(57)【要約】  測定装置（１）は、Ａ／Ｄ変換器（３０）と、ＭＵＸ（４０）と、制御回路（５０）とを備える。Ａ／Ｄ変換器（３０）は、熱電対（１０）が生じる電圧値（Ｒａａ）を電圧値（Ｒａｄ）に変換するとともに、冷接点補償抵抗（２０）が生じる電圧値（Ｒｂａ）を電圧値（Ｒｂｄ）に変換する。ＭＵＸ（４０）は、電圧値（Ｒａａ）が入力する第１の入力端子（４１）と、電圧値（Ｒｂａ）が入力する第２の入力端子（４２）とを備える。制御回路（５０）は、電圧値（Ｒａｄ）及び電圧値（Ｒｂｄ）を処理する。ＭＵＸ（４０）は、Ａ／Ｄ変換器（３０）が電圧値（Ｒａａ）を電圧値（Ｒａｄ）に変換する第１の状態と、Ａ／Ｄ変換器（３０）が電圧値（Ｒｂａ）を電圧値（Ｒｂｄ）に変換する第２の状態とを切替える。
2017126015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のデータが入力する第１のデータ入力部と、
前記第１のデータに対して単位時間当たりの変化量が異なる第２のデータが入力する第２のデータ入力部と、
前記第１のデータ及び前記第２のデータをサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部が前記第１のデータをサンプリングする第１の状態と、前記サンプリング部が前記第２のデータをサンプリングする第２の状態とを切替える切替え部と、
前記サンプリング部による前記第１のデータのサンプリング結果及び前記第２のデータのサンプリング結果を処理する情報処理部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記切替え部は、前記第１のデータと前記第２のデータとの単位時間当たりの変化量の差に応じて、前記第１の状態と前記第２の状態とを切替えるタイミングが定められていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記切替え部の前記第１の状態と前記第２の状態とを切替えるタイミングは、前記第１のデータと前記第２のデータとのうちの変化量の多い一方の前記サンプリング部によるサンプリング数が、少ない他方の前記サンプリング部によるサンプリング数よりも多くなるタイミングに定められていることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記情報処理部は、前記切替え部の１回の前記第１の状態におけるサンプリング結果を処理することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記情報処理部は、前記切替え部の複数回の前記第２の状態におけるサンプリング結果を処理することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記複数回の前記第２の状態におけるサンプリング結果は、過去のサンプリング結果を含むことを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記情報処理部は、前記サンプリング結果の平均値を算出することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項８】
第１のデータと、前記第１のデータに対して単位時間当たりの変化量が異なる第２のデータとをサンプリングして、前記第１のデータ及び前記第２のデータに応じた状態量を測定する測定方法であって、
前記第１のデータと前記第２のデータとの単位時間当たりの変化量の差に応じて、前記第１のデータをサンプリングする第１の状態と、前記第２のデータをサンプリングする第２の状態とを切替えるタイミングが定められていることを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の状態量を測定する測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物の状態量である温度を測定する測定装置が従来から用いられている（特許文献１参照）。特許文献１に示された測定装置は、測定装置本体と、前記測定装置本体の端子台に接続されかつ測定対象物に固定された熱電対と、前記端子台の温度を測定するための冷接点補償抵抗とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９６５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示された測定装置は、熱電対が生じる熱起電力を測定する熱電対出力測定回路と、冷接点補償抵抗に電流を流した時の電圧を測定する出力測定回路と、を備える。