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JP2007012019A - Sensor device - Google Patents

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JP2007012019A
JP2007012019A JP2005358733A JP2005358733A JP2007012019A JP 2007012019 A JP2007012019 A JP 2007012019A JP 2005358733 A JP2005358733 A JP 2005358733A JP 2005358733 A JP2005358733 A JP 2005358733A JP 2007012019 A JP2007012019 A JP 2007012019A
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JP
Japan
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sensor device
sensor
information processing
external information
command
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Pending
Application number
JP2005358733A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kaseda
健 忰田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teac Corp
Original Assignee
Teac Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】汎用性の高い計測システムを簡易に構成でき得るセンサ装置を提供する。
【解決手段】センサ装置10は、付加された荷重に応じた電圧信号を出力するロードセル(センサ本体)12と、回路基板14と、電源部16と、を備えており、これらは単一の筐体18に収容される。回路基板14には、ひずみアンプ24、A/D変換回路26、CPU30等が搭載されており、これらは、ロードセル12から出力された電圧信号に対して所定の信号処理を施して計測結果データを取得する信号処理手段として機能する。また、回路基板14には、USB通信により、前記計測結果データを含む各種情報を外部情報処理装置との間で遣り取りする通信手段として機能するUSBインターフェース28も搭載されている。USBインターフェース28を設けることにより、単一の外部情報処理装置に接続されるセンサ装置10の数を簡易に増減できる。
【選択図】図1
Provided is a sensor device capable of easily configuring a highly versatile measurement system.
A sensor device includes a load cell (sensor body) that outputs a voltage signal corresponding to an applied load, a circuit board, and a power supply unit. Housed in the body 18. The circuit board 14 is equipped with a strain amplifier 24, an A / D conversion circuit 26, a CPU 30, and the like, which perform predetermined signal processing on the voltage signal output from the load cell 12 to obtain measurement result data. It functions as a signal processing means to acquire. The circuit board 14 is also equipped with a USB interface 28 that functions as a communication means for exchanging various types of information including the measurement result data with an external information processing apparatus by USB communication. By providing the USB interface 28, the number of sensor devices 10 connected to a single external information processing device can be easily increased or decreased.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、計測の対象となる物理量を検出するセンサ本体と当該センサ本体に関連する各種機器をユニット化したセンサ装置に関する。   The present invention relates to a sensor main body that detects a physical quantity to be measured and a sensor device in which various devices related to the sensor main body are unitized.

従来から、ロードセル等のセンサが広く知られている。センサは、計測対象となる物理量を示すアナログの検出信号、例えば、電圧信号等を出力する。センサから出力された電圧信号等のアナログ検出信号は、アンプで増幅された後、A/Dコンバータでデジタル値に変換され、RS232C等の通信線を介して情報処理装置に出力されていた。ここで、従来においては、アンプやA/Dコンバータ等は、センサとは別個の独立した装置が用いられていた。そのため、ユーザは、物理量計測に際して、センサや、アンプ、A/Dコンバータ等をそれぞれ接続する必要があり手間であった。さらに、それぞれ別個の独立した装置を用いる場合、アナログの信号線が長くなりがちで、ノイズの影響を受けやすいという問題もあった。   Conventionally, sensors such as load cells are widely known. The sensor outputs an analog detection signal indicating a physical quantity to be measured, for example, a voltage signal. An analog detection signal such as a voltage signal output from the sensor is amplified by an amplifier, converted to a digital value by an A / D converter, and output to an information processing apparatus via a communication line such as RS232C. Here, conventionally, amplifiers, A / D converters, and the like have used independent devices separate from the sensors. Therefore, the user needs to connect a sensor, an amplifier, an A / D converter, and the like when measuring the physical quantity, which is troublesome. Further, when separate and independent devices are used, there is a problem that analog signal lines tend to be long and are easily affected by noise.

そこで、下記特許文献1,2には、アンプやA/Dコンバータをセンサの一種であるロードセルと同一の筐体内に収容し、ロードセルと一体化したロードセル装置が開示されている。これによれば、各々を接続する手間を省略でき、また、アナログの信号線を省略できるのでノイズの影響を低減できる。   Therefore, Patent Documents 1 and 2 below disclose a load cell device in which an amplifier and an A / D converter are housed in the same casing as a load cell that is a type of sensor and integrated with the load cell. According to this, the trouble of connecting each of them can be omitted, and an analog signal line can be omitted, so that the influence of noise can be reduced.

特開昭54−030881号公報JP 54-030881 A 特開平08−075572号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-075572

ところで、センサは、同時に複数用いられることが多い。例えば、ロードセル装置を四点支持のホッパーに用いる場合、四つの支持部にそれぞれ一つずつ、計四つのロードセル装置を設けていた。そして、この四つのロードセル装置の計測結果を情報処理装置に出力し、加算した値をホッパー重量として得ていた。また、検出精度向上を目的として、複数のセンサで同一の物理量を検出し、得られた複数のセンサからの検出値を情報処理装置で平均化する場合も多い。このセンサと情報処理装置との接続は、従来、RS232Cの通信線を用いていた。しかし、RS232Cで接続する場合、情報処理装置に設けられた一つのRS232Cポートには、一つのセンサしか接続できない。そのため、単一の情報処理装置に接続できるセンサの数は、当該情報処理装置が備えるRS232Cポートの数に制限されていた。したがって、計測システムの構成変更に伴い、センサの数が増えた場合には、情報処理装置の数も増やす必要があり、システムの汎用性を低下させていた。特許文献1,2には、かかる情報処理装置との接続、特に、柔軟性の高い接続は考慮されていなかった。   By the way, a plurality of sensors are often used simultaneously. For example, when the load cell device is used for a four-point support hopper, a total of four load cell devices are provided, one for each of the four support portions. And the measurement result of these four load cell apparatuses was output to the information processing apparatus, and the added value was obtained as the hopper weight. For the purpose of improving detection accuracy, the same physical quantity is detected by a plurality of sensors, and the detected values from the obtained sensors are often averaged by an information processing apparatus. Conventionally, an RS232C communication line has been used for connection between the sensor and the information processing apparatus. However, when connecting with RS232C, only one sensor can be connected to one RS232C port provided in the information processing apparatus. For this reason, the number of sensors that can be connected to a single information processing apparatus is limited to the number of RS232C ports provided in the information processing apparatus. Therefore, when the number of sensors increases with the configuration change of the measurement system, it is necessary to increase the number of information processing devices, which reduces the versatility of the system. Patent Documents 1 and 2 do not consider connection with such an information processing apparatus, in particular, highly flexible connection.

そこで、本発明では、汎用性の高い計測システムが簡易に構成でき得るセンサ装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a sensor device that can easily configure a highly versatile measurement system.

本発明のセンサ装置は、計測の対象となる物理量を検出するセンサ本体と、センサ本体から出力された検出信号に対して所定の信号処理を施して計測結果データを取得する信号処理手段と、ネットワーク通信、USB通信、および、電力線通信のいずれかを介して、前記計測結果データを含む各種情報を外部情報処理装置との間で遣り取りする通信手段と、少なくとも、センサ本体、信号処理手段、通信手段を収容する単一の筐体と、を備えることを特徴とする。   The sensor device of the present invention includes a sensor main body that detects a physical quantity to be measured, a signal processing unit that performs predetermined signal processing on a detection signal output from the sensor main body to obtain measurement result data, and a network Communication means for exchanging various types of information including the measurement result data with an external information processing apparatus via any one of communication, USB communication, and power line communication; and at least a sensor body, signal processing means, and communication means And a single housing for housing the device.

好適な態様で、センサ本体は、対象物の運動量を検出する運動量センサ、または、対象物の力学量を検出する力学量センサである。力学量センサとしては、付加された圧力を計測するロードセルなどが該当する。運動量センサとしては、対象物の加速度を計測する加速度センサなどが該当する。   In a preferred embodiment, the sensor body is a momentum sensor that detects the momentum of the object or a mechanical quantity sensor that detects the amount of dynamics of the object. As the mechanical quantity sensor, a load cell for measuring the applied pressure is applicable. An example of the momentum sensor is an acceleration sensor that measures the acceleration of an object.

他の好適な態様では、信号処理手段は、少なくとも、センサ本体から出力されたアナログの検出信号を増幅する増幅手段と、増幅されたアナログの検出信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、を備える。信号処理手段は、さらに、A/D変換手段によりデジタル変換された検出信号に基づき、センサ本体で検出された検出値を計測対象の物理量の単位に変換して計測結果データとして算出する物理量変換手段を備えることが望ましい。信号処理手段は、さらに、校正作業により得られた補正値に基づき、計測結果データを補正する補正手段を備えることも望ましい。   In another preferred aspect, the signal processing means includes at least an amplification means for amplifying the analog detection signal output from the sensor body, and an A / D conversion means for converting the amplified analog detection signal into a digital signal. . The signal processing means further converts the detected value detected by the sensor body into a unit of a physical quantity to be measured and calculates it as measurement result data based on the detection signal digitally converted by the A / D conversion means. It is desirable to provide. It is desirable that the signal processing means further includes a correction means for correcting the measurement result data based on the correction value obtained by the calibration work.

他の好適な態様として、さらに、センサ本体に基準の物理量が付与された場合に、本来、センサ本体から出力されるべき検出値を基準検出値として記憶する記憶手段と、実際にセンサ本体に基準の物理量が付与された場合に、センサ本体から実際に出力された実測検出値と、記憶手段に記憶された基準検出値と、の比較に基づき計測結果データの補正に用いられる補正値を算出する校正手段と、を備える。   As another preferable aspect, when a reference physical quantity is given to the sensor body, storage means for storing a detection value that should be output from the sensor body as a reference detection value, and a reference to the sensor body in practice. When the physical quantity is given, a correction value used for correcting the measurement result data is calculated based on a comparison between the actually detected detection value actually output from the sensor body and the reference detection value stored in the storage means. Calibration means.

他の好適な態様として、さらに、外部情報処理装置と共通の複数のコマンドと、各コマンドが示す処理内容と、を記憶するコマンド記憶手段と、外部情報処理装置との間で送受信されるコマンドの内容をコマンド記憶手段を参照して解釈するコマンド解釈手段と、を有し、外部情報処理装置との間での命令の遣り取りは、コマンドを介して行われる。   As another preferred aspect, a command storage means for storing a plurality of commands common to the external information processing apparatus and processing contents indicated by each command, and a command transmitted / received between the external information processing apparatus Command interpreting means for interpreting the contents with reference to the command storage means, and exchange of instructions with the external information processing apparatus is performed via commands.

