JP2019090616A - 環境センサ - Google Patents
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Abstract
Description
定精度を高めることができる。
まず、開示の技術の適用例について説明する。適用例に係る環境センサは、環境センサ内部に設けられた発熱部品との間の伝導熱抵抗が互いに異なるように配置された2つの温度センサ素子を備える。発熱部品は、稼働すると発熱する素子である。発熱部品としては、例えば、大気中に存在する化学物質を検出するガスセンサによって例示される発熱量の大きいセンサ素子、所定の演算処理を実行する演算素子、電力を供給するレギュレータに例示される電源電圧を制御する素子が挙げられる。温度センサ素子には、周囲の環境温度による熱以外にもセンサ内部に設けられた発熱部品の熱も受熱する。そのため、センサ内部に設けられた発熱部品の熱による影響により、温度センサ素子の温度測定に誤差が生じる。適用例に係る環境センサは、上述の通り、発熱部品との間の伝導熱抵抗が互いに異なるように配置された2つの温度センサ素子を有する。発熱部品との間の伝導熱抵抗が互いに異なるため、2つの温度センサ素子では、環境センサ内部に設けられた発熱部品の熱による影響に差が生じ、その結果、各々の温度センサ素子による測定結果に差が生じる。そこで、適用例では、2つの温度センサ素子による温度の測定結果に基づいて、一方の温度センサ素子の測定結果を補正し、当該一方の温度センサの測定精度を向上させる。
センサ素子12yと発熱部品13yとの間の距離は、温度センサ素子12zと発熱部品13yとの間の距離よりも長い。また、温度センサ素子12yと発熱部品13zとの間の距離は、温度センサ素子12zと発熱部品13zとの間の距離よりも長い。内部基板11による伝導熱抵抗は距離に比例すると考えられるため、温度センサ素子12yは、温度センサ素子12zよりも発熱部品13y、13zとの間の伝導熱抵抗が高くなる位置に配置されていると考えられる。さらに、図1Aを参照すると理解できるように、温度センサ素子12zは、発熱部品13y、13zと温度センサ素子12yとの間に位置するように設けられる。すなわち、温度センサ素子12zは、発熱部品13y、13zから温度センサ素子12yに熱が伝わる熱流経路上に設けられる。そのため、発熱部品13y、13zの発熱による影響は、温度センサ素子12yの測定結果に対するものよりも温度センサ素子12zの測定結果に対するものの方が大きくなる。以下、本明細書において、発熱部品13y、13zを総称して、発熱部品13と称する。
図2から図4は、第1実施形態に係る環境センサ10の一例を示す図である。環境センサ10は、適用例に係る環境センサ1の一例である。図2は環境センサ10の外観の一例を示す図である。環境センサ10は、筐体20と接続端子19とを備える。接続端子19は、パーソナルコンピュータによって例示される外部装置との接続に用いられる端子である。環境センサ10は、例えば、接続端子19によって接続されたパーソナルコンピュータに対して、測定結果を送信できる。図3および図4は、環境センサ10の筐体20を外して内部基板11を露出した状態の一例を示す図である。図3は環境センサ10の内部基板11を正面方向から見た図の一例であり、図4は環境センサ10の内部基板11を背面方向から見た図の一例である。図4では、内部基板11の正面方向の面に設けられる温湿度センサ素子12aおよび気圧センサ素子12bは点線で示されている。
するレギュレータ13c、情報を記憶するフラッシュメモリ15(図中では、Flash Mem
と記載)、外部装置との無線通信を制御するBluetooth Low Energy(BLE)モジュール16が設けられる。また、温湿度センサ素子12aの周囲には、スリット11a、11bが設けられる。温湿度センサ素子12a、気圧センサ素子12b、ガスセンサ素子13a、MCU13b、レギュレータ13c、フラッシュメモリ15およびBLEモジュール16は、内部基板11上に設けられた図示しない所定パターンの配線によって接続される。ガスセンサ素子13a、MCU13bおよびレギュレータ13cは、稼働に伴う発熱が他の素子より高い。そのため、ガスセンサ素子13a、MCU13bおよびレギュレータ13cを総称するときは、発熱部品13とも称する。スリット11a、11bは、「切り込み」の一例である。
値が変化する。また、ガスセンサ素子13aは、稼働中における発熱量が他のセンサ素子と比較して高い。