即ち、特許文献１に示された測定装置は、熱電対が生じる熱起電力を処理する処理部と、冷接点補償抵抗に電流を流した時の電圧を処理する処理部との二つの処理部を設ける必要があった。このように、特許文献１に示された測定装置は、部品点数が増加する、という問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数の増加を抑制することを可能とする測定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１のデータが入力する第１のデータ入力部と、第２のデータが入力する第２のデータ入力部と、第１のデータ及び第２のデータをサンプリングするサンプリング部と、を備える測定装置である。第２のデータは、第１のデータに対して単位時間当たりの変化量が異なる。測定装置は、サンプリング部が第１のデータをサンプリングする第１の状態と、サンプリング部が第２のデータをサンプリングする第２の状態とを切替える切替え部と、サンプリング部による第１のデータのサンプリング結果及び第２のデータのサンプリング結果を処理する情報処理部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る測定装置は、部品点数の増加を抑制することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る測定装置の外観を示す斜視図
【図２】実施の形態１に係る測定装置の構成を示すブロック図
【図３】図２に示された測定装置の第１の状態のＭＵＸを示す図
【図４】図２に示された測定装置の第２の状態のＭＵＸを示す図
【図５】図２に示された測定装置の制御回路の周期制御部、ＭＵＸ及びＡ／Ｄ変換器の動作を示す図
【図６】図２に示された測定装置の制御回路のＡ／Ｄ変換器、第１のデータ処理部、第２のデータ処理部及び演算部の動作を示す図
【図７】図１に示された測定装置のハードウェアの構成を示す図
【図８】図１に示された測定装置のメモリの記憶領域を示す図
【図９】実施の形態２に係る測定装置の構成を示すブロック図
【図１０】図９に示された測定装置の制御回路のＡ／Ｄ変換器、第１のデータ処理部、第２のデータ処理部及び演算部の動作を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係る測定装置及び測定方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る測定装置の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る測定装置の構成を示すブロック図である。測定装置１は、ＦＡ（Factory  Automation）分野の設備を構成するものであり、測定対象物Ｗの状態量である温度を測定し、記憶するものである。実施の形態１において、測定装置１は、測定対象物Ｗの温度を測定するが、温度に限らず種々の状態量を測定しても良い。測定装置１は、種々の状態量として、圧力、電位を測定しても良い。実施の形態１において、測定装置１は、測定対象物Ｗの温度を示すアナログ信号をデジタル信号に変換する、所謂アナログ入力ユニットである。
【００１１】
測定装置１は、図１に示すように、筐体２の外表面２ａに複数の端子台３を備える。端子台３は、図示しない外部機器を接続するためのものである。端子台３は、筐体２の外表面に露出しかつ筐体２内に収容される図示しない回路基板に接続された端子３ａと、端子３ａにねじ込まれるねじ３ｂとを備える。端子３ａは、導電性の板金により構成され、表面が筐体２の外表面２ａと平行に配置される。ねじ３ｂは、端子３ａにねじ込まれて端子３ａとの間の外部機器の配線を挟む。実施の形態１において、測定装置１は、端子台３を複数備えている。
【００１２】
測定装置１は、図２に示すように、測定対象物Ｗに固定される熱電対１０と、端子台３に固定される冷接点補償抵抗２０と、熱電対１０が生じた第１のデータである電圧値Ｒａ及び冷接点補償抵抗２０が生じた第２のデータである電圧値Ｒｂをサンプリングするサンプリング部であるＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器３０とを備える。測定装置１は、Ａ／Ｄ変換器３０が電圧値Ｒａをサンプリングする第１の状態と、Ａ／Ｄ変換器３０が電圧値Ｒｂをサンプリングする第２の状態とを切替える切替え部であるＭＵＸ（Multiplexer）４０と、情報処理部である制御回路５０とを備える。
【００１３】
