JP7103085B2

JP7103085B2 - State detector

Info

Publication number: JP7103085B2
Application number: JP2018165301A
Authority: JP
Inventors: 浩小林
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2022-07-20
Anticipated expiration: 2038-09-04
Also published as: JP2019109217A

Description

本発明は、圧電素子を用いた状態検出装置に関する。 The present invention relates to a state detection device using a piezoelectric element.

下記特許文献１は、圧電素子を用いた生体情報検出装置を開示する。この生体情報検出装置は、生体情報検出手段及び電源供給手段を備え、電源供給手段は、圧電素子から出力される電気エネルギーを蓄えて直流電源電圧を供給し、この直流電源電圧が生体情報検出手段の電源電圧として給電される。ここで、圧電素子の出力インピーダンスは非常に高いことから、低入力インピーダンスの電源供給手段が接続された状態では生体情報の検出ができないため、圧電素子と電源供給手段との接続を周期的に遮断するスイッチ手段を設け、スイッチ手段による遮断期間中に生体情報検出手段が圧電素子からの生体情報信号を離散的に取得する構成としている。 The following Patent Document 1 discloses a biological information detection device using a piezoelectric element. This biometric information detecting device includes a biometric information detecting means and a power supply means, and the power supply means stores electric energy output from a piezoelectric element and supplies a DC power supply voltage, and the DC power supply voltage is the biometric information detecting means. It is supplied as the power supply voltage of. Here, since the output impedance of the piezoelectric element is very high, biological information cannot be detected when the power supply means having a low input impedance is connected, so that the connection between the piezoelectric element and the power supply means is periodically cut off. The switch means is provided so that the biological information detecting means discretely acquires the biological information signal from the piezoelectric element during the cutoff period by the switching means.

特開２００９－２７３６１１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-273611

特許文献１の構成では、圧電素子と電源供給手段との接続を遮断している期間以外の期間は圧電素子の出力を検出に利用できないという課題があった。 The configuration of Patent Document 1 has a problem that the output of the piezoelectric element cannot be used for detection during a period other than the period in which the connection between the piezoelectric element and the power supply means is cut off.

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、圧電素子と電源回路との接続を遮断せずに圧電素子の出力を利用した状態検出が可能な状態検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in recognition of such a situation, and an object of the present invention is to provide a state detection device capable of state detection using the output of the piezoelectric element without interrupting the connection between the piezoelectric element and the power supply circuit. There is.

本発明のある態様は、状態検出装置である。この状態検出装置は、
圧電素子と、
前記圧電素子の出力電圧が入力される整流回路と、
前記整流回路の出力電圧が入力される電源回路と、
前記整流回路から前記電源回路に供給される電流が流れる経路に設けられた電流電圧変換手段と、
前記電流電圧変換手段の出力電圧を監視する監視手段と、を備える。 One aspect of the present invention is a state detection device. This state detector is
Piezoelectric element and
A rectifier circuit to which the output voltage of the piezoelectric element is input and
The power supply circuit to which the output voltage of the rectifier circuit is input and
A current-voltage conversion means provided in a path through which a current supplied from the rectifier circuit to the power supply circuit flows , and
A monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means is provided.

本発明のもう１つの態様は、状態検出装置である。この状態検出装置は、
圧電素子と、
前記圧電素子の出力電圧が入力される整流回路と、
前記整流回路の出力電圧が入力される電源回路と、
前記整流回路の低電圧側出力端子と前記電源回路との間に設けられた電流電圧変換手段と、
前記電流電圧変換手段の出力電圧を監視する監視手段と、を備える。 Another aspect of the present invention is a state detection device. This state detector is
Piezoelectric element and
A rectifier circuit to which the output voltage of the piezoelectric element is input and
The power supply circuit to which the output voltage of the rectifier circuit is input and
A current-voltage conversion means provided between the low-voltage side output terminal of the rectifier circuit and the power supply circuit, and
A monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means is provided .

本発明のもう１つの態様は、状態検出装置である。この状態検出装置は、
圧電素子と、
前記圧電素子の出力電圧が入力されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの出力電圧が入力される電源回路と、
前記ダイオードブリッジの低電圧側出力端子と、前記ダイオードブリッジの２つの低電圧側ダイオードの各アノードと、の間にそれぞれ設けられた電流電圧変換手段と、
前記電流電圧変換手段の出力電圧を監視する監視手段と、を備える。 Another aspect of the present invention is a state detection device. This state detector is
Piezoelectric element and
A diode bridge into which the output voltage of the piezoelectric element is input, and
The power supply circuit to which the output voltage of the diode bridge is input and
A current-voltage conversion means provided between the low-voltage side output terminal of the diode bridge and each anode of the two low-voltage side diodes of the diode bridge, respectively.
A monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means is provided .

前記電流電圧変換手段の高電圧側端子の電圧をグランドに対して所定値だけシフトする基準電圧発生手段を備えてもよい。 A reference voltage generating means for shifting the voltage of the high voltage side terminal of the current-voltage converting means by a predetermined value with respect to the ground may be provided.

前記電流電圧変換手段が、前記整流回路の高電圧側出力端子と前記電源回路との間に設けられてもよい。 The current-voltage conversion means may be provided between the high-voltage side output terminal of the rectifier circuit and the power supply circuit.

本発明のもう１つの態様は、状態検出装置である。この状態検出装置は、
圧電素子と、
前記圧電素子の出力電圧が入力されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの出力電圧が入力される電源回路と、
前記ダイオードブリッジの高電圧側出力端子と、前記ダイオードブリッジの２つの高電圧側ダイオードの各カソードと、の間にそれぞれ設けられた電流電圧変換手段と、
前記電流電圧変換手段の出力電圧を監視する監視手段と、を備える。 Another aspect of the present invention is a state detection device. This state detector is
Piezoelectric element and
A diode bridge into which the output voltage of the piezoelectric element is input, and
The power supply circuit to which the output voltage of the diode bridge is input and
A current-voltage conversion means provided between the high-voltage side output terminal of the diode bridge and each cathode of the two high-voltage side diodes of the diode bridge, respectively.
A monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means is provided .

