JP5691738B2

JP5691738B2 - データ収録システム及びデータ収録方法

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Inventors: 木村　正信; 正信木村
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Description

本発明は、データ収録システム及びデータ収録方法に係り、特に、アナログ量で計測された計測データをデジタル信号に変換してメモリに格納するデータ収録システム及びデータ収録方法に関する。

主に回転部計測用のテレメータ装置の電源を供給する目的で構成された種々の技術が知られている。

例えば、誘導コイルを近接させ電磁誘導により非接触で電力を供給する方法が広く使用されている（例えば、特許文献１）。

また、電磁誘導による電力と電池を組み合わせ電池の充電を誘導コイルの電力で行う構成が知られている（特許文献２）。

また、固定側に永久磁石、回転側にコイルを配置し、永久磁石に磁界をコイルが横切るときに生ずる誘導起電力を電力として用いる方法が知られている（例えば、特許文献３）。

特開平４−２９７９９９号公報特開２００８−２００１１０号公報特開平７−２９８５５６号公報

しかしながら、上記の特許文献１〜３に記載の電磁誘導による方法では、誘導コイルの磁界が計測信号に影響し、ノイズが発生する、という問題がある。データ収録装置や計測しようとする信号の増幅器に必要な電力を確保するために、誘導コイルの電磁力を増大すると、ノイズの問題はより深刻になる。

また、上記の特許文献３に記載の、永久磁石とコイルにより誘導起電力を発生させる方法では、回転側の回転速度によって発電電力が増減し、回転が止まっているときには電力がなくなる。そのため、基本的に電池を併用する構成とならざるを得ない、という問題がある。また、回転体側への電池の搭載は、装着スペースの制限や重量増大などの制約で、十分な大きさの電池を搭載できない、という問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、電池がなくても、又は電池を小型かつ軽量にしても、ノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能なデータ収録システム及びデータ収録方法を提供することを目的とする。

第１の発明に係るデータ収録システムは、所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部、及び第１無線通信部を含むデータ収録装置と電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、前記所定の周波数の正弦波の電圧、及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部、及び第２無線通信部を含む送電装置と、を備えたデータ収録システムであって、前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間の通信に従って、前記制御回路により前記変換データの前記メモリへの格納処理を行うときに、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加し、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止しているときに、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加するように制御し、又は、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記制御回路により前記変換データの前記メモリへの格納処理を行い、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止するように制御することを特徴としている。

第１の発明に係るデータ収録システムによれば、前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間の通信に従って、前記制御回路により前記変換データの前記メモリへの格納処理を行うときに、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加し、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止しているときに、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加するように制御する。又は、前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間の通信に従って、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記制御回路により前記変換データの前記メモリへの格納処理を行い、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止するように制御する。

このように、電磁誘導により送電部から受電部へ電力を送電すると共に、ノイズフィルタで低減する周波数の正弦波の電圧を印加して送電部を駆動しているときに、変換データのメモリへの格納処理を行うことにより、電池がなくても、ノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

第２の発明に係るデータ収録システムによれば、所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、及び電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部を含むデータ収録装置と、電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、及び前記所定の周波数の正弦波の電圧及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部を含む送電装置と、を備えたデータ収録システムであって、前記データ収録装置は、前記正弦波の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電、又は前記方形波状の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電を検出する検出回路を更に含み、前記制御回路は、前記検出回路による検出結果に基づいて、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記制御回路により前記変換データの前記メモリへの格納処理を行い、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止するように制御することを特徴としている。

第２の発明に係るデータ収録システムによれば、検出回路によって、前記正弦波の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電、又は前記方形波状の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電を検出する。そして、前記制御回路によって、前記検出回路による検出結果に基づいて、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記制御回路により前記変換データの前記メモリへの格納処理を行い、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止するように制御する。

第３の発明に係るデータ収録システムは、所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データを取り込んで保持するサンプルホールド回路、前記サンプルホールド回路によって保持された前記計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部、及び第１無線通信部を含むデータ収録装置と、電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、前記所定の周波数の正弦波の電圧、及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部、及び第２無線通信部を含む送電装置と、を備えたデータ収録システムであって、前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間の通信に従って、前記サンプルホールド回路に前記計測データを取り込むときに、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加し、かつ、前記サンプルホールド回路による前記計測データの取り込みを停止しているときに、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加するように制御し、又は前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路に前記計測データを取り込み、かつ、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路による前記計測データの取り込みを停止するように制御することを特徴としている。

第３の発明に係るデータ収録システムによれば、前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間の通信に従って、前記サンプルホールド回路に前記計測データを取り込むときに、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加し、かつ、前記サンプルホールド回路による前記計測データの取り込みを停止しているときに、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加するように制御する。又は、前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間の通信に従って、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路に前記計測データを取り込み、かつ、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路による前記計測データの取り込みを停止するように制御する。

このように、電磁誘導により送電部から受電部へ電力を送電すると共に、ノイズフィルタで低減する周波数の正弦波の電圧を印加して送電部を駆動しているときに、サンプルホールド回路に計測データを取り込み、サンプルホールド回路の計測データをデジタル信号に変換してメモリへの格納処理を行うことにより、電池がなくても、ノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

第４の発明に係るデータ収録システムによれば、所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データを取り込んで保持するサンプルホールド回路、前記サンプルホールド回路によって保持された前記計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、及び電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部を含むデータ収録装置と、電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、及び前記所定の周波数の正弦波の電圧及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部を含む送電装置と、を備えたデータ収録システムであって、前記データ収録装置は、前記正弦波の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電、又は前記方形波状の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電を検出する検出回路を更に含み、前記制御回路は、前記検出回路による検出結果に基づいて、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路に前記計測データを取り込むように制御し、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路による前記計測データの取り込みを停止するように制御することを特徴としている。

第４の発明に係るデータ収録システムによれば、検出回路によって、前記正弦波の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電、又は前記方形波状の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電を検出する。そして、前記制御回路によって、前記検出回路による検出結果に基づいて、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路に前記計測データを取り込むように制御し、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路による前記計測データの取り込みを停止するように制御する。

