DE102011081525B4 - Messvorrichtung - Google Patents

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DE102011081525B4 DE102011081525.2A DE102011081525A DE102011081525B4 DE 102011081525 B4 DE102011081525 B4 DE 102011081525B4 DE 102011081525 A DE102011081525 A DE 102011081525A DE 102011081525 B4 DE102011081525 B4 DE 102011081525B4
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Toshihiro Hasegawa
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Abstract

Messvorrichtung (100), die umfasst:eine Messschaltung (20), die so konfiguriert ist, dass sie vorgegebene Verarbeitung des Messergebnisses eines zu messenden Objektes ausführt;eine Kommunikations-Steuerschaltung (23), die so konfiguriert ist, dass sie nach außen auszugebende Ausgangsdaten in Abhängigkeit von dem Verarbeitungsergebnis der Messschaltung (20) erzeugt;eine Stromquellenschaltung, die ein Lade-Element (22) aufweist, das so konfiguriert ist, dass es der Messschaltung (20) und der Kommunikations-Steuerschaltung (23) Strom zuführt;eine Ausgabeschaltung (27), die Open-Drain-Ausgangsanschlüsse hat, die so konfiguriert sind, dass sie die in der Kommunikations-Steuerschaltung erzeugten Ausgangsdaten nach außen ausgeben; sowieeine Ladungs-Steuerschaltung (40), die so konfiguriert ist, dass sie das Lade-Element (22) lädt, wenn die Ausgangsdaten nicht nach außen ausgegeben werden, wobei die Open-Drain-Ausgangsanschlüsse der Ausgabeschaltung als Eingangsanschlüsse der Ladungs-Steuerschaltung (40) dienen, wobeidie Lade-Steuerschaltung (40) umfasst:einen Spannungserfassungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er feststellt, ob die Ladespannung des Lade-Elementes (22) höher ist als eine vorgegebene Bezugsspannung; sowieeinen Lade-Schaltabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er den Ladevorgang für das Lade-Element (22) auf Basis des Ergebnisses der Feststellung des Spannungserfassungsabschnitts beendet.

Description

  • Hintergrund
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung, mit der ein Messwert ermittelt wird, indem ein Messergebnis, wie beispielsweise die Verschiebung eines zu messenden Objektes, unter Verwendung eines elektrischen Signals verarbeitet wird, und mit der der Messwert an eine externe Einrichtung ausgegeben wird.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Kleine Verschiebungsmessvorrichtungen, wie beispielsweise ein digitaler Messschieber, eine digitale Messschraube und ein digitaler Anzeiger (digital indicator), sind herkömmlicherweise eingesetzt worden, um die Verschiebung eines zu messenden Objektes, wie beispielsweise die Verschiebung in der Länge und Breite desselben, zu messen. Da diese Messvorrichtungen einen Messwert digital als das Verschiebungsmessergebnis des zu messenden Objektes anzeigen, kann der Messwert schnell abgelesen werden. Des Weiteren kann, wenn das Messergebnis an eine externe Einrichtung ausgegeben wird, das Messergebnis arithmetischer Verarbeitung in der externen Einrichtung unterzogen werden. Wenn Messdaten in einer derartigen Messvorrichtung nach außen ausgegeben werden, ist die Messvorrichtung mit der externen Einrichtung primär über eine spezielle Schnittstelle verbunden. Dieser Typ Messvorrichtung ist in bestimmten Fällen mit einer Solarzelle ausgestattet, so dass es nicht notwendig ist, Batterien beim Einsatz der Vorrichtung auszuwechseln (siehe JP H01 - 81 507 U ). Eine derartige herkömmliche Solarzellen-Messvorrichtung ist so ausgelegt worden, dass sie innerhalb des Leistungsbereiches der daran angebrachten Solarzellenplatte arbeitet.
  • DE 691 02 163 T2 betrifft Verbesserungen an einem tragbaren Solarbatterie-Messgerät, das als Energiequelle eine Gruppe von Solarbatterien enthält, wobei eine Vielzahl von Solarbatterien in derselben Ebene in Reihe geschaltet sind. Das tragbare Solarbatterie-Messinstrument umfasst als Stromquelle eine Gruppe von Solarbatterien, wobei mehrere Solarbatterien mit jeweiligen Lichtempfangsfenstern in derselben Ebene in Reihe geschaltet sind und die Lichtempfangsfenster mit im Wesentlichen derselben Fläche wie jedes andere ausgebildet sind, und jedes der Lichtempfangsfenster die Form einer Schleife hat. Die Lichtempfangsfenster sind nahe beieinander angeordnet und umgeben nacheinander die innerste Schleife, so dass sie insgesamt eine breite Schleife bilden.
