JPH0337111Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 技術分野 本考案は、多点切換装置に関し、より詳細には
変状を測定すべき多数の箇所にそれぞれ設けられ
たひずみゲージを検出素子とする検出器から出力
される該変状に対応する多数の検出信号を受け、
各検出信号を時分割し順次出力する切換器を匡体
に収納してなる多点切換装置に関するものであ
る。

(b) 従来技術 ひずみゲージ（またはひずみゲージを検出素子
とする変換器）により検知された多数の測点の変
状に対応した検出信号を順次取出す多点切換装置
を用いた計測システムとしては、従来第１図に示
したものが知られている。

同図において、Ｓ１，Ｓ２，……，Snは、被
測定対象物の各測点Ｐ１，Ｐ２，…，Pnにそれ
ぞれ添着されたひずみゲージまたはひずみゲージ
を用いて構成された荷重変換器、圧力変換器等の
変換器（以下検出器という）である。これらの検
出器Ｓ１〜Snは、リード線を介して各検出器Ｓ
１〜Snの近傍に配置されたブリツジボツクスＢ
１，Ｂ２，……，Bnの入力端子と接続され、そ
れぞれ計測の目的や変換器の種類に応じてホイー
トストンブリツジ回路（以下ブリツジ回路とい
う）が構成される。ブリツジボツクスＢ１，Ｂ
２，……，Bnは、ひずみゲージを１枚、２枚あ
るいは４枚含んで１枚ゲージ法、２枚ゲージ法、
あるいは４枚ゲージ法等の結線方法に基づき適宜
なブリツジ回路が選択形成できるように、アーム
抵抗や補償抵抗、検出器Ｓ１〜Snから延長され
たリード線を接続する端子等を有し、別設された
ブリツジ電源からブリツジ電圧を受け、これをブ
リツジ回路の入力端に供給し、ブリツジ回路の出
力端から各検出器Ｓ１〜Snからの各測点Ｐ１〜
Pnの変状に対応した検出信号を出力するもので
ある。このブリツジボツクスＢ１〜Bnの出力、
すなわちブリツジ回路の出力端は、多点切換器で
あるスキヤナＳに同時的または適宜な時期に入力
される。スキヤナＳは予め設定された順にブリツ
ジボツクスＢ１〜Bnから検出信号を計測器Ｋに
出力する。計測器Ｋは、スキヤナＳからの信号を
順次受けて各検出器Ｓ１〜Snの変状に対応した
値をデイジタル表示またはアナログ表示等をし、
また場合により別設されたプリンタや磁気記録再
生装置に出力してプリントアウトしたり記録を行
う。

次に、上述した計測システムのうち、ブリツジ
ボツクスＢ１〜Bnに関し、より詳細に説明する。

第２図ａは、これらのブリツジボツクスＢ１〜
Bnのうちの１つのみを代表して示すもので、こ
の場合４枚ゲージ法による結線状態を示す平面図
であり、第２図ｂは、同図ａの等価回路図であ
る。ホイートストンブリツジを組む（形成する）
方法として、上述したような方法があるが、それ
ぞれの測定対象、検出器の種類、所要精度、測定
環境等により最適な結線方法が適宜選択される。
ブリツジボツクスＢ１〜Bnは、これらのいずれ
の方法に対してもブリツジを組むことができるよ
うに構成されている。第２図ａはこのうち４枚ゲ
ージ法により結線されたもので、測点Pmに添着
されたひずみゲージＡ１〜Ａ４あるいは測点Pm
に取付けられた変換器（検出器Pm）のひずみゲ
ージＡ１〜Ａ４の入出力リード線がブリツジボツ
クスBmの端子ｔ１，ｔ２，…，ｔ７のうち所定
の端子に接続されている。ここで、ブリツジボツ
クスBm内には、各種目的に応じた素子が内蔵さ
れており、例えば温度補償抵抗、あるいは１枚ゲ
ージ法、２枚ゲージ法を用いた場合にホイートス
トンブリツジを構成するためのアーム抵抗または
ダミーゲージ等が内蔵されている。こうして、ブ
リツジボツクスBm内において組まれたホイート
ストンブリツジ〔第２図ｂに示す〕からの出力は
接続ケーブルCaによりスキヤナＳに入力される。