第５の発明に係るデータ収録方法は、所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、及び電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部を含むデータ収録装置と、電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、及び前記所定の周波数の正弦波の電圧及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部を含む送電装置とを備えたデータ収録システムにおけるデータ収録方法であって、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を前記送電部へ印加しているときに、前記制御回路によって前記変換データの前記メモリへの格納処理を行い、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を前記送電部へ印加しているときに、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止することを特徴としている。

以上説明したように本発明によれば、電池がなくても、又は電池を小型かつ軽量にしても、ノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる、という効果が得られる。

第１の実施の形態のデータ収集システムを示すブロック図である。第１の実施の形態のデータ収集システムの送電装置、受電装置、及び電源装置を示すブロック図である。第１の実施の形態のデータ収集システムの送電装置、受電装置、及び電源装置を示す回路図である。第１の実施の形態のデータ収集システムの具体的な構成を示す斜視図である。電磁給電時のノイズ発生状態を示すグラフである。電池ＯＦＦタイマ回路の動作を説明するためのタイムチャートである。第２の実施の形態のデータ収集システムを示すブロック図である。第２の実施の形態のデータ収集システムの送電装置を示す回路図である。第２の実施の形態のデータ収集システムの送電装置を示す回路図である。第２の実施の形態のデータ収集システムの送電装置の変形例を示す回路図である。第３の実施の形態のデータ収集システムを示すブロック図である。（Ａ）サンプリング信号のタイムチャート、（Ｂ）電磁給電のオンオフを示すタイムチャート、及び（Ｃ）データ収録装置へ供給される電圧の変化を示すタイムチャートである。第４の実施の形態のデータ収集システムを示すブロック図である。第５の実施の形態のデータ収集システムを示すブロック図である。（Ａ）電磁給電のオンオフを示すタイムチャート、（Ｂ）受電コイルの電圧波形を示すタイムチャート、（Ｃ）電圧検出回路からの出力信号の変化を示すタイムチャート、及び（Ｄ）サンプルホールド回路で保持される計測信号の変化を示すタイムチャートである。第６の実施の形態のデータ収集システムを示すブロック図である。第７の実施の形態のデータ収集システムを示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１に示すように、第１の実施の形態のデータ収録システム１０は、アナログ量で計測された計測信号を内部のメモリ２２に蓄積すると共に、蓄積したデータを後述する受信装置１８へ無線送信するデータ収録装置１２と、データ収録装置１２へ電源を供給するための充電池を備えた電源装置１４と、後述する送電装置３０から受電して電源装置１４へ電力を供給する受電装置１６と、を備えている。受信装置１８は、データ収録装置１２から送信されたデータを受信して、ホストコンピュータ１９に転送する。

データ収録装置１２には、アナログ量で計測された計測信号をデジタル信号に変換し、変換データを出力するＡ／Ｄ変換器２０、及びＡ／Ｄ変換器２０から出力された変換データを格納するためのメモリ２２が設けられている。

Ａ／Ｄ変換器２０は、データ収録装置の設計時点で決定される定型的な処理であるＡ／Ｄ変換器２０の制御、Ａ／Ｄ変換器２０で変換された変換データのメモリ２２への格納処理、及びメモリ２２から前記変換データを読み出す読出処理を行なう中央処理装置（ＣＰＵ）２４に接続されている。ＣＰＵ２４は、データの無線送信を行うデータ送信回路２６に接続されており、メモリ２２から読み出した変換データを、データ送信回路２６へ出力すると共に、データ送信回路２６に対してデータ送信指示を行い、受信装置１８を介して、収録されたデータをホストコンピュータ１９に転送する

ＣＰＵ２４は、ユーザによる操作部（図示省略）の操作により、データ格納指示が行われると、Ａ／Ｄ変換器２０により計測信号を変換し、Ａ／Ｄ変換器２０で変換された変換データをメモリ２２へ格納する処理を行う。なお、ＣＰＵ２４が、制御回路の一例である。

図２に示すように、データ収録システム１０は、更に、電磁誘導により非接触で受電装置１６へ送電する送電装置３０を備えている。送電装置３０は、固定側に設けた電磁誘導コイルである送電コイル３２と、受電装置１６の受電コイル３８に電磁誘導を生じさせるように、送電コイル３２に交流電流を通電する送電側駆動装置３４と、送電コイル３２への交流電流の通電をオンオフさせるためのスイッチング素子３６とを備えている。

スイッチング素子３６によるオンオフは、送電装置３０の操作部（図示省略）をユーザが操作することにより行われる。

また、受電装置１６は、送電コイル３２に近接して配置された受電コイル３８と、受電コイル３８で生じた誘導電流を直流電流に変換する整流回路４０と、定電圧を出力するための定電圧回路４２と、を備えている。受電装置１６の具体的な回路構成を、図３に示す。整流回路４０は、受電コイル３８で生じた誘導電流（交流電流）を整流するダイオードで構成されている。

電源装置１４は、充電池４４と、受電装置１６から出力された電力を充電池４４に充電するための充電回路４６と、受電装置１６からの電力が停止してから所定時間経過後に充電池４４からの電力供給を停止させる電池ＯＦＦタイマ回路４８とを備えている。

充電池４４は、電池ＯＦＦタイマ回路４８を介して、データ収録装置１２へ電力を供給する。充電池４４は、周辺回路にも電力を供給するようにしてもよい。また、充電池４４は、電磁給電で得られた電力で充電されるように構成されている。

電源装置１４の具体的な回路構成を、上記図３に示す。電源装置１４では、送電装置３０からの給電電力を停止すると、給電電力の電圧よりも電池電圧が高くなり自動的に電磁給電から電池給電に切り替わり、データ収録装置１２には充電池４４からのみ電力が供給されるように働く。このように、通常は、電磁給電の電力でデータ収録装置１２を作動させながら、充電池４４の充電も同時に行う。一方、電磁給電の電力が低下したり停止した場合は、充電池４４は充電状態から放電状態に切り替わり、データ収録装置１２に対して給電を行う。

