(57)【要約】【課題】  スタッキング連結可能な計測ユニットの接続状態に基づいて、各計測ユニットへの電源供給を開始する連結型計測装置を提供することを目的とする。【解決手段】  マスターユニット１Ｍと、マスターユニット１Ｍに対し着脱自在にスタッキング連結される１又は２以上の計測ユニット１Ｋにより構成される。計測ユニット１Ｋは、隣接ユニット間で相互接続される駆動用電源ラインＬＳ１及び検出用電源ラインＬＳ２と、駆動用電源ラインを介して駆動される主回路ブロック３０と、検出用電源ラインＬＳ２を介して駆動され、接続通知信号ＣＮ１，ＣＮ２を前段ユニットへ出力する接続通知回路３１とを有する。上記マスターユニット１Ｍは、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給を行う電源供給回路２１と、隣接ユニットからの接続通知信号に基づいて、電源供給回路２１を制御する電源制御回路２２とを有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置から電源供給を受ける電源入力部を有するマスターユニットと、マスターユニットに対し着脱自在に連結され、上記電源入力部を介して電源供給を受け、計測処理を行うための計測回路及び自己のユニットの属性情報を記憶する記憶手段を有する１又は２以上の計測ユニットとを備える連結型計測装置であって、
上記マスターユニットに設けられ、上記記憶手段に記憶された属性情報に基づいて電源制御信号を生成する電源制御手段と、
上記電源入力部及び上記計測回路を結ぶ回路上に設けられ、上記電源制御信号に基づいて上記計測回路に電源を供給する電源供給手段とを備えたことを特徴とする連結型計測装置。
【請求項２】
端末装置に接続されるマスターユニットと、マスターユニットに対し着脱自在に連結され、マスターユニットから電源供給を受ける１又は２以上の計測ユニットとを備える連結型計測装置であって、
連結された上記ユニット間で相互接続される駆動用電源ライン及び検出用電源ラインを有し、
上記計測ユニットが、上記駆動用電源ラインを介して駆動される主回路ブロックと、検出用電源ラインを介して駆動され、接続通知信号をマスターユニット又はマスターユニット側に隣接する計測ユニットへ出力する接続通知回路とを有し、
上記マスターユニットが、駆動用電源ラインへの電源供給を行う電源供給回路と、隣接するユニットからの接続通知信号に基づいて、電源供給回路を制御する電源制御回路とを有することを特徴とする連結型計測装置。
【請求項３】
上記接続通知回路は、後段ユニットからの接続通知信号に基づいて接続通知信号を生成し、マスターユニット又はマスターユニット側に隣接する計測ユニットへ出力することを特徴とする請求項２に記載の連結型計測装置。
【請求項４】
上記マスターユニットは、端末装置からバス電源が供給されるとともに、バス電源よりも電源容量の大きな外部電源が供給可能であり、
上記電源供給回路は、駆動用電源ラインへの供給元をバス電源又は外部電源に切り替える電源切替手段と、選択された供給元を駆動用電源ラインに接続する電源出力手段とからなり、
上記電源制御回路は、駆動用電源ラインへの供給元としてバス電源が選択された場合に、隣接ユニットからの接続通知信号に基づいて、電源出力手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の連結型計測装置。
【請求項５】
上記電源制御回路は、接続通知信号に基づいて、マスターユニットに連結された計測ユニット数を判別し、この判別結果に基づいて電源出力手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の連結型計測装置。
【請求項６】
上記接続通知回路は、主回路ブロックの消費電力を記憶するデータ記憶部と、後段ユニットからの接続通知信号に対し、データ記憶部の保持している消費電力を加算する加算回路とを備え、加算回路の出力を接続通知信号として、マスターユニット又はマスターユニット側に隣接する計測ユニットへ出力することを特徴とする請求項４に記載の連結型計測装置。
【請求項７】
上記マスターユニットは、検出用電源ラインへバス電源を供給する手段を有し、
上記電源供給回路が、端末装置からのバス電源の供給開始に基づいて、駆動用電源ラインへの電源供給を開始することを特徴とする請求項４に記載の連結型計測装置。
【請求項８】
上記計測ユニットは、隣接ユニット間で相互接続されるデータ通信ラインを有し、
主回路ブロックは、データ通信ラインを介してマスターユニットとデータ通信を行う通信回路を含む第１回路ブロックと、第１回路ブロックとは独立して電源供給制御が可能な第２回路ブロックと、駆動用電源ラインを介して駆動され、第１回路ブロック及び第２回路ブロックへの電源供給を行うユニット電源部とからなり、
ユニット電源部は、通信回路が受信したマスターユニットからの指示に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を行うことを特徴とする請求項２に記載の連結型計測装置。
【請求項９】
上記マスターユニットは、データ通信ラインを介して、各計測ユニットとデータ通信を行う通信手段と、
この通信手段を介して、各計測ユニットの属性情報を収集し、収集された属性情報に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を指示する電力制御手段とを有することを特徴とする請求項８に記載の連結型計測装置。
【請求項１０】
上記電力制御手段は、収集された計測ユニットの属性情報に基づいて総消費電力を求め、この総消費電力に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を指示することを特徴とする請求項９に記載の連結型計測装置。
【請求項１１】
上記電力制御手段は、収集された計測ユニットの属性情報に基づいて、消費電力の少ない計測ユニットを優先し、一部の計測ユニットに対し、第２回路ブロックへの電源供給を指示することを特徴とする請求項１０に記載の連結型計測装置。
【請求項１２】
端末装置に接続されるマスターユニットと、マスターユニットに対し着脱自在に連結され、マスターユニットから電源供給を受ける１又は２以上の計測ユニットとを備える連結型計測装置であって、
連結された上記ユニット間で相互接続される電源ライン及びデータ通信ラインを有し、
上記マスターユニットが、電源ラインへの電源供給を行う電源供給回路を有し、
上記計測ユニットが、データ通信ラインを介してマスターユニットとデータ通信を行う通信回路を含む第１回路ブロックと、第１回路ブロックとは独立して電源供給制御が可能な第２回路ブロックと、電源ラインを介して駆動され、第１回路ブロック及び第２回路ブロックへの電源供給を行うユニット電源部とを有し、
ユニット電源部は、通信回路が受信したマスターユニットからの指示に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を行うことを特徴とする連結型計測装置。
【請求項１３】
マスターユニットに対し着脱自在に連結される計測ユニットであって、
隣接ユニット間で相互接続される駆動用電源ライン及び検出用電源ラインと、
駆動用電源ラインを介して駆動される主回路ブロックと、
検出用電源ラインを介して駆動され、接続通知信号をマスターユニット又はマスターユニット側に隣接する計測ユニットへ出力する接続通知回路とを備え、
上記接続通知回路が、後段ユニットからの接続通知信号に基づいて接続通知信号を生成し、マスターユニット又はマスターユニット側に隣接する計測ユニットへ出力することを特徴とする計測ユニット。
【請求項１４】
隣接ユニット間で相互接続されるデータ通信ラインを備え、
主回路ブロックは、データ通信ラインを介してマスターユニットとデータ通信を行う通信回路を含む第１回路ブロックと、第１回路ブロックとは独立して電源供給制御が可能な第２回路ブロックと、駆動用電源ラインを介して駆動され、第１回路ブロック及び第２回路ブロックへの電源供給を行うユニット電源部とからなり、
ユニット電源部は、通信回路が受信したマスターユニットからの指示に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を行うことを特徴とする請求項１３に記載の計測ユニット。
【請求項１５】
端末装置からバス電源が供給されるとともに、バス電源よりも電源容量の大きな外部電源が供給可能であり、着脱自在に連結された１又は２以上の計測ユニットへ電源供給を行うマスターユニットであって、
計測ユニットの検出用電源ラインへバス電源を供給する手段と、
計測ユニットの駆動用電源ラインへバス電源又は外部電源を選択的に供給する電源切替手段と、
選択された供給元を駆動用電源ラインに接続する電源出力手段と、