熱電対１０は、測定対象物Ｗの温度に応じた電圧値Ｒａを生じるものである。電圧値Ｒａは、測定対象物Ｗの温度に応じて変化する電圧値である。熱電対１０は、互いに異なる金属材料により構成された２本の金属線１１，１２を備える。２本の金属線１１，１２は、一端同士が接続され、互いに接続された一端が測定対象物Ｗに固定される。２本の金属線１１，１２の他端は、互いに異なる端子台３，３に接続される。２本の金属線１１，１２の他端が接続された端子台３，３には、端子台３，３間即ち２本の金属線１１，１２の他端間の電圧値Ｒａを測定し、電圧値Ｒａを出力する電圧測定回路１３が接続している。
【００１４】
冷接点補償抵抗２０は、温度変化により電気抵抗が変化する素子により構成される。冷接点補償抵抗２０は、端子台３，３の一方の端子３ａに固定される。冷接点補償抵抗２０は、一端に定電流回路２１が接続され、他端にアースが接続される。冷接点補償抵抗２０は、定電流回路２１から予め設定された電流値の電流が供給されると、端子台３，３の一方の端子３ａの温度に応じた電圧値Ｒｂを生じる。電圧値Ｒｂは、一方の端子３ａの温度に応じて変化する電圧値である。電圧値Ｒｂは、一方の端子３ａの温度を示し、一方の端子３ａが筐体２の外表面２ａに取り付けられているので、電圧値Ｒａよりも単位時間当たりの変化量が少ない。このように、電圧値Ｒｂは、電圧値Ｒａに対して単位時間当たりの変化量が異なる。また、電圧値Ｒａ，Ｒｂは、共に、温度に応じて大きさが変化する電圧値、即ち、温度に応じて大きさが変化するアナログ信号である。
【００１５】
図３は、図２に示された測定装置の第１の状態のＭＵＸを示す図である。図４は、図２に示された測定装置の第２の状態のＭＵＸを示す図である。
【００１６】
ＭＵＸ４０は、図３及び図４に示すように、電圧値Ｒａが入力する第１のデータ入力部である第１の入力端子４１と、電圧値Ｒｂが入力する第２のデータ入力部である第２の入力端子４２と、１つの出力端子４３とを備える回路である。第１の入力端子４１は、電圧測定回路１３を介して熱電対１０が接続される。第１の入力端子４１は、電圧測定回路１３が出力する電圧値Ｒａが常に入力する。第２の入力端子４２は、冷接点補償抵抗２０の一端が接続される。第２の入力端子４２は、冷接点補償抵抗２０が生じる電圧値Ｒｂが常に入力する。出力端子４３は、Ａ／Ｄ変換器３０が接続する。ＭＵＸ４０は、Ａ／Ｄ変換器３０が電圧値Ｒａをサンプリングする図３に示す第１の状態と、Ａ／Ｄ変換器３０が電圧値Ｒｂをサンプリングする図４に示す第２の状態とを切替える。第１の状態において、ＭＵＸ４０は、電圧値ＲａをＡ／Ｄ変換器３０に入力させる。第２の状態において、ＭＵＸ４０は、電圧値ＲｂをＡ／Ｄ変換器３０に入力させる。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器３０は、電圧値Ｒａ及び電圧値Ｒｂをサンプリングするものである。実施の形態１において、Ａ／Ｄ変換器３０は、予め設定された周期毎に電圧値Ｒａ及び電圧値Ｒｂをデジタル信号に変換する。デジタル信号は、二段階を超える段階で電圧値Ｒａ及び電圧値Ｒｂの大きさ即ち温度を定めるデジタル信号である。デジタル信号は、測定装置１が８ｂｉｔのデジタル信号を取り扱う場合には、温度を２５６段階で定め、測定装置１が１６ｂｉｔのデジタル信号を取り扱う場合には、温度を６５５３６段階で定める。
【００１８】
このように、実施の形態１において、サンプリングするとは、アナログ信号をデジタル信号に変換することを示す。なお、以下、実施の形態１は、アナログ信号の電圧値Ｒａ及び電圧値Ｒｂを電圧値Ｒａａ及び電圧値Ｒｂａと示し、変換後のデジタル信号の電圧値Ｒａ及び電圧値Ｒｂを電圧値Ｒａｄ及び電圧値Ｒｂｄと示す。また、実施の形態１において、サンプリング結果とは、変換後のデジタル信号、即ち電圧値Ｒａｄ及び電圧値Ｒｂｄを示す。
【００１９】
制御回路５０は、Ａ／Ｄ変換器３０により変換された電圧値Ｒａａのサンプリング結果である電圧値Ｒａｄ及び電圧値Ｒｂａのサンプリング結果である電圧値Ｒｂｄを処理するものである。制御回路５０は、Ａ／Ｄ変換器３０から入力した電圧値Ｒｂをメモリ６０の電圧値記憶領域６１に記憶する。電圧値記憶領域６１は、二つの電圧値Ｒｂｄを記憶可能である。制御回路５０は、Ａ／Ｄ変換器３０から電圧値Ｒｂが入力すると、電圧値記憶領域６１に電圧値Ｒｂｄを記憶していない空きの状態の記憶領域が存在する場合、空きの状態の記憶領域にＡ／Ｄ変換器３０から入力した時刻とともに電圧値Ｒｂｄを記憶する。制御回路５０は、Ａ／Ｄ変換器３０から電圧値Ｒｂｄが入力すると、電圧値記憶領域６１に電圧値Ｒｂｄを記憶していない空きの状態の記憶領域が存在しない場合、電圧値記憶領域６１に記憶された電圧値Ｒｂｄのうち時刻が古い電圧値Ｒｂｄを記憶した記憶領域にＡ／Ｄ変換器３０から入力した時刻とともに電圧値Ｒｂｄを上書きする。
