JP6364232B2 - 校正システム - Google Patents

Description

本発明は、センサ情報の校正システムに関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００５−８５１９３公報（特許文献１）がある。この公報には、センサデバイスの測定値を基地局へ送信し、測定値の校正、及び変換した物理量の補正を行い、高い精度の環境情報を得ることが可能な無線センサシステムを提供するとして、複数の地点に設けられ、センサデバイスにより周囲の環境情報に対応する測定値を取得して送信する無線センサと、基地局に設けられ、無線センサからの測定値を受信し、環境情報を演算し、収集するデータ収集端末とからなる無線センサシステムであり、無線センサが、環境情報をセンサデバイスの物理特性に基づいて測定するセンサと、測定値を無線により送信する無線送受信部とを有し、データ収集端末が、無線センサ毎に、登録された無線センサのセンサデバイスの物理特性、及び測定値から環境情報への変換する変換情報を記憶する変換情報記憶部と、無線センサに対応する物理特性及び変換情報により、測定値を環境情報へ変換する演算を行う変換部とを有する。と記載されている（要約参照）。

特開２００５−８５１９３号公報

前記特許文献１では、無線センサシステムのセンサデバイスが測定した測定値の校正方法が記載されている。しかし、特許文献１の方法では、センサデバイス側の経年変化による誤差を、傾向的な経年変化データから統計的に求められた補正値にて、誤差の補正を行っているため、補正は行えるが実測値を基に算出した校正値ではないため、個体差によってバラツキが発生してしまうという問題があった。

そこで本発明は、個々のセンサデバイス側の物理的特性を測定し、誤差を簡易的且つ高精度な補正を行うことで、センサデバイスの個体差によるバラツキにも対応可能とした校正システムを提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、温度計測装置側の基準抵抗値の経年変化等による物理的測定値の誤差を、校正システムを用いることで、前記校正機から出力される実測値と、基準抵抗値の誤差を算出し、ツールより得られた補正値を前記計測装置のオフセット値として補正を行うことで、個体毎に簡易的且つ高精度に校正を行える事を特徴とする校正システム。

本発明によれば、校正機及びツールを用いることにより、校正機から出力している実測値を基に補正値を導出することで、個体毎による補正が可能であり、また簡易的且つより高精度な校正を行うことができる。

校正システムのシステム構成図である。 温度計測装置の校正時におけるセンサ測定部の計測回路の概略図である。 温度計測装置及び校正機の回路構成図である。 校正システムに用いる校正ツールの画面仕様例である。 校正時におけるツールと温度計測装置との動作フロー図の例である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

本実施例では計測器の経年変化等による測定値の誤差を校正機と専用のツールを使用することで簡易的且つ正確に補正する方式の例を説明する。

図１は、本発明において校正システムの基本構成例である。
校正システムは温度計測装置１０１、汎用ＰＣ（演算装置）１０２、校正機１０３で構成され、それぞれの装置は汎用ケーブル１２１、１２２で接続されている。前記温度計測装置１０１はＰＴ100センサを用いた高精度温度計測装置で、センサの抵抗値を測定するセンサ測定部１１３、測定した抵抗値から測定温度を算出するＣＰＵ１１１、算出した温度や、算出式等を記憶しておく記憶装置１１２を搭載している。前記汎用ＰＣ１０２は、前記センサ測定部の誤差の補正を実行する為のツール１１４を搭載し、温度計測装置１０１のＣＰＵ１１１と汎用ケーブル１２１で接続されている。また、校正機１０３は校正された抵抗を内蔵しており、汎用ケーブル１２２を介して温度計測装置１０１のセンサ測定部１１３と接続されている。図１では、構成機１０３がセンサ測定部１１３に接続されているが、温度計測時にはＰＴ100センサが接続される。

図２は、図１の実施例における温度計測装置の回路構成概略図である。センサ測定部１１３は基準抵抗１３２とＡＤコンバータＩＣ１３１から構成される。校正機１０３はＰＴ100センサを接続する端子より、温度計測装置１０１のセンサ測定部１１３のＡＤコンバータＩＣ１３１に接続される。

以下、校正システムの動作について説明する。
温度計測装置１０１のPT100センサの温度測定誤差要因となる、センサ測定部１１３の内部の基準抵抗１３２の誤差の補正を行う為、前記センサ測定部１１３のＰＴ100センサ接続部に校正機１０３を接続し、前記校正機１０３の抵抗値をPT100センサの0℃の時の値である100Ωに設定する。校正機は、正確に抵抗値を設定できるようになっており、この状態で、前記校正機１０３の抵抗値100Ωを基準にＡＤコンバータＩＣ１３１の電圧比から基準抵抗１３２との差を基にＣＰＵ１１１で補正値を算出させる。