ところで、各測点毎に上述の如きブリツジボツ
クスＢ１〜Bnを配置して計測を行うにあたり、
従来より次に述べるような問題点があつた。

第２図を例にとりその問題点につき述べるに、
第１に、ひずみゲージＡ１〜Ａ４からの出力電圧
（または電流）は一般に極めて微弱なものである
ため、周囲環境によるノイズ（例えば誘導ノイ
ズ）の影響を最小限とするためにブリツジボツク
スBmを各検出器Ｓ１〜Snにできるだけ近づけリ
ード線を短くする必要がある。しかしながら、測
点によつてはブリツジボツクスをその近傍に設置
できない場合があつたり、あるいは歩行や作業の
邪魔になるという不都合があつた。

第２に、ブリツジボツクスBmは測点Pmの近
傍に配置される関係上、過酷な環境、例えば高温
または低温、高湿、振動、ほこり等に耐え得るよ
うに構成されていなければならない。すなわち、
各ブリツジボツクスＢ１〜Bnは、断熱処理、防
水処理等を良好に施す必要があるので必然的に大
嵩で且つ高価なものとなつていた。第３に、測点
Ｐ１〜Pnの数が少ない場合にはさほど問題とな
らないが、数百箇所（例えば、ダム等の計測にお
いては500箇所程度に及ぶことがある）の測点を
有するような場合では、各ブリツジボツクスBm
毎のケーシングの数も数百個に及び、これらが各
測点Pm毎に取付けられるため非常に邪魔であつ
た。

第４に、各測点は必ずしも１箇所あるいは狭領
域に集中して設けられるものではなく、ときには
数十ｍ、数百ｍの広領域に分散して設定される場
合もある。このような場合、各検出器Ｐ１〜Pn
とブリツジボツクスBmとの接続は各測点Pm毎
に移動しつつ行わなければならないため非常に手
間がかかるとともに、例えば測点の一部変更等を
行うのにも時間がかかつていた。

これらの問題点を解消するために、例えば第３
図に示すようにブリツジボツクスBmを10個まと
めて一つのケーシング内に入れ、一つのブリツジ
ボツクスユニツトBUとしたものがある。この場
合、各測点のひずみゲージからの入出力リード線
はブリツジボツクスユニツトBUの各端子盤Ｔに
接続され、多芯ケーブルCUを介してスキヤナＳ
に出力がなされる。このように構成すると、ブリ
ツジボツクスユニツトBUのケーシングはブリツ
ジボツクスBmを個々の測点に対して設けた場合
と比較して1/10となり、それだけスペースが減少
し、リード線の接続作業も容易となり且つ価格も
安くすることができ。しかしながらそれでも測点
箇所が数百箇所に及ぶ場合には少なくとも数十台
のブリツジボツクスユニツトBUが必要となり、
また、離れた測点には従来通り個々にブリツジボ
ツクスBmを要するのでさほど大きなコストダウ
ンは達成できなかつた。さらにまた、これらのブ
リツジボツクスユニツトBUは上述した個々のブ
リツジボツクスBmよりも外形寸法が大きくな
り、これらが床上に置かれるため、足場を悪く
し、作業上邪魔となつていた。

本考案は、上述した従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、従来の多点切換器自体の変更を伴う
ことなく、多点切換器を用いた計測システムのト
ータルコストを低減化し得ると共にスペース効率
を向上でき、併せて周辺機器との接続、切換え等
の作業性をも向上し得る多点切換装置を提供する
ことを目的とするものである。

