JP2020169859A

JP2020169859A - 測定装置

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Publication number: JP2020169859A
Application number: JP2019070643A
Authority: JP
Inventors: 誠彦後藤; Masahiko Goto
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2020-10-15
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: JP7215303B2

Abstract

【課題】複数の対象物理量をより精度良く測定することが可能な測定装置を提供する。【解決手段】測定対象物に接触する検出電極と、所定の測定用信号を発振する発振器と、複数の測定対象物理量に対応して設けられ、測定用信号を検出電極に供給する複数の入力回路と、複数の測定対象物理量に対応して設けられ、検出電極から得られる検出信号に所定の検出処理を施す複数の検出処理回路と、検出処理回路から入力される処理済検出信号に基づいて複数の測定対象物理量を演算する演算手段と、複数の入力回路を択一的に選択して測定用信号を検出電極に入力させる制御手段とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、測定装置に関する。

下記特許文献１には、不溶成分を溶媒に分散した分散系中の溶媒量特定方法が開示されている。この溶媒量特定方法は、分散系に接触する一対の電極の一方に入力電気信号（交流信号）を印可し、一対の電極の他方から得られる出力電気信号と上記入力電気信号との位相差に基づいて溶質の濃度や分散系の電気伝導度を測定する。

特許第５８７１２３７号公報

ところで、上記背景技術では、溶質の濃度や分散系の電気伝導度を対象物理量として測定するが、各々対象物理量をより精度良く測定するためには、一対の電極に接続される測定系の回路定数を対象物理量毎に最適化する必要がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数の対象物理量をより精度良く測定することが可能な測定装置の提供を目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、測定装置に係る第１の解決手段として、測定対象物に接触する検出電極と、所定の測定用信号を発振する発振器と、複数の測定対象物理量に対応して設けられ、前記測定用信号を前記検出電極に供給する複数の入力回路と、複数の前記測定対象物理量に対応して設けられ、前記検出電極から得られる検出信号に所定の検出処理を施す複数の検出処理回路と、前記検出処理回路から入力される処理済検出信号に基づいて複数の前記測定対象物理量を演算する演算手段と、複数の前記入力回路を択一的に選択して前記測定用信号を前記検出電極に入力させる制御手段とを備える、という手段を採用する。

本発明では、測定装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記発振器は、前記入力回路毎に異なる周波数の前記測定用信号を発振する、という手段を採用する。

本発明では、測定装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記検出処理回路は、前記測定用信号と前記検出信号との位相差を示す前記処理済検出信号を生成して前記演算手段に出力する、という手段を採用する。

本発明では、測定装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記入力回路は、前記測定用信号を所定の抵抗器を介して前記検出電極に供給し、非選択時に出力インピーダンスが高インピーダンスとなる、という手段を採用する。

本発明では、測定装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、複数の前記測定対象物理量は、前記測定対象物の水分と電気伝導度である、という手段を採用する。

本発明によれば、複数の対象物理量をより精度良く測定することが可能な測定装置を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る測定装置の機能構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る測定装置の電極ユニットの構造を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る測定装置は、測定対象物の水分量と電気伝導度とを測定する装置である。この測定装置は、図１に示すように、発振器１、一対のバッファ回路２Ａ，２Ｂ、一対の抵抗器３Ａ，３Ｂ、一対の検出電極４X，４Y、一対のバッファ回路５Ａ，５Ｂ、一対の検出器６Ａ，６Ｂ、一対のバッファ回路７Ａ，７Ｂ、一対のローパスフィルタ８Ａ，８Ｂ、一対のローパスフィルタ９Ａ，９Ｂ、一対の差動アンプ１０Ａ，１０Ｂ及びＭＰＵ１１を備えている。