駆動用電源ラインへの供給元としてバス電源が選択された場合に、検出用電源ラインにより駆動された計測ユニットからの接続通知信号に基づいて、電源出力手段を制御する電源制御回路とを備えたことを特徴とするマスターユニット。
【請求項１６】
データ通信ラインを介して、連結された計測ユニットとデータ通信を行う通信手段と、
この通信手段を介して、各計測ユニットの属性情報を収集し、収集された属性情報に基づいて、計測ユニットにおける消費電力の増大を許可する電力制御手段とを有することを特徴とする請求項１５に記載のマスターユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結型計測装置、計測ユニット及びマスターユニットに係り、さらに詳しくは、端末装置に接続されるマスターユニットに対し、１又は２以上の計測ユニットが着脱可能に連結される連結型計測装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のユニットをスタッキング連結することにより、装置構成をスケーラブルに変更可能な連結型システムが従来から知られている。例えば、特許文献１に記載されたデータ収集装置は、電源モジュール及びコントローラモジュール間に、Ｉ／Ｏモジュール、サーボループモジュールなどの標準化されたモジュールを順次に連結して構成される。そして、各標準化モジュールに対する電源供給は、電源モジュールから行われ、各標準化モジュールからのデータ収集は、コントローラモジュールによって行われている。
【特許文献１】特表２００３−５０７８１６号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この様な連結型システムでは、連結されるユニット数に応じて、システム全体の消費電力が大きく変動する。また、各ユニットにおける消費電力は、その種類によって異なることから、複数種類のユニットが接続可能なシステム全体の消費電力は、連結されるユニット数だけでなく、その組み合わせによっても変動する。
【０００４】
従って、従来の連結型システムは、想定される最大消費電力を供給可能な電源装置を有している必要があり、実際の使用時には、単一のユニットしか連結されないような場合でも、最大消費電力に合わせた過大な電源装置が用いられていた。つまり、従来の連結型システムは、装置サイズはスケーラブルであったが、その電源装置はスケーラブルではないという問題があった。
【０００５】
更に、ユニットを順次にスタッキング連結していくシステムの場合、接続可能なユニット数には物理的な制限がないことから、最大消費電力を予め想定しておくことができないという問題もあった。
【０００６】
このような問題を解決する方法として、例えば、電源装置の供給能力に応じて、連結可能なユニット数を予め制限しておくことが考えられる。この場合、各ユニットごとの消費電力とは無関係にユニット数が制限されることから、電源供給能力に比べて過剰な制限を行うことになる。一方、システム全体の消費電力の管理をユーザに委ねた場合、ユニット着脱時の作業が煩雑となり、また、電源装置の定格容量を超えるユニットが不用意に連結され、電源投入される危険性があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、マスターユニットに対し着脱自在に連結可能な計測ユニットの接続状態に基づいて、各計測ユニットへの電源供給を開始する連結型計測装置を提供することを目的とする。
【０００８】
特に、マスターユニットに連結された計測ユニットの数に応じて、計測ユニットに対する電源供給元を切り替え可能な連結型計測装置を提供することを目的とする。また、マスターユニットに連結された計測ユニットの属性、特に総消費電力に応じて、計測ユニットへの電源供給を行う連結型計測装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、上記連結型計測装置に適用可能な計測ユニット及びマスターユニット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】
【００１０】
本発明による連結型計測装置は、外部装置から電源供給を受ける電源入力部を有するマスターユニットと、マスターユニットに対し着脱自在に連結され、上記電源入力部を介して電源供給を受け、計測処理を行う計測回路及び自己のユニットの属性情報を記憶する記憶手段を有する１又は２以上の計測ユニットとを備える連結型計測装置であって、上記マスターユニットに設けられ、上記記憶手段に記憶された属性情報に基づいて電源制御信号を生成する電源制御手段と、上記電源入力部及び上記計測回路を結ぶ回路上に設けられ、上記電源制御信号に基づいて上記計測回路に電源を供給する電源供給手段とを備えて構成される。
【００１１】
この様な構成により、マスターユニットに１又は２以上の計測ユニットが連結された場合に、各計測ユニットの計測回路へ電源供給を行う前に、マスターユニットにおいて各計測ユニットの属性情報に基づき電源供給を行うか否かを判別し、この判別結果に基づいて計測回路への電源供給を開始することができる。
【００１２】
また、本発明による連結型計測装置は、端末装置に接続されるマスターユニットと、マスターユニットに対し着脱自在に連結され、マスターユニットから電源供給を受ける１又は２以上の計測ユニットとを備える連結型計測装置であって、連結された上記ユニット間で相互接続される駆動用電源ライン及び検出用電源ラインを有し、上記計測ユニットが、上記駆動用電源ラインを介して駆動される主回路ブロックと、検出用電源ラインを介して駆動され、接続通知信号をマスターユニット又はマスターユニット側に隣接する計測ユニットへ出力する接続通知回路とを有し、上記マスターユニットが、駆動用電源ラインへの電源供給を行う電源供給回路と、隣接するユニットからの接続通知信号に基づいて、上記電源供給回路を制御する電源制御回路とを有する。
【００１３】
この様な構成により、マスターユニットに１又は２以上の計測ユニットを連結した場合に、各計測ユニットを横断し、マスターユニットに接続される駆動用電源ライン及び検出用電源ラインが形成される。各計測ユニットでは、検出用電源ラインを介してマスターユニットから検出用電源が供給され、マスターユニット側の隣接ユニットへ接続通知信号を出力する。マスターユニットでは、この接続通知信号に基づいて、駆動用電源ラインへの電源供給を行い、計測ユニットの主回路ブロックへ電源が供給される。従って、マスターユニットは、各計測ユニットの主回路ブロックに対する電源供給前に、計測ユニットの接続状態を検出することができ、当該接続状態に応じて上記主回路ブロックへの電源供給を開始することができる。
【００１４】
また、本発明による連結型計測装置は、上記接続通知回路が、後段ユニットからの接続通知信号に基づいて接続通知信号を生成し、マスターユニット又はマスターユニット側に隣接する計測ユニットへ出力するように構成される。この様な構成により、マスターユニットは、接続通知信号に基づいて、２以上の計測ユニットが接続されていることを検出することができる。
【００１５】
また、本発明による連結型計測装置は、上記マスターユニットが、端末装置からバス電源が供給されるとともに、バス電源よりも電源容量の大きな外部電源が供給可能に構成される。また、上記電源供給回路は、駆動用電源ラインへの供給元をバス電源又は外部電源に切り替える電源切替手段と、選択された供給元を駆動用電源ラインに接続する電源出力手段とからなり、上記電源制御回路は、駆動用電源ラインへの供給元としてバス電源が選択された場合に、隣接ユニットからの接続通知信号に基づいて、電源出力手段を制御するように構成される。この様な構成により、電源容量の小さいバス電源しか供給されない場合に、計測ユニットの接続状態に応じて駆動用電源ラインへの電源供給を制御することができる。つまり、計測ユニットへの電源供給後に電源容量が不足するのを防止しつつ、バス電源のみで連結型計測装置を動作させることができる。
【００１６】
また、本発明による連結型計測装置は、上記電源制御回路が、接続通知信号に基づいて、マスターユニットに連結された計測ユニット数を判別し、この判別結果に基づいて電源出力手段を制御するように構成される。この様な構成により、計測ユニット数に基づいて、駆動用電源ラインへの電源供給を制御することができる。従って、簡単な構成により、計測ユニットへの電源供給後に電源容量が不足するのを防止することができる。
【００１７】
また、本発明による連結型計測装置は、上記接続通知回路が、主回路ブロックの消費電力を記憶するデータ記憶部と、後段ユニットからの接続通知信号に対し、データ記憶部の保持している消費電力を加算する加算回路とを備え、加算回路の出力を接続通知信号として、マスターユニット又はマスターユニット側に隣接する計測ユニットへ出力するように構成される。この様な構成により、マスターユニットでは、接続通知信号に基づいて全消費電力を判別することができ、この判別結果に応じて駆動用電源ラインへの電源供給を制御することができる。