他の好適な態様として、前記筐体の外表面には、外部情報処理装置で認識される当該センサ装置の識別子が掲示される。また、さらに、前記通信手段とは別に当該センサ装置をモニタするための信号を出力する出力ポートを備えることも好適である。この場合、さらに、外部情報処理装置から特定の信号が送信された場合に、その旨を前記出力ポートを介してユーザに提示する提示手段を備えることが望ましい。また、さらに、前記通信手段とは別に当該センサ装置の測定をサポートするための信号を入力する入力ポートを備えることも好適である。この場合、さらに、ユーザによりON/OFF操作される操作子を備え、前記通信手段は、前記入力ポートを介して入力される当該操作子のON/OFF状況を外部情報処理装置に送信することが望ましい。   As another preferred embodiment, an identifier of the sensor device recognized by the external information processing device is posted on the outer surface of the housing. Furthermore, it is preferable that an output port for outputting a signal for monitoring the sensor device is provided separately from the communication unit. In this case, it is preferable that the information processing apparatus further includes a presentation unit that presents a message to the user via the output port when a specific signal is transmitted from the external information processing apparatus. Further, it is preferable that an input port for inputting a signal for supporting measurement of the sensor device is provided separately from the communication unit. In this case, it is further provided with an operator that is turned ON / OFF by the user, and the communication means transmits the ON / OFF status of the operator inputted via the input port to the external information processing apparatus. desirable.

本発明をロードセル装置に適用することにより、付加された荷重に応じた電圧信号を出力するロードセルと、ロードセルから出力された電圧信号に対して所定の信号処理を施して計測結果データを取得する信号処理手段と、ネットワーク通信またはUSB通信により、前記計測結果データを含む各種情報を外部情報処理装置との間で遣り取りする通信手段と、信号処理手段およびロードセルに駆動電力を供給する電力供給手段と、ロードセル、信号処理手段、通信手段、および、電力供給手段を収容する単一の筐体と、を備えるロードセル装置を得ることができる。   By applying the present invention to a load cell device, a load cell that outputs a voltage signal corresponding to an applied load, and a signal that performs predetermined signal processing on the voltage signal output from the load cell to obtain measurement result data Processing means; communication means for exchanging various types of information including the measurement result data with an external information processing device by network communication or USB communication; power supply means for supplying drive power to the signal processing means and the load cell; A load cell device including a load cell, a signal processing unit, a communication unit, and a single housing that houses a power supply unit can be obtained.

本発明によれば、ネットワーク通信、USB通信、および、電力線通信のいずれかの通信インターフェースを備えている。これらの通信インターフェースによれば、外部情報処理装置に接続されるセンサ装置の数を適宜、簡易に増減できる。その結果、汎用性の高い計測システムが簡易に構成できる。   According to the present invention, a communication interface of any one of network communication, USB communication, and power line communication is provided. According to these communication interfaces, the number of sensor devices connected to the external information processing apparatus can be easily and appropriately increased or decreased. As a result, a highly versatile measurement system can be easily configured.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態であるセンサ装置10の概略構成を示すブロック図である。このセンサ装置10は、センサ本体として、ひずみゲージ22等の性質を利用して荷重を計測するロードセルを、用いた装置である。本実施形態のセンサ装置10は、その計測結果を外部の情報処理装置(例えば、パーソナルコンピュータなど)で利用する場合に特に好適な構成となっている。特に、複数のセンサ装置10での計測結果を単一の情報処理装置で利用する場合に好適な構成となっている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a sensor device 10 according to an embodiment of the present invention. This sensor device 10 is a device using a load cell that measures a load by utilizing the properties of a strain gauge 22 or the like as a sensor body. The sensor device 10 of the present embodiment has a particularly suitable configuration when the measurement result is used by an external information processing device (for example, a personal computer). In particular, the configuration is suitable when the measurement results of the plurality of sensor devices 10 are used in a single information processing device.

ロードセル12は、センサ本体として機能するもので、起歪部20とひずみゲージ22とを備えており、荷重付加により起歪部20が変形すれば、ひずみゲージ22から電圧信号が出力される。起歪部20は、柱状や梁状、あるいは、ダイアフラム状の弾性体で、荷重を受けて微小変形する。ひずみゲージ22は、この起歪部20に貼着されており、起歪部20の変形量に応じた電圧を生じる。ひずみゲージ22で生じた電圧は、ブリッジ回路(図示せず)により検出され、回路基板14へと出力される。   The load cell 12 functions as a sensor body, and includes a strain generating portion 20 and a strain gauge 22. When the strain generating portion 20 is deformed by applying a load, a voltage signal is output from the strain gauge 22. The strain generating portion 20 is a columnar, beam-like, or diaphragm-like elastic body, and undergoes minute deformation upon receiving a load. The strain gauge 22 is attached to the strain generating portion 20 and generates a voltage corresponding to the deformation amount of the strain generating portion 20. The voltage generated in the strain gauge 22 is detected by a bridge circuit (not shown) and output to the circuit board 14.

回路基板14は、CPU30やメモリ32、A/D変換回路26、ひずみアンプ24などが搭載された基板である。この回路基板14は、ロードセル12とともに筐体18の内部に収容される。回路基板14のひずみアンプ24には、ブリッジ回路で検出された電圧が入力される。ひずみアンプ24は、ロードセル12から出力された電圧を増幅したうえで、A/D変換回路26に出力する。このとき、必要に応じて、ノイズ除去などの処理が施される。A/D変換回路26は、ひずみアンプ24から出力されたアナログの電圧信号を、デジタル値に変換する。デジタル値に変換された電圧信号は、オリジナルデータとして、メモリ32に記憶される。   The circuit board 14 is a board on which the CPU 30, the memory 32, the A / D conversion circuit 26, the strain amplifier 24, and the like are mounted. The circuit board 14 is accommodated in the housing 18 together with the load cell 12. The voltage detected by the bridge circuit is input to the strain amplifier 24 of the circuit board 14. The strain amplifier 24 amplifies the voltage output from the load cell 12 and then outputs the amplified voltage to the A / D conversion circuit 26. At this time, processing such as noise removal is performed as necessary. The A / D conversion circuit 26 converts the analog voltage signal output from the distortion amplifier 24 into a digital value. The voltage signal converted into a digital value is stored in the memory 32 as original data.

メモリ32には、このオリジナルデータのほか、各種設定値や、メモデータ、プログラム、コマンド情報等が記憶される。メモリ32に記憶される設定値としては、オリジナルデータの補正処理に用いられる補正値などがある。この補正値は、定期的に行われるセンサ装置10の校正作業時に取得され、修正される。   In addition to the original data, the memory 32 stores various setting values, memo data, programs, command information, and the like. The set value stored in the memory 32 includes a correction value used for correction processing of original data. This correction value is acquired and corrected during calibration work of the sensor device 10 that is performed periodically.

メモデータは、ユーザが必要とする各種情報であり、出荷時に記録される当該センサ装置10の性能情報や、ユーザによって記録されるユーザ情報などを含む。性能情報としては、当該ロードセル12の計測荷重の上限値や下限値、許容温度範囲などの情報が含まれる。これらの情報は、出荷時に記憶され、その後、変更されることは無い。一方、ユーザ情報は、適宜、ユーザが記録、変更、削除が可能な情報で、例えば、当該センサ装置10の管理番号や、設置場所などが含まれる。ユーザは、後述するUSB通信を介して、これらの情報をメモリ32に記憶させることができる。また、メモデータは、適宜、USB通信を介して、情報処理装置で読み出すことができる。したがって、ユーザは、センサ装置10から離れた場所でも、各センサ装置10の性能情報や、設置場所等を知ることができる。   The memo data is various information required by the user, and includes performance information of the sensor device 10 recorded at the time of shipment, user information recorded by the user, and the like. The performance information includes information such as an upper limit value and a lower limit value of the measured load of the load cell 12 and an allowable temperature range. These pieces of information are stored at the time of shipment and are not changed thereafter. On the other hand, the user information is information that can be appropriately recorded, changed, and deleted by the user, and includes, for example, the management number of the sensor device 10 and the installation location. The user can store these pieces of information in the memory 32 via USB communication described later. Also, the memo data can be read out by the information processing apparatus via USB communication as appropriate. Therefore, the user can know the performance information of each sensor device 10, the installation location, and the like even at a location away from the sensor device 10.

また、メモリ32に記憶されたオリジナルデータは、CPU30により、補正処理、物理量換算処理などの信号処理が施された後、計測結果データとして、USBインターフェース28を介して、外部情報処理装置に出力される。CPU30にて行われる信号処理の内容については、後に詳説する。   The original data stored in the memory 32 is subjected to signal processing such as correction processing and physical quantity conversion processing by the CPU 30, and then output to the external information processing apparatus via the USB interface 28 as measurement result data. The The contents of the signal processing performed by the CPU 30 will be described in detail later.

さらに、メモリには、コマンド情報も記憶される。コマンドは、外部情報処理装置と遣り取りされる命令文である。メモリには、複数のコマンドと、各コマンドが示す処理内容と、が関連付けられてコマンド情報として記憶されている。CPUは、このコマンド情報を参照して、外部情報処理装置との間で遣り取りされるコマンドを解釈する。   Further, command information is also stored in the memory. The command is a command sentence exchanged with the external information processing apparatus. In the memory, a plurality of commands and processing contents indicated by the commands are associated with each other and stored as command information. The CPU interprets commands exchanged with the external information processing apparatus with reference to the command information.

