(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの励起信号により、感知する物理量に応じた周波数の共振信号を出力するセンサ素子と、
前記センサ素子に接続されており、前記励起信号および前記共振信号を送受波するアンテナと、
前記物理量に対する前記センサ素子の周波数特性に基づいた識別情報を記録する識別情報記録手段と、を備えたパッシブセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のパッシブセンサであって、
前記識別情報記録手段は、数字、アルファベット、記号、色、バーコードのような平面的に形作られたマークからなる、パッシブセンサ。
【請求項３】
請求項１に記載のパッシブセンサであって、
前記識別情報記録手段は、前記アンテナに接続するＲＦＩＤ−ＩＣである、パッシブセンサ。
【請求項４】
請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のパッシブセンサと、該パッシブセンサに対して無線通信する親機とを備えた無線式センサシステムであって、
前記親機は、
物理量に対する前記センサ素子の周波数特性を、該周波数特性の違いに応じて分類して識別情報に関連付けして記憶する記憶部と、
前記パッシブセンサのアンテナと電磁界結合もしくは電波により前記励起信号および前記共振信号の送受波を行う親機側アンテナと、
前記識別情報記録手段である前記マークを読み取り、前記識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記共振信号の共振周波数と、前記識別情報取得部で取得した前記識別情報と、前記記憶部に記憶された前記識別情報毎の前記周波数特性と、に基づいて、前記物理量を算出する計測部と、を備えた、
無線式センサシステム。
【請求項５】
請求項３に記載のパッシブセンサと該パッシブセンサに対して無線通信する親機とを備えた無線式センサシステムであって、
前記親機は、
物理量に対する前記センサ素子の周波数特性を、該周波数特性の違いに応じて分類して識別情報に関連付けして記憶する記憶部と、
前記ＲＦＩＤ−ＩＣへのリクエスト信号を生成するリクエスト信号生成部と、
前記パッシブセンサのアンテナと電磁界結合もしくは電波により前記励起信号、前記共振信号、前記リクエスト信号、および該リクエスト信号に対する前記パッシブセンサからの応答信号の送受波を行う親機側アンテナと、
前記応答信号を解析して前記識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記共振信号の共振周波数と、前記識別情報取得部で取得した前記識別情報と、前記記憶部に記憶された前記識別情報毎の前記周波数特性と、に基づいて、前記物理量を算出する計測部と、を備えた、
無線式センサシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の無線式センサシステムであって、
前記共振信号と、前記リクエスト信号および前記応答信号とを、同じ通信帯域における異なるチャンネルを利用して通信する、無線式センサシステム。
【請求項７】
外部からの励起信号により、感知する物理量に応じた周波数の共振信号を出力するセンサ素子、および前記センサ素子に接続されており、前記励起信号および前記共振信号を送受波するアンテナを備えたパッシブセンサと、
前記パッシブセンサと無線通信して、前記共振信号に基づいて、前記物理量を検出する親機と、を備えた無線式センサシステムであって、
感知する物理量に対する周波数特性に基づいてグループ分けされた複数のパッシブセンサを、グループ毎に梱包する梱包材を備え、該梱包材には前記グループを識別するための識別情報記録手段が備えられており、
前記親機は、
前記識別情報記録手段から識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記共振信号の共振周波数と、前記識別情報取得部で取得した前記識別情報と、予め記憶された前記識別情報毎の前記周波数特性と、に基づいて、前記物理量を算出する計測部と、を備えた、
無線式センサシステム。
【請求項８】
感知する物理量に応じた周波数で共振するセンサ素子を備え、親機からの励起信号を受信して共振信号を送信するパッシブセンサと、
前記励起信号を送信し、前記共振信号を受信して、該共振信号の周波数に基づいて前記物理量を算出する親機と、を備えた無線式センサシステムによる計測方法であって、
