JP2001006081A - ロケット及び衛星搭載用分散型環境計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計測点迄の計装重量の軽減と電磁干渉を低減
化でき、精度良い測定が行えること。 【解決手段】 基本部１、及び基本部１に接続された複
数のオプション部２〜８にはそれぞれセンサ群９〜１６
がアナログデータの計装が短い状態で接続されている。
これら基本部１，オプション部２〜８にはＡ／Ｄ変換回
路１ｃ，２ｃが設けられセンサの電気信号が装置内でデ
ジタルデータに変換されて基本部１にデータ通信される
ため、センサの本数が多くても電磁干渉の影響を受けに
くくでき精度良い計測が可能になる。更に、各衛星毎の
計測点数に対しても、共通化したオプション部２〜８に
より、台数の増減で容易に対応することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は宇宙開発分野のロケ
ット及び衛星に搭載する環境計測装置の温度計測データ
を有効に利用した計測方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロケット及び衛星搭載用環境計測
装置として特開平１１−３７８０８号公報に記載された
ものが知られている。図３は、従来のロケット及び衛星
搭載用環境計測装置の構成を示すブロック図である。環
境計測用のセンサ、例えば複数個の温度センサ３０の検
知信号は、切替回路３１で選択的に切り換えられ、アン
プ回路３２で増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ３３でア
ナログ信号がデジタル信号に変換されてＣＰＵ回路３４
に入力される。

【０００３】ＣＰＵ回路３４は、切替回路３１に対しチ
ャンネル及びブロックを選択する指令信号を出力し、ま
た、レンジ切替回路３５に測定レンジ可変の制御信号を
出力する。レンジ切替回路３５はＣＰＵ回路３４から測
定レンジ可変の制御信号を受けると、温度センサ３０の
測定レンジを切り替えるため、バイアス回路３６に制御
信号を出力しアンプ回路３２での測定レンジを可変させ
る。なお、３７は動作用の定電流電源、３８は外部接続
用のインタフェース回路である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のロケット及び衛星搭載用環境計測装置においては、
計測点との距離が長い場合に計装重量が多くなったり、
計測したアナログデータが電磁干渉の影響を受けやすく
なるという問題があった。また、各衛星毎に異なる計測
点数に対しては装置内のボードの増減により対応してい
たため、装置を共通化できないという問題を有してい
た。

【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、計測点迄の計装重量の軽減と電磁干
渉を低減化でき、精度良い測定が行えるロケット及び衛
星搭載用分散型環境計測装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、装置を各計測点毎に分散化し、各装置間を
デジタル信号を用いたデータ通信により各計測点のデー
タを収集する構成であり。これにより、計測点迄の計装
重量の軽減と電磁干渉の低減化が図れ、精度よい計測が
可能となる。また、衛星毎の計測点数への対応も容易に
行えるようになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１は、ロケット及
び衛星に搭載される環境計測装置において、装置を各計
測点毎に分散化し、各装置間をデジタル信号を用いたデ
ータ通信により各計測点のデータを収集することを特徴
とする。これにより、計測点迄の計装重量の軽減化が図
れるとともに電磁干渉を低減化できる。また、衛星の重
量を軽減化でき、精度の高い計測データを得ることがで
きる。

【０００８】本発明の請求項２は、ロケット及び衛星に
搭載される環境計測装置において、装置を各計測点毎に
分散化し、中央の基本部に対し複数のオプション部を接
続させ、各装置間をデジタル信号を用いたデータ通信に
より各計測点のデータを基本部で収集することを特徴と
する。これにより、計測点迄の計装重量の軽減化が図れ
るとともに電磁干渉を低減化でき、衛星の重量を軽減
し、精度の高い計測データを得ることができるととも
に、基本部で各計測点のデータを収集することができる
ようになる。

【０００９】本発明の請求項３に記載された各計測点の
装置には、それぞれ環境測定用の複数のセンサ群が接続
され、各装置にはセンサ群から出力されるアナログ信号
をデジタル信号化するＡ／Ｄ変換部が設けられた構成で
あり、装置間での電磁干渉を低減化でき計測データの精
度を維持できるようになる。

