JPS6254379A - デ−タ・ロギング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、データ・ロギング装置に関し、さらに詳細に
は、複数台の遠方に設置される変換器と接続することに
より、得られる情報をモニタしたり記録したりするデー
タ・ロギング装置に関する。

（従来の技術） 製造プロセスに要求される諸条件を正確に測定して記録
する必要性は、多くの工業分野に存在している。歴史的
に言えば、この必要性は、時計仕掛の、あるいは電気機
械式の記録紙によるチャート・レコーダや、簡単なカセ
ット・レコーダ等に基づくシステムによって充足されて
いた。しかしながら、これらのシステムはいくつかの問
題点を惹起している。一般的に言えば、それらは、「発
語機能のない」レコーダであって、図体がでかいくせに
壊れやすく、しかも、バッテリを交換したり記録紙を交
換するなどの注意を払わねばならず、あるいは時計仕掛
のものでは、巻き戻したりする面倒を頻繁にみなければ
ならない。さらに、多くの場合、折角そうして集めたデ
ータでも、細かな解析が特に必要になると解析自体が容
易でない。

（発明が解決しようとする問題点） 近年になると、マイクロプロセッサを用いた可搬式で、
バッテリ内蔵の装置が提案されている。

しかし、これらの装置は、操作が複雑であることが多く
、特定の機能やパラメータをセットするスイッチ類の操
作を必要としているので、操作に習熟していない人や習
熟が不十分な人の能力を超えてしまう。こうした従来の
装置は、さらに、特別の用途に限られることが多く、多
様な使用状況に合致しない。

従って１本発明の目的は、使用法が簡単であると同時に
、収集されたデータによる研究に際して、大量のデータ
をモニタし、記憶できるポータプルのデータ・ロギング
装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、データ記憶装置と変換器インターフェ
ース装置とから構成されるデータ・ロギング装置におい
て、前記データ記憶装置は、内部電源と、マイクロプロ
セッサと、このマイクロプロセッサの制御の下でデータ
を記憶するためのＩＣメモリ要素と、このメモリ要素で
記憶されたデータ量および前記内部電源の状態を指示す
る指示手段と、前記メモリ要素と接続され前記変換器イ
ンターフェース装置からのデータを受け取る第■のコネ
クタ要素とを備え、前記変換器インターフェース装置は
、遠方の変換器群と接続される複数個のポートと、第２
のコネクタ要素と、前記データ記憶装置の第１のコネク
タ要素に接続された前記第２のコネクタ要素を介して前
記データ記憶装置のメモリ要素に転送されるポートから
の信号をデータ信号に変換する変換手段とを備えている
こと、さらに、前記データ記憶装置と前記変換器インタ
ーフェース装置は、互いの係合面がそれぞれに形成され
、これらの係合面で前記第１、第２のコネクタ要素が対
称位置に配設され、これらデータ記ｔα装置と変換器イ
ンターフェース製画とが係合面について一つの方向性を
有した一体装置として構成されること特徴とするデータ
・ロギング装置が提供される。

また、前記係合面は、前記両装置の一方の端面に形成し
た凹面と、他方の端面に形成した相補的な凸面とからな
ることも好ましい。

さらに、前記データ記憶装置と接続され、このデータ記
ｔ！装首に記録されたデータをコンビュー夕へ転送して
結果の解析や読み出しを可能にするコンピュータ・イン
ターフェース装置を具備することも好ましい。

データ記憶装置の電源は、再充電可能なバッテリである
ことが好ましいが、交換可能なバッテリであっても良く
、この場合、データ記憶装置は、適当なハウジングと脱
着自在なターミナルを備える。

データ記憶装置と交換器インターフェース装置は、それ
らを互いに結合することによって、変換器インターフェ
ース装置のデータ収集およびデータ記憶装置へのデータ
転送とを開始させるように形成することが有利である。

。 （作用） 本発明のデータロギング装置は、データ記憶装ごと、変
換器インターフェース装置とからなり、データ記憶装置
が、その内部に電源を有し、マイクロプロ、セッサの制
御によりＩＣメモリ要素にデータを記憶する。また、メ
モリ内のデータ蓄積量やバッテリの状態は、指示手段に
より指示される。変換器インターフェース装置からのデ
ータは、コネクタ要素により接続されたメモリ要素に記
憶されるが、この時、変換器インターフェース装置では
、その複数のポートから入力する遠方に設置された変換
器の信号が、データ記憶装置のメモリ要素に転送できる
データ信号に変換される。