前記パッシブセンサを、物理量に対する前記センサ素子の周波数特性の違いに応じて分類し、識別情報に関連付けして記録する工程と、
前記センサ素子で前記物理量を検知し、共振信号を出力する工程と、
前記共振信号と、前記識別情報と、記憶された前記識別情報毎の前記周波数特性と、に基づいて、前記物理量を算出する工程と、を有する無線式センサシステムによる計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作入力を受け付ける親機と、計測を行う子機とを無線で通信することで、遠隔での計測を行う無線式センサシステムおよび当該無線式センサシステムに用いるパッシブセンサに関する。また、このような無線式センサシステムを用いた計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の物理量（温度、圧力等）を計測するシステムとして、特許文献１に示すように、ＳＡＷ共振子等のパッシブセンサを用いたものがある。このようなシステムでは、ＳＡＷ共振子が温度や圧力により共振周波数が変化することを利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５０８７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＳＡＷ共振子等のセンサ素子の共振周波数は、当該センサ素子の形状に依存するため、このようなセンサ素子を用いた計測システムでは、測定精度がセンサ素子の形成精度に依存する。【０００５】
ところが、要求される測定精度が高い場合、当該測定精度を満足するような製造バラツキの範囲内で、センサ素子を製造することは容易ではない。【０００６】
したがって、本発明の目的は、センサ素子の製造バラツキ等により個体差があっても、高い測定精度が得られる無線式センサシステムおよび当該無線式センサシステムに用いるパッシブセンサを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、パッシブセンサに関する。このパッシブセンサは、センサ素子、アンテナ、識別情報記録手段を備える。センサ素子は、外部からの励起信号により、感知する物理量に応じた周波数の共振信号を出力する。アンテナは、センサ素子に接続されており、励起信号および共振信号を送受波する。識別情報記録手段は、物理量に対するセンサ素子の周波数特性に基づいた識別情報を記録する。【０００８】
この構成では、計測対象である物理量に対してセンサ素子毎に周波数特性に個体差があっても、当該周波数特性を識別可能な識別情報がパッシブセンサ毎に備えられている。これにより、当該識別情報を取得して、周波数特性に応じた算出処理を行えば、センサ素子の個体差による物理量の計測誤差を抑制することができる。【０００９】
また、この発明のパッシブセンサでは、識別情報記録手段は、数字、アルファベット、記号、色、バーコードのような平面的に形作られたマークからなる。【００１０】
この構成では、識別情報記録手段の具体的構成例を示しており、識別情報記録手段を二次元の各種マークで実現している。これにより、ユーザが視認して操作入力したり、画像読み取り処理することで、識別情報を容易に取得することができる。【００１１】
また、この発明のパッシブセンサでは、識別情報記録手段は、アンテナに接続するＲＦＩＤ−ＩＣである。【００１２】
この構成でも、識別情報記録手段の具体的構成例を示しており、識別情報記録手段をＲＦＩＤ−ＩＣで実現している。これにより、計測のための励起信号や共振信号と同様に、無線通信によって識別情報を取得することができる。【００１３】
また、この発明は、パッシブセンサと、該パッシブセンサに対して無線通信する親機とを備えた無線式センサシステムに関する。【００１４】
その一例として、無線式センサシステムの親機は、記憶部、親機側アンテナ、識別情報取得部、および計測部を備える。親機の記憶部は、物理量に対するセンサ素子の周波数特性を、該周波数特性の違いに応じて分類して識別情報に関連付けして記憶する。親機側アンテナは、パッシブセンサのアンテナと電磁界結合もしくは電波により励起信号および共振信号の送受波を行う。識別情報取得部は、識別情報記録手段であるマークを読み取り、識別情報を取得する。計測部は、共振信号の共振周波数と、識別情報取得部で取得した識別情報と、記憶部に記憶された識別情報毎の周波数特性と、に基づいて、物理量を算出する。【００１５】
この構成は、上述のマークによる識別情報記録手段を備えたパッシブセンサを用いた無線式センサシステムについて示している。【００１６】