ここで、上記測定対象物は、例えば土壌である。また、上記水分量及び電気伝導度は、本発明における複数の測定対象物理量に相当する。さらに、上記各構成要素のうち、符号に「Ａ」が含まれる構成要素は、水分量の測定のみに寄与する構成要素であり、また符号に「Ｂ」が含まれる構成要素は、電気伝導度の測定のみに寄与する構成要素である。

すなわち、第１のバッファ回路２Ａ、第１の抵抗器３Ａ、第１のバッファ回路５Ａ、第１の検出器６Ａ、第３のバッファ回路７Ａ、第１のローパスフィルタ８Ａ、第３のローパスフィルタ９Ａ及び第１の差動アンプ１０Ａは、水分量の測定のみに関係する構成要素である。また、第２のバッファ回路２Ｂ、第２の抵抗器３Ｂ、第２のバッファ回路５Ｂ、第２の検出器６Ｂ、第４のバッファ回路７Ｂ、第２のローパスフィルタ８Ｂ、第４のローパスフィルタ９Ｂ及び第２の差動アンプ１０Ｂは、電気伝導度の測定のみに関係する構成要素である。

発振器１は、周波数可変型であり、繰返し周波数が異なる２つの方形波を発振する。すなわち、この発振器１は、第１の繰返し周波数ｆ１の方形波を発振すると共に第２の繰返し周波数ｆ２の方形波を発振する。このような発振器１は、第１の繰返し周波数ｆ１の方形波を第１の測定用信号として第１のバッファ回路２Ａに出力し、また第２の繰返し周波数ｆ２の方形波を第２の測定用信号として第２のバッファ回路２Ａに出力する。

このような発振器１は例えば＋３．３Ｖのプラス電源で作動するものであり、よって第１、第２の測定用信号は、低電位が０Ｖ、高電位が＋３．３Ｖの方形波である。このような発振器１は、第１の繰返し周波数ｆ１の方形波を第３のバッファ回路５Ａ及び第５のバッファ回路７Ａに出力し、また第２の繰返し周波数ｆ２の方形波を第４のバッファ回路５Ｂ及び第６のバッファ回路７Ｂに出力する。

上記第１の測定用信号は水分量測定用の測定用信号であり、上記第２の測定用信号は電気伝導度測定用の測定用信号である。これら第１、第２の測定用信号は、デューティ比が５０％の方形波であり、また第１、第２の繰返し周波数ｆ１，ｆ２が例えば数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚのオーダーである。なお、これら第１、第２の測定用信号の属性値は、測定対象物の性状に応じて適宜設定される。

第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂは、上記第１、第２の測定用信号を各々電流増幅する電流増幅回路であり、電流増幅後の第１、第２の測定用信号を一対の抵抗器３Ａ，３Ｂに各々出力する。すなわち、第１のバッファ回路２Ａは、第１の測定用信号を電流増幅し、電流増幅後の第１の測定用信号を第１の抵抗器３Ａの一端に出力する。一方、第２のバッファ回路２Ｂは、第２の測定用信号を電流増幅し、電流増幅後の第２の測定用信号を第２の抵抗器３Ｂの一端に出力する。

また、このような第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂは、ＭＰＵ１１から入力される切替信号に基づいて択一的に機能する。すなわち、第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂのうち、切替信号によって選択されたものが測定用信号を第１の検出電極４Ｘに出力する。第１のバッファ回路２Ａは、切替信号によって選択されると、第１の測定用信号を第１の検出電極４Ｘに出力し、第２のバッファ回路２Ｂは、切替信号によって選択されると第２の測定用信号を第１の検出電極４Ｘに出力する。

また、このような第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂは、非選択時に出力インピーダンスが高インピーダンス（例えば数百ＭΩ）となる３ステートバッファである。すなわち、第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂは、選択時に比較的低い出力インピーダンスで測定用信号を第１の検出電極４Ｘに出力するが、選択時には出力インピーダンスが極めて高い状態となり、測定用信号の出力を停止する。

