JP2014173870A - Measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、測定装置に関し、特に、複数のセンサの計測値に関する情報を表示する表示部を備える測定装置に関する。 The present invention relates to a measurement apparatus, and more particularly to a measurement apparatus including a display unit that displays information related to measurement values of a plurality of sensors.
磁場(または磁界)、音、熱などの目に見えない物理特性を測定する測定装置は、計測結果が数値などで表現される場合が多い。たとえば、磁場を測定するテスラメータでは、磁場を数値としてのみ表現しており、磁場がどの方向に向かっているかわからない。 In a measurement apparatus that measures invisible physical characteristics such as a magnetic field (or magnetic field), sound, and heat, measurement results are often expressed by numerical values. For example, a Teslameter that measures a magnetic field expresses the magnetic field only as a numerical value, and does not know in which direction the magnetic field is directed.
このような測定器で測定した数値を視覚的に理解しやすい形で表現することが望まれる。特開2010−190709号公報、特開2012−225884号公報では、このような測定器で測定した数値を視覚化する技術が開示されている。 It is desirable to express numerical values measured by such a measuring instrument in a form that is easy to understand visually. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2010-190709 and 2012-225484 disclose a technique for visualizing numerical values measured by such a measuring instrument.
特開2010−190709号公報、特開2012−225884号公報に開示された技術では、1つのセンサをステージ上のアームによって移動させて空間のデータを取得し、センサとは別体のパーソナルコンピュータにデータを送信して視覚化画面を作成している。 In the techniques disclosed in JP 2010-190709 A and JP 2012-22584 A, a sensor is moved by an arm on a stage to acquire spatial data, and a personal computer separate from the sensor is obtained. A visualization screen is created by sending data.
しかしながら、測定対象が刻々と変化する場合は、1つのセンサを移動させてデータを測定していては空間的な磁場等の状態を正確に把握できない。また、実験室の中だけでなく種々の場所でリアルタイムで磁場等の状況を把握したい場合もある。 However, when the measurement object changes every moment, it is impossible to accurately grasp the state of a spatial magnetic field or the like by moving one sensor and measuring data. In some cases, it is desirable to grasp the situation of the magnetic field in real time not only in the laboratory but also in various places.
この発明の目的は、運搬が容易でさまざまな場所で簡易な操作で目に見えない物理特性を測定および表示することが可能な測定装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a measuring apparatus which can be easily transported and can measure and display invisible physical characteristics by simple operation in various places.
この発明は、要約すると、測定装置であって、複数のセンサが固定された測定部と、複数のセンサの配列にそれぞれ対応した複数の位置に複数のセンサの計測値に関する情報を表示する表示部とを備える。表示部は、複数の位置の配列全体が、測定部の複数のセンサの配列全体の配置向きに対応した向きになるように情報を表示する。 In summary, the present invention is a measurement device, which includes a measurement unit in which a plurality of sensors are fixed, and a display unit that displays information on measurement values of the plurality of sensors at a plurality of positions respectively corresponding to the arrangement of the plurality of sensors. With. The display unit displays information so that the entire arrangement of the plurality of positions is in a direction corresponding to the arrangement direction of the entire arrangement of the plurality of sensors of the measurement unit.
好ましくは、複数のセンサは、複数の磁気センサである。
好ましくは、測定部は、センサ基板である。複数のセンサは、m行n列の行列状にセンサ基板上に配置され、mおよびnは、ともに2以上の自然数である。
Preferably, the plurality of sensors are a plurality of magnetic sensors.
Preferably, the measurement unit is a sensor substrate. The plurality of sensors are arranged in a matrix of m rows and n columns on the sensor substrate, and m and n are both natural numbers of 2 or more.
好ましくは、測定部は、測定装置の第1面に配置され、表示部は、測定装置の第2面に配置され、第2面は、第1面に対向する面である。 Preferably, the measurement unit is disposed on the first surface of the measurement device, the display unit is disposed on the second surface of the measurement device, and the second surface is a surface facing the first surface.
より好ましくは、測定装置は、測定部および表示部を収容する直方体の形状を有する筺体をさらに備える。第1面は、直方体の底面であり、第2面は、底面に対向する直方体の上面である。 More preferably, the measuring device further includes a housing having a rectangular parallelepiped shape that accommodates the measuring unit and the display unit. The first surface is a bottom surface of the rectangular parallelepiped, and the second surface is an upper surface of the rectangular parallelepiped facing the bottom surface.
より好ましくは、筺体は、複数連結して配置することが可能に構成され、筺体の側面には、隣接する他の筺体との位置決めのための凹部または凸部が形成される。 More preferably, a plurality of casings can be arranged and connected, and a concave portion or a convex portion for positioning with other adjacent casings is formed on a side surface of the casing.
