(57)【要約】【課題】コネクタに起因して動作が不安定になるおそれのないモジュール形測定器を提供すること。【解決手段】バックプレートを介してメインモジュールと測定モジュールが接続され、メインモジュールと測定モジュールの間で電力と信号の授受を行うモジュール形測定器であって、バックプレートと測定モジュールが非接触結合手段を介して電気的に接続されたことを特徴とするもの。【選択図】                    図１
2008136315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックプレートを介してメインモジュールと測定モジュールが接続され、メインモジュールと測定モジュールの間で電力と信号の授受を行うモジュール形測定器であって、
バックプレートと測定モジュールが非接触結合手段を介して電気的に接続されたことを特徴とするモジュール形測定器。
【請求項２】
前記非接触結合手段は、コイルによる電磁結合であることを特徴とする請求項１記載のモジュール形測定器。
【請求項３】
前記非接触結合手段は、光結合であることを特徴とする請求項１記載のモジュール形測定器。
【請求項４】
前記非接触結合手段は、電波結合であることを特徴とする請求項１記載のモジュール形測定器。
【請求項５】
電力伝送周波数と信号伝送周波数を異ならせることにより、電力と信号を共通の信号線を用いて多重伝送することを特徴とする請求項１記載のモジュール形測定器。
【請求項６】
前記メインモジュールと測定モジュールは、１：１の個別通信を行うことを特徴とする請求項１記載のモジュール形測定器。
【請求項７】
バックプレートを介してメインモジュールと測定モジュールが接続され、メインモジュールと測定モジュールの間で電力と信号の授受を行うモジュール形測定器であって、
バックプレートと測定モジュールがコイルによる電磁結合手段を介して電気的に接続され、
測定モジュールの装着位置がコイルの２次側誘起電圧の大きさに基づき識別されることを特徴とするモジュール形測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール形測定器に関し、詳しくは、各モジュールに対する電力と信号の伝送に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測定器の一種に、図９に示すように、バックプレートを介してメインモジュールと複数の入出力モジュールなどの測定モジュールが接続されたものがある。
【０００３】
図９において、メインモジュール１０はバックプレート２０と一体化されている。メインモジュール１０には、演算装置１１、記録装置１２、図示しないＰＣなどの外部装置との間で通信を行う外部通信用回路１３、入出力モジュール３０との間で通信を行う内部通信用回路１４、各部に駆動電力を供給する電源装置１５などが設けられている。
【０００４】
バックプレート２０には、メインモジュール１０から測定モジュールである各入出力モジュール３０に所定の駆動電源を供給するための電源線路２１、メインモジュール１０と各入出力モジュール３０との間で信号の授受を行うための通信線路２２などが設けられるとともに、各入出力モジュール３０を着脱可能に電気的に接続するためのコネクタ２３が設けられている。
【０００５】
入出力モジュール３０には、測定回路あるいは出力回路３１、メインモジュール１０との間で通信を行う内部通信用回路３２、内部各部に所定電圧の駆動電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ３３、バックプレート２０のコネクタ２３と接続するためのコネクタ３４などが設けられている。
【０００６】
これらメインモジュール１０とバックプレート２０および入出力モジュール３０は、１台の測定器として構成されている。
【０００７】
このような構成において、メインモジュール１０に内蔵された電源装置１５は、メインモジュール１０を構成する各部に駆動電力を供給するとともに、コネクタ２３・３４を介して接続された各入出力モジュール３０にも駆動電力を供給する。
【０００８】
入出力モジュール３０のＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、メインモジュール１０から供給された駆動電力を必要な電圧に変換し、入出力モジュール３０を構成する内部各部に供給する。
【０００９】
入出力モジュール３０の入力モジュールは、メインモジュール１０の制御に基づき、電圧・温度などを測定してメインモジュール１０へ測定データを送信する。
【００１０】
入出力モジュール３０の出力モジュールは、メインモジュール１０の制御に基づき、電圧・接点信号などを出力する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３０３８８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところでこれら入出力モジュール３０では、バックプレート２０上における各モジュールの装着位置を識別して、チャネル番号を設定することが求められる。
【００１３】
そこで、従来のモジュール形測定器では、モジュール装着位置の識別方法として、図１０(ａ）に示すように入出力モジュール３０内部に設けられている複数のスイッチ３５のオン・オフを各モジュールの装着位置に応じて手動操作設定し、スイッチ３５のオン・オフ設定状態をモジュール位置識別回路３６で識別する方法や、図１０(ｂ）に示すようにバックプレート２０側のコネクタ２３におけるピン相互間の接続配線を各モジュールの装着位置に応じて異ならせておき、入出力モジュール３０のコネクタ３４をバックプレート２０側のコネクタ２３に接続したときにピン相互間の接続配線をモジュール位置識別回路３７で識別する方法が行われている。
【００１４】
しかし、入出力モジュール３０の装着位置をスイッチ３５で設定する方法は、入出力モジュール３０の装着位置を変更するたびにスイッチ３５のオン・オフ変更操作が必要になるとともに、オン・オフ設定が重複すると誤動作が発生するという問題がある。