【００２０】
制御回路５０は、図２に示すように、周期制御部５１と、第１のデータ処理部５２と、第２のデータ処理部５３と、演算部５４とを備える。図５は、図２に示された測定装置の制御回路の周期制御部、ＭＵＸ及びＡ／Ｄ変換器の動作を示す図である。周期制御部５１は、ＭＵＸ４０に切替え信号を出力して、ＭＵＸ４０を第１の状態と第２の状態とに切替えるものである。周期制御部５１は、電圧値Ｒａａと電圧値Ｒｂａとの単位時間当たりの変化量の差に応じて、切替え信号を出力するタイミングが定められている。即ち、ＭＵＸ４０は、電圧値Ｒａａと電圧値Ｒｂａとの単位時間当たりの変化量の差に応じて、第１の状態と第２の状態とを切替えるタイミングが定められている。実施の形態１において、ＭＵＸ４０の第１の状態と第２の状態とを切替えるタイミングは、電圧値Ｒａａと電圧値Ｒｂａとのうち変化量の多い一方である電圧値ＲａａのＡ／Ｄ変換器３０により変換される電圧値Ｒａｄの数が、少ない他方である電圧値ＲｂａのＡ／Ｄ変換器３０により変換される電圧値Ｒｂｄの数よりも多くなるタイミングに設定されている。
【００２１】
実施の形態１において、周期制御部５１は、図５に示すように、第１の状態においてＡ／Ｄ変換器３０が電圧値Ｒａｄを３つ生成することと、第２の状態においてＡ／Ｄ変換器３０が電圧値Ｒｂｄを１つのみ生成することとを繰り返すことができるタイミングで、切替え信号をＭＵＸ４０に出力する。実施の形態１において、第２の状態から第１の状態に切替える切替え信号と第１の状態から第２の状態に切替える切替え信号との間の時間Ｔ１は、第１の状態から第２の状態に切替える切替え信号と第２の状態から第１の状態に切替える切替え信号との間の時間Ｔ２の３倍であるが、これに限定されない。即ち、ＭＵＸ４０が第１の状態に維持される時間Ｔ１は、ＭＵＸ４０が第２の状態に維持される時間Ｔ２よりも長い。
【００２２】
図６は、図２に示された測定装置の制御回路のＡ／Ｄ変換器、第１のデータ処理部、第２のデータ処理部及び演算部の動作を示す図である。
【００２３】
制御回路５０の第１のデータ処理部５２は、ＭＵＸ４０の１回の第１の状態におけるサンプリング結果である電圧値Ｒａｄを処理する。第１のデータ処理部５２は、図６に示すように、ＭＵＸ４０が１回の第１の状態に維持される間に、Ａ／Ｄ変換器３０から複数の電圧値Ｒａｄが入力する。実施の形態１において、第１のデータ処理部５２は、ＭＵＸ４０が１回の第１の状態に維持される間に、３つの電圧値Ｒａｄが入力する。第１のデータ処理部５２は、ＭＵＸ４０が１回の第１の状態に維持される間に入力する３つの電圧値Ｒａｄの平均値である平均電圧値Ｒａｄａｖｅを算出する。第１のデータ処理部５２は、算出した平均電圧値Ｒａｄａｖｅを演算部５４に出力する。
【００２４】
制御回路５０の第２のデータ処理部５３は、ＭＵＸ４０の複数回の第２の状態におけるサンプリング結果である電圧値Ｒｂｄを処理する。実施の形態１において、第２のデータ処理部５３は、ＭＵＸ４０の３回の第２の状態におけるサンプリング結果である電圧値Ｒｂｄを処理する。
【００２５】
第２のデータ処理部５３は、図６に示すように、ＭＵＸ４０が１回の第２の状態に維持される間に、Ａ／Ｄ変換器３０から１つの電圧値Ｒｂｄが入力する。第２のデータ処理部５３は、メモリ６０の電圧値記憶領域６１に記憶された２つの電圧値Ｒｂｄを読み出す。第２のデータ処理部５３は、Ａ／Ｄ変換器３０から１つの電圧値Ｒｂｄと電圧値記憶領域６１に記憶された２つの電圧値Ｒｂｄとの平均値である平均電圧値Ｒｂｄａｖｅを算出する。第２のデータ処理部５３は、算出した平均電圧値Ｒｂｄａｖｅを演算部５４に出力する。このように、第２のデータ処理部５３が処理するＭＵＸ４０の複数回の第２の状態におけるサンプリング結果である電圧値Ｒｂｄは、過去のサンプリング結果であるメモリ６０の電圧値記憶領域６１に記憶された電圧値Ｒｂｄを含む。
【００２６】
演算部５４は、平均電圧値Ｒａｄａｖｅと平均電圧値Ｒｂｄａｖｅとメモリ６０の記憶領域の起電力データ記憶領域６２に記憶された起電力データＥＤとに基づいて、測定対象物Ｗの温度を示す測温データＴＤを算出する。起電力データＥＤは、熱電対１０の金属線１１，１２の一端の温度と、金属線１１，１２の他端間に生じる熱起電圧との関係を示すデータであり、熱電対１０を構成する金属線１１，１２が定められることにより、定められるデータである。演算部５４は、算出した測温データＴＤをメモリ６０の記憶領域の測温データ記憶領域６３に算出した時刻とともに記憶する。
【００２７】
図７は、図１に示された測定装置のハードウェアの構成を示す図である。図８は、図１に示された測定装置のメモリの記憶領域を示す図である。