(d) 構成 以下、本考案を一実施例に基づき詳細に説明す
る。

第４図は、本考案の一実施例である多点切換装
置を用いた計測システムの概略ブロツク図であ
る。このシステムの場合、200測点まで計測が可
能である。

同図において、SUは検出器Ｓ１〜Snより出力
された検出信号を順次計測器Ｋに出力する多点切
換器であるスキヤナユニツトで、200チヤンネル
の入出力信号切換機能を有している。このスキヤ
ナユニツトSUはさらに、それぞれ50チヤンネル
の入出力信号切換機能を有するマスタスキヤナ
SL１、スレーブスキヤナSL２，SL３，SL４よ
り構成されており、例えばスレーブスキヤナSL
４からの出力信号はSL４→SL３→SL２→SL１
の順にシフトされてマスタスキヤナSL１より計
測器Ｋに出力される。T′はスキヤナユニツトSU
の匡体である収納ラツク１の背面側に取付けられ
た端子盤で、スキヤナユニツトSUのチヤンネル
数分だけのブリツジボツクスＢ１〜Ｂ２００に相
当する機能素子を有しているが、ブリツジボツク
スユニツトBUと異なる点は、各測点Ｐ１〜Ｐ２
００に設けられた検出器Ｓ１〜Ｓ２００から延長
されたリード線を接続するための接続端子ｔ、ブ
リツジ回路を形成するためのアーム抵抗や補償抵
抗等が独自のボツクスに収納されているのではな
く、スキヤナユニツトSUを収納する収納ラツク
１の正面または背面に縦形に取付けられている点
である。Ｃはコネクタで、端子盤T′を介して入
力される検出器Ｓ１〜Snの検出出力とブリツジ
ボツクスユニツトBUを介して入力される検出器
Ｓ１〜Snの検出出力とを選択的に中継接続して
スキヤナＳへ伝達する役割を果す。

第５図は、コネクタの構成を示す模式図であ
る。

同図において、RT１およびRT２は、第１お
よび第２のリセプタクル端子で、第１のリセプタ
クル端子RT１は、端子盤T′の出力端、すなわち
ブリツジ回路BCの入力端と出力端とに接続され
ており、第２のリセプタクル端子RT２は、第１
のリセプタクル端子RT１の近傍、この場合隣接
して設けられており、各端子は、各スキヤナユニ
ツトSUの対応する端子と接続されている。

PT１およびPT２は、第１および第２のプラグ
端子であり、第１のプラグ端子PT１は、いわゆ
るダミープラグであつて、これを第５図ｂに示す
ように、第１および第２のリセプタクル端子RT
１およびRT２に嵌合（プラグイン）させること
により上記両端子RT１とRT２を電気的に橋絡
し端子盤T′を介して入力される前記検出器から
の検出信号をスキヤナＳへ伝達する機能を果す。
一方、この第１のプラグ端子PT１を抜き去り、
第２のプラグ端子PT２を第５図ａに示すように、
第２のリセプタクル端子RT２へ嵌合（プラグイ
ン）させることにより、上記端子盤T′からの入
力を断ち、ブリツジボツクスＢ１〜Bnから入力
される検出器Ｓ１〜Snの検出信号をスキヤナＳ
へ伝達する。

