JP2005148874A - Connection type measurement device, measurement unit, and master unit - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a coupled measurement device, a measurement unit, and a master unit, and more specifically, a coupled measurement device in which one or more measurement units are detachably coupled to a master unit connected to a terminal device. Regarding improvements.
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。
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。 In such a connected system, the power consumption of the entire system varies greatly depending on the number of connected units. In addition, since the power consumption of each unit varies depending on the type, the power consumption of the entire system to which a plurality of types of units can be connected varies not only depending on the number of units to be linked but also the combination thereof.
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。 Therefore, the conventional connected system needs to have a power supply device that can supply the assumed maximum power consumption, and even when only a single unit is connected in actual use, the maximum power consumption An excessively large power supply unit was used. That is, the conventional connected system has a problem that the apparatus size is scalable, but the power supply apparatus is not scalable.
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。 Further, in the case of a system in which the units are sequentially stacked and connected, there is no physical limitation on the number of units that can be connected, and thus there is a problem that the maximum power consumption cannot be assumed in advance.
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。 As a method for solving such a problem, for example, it is conceivable to limit the number of connectable units in advance according to the supply capability of the power supply device. In this case, since the number of units is limited regardless of the power consumption of each unit, an excessive limit is imposed as compared with the power supply capability. On the other hand, if the management of the power consumption of the entire system is left to the user, the work of attaching and detaching the unit becomes complicated, and there is a risk that the unit exceeding the rated capacity of the power supply unit will be inadvertently connected and turned on. It was.
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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a connected measurement device that starts power supply to each measurement unit based on the connection state of the measurement unit that can be detachably connected to the master unit. The purpose is to provide.
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。 In particular, it is an object of the present invention to provide a connected measurement device capable of switching the power supply source for the measurement unit according to the number of measurement units connected to the master unit. It is another object of the present invention to provide a connected measurement device that supplies power to a measurement unit according to the attributes of the measurement unit connected to the master unit, in particular, the total power consumption.
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。 It is another object of the present invention to provide a measurement unit and a master unit that can be applied to the connected measurement device.
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。 A connected measuring device according to the present invention includes a master unit having a power input unit that receives power supply from an external device, and is detachably connected to the master unit, receives power supply via the power input unit, and performs measurement processing. A connected measurement device comprising a measurement circuit to be performed and one or more measurement units having storage means for storing attribute information of its own unit, the attribute provided in the master unit and stored in the storage means Power supply control means for generating a power supply control signal based on information, and power supply means provided on a circuit connecting the power supply input section and the measurement circuit, and supplying power to the measurement circuit based on the power supply control signal; It is configured with.
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。 With this configuration, when one or more measurement units are connected to the master unit, the master unit supplies power based on the attribute information of each measurement unit before supplying power to the measurement circuit of each measurement unit. It is possible to start the power supply to the measurement circuit based on the determination result.
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。 The connected measuring device according to the present invention includes a master unit connected to the terminal device, and one or more measuring units that are detachably connected to the master unit and receive power supply from the master unit. A measuring device having a drive power supply line and a detection power supply line interconnected between the connected units, wherein the measurement unit is driven via the drive power supply line; A connection notification circuit that is driven through the detection power line and outputs a connection notification signal to the master unit or a measurement unit adjacent to the master unit, and the master unit supplies power to the drive power line. And a power supply control circuit that controls the power supply circuit based on a connection notification signal from an adjacent unit. And a circuit.
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。 With such a configuration, when one or more measurement units are connected to the master unit, a drive power supply line and a detection power supply line that cross each measurement unit and are connected to the master unit are formed. In each measurement unit, detection power is supplied from the master unit via the detection power line, and a connection notification signal is output to an adjacent unit on the master unit side. Based on this connection notification signal, the master unit supplies power to the drive power supply line and supplies power to the main circuit block of the measurement unit. Therefore, the master unit can detect the connection state of the measurement unit before supplying power to the main circuit block of each measurement unit, and can start supplying power to the main circuit block according to the connection state. it can.