好ましくは、測定装置は、測定部から測定データを受けて表示部に表示させるための制御部と、制御部および表示部を支持する第1筺体部と、第1筺体部に固定され測定部を支持する第2筺体部とをさらに備える。第2筺体部は第1筺体部よりも透磁率が低い材料で形成される。 Preferably, the measuring device includes a control unit for receiving measurement data from the measurement unit and displaying the measurement data on the display unit, a first housing unit supporting the control unit and the display unit, and a measurement unit fixed to the first housing unit. And a second housing part to be supported. The second housing part is formed of a material having a lower magnetic permeability than the first housing part.
より好ましくは、第1筺体部は金属製であり、第2筺体部は耐熱樹脂製である。
より好ましくは、測定装置は、加速度センサと、複数の磁気センサで一括して計測された磁気データを取得するとともに、磁気データの計測時点に対応する加速度センサで計測された加速度データを取得する制御部とをさらに備える。
More preferably, the first housing part is made of metal, and the second housing part is made of heat-resistant resin.
More preferably, the measurement apparatus acquires the magnetic data measured by the acceleration sensor and the plurality of magnetic sensors at the same time, and controls to acquire the acceleration data measured by the acceleration sensor corresponding to the measurement time of the magnetic data. And a section.
さらに好ましくは、制御部は、等時間間隔で磁気データおよび加速度データの組を記憶装置に繰返し書き込む。 More preferably, the control unit repeatedly writes a set of magnetic data and acceleration data to the storage device at equal time intervals.
本発明によれば、どの方向にどの強度の磁場が発生しているのか直接見えるので、磁場解析が簡単になる。また、測定装置で測定すると同時に直感的に目に見えない物理特性の空間分布を把握することができる。さらに、運搬が容易であるので、さまざまな場所(工場内や作業現場など)で簡便に測定することができる。 According to the present invention, since it is possible to directly see in which direction and which strength magnetic field is generated, magnetic field analysis is simplified. In addition, it is possible to grasp the spatial distribution of physical characteristics that are not visible to the eye at the same time that the measurement is performed by the measuring apparatus. Furthermore, since it is easy to transport, it can be easily measured at various locations (in factories, work sites, etc.).
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、本発明の実施の形態の測定装置10のブロック図である。図1を参照して、測定装置10は、電池基板40と、センサ基板20と、制御基板30と、タッチパネル付きディスプレイ50と、通信バスライン60とを含む。
FIG. 1 is a block diagram of a
電池基板40は、電池を搭載し、センサ基板20と、制御基板30と、タッチパネル付きディスプレイ50に電源電圧を供給する。
The
センサ基板20は、複数の磁気センサ21−1〜21−16と、サブCPU(Central Processing Unit)22と、通信回路23とを含む。複数の磁気センサ21−1〜21−16で同時刻に測定された磁気データは、サブCPU22および通信回路23を経由して通信バスライン60に出力される。通信バスライン60としては、特に限定するものではないが、たとえばLINバスなどのシリアル通信バスなどを使用することができる。
The
制御基板30は、メインCPU31と、加速度センサ32と、ROM33、RAM34等の記憶装置と、USB(登録商標)(Universal Serial Bus)入出力部35と、通信回路36と、接続用コネクタ37とを含む。メインCPU31は、通信回路36を経由して通信バスライン60からセンサ基板20で測定された磁気データを受信する。メインCPU31は、必要に応じて、RAM34にこの磁気データを蓄積する。
The
磁気センサ21−1〜21−16の各々は、磁場の強度とともに磁場の向きを検出することが可能であり、磁気データは、強度および向きのデータを含む。メインCPU31は、各磁気センサで検出された強度および向きのデータに基づいて、各位置の強度および向きが視認しやすい態様で、タッチパネル付きディスプレイ50に矢印等の図形を表示する。磁気センサとしては、磁場の向きを判別可能なホール素子やフラックス・ゲートセンサ等を用いることができる。