データ記憶装置は、それに結合された変換器インターフ
ェース装置を識別したり、その後に用いる簡単な統計機
能を果すようにプログラムしてあってよい、また、デー
タ記憶装置は、規則的な所定の間隔またはプログラム制
御で決定する間隔で、変換器インターフェースから読み
取りを行なうようにプログラムしである。適当に色分け
された複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、データ記
憶装置とコンピュータ・インターフェース間の「接続良
好」、「記憶満杯」および「バッテリの電圧降下」等の
情報を指示する。

（実施例） 以下、本発明に従って構成されたデータ・ロギング装置
の一実施例を、添付の図面を参照して説明する。

第１図（Ａ）に示す変換器インターフェース装置ｌは、
最大４台までの熱電対変換器（図示せず）を接続するた
めのにタイプの熱電対ジャックのソケットポート２を４
個備えている。熱電対変換器からの電圧信号は、マルチ
プレクサ３を介して供給され、適当な熱電対調整回路４
で補償を受けた後、８ビツト（本実施例では）のＡ／Ｄ
コンバータ５に供給される。ここで、上記熱電対調整回
路４は、１つのＩＣチップ上に設けた一体の増幅器と冷
接点補償器とから構成される。変換器インターフェース
装置１は、さらに電源回路６を備えている。この電源回
路６は、５ポルトのレギュレータ７と精密級の基準電圧
発生器８とから構成され、７．２ボルトの電位にある「
生の」電圧が標準的な１５ピンのＤタイプのコネクタ９
を介して供給される。このＤタイプのコネクタ９は、変
換器インターフェース装置１から第２図（Ａ）に示され
るデータ記憶装置１１へのデータも転送する。第１図（
Ｂ）に示すダイオードアレイ、バッファおよびカウンタ
回路１０Ａ、ＩＯＢ、１０Ｃの中には、それぞれ特定の
「連続番号」が電子的に組み入れている。

第２図（Ａ）に示すデータ記憶装置１１は、ニッケル拳
カドミニウムタイプの再充電可能なバッテリ１２を備え
ており、このバッテリ１２は、データ記憶装置１１の残
りの構成要素に７゜２ボルトの電圧を供給し、さらに、
コネクタ９により変換器インターフェイス装置１を接続
すれば、変換器インターフェイス装２２ｔにも７．２ボ
ルトの電圧を供給する。バッテリ１２は、第２図（Ａ）
におけるジャックソケット１５を介して再充電可能であ
り、このジャックソケット１５を用いることによって、
データ記憶装置１１に記憶しであるデータを消去して、
データ記憶装置１１がリセットされる。バッテリの電圧
レベル検出器１３を配設してバッテリ１２の電圧レベル
の低下をモニタしており、このレベルが所定のスレッシ
ュホールドレベル電圧以下に低下するとマイクロブロセ
ッサ１８を介してＬＥＤ　（発光ダイオード）１４を点
灯する。バッテリ１２の７．２ボルトは、５ポルトのレ
ギュレータ１６に供給され、ここから出力される５ｖの
電圧はデータ記憶装置ｌｌの全論理要素に供給されると
共に、電子スイッチ１７にも供給されて、この電子スイ
ッチ１７から変換器インターフェース装置１とマイクロ
プロセッサ１８に電圧が供給される。このマイクロブ１
９が、それを介して変換器インターフェース装置ｉ！ｔ
ｌからの信号を受信しうるように配設され、かつ断続制
御スイッチ２０を介してコネクタ１９と変換器インター
フェース装置ｌとの接続が適切かどうかを感知しうる。

この断続制御スイッチ２０は、変換器インターフェース
装置１とデータ記憶装置１１が所定の時間、この実施例
では約２．５秒接続してあればその後は、マイクロプロ
セッサ１８の断続サイクルを禁止するように動作する。

これによって、十分に確実な接続が保障される。

上記断続制御スイッチ２０からマイクロプロセンサ１８
に与えられた信号は、処理されてＬＥＤ　２１．２２に
供給され、ＬＥＤ２１では［記憶満杯Ｊ、ＬＥＤ２２で
は「断続良好］の状態表示を行なうと共に、８にバイト
のＲＡＭ要素２３にも記憶される。マイクロプロセッサ
１８とＲＡＭ２３には、たとえばサンプリング周波数の
決定のようなあらゆる制御機能があらかじめ記憶された
ＥＰＲＯＭ１８１が接続されている。そして、このＥＰ
ＲＯＭＩ　８１には、これらの制御機部情報がデータ記
憶装置１１の動作用のコードとして記憶されている。