USBインターフェース28は、外部情報処理装置との間で、USB通信を可能とするためのインターフェースで、USBポートや、USB通信に必要なプログラムなどを備える。USBは、周知の通り、シリアルインターフェース規格の一つである。センサ装置10で計測された計測結果データや、メモデータなどは、このUSBインターフェース28により、外部情報処理装置へと出力される。このUSBインターフェース28を設けることにより、センサ装置10は外部情報処理装置にとって一種のUSB機器として機能する。そして、センサ装置10を一種のUSB機器として機能させることにより、外部情報処理装置に接続でき得るロードセル装置の数を容易に増減できる。すなわち、通常、情報処理装置は、複数のUSBポートを有しており、このポート数分だけUSB機器を接続できる。また、情報処理装置とUSB機器との間に、複数のUSBケーブルを分岐、中継する集線装置であるUSB用HUBを設けることで、より多数のUSB機器を接続できる。換言すれば、適宜、USB用HUBを利用することにより、接続可能なUSB機器の数を適宜、増減できる。したがって、情報処理装置とロードセル装置との間にUSB用HUB100を介在させれば、単一の情報処理装置に接続されるセンサ装置10の数を容易に増やすことができる。その結果、汎用性の高い荷重計測システムを簡易に構成できる。   The USB interface 28 is an interface for enabling USB communication with an external information processing apparatus, and includes a USB port, a program necessary for USB communication, and the like. As is well known, USB is one of serial interface standards. Measurement result data, memo data, and the like measured by the sensor device 10 are output to the external information processing apparatus via the USB interface 28. By providing the USB interface 28, the sensor device 10 functions as a kind of USB device for the external information processing apparatus. Then, by causing the sensor device 10 to function as a kind of USB device, the number of load cell devices that can be connected to the external information processing device can be easily increased or decreased. That is, normally, the information processing apparatus has a plurality of USB ports, and USB devices can be connected by the number of ports. Further, by providing a USB HUB that is a line concentrator for branching and relaying a plurality of USB cables between the information processing device and the USB device, more USB devices can be connected. In other words, the number of connectable USB devices can be appropriately increased or decreased by appropriately using the USB HUB. Therefore, if the USB HUB 100 is interposed between the information processing device and the load cell device, the number of sensor devices 10 connected to a single information processing device can be easily increased. As a result, a highly versatile load measuring system can be easily configured.

CPU30は、記述のひずみアンプ24や、A/D変換回路26、USBインターフェース28等を制御する制御部として機能する。また、CPU30は、USBインターフェース28を介して、情報処理装置から送られたコマンドを解釈し、当該コマンドに応じた処理を実行する。このコマンドについては、後に詳説する。さらに、CPU30は、必要に応じて、メモリ32に記憶されているオリジナルデータに対して補正処理や物理量換算処理などの信号処理を施す。これについても、後に、詳説する。   The CPU 30 functions as a control unit that controls the described distortion amplifier 24, the A / D conversion circuit 26, the USB interface 28, and the like. Further, the CPU 30 interprets a command sent from the information processing apparatus via the USB interface 28 and executes a process according to the command. This command will be described in detail later. Furthermore, the CPU 30 performs signal processing such as correction processing and physical quantity conversion processing on the original data stored in the memory 32 as necessary. This will also be described in detail later.

電源部16は、回路基板14およびロードセル12の駆動電力を供給するもので、乾電池やバッテリ等の携帯電源である。なお、かかる携帯電源を用いず、外部から電力供給を受ける形態としてもよい。また、USBインターフェース28にバスパワー機能を備えたものを用いれば、この電源部16は不要となり、USBインターフェースが電力供給手段として機能することになる。すなわち、近年のUSBインターフェース28の中には、USBケーブルを介して電力供給可能なバスパワー機能を備えたものがある。このパスパワー機能搭載のUSBインターフェース28を用いれば、5V,500mAの電力供給が可能となるため、電源部16は不要となる。   The power supply unit 16 supplies driving power for the circuit board 14 and the load cell 12, and is a portable power source such as a dry battery or a battery. In addition, it is good also as a form which receives electric power supply from the exterior, without using this portable power supply. If the USB interface 28 having a bus power function is used, the power supply unit 16 is not necessary, and the USB interface functions as a power supply unit. That is, some recent USB interfaces 28 have a bus power function that can supply power via a USB cable. If the USB interface 28 equipped with the pass power function is used, it is possible to supply 5 V and 500 mA, so that the power supply unit 16 is not necessary.

以上のロードセル12、回路基板14、および、電源部16は、全て、単一の筐体18の内部に固定され、収容される。そのため、ユーザは、ひずみアンプ24やA/D変換回路26等を意識することなく、センサ装置10を簡易に取り扱うことができる。すなわち、従来では、ロードセルや、ひずみアンプ、A/D変換装置等は、全て、別個の筐体に収容された別個の装置であった。そのため、ユーザは、ロードセルを用いて荷重計測する場合には、ロードセルの性能に応じたひずみアンプ、A/D変換装置、電源装置等をそれぞれ、選択、用意し、これらを接続する必要があった。現在、市場には、多種類のひずみアンプ等が流通しており、これらの中からロードセルの性能に応じたものを選択するのは、煩雑であった。また、選択されたひずみアンプ等を接続する作業もユーザにとって手間であった。一方、本実施形態では、予め、ロードセル12の性能に応じたひずみアンプ24等が回路基板14に組み込まれ、さらに、この回路基板14がロードセル12と共通の筐体18の内部に収容されている。したがって、荷重計測の際に、ひずみアンプ等の選択や接続といった手間が不要となり、ユーザは簡易に荷重計測を行うことができる。また、アンプ等をロードセル12と同一の筐体18に収容することにより、アナログの信号線の距離を短くでき、ノイズの影響を低減できる。   The load cell 12, the circuit board 14, and the power supply unit 16 are all fixed and accommodated inside a single casing 18. Therefore, the user can easily handle the sensor device 10 without being aware of the strain amplifier 24, the A / D conversion circuit 26, and the like. That is, conventionally, load cells, strain amplifiers, A / D converters, and the like are all separate devices housed in separate housings. Therefore, when the load measurement is performed using the load cell, the user has to select and prepare a strain amplifier, an A / D conversion device, a power supply device, etc. according to the performance of the load cell, and connect them. . Currently, there are many types of strain amplifiers on the market, and it is complicated to select one according to the performance of the load cell from these. In addition, the operation of connecting the selected strain amplifier or the like is troublesome for the user. On the other hand, in the present embodiment, a strain amplifier 24 or the like corresponding to the performance of the load cell 12 is incorporated in the circuit board 14 in advance, and the circuit board 14 is accommodated in a case 18 that is shared with the load cell 12. . This eliminates the need for selecting and connecting a strain amplifier and the like during load measurement, and allows the user to easily perform load measurement. Further, by housing an amplifier or the like in the same housing 18 as the load cell 12, the distance of the analog signal line can be shortened, and the influence of noise can be reduced.

次に、このセンサ装置10のCPU30が行うオリジナルデータに対する信号処理について説明する。ロードセル12から出力された電圧信号は、ひずみアンプ24で増幅された後、A/D変換回路26でデジタル値に変換され、オリジナルデータとしてメモリ32に記憶される。ロードセル12から出力される電圧値は、センサ装置10に付加された荷重に比例するため、当該電圧値を増幅、A/D変換したオリジナルデータがあれば、付加荷重の大きさが一応は分かるようになっている。しかし、荷重計測を目的とするユーザにとって、電圧値を示すオリジナルデータは、取り扱いづらいデータである。そこで、CPU30は、当該オリジナルデータを、ユーザが所望する物理量に換算する信号処理を実行する。具体的には、オリジナルデータで示される電圧値を、ユーザが所望する荷重値(N)に変換する。変換されたデータは、計測結果データとして、USBインターフェース28を介して外部情報処理装置に出力される。外部情報処理装置では、荷重値に変換済みのデータが表示されるため、ユーザは計測結果を容易に認識することができる。   Next, signal processing for original data performed by the CPU 30 of the sensor device 10 will be described. The voltage signal output from the load cell 12 is amplified by the distortion amplifier 24, converted to a digital value by the A / D conversion circuit 26, and stored in the memory 32 as original data. Since the voltage value output from the load cell 12 is proportional to the load applied to the sensor device 10, if there is original data obtained by amplifying and A / D converting the voltage value, the magnitude of the applied load can be understood for the time being. It has become. However, the original data indicating the voltage value is difficult to handle for a user who intends to measure the load. Therefore, the CPU 30 executes signal processing for converting the original data into a physical quantity desired by the user. Specifically, the voltage value indicated by the original data is converted into a load value (N) desired by the user. The converted data is output as measurement result data to the external information processing apparatus via the USB interface 28. In the external information processing apparatus, the data converted into the load value is displayed, so that the user can easily recognize the measurement result.

ところで、この電圧/荷重変換は、予め設定された電圧出力特性(付加荷重に対する出力電圧値の比)に基づいて行われる。この電圧出力特性は、センサ装置10の出荷時に所定の値に設定される。したがって、出荷直後のセンサ装置10であれば、予め設定された初期電圧出力特性に基づいて電圧/荷重変換すれば、正確な付加荷重値が得られる。しかし、この電圧出力特性は、センサ装置10の使用環境や、経年変化により、変化する。例えば、出荷時には、1Nで1mVの電圧出力していたロードセル12が、劣化等により1Nで0.9mVの電圧出力となる場合がある。この場合に、初期設定された電圧出力特性に基づいて物理量換算を行った場合、正確な付加荷重量が得られない。   By the way, this voltage / load conversion is performed based on a preset voltage output characteristic (ratio of output voltage value to additional load). This voltage output characteristic is set to a predetermined value when the sensor device 10 is shipped. Therefore, in the case of the sensor device 10 immediately after shipment, an accurate additional load value can be obtained by performing voltage / load conversion based on a preset initial voltage output characteristic. However, this voltage output characteristic changes depending on the usage environment of the sensor device 10 and aging. For example, the load cell 12 that outputs a voltage of 1 mV at 1N at the time of shipment may have a voltage output of 0.9 mV at 1N due to deterioration or the like. In this case, when physical quantity conversion is performed based on the initially set voltage output characteristics, an accurate additional load amount cannot be obtained.

そこで、従来から、ユーザは、定期的に校正作業を行い、その時点での電圧出力特性を取得していた。具体的には、基準荷重をロードセル12に付加し、その際、出力される電圧値に基づいて、その時点での電圧出力特性を算出していた。そして、校正作業の結果、得られた電圧出力特性に基づいて、出力電圧の値を補正していた。しかし、この出力電圧値の補正をユーザが行うのは煩雑であるばかりでなく、補正の計算ミスや計算忘れに起因する最終計測結果の不正確さも招いていた。   Therefore, conventionally, the user has periodically performed calibration work and acquired the voltage output characteristics at that time. Specifically, a reference load is applied to the load cell 12, and the voltage output characteristics at that time are calculated based on the output voltage value. Then, as a result of the calibration work, the value of the output voltage is corrected based on the obtained voltage output characteristics. However, it is not only complicated for the user to correct the output voltage value, but also the final measurement result is inaccurate due to a correction calculation error or forgetting calculation.