本発明のもう１つの態様は、状態検出装置である。この状態検出装置は、
圧電素子と、
前記圧電素子の出力電圧が入力されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの出力電圧が入力される電源回路と、
前記ダイオードブリッジ内の電流経路の２箇所に設けられ、前記圧電素子の出力電圧の極性が互いに異なる各場合の電流を別々に電圧に変換する電流電圧変換手段と、
前記電流電圧変換手段の出力電圧を監視する監視手段と、を備える。 Another aspect of the present invention is a state detection device. This state detector is
Piezoelectric element and
A diode bridge into which the output voltage of the piezoelectric element is input, and
The power supply circuit to which the output voltage of the diode bridge is input and
A current-voltage conversion means that is provided at two locations in the current path in the diode bridge and separately converts the current in each case where the output voltage polarities of the piezoelectric elements are different from each other into a voltage.
A monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means is provided .

前記電流電圧変換手段は、抵抗であってもよい。 The current-voltage conversion means may be a resistance.

本発明のもう１つの態様は、状態検出装置である。この状態検出装置は、
圧電素子と、
前記圧電素子の出力電圧が入力されるダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの出力電圧が入力される電源回路と、
前記圧電素子から前記ダイオードブリッジに供給される電流が流れる経路に設けられた電流電圧変換手段と、
前記電流電圧変換手段の出力電圧を監視する監視手段と、を備える。 Another aspect of the present invention is a state detection device. This state detector is
Piezoelectric element and
A diode bridge into which the output voltage of the piezoelectric element is input, and
The power supply circuit to which the output voltage of the diode bridge is input and
A current-voltage conversion means provided in a path through which a current supplied from the piezoelectric element to the diode bridge flows , and
A monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means is provided.

前記電流電圧変換手段は、電流センサであってもよい。 The current-voltage conversion means may be a current sensor.

前記監視手段は、前記電源回路からの供給電圧又は前記電源回路により充電される二次電池若しくはキャパシタからの供給電圧で動作してもよい。 The monitoring means may operate on the supply voltage from the power supply circuit or the supply voltage from the secondary battery or capacitor charged by the power supply circuit.

前記二次電池は、全固体電池であってもよい。 The secondary battery may be an all-solid-state battery.

前記電源回路からの供給電圧又は前記電源回路により充電される二次電池からの供給電圧で動作するセンサ及び通信手段を備えてもよい。 A sensor and communication means that operate on the supply voltage from the power supply circuit or the supply voltage from the secondary battery charged by the power supply circuit may be provided.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Any combination of the above components and a conversion of the expression of the present invention between methods, systems and the like are also effective as aspects of the present invention.

本発明によれば、圧電素子と電源回路との接続を遮断せずに圧電素子の出力を利用した状態検出が可能な状態検出装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a state detection device capable of state detection using the output of the piezoelectric element without interrupting the connection between the piezoelectric element and the power supply circuit.

本発明の実施の形態１に係る状態検出装置１の概略回路図。The schematic circuit diagram of the state detection apparatus 1 which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１の点Ｐ３、Ｐ４における電圧Ｖ（Ｐ３）、Ｖ（Ｐ４）の時間変化を示すシミュレーションによるグラフ。The graph by the simulation which shows the time change of the voltage V (P3), V (P4) at the point P3, P4 of FIG. 本発明の実施の形態２に係る状態検出装置２の概略回路図。The schematic circuit diagram of the state detection apparatus 2 which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図３の点Ｐ４～Ｐ６における電圧Ｖ（Ｐ４）～Ｖ（Ｐ６）の時間変化を示すシミュレーションによるグラフ。The graph by the simulation which shows the time change of the voltage V (P4) to V (P6) at the point P4 to P6 of FIG. 本発明の実施の形態３に係る状態検出装置３の概略回路図。The schematic circuit diagram of the state detection apparatus 3 which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図５の点Ｐ４、Ｐ７における電圧Ｖ（Ｐ４）、Ｖ（Ｐ７）、及び点Ｐ７に対する点Ｐ４の電圧Ｖ（Ｐ４）－Ｖ（Ｐ７）の時間変化を示すシミュレーションによるグラフ。The graph by simulation which shows the time change of the voltage V (P4), V (P7) at the point P4, P7 of FIG. 5, and the voltage V (P4)-V (P7) of the point P4 with respect to the point P7. 本発明の実施の形態４に係る状態検出装置４の概略回路図。The schematic circuit diagram of the state detection apparatus 4 which concerns on Embodiment 4 of this invention. 図７の点Ｐ４、Ｐ８、Ｐ９における電圧Ｖ（Ｐ４）、Ｖ（Ｐ８）、Ｖ（Ｐ９）、並びに点Ｐ４に対する点Ｐ８の電圧Ｖ（Ｐ８）－Ｖ（Ｐ４）、及び点Ｐ４に対する点Ｐ９の電圧Ｖ（Ｐ９）－Ｖ（Ｐ４）の時間変化を示すシミュレーションによるグラフ。Voltages V (P4), V (P8), V (P9) at points P4, P8, P9 in FIG. 7, and voltages V (P8) -V (P4) at point P8 with respect to point P4, and points P9 with respect to point P4. The graph by the simulation which shows the time change of the voltage V (P9)-V (P4) of. 本発明の実施の形態５に係る状態検出装置５の概略回路図。The schematic circuit diagram of the state detection apparatus 5 which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の他の実施の形態であり、状態検出装置６を用いた状態検出システムの概略ブロック図。FIG. 6 is a schematic block diagram of a state detection system using the state detection device 6, which is another embodiment of the present invention.

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, etc. shown in the drawings are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate. Further, the embodiment is not limited to the invention but is an example, and all the features and combinations thereof described in the embodiment are not necessarily essential to the invention.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る状態検出装置１の概略回路図である。状態検出装置１は、圧電素子１０と、整流回路としてのダイオードブリッジ２０と、電源回路３０と、電流電圧変換手段としての抵抗（シャント抵抗器）Ｒと、監視手段としてのマイコン（マイクロコントローラ）４０と、を備える。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a state detection device 1 according to a first embodiment of the present invention. The state detection device 1 includes a piezoelectric element 10, a diode bridge 20 as a rectifier circuit, a power supply circuit 30, a resistor (shunt resistor) R as a current-voltage conversion means, and a microcomputer (microcontroller) 40 as a monitoring means. And.

