JP2020012769A - 計測装置及び計測装置の本体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】計測装置の本体装置に対して着脱可能なセンサにセンサの識別情報を書き込んだメモリを備えることなく、センサの識別ができるようにする。【解決手段】本体装置２０と本体装置２０に対して着脱可能なセンサ１０とを備える計測装置１において、センサ１０は識別抵抗値Ｒ１を有する識別回路３１を備え、本体装置２０は、本体装置２０に接続されたセンサ１０の識別回路３１の識別抵抗値Ｒ１に応じた識別電圧Ｖ２を生じさせる識別電圧生成回路５１と、識別電圧Ｖ２に基づいて本体装置２０に接続されたセンサ１０の識別を行うセンサ識別部５３と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、計測装置及び計測装置の本体装置に関する。

従来の計測装置として、例えば特許文献１に記載される計測装置が知られている。特許文献１に記載される計測装置は、装置本体と測定電極とを備え、測定電極の種類、型式名、製造番号などの測定電極の識別のための識別情報等を書き込んだメモリを、測定電極内又は測定電極を装置本体に接続するためのケーブル或はコネクタ内に設ける。装置本体は、測定電極が最初に装置本体に接続された時に測定電極側のメモリから識別情報を読み込むことにより、装置本体に接続された測定電極を識別している。

特開２０００−１１１５０６号公報

しかし、上述した特許文献１に記載される計測装置では、測定電極の識別情報を書き込んだメモリを、測定電極内又は測定電極を装置本体に接続するためのケーブル或はコネクタ内に設けるが、当該メモリの部品コストや当該メモリに測定電極の識別情報を書き込む工数コストが発生するので、測定電極のコスト削減の妨げになる可能性があった。

また、測定電極の識別情報を書き込んだメモリを備えることにより、以下に示すような問題点が生じる可能性があった。
メモリの実装面積を確保するために測定電極の小型化の妨げになる。
メモリの放射線耐性がない場合、放射線環境下でのデータ保持の性能の信頼性が低い。
メモリの具体例としてメモリの一種類であるＥＥＰＲＯＭが知られている。比較的入手が容易な汎用品のＥＥＰＲＯＭは動作温度範囲が「マイナス４０℃〜８５℃」や「０℃〜７０℃」が一般的であるが、測定電極が使用される液温は１００℃くらいの高温領域もあり、そのような高温領域には当該ＥＥＰＲＯＭは不適な場合がある。また、８５℃を超える１００℃くらいの高温領域に対応した動作温度範囲のＥＥＰＲＯＭは、汎用品のＥＥＰＲＯＭにくらべ一般的に高価である。
ＥＥＰＲＯＭは、一般的に、１０万回から１００万回くらいが書き込み回数の上限であったり、また、データ保持期間（Memory cell data retention）が有限（年の単位）であったりするために、寿命が短い。
ＥＥＰＲＯＭは、電源および通信が必要なためにハードウェア例えば電源線が１本、コモン線が１本、通信線が２本などを必要とする。さらに計測回路は、微弱信号を取り扱うために計測のためのアナログ回路と、ＥＥＰＲＯＭのようなデジタル回路とはノイズの影響の回避のため、回路的な絶縁や分離処理を施す場合が多く、ＥＥＰＲＯＭとのコモン線の共通化などの簡素化ではアナログ回路とデジタル回路とでコモン線が共通になるので、計測信頼性の点で不利となる。
メモリへの書き込み時に一定の電力を消費するため、電源が電池である計測装置ではメモリへの書き込みの消費電力により電池寿命が短くなる。
電源が商用電源である計測装置では、メモリへの書き込みの途中での停電による異常が発生する。
ＥＥＰＲＯＭとＣＰＵとの通信機能を実現するためのファームウェア（ソフトウェア）が格納されるＲＯＭ領域とＲＡＭ領域が大きい。
上記のＥＥＰＲＯＭの問題点の一部を改善した新しいタイプの不揮発性メモリ例えば強誘電体不揮発性メモリもあるが、強誘電体不揮発性メモリは、ＥＥＰＲＯＭにくらべて、さらなるコストアップとなる。また、強誘電体不揮発性メモリも半導体であるので、動作温度範囲や実装面積の問題点は強誘電体不揮発性メモリにも存在する。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、計測装置の本体装置に対して着脱可能なセンサにセンサの識別情報を書き込んだメモリを備えることなく、センサの識別ができる、計測装置及び計測装置の本体装置を提供することを課題とする。