そこで、本実施形態のセンサ装置10のCPU30は、この計測結果の補正処理も行う。すなわち、予めメモリ32に記憶されている補正値に基づき、オリジナルデータ、または、オリジナルデータを物理量変換した後の計測結果データの補正を行う。センサ装置10で、一括して、補正処理を行うことにより、ユーザはより簡易に、より正確な計測値を得ることができる。なお、メモリ32に記憶される補正値は、校正作業のたびに、更新される。また、本実施形態のセンサ装置10では、このメモリ32に記憶される補正値は、校正作業時においてCPU30により自動的に算出される。   Therefore, the CPU 30 of the sensor device 10 according to the present embodiment also performs correction processing of the measurement result. That is, based on the correction value stored in the memory 32 in advance, the original data or the measurement result data after the physical data conversion of the original data is corrected. By performing correction processing collectively with the sensor device 10, the user can obtain a more accurate measurement value more easily. The correction value stored in the memory 32 is updated every time calibration is performed. In the sensor device 10 of the present embodiment, the correction value stored in the memory 32 is automatically calculated by the CPU 30 during calibration work.

次に、センサ装置10と外部情報処理装置とのUSB通信において用いられるコマンドについて説明する。コマンドは、所定の処理内容を示す命令文で、センサ装置10および外部情報処理装置は、互いに共通のコマンドを記憶している。センサ装置10のCPU30は、外部情報処理装置からコマンドを受信すれば、当該コマンドを解釈し、その内容に応じた処理を実行する。両装置間で遣り取りされるコマンドの種類としては、データ送受信開始・終了コマンド、校正作業開始・終了コマンド、メモデータ記録・読出コマンド、各種エラー通知コマンドなどがある。データ送受信開始コマンドは、外部情報処理装置からセンサ装置10へ送信されるコマンドであり、当該コマンドを受信したセンサ装置10は計測された結果データを外部情報処理装置へと送信する。この計測結果データの送信は、外部情報処理装置からデータ送受信終了コマンドが送信されるまで継続して行われる。なお、このとき、送信される計測結果データは、物理量変換処理、および、補正処理がなされたデータである。したがって、ユーザは、外部情報処理装置に送信されたデータをそのまま使用することができる。   Next, commands used in USB communication between the sensor device 10 and the external information processing device will be described. The command is a command statement indicating a predetermined processing content, and the sensor device 10 and the external information processing device store a common command. When receiving a command from the external information processing device, the CPU 30 of the sensor device 10 interprets the command and executes a process according to the content. The types of commands exchanged between the two apparatuses include a data transmission / reception start / end command, a calibration work start / end command, a memo data recording / reading command, and various error notification commands. The data transmission / reception start command is a command transmitted from the external information processing apparatus to the sensor apparatus 10, and the sensor apparatus 10 that has received the command transmits the measured result data to the external information processing apparatus. This measurement result data is continuously transmitted until a data transmission / reception end command is transmitted from the external information processing apparatus. At this time, the transmitted measurement result data is data that has been subjected to physical quantity conversion processing and correction processing. Therefore, the user can use the data transmitted to the external information processing apparatus as it is.

校正作業開始コマンドは、外部情報処理装置からセンサ装置10に送信されるコマンドである。このコマンドは、センサ装置10の校正作業を行う際に送信される。当該コマンドを受信したセンサ装置10は、その駆動モードを通常計測モードから校正モードへと切り替える。通常計測モードは、通常の荷重計測を行うモードである。校正モードは、校正作業用のモードである。ユーザは、センサ装置10の駆動モードが校正モードになれば、センサ装置10に対して、所定の基準荷重(例えば1Nなど)を付加する。この基準荷重付加に対するロードセル12からの出力電圧は、校正電圧値としてメモリ32に一時記憶される。また、メモリ32には、基準荷重を付加した際に、本来得られるべき出力電圧値、すなわち、基準電圧値が予め記憶されている。CPU30は、この校正電圧値と、基準電圧値と、の差異量を算出し、当該差異量を補正値として、メモリ32に記憶する。以降の荷重計測においては、この補正値に基づき、出力電圧値の補正が行われる。CPU30は、補正値の算出が終了すれば、外部情報処理装置に対して、校正作業終了コマンドを送信するとともに、その駆動モードを通常計測モードへと切り替える。外部情報処理装置は、校正作業終了コマンドを受信すれば、校正作業の正常終了をユーザに提示する。なお、センサ装置10のCPU30は、校正電圧値と基準電圧値との差異量があまりに大きい場合には、校正作業に何らかの問題があったと判断し、外部情報処理装置に対して校正エラー通知コマンドを送信するとともに、校正モードを終了する。   The calibration work start command is a command transmitted from the external information processing apparatus to the sensor device 10. This command is transmitted when the sensor device 10 is calibrated. The sensor device 10 that has received the command switches the drive mode from the normal measurement mode to the calibration mode. The normal measurement mode is a mode for performing normal load measurement. The calibration mode is a mode for calibration work. When the driving mode of the sensor device 10 is the calibration mode, the user applies a predetermined reference load (for example, 1N) to the sensor device 10. The output voltage from the load cell 12 with respect to the addition of the reference load is temporarily stored in the memory 32 as a calibration voltage value. The memory 32 stores in advance an output voltage value that should be originally obtained when a reference load is applied, that is, a reference voltage value. The CPU 30 calculates a difference amount between the calibration voltage value and the reference voltage value, and stores the difference amount in the memory 32 as a correction value. In the subsequent load measurement, the output voltage value is corrected based on this correction value. When the calculation of the correction value is completed, the CPU 30 transmits a calibration work end command to the external information processing apparatus and switches the drive mode to the normal measurement mode. When the external information processing apparatus receives the calibration work end command, the external information processing apparatus presents the normal end of the calibration work to the user. If the difference between the calibration voltage value and the reference voltage value is too large, the CPU 30 of the sensor device 10 determines that there is some problem in the calibration work, and issues a calibration error notification command to the external information processing apparatus. At the same time, the calibration mode is terminated.

メモデータ記録コマンドは、外部情報処理装置からセンサ装置10に送信されるコマンドである。外部情報処理装置は、当該コマンドとともに、記録対象データであるメモデータも送信する。当該コマンドを受信したCPU30は、一緒に送信されたメモデータをメモリ32に記憶させる。このメモデータの内容は、ユーザが適宜、設定可能であり、例えば、センサ装置10の設置場所や管理番号などがメモデータとして送信される。メモデータ読出コマンドも外部情報処理装置からセンサ装置10に送信されるコマンドであり、当該コマンドを受信したセンサ装置10は、メモリ32に記憶されているメモデータを外部情報処理装置に送信する。ここで、送信されるメモデータとしては、メモデータ記録コマンドで記録されたユーザ設定のメモデータのほかに、出荷時にメモリ32に記憶されたセンサ装置10の性能情報なども送信される。外部情報処理装置は、送信されたメモデータをユーザに提示する。これにより、ユーザは、センサ装置10から離れた場所でも、各センサ装置10に記憶されたメモデータ、例えば、設置場所や、性能情報などを認識することができる。   The memo data recording command is a command transmitted from the external information processing device to the sensor device 10. The external information processing apparatus also transmits memo data that is data to be recorded together with the command. Receiving the command, the CPU 30 stores the memo data transmitted together in the memory 32. The contents of the memo data can be appropriately set by the user. For example, the installation location and management number of the sensor device 10 are transmitted as memo data. The memo data read command is also a command transmitted from the external information processing apparatus to the sensor apparatus 10, and the sensor apparatus 10 that has received the command transmits the memo data stored in the memory 32 to the external information processing apparatus. Here, as memo data to be transmitted, in addition to user-set memo data recorded by the memo data recording command, performance information of the sensor device 10 stored in the memory 32 at the time of shipment is also transmitted. The external information processing apparatus presents the transmitted memo data to the user. Thereby, the user can recognize the memo data stored in each sensor device 10, for example, the installation location, performance information, and the like even at a location away from the sensor device 10.

各種エラー通知コマンドは、センサ装置10から外部情報処理装置へと送信されるコマンドであり、エラー内容に応じて複数種類のエラー通知コマンドがある。エラー通知コマンドとしては、例えば、校正作業時の問題を通知する校正エラー通知コマンドや、計測された荷重が上限値を超えた場合に通知される超過荷重通知エラーなどがある。   The various error notification commands are commands transmitted from the sensor device 10 to the external information processing device, and there are a plurality of types of error notification commands depending on the error contents. Examples of the error notification command include a calibration error notification command for notifying a problem at the time of calibration work, and an overload notification error that is notified when a measured load exceeds an upper limit value.

このように、コマンドを用いることにより、接続される外部情報処理装置が変更されても、センサ装置10は影響を受けない。すなわち、外部情報処理装置が変更(例えば、計測専用コンピュータからパーソナルコンピュータへの変更)されても、変更後の外部情報処理装置に、コマンドの送受信および解釈用のプログラムをインストールすれば、センサ装置10をそのまま使用し続けることができる。その結果、センサ装置10の汎用性をより向上できる。   Thus, even if the connected external information processing device is changed by using the command, the sensor device 10 is not affected. That is, even if the external information processing apparatus is changed (for example, change from a measurement-dedicated computer to a personal computer), if a command transmission / reception and interpretation program is installed in the changed external information processing apparatus, the sensor device 10 Can continue to be used. As a result, the versatility of the sensor device 10 can be further improved.

次に、このセンサ装置10を用いて、荷重計測を行う場合の例について図2を用いて説明する。図2は、四箇所の計測点における荷重を四つのセンサ装置10で計測し、その計測結果を単一のパーソナルコンピュータ(以下「PC102」という)で処理する計測システムの構成例である。   Next, an example in which load measurement is performed using the sensor device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration example of a measurement system that measures loads at four measurement points with four sensor devices 10 and processes the measurement results with a single personal computer (hereinafter referred to as “PC102”).