圧電素子１０は、例えば圧電セラミックスであり、自身の配置先（設置先）である被測定物が振動することで発電する発電機として機能すると共に、被測定物の状態によって自身の出力電圧が変化するセンサとしても機能する。被測定物は、例えば、道路や陸橋の他、摩耗状態や経年劣化の測定が必要なあらゆる物、構造物において使用されるコンクリート、金属、樹脂、ゴム等であり、摩耗状態や経年変化によって振動や歪みの様子が変化する物体である。圧電素子１０により被測定物の振動や歪みを観測することで、被測定物の摩耗状態や経年変化等の状態を検出（推定）することができる。 The piezoelectric element 10 is, for example, piezoelectric ceramics, and functions as a generator that generates electric power by vibrating the object to be measured, which is the place of arrangement (placement) of the piezoelectric element 10, and its output voltage changes depending on the state of the object to be measured. It also functions as a sensor. The object to be measured is, for example, roads and overpasses, as well as concrete, metal, resin, rubber, etc. used in all objects and structures that require measurement of wear condition and aging deterioration, and vibrates due to wear condition and aging. It is an object whose appearance of distortion and distortion changes. By observing the vibration and distortion of the object to be measured by the piezoelectric element 10, it is possible to detect (estimate) a state such as a wear state or a secular change of the object to be measured.

ダイオードブリッジ２０は、ブリッジ接続されたダイオードＤ１～Ｄ４からなり、圧電素子１０の出力電圧が入力され、全波整流後の出力電圧（出力電流）を電源回路３０に供給する。ダイオードブリッジ２０の一方の入力端子（図１の点Ｐ１）は、圧電素子１０の一端に接続される。ダイオードブリッジ２０の他方の入力端子（図１の点Ｐ２）は、圧電素子１０の他端に接続される。 The diode bridge 20 is composed of the diodes D1 to D4 connected to the bridge, the output voltage of the piezoelectric element 10 is input, and the output voltage (output current) after full-wave rectification is supplied to the power supply circuit 30. One input terminal of the diode bridge 20 (point P1 in FIG. 1) is connected to one end of the piezoelectric element 10. The other input terminal of the diode bridge 20 (point P2 in FIG. 1) is connected to the other end of the piezoelectric element 10.

低電圧側ダイオードの一つであるダイオードＤ１のアノードは、ダイオードブリッジ２０の低電圧側出力端子（図１の点Ｐ３）に接続される。ダイオードＤ１のカソードは、ダイオードブリッジ２０の一方の入力端子（Ｐ１）に接続される。高電圧側ダイオードの一つであるダイオードＤ２のアノードは、ダイオードブリッジ２０の一方の入力端子（Ｐ１）に接続される。ダイオードＤ２のカソードは、ダイオードブリッジ２０の高電圧側出力端子（図１の点Ｐ４）に接続される。 The anode of the diode D1, which is one of the low-voltage side diodes, is connected to the low-voltage side output terminal (point P3 in FIG. 1) of the diode bridge 20. The cathode of the diode D1 is connected to one input terminal (P1) of the diode bridge 20. The anode of the diode D2, which is one of the high voltage side diodes, is connected to one input terminal (P1) of the diode bridge 20. The cathode of the diode D2 is connected to the high voltage side output terminal (point P4 in FIG. 1) of the diode bridge 20.

低電圧側ダイオードの一つであるダイオードＤ３のアノードは、ダイオードブリッジ２０の低電圧側出力端子（Ｐ３）に接続される。ダイオードＤ３のカソードは、ダイオードブリッジ２０の他方の入力端子（Ｐ２）に接続される。高電圧側ダイオードの一つであるダイオードＤ４のアノードは、ダイオードブリッジ２０の他方の入力端子（Ｐ２）に接続される。ダイオードＤ４のカソードは、ダイオードブリッジ２０の高電圧側出力端子（Ｐ４）に接続される。 The anode of the diode D3, which is one of the low-voltage side diodes, is connected to the low-voltage side output terminal (P3) of the diode bridge 20. The cathode of the diode D3 is connected to the other input terminal (P2) of the diode bridge 20. The anode of the diode D4, which is one of the high voltage side diodes, is connected to the other input terminal (P2) of the diode bridge 20. The cathode of the diode D4 is connected to the high voltage side output terminal (P4) of the diode bridge 20.

電源回路３０は、ダイオードブリッジ２０の出力電圧が入力され、電源電圧Ｖccを発生する。抵抗Ｒは、ダイオードブリッジ２０と電源回路３０との間の電流経路に設けられる。電源回路３０の一方の入力端子は、ダイオードブリッジ２０の高電圧側出力端子（Ｐ４）に接続される。電源回路３０の他方の入力端子は、抵抗Ｒの一方の端子、及びマイコン４０のＡＤコンバータ（アナログデジタル変換器）４５の基準電圧入力端子に接続される。抵抗Ｒの他方の端子は、ダイオードブリッジ２０の低電圧側出力端子（Ｐ３）、及びＡＤコンバータ４５の測定電圧入力端子に接続される。 The output voltage of the diode bridge 20 is input to the power supply circuit 30, and a power supply voltage Vcc is generated. The resistor R is provided in the current path between the diode bridge 20 and the power supply circuit 30. One input terminal of the power supply circuit 30 is connected to the high voltage side output terminal (P4) of the diode bridge 20. The other input terminal of the power supply circuit 30 is connected to one terminal of the resistor R and the reference voltage input terminal of the AD converter (analog-digital converter) 45 of the microcomputer 40. The other terminal of the resistor R is connected to the low voltage side output terminal (P3) of the diode bridge 20 and the measurement voltage input terminal of the AD converter 45.

電源回路３０は、基準電圧発生手段としての基準電源３５を有し、電源回路３０の他方の入力端子の電圧（抵抗Ｒの高電圧側端子の電圧）は、グランドに対して所定値だけシフト（ここではプラス方向にシフト）される。ＡＤコンバータ４５は、抵抗Ｒの両端の電圧（アナログ値）をデジタル値に変換する。マイコン４０は、ＡＤコンバータ４５によって得られた抵抗Ｒの両端の電圧のデジタル値を監視し蓄積し、被測定物の状態を検出（推定）する。マイコン４０は、電源回路３０から供給される電源電圧Ｖccで動作する。あるいは、マイコン４０は、電源回路３０によって充電される図示しない二次電池又はキャパシタからの供給電圧で動作してもよい。 The power supply circuit 30 has a reference power supply 35 as a reference voltage generating means, and the voltage of the other input terminal of the power supply circuit 30 (voltage of the high voltage side terminal of the resistor R) is shifted by a predetermined value with respect to ground ( Here, it is shifted in the positive direction). The AD converter 45 converts the voltage (analog value) across the resistor R into a digital value. The microcomputer 40 monitors and stores the digital values of the voltages across the resistor R obtained by the AD converter 45, and detects (estimates) the state of the object to be measured. The microcomputer 40 operates at the power supply voltage Vcc supplied from the power supply circuit 30. Alternatively, the microcomputer 40 may operate with a supply voltage from a secondary battery or capacitor (not shown) charged by the power supply circuit 30.