また、電池ＯＦＦタイマ回路４８では、電磁給電の電圧が、抵抗とコンデンサとで構成されたＣＲ回路４８Ａに印加されており、電磁給電が停止するとＣＲ回路４８Ａから出力される電圧が徐々に低下し、この電圧が一定値を下回ると、スイッチ回路４８Ｂのスイッチがオフとなる。このように、電池ＯＦＦタイマ回路４８が働いて、自動的に電池給電をオフすることによって、電磁給電を止めたときに充電池４４から給電されっぱなしになり、充電池４４が過放電してしまうことを防ぐことができる。

ここで、データ収録システム１０の具体的な構成について図４を用いて説明する。データ収録装置１２は、回転軸５０を有する回転体５２に取り付けられ、回転体５２には、更に、充電池４４、受電コイル３８、及び各種センサが取り付けられている。また、送電コイル３２が、受電コイル３８に対して一定間隔で向かい合わせとなるように固定側部材５４に取り付けられている。送電コイル３２に交流電流を通電することで、受電コイル３８に誘導電流が発生して回転体５２に設置したデータ収録装置１２、各種センサ、並びに信号増幅アンプなどの周辺装置に電力が供給される。

次に、第１の実施の形態のデータ収録システム１０の動作について説明する。

まず、送電コイル３２に交流電流を通電することで、受電コイル３８に誘導電流が発生して、データ収録装置１２に電力が供給される。そして、送電装置３０に対するユーザの操作により、送電装置３０のスイッチング素子３６がオフされる。これによって、電磁給電が停止され、充電池４４からデータ収録装置１２へ電力が供給される。

そして、ユーザの操作により、データ収録装置１２にデータ収録指示が入力されると、データ収録装置１２では、ＣＰＵ２４が、Ａ／Ｄ変換器２０にＡ／Ｄ変換スタート信号を送信し、Ａ／Ｄ変換器２０において図示しないセンサによってアナログ量で計測された計測信号（計測データ）のＡ／Ｄ変換が行われる。Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換された変換データは、ＣＰＵ２４に入力される。そして、ＣＰＵ２４が、変換データをメモリ２２に格納する処理を行う。

このデータ収録時には、図５に示すように、電磁給電を一時的に停止しているため、充電池４４からの給電となり、電磁給電による電磁ノイズの影響のないデータ収録が可能となる。

また、図６に示すように、電磁給電を停止してから、所定期時間（例えば、１０分）を経過すると、電池ＯＦＦタイマ回路４８によって、充電池４４からの電力供給が停止される。なお、上記では、１０分で電池ＯＦＦタイマ回路がオフする場合を例に説明したが、このオフされるまでの時間は任意に変更可能であり、この場合には、例えばデータ収録時間に応じてＣＲ回路４８Ａの定数を変更すればよい。

データ収録が終了した後に、ユーザの操作により、送電装置３０のスイッチング素子３６がオンされると、電磁給電が再開され、データ収録装置１２へ電力が供給されると共に、充電池４４が充電される。

また、ユーザの操作により、データ収録装置１２にデータ転送指示が入力されると、ＣＰＵ２４は、メモリ２２に格納された変換データを読み出し、データ送信回路２６に、変換データを無線送信させる。これによって、受信装置１８を介してホストコンピュータ１９に変換データが転送される。

以上説明したように、第１の実施の形態に係るデータ収録システムによれば、電磁誘導により送電装置からデータ収録装置側の受電装置へ電力を送電することにより、電池を小型かつ軽量にすることができる。また、データ収録装置により変換データのメモリへの格納処理を行うときに、送電装置による送電を停止することにより、電磁誘導によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

また、データ収録装置自体は電磁給電の影響を受けることなく動作するので、通常は電磁給電だけでデータ収録装置の機能を保持するため、電池を小型かつ軽量にすることができる。

また、データ収録時に電磁給電によるノイズの発生を避けるために、積極的に電磁給電を停止する。これによって、データ収録装置側の受電コイルの電流は消滅し、電池だけの給電に切り替わり、電磁給電によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

なお、上記の実施の形態では、電池ＯＦＦタイマ回路によって、電磁給電を停止してから所定時間経過後に、充電池からの給電を停止する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。電磁給電を停止した後に、充電池からの出力電圧が所定電圧以下となったときに、充電池からの給電を停止するようにしてもよい。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、第１の実施の形態と同様の符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態では、電磁給電のみでデータ収録装置へ電力を供給している点が、第１の実施の形態と異なっている。

図７に示すように、第２の実施の形態に係るデータ収録システム２１０の送電装置２３０は、一定の周波数の正弦波電流及び方形波電流を送電コイル３２に通電して駆動する送電側駆動装置２３４と、送電コイル３２とを備えている。また、データ収録装置１２は、上記の正弦波電流の周波数と同じ周波数のノイズを除去するためのノイズフィルタ２５０を介して、アナログ量で計測された計測信号を取り込む。

送電側駆動装置２３４は、送電コイル３２の駆動を一定周波数の正弦波電流で行い、データ収録装置１２側に与えるノイズの影響を小さくする。通常、駆動電流波形は振幅が同じであれば方形波で駆動した方が供給できる電力は大きくなる。しかし、その分ノイズの影響も大きくなる。また、方形波は高周波領域まで周波数成分を持つためノイズの除去も困難になる。これに対し、正弦波駆動では、データ収録装置１２側に、駆動電流の周波数に相当するノイズフィルタ２５０を設けることで、容易にノイズの影響を除去できる。

また、データ収録装置１２の動作においてノイズが問題になるのは、データ収録時だけであるので、その他のより大きな電力が必要な時には、送電側駆動装置２３４は、送電コイルの正弦波の振幅を拡大し飽和させることで方形波状の電流として駆動電流を増大して、データ収録装置１２側への給電を行う。

送電側駆動装置２３４の具体的な回路構成を図８に示す。送電側駆動装置２３４は、正弦波の電圧を出力する正弦波発振器２３６と、正弦波発振器２３６の出力電圧の電圧を調整するための可変抵抗器２３８と、可変抵抗器２３８の抵抗を切り換える切換制御回路２４０と、可変抵抗器２３８から出力された正弦波の振幅を増幅して、送電コイル３２を印加する駆動増幅器２４２とを備えている。