【００１５】
また、バックプレート２０側のコネクタ２３におけるピン相互間の接続配線を各モジュールの装着位置に応じて異ならせる方法は、例えば作業者の誤操作によってコネクタピンが変形してしまうと、コネクタ装着位置の識別ができなくなるばかりでなく、メインモジュール１０と入出力モジュール３０間の駆動電源供給や信号の授受もコネクタ２３、３４を使用していることから、測定器として安定に動作しなくなってしまうおそれがある。
【００１６】
本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、コネクタに起因して動作が不安定になるおそれのないモジュール形測定器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような課題を達成する請求項１の発明は、
バックプレートを介してメインモジュールと測定モジュールが接続され、メインモジュールと測定モジュールの間で電力と信号の授受を行うモジュール形測定器であって、
バックプレートと測定モジュールが非接触結合手段を介して電気的に接続されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１記載のモジュール形測定器において、
前記非接触結合手段は、コイルによる電磁結合であることを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１記載のモジュール形測定器において、
前記非接１触結合手段は、光結合であることを特徴とする。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１記載のモジュール形測定器において、
前記非接触結合手段は、電波結合であることを特徴とする。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１記載のモジュール形測定器において、
電力伝送周波数と信号伝送周波数を異ならせることにより、電力と信号を共通の信号線を用いて多重伝送することを特徴とする。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１記載のモジュール形測定器において、
前記メインモジュールと測定モジュールは、１：１の個別通信を行うことを特徴とする。
【００２３】
請求項７の発明は、
バックプレートを介してメインモジュールと測定モジュールが接続され、メインモジュールと測定モジュールの間で電力と信号の授受を行うモジュール形測定器であって、
バックプレートと測定モジュールがコイルによる電磁結合手段を介して電気的に接続され、
測定モジュールの装着位置がコイルの２次側誘起電圧の大きさに基づき識別されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
これらにより、コネクタに起因して動作が不安定になるおそれのないモジュール形測定器が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図９と共通する部分には同一の符号を付けている。すなわち、図１においても、メインモジュール１０はバックプレート２０と一体化されている。メインモジュール１０には、演算装置１１、記録装置１２、図示しないＰＣなどの外部装置との間で通信を行う外部通信用回路１３、入出力モジュール３０との間で通信を行う内部通信用回路１４、各部に駆動電力を供給する電源装置１５などが設けられている。
【００２６】
バックプレート２０には、メインモジュール１０から各入出力モジュール３０に所定の駆動電源を供給するための電源線路２１、メインモジュール１０と各入出力モジュール３０との間で信号の授受を行うための通信線路２２などが設けられるとともに、各入出力モジュール３０と非接触に電気的接続するための電力伝送用コイル４１、信号伝送用コイル４２が設けられている。
【００２７】
入出力モジュール３０には、測定回路あるいは出力回路３１、メインモジュール１０との間で通信を行う内部通信用回路３２、内部各部に所定電圧の駆動電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ３３、バックプレート２０のコイル４１、４２とそれぞれ電磁結合するように配置された電力伝送用コイル５１、信号伝送用コイル５２などが設けられている。
【００２８】
これらメインモジュール１０とバックプレート２０および入出力モジュール３０は、１台の測定器として構成されている。
【００２９】
このような構成において、メインモジュール１０に内蔵された電源装置１５は、メインモジュール１０を構成する各部に駆動電力を供給するとともに、電磁結合されるコイル４１・５１を介して接続された各入出力モジュール３０にも駆動電力を供給する。
【００３０】
入出力モジュール３０のＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、メインモジュール１０の電源装置１５から電源線路２１および電力伝送用コイル４１と５１を介して供給された駆動電力を必要な電圧に変換し、入出力モジュール３０を構成する内部各部に供給する。
【００３１】
メインモジュール１０は、電磁結合するように設けられた通信用コイル４２と５２を介して接続された入出力モジュール３０に対し、設定や測定開始あるいは信号出力の指示、測定値の受信、記録などを行う。
【００３２】
入出力モジュール３０の入力モジュールは、メインモジュール１０の制御に基づき、電圧・温度などを測定してメインモジュール１０へ測定データを送信する。
【００３３】
入出力モジュール３０の出力モジュールは、メインモジュール１０の制御に基づき、電圧・接点信号などを出力する。
【００３４】
また、入出力モジュール３０は、モジュール装着位置を検出してチャネル番号を設定する。図１の構成におけるモジュール装着位置の非接触かつ自動設定可能な識別は、入出力モジュール３０側のコイルに発生する電圧を、モジュール位置に応じて変えることにより実現できる。