図２は、図１の点Ｐ３、Ｐ４における電圧Ｖ（Ｐ３）、Ｖ（Ｐ４）の時間変化を示すシミュレーションによるグラフである。シミュレーションの前提条件は以下のとおりとした。
・圧電素子１０… 実効値１００μＡで周波数１００Ｈｚの交流電流源
・基準電源３５… １.５Ｖの直流電圧源
・電源回路３０の入力インピーダンス… １ｋΩ
・ＡＤコンバータ４５の入力インピーダンス… １００ｋΩ
・抵抗Ｒの抵抗値… ５ｋΩ FIG. 2 is a graph by simulation showing the time change of the voltages V (P3) and V (P4) at the points P3 and P4 of FIG. The preconditions for the simulation are as follows.
-Piezoelectric element 10 ... AC current source with effective value of 100 μA and frequency of 100 Hz-Reference power supply 35 ... 1.5 V DC voltage source-Input impedance of power supply circuit 30 ... 1 kΩ
・ Input impedance of AD converter 45: 100 kΩ
・ Resistance value of resistance R: 5 kΩ

図２より、基準電源３５として１.５Ｖの直流電圧源を使用することで、点Ｐ３の電圧Ｖ（Ｐ３）がマイナスになることを防止できる。もっとも、基準電源３５はグランド（０Ｖ）でもよいが、その場合は後段の処理回路（ＩＣ等）が負電圧に対応している必要がある。低インピーダンスの基準電源３５を境に高電圧側と低電圧側でインピーダンスを変える（分ける）ことができるため、点Ｐ３の電圧の振幅を自由に調整可能である。なお、測定値である点Ｐ３の電圧Ｖ（Ｐ３）は、基準電源３５の電圧に対してマイナス側の振幅が大きくなるが、プラス側の振幅として扱いたい場合は、反転アンプを入れてもよいし、ＡＤコンバータ４５でデジタル化した後にマイコン４０で反転処理してもよい。 From FIG. 2, by using a 1.5 V DC voltage source as the reference power supply 35, it is possible to prevent the voltage V (P3) at the point P3 from becoming negative. Of course, the reference power supply 35 may be ground (0V), but in that case, the processing circuit (IC or the like) in the subsequent stage needs to correspond to a negative voltage. Since the impedance can be changed (separated) between the high voltage side and the low voltage side with the low impedance reference power supply 35 as a boundary, the amplitude of the voltage at the point P3 can be freely adjusted. The voltage V (P3) at the point P3, which is the measured value, has a large amplitude on the minus side with respect to the voltage of the reference power supply 35, but if it is desired to be treated as the amplitude on the plus side, an inverting amplifier may be inserted. Then, after digitizing with the AD converter 45, the inverting process may be performed with the microcomputer 40.

本実施の形態によれば、ダイオードブリッジ２０と電源回路３０との間の電流経路に抵抗Ｒを設け、抵抗Ｒの両端の電圧をマイコン４０で監視する構成としたため、圧電素子１０と電源回路３０との接続を遮断せずに圧電素子１０の出力を利用した状態検出が可能となる。したがって、圧電素子１０の出力を状態検出に利用できない期間を減らすことができる。 According to this embodiment, a resistor R is provided in the current path between the diode bridge 20 and the power supply circuit 30, and the voltage across the resistor R is monitored by the microcomputer 40. Therefore, the piezoelectric element 10 and the power supply circuit 30 are monitored. It is possible to detect the state using the output of the piezoelectric element 10 without interrupting the connection with. Therefore, it is possible to reduce the period during which the output of the piezoelectric element 10 cannot be used for state detection.

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る状態検出装置２の概略回路図である。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。状態検出装置２では、電流電圧変換手段は、２つの抵抗（シャント抵抗器）Ｒ１、Ｒ２である。抵抗Ｒ１、Ｒ２の一端は、ダイオードブリッジ２０の低電圧側出力端子（Ｐ３）に接続される。抵抗Ｒ１の他端は、低電圧側ダイオードの一つであるダイオードＤ１のアノード、及びＡＤコンバータ４５の第１測定電圧入力端子に接続される。抵抗Ｒ２の他端は、低電圧側ダイオードの一つであるダイオードＤ３のアノード、及びＡＤコンバータ４５の第２測定電圧入力端子に接続される。ダイオードブリッジ２０の低電圧側出力端子（Ｐ３）は、電源回路３０の他方の入力端子、及びＡＤコンバータ４５の基準電圧入力端子に接続される。 (Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic circuit diagram of the state detection device 2 according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described. In the state detection device 2, the current-voltage conversion means are two resistors (shunt resistors) R1 and R2. One end of the resistors R1 and R2 is connected to the low voltage side output terminal (P3) of the diode bridge 20. The other end of the resistor R1 is connected to the anode of the diode D1, which is one of the low voltage side diodes, and the first measurement voltage input terminal of the AD converter 45. The other end of the resistor R2 is connected to the anode of the diode D3, which is one of the low voltage side diodes, and the second measurement voltage input terminal of the AD converter 45. The low voltage side output terminal (P3) of the diode bridge 20 is connected to the other input terminal of the power supply circuit 30 and the reference voltage input terminal of the AD converter 45.

図４は、図３の点Ｐ４～Ｐ６における電圧Ｖ（Ｐ４）～Ｖ（Ｐ６）の時間変化を示すシミュレーションによるグラフである。シミュレーションの前提条件は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値をそれぞれ５ｋΩとした他は、図２におけるシミュレーションと同じとした。図４より、基準電源３５の電圧に対するマイナス側の振幅が点Ｐ５と点Ｐ６に交互に現れる。 FIG. 4 is a graph by simulation showing the time change of the voltages V (P4) to V (P6) at the points P4 to P6 of FIG. The preconditions for the simulation were the same as those for the simulation in FIG. 2, except that the resistance values of the resistors R1 and R2 were set to 5 kΩ, respectively. From FIG. 4, the amplitude on the negative side with respect to the voltage of the reference power supply 35 appears alternately at points P5 and P6.

本実施の形態のその他の点は、実施の形態１と同様である。本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果に加え、抵抗Ｒ１、Ｒ２により圧電素子１０の出力電圧の極性が互いに異なる各場合の電流を別々に検出するため、マイコン４０では圧電素子１０の出力電圧の極性も検出することができる。 Other points of this embodiment are the same as those of the first embodiment. According to the present embodiment, in addition to the same effect as that of the first embodiment, the currents in each case where the polarities of the output voltages of the piezoelectric elements 10 are different from each other are separately detected by the resistors R1 and R2. The polarity of the output voltage of the element 10 can also be detected.