【００１０】本発明の請求項４に記載された、各計測点
の装置には、それぞれ環境測定用の複数のセンサ群が接
続され、各装置には、それぞれ複数のセンサからなるセ
ンサ群のチャンネル及びブロックを切替える切替回路が
設けられた構成であり、複数のセンサによる計測点迄の
計装重量の軽減化が図れるとともに電磁干渉を低減化で
き、さらに、センサ群のうち所望するチャンネル及びブ
ロックを任意に切り替えて計測でき、欲しいときに必要
な場所のデータを得ることができるようになる。

【００１１】本発明の請求項５は、各装置に他の装置と
の間のデータ通信用のインタフェース回路を設けた構成
であり、任意の装置との間でデータ通信が可能であり、
計測点数の増減に対応した装置数の増減が可能となると
ともに、故障した装置等特定の装置を分離することもで
きる。

【００１２】本発明の請求項６に記載された各装置に
は、それぞれ計測されたデータの測定レンジを可変する
レンジ切替回路が搭載された構成であり、各装置のオン
ボード単位で測定レンジを可変することができ、必要な
レンジ幅のデータを得ることができるようになる。

【００１３】本発明の請求項７に記載された各装置には
予め各計測点から入力されるデータに対する異常判断基
準値が設定され、異常データを判定可能な構成であり、
各計測点での計測のデータの異常を判定できるようにな
る。

【００１４】本発明の請求項８は、ロケット及び衛星に
搭載される環境計測装置において、各計測点毎に中央の
基本部に対し複数のオプション部が接続された分散化の
形態をとり、各装置間をデジタル信号を用いたデータ通
信により各計測点のデータを基本部で収集する構成とさ
れ、前記基本部及びオプション部にはそれぞれ、環境測
定用の複数のセンサ群と、センサ群から出力されるアナ
ログ信号をデジタル信号化するＡ／Ｄ変換部と、センサ
群のチャンネル及びブロックを切替える切替回路と、デ
ータ通信用のインタフェース回路と、センサ群で計測す
るデータの測定レンジを可変するレンジ切替回路とを備
え、前記基本部には、予め設定された各計測点から入力
されるデータを収集するものであり、各センサ群から入
力されるデータを予め設定された異常判断基準値と比較
して異常データを判定するとともに、前記各切替回路、
及びレンジ切替回路に対する切替指令を出力する制御回
路が設けられたことを特徴とする。このような構成によ
れば、装置の分散化により計測点迄の計装重量の軽減化
が図れ電磁干渉を低減化でき、衛星の重量を軽減し、精
度の高い計測データを得ることができるようになる。ま
た、基本部に接続されているオプション部のうち必要と
するセンサ群のチャンネル及びブロックを任意に切り替
えて各計測点のデータを収集できるようになる。加え
て、オプション部の故障など特定のオプション部を分離
した計測が続行可能となる。

【００１５】（実施の形態）以下、本発明の実施の形態
について、図面を用いて詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明のロケット及び衛星搭載用
分散型環境計測装置の全体構成を示すブロック図であ
る。図１に示すように、装置は基本部１と複数のオプシ
ョン部２〜８による分散化の形態を採っている。

【００１７】基本部１には近傍に複数の各種センサから
なるセンサ群９が接続されている。また、各オプション
部２〜８においても、それぞれ近傍にセンサ群１０〜１
６が接続されている。このように、基本部１に対し各オ
プション部２〜８が全て接続されていることにより、装
置間の計装が１カ所故障したとしても全体のシステムに
支障が生じない構成となっている。なお、センサ群９〜
１６は、それぞれ複数個のセンサで構成されている。

【００１８】基本部１は、環境計測に係る各種処理を統
括制御する制御回路（ＣＰＵ回路）１ａ、センサ群９か
らの検知信号を増幅するアンプ回路１ｂ、センサ群９の
検知信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１ｃ、センサ
群９の各センサを切り替えるセンサ切替回路１ｄ、オプ
ション部２〜８との接続を仲介するインタフェース回路
１ｅによって大略構成されている。