データ収録時に、送電装置２３０の操作部（図示省略）をユーザが操作することにより、切換制御回路２４０は、送電側駆動装置２３４からの出力波形が正弦波になるように、可変抵抗器２３８の抵抗を切り換える。ここで、可変抵抗器２３８の抵抗の調整により、波形が飽和しない範囲で電源電圧いっぱいまで振幅になるように設定すると、ノイズの影響を低減しながら最大の電力が提供できる。

また、データ収録時以外に、送電装置２３０の操作部をユーザが操作することにより、図９に示すように、切換制御回路２４０は、送電側駆動装置２３４からの出力波形の振幅が飽和するように、可変抵抗器２３８の抵抗を小さい抵抗に切り換える。このとき、波形が飽和して方形波状になり、ノイズが多くなるが、正弦波の電流の場合より大きな電力を供給できる。

次に、第２の実施の形態に係るデータ収録システム２１０の動作について説明する。

まず、送電装置２３０に対するユーザの操作に従って、送電コイル３２に方形波状の交流電流を通電することで、受電コイル３８に誘導電流が発生して、データ収録装置１２に大きな電力が供給される。そして、送電装置２３０に対するユーザの操作により、送電コイル３２に通電される交流電流が正弦波となる。

そして、ユーザの操作により、データ収録装置１２にデータ収録指示が入力されると、データ収録装置１２では、ＣＰＵ２４が、Ａ／Ｄ変換器２０にＡ／Ｄ変換スタート信号を送信し、Ａ／Ｄ変換器２０において図示しないセンサによってアナログ量で計測された計測信号（計測データ）のＡ／Ｄ変換が行われる。このとき、Ａ／Ｄ変換器２０に取り込まれる計測信号は、ノイズフィルタ２５０によって正弦波と同じ周波数のノイズが低減された計測信号である。Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換された変換データは、ＣＰＵ２４に入力され、ＣＰＵ２４が、変換データをメモリ２２に格納する処理を行う。

以上説明したように、第２の実施の形態に係るデータ収録システムによれば、電磁誘導により送電装置からデータ収録装置側の受電装置へ電力を送電することにより、電池をなくすことができる。また、ノイズフィルタで低減する周波数の正弦波の電圧を印加して送電コイルを駆動しているときに、データ収録装置により変換データのメモリへの格納処理を行うことにより、電磁誘導によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

なお、上記の実施の形態では、送電装置において駆動増幅器を用いて駆動電圧を増幅する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、送電コイルを十分駆動可能な能力を有する正弦波発振器を用いて、駆動増幅器を省略してもよい。

また、プログラマブルゲインアンプを用いて、デジタル的に電圧調整を行うようにしてもよい。この場合には、図１０に示すように、正弦波発振器２３６からの出力電圧を増幅するプログラマブルゲインアンプ２７０と、プログラマブルゲインアンプ２７０の増幅ゲインを制御するためのゲイン制御回路２７２とを用いて、送電装置を構成すればよい。データ収録時に、送電装置の操作部をユーザが操作することにより、ゲイン制御回路２７２は、送電コイル３２へ通電される電流波形が正弦波になるように、プログラマブルゲインアンプ２７０の増幅ゲインが小さくなるように制御する。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、第１の実施の形態と同様の符号を付して説明を省略する。

第３の実施の形態では、電磁給電と蓄電素子とを併用してデータ収録装置へ電力を供給している点が、第１の実施の形態と異なっている。

図１１に示すように、第３の実施の形態に係るデータ収録システム３１０のデータ収録装置３１２は、無線通信手段３２０を備え、無線通信手段３２０によって、サンプリング時間を示すサンプリング信号を無線電波で送信する。なお、無線通信手段３２０が、第１無線通信部の一例である。

送電装置３３０は、送電コイル３２と、送電側駆動装置３４と、スイッチング素子３６と、スイッチング素子３６によるオンオフを制御するオンオフ制御回路３３８とを備えている。

オンオフ制御回路３３８は、無線通信手段３４０を備え、無線通信手段３４０により受信したサンプリング信号に同期して、スイッチング素子３６によるオンオフを制御する。なお、無線通信手段３４０が、第２無線通信部の一例である。

受電装置３１６は、受電コイル３８と、整流回路４０と、定電圧回路４２と、定電圧回路４２から出力された電力を蓄電する蓄電素子３４４と、を備えている。また、定電圧回路４２から出力された電力が、データ収録装置３１２に供給されるように構成されている。

ここで、本実施の形態の原理について説明する。

本実施の形態では、データ収録装置３１２によって入力信号をサンプリングする時間がサンプリング間隔に比べ１０分の１〜数千分の一と短くなっていることを利用して、サンプリング中のみ電磁給電を停止して計測信号にノイズが発生しないようにする。電磁給電の停止時間はわずかなため小さな容量の蓄電素子３４４を設ければ、データ収録装置３１２への電力を途切れさせることなく供給できる。

そこで、オンオフ制御回路３３８では、無線通信手段３４０により受信したサンプリング信号に基づいて、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、データ収録装置３１２のサンプリング時間において電磁給電を停止するように、スイッチング素子３６をオフする。このとき、蓄電素子３４４に蓄電された電力がデータ収録装置３１２に供給されるため、図１２（Ｃ）に示すように、データ収録装置３１２に供給される電力が必要電圧より小さくなることなく、データ収録装置３１２へ給電される。

また、オンオフ制御回路３３８は、サンプリング時間の間隔において、電磁給電を行うように、スイッチング素子３６をオンする。

次に、第３の実施の形態のデータ収録システム３１０の動作について説明する。

まず、送電コイル３２に交流電流を通電することで、受電コイル３８に誘導電流が発生して、データ収録装置３１２に電力が供給される。

また、ユーザの操作により、データ収録装置３１２にデータ収録指示が入力されると、データ収録装置３１２では、サンプリング時間を表わすサンプリング信号を無線通信手段３２０によって送信し、送電装置３３０側において、無線通信手段３４０によってサンプリング信号を受信する。