本実施の形態の変形例として、抵抗Ｒ１をダイオードＤ１のカソードとダイオードブリッジ２０の一方の入力端子（Ｐ１）との間に設け、抵抗Ｒ２をダイオードＤ３のカソードとダイオードブリッジ２０の他方の入力端子（Ｐ２）との間に設けてもよい。この場合、抵抗Ｒ１の両端の電圧及び抵抗Ｒ２の両端の電圧をそれぞれＡＤコンバータ４５でデジタル値に変換する構成としてもよい。 As a modification of this embodiment, a resistor R1 is provided between the cathode of the diode D1 and one input terminal (P1) of the diode bridge 20, and a resistor R2 is provided between the cathode of the diode D3 and the other input terminal of the diode bridge 20. It may be provided between (P2). In this case, the voltage across the resistor R1 and the voltage across the resistor R2 may be converted into digital values by the AD converter 45, respectively.

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る状態検出装置３の概略回路図である。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。状態検出装置３では、抵抗Ｒは、ダイオードブリッジ２０の高電圧側出力端子（Ｐ４）と電源回路３０の一方の端子との間に設けられる。ダイオードブリッジ２０の高電圧側出力端子（Ｐ４）（抵抗Ｒの一端）が、ＡＤコンバータ４５の測定電圧入力端子に接続される。 (Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic circuit diagram of the state detection device 3 according to the third embodiment of the present invention. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described. In the state detection device 3, the resistor R is provided between the high voltage side output terminal (P4) of the diode bridge 20 and one terminal of the power supply circuit 30. The high voltage side output terminal (P4) (one end of the resistor R) of the diode bridge 20 is connected to the measurement voltage input terminal of the AD converter 45.

図６は、図５の点Ｐ４、Ｐ７における電圧Ｖ（Ｐ４）、Ｖ（Ｐ７）、及び点Ｐ７に対する点Ｐ４の電圧Ｖ（Ｐ４）－Ｖ（Ｐ７）の時間変化を示すシミュレーションによるグラフである。シミュレーションの前提条件は、基準電源３５をグランドとした他は、図２におけるシミュレーションと同じとした。電源回路３０の入力インピーダンスが無視できるほど低ければ、点Ｐ４の電圧Ｖ（Ｐ４）を測定すればよい。電源回路３０の入力インピーダンスが無視できない場合には、抵抗Ｒの両端の電圧Ｖ（Ｐ７）－Ｖ（Ｐ４）を測定すればよい。この場合、基準電圧入力端子のあるＡＤコンバータ４５であれば、Ｖ（Ｐ７）を基準電圧入力端子に、Ｖ（Ｐ４）を測定電圧入力端子に入力すればよい。基準電圧入力端子のないＡＤコンバータ４５でも、２入力のＡＤコンバータ４５であれば、Ｖ（Ｐ７）とＶ（Ｐ４）の差を測定できる。 FIG. 6 is a graph by simulation showing the time change of the voltages V (P4) and V (P7) at the points P4 and P7 of FIG. 5 and the voltage V (P4) −V (P7) of the point P4 with respect to the point P7. .. The preconditions for the simulation were the same as those for the simulation in FIG. 2, except that the reference power supply 35 was grounded. If the input impedance of the power supply circuit 30 is negligibly low, the voltage V (P4) at the point P4 may be measured. If the input impedance of the power supply circuit 30 cannot be ignored, the voltages V (P7) -V (P4) across the resistor R may be measured. In this case, if the AD converter 45 has a reference voltage input terminal, V (P7) may be input to the reference voltage input terminal and V (P4) may be input to the measurement voltage input terminal. Even if the AD converter 45 does not have a reference voltage input terminal, the difference between V (P7) and V (P4) can be measured if the AD converter 45 has two inputs.

本実施の形態では、測定値である点Ｐ４の電圧が基準電源３５（ここではグランド）の電圧に対してプラス側の振幅となって便利である。また、基準電源３５がグランドでよいため、構成が簡易である。本実施の形態のその他の点は、実施の形態１と同様である。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。 In the present embodiment, the voltage at the point P4, which is a measured value, has an amplitude on the positive side with respect to the voltage of the reference power supply 35 (here, ground), which is convenient. Further, since the reference power supply 35 may be ground, the configuration is simple. Other points of this embodiment are the same as those of the first embodiment. The present embodiment can also have the same effect as that of the first embodiment.

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係る状態検出装置４の概略回路図である。以下、実施の形態３との相違点を中心に説明する。状態検出装置４では、電流電圧変換手段は、２つの抵抗（シャント抵抗器）Ｒ１、Ｒ２である。抵抗Ｒ１、Ｒ２の一端は、ダイオードブリッジ２０の高電圧側出力端子（Ｐ４）に接続される。抵抗Ｒ１の他端は、高電圧側ダイオードの一つであるダイオードＤ２のカソード、及びＡＤコンバータ４５の第１測定電圧入力端子に接続される。抵抗Ｒ２の他端は、高電圧側ダイオードの一つであるダイオードＤ４のカソード、及びＡＤコンバータ４５の第２測定電圧入力端子に接続される。ダイオードブリッジ２０の高電圧側出力端子（Ｐ４）は、電源回路３０の一方の入力端子に接続される。 (Embodiment 4)
FIG. 7 is a schematic circuit diagram of the state detection device 4 according to the fourth embodiment of the present invention. Hereinafter, the differences from the third embodiment will be mainly described. In the state detection device 4, the current-voltage conversion means are two resistors (shunt resistors) R1 and R2. One end of the resistors R1 and R2 is connected to the high voltage side output terminal (P4) of the diode bridge 20. The other end of the resistor R1 is connected to the cathode of the diode D2, which is one of the high voltage side diodes, and the first measurement voltage input terminal of the AD converter 45. The other end of the resistor R2 is connected to the cathode of the diode D4, which is one of the high voltage side diodes, and the second measurement voltage input terminal of the AD converter 45. The high voltage side output terminal (P4) of the diode bridge 20 is connected to one input terminal of the power supply circuit 30.