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。 Further, in the connection type measurement device according to the present invention, the connection notification circuit generates a connection notification signal based on the connection notification signal from the subsequent unit, and outputs the connection notification signal to the master unit or a measurement unit adjacent to the master unit. Composed. With such a configuration, the master unit can detect that two or more measurement units are connected based on the connection notification signal.
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。 Further, the coupled measuring device according to the present invention is configured such that the master unit can be supplied with bus power from the terminal device and can be supplied with external power having a larger power capacity than the bus power. The power supply circuit includes power switching means for switching a supply source to the drive power supply line to a bus power supply or an external power supply, and a power output means for connecting the selected supply source to the drive power supply line, The power supply control circuit is configured to control the power supply output means based on the connection notification signal from the adjacent unit when the bus power supply is selected as the supply source to the drive power supply line. With such a configuration, when only bus power having a small power capacity is supplied, power supply to the drive power supply line can be controlled according to the connection state of the measurement unit. That is, it is possible to operate the connected measuring device with only the bus power supply while preventing the power capacity from being insufficient after supplying the power to the measuring unit.
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。 Further, in the connection type measuring apparatus according to the present invention, the power supply control circuit determines the number of measurement units connected to the master unit based on the connection notification signal, and controls the power output means based on the determination result. Configured. With such a configuration, it is possible to control power supply to the drive power supply line based on the number of measurement units. Therefore, with a simple configuration, it is possible to prevent a shortage of power capacity after power is supplied to the measurement unit.
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。 Further, in the connection type measuring apparatus according to the present invention, the connection notification circuit includes a data storage unit that stores power consumption of the main circuit block, and a consumption stored in the data storage unit for a connection notification signal from a subsequent unit. An addition circuit for adding power, and the output of the addition circuit is output as a connection notification signal to the master unit or a measurement unit adjacent to the master unit. With such a configuration, the master unit can determine the total power consumption based on the connection notification signal, and can control the power supply to the drive power supply line according to the determination result.
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。 Further, in the coupled measuring apparatus according to the present invention, the master unit has means for supplying bus power to the detection power line, and the power supply circuit is based on the start of supply of bus power from the terminal device. The power supply to the drive power line is configured to start. With such a configuration, it is possible to operate the connected measuring device only by supplying bus power.
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。 Further, in the coupled measuring apparatus according to the present invention, the measuring unit has a data communication line interconnected between adjacent units, and the main circuit block performs data communication with the master unit via the data communication line. A first circuit block including a circuit; a second circuit block capable of controlling power supply independently of the first circuit block; and being driven via a driving power supply line, to the first circuit block and the second circuit block The unit power supply unit is configured to supply power to the second circuit block based on an instruction from the master unit received by the communication circuit.
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。 With such a configuration, first, power can be supplied to the first circuit block of each measurement unit to start the communication circuit, and power can be supplied to the second circuit block based on an instruction from the master unit. Therefore, each measurement unit can be activated in the low power mode in which communication with the master unit is possible, and then can be shifted to the full power mode in accordance with an instruction from the master unit.
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。 Further, in the connection type measurement apparatus according to the present invention, the master unit collects attribute information of each measurement unit via the communication means for performing data communication with each measurement unit via the data communication line. And power control means for instructing power supply to the second circuit block based on the collected attribute information. With such a configuration, the master unit can determine whether power supply is possible based on the attribute information of the measurement unit, and can instruct power supply to the second circuit block.
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。 In the coupled measurement device according to the present invention, the power control unit obtains the total power consumption based on the collected attribute information of the measurement unit, and supplies power to the second circuit block based on the total power consumption. Configured to direct. With such a configuration, it is possible to determine whether power supply is possible based on the total power consumption and to instruct power supply to the second circuit block.
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。 Further, in the coupled measuring apparatus according to the present invention, the power control unit gives priority to the measuring units with low power consumption based on the collected attribute information of the measuring units, and the second circuit is applied to some measuring units. It is configured to instruct power supply to the block. According to such a configuration, even if all measurement units cannot be activated, some measurement units can be activated.