（１）本発明の一態様は、本体装置と、前記本体装置に対して着脱可能なセンサとを備える計測装置において、前記センサは、前記センサを識別するための識別インピーダンス値を有する識別回路を備え、前記本体装置は、前記本体装置に接続された前記センサの前記識別回路の前記識別インピーダンス値に応じた識別電圧を生じさせる識別電圧生成回路と、前記識別電圧に基づいて、前記本体装置に接続された前記センサの識別を行うセンサ識別部と、を備える、計測装置である。
（２）本発明の一態様は、前記識別インピーダンス値は識別抵抗値であり、前記識別電圧生成回路は、前記識別回路に直列接続される抵抗器と、前記抵抗器に印加電圧を印加する電圧印加部と、を備え、前記識別電圧は、前記抵抗器の抵抗値と前記識別抵抗値との抵抗分圧である、上記（１）に記載の計測装置である。
（３）本発明の一態様は、前記本体装置に接続された前記センサの前記識別回路を前記本体装置のグランドに接続するための前記センサのコネクタ端子と、前記本体装置に接続された前記センサの測定電極を前記本体装置のグランドに接続するための前記センサのコネクタ端子とが共用される、上記（２）に記載の計測装置である。
（４）本発明の一態様は、前記電圧印加部と前記抵抗器との間にスイッチを設け、前記センサ識別部は、前記センサの識別を行うタイミングで前記スイッチをオンにし、前記センサ識別部は、前記センサの識別を行う頻度を、前記本体装置の電源の種類に応じて変える、上記（２）又は（３）のいずれかに記載の計測装置である。
（５）本発明の一態様は、各々異なる抵抗値を有する複数の前記抵抗器を設け、前記センサ識別部は、前記識別電圧のバラツキが閾値以上である場合に、前記複数の前記抵抗器のうち比較的小さい抵抗値の前記抵抗器による前記識別電圧に基づいて、前記本体装置に接続された前記センサの識別を行う、上記（２）から（４）のいずれかに記載の計測装置である。
（６）本発明の一態様は、前記識別電圧生成回路は、前記識別回路に直列接続されるインピーダンス回路と、前記インピーダンス回路に交流電圧を印加する電圧印加部と、を備え、前記識別電圧は、前記インピーダンス回路のインピーダンス値と前記識別インピーダンス値とのインピーダンス分圧である、上記（１）の計測装置である。
（７）本発明の一態様は、前記識別インピーダンス値及び前記インピーダンス回路のインピーダンス値は電気容量である、上記（６）の計測装置である。

（８）本発明の一態様は、本体装置と、前記本体装置に対して着脱可能なセンサとを備える計測装置の前記本体装置において、前記本体装置に接続された前記センサの識別回路の識別インピーダンス値に応じた識別電圧を生じさせる識別電圧生成回路と、前記識別電圧に基づいて、前記本体装置に接続された前記センサの識別を行うセンサ識別部と、を備える計測装置の本体装置である。

本発明によれば、計測装置の本体装置に対して着脱可能なセンサにセンサの識別情報を書き込んだメモリを備えることなく、センサの識別ができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態に係る計測装置の全体の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る計測装置の電気的構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る計測装置の機能構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る識別電圧生成回路の電気的構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るセンサ識別テーブルの一構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る計測装置の本体装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る計測装置の電気的構成の変形例１を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る計測装置の本体装置の処理手順の変形例１を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る計測装置の電気的構成の変形例２を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る計測装置の本体装置の処理手順の変形例２を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る計測装置の電気的構成の変形例３を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る計測装置の電気的構成の変形例３の具体例を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る計測装置の変形例４を示す全体の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る計測装置の変形例５を示す全体の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る計測装置の変形例６を示す全体の概略構成図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る計測装置の全体の概略構成図である。図１において、計測装置１は、センサ１０と本体装置２０とを備える。センサ１０は、測定電極１１とセンサ側回路基板１２とコネクタ１３とを備える。本体装置２０は、本体側回路基板２１とコネクタ２２とを備える。

センサ１０は、本体装置２０に対して着脱可能である。センサ１０のコネクタ１３と本体装置２０のコネクタ２２とは、嵌合するコネクタのセットである。センサ１０のコネクタ１３と本体装置２０のコネクタ２２とが嵌合することにより、センサ１０のセンサ側回路基板１２と本体装置２０の本体側回路基板２１とが電気的に接続される。

計測装置１は、各種のセンサ１０を取り替えて使用することができる計測装置である。センサ１０として、例えば、電位差測定電極（ｐＨ電極、酸化還元電位差測定電極、イオン電極）、電気伝導率電極、酸化還元電流測定電極（溶存酸素電極、残留塩素電極など）、温度センサ、圧力センサ、光学センサ（濁度センサなど）などが適用できる。計測装置１は、本体装置２０に接続するセンサ１０を取り替えることにより、本体装置２０に接続されたセンサ１０に対応する測定項目の計測を行うことができる。

センサ１０のセンサ側回路基板１２には、当該センサ１０を識別するための識別抵抗値を有する識別回路が設けられる。本体装置２０の本体側回路基板２１には、本体装置２０に接続されたセンサ１０の識別回路の識別抵抗値に応じた識別電圧を生じさせる識別電圧生成回路と、当該識別電圧に基づいて本体装置２０に接続されたセンサ１０の識別を行うセンサ識別部とが設けられる。本体装置２０は、センサ識別部が識別したセンサ１０に対応する測定項目の計測処理を行う。

