JP2017166840A - 物理量センサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】複数の子機（センサ）が使用する周波数帯域を広げることなく、物理量の多点測定が可能な物理量センサユニットを提供する。【解決手段】親機１０と、該親機１０から送信される問い合わせ信号に応じて、所定の物理量に対応した周波数信号を出力する子機３０を複数有する物理量センサユニット１であって、それぞれの子機３０は、圧電基板の面上に弾性表面波を励振する励振電極が形成された弾性表面波素子４０を有し、弾性表面波素子４０は、第１の共振周波数によって励振する第１の励振電極と、第２の共振周波数によって励振する第２の励振電極と、を有し、第１の共振周波数と第２の共振周波数との基準周波数間隔は、それぞれの子機３０によって互いに異なる構成とする。【選択図】図４

Description

本発明は、弾性表面波素子を用いて温度等の物理量を測定する物理量センサユニットに関する。

従来から、弾性表面波素子を用いて温度等の物理量をワイヤレスで測定する手段が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１は、半導体ウェハを複数の領域に区分し、区分された各領域に表面弾性波素子である温度センサが配置されている。表面弾性波素子は、圧電基板と、圧電基板上に形成される１対の櫛型電極を対向させた励振電極と、圧電基板上に励振電極から所定の距離を隔てて配置される反射電極と、を有し、励振電極と反射電極との所定の距離は、各領域に配置される表面弾性波素子ごとに異なる構成である。

この構成により、各温度センサに対して所定の帯域幅を有する周波数信号を送信すると、送り返される周波数信号の周波数帯域が温度センサごとに異なることになる。これにより、送り返される周波数帯域の違いからウェハの領域ごとに配置された温度センサを識別でき、ウェハの各領域の複数の温度を測定できることが示されている。

具体的には、ウェハの領域Ｘに配置された温度センサの測定温度範囲内の周波数変化範囲をＦ１〜Ｆ２とし、領域Ｙに配置された温度センサの測定温度範囲内の周波数変化範囲をＦ３〜Ｆ４すると、Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４の関係となるように構成される。これにより、各温度センサから送り返される周波数信号の周波数帯域が異なるので、複数の温度センサを識別できる。

特開２００７−１７１０４７号公報（第７頁、図１）

しかしながら、特許文献１は、複数の温度センサから送り返される周波数信号が、それぞれ異なる周波数帯域であるので、温度センサの個数が増えると、その分、使用する周波数帯域が広がってしまい、温度の多点測定に制約が生じる課題がある。

ここで、電波法によって所定の条件下で許可されている２．４ＧＨｚ帯域を使用する場合を例として、特許文献１の課題を説明する。この２．４ＧＨｚ帯の周波数帯域は、２４００〜２４８３．５ＭＨｚであり、帯域幅は８３．５ＭＨｚである。

温度センサをリフロー炉などの熱処理装置内の温度管理に使用するとして、測定温度範囲は０〜３００℃であるとする。また、温度センサに使用する弾性表面波素子は、所定のカット角で作成した水晶であり、その周波数温度特性は、一般的な値として４５ｐｐｍ／℃であるとする。

以上の条件で検討すると、使用する周波数帯域の中心周波数を２４４０ＭＨｚとして、温度センサの１℃あたりの周波数変化量は、２４４０ＭＨｚ×４５ｐｐｍ＝０．１１ＭＨｚとなる。温度センサの測定温度範囲は、０〜３００℃であるので、一つの温度センサが
必要とする周波数範囲は、３００℃×０．１１ＭＨｚ＝３３ＭＨｚとなる。

ここで、２．４ＧＨｚ帯で許される帯域幅は８３．５ＭＨｚであるので、８３．５ＭＨｚ÷３３ＭＨｚ≒２．５３となり、温度センサは２つだけしか使用できないことになり、特許文献１の温度センサでは、電波法で許されている２．４ＧＨｚ帯域を用いて温度の多点測定を実施することができないと理解できる。

また、特許文献１の温度センサであっても、使用する周波数帯域が広く利用できるならば、温度センサの個数を増やすことはできるが、この場合は、温度センサから送り返される周波数信号を受信するための送信周波数の周波数範囲が大きく広がるので、送信周波数をスイープするスイープ時間が相当長くなる。この結果、温度センサからのデータ収集時間が増加し、温度の多点測定に多くの時間が必要となる課題がある。

本発明の目的は上記課題を解決し、複数の子機（センサ）が使用する周波数帯域を広げることなく、物理量の多点測定が可能な物理量センサユニットを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の物理量センサユニットは下記記載の構成を採用する。

本発明の物理量センサユニットは、親機と、該親機から送信される問い合わせ信号に応じて、所定の物理量に対応した周波数信号を出力する子機を複数有する物理量センサユニットであって、それぞれの子機は、圧電基板の面上に弾性表面波を励振する励振電極が形成された弾性表面波素子を有し、弾性表面波素子は、第１の共振周波数によって励振する第１の励振電極と、第２の共振周波数によって励振する第２の励振電極と、を有し、第１の共振周波数と第２の共振周波数との周波数差である基準周波数間隔は、それぞれの子機によって互いに異なることを特徴とする。

これにより、子機の第１の共振周波数と第２の共振周波数との基準周波数間隔が、それぞれの子機によって異なるので、親機は、基準周波数間隔の違いによって子機を容易に識別できる。

また、各子機の第１の励振電極は、第１の共振周波数の値が同じとなるように構成されてもよい。

これにより、各子機の第１の共振周波数が同じなので、使用する周波数帯域を狭くできると共に、親機が子機を識別するアルゴリズムを簡略化できる。

また、複数の子機の数をｎとしたとき、ｎ番目の子機の基準周波数間隔をｆｎ、ｎ＝１番目の子機の基準周波数間隔をｆ０、所定周波数をΔｆとすると、ｎ番目の子機の基準周波数間隔ｆｎは、ｆｎ＝ｆ０＋（ｎ−１）×Δｆであってもよい。

これにより、各子機の基準周波数間隔は、一定量の所定周波数Δｆの整数倍ずつ異なる構成なので、基準周波数間隔の違いによって子機を識別するアルゴリズムが簡略化し、また、子機の数が増えても使用する周波数帯域を狭くできる。

また、所定周波数Δｆは、各子機同士の物理量の差のうち最大の物理量の差に対応する周波数に基づいて決定されてもよい。

これにより、各子機同士が測定する物理量の差のうちの最大値に基づいて所定周波数Δ
ｆが決められるので、限られた周波数帯域の中で多くの子機を使用することが可能となる。また、使用する周波数帯域を狭められるので、親機からの問い合わせ信号の周波数スイープ時間を短くでき、親機は限られた時間内で、多くの子機からの物理量データを受信でき、物理量データを高速に収集し処理できる高性能な物理量センサユニットを実現できる。

また、親機は、メモリと、識別回路と、物理量測定回路とを有し、メモリは、各子機の基準周波数間隔と各子機の第１の共振周波数又は第２の共振周波数に応じた物理量テーブルとを有し、識別回路は、受信した複数の周波数信号の周波数間隔と、基準周波数間隔とを比較して、どの子機からの信号であるかを識別し、物理量測定回路は、識別回路によって識別された各子機の物理量を、メモリに記録された物理量テーブルに応じて出力してもよい。

これにより、識別回路は、受信した複数の周波数信号の周波数間隔と、メモリに記憶した基準周波数間隔から容易に子機を識別できる。また、物理量測定回路は、識別された子機からの共振周波数に応じて物理量テーブルを参照し、子機が測定した物理量を高精度に出力できる。

また、メモリは、固定記憶部と、動的記憶部と、を有し、固定記憶部は、基準環境における各子機の第１の共振周波数及び第２の共振周波数を含む基準周波数群と、基準周波数群から選択される基準測定周波数と、を記憶し、動的記憶部は、それぞれの子機から送信された周波数信号の集合データを記憶し、識別回路は、集合データの各共振周波数を順に基準測定周波数に合わせ、基準測定周波数に合わせた共振周波数と、それ以外の共振周波数のうち基準測定周波数以外の基準周波数群と一致する共振周波数との周波数間隔を基準周波数間隔と比較することによって子機を識別してもよい。

これにより、メモリの固定記憶部と動的記憶部との記憶データに基づいて、各子機の周波数間隔を基準周波数間隔と比較することによって子機を容易に識別できる。

また、メモリは、各子機から出力された周波数信号の集合データを記憶する動的記憶部を有し、集合データの中から選ばれる二つの共振周波数の組み合わせ数を算出し、各組み合わせの共振周波数の周波数間隔を基準周波数間隔と比較することによって子機を識別してもよい。

これにより、各子機から出力された周波数信号の集合データの組み合わせと各子機の基準周波数間隔のみで子機の識別ができるので、親機のメモリの記憶容量を削減でき、また、基準環境での基準周波数群を得るための測定作業が不要となり、作業効率に優れた物理量センサユニットを提供できる。

本発明の物理量センサユニットによれば、子機の第１の共振周波数と第２の共振周波数との基準周波数間隔が、それぞれの子機によって異なるので、親機は、基準周波数間隔の違いによって子機を容易に識別できる。また、複数の子機が使用する周波数帯域を狭めることができるため、狭い周波数帯域で多数の子機が使用できる物理量センサユニットを提供できる。