図８は、図７の点Ｐ４、Ｐ８、Ｐ９における電圧Ｖ（Ｐ４）、Ｖ（Ｐ８）、Ｖ（Ｐ９）、並びに点Ｐ４に対する点Ｐ８の電圧Ｖ（Ｐ８）－Ｖ（Ｐ４）、及び点Ｐ４に対する点Ｐ９の電圧Ｖ（Ｐ９）－Ｖ（Ｐ４）の時間変化を示すシミュレーションによるグラフである。シミュレーションの前提条件は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値をそれぞれ５ｋΩとした他は、図６におけるシミュレーションと同じとした。図８より、基準電源３５（ここではグランド）の電圧に対するプラス側の振幅が点Ｐ８と点Ｐ９に交互に現れる。電源回路３０の入力インピーダンスが無視できるほど低ければ、点Ｐ８、Ｐ９の電圧Ｖ（Ｐ８）、Ｖ（Ｐ９）を測定すればよい。電源回路３０の入力インピーダンスが無視できない場合には、抵抗Ｒ１の両端の電圧Ｖ（Ｐ８）－Ｖ（Ｐ４）、及び抵抗Ｒ２の両端の電圧Ｖ（Ｐ９）－Ｖ（Ｐ４）を測定すればよい。この場合、基準電圧入力端子のあるＡＤコンバータ４５であれば、Ｖ（Ｐ４）を基準電圧入力端子に、Ｖ（Ｐ８）及びＶ（Ｐ９）を第１及び第２測定電圧入力端子にそれぞれ入力すればよい。基準電圧入力端子のないＡＤコンバータ４５でも、２入力のＡＤコンバータ４５であれば、Ｖ（Ｐ８）とＶ（Ｐ４）の差、及びＶ（Ｐ９）とＶ（Ｐ４）の差を測定できる。 FIG. 8 shows the voltages V (P4), V (P8), V (P9) at points P4, P8, P9 in FIG. 7, and the voltages V (P8) -V (P4), and points at point P8 with respect to point P4. It is a graph by the simulation which shows the time change of the voltage V (P9)-V (P4) of the point P9 with respect to P4. The preconditions for the simulation were the same as those for the simulation in FIG. 6, except that the resistance values of the resistors R1 and R2 were set to 5 kΩ, respectively. From FIG. 8, the amplitude on the positive side with respect to the voltage of the reference power supply 35 (here, ground) appears alternately at points P8 and P9. If the input impedance of the power supply circuit 30 is negligibly low, the voltages V (P8) and V (P9) at points P8 and P9 may be measured. If the input impedance of the power supply circuit 30 cannot be ignored, the voltages V (P8) -V (P4) across the resistor R1 and the voltages V (P9) -V (P4) across the resistor R2 may be measured. .. In this case, if the AD converter 45 has a reference voltage input terminal, V (P4) should be input to the reference voltage input terminal, and V (P8) and V (P9) should be input to the first and second measurement voltage input terminals, respectively. Just do it. Even if the AD converter 45 does not have a reference voltage input terminal, the difference between V (P8) and V (P4) and the difference between V (P9) and V (P4) can be measured if the AD converter 45 has two inputs.

本実施の形態のその他の点は、実施の形態３と同様である。本実施の形態によれば、実施の形態３と同様の効果に加え、抵抗Ｒ１、Ｒ２により圧電素子１０の出力電圧の極性が互いに異なる各場合の電流を別々に検出するため、マイコン４０では圧電素子１０の出力電圧の極性も検出することができる。 Other points of this embodiment are the same as those of the third embodiment. According to the present embodiment, in addition to the same effect as in the third embodiment, the resistors R1 and R2 separately detect the currents in each case where the polarities of the output voltages of the piezoelectric elements 10 are different from each other. The polarity of the output voltage of the element 10 can also be detected.

本実施の形態の変形例として、抵抗Ｒ１をダイオードブリッジ２０の一方の入力端子（Ｐ１）とダイオードＤ２のアノードとの間に設け、抵抗Ｒ２をダイオードブリッジ２０の他方の入力端子（Ｐ２）とダイオードＤ４のアノードとの間に設けてもよい。この場合、抵抗Ｒ１の両端の電圧及び抵抗Ｒ２の両端の電圧をそれぞれＡＤコンバータ４５でデジタル値に変換する構成としてもよい。 As a modification of this embodiment, a resistor R1 is provided between one input terminal (P1) of the diode bridge 20 and the anode of the diode D2, and a resistor R2 is provided between the other input terminal (P2) of the diode bridge 20 and the diode. It may be provided between the anode and the D4 anode. In this case, the voltage across the resistor R1 and the voltage across the resistor R2 may be converted into digital values by the AD converter 45, respectively.

（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５に係る状態検出装置５の概略回路図である。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。状態検出装置５では、電流電圧変換手段は、１つの電流センサ２５である。電流センサ２５は、例えば、ホール素子などの磁気センサ、電流プローブ、あるいはカレントトランスセンサである。電流センサ２５は、圧電素子１０の他端と、ダイオードブリッジ２０の他方の入力端子（図９の点Ｐ２）と、の間の電流経路に対して設けられ、当該電流経路に流れる電流を電圧に変換する。当該電流経路に流れる電流の方向から圧電素子１０の出力電圧の極性を判別できる。電流センサ２５の出力端子は、ＡＤコンバータ４５の入力端子に接続される。電流センサ２５の出力電圧（アナログ値）は、ＡＤコンバータ４５によってデジタル値に変換される。 (Embodiment 5)
FIG. 9 is a schematic circuit diagram of the state detection device 5 according to the fifth embodiment of the present invention. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described. In the state detection device 5, the current-voltage conversion means is one current sensor 25. The current sensor 25 is, for example, a magnetic sensor such as a Hall element, a current probe, or a current transformer sensor. The current sensor 25 is provided for a current path between the other end of the piezoelectric element 10 and the other input terminal of the diode bridge 20 (point P2 in FIG. 9), and converts the current flowing in the current path into a voltage. Convert. The polarity of the output voltage of the piezoelectric element 10 can be determined from the direction of the current flowing in the current path. The output terminal of the current sensor 25 is connected to the input terminal of the AD converter 45. The output voltage (analog value) of the current sensor 25 is converted into a digital value by the AD converter 45.