第１、第２の抵抗器３Ａ，３Ｂは、各々に所定の抵抗値を有する２端子の電子素子である。第１、第２の抵抗器３Ａ，３Ｂのうち、第１の抵抗器３Ａは、第１の抵抗値を有し、一端が第１のバッファ回路２Ａの出力端に接続され、他端が第１の検出電極４Ｘに接続されている。第２の抵抗器３Ｂは、第２の抵抗値を有し、一端が第２のバッファ回路２Ｂの出力端に接続され、他端が第２の検出電極４Ｙに接続されている。

このような第１、第２の抵抗器３Ａ，３Ｂは、第１、第２の検出電極４Ｘ，４Ｙと共に第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂの負荷を構成している。すなわち、第１の抵抗器３Ａは、第１の検出電極４Ｘと第２の検出電極４Ｙと共に第１のバッファ回路２Ａの負荷を構成し、第２の抵抗器３Ｂは、第１の検出電極４Ｘと第２の検出電極４Ｙと共に第２のバッファ回路２Ｂの負荷を構成している。

このような第１の抵抗器３Ａは、測定対象物の水分量を検出する際の検出ダイナミックレンジを支配する構成要素であり、第１の抵抗値が水分量の検出ダイナミックレンジを最大化するように適宜設定される。また、第２の抵抗器３Ｂは、測定対象物の電気伝導度を検出する際の検出ダイナミックレンジを支配する構成要素であり、第２の抵抗値が電気伝導度の検出ダイナミックレンジを最大化するように設定される。

ここで、第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂ及び第１、第２の抵抗器３Ａ，３Ｂは、本発明の入力回路を構成している。すなわち、第１のバッファ回路２Ａ及び第１の抵抗器３Ａは、複数の測定対象物理量のうち水分量に対応して設けられ、第１の測定用信号を第１の検出電極４Ｘに供給する第１の入力回路を構成している。一方、第２のバッファ回路２Ｂ及び第２の抵抗器３Ｂは、複数の測定対象物理量のうち電気伝導度に対応して設けられ、第２の測定用信号を第１の検出電極４Ｘに供給する第２の入力回路を構成している。

第１、第２の検出電極４Ｘ，４Ｙは、測定対象物に接触する導電性部材である。これら第１、第２の検出電極４Ｘ，４Ｙは、所定距離を隔てて対向配置されており、測定対象物に接触することにより当該測定対象物の水分量あるいは電気伝導度に応じた静電容量のコンデンサＣを構成する。

すなわち、第１、第２の検出電極４Ｘ，４Ｙは、図２に示すように、所定の支持部材Ｓによって対向状態に設定された電極モジュールＭとして構成されており、測定対象物中に埋設されている。このような第１、第２ｎの検出電極４Ｘ，４Ｙは、測定対象物の水分量あるいは電気伝導度に応じて変化する静電容量を有するコンデンサＣを構成しており、所定の信号線を介して第１、第２の抵抗器３Ａ，３Ｂの他端に各々接続されている。

このようなコンデンサＣは、第１、第２の抵抗器３Ａ，３Ｂと共に電子回路におけるＣＲ回路つまり積分回路を各々構成している。すなわち、コンデンサＣは、第１の抵抗器３Ａと共に第１の積分回路を構成し、また第２の抵抗器３Ｂと共に第２の積分回路を構成する。第１の積分回路は、コンデンサＣの静電容量と第１の抵抗器３Ａにおける第１の抵抗値とに基づく第１の時定数τ１を有し、第２の積分回路は、コンデンサＣの静電容量と第２の抵抗器３Ｂにおける第２の抵抗値とに基づく第２の時定数τ２を有する。