また、別の一例として、無線式センサシステムの親機は、記憶部、リクエスト信号生成部、親機側アンテナ、識別情報取得部、および計測部を備える。記憶部は、上述の構成と同様に、物理量に対するセンサ素子の周波数特性を、該周波数特性の違いに応じて分類して識別情報に関連付けして記憶する。リクエスト信号生成部は、ＲＦＩＤ−ＩＣへのリクエスト信号を生成する。親機側アンテナは、パッシブセンサのアンテナと電磁界結合もしくは電波により励起信号、共振信号、リクエスト信号、および該リクエスト信号に対するパッシブセンサからの応答信号の送受波を行う。識別情報取得部は、応答信号を解析して識別情報を取得する。計測部は、共振信号の共振周波数と、識別情報取得部で取得した識別情報と、記憶部に記憶された識別情報毎の周波数特性とに基づいて、物理量を算出する。【００１７】
この構成は、上述のＲＦＩＤ−ＩＣによる識別情報記録手段を備えたパッシブセンサを用いた無線式センサシステムについて示している。【００１８】
そして、これらのシステム構成にすることで、親機は、パッシブセンサから、物理量に応じた共振信号とともに識別情報を得ることができる。この際、親機には、予めセンサ素子（パッシブセンサ）の個体差に応じた周波数特性と識別情報とが関連付けして記憶されているので、この関連付けられた情報と、取得した共振信号の周波数と、識別情報とを用いることで、センサ素子の個体差の影響を抑制して、物理量を計測することができる。【００１９】
また、この発明の無線式センサシステムでは、共振信号と、リクエスト信号および応答信号とを、同じ通信帯域における異なるチャンネルを利用して通信する。【００２０】
この構成では、上述のＲＦＩＤ−ＩＣを用いる場合に、計測と識別情報取得とを同じ周波数帯域の信号で通信することができる。この際、同じ周波数帯域の異なるチャンネルを用いることで、これらの信号の混信を防止できる。【００２１】
また、この発明は、パッシブセンサと親機とを備える無線式センサシステムに関する。パッシブセンサは、外部からの励起信号により、感知する物理量に応じた周波数の共振信号を出力するセンサ素子、およびセンサ素子に接続されており、励起信号および共振信号を送受波するアンテナを備える。親機は、パッシブセンサと無線通信して、共振信号に基づいて、物理量を検出する親機を備える。また、この無線式センサシステムは、感知する物理量に対する周波数特性に基づいてグループ分けされた複数のパッシブセンサを、グループ毎に梱包する梱包材を備える。この梱包材には、グループを識別するための識別情報記録手段が備えられている。親機は、識別情報記録手段から識別情報を取得する識別情報取得部と、共振信号の共振周波数と、識別情報取得部で取得した識別情報と、予め記憶された識別情報毎の周波数特性と、に基づいて、物理量を算出する計測部と、を備える。【００２２】
この構成では、識別情報記録手段を複数のパッシブセンサが内包される梱包材毎に、配設する。これにより、パッシブセンサ毎に識別情報記録手段を設ける必要が無い。【００２３】
また、この発明は、感知する物理量に応じた周波数で共振するセンサ素子を備え、親機からの励起信号を受信して共振信号を送信するパッシブセンサと、励起信号を送信し、共振信号を受信して、該共振信号の周波数に基づいて物理量を算出する親機と、を備えた無線式センサシステムによる計測方法に関する。この計測方法では、少なくとも次の三つの工程を有する。まず、この計測方法は、物理量に対するセンサ素子の周波数特性の違いに応じて、パッシブセンサを分類し、識別情報に関連付けして記録する工程を有する。この計測方法は、センサ素子で物理量を検知し、共振信号を出力する工程を有する。この計測方法は、共振信号と識別情報と識別情報毎の周波数特性とに基づいて物理量を算出する工程を有する。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、センサ素子の個体差による計測誤差を抑制し、高い測定精度が得られる無線式センサシステムおよび当該無線式センサシステムに用いるパッシブセンサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態に係る無線式センサシステム１の構成を示すブロック図である。
【図２】グループ分類および計測処理の概念を説明するための図である。
【図３】第１の実施形態に係る計測の事前処理を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態に係る計測処理を示すフローチャートである。