【００１９】この基本部１は、センサ群９を用いた計
測、及び各オプション部２〜８でのセンサ群１０〜１６
により計測し変換されたデジタルデータを収集し、異常
データの検知、デジタル信号により各オプション部２〜
８に測定レンジの可変、及び任意のブロックの選択等の
制御信号を送信する等の処理を実行する。

【００２０】オプション部２は、センサ群１０からの検
知信号を増幅するアンプ回路２ｂ、センサ群１０の検知
信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路２ｃ、センサ群１
０の各センサを切り替えるセンサ切替回路２ｄ、基本部
１との接続を仲介するインタフェース回路２ｅにより構
成されている。このオプション部２は、基本部１から送
信される制御信号を受信して測定レンジの可変、任意の
ブロックの選択を行ない、センサ群１０により計測され
た検知信号（アナログデータ）の収集をしデジタルデー
タに変換して基本部１に送信する。

【００２１】オプション部３〜８についてもオプション
部２と同様の構成であり、それぞれ接続されているセン
サ群１１〜１６を用いた計測による検知信号をデジタル
データとして基本部１に送信する。また、基本部１から
の制御信号に基づき、測定レンジの可変、任意のブロッ
クの選択を行う。

【００２２】以上のように構成された装置の動作を図２
を用いて説明する。図２には、図１記載の基本部１とオ
プション部２の構成が抽出して記載されている。

【００２３】基本部１に設けられたセンサ群９のセンサ
としては、例えば被測定物の温度センサ９ａで構成され
ている。この温度センサ９ａは、定電流電源２０より定
電流を供給することにより測定物理量を電気信号（電
圧）に変換出力する。

【００２４】定電流電源２０は、予め設定される計測レ
ンジ別にその種類分用意され、レンジ切替回路２１によ
り切替えて温度センサ９ａに電流を供給する。バイアス
回路２２は、このレンジ切替と同時にアンプ部２３の出
力電圧を計測レンジに合わせる。ここで、ＣＰＵ回路１
ａは、これらの切替指令を出力する。

【００２５】また、ＣＰＵ回路１ａは、温度センサ９ａ
のチャンネル及びブロックを選択する指令信号をセンサ
切替回路１ｄに出力する。この指令信号としてブロック
指定を固定にする指令を出力した際には、センサ切替回
路１ｄは指令されたブロックのみのチャンネルを選択
し、更に、指令信号としてチャンネルの選択信号を何回
か連続する指令の際には、指定のブロックを指定の回
数、計測することができる。

【００２６】上記構成の基本部１の温度センサ９ａで温
度計測された際の電気信号は、アンプ回路１ｃで増幅さ
れこの出力信号がＡ／Ｄ変換器２４でアナログ信号から
デジタル信号に変換されＣＰＵ回路１ａに入力される。
ＣＰＵ回路１ａには、温度計測時の異常判断基準値が予
め設定されており、入力された電気信号の値と比較処理
することにより、異常データの判定が可能である。とこ
ろで、基本部１のインタフェース回路１ｅは、ＣＰＵ回
路１ａでの指令内容を変更するための設定変更データが
外部機器から入力可能なよう構成されている。

【００２７】オプション部２側の構成を説明すると、こ
のオプション部２には、ＣＰＵ回路１ａを除いて同様の
回路が搭載されており、図２の記載において基本部１と
オプション部２で同一の回路（定電流電源２０〜Ａ／Ｄ
変換器２４）には便宜上同一符号を附してある。そし
て、基本部１のＣＰＵ回路１ａは、インタフェース回路
１ｅからオプション部２のインタフェース回路２ｅを介
して、このオプション部２に設けられたセンサ切替回路
２ｄに対してチャンネル及びブロックの選択、レンジの
切り替えのための指令信号、及び電源回路１９からの電
源供給を行う。