【００１８】
また、本発明による連結型計測装置は、上記マスターユニットが、検出用電源ラインへバス電源を供給する手段を有し、上記電源供給回路が、端末装置からのバス電源の供給開始に基づいて、駆動用電源ラインへの電源供給を開始するように構成される。この様な構成により、バス電源を供給するだけで連結型計測装置を動作させることができる。
【００１９】
また、本発明による連結型計測装置は、上記計測ユニットが、隣接ユニット間で相互接続されるデータ通信ラインを有し、主回路ブロックが、データ通信ラインを介してマスターユニットとデータ通信を行う通信回路を含む第１回路ブロックと、第１回路ブロックとは独立して電源供給制御が可能な第２回路ブロックと、駆動用電源ラインを介して駆動され、第１回路ブロック及び第２回路ブロックへの電源供給を行うユニット電源部とからなり、ユニット電源部が、通信回路が受信したマスターユニットからの指示に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を行うように構成される。
【００２０】
この様な構成により、まず、各計測ユニットの第１回路ブロックへ電源を供給して通信回路を起動し、マスターユニットの指示に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を行うことができる。従って、各計測ユニットをマスターユニットと通信可能な小電力モードで起動させ、その後、マスターユニットからの指示によりフル電力モードへ移行させることができる。
【００２１】
また、本発明による連結型計測装置は、上記マスターユニットが、データ通信ラインを介して、各計測ユニットとデータ通信を行う通信手段と、この通信手段を介して、各計測ユニットの属性情報を収集し、収集された属性情報に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を指示する電力制御手段とを有する。この様な構成により、マスターユニットは、計測ユニットの属性情報に基づいて、電源供給が可能であるのかを判断し、第２回路ブロックへの電源供給を指示することができる。
【００２２】
また、本発明による連結型計測装置は、上記電力制御手段が、収集された計測ユニットの属性情報に基づいて総消費電力を求め、この総消費電力に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を指示するように構成される。この様な構成により、総消費電力に基づいて電源供給が可能であるのかを判断し、第２回路ブロックへの電源供給を指示することができる。
【００２３】
また、本発明による連結型計測装置は、上記電力制御手段が、収集された計測ユニットの属性情報に基づいて、消費電力の少ない計測ユニットを優先し、一部の計測ユニットに対し、第２回路ブロックへの電源供給を指示するように構成される。この様な構成によれば、全ての計測ユニットを起動できない場合であっても、一部の計測ユニットを起動させることができる。
【００２４】
また、本発明による連結型計測装置は、端末装置に接続されるマスターユニットと、マスターユニットに対し着脱自在に連結され、マスターユニットから電源供給を受ける１又は２以上の計測ユニットとを備える連結型計測装置であって、連結された上記ユニット間で相互接続される電源ライン及びデータ通信ラインを有し、上記マスターユニットが、電源ラインへの電源供給を行う電源供給回路を有し、上記計測ユニットが、データ通信ラインを介してマスターユニットとデータ通信を行う通信回路を含む第１回路ブロックと、第１回路ブロックとは独立して電源供給制御が可能な第２回路ブロックと、電源ラインを介して駆動され、第１回路ブロック及び第２回路ブロックへの電源供給を行うユニット電源部とを有し、ユニット電源部は、通信回路が受信したマスターユニットからの指示に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を行うように構成される。
【００２５】
この様な構成により、まず、各計測ユニットの第１回路ブロックへ電源を供給して通信回路を起動し、マスターユニットの指示に基づいて、第２回路ブロックへの電源供給を行うことができる。従って、各計測ユニットをマスターユニットと通信可能な小電力モードで起動させ、その後、マスターユニットからの指示によりフル電力モードへ移行させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、マスターユニットに連結可能な計測ユニットの接続状態に基づいて、各計測ユニットへの電源供給を開始する連結型計測装置を提供することができる。特に、マスターユニットに連結された計測ユニットの数に応じて、計測ユニットに対する電源供給元を切り替え可能な連結型計測装置を提供することができる。また、マスターユニットに連結された計測ユニットの属性、特に総消費電力に応じて、計測ユニットへの電源供給を行う連結型計測装置を提供することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、上記連結型計測装置に適用可能な計測ユニット及びマスターユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
実施の形態１．
図１は、本発明による連結型計測装置の一例について、その使用時の様子を示した図である。連結型計測装置１には、データ集計端末２及びＡＣアダプタ３が接続可能であり、データ集計端末２を接続することによって起動される。
【００２９】
この連結型計測装置１は、マスターユニット１Ｍと、マスターユニット１Ｍに着脱自在にスタッキング連結される１又は２以上の計測ユニット１Ｋにより構成される。各計測ユニット１Ｋへの電源供給はマスターユニット１Ｍから行われ、各計測ユニット１Ｋにおいて生成された計測データはマスターユニット１Ｍによって収集される。
【００３０】
データ集計端末２は、データ信号線４を介してマスターユニット１Ｍに接続され、連結型計測装置１の動作制御やデータ集計を行うユーザ端末であり、汎用のパーソナルコンピュータが用いられる。マスターユニット１Ｍにより収集された各計測ユニット１Ｋの計測データは、データ信号線４を介してデータ集計端末２に伝送された後、集計され、解析され、あるいは、記録される。また、各計測ユニット１Ｋの各種設定や動作指示は、データ集計端末２におけるユーザ操作によって行われ、データ信号線４を介して、マスターユニット１Ｍへ伝送される。
【００３１】
マスターユニット１Ｍには、ＡＣアダプタ３によって商用交流電源から生成された直流電源が、外部電源ケーブル５を介して供給される。また、データ信号線４を介して、データ集計端末２からも電源が供給される。ここでは、データ信号線４として、バス電源にデータ信号を重畳させて伝送するＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格を採用したＵＳＢケーブルが用いられるものとする。つまり、データ集計端末２とマスターユニット１Ｍとの間で双方向のシリアル通信が行われるとともに、データ集計端末２からマスターユニット１Ｍへ電源が供給されるものとする。
【００３２】
この連結型計測装置１は、ＡＣアダプタ３からの外部電源を供給することなく、データ信号線４からのバス電源のみで動作させることができる。ただし、このバス電源は、定格電流が４００〜５００ｍＡ程度の微弱な電源であり、通常、定格電流が数Ａ以上の外部電源に比べて電源容量が小さい。このため、連結型計測装置１での消費電力が、バス電源の電源容量を超えている場合には、ＡＣアダプタ３から外部電源を供給する必要があり、この場合、バス電源のみで起動させないようにしなければならない。
【００３３】
つまり、ＡＣアダプタ３が接続されていない場合、マスターユニット１Ｍは、計測ユニット１Ｋへの電源供給前に、バス電源で計測ユニット１Ｋを駆動可能であるのかを判別しなければならない。しかも、ＵＳＢのバス電源を利用する場合には、予め必要とする消費電流を供給元（データ集計端末２）に通知する必要があり、この通知前には電流定格が２００ｍＡ程度の更に微弱な電源（スタンバイ電源）しか供給されない。つまり、マスターユニット１Ｍは、この様な微弱なスタンバイ電源を用いて、計測ユニット１Ｋの連結状態を検出する必要がある。
【００３４】
従って、本実施の形態による連結型計測装置１では、外部電源なしで電源投入された場合には、上記スタンバイ電源を用いたハードウエア検出処理によって、連結された計測ユニット１Ｋを検出し、各計測ユニット１Ｋがバス電源により駆動可能である場合にのみ、各計測ユニット１Ｋへ電源供給を開始するように構成される。
【００３５】
図２は、図１の連結型計測装置１を構成する各ユニットの一例を示した概略図であり、マスターユニット１Ｍ、アナログ測定ユニット１ｈ、歪み測定ユニット１ｓ及び温度測定ユニット１ｔが示されている。