よび気圧センサ素子12bの出力値の変化の一例を示す図である。図5から図11では、発熱部品13の発熱が高温の場合と低温の場合が比較される。以下、図5から図11を参照して、温湿度センサ素子12aおよび気圧センサ素子12bの出力値の変化について説明する。
12bの出力値との差は、温度上昇期間よりも温度平衡期間の方が大きくなる。
ュメモリ15に記憶されたプログラムを実行することで実現される。この場合、例えば、あらかじめ実験等で確認された各抵抗値(図1DのRair1、Rair2、Rb1、Rb2)は、フラッシュメモリ15に記憶される。以下、図12を参照して、実施形態に係る温湿度センサ素子12aの測定結果を補正する処理フローの一例について説明する。
実施形態に係る環境センサ10は、図2に例示されるように接続端子19を備え、接続端子19によってパーソナルコンピュータ等の外部装置に接続可能である。そのため、外部装置が発熱すると、その熱が接続端子19を介して環境センサ10に伝熱する。外部装置からの熱によって、温湿度センサ素子12aの測定精度が低下する可能性がある。外部装置では、外部装置の処理に係る負荷率が高いほど発熱が高くなると考えられる。処理に係る負荷率は、例えば、外部装置が搭載する演算処理装置の使用率である。そこで、例えば、外部装置の処理に係る負荷率と補正値との対応関係をあらかじめ実験等で確認しておき、その対応関係をフラッシュメモリ15に記憶しておく。MCU13bは、接続端子19を介して外部統治の処理に係る負荷率を取得し、取得した負荷率とフラッシュメモリ15に記憶した対応関係と温湿度センサ素子12aの出力値が示す温度と気圧センサ素子12bの出力値が示す温度とに基づいて、温湿度センサ素子12aの出力値が示す温度を補正してもよい。接続端子19は、「接続部」の一例である。
コンピュータその他の機械、装置(以下、コンピュータ等)に上記いずれかの機能を実現させる情報処理プログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行さ
せることにより、その機能を提供させることができる。
ルーレイディスク(BD)、Digital Audio Tape(DAT)、8mmテープ、フラッシュメモリなどのメモリカード等がある。また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやROM等がある。
11・・・内部基板
11a、11b・・・スリット
12a・・・温湿度センサ素子
12b・・・気圧センサ素子
13・・・発熱部品
13a・・・ガスセンサ
13b・・・MCU
15・・・フラッシュメモリ
16・・・BLE
19・・・接続端子
20・・・筐体
Claims (6)
- 発熱部品と、
前記発熱部品との間の伝導熱抵抗が互いに異なるように配置され、所定の物理量を測定可能であるとともに前記所定の物理量を測定した測定値が周囲の温度によって変動する第1のセンサおよび第2のセンサと、
前記所定の物理量を測定したときの前記第1のセンサの測定値と前記第2のセンサの測定値とに基づいて前記第1のセンサおよび前記第2のセンサのうちいずれかの測定値を補正する制御部と、を備える、ことを特徴とする、
環境センサ。 - 前記第1のセンサは前記第2のセンサよりも前記発熱部品との伝導熱抵抗が高くなる位置に配置され、
前記制御部は、前記第1のセンサの測定値を補正する、ことを特徴とする、
請求項1に記載の環境センサ。 - 前記第2のセンサは、前記発熱部品から前記第1のセンサに伝熱する経路上に配置される、
請求項2に記載の環境センサ。 - 前記第1のセンサと前記発熱部品とは基板上に配置されており、前記第1のセンサと前記発熱部品との間における前記基板上には切り込みが設けられている、ことを特徴とする
請求項2または3に記載の環境センサ。 - 前記環境センサは外部装置と接続する接続部を有し、
前記制御部は、前記接続部を介して前記外部装置の処理に係る負荷率を取得し、取得した前記負荷率と前記所定の物理量を測定したときの前記第1のセンサの測定値と前記第2のセンサの測定値とに基づいて前記第1のセンサの測定値を補正する、ことを特徴とする、
請求項1から4のいずれか一項に記載の環境センサ。 - 前記第1のセンサは温度センサである、ことを特徴とする、
請求項1から4のいずれか一項に記載の環境センサ。
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