変換器インターフェース装置ｌとデータ記憶装置ｌｌと
を結合すると、マイクロプロセッサ１８の制御の下で、
上述した短時間の休止後にデータ収集を開始し、結合を
解けば収集は終了する。第４図に示すような、Ｄタイプ
のコネクタ９，１９ヴし　　− を互いに対称にデータ記憶装置１１と変換器インターフ
ェース装置ｌのハウジングｉｏｏ、ｔｔ。

の端面に構成し、かつ上述の結合手段を使用することに
よって、本発明のデータ・ロギング装置は細かい操作知
識を何も必要としないで使用できる。変換器インターフ
ェース装置ｌとデータ記憶装置１１の接続がこのように
なり、この技術分野にあまり精通していない人でも簡単
に行えるといってよい、変換器インターフェース装置ｌ
は、測定ごとに変換器との結合を解除する必要がなく、
データ記憶装置１１は、変換器インターフェース装Ｎ１
との結合を単に解除してコンピュータのインターフェー
スに接続するだけで、コンピュータに情報を転送して解
析を行なうことができる。

第３図（Ａ）、ＣＢ）に示すコンピュータ・インターフ
ェース３１は、データ記憶装置１１のコネクタ１９に接
続できるＤタイプのコネクタ３２ヲ備えている。このコ
ンピュータインターフェース３１を適当に回路変更を施
して、コンピュータ・インターフェース３１を前記デー
タ記憶装置１１と互換性を持たせることができる。この
場合、コンピュータ・インターフェース３１は、汎用の
非同期式受送信器（ＵＡＲＴ）を備えている。コンピュ
ータの制御の下で、データは、適当なジャックプラグ３
４を介して接続されたコンピュータのＲＡＭに転送され
る。ＵＡＲＴ３３は、その同期タイミングが水晶発振器
３５で正確に制御される。木実施例において、コンピュ
−タ・インターフェース３１は、コンピュータ自体から
電力の供給を受けているが、データ記憶装置１１から供
給するようにしてもよい。

前述した変換器インターフェース装置１は、温度値を検
知するように特別に設計しであるが、別の物理条件を検
知するようにしてもよい、この場合、各インターフェー
スを標準的なデータ記憶装置に接続して、それらのデー
タを記憶することができ、異なる変換器インターフェー
スからの信号も同一に標準化されたデジタル信号となる
。特定の応用例に合うようにポートの数を定めることか
で−きる。

使用に際して、データ記憶装置１１のマイクロプロセッ
サ１８は連続して動作する。バッテリ１２を再充電する
か、ソフトウェアの制御で、すなわち、それまでのデー
タをクリアして、データ記憶装置１１をリセットすると
、マイクロプロセッサ１８は「スタンバイ」状態になり
、はとんど電力を消費しない。データ記憶装置１１は、
長期間放置しておいてもよく、また必要なときすぐに使
用できる。データ記憶装置１１を変換器インターフェー
ス装置Ｉに差し込むと、マイクロプロセッサ１８が起動
する。最初に、データ記憶装置１１が変換器インターフ
ェース装置１のコードを読み取り、その中に含まれる情
報を解読する。このコードによって、温度範囲、チャン
ネル数および分解能が表示される。データの検索中、デ
ータ記憶装置１１は全ての情報を使用するわけではない
。情報の中には後の処理でホストコンピュータが使用す
るものもある。妥当な変換器インターフェースコードを
受けたものと仮定すれば、データ記憶装置１１はサンプ
リングを開始する。このサンプリングの頻度は、データ
記憶装置１１のＥＰＲＯＭＩ　８１のソフトウェアに予
めプログラムしである。このＥＰＲＯＭ１８１の標準的
なサンプリング間隔は、０．１秒、０．５秒、１秒、５
秒、１０秒であるが、用途に応じて９９９秒までｉｉ’
）能である。５秒のサンプリング間隔で変換器インター
フェース装ｆｆ１ｌと接続される場合には。