図２は、本実施形態に係る計測装置の電気的構成の一例を示す概略構成図である。センサ１０において、測定電極１１は、コネクタ１３のコネクタ端子Ｔ１ａとコネクタ端子Ｔ２ａとに接続される。測定電極１１の一端は、コネクタ端子Ｔ１ａに接続される本体装置２０のコネクタ２２のコネクタ端子Ｔ１ｂを介して本体装置２０の測定回路３４に接続される。測定電極１１のもう一端は、コネクタ端子Ｔ２ａに接続される本体装置２０のコネクタ２２のコネクタ端子Ｔ２ｂを介して本体装置２０のグランドに接続される。

センサ１０は識別回路３１を備える。識別回路３１は、センサ側回路基板１２上に形成される。センサ１０に備わる識別回路３１は、当該センサ１０を識別するための識別抵抗値Ｒ１を有する。識別抵抗値Ｒ１は、識別対象のセンサ１０毎に異なる値が設定される。

識別抵抗値Ｒ１は、例えば、センサ１０の種類毎に異なる値が設定されてもよい。センサ１０の種類毎に異なる識別抵抗値Ｒ１が設定される場合、同一種類のセンサ１０であれば各センサ１０の識別回路３１に設定される識別抵抗値Ｒ１は同一である。

識別抵抗値Ｒ１は、例えば、センサ１０個別に異なる値が設定されてもよい。センサ１０個別に異なる識別抵抗値Ｒ１が設定される場合、同一種類のセンサ１０であっても各センサ１０の識別回路３１に設定される識別抵抗値Ｒ１は異なる。

識別抵抗値Ｒ１は、略０オーム（Ω）から略無限大まで設定可能である。識別回路３１の端子Ｔｒａと端子Ｔｒｂ間を短絡することにより、識別抵抗値Ｒ１を略０Ωに設定できる。識別回路３１の端子Ｔｒａと端子Ｔｒｂ間を開放することにより、識別抵抗値Ｒ１を略無限大に設定できる。識別回路３１の端子Ｔｒａと端子Ｔｒｂ間に識別抵抗値Ｒ１の抵抗器を接続することにより、識別抵抗値Ｒ１を設定できる。

センサ１０において、識別回路３１の端子Ｔｒａはコネクタ端子Ｔ２ａに接続され、識別回路３１の端子Ｔｒｂはコネクタ端子Ｔ３ａ接続される。識別回路３１の端子Ｔｒａは、コネクタ端子Ｔ２ａに接続される本体装置２０のコネクタ２２のコネクタ端子Ｔ２ｂを介して本体装置２０のグランドに接続される。したがって、本体装置２０に接続されたセンサ１０の識別回路３１を本体装置２０のグランドに接続するためのセンサ１０のコネクタ端子Ｔ２ａと、本体装置２０に接続されたセンサ１０の測定電極１１を本体装置２０のグランドに接続するためのセンサ１０のコネクタ端子Ｔ２ａとが共用される。これにより、センサ１０と本体装置２０とを接続するコネクタ１３、２２の収容ピン数が削減されるので、コネクタ１３、２２を小型化できる。

識別回路３１の端子Ｔｒｂは、コネクタ端子Ｔ３ａに接続される本体装置２０のコネクタ２２のコネクタ端子Ｔ３ｂを介して、本体装置２０のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器３３と抵抗器Ｒｘとに接続される。

本体装置２０において、測定回路３４は、コネクタ２２のコネクタ端子Ｔ１ｂとＡ／Ｄ変換器３３とに接続される。抵抗器Ｒｘの一端は、コネクタ２２のコネクタ端子Ｔ３ｂとＡ／Ｄ変換器３３とに接続される。抵抗器Ｒｘのもう一端は、ＣＰＵ３２に接続される。ＣＰＵ３２は、抵抗器Ｒｘに印加電圧Ｖ１を印加する。

Ａ／Ｄ変換器３３は、デジタル信号ＡをＣＰＵ３２へ出力する。Ａ／Ｄ変換器３３は、測定回路３４による測定値をデジタル値に変換してデジタル信号ＡによりＣＰＵ３２へ出力する。ＣＰＵ３２は、測定回路３４による測定値をデジタル信号Ａにより取得する。

また、Ａ／Ｄ変換器３３は、抵抗器Ｒｘの一端の電圧Ｖ２を検出し、検出した検出電圧をデジタル値に変換してデジタル信号ＡによりＣＰＵ３２へ出力する。ＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄ変換器３３が検出した電圧Ｖ２の検出電圧をデジタル信号Ａにより取得する。

図３は、本実施形態に係る計測装置の機能構成の一例を示す概略構成図である。図３において、センサ１０は識別回路３１を備える。センサ１０の識別回路３１は、当該センサ１０を識別するための識別抵抗値Ｒ１を有する。本体装置２０は、識別電圧生成回路５１と、識別電圧検出部５２と、センサ識別部５３とを備える。識別電圧生成回路５１は、本体装置２０に接続されたセンサ１０の識別回路３１の識別抵抗値Ｒ１に応じた識別電圧Ｖ２を生じさせる。識別電圧Ｖ２は、上述した図２に示される電圧Ｖ２に対応する。