【００２８】同様にオプション部２のアンプ回路２ｂの
出力信号は、Ａ／Ｄ変換回路２ｃでアナログ信号からデ
ジタル信号に変換され、その出力はインタフェース回路
２ｅから基本部１のインタフェース回路１ｅを介してＣ
ＰＵ回路１ａに入力される。ＣＰＵ回路１ａは、オプシ
ョン部２から入力される温度センサ１０ａの電気信号に
対しても異常判断基準値を設定しておくことにより、異
常データを判定できるようになっている。

【００２９】上記構成の装置によれば、分散化した基本
部１からセンサ群９の間と、オプション部２からセンサ
群１０の間にそれぞれ設けられる、多数本で電磁干渉の
影響を受けやすいアナログデータの計装を短くすること
ができる一方、本数が少なく電磁干渉の影響を受けにく
いデジタルデータの計装を長くした構成であるため、計
装重量の軽減ができ、且つ精度の高い計測データを得る
ことができるようになる。また、各オプション部２〜８
はいずれも構成を共通化できるので、必要台数分を用意
するだけで、各衛星毎の異なる計測点数にも容易に対応
できるようになる。

【００３０】以上説明した本発明の実施の形態によるロ
ケット及び衛星搭載用分散型環境計測装置の特性と従来
のロケット及び衛星搭載用環境計測装置の特性を表１に
比較例として図示する。

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、本発明の実施の
形態による装置によれば、衛星の重量を軽減し、精度の
高い計測データが取得でき、いかなる衛星の計測点数に
も対応が容易であり、且つ、欲しいときに必要な場所の
必要なレンジ幅のデータが取得できるという点で優れた
効果が得られる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１によれ
ば、装置を分散化し装置間でデジタル信号によるデータ
通信をする構成により、複数の計測点によって本数が多
く電磁干渉の影響を受けやすいアナログデータの計装を
短くでき、衛星の重量を軽減できるようになる。

【００３３】請求項２によれば、中央の基本部に対し複
数のオプション部が接続された分散化の構成であり、基
本部において各オプション部を統括制御してデータを収
集するとともに、オプション部の増減に対応でき、故障
等の特定のオプション部のみ分離した計測も続行できる
ようになる。

【００３４】請求項３によれば、各装置にそれぞれセン
サ群から出力されるアナログ信号をデジタル信号化する
Ａ／Ｄ変換部が設けられた構成であり、センサから出力
されるデータが短距離でデジタルデータに変換されるた
め電磁干渉を受けることなくデータの精度を向上でき、
計装重量の軽減化が図れる。さらに、他の装置へのデー
タ通信でデータの劣化を防止できるようになる。

【００３５】請求項４によれば、各計測点の装置にそれ
ぞれセンサ群のチャンネル及びブロックを切替える切替
回路が設けられた構成であり、アナログデータの計装を
より短くできるとともに、各装置単位で必要な計測点の
チャンネル及びブロックを切替えることができるように
なる。

【００３６】請求項５によれば、各装置には他の装置と
の間のデータ通信用のインタフェース回路が設けられた
構成であり、任意の装置との間でデータ通信が可能とな
り、計測点数の増減に対応した装置数の増減が可能であ
る。また、各装置の構成を共通化して装置の台数を容易
に増減できるようになる。

【００３７】請求項６によれば、各装置には、それぞれ
計測されたデータの測定レンジを可変するレンジ切替回
路が搭載された構成であり、各装置単位で必要なレンジ
幅のデータを取得できるようになる。

【００３８】請求項７によれば、各装置には予め各計測
点から入力されるデータに対する異常判断基準値が設定
された構成であり、各装置で異常データを判定すること
ができるようになる。

【００３９】請求項８記載の発明によれば、装置の分散
化により計測点迄の計装重量の軽減化が図れ電磁干渉を
低減化でき、衛星の重量を軽減し、精度の高い計測デー
タを得ることができるようになる。特に、基本部は、接
続されているオプション部のセンサ群のチャンネル及び
ブロックを任意に切り替え制御して必要とする各計測点
のデータを収集できるようになる。加えて、オプション
部の故障など特定のオプション部を分離した計測が続行
可能であるとともに、オプション部の構成を共通化して
台数を容易に増減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による装置の全体構成を示す
ブロック図