Each of the magnetic sensors 21-1 to 21-16 can detect the direction of the magnetic field together with the strength of the magnetic field, and the magnetic data includes data on the strength and the direction. The
加速度センサ32は、測定装置10の動きを検出するために加速度データを測定する。メインCPU31は、空間磁場の分析のために磁気データと、それに対応する時刻の加速度データを記憶させる。記憶先としては、USB(登録商標)入出力部35に接続されたUSB(登録商標)メモリを使用することができる。USB(登録商標)メモリに蓄積されたデータは、測定装置10による測定終了後にパーソナルコンピュータ等に読み出して処理することにより、空間的な磁場を把握しやすい態様で画面に表示させることが可能となる。
The
ROM33は、メインCPU31で使用されるプログラムや各種データを記憶している。ROM33は、不揮発性メモリであってもよい。RAM34はメインCPU31の処理時の作業領域や、計測したデータの保存領域として使用される。
The
通信回路36は、通信回路23と同様に通信バスライン60とデータの授受をするために使用される。
The communication circuit 36 is used to exchange data with the
接続用コネクタ37は、測定装置10を多数並べて使用する際に隣接して配置した測定装置10に接続するためのコネクタである。
The
測定装置10は、磁気センサを複数個使用し、それぞれのセンサから出力されるデータを直接的にディスプレイの画面に表示させる。また、測定装置10は、磁気センサ21−1〜21−16と同時に測定している加速度センサ32の情報から測定装置10の移動距離、速度を同時に測定することができる。
The measuring
測定装置10は、以下の点で特徴的である。複数の磁気センサをアレイ状にセンサ基板に配置するとともに、加速度センサは1つ制御基板に配置している。
The measuring
測定したデータはサブCPU22にて簡易的な加工が行なわれ、表示に必要なデータのみメインCPU31に送信される。なお、サブCPU22は、磁気センサの数に応じて複数に増やしてもよい。
The measured data is simply processed by the
メインCPU31は、データをディスプレイ50に表示させながら、一方でUSB(登録商標)メモリ等へデータ蓄積を行なう。
The
測定装置10は固定して静的に磁場を測定してもよいが、手に持って空間を移動させることで空間上の磁場を測定してもよい。
The measuring
図2は、測定装置10の斜視図である。図3は、測定装置10の平面図である。図4は、測定装置10の底面図である。
FIG. 2 is a perspective view of the measuring
図2〜図4を参照して、測定装置10は、上面にディスプレイ50が配置され、底面に4行4列に磁気センサ21−1〜21−16が配置されたセンサ基板20が配置される。測定装置10の筐体は、ディスプレイ50のフレームとなる筐体102と、センサ基板20のフレームとなる筐体106とが、筐体104にねじ止めされている。
2 to 4, in the measuring
図3、図4に示されるように、表示部であるディスプレイ50には、複数の磁気センサ21−1〜21−16の4行4列の配列にそれぞれ対応した4行4列の位置に磁気センサ21−1〜21−16の計測値に関する情報が表示される。たとえば、情報の表示形式として、磁場の向きを矢印の向きで示し、磁場の強度を矢印の長さで示すことができる。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
なお、センサおよび矢印の配列は、4行4列に限らず、m行n列(m、nは2以上の自然数)とすることができる。また、好ましくは、ディスプレイ50として液晶パネル等を使用する場合には、測定中の保護(たとえば溶接時の測定であれば溶接スパッタなどからの保護)のために、難燃性の透明樹脂板をはめ込むようにしても良い。
The arrangement of sensors and arrows is not limited to 4 rows and 4 columns, but can be m rows and n columns (m and n are natural numbers of 2 or more). Preferably, when a liquid crystal panel or the like is used as the
これにより、磁気センサ21−1〜21−16で同時刻で検出された計測値に基づいて磁場がどのような状態であるのか把握しやすい態様で表示させることができる。特に、ディスプレイ50は、センサ基板20に対向する面に配置されているので、虫眼鏡を介して見るような感覚で、磁場を可視化して見ることが可能となる。
Thereby, based on the measured value detected at the same time by the magnetic sensors 21-1 to 21-16, it is possible to display in a manner that makes it easy to grasp the state of the magnetic field. In particular, since the
特に、センサを面上に複数配置することによって、直感的にわかるように磁界分布を計測し、表示することが可能となる。 In particular, by arranging a plurality of sensors on the surface, it is possible to measure and display the magnetic field distribution so as to be intuitively understood.
