態様に係るロードセルユニットは、種々の公知の計量装置に適用することができる。

【0085】

上記実施形態及び変形例における各構成には、上述した材料及び形状に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。上記実施形態又は変形例における各構成は、他の実施形態又は変形例における各構成に任意に適用することができる。上記実施形態又は変形例における各構成の一部は、本発明の一態様の要旨を逸脱しない範囲で適宜に省略可能である。

【符号の説明】

【0086】

１，１００…ロードセルユニット、１０…ロードセル、２０…起歪体、２０ａ…自由端側ブロック、２０ｂ…固定端側ブロック、２０ｃ…上側ビーム部、２０ｄ…下側ビーム部、３０…受感部、４１…第１温度センサ、４２…第２温度センサ、４３…第３温度センサ、５１ｘ…Ａ／Ｄ変換器（変換部）、５３ａ…均衡温度補償部（温度補償部）、５３ｂ…不均衡温度補償部（温度差補償部）、７０，１７０…計量装置、７１…搬送コンベア、７１ｓ…搬送面、７２，１７３…駆動部（熱源）、７３…第１フレーム部、７４…脚部、７５…第２フレーム部、１７１…ホッパ部、１７２…支持部、１７４…本体、Ｇ…ゲート、Ｔ…物品。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】