第６図ａおよびｂは、以上のように構成された
多点切換装置の一実施例の外観構成を示す正面図
および背面図である。

同図ａにおいて、１はスキヤナSL１，SL２，
SL３，SL４を収納する匡体としての収納ラツク
であり、その正面下方にコネクタ中継板２が取付
けられている。このコネクタ中継板２には第４図
および第５図に示したコネクタＣの第１および第
２のリセプタクル端子RT１およびRT２が10チ
ヤンネルの各端子盤T′および各ブリツジボツク
スユニツトBUに対応して各10個設けられてい
る。また、このコネクタ中継板２には各スキヤナ
SL１〜SL４を駆動するための電源スイツチ３
と、各スキヤナSL１〜SL４において発生する熱
を逃がすための通気フイルタパネル４が設けられ
ている。T′は収納ラツク１の背面側に取付けら
れた端子盤であり、第３図に示したブリツジボツ
クスユニツトBUの端子盤Ｔと同じもので、総計
200個配設されている。この端子盤T′は、それぞ
れこの収納ラツク１の比較的近傍でノイズの影響
を殆んど受けない箇所の測点に設けられた検出器
Ｓ１〜Snの検出信号を受け、この信号を第５図
示のリセプタクル端子RT１に伝達する役割を果
すことは既述した通りである。

次に、上記の如く構成された多点切換器である
スキヤナユニツトSUの使用方法につき述べる。
先ず、各測点Ｐ１〜Ｐ２００に設けられた検出器
Ｓ１〜Ｓ２００のうちスキヤナユニツトSUから
離れた地点にあるものは、それぞれブリツジボツ
クスＢまたはブリツジボツクスユニツトBUによ
り測点近傍においてブリツジ回路BCを組み、そ
の出力信号をノイズの侵入を阻止し得る多芯ケー
ブルCU、第２のプラグ端子PT２、第２のリセプ
タクル端子RT２を介してスキヤナユニツトSU
に入力させる。このようにして各ひずみゲージが
各測点近傍においてノイズ等を拾わないようにす
る。

次に、各測点Ｓ１〜Ｓ２００に設けられた検出
器Ｐ１〜Ｐ２００のうちスキヤナユニツトSUの
比較的近傍にありノイズ等の影響を受ける虞れの
ないものは、それぞれの測点のひずみゲージのリ
ード線を直接スキヤナユニツトSUの背面側の端
子盤T′のうち所定の箇所に接続する。そして、
その所定の端子盤T′に対応した第１のリセプタ
クル端子RT１に、第５図ｂに示すように第１の
プラグ端子PT１を接続させ、スキヤニユニツト
SUに信号を入力させる。

このようにして、上述した多点切換装置は、各
測点Ｐ１〜Ｐ２００に添着されたひずみゲージあ
るいはひずみゲージを用いた種々の変換器からの
検出出力信号を、スキヤニユニツトSUの収納ラ
ツク１に取付けられた端子盤T′または、コネク
タＣの第２のリセプタクル端子RT２より取入
れ、順次計測器Ｋに出力する。この場合、第１の
プラグ端子PT１と第２のプラグ端子PT２は、同
一の対をなすリセプタクル端子RT１，RT２に
は同時には嵌合できないようになつているので誤
操作は防止される。

また、スキヤニユニツトSUにおいて、端子盤
T′からの入力信号とブリツジボツクスＢ（または
ブリツジボツクスユニツトBU）を介し第２のリ
セプタクル端子RT２に直接入力される信号とを
判別して、例えば、リレー等による切換えを行う
必要がないので従来のスキヤナＳの構成を何等変
更することがなく、コストアツプをもたらすこと
はない。

また、検出器Ｐ１〜Ｐ２００がスキヤニユニツ
トSUの近傍あるいはノイズ等の影響を受け難い
ような箇所にある場合にはひずみゲージの出力信
号を単にリード線を介して直接端子盤T′の接続
端子ｔに入力させることができるので、それだけ
ブリツジボツクスＢあるいはブリツジボツクスユ
ニツトBUの数を減少させることができ、その分
作業床面等のスペースが増大する。そして、スキ
ヤニユニツトSUの背面側に配設された端子盤
T′に設けられたブリツジ回路BCを構成する素子
は、スキヤニユニツトSUのケーシングあるいは
収納ラツク１に効率よく収納または装着されて保
護されることになり、また、ブリツジボツクスユ
ニツトBU等に用いられるケーシングやコネク
タ、ケーブル等が不用となるので、特に多数の測
点を有する計測を行う場合には大幅なコストダウ
ンを図ることができる。