識別電圧検出部５２は、識別電圧Ｖ２を検出する。識別電圧検出部５２は、識別電圧Ｖ２を検出した結果の検出電圧Ｖ２ｄをセンサ識別部５３へ通知する。識別電圧検出部５２は、Ａ／Ｄ変換器３３に対応する。

センサ識別部５３は、識別電圧検出部５２から通知された検出電圧Ｖ２ｄに基づいて本体装置２０に接続されたセンサ１０の識別を行う。センサ識別部５３は、センサ識別テーブル５４を備える。センサ識別テーブル５４は、検出電圧Ｖ２ｄとセンサ１０とを対応付ける情報を格納する。センサ識別部５３は、センサ識別テーブル５４を使用して、識別電圧検出部５２から通知された検出電圧Ｖ２ｄに対応するセンサ１０を識別する。センサ識別部５３は、ＣＰＵ３２に対応する。センサ識別部５３の機能は、ＣＰＵ３２がセンサ識別部５３の機能を実現させるためのコンピュータプログラムを実行することにより、実現される。

図４は、本実施形態に係る識別電圧生成回路の電気的構成の一例を示す概略構成図である。図４において、識別電圧生成回路５１は、識別抵抗値Ｒ１を有する識別回路３１に直列接続される抵抗器Ｒｘと、抵抗器Ｒｘに印加電圧Ｖ１を印加するＣＰＵ３２（電圧印加部）と、を備える。図４に示される識別電圧生成回路５１において、識別電圧Ｖ２は、抵抗器Ｒｘの抵抗値ｒｘと識別抵抗値Ｒ１との抵抗分圧であり、次式（１）で表される。
Ｖ２＝Ｖ１×（Ｒ１÷（ｒｘ＋Ｒ１）） ・・・（１）

なお、本実施形態では、電圧印加部であるＣＰＵ３２が印加電圧Ｖ１を印加するための基準電圧と、識別電圧検出部であるＡ／Ｄ変換器３３が識別電圧Ｖ２を検出するための基準電圧とを同じ電圧にする。これにより、Ａ／Ｄ変換器３３が識別電圧Ｖ２を検出した結果の検出電圧Ｖ２ｄは、ＣＰＵ３２にとって高精度になる。これは、センサ識別部５３であるＣＰＵ３２が検出電圧Ｖ２ｄに基づいて本体装置２０に接続されたセンサ１０の識別を行うときの識別精度の向上に寄与する。

図５は、本実施形態に係るセンサ識別テーブルの一構成例を示す図である。図５において、センサ識別テーブル５４は、識別電圧Ｖ２の検出電圧Ｖ２ｄとセンサ１０の種類とを対応付ける情報を格納する。図５の例では、センサ識別テーブル５４は、検出電圧Ｖ２ｄとセンサ１０の種類と校正データ等のデータとを関連付けて格納する。

センサ識別テーブル５４に格納される検出電圧Ｖ２ｄは、当該検出電圧Ｖ２ｄにより識別される対象のセンサ１０の識別回路３１の識別抵抗値Ｒ１に応じて識別電圧生成回路５１が生じさせる識別電圧Ｖ２に対応するように決定される。図４に示される識別電圧生成回路５１では、上記した式（１）により表される識別電圧Ｖ２に対応するように、センサ識別テーブル５４に格納される検出電圧Ｖ２ｄが決定される。

センサ識別部５３は、識別電圧検出部５２から通知された検出電圧Ｖ２ｄを検索キーにしてセンサ識別テーブル５４を検索する。センサ識別部５３は、その検索の結果、発見されたセンサ１０の種類を、本体装置２０に接続されたセンサ１０の種類であると判断する。本体装置２０（ＣＰＵ３２）は、センサ識別部５３により判断されたセンサ１０の種類に該当する校正データを使用して測定処理を行う。

図６は、本実施形態に係る計測装置の本体装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。図６に示される処理手順は、本体装置２０の電源がオンされてＣＰＵ３２が起動され、ＣＰＵ３２がコンピュータプログラムを実行することによりセンサ識別部５３等の機能が実現されると開始される。

（ステップＳ１） センサ識別部５３は、識別電圧検出部５２から通知される検出電圧Ｖ２ｄを読み取る。

（ステップＳ２） センサ識別部５３は、センサ識別テーブル５４を使用してセンサ１０を識別する。

（ステップＳ３） ＣＰＵ３２は、センサ識別部５３の識別結果のセンサ１０の校正データを使用して測定処理を行う。これにより、本体装置２０に接続されたセンサ１０に対応する測定項目の計測を行うことができる。