【図５】グループ分類を用いた計測処理の概念を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態に係る無線式センサシステム１Ａの構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態に係る周波数帯域の設定概念を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る計測処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る無線式センサシステムについて、図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る無線式センサシステム１の構成を示すブロック図である。
【００２７】
＜構成説明＞
無線式センサシステム１は、パッシブセンサ１０と親機２０とを備える。パッシブセンサ１０と親機２０とは、電磁界結合もしくは電波の送受信による通信を行う。なお、通信様式は、電磁界結合に限らず、電磁誘導や電波の放射によるものであってもよい。
【００２８】
パッシブセンサ１０は、アンテナ１１、本願の「センサ素子」に対応するＳＡＷ共振子１２、識別マーク１３を備える。なお、本発明では、センサ素子として、ＳＡＷ共振子を用いているが、圧電共振子、水晶振動子、音叉型共振子等、検知する物理量（温度、磁気強度等）に応じて、共振周波数が変化するものであれば、他のものを用いてもよい。
【００２９】
アンテナ１１は、電磁界結合方式であれば、巻回状に形成されたコイル電極によって実現され、電波の送受波方式であれば、例えばダイポールアンテナによって実現される。いずれの方式であっても、アンテナ１１は、通信に利用する周波数帯域に応じた形状（電極長等）で形成されている。アンテナ１１は、親機２０の親機側アンテナ２４からの励振信号ＳｐＬを受波して、ＳＡＷ共振子１２へ与える。アンテナ１１は、ＳＡＷ共振子１２から出力される共振信号Ｓｆｐを外部放射する。この放射された共振信号Ｓｆｐを親機側アンテナ２４で受波することで、共振信号Ｓｆｐは、パッシブセンサ１０のアンテナ１１から親機２０の親機側アンテナ２４へ伝送される。
【００３０】
ＳＡＷ共振子１２は、概略的な構成としては、圧電基板と該圧電基板表面に形成されたＩＤＴ電極とを備える。このような圧電基板の材質、およびＩＤＴ電極の形状により、共振周波数が決定される。このため、ＳＡＷ共振子１２は、製造プロセスでの形成精度等に基づいて、共振周波数および周波数特性に個体差が生じる。このような個体差は、製造プロセス上、完全には避けられないものであり、計測精度に影響してしまう。しかしながら、本願では、具体的な内容は後述するが、当該個体差による計測精度の劣化を抑制することができる。
【００３１】
ＳＡＷ共振子１２は、所定の物理量（本実施形態では磁気強度を例にする）を感知して、感知した磁気強度に応じた共振周波数で励振される特性を有する。したがって、アンテナ１１から、パルス状の励振信号ＳｐＬを受けると、ＳＡＷ共振子１２は、感知した磁気強度に応じた共振周波数で励振され、共振信号Ｓｆｐを出力する。共振信号Ｓｆｐは、アンテナ１１へ出力される。
【００３２】
識別用マーク１３は、アンテナ１１およびＳＡＷ共振子１２が配設されるパッシブセンサ１０の基材（例えばベース基板）上に印刷されたマークである。具体的に、当該マークには、数字、アルファベット、その他の記号、色、バーコード等が用いられ、概念的には、視覚的に識別可能な情報であればよい。このマークは、上述のＳＡＷ共振子毎の周波数特性の個体差に基づいて予め設定されており、当該マークが識別グループ毎の識別グループ情報Ｇｒを意味する。
【００３３】
親機２０は、制御部２１、送信信号生成部２２、送受信部２３、親機側アンテナ２４、計測部２５、本願の「識別情報取得部」に対応する識別情報読取部２６、および表示部２７を備える。
【００３４】
制御部２１は、親機２０の全体制御を行うとともに、送信モードおよび受信モードの切り替え等の送受信制御、および識別情報の取得制御を行う。これらの制御は、例えば操作部２８からの操作入力内容に基づいて実行される。
【００３５】
送信信号生成部２２は、制御部２１からの送信モード開始制御にしたがって、パルス状の励振信号ＳｐＬを生成し、送受信部２３へ出力する。
【００３６】