したがって、第１、第２の抵抗器３Ａ，３Ｂの他端における電圧波形は、方形波である第１の測定用信号あるいは第２の測定用信号が第１の時定数τ１あるいは第２の時定数τ２に基づいて積分処理された波形となる。このような第１、第２の検出電極４Ｘ，４Ｙは第１、第２の検出器６Ａ，６Ｂの入力端に各々接続されているので、第１、第２の検出電極４Ｘ，４Ｙは、第１の測定用信号あるいは第２の測定用信号が積分処理された信号を第１、第２の検出器６Ａ，６Ｂに出力する。

第３、第４のバッファ回路５Ａ，５Ｂは、上記第１、第２の測定用信号を各々電流増幅する電流増幅回路であり、電流増幅後の第１、第２の測定用信号を第１、第２の検出器６Ａ，６Ｂに各々出力する。すなわち、第３のバッファ回路５Ａは、第１の測定用信号を電流増幅し、電流増幅後の第１の測定用信号を第１の検出器６Ａに出力する。一方、第４のバッファ回路５Ｂは、第２の測定用信号を電流増幅し、電流増幅後の第２の測定用信号を第２の検出器６Ｂに出力する。

このような第３、第４のバッファ回路５Ａ，５Ｂは、第１、第２の測定用信号を所定時間（遅延時間ΔＴ）だけ遅延させるために設けられている。すなわち、第３のバッファ回路５Ａは、第１の測定用信号を遅延時間ΔＴだけ遅らせて第１の検出器６Ａに出力する。一方、第４のバッファ回路５Ｂは、第２の測定用信号を遅延時間ΔＴだけ遅らせて第１の測定用信号を第１の検出器６Ａに出力する。

第１、第２の検出器６Ａ，６Ｂは、２つの入力信号の位相差を検出する位相検出器である。すなわち、第１の検出器６Ａは、第１の検出電極４Ｘから入力される第１の検出信号と第３のバッファ回路５Ａから入力される第１の測定用信号との位相差を第１の位相差として検出し、当該第１の位相差を第１のローパスフィルタ８Ａに出力する。一方、第２の検出器６Ｂは、第１の検出電極４Ｘから入力される第２の検出信号と第４のバッファ回路５Ｂから入力される第２の測定用信号との位相差を第２の位相差として検出し、当該第２の位相差を第２のローパスフィルタ８Ｂに出力する。

第５、第６のバッファ回路７Ａ，７Ｂは、上述した第３、第４のバッファ回路５Ａ，５Ｂと同様に第１、第２の測定用信号を各々電流増幅する電流増幅回路である。これら第５、第６のバッファ回路７Ａ，７Ｂは、電流増幅後の第１、第２の測定用信号を第３、第４のローパスフィルタ９Ａ、９Ｂに各々出力する。すなわち、第５のバッファ回路７Ａは、第１の測定用信号を電流増幅し、電流増幅後の第１の測定用信号を第３のローパスフィルタ９Ａに出力する。一方、第６のバッファ回路７Ｂは、第２の測定用信号を電流増幅し、電流増幅後の第２の測定用信号を第４のローパスフィルタ９Ｂに出力する。

第１、第２のローパスフィルタ８Ａ，８Ｂは、所定の遮断周波数を有する積分回路であり、一対の検出器６Ａ，６Ｂから各々入力される位相差信号から直流成分を抽出する。すなわち、第１のローパスフィルタ８Ａは、第１の検出器６Ａから入力される第１の位相差信号から直流成分を抽出し、当該直流成分を第１の位相差電圧として第１の差動アンプ１０Ａに出力する。一方、第２のローパスフィルタ８Ｂは、第２の検出器６Ｂから入力される第２の位相差信号から直流成分を抽出し、当該直流成分を第２の位相差電圧として第２の差動アンプ１０Ｂに出力する。

第３、第４のローパスフィルタ９Ａ，９Ｂは、所定の遮断周波数を有する積分回路であり、第５、第６のバッファ回路７Ａ，７Ｂから各々入力される第１、第２の測定用信号を積分処理することによって平均直流電圧成分を抽出する。すなわち、第３のローパスフィルタ９Ａは、第１の測定用信号の平均直流電圧成分を抽出し、当該平均直流電圧成分を第１の参照電圧として第１の差動アンプ１０Ａに出力する。