上述した実施形態によれば、センサ１０は、当該センサ１０を識別するための識別抵抗値Ｒ１を有する識別回路３１を備えればよく、メモリを備える必要がない。一般に抵抗器はメモリに比較して安価であるので、センサ１０のコスト削減に寄与できるという効果が得られる。また、メモリに比して、小型化、信頼性向上、省電力化、長寿命化などに寄与できるという効果が得られる。

次に上述した実施形態の変形例を説明する。

［変形例１］
図７及び図８を参照して、本実施形態に係る変形例１を説明する。図７は、本実施形態に係る計測装置の電気的構成の変形例１を示す概略構成図である。図７において図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図７に示される計測装置１は、本体装置２０において図２に示される本体装置２０に対してさらにスイッチＳＷが設けられたものである。スイッチＳＷは、ＣＰＵ３２（電圧印加部）と抵抗器Ｒｘとの間に設けられる。スイッチＳＷがオンされると、ＣＰＵ３２（電圧印加部）と抵抗器Ｒｘとが接続される。スイッチＳＷがオフされると、ＣＰＵ３２（電圧印加部）と抵抗器Ｒｘとの接続が断される。ＣＰＵ３２は、スイッチＳＷの制御を行う。なお、スイッチＳＷは、ＣＰＵ３２の内部に設けられてもよい。

図８は、本実施形態のに係る計測装置の本体装置の処理手順の変形例１を示すフローチャートである。図８に示される処理手順は、図７に示される本体装置２０の電源がオンされてＣＰＵ３２が起動され、ＣＰＵ３２がコンピュータプログラムを実行することによりセンサ識別部５３等の機能が実現されると開始される。計測装置１の機能構成は、図３と同じである。

（ステップＳ１１） センサ識別部５３は、センサ識別タイミングであるか否かを判断する。センサ識別タイミングである場合、ステップＳ１２に進む。センサ識別タイミングではない場合、ステップＳ１１に戻る。

（ステップＳ１２） センサ識別部５３は、スイッチＳＷをオンする。

（ステップＳ１３） センサ識別部５３は、識別電圧検出部５２から通知される検出電圧Ｖ２ｄを読み取る。

（ステップＳ１４） センサ識別部５３は、スイッチＳＷをオフする。

（ステップＳ１５） センサ識別部５３は、センサ識別テーブル５４を使用してセンサ１０を識別する。

（ステップＳ１６） ＣＰＵ３２は、センサ識別部５３の識別結果のセンサ１０の校正データを使用して測定処理を行う。これにより、本体装置２０に接続されたセンサ１０に対応する測定項目の計測を行うことができる。

（ステップＳ１７） ＣＰＵ３２は、計測の終了を判断する。計測の終了である場合、図８の処理を終了する。計測の終了ではない場合、ステップＳ１１に戻る。

上述した本実施形態の変形例１によれば、上述した本実施形態に係るセンサ１０のコスト削減等の効果が同様に得られる。さらに、本実施形態の変形例１によれば、センサ１０の識別を行うタイミングでスイッチＳＷがオンされるので、スイッチＳＷがオフされている間は抵抗器Ｒｘに印加電圧Ｖ１が印加されず、消費電力を削減できる。

なお、センサ識別タイミングは、一定であってもよく、又は、変動するようにしてもよい。センサ識別タイミングは、例えば、本体装置２０の電源がオンされた後の１回のみであってもよい。センサ識別タイミングは、例えば、本体装置２０の電源がオンされた後に一定の周期で繰り返されてもよい。

センサ識別部５３は、センサ識別タイミングの頻度（センサ１０の識別を行う頻度）を、本体装置２０の電源の種類に応じて変えてもよい。例えば、本体装置２０の電源が商用電源である場合にはセンサ識別タイミングの頻度を比較的多くし（例えば、一定の周期で繰り返す）、本体装置２０の電源が電池である場合にはセンサ識別タイミングの頻度を比較的少なくする（例えば、本体装置２０の電源オン後の１回のみ）。センサ識別タイミングの頻度が本体装置２０の電源の種類に応じて変えられることにより、電源の種類に応じた節電を行うことができる。

［変形例２］
図９及び図１０を参照して、本実施形態に係る変形例２を説明する。図９は、本実施形態に係る計測装置の電気的構成の変形例２を示す概略構成図である。図９において図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図９に示される計測装置１は、本体装置２０において図２に示される本体装置２０に対してさらに抵抗器Ｒｘ２とスイッチＳＷ１、ＳＷ２とが設けられたものである（図９中の抵抗器Ｒｘ１は図２中の抵抗器Ｒｘに対応する）。