【図２】図１記載の基本部とオプション部の内部構成を
示すブロック図

【図３】従来のロケット及び衛星搭載用環境計測装置を
示すブロック図

【符号の説明】

１ 基本部 １ａ ＣＰＵ回路 １ｂ，２ｂ アンプ回路 １ｃ，２ｃ Ａ／Ｄ変換回路 １ｄ，２ｄ センサ切替回路 １ｅ，２ｅ インタフェース回路 ２〜８ オプション部 ９〜１６ センサ群 ９ａ，１０ａ 温度センサ ２０ 定電流電源 ２１ レンジ切替回路 ２２ バイアス回路 ２３ アンプ部 ２４ Ａ／Ｄ変換器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロケット及び衛星に搭載される環境計測
   装置において、 装置を各計測点毎に分散化し、各装置間をデジタル信号
   を用いたデータ通信により各計測点のデータを収集する
   ことを特徴とするロケット及び衛星搭載用分散型環境計
   測装置。
2. 【請求項２】 ロケット及び衛星に搭載される環境計測
   装置において、 装置を各計測点毎に分散化し、中央の基本部に対し複数
   のオプション部を接続させ、各装置間をデジタル信号を
   用いたデータ通信により各計測点のデータを基本部で収
   集することを特徴とするロケット及び衛星搭載用分散型
   環境計測装置。
3. 【請求項３】 各計測点の装置には、それぞれ環境測定
   用の複数のセンサ群が接続され、 各装置にはセンサ群から出力されるアナログ信号をデジ
   タル信号化するＡ／Ｄ変換部が設けられた請求項１又は
   ２のいずれかに記載のロケット及び衛星搭載用分散型環
   境計測装置。
4. 【請求項４】 各計測点の装置には、それぞれ環境測定
   用の複数のセンサ群が接続され、 各装置には、それぞれ複数のセンサからなるセンサ群の
   チャンネル及びブロックを切替える切替回路が設けられ
   た請求項１又は２のいずれかに記載のロケット及び衛星
   搭載用分散型環境計測装置。
5. 【請求項５】 各装置には他の装置との間のデータ通信
   用のインタフェース回路が設けられ、任意の装置との間
   でデータ通信が可能であるとともに、計測点数の増減に
   対応した装置数の増減が可能に構成された請求項１又は
   ２のいずれかに記載のロケット及び衛星搭載用分散型環
   境計測装置。
6. 【請求項６】 各装置には、それぞれ計測されたデータ
   の測定レンジを可変するレンジ切替回路が搭載されてい
   る請求項１又は２のいずれかに記載のロケット及び衛星
   搭載用分散型環境計測装置。
7. 【請求項７】 各装置には、予め各計測点から入力され
   るデータに対する異常判断基準値が設定され、異常デー
   タを判定可能な請求項１又は２のいずれかに記載のロケ
   ット及び衛星搭載用分散型環境計測装置。
8. 【請求項８】 ロケット及び衛星に搭載される環境計測
   装置において、 各計測点毎に中央の基本部に対し複数のオプション部が
   接続された分散化の形態をとり、各装置間をデジタル信
   号を用いたデータ通信により各計測点のデータを基本部
   で収集する構成とされ、 前記基本部及びオプション部にはそれぞれ、 環境測定用の複数のセンサ群と、 センサ群から出力されるアナログ信号をデジタル信号化
   するＡ／Ｄ変換部と、 センサ群のチャンネル及びブロックを切替える切替回路
   と、 データ通信用のインタフェース回路と、 センサ群で計測するデータの測定レンジを可変するレン
   ジ切替回路と、を備え、 前記基本部には、 予め設定された各計測点から入力されるデータを収集す
   るものであり、各センサ群から入力されるデータを予め
   設定された異常判断基準値と比較して異常データを判定
   するとともに、前記各切替回路、及びレンジ切替回路に
   対する切替指令を出力する制御回路、が設けられたこと
   を特徴とするロケット及び衛星搭載用分散型環境計測装
   置。