また、収納ラツク１の裏面側に端子盤T′を集
中して配設してあるので、例えば測点の移動、変
更、あるいは測定法の変更によるホイートストン
ブリツジの組換え等は一箇所にて集中して行うこ
とができ、作業の効率を飛躍的に向上させること
ができる。

尚、本考案は上述した実施例にのみ限定される
ものではなくその要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々の変形実施が可能であることは勿論であ
る。

例えば、ブリツジ回路BCはスキヤニユニツト
の切換可能数と同一の数となるように構成したが
必ずしもそうする必要はなく切換可能数よりも少
なければ任意である。

(e) 効果 以上詳述したように本考案によれば、従来の多
点切換器自体の構成を変えることなく、多点切換
器を用いた計測システムのトータルコストを低減
化し得ると共にスペース効率を向上でき、併せて
周辺機器との接続、切換え等の段取りに関する作
業性をも向上し得る多点切換器を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、従来例を示すもので、第１
図は従来の多点切換器を用いた計測システムを示
すブロツク図、第２図ａは、４枚のひずみゲージ
が結線されたブリツジボツクスの外観構成図、同
図ｂは、ホイートストンブリツジの回路図、第３
図は、ブリツジボツクスユニツトの平面図、第４
図は、本考案の一実施例である多点切換装置を用
いた計測システムを示すブロツク図、第５図ａ，
ｂは、本考案の要部であるコネクタの一実施例の
構成を示す模式図、第６図ａ，ｂは、本考案の一
実施例の外観構成を示す正面図および背面図であ
る。 Ｐ１〜Pn……測点、Ｓ１〜Sn……検出器、Ｂ
１〜Bn……ブリツジボツクス、Ｓ，SL１〜SL４
……スキヤナ、Ｋ……計測器、Ａ１〜Ａ４……ひ
ずみゲージ、BU，BU１〜BU２０……ブリツジ
ボツクスユニツト、Ｔ，T′……端子盤、CU……
多芯ケーブル、SU……スキヤナユニツト、BC…
…ブリツジ回路、ｔ……接続端子、Ｃ……コネク
タ、RT１，RT２……リセプタクル端子、PT
１，PT２……プラグ端子、１……収納ラツク、
２……コネクタ中継板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 変状を測定すべき多数の箇所にそれぞれ設けら
   れたひずみゲージを検出素子とする検出器から出
   力される該変状に対応する多数の検出信号を受
   け、各検出信号を時分割し順次出力する切換器を
   匡体に収納してなる多点切換装置において、少な
   くとも１枚の前記ひずみゲージを含めてブリツジ
   回路を形成するための抵抗および前記検出器から
   延長されたリード線を接続するための端子を有し
   且つ前記匡体に取付けられた端子盤と、この端子
   盤の各出力端にそれぞれ接続され且つ前記匡体に
   取付けられた第１のリセプタクル端子と、前記多
   点切換器に接続され且つ前記第１のリセプタクル
   端子の近傍に設けられた第２のリセプタクル端子
   と、前記第１のリセプタクル端子と前記第２のリ
   セプタクル端子の両端子に離脱可能に嵌合されそ
   の両端子間を電気的に橋絡し前記端子盤を介して
   入力される前記検出器からの検出信号を前記多点
   切換器に伝達する第１のプラグ端子と、前記匡体
   とは別体に構成され且つ該匡体と離隔された位置
   に配置され前記端子盤と同等の機能を有するブリ
   ツジボツクスに延長ケーブルを介して接続され、
   前記第１のプラグ端子に代えて第２のリセプタク
   ル端子に離脱可能に嵌合され前記ブリツジボツク
   スを介して入力される前記検出器からの検出信号
   を前記切換器に伝達する第２のプラグ端子とを有
   することを特徴とする多点切換装置。