このような効果を得るために、ディスプレイ50上には、ディスプレイ50側からみて磁気センサ21−1〜21−16を透過して見たような4行4列の対応する位置に、磁気センサ21−1〜21−16の測定値に対応する矢印が表示される。なお、矢印は一例であり、単なる数値表示であったとしても良いし、以下のように変形されても良い。
In order to obtain such an effect, the
ディスプレイ50上の表示方法は、図3に示したように、各センサのベクトル情報をそのまま矢印などの図で表現するなど以外にも、強度を色で表現したり、3次元の方向におけるZ方向を矢印の形状で表現してもよい。これらの方法で表示することで、磁場の状態が直感的に計測者にその場で分かる。また、複数のセンサでそれぞれ得られた複数のベクトル情報を合成して、センサ間の中間値を計算することで、等高線のような表現方法も可能である。
As shown in FIG. 3, the display method on the
また、表示部としてディスプレイ50に代えて4行4列の発光ダイオードやランプ(輝度や色が変更可能であればなお好ましい)などを配置してもよい。
Further, instead of the
図5は、測定装置10の第1側面図である。図6は、測定装置10の第2側面図である。第2側面は、第1側面に対向する側面であり、隣接して測定装置10を配置する場合には、第2側面は、隣接する測定装置10の第1側面と凹凸が組み合わさるように配置される。
FIG. 5 is a first side view of the measuring
図5を参照して、筐体104の第1側面には、凹部108,110が形成されている。また第1側面には、メスコネクタ112が配置されている。
Referring to FIG. 5, recesses 108 and 110 are formed on the first side surface of
図6を参照して、筐体104の第2側面には、凸部118,120が形成されている。また第2側面には、オスコネクタ122が配置されている。
Referring to FIG. 6,
測定装置10は、複数使用する場合に、お互いに連結できる機能をもっており、センサ間で相互にデータを送受信することが可能である。複数使用の場合、凸部118,120、オスコネクタ122は、隣接配置された測定装置の凹部108,110、メスコネクタ112に挿入される。このような構造となっているので、複数のセンサの相対的な測定位置を正確に決めることが容易である。
When a plurality of measuring
図7は、測定装置10の第3側面図である。第3側面は、第1側面と第2側面には対向しない側面であり、第1側面と第2側面とに直交する面である2つの側面のうちの一方である。図7を参照して、第3側面には、各種のインターフェースが配置されている。具体的には、第3側面には、USB(登録商標)コネクタ124,126と、電源スイッチ128と、信号線や電源線などを接続するためのコネクタ130,132とが配置されている。
FIG. 7 is a third side view of the measuring
測定したデータは、直接ディスプレイ50に表示せず、後ほどパーソナルコンピュータや解析装置に出力してデータを分析することもできる。このために、USB(登録商標)コネクタ124,126や、コネクタ130,132が設けられている。
The measured data is not directly displayed on the
等時間間隔で同時刻に測定した磁気データと加速度データを内部メモリや、USB(登録商標)コネクタ124に接続したUSB(登録商標)メモリに保存することが可能である。後で、そのデータをパーソナルコンピュータや解析装置に読み込み、解析することによって測定装置10の通過した場所の磁場を仮想的に見せることができる。
Magnetic data and acceleration data measured at the same time at equal time intervals can be stored in an internal memory or a USB (registered trademark) memory connected to the USB (registered trademark)
図8は、図3のVIII−VIII断面における断面図である。図2および図8を参照して、筐体104の上側には制御基板30が固定され、下側には、電池基板40が固定されている。電池基板40には、3つの電池ケース42に各々2つの電池44が搭載されている。そして、さらに、ディスプレイ50が固定された筐体102が上側から筐体104にねじ止めされている。また、センサ基板20が固定された筐体106が下側から筐体104にねじ止めされている。
8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 2 and 8, the
筐体102および104は、アルミニウムなどの金属で形成されている。一方、筐体106は、樹脂で形成されている。金属は、電磁ノイズのシールド性能が高く、CPUなどの電子回路をノイズから保護し誤動作を防ぐのに好適である。一方、金属は、透磁率が高いので、磁場に影響を与える。筐体106は、センサ基板20に近い部分であり、測定する磁場を乱さない材質であることが好ましい。したがって、筐体106には、筐体102および104に使用される材料よりも透磁率の低い樹脂などが使用される。この樹脂は、たとえば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ変性樹脂を主成分とする材料を加圧成形したものを使用することができる。
The
筐体102および104は、制御基板30およびディスプレイ50を支持する第1筺体部を構成する。一方、筐体106は、第1筺体部に固定されてセンサ基板20を支持する第2筺体部を構成する。そして、第2筺体部は第1筺体部よりも透磁率が低い材料で形成される。
The
図9は、測定装置10での測定および表示の制御を説明するためのフローチャートである。図9を参照して、図1のメインCPU31は、ステップS1においてキャリブレーションスイッチがONされたか否かを判断する。キャリブレーションスイッチは、タッチパネル付きディスプレイ50に表示されたボタンとすることができるが、図示しないスイッチを設けてもよい。
FIG. 9 is a flowchart for explaining control of measurement and display in the