本発明の実施形態に係わる物理量センサユニットの構成図である。 本発明の実施形態に係わる物理量センサユニットの子機の断面図と分解斜視図である。 本発明の実施形態に係わる物理量センサユニットの子機の電極パターン図である。 本発明の実施例１に係わる物理量センサユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係わる物理量センサユニットの測定動作順序を説明するフローチャートである。 本発明の実施例１に係わる物理量センサユニットの基準周波数群の取得動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施例１に係わる物理量センサユニットの基準周波数群の取得動作を説明する周波数信号と受信信号の周波数−強度の特性図である。 本発明の実施例１に係わる物理量センサユニットの子機識別動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施例１に係わる物理量センサユニットの子機からの周波数信号を説明する周波数−強度の特性図である。 本発明の実施例１に係わる物理量センサユニットの子機識別動作を説明する識別回数ｍ＝１〜６の周波数−強度の特性図である。 本発明の実施例２に係わる物理量センサユニットの子機識別動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施例２に係わる物理量センサユニットの各ピーク周波数間隔を説明する周波数−強度の特性図である。

以下図面に基づいて本発明の物理量センサユニットの具体的な実施の形態を詳述する。

［実施形態の特徴］
本発明の物理量センサユニットの特徴は、親機と、この親機から送信される問い合わせ信号に応じて、所定の物理量に対応した周波数信号を出力する子機を複数有する物理量センサユニットであって、それぞれの子機は、圧電基板の面上に弾性表面波を励振する励振電極が形成された弾性表面波素子を有し、弾性表面波素子は、第１の共振周波数によって励振する第１の励振電極と、第２の共振周波数によって励振する第２の励振電極と、を有し、第１の共振周波数と第２の共振周波数との基準周波数間隔は、それぞれの子機によって互いに異なるようにすることで、使用する周波数帯域中に複数の子機を設定できるとともに、各子機を識別できることである。

以下では、実施形態の一例である物理量センサユニットの構成を説明し、次に具体的な測定方法について実施例を２つ説明する。実施例１の特徴は、基準環境での各子機の第１と第２の共振周波数を含む基準周波数群と基準測定周波数を記憶し、この基準測定周波数に各子機の共振周波数を合わせ、基準周波数群と一致する共振周波数との周波数間隔を基準周波数間隔と比較することによって子機を識別する。実施例２の特徴は、各子機の第１と第２の共振周波数の集合データの組み合わせ総数を算出し、各組み合わせの周波数間隔を基準周波数間隔と比較することによって子機を識別する。

［物理量センサユニットの構成説明：図１］
本発明の実施形態の一例である物理量センサユニットの全体構成の概略について図１を用いて説明する。図１において、符号１は本実施形態の物理量センサユニットである。物理量センサユニット１は、親機１０と複数の子機３０１〜３０３によって構成される。ここで、子機の個数は限定されないが、本実施形態では子機の数を３個とし、それぞれの子機を子機３０１、３０２、３０３として説明し、複数の子機全体を示す場合は子機３０と記す。なお、物理量センサユニット１は、物理量として温度を測定するセンサユニットを例として説明する。

親機１０はアンテナ１５から複数の子機３０に向けて問い合せ信号を送信し、同じアンテナ１５によって子機３０からの応答信号である周波数信号を受信する。受信した周波数信号に含まれる各周波数からどの子機からの応答であるかを識別して、識別された子機に応じた物理量を表示部１２に出力する。親機が子機３０から送信された周波数信号についてどのように処理を行うかについては、後述の実施例１と実施例２とでそれぞれ詳細に説明する。

子機３０は、問い合わせ信号に応じて配置された環境における物理量（本実施形態においては温度）に対応する２つの共振周波数を含む周波数信号を送信する。この２つの共振周波数の周波数差が子機ごとに異なるようにすることによって子機の識別を行えるようにしている。この子機の構成について次に詳述する。

［子機の構成説明：図２］
物理量センサユニット１の子機３０の構成の一例について図２を用いて説明する。図２（ａ）は、子機３０の断面図であり図１のＡ−Ａ断面図に相当する。図２（ｂ）は子機３０の分解斜視図である。子機３０は、アンテナ３１、弾性表面波素子４０、及び容器３８を有している。アンテナ３１は、セラミック等の絶縁性材料で成る蓋体３２の表面３２ａにアンテナ電極３３が形成されている。また、蓋体３２の内部には、ＧＮＤ電極３４が形成され、アンテナ電極３３と平行して配置される。

アンテナ電極３３には、スルホール３３ａが形成され、蓋体３２の裏面３２ｂまで延びてアンテナ電極端子３３ｂが形成されている。また同様に、ＧＮＤ電極３４は、スルホール３４ａが形成され、蓋体３２の裏面３２ｂまで延びてＧＮＤ電極端子３４ｂが形成されている。

弾性表面波素子４０は、弾性表面波素子４０の表面に形成されたバンプ３５ａ、３５ｂによって、アンテナ電極端子３３ｂとＧＮＤ電極端子３４ｂとにそれぞれ電気的に接続される。このように、弾性表面波素子４０は、アンテナ３１にフリップチップボンディングにより実装される。なお、弾性表面波素子４０のボンディング方式は限定されず、たとえば、ワイヤーボンディング方式でもよい。ワイヤーボンディングの場合、蓋体３２の裏面３２ｂに接着剤等で固着した後に、弾性表面波素子４０上の電極とアンテナ電極３３ｂ及びＧＮＤ電極端子３４ｂとを、２本の金属細線（ワイヤー）によって接続する。

また、弾性表面波素子４０をアンテナ３１の下面（すなわち、蓋体３２の裏面３２ｂ）にボンディングした後、アンテナ３１の外形と略同一の大きさのセラミック等で成る容器３８をアンテナ３１の下面に弾性表面波素子４０を覆うようにして接着剤等で固着する。これにより、弾性表面波素子４０は、機械的電気的に保護されて子機３０が完成する。

このように、子機３０の表面（すなわち、蓋体３２の表面３２ａ）には、弾性表面波素子４０に接続されたアンテナ電極３３が配置されるので、親機１０のアンテナ１５（図１参照）とワイヤレスによる送受信を行うことができる。また、子機３０の裏面（すなわち、容器３８の裏面３８ａ）は、被測定物に密着し、子機３０の内部の弾性表面波素子４０によって被測定物の温度が測定される。

［子機の弾性表面波素子の電極パターンの説明：図３］
次に、子機３０の弾性表面波素子４０の電極パターンについて図３を用いて説明する。図３（ａ）は弾性表面波素子４０の励振電極を含む電極パターンを示す平面図であり、図３（ｂ）は励振電極の一部の拡大図である。図３において、子機３０を構成する弾性表面波素子４０は、圧電基板で成り、弾性表面波素子４０の面上には、弾性表面波を励振する
第１の励振電極４１と第２の励振電極４２が並列に形成されている（それぞれ破線で囲って示す）。

第１の励振電極４１は、アンテナ電極３３に接続されるアンテナ電極パターン４３と、ＧＮＤ電極３４に接続されるＧＮＤ電極パターン４４と、によって構成され、アンテナ電極パターン４３とＧＮＤ電極パターン４４とによる櫛歯電極構造であり、第１の共振周波数ｆａを励振する。

また同様に、第２の励振電極４２は、アンテナ電極３３に接続されるアンテナ電極パターン４３と、ＧＮＤ電極３４に接続されるＧＮＤ電極パターン４４とによって構成され、アンテナ電極パターン４３とＧＮＤ電極パターン４４とによる櫛歯電極構造であり、第２の共振周波数ｆｂを励振する。このように、第１の励振電極４１と第２の励振電極４２は、弾性表面波素子４０の面上に並列接続で形成される。

第１の励振電極４１と第２の励振電極４２の材質は、子機３０が取り付けられる被測定物が高温になる場合は、耐熱性に優れた白金等の電極材料が好ましい。

図３（ｂ）は、図３（ａ）における第１の励振電極４１の拡大図である。ここで、図３（ｂ）に図示するように、アンテナ電極パターン４３とＧＮＤ電極パターン４４のそれぞれの櫛歯電極の二つの凸部の中心から中心までの距離をλ、弾性表面波素子４０の面上の弾性表面波の伝搬速度をｖとすると、第１の励振電極４１の共振周波数ｆは、次の式（１）の関係にある。
ｆ＝ｖ／λ ・・・（１）

そして、第１の励振電極４１が励振する第１の共振周波数ｆａと第２の励振電極４２が励振する第２の共振周波数ｆｂは、その周波数間隔が、複数の子機それぞれにおいて互いに異なるように構成される。

ここで、励振電極の共振周波数は式（１）によって決定されるので、第１の励振電極４１の櫛歯電極の凸部間の距離λ（以下、電極間距離λと略す）に対して、第２の励振電極４２の電極間距離λを変えて形成することで、容易に第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂとの周波数間隔を変えることができるのである。

また、複数の子機３０のそれぞれの第１の共振周波数ｆａは、同一温度において周波数値が一致するように構成される。ここで、複数の子機３０の第１の共振周波数ｆａを一致させるには、前述した式（１）から、弾性表面波素子４０の伝搬速度ｖと励振電極の電極間距離λを一致させる必要がある。ここで、電極間距離λについては、弾性表面波素子４０の結晶面上にフォトリソグラフィ技術で電極を形成することで、極めて高精度に形成できるのに対し、伝搬速度ｖについては、単結晶のカット角のズレや伝播方向のズレ、櫛歯電極の厚みのばらつきなどでわずかに変化する。このわずかなズレは表面弾性波素子４０の表面にドライエッチング等を施すことにより高精度で調整できる。

したがって、弾性表面波素子４０の共振周波数は高精度に設定でき、複数の子機３０のそれぞれの第１の共振周波数ｆａの周波数値を一致させることは比較的容易に実現できる。

［子機の基準周波数間隔の説明］
次に、子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂの周波数差である基準周波数間隔について説明する。ここで、子機３０の個数をｎとしたとき、ｎ番目の子機３０の基準周波数間隔をｆｎ、ｎ＝１番目の子機の基準周波数間隔をｆ０、所定周波数をΔ
ｆとすると、ｎ番目の子機３０の基準周波数間隔ｆｎは、式（２）の関係となるように構成される。
ｆｎ＝ｆ０＋（ｎ−１）×Δｆ ・・・（２）