送受信部２３は、送信信号生成部２２からの励振信号ＳｐＬを親機側アンテナ２４へ出力し、親機側アンテナ２４からの共振信号Ｓｆｐを計測部２５へ出力する。親機側アンテナ２４は、パッシブセンサ１０のアンテナ１１と同様に、仕様に応じて平板状のコイル電極によるアンテナや、ダイポールアンテナによって実現される。
【００３７】
計測部２５は、周波数変換部２５１、物理量検出部２５２、および記憶部２５２を備える。周波数変換部２５１は、共振信号Ｓｆｐを周波数解析し、共振周波数ｆｐを検出する。
【００３８】
記憶部２５３には、識別グループ情報Ｇｒと、該識別グループ情報Ｇｒ毎に関連付けられた磁気強度に対する周波数特性（磁気強度−周波数特性）とが、記憶されている。
【００３９】
物理量検出部２５２には、識別情報読取部２６から識別グループ情報Ｇｒが入力される。物理量検出部２５２は、当該識別グループ情報Ｇｒに基づいて、前記記憶部２５３から、該当する識別グループ情報Ｇｒに対応する磁気強度−周波数特性を読み出す。物理量検出部２５２は、読み出した磁気強度−周波数特性と、周波数変換部２５１からの共振周波数とを比較し、当該共振周波数に対応する磁気強度を読み出すことで、磁気強度を算出する。
【００４０】
識別情報読取部２６は、画像読取機等からなり、パッシブセンサ１０の識別用マーク１３を読み取り、識別グループ情報Ｇｒを取得する。なお、識別用マーク１３が、数字やアルファベット等の人が容易に認識可能なものであれば、操作部２８を識別情報読取部として利用することもできる。この場合、ユーザからの操作入力により、識別グループ情報Ｇｒを取得させることになる。このように、取得した識別グループ情報Ｇｒは、上述のように計測部２５の物理量検出部２５２へ与えられる。
【００４１】
表示部２７は、液晶ディスプレイ等からなり、計測部２５で算出された磁気強度を表示する。
【００４２】
＜識別概念および識別処理の説明＞
次に、グループ分類の識別概念および識別処理について説明する。図２はグループ分類の概念を説明するための図である。図３はグループ分類を含む計測の事前処理を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、図２に示すように、要求される磁気強度の測定誤差ΔＥＲと、基準特性となる理論上の磁気強度−周波数特性と、から識別用周波数幅Δｆを算出する（図３：Ｓ９０１）。これにより、測定誤差ΔＥＲの仕様に準じた識別用周波数幅Δｆを設定することができる。
【００４４】
次に、基準特性での磁界無印加時の共振周波数（基準周波数）Ｆｏを基準にして、識別用周波数幅Δｆの帯域毎に識別グループ情報Ｇｒを設定する。そして、識別グループ情報Ｇｒ毎に上限周波数および下限周波数、すなわち閾値周波数Ｔｈｆを算出する（図３：Ｓ９０２）。
【００４５】
例えば、図２に示すように、基準周波数Ｆｏを中心にして、高域側へΔｆ／２だけ高い周波数と、低域側へΔｆ／２だけ低い周波数との間を、識別グループ情報Ｇｒ４に設定する。言い換えれば、（Ｆｏ−Δｆ／２）から（Ｆｏ＋Δｆ／２）までの周波数区間を識別グループ情報Ｇｒ４に登録する。そして、当該識別グループ情報Ｇｒ４に対しては、磁界無印加時に基準周波数Ｆｏとなる磁界強度−周波数特性を関連付けする。
【００４６】
また、図２に示すように、基準周波数Ｆｏ＋Δｆを中心にして、高域側へΔｆ／２だけ高い周波数と、低域側へΔｆ／２だけ低い周波数との間を、識別グループ情報Ｇｒ３に設定する。言い換えれば、（Ｆｏ−Δｆ／２）＋Δｆから（Ｆｏ＋Δｆ／２）＋Δｆまでの周波数区間を識別グループ情報Ｇｒ３に登録する。そして、当該識別グループ情報Ｇｒ３に対しては、磁界無印加時に基準周波数Ｆｏ＋Δｆとなる磁界強度−周波数特性を関連付けする。そして、このような高域側へのシフト処理を行うことにより、さらに、図２に示すように、識別グループ情報Ｇｒ２，Ｇｒ１の関連情報を設定する。
【００４７】
また、図２に示すように、基準周波数Ｆｏ−Δｆを中心にして、高域側へΔｆ／２だけ高い周波数と、低域側へΔｆ／２だけ低い周波数との間を、識別グループ情報Ｇｒ５に設定する。言い換えれば、（Ｆｏ−Δｆ／２）−Δｆから（Ｆｏ＋Δｆ／２）−Δｆまでの周波数区間を識別グループ情報Ｇｒ５に登録する。そして、当該識別グループ情報Ｇｒ５に対しては、磁界無印加時に基準周波数Ｆｏ−Δｆとなる磁界強度−周波数特性を関連付けする。そして、このような低域側へのシフト処理を行うことにより、さらに、図２に示すように、識別グループ情報Ｇｒ６の関連情報を設定する。
【００４８】