スイッチＳＷ１は、ＣＰＵ３２（電圧印加部）と抵抗器Ｒｘ１との間に設けられる。スイッチＳＷ１がオンされると、ＣＰＵ３２（電圧印加部）と抵抗器Ｒｘ１とが接続される。スイッチＳＷ１がオフされると、ＣＰＵ３２（電圧印加部）と抵抗器Ｒｘ１との接続が断される。抵抗器Ｒｘ２及びスイッチＳＷ２は、抵抗器Ｒｘ１及びスイッチＳＷ１に並列に設けられる。スイッチＳＷ２がオンされると、ＣＰＵ３２（電圧印加部）と抵抗器Ｒｘ２とが接続される。スイッチＳＷ２がオフされると、ＣＰＵ３２（電圧印加部）と抵抗器Ｒｘ２との接続が断される。ＣＰＵ３２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の制御を行う。なお、スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、ＣＰＵ３２の内部に設けられてもよい。

抵抗器Ｒｘ１の抵抗値ｒｘ１と、抵抗器Ｒｘ２の抵抗値ｒｘ２とは異なる。以下、「ｒｘ１＞ｒｘ２」として説明する。

本実施形態に係る変形例２では、センサ識別部５３は、抵抗器Ｒｘ１の抵抗値ｒｘ１に対応するセンサ識別テーブル５４−１と、抵抗器Ｒｘ２の抵抗値ｒｘ２に対応するセンサ識別テーブル５４−２と、を備える。センサ識別テーブル５４−１、５４−２は、図５の例と同様に構成される。

センサ識別テーブル５４−１に格納される検出電圧Ｖ２ｄは、次式（２）により表される識別電圧Ｖ２に対応するように決定される。
Ｖ２＝Ｖ１×（Ｒ１÷（ｒｘ１＋Ｒ１）） ・・・（２）

センサ識別テーブル５４−２に格納される検出電圧Ｖ２ｄは、次式（３）により表される識別電圧Ｖ２に対応するように決定される。
Ｖ２＝Ｖ１×（Ｒ１÷（ｒｘ２＋Ｒ１）） ・・・（３）

センサ識別部５３は、スイッチＳＷ１がオン且つスイッチＳＷ２がオフされている場合（抵抗器Ｒｘ１を使用する場合）に、センサ識別テーブル５４−１を使用してセンサ１０を識別する。一方、センサ識別部５３は、スイッチＳＷ１がオフ且つスイッチＳＷ２がオンされている場合（抵抗器Ｒｘ２を使用する場合）に、センサ識別テーブル５４−２を使用してセンサ１０を識別する。

図１０は、本実施形態のに係る計測装置の本体装置の処理手順の変形例２を示すフローチャートである。図１０に示される処理手順は、図９に示される本体装置２０の電源がオンされてＣＰＵ３２が起動され、ＣＰＵ３２がコンピュータプログラムを実行することによりセンサ識別部５３等の機能が実現されると開始される。計測装置１の機能構成は、図３と同じである。

（ステップＳ２１） センサ識別部５３は、スイッチＳＷ１をオンし、スイッチＳＷ２をオフする。これにより、スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、抵抗値が大きい方の抵抗器Ｒｘ１を使用するように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオンオフが初期設定される。これは、抵抗値が大きい方の抵抗器Ｒｘ１を使用することにより、消費電流を少なくして節電を図るためである。

（ステップＳ２２） センサ識別部５３は、識別電圧検出部５２から通知される検出電圧Ｖ２ｄを複数回読み取る。

（ステップＳ２３） センサ識別部５３は、複数回読み取った検出電圧Ｖ２ｄに基づいて識別電圧Ｖ２のバラツキが所定の閾値以上であるか否かを判断する。識別電圧Ｖ２のバラツキが所定の閾値以上である場合、ステップＳ２４に進む。一方、識別電圧Ｖ２のバラツキが所定の閾値未満である場合、ステップＳ２６に進む。

（ステップＳ２４） センサ識別部５３は、スイッチＳＷ１をオフし、スイッチＳＷ２をオンする。これにより、スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、抵抗値が小さい方の抵抗器Ｒｘ２を使用するように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオンオフが設定される。これは、抵抗値が小さい方の抵抗器Ｒｘ２を使用することにより、ノイズによる識別電圧Ｖ２のバラツキを抑制するためである。

（ステップＳ２５） センサ識別部５３は、識別電圧検出部５２から通知される検出電圧Ｖ２ｄを読み取る。

（ステップＳ２６） センサ識別部５３は、抵抗器Ｒｘ１を使用する場合にはセンサ識別テーブル５４−１を使用して、一方、抵抗器Ｒｘ２を使用する場合にはセンサ識別テーブル５４−２を使用して、センサ１０を識別する。

（ステップＳ２７） ＣＰＵ３２は、センサ識別部５３の識別結果のセンサ１０の校正データを使用して測定処理を行う。これにより、本体装置２０に接続されたセンサ１０に対応する測定項目の計測を行うことができる。