  • JP H08- 86 638 A bezieht sich auf ein variables Maßstabsberechnungsgerät. Der Hauptkörper des Messgeräts mit variablem Maßstab ist mit einer festen Messplatte, einer verschiebbaren Messplatte, die frei auf dem Hauptkörper gleiten kann und mit der Platte in Kontakt gebracht werden kann, und einem Messmechanismus mit variablem Maßstab ausgestattet. Der Mechanismus ist mit einem Referenzwerteinstellungsabschnitt, der den Abstand zwischen zwei beliebigen Punkten auf einem Manuskript als Referenzwert speichert, wenn der Abstand gemessen wird, und einem Rechen- und Anzeigeabschnitt versehen, der das Verhältnis des gemessenen Abstands zwischen zwei Punkten auf einem Layout zu dem Abstand zwischen den zwei beliebigen Punkten auf dem Manuskript berechnet und anzeigt, indem der Quotient, wenn der gemessene Abstand zwischen den zwei Punkten auf dem Layout durch den Abstand zwischen den zwei Punkten auf dem Manuskript geteilt wird, mit 100 multipliziert wird.
  • JP 2009 - 146 224 A bezieht sich auf einen drahtlosen Messgeräteadapter. Der drahtlose Messgeräteadapter, der mit einem Messgerät verbunden ist, um digitale Daten über ein von dem Messgerät gemessenes Messergebnis durch drahtlose Kommunikation an einen Datenprozessor zu übertragen, umfasst einen Speicher, der eine Vielzahl von Datenkommunikationsprotokollen speichert, die einer Vielzahl von jeweiligen Messinstrumenten entsprechen; eine Auswahlschalteinheit, die durch Einstellen eines Dip-Schalters, der in dem drahtlosen Messgeräteadapter vorgesehen ist, oder durch einen Einstellbefehl von dem Datenprozessor geschaltet wird, um das Datenkommunikationsprotokoll, das dem angeschlossenen Messinstrument entspricht, aus der Vielzahl von Datenkommunikationsprotokollen auszuwählen und zu schalten; und eine Kommunikationsprotokoll-Einstelleinheit zum Einstellen eines neuen Datenkommunikationsprotokolls, das dem angeschlossenen Messinstrument entspricht, auf der Grundlage eines Kommunikationsparameters in dem von dem Datenprozessor empfangenen Einstellbefehl.
  • Wenn jedoch die Datenübertragung unter Verwendung der speziellen Schnittstelle ausgeführt wird, ist der bei der Datenübertragung verbrauchte Strom nicht kleiner als der Strom, der beim Messvorgang für ein zu messendes Objekt verbraucht wird. Wenn die Beleuchtungsstärke an einem Ort, an dem die Messung stattfindet, nicht ausreicht, reicht auch die Leistung der Solarzelle nicht aus, und es kann zu Systemausfall der Messvorrichtung kommen.
  • Zusammenfassung
  • Angesichts dieser Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Messvorrichtung zu schaffen, die auch bei Datenübertragung stabil arbeiten kann.
  • Um die genannte Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Messvorrichtung geschaffen, die eine Messschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie vorgegebene Verarbeitung des Messergebnisses eines zu messenden Objektes ausführt, eine Kommunikations-Steuerschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie nach außen auszugebende Ausgangsdaten in Abhängigkeit von dem Verarbeitungsergebnis der Messschaltung erzeugt, eine Stromquellenschaltung, die ein Lade-Element aufweist, das so konfiguriert ist, dass es der Messschaltung und der Kommunikations-Steuerschaltung Strom zuführt, eine Ausgabeschaltung, die Open-Drain-Ausgangsanschlüsse hat, die so konfiguriert sind, dass sie die in der Kommunikations-Steuerschaltung erzeugten Ausgangsdaten nach außen ausgeben, sowie eine Ladungs-Steuerschaltung enthält, die so konfiguriert ist, dass sie das Lade-Element lädt, wenn die Ausgangsdaten nicht nach außen ausgegeben werden, wobei die Open-Drain-Ausgangsanschlüsse der Ausgabeschaltung als Eingangsanschlüsse der Ladungs-Steuerschaltung dienen, wobei die Ladungs-Steuerschaltung einen Spannungserfassungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er feststellt, ob die Ladespannung des Lade-Elementes höher ist als eine vorgegebene Bezugsspannung, sowie einen Lade-Schaltabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er den Ladevorgang für das Lade-Element auf Basis des Ergebnisses der Feststellung des Spannungserfassungsabschnitts beendet, aufweist.