四箇所の計測点には、それぞれ、一つのセンサ装置10が配置される。ユーザは、計測開始に先立って、各センサ装置10のメモリ32に、その設置場所や管理番号をメモデータとして記憶させることが望ましい。メモデータの記憶は、情報処理装置を介して行われる。すなわち、ユーザは、記憶させたいメモデータを情報処理装置に入力するとともに、当該メモデータの記憶を指示する。当該指示を受けた情報処理装置は、メモデータ記憶コマンドとともに、入力されたメモデータをセンサ装置10に送信する。センサ装置10は、送信されたメモデータをメモリ32に記憶する。ここで、本実施形態のセンサ装置10は、情報処理装置との接続にUSBを用いている。USBは、USBケーブル40を抜き差しすることで、容易に接続または接続解除が可能である。したがって、メモデータ、特に設置場所の記録などの際には、情報処理装置としてノートパソコン等の携帯型情報処理装置104を用いることができる。その結果、ユーザは、実際に、ロードセル12近傍に行き、その設置場所を目視で確認した上で、センサ装置10にメモデータを記憶させることができる。   One sensor device 10 is arranged at each of the four measurement points. Prior to the start of measurement, the user preferably stores the installation location and management number as memo data in the memory 32 of each sensor device 10. The memo data is stored via the information processing apparatus. That is, the user inputs memo data to be stored into the information processing apparatus and instructs the storage of the memo data. Upon receiving the instruction, the information processing apparatus transmits the input memo data to the sensor device 10 together with the memo data storage command. The sensor device 10 stores the transmitted memo data in the memory 32. Here, the sensor device 10 of the present embodiment uses a USB for connection to the information processing device. The USB can be easily connected or disconnected by connecting or disconnecting the USB cable 40. Therefore, when recording memo data, particularly an installation location, the portable information processing device 104 such as a notebook personal computer can be used as the information processing device. As a result, the user can actually go to the vicinity of the load cell 12 and visually check the installation location, and then store the memo data in the sensor device 10.

メモデータの記憶が終了すれば、四つのセンサ装置10は、単一のPC102にUSB接続される。このとき、センサ装置10とPC102は、USB用HUB100を介して接続されてもよい。USB用HUB100を介在させることにより、単一のPC102に多数のセンサ装置10を接続できる。また、PC102が複数のUSBポートを有するのであれば、複数のセンサ装置10とPC102とを直接接続させてもよい。いずれにしても、センサ装置10に、USBインターフェース28を設けることにより、PC102との接続が容易となり、また、単一のPC102に複数のセンサ装置10を接続できる。   When the storage of the memo data is completed, the four sensor devices 10 are connected to the single PC 102 by USB. At this time, the sensor device 10 and the PC 102 may be connected via the USB HUB 100. By interposing the USB HUB 100, a large number of sensor devices 10 can be connected to a single PC 102. Further, if the PC 102 has a plurality of USB ports, the plurality of sensor devices 10 and the PC 102 may be directly connected. In any case, by providing the USB interface 28 in the sensor device 10, connection with the PC 102 is facilitated, and a plurality of sensor devices 10 can be connected to a single PC 102.

四つのセンサ装置10が単一のPC102に接続されれば、以降、ユーザはこのPC102を操作して四つのセンサ装置10の計測結果データの取得や処理を行う。すなわち、ユーザは、計測結果データを必要とする場合は、PC102を操作してデータ送信開始を指示する。ここで、PC102は、接続されている四つのセンサ装置10それぞれに固有のドライブ名や装置名等を割り当てている。ユーザは、データ送信開始などを指示する際、このドライブ名等も選択する。PC102は、選択されたドライブ名等から、どのセンサ装置10に対する指示であるかを判断し、そのセンサ装置10に指示に応じたコマンドを送信する。   If the four sensor devices 10 are connected to a single PC 102, the user operates the PC 102 to acquire and process measurement result data of the four sensor devices 10 thereafter. That is, when the measurement result data is required, the user operates the PC 102 to instruct the start of data transmission. Here, the PC 102 assigns a unique drive name, device name, etc. to each of the four connected sensor devices 10. The user selects the drive name and the like when instructing the start of data transmission. The PC 102 determines which sensor device 10 the instruction is based on the selected drive name and the like, and transmits a command corresponding to the instruction to the sensor device 10.

例えば、あるセンサ装置10の計測結果データが必要な場合、ユーザは、当該センサ装置10のドライブ名(や装置名等)とデータ送信開始指示をPC102に入力する。当該入力を受けたPC102は、ドライブ名から指示対象のセンサ装置10を特定する。そして、特定されたセンサ装置10に対してデータ送信開始のコマンドを送信する。当該コマンドを受けたセンサ装置10は、PC102に計測結果データを送信する。PC102は、送信された計測結果データをディスプレイ等に表示する。   For example, when measurement result data of a certain sensor device 10 is necessary, the user inputs a drive name (or device name, etc.) of the sensor device 10 and a data transmission start instruction to the PC 102. The PC 102 that has received the input specifies the sensor device 10 to be designated from the drive name. Then, a data transmission start command is transmitted to the identified sensor device 10. Upon receiving the command, the sensor device 10 transmits measurement result data to the PC 102. The PC 102 displays the transmitted measurement result data on a display or the like.

ここで、表示される計測結果データは、物理量換算や補正処理などが既に施されたデータである。従来のロードセル装置では、電圧値から荷重値への変換や、ロードセルの電圧出力特性の変化に起因する誤差の補正などは、ユーザ自身が行わなければならなかった。しかし、本実施形態のセンサ装置10では、これらの処理は、センサ装置10で行われる。したがって、ユーザは、各センサ装置10から出力された計測結果データを見れば、即座に、正確な荷重値を知ることができる。これにより、ユーザはより簡易に正確な荷重計測が可能となる。   Here, the displayed measurement result data is data that has already undergone physical quantity conversion, correction processing, and the like. In the conventional load cell device, conversion from a voltage value to a load value, correction of an error caused by a change in the voltage output characteristic of the load cell, and the like had to be performed by the user himself / herself. However, in the sensor device 10 of this embodiment, these processes are performed by the sensor device 10. Therefore, the user can immediately know the accurate load value by looking at the measurement result data output from each sensor device 10. As a result, the user can easily and accurately measure the load.

また、各センサ装置10の性能や設置場所等が知りたい場合、ユーザは、センサ装置10を示すドライブ名と、メモデータ読出指示と、をPC102に入力すればよい。当該入力を受けたPC102は、ドライブ名からセンサ装置10を特定し、この特定されたセンサ装置10に対してメモデータ読出コマンドを送信する。当該コマンドを受信したセンサ装置10は、メモリ32に記憶されているメモデータをPC102に返信する。PC102は、返信されたメモデータをディスプレイ等に表示する。ここで、表示されるメモデータは、当該センサ装置10の性能(計測上限値や分解能など)やユーザ自身が登録した設置場所などの情報である。このメモデータを見ることで、ユーザは、センサ装置10から離れた場所にいても、各センサ装置10の性能や設置場所等を把握することができる。   Further, when the user wants to know the performance and installation location of each sensor device 10, the user may input a drive name indicating the sensor device 10 and a memo data read instruction to the PC 102. Upon receiving the input, the PC 102 specifies the sensor device 10 from the drive name, and transmits a memo data read command to the specified sensor device 10. The sensor device 10 that has received the command returns the memo data stored in the memory 32 to the PC 102. The PC 102 displays the returned memo data on a display or the like. Here, the displayed memo data is information such as the performance of the sensor device 10 (measurement upper limit value, resolution, etc.) and the installation location registered by the user. By looking at the memo data, the user can grasp the performance, the installation location, and the like of each sensor device 10 even when the user is away from the sensor device 10.

また、センサ装置10に、何らかの問題が発生した場合には、センサ装置10からPC102に対してエラー通知コマンドが送信される。当該コマンドを受信したPC102は、その送信元のセンサ装置10を特定するとともに、当該コマンドが示すエラー内容を特定する。そして、当該センサ装置10を示すドライブ名と、エラー内容をユーザに提示する。ユーザは提示されたエラー内容およびドライブ名から、どのセンサ装置10にどのようなエラーが生じているかを判断できる。これにより、ユーザは、センサ装置10から離れたところからでも、センサ装置10の状態を知ることができる。   Further, when any problem occurs in the sensor device 10, an error notification command is transmitted from the sensor device 10 to the PC 102. The PC 102 that has received the command identifies the sensor device 10 that is the transmission source, and identifies the error content indicated by the command. Then, the drive name indicating the sensor device 10 and the error content are presented to the user. The user can determine what kind of error has occurred in which sensor device 10 from the presented error content and drive name. Thereby, the user can know the state of the sensor device 10 even from a location away from the sensor device 10.

つまり、センサ装置10にUSBインターフェース28を搭載し、PC102に接続可能とすることで、ユーザは離れた場所でもセンサ装置10の操作や状態監視が可能となる。また、USBの場合、単一のPC102に複数のUSB機器を接続できる。そのため、ユーザは、単一のPC102で複数のセンサ装置10の操作や状態監視が可能となる。さらに、USBの場合、接続されるUSB機器の数を簡易に増減できる。それにより、計測システム全体の構成を、簡易に変更できる。   That is, by mounting the USB interface 28 on the sensor device 10 and enabling connection to the PC 102, the user can operate and monitor the state of the sensor device 10 at a remote location. In the case of USB, a plurality of USB devices can be connected to a single PC 102. Therefore, the user can operate and monitor a plurality of sensor devices 10 with a single PC 102. Furthermore, in the case of USB, the number of connected USB devices can be easily increased or decreased. Thereby, the structure of the whole measurement system can be changed easily.

次に、このセンサ装置10の校正作業の流れについて簡単に説明する。記述したように、センサ装置10に搭載されるロードセル12から出力される電圧は、付加荷重に比例する。しかし、この付加荷重と出力電圧との比、出力電圧特性は、ロードセル12の使用環境や経年変化により僅かに変化してくる。出力電圧特性が変化した状態では、正確な荷重計測はできないため、定期的に、ロードセル12の出力電圧特性を計測し、その結果を以降の計測値算出に反映させる校正作業が必要となる。本実施形態のセンサ装置10では、この校正作業をより簡易に行えるような構成となっている。   Next, the flow of calibration work of the sensor device 10 will be briefly described. As described, the voltage output from the load cell 12 mounted on the sensor device 10 is proportional to the applied load. However, the ratio between the additional load and the output voltage and the output voltage characteristics slightly change depending on the use environment of the load cell 12 and aging. Since accurate load measurement cannot be performed in a state where the output voltage characteristics have changed, calibration work is required to periodically measure the output voltage characteristics of the load cell 12 and reflect the results in the subsequent measurement value calculation. The sensor device 10 according to the present embodiment is configured to perform this calibration work more easily.

校正作業を行いたい場合、ユーザは、まず、校正対象のセンサ装置10を情報処理装置にUSB接続する。このとき、接続される情報処理装置としてノートパソコン104などの携帯型情報処理装置を用い、ユーザはセンサ装置10の近傍に位置することが望ましい。   When performing a calibration operation, the user first connects the sensor device 10 to be calibrated to the information processing apparatus via USB. At this time, it is desirable that a portable information processing device such as a notebook computer 104 is used as the information processing device to be connected, and the user is located in the vicinity of the sensor device 10.