上述した本実施形態の変形例２によれば、上述した本実施形態に係るセンサ１０のコスト削減等の効果が同様に得られる。さらに、本実施形態の変形例２によれば、識別電圧Ｖ２のバラツキが閾値以上である場合には、複数の抵抗器Ｒｘ１、Ｒｘ２のうち比較的小さい抵抗値ｒｘ２の抵抗器Ｒｘ２による識別電圧Ｖ２に基づいて本体装置２０に接続されたセンサ１０の識別が行われる。抵抗値が小さい方の抵抗器Ｒｘ２を使用することにより、ノイズによる識別電圧Ｖ２のバラツキを抑制することができ、センサ１０の識別精度の向上に寄与する。これにより、計測装置１が使用される場所のノイズ環境に適応するセンサ１０の識別性能を実現することができるので、計測装置１の使い勝手が向上する。

なお、上述した本実施形態の変形例１と変形例２とを組み合わせて適用してもよい。

［変形例３］
上述した実施形態では、識別回路３１はセンサ１０を識別するための識別抵抗値Ｒ１を有したが、識別回路３１はセンサ１０を識別するための識別インピーダンス値を有してもよい。識別インピーダンス値は、抵抗器、コンデンサ及びコイルのうち、いずれか一つ又は複数の組み合わせによって構成される。図１１は、本実施形態に係る計測装置の電気的構成の変形例３を示す概略構成図である。図１１において図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。

図１１に示されるセンサ１０の識別回路３１は、センサ１０を識別するための識別インピーダンス値Ｚ１を有する。識別インピーダンス値Ｚ１は、識別対象のセンサ１０毎に異なる値が設定される。識別回路３１においては、抵抗器、コンデンサ及びコイルのうち、いずれか一つ又は複数の組み合わせによって、識別インピーダンス値Ｚ１が構成される。

図１１に示される本体装置２０において、コネクタ２２のコネクタ端子Ｔ３ｂとＡ／Ｄ変換器３３との間には、ＡＣ−ＤＣ変換器６０が設けられる。また、コネクタ２２のコネクタ端子Ｔ３ｂとＣＰＵ３２との間には、インピーダンス値ｚｘを有するインピーダンス回路Ｚｘが設けられる。

ＣＰＵ３２（電圧印加部）は、交流電圧Ｖ１ａｃをインピーダンス回路Ｚｘに印加する。ＡＣ−ＤＣ変換器６０は、コネクタ端子Ｔ３ｂ側の交流電圧を直流電圧Ｖ２ｄｃに変換する。Ａ／Ｄ変換器３３は、直流電圧Ｖ２ｄｃを検出し、検出した検出電圧をデジタル値に変換してデジタル信号ＡによりＣＰＵ３２へ出力する。ＣＰＵ３２は、Ａ／Ｄ変換器３３が検出した直流電圧Ｖ２ｄｃの検出電圧をデジタル信号Ａにより取得する。

図１２は、本変形例３の具体例を示す概略構成図である。図１２の具体例では、センサ１０の識別回路３１が有する識別インピーダンス値Ｚ１は、電気容量Ｃ１である。電気容量Ｃ１は、コンデンサにより構成される。また、図１２の具体例では、インピーダンス回路Ｚｘは、電気容量ｃｘを有するコンデンサＣｘである。

なお、電気容量Ｃ１は、センサ側回路基板１２に設けられるパターン線により構成されてもよい。電気容量ｃｘは、本体側回路基板２１に設けられるパターン線により構成されてもよい。

また、識別回路３１は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）構造により構成されてもよい。ＭＥＭＳ構造は、抵抗器、コンデンサ、コイルなどの電気素子を作成することができる。

上述した本実施形態の変形例３によれば、センサ１０は、当該センサ１０を識別するための識別インピーダンス値Ｚ１を有する識別回路３１を備えればよく、メモリを備える必要がない。これにより、メモリに比して、コスト削減、小型化、信頼性向上、省電力化、長寿命化などに寄与できるという効果が得られる。

なお、変形例３に対して、上述した変形例１を適用してもよい。変形例３に変形例１を適用する場合、図７と同様に、ＣＰＵ３２（電圧印加部）とインピーダンス回路Ｚｘとの間にスイッチＳＷを設ける。

また、変形例３に対して、上述した変形例２を適用してもよい。変形例３に変形例２を適用する場合、図９と同様に、各々異なるインピーダンス値を有する複数のインピーダンス回路、例えば２個のインピーダンス回路Ｚｘ１，Ｚｘ２を設け、ＣＰＵ３２（電圧印加部）とインピーダンス回路Ｚｘ１との間にスイッチＳＷ１を設け、ＣＰＵ３２（電圧印加部）とインピーダンス回路Ｚｘ２との間にスイッチＳＷ２を設ける。

また、変形例３に対して、上述した変形例１及び変形例２のうちいずれか一方又は両方を適用してもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、上述した実施形態において、本体装置２０とセンサ１０とをケーブルを介して接続するように構成してもよい。図１３、図１４及び図１５は、本発明の一実施形態に係る計測装置の変形例を示す全体の概略構成図である。図１３、図１４及び図１５において図１に対応する部分には同一の符号を付している。