  • Die Ausgabeschaltung kann NMOS-Transistoren enthalten, deren Source-Anschlüsse geerdet sind und deren Drain-Anschlüsse als Verbindungsanschlüsse zur Verbindung mit einer externen Einrichtung dienen. Des Weiteren können die Drain-Anschlüsse der NMOS-Transistoren durch die Stromquellenspannung der externen Einrichtung hochgezogen werden (pulled up), die Gate-Anschlüsse der NMOS-Transistoren können durch die von der Kommunikations-Steuerschaltung ausgegebenen Ausgangsdaten angesteuert werden, um die Ausgangsdaten an die externe Einrichtung auszugeben, und die Ladungs-Steuerschaltung kann das Lade-Element unter Verwendung der Stromquellenspannung der externen Einrichtung laden, die dem Drain-Anschluss des NMOS-Transistors zugeführt wird.
  • Die Stromquellenschaltung kann des Weiteren eine Solarzelle zum Laden des Lade-Elementes enthalten.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann die Messvorrichtung Strom über eine spezielle Schnittstelle beziehen, die zum Übertragen von Messdaten dient, so dass das an der Messvorrichtung angebrachte Lade-Element geladen werden kann. So kann der Messvorrichtung stets stabil Strom zugeführt werden, so dass die Zuverlässigkeit des Vorgangs der Übertragung von Messdaten auch bei niedriger Beleuchtungsstärke gewährleistet werden kann.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, die lediglich der Darstellung dienen und daher die vorliegende Erfindung nicht einschränken, wobei:
    • 1 eine Ansicht ist, die einen Gesamtaufbau einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • 2 ein Gesamt-Blockschaltbild ist, das den Aufbau der Messvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt; und
    • 3 ein Wellenform-Diagramm ist, das einen Vorgang zum Ausführen der Funktion der Messvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Vorderansicht, die einen Gesamtaufbau einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 zeigt eine Messvorrichtung 100, deren Funktion darin besteht, ein zu messendes Objekt zu messen, sowie eine externe Einrichtung 200, in die das Messergebnis dieser Messvorrichtung 100 eingegeben wird und in der erforderliche Datenverarbeitung ausgeführt wird. Eine Messschraube ist als ein Beispiel für die Messvorrichtung 100 dargestellt. Die Messvorrichtung 100 sollte jedoch lediglich eine Vorrichtung sein, in der das Messergebnis digitalisiert und nach außen ausgegeben wird, und sie kann bei verschiedenen kleinen Verschiebungs-Messvorrichtungen eingesetzt werden, so beispielsweise einem Messschieber und einem Anzeiger.
  • Der Aufbau der in 1 gezeigten Messvorrichtung 100 wird im Folgenden beschrieben. Die Messvorrichtung 100 ist mit einem nahezu U-förmigen Rahmen 11, einer Messfläche 12, die an dem Rahmen 11 angebracht ist, einer Spindel 13, die so angeordnet ist, dass sie der Messfläche 12 gegenüberliegt, und einer Stellschraube 14 versehen, die dazu dient, die Spindel 13 auf die Messfläche 12 zu zubewegen. Die Dicke eines zu messenden Objektes kann gemessen werden, indem das zu messende Objekt zwischen die Messfläche 12 und die Spindel 13 gehalten wird. Des Weiteren ist die Messvorrichtung 100 mit einer Solarzellenplatte 15 versehen. Der durch diese Solarzellenplatte 15 erzeugte Strom wird genutzt, wenn die Verschiebung des Objektes gemessen wird. Das Ergebnis der Messung des zu messenden Objektes wird auf einem Anzeigeabschnitt 16 digital angezeigt und über einen Verbindungsabschnitt 17 an die externe Einrichtung 200 ausgegeben.