なお、設定する識別グループ情報Ｇｒの数は、これに限るものでなく、ＳＡＷ共振子の実際の製造プロセスにおけるバラツキで生じる、磁界無印加時の最高周波数と最低周波数とから適宜設定すればよい。
【００４９】
このように設定された各識別グループ情報と、これらの識別グループ情報にそれぞれ関連付けられた磁気強度−周波数特性とは、親機２０の計測部２５の記憶部２５３に記憶される（図３：Ｓ９１０）。
【００５０】
次に、このように設定された識別グループ情報に基づいて、製造された各ＳＡＷ共振子１２のグループ分類を行う。
【００５１】
具体的には、各ＳＡＷ共振子１２に、磁界を印加することなく、パルス状の励振信号ＳｐＬを印加して励振させ、共振周波数ｆｐを実験的に測定する。実験的に測定した共振周波数ｆｐが、どの識別グループ情報Ｇｒ１−６に属するかを検出し、識別グループ情報Ｇｒを決定する。例えば、実験的に測定した共振周波数ｆｐが、（Ｆｏ−Δｆ／２）から（Ｆｏ＋Δｆ／２）までの間であれば、当該ＳＡＷ共振子１２を識別グループ情報Ｇｒ４に設定する（図３：Ｓ９０３）。
【００５２】
このようにグループ分類した後、当該ＳＡＷ共振子１２が配設されるパッシブセンサ１１に、分類した識別グループ情報Ｇｒを、識別用マーク１３の形式で印字する（図３：Ｓ９０４）。
【００５３】
＜計測概念および計測処理の説明＞
図４は実施形態に係る計測処理を示すフローチャートである。図５はグループ分類を用いた計測処理の概念を説明するための図である。
【００５４】
なお、以下の説明では、共振信号の取得前に識別グループ情報を取得しているが、共振信号の取得後に識別グループ情報を取得してもよい。
【００５５】
まず、親機２０は、識別情報取得モードを開始する（図４：Ｓ１０１）。これにより、親機２０の識別情報読取部２６は、パッシブセンサ１０に印字された識別用マーク１３を読み取る（図４：Ｓ１０２）。親機２０の識別情報読取部２６は、識別用マーク１３に基づいて識別グループ情報Ｇｒを取得する（図４：Ｓ１０３）。
【００５６】
次に、親機２０は、計測モードの送信モードを開始する（図４：Ｓ１０４）。親機２０は、パルス状の励振信号ＳｐＬを送信する（図４：Ｓ１０５）。親機２０は、励振信号ＳｐＬの送信後、受信モードに切り替わる（図４：Ｓ１０６）。
【００５７】
パッシブセンサ１０は、励振信号ＳｐＬを受信する（図４：Ｓ２０１）。パッシブセンサ１０のＳＡＷ共振子１２は、励振信号ＳｐＬで励振され、雰囲気の磁気強度に応じた共振周波数で共振し、共振信号Ｓｆｐを出力する（図４：Ｓ２０２）。パッシブセンサ１０は、共振信号Ｓｆｐを送信する（図４：Ｓ２０３）。
【００５８】
親機２０は、共振信号Ｓｆｐを受信し（図４：Ｓ１０７）、当該共振信号Ｓｆｐの周波数解析を行い、共振周波数ｆｐを検出する（図４：Ｓ１０８）。
【００５９】
親機２０は、検出した共振周波数ｆｐと、取得した識別グループ情報Ｇｒと、予め記憶している識別グループ情報に対応する磁気強度−周波数特性とに基づいて、磁気強度を算出する（図４：Ｓ１０９）。
【００６０】
具体的には、図５に示すような概念を用いて磁気強度を算出する。
例えば、ＳＡＷ共振子１２の識別グループ情報がＧｒ４であった場合、磁界無印加時周波数（基準周波数）Ｆｏの磁気強度−周波数特性ＳＰ（Ｇ４）を読み出す。そして、検出した共振周波数ｆｐを当該特性に参照することで、磁気強度Ｐ４を算出する。
【００６１】
また、例えば、ＳＡＷ共振子１２の識別グループ情報がＧｒ１であった場合、磁界無印加時周波数（Ｆｏ＋３Δｆ）の磁気強度−周波数特性ＳＰ（Ｇ１）を読み出す。そして、検出した共振周波数ｆｐを当該特性に参照することで、磁気強度Ｐ１を算出する。
【００６２】
また、例えば、ＳＡＷ共振子１２の識別グループ情報がＧｒ５であった場合、磁界無印加時周波数（Ｆｏ−Δｆ）の磁気強度−周波数特性ＳＰ（Ｇ５）を読み出す。そして、検出した共振周波数ｆｐを当該特性に参照することで、磁気強度Ｐ５を算出する。
【００６３】
このような処理を行うことで、磁気強度の測定値は、大きくても、属する識別グループの測定誤差幅ΔＥＲの範囲内となり、計測誤差は、予め設定された仕様に応じた測定誤差幅ΔＥＲとなる。すなわち、ＳＡＷ共振子１２の製造バラツキにより取り得る計測誤差よりも狭い計測誤差内で、確実に磁気強度（物理量）を検出することができる。
【００６４】
言い換えれば、製造プロセスを調整する必要も無く、理想的な特性に近い特性のＳＡＷ共振子のみを選別して使用することもなく、従来の識別を行わないシステムよりも、計測誤差を抑制することができる。
【００６５】