（変形例４）
図１３は、本発明の一実施形態に係る計測装置の変形例４を示す全体の概略構成図である。図１３に示される計測装置１において、本体装置２０はケーブル７０を備え、ケーブル７０の先端にコネクタ２２が取り付けられる。センサ１０は、コネクタ１３とケーブル７０のコネクタ２２とが嵌合したり外れたりすることにより、本体装置２０に対して着脱可能な構成になっている。

（変形例５）
図１４は、本発明の一実施形態に係る計測装置の変形例５を示す全体の概略構成図である。図１４に示される計測装置１において、センサ１０はケーブル７１を備え、ケーブル７１の先端にコネクタ１３が取り付けられる。センサ１０は、ケーブル７１のコネクタ１３と本体装置２０のコネクタ２２とが嵌合したり外れたりすることにより、本体装置２０に対して着脱可能な構成になっている。

（変形例６）
図１５は、本発明の一実施形態に係る計測装置の変形例６を示す全体の概略構成図である。変形例６では、本体装置２０及びセンサ１０とは別個にケーブル７２を設ける。ケーブル７２の一端には、本体装置２０のコネクタ２２と嵌合するコネクタ２２ａが取り付けられる。ケーブル７２のもう一端には、センサ１０のコネクタ１３と嵌合するコネクタ１３ａが取り付けられる。センサ１０は、ケーブル７２を介して本体装置２０と接続したり接続断したりすることにより、本体装置２０に対して着脱可能な構成になっている。

上述した変形例４，５，６によれば、本体装置２０とセンサ１０との間の距離を延ばすことができる。

１…計測装置、１０…センサ、１１…測定電極、１３，１３ａ，２２，２２ａ…コネクタ、２０…本体装置、３１…識別回路、３２…ＣＰＵ、３３…Ａ／Ｄ変換器、５１…識別電圧生成回路、５２…識別電圧検出部、５３…センサ識別部、５４…センサ識別テーブル、６０…ＡＣ−ＤＣ変換器、７０，７１，７２…ケーブル、Ｃｘ…コンデンサ、Ｒｘ，Ｒｘ１，Ｒｘ２…抵抗器、ＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、Ｚｘ…インピーダンス回路

Claims (8)

1. 本体装置と、前記本体装置に対して着脱可能なセンサとを備える計測装置において、
   前記センサは、前記センサを識別するための識別インピーダンス値を有する識別回路を備え、
   前記本体装置は、
   前記本体装置に接続された前記センサの前記識別回路の前記識別インピーダンス値に応じた識別電圧を生じさせる識別電圧生成回路と、
   前記識別電圧に基づいて、前記本体装置に接続された前記センサの識別を行うセンサ識別部と、を備える、
   計測装置。
2. 前記識別インピーダンス値は識別抵抗値であり、
   前記識別電圧生成回路は、
   前記識別回路に直列接続される抵抗器と、
   前記抵抗器に印加電圧を印加する電圧印加部と、を備え、
   前記識別電圧は、前記抵抗器の抵抗値と前記識別抵抗値との抵抗分圧である、
   請求項１に記載の計測装置。
3. 前記本体装置に接続された前記センサの前記識別回路を前記本体装置のグランドに接続するための前記センサのコネクタ端子と、前記本体装置に接続された前記センサの測定電極を前記本体装置のグランドに接続するための前記センサのコネクタ端子とが共用される、
   請求項２に記載の計測装置。
4. 前記電圧印加部と前記抵抗器との間にスイッチを設け、
   前記センサ識別部は、前記センサの識別を行うタイミングで前記スイッチをオンにし、
   前記センサ識別部は、前記センサの識別を行う頻度を、前記本体装置の電源の種類に応じて変える、
   請求項２又は３のいずれか１項に記載の計測装置。
5. 各々異なる抵抗値を有する複数の前記抵抗器を設け、
   前記センサ識別部は、
   前記識別電圧のバラツキが閾値以上である場合に、前記複数の前記抵抗器のうち比較的小さい抵抗値の前記抵抗器による前記識別電圧に基づいて、前記本体装置に接続された前記センサの識別を行う、
   請求項２から４のいずれか１項に記載の計測装置。
6. 前記識別電圧生成回路は、
   前記識別回路に直列接続されるインピーダンス回路と、
   前記インピーダンス回路に交流電圧を印加する電圧印加部と、を備え、
   前記識別電圧は、前記インピーダンス回路のインピーダンス値と前記識別インピーダンス値とのインピーダンス分圧である、
   請求項１に記載の計測装置。
7. 前記識別インピーダンス値及び前記インピーダンス回路のインピーダンス値は電気容量である、
   請求項６に記載の計測装置。
8. 本体装置と、前記本体装置に対して着脱可能なセンサとを備える計測装置の前記本体装置において、
   前記本体装置に接続された前記センサの識別回路の識別インピーダンス値に応じた識別電圧を生じさせる識別電圧生成回路と、
   前記識別電圧に基づいて、前記本体装置に接続された前記センサの識別を行うセンサ識別部と、
   を備える計測装置の本体装置。

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