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。 The connected measuring device according to the present invention includes a master unit connected to the terminal device, and one or more measuring units that are detachably connected to the master unit and receive power supply from the master unit. A measuring device having a power line and a data communication line interconnected between the connected units, the master unit having a power supply circuit for supplying power to the power line, and the measuring unit A first circuit block including a communication circuit for performing data communication with the master unit via the data communication line, a second circuit block capable of controlling power supply independently of the first circuit block, and a power line. And a unit power supply unit that supplies power to the first circuit block and the second circuit block. Based on an instruction from the master unit communication circuit is received, configured to supply power to the second circuit block.
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。 With such a configuration, first, power can be supplied to the first circuit block of each measurement unit to start the communication circuit, and power can be supplied to the second circuit block based on an instruction from the master unit. Therefore, each measurement unit can be activated in the low power mode in which communication with the master unit is possible, and then can be shifted to the full power mode in accordance with an instruction from the master unit.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, based on the connection state of the measurement unit which can be connected with a master unit, the connection type measuring device which starts the power supply to each measurement unit can be provided. In particular, it is possible to provide a connected measurement device that can switch the power supply source to the measurement unit according to the number of measurement units connected to the master unit. In addition, it is possible to provide a connected measurement device that supplies power to the measurement unit according to the attribute of the measurement unit connected to the master unit, in particular, the total power consumption.
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。 Moreover, according to this invention, the measurement unit and master unit which can be applied to the said connection type | mold measuring apparatus can be provided.
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。
FIG. 1 is a diagram showing a state of use of an example of a connection type measuring apparatus according to the present invention. A
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。
The connection
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。
The
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。
The
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。
The coupled measuring
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。
That is, when the
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。
Therefore, in the connected measuring
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。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of each unit constituting the coupled measuring
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。
The
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。
Each
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。
The adjacent units are connected with the
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。
In this way, if a plurality of
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。
When stacking connection is adopted, there is no limit to the number of units that can be connected, so even if external power is supplied from the
For this reason, in the connection
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。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the coupled measuring
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In the
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。
The
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。
In other words, hardware detection processing is performed by the power
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。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a combination of the connect signal CN1 and the multistage connect signal CN2 input to the
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。
Further, the connection signal CN1 is at the H level and the multistage connection signal CN2 is at the L level only when one
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。
In other cases, both the connect signal CN1 and the multistage connect signal CN2 are at the H level. Therefore, it can be determined that there are two or
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。
In this way, the power
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。 Here, a pull-down circuit (not shown) is inserted into the input terminal of the power supply control circuit 22 (the input terminal of the connect signal CN1 and the multistage connect signal CN2), and the L level is detected if it is in an open state. It is described as a thing.
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。
FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration example of the
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。
The switching means SW1 and SW2 are controlled by the power
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。
Since the
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。
The
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。
Transmission data from the
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。
The unit
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。
If the
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。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the
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。
The unit
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。
Specifically, the power supply by the
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。
The
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。
The
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。
When power supply from the
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。
Steps S101 to S109 in FIG. 7 are flowcharts showing an operation example when the
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)。
First, the power
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。
On the other hand, when external power is not supplied, the power
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。
If the determined number of measurement units is other than 1, the power
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。
Next, software detection processing is performed (step S106). The software detection process is performed when the activated
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。
Based on these unit types, the
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。
For example, when the number of connected measurement units is one and the power consumption is small, the measurement unit can be driven by a bus power supply even if no external power is supplied. However, if the power consumption is large, it may not be possible to drive only with the bus power supply. Further, even when external power is supplied, there are cases where the driving cannot be performed when there are a large number of
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。
The
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。
As a result, if all the
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。
On the other hand, when the total power consumption exceeds the rated power of the supply source, the
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)。
Steps S201 to S208 in FIG. 8 are flowcharts illustrating an operation example when the
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。
Next, when bus power or external power is supplied to the drive power supply line LS1, the
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。
The activated bus communication I /
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。
Further, when receiving an instruction to cancel the low power mode from the
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。
According to the present embodiment, the bus power is supplied from the
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。
Further, after supplying power only to the
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。
In the present embodiment, in the software detection process, each
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。
In the first embodiment, an example has been described in which the number of connected units is determined when external power is not supplied, and power supply to the drive power supply line LS1 is started if the determination result is one. On the other hand, in the present embodiment, a case will be described in which power supply is not started regardless of the number of measurement units when the power consumption of the connected
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。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the coupled measuring
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。
When the power consumption of the
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。
In the same way as the connect signal CN, the
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。
The
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。
The
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。
In the first embodiment, an example in which one multistage connect signal CN2 is used has been described. On the other hand, in the present embodiment, a case where two multistage connect signals CN2 and CN3 are used will be described.