ステップS1においてキャリブレーションスイッチがONされた場合には、ステップS2に処理が進められ、メインCPU31はセンサ基板20の磁気センサ21−1〜21−16に初期磁場の測定を実行させ、ステップS3で測定したデータを初期値としてメモリ(RAM34)に保存し、ステップS4に処理が進められる。一方、ステップS1においてキャリブレーションスイッチがONされない場合には、直接処理がステップS4に進められる。
If the calibration switch is turned on in step S1, the process proceeds to step S2, and the
ステップS4では、メインCPU31は、測定開始指示の有無を判断する。測定開始指示は、タッチパネル付きディスプレイ50に表示されたボタンから与えられるが、図示しないスイッチを設けてもよい。
In step S4, the
ステップS4で測定開始指示があるまでは指示待ち状態となる。そしてステップS4で測定開始指示が与えられた場合には、メインCPU31はステップS5に処理を進めて、センサ基板20の磁気センサ21−1〜21−16に磁場の測定を実行させる。続いて、ステップS6において、メインCPU31はステップS5における測定値からメモリに保存されていた初期値を減算する処理を実行する。なお、キャリブレーションが実行されない場合には、初期値はゼロまたはあらかじめ調整された固定値に設定されている。
Until a measurement start instruction is issued in step S4, the instruction is awaited. When a measurement start instruction is given in step S4, the
その後、ステップS7において、メインCPU31は、表示部(ディスプレイ50)に、磁気センサ21−1〜21−16の各データに対応する向きおよび強度を示す矢印を図3に示すように表示させる。
Thereafter, in step S7, the
さらに、ステップS8において、メインCPU31は、測定終了指示の有無を判断する。測定終了指示は、タッチパネル付きディスプレイ50に表示されたボタンから与えられるが、図示しないスイッチを設けてもよい。
Further, in step S8, the
ステップS8において、測定終了指示が与えられていない間は、ステップS5〜S7の処理が繰返し実行され、ディスプレイ50には、変化する磁場の状態が刻々と表示され続ける。したがって、実験や作業の現場でリアルタイムに磁場の状態を知るだけではなく、さらに磁場が変化する様子を観測することができる。
In step S8, while the measurement end instruction is not given, the processing of steps S5 to S7 is repeatedly executed, and the state of the changing magnetic field is continuously displayed on the
ステップS8において測定終了指示が与えられていた場合には、ステップS9に処理が進められ測定が終了する。測定終了指示は、電源スイッチのオフなどであっても良い。 If a measurement end instruction is given in step S8, the process proceeds to step S9 and the measurement ends. The measurement end instruction may be turning off the power switch.
図10は、測定装置10の溶接現場での使用例を示した図である。溶接では、アーク中に電流が流れるので、強い磁場が存在するとアークが曲げられる磁気吹きという現象が生じることが知られている。磁気吹きが生じると、溶接ビードが乱れて溶接の品質が劣化する。このために、溶接を試行する際に、その現場にどのような磁場が生じるのかを把握したい場合がある。
FIG. 10 is a diagram showing an example of use of the measuring
図10では、母材200、202を溶接する溶接線204の両脇に測定装置10−1〜10−3および10−4〜10−6を3つずつ並べて隣接配置し、溶接線204の終端付近に測定装置10−7を配置している。このように配置して磁場の測定を行なえば、測定装置のディスプレイを見るだけで溶接線の周囲の磁場がどのような状態であるのかをリアルタイムで一見して知ることができる。磁場が乱れている場合には、磁場を乱している原因を探り、磁気吹きの対策をすることも容易となる。
In FIG. 10, three measuring devices 10-1 to 10-3 and 10-4 to 10-6 are arranged adjacent to each other on both sides of the
なお、溶接の場合には、センサ基板側の筐体106は、母材と接触したり、アーク近傍に配置されたりすることがあるので、耐熱性および耐アーク性が高い樹脂を使用することが好ましい。また、母材は磁束を通すものであるので、母材からの磁束が制御基板に入りにくくするように、筐体106には母材や金属筐体102、104よりも透磁率の低い材料を使用することが好ましい。一方、金属筐体102、104は、制御基板30をノイズから保護する点で樹脂製よりも金属製が好ましく、図8の電池基板40にベタグランド層(グランドプレーン層)を挿入することによって、さらなるシールド効果が高められている。
In the case of welding, the
なお、さらなるシールド性を高めるために、図5、図6、図7の側面図に示されるコネクタの開口部に金属製の蓋を設けても良い。 In order to further improve the shielding performance, a metal lid may be provided at the opening of the connector shown in the side views of FIGS.
図11は、加速度センサを使用する場合の測定処理について説明するためのフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart for explaining measurement processing when using an acceleration sensor.