【００２８】
測定装置１は、図７に示すように、端子台３、熱電対１０、冷接点補償抵抗２０、電圧測定回路１３、定電流回路２１、ＭＵＸ４０、及びＡ／Ｄ変換器３０に加え、コンピュータプログラムを実行するＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）７０と、コンピュータプログラムを記憶するメモリ６０とを備える。ＭＰＵ７０とメモリ６０とは、内部バスＢを介して接続している。
【００２９】
制御回路５０、即ち周期制御部５１と、第１のデータ処理部５２と、第２のデータ処理部５３と、演算部５４との機能は、ＭＰＵ７０がメモリ６０に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより実現される。即ち、制御回路５０は、単一のＭＰＵ７０により機能が実現される。コンピュータプログラムは、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。また、ＭＰＵ７０は、コンピュータにより読み出し可能なコンピュータプログラム又はデータを記憶可能な記憶領域を有するバッファメモリを備える。ＭＰＵ７０は、バッファメモリに平均電圧値Ｒａｄａｖｅ及び平均電圧値Ｒｂｄａｖｅを一時的に保持する。
【００３０】
メモリ６０は、コンピュータにより読み出し可能なコンピュータプログラム又はデータを記憶可能な記憶領域を備える。メモリ６０の記憶領域は、図８に示すように、起電力データ記憶領域６２と、電圧値記憶領域６１と、測温データ記憶領域６３とを備える。メモリ６０は、不揮発性の半導体メモリ、又は揮発性の半導体メモリにより構成される。不揮発性の半導体メモリ、又は揮発性の半導体メモリとして、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、又は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）を用いることができる。また、メモリ６０は、磁気ディスク、光ディスク、及び光磁気ディスクのうちの少なくとも１つにより構成されても良い。
【００３１】
電圧測定回路１３及び定電流回路２１は、それぞれ、単一回路、複合回路により実現される。
【００３２】
実施の形態１に係る測定装置１は、電圧値Ｒａａ及び電圧値Ｒｂａをサンプリングして、電圧値Ｒａｄ及び電圧値Ｒｂｄに応じた測定対象物Ｗの状態量である温度を測定する測定方法を実行する。測定装置１は、制御回路５０の周期制御部５１がＭＵＸ４０に切替え信号を出力して、ＭＵＸ４０が１回の第１の状態間にＡ／Ｄ変換器３０が３つの電圧値Ｒａａを電圧値Ｒａｄに変換する。ＭＵＸ４０が１回の第２の状態間にＡ／Ｄ変換器３０が１つの電圧値Ｒｂａを電圧値Ｒｂｄに変換する。このために、測定方法は、電圧値Ｒａａと電圧値Ｒｂａの変化量の差に応じて、第１の状態と第２の状態とを切替えるタイミングが定められている。
【００３３】
測定装置１は、ＭＵＸ４０が１回の第１の状態間にＡ／Ｄ変換器３０が変換した３つの電圧値Ｒａｄの平均値である平均電圧値Ｒａｄａｖｅを第１のデータ処理部５２が算出する。測定装置１は、ＭＵＸ４０が１回の第２の状態間にＡ／Ｄ変換器３０が変換した１の電圧値Ｒｂｄとメモリ６０に記憶されている２つの電圧値Ｒｂｄの平均値である平均電圧値Ｒｂｄａｖｅを第２のデータ処理部５３が算出する。測定装置１は、演算部５４が平均電圧値Ｒａｄａｖｅ、平均電圧値Ｒｂｄａｖｅ及び起電力データＥＤに基づいて測定対象物Ｗの温度を算出し、算出した温度を測温データＴＤとしてメモリ６０に記憶する。
【００３４】
実施の形態１に係る測定装置１は、ＭＵＸ４０を有し、情報処理部である制御回路５０が単一のＭＰＵ７０により構成されることにより、電圧値Ｒａｄ及び電圧値Ｒｂｄを処理する。このため、測定装置１は、電圧値Ｒａｄ及び電圧値Ｒｂｄを処理するために部品を二つ有する必要がなくなる。その結果、測定装置１は、部品点数が増加することを抑制することができる。
【００３５】
また、実施の形態１に係る測定装置１及び測定方法によれば、ＭＵＸ４０の第１の状態と第２の状態との切替えるタイミングが、電圧値Ｒａａ及び電圧値Ｒｂａの単位時間当たりの変化量の差に応じて定められている。さらに、実施の形態１に係る測定装置１及び測定方法によれば、ＭＵＸ４０の第１の状態と第２の状態との切替えるタイミングは、変化量の多い電圧値Ｒａａを電圧値Ｒａｄに変換する数が変化量の少ない電圧値Ｒｂａを電圧値Ｒｂｄに変換する数よりも多くなるタイミングに定められている。このために、測定装置１及び測定方法は、単位時間当たりに算出できる測定対象物Ｗの温度、即ち、測温データＴＤの数を増加させることができる。その結果、測定装置１及び測定方法は、測温データＴＤの算出周期を短くすることができる。