そして、データ収録装置３１２では、送信したサンプリング信号に基づいて、サンプリングのタイミングにおいて、ＣＰＵ２４が、Ａ／Ｄ変換器２０にＡ／Ｄ変換スタート信号を送信し、Ａ／Ｄ変換器２０において図示しないセンサによってアナログ量で計測されたサンプリング時間分の計測信号（計測データ）のＡ／Ｄ変換が行われる。Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換された変換データはＣＰＵ２４に入力され、ＣＰＵ２４が、変換データをメモリ２２に格納する処理を行なう。

また、送電装置３３０では、受信したサンプリング信号に基づいて、サンプリング時間にスイッチング素子３６をオフして、電磁給電を一時的に停止する。このとき、データ収録装置３１２への給電は、蓄電素子３４４のみからの給電となるため、電磁給電による電磁ノイズの影響のないデータ収録が可能となる。

以上説明したように、第３の実施の形態に係るデータ収録システムによれば、電磁誘導により送電装置からデータ収録装置側の受電装置へ電力を送電すると共に、蓄電素子を用いて、データ収録装置へ給電することにより、電池をなくすことができる。また、送電装置による送電が停止されているときに、データ収録装置により変換データのメモリへの格納処理を行うことにより、電磁給電によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

また、本実施の形態に係るデータ収録システムは、データ収録装置側に電池を搭載できないか電池の搭載が困難な場合であり、かつ、測点数が多い場合や計測信号の増幅回路等の消費電力が大きい場合などのデータ収録時においても大きな電力が必要な場合で正弦波駆動では十分な電力が供給できない場合に、特に有効である。

なお、上記の実施の形態では、データ収録装置から送電装置へサンプリング信号を送信し、送電装置において、送電コイルへの通電のオンオフを制御する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。送電装置からデータ収録装置へ、電磁給電のオンオフタイミングを示す電磁給電オンオフ信号を無線送信し、データ収録装置において、受信した電磁給電オンオフ信号に基づいて、データ格納処理のタイミングを制御するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態で説明したサンプリング信号を無線通信で送電装置へ送信する技術を、上記の第２の実施の形態に適用してもよい。この場合には、送電装置において、切換制御回路が、無線通信手段３４０を用いてサンプリング信号を受信し、受信したサンプリング信号に基づいて、送電コイルに通電する正弦波電流と方形波状の電流とを切り換えるように制御すればよい。また、送電装置からデータ収録装置へ、正弦波電流と方形波状の電流のタイミングを示す駆動電流切換信号を無線送信し、データ収録装置において、受信した駆動電流切換信号に基づいて、データ格納処理のタイミングを制御するようにしてもよい。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態及び第３の実施の形態と同様の構成となる部分については、第１の実施の形態と同様の符号を付して説明を省略する。

第４の実施の形態では、無線通信によりデータ収録装置と送電装置との間で同期をとっている点が、第１の実施の形態と異なっている。

図１３に示すように、第４の実施の形態に係るデータ収録システム４１０は、データ収録装置３１２と、電源装置１４と、受電装置１６と、送電装置３３０とを備えている。

次に、第４の実施の形態のデータ収録システム４１０の動作について説明する。

そして、送電装置３３０では、受信したサンプリング信号に基づいて、サンプリング時間にスイッチング素子３６をオフして、電磁給電を一時的に停止する。このとき、データ収録装置３１２への給電は、充電池４４からの給電となるため、電磁給電による電磁ノイズの影響のないデータ収録が可能となる。

また、データ収録装置３１２では、送信したサンプリング信号に基づいて、サンプリングを行うタイミングにおいて、ＣＰＵ２４が、Ａ／Ｄ変換器２０にＡ／Ｄ変換スタート信号を送信し、Ａ／Ｄ変換器２０において図示しないセンサによってアナログ量で計測されたサンプリング時間分の計測信号（計測データ）のＡ／Ｄ変換が行われる。Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換された変換データはＣＰＵ２４に入力され、ＣＰＵ２４が、変換データをメモリ２２に格納する処理を行う。

以上説明したように、第４の実施の形態に係るデータ収録システムによれば、電磁誘導により送電装置からデータ収録装置側の受電装置へ電力を送電することにより、電池を小型かつ軽量にすることができる。また、データ収録装置により変換データのメモリへの格納処理を行うときに、送電装置による送電を停止することにより、電磁誘導によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態及び第３の実施の形態と同様の構成となる部分については、第１の実施の形態と同様の符号を付して説明を省略する。

第５の実施の形態では、データ収録装置側で、電磁給電による電力の低下を検出して、電磁給電の停止を検出している点と、電磁給電が停止されているときに、計測信号をサンプルホールド回路に取り込むようにしている点とが、第１の実施の形態と異なっている。

図１４に示すように、第５の実施の形態に係るデータ収録システム５１０は、データ収録装置１２と、受電装置３１６と、送電装置３３０と、受電装置３１６からの出力電圧を検出して電磁給電の停止を検出する電圧検出回路５２０と、アナログ量で計測された計測信号を増幅する信号増幅器５２８と、電圧検出回路５２０からの出力に基づいて信号増幅器５２８からの出力信号をサンプリングして保持するサンプルホールド回路５３０とを備えている。

サンプルホールド回路５３０は、電圧検出回路５２０による検出結果に基づいて、電磁給電の停止に同期して、信号増幅器５２８からの出力信号をサンプリングして、保持する。

データ収録装置１２は、ユーザによる操作部（図示省略）の操作により、データ格納指示が行われると、サンプルホールド回路５３０に保持されているアナログ信号を一定間隔で取り込んで、Ａ／Ｄ変換器２０により変換し、変換データをメモリ２２へ格納する。

次に、第５の実施の形態に係るデータ収録システム５１０の動作について説明する。

まず、送電コイル３２に交流電流を通電することで、受電コイル３８に誘導電流が発生して、データ収録装置１２に電力が供給される。そして、ユーザの操作により、送電装置３３０に対して送電開始が指示されると、オンオフ制御回路３３８によって、一定間隔で、送電装置３０のスイッチング素子３６が一定時間だけオフされ、図１５（Ａ）に示すように、一定間隔で、電磁給電が一定時間だけ停止される。