図1、図11を参照して、処理が開始されると、まずステップS21において、メインCPU31は、測定開始指示の有無を判断する。測定開始指示は、タッチパネル付きディスプレイ50に表示されたボタンから与えられるが、図示しないスイッチを設けてもよい。
Referring to FIGS. 1 and 11, when the process is started, first, in step S21,
ステップS21で測定開始指示があるまでは指示待ち状態となる。そしてステップS21で測定開始指示が与えられた場合には、メインCPU31はステップS22に処理を進めて、センサ基板20の磁気センサ21−1〜21−16に磁場の測定を実行させるとともに、同時刻で加速度センサ32にも加速度の測定を実行させる。そして、測定したデータをUSB(登録商標)メモリや内部メモリなどに書き込む。
Until a measurement start instruction is issued in step S21, the instruction is waited. When a measurement start instruction is given in step S21, the
そして、ステップS23において、メインCPU31は、測定終了指示の有無を判断する。測定終了指示は、タッチパネル付きディスプレイ50に表示されたボタンから与えられるが、図示しないスイッチを設けてもよい。
In step S23, the
ステップS23において、測定終了指示が与えられていない間は、ステップS24に処理が進められ、等時間間隔で測定が行なわれるように所定時間(固定時間)の実行待ちが行なわれ、その後ステップS22に処理が進められ再び測定が行なわれる。 In step S23, while the measurement end instruction is not given, the process proceeds to step S24, and execution of a predetermined time (fixed time) is awaited so that the measurement is performed at equal time intervals, and then, in step S22. Processing proceeds and measurements are taken again.
ステップS23において測定終了指示が与えられていた場合には、ステップS25に処理が進められ測定が終了する。 If a measurement end instruction is given in step S23, the process proceeds to step S25, and the measurement ends.
図12は、加速度センサを使用して測定を行なった場合の測定データの後処理について説明するためのフローチャートである。この処理については、メインCPU31で行なってもよいし、別途のパーソナルコンピュータで行なってもよい。
FIG. 12 is a flowchart for explaining post-processing of measurement data when measurement is performed using an acceleration sensor. This process may be performed by the
図12を参照して、まず処理が開始されると、ステップS30において、USB(登録商標)メモリから加速度データと磁気データとの読み出しが行なわれる。そしてステップS31において計測の時間間隔と加速度データから測定装置10の移動距離が算出される。
Referring to FIG. 12, when the process is started, acceleration data and magnetic data are read from a USB (registered trademark) memory in step S30. In step S31, the moving distance of the measuring
その後、ステップS32において移動距離を計測点の空間位置情報(X,Y,Z)に変換する処理が実行される。さらにステップS33において、空間位置と磁気データとを対応させて画面上に表示させる処理が実行された後に、ステップS34において表示処理が終了する。 Thereafter, in step S32, processing for converting the movement distance into the spatial position information (X, Y, Z) of the measurement point is executed. Further, in step S33, after a process of displaying the spatial position and the magnetic data in correspondence with each other on the screen is executed, the display process ends in step S34.
図13は、加速度センサを使用して測定処理を行なう場合の使用例を説明するための図である。図13を参照して、測定装置300は、連結された複数の測定装置10(測定装置10−1〜10−5)と、持ち手302とを含む。
FIG. 13 is a diagram for explaining an example of use when measurement processing is performed using an acceleration sensor. Referring to FIG. 13,
持ち手302を持って、計測開始後に磁場を計測したい空間中で測定装置300を移動させれば、移動の軌跡での磁気データを測定することができる。特に安定的な磁場であれば空間の磁場を容易に計測し、分析することができる。
If the
図13では、複数の測定装置10を連結させてこれに持ち手302をつけた例を図示したが、1個の測定装置10に持ち手をつけたものとして使用してもよい。この場合には、虫眼鏡のよう観察したい場所に測定面(センサ基板側)を向けて表示面(ディスプレイ側)を見ることによってリアルタイムに磁場を観察できる。
Although FIG. 13 illustrates an example in which a plurality of measuring
[変形例]
図14は、変形例である測定装置400を示す図である。図2〜図8では、センサ基板とディスプレイが筐体の対向する面に配置された例を示したが、図14に示すようにセンサ基板を収容した筐体406とディスプレイ50を配置した筐体402とを分離して測定可能に構成してもよい。なお、センサ基板の形状は、図14では四角形であるが、円形、三角形等種々に変形しても良い。この場合、ディスプレイ50への表示は、センサ基板のセンサの配置に対応した画像表現に変更する。
[Modification]
FIG. 14 is a view showing a measuring
たとえばケーブル404で筐体406と筐体402とをつないでいる例を示したが、アームなどで表示部と測定部とを接続してもよいし、ワイヤレスで接続してもよい。これらの場合、直感的に分かりやすくするために、測定部の向きに対応した向きで表示部に表示されるようにすることが好ましい。たとえば、物理的に表示部の向きと測定部の向きが同じになるようにフレームやアームで固定したり、ワイヤレスの場合には向きの情報を表示部につたえて表示部が向きを判断して表示を回転させるなどすると好ましい。
For example, although the case where the
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下のような種々の効果が得られる。まず、従来はテスラメータのように数値で表現されているものを映像化して、方向も明確にしている。また、単一センサでは周囲の磁界分布を同時に取得できないが、複数センサを並べることで面での解析が行なえる。さらに、加速度センサとの組み合わせにより、簡易に空間の磁場を表現することができる。リアルタイムで繰返し計測結果をわかりやすく表示可能であるので、手軽に磁場の状態を確認できる。 As described above, according to the present embodiment, the following various effects can be obtained. First of all, what has been expressed numerically, such as Teslameter, has been visualized and the direction has been clarified. In addition, a single sensor cannot simultaneously obtain the surrounding magnetic field distribution, but a surface analysis can be performed by arranging a plurality of sensors. Furthermore, a magnetic field in space can be easily expressed by a combination with an acceleration sensor. Since repeated measurement results can be displayed in real time in an easy-to-understand manner, the state of the magnetic field can be easily confirmed.