データ記憶装置１１は変換器インターフェース装置ｌを
５秒毎に通電し、回路が落ち着くのを待って、各チャン
ネルから１６個で１組のデータの読み取りを行なう、こ
のように読み取りを１個でなく１６個のデータについて
同時に行なうのは、マイクロプロセッサ１８がある統計
的な操作をできるようにするためである。１６個の読み
取られる各データセットを処理することで、変換器の出
力の最大公算推定量が取り出される。ディジタル・フィ
ルタの一態様であるこの処理によって、熱電対ケーブル
が拾ってしまうランダムな電気ノイズの影響を排除して
いる。その結果、従来よりも滑らかで精度の高い読み取
り値が得られる。データ記憶装置１１は、各チャンネル
に対して最良の推定値を記憶し、変換器インターフェー
ス装置１の通電を切って１次回のサンプリングまでスタ
ンバイする。データ記憶装置１１は、正確な水晶標準発
振器２４の発生する時間間隔を計算する。変換器インタ
ーフェース装置１の不要時に電源を切る方式により、電
力の消費がかなり倹約される。一般に、変換器インター
フェース装置１に用いられているアナログ回路は、全デ
ィジタル式のデータ記憶装置１１の回路と比べて電力の
消費量が多いからである。このようにしてデータ記憶装
置ｌｌのバッテリ１２の寿命は、かなり伸びる。

この読み取り値の記憶処理は、データ記憶装置１１のメ
モリ２３が満杯になるまで！！統する。満杯になる前に
変換器インターフェース装置１を分離すると、データ記
憶装置ｌｌでは、サンプリング間隔毎にダミー読み取り
値を記憶し続けることによって時間をマークする。変換
器インターフェース装置１は実際には再接続可能であり
、空のメモリがある限りデータ記憶装置１１は再び温度
データを読み取り記憶する。こうした特別にプログラム
された処理がなされないときは、データ記ｔα装置１１
は異なる変換器インターフェースと」二連のようには接
続できない。かくして、数台の異なる変換器インターフ
ェース装置１があっても、それらのデータがデータ記憶
装置１１に誤って入力されることはない。無論、所定の
データ記憶装置１１にある変換器インターフェース装置
ｌからデータを入れ、それをリセットした後に別の変換
器インターフェース装置１からデータを入れることは可
能である。

データ記憶装置１１の内部メモリ２３が満杯になると、
データ記憶装置１１は、その「満杯」状態からの経過時
間をカウントし続けるから、データ測定の絶対実時間が
評価できる。データ記憶装置１１のメモリ中のデータは
、コンピュータ・インターフェース３１を用いてホスト
コンピュータに転送することができる。このコンピュー
タ・インターフェース３１は、変換器インターフェース
装置ｌに用いたものと同一のモジュラ−ソケットを備え
ており、このモジュラ−ソケットをデータ記憶装ａｌｌ
に単に差し込むことによりコミュニケーション・プロセ
スを開始する。コンピュータ・インターフェース３１は
、直列タイプで、データ記憶装置１１とコンピュータと
の間で２方向の通信が可能である。データ記憶装置ｔｉ
は、インターフェース回路３６からダミーの連続番号を
読み取り、その後、スイッチ回路網３７とＵＡＲＴ３３
を介してデータをコンピュータに転送するので、データ
はデータ記憶装置１１の中にも依然として残存している
。このデータ記憶装置１１中のデータは、再使用しない
場合にはホストコンピュータのソフトウェアで制御して
消去してもよい。前に指摘したように、データ記憶装置
１１は、それに変換器インターフェース装置１を最初に
差し込んでからの経過時間をカウントし続けている。ホ
ストコンピュータは、このデータと、データが転送され
た時間、すなわちコンピュータ内部の実時間時計から得
られる時間とを用いて、温度データの関係する正確な実
時間を計算し直す。従って、データには、データ記憶装
置１１から転送された時刻と日付が刻印される。

このように本発明のデータ書ロギング装置は、上記実施
例の説明から理解されるように、多種多用の製造プロセ
スにおいて、温度、圧力、湿度、鏡面光沢、肉厚等の処
理条件の詳細を記録できるものである。しかしながら、
本発明は、七掲のものに用途を制限した装置に限られず
、橋や他の構造物の歪や応力等をΔ１１定するためにも
応用することができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明のデータ・ロギング装置は、
データ記憶装置と変換器インターフェース装置とを有し
、特にデータ記憶装とは内部に電源を備えていて、デー
タを取得するための変換器インターフェース装置と接続
して試験品と共に移動自在であり、このため、生のデー
タを簡単に得ることができる。さらにデータ取得後は、
データ記憶装置をコンピュータに接続すれば、変換器イ
ンターフェース装置により得られた種々のデータの処理
を簡単に実行できる。しかもデータ記憶装置を変換器イ
ンターフェース装置あるいはコンピュータと接続する操
作は、単にコネクタ要素をつなぎ変えるだけでよいので
データ書ロギング装置の取扱が簡単である。