一方、第４のローパスフィルタ９Ｂは、第２の測定用信号の平均直流電圧成分を抽出し、当該平均直流電圧成分を第２の参照電圧として第２の差動アンプ１０Ｂに出力する。なお、上述したように第１、第２の測定用信号は、波高値が＋３．３Ｖ、かつデューティ比が５０％の方形波である。したがって、上記第１、第２の参照電圧は、１．６５Ｖとなる。

第１、第２の差動アンプ１０Ａ，１０Ｂは、所定の増幅度を有し、第１、第２の位相差電圧と第１、第２の参照電圧とを差動増幅することにより差電圧を各々生成する。すなわち、第１の差動アンプ１０Ａは、第１の位相差電圧と第１の参照電圧とに基づいて第１の差電圧を生成し、当該第１の差電圧をＭＰＵ１１に出力する。一方、第２の差動アンプ１０Ｂは、第２の位相差電圧と第２の参照電圧とに基づいて第２の差電圧を生成し、当該第２の差電圧をＭＰＵ１１に出力する。

ここで、第３、第４のバッファ回路５Ａ，５Ｂ、第１、第２の検出器６Ａ，６Ｂ、第５、第６のバッファ回路７Ａ，７Ｂ、第１、第２のローパスフィルタ８Ａ，８Ｂ、第３、第４のローパスフィルタ９Ａ，９Ｂ及び第１、第２の差動アンプ１０Ａ，１０Ｂは、複数の測定対象物理量（水分量と電気伝導度）に応じて設けられ、第１、第２の検出電極４Ｘ，４Ｙから得られる第１、第２の検出信号に所定の検出処理を施す複数の検出処理回路を構成している。

また、このような第３、第４のバッファ回路５Ａ，５Ｂ、第１、第２の検出器６Ａ，６Ｂ、第５、第６のバッファ回路７Ａ，７Ｂ、第１、第２のローパスフィルタ８Ａ，８Ｂ、第３、第４のローパスフィルタ９Ａ，９Ｂ及び第１、第２の差動アンプ１０Ａ，１０Ｂのうち、第３のバッファ回路５Ａ、第１の検出器６Ａ、第５のバッファ回路７Ａ、第１のローパスフィルタ８Ａ、第３のローパスフィルタ９Ａ及び第１の差動アンプ１０Ａは、第１の検出処理回路を構成している。一方、第４のバッファ回路５Ｂ、第２の検出器６Ｂ、第６のバッファ回路７Ｂ、第２のローパスフィルタ８Ｂ、第４のローパスフィルタ９Ｂ及び第２の差動アンプ１０Ｂは、第２の検出処理回路を構成している。

ＭＰＵ１１は、予め記憶された測定プログラムに基づいて第１、第２の差電圧に所定の情報処理を施すことにより測定対象物の水分量及び電気伝導度を推定するマイクロプロセッサである。このＭＰＵ１１は、上記測定プログラムに加えて、例えば水分量推定用の変換テーブル（水分量変換テーブル）と電気伝導度推定用の変換テーブル（電気伝導度変換テーブル）を予め記憶している。

水分量変換テーブルは、上記第１の差電圧と測定対象物の水分量との関係を示すデータテーブルであり、また電気伝導度変換テーブルは、上記第２の差電圧と測定対象物の電気伝導度との関係を示すデータテーブルである。ＭＰＵ１１は、このような水分量変換テーブルを第１の差電圧で検索することにより当該第１の差電圧に対応する水分量を抽出する。また、ＭＰＵ１１は、電気伝導度変換テーブルを第２の差電圧で検索することにより当該第２の差電圧に対応する電気伝導度を抽出する。