【００３６】
また、測定装置１及び測定方法では、ＭＵＸ４０の第１の状態と第２の状態との切替えるタイミングは、変化量の多い電圧値Ｒａａを電圧値Ｒａｄに変換する数が変化量の少ない電圧値Ｒｂａを電圧値Ｒｂｄに変換する数よりも多くなるタイミングに定められているために、変化量の多い電圧値Ｒａａを電圧値Ｒａｄに変換する数を増加させても、測温データＴＤを算出するために係る時間が長時間化することを抑制することができる。その結果、測定装置１及び測定方法は、測温データＴＤを算出するために係る時間の長時間化を抑制しながらも、測温データＴＤの精度向上を図ることができる。
【００３７】
測定装置１及び測定方法では、ＭＵＸ４０の第１の状態と第２の状態との切替えるタイミングは、変化量の多い電圧値Ｒａａを電圧値Ｒａｄに変換する数が変化量の少ない電圧値Ｒｂａを電圧値Ｒｂｄに変換する数よりも多くなるタイミングに定められている。このために、測定装置１及び測定方法は、電圧値Ｒｂｄに変換する数を抑制しても、電圧値Ｒｂａの変化量が少ないために、測温データＴＤの精度が低下することを抑制することができる。
【００３８】
測定装置１及び測定方法は、制御回路５０がＭＵＸ４０の１回の第１の状態における電圧値Ｒａｄを処理するので、測温データＴＤを算出するために係る時間が長時間化することを抑制することができる。
【００３９】
測定装置１及び測定方法は、制御回路５０がＭＵＸ４０の複数回の第２の状態における電圧値Ｒｂｄを処理する。また、測定装置１及び測定方法は、処理に当たっては、メモリ６０に記憶された過去の第２の状態における電圧値Ｒｂｄを処理する。その結果、測定装置１及び測定方法は、平均電圧値Ｒｂｄａｖｅを複数の電圧値Ｒｂｄから算出することができ、測温データＴＤの精度が低下することを抑制することができる。
【００４０】
測定装置１及び測定方法は、制御回路５０が複数の電圧値Ｒａｄの平均電圧値Ｒａｄａｖｅを算出し、複数の電圧値Ｒｂｄの平均電圧値Ｒｂｄａｖｅを算出するので、測定対象物Ｗの温度、即ち、測温データＴＤの精度向上を図ることができる。
【００４１】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る測定装置１−２及び測定方法を図面に基づいて説明する。図９は、実施の形態２に係る測定装置の構成を示すブロック図である。図１０は、図９に示された測定装置の制御回路のＡ／Ｄ変換器、第１のデータ処理部、第２のデータ処理部及び演算部の動作を示す図である。図９及び図１０において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
実施の形態２に係る測定装置１−２は、図９に示すように、実施の形態１の測定装置１の熱電対１０及び冷接点補償抵抗２０の代わりに測温抵抗体８０を備え、測温抵抗体８０に電流を供給する定電流回路８２を備えている以外は、実施の形態１と同一の構成である。
【００４３】
測温抵抗体８０は、予め温度と電気抵抗との関係が把握されている金属により構成されて、測定対象物Ｗに固定される。測温抵抗体８０は、一端がケーブル８１及び端子台３を介して第１の入力端子４１に接続し、他端がケーブル８１及び端子台３を介して第２の入力端子４２に接続している。また、測温抵抗体８０の他端は、アースにも接続される。測温抵抗体８０は、端子台３と第１の入力端子４１との間に接続した定電流回路８２により一端から電流が供給される。測温抵抗体８０は、定電流回路８２により電流が供給されると、測温抵抗体８０の温度に応じた第１のデータである電圧値Ｒａａ２を生じる。電圧値Ｒａａ２は、測定対象物Ｗの温度に応じて変化する電圧値である。
【００４４】
実施の形態２に係る測定装置１−２のＭＵＸ４０の第１の入力端子４１は、ＭＵＸ４０が第１の状態である時に、電圧値Ｒａａ２が入力する。第２の入力端子４２は、ＭＵＸ４０が第２の状態である時に、定電流回路８２が供給する電流値に応じたケーブル８１の電気抵抗ｒに起因する第２のデータである電圧値Ｒｂａ２が入力する。電圧値Ｒｂａ２は、ケーブル８１の電気抵抗ｒに起因するために、電圧値Ｒａａ２よりも単位時間当たりの変化量が少ない。電圧値Ｒａａ２及び電圧値Ｒｂａ２は、実施の形態１の電圧値Ｒａａ及び電圧値Ｒｂａと同様に、アナログ信号である。
【００４５】