また、複数の磁気センサで同時刻に測定を行なうので、1つのセンサを移動させて測定させるのとは異なり、交流磁場への応用、高周波磁場への応用も可能となる。 In addition, since measurement is performed with a plurality of magnetic sensors at the same time, application to an alternating magnetic field and application to a high-frequency magnetic field are possible, unlike measurement by moving one sensor.
最後に、再び図面を参照して、本実施の形態について総括する。図1を参照して、測定装置10は、複数のセンサ21−1〜21−16が固定されたセンサ基板20と、複数のセンサ21−1〜21−16の配列にそれぞれ対応した複数の位置に複数のセンサ21−1〜21−16の計測値に関する情報を表示するディスプレイ50とを備える。ディスプレイ50は、複数の位置の配列全体が、センサ基板20の複数のセンサ21−1〜21−16の配列全体の配置向きに対応した向きになるように情報を表示する。
Finally, this embodiment will be summarized with reference to the drawings again. Referring to FIG. 1, measuring
好ましくは、複数のセンサ21−1〜21−16は、複数の磁気センサである。
好ましくは、複数のセンサ21−1〜21−16は、m行n列の行列状にセンサ基板20上に配置され、mおよびnは、ともに2以上の自然数である。図3、図4には、m、nともに4である場合が例示されているが、mおよびnは、4と異なる数であっても良い。
Preferably, the plurality of sensors 21-1 to 21-16 are a plurality of magnetic sensors.
Preferably, the plurality of sensors 21-1 to 21-16 are arranged on the
好ましくは、センサ基板20は、測定装置10の第1面(底面)に配置され、ディスプレイ50は、測定装置10の第2面(上面)に配置され、第2面は、第1面に対向する面である。
Preferably, the
より好ましくは、図2の斜視図に示されるように、測定装置10は、センサ基板20およびディスプレイ50を収容する直方体の形状を有する筺体をさらに備える。第1面は、直方体の底面であり、第2面は、底面に対向する直方体の上面である。
More preferably, as shown in the perspective view of FIG. 2, the measuring
より好ましくは、図10、図13に示したように、測定装置10の筺体は、複数連結して配置することが可能に構成され、図2、図5、図6に示すように、筺体の側面には、隣接する他の筺体との位置決めのための凹部108,110または凸部118,120が形成される。
More preferably, as shown in FIGS. 10 and 13, the housing of the measuring
好ましくは、測定装置10は、センサ基板20から測定データを受けてディスプレイ50に表示させるための制御基板30と、制御基板30およびディスプレイ50を支持する第1筺体部(筐体104+102)と、第1筺体部に固定されてセンサ基板20を支持する第2筺体部(筐体106)とをさらに備える。図8の断面図で説明したように、第2筺体部は第1筺体部よりも透磁率が低い材料で形成される。
Preferably, the
より好ましくは、図8の断面図で説明したように、第1筺体部(筐体104+102)は金属製であり、第2筺体部(筐体106)は耐熱樹脂製である。
More preferably, as described with reference to the cross-sectional view of FIG. 8, the first casing (
より好ましくは、測定装置10は、加速度センサ32と、複数の磁気センサで一括して計測された磁気データを取得するとともに、磁気データの計測時点に対応する加速度センサ32で計測された加速度データを取得するメインCPU31とをさらに備える。
More preferably, the
さらに好ましくは、メインCPU31は、等時間間隔で磁気データおよび加速度データの組を記憶装置であるRAM34またはUSB(登録商標)メモリに繰返し書き込む。
More preferably, the
なお、本実施の形態では、磁場の測定を例に挙げて説明したが、目に見えない物理量の測定装置であれば、本発明は適用可能である。すなわち、複数の磁気センサに変えて電界、温度、熱などを測定するセンサを複数配置することによって容易に他の物理量を測定する測定装置にも本発明を適用することができる。 In the present embodiment, the measurement of the magnetic field has been described as an example. However, the present invention is applicable to any physical quantity measuring device that is not visible. That is, the present invention can be applied to a measuring apparatus that easily measures other physical quantities by arranging a plurality of sensors that measure electric fields, temperatures, heat, and the like instead of a plurality of magnetic sensors.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10,300,400 測定装置、20 センサ基板、21 磁気センサ、22 サブCPU、23,36 通信回路、30 制御基板、31 メインCPU、32 加速度センサ、33 ROM、34 RAM、35 USB(登録商標)入出力部、37 接続用コネクタ、40 電池基板、42 電池ケース、44 電池、50 ディスプレイ、60 通信バスライン、102 筐体、108,110 凹部、112 メスコネクタ、118,120 凸部、122 オスコネクタ、124,126,130,132 コネクタ、128 電源スイッチ、200 母材、204 溶接線、302 持ち手、404 ケーブル。 10, 300, 400 Measuring device, 20 sensor board, 21 magnetic sensor, 22 sub CPU, 23, 36 communication circuit, 30 control board, 31 main CPU, 32 acceleration sensor, 33 ROM, 34 RAM, 35 USB (registered trademark) Input / output unit, 37 Connector for connection, 40 Battery board, 42 Battery case, 44 Battery, 50 Display, 60 Communication bus line, 102 Housing, 108, 110 Recess, 112 Female connector, 118, 120 Convex, 122 Male connector , 124, 126, 130, 132 connector, 128 power switch, 200 base material, 204 weld line, 302 handle, 404 cable.