  • Die externe Einrichtung 200 ist mit N-Kanal-Open-Drain-Verbindungsanschlüssen sowie einer weiter unten beschriebenen Stromquelle versehen, wobei diese in 1 nicht dargestellt sind. Die externe Einrichtung 200 führt beispielsweise eine Reihe arithmetischer Verarbeitungsvorgänge des Messergebnisses des zu messenden Objektes durch, wobei das Messergebnis in diese eingegeben wird.
  • Der Innenaufbau der Messvorrichtung 100 sowie der externen Einrichtung 200 ist in 2 dargestellt. Die Messvorrichtung 100 ist mit einer Solarzelle 21, die als eine Stromquelle dient, wenn ein Messvorgang ausgeführt wird, und einem Kondensator 22 (einem Lade-Element) versehen, der durch die Solarzelle 21 geladen wird, um Strom zuzuführen, wenn die Messvorrichtung 100 arbeitet. Die Solarzelle 21 erzeugt Strom beispielsweise unter Verwendung einer fotoelektromotorischen Kraft und lädt den Kondensator 22. Des Weiteren ist die Messvorrichtung 100 mit einer Messschaltung 20, mit der Verarbeitung zum Messen des zu messenden Objektes ausgeführt wird, einer Kommunikations-Steuereinrichtung 23, mit der der Vorgang der Ausgabe des Messergebnisses des zu messenden Objektes gesteuert wird, und einem Regler 24 versehen, mit dem die in dem Kondensator 22 gespeicherte Ladung in eine Spannung umgewandelt wird, die in der Messschaltung 100 zum Ansteuern der Kommunikations-Steuereinrichtung 23 verwendet wird. Die Kommunikations-Steuereinrichtung dient dazu, die Erzeugung von Ausgangsdaten, die nach außen ausgegeben werden, in Abhängigkeit von der Verarbeitung in der Messschaltung 20 zu steuern, und dient darüber hinaus dazu, die weiter unten beschriebene Ladefunktion des Kondensators 22 zu steuern.
  • Die Kommunikations-Steuereinrichtung 23 gibt das Messergebnis über eine N-Kanal-Open-Drain-Ausgangsschaltung 27 an die externe Einrichtung 200 aus. Die Ausgangsschaltung 27 besteht aus zwei NMOS-Transistoren 25 und 26, die jeweils einen N-Kanal-Open-Drain-Ausgangsanschluss haben. Freigabesignale EN1 und EN2 von der Kommunikations-Steuereinrichtung 23 werden in die Gate-Anschlüsse der NMOS-Transistoren 25 bzw. 26 eingegeben, und ihre Source-Anschlüsse sind geerdet. Die Drain-Anschlüsse der NMOS-Transistoren 25 und 26 dienen als Ausgangsanschlüsse, die mit der externen Einrichtung 200 verbunden sind. Die Drain-Anschlüsse der NMOS-Transistoren 25 und 26 sind über Signalleitungen L1 bzw. L2 mit der externen Einrichtung 200 verbunden. Die Spannung der Signalleitung L1, die mit dem Drain-Anschluss des NMOS-Transistors 25 verbunden ist, wird als ein Taktsignal CK ausgegeben, und die Spannung der Signalleitung L2, die mit dem Drain-Anschluss des NMOS-Transistors 26 verbunden ist, wird als ein Datensignal DATA ausgegeben.
  • Eine Stromquelle 31 (beispielsweise 5 V) ist über Widerstände 32 (beispielsweise 22 kQ) mit den N-Kanal-Open-Drain-Eingangsanschlüssen der externen Einrichtung 200 verbunden. Eine Reihe von Verarbeitungsvorgängen werden für die Signale des über die Eingangsanschlüsse eingegebenen Messergebnisses ausgeführt.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 der Datenübertragungsvorgang unter Verwendung der N-Kanal-Open-Drain-Verbindungsanschlüsse beschrieben. 3 ist ein Wellenform-Diagramm, das einen Vorgang zum Ausführen der Funktion der Messvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform zeigt.
  • Bevor der Datenübertragungsvorgang beginnt (vor der Zeit t1), befinden sich die Signalleitungen L1 und L2 aufgrund der Stromquelle 31 stets in einem geladenen Zustand. Daher ist der Zustand des Taktsignals CK und des Datensignals DATA entsprechend den Spannungen der Signalleitungen L1 und L2 ein H-Zustand (HIGH). Zur Zeit t1 wird ein Ausgangs-Freigabesignal OUTPUT_EN vom L-Zustand (LOW) in den H-Zustand (HIGH) versetzt. Dieses Ausgangs-Freigabesignal OUTPUT_EN, das in 2 nicht dargestellt ist, ist ein Signal, das innerhalb der Kommunikations-Steuereinrichtung 23 verwendet wird und einen H-Zustand (HIGH) aufweist, wenn Messdaten an die externe Einrichtung 200 ausgegeben werden.