また、このように理想特性に近いＳＡＷ共振子の選別処理を行う必要が無いことで、従来であれば、利用できなかったＳＡＷ共振子であっても、高精度な計測が可能であり、当該従来利用できなかったＳＡＷ共振子を有効に利用することができる。これにより、歩留まりが向上し、ひいてはパッシブセンサを安価にすることができる。
【００６６】
このようなグループ分類および当該グループ分類を利用した計測の具体的な別の素子および別の物理量を用いた実施例として、標準温度での基準周波数として１０．６ＭＨｚの水晶振動子をセンサ素子として用いた場合について、説明する。
【００６７】
このような水晶振動子では、共振周波数の温度特性があり、共振周波数と温度とは線形の関係を有する。そして、その傾き、すなわち温度変化に対する周波数変化の割合は、９４７Ｈｚ／℃である。
【００６８】
ここで、このような水晶振動子を用いてセンサ素子を製造する場合、水晶振動子の厚みや電極厚み等により共振周波数が基準周波数からずれてしまう。具体的には、製造プロセスにより、±１００ｐｐｍ＝±１０６０Ｈｚのバラツキを生じる。したがって、温度バラツキとしては、２１２０Ｈｚ／（９４７Ｈｚ／℃）＝２．２３９℃となる。このままでは、温度測定誤差が約±１．１℃となってしまう。
【００６９】
そこで、温度測定誤差（ΔＥＲに相当）を０．２℃＝±０．１℃に設定する。これは、識別用周波数幅Δｆに換算すると±９４．７Ｈｚに相当する。したがって、基準周波数１０．６ＭＨｚを中心にして、識別用周波数幅Δｆ＝±９４．７Ｈｚの単位でグループ分類し、識別グループ情報Ｇｒに関連付けする。
【００７０】
ここで、例えばグループ分類の具体的な設定方法としては、上述の製造プロセスの想定されるバラツキから、１０．６ＭＨｚを中心周波数（上述の基準周波数Ｆｏ）として、約±１．０６ＭＨｚの周波数範囲を識別用周波数幅Δｆ＝±９４．７Ｈｚで分類する。具体的には、例えば（１０．６ＭＨｚ＋１２３１．１Ｈｚ）〜（１０．６ＭＨｚ−１０４１．７Ｈｚ）を±９４．７Ｈｚで分類する。
【００７１】
そして、識別グループ情報Ｇｒ毎に温度−周波数特性を設定し、記憶しておく。
【００７２】
計測時には、取得した識別グループ情報Ｇｒに基づいて、当該識別グループ情報に対応する温度−周波数特性を読み出し、検出した共振周波数ｆｐを当てはめて、温度を算出する。
【００７３】
このような方法を用いることで、温度測定誤差±０．１℃の計測が可能になる。
【００７４】
次に、第２の実施形態に係る無線式センサシステムについて、図を参照して説明する。図６は本実施形態に係る無線式センサシステム１Ａの構成を示すブロック図である。図７は本実施形態に係る周波数帯域の設定概念を示す図である。
【００７５】
本実施形態の無線式センサシステム１Ａは、第１の実施形態に示した無線式センサシステム１に対して、パッシブセンサ１の識別用マーク１３が、パッシブセンサ１ＡのＲＦＩＤ−ＩＣ１４に置き換わったものである。そして、これに伴い、親機２０Ａの識別情報の取得手段が変更されたものである。したがって、以下では、第１の実施形態と異なる点についてのみ詳細に説明する。
【００７６】
パッシブセンサ１Ａは、ＲＦＩＤ−ＩＣ１４を備える。ＲＦＩＤ−ＩＣ１４は、ＳＡＷ共振子１２と同様に、アンテナ１１に接続している。ＲＦＩＤ−ＩＣ１４には、上述の識別グループ情報Ｇｒが記憶されている。ＲＦＩＤ−ＩＣ１４は、親機２０Ａからのリクエスト信号Ｓｒｑで起動し、識別グループ情報Ｇｒを含む応答信号Ｓａｎを生成する。応答信号Ｓａｎは、アンテナ１１から放射され、親機２０Ａへ伝送される。
【００７７】
親機２０Ａは、識別情報読取部２６に替えて、リクエスト信号生成部３１と識別情報解析部３２とを備える。
【００７８】
リクエスト信号生成部３１は、制御部２１Ａから識別情報取得制御を受け付けると、所定周波数からなるリクエスト信号Ｓｒｑを生成し、送受信部２３Ａへ出力する。
【００７９】
送受信部２３Ａには、スイッチ（ＳＷ）２３１が備えられており、識別情報取得時には、リクエスト信号Ｓｒｑを親機側アンテナ２４へ送信する。ここで、図８に示すように、リクエスト信号Ｓｒｑの周波数ｆｒｑと、応答信号Ｓａｎの周波数ｆａｎとを、ＳＡＷ共振子１２の共振周波数と同じ周波数帯域に設定することで、識別情報取得のための通信と、計測のための通信とを、ただ一対の親機側アンテナ２４とアンテナ１１とで実現することができる。これにより、パッシブセンサ１０Ａおよび親機２０Ａの小型化が可能になる。さらに、図８に示すように、同じ周波数帯域であっても、異なるチャンネル（局部帯域）を用いることで、共振信号Ｓｆｐと、リクエスト信号Ｓｒｑおよび応答信号Ｓａｎとの混信を防止することができる。