そして、電圧検出回路５２０で、図１５（Ｂ）に示すように、電磁給電の停止状態を、受電コイル３８で発生する電圧で検出する。図１５（Ｃ）に示すように、電圧検出回路５２０の検出したタイミングに従って、電磁給電が停止しているときに信号増幅器５２８で増幅した計測信号を、サンプルホールド回路５３０を用いてサンプリングし、電磁給電が行われているときには、ホールドする。

ここで、電磁給電によってノイズが発生する信号は微弱な増幅前の信号であるので、図１５（Ｄ）に示すように、サンプルホールド回路５３０でホールドされた増幅後の信号には電磁給電の影響は及ばない。よって、サンプルホールド回路５３０から出力される信号をデータ収録装置１２で収録すれば、ノイズの影響を排除できる。

また、ユーザの操作によりデータ収録装置１２に入力されたデータ収録指示に従って、データ収録装置１２では、ＣＰＵ２４が、一定間隔で、Ａ／Ｄ変換器２０にＡ／Ｄ変換スタート信号を送信し、Ａ／Ｄ変換器２０において、サンプルホールド回路５３０でホールドされた計測信号（計測データ）を取り込み、Ａ／Ｄ変換が行われる。Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換された変換データは、ＣＰＵ２４に入力され、ＣＰＵ２４が、変換データをメモリ２２に格納する処理を行う。

以上説明したように、第５の実施の形態に係るデータ収録システムによれば、電磁誘導により送電装置からデータ収録装置側の受電装置へ電力を送電すると共に、蓄電素子を用いて、データ収録装置へ給電することにより、電池をなくすことができる。また、送電装置による送電を停止しているときに、サンプルホールド回路に計測信号を取り込み、サンプルホールド回路に保持した計測信号をデジタル信号に変換してメモリへの格納処理を行うことにより、電磁給電によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態、第３の実施の形態、及び第５の実施の形態と同様の構成となる部分については、上記の実施の形態と同様の符号を付して説明を省略する。

第６の実施の形態では、電磁給電と蓄電素子とを組み合わせてデータ収録装置へ電力を供給している点と、無線通信により、データ収録装置と送電装置との間で同期をとっている点と、電磁給電が停止されているときに、計測信号をサンプルホールド回路に取り込むようにしている点とが、第１の実施の形態と異なっている。

図１６に示すように、第６の実施の形態に係るデータ収録システム６１０は、データ収録装置３１２と、受電装置３１６と、送電装置３３０と、信号増幅器５２８と、サンプルホールド回路５３０とを備えている。

第６の実施の形態では、データ収録装置３１２から無線通信手段３２０を用いてサンプリング信号を無線電波で送出し、その信号を無線通信手段３４０により受信し、オンオフ制御回路３３８によって、送電側駆動装置３４から送電コイル３２への通電をオンオフする。また、電磁給電が停止しているときにサンプルホールド回路５３０を用いて、計測信号をサンプリングし、電磁給電が行われているときにはホールドをする。このように、給電停止中のノイズのない信号をサンプルし、電磁給電中は信号をホールドすることで、ノイズの影響を排除したデータ収録を行う。

次に、第６の実施の形態に係るデータ収録システム６１０の動作について説明する。

また、送電装置３３０では、受信したサンプリング信号に基づいて、サンプリング時間にスイッチング素子３６をオフして、電磁給電を一時的に停止する。

そして、データ収録装置３１２のＣＰＵ２４が、送信したサンプリング信号に基づいて、サンプリング時間（電磁給電が停止しているとき）にサンプリングを指示する信号をサンプルホールド回路５３０へ出力する。そして、サンプルホールド回路５３０は、データ収録装置３１２からの信号に従って、信号増幅器５２８で増幅した計測信号をサンプリングして保持する。すなわち、サンプルホールド回路５３０は、電磁給電が行われているときには、データをホールドする。

また、送信したサンプリング信号に基づいて、データがサンプリングされる度に、データ収録装置３１２では、ＣＰＵ２４が、Ａ／Ｄ変換器２０にＡ／Ｄ変換スタート信号を送信し、Ａ／Ｄ変換器２０において、サンプルホールド回路５３０でホールドされた計測信号（計測データ）を取り込み、Ａ／Ｄ変換が行われる。Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換された変換データは、ＣＰＵ２４に入力され、ＣＰＵ２４が、変換データをメモリ２２に格納する処理を行う。

以上説明したように、第６の実施の形態に係るデータ収録システムによれば、電磁誘導により送電装置からデータ収録装置側の受電装置へ電力を送電すると共に、蓄電素子を用いて、データ収録装置へ給電することにより、電池をなくすことができる。また、送電装置による送電を停止しているときに、サンプルホールド回路に計測信号を取り込み、サンプルホールド回路に保持された計測信号をデジタル信号に変換してメモリへの格納処理を行うことにより、電磁給電によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

なお、上記の実施の形態において、データ収録装置から送電装置へサンプリング信号を無線送信し、送電装置において、送電コイルへの通電のオンオフを制御する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。送電装置からデータ収録装置へ、電磁給電のオンオフタイミングを示す電磁給電オンオフ信号を無線送信し、データ収録装置において、受信した電磁給電オンオフ信号に基づいて、サンプルホールド回路による計測信号の取り込みを制御するようにしてもよい。

次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態〜第５の実施の形態と同様の構成となる部分については、上記の実施の形態と同様の符号を付して説明を省略する。

第７の実施の形態では、電磁給電のみでデータ収録装置へ電力を供給している点と、無線通信により、データ収録装置と送電装置との間で同期をとっている点と、電磁給電が停止されているときに、計測信号をサンプルホールド回路に取り込むようにしている点とが、第１の実施の形態と異なっている。

図１７に示すように、第７の実施の形態に係るデータ収録システム７１０は、データ収録装置３１２と、受電装置１６と、送電装置７３０と、信号増幅器５２８と、ノイズフィルタ２５０と、サンプルホールド回路５３０とを備えている。