Claims (10)
前記複数のセンサの配列にそれぞれ対応した複数の位置に前記複数のセンサの計測値に関する情報を表示する表示部とを備え、
前記表示部は、前記複数の位置の配列全体が、前記測定部の前記複数のセンサの配列全体の配置向きに対応した向きになるように前記情報を表示する、測定装置。 A measuring unit to which a plurality of sensors are fixed;
A display unit that displays information on the measurement values of the plurality of sensors at a plurality of positions respectively corresponding to the arrangement of the plurality of sensors;
The display device displays the information so that the entire array of the plurality of positions is in an orientation corresponding to the orientation of the entire array of the plurality of sensors of the measurement unit.
前記複数のセンサは、m行n列の行列状に前記センサ基板上に配置され、
前記mおよび前記nは、ともに2以上の自然数である、請求項1および2に記載の測定装置。 The measurement unit is a sensor substrate,
The plurality of sensors are arranged on the sensor substrate in a matrix of m rows and n columns,
The measuring apparatus according to claim 1, wherein both m and n are natural numbers of 2 or more.
前記表示部は、前記測定装置の第2面に配置され、
前記第2面は、前記第1面に対向する面である、請求項1に記載の測定装置。 The measurement unit is disposed on the first surface of the measurement device,
The display unit is disposed on a second surface of the measuring device,
The measuring apparatus according to claim 1, wherein the second surface is a surface facing the first surface.
前記第1面は、前記直方体の底面であり、
前記第2面は、前記底面に対向する前記直方体の上面である、請求項4に記載の測定装置。 It further includes a housing having a rectangular parallelepiped shape that accommodates the measurement unit and the display unit,
The first surface is a bottom surface of the rectangular parallelepiped,
The measurement apparatus according to claim 4, wherein the second surface is an upper surface of the rectangular parallelepiped facing the bottom surface.
前記筺体の側面には、隣接する他の筺体との位置決めのための凹部または凸部が形成される、請求項5に記載の測定装置。 The casing is configured to be able to be connected in a plurality,
The measuring device according to claim 5, wherein a concave portion or a convex portion for positioning with another adjacent housing is formed on a side surface of the housing.
前記制御部および前記表示部を支持する第1筺体部と、
前記第1筺体部に固定されて前記測定部を支持する第2筺体部とをさらに備え、
前記第2筺体部は前記第1筺体部よりも透磁率が低い材料で形成される、請求項1に記載の測定装置。 A control unit for receiving measurement data from the measurement unit and displaying the measurement data on the display unit;
A first housing part that supports the control part and the display part;
A second housing part fixed to the first housing part and supporting the measurement part;
The measuring apparatus according to claim 1, wherein the second casing part is formed of a material having a lower magnetic permeability than the first casing part.
前記複数の磁気センサで一括して計測された磁気データを取得するとともに、前記磁気データの計測時点に対応する前記加速度センサで計測された加速度データを取得する制御部とをさらに備える、請求項2に記載の測定装置。 An acceleration sensor;
The apparatus further comprises a control unit that acquires magnetic data measured at once by the plurality of magnetic sensors and acquires acceleration data measured by the acceleration sensor corresponding to the measurement time of the magnetic data. The measuring device described in 1.
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