すなわち、式（２）で明らかなように、すべての子機３０は、第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂとの基準周波数間隔ｆｎが、所定周波数Δｆだけ異なるように構成される。なお、以降の説明において、ｎ番目の子機の基準周波数間隔をｆｎと称するが、ｎ＝１番目の子機の基準周波数間隔はｆ０と称する。

このように、すべての子機３０は、基準周波数間隔ｆｎが一致している子機は一つもなく、すべての子機３０の基準周波数間隔ｆｎは、所定周波数Δｆの整数倍ずつ異なるように構成される。

また、所定周波数Δｆは、各子機３０同士の物理量の差のうち最大の物理量の差に対応する周波数に基づいて決定される。すなわち、物理量が温度である場合、被測定物の温度変化によって変動する各子機３０同士の温度の最大差に対応する周波数差が所定周波数Δｆを超えることがないように、所定周波数Δｆを決定するとよい。このようにして、所定周波数Δｆを決定することで、限られた周波数帯域の中で多くの子機を使用することが可能となる。

次に、上述した二つの共振周波数を有し、各子機同士で互いに二つの共振周波数の差が異なる子機を複数配置したときの、各子機を識別して物理量である温度を検出するための構成（システム）及び測定動作順序について、実施例１と実施例２の説明を行う。

［実施例１］
［実施例１の構成の説明：図４］
図４は実施例１の物理量センサユニット１の構成を示すブロック図である。親機１０は、子機３０からの情報に基づいて測定温度データを出力する物理量測定回路１１、物理量測定回路１１からのデータによって測定温度等を表示する表示部１２、子機３０を識別する識別回路１３、子機３０と送受信動作を行うＲＦ回路１４、ＲＦ回路１４に接続されて子機３０とワイヤレスで送受信を行うアンテナ１５、各回路を制御する制御部１６、及び、各種の情報を記憶するメモリ２０を有している。なお、親機１０を構成する電子回路は、汎用のマイクロコンピュータで構成してもよいし、専用回路で構成してもよい。
子機３０の構成については、上述した通りである。

メモリ２０は、一例として不揮発性メモリで構成され、子機３０の第１と第２の共振周波数の周波数差である基準周波数間隔を記憶する基準周波数間隔記憶部２１（以下、間隔記憶部２１と略す）、子機３０の第１又は第２の共振周波数に応じた温度の物理量テーブル２２、及び固定記憶部２３と動的記憶部２４とを有している。

固定記憶部２３は、基準環境での各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂを含む基準周波数群Ｆｇと、この基準周波数群Ｆｇから選択される基準測定周波数ｆｓと、を記憶している。基準周波数群Ｆｇと基準測定周波数Ｆｓについては後述する。

動的記憶部２４は、被測定物の温度環境に置かれた複数の子機３０から送信される周波数信号から取り出された第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂの集合データを記憶している。

親機１０の各回路は、制御部１６からの制御信号によって制御されて動作するが、動作の詳細は後述する。

子機３０は、親機１０とワイヤレスで送受信を行うアンテナ３１と弾性表面波素子４０を有している。なお、子機３０の詳細な構成は後述する。また、親機１０と子機３０は、ワイヤレスによって送受信することが好ましいが、有線を用いて送受信してもよい。

［実施例１における物理量の測定動作順序の説明：図５］
次に、実施例１における物理量の測定動作順序について図５のフローチャートを用いて説明する。なお、説明の条件として測定する物理量は、被測定物の複数の領域の温度として説明する。また、実施例１の物理量センサユニット１の構成は図４を参照する。

図５において、まず、温度測定の始めに三つの準備作業を実施する。第１の準備作業は、基準周波数間隔の取得（ステップＳ１、基準周波数間隔の取得）であり、各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂとの基準周波数間隔ｆｎを測定しメモリ２０に記憶する。

次に、第２の準備作業として、基準周波数群の取得を行う（ステップＳ１０、基準周波数群の取得）。所定の基準環境（たとえば、温度２５℃）での各子機３０の第１、第２の共振周波数ｆａ、ｆｂを測定し、その各周波数値を基準周波数群Ｆｇとしてメモリ２０に記憶する。なお、ステップＳ１０をスキップする破線の矢印は、後述する実施例２のフローである。

次に、第３の準備作業として、物理量テーブルの作成を行う（ステップＳ２０、物理量テーブルの作成）。このステップでは、子機３０の共振周波数と温度とによる物理量テーブル２２を作成しメモリ２０に記憶する。なお、第１〜第３の準備作業の実施順序は限定されない。

次に、第１〜第３の準備作業（ステップＳ１、Ｓ１０、Ｓ２０）が終了後、測定を開始する（ステップＳ２１、測定開始）。具体的には、親機１０から子機３０に対して問合せ信号を送信する。子機３０はパッシブ型の素子であるため、問い合わせ信号に応じて周波数信号を送信する。ここで、各子機３０は事前に被測定物の所定の領域に配置しておいてもよいし、ステップＳ２０の終了後であってステップＳ２１の開始前に配置してもよい。

次に、物理量センサユニット１の親機１０は、各子機３０からの周波数信号を受信して各子機３０の識別をする（ステップＳ３０、子機の識別）。子機の識別動作の詳細については後述する。なお、カッコ内に示すステップＳ６０は、後述する実施例２でのステップである。

次に、物理量センサユニット１の親機１０は、各子機３０の識別後に、取得した各子機３０の共振周波数値から各子機３０が測定した温度の算出を行う（ステップＳ５０、温度の算出）。算出された温度の値は例えば表示部１２に出力される。

次に、物理量センサユニット１の親機１０は、被測定物の温度測定を継続するか否かを判定する（ステップＳ５１、測定継続？）。継続する（判定Ｙｅｓ）場合は、ステップＳ３０に戻って、ステップＳ３０とＳ５０を繰り返し実行する。また、継続終了（判定Ｎｏ）の場合は、すべての測定動作を終了する。
次に、温度測定動作順序の各ステップの動作内容を詳細に説明する。

［基準周波数間隔の取得（ステップＳ１）の説明］
まず、物理量センサユニット１が温度測定を実施するための第１の準備作業（ステップＳ１）として、各子機３０のそれぞれの基準周波数間隔ｆｎを取得する作業について説明
する。基準周波数間隔ｆｎは、前述したように、各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂとの周波数差（周波数間隔）である。

ここで、各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂは、所定の温度特性を有しているが、その温度係数は同一であるので、基準周波数間隔ｆｎには温度依存性がない。したがって、任意の温度環境下で各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂを同時に測定し、その周波数差を各子機３０の基準周波数間隔ｆｎとして、親機１０のメモリ２０の間隔記憶部２１（図１参照）に記憶する。なお、間隔記憶部２１には、各子機の基準周波数間隔ｆｎと共に、その基準周波数間隔ｆｎに対応する子機３０の固有番号を記憶するとよい。

また、各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂの実際の周波数間隔が設計値に近似しており、無視できる範囲の誤差であれば、各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂを測定せず、第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂの設計値に基づいて基準周波数間隔ｆｎを決定し、メモリ２０の間隔記憶部２１に記憶してもよい。

［基準周波数群の取得動作フロー（ステップＳ１０）の説明：図６］
次に、上述の第２の準備作業（ステップＳ１０）である所定の基準環境での各子機３０の基準周波数群Ｆｇを取得する動作について、図６のフローチャートを用いて説明する。ここで、基準環境の温度を２５℃として説明する。基準環境での各子機３０の第１、第２の共振周波数ｆａ、ｆｂの集まりを基準周波数群Ｆｇと称する。なお、物理量センサユニット１の構成は、図４を参照する。

以下の説明においては、子機は３個として説明を行う。また、ｎ＝１番目の子機を子機３０１とし、子機３０１の第１の共振周波数をｆａ１、第２の共振周波数をｆｂ１とする。同様にｎ＝２番目の子機を子機３０２とし、第１の共振周波数をｆａ２、第２の共振周波数をｆｂ２とする。同様に、ｎ＝３番目の子機を子機３０３とし、第１の共振周波数をｆａ３、第２の共振周波数をｆｂ３とする。前述したように、各子機３０の第１の共振周波数ｆａ１、ｆａ２、ｆａ３は同一周波数であり、各子機３０は、第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂとの基準周波数間隔ｆｎが、所定周波数Δｆだけ異なるように構成されているとする。

はじめに、複数の子機３０の基準周波数群Ｆｇを取得するために、まず、複数の子機３０の一つずつについて、所定の基準環境内に配置し、各子機３０が基準環境で安定するまで十分な時間を経過させる（ステップＳ１１、基準環境に配置）。

次に、親機１０の制御部１６は、ＲＦ回路１４を制御して、所定の周波数帯域の問い合わせ信号をスイープさせながらアンテナ１５から送信する（ステップＳ１２、問い合わせ信号の送信）。ここで、ＲＦ回路が出力する問い合わせ信号は、使用する周波数帯域が仮に２．４ＧＨｚ帯であるならば、電波法で定められた帯域内の周波数を一例として低い周波数から高い周波数に向かって所定の時間でスイープする。

次に子機３０は、親機１０からの問い合わせ信号を受信し、そのスイープする問い合わせ信号の周波数が、それぞれの子機３０の第１の励振電極４１と第２の励振電極４２の励振周波数に一致したとき、第１の励振電極４１が第１の共振周波数ｆａを出力し、第２の励振電極４２が第２の共振周波数ｆｂを出力し、各子機３０のアンテナ３１から周波数信号として送信される（ステップＳ１３、子機：周波数信号出力）。