送電装置７３０は、送電コイル３２と、正弦波発振器２３６と、プログラマブルゲインアンプ２７０と、無線通信手段３４０を備えたゲイン制御回路２７２と、駆動増幅器２４２とを備えている。ゲイン制御回路２７２は、無線通信手段３４０により受信したサンプリング信号に基づいて、サンプリング時間に、送電コイル３２への出力波形が正弦波になるように、プログラマブルゲインアンプ２７０のゲインを下げるように制御する。

このとき、サンプルホールド回路５３０は、データ収録装置３１２からの信号に従って、ノイズフィルタ２５０を介して、アナログ量で計測され、かつ、信号増幅器５２８で増幅された計測信号をサンプリングする。

また、ゲイン制御回路２７２は、無線通信手段３４０により受信したサンプリング信号に基づいて、サンプリング時間以外に、送電コイル３２への出力波形の振幅が飽和するように、プログラマブルゲインアンプ２７０のゲインを上げるように制御する。このとき、給電駆動電流の波形が飽和して方形波状になり、十分な駆動電力を確保できる。

次に、第７の実施の形態に係るデータ収録システム７１０の動作について説明する。

まず、送電コイル３２に方形波状の交流電流を通電することで、受電コイル３８に誘導電流が発生して、データ収録装置３１２に大きな電力が供給される。

また、ユーザの操作により、データ収録装置３１２にデータ収録指示が入力されると、データ収録装置３１２では、サンプリング時間を表わすサンプリング信号を無線通信手段３２０によって送信し、送電装置７３０側において、無線通信手段３４０によってサンプリング信号を受信する。

また、送電装置７３０では、受信したサンプリング信号に基づいて、サンプリング時間に、プログラマブルゲインアンプ２７０のゲインを下げて、正弦波の駆動電流を送電コイル３２に通電し、受電コイル３８に誘導電流を生じさせる。

そして、データ収録装置３１２のＣＰＵ２４が、送信したサンプリング信号に基づいて、サンプリング時間（正弦波の駆動電流により電磁給電が行われているとき）にサンプリングを指示する信号をサンプルホールド回路５３０へ出力する。そして、サンプルホールド回路５３０は、データ収録装置３１２からの信号に従って、信号増幅器５２８で増幅し、かつ、ノイズフィルタ２５０を通過した計測信号をサンプリングし、方形波状の駆動電流により電磁給電が行われているときには、ホールドする。

以上説明したように、第７の実施の形態に係るデータ収録システムによれば、電磁誘導により送電装置からデータ収録装置側の受電装置へ電力を送電して、データ収録装置へ給電することにより、電池をなくすことができる。また、ノイズフィルタで低減する周波数の正弦波の電圧を印加して送電コイルを駆動しているときに、サンプルホールド回路に計測信号を取り込み、サンプルホールド回路に保持した計測信号をデジタル信号に変換してメモリへの格納処理を行うことにより、電磁給電によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

なお、上記の実施の形態において、データ収録装置から送電装置へサンプリング信号を無線送信し、送電装置において、送電コイルへの駆動電流を切り換える場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。送電装置からデータ収録装置へ、送電コイルへ通電する駆動電流の切換タイミングを示す駆動電流切換信号を無線送信し、データ収録装置において、受信した駆動電流切換信号に基づいて、サンプルホールド回路の信号の取り込みを制御するようにしてもよい。

次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態及び第５の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

第８の実施の形態では、データ収録装置側で、正弦波の駆動電流に基づく電磁給電による電力の低下を検出して、正弦波の駆動電流への切換えを検出している点が、第２の実施の形態と異なっている。

第８の実施の形態に係るデータ収録システムは、送電装置２３０を備え、送電側駆動装置２３４によって、一定の周波数の正弦波電流及び方形波電流を一定時間間隔で切り換えて、送電コイル３２に通電して駆動する。また、データ収録システムは、受電装置１６からの出力電圧を検出し、当該出力電圧の低下を検出することにより、送電装置２３０における正弦波の駆動電流への切り換えを検出する電圧検出回路５２０を備えている。

電圧検出回路５２０によって、正弦波の駆動電流への切り換えが検出されると、データ収録装置１２では、ＣＰＵ２４が、Ａ／Ｄ変換器２０にＡ／Ｄ変換スタート信号を送信し、Ａ／Ｄ変換器２０において図示しないセンサによってアナログ量で計測された計測信号（計測データ）のＡ／Ｄ変換が行われる。このとき、Ａ／Ｄ変換器２０に取り込まれる計測信号は、ノイズフィルタ２５０により正弦波と同じ周波数のノイズが低減された計測信号である。Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換された変換データは、ＣＰＵ２４に入力され、ＣＰＵ２４が、変換データをメモリ２２に格納する処理を行なう。

なお、第８の実施の形態に係るデータ収録システムの他の構成及び作用については、第２の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

以上説明したように、第８の実施の形態に係るデータ収録システムによれば、電磁誘導により送電装置からデータ収録装置側の受電装置へ電力を送電して、データ収録装置へ給電することにより、電池をなくすことができる。また、ノイズフィルタで低減する周波数の正弦波の電圧を印加して送電コイルを駆動しているときに、データ収録装置により、ノイズフィルタを介して取得した計測信号の変換データのメモリへの格納処理を行うことにより、電磁給電によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。なお、第５の実施の形態及び第７の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

第９の実施の形態では、電磁給電のみでデータ収録装置へ電力を供給している点と、データ収録装置側で、正弦波の駆動電流に基づく電磁給電による電力の低下を検出して、正弦波の駆動電流への切り換えを検出している点とが、第５の実施の形態と異なっている。

第９の実施の形態に係るデータ収録システムでは、送電装置７３０を備え、ゲイン制御回路２７２によって、一定の周波数の正弦波電流及び方形波電流を一定間隔で切り換えて、送電コイル３２に通電して駆動する。また、電圧検出回路５２０によって、受電装置１６からの出力電圧を検出し、当該出力電圧の低下を検出することにより、送電装置２３０における正弦波の駆動電流への切り換えを検出する。