また、実施の形態２に係る測定装置１−２のＭＵＸ４０は、実施の形態１と同様に、電圧値Ｒａａ２及び電圧値Ｒｂａ２の単位時間当たりの変化量の差に応じて、第１の状態と第２の状態とを切替えるタイミングが定められている。実施の形態２に係る測定装置１−２のＭＵＸ４０の第１の状態と第２の状態とを切替えるタイミングは、電圧値Ｒａａ２と電圧値Ｒｂａ２とのうちの変化量の多い一方である電圧値Ｒａａ２のＡ／Ｄ変換器３０により変換される電圧値Ｒａｄ２に変換する数が、少ない他方である電圧値Ｒｂａ２の電圧値Ｒｂｄ２に変換される数よりも多くなるタイミングに定められている。
【００４６】
実施の形態２において、測定装置１−２の制御回路５０の周期制御部５１は、実施の形態１と同様に、図１０に示すように、第１の状態においてＡ／Ｄ変換器３０が電圧値Ｒａｄ２を３つ生成することと、第２の状態においてＡ／Ｄ変換器３０が電圧値Ｒｂｄ２を１つのみ生成することとを繰り返すことができるタイミングで、切替え信号をＭＵＸ４０に出力する。
【００４７】
実施の形態２において、測定装置１−２のメモリ６０は、起電力データ記憶領域６２の代わりに抵抗温度関係データ記憶領域６４を備える。実施の形態２において、抵抗温度関係データ記憶領域６４は、測温抵抗体８０の温度と電気抵抗との関係を示す抵抗温度関係データＲＴを記憶している。
【００４８】
実施の形態２において、測定装置１−２の制御回路５０の演算部５４は、平均電圧値Ｒａｄａｖｅ２、平均電圧値Ｒｂｄａｖｅ２及び以下の式１を用いて、測温抵抗体８０が生じる電圧値を算出する。測定装置１−２の制御回路５０の演算部５４は、算出した測温抵抗体８０が生じる電圧値と抵抗温度関係データＲＴとを用いて、測定対象物Ｗの温度、即ち、測温データＴＤを算出する。
【００４９】
Ｒａｄａｖｅ２−（２×Ｒｂｄａｖｅ２）・・・式１
【００５０】
実施の形態２に係る測定装置１−２は、実施の形態１と同様に、電圧値Ｒａａ２及び電圧値Ｒｂａ２をサンプリングして、電圧値Ｒａｄ２及び電圧値Ｒｂｄ２に応じた測定対象物Ｗの状態量である温度を測定する測定方法を実行する。測定装置１−２は、図１０に示すように、制御回路５０の周期制御部５１がＭＵＸ４０に切替え信号を出力して、ＭＵＸ４０が１回の第１の状態間にＡ／Ｄ変換器３０が３つの電圧値Ｒａａ２を電圧値Ｒａｄ２に変換する。ＭＵＸ４０が１回の第２の状態間にＡ／Ｄ変換器３０が１つの電圧値Ｒｂａ２を電圧値Ｒｂｄ２に変換する。
【００５１】
測定装置１−２は、ＭＵＸ４０が１回の第１の状態間にＡ／Ｄ変換器３０が変換した３つの電圧値Ｒａｄ２の平均値である平均電圧値Ｒａｄａｖｅ２を第１のデータ処理部５２が算出する。測定装置１−２は、ＭＵＸ４０が１回の第２の状態間にＡ／Ｄ変換器３０が変換した１つの電圧値Ｒｂｄ２とメモリ６０に記憶されている２つの電圧値Ｒｂｄ２の平均値である平均電圧値Ｒｂｄａｖｅ２を第２のデータ処理部５３が算出する。測定装置１−２は、演算部５４が平均電圧値Ｒａｄａｖｅ２、平均電圧値Ｒｂｄａｖｅ２、式１及び抵抗温度関係データＲＴに基づいて測定対象物Ｗの温度を算出し、算出した温度を測温データＴＤとしてメモリ６０に記憶する。
【００５２】
実施の形態２に係る測定装置１−２によれば、ＭＵＸ４０を設けて、情報処理部である制御回路５０が単一のＭＰＵ７０により構成されることにより、電圧値Ｒａｄ２及び電圧値Ｒｂｄ２を処理する。その結果、測定装置１−２は、実施の形態１と同様に、電圧値Ｒａｄ２及び電圧値Ｒｂｄ２を処理するために部品を二つ設ける必要がなくなり、部品点数が増加することを抑制することができる。
【００５３】
また、実施の形態２に係る測定装置１−２及び測定方法によれば、ＭＵＸ４０の第１の状態と第２の状態との切替えるタイミングが、電圧値Ｒａａ２及び電圧値Ｒｂａ２の単位時間当たりの変化量の差に定められている。さらに、実施の形態２に係る測定装置１−２及び測定方法によれば、ＭＵＸ４０の第１の状態と第２の状態との切替えるタイミングは、変化量の多い電圧値Ｒａａ２を電圧値Ｒａｄ２に変換する数が変化量の少ない電圧値Ｒｂａ２を電圧値Ｒｂｄ２に変換する数よりも多くなるタイミングに定められている。その結果、測定装置１−２及び測定方法は、実施の形態１と同様に、測温データＴＤの算出周期を短くすることができる。また、実施の形態２に係る測定装置１−２及び測定方法では、ＭＵＸ４０の第１の状態と第２の状態との切替えるタイミングは、変化量の多い電圧値Ｒａａ２を電圧値Ｒａｄ２に変換する数が変化量の少ない電圧値Ｒｂａ２を電圧値Ｒｂｄ２に変換する数よりも多くなるタイミングに定められているために、実施の形態１と同様に、測温データＴＤを算出するために係る時間の長時間化を抑制しながらも、測温データＴＤの精度向上を図ることができる。