次に、親機１０のＲＦ回路１４は、子機３０から送られて来る周波数信号をアンテナ１
５によって受信する（ステップＳ１４、周波数信号の受信）。

次に、親機１０の制御部１６は識別回路１３を制御して、ＲＦ回路１４が受信した子機３０の受信信号を増幅し、この受信信号の強度が大きくなるピーク周波数を検出する（ステップＳ１５、ピーク周波数の検出）。ここで、受信信号の強度が大きくなるピーク周波数が、各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂである。

次に、親機１０の制御部１６は、識別回路１３が検出した子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂを基準周波数群Ｆｇとしてメモリ２０の固定記憶部２３に記憶する（ステップＳ１６、基準周波数群の記憶）。これを子機３０として用意した子機の数だけ繰り返す。

次に、親機１０の制御部１６は、メモリ１０の固定記憶部２３に記憶した基準周波数群Ｆｇの中で、子機３０を識別するための基準となる基準測定周波数ｆｓを選択して固定記憶部２３に記憶する（ステップＳ１７、基準測定周波数の選択）。ここで、基準測定周波数ｆｓを子機３０の第１の共振周波数ｆａとするならば、基準周波数群Ｆｇの中で、最も低いピーク周波数を選択して、基準測定周波数ｆｓとして固定記憶部２３に記憶すればよい。

なお、以降の説明において、基準測定周波数ｆｓ＝第１の共振周波数ｆａ（＝ｆａ１＝ｆａ２＝ｆａ３）として説明するが、基準測定周波数ｆｓは第１の共振周波数ｆａに限定されず、例えばｎ＝２番目の子機３０２の第２の共振周波数ｆｂ２といったように、各子機３０の第２の共振周波数ｆｂのいずれかを選んでもよい。

［各子機から送信される基準環境での周波数信号の説明：図７］
次に、温度測定のための第２の準備作業（ステップＳ１０）を、前述の図６のフローチャートに沿って実施した結果、各子機３０から、どのような周波数信号が送信されて基準周波数群Ｆｇが取得されるかの一例を図７の特性図を用いて説明する。図７（ａ）は、三つの子機３０１、３０２、３０３から送信される周波数信号の一例であり、横軸が周波数信号の周波数であり、縦軸が周波数信号の強度である。なお、説明をわかりやすくするために、子機３０１〜３０３のそれぞれの周波数信号を縦にずらして記載している。図７（ｂ）は、図７（ａ）における各子機３０１〜３０３の周波数信号を親機１０のアンテナ１５が受信したＲＦ回路１４における受信信号の特性図であり、図７（ａ）と同様に、横軸が受信信号の周波数であり、縦軸が受信信号の強度である。

図７（ａ）において、子機３０１〜３０３をそれぞれ所定の基準環境（たとえば、温度２５℃）に置いてから、親機１０が、所定の周波数帯域の問い合わせ信号を低い周波数から高い周波数に向かってスイープさせながら送信すると、各子機３０１〜３０３は、前述したように、問い合わせ信号の周波数がそれぞれの第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂに一致したとき、第１の励振電極４１と第２の励振電極４２が励振し、第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂが、周波数信号として送信される。

ここで、子機３０１は第１の共振周波数ｆａ１と第２の共振周波数ｆｂ１で励振して周波数信号の強度がピークになる。また、子機３０２は第１の共振周波数ｆａ２と第２の共振周波数ｆｂ２で励振して周波数信号の強度がピークになる。また、子機３０３は第１の共振周波数ｆａ３と第２の共振周波数ｆｂ３で励振して周波数信号の強度がピークになる。

また、各子機３０１〜３０３の第１の共振周波数ｆａ１〜ｆａ３は一致しているので、同一周波数となる。また、各子機３０１〜３０３の第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３は、
前述したように、基準周波数間隔ｆｎが、所定周波数Δｆだけ異なるように構成され、且つ、各子機３０１〜３０３の第１の共振周波数ｆａ１〜ｆａ３が一致しているので、各子機３０１〜３０３の第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３は、図示するように、それぞれ所定周波数Δｆだけ異なっている。

したがって、各子機３０１〜３０３の第１の共振周波数ｆａ１〜ｆａ３と第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３のそれぞれの周波数差である基準周波数間隔ｆｎは、子機３０１を１番目の子機として基準周波数間隔ｆ０とすれば、前述した式（２）の通りとなる。つまり子機３０１の基準周波数間隔はｆ０であり、子機３０２の基準周波数間隔はｆ０＋Δｆであり、子機３０３の基準周波数間隔はｆ０＋２Δｆである。

ここで、前述したように、各子機３０１〜３０３を１つずつ基準環境下で測定して基準周波数群Ｆｇとしてメモリ２０の固定記憶部２３に記憶する。したがって、基準周波数群Ｆｇには各子機３０１〜３０３の第１の共振周波数であるｆａ１〜ｆａ３と、第２の共振周波数でありｆｂ１〜ｆｂ３が記憶される。

上述の子機３０１〜３０３を基準環境下に同時に配置し、親機から問い合わせ信号を送信したときの受信波形は図７（ｂ）となる。図７（ｂ）に示すように、各子機３０１〜３０３のそれぞれの第１の共振周波数ｆａ１〜ｆａ３は一致しているので、親機１０が受信する周波数信号は、周波数が一致した第１の共振周波数ｆａ１〜ｆａ３と、第２の共振数端数ｆｂ１〜ｆｂ３の４つのピーク周波数が検出される。特に、第１の共振周波数は一致しているため強度の大きなピーク周波数となる。

よって、親機１０は、前述したように、一致している第１の共振周波数ｆａ１＝ｆａ２＝ｆａ３が最も低い周波数であるため、子機３０を識別するための基準となる基準測定周波数ｆｓとしてこの周波数値を選択し、固定記憶部２３に記憶する。

［物理量テーブルの作成（ステップＳ２０）の説明］
次に、物理量センサユニット１が温度測定を実施するための第３の準備作業（ステップＳ２０：図５参照）として、物理量テーブル２２を作成する動作を説明する。物理量テーブル２２は、子機３０ごとの第１の共振周波数ｆａ、又は、第２の共振周波数ｆｂのいずれかに対応した温度データのテーブルである。この物理量テーブル２２の作成は、まず、子機３０の測定温度範囲を決定し、その測定温度範囲内で所定の温度ポイント毎の温度環境に子機３０を配置して、その温度ポイント毎の子機３０の共振周波数を測定する。この工程も子機一つずつに対して行っておくのが好ましい。

たとえば、測定温度範囲が０℃〜３００℃であり、且つ、第１の共振周波数ｆａに対応した物理量テーブル２２を作成するのであれば、その温度測定範囲０℃〜３００℃内で、所定の温度毎の子機３０の第１の共振周波数ｆａを測定し、この第１の共振周波数ｆａと、子機３０が置かれた温度とによって物理量テーブル２２を作成し記憶する。

なお、物理量テーブル２２を作成するための共振周波数測定作業を簡素化するためや、物理量テーブル２２の記憶容量を削減するために、測定する温度ポイントの間隔を広げて、温度ポイントの間は、弾性表面波素子の温度と共振周波数の近似式で補間するようにしてもよい。また、子機３０が複数であっても、各子機３０を構成する弾性表面波素子４０の物性値が揃っていれば、物理量テーブル２２を作成するための測定作業は、代表する子機ひとつだけでよい。なお、物理量テーブル２２は、第２の共振周波数ｆｂに対応したテーブルでもよい。

以上のように、実施例１の物理量センサユニット１は、被測定物の温度を測定するため
に、第１の準備作業として、各子機３０のそれぞれの基準周波数間隔ｆｎを取得し、第２の準備作業として、基準環境での各子機３０の第１、第２の共振周波数ｆａ、ｆｂである基準周波数群Ｆｇと基準測定周波数ｆｓを取得し、さらに、所定の温度測定範囲の物理量テーブル２２を作成する。

なお、これらの準備作業は、物理量センサユニット１を最初に使用するときに実施するものであり、子機３０を新規に入れ替えることが無い限り、基準周波数間隔ｆｎ、基準周波数群Ｆｇ、基準測定周波数ｆｓ、及び物理量テーブル２２は継続して使用できる。

［実施例１の子機の識別動作フロー（ステップＳ３０）の説明：図８、図９］
次に、前述した第１〜第３の準備作業終了後、全ての子機３０を測定環境に配置して測定を行うときにおける、各子機を識別するための識別動作（ステップＳ３０：図５参照）について、図８のフローチャートと図９の特性図とを用いて詳細に説明する。なお、物理量センサユニット１の構成は図４を参照する。

また、前述した図６の動作フロー（ステップＳ１０）と重複する動作の一部は省略する。また、説明の条件として、ステップＳ１０の動作フローの場合と同様に、各子機３０の第１の共振周波数ｆａは同一周波数であり、各子機３０は、第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂとの基準周波数間隔ｆｎが、所定周波数Δｆだけ異なるように構成され、また、前述した第１、第２、第３の準備作業は完了し、必要なデータはすべてメモリ２０に記録されているものとする。

図８のフローチャートにおいて、親機１０の制御部１６は、ＲＦ回路１４を制御して、所定の周波数帯域の問い合わせ信号をスイープさせながらアンテナ１５から送信する（ステップＳ３１、問い合わせ信号の送信）。

次に、親機１０のＲＦ回路１４は、各子機３０から送られて来る周波数信号をアンテナ１５によって受信する（ステップＳ３２、周波数信号の受信）。

次に、親機１０の制御部１６は識別回路１３を制御して、ＲＦ回路１４が受信した各子機３０の受信信号を増幅し、受信信号の強度が大きくなるピーク周波数を検出し、そのピーク周波数を集合データとしてメモリ２０の動的記憶部２４に記憶する（ステップＳ３３、ｓ個の周波数の検出）。ここで、受信信号の強度が大きくなるピーク周波数が、各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂである。