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。
FIG. 10 is a block diagram showing another configuration example inside the connection
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。
In this case, the multistage connect signals CN2 and CN3 are input to the
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。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a combination of the connect signal CN1 and the multistage connect signals CN2 and CN3 input to the
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。
According to the present embodiment, two
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。
If the number of multi-stage connect signals is increased to 3 or more, it becomes possible to discriminate more measurement units in the same manner. Therefore, the present invention can also be applied to a case where
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。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, the case where the number of units connected in stacking is determined in the hardware detection process using the bus power supply has been described. On the other hand, in the present embodiment, a case will be described in which the total power consumption of the connected
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。
FIG. 12 is a block diagram showing another configuration example inside the connection
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。
The
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。
The
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。
When only the bus power is supplied, the
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。
Steps S301 to S310 in FIG. 13 are flowcharts showing an operation example at the time of activation of the
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。
If no external power is supplied, a hardware detection process is first performed (step S103). In this hardware detection process, the power
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。
However, even when no external power is supplied, the
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。
Embodiment 5 FIG.
In the first embodiment, in the software detection process, an example has been described in which all the
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。
Steps S401 to S411 in FIG. 14 are flowcharts showing an operation example at the time of activation of the
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)。
In step S407, when the total power consumption obtained from the unit type of each
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。
In this case, the bus communication I /
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。
In addition, the USB I /
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。
As a method for the
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。
In this embodiment, the example in which the
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。
Embodiment 6 FIG.
In the present embodiment, a correction method for the
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。
FIG. 15 is a schematic view showing a state of using the
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。
In this case, if there is a temperature difference Δt between the
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。
However, in the case of the
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。
The
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。
The correction data is determined based on the influence data from the own unit and the influence data from the adjacent unit. At that time, it is more desirable to consider the heat radiation efficiency. For example, based on the following first to third basic data, the
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。
First, the influence of the own unit (
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。
In addition, the influence of the
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。
Further, the difference in the influence of the first and second influence data on the temperature difference Δt due to the difference in heat dissipation efficiency, for example, whether or not the
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。
As another method for the
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
DESCRIPTION OF
200
31
Claims (16)
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。 A master unit having a power input unit that receives power supply from an external device, and a measuring circuit and a self unit that are detachably connected to the master unit, receive power supply via the power input unit, and perform measurement processing 1 or 2 or more measurement units having storage means for storing the attribute information,
A power control unit that is provided in the master unit and generates a power control signal based on attribute information stored in the storage unit;
A coupled measuring device provided on a circuit connecting the power input unit and the measuring circuit, and comprising power supply means for supplying power to the measuring circuit based on the power control signal.
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。 A connected measuring device comprising a master unit connected to a terminal device and one or more measuring units that are detachably connected to the master unit and receive power supply from the master unit,
A driving power line and a detection power line interconnected between the connected units;
The measurement unit is driven via the drive power supply line and the main circuit block is driven via the detection power supply line, and the connection notification signal is output to the master unit or the measurement unit adjacent to the master unit side. And a notification circuit,
The master unit includes a power supply circuit that supplies power to the drive power supply line, and a power supply control circuit that controls the power supply circuit based on a connection notification signal from an adjacent unit. Mold measuring device.