サンプルホールド回路５３０は、電圧検出回路５２０による検出結果に基づいて、正弦波の駆動電流への切り換えに同期して、信号増幅器５２８から出力された計測信号をサンプリングして、保持する。

なお、第９の実施の形態に係るデータ収録システムの他の構成及び作用については、第５の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

以上説明したように、第９の実施の形態に係るデータ収録システムによれば、電磁誘導により送電装置からデータ収録装置側の受電装置へ電力を送電して、データ収録装置へ給電することにより、電池をなくすことができる。また、ノイズフィルタで低減する周波数の正弦波の電圧を印加して送電コイルを駆動しているときに、サンプルホールド回路に、ノイズフィルタから出力された計測信号を取り込み、サンプルホールド回路に保持した計測信号をデジタル信号に変換してメモリへの格納処理を行うことにより、電磁給電によるノイズの影響を受けることなくデータ収録が可能となる。

なお、上記の第１の実施の形態〜第９の実施の形態において、サンプリング信号を無線通信によってデータ収録装置から送電装置へ送信する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、受電コイルにサンプリング信号を重畳させて、送電装置側へサンプリング信号を送信するようにしてもよい。

また、データ収録装置から送出するサンプリング信号は、無線電波に限らず赤外線、可視光線、音波など他の方法を用いて送信するようにしてもよい。また、送電コイル及び受電コイルとは別に、送電装置及び受電装置に、信号送信用のコイルを更に一対設置するようにしてもよい。

また、電圧検出回路によって、電磁給電の停止や、正弦波の駆動電流による電圧の低下を検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、電圧検出回路によって、電磁給電が行われていることや、方形波状の駆動電流による電圧の上昇を検出するようにしてもよい。

また、電源装置に充電池を備えた場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、充電機能を有さない電池を用いてもよい。

１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０データ収録システム
１２、３１２データ収録装置
１４電源装置
１６、３１６受電装置
２０Ａ／Ｄ変換器
２２メモリ
３０、２３０、３３０、７３０送電装置
３２送電コイル
３４、２３４送電側駆動装置
３６スイッチング素子
３８受電コイル
４４充電池
４６充電回路
４８電池ＯＦＦタイマ回路
５２回転体
２３６正弦波発振器
２３８可変抵抗器
２４０切換制御回路
２４２駆動増幅器
２５０ノイズフィルタ
２７０プログラマブルゲインアンプ
２７２ゲイン制御回路
３２０、３４０無線通信手段
３３８オンオフ制御回路
３４４蓄電素子
５２０電圧検出回路
５２８信号増幅器
５３０サンプルホールド回路

Claims

所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部、及び第１無線通信部を含むデータ収録装置と、
電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、前記所定の周波数の正弦波の電圧、及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部、及び第２無線通信部を含む送電装置と、
を備えたデータ収録システムであって、
前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間の通信に従って、前記制御回路により前記変換データの前記メモリへの格納処理を行うときに、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加し、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止しているときに、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加するように制御し、又は、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記制御回路により前記変換データの前記メモリへの格納処理を行い、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止するように制御することを特徴としたデータ収録システム。
所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、及び電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部を含むデータ収録装置と、
電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、及び前記所定の周波数の正弦波の電圧及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部を含む送電装置と、
を備えたデータ収録システムであって、
前記データ収録装置は、前記正弦波の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電、又は前記方形波状の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電を検出する検出回路を更に含み、
前記制御回路は、前記検出回路による検出結果に基づいて、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記制御回路により前記変換データの前記メモリへの格納処理を行い、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止するように制御することを特徴としたデータ収録システム。
所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データを取り込んで保持するサンプルホールド回路、前記サンプルホールド回路によって保持された前記計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部、及び第１無線通信部を含むデータ収録装置と、
電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、前記所定の周波数の正弦波の電圧、及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部、及び第２無線通信部を含む送電装置と、
を備えたデータ収録システムであって、
前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間の通信に従って、前記サンプルホールド回路に前記計測データを取り込むときに、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加し、かつ、前記サンプルホールド回路による前記計測データの取り込みを停止しているときに、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加するように制御し、又は前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路に前記計測データを取り込み、かつ、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路による前記計測データの取り込みを停止するように制御することを特徴としたデータ収録システム。
所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データを取り込んで保持するサンプルホールド回路、前記サンプルホールド回路によって保持された前記計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、及び電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部を含むデータ収録装置と、
電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、及び前記所定の周波数の正弦波の電圧及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部を含む送電装置と、
を備えたデータ収録システムであって、
前記データ収録装置は、前記正弦波の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電、又は前記方形波状の電圧の印加により駆動された前記送電装置による送電を検出する検出回路を更に含み、
前記制御回路は、前記検出回路による検出結果に基づいて、前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路に前記計測データを取り込むように制御し、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を印加しているときに、前記サンプルホールド回路による前記計測データの取り込みを停止するように制御することを特徴としたデータ収録システム。
所定の周波数の信号を低減させるフィルタ処理を行うノイズフィルタ、アナログ量で計測され、かつ、前記ノイズフィルタによって前記フィルタ処理が行われた計測データをデジタル信号に変換して変換データを出力するＡ／Ｄ変換器、前記変換データを格納するためのメモリ、前記変換データの前記メモリへの格納処理を行う制御回路、及び電磁誘導により非接触で外部から電力を受電する受電部を含むデータ収録装置と、電磁誘導により前記受電部へ電力を送電する送電部、及び前記所定の周波数の正弦波の電圧及び前記正弦波の振幅以上の振幅を有する方形波状の電圧を印加することにより前記送電部を駆動する送電駆動部を含む送電装置とを備えたデータ収録システムにおけるデータ収録方法であって、
前記送電駆動部により前記正弦波の電圧を前記送電部へ印加しているときに、前記制御回路によって前記変換データの前記メモリへの格納処理を行い、前記送電駆動部により前記方形波状の電圧を前記送電部へ印加しているときに、前記制御回路による前記変換データの前記メモリへの格納処理を停止することを特徴とするデータ収録方法。