【００８０】
また、送受信部２３Ａは、識別情報取得時には応答信号Ｓａｎを受信して、識別情報解析部３２へ出力する。
【００８１】
なお、送受信部２３Ａは、送信モード時には、上述のように送信信号生成部２２からの励起信号ＳｐＬを親機側アンテナ２４へ出力し、親機側アンテナ２４からの共振信号Ｓｆｐを計測部２５へ出力する。
【００８２】
識別情報解析部３２は、応答信号Ｓａｎを解析して、識別グループ情報Ｇｒを取得する。識別情報解析部３２は、識別グループ情報を計測部２５の物理量検出部２５２へ出力する。
【００８３】
計測部２５は、第１の実施形態と同様に、識別グループ情報Ｇｒと、共振信号Ｓｆｐの共振周波数ｆｐと、識別グループ毎の磁気強度−周波数特性とを用いて磁気強度を算出する。
【００８４】
次に、本実施形態の構成による計測方法について、図８を用いて説明する。図８は本実施形態に係る計測処理を示すフローチャートである。
【００８５】
まず、親機２０Ａは、計測モードを開始し（Ｓ３０１）、パルス状の励起信号ＳｐＬを送信する（Ｓ３０２）。親機２０Ａは、励起信号ＳｐＬの送信後、受信モードへ切り替わる（Ｓ３０３）。
【００８６】
パッシブセンサ１０Ａは、励振信号ＳｐＬを受信する（Ｓ２０１）。パッシブセンサ１０ＡのＳＡＷ共振子１２は、励振信号ＳｐＬで励振し、雰囲気の磁気強度に応じた共振周波数で発振して共振信号Ｓｆｐを出力する（Ｓ２０２）。パッシブセンサ１０Ａは、共振信号Ｓｆｐを送信する（Ｓ２０３）。
【００８７】
親機２０Ａは、共振信号Ｓｆｐを受信し（Ｓ３０４）、当該共振信号Ｓｆｐの周波数解析を行い、共振周波数ｆｐを検出する（Ｓ３０５）。
【００８８】
親機２０Ａは、当該共振周波数ｆｐが、使用周波数帯域のどのチャンネルに該当するかを検出する。さらに、親機２０Ａは、使用周波数帯域の他のチャンネルにおける空き状況をセンシングする（Ｓ３０６）。
【００８９】
親機２０Ａは、検出した空きチャンネルの周波数でリクエスト信号Ｓｒｑを生成し、親機側アンテナ２４から送信する（Ｓ３０７）。
【００９０】
パッシブセンサ１０Ａは、リクエスト信号Ｓｒｑを受信する（Ｓ２０４）。パッシブセンサ１０ＡのＲＦＩＤ−ＩＣ１４は、リクエスト信号Ｓｒｑで起動し、自身の識別グループ情報Ｇｒを含む応答信号Ｓａｎを生成する。パッシブセンサ１０Ａは、応答信号Ｓａｎをアンテナ１１から送信する（Ｓ２０５）。
【００９１】
親機２０Ａは、応答信号Ｓａｎを受信する（Ｓ３０８）。親機２０Ａは、応答信号Ｓａｎを解析し、識別グループ情報Ｇｒを取得する（Ｓ３０９）。
【００９２】
親機２０Ａは、検出した共振周波数ｆｐと、取得した識別グループ情報Ｇｒと、予め記憶している識別グループ情報に対応する磁気強度−周波数特性とに基づいて、磁気強度を算出する（Ｓ３１０）。
【００９３】
このような構成および方法であっても、小さな計測誤差で磁気強度を計測することができる。さらに、本実施形態の構成を用いれば、親機における識別グループ情報を取得するための外部へのアクセス手段と計測のための外部アクセス手段がアンテナのみとなり、小型化が可能になる。
【００９４】
なお、上述の第１の実施形態では、パッシブセンサ１０毎に識別用マーク１３を印刷する例を示したが、パッシブセンサ１０を識別グループ毎にまとめて同じ箱に梱包し、出荷する際に梱包した箱に対して識別用マークを印刷してもよい。この場合には、親機２０は、梱包用の箱に設けられた識別用マークを読み取ればよい。このように、梱包用の箱に識別用マークを設けることで、パッシブセンサ１０毎に識別用マークを設ける必要がなくなる。したがって、パッシブセンサ１０をさらに小型化することができる。これは、第２実施形態に示したＲＦＩＤ−ＩＣについても、同様に適用できる。
【符号の説明】
【００９５】
１，１Ａ−無線式センサシステム、１０，１０Ａ−パッシブセンサ、１１−アンテナ、１２−ＳＡＷ共振子、１３−識別用マーク、１４−ＲＦＩＤ−ＩＣ、
２０，２０Ａ−親機、２１，２１Ａ−制御部、２２−送信信号生成部、２３，２３Ａ−送受信部、２４−親機側アンテナ、２５−計測部、２５１−周波数変換部、２５２−物理量検出部、２５３−記憶部、２６−識別情報読取部、２７−表示部、３１−リクエスト信号生成部、３２−識別情報解析部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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