  • Wenn die Ausgabe von Daten beginnt, werden die Freigabesignale EN1 und EN2, die zu übertragenden Daten entsprechen, über die Kommunikations-Steuereinrichtung 23 an die Gate-Anschlüsse der NMOS-Transistoren 25 und 26 ausgegeben. Wenn die Freigabesignale EN1 und EN2 einen H-Zustand (HIGH) einnehmen, werden die NMOS-Transistoren 25 und 26 leitend und die Signalleitungen L1 und L2 nehmen einen L-Zustand (LOW) ein. Dieser L-Pegel wird in Form von Impulssignalen in die externe Einrichtung 200 eingegeben. Wenn das Ausgangs-Freigabesignal OUTPUT_EN zur Zeit t2 einen L-Zustand (LOW) einnimmt, wird der Datenübertragungsvorgang beendet.
  • Bei der Verschiebungsmessung eines Objektes unterscheidet sich die in der Messschaltung 100 genutzte Spannung in einigen Fällen von der in der externen Einrichtung 200 genutzten Spannung. Beispielsweise gibt es einen Fall, in dem die externe Einrichtung 200 auf einer Spannung von 5 V arbeitet, die Messschaltung 100 jedoch auf einer Spannung (beispielsweise 1,5 V), die niedriger ist als die Spannung der Stromquelle 31 der externen Einrichtung 200. In diesem Fall besteht, selbst wenn ein 1,5-V-Signal direkt an die externe Einrichtung 200 ausgegeben wird, dahingehend Gefahr, dass das Signal nicht richtig gelesen werden kann. Durch die Verbindung mit der externen Einrichtung 200 unter Verwendung der oben erwähnten N-Kanal-Open-Drain-Ausgangsanschlüsse werden jedoch, selbst wenn die Freigabesignale EN1 und EN2 eine Spannung von 1,5 V haben, zu der externen Einrichtung 200 über die Signalleitungen L1 und L2 zu übertragende Daten zu 5-V-Signalen. Dadurch können Daten selbst dann normal übertragen werden, wenn sich die in der Messschaltung 100 genutzte Spannung von der in der externen Einrichtung 200 genutzten Spannung unterscheidet.
  • Wenn jedoch die Messschaltung 100 Datenübertragung unter Verwendung einer speziellen Schnittstelle, wie beispielsweise der N-Kanal-Open-Drain-Ausgangsanschlüsse, ausführt, ist, da der Strom durch einen Pull-Up-Widerstand eines angeforderten Eingangsanschlusses über das Lade-Element der Messschaltung 100 zugeführt wird, die für die Datenübertragung verbrauchte Leistung größer als die für den Vorgang des Messens des zu messenden Objektes verbrauchte. Wenn an einem Ort, an dem die Messung stattfindet, nicht ausreichend Beleuchtungsstärke verfügbar ist, reicht der Strom der Solarzelle 21 nicht aus, und es kann zu Systemausfall der Messvorrichtung kommen.
  • Um dieses Problem zu lösen, weist die Messvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform den im Folgenden beschriebenen Aufbau auf. Die Messvorrichtung 100 weist eine Ladungs-Steuerschaltung 40 auf, mit der der Strom der externen Einrichtung 200 über die N-Kanal-Open-Drain-Ausgangsanschlüsse eingeleitet wird und der Vorgang zum Laden des Kondensator 22 gesteuert wird. Die Ladungs-Steuerschaltung 40 ist mit einem Spannungserfassungsabschnitt versehen, mit dem festgestellt wird, ob sich der Kondensator 22 in einem Zustand ausreichender Ladung befindet, um den Messvorgang auszuführen, in dem die Spannung des Kondensator 22 mit der Spannung einer Bezugs-Spannungsquelle 41 verglichen wird, sowie mit einem Lade-Schalter, mit dem der Vorgang des Ladens des Kondensators 22 auf Basis des Ausgangssignals des Spannungserfassungsabschnitts beendet wird. Der Lade-Schalter besteht aus einem PMOS-Transistor 43 und wird leitend, wenn das Ausgangssignal des Ladungserfassungsabschnitts einen L-Zustand (LOW) einnimmt, d. h. wenn der Kondensator 22 nicht ausreichend geladen ist. Des Weiteren ist der Lade-Schalter nicht leitend, wenn das Ausgangssignal des Spannungserfassungsabschnitt einen H-Zustand (HIGH) einnimmt, d. h. wenn der Kondensator 22 ausreichend geladen ist. Wenn der Lade-Schalter leitend ist, ist der Kondensator 22 über den Lade-Schalter und eine Diode 44 mit der Stromquelle 31 der externen Einrichtung 200 verbunden. Wenn der Lade-Schalter leitend ist, wird der Kondensator 22 durch die Stromquelle 31 geladen. Eine Schottky-Diode mit einer niedrigen Durchlassspannung kann beispielsweise als die Diode 44 eingesetzt werden.