【００３５】
具体的には、図２(ａ）に示すようにバックプレート２０側の位置識別用コイル４３に流れる電流を例えば抵抗４４により変更したり、図２(ｂ）に示すようにバックプレート２０側の位置識別用コイル４５の巻数を変更する。
【００３６】
これらにより、各入出力モジュール３０のモジュール位置識別回路３７は、各入出力モジュール３０の装着位置を、各入出力モジュール３０に設けた位置識別用コイル５３に電磁結合により誘起される２次側電圧の違いに基づいて非接触で自動的に識別できる。
【００３７】
なお、図３に示すように、バックプレート２０側の電力伝送用コイル４６および信号伝送用コイル４７を大きくすることにより、複数の入出力モジュール３０に対しバックプレート２０側の１組のコイル４６、４７で電力および信号を伝送できる。なお、コイルの代わりにコアを大きくしてもよい。
【００３８】
また、例えば電力伝送周波数と内部通信信号周波数を変えることにより、電力と内部通信信号を共通の信号線を用いて多重伝送できる。具体的には、図４に示すように、メインモジュール１０および入出力モジュール３０にそれぞれ信号の混合と分離を行う混合・分離回路１６、３８を設ける。これにより、バックプレート２０の信号線２３を電力伝送と信号伝送に共用できるとともに、バックプレート２０側の電力・信号伝送用コイル４８と入出力モジュール３０側の電力・信号伝送用コイル５４を電力伝送と信号伝送に共用でき、コイル数を削減できる。
【００３９】
また、図５に示すように、メインモジュール１０の内部通信用回路１４と各入出力モジュール３０の内部通信用回路３２を例えばスイッチ１６を介して１：１で選択的に接続して通信を行うことにより、図２に示すようなバックプレート２０側の位置識別用コイル４３と各入出力モジュール３０の位置識別用コイル５３およびモジュール位置識別回路３７は不要になる。
【００４０】
また、図６に示すように、メインモジュール１０側に各入出力モジュール３０の内部通信用回路３２と１：１で個別通信が行えるように入出力モジュール３０の装着台数に応じた複数の内部通信用回路１４を設けることにより、図２に示すようなバックプレート２０側の位置識別用コイル４３と各入出力モジュール３０の位置識別用コイル５３およびモジュール位置識別回路３７を省略できる。
【００４１】
また、図７に示すように、バックプレート２０側と各入出力モジュール３０側にそれぞれ送受信回路１７、５５と信号送受信用アンテナ１８、５６を設けることにより無線通信による信号伝送を行うことができ、バックプレート２０側の信号伝送用コイル４２と各入出力モジュール３０の信号伝送用コイル５２を省略できる。
【００４２】
また、図８に示すように、バックプレート２０の通信線路２２と各入出力モジュール３０の内部通信用回路３２とをそれぞれ発光素子と受光素子を組み合わせた光結合素子５７、５８を介して接続することにより光通信による信号伝送を行うことができ、バックプレート２０側の信号伝送用コイル４２と各入出力モジュール３０の信号伝送用コイル５２を省略できる。
【００４３】
なお、上記各実施例では、メインモジュールがバックプレートと一体化されている例について説明したが、メインモジュールがバックプレートに着脱可能に分離できる構造であってもよい。メインモジュールとバックプレートを分離できる構造とすることにより、メインモジュールが故障したり保守点検しなければならない場合には、代替のメインモジュールを装着すればよく、一体化構成に比べて組み合わせの自由度が高くなる。
【００４４】
また、測定モジュールとして入出力モジュールの例を示したが、測定用途に応じた各種のモジュールであってもよい。
【００４５】
以上説明したように、本発明によれば、メインモジュールと入出力モジュールの電気的接続にあたってコネクタを使用しないことから、コネクタの破損に起因する測定器の故障が発生することはない。
【００４６】
また、モジュール装着位置の識別手段としてスイッチを使用しないため、モジュール装着位置を識別するための特別な操作は不要になり、誤設定の有無確認も不要になる。
【００４７】
また、メインモジュールと入出力モジュールを非接触結合とすることにより、コネクタの構造に影響されることなく耐圧を大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の構成におけるモジュール装着位置識別例を示すブロック図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図５】本発明における信号伝送の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明における信号伝送の他の実施例を示すブロック図である。
【図７】本発明における信号伝送の他の実施例を示すブロック図である。
【図８】本発明における信号伝送の他の実施例を示すブロック図である。
【図９】モジュール形測定器の従来例を示すブロック図である。
【図１０】従来のモジュール装着位置識別例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  メインモジュール
１６、３８  混合・分離回路
２０  バックプレート
３０  入出力モジュール
４１、５１  電力伝送用コイル
４２、５２  信号伝送用コイル
４３、４５、５３  位置識別用コイル
４８、５４  電力・信号伝送用コイル
【図１】
2008136315.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】
2008136315.tif 000008
【図７】
2008136315.tif 000009
【図８】
2008136315.tif 000010
【図９】
2008136315.tif 000011
【図１０】
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