なお、各子機３０の第１の共振周波数ｆａは、前述したように、同一温度において周波数値が一致するように構成されるが、実際の測定環境では、各子機３０の温度が異なるので、各子機３０の第１の共振周波数ｆａは異なることになる。したがって、各子機３０からは、それぞれ周波数値が異なる第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂの二つのピーク周波数が出力される。一例として、子機３０が３個配置されたとすれば、ステップＳ３３で検出されるピーク周波数の総数Ｓは、３個×２＝６個となり、６個のピーク周波数が集合データとして動的記憶部２４に記憶される。

次に、ステップＳ３１〜Ｓ３３における実際のピーク周波数検出例を図９の特性図を用いて説明する。図９（ａ）は、被測定物に配置されたそれぞれの温度環境での三つの子機３０１、３０２、３０３から送信される周波数信号の一例であり、横軸が周波数信号の周波数であり、縦軸が周波数信号の強度である。なお、説明をわかりやすくするために、子機３０１〜３０３のそれぞれの周波数信号を縦にずらして記載している。

図９（ａ）において、物理量センサユニット１の親機１０が、所定の周波数帯域の問い
合わせ信号を低い周波数から高い周波数に向かってスイープさせながら送信すると、被測定物に配置された各子機３０１〜３０３は、問い合わせ信号の周波数がそれぞれの第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂに一致したとき、第１の励振電極４１と第２の励振電極４２が励振し、第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂが、周波数信号として送信される。

ここで、子機３０１は第１の共振周波数ｆａ１´と第２の共振周波数ｆｂ１´で励振して周波数信号の強度がピークになる。また、子機３０２は第１の共振周波数ｆａ２´と第２の共振周波数ｆｂ２´で励振して周波数信号の強度がピークになる。また、子機３０３は第１の共振周波数ｆａ３´と第２の共振周波数ｆｂ３´で励振して周波数信号の強度がピークになる（各ピーク周波数を実線で示す）。

ここで、破線で示すピーク周波数は、図７で前述した基準環境での各子機３０１〜３０３の第１の共振周波数ｆａ１〜ｆａ３と第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３である。すなわち、各子機３０１〜３０３は、被測定物に配置されている領域が違うために、それぞれの測定温度が異なっており、基準環境での第１の共振周波数ｆａ１〜ｆａ３と第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３に対して、測定環境での第１の共振周波数ｆａ１´〜ｆａ３´と第２の共振周波数ｆｂ１´〜ｆｂ３´のズレ量が異なるのである。なお、基準環境での第１の共振周波数ｆａ１〜ｆａ３は、すなわち、基準測定周波数ｆｓである。

次に図９（ｂ）の特性図は、図９（ａ）で示した三つの子機３０１、３０２、３０３から送信された周波数信号を親機１０のＲＦ回路１４が受信した受信信号の特性図であり、横軸が受信信号の周波数であり、縦軸が受信信号の強度である。

図９（ｂ）において、親機１０のＲＦ回路１４が、所定の周波数帯域の問い合わせ信号を低い周波数から高い周波数に向かってスイープさせながら送信すると同時に、各子機３０からの周波数信号を受信すると、各子機３０１〜３０３は、前述したように、それぞれの第１の共振周波数ｆａ１´〜ｆａ３´と第２の共振周波数ｆｂ１´〜ｆｂ３´で励振するので、親機１０のＲＦ回路１４は、６個のピーク周波数がある周波数信号を受信する。

これにより、親機１０は、６個のピーク周波数を集合データとして動的記憶部２４に記憶する。なお、６個のピーク周波数を周波数が低い順に図示するようにピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６と称する。

ここで、ピーク周波数Ｐ１は子機３０２の第１の共振周波数ｆａ２´であり、ピーク周波数Ｐ２は子機３０１の第１の共振周波数ｆａ１´であり、ピーク周波数Ｐ３は子機３０３の第１の共振周波数ｆａ３´であり、ピーク周波数Ｐ４は子機３０１の第２の共振周波数ｆｂ１´であり、ピーク周波数Ｐ５は子機３０２の第２の共振周波数ｆｂ２´であり、ピーク周波数Ｐ６は子機３０３の第２の共振周波数ｆｂ３´であるが、親機１０においては受信時点ではまだこの識別はできていない。

これらのピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６は、前述したように、各子機３０１〜３０３の測定温度が基準環境温度に対してずれているので、基準周波数群Ｆｇとして固定記憶部２３に記憶された第１の共振周波数ｆａ（すなわちｆａ１〜ｆａ３）と第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３とは周波数値がずれるのである。

次に、図８の動作フローに戻って、ステップＳ３４から子機３０の識別動作を説明する。図８において、親機１０の制御部１６は、子機３０を識別するための識別回数をｍとし、ｍの値を“１”に初期化する（ステップＳ３４、ｍ＝１）。
なお、識別回数ｍは、ステップＳ３３で検出されたピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６を用いて実
施する後述の識別動作（ステップＳ３５〜Ｓ４０）の回数を示す。

次に、親機１０の制御部１６は、動的記憶部２４に記憶したｍ番目のピーク周波数と固定記憶部２３に記憶されている基準測定周波数ｆｓとの周波数差を算出し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６のすべてを算出した周波数差で減算する（ステップＳ３５、ｍ番目のピーク周波数を基準測定周波数に合わせる）。

たとえば、識別回数ｍ＝１である場合は、基準測定周波数ｆｓとピーク周波数Ｐ１との周波数差を算出し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６のすべてを算出した周波数差で減算する。また、識別回数ｍ＝２である場合は、基準測定周波数ｆｓとピーク周波数Ｐ２との周波数差を算出し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６のすべてを算出した周波数差で減算する。

この演算によって、検出された各子機３０１〜３０３の第１の共振周波数ｆａ１´〜ｆａ３´と第２の共振周波数ｆｂ１´〜ｆｂ３´（すなわち、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６）を順に基準測定周波数ｆｓに合わせる（揃える）のである。

次に、親機１０の制御部１６は、識別回数ｍ＝１である場合、ピーク周波数Ｐ１の周波数差に合わせたピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６について、ピーク周波数Ｐ１以外のピーク周波数Ｐ２〜Ｐ６のうち、基準周波数群Ｆｇの基準測定周波数ｆｓ以外の共振周波数、すなわち、子機３０１〜３０３の基準環境での第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３と一致するピーク周波数の有無を判定する（ステップＳ３６、一致するピーク有り？）。ここで、判定Ｙｅｓであれば、ステップＳ３７に進み、判定Ｎｏであれば、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ３６が判定Ｙｅｓである場合、親機１０の制御部１６は、ピーク周波数Ｐ１と、ステップＳ３６の判定で一致したピーク周波数の周波数間隔を算出する（ステップＳ３７、周波数間隔の算出）。ここで、一例として、ピーク周波数Ｐ５が、基準周波数群Ｆｇの中のいずれかの第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３と一致したのであれば、制御部１６は、識別回路１３によってピーク周波数Ｐ１とピーク周波数Ｐ５の周波数間隔を算出する。

次に、親機１０の制御部１６は、識別回路１３によって、ステップＳ３７で算出した周波数間隔と、間隔記憶部２１に記憶されている各素子３０１〜３０３の基準周波数間隔ｆｎ（ｆ１〜ｆ３）とを比較し、一致する基準周波数間隔ｆｎを見つける（ステップＳ３８、周波数間隔の比較）。

次に、親機１０の制御部１６は、ステップＳ３７で算出した周波数間隔と一致した基準周波数間隔ｆｎを有する子機がピーク周波数Ｐ１とＰ５を送信した子機であると判定する（ステップＳ３９、子機の識別）。すなわち、ステップＳ３７で算出した周波数間隔に一致した基準周波数間隔ｆｎの値から、ピーク周波数Ｐ１とＰ５を送信した子機は、一致した基準周波数間隔ｆｎに対応して記憶されていた子機３０２であると識別される。

次に、親機１０の制御部１６は、ピーク周波数の総数ｓと別回数ｍが等しいか否かを判定する（ステップＳ４０、ｓ＝ｍ？）。ここで、判定Ｙｅｓであれば、すべてのピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６に対して子機３０の識別動作が実行されたので、子機３０の識別動作を終了する（ＥＮＤ）。また、ステップＳ４０で判定Ｎｏであれば、ステップＳ４１に進む。なお、ステップＳ４０は、ステップＳ３６で判定Ｎｏの場合にも実行される。

次に、ステップＳ４０で判定Ｎｏの場合、制御部１６は、子機３０の識別動作を続けるために識別回数ｍに１を加えてステップＳ３５に進む。以降、識別回数ｍがピーク周波数の総数ｓに等しくなるまで、ステップＳ３５〜Ｓ４１が繰り返され、全てのピーク周波数
Ｐ１〜Ｐ６について、子機の識別動作が実行される。

ここで、ピーク周波数の総数ｓ＝識別回数ｍまで子機の識別動作が実行されると、識別回数ｍ＝１で識別された子機３０２の他に、ピーク周波数Ｐ２とＰ４が子機３０１であると識別されて記憶され、ピーク周波数Ｐ３とＰ６が子機３０３であると識別されて記憶される。