【００３６】
アナログ測定ユニット１ｈは、１ＭＨｚ程度の高速サンプリングレートでアナログ電圧信号の波形観測を行うＨＡ（High-speed Analog）ユニットであり、例えば、レーザー変位計から出力されるアナログ信号を計測し、変位量を取得することができる。歪み計測ユニット１ｓは、歪みセンサの抵抗値を計測し、歪み量を計測するＳＧ（Strain Gage）ユニットである。温度計測ユニット１ｔは、熱電対などの温度センサの出力電圧を測定し、温度を計測するＴＨ（THermometer）ユニットである。これらのユニット１ｈ，１ｓ，１ｔは、いずれも計測ユニット１Ｋの一例である。
【００３７】
各計測ユニット１Ｋは、前段ユニットに連結されるとともに、後段ユニットを連結することができる。前段ユニットとは、注目している計測ユニット１Ｋからみて、マスターユニット１Ｍ側の隣接ユニットであり、計測ユニット１Ｋ又はマスターユニット１Ｍである。一方、後段ユニットとは、マスターユニット１Ｍとは反対側の隣接ユニットであり、常に計測ユニット１Ｋとなる。例えば、図２の歪み測定ユニット１ｓの場合、アナログ測定ユニット１ｈが前段ユニット、温度測定ユニット１ｔが後段ユニットとなる。
【００３８】
隣接ユニットの連結は、互いの前段連結面１０と後段連結面１１とを対向させて行われる。このとき、前段コネクタ１２及び後段コネクタ１３が接続され、ユニット間の電気的接続が行われる。また、容易に脱落しないように、連結面１０，１１上の嵌合ツメ１４及び嵌合穴１４ｈが嵌合される。さらに、非連結面から前段連結面１０へ斜めに貫通するように配置された脱落防止ネジ１５を、前段ユニットの後段連結面１１上のネジ穴１５ｈに係合させることにより、より強固に連結することができる。なお、マスターユニット１Ｍには、前段連結面１０がなく、嵌合ツメ１４及び前段コネクタ１２を有していない。
【００３９】
この様にして、マスターユニット１Ｍに対し、複数の計測ユニット１Ｋを連鎖的に連結すれば、物理的に連結可能な計測ユニット１Ｋの数には制限がない。このような連結形態をスタッキング連結と呼ぶ。なお、図１及び図２では、マスターユニット１Ｍに対し、計測ユニット１Ｋを水平方向かつ直線状に、互いに密着させて連結する場合の例が示されているが、スタッキング連結はこの様な形態に限定されない。また、マスターユニット１Ｍ又は計測ユニット１Ｋが、２以上の後段ユニットを連結可能であれば、分岐を有する連結形態（例えばＹ字型、Ｔ字型、Ｖ字型）となるが、この様な場合もスタッキング連結であることに変わりはない。
【００４０】
スタッキング連結を採用した場合、連結可能なユニット数に制限がないことから、ＡＣアダプタ３から外部電源が供給されていたとしても、電源容量が不足する場合が生じる。
このため、本実施の形態による連結型計測装置１では、各計測ユニット１Ｋを小電力モードで起動し、フル動作モードにおける総消費電力を検出することにより、各計測ユニット１Ｋを駆動可能であるのかを判別している。この検出処理は、連結された計測ユニット１Ｋのソフトウエア検出処理によって行われる。つまり、ハードウエア検出処理及びソフトウエア検出処理の２段階で、計測ユニット１Ｋの検出処理が行われる。
【００４１】
図３は、図１の連結型計測装置１の内部構成の一例を示したブロック図である。データ通信ラインＬＤ、駆動用電源ラインＬＳ１及び検出用電源ラインＬＳ２は、各計測ユニット１Ｋ内を貫通しており、隣接ユニットが連結される際、ユニット間で相互に接続され、連結されたマスターユニット１Ｍ及び各計測ユニット１Ｋにより共有される。
【００４２】
マスターユニット１Ｍは、主回路ブロック２０、電源供給回路２１及び電源制御回路２２により構成される。電源供給回路２１は、データ集計端末２からのバス電源及びＡＣアダプタ３からの外部電源のいずれかを駆動用電源ラインＬＳ１へ供給する回路である。電源制御回路２２は、計測ユニット１Ｋの連結状態に基づいて電源供給回路２１を制御する制御回路である。主回路ブロック２０は、電源供給回路２１及び電源制御回路２２を除く電気回路であり、詳細については後述する。
【００４３】
計測ユニット１Ｋは、主回路ブロック３０及び接続通知回路３１により構成される。接続通知回路３１は、計測ユニット１Ｋの接続状態を前段ユニットへ通知する回路である。主回路ブロック３０は、接続通知回路３１を除く電気回路からなり、駆動用電源ラインＬＳ１により駆動され、データ通信ラインＬＤを介して、マスターユニット１Ｍとデータ通信を行うことができる。
【００４４】
接続通知回路３１は、検出用電源ラインＬＳ２により駆動され、前段ユニットに対し、コネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２を出力する。コネクト信号ＣＮ１は、自ユニットの存在を示す信号であり、検出用電源ラインＬＳ２とのワイヤー接続によって得られる電圧レベルをコネクト信号ＣＮ１として出力している。また、多段コネクト信号ＣＮ２は、さらに後段ユニットが存在することを示す信号であり、論理和回路３２により生成される。
【００４５】
論理和回路３２は、一方の入力端子がＬレベル（例えば、グランドレベル）に固定され、他方の入力端子に後段ユニットからのコネクト信号ＣＮ１が入力され、多段コネクト信号ＣＮ２を出力している。つまり、論理和回路３２はプルダウン回路に相当し、その出力は、後段ユニットが接続されていればＨレベル、接続されていなければＬレベルとなる。この論理和回路３２における消費電流は数μＡ程度であることから、多数の計測ユニット１Ｋが接続されている場合であっても、全ての接続通知回路３１をバス電源のみで駆動することができる。
【００４６】
電源制御回路２２は、外部電源の供給に基づいて、電源供給回路２１の切替制御を行っている。つまり、外部電源が供給されている場合には、電源供給元が外部電源となり、バス電源のみが供給される場合には、電源供給元がバス電源となるように、切替制御を行っている。また、バス電源のみの場合には、直近の計測ユニット１Ｋからのコネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２に基づいて、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給を開始する。
【００４７】
つまり、マスターユニット１Ｍの電源制御回路２２と、各計測ユニット１Ｋの接続通知回路３１とによって、ハードウエア検出処理が行われ、この検出結果に基づいて、電源供給回路２１が、各計測ユニット１Ｋの主回路ブロック３０への電源供給を開始する。
【００４８】
図４は、計測ユニット数に対する、マスターユニット１Ｍに入力されるコネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２の組み合わせの一例を示した図である。コネクト信号ＣＮ１がＬレベルとなるのは、マスターユニット１Ｍに計測ユニット１Ｋが接続されていない場合のみである。このため、コネクト信号ＣＮ１に基づいて、計測ユニット１Ｋの有無を判別することができる。
【００４９】
また、コネクト信号ＣＮ１がＨレベル、多段コネクト信号ＣＮ２がＬレベルとなるのは、マスターユニット１Ｍに１個の計測ユニット１Ｋが接続されている場合のみである。このため、コネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２に基づいて、連結されている計測ユニット１Ｋが１個であることを判別することができる。
【００５０】
その他の場合には、コネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２がともにＨレベルとなる。このため、コネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２に基づいて、連結されている計測ユニット１Ｋが２個以上であることを判別することができる。
【００５１】
電源制御回路２２は、この様にして、コネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２に基づき計測ユニット数を判別し、この判別結果に基づいて電源供給回路２１を制御し、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給を開始させる。すなわち、バス電源で１個の計測ユニット１Ｋを駆動することができ、かつ、外部電源が供給されていない場合、スタッキング連結されている計測ユニットが１個であれば電源供給を開始し、それ以外の場合には電源供給を行わない。
【００５２】
なお、ここでは、電源制御回路２２の入力端子（コネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２の入力端子）には、図示しないプルダウン回路が挿入されており、開放状態であれば、Ｌレベルが検出されるものとして説明している。