【００５４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１−２  測定装置、３０  Ａ／Ｄ変換器（サンプリング部）、４０  ＭＵＸ（切替え部）、４１  第１の入力端子（第１のデータ入力部）、４２  第２の入力端子（第２のデータ入力部）、５０  制御回路（情報処理部）、Ｒａ，Ｒａａ  電圧値（第１のデータ）、Ｒｂ，Ｒｂａ  電圧値（第２のデータ）、Ｒａｄ  電圧値（サンプリング結果）、Ｒｂｄ  電圧値（サンプリング結果）、Ｒａｄａｖｅ，Ｒｂｄａｖｅ  平均電圧値（平均値）、ＴＤ  測温データ（状態量）、Ｗ  測定対象物。
【図１】
2017126015.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月18日(2018.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のデータが入力する第１のデータ入力部と、
前記第１のデータに対して単位時間当たりの変化量が異なる第２のデータが入力する第２のデータ入力部と、
前記第１のデータ及び前記第２のデータをサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部が前記第１のデータをサンプリングする第１の状態と、前記サンプリング部が前記第２のデータをサンプリングする第２の状態とを切替える切替え部と、
前記サンプリング部による前記第１のデータのサンプリング結果及び前記第２のデータのサンプリング結果を処理する情報処理部と、
を備え、
前記切替え部は、前記第１のデータと前記第２のデータとの単位時間当たりの変化量の差に応じて、前記第１の状態と前記第２の状態とを切替えるタイミングが定められていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記切替え部の前記第１の状態と前記第２の状態とを切替えるタイミングは、前記第１のデータと前記第２のデータとのうちの変化量の多い一方の前記サンプリング部によるサンプリング数が、少ない他方の前記サンプリング部によるサンプリング数よりも多くなるタイミングに定められていることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記情報処理部は、前記切替え部の１回の前記第１の状態におけるサンプリング結果を処理することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記情報処理部は、前記切替え部の複数回の前記第２の状態におけるサンプリング結果を処理することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記複数回の前記第２の状態におけるサンプリング結果は、過去のサンプリング結果を含むことを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記情報処理部は、前記サンプリング結果の平均値を算出することを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記測定装置は、ファクトリーオートメーション分野の設備を構成することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項８】
第１のデータと、前記第１のデータに対して単位時間当たりの変化量が異なる第２のデータとをサンプリングして、前記第１のデータ及び前記第２のデータに応じた状態量を測定する測定方法であって、
前記第１のデータと前記第２のデータとの単位時間当たりの変化量の差に応じて、前記第１のデータをサンプリングする第１の状態と、前記第２のデータをサンプリングする第２の状態とを切替えるタイミングが定められていることを特徴とする測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１のデータが入力する第１のデータ入力部と、第２のデータが入力する第２のデータ入力部と、第１のデータ及び第２のデータをサンプリングするサンプリング部と、を備える測定装置である。第２のデータは、第１のデータに対して単位時間当たりの変化量が異なる。測定装置は、サンプリング部が第１のデータをサンプリングする第１の状態と、サンプリング部が第２のデータをサンプリングする第２の状態とを切替える切替え部と、サンプリング部による第１のデータのサンプリング結果及び第２のデータのサンプリング結果を処理する情報処理部と、を備えることを特徴とする。切替え部は、第１のデータと第２のデータとの単位時間当たりの変化量の差に応じて、第１の状態と第２の状態とを切替えるタイミングが定められている。
【国際調査報告】
2017126015.tif 000013
2017126015.tif 000014