［実施例１における子機の識別動作例の説明：図１０］
次に、図８で示した識別動作フローのステップＳ３５〜Ｓ４１における子機の識別動作（ｍ＝１〜６））について、実際の子機識別動作の具体例を図１０の特性図を用いて説明する。説明の条件として、子機は、前述した図９で示した三つの子機３０１、３０２、３０３と同一であり、基準測定周波数ｆｓは、各子機３０１〜３０３の基準環境での第１の共振周波数ｆａ１〜ｆａ３であるとする。なお、図１０（ａ）は図９（ｂ）と同じであり、図１０（ｂ）は識別回数ｍ＝１、図１０（ｃ）は識別回数ｍ＝２、図１０（ｄ）は識別回数ｍ＝３、図１０（ｅ）は識別回数ｍ＝４、図１０（ｆ）は識別回数ｍ＝５、図１０（ｇ）は識別回数ｍ＝６の動作を示す。
ここで、識別回数がｍのときにピーク周波数Ｐｍを基準測定周波数ｆｓに揃えるためにピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６までシフトするが、全てのピーク周波数について同時にシフトさせるため各ピーク周波数の間隔は変わらないため、図１０（ａ）と同様に周波数の低い側からＰ１〜Ｐ６の符号を付けることとする。

はじめに、識別回数ｍ＝１の場合、親機１０の制御部１６は、動的記憶部２４に記憶した１番目のピーク周波数Ｐ１と基準測定周波数ｆｓ（図面上の左側の縦破線）との周波数差を算出し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６のすべてに対して、その周波数差で減算する。この減算より、図１０（ｂ）に示すように、ピーク周波数Ｐ１が基準測定周波数ｆｓに一致し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６の全体は、ピーク周波数Ｐ１と基準測定周波数ｆｓの周波数差だけ図面上で左にシフトする。

すなわち、この演算によって、被測定物の温度変化で共振周波数が移動した各子機３０１〜３０３の第１の共振周波数ｆａ１´〜ｆａ３´と第２の共振周波数ｆｂ１´〜ｆｂ３´（すなわち、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６）のすべてについて、ピーク周波数Ｐ１を基準にして基準測定周波数ｆｓに合わせる（揃える）のである。

次に、ピーク周波数Ｐ１を基準測定周波数ｆｓに合わせたときの、ピーク周波数Ｐ１以外のピーク周波数Ｐ２〜Ｐ６のいずれかで、固定記憶部２３に記憶されている基準測定周波数ｆｓ以外の基準周波数群Ｆｇの共振周波数、すなわち、各子機３０１〜３０３の基準環境での第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３と一致するピーク周波数の有無を調べる。

ここで、図１０に示す通り、４つの点線で示す縦線が、基準周波数群Ｆｇの共振周波数を示しており、このうちの第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３に該当する縦線に一致するピーク周波数Ｐ２〜Ｐ６の有無を調べる。図１０（ｂ）に示す通り、ｍ＝１においてＰ５がｆｂ２と一致していることがわかる（Ｐ５とｆｂ２の縦線が重なっている）。

次に親機１０の制御部１６は、ピーク周波数Ｐ１と、第２の共振周波数ｆｂ２に一致したピーク周波数Ｐ５の周波数間隔を算出し、その算出した周波数間隔と、間隔記憶部２１に記憶されている各子機３０１〜３０３の基準周波数間隔ｆｎとを比較し、一致する基準周波数間隔ｆｎを見つける。

この一致した基準周波数間隔ｆｎから、ピーク周波数Ｐ１とピーク周波数Ｐ５は、同一の子機からの共振周波数であり、その子機は、一致した基準周波数間隔ｆｎに対応して記
憶された子機３０２であると識別される。なお、子機３０２は、図９（ａ）で示した第１の共振周波数ｆａ２´と第２の共振周波数ｆｂ２´を出力した子機であって、第１の共振周波数ｆａ２´がピーク周波数Ｐ１であり、第２の共振周波数ｆｂ２´がピーク周波数Ｐ５である。

次に図１０において、識別回数ｍ＝２の場合、親機１０の制御部１６は、動的記憶部２４に記憶した２番目のピーク周波数Ｐ２と基準測定周波数ｆｓ（縦の破線で示す）との周波数差を算出し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６のすべてに対して、その周波数差で減算する。この減算により、図１０（ｃ）に示すように、ピーク周波数Ｐ２が基準測定周波数ｆｓに一致し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６の全体は、ピーク周波数Ｐ２と基準測定周波数ｆｓの周波数差だけ図面上で左にシフトする。

次に、図１０（ｃ）におけるピーク周波数Ｐ２以外のピーク周波数Ｐ１、Ｐ３〜Ｐ６のいずれかで、固定記憶部２３に記憶されている基準測定周波数ｆｓ以外の基準周波数群Ｆｇの共振周波数、すなわち、各子機３０１〜３０３の基準環境での第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３と一致するピーク周波数の有無を調べる。

ここで、ｍ＝１と同様の手法により、識別回数ｍ＝２においては、図１０（ｃ）に示す通り、ピーク周波数Ｐ４が第２の共振周波数ｆｂ１に一致することがわかる。

次に親機１０の制御部１６は、ピーク周波数Ｐ２と、ピーク周波数Ｐ４との周波数間隔を算出し、その算出した周波数間隔と、間隔記憶部２１に記憶されている各素子３０の基準周波数間隔ｆｎとを比較し、一致する基準周波数間隔ｆｎを見つける。この一致した基準周波数間隔ｆｎから、ピーク周波数Ｐ２とピーク周波数Ｐ４は、子機３０１であると識別される。

次に図１０において、識別回数ｍ＝３の場合、親機１０の制御部１６は、動的記憶部２４に記憶した３番目のピーク周波数Ｐ３と基準測定周波数ｆｓ（縦の破線で示す）との周波数差を算出し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６のすべてに対して、その周波数差で減算する。この減算により、図１０（ｄ）に示すように、ピーク周波数Ｐ３が基準測定周波数ｆｓに一致し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６の全体は、ピーク周波数Ｐ３と基準測定周波数ｆｓの周波数差だけ図面上で左にシフトする。

次に、図１０（ｄ）におけるピーク周波数Ｐ３以外のピーク周波数Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４〜Ｐ６のいずれかで、固定記憶部２３に記憶されている基準測定周波数ｆｓ以外の基準周波数群Ｆｇの共振周波数、すなわち、各子機３０１〜３０３の基準環境での第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３と一致するピーク周波数の有無を調べる。

ここで、ｍ＝１と同様の手法により、識別回数ｍ＝３において、図１０（ｄ）に示す通り、ピーク周波数Ｐ６が第２の共振周波数ｆｂ３に一致することがわかる。

次に親機１０の制御部１６は、ピーク周波数Ｐ３と、ピーク周波数Ｐ６の周波数間隔を算出し、その算出した周波数間隔と、間隔記憶部２１に記憶されている各素子３０の基準周波数間隔ｆｎとを比較し、一致する基準周波数間隔ｆｎを見つける。この一致した基準周波数間隔ｆｎから、ピーク周波数Ｐ３とＰ６は、子機３０３であると識別される。

次に図１０において、識別回数ｍ＝４の場合、親機１０の制御部１６は、動的記憶部２４に記憶した４番目のピーク周波数Ｐ４と基準測定周波数ｆｓ（縦の破線で示す）との周波数差を算出し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６のすべてに対して、その周波数差で減算する。この減算より、図１０（ｅ）に示すように、ピーク周波数Ｐ４が基準測定周波数ｆｓに一
致し、ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６の全体は、ピーク周波数Ｐ４と基準測定周波数ｆｓの周波数差だけ図面上で左にシフトする。

次に、図１０（ｅ）におけるピーク周波数Ｐ４以外のピーク周波数Ｐ１〜Ｐ３、Ｐ５、Ｐ６のいずれかで、固定記憶部２３に記憶されている基準測定周波数ｆｓ以外の基準周波数群Ｆｇの共振周波数、すなわち、各子機３０１〜３０３の基準環境での第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３と一致するピーク周波数の有無を調べる。

ここで、図１０（ｅ）に示すように、第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３のいずれの縦線にも一致するピーク周波数が存在しないことがわかる。

すなわち、ピーク周波数Ｐ４の周波数差に合わせたピーク周波数Ｐ１〜Ｐ３、Ｐ５、Ｐ６のいずれかで、各子機３０の基準環境での第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３と一致するピーク周波数は存在しないので、子機の識別は不可となる。この場合は、図８のフローにおいて、ステップＳ３６が判定Ｎｏとなり、ステップＳ４０に進む。このときｍ＝４、ｓ＝６であり、識別回数ｍがピーク周波数の総数ｓに達していないので、ステップＳ４１に進んで識別回数ｍに１を加え、ステップＳ３５から識別回数ｍ＝５での識別動作を再び実行する。

次に、ｍ＝５について同様の動作を行うが、図１０（ｆ）に示すように、ピーク周波数Ｐ５を基準測定周波数ｆｓに合わせたときにピーク周波数Ｐ１〜Ｐ４、Ｐ６のいずれも第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３と一致しないため、子機の識別は不可となって、ステップＳ３６は再び判定Ｎｏとなる。

この判定ＮｏによってステップＳ４０に進むが、ｓ＝６、ｍ＝５であり、ステップＳ４０で識別回数ｍがピーク周波数の総数ｓに達していないので、ステップＳ４１に進んで識別回数ｍに１を加え、ステップＳ３５から識別回数ｍ＝６での識別動作を再び実行する。

次に、ｍ＝６について同様の動作を行うが、図１０（ｇ）に示すように、ピーク周波数Ｐ６を基準測定周波数ｆｓに合わせたときにピーク周波数Ｐ１〜Ｐ５のいずれも第２の共振周波数ｆｂ１〜ｆｂ３と一致しないため、子機の識別は不可となって、ステップＳ３６は再び判定Ｎｏとなる。

この判定ＮｏによってステップＳ４０に進む。ステップＳ４０で識別回数ｍがピーク周波数の総数ｓに等しいか否かが判定されるが、この例では、ピーク周波数の総数ｓ＝６であるので判定Ｙｅｓとなって子機の識別動作は終了する。