また、このＭＰＵ１１は、切替信号を第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂに出力することにより、第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂのいずれか一方を択一的に選択する。すなわち、ＭＰＵ１１は、第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂのうち、切替信号で選択した方に測定用信号を第１の検出電極４Ｘに入力させる。ＭＰＵ１１は、第１のバッファ回路２Ａを選択することにより第１の測定用信号を第１の検出電極４Ｘに入力させ、第２のバッファ回路２Ｂを選択することにより第２の測定用信号を第１の検出電極４Ｘに入力させる制御手段でもある。

ここで、第１、第２の差電圧は、本発明の処理済検出信号に相当する。すなわち、第１の差電圧は第１の検出処理回路の出力信号であり、第２の差電圧は第２の検出処理回路の出力信号である。また、ＭＰＵ１１は、このような第１、第２の差電圧（処理済検出信号）に基づいて水分量及び電気伝導度（複数の前記測定対象物理量）を演算する演算手段に相当する。

また、上記各構成要素のうち、一部の能動回路である発振器１、第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂ、第３、第４のバッファ回路５Ａ，５Ｂ、第１、第２の検出器６Ａ，６Ｂ、第５、第６のバッファ回路７Ａ，７Ｂは、出力電圧が＋３．３Ｖのプラス電源によって駆動される。また、残りの能動回路である第１、第２の差動アンプ１０Ａ，１０Ｂ及びＭＰＵ１１は、出力電圧が＋５．０Ｖのプラス電源によって駆動される。

次に、本実施形態に係る測定装置の動作について詳しく説明する。

この測定装置を用いて測定対象物の水分量を測定する場合、ＭＰＵ１１は、第１のバッファ回路２Ａを選択する切替信号を第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂに出力する。また、この切替信号は発振器１にも入力されるので、発振器１は第１の測定用信号を第１のバッファ回路２Ａに出力する。この結果、第１のバッファ回路２Ａは、第１の測定用信号を電流増幅して第１の抵抗器３Ａを介して第１の検出電極４Ｘに供給する。

この状態において、非選択の第２のバッファ回路２Ｂは、出力インピーダンスが高インピーダンス状態に設定されるので、第２のバッファ回路２Ｂの出力インピーダンスの影響は、第１の検出信号に現れない。すなわち、第２のバッファ回路２Ｂは、第１の検出電極４Ｘに接続されていないに等しい状態にあるので、第１の検出信号の検出ダイナミックレンジに影響を与えない。

一方、この測定装置を用いて測定対象物の電気伝導度を測定する場合、ＭＰＵ１１は、第２のバッファ回路２Bを選択する切替信号を第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂに出力する。また、この切替信号は発振器１にも入力され、発振器１は第２の測定用信号を第２のバッファ回路２Ａに出力する。この結果、第２のバッファ回路２Ａは、第２の測定用信号を電流増幅して第２の抵抗器３Ｂを介して第１の検出電極４Ｘに供給する。

この状態において、非選択の第１のバッファ回路２Ａは、出力インピーダンスが高インピーダンス状態に設定されるので、第１のバッファ回路２Ａの出力インピーダンスの影響は、第２の検出信号に現れない。すなわち、第１のバッファ回路２Ａは、第１の検出電極４Ｘに接続されていないに等しい状態にあるので、第２の検出信号の検出ダイナミックレンジに影響を与えない。

このように、本実施形態に係る測定装置では、測定対象物の水分量を測定する場合は、当該測定における検出ダイナミックレンジが最大化するように最適設定された第1の抵抗値（第１の抵抗器３Ａの抵抗値）を介して第１の測定用信号が第１の検出電極４Ｘに供給されると共に第1の抵抗値を用いて第１の検出信号が第１の検出電極４Ｘから取り出される。