続いて、ユーザは、情報処理装置を操作して、接続されたセンサ装置10に対して校正作業の開始を指示する。当該指示を受けた情報処理装置は、センサ装置10に校正作業開始コマンドを送信する。当該コマンドを受信したセンサ装置10は、その駆動モードを校正モードに切り替える。   Subsequently, the user operates the information processing device to instruct the connected sensor device 10 to start calibration work. Upon receiving the instruction, the information processing apparatus transmits a calibration work start command to the sensor apparatus 10. The sensor device 10 that has received the command switches the drive mode to the calibration mode.

一方、情報処理装置を介して校正作業開始を指示したユーザは、センサ装置10に基準の荷重を付加する。この基準荷重の付加は、例えば、基準重量の試験片をセンサ装置10に載置することで行われる。センサ装置10のロードセル12は、基準荷重の付加に応じた電圧を出力する。出力された電圧は、増幅、A/D変換された後、メモリ32に一時記憶される。CPU30は、メモリ32に一時記憶された電圧値の平均の値を校正電圧値として取得する。そして、メモリ32に予め記憶されている基準電圧値と、校正電圧値と、を比較し、その差異量を算出する。算出された差異量は、補正値としてメモリに記憶される。補正値がメモリに記憶されれば、センサ装置10は、校正作業終了コマンドを外部情報処理装置に送信するとともに、駆動モードを通常計測モードに変更する。そして、以降では、校正作業で得られた補正値(基準電圧値と校正電圧値との差異量)に基づき、オリジナルデータの補正を行う。   On the other hand, the user who gives an instruction to start the calibration work via the information processing device adds a reference load to the sensor device 10. The addition of the reference load is performed, for example, by placing a test piece having a reference weight on the sensor device 10. The load cell 12 of the sensor device 10 outputs a voltage corresponding to the addition of the reference load. The output voltage is amplified and A / D converted, and then temporarily stored in the memory 32. The CPU 30 acquires an average value of voltage values temporarily stored in the memory 32 as a calibration voltage value. Then, the reference voltage value stored in advance in the memory 32 and the calibration voltage value are compared, and the difference amount is calculated. The calculated difference amount is stored in the memory as a correction value. If the correction value is stored in the memory, the sensor device 10 transmits a calibration work end command to the external information processing device and changes the drive mode to the normal measurement mode. Thereafter, the original data is corrected based on the correction value (difference between the reference voltage value and the calibration voltage value) obtained in the calibration operation.

以上、本実施形態によれば、センサ装置10内で物理量変換や補正処理がなされるため、より簡易に正確な計測値を得ることができる。また、USBインターフェース28を搭載し、情報処理装置とUSB接続が可能とすることで、計測システム全体の汎用性をより向上できる。また、校正作業専用の駆動モード、校正作業モードを設けることにより、従来煩雑であった校正作業がより簡易に行える。   As described above, according to the present embodiment, physical quantity conversion and correction processing are performed in the sensor device 10, so that accurate measurement values can be obtained more easily. In addition, by installing the USB interface 28 and enabling USB connection with the information processing apparatus, the versatility of the entire measurement system can be further improved. In addition, by providing a drive mode and a calibration work mode dedicated to calibration work, calibration work that has been complicated in the past can be performed more easily.

なお、本実施形態では、センサ本体としてロードセルを用いたセンサ装置を説明したが、他の種類のセンサをセンサ本体として用いてもよい。例えば、図3に図示するように、ひずみゲージ式の圧力センサ(ロードセル12)に代えて、半導体式の圧力センサ12aをセンサ本体として用いてもよい。この場合、圧力センサ12aとA/D変換回路26との間には、ひずみアンプ24ではなく直流アンプ24aを設ければよい(図1参照)。   In the present embodiment, the sensor device using the load cell as the sensor body has been described, but other types of sensors may be used as the sensor body. For example, as shown in FIG. 3, a semiconductor pressure sensor 12a may be used as the sensor body instead of the strain gauge pressure sensor (load cell 12). In this case, a DC amplifier 24a may be provided between the pressure sensor 12a and the A / D conversion circuit 26 instead of the strain amplifier 24 (see FIG. 1).

また、図4に図示するように、本実施形態を加速度センサ12bに応用してもよい。加速度センサ12bとA/D変換回路26との間に設けられるアンプ24bは、加速度センサ12bの種類に応じて適宜変更する。例えば、加速度センサ12bがひずみゲージ式の場合にはひずみアンプを、加速度センサ12bが圧電型の場合にはチャージアンプを用いる。さらに、図5に図示するように本実施形態をトルクセンサ12cに応用してもよい。この場合も、トルクセンサ12cの種類に応じたアンプ24を、トルクセンサ12cとA/D変換回路26との間に設ければよい。   Further, as shown in FIG. 4, the present embodiment may be applied to the acceleration sensor 12b. The amplifier 24b provided between the acceleration sensor 12b and the A / D conversion circuit 26 is appropriately changed according to the type of the acceleration sensor 12b. For example, when the acceleration sensor 12b is a strain gauge type, a strain amplifier is used, and when the acceleration sensor 12b is a piezoelectric type, a charge amplifier is used. Further, as shown in FIG. 5, the present embodiment may be applied to the torque sensor 12c. Also in this case, an amplifier 24 corresponding to the type of the torque sensor 12c may be provided between the torque sensor 12c and the A / D conversion circuit 26.

そして、いずれのセンサを用いた場合でも、上述の実施形態と同様に、これらセンサ本体を、当該センサ本体に応じて選定されたアンプやA/D変換回路等とともに同一の筐体18に収容し、検出信号の信号処理を施したうえで、USBインターフェースを介して情報の遣り取りを行うように構成すれば、汎用性の高い計測システムを構成できる。   When any sensor is used, these sensor bodies are housed in the same casing 18 together with the amplifier, the A / D conversion circuit, etc. selected according to the sensor body, as in the above-described embodiment. A highly versatile measurement system can be configured by performing the signal processing of the detection signal and exchanging information via the USB interface.

また、本実施形態では、通信インターフェースとしてUSBインターフェース28を用いたが、LANインターフェースを用いてもよい。この場合の計測システムの構成を図6に示す。図6において実線の接続線はLANケーブル42を、破線の接続線は電源ケーブル44を示している。LANインターフェースを設けた場合、各センサ装置10は、HUB110やルータ112の中継により、LANやインターネットなどのネットワーク網114を介して情報処理装置(PC102)に接続される。このようにセンサ装置10とPC102とをネットワーク接続することにより、計測システムの汎用性をより高めることができる。   In the present embodiment, the USB interface 28 is used as a communication interface, but a LAN interface may be used. The configuration of the measurement system in this case is shown in FIG. In FIG. 6, the solid connection line indicates the LAN cable 42, and the broken connection line indicates the power cable 44. When a LAN interface is provided, each sensor device 10 is connected to an information processing device (PC 102) via a network 114 such as a LAN or the Internet by relaying a HUB 110 or a router 112. Thus, the versatility of the measurement system can be further improved by connecting the sensor device 10 and the PC 102 to the network.

すなわち、USB接続はそのケーブル長に限界があるため、センサ装置10とPC102との距離をあまり大きくすることはできなかった。一方、ネットワーク接続の場合には、接続間距離には制限は無く、センサ装置10とPC102とが長距離離れていてもよい。また、PC102に接続されるセンサ装置10の数にも上限が無く、より多数のセンサを接続できる。   That is, since the USB connection has a limit in the cable length, the distance between the sensor device 10 and the PC 102 cannot be increased too much. On the other hand, in the case of network connection, there is no limitation on the distance between connections, and the sensor device 10 and the PC 102 may be separated by a long distance. In addition, there is no upper limit to the number of sensor devices 10 connected to the PC 102, and more sensors can be connected.

さらに、ネットワーク接続の場合、当該ネットワークに接続されていれば、いずれのPC102からでも、センサ装置10との通信が可能となる。そのため、二台以上のPC102で同時に、複数のセンサ装置10の計測結果を取り扱うこともできる。また、校正作業等は、センサ装置10近傍に配置されたPC(例えば、携帯型PCなど)で行い、計測結果データのモニタはセンサ装置10から離れた位置に配置されたPCで行うことも可能である。つまり、USBインターフェースに代えてLANインターフェースを設けることにより、計測システムの汎用性をより向上できる。   Further, in the case of network connection, communication with the sensor device 10 is possible from any PC 102 as long as it is connected to the network. Therefore, the measurement results of a plurality of sensor devices 10 can be handled simultaneously by two or more PCs 102. Further, calibration work or the like can be performed by a PC (for example, a portable PC) disposed in the vicinity of the sensor device 10, and measurement result data can be monitored by a PC disposed at a position away from the sensor device 10. It is. That is, the versatility of the measurement system can be further improved by providing a LAN interface instead of the USB interface.

なお、図6では、各センサ装置10が外部から電力供給を受ける場合のシステム構成を示している。すなわち、各センサ装置10は電源ケーブル44を介してコンセント50に接続されている。ただし、センサ装置10の内部に乾電池等の携帯電源を設けることで、この電源ケーブル44は省略することができる。また、LANインターフェースとしてPoE(Power over Ethernet(登録商標))の機能を備えたLANインターフェースを用いることで、センサ装置10へ給電することも可能である。PoEのLANインターフェースを用いれば、電源ケーブル44および携帯電源のいずれも不要となる。その結果、センサ装置10のさらなる小型化、また、計測システムの更なる簡易化が可能となる。さらに、無線LAN用のインターフェースを用いれば、センサ装置10の設置場所を自由に変えることができ、より汎用性の高い計測システムを構成できる。   FIG. 6 shows a system configuration when each sensor device 10 receives power supply from the outside. That is, each sensor device 10 is connected to the outlet 50 via the power cable 44. However, the power supply cable 44 can be omitted by providing a portable power source such as a dry battery inside the sensor device 10. Further, it is possible to supply power to the sensor device 10 by using a LAN interface having a PoE (Power over Ethernet (registered trademark)) function as a LAN interface. If the PoE LAN interface is used, neither the power cable 44 nor the portable power supply is required. As a result, the sensor device 10 can be further miniaturized and the measurement system can be further simplified. Furthermore, if a wireless LAN interface is used, the installation location of the sensor device 10 can be freely changed, and a more versatile measurement system can be configured.