  • Bei der Messvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform kann der Kondensator 22 mit dem von der Solarzelle 21 zugeführten Strom geladen werden und auch durch die externe Einrichtung 200 über die Signalleitung L1 den PMOS-Transistor 43 sowie die Diode 44 geladen werden. Der Zeitablauf beim Laden des Kondensators 22 durch die Messvorrichtung 100 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben. In dem in 3 gezeigten Wellenform-Diagramm ist ein Lade-Freigabesignal CH_EN ein Signal, das sich komplementär zu dem Ausgangs-Freigabesignal OUTPUT_EN ändert. Wenn das Ausgangs-Freigabesignal OUTPUT_EN einen H-Zustand (HIGH) einnimmt, nimmt das Lade-Freigabesignal CH_EN einen L-Zustand (LOW) ein, und wenn das Ausgangs-Freigabesignal OUTPUT_EN einen L-Zustand (LOW) einnimmt, nimmt das Lade-Freigabesignal CH_EN einen H-Zustand (HIGH) ein.
  • Bei der Messvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform nimmt das Ausgabe-Freigabesignal OUTPUT_EN vor der Zeit t1 oder nach der Zeit t2, die in 3 dargestellt sind, einen L-Zustand (LOW) ein, und das Datensignal DATA wird nicht nach außen ausgegeben. Selbst in diesem Zustand bleiben jedoch die Pegel der Signalleitungen L1 und L2 erhöht. Des Weiteren nimmt das Lade-Freigabesignal CH_EN vor der Zeit t1 oder nach der Zeit t2 einen H-Zustand (HIGH) ein. Die Lade-Steuerschaltung 40 der Messvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform empfängt das Lade-Freigabesignal CH_EN, das einen H-Zustand (HIGH) einnimmt, und lädt den Kondensator 22.
  • Wenn das Lade-Freigabesignal CH_EN einen H-Zustand (High) einnimmt, ist der Kondensator 22 über den PMOS-Transistor 43 und die Diode 44 mit der Stromquelle 31 der externen Einrichtung 200 verbunden. Der Kondensator 22 wird so durch die Stromquelle 31 geladen. Der Spannungserfassungsabschnitt stellt den Ladezustand des Kondensators 22 fest, indem er die Spannung der Bezugsspannungsquelle 41 mit der Ladespannung des Kondensators 22 vergleicht. Wenn festgestellt wird, dass der Kondensator 22 ausreichend auf eine Spannung geladen ist, die höher ist als die Spannung der Bezugsspannungsquelle 41, so dass die Messvorrichtung 100 betrieben werden kann, wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 42 des Spannungserfassungsabschnitts invertiert, und der PMOS-Transistor 43 wird nicht leitend. Dadurch kann die Spannung des Kondensators 22 so gesteuert werden, dass seine maximale Nennspannung nicht überschritten wird.
  • Daher kann bei der Messvorrichtung 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform, wenn keine Daten über die N-Kanal-Open-Drain-Ausgangsanschlüsse an die externe Einrichtung 200 ausgegeben werden, der Kondensator 22 durch die Spannungsquelle 31, die in der externen Einrichtung 200 vorhanden ist, über die Signalleitung L1 geladen werden. Aus diesem Grund kann der Messvorrichtung 100 stets stabil Strom zugeführt werden, und es ist so möglich, die Messvorrichtung 100 zu schaffen, die in der Lage ist, die Zuverlässigkeit des Messvorgangs selbst dann zu gewährleisten, wenn die Beleuchtungsstärke niedrig ist.