本実施の形態のその他の点は、実施の形態１と同様である。本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果に加え、電流センサ２５により圧電素子１０の出力電圧の極性が互いに異なる各場合の電流を検出するため、マイコン４０では圧電素子１０の出力電圧の極性も検出することができる。また、圧電素子１０の出力電圧の極性も検出できる構成でありながら、電流電圧変換手段は１つの電流センサ２５でよく、電流電圧変換手段を２つ設ける必要がない。本実施の形態において、電流センサ２５は、圧電素子１０の一端と、ダイオードブリッジ２０の一方の入力端子（図９の点Ｐ１）と、の間の電流経路に対して設けられてもよい。 Other points of this embodiment are the same as those of the first embodiment. According to the present embodiment, in addition to the same effect as that of the first embodiment, the current sensor 25 detects the current in each case where the polarities of the output voltages of the piezoelectric elements 10 are different from each other. The polarity of the output voltage can also be detected. Further, although the configuration is such that the polarity of the output voltage of the piezoelectric element 10 can be detected, the current-voltage conversion means may be one current sensor 25, and it is not necessary to provide two current-voltage conversion means. In the present embodiment, the current sensor 25 may be provided for the current path between one end of the piezoelectric element 10 and one input terminal of the diode bridge 20 (point P1 in FIG. 9).

電流センサ２５の出力電圧は、検出対象の電流が流れる経路と絶縁されている。このため、電流センサ２５の出力電圧はフローティング電圧となり、ＡＤコンバータ４５の入力側において基準電圧を任意に設定でき、回路設計が容易で回路構成がシンプルとなる。こうした利点は、電流電圧変換手段を電流センサ２５としたことによるものである。電流電圧変換手段を抵抗とした場合、その抵抗の両端の電圧がいずれも例えば基準電源３５の電圧に対して変化する。一方、ＡＤコンバータ４５の入力の一方は、基準電圧なので一定であることが求められる。このため、電流電圧変換手段を抵抗とした場合には、抵抗の両端の電圧を処理する回路設計、回路構成が複雑になる。そうしたデメリットが許容される場合には、電流センサ２５を抵抗に替えてもよい。 The output voltage of the current sensor 25 is insulated from the path through which the current to be detected flows. Therefore, the output voltage of the current sensor 25 becomes a floating voltage, the reference voltage can be arbitrarily set on the input side of the AD converter 45, the circuit design is easy, and the circuit configuration is simple. Such an advantage is due to the fact that the current-voltage conversion means is the current sensor 25. When the current-voltage conversion means is a resistor, the voltage across the resistor changes with respect to, for example, the voltage of the reference power supply 35. On the other hand, since one of the inputs of the AD converter 45 is a reference voltage, it is required to be constant. Therefore, when the current-voltage conversion means is a resistor, the circuit design and circuit configuration for processing the voltage across the resistor become complicated. If such a demerit is acceptable, the current sensor 25 may be replaced with a resistor.

（他の実施の形態）
図１０は、本発明の他の実施の形態であり、状態検出装置６を用いた状態検出システムの概略ブロック図である。状態検出装置６は、前述の各実施の形態における状態検出装置１～５のいずれかの構成に加え、二次電池５０、通信手段としての通信モジュール６０、及び各種センサ７０を備える。状態検出装置６は、外部空間と隔てられた被測定空間に設けられる。 (Other embodiments)
FIG. 10 is a schematic block diagram of a state detection system using the state detection device 6, which is another embodiment of the present invention. The state detection device 6 includes a secondary battery 50, a communication module 60 as a communication means, and various sensors 70, in addition to the configuration of any of the state detection devices 1 to 5 in each of the above-described embodiments. The state detection device 6 is provided in a space to be measured separated from the external space.

圧電素子１０、ダイオードブリッジ２０、電源回路３０、及び二次電池５０は、状態検出装置６の電源７を構成する。二次電池５０は、好ましくは全固体電池であり、電源回路３０によって充電され、マイコン４０、通信モジュール６０、及び各種センサ７０に動作電圧を供給する。当該動作電圧は、電源回路３０から供給されてもよい。また、二次電池５０に替えて、キャパシタを設けてもよい。通信モジュール６０は、外部空間に設けられた受信装置１００の通信モジュール１０３と通信するものであって、各種センサ７０による検出結果を通信モジュール１０３に送信する。各種センサ７０は、温度センサ、加速度センサ、圧力センサ、及び歪みセンサ、の少なくともいずれかを含む。また、各種センサ７０は、圧電素子１０の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換手段（前述の実施の形態における抵抗Ｒ又は抵抗Ｒ１、Ｒ２）も含む。 The piezoelectric element 10, the diode bridge 20, the power supply circuit 30, and the secondary battery 50 constitute the power supply 7 of the state detection device 6. The secondary battery 50 is preferably an all-solid-state battery, which is charged by the power supply circuit 30 to supply operating voltages to the microcomputer 40, the communication module 60, and various sensors 70. The operating voltage may be supplied from the power supply circuit 30. Further, a capacitor may be provided instead of the secondary battery 50. The communication module 60 communicates with the communication module 103 of the receiving device 100 provided in the external space, and transmits the detection results by the various sensors 70 to the communication module 103. The various sensors 70 include at least one of a temperature sensor, an acceleration sensor, a pressure sensor, and a strain sensor. The various sensors 70 also include current-voltage conversion means (resistors R or resistors R1 and R2 in the above-described embodiment) that convert the output current of the piezoelectric element 10 into a voltage.

受信装置１００は、表示装置１０１と、制御部としてのマイコン（マイクロコントローラ）１０２と、通信手段としての通信モジュール１０３と、を含む。マイコン１０２は、通信モジュール１０３が状態検出装置６から受信した各種センサ７０による検出結果を、表示装置１０１に表示することができる。 The receiving device 100 includes a display device 101, a microcomputer (microcontroller) 102 as a control unit, and a communication module 103 as a communication means. The microcomputer 102 can display the detection results of the various sensors 70 received from the state detection device 6 by the communication module 103 on the display device 101.

本実施の形態も、前述の実施の形態と同様に、圧電素子１０と電源回路３０との接続を遮断せずに圧電素子１０の出力を利用した状態検出が可能という効果を奏することができる。 Similar to the above-described embodiment, this embodiment can also have the effect of being able to detect the state using the output of the piezoelectric element 10 without interrupting the connection between the piezoelectric element 10 and the power supply circuit 30.

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。 Although the present invention has been described above by taking the embodiment as an example, it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope of the claims. By the way. Hereinafter, a modified example will be touched upon.