校正時における、動作は汎用ＰＣ１０２に実装したツール１１４からＣＰＵ１１１に実効命令を出し、前記ＣＰＵ１１１内部で算出された基準抵抗値の補正値を、記憶装置部１１２にオフセット値として設定させる事で、簡易的に校正できるようになる。

図３は、校正の原理を説明する回路構成図である。補正の対象となる温度計測装置の基準抵抗１３２は、抵抗値は、1.3ｋΩ±0.5％である。温度計測装置に接続される校正機は、それぞれ201,205,206,207の位置に4個の抵抗を備える。

抵抗201の位置には、基準となる100Ωに校正された抵抗が配置される。ＡＤコンバータにより、図示されたＶ１，Ｖ１−３，Ｖ２−３それぞれの電圧値が測定可能である。これにより、基準抵抗の補正値は各電圧の関係から、
基準抵抗値＝（（Ｖ２−３）／Ｖ１＋（Ｖ１−３））１００
を計算することにより求めることができる。演算は、ＣＰＵ１１１（演算処理部）により行われ、結果は記憶装置部１１２に記憶される。

尚、測温時には、校正機に代えて同様の抵抗の配置構成を有するＰＴ100センサを接続する。抵抗201の位置にはＰＴ100が接続されることになる。ＰＴ100の抵抗値は、基準抵抗値及び各電圧値から算出することにより求められ、抵抗値から側温が可能となる。

図４は、本実施例における校正を実行するツールの画面仕様構成例である。
この画面仕様構成では、現状の日付・時間、また接続している機器ナンバー等の表示部３０１、校正開始ボタン３０２、接続している温度計測装置部の内部データ表示部３０３、校正結果や校正時の時間、及び周囲温度等の履歴を表示する履歴表示部３０４を有する。
校正開始ボタン３０２を押下することによって、補正値の算出を開始する。校正後は校正した時の校正値の結果や日付、判定結果の履歴を履歴表示部３０４に表示する。また内部データ読み出しボタン３０２を押下することによって、現在の校正値と校正時の周囲温度などが内部データ３０３に表示され、校正時の補正値や日時などが確認出来るようになる。

図５は、本実施例の校正時におけるツールと温度計測装置との動作フロー図である。
ツール１１４の校正開始ボタン３０２が押下されると校正開始Ｓ１０１となり、温度計測装置１０１が基準抵抗１３２と校正機１０３の関係を基に基準抵抗値の算出Ｓ１０２を行い、算出後、前記温度計測装置１０１から前記ツール１１４に基準抵抗値が送信され、前記ツール１１４側で算出した基準抵抗値と校正機１０３の値に比べて誤差がないか判断を行う(Ｓ１０３)。基準抵抗値に誤差があった場合、補正値となる基準抵抗値の誤差の算出を行う(Ｓ１０４)。補正値の算出を合計１０回行い(Ｓ１０４)、平均値を算出(Ｓ１０６)。平均化された補正値を前記無線装置１０１の記憶装置部１１２にオフセット値として書込むことで、校正する。(Ｓ１０７)補正値を設定後、設定した補正値をツール上のログに記憶し (Ｓ１０８)、終了となる。(Ｓ１０９)
本実施例はＰＴ100センサ用の校正機を説明したが、他の抵抗体を用いたセンサシステムにも適用可能である。またセンサ測定部１１３の回路構成もＡＤコンバータＩＣ以外の構成に置き換えても同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０１ 温度計測装置
１０２ 汎用PC
１０３ 校正機
１１１ CPU
１１２ 記憶装置部
１１３ センサ測定部
１１４ ツール
１２１、１２２ 汎用ケーブル
３０１ 表示部
３０２ 校正開始ボタン
３０３ 内部データ表示部
３０４ 履歴表示部
Ｓ１０１〜１０９ 処理ステップ

Claims (2)

1. 温度の測定の基準となる基準抵抗を有し、測温抵抗体の抵抗値を測定するセンサ測定部と、
   測定した抵抗値から測定温度を算出する演算処理部と
   算出された温度を記憶する記憶部と、を有する温度計測装置と、
   前記センサ測定部に接続され、校正された抵抗を有する校正機と、を備え、
   前記校正機は、複数の抵抗を内部に備え、
   前記複数の抵抗の配置は、センサ測定部にて接続し温度測定が可能な測温抵抗体を備えるセンサ内部の抵抗の配置と、同じであり、
   前記校正機における抵抗の値に基づいて、前記基準抵抗の値の補正を行うことを特徴とする校正システム。
2. 請求項１に記載の校正システムであって、
   前記温度計測装置には、演算装置が接続されており、
   前記演算装置により、前記基準抵抗の値の補正が開始され、校正時の補正値の履歴が記憶されることを特徴とする校正システム。

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