また、測定対象物の電気伝導度を測定する場合には、当該測定における検出ダイナミックレンジが最大化するように最適設定された第２の抵抗値（第２の抵抗器３Ｂの抵抗値）を介して第２の測定用信号が第１の検出電極４Ｘに供給されると共に第２の抵抗値を用いて第２の検出信号が第１の検出電極４Ｘから取り出される。

ここで、第１、第２のバッファ回路２Ａ，２Ｂのうち、非選択の出力インピーダンスが高インピーダンスではなく低インピーダンスのままであった場合、第1の抵抗値と第２の抵抗値との合成抵抗値を介して第１、第２の測定用信号が第１の検出電極４Ｘに供給され、また合成抵抗値を用いて第１、第２の検出信号が第１の検出電極４Ｘから取り出されることになる。

そして、第１の検出信号が第１の検出処理回路で処理されることにより第１の差電圧がＭＰＵ１１に入力され、また第２の検出信号が第２の検出処理回路で処理されることにより第２の差電圧がＭＰＵ１１に入力される。そして、ＭＰＵ１１は、第１の差電圧に基づいて測定対象物の水分量を取得し、また第２の差電圧に基づいて測定対象物の電気伝導度を取得する。そして、ＭＰＵ１１は、水分量及び電気伝導度を測定値として外部に出力する。

このような本実施形態によれば、検出ダイナミックレンジが対象物理量毎つまり水分量及び電気伝導度毎に独立して設定されるので、測定対象物における複数の対象物理量を従来よりも精度良く測定することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、測定対象物の水分量及び電気伝導度を複数の対象物理量として測定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は水分量及び電気伝導度以外の対象物理量の測定にも適用することが可能である。

（２）上記実施形態では、２つの対象物理量つまり水分量及び電気伝導度の側的について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、対象物理量の個数に応じた数の入力回路及び検出処理回路を設けることにより、３つ以上の対象物理量の側的にも適用可能である。

（３）上記実施形態では、方形波を発振する発振器１を採用したが、本発明はこれに限定されない。方形波に変えて他の波形、例えば台形波信号を発生させても良い。

１発振器
２Ａ，２Ｂ第１、第２のバッファ回路（入力回路）
３Ａ，３Ｂ第１、第２の抵抗器（入力回路）
４Ｘ，４Ｙ第１、第２の検出電極
５Ａ，５Ｂ第３、第４のバッファ回路（検出処理回路）
６Ａ，６Ｂ第１、第２の検出器（検出処理回路）
７Ａ，７Ｂ第５、第６のバッファ回路（検出処理回路）
８Ａ，８Ｂ第１、第２のローパスフィルタ（検出処理回路）
９Ａ，９Ｂ第３、第４のローパスフィルタ（検出処理回路）
１０Ａ，１０Ｂ第１、第２の差動アンプ（検出処理回路）
１１ＭＰＵ
Ｍ電極モジュール
Ｓ支持部材

Claims

測定対象物に接触する検出電極と、
所定の測定用信号を発振する発振器と、
複数の測定対象物理量に対応して設けられ、前記測定用信号を前記検出電極に供給する複数の入力回路と、
複数の前記測定対象物理量に対応して設けられ、前記検出電極から得られる検出信号に所定の検出処理を施す複数の検出処理回路と、
前記検出処理回路から入力される処理済検出信号に基づいて複数の前記測定対象物理量を演算する演算手段と、
複数の前記入力回路を択一的に選択して前記測定用信号を前記検出電極に入力させる制御手段と
を備えることを特徴とする測定装置。
前記発振器は、前記入力回路毎に異なる周波数の前記測定用信号を発振することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
前記検出処理回路は、前記測定用信号と前記検出信号との位相差を示す前記処理済検出信号を生成して前記演算手段に出力することを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
前記入力回路は、前記測定用信号を所定の抵抗器を介して前記検出電極に供給し、非選択時に出力インピーダンスが高インピーダンスとなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定装置。
複数の前記測定対象物理量は、前記測定対象物の水分と電気伝導度であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の測定装置。