また、USB,LAN通信インターフェースのほかに、電力線通信(PLC)インターフェースを用いることも望ましい。PLCは、電源ケーブルに高調波信号を重畳し、電力線を伝送路として双方向の通信を行う通信形態である。このPLCでは、既存のコンセント等がそのまま使用でき、電源ケーブルのプラグをコンセントに差し込むだけで通信環境に接続できるという利点をもつ。   In addition to the USB and LAN communication interfaces, it is also desirable to use a power line communication (PLC) interface. The PLC is a communication mode in which a harmonic signal is superimposed on a power cable and bidirectional communication is performed using a power line as a transmission path. This PLC has the advantage that an existing outlet or the like can be used as it is and can be connected to a communication environment simply by plugging the power cable into the outlet.

図7は、通信インターフェースとしてPLCを用いた場合の計測システムの構成を示す図である。この場合、各センサ装置10は、LANケーブル42およびHUB110を介してPLCモデム120に接続されている。このPLCモデム120は、電源ケーブル44およびコンセント50を介して室内電源配線網122に接続されている。また、情報処理装置102も、LANケーブル42、HUB110、PLCモデム120、電源ケーブル44、コンセント50等を介して、室内電源配線網122に接続されている。PLCにおいて、この室内電源配線網122は、ネットワーク網として機能する。したがって、PLCモデム120等を介してこの室内電源配線網122に接続されたセンサ装置10および情報処理装置102は、双方向通信が可能となる。なお、コンセント50から延びる電源ケーブル44は、双方向通信のためにPLCモデム120に入力する経路と、給電のために各センサ装置10や情報処理装置102に直接入力する経路と、に分岐されている。   FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a measurement system when a PLC is used as a communication interface. In this case, each sensor device 10 is connected to the PLC modem 120 via the LAN cable 42 and the HUB 110. The PLC modem 120 is connected to the indoor power supply wiring network 122 via the power cable 44 and the outlet 50. The information processing apparatus 102 is also connected to the indoor power supply wiring network 122 via the LAN cable 42, the HUB 110, the PLC modem 120, the power cable 44, the outlet 50, and the like. In the PLC, the indoor power supply wiring network 122 functions as a network network. Therefore, the sensor device 10 and the information processing device 102 connected to the indoor power wiring network 122 via the PLC modem 120 or the like can perform bidirectional communication. The power cable 44 extending from the outlet 50 is branched into a path that inputs to the PLC modem 120 for bidirectional communication and a path that directly inputs to each sensor device 10 and the information processing apparatus 102 for power feeding. Yes.

図8は、PLCモデム120をセンサ装置10等に内蔵した場合の計測システムの構成を示す図である。この図示例では、センサ装置10の内部にPLCモデム120が内蔵されており、各センサ装置10には単一の電源ケーブル44が接続されている。そして、この電源ケーブル44のラインは、センサ装置10の内部で通信用の経路と、電力供給用の経路に分岐される。したがって、この場合、各センサ装置10に接続された電源ケーブル44をコンセント50に差し込むだけで、給電と通信の両方が可能となる。また、情報処理装置102に接続するセンサ装置10の数もコンセント50への抜き差しで適宜増減することができる。その結果、極めて簡易に汎用性の高い計測システムを構成できる。   FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a measurement system when the PLC modem 120 is built in the sensor device 10 or the like. In the illustrated example, a PLC modem 120 is built in the sensor device 10, and a single power cable 44 is connected to each sensor device 10. The line of the power cable 44 is branched into a communication path and a power supply path inside the sensor device 10. Therefore, in this case, both power supply and communication can be performed simply by plugging the power cable 44 connected to each sensor device 10 into the outlet 50. In addition, the number of sensor devices 10 connected to the information processing device 102 can be increased or decreased as appropriate by inserting and removing from the outlet 50. As a result, a highly versatile measurement system can be configured very easily.

なお、以上で説明した各種通信インターフェースのポート、例えば、USBポートやLANポートとして、防水機能を備えたポートを用いることが望ましい。かかるポートを用いることで、水分の多い場所での計測も可能となる。   In addition, it is desirable to use a port having a waterproof function as a port of various communication interfaces described above, for example, a USB port or a LAN port. By using such a port, measurement in a place with a lot of moisture is also possible.

ところで、複数のセンサ装置10を用いる場合、情報処理装置102に出力表示される各検出値がどのセンサ装置10から出力されたものかを特定したい場合がある。例えば、複数のセンサ装置10から出力される検出値のうち所定位置に配置されたセンサ装置10での検出値のみを利用したい場合がある。この場合、情報処理装置102において、所望のセンサが示す検出値を特定する必要がある。しかし、情報処理装置102では、各センサ装置10の検出値が出力、表示されるだけであり、各検出値を検出したセンサ装置10の配置位置等は認識できない。そのため、所定位置に配置されたセンサ装置10からの検出値を特定することが困難である。そこで、センサ装置10に、各種インターフェースのポートとは別に入力ポート(図示せず)を設け、その入力信号によりセンサ装置を特定するようにしてもよい。例えば、図9に図示するように、センサ装置10の入力ポートに、手動操作される操作子として接点36を設けるとともに、当該接点のON/OFF状態を情報処理装置102に出力、表示するようにしてもよい。この場合、予め、複数のセンサ装置10のうち、計測に利用したいセンサ装置10の接点36のみをONにし、他のセンサ装置10の接点36はOFFにしておく。このON/OFF状態は、情報処理装置102に出力される。したがって、ユーザは、この情報処理装置102に出力された接点ON/OFF状態をモニタリングすることで、所望のセンサ装置10の検出値を簡易に特定することができる。なお、この入力ポートに入力される信号は、検出値特定のためにのみ利用するのではなく、測定開始、終了のタイミング検出等に利用してもよい。   When a plurality of sensor devices 10 are used, it may be desired to specify which sensor device 10 outputs each detection value output and displayed on the information processing device 102. For example, there are cases where it is desired to use only the detection values at the sensor device 10 arranged at a predetermined position among the detection values output from the plurality of sensor devices 10. In this case, the information processing apparatus 102 needs to specify a detection value indicated by a desired sensor. However, the information processing apparatus 102 only outputs and displays the detection value of each sensor device 10, and cannot recognize the arrangement position or the like of the sensor device 10 that has detected each detection value. Therefore, it is difficult to specify a detection value from the sensor device 10 arranged at a predetermined position. Therefore, the sensor device 10 may be provided with an input port (not shown) separately from the ports of various interfaces, and the sensor device may be specified by the input signal. For example, as shown in FIG. 9, a contact 36 is provided as an manually operated operator at the input port of the sensor device 10, and the ON / OFF state of the contact is output and displayed on the information processing device 102. May be. In this case, among the plurality of sensor devices 10, only the contact 36 of the sensor device 10 to be used for measurement is turned on in advance, and the contacts 36 of other sensor devices 10 are turned off. This ON / OFF state is output to the information processing apparatus 102. Therefore, the user can easily specify the detection value of the desired sensor device 10 by monitoring the contact ON / OFF state output to the information processing apparatus 102. Note that the signal input to this input port may be used not only for specifying the detection value but also for detecting the timing for starting and ending the measurement.

また、情報処理装置102に表示される複数の検出値のうち所定の検出値を出力したセンサ装置10を特定したい場合がある。例えば、情報処理装置102において、あるセンサ装置10からエラーが出力されていることが確認された場合、当該エラーを出力しているセンサ装置10を実際に特定し、当該センサ装置10の状況を確認する必要がある。しかし、各センサ装置10は、同一の外観を有するため、複数のセンサ装置10から当該エラーを出力したセンサ装置10のみを特定することは困難である。そこで、センサ装置10に各種インターフェースのポートとは別に出力ポート(図示せず)を設け、当該出力ポートからの出力信号によりセンサ装置を特定するようにしてもよい。例えば、情報処理装置102からの特定の信号が送信された場合に、その旨をユーザに提示する提示手段をセンサ装置10の出力ポートに設け、当該提示手段の状況に基づいてセンサ装置10を特定するようにしてもよい。   In some cases, it is desired to specify the sensor device 10 that has output a predetermined detection value among a plurality of detection values displayed on the information processing apparatus 102. For example, in the information processing apparatus 102, when it is confirmed that an error is output from a certain sensor device 10, the sensor device 10 that has output the error is actually identified and the status of the sensor device 10 is confirmed. There is a need to. However, since each sensor device 10 has the same appearance, it is difficult to specify only the sensor device 10 that has output the error from the plurality of sensor devices 10. Therefore, an output port (not shown) may be provided in the sensor device 10 in addition to the ports of various interfaces, and the sensor device may be specified by an output signal from the output port. For example, when a specific signal is transmitted from the information processing apparatus 102, a presentation unit that presents the fact to the user is provided in the output port of the sensor apparatus 10, and the sensor apparatus 10 is identified based on the situation of the presentation unit. You may make it do.

具体的には、図10に図示するように、情報処理装置102からの出力信号に応じて、点灯または消灯するランプ38を提示手段として設け、当該ランプ38の点灯状態でセンサ装置10を特定するような例が挙げられる。この場合、情報処理装置102において、あるセンサ装置10からのエラー出力が確認された場合、ユーザは当該センサ装置10のランプ点灯を情報処理装置102に指示する。情報処理装置102は、指示されたセンサ装置10に対してランプ点灯を指示する信号を出力する。センサ装置10は、当該信号を受信すれば、ランプ38を点灯させる。このランプ38の点灯状態は、外部から容易に視認できるため、ユーザは、極めて簡易に所望のセンサ装置10を特定できる。なお、ランプ38に限らず、外部からユーザが認識可能な提示手段であれば、ブザー等でもよい。なお、この出力ポートから出力される信号は、センサ装置特定のためにだけ使用するのではなく、各センサ装置10での検出状況を提示手段を介してユーザに提示するための信号として用いてもよい。例えば、測定過程において、各センサ装置10に付与された物理量が、指定の物理量に達したことや指定の物理量範囲内にあることを提示手段を介してユーザに提示するための信号として用いてもよい。   Specifically, as illustrated in FIG. 10, a lamp 38 that is turned on or off is provided as a presentation unit in accordance with an output signal from the information processing apparatus 102, and the sensor device 10 is specified by the lighting state of the lamp 38. An example is given. In this case, when an error output from a certain sensor device 10 is confirmed in the information processing apparatus 102, the user instructs the information processing apparatus 102 to turn on the lamp of the sensor apparatus 10. The information processing apparatus 102 outputs a signal that instructs the instructed sensor device 10 to turn on the lamp. When the sensor device 10 receives the signal, the sensor device 10 turns on the lamp 38. Since the lighting state of the lamp 38 can be easily visually recognized from the outside, the user can specify the desired sensor device 10 very easily. Note that the present invention is not limited to the lamp 38, and a buzzer or the like may be used as long as it can be recognized by the user from the outside. The signal output from the output port may be used not only for specifying the sensor device but also as a signal for presenting the detection status of each sensor device 10 to the user via the presenting means. Good. For example, in the measurement process, the physical quantity given to each sensor device 10 may be used as a signal for presenting to the user via the presenting means that the physical quantity assigned to each sensor device 10 has reached a designated physical quantity or is within a designated physical quantity range. Good.