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。 The master unit is supplied with bus power from the terminal device and can supply external power having a larger power capacity than the bus power.
The power supply circuit comprises a power supply switching means for switching the supply source to the drive power supply line to a bus power supply or an external power supply, and a power supply output means for connecting the selected supply source to the drive power supply line,
The power supply control circuit controls the power supply output means based on a connection notification signal from an adjacent unit when a bus power supply is selected as a supply source to the drive power supply line. The connected measuring device described.
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。 The master unit has means for supplying bus power to the detection power line,
The connected measuring apparatus according to claim 4, wherein the power supply circuit starts power supply to the drive power supply line based on the start of supply of bus power from the terminal device.
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。 The measurement unit has a data communication line interconnected between adjacent units,
The main circuit block includes a first circuit block including a communication circuit that performs data communication with the master unit via a data communication line, a second circuit block capable of controlling power supply independently of the first circuit block, and driving And a unit power supply unit that is driven through the power supply line and supplies power to the first circuit block and the second circuit block.
3. The coupled measuring device according to claim 2, wherein the unit power supply unit supplies power to the second circuit block based on an instruction from the master unit received by the communication circuit.
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。 The master unit includes communication means for performing data communication with each measurement unit via a data communication line;
The power control means for collecting attribute information of each measurement unit via the communication means and instructing power supply to the second circuit block based on the collected attribute information. The connected measuring device according to 8.
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。 A connected measuring device comprising a master unit connected to a terminal device and one or more measuring units that are detachably connected to the master unit and receive power supply from the master unit,
A power line and a data communication line interconnected between the connected units;
The master unit has a power supply circuit for supplying power to the power supply line,
A first circuit block including a communication circuit in which the measurement unit performs data communication with the master unit via a data communication line; a second circuit block capable of controlling power supply independently of the first circuit block; A unit power supply unit that is driven through a line and supplies power to the first circuit block and the second circuit block;
The unit power supply unit supplies power to the second circuit block based on an instruction from the master unit received by the communication circuit.
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。 A measurement unit that is detachably connected to a master unit,
A drive power supply line and a detection power supply line interconnected between adjacent units;
A main circuit block driven via a driving power line;
A connection notification circuit that is driven via a power supply line for detection and outputs a connection notification signal to a master unit or a measurement unit adjacent to the master unit;
A measurement unit, wherein the connection notification circuit generates a connection notification signal based on a connection notification signal from a subsequent unit and outputs the connection notification signal to a master unit or a measurement unit adjacent to the master unit.
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。 With data communication lines interconnected between adjacent units,
The main circuit block includes a first circuit block including a communication circuit that performs data communication with the master unit via a data communication line, a second circuit block capable of controlling power supply independently of the first circuit block, and driving And a unit power supply unit that is driven through the power supply line and supplies power to the first circuit block and the second circuit block.
The measurement unit according to claim 13, wherein the unit power supply unit supplies power to the second circuit block based on an instruction from the master unit received by the communication circuit.
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。 A master unit that supplies bus power from a terminal device and can supply external power having a larger power capacity than bus power, and supplies power to one or more measurement units that are detachably connected. ,
Means for supplying bus power to the detection power line of the measurement unit;
Power supply switching means for selectively supplying bus power or external power to the drive power line of the measurement unit;
Power output means for connecting the selected supply source to the drive power line; and
A power control circuit that controls power output means based on a connection notification signal from a measurement unit driven by the detection power line when a bus power source is selected as a supply source to the drive power line. A master unit characterized by that.
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。 A communication means for performing data communication with a connected measuring unit via a data communication line;
The power control means for collecting attribute information of each measurement unit via the communication means and permitting an increase in power consumption in the measurement unit based on the collected attribute information. The master unit described in
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