【００５３】
図５は、マスターユニット１Ｍの詳細構成例を示したブロック図である。電源供給回路２１は、スイッチング手段ＳＷ１及びＳＷ２からなり、駆動用電源ラインＬＳ１に電源供給を行っている。スイッチング手段ＳＷ１は、電源供給元をバス電源又は外部電源に切り替える３端子回路である。スイッチング手段ＳＷ２は、駆動用電源ラインＬＳ１への電源出力をオンオフ制御する２端子回路であり、初期状態はオフ状態であり、その後の電源供給時にはオン状態となる。
【００５４】
これらのスイッチング手段ＳＷ１及びＳＷ２は、電源制御回路２２により制御される。電源制御回路２２は、ＡＣアダプタ３から外部電源が供給されている場合には、スイッチング手段ＳＷ１を外部電源側に切り替え、スイッチング手段ＳＷ２をオンする。一方、外部電源が供給されない場合には、スイッチング手段ＳＷ１をバス電源側に切り替えるとともに、計測ユニット１Ｋが１個であれば、スイッチング手段ＳＷ２をオンする。なお、計測ユニット数は、上述した通り、コネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２に基づいて判別される。また、スイッチング手段ＳＷ２の上記動作は図４中にも示されている。
【００５５】
マスターユニット１Ｍの主回路ブロック２０は、駆動用電源ラインＬＳ１を介して電源供給されるため、スイッチング手段ＳＷ２がオンされた後に起動される。この主回路ブロック２０は、制御部２００、ＵＳＢＩ／Ｆ（Interface）部２０１、バス通信Ｉ／Ｆ部２０２、動作表示灯２０３、メモリ２０４及びユニット電源部２１０により構成される。
【００５６】
制御部２００は、マイクロプロセッサからなり、ソフトウエア処理により主回路ブロック２０全体の動作制御を行っている。ＵＳＢＩ／Ｆ部２０１は、データ信号線４に接続され、データ集計端末２との間で双方向通信を行うためのインターフェース回路である。バス通信Ｉ／Ｆ部２０２は、データ通信ラインＬＤに接続され、各計測ユニット１Ｋとの通信を行うためインターフェース回路であり、バスマスターとして、各計測ユニット１Ｋによるデータ通信ラインＬＤへのアクセス制御を行っている。動作表示灯２０３は、ユーザに対し、マスターユニット１Ｍの動作状態を表示するための点灯手段である。メモリ２０４は、制御部２００が使用するプログラム及びデータを記憶する記憶手段である。
【００５７】
データ集計端末２からの送信データは、ＵＳＢＩ／Ｆ部２０１が受信し、制御部２００へ出力される。このデータがいずれかの計測ユニット１Ｋに対する設定データや動作指示である場合、制御部２００は、バス通信Ｉ／Ｆ部２０２に対し、対象となる計測ユニット１Ｋへの送信を指示する。一方、上記受信データがデータ収集指示である場合、制御部２００は、バス通信Ｉ／Ｆ部２０２に対し、各計測ユニット１Ｋからのデータ収集を指示する。この場合、バス通信Ｉ／Ｆ部２０２は、各計測ユニット１Ｋから順次に計測データを受信し、制御部２００へ出力する。この様にして収集された計測データは、ＵＳＢＩ／Ｆ部２０１からデータ集計端末２へ送信される。
【００５８】
ユニット電源部２１０は、主回路ブロック２０に電源を供給するデジタル電源であり、このユニット電源部２１０には、駆動用電源ラインＬＳ１から電源が供給される。主回路ブロック２０への電源供給が開始された場合、制御部２００が、まず最初にソフトウエア検出処理を行う。すなわち、バス通信Ｉ／Ｆ部２０２に対し、各計測ユニット１Ｋのユニット種別の収集を指示し、バス通信Ｉ／Ｆ部２０２が、各計測ユニット１Ｋから順次にユニット種別を受信する。制御部２００は、この様にして収集されたユニット種別に基づいて連結型計測装置１での総消費電力を求める。
【００５９】
制御部２００は、この総消費電力に基づいて、全ての計測ユニット１Ｋを駆動可能と判断すれば、各計測ユニット１Ｋに対して小電力モードの解除通知を行う。すなわち、電源投入直後の各計測ユニット１Ｋは、データ通信可能な小電力モードで動作しており、マスターユニット１Ｍからの解除通知を受信した後にフル電力モードとなり、通常動作を開始する。
【００６０】
図６は、計測ユニット１Ｋの詳細構成例を示したブロック図である。計測ユニット１Ｋの主回路ブロック３０は、アナログ回路部５０、デジタル回路部５１及びユニット電源部５２からなる。
【００６１】
ユニット電源部５２は、アナログ回路部５０への電源供給を行うアナログ電源５２０と、デジタル回路部５１への電源供給を行うデジタル電源５２１からなり、アナログ回路部５０及びデジタル回路部５１への電源供給は独立して制御される。
【００６２】
具体的には、アナログ電源５２０による電源供給は、デジタル回路部５１の指示に基づいて開始され、デジタル電源５２１による電源供給よりも遅れて開始される。このため、デジタル電源５２１の起動後であってアナログ電源５２０の起動前の計測ユニット１Ｋは、アナログ回路部５０への電源供給を行わない小電力動作を行っている。この状態を小電力モードと呼び、アナログ回路部５０への電源供給後の状態をフル電力モードと呼ぶことにする。
【００６３】
アナログ回路部５０は、入力端子Ａｉｎから入力されるアナログ信号の計測処理を行う回路であり、アナログ入力回路５００、Ａ／Ｄコンバータ５０１及び絶縁デバイス５０２からなる。入力端子Ａｉｎには、抵抗体又はアナログ信号源などの各種計測対象物、例えば、熱電対や歪み計などが接続される。アナログ入力回路５００は、アンプ、フィルタ等からなる入力回路であり、振幅及び帯域が調整されたアナログ信号がＡ／Ｄコンバータ５０１に入力される。Ａ／Ｄコンバータ５０１でデジタル変換された信号は、フォトカプラ等からなる絶縁デバイス５０２を介してデジタル回路部５１へ出力される。このため、アナログ回路部５０は、デジタル回路部５１と電気的に分離されている。
【００６４】
デジタル回路部５１は、計測処理以外の様々な処理、特に、マスターユニット１Ｍとのデータ通信処理を行うデジタル回路であり、制御部５１０、バス通信Ｉ／Ｆ部５１１、動作表示灯５１２及びメモリ５１３からなる。制御部５１０は、マイクロプロセッサからなり、ソフトウエア処理によりデジタル回路部５１全体及びユニット電源部５２の動作制御を行っている。バス通信Ｉ／Ｆ部５１１は、データ通信ラインＬＤに接続され、マスターユニット１Ｍとの通信を行うためのインターフェース回路であり、バススレーブとして、マスターユニット１Ｍの要求又は許可を受けた場合にのみデータ通信ラインＬＤへデータ出力を行うことができる。動作表示灯５１２は、ユーザに対し、計測ユニット１Ｋの動作状態を表示するための点灯手段である。メモリ５１３は、制御部５１０が使用するプログラム及びデータを記憶する記憶手段である。
【００６５】
駆動用電源ラインＬＳ１を介して、マスターユニット１Ｍからユニット電源部５２へ電源供給が開始された場合、まず、デジタル電源５２１がデジタル回路部５１への電源供給を開始し、デジタル回路部５１が起動される。起動後のバス通信Ｉ／Ｆ部５１１は、マスターユニット１Ｍからユニット種別の通知要求を受信すれば、ユニット種別データを送信する。また、小電力モードの解除指示を受信すれば、制御部５１０が、ユニット電源部５２に対し、アナログ電源５２０の起動指示を出力する。つまり、アナログ回路部５０への電源供給は、小電力モードにおけるマスターユニット１Ｍの指示に基づいて開始される。
【００６６】
図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０９は、マスターユニット１Ｍの起動時における動作例を示したフローチャートである。この起動時処理は、マスターユニット１Ｍをデータ信号線４を介してデータ集計端末２に接続することにより開始される。なお、起動前の電源供給回路２１は、スイッチング手段ＳＷ１がバス電源側であり、スイッチング手段ＳＷ２がオフ状態であるものとする。従って、検出用電源ラインＬＳ２にはバス電源が供給されるが、駆動用電源ラインＬＳ１には電源が供給されていない。
【００６７】
まず、電源制御回路２２が、外部電源の有無に基づいて電源供給元を決定し、スイッチング手段ＳＷ１を切り替える（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。つまり、マスターユニット１ＭにＡＣアダプタ３が接続され、電源容量の大きな外部電源が供給されている場合には、外部電源が供給元となるようにスイッチング手段ＳＷ１が外部電源側に切り替えられる。この場合、電源制御回路２２は、ハードウエア検出処理（ステップＳ１０３）を行うことなく、スイッチング手段ＳＷ２をオンし、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給を開始する（ステップＳ１０５）。
【００６８】