また、センサ装置10や検出値を特定するために、予め各センサ装置10に付与された不変の識別子を情報処理装置102で検出するとともに、当該識別子を各センサ装置10の筐体18の外表面に印刷しておいてもよい。例えば、LAN通信を行う場合、各センサ装置10には、IPアドレスが付与されており、このIPアドレスは、情報処理装置102において認識される識別子として機能する。この場合に、図11に図示するように、各センサ装置10の筐体18の外表面にIPアドレス39を印刷しておく。ユーザは、情報処理装置102で認識されたIPアドレスと、筐体18の外表面に印刷されたIPアドレスと、を照合することで、各センサ装置10と検出結果との対応関係を容易に認識することができる。その結果、エラー出力されたセンサ装置の特定や、所望のセンサ装置からの検出値の特定等が容易に行える。また、IPアドレスと同様に、LANインターフェースに付与されているMACアドレスを用いて各センサ装置10を識別するようにしてもよい。   Further, in order to identify the sensor device 10 and the detection value, the information processing device 102 detects an invariant identifier given to each sensor device 10 in advance, and the identifier is detected on the outer surface of the casing 18 of each sensor device 10. It may be printed on. For example, when performing LAN communication, each sensor device 10 is assigned an IP address, and this IP address functions as an identifier recognized by the information processing device 102. In this case, as shown in FIG. 11, an IP address 39 is printed on the outer surface of the casing 18 of each sensor device 10. The user can easily recognize the correspondence between each sensor device 10 and the detection result by comparing the IP address recognized by the information processing device 102 with the IP address printed on the outer surface of the housing 18. can do. As a result, it is possible to easily identify a sensor device that has output an error, or to identify a detection value from a desired sensor device. Further, similarly to the IP address, each sensor device 10 may be identified using a MAC address assigned to the LAN interface.

本発明の実施形態であるセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the sensor apparatus which is embodiment of this invention. 複数のセンサ装置を用いた荷重計測システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the load measurement system using a some sensor apparatus. 本実施形態を半導体方式の圧力センサに適用した場合のセンサ装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the sensor apparatus at the time of applying this embodiment to the pressure sensor of a semiconductor system. 本実施形態を加速度センサに適用した場合のセンサ装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the sensor apparatus at the time of applying this embodiment to an acceleration sensor. 本実施形態をトルクセンサに適用した場合のセンサ装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the sensor apparatus at the time of applying this embodiment to a torque sensor. 通信インターフェースとしてLAN通信インターフェースを用いた場合の計測システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the measurement system at the time of using a LAN communication interface as a communication interface. 通信インターフェースとしてPLC通信インターフェースを用いた場合の計測システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the measurement system at the time of using a PLC communication interface as a communication interface. 通信インターフェースとしてPLC通信インターフェースを用いた場合の計測システムの他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the measurement system at the time of using a PLC communication interface as a communication interface. センサ装置に入力機能を持たせた場合の計測システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the measurement system at the time of giving an input function to a sensor apparatus. センサ装置に出力機能を持たせた場合の計測システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the measurement system at the time of giving an output function to a sensor apparatus. センサ装置の外観の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the external appearance of a sensor apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 センサ装置、12 ロードセル、14 回路基板、16 電源部、18 筐体、20 起歪部、22 ひずみゲージ、24 ひずみアンプ、26 A/D変換回路、28 USBインターフェース、32 メモリ、40 USBケーブル、42 LANケーブル、44 電源ケーブル、50 コンセント、100 USB用HUB、102 PC、104 携帯型情報処理装置、112 ルータ、114 ネットワーク網、122 室内電源配線網。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sensor apparatus, 12 Load cell, 14 Circuit board, 16 Power supply part, 18 Case, 20 Strain part, 22 Strain gauge, 24 Strain amplifier, 26 A / D conversion circuit, 28 USB interface, 32 Memory, 40 USB cable, 42 LAN cable, 44 power cable, 50 outlet, 100 USB HUB, 102 PC, 104 portable information processing device, 112 router, 114 network network, 122 indoor power wiring network.

Claims (14)

計測の対象となる物理量を検出するセンサ本体と、
センサ本体から出力された検出信号に対して所定の信号処理を施して計測結果データを取得する信号処理手段と、
ネットワーク通信、USB通信、および、電力線通信のいずれかを介して、前記計測結果データを含む各種情報を外部情報処理装置との間で遣り取りする通信手段と、
少なくとも、センサ本体、信号処理手段、および、通信手段を収容する単一の筐体と、
を備えることを特徴とするセンサ装置。
A sensor body for detecting a physical quantity to be measured;
Signal processing means for obtaining measurement result data by performing predetermined signal processing on the detection signal output from the sensor body;
A communication means for exchanging various types of information including the measurement result data with an external information processing apparatus via any of network communication, USB communication, and power line communication;
A single housing that houses at least the sensor body, the signal processing means, and the communication means;
A sensor device comprising:
請求項1に記載のセンサ装置であって、
センサ本体は、対象物の運動量を検出する運動量センサ、または、対象物の力学量を検出する力学量センサであることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to claim 1,
The sensor main body is a momentum sensor for detecting a momentum of an object or a mechanical quantity sensor for detecting a mechanical quantity of an object.
請求項2に記載のセンサ装置であって、
センサ本体は、付加された圧力を計測するロードセルであることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to claim 2,
The sensor device is a load cell that measures an applied pressure.
請求項2に記載のセンサ装置であって、
センサ本体は、対象物の加速度を計測する加速度センサであることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to claim 2,
The sensor device is an acceleration sensor that measures acceleration of an object.
請求項1から4のいずれか1項に記載のセンサ装置であって、
信号処理手段は、少なくとも、
センサ本体から出力されたアナログの検出信号を増幅する増幅手段と、
増幅されたアナログの検出信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
を備えることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to any one of claims 1 to 4,
The signal processing means is at least
Amplifying means for amplifying the analog detection signal output from the sensor body;
A / D conversion means for converting the amplified analog detection signal into a digital signal;
A sensor device comprising:
請求項5に記載のセンサ装置であって、
信号処理手段は、さらに、A/D変換手段によりデジタル変換された検出信号に基づき、センサ本体で検出された検出値を計測対象の物理量の単位に変換して計測結果データとして算出する物理量変換手段を備えることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to claim 5,
The signal processing means further converts the detected value detected by the sensor body into a unit of a physical quantity to be measured and calculates it as measurement result data based on the detection signal digitally converted by the A / D conversion means. A sensor device comprising:
請求項1から6のいずれか1項に記載のセンサ装置であって、
信号処理手段は、さらに、校正作業により得られた補正値に基づき、計測結果データを補正する補正手段を備えることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to any one of claims 1 to 6,
The signal processing means further comprises a correction means for correcting measurement result data based on a correction value obtained by a calibration operation.
請求項7に記載のセンサ装置であって、さらに、
センサ本体に基準の物理量が付与された場合に、本来、センサ本体から出力されるべき検出値を基準検出値として記憶する記憶手段と、
実際にセンサ本体に基準の物理量が付与された場合に、センサ本体から実際に出力された実測検出値と、記憶手段に記憶された基準検出値と、の比較に基づき計測結果データの補正に用いられる補正値を算出する校正手段と、
を備えることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to claim 7, further comprising:
When a reference physical quantity is given to the sensor body, storage means for storing a detection value that should be output from the sensor body as a reference detection value originally;
Used to correct measurement result data based on a comparison between the actual detection value actually output from the sensor body and the reference detection value stored in the storage means when a reference physical quantity is actually given to the sensor body Calibration means for calculating a correction value to be obtained;
A sensor device comprising:
請求項1から8のいずれか1項に記載のセンサ装置であって、さらに、
外部情報処理装置と共通の複数のコマンドと、各コマンドが示す処理内容と、を記憶するコマンド記憶手段と、
外部情報処理装置との間で送受信されるコマンドの内容をコマンド記憶手段を参照して解釈するコマンド解釈手段と、
を有し、外部情報処理装置との間での命令の遣り取りは、コマンドを介して行われることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
Command storage means for storing a plurality of commands common to the external information processing apparatus and processing contents indicated by each command;
Command interpreting means for interpreting the contents of commands transmitted to and received from the external information processing apparatus with reference to the command storage means;
A sensor device characterized in that exchange of commands with an external information processing device is performed via a command.
請求項1から9のいずれか1項に記載のセンサ装置であって、
前記筐体の外表面には、外部情報処理装置で認識される当該センサ装置の識別子が掲示されることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to any one of claims 1 to 9,
An identifier of the sensor device recognized by the external information processing device is posted on the outer surface of the housing.
請求項1から10のいずれか1項に記載のセンサ装置であって、さらに、
前記通信手段とは別に当該センサ装置をモニタするための信号を出力する出力ポートを備えることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to any one of claims 1 to 10, further comprising:
A sensor device comprising an output port for outputting a signal for monitoring the sensor device separately from the communication means.
請求項11に記載のセンサ装置であって、さらに、
外部情報処理装置から特定の信号が送信された場合に、その旨を前記出力ポートを介してユーザに提示する提示手段を備えることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to claim 11, further comprising:
A sensor device comprising presentation means for presenting to a user via the output port when a specific signal is transmitted from an external information processing device.
請求項1から12のいずれか1項に記載のセンサ装置であって、さらに、
前記通信手段とは別に当該センサ装置の測定をサポートするための信号を入力する入力ポートを備えることを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to any one of claims 1 to 12, further comprising:
In addition to the communication means, a sensor device comprising an input port for inputting a signal for supporting measurement of the sensor device.
請求項13に記載のセンサ装置であって、さらに、
ユーザによりON/OFF操作される操作子を備え、
前記通信手段は、前記入力ポートを介して入力される当該操作子のON/OFF状況を外部情報処理装置に送信することを特徴とするセンサ装置。
The sensor device according to claim 13, further comprising:
It has an operator that is turned on and off by the user.
The communication device transmits an ON / OFF state of the operation element input via the input port to an external information processing apparatus.
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