  • Obwohl oben die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, versteht sich, dass sich die vorliegende Erfindung nicht auf die oben stehende Ausführungsform begrenzt ist, sondern verschiedene Abwandlungen, Ergänzungen und Kombinationen usw. innerhalb eines Schutzumfangs möglich sind, der nicht vom Kern der vorliegenden Erfindung abweicht. Beispielsweise kann bei der oben beschriebenen Ausführungsform, obwohl beschrieben wurde, dass die Signalleitung, die über den Lade-Schalter mit dem Kondensator 22 verbunden ist, die Signalleitung L1 zum Ausgeben des Taktsignals CK ist, der Kondensator 22 mit der Signalleitung L2 zum Ausgeben des Datensignals DATA verbunden sein. Des Weiteren kann, obwohl beschrieben worden ist, dass die Spannung der Stromquelle 31 der externen Einrichtung 200 5 V beträgt, die Spannung in Abhängigkeit von der Auslegung der externen Einrichtung 200 auf verschiedene Spannungen geändert werden. Selbst wenn die Ansteuerspannung der Messvorrichtung 100 die gleiche ist wie die der externen Einrichtung 200, kann die vorliegende Erfindung natürlich in diesem Fall eingesetzt werden. In jedem Fall kann der Kondensator 22 der Messvorrichtung 100 durch die in der externen Einrichtung 200 vorhandene Stromquelle 31 über die Signalleitungen L1 und L2 geladen werden, so dass der Messvorrichtung 100 stets stabil Strom zugeführt werden kann.

Claims (3)

  1. Messvorrichtung (100), die umfasst: eine Messschaltung (20), die so konfiguriert ist, dass sie vorgegebene Verarbeitung des Messergebnisses eines zu messenden Objektes ausführt; eine Kommunikations-Steuerschaltung (23), die so konfiguriert ist, dass sie nach außen auszugebende Ausgangsdaten in Abhängigkeit von dem Verarbeitungsergebnis der Messschaltung (20) erzeugt; eine Stromquellenschaltung, die ein Lade-Element (22) aufweist, das so konfiguriert ist, dass es der Messschaltung (20) und der Kommunikations-Steuerschaltung (23) Strom zuführt; eine Ausgabeschaltung (27), die Open-Drain-Ausgangsanschlüsse hat, die so konfiguriert sind, dass sie die in der Kommunikations-Steuerschaltung erzeugten Ausgangsdaten nach außen ausgeben; sowie eine Ladungs-Steuerschaltung (40), die so konfiguriert ist, dass sie das Lade-Element (22) lädt, wenn die Ausgangsdaten nicht nach außen ausgegeben werden, wobei die Open-Drain-Ausgangsanschlüsse der Ausgabeschaltung als Eingangsanschlüsse der Ladungs-Steuerschaltung (40) dienen, wobei die Lade-Steuerschaltung (40) umfasst: einen Spannungserfassungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er feststellt, ob die Ladespannung des Lade-Elementes (22) höher ist als eine vorgegebene Bezugsspannung; sowie einen Lade-Schaltabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er den Ladevorgang für das Lade-Element (22) auf Basis des Ergebnisses der Feststellung des Spannungserfassungsabschnitts beendet.
  2. Messvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei: die Ausgangsschaltung (27) NMOS-Transistoren umfasst, deren Source-Anschlüsse geerdet sind und deren Drain-Anschlüsse als Verbindungsanschlüsse zur Verbindung mit einer externen Einrichtung (200) dienen; die Drain-Anschlüsse der NMOS-Transistoren durch die Stromquellen-Spannung der externen Einrichtung (200) hochgezogen werden; die Gate-Anschlüsse der NMOS-Transistoren durch die von der Kommunikations-Steuerschaltung ausgegebenen Ausgangsdaten angesteuert werden, um die Ausgangsdaten an die externe Einrichtung (200) auszugeben; und die Ladungs-Steuerschaltung (40) das Lade-Element (22) unter Verwendung der Stromquellen-Spannung der externen Einrichtung (200) lädt, die dem Drain-Anschluss des NMOS-Transistors zugeführt wird.
  3. Messvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Stromquellenschaltung des Weiteren eine Solarzelle (21) zum Laden des Lade-Elementes (22) umfasst.
DE102011081525.2A 2010-08-25 2011-08-25 Messvorrichtung Active DE102011081525B8 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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