一方、外部電源が供給されていない場合、電源制御回路２２は、計測ユニット数のハードウエア検出処理を行う（ステップＳ１０３）。このハードウエア検出処理は、隣接する各計測ユニット１Ｋからマスターユニット１Ｍへ入力されるコネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２に基づいて行われる。ここでは、計測ユニット数が１であるか否かを判別している。
【００６９】
求められた計測ユニット数が１以外であった場合、電源制御回路２２はスイッチング手段ＳＷ２をオンさせず、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給は行わない(ステップＳ１０４）。一方、求められた計測ユニット数が１であった場合、電源制御回路２２は、スイッチング手段ＳＷ２をオンさせ、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給を開始する（ステップＳ１０５）。このとき、各ブロック１Ｍ，１Ｋの主回路ブロック２０，３０が起動されるが、各計測ユニット１Ｋの主回路ブロック３０は小電力モードとして起動される。
【００７０】
次に、ソフトウエア検出処理が行われる（ステップＳ１０６）。ソフトウエア検出処理は、起動されたマスターユニット１Ｍが、データ通信ラインＬＤを介して、各計測ユニット１Ｋのユニット種別を照会することにより行われる。すなわち、マスターユニット１Ｍ内のバス通信Ｉ／Ｆ部２０２が、各計測ユニット１Ｋに対し、ユニット種別の通知要求を出力する。この通知要求は各計測ユニット１Ｋへ順次に出力され、各計測ユニット１Ｋから順次にユニット種別が返信される。
【００７１】
マスターユニット１Ｍの制御部２００は、これらのユニット種別に基づいて、連結型計測装置１全体の消費電力を求め、各計測ユニット１Ｋをフル電力モードで駆動できるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。なお、各ユニット種別ごとの消費電力データは、メモリ２０４に予め記憶されており、制御部２００は、このデータに基づいて総消費電力を求める。
【００７２】
例えば、連結された計測ユニットが１個であり、その消費電力が小さい場合には、外部電源が供給されなくても、バス電源により駆動することができる。ただし、その消費電力が大きければ、バス電源だけでは駆動できない場合があり得る。また、外部電源が供給されている場合であっても、連結された計測ユニット１Ｋが多数である場合には駆動できない場合がある。このため、各計測ユニット１Ｋを小電力モードで起動し、総消費電力の検出を行っている。
【００７３】
制御部２００は、この様にして求められた総消費電力に基づいて、全ての計測ユニット１Ｋを駆動可能であるか否かを判別する。具体的には、駆動用電源ラインＬＳ１へ電源供給を行っている供給元の電源容量と比較して判断する。つまり、外部電源が供給されている場合であれば、総消費電力を外部電源の定格電力と比較し、外部電源が供給されていない場合であれば、総消費電力をバス電源の定格電力と比較する。
【００７４】
この結果、全ての計測ユニット１Ｋを駆動可能であった場合、マスターユニット１Ｍは、各計測ユニット１Ｋに対し小電力モードの解除指示を送信し、各計測ユニット１Ｋがフル電力モードでの動作を開始する（ステップＳ１０８）。この解除指示は、マスターユニット１Ｍ内の制御部２００が生成し、バス通信Ｉ／Ｆ部２０２が、データ通信ラインＬＤを介して、各計測ユニット１Ｋへ通知する。各計測ユニット１Ｋでは、この解除通知に基づいて、小電力モードを解除し、アナログ回路部５０への電源供給が開始される。
【００７５】
一方、総消費電力が供給元の定格電力を超えている場合、マスターユニット１Ｍは、データ集計端末２に対してエラー信号を出力し、データ集計端末２がエラー表示を行う（ステップＳ１０９）。このエラー信号は制御部２００が生成し、ＵＳＢＩ／Ｆ部２０１が、データ信号線４を介して、各データ集計端末２へ出力する。データ集計端末２では、当該エラー信号に基づいて、例えば、ディスプレイ上に、電源容量を超えている旨を知らせるエラーダイアログが表示される。なお、この場合には、マスターユニット１Ｍは、小電力モードの解除指示を送信しないため、各計測ユニット１Ｋはフル電力モードに移行しない。
【００７６】
図８のステップＳ２０１〜Ｓ２０８は、計測ユニット１Ｋの起動時における動作例を示したフローチャートである。計測ユニット１Ｋは、検出用電源ラインＬＳ２にバス電源が供給されると、接続通知回路３１が起動され、前段ユニットに対し、コネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２を出力する（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）。
【００７７】
次に、駆動用電源ラインＬＳ１にバス電源又は外部電源が供給されると、デジタル電源５２１が起動され、デジタル回路部５１への電源供給が開始され、マスターユニット１Ｍとのデータ通信が可能となる（ステップＳ２０３，Ｓ２０４）。この段階では、アナログ回路部５０への電源供給は開始されず、計測ユニット１Ｋは小電力モードで動作している。
【００７８】
起動されたバス通信Ｉ／Ｆ部５１１は、マスターユニット１Ｍから自ユニットへのデータ送信を監視している（ステップＳ２０５，Ｓ２０７）。そして、ユニット種別の通知要求を受信すれば、マスターユニット１Ｍに対し、自ユニットのユニット種別を出力する（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）。ユニット種別とは、ＨＡユニット、ＳＧユニット、ＴＨユニットなどを示すデータである。
【００７９】
また、マスターユニット１Ｍから小電力モードの解除指示を受信すれば、アナログ回路部５０への電源供給が開始され、フル電力モードでの動作を開始する（ステップＳ２０７，Ｓ２０８）。この様にしてフル電力モードでの動作が開始され、計測ユニット１Ｋは、計測処理を含む全機能が動作可能となる。
【００８０】
本実施の形態によれば、各ユニットを横断する検出用電源ラインＬＳ２を介して、マスターユニット１Ｍから各計測ユニット１Ｋへバス電源が供給され、計測ユニット１Ｋから前段ユニットへコネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２が出力される。マスターユニット１Ｍは、これらの信号ＣＮ１，ＣＮ２に基づいて、各ユニットを横断する駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給を開始する。つまり、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給前に、計測ユニット１Ｋの接続状態を検出し、消費電力が電源容量を超える場合には電源供給を開始しない。従って、電源容量及び計測ユニットの接続状況に応じて連結型計測装置１を起動することができ、計測ユニット１Ｋが少ない場合には、連結型計測装置１をバス電源のみで動作させることも可能となる。
【００８１】
また、バス通信Ｉ／Ｆ部２０１を含むデジタル回路部５１のみに電源を供給して、計測ユニット１Ｋを小電力モードで起動させた後、マスターユニット１Ｍからの小電力モードの解除指示に基づいて、アナログ回路部５０への電源供給も開始し、フル電力モードに移行させている。つまり、小電力モードで起動して通信可能とし、電源容量及び各計測ユニットの属性に応じて、フル電力モードへの移行が可能であるか否かを判別することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、ソフトウエア検出処理において、各計測ユニット１Ｋは自ユニットのユニット種別を通知しているが、本発明は、この様な場合に限定されない。すなわち、自ユニットの消費電力を判別可能な属性データを通知すればよく、例えば、消費電力データそれ自体を通知してもよいし、消費電力に対応するその他のデータを通知してもよい。
【００８３】
実施の形態２．
実施の形態１では、外部電源が供給されない場合に連結されたユニット数を判別し、その判別結果が１個であれば駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給を開始する場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、連結された計測ユニット１Ｋの消費電力が大きい場合には、計測ユニット数にかかわらず電源供給を開始しない場合について説明する。
【００８４】
図９は、本発明の実施の形態２による連結型計測装置１の内部構成の一例を示したブロック図である。図３（実施の形態１）の場合と比較すれば、計測ユニット１Ｋが、接続通知回路３１に代えて、接続通知回路３１ａを有する点で異なる。
【００８５】