又、温度の読み取りの場合、試験品は、自動車のボディ
、ビールのカン、アルミニウムの押出し形材等である。

こうした製品はコンベヤ炉で処理される。コンベヤ炉は
、内部を製品がコンベヤで搬送される長いトンネル形の
炉である。変換器インターフェース装置とデータ記憶装
置は、たとえば１〜３ｍの温度ケーブルで温度プローブ
に接続した状！出で試験品と共に移動できるようにしで
ある。変換器インターフェース装置とデータ記憶装置は
、ハシへいを用いて炉内部の高温から保護することもで
きる。このハシへいは、高性能の断熱材で内壁をライニ
ングしてあり該変換器インターフェース装置とデータ記
憶装置を保持しておく中心キャビティを持つ金属製の箱
体で構成する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は、変換器インターフェース装置の内部構
成を示すブロック図、第１図ＣＢ）と第１図（Ｃ）は、
第１図（Ａ）に対応する回路図、第２図（Ａ）は、デー
タ記憶装置の内部構成を示すブロック図、第２図（Ｂ）
は、第２図（Ａ）に対応する回路図、第３図（Ａ）は、
コンピュータ・インターフェースの内部構成を示すブロ
ック図、第３図ＣＢ）は、第３図（Ａ）に対応する回−
路間、第４図は、データ記憶装置および変換器インター
フェース装置の模式的な概観図である。 ｌ・・・変換器インターフェース装置、２・・・ソケッ
トポート、３・・・マルチプレクサ、５・・・Ａ／Ｄコ
ンバータ、９・・・コネクタ、１１・・・データ記ｔα
装置、１２・・・再充電可能なバッテリ、１４，２１．
２２・・・ＬＥＤ、１９・・・コネクタ、３１・・・コ
ンピュータ・インターフェース、３２・・・コネクタ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）データ記憶装置と変換器インターフェース装置と
   から構成されるデータ・ロギング装置において、前記デ
   ータ記憶装置は、内部電源と、マイクロプロセッサと、
   このマイクロプロセッサの制御の下でデータを記憶する
   ためのＩＣメモリ要素と、このメモリ要素で記憶された
   データ量および前記内部電源の状態を指示する指示手段
   と、前記メモリ要素と接続され前記変換器インターフェ
   ース装置からのデータを受け取る第１のコネクタ要素と
   を備え、前記変換器インターフェース装置は、遠方の変
   換器群と接続される複数個のポートと、第２のコネクタ
   要素と、前記データ記憶装置の第１のコネクタ要素に接
   続された前記第２のコネクタ要素を介して前記データ記
   憶装置のメモリ要素に転送されるポートからの信号をデ
   ータ信号に変換する変換手段とを備えていることを特徴
   とするデータ・ロギング装置。
2. （２）前記データ記憶装置と前記変換器インターフェー
   ス装置は、互いの係合面がそれぞれに形成され、これら
   の係合面で前記第１、第２のコネクタ要素が非対称位置
   に配設され、これらデータ記憶装置と変換器インターフ
   ェース装置とが係合面について一つの方向性を有した一
   体装置として構成されること特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項に記載のデータ・ロギング装置。
3. （３）前記係合面は、前記両装置の一方の端面に形成し
   た凹面と、他方の端面に形成した相補的な凸面とからな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の
   データ・ロギング装置。
4. （４）前記データ記憶装置と接続され、このデータ記憶
   装置に記録されたデータをコンピュータへ転送して結果
   の解析や読み出しを可能にするコンピュータ・インター
   フェース装置を具備したことを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項に記憶のデータ・ロギング装置。
5. （５）前記データ記憶装置と前記変換器インターフェー
   ス装置とを互いに結合することによって、変換器インタ
   ーフェース装置のデータ収集およびデータ記憶装置への
   データ転送とを開始させる手段を具備したことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項に記載のデータ・ロギン
   グ装置。
6. （６）前記変換器インターフェース装置は、固有の識別
   子を保持する保持手段を備え、前記データ記憶装置は、
   この識別子を読み取りそれをメモリに記憶するための手
   段を具備したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項に記載のデータ・ロギング装置。