このように、子機の識別動作は、全ての子機３０のピーク周波数の総数ｓの回数が実行されて、全ての子機３０のピーク周波数について基準測定周波数ｆｓとの周波数差が演算されて識別動作が実行される。なお、被測定物に配置した子機３０の個数が分かっている場合は、配置されている子機の個数と識別された子機の個数が一致した時点で、識別動作を終了してもよい。上述の例では図１０（ｄ）において、３つ目の子機が識別された時点で終了してもよい。

［実施例１の物理量算出動作（ステップＳ５０）の説明：図４］
次に、前述した子機３０の識別動作（ステップＳ３０）が終了後、識別した子機３０からの共振周波数によって温度を算出する動作（ステップＳ５０：図５参照）について図４を用いて詳細に説明する。

図４の構成図において、親機１０の識別回路１３が子機３０を識別すると、物理量測定
回路１１は、識別回路１３から、識別された子機３０から得た共振周波数値を入力する。物理量測定回路１１は、入力した共振周波数値を用いてメモリ２０に記録された物理量テーブル２２を参照し、共振周波数値に対応した温度データを取得して、表示部１２にこの温度データを出力する。

ここで一例として、識別された子機が子機３０１であり、物理量テーブル２２が第１の共振周波数に対応したテーブルである場合、物理量測定回路１１は、識別回路１３から、識別された子機３０１からの第１の共振周波数ｆａ１´（図９（ａ）参照）を入力し、その第１の共振周波数ｆａ１´の周波数値を用いて物理量テーブル２２を参照し、その周波数値に対応した温度データを取得して表示部１２に出力する。なお、物理量テーブル２２が第２の共振周波数に対応したテーブルである場合は、物理量測定回路１１は、識別された子機３０１からの第２の共振周波数ｆｂ１´を入力して物理量テーブル２２を参照する。

表示部１２は所定の表示形態で、識別された子機３０１が測定した温度情報を表示する。たとえば、表示部１２は、識別された子機３０１の子機番号、その子機３０１が配置されている被測定物内の配置位置、子機３０１が測定した現在温度や温度推移情報等を表示するとよい。なお、子機３０１の配置位置は、温度測定を開始する前に、親機１０のメモリ２０の固定記憶部２３などに登録しておくとよい。また、表示部１２の温度情報は、全ての子機について同時に表示してもよく、順次表示してもよい。

［子機の最大使用個数の説明］
次に、本実施形態の物理量センサユニット１が、所定の周波数帯域で最大何個の子機を使用できるかについて説明する。説明の一例として、使用する周波数帯域は前述した２．４ＧＨｚ帯であり、周波数帯域は２．４０００〜２．４８３５ＧＨｚで、帯域幅は８３．５ＭＨｚであるとする。

また、被測定物は例えばリフロー炉であって、測定温度範囲は０〜３００℃であるとする。また、子機３０の弾性表面波素子４０の周波数温度特性は、従来例と同様に４５ｐｐｍ／℃であり、測定温度範囲０〜３００℃において一定であると仮定する。したがって、１℃あたりの周波数変化量は、周波数帯域の中心周波数を２４４０ＭＨｚとすれば、２４４０ＭＨｚ×４５ｐｐｍ＝０．１１ＭＨｚとなる。

また、リフロー炉は、最大温度が３００℃であるが、炉内の温度ばらつきは大きくなく、一例として炉内の温度ばらつき幅は最大１５℃であるとする。したがって、炉内の温度を測定する各子機３０同士の測定温度差の最大値は１５℃である。

以上の条件で、物理量センサユニット１の子機３０をリフロー炉に最大何個配置できるかを説明する。ここで、各子機３０同士の測定温度差の最大値１５℃を周波数に換算すると、１５℃×０．１１ＭＨｚ＝１．６５ＭＨｚとなる。この値が前述した式（２）の所定周波数Δｆに相当するが、マージンをとってΔｆ＝２ＭＨｚとする。すなわち、各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂとの基準周波数間隔ｆｎは、所定周波数Δｆ＝２ＭＨｚだけ異なることになる。

また、子機３０の測定温度範囲は０〜３００℃であるので、この測定温度範囲を周波数に換算すると、３００℃×０．１１ＭＨｚ＝３３ＭＨｚとなる。
ｎが一番大きい子機がこの０〜３００℃の測定温度範囲で動作を行えるようにすることとｎ＝１の子機の共振周波数間隔ｆ０を考慮すると、８３．５−３３−ｆ０）／２の整数値となる。
つまり使用する周波数帯域をｆｐ、測定物理量範囲の周波数帯域ｆｑを、ｎ＝１の共振
周波数間隔をｆ０、物理量の最大差（最大の物理量の差であり、測定環境内における子機間のバラツキ）に対応する周波数差をｆｒとすると、次の式（３）で与えられる数値の整数部分が最大個数となる。
（ｆｐ−ｆｑ−ｆ０）／ｆｒ ・・・（３）

ここで、前述した式（２）において、ｎ＝１番目の子機３０の基準周波数間隔ｆ０は、ある子機３０の第２の共振周波数ｆｂが他の子機３０の第１の共振周波数ｆａだと認識されないようにするために、子機３０の総数をＮとするならば、次の式（４）の関係になることが好ましい。
ｆ０＞（Ｎ−１）×Δｆ ・・・（４）

式（４）を考慮すると、子機３０の総数Ｎを１３個のとき、ｆ０は２６ＭＨｚ以上を確保できるとともに、（１３−１）×２ＭＨｚ＝２４ＭＨｚとなり、式（３）、式（４）の条件を満たす。よって子機の最大個数は１３個となる。

また、リフロー炉内の温度ばらつき幅が変われば、それに対応して各子機３０の所定周波数Δｆを変える必要がある。例えば、リフロー炉内の温度ばらつき幅が、前述した例の２倍の３０℃（すなわち、各子機同士の測定温度差の最大値が３０℃）の場合は、子機の最大個数は８個となる。

このように、本実施形態では、各子機３０同士の測定温度差の最大値（最大の物理量の差）が変われば、子機３０の最大使用個数も変わることになるが、各子機３０は、効率よく周波数帯域を使用できるので、限られた周波数帯域の中で、多数の子機を使用できる。なお、弾性表面波素子４０の周波数温度特性が一定でない場合は、その特性を考慮する必要があるのはもちろんである。

なお、従来の温度センサの例として各子機が測定範囲の周波数帯域ずつずらした場合、上述の条件（測定温度範囲を０℃〜３００℃）とすると、一つの子機（温度センサ）の周波数帯域は、３３ＭＨｚ必要になり、２．４ＧＨｚ帯域には２個しか配置できない。

以上のように、本実施形態の物理量センサユニットによれば、子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂとの基準周波数間隔ｆｎが、それぞれの子機によって異なるので、親機１０は、その基準周波数間隔の違いによって子機３０を容易に識別できる。また、子機間の周波数間隔の違いは、各子機同士の物理量の差のうち最大の物理量の差に対応させることで、各子機が測定する物理量の差がある程度小さければ、子機間の周波数間隔の差（Δｆ）を狭めることが可能となり、限られた周波数帯域の中で多数の子機を使用でき、物理量の多点測定が実現できる。

なお、測定する温度条件が変われば、子機３０の最大使用個数も変わることになるが、リフロー炉などのように、測定箇所の温度ばらつきが比較的少ない条件では、本発明の物理量センサユニットは、狭い周波数帯域の中でも多数の子機を使用できるので、その効果は極めて大きい。

また、問い合わせ信号の周波数帯域を狭くできるので、問い合わせ信号の周波数スイープ時間を短くでき、親機１０は短い時間で多くの子機３０からの物理量データを受信でき、物理量データを高速に収集し処理できる高性能な物理量センサユニットを実現できる。また、問い合わせ信号の周波数帯域を狭くできるので、共振周波数を測定する周波数分解能が高くなり、その結果、物理量の測定精度を向上できる。

なお、上記説明においては、被測定物をリフロー炉としたが、これに限定されず他の熱
処理装置に子機３０を配置してもよいし、熱処理装置内に配置される基板などの被処理物に子機３０を配置してもよい。

［実施例２の構成説明］
次に、上述した実施例１とは異なる識別方法である実施例２について説明を行う。実施例２の構成は、図４における、メモリ２０に内蔵する固定記憶部２３が不要である点を除いて、実施例１と同様である。

なお、固定記憶部２３は、実施例１では、基準環境での各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂを含む基準周波数群Ｆｇと、この基準周波数群Ｆｇから選択される基準測定周波数ｆｓと、を記憶するが、実施例２では、基準周波数群Ｆｇと基準測定周波数ｆｓは使用しないため、固定記憶部２３は不要となる。

［実施例２の子機の識別動作フロー（ステップＳ６０）の説明：図１１、１２］
次に、実施例２における複数の子機３０を被測定物の所定の領域に配置し、被測定物の各領域の物理量（温度）を測定する場合に、すべての子機３０を識別する識別動作について図１１のフローチャートを用いて説明する。

なお、実施例２の子機の識別動作は、図１１に示すようにステップＳ６０として説明し、実施例１で示した測定動作順序（図５参照）のステップＳ３０をこのステップＳ６０に入れ替えて実施される。また、実施例２では、前述したように、基準周波数群Ｆｇと基準測定周波数ｆｓは使用しないため、測定動作順序（図５参照）の基準周波数群の取得（ステップＳ１０）は不要であり実施されない（図５の破線矢印参照）。なお、実施例２の構成は図４（固定記憶部２３無し）を参照し、また、図１２の特性図も参照する。

また、子機３０の個数は任意であるが、図４に示すように子機３０１、３０２、３０３の３個として説明する。また、実施例２においては、各子機３０１〜３０３の第１の共振周波数と第２の共振周波数の周波数差である基準周波数間隔は、実施例１と同様にｆ１〜３と称し、親機１０のメモリ２０の間隔記憶部２１に記憶されている。