計測ユニット１Ｋの消費電力が大きい場合、マスタユニット１Ｍにスタッキング連結された計測ユニットが、当該ユニットのみであっても、バス電源だけでは駆動することができない場合が生ずる。この様な計測ユニット１Ｋには、接続通知回路３１に代えて、接続通知回路３１ａが設けられる。
【００８６】
接続通知回路３１ａは、コネクト信号ＣＮと同様にして、多段コネクト信号ＣＮ２も検出用電源ラインＬＳ２とワイヤー接続され、その電圧レベルが多段コネクト信号ＣＮ２として出力される。従って、後段ユニットの有無にかかわらず、前段ユニットに対し、常に多段コネクト信号ＣＮ２としてＨレベルを通知する。
【００８７】
マスターユニット１Ｍは、実施の形態１の場合と同じ構成であり、消費電力の大きな計測ユニット１Ｋが接続されると、１個の計測ユニット１Ｋしか接続されていない場合であっても、２以上の計測ユニット１Ｋが接続されているものと判別する。従って、外部電源が供給されていなければ、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給は開始されない。
【００８８】
マスターユニット１Ｍは、図３及び図９に示された計測ユニット１Ｋのいずれを連結することもでき、これらを混在させてスタッキング連結することもできる。このような場合、図９の計測ユニット１Ｋが接続されている場合には、ソフトウエア検出処理を行わなくても、バス電源のみでは駆動できないことがハードウエア検出処理において判別できる。
【００８９】
実施の形態３．
実施の形態１では、１つの多段コネクト信号ＣＮ２を使用する場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、２つの多段コネクト信号ＣＮ２，ＣＮ３を使用する場合について説明する。
【００９０】
図１０は、図１の連結型計測装置１内部の他の構成例を示したブロック図であり、２つの多段コネクト信号ＣＮ２，ＣＮ３を使用する例が示されている。各計測ユニット１Ｋには、２つの論理和回路３２及び３３からなる接続通知回路３１ｂが設けられている。論理和回路３２は図３の場合と全く同様である。論理和回路３３には、後段ユニットの多段コネクト信号ＣＮ２が入力され、多段コネクト信号ＣＮ３として前段ユニットへ出力される。
【００９１】
この場合、マスターユニット１Ｍには、直近の各計測ユニット１Ｋから多段コネクト信号ＣＮ２、ＣＮ３が入力されている。多段コネクト信号ＣＮ３は、２段目の計測ユニット１Ｋから出力される多段コネクト信号ＣＮ２に相当するため、マスターユニット１Ｍは、計測ユニット１Ｋが２個の場合と、３個以上の場合とを判別することが可能となる。
【００９２】
図１１は、図１０の連結型計測装置１において、計測ユニット数に対する、マスターユニット１Ｍに入力されるコネクト信号ＣＮ１と多段コネクト信号ＣＮ２及びＣＮ３との組み合わせの一例を示した図である。マスターユニット１Ｍは、コネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２に基づいて、連結されている計測ユニット１Ｋが１個であることを判別することができる。また、多段コネクト信号ＣＮ２及びＣＮ３に基づいて、連結されている計測ユニット１Ｋが２個であることを判別することができる。
【００９３】
本実施の形態によれば、バス電源で２個の計測ユニット１Ｋを駆動することができ、かつ、外部電源が供給されていない場合、スタッキング連結されている計測ユニットが１個又は２個であれば、マスターユニット１Ｍが、駆動用電源ラインＬＳ１へ電源供給を開始し、それ以外の場合には電源供給を行わないように動作させることができる。
【００９４】
なお、多段コネクト信号を３以上に増やせば、全く同様にして、より多くの計測ユニット数についても判別可能となる。従って、バス電源のみで、より多くの計測ユニット１Ｋを駆動できる場合にも適用することができる。
【００９５】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、バス電源を用いるハードウエア検出処理において、スタッキング連結されているユニット数を判別する場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、ハードウエア検出処理において、連結された計測ユニット１Ｋの総消費電力を判別する場合について説明する。
【００９６】
図１２は、図１の連結型計測装置１内部の他の構成例を示したブロック図である。図３（実施の形態１）の場合と比較すれば、計測ユニット１Ｋが、接続通知回路３１に代えて、接続通知回路３１ｃを有する点で異なる。各計測ニット１Ｋは、前段ユニットに対し、コネクト信号ＣＮｖを出力している。このコネクト信号ＣＮｖは、自ユニット以降の全ての計測ユニットにおける総消費電力を示す多値信号（例えば８ビットデータ）であり、接続通知回路３１ｃにより生成される。
【００９７】
接続通知回路３１ｃは、データ記憶部３４、加算回路３５及びバッファ回路３６からなる。データ記憶部３４は、自ユニットの主回路ブロック３０における消費電力データ、特に、フル電力モードにおける消費電力データを記憶する記憶手段であり、ユニット種別ごとに異なるデータを保持している。このデータ記憶部３４には、ＲＯＭなどの半導体メモリを用いることもできるが、各ビット線を検出用電源ラインＬＳ２のＶＣＣ又はＧＮＤへワイヤー接続しておくだけでもよい。
【００９８】
加算回路３５は、後段ユニットからのコネクト信号ＣＮｖと、データ記憶部３４の消費電力データとの和を求める演算手段である。加算回路の出力は、バッファ３６を介して、前段ユニットへコネクト信号として出力される。つまり、後段からのコネクト信号ＣＮｖに、自ユニットにおける消費電力を加算し、コネクト信号ＣＮｖとして前段ユニットへ通知している。
【００９９】
マスターユニット１Ｍの電源制御回路２２は、バス電源のみが供給されている場合には、直近の計測ユニット１Ｋからのコネクト信号ＣＮｖに基づいて、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給を開始する。つまり、ハードウエア検出処理により総消費電力が判別され、この総消費電力に基づいて、電源供給回路２１が、各計測ユニット１Ｋの主回路ブロック３０への電源供給を開始する。この場合、総消費電力が既知であることから、ソフトウエア検出処理を行わなくてもよい。
【０１００】
図１３のステップＳ３０１〜Ｓ３１０は、本発明の実施の形態４によるマスターユニット１Ｍの起動時における動作例を示したフローチャートである。図７（実施の形態１）の場合と比較すれば、ステップＳ３０４及びＳ３０５のみが異なっている。
【０１０１】
外部電源が供給されていない場合には、まずハードウエア検出処理が行われる（ステップＳ１０３）。このハードウエア検出処理において、電源制御回路２２はフル電力モードにおける全消費電力を取得する。この結果、バス電源のみを用いて、全ての計測ユニットをフル電力モードで動作させることができる場合には、スイッチング手段ＳＷ２をオンさせ、駆動用電源ラインＬＳ１への電源供給を開始する（ステップＳ３０８）。この様にして起動されたマスターユニット１Ｍの制御部２００は、ソフトウエア検出処理を省略し、各計測ユニット１Ｋに対して小電力モードの解除通知を行う。つまり、ソフトウエア検出処理は、外部電源が供給されていない場合には行われない。
【０１０２】
ただし、外部電源が供給されていない場合でも、起動時の制御部２００にソフトウエア検出処理を行わせてもよい。例えば、接続通知回路３１ｃは、スタンバイ電源（バス電源）により駆動されるため、コネクト信号ＣＮｖのビット数は少ない方がよい。このため、データ記憶部３４のデータ精度を上げることはできず、正確な消費電力を求めるためにソフトウエア処理を行う方が望ましい。この場合の動作は、図７（実施の形態１）の場合と同様となる。
【０１０３】
実施の形態５．
実施の形態１では、ソフトウエア検出処理において、総消費電力が供給元の定格電力を超えていた場合、全ての計測ユニット１Ｋをフル電力モードへ移行させない場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、一部の計測ユニット１Ｋをフル電力モードへ移行させる場合について説明する。
【０１０４】
図１４のステップＳ４０１〜Ｓ４１１は、本発明の実施の形態５によるマスターユニット１Ｍの起動時における動作例を示したフローチャートである。図７（実施の形態１）の場合と比較すれば、ステップＳ４０９〜Ｓ４１１のみが異なっている。
【０１０５】
ステップＳ４０７において、各計測ユニット１Ｋのユニット種別から求められた総消費電力が、供給元の定格電力を超えていた場合、マスターユニット１Ｍの制御部２００は、フル電力モードで動作させる一部の計測ユニット１Ｋを選択する（ステップＳ４０９）。
【０１０６】