実施の形態２及び４で説明した抵抗Ｒ１、Ｒ２の配置の更に別の変形例として、抵抗Ｒ１、Ｒ２の一方をダイオードブリッジ２０の一方の入力端子（Ｐ１）と低電圧側出力端子（Ｐ３）との間（ダイオードＤ１のアノード側でもカソード側でもよい）に設け、他方をダイオードブリッジ２０の一方の入力端子（Ｐ１）と高電圧側出力端子（Ｐ４）との間（ダイオードＤ２のアノード側でもカソード側でもよい）に設けてもよい。あるいは、抵抗Ｒ１、Ｒ２の一方をダイオードブリッジ２０の他方の入力端子（Ｐ２）と低電圧側出力端子（Ｐ３）との間（ダイオードＤ３のアノード側でもカソード側でもよい）に設け、他方をダイオードブリッジ２０の他方の入力端子（Ｐ２）と高電圧側出力端子（Ｐ４）との間（ダイオードＤ４のアノード側でもカソード側でもよい）に設けてもよい。すなわち、圧電素子１０の出力電圧の極性が互いに異なる各場合の電流を別々に検出できる任意の位置に抵抗Ｒ１、Ｒ２を設ければよい。そして、抵抗Ｒ１の両端の電圧及び抵抗Ｒ２の両端の電圧をそれぞれマイコン４０により検出する構成とすれば、圧電素子１０の出力電圧の極性も検出することができる。 As yet another modification of the arrangement of the resistors R1 and R2 described in the second and fourth embodiments, one of the resistors R1 and R2 is one of the input terminals (P1) and the low voltage side output terminal (P3) of the diode bridge 20. (It may be on the anode side or the cathode side of the diode D1), and the other is provided between one input terminal (P1) and the high voltage side output terminal (P4) of the diode bridge 20 (also on the anode side of the diode D2). It may be provided on the cathode side). Alternatively, one of the resistors R1 and R2 is provided between the other input terminal (P2) of the diode bridge 20 and the low voltage side output terminal (P3) (either the anode side or the cathode side of the diode D3), and the other is a diode. It may be provided between the other input terminal (P2) of the bridge 20 and the high voltage side output terminal (P4) (either the anode side or the cathode side of the diode D4). That is, the resistors R1 and R2 may be provided at arbitrary positions where the currents in each case where the polarities of the output voltages of the piezoelectric elements 10 are different from each other can be detected separately. If the voltage across the resistor R1 and the voltage across the resistor R2 are each detected by the microcomputer 40, the polarity of the output voltage of the piezoelectric element 10 can also be detected.

実施の形態１～４の電流電圧変換手段（抵抗Ｒ、Ｒ１、Ｒ２）を、電流センサに替えてもよい。もっとも、実施の形態１～４の構成では、電流電圧変換手段が抵抗である方が安価で回路構成もシンプルである。 The current-voltage conversion means (resistances R, R1, R2) of the first to fourth embodiments may be replaced with a current sensor. However, in the configurations of the first to fourth embodiments, it is cheaper and the circuit configuration is simpler if the current-voltage conversion means is a resistor.

１～６状態検出装置、７電源、１０圧電素子、２０ダイオードブリッジ（整流回路）、２５電流センサ、３０電源回路、３５基準電源、４０マイコン（マイクロコントローラ）、４５ＡＤコンバータ（アナログデジタル変換器）、５０二次電池、６０通信モジュール、７０各種センサ、１００受信装置、１０１表示装置、１０２マイコン（マイクロコントローラ）、１０３通信モジュール 1 to 6 State detector, 7 power supply, 10 piezoelectric element, 20 diode bridge (rectifier circuit), 25 current sensor, 30 power supply circuit, 35 reference power supply, 40 microcomputer (microcontroller), 45 AD converter (analog-to-digital converter) , 50 Secondary battery, 60 Communication module, 70 Various sensors, 100 Receiver, 101 Display device, 102 Microcontroller, 103 Communication module

Claims

Piezoelectric element and
A rectifier circuit to which the output voltage of the piezoelectric element is input and
The power supply circuit to which the output voltage of the rectifier circuit is input and
A current-voltage conversion means provided in a path through which a current supplied from the rectifier circuit to the power supply circuit flows , and
A state detection device including a monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means.

Piezoelectric element and
A rectifier circuit to which the output voltage of the piezoelectric element is input and
The power supply circuit to which the output voltage of the rectifier circuit is input and
A current-voltage conversion means provided between the low-voltage side output terminal of the rectifier circuit and the power supply circuit, and
A state detection device including a monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means .

Piezoelectric element and
A diode bridge into which the output voltage of the piezoelectric element is input, and
The power supply circuit to which the output voltage of the diode bridge is input and
A current-voltage conversion means provided between the low-voltage side output terminal of the diode bridge and each anode of the two low-voltage side diodes of the diode bridge, respectively.
A state detection device including a monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means .

The state detection device according to claim 2 or 3, further comprising a reference voltage generating means for shifting the voltage of the high voltage side terminal of the current-voltage converting means by a predetermined value with respect to ground.

The state detection device according to claim 1, wherein the current-voltage conversion means is provided between the high-voltage side output terminal of the rectifier circuit and the power supply circuit.

Piezoelectric element and
A diode bridge into which the output voltage of the piezoelectric element is input, and
The power supply circuit to which the output voltage of the diode bridge is input and
A current-voltage conversion means provided between the high-voltage side output terminal of the diode bridge and each cathode of the two high-voltage side diodes of the diode bridge, respectively.
A state detection device including a monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means .

Piezoelectric element and
A diode bridge into which the output voltage of the piezoelectric element is input, and
The power supply circuit to which the output voltage of the diode bridge is input and
A current-voltage conversion means that is provided at two locations in the current path in the diode bridge and separately converts the current in each case where the output voltage polarities of the piezoelectric elements are different from each other into a voltage.
A state detection device including a monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means .

The state detection device according to any one of claims 1 to 7, wherein the current-voltage conversion means is a resistance.

Piezoelectric element and
A diode bridge into which the output voltage of the piezoelectric element is input, and
The power supply circuit to which the output voltage of the diode bridge is input and
A current-voltage conversion means provided in a path through which a current supplied from the piezoelectric element to the diode bridge flows , and
A state detection device including a monitoring means for monitoring the output voltage of the current-voltage conversion means.

The state detection device according to claim 9, wherein the current-voltage conversion means is a current sensor.

The state detection device according to any one of claims 1 to 10, wherein the monitoring means operates with a supply voltage from the power supply circuit or a supply voltage from a secondary battery or a capacitor charged by the power supply circuit.

The state detection device according to claim 11, wherein the secondary battery is an all-solid-state battery.

The state detection device according to claim 11 or 12, further comprising a sensor and communication means that operate on the supply voltage from the power supply circuit or the supply voltage from the secondary battery charged by the power supply circuit.