図１１のフローチャートにおいて、物理量センサユニット１の複数の子機３０を被測定物に配置した後、親機１０の制御部１６は、ＲＦ回路１４を制御して、所定の周波数帯域の問い合わせ信号をアンテナ１５から送信する（ステップＳ６１、問合せ信号の送信）。ここで、ＲＦ回路１４が出力する問い合わせ信号は、使用する周波数帯域が一例として２．４ＧＨｚ帯であるならば、電波法で定められた帯域内の周波数を低い周波数から高い周波数に向かって所定の時間でスイープする。

次に、親機１０のＲＦ回路１４は、各子機３０から送られてくる周波数信号をアンテナ１５によって受信する（ステップＳ６２、周波数信号の受信）。

次に、親機１０の制御部１６は識別回路１３を制御して、ＲＦ回路１４が受信した各子機３０の受信信号を増幅し、受信信号の強度が大きくなるピーク周波数を検出して、そのピーク周波数を集合データとしてメモリ２０の動的記憶部２４に記憶する（ステップＳ６３、ｓ個のピーク周波数の検出）。ここで、受信信号の強度が大きくなるピーク周波数が、各子機３０の第１の共振周波数ｆａと第２の共振周波数ｆｂである。

実施例２における各子機３０の測定環境における温度は実施例１と同じものとして説明を行う。ピーク周波数は図９（ｂ）と同様に６個となり、６個のピーク周波数が動的記憶部２４に記憶される。この６個のピーク周波数を実施例１と同様にピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６と称する。

次に、動的記憶部２４に記憶された６個のピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６を２個ずつ組み合わせて、その組み合わせの全てにおいて周波数間隔を算出する（ステップＳ６４、_ｓＣ_２のピークの組み合わせ全てにおいて周波数間隔を算出）。ここで、組み合わせの公式_ｎＣ_ｒから、ｎ＝６、ｒ＝２であるので、組み合わせ数は、６×５／２×１＝１５通りになる。

この１５通りのピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６の組み合わせは、下記に示すとおりである。
（Ｐ１、Ｐ２）、（Ｐ１、Ｐ３）、（Ｐ１、Ｐ４）、（Ｐ１、Ｐ５）、（Ｐ１、Ｐ６）
（Ｐ２、Ｐ３）、（Ｐ２、Ｐ４）、（Ｐ２、Ｐ５）、（Ｐ２、Ｐ６）、（Ｐ３、Ｐ４）
（Ｐ３、Ｐ５）、（Ｐ３、Ｐ６）、（Ｐ４、Ｐ５）、（Ｐ４、Ｐ６）、（Ｐ５、Ｐ６）

親機１０の制御部１６は識別回路１３を制御して、動的記憶部２４に記憶されたピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６から、上記の１５通りの組み合わせを抽出し、１５通りの組み合わせ全てにおいて周波数間隔を算出し、動的記憶部２４に記憶する。たとえば、１番目の組み合わせ（Ｐ１、Ｐ２）の周波数間隔をＡ１として記憶し、２番目の組み合わせ（Ｐ１、Ｐ３）の周波数間隔をＡ２として記憶し、１５番目の組み合わせ（Ｐ５、Ｐ６）の周波数間隔をＡ１５として記憶する。各ピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６とその組み合わせによる周波数間隔Ａ１〜Ａ１５の対応については図１２に示すとおりである。

次に、親機１０の制御部１６は識別回路１３を制御して、動的記憶部２４に記憶した１５通りの周波数間隔Ａ１〜Ａ１５と、間隔記憶部２１に記憶されている各子機３０１〜３０３の基準周波数間隔ｆ１〜ｆ３とを比較する（ステップＳ６５、周波数間隔の比較）。

次に、親機１０の制御部１６は識別回路１３を制御して、ステップＳ６５の比較で基準周波数間隔ｆ１〜ｆ３と一致したピーク周波数の組み合わせに対応する子機をそれぞれ識別する（ステップＳ６６、子機の識別）。

ここで、基準周波数間隔ｆ１は、算出した周波数間隔Ａ７と一致するため、（Ｐ２、Ｐ４）が一つの組み合わせであることがわかり、子機３０１であると識別される。同様に、基準周波数間隔ｆ２は、周波数間隔Ａ４と一致し、（Ｐ１、Ｐ５）が一つの組み合わせであり、子機３０２であると識別される。同様に、基準周波数間隔ｆ３は、周波数間隔Ａ１２と一致し、（Ｐ３、Ｐ６）が一つの組み合わせであり、子機３０３であると識別される。

以上のステップＳ６１〜Ｓ６６によって子機の識別動作が完了し、次の動作は、実施例１で示した測定動作順序（図５参照）のステップＳ５０に進んで温度の算出動作が実施されるが、以降の動作は実施例１と同様であるので説明は省略する。

以上のように、実施例２によれば、親機１０が検出したピーク周波数Ｐ１〜Ｐ６の全てにおいて、２個ずつの組み合わせの周波数間隔を算出し、その組み合わせの周波数間隔と基準周波数間隔ｆ１〜ｆ３とを比較することで、子機３０の識別が可能となる。これにより、実施例１で必要であった基準周波数群Ｆｇと、この基準周波数群Ｆｇから選択される基準測定周波数ｆｓと、を記憶する固定記憶部２３が不要であり、また、基準環境での基準周波数群Ｆｇを取得するための測定作業も不要となる。この結果、親機１０のメモリ１０の記憶容量を削減でき、また、基準環境での測定作業が不要なので、作業効率に優れた物理量センサユニットを提供できる。

なお、本発明の実施形態で示した構成図やフローチャート等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。

本発明の物理量センサユニットは、ワイヤレス、電源レスで、多数の領域の物理量を測定できるので、たとえば、リフロー炉のプロセス温度監視などの用途に幅広く利用することが出来る。

１ 物理量センサユニット
１０ 親機
１１ 物理量測定回路
１２ 表示部
１３ 識別回路
１４ ＲＦ回路
１５ アンテナ
１６ 制御部
２０ メモリ
２１ 基準周波数間隔記憶部（間隔記憶部）
２２ 物理量テーブル
２３ 固定記憶部
２４ 動的記憶部
３０、３０１、３０２、３０３ 子機
３１ アンテナ
４０ 弾性表面波素子
４１ 第１の励振電極
４２ 第２の励振電極
ｆ１ 第１の共振周波数
ｆ２ 第２の共振周波数
ｆ０、ｆｎ 基準周波数間隔
ｆｓ 基準測定周波数
Ｆｇ 基準周波数群
Δｆ 所定周波数
Ｐ１〜Ｐ６ ピーク周波数

Claims (7)

1. 親機と、該親機から送信される問い合わせ信号に応じて、所定の物理量に対応した周波数信号を出力する子機を複数有する物理量センサユニットであって、
   それぞれの前記子機は、圧電基板の面上に弾性表面波を励振する励振電極が形成された弾性表面波素子を有し、
   前記弾性表面波素子は、第１の共振周波数によって励振する第１の励振電極と、第２の共振周波数によって励振する第２の励振電極と、を有し、
   前記第１の共振周波数と前記第２の共振周波数との周波数差である基準周波数間隔は、それぞれの前記子機によって互いに異なる
   ことを特徴とする物理量センサユニット。
2. 各前記子機の前記第１の励振電極は、前記第１の共振周波数の値が同じとなるように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の物理量センサユニット。
3. 複数の前記子機の数をｎとしたとき、ｎ番目の前記子機の前記基準周波数間隔をｆｎ、ｎ＝１番目の前記子機の前記基準周波数間隔をｆ０、所定周波数をΔｆとすると、
   ｎ番目の前記子機の前記基準周波数間隔ｆｎは、
   ｆｎ＝ｆ０＋（ｎ−１）×Δｆ
   である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の物理量センサユニット。
4. 前記所定周波数Δｆは、各前記子機同士の物理量の差のうち最大の物理量の差に対応する周波数に基づいて決定される
   ことを特徴とする請求項３に記載の物理量センサユニット。
5. 前記親機は、メモリと、識別回路と、物理量測定回路とを有し、
   前記メモリは、各前記子機の前記基準周波数間隔と各前記子機の前記第１の共振周波数又は前記第２の共振周波数に応じた物理量テーブルとを有し、
   前記識別回路は、受信した複数の前記周波数信号の周波数間隔と、前記基準周波数間隔とを比較して、どの前記子機からの信号であるかを識別し、
   前記物理量測定回路は、前記識別回路によって識別された各前記子機の物理量を、前記メモリに記録された前記物理量テーブルに応じて出力する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の物理量センサユニット。
6. 前記メモリは、固定記憶部と、動的記憶部と、を有し、
   前記固定記憶部は、基準環境における各前記子機の前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数を含む基準周波数群と、前記基準周波数群から選択される基準測定周波数と、を記憶し、
   前記動的記憶部は、それぞれの前記子機から送信された前記周波数信号の集合データを記憶し、
   前記識別回路は、前記集合データの各共振周波数を順に前記基準測定周波数に合わせ、前記基準測定周波数に合わせた共振周波数と、それ以外の共振周波数のうち前記基準測定周波数以外の基準周波数群と一致する共振周波数との周波数間隔を前記基準周波数間隔と比較することによって前記子機を識別する
   ことを特徴とする請求項５に記載の物理量センサユニット。
7. 前記メモリは、各前記子機から出力された前記周波数信号の集合データを記憶する動的記憶部を有し、
   前記集合データの中から選ばれる二つの共振周波数の組み合わせを算出し、
   各前記組み合わせの前記共振周波数の周波数間隔を前記基準周波数間隔と比較することによって前記子機を識別する
   ことを特徴とする請求項５に記載の物理量センサユニット。
   

Images