この場合、バス通信Ｉ／Ｆ部２０２が、制御部２００の選択した計測ユニット１Ｋのみに対して、小電力モードの解除指示を送信する（ステップＳ４１０）。このため、選択された計測ユニット１Ｋのみがフル電力モードに移行し、選択されなかった計測ユニット１Ｋは小電力モードを維持する。
【０１０７】
また、ＵＳＢＩ／Ｆ部２０１が、データ集計端末２に対してエラー信号を出力し、データ集計端末２がエラー表示を行う（ステップＳ４１１）。このエラー表示は、一部の計測ユニット１Ｋのみを起動した旨を表示するエラー表示であり、起動した計測ユニット１Ｋ又は起動されなかった計測ユニット１Ｋも表示される。
【０１０８】
制御部２００が、一部の計測ユニット１Ｋを選択する方法としては、例えば、当該定格電力を超えない範囲で、消費電力の少ない計測ユニットを優先して順次に選択していけばよい。この場合、最も多くの計測ユニット１Ｋをフル電力モードで起動させることができる。また、他の選択方法として、計測ユニット１Ｋが連結された位置に基づいて選択してもよい。例えば、マスターユニット１Ｍに近い計測ユニット１Ｋを優先して順次に選択していくような場合である。この場合、一部の計測ユニット１Ｋを選択する際の優先順位をユーザが予め指定することが可能にある。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、マスターユニット１Ｍが、フル電力モードで起動させる一部の計測ユニット１Ｋを自動選択する場合の例について説明したが、データ集計端末２においてユーザが選択するように構成してもよい。
【０１１０】
実施の形態６．
本実施の形態では、連結型計測装置１に連結して使用される温度計測ユニット１ｔの補正方法について説明する。
【０１１１】
図１５は、温度測定ユニット１ｔの使用時の様子を示した概略図であり、後段連結面１１側から見た図である。この温度測定ユニット１ｔは、背面の端子台６０に熱電対６１が接続され、その出力信号に基づいて温度測定を行っている。熱電対６１の出力信号は、異種金属が接合された測温接点６１ｓと、熱電対６１が接続された端子６１ｔとの温度差に応じた電圧信号である。このため、測温接点６１ｓの温度を求めるためには、熱電対６１が接続された端子６１ｔの近傍に測温抵抗体などの温度補償素子６２を配置し、熱電対６１からの出力信号を温度補償素子６２の出力信号に基づいて補償する必要がある。
【０１１２】
この場合、温度補償素子６２と熱電対６１の接続端子６１ｔとの間に温度差△ｔがあれば測定誤差となって現れる。このため、正確な温度を測定するためには、更に、この温度差△ｔの影響を補正する必要がある。当該温度差△ｔが一定であれば、予め補正データを求めておき、この補正データを用いた補正処理を行えば、正確な温度を測定することができる。例えば、単独で使用される温度測定装置の場合であれば、この様な方法を適用することもできる。
【０１１３】
しかしながら、連結型計測装置１に組み込まれる温度測定ユニット１ｔの場合、隣接ユニット１Ｋ，１Ｍの影響なども考慮して補正する必要があり、連結形態ごとに補正データが異なる。このため、本実施の形態による連結型計測装置１では、マスターユニット１Ｍが、温度測定ユニット１ｔの補正データを決定し、当該温度測定ユニット１ｔに通知している。
【０１１４】
マスターユニット１Ｍは、データ通信ラインＬＤを介して、各計測ユニット１Ｋとのデータ通信を行うことができ、制御部２００は、スタッキング連結された各計測ユニット１Ｋについて、そのユニット種別及び連結位置を把握することができる。このため、制御部２００は、これらのデータに基づいて、温度計測ユニット１ｔの補正データを求めて、データ通信ラインＬＤを介して、温度計測ユニット１ｔへ送信する。温度計測ユニット１ｔでは、マスターユニット１Ｍから受信した補正データに基づいて補正処理を行うことにより、正確な温度測定が行われる。
【０１１５】
上記補正データは、自ユニットによる影響データと、隣接ユニットからの影響データに基づいて決定される。その際、放熱効率を考慮することが更に望ましい。例えば、以下の第１〜第３の基礎データに基づいて、制御部２００が演算処理を行い、補正データを求めることができる。
【０１１６】
まず、自ユニット（温度計測ユニット１ｔ）が、上記温度差△ｔに与える影響、例えば、発熱量や背面形状が上記温度差△ｔに与える影響が第１の基礎データとして求められる。この第１の基礎データは予め求められ、メモリ２０４に保持されている。
【０１１７】
また、温度測定ユニット１ｔに隣接して配置されたユニット１Ｋ，１Ｍが、上記温度差△ｔに与える影響、例えば、隣接ユニット１Ｋ，１Ｍ内での発熱量やその背面形状が、温度測定ユニット１ｔの上記温度差△ｔに与える影響が第２の基礎データとして求められる。この第３の基礎データはユニット種別ごとに予め求められ、メモリ２０４に保持されている。
【０１１８】
さらに、放熱効率の差によって、上記第１及び第２の影響データの上記温度差△ｔに与える影響の相違、例えば、温度計測ユニット１ｔ又は隣接ユニットが連結端部に配置されているか否かによる各ユニットの放熱効率の相違や、隣接ユニット１Ｋ，１Ｍの背面形状（張り出し部の有無や長さ）による温度測定ユニット１ｔの放熱効率の差が、第３の基礎データとして求められる。第３の基礎データもメモリ２０４に予め保持されている。
【０１１９】
制御部２００が補正データを求める他の方法としては、計測ユニット１Ｋを連結する際のあらゆる組み合わせについて、温度計測ユニット１ｔの補正データを予め求めておき、メモリ２０４に格納しておいてもよい。隣接するユニット以外のユニットの影響を無視できる場合には、３個以下のユニットを連結する際のあらゆる組み合わせについて補正データを求め、メモリ２０４に格納しておくだけでよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明による連結型計測装置の一例について、その使用時の様子を示した図である。
【図２】図１の連結型計測装置１を構成する各ユニットの一例を示した概略図である。
【図３】図１の連結型計測装置１の内部構成の一例を示したブロック図である。
【図４】計測ユニット数に対する、マスターユニット１Ｍに入力されるコネクト信号ＣＮ１及び多段コネクト信号ＣＮ２の組み合わせの一例を示した図である。
【図５】マスターユニット１Ｍの詳細構成例を示したブロック図である。
【図６】計測ユニット１Ｋの詳細構成例を示したブロック図である。
【図７】マスターユニット１Ｍの起動時における動作例を示したフローチャートである。
【図８】計測ユニット１Ｋの起動時における動作例を示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２による連結型計測装置１の内部構成の一例を示したブロック図である。
【図１０】図１の連結型計測装置１内部の他の構成例を示したブロック図である（実施の形態２）。
【図１１】図１０の連結型計測装置１において、計測ユニット数に対する、マスターユニット１Ｍに入力されるコネクト信号ＣＮ１と多段コネクト信号ＣＮ２及びＣＮ３との組み合わせの一例を示した図である。
【図１２】図１の連結型計測装置１内部の他の構成例を示したブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態４によるマスターユニット１Ｍの起動時における動作例を示したフローチャートである。
【図１４】実施の形態５によるマスターユニット１Ｍの起動時における動作例を示したフローチャートである。
【図１５】温度測定ユニット１ｔの使用時の様子を示した概略図であり、後段連結面１１側から見た図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１    連結型計測装置
１Ｍ  マスターユニット
１Ｋ  計測ユニット
２    データ集計端末
３    ＡＣアダプタ
４    データ信号線
１０，１１  連結面
１２，１３  コネクタ
２０    主回路ブロック（マスターユニット）
２００  制御部
２０２  バス通信Ｉ／Ｆ部
２１０  ユニット電源部
２１    電源供給回路
２２    電源制御回路
３０    主回路ブロック（計測ユニット）
３１    接続通知回路
５０    アナログ回路部
５１    デジタル回路部
５１０  制御部
５１１  バス通信Ｉ／Ｆ部
５２    ユニット電源部
５２０  アナログ電源
５２１  デジタル電源
ＣＮ１  コネクト信号
ＣＮ２，ＣＮ３  多段コネクト信号
ＬＤ    データ通信ライン
ＬＳ１  駆動用電源ライン
ＬＳ２  検出用電源ライン
ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチング手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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