WO2020158172A1 - センサ装置 - Google Patents

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WO2020158172A1
WO2020158172A1 PCT/JP2019/047155 JP2019047155W WO2020158172A1 WO 2020158172 A1 WO2020158172 A1 WO 2020158172A1 JP 2019047155 W JP2019047155 W JP 2019047155W WO 2020158172 A1 WO2020158172 A1 WO 2020158172A1
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WO
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sensor
sensor device
calibration data
pressure
storage unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/047155
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅弘 初田
山本　尚
Original Assignee
ニッタ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C25/00—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a sensor device that detects at least one of pressure and temperature, and a sensor system including the sensor device.
  • a sensor device in which a sensor element is arranged on a base material to detect pressure, temperature, or both (for example, Patent Document 1).
  • a sensor device normally, the output value of the sensor element itself does not match the actual value of the measurement target, and the sensitivity of the sensor element varies. Therefore, in order to solve such a problem and to obtain an accurate measurement value, it is necessary to perform calibration work on the sensor element in advance.
  • the calibration data obtained by such work is made into a file and stored in the computer used for the calibration work. Then, at the time of actual measurement, a file including this calibration data is read and the output value of the sensor element is corrected.
  • the above calibration data is unique to each sensor device, and there is no compatibility between sensor devices of the same model. Therefore, at the time of actual measurement, the user specifies the sensor device used for measurement based on the serial number printed on the sensor device, etc., and specifies the corresponding file on the computer, The calibration data must be read. Such work is complicated, and if the file is specified incorrectly, the measurement result will be inaccurate. In addition, the user owns many sensor devices regardless of the same model or different models, and often uses them at the same time or in sequence. Specification becomes complicated.
  • the above calibration data can be created by the user of the sensor device, but the calibration data is created in advance before the sensor device is shipped from the factory and sold to the user together with the sensor device. Often done. In such a sales form, it is necessary to prepare a medium such as a CD or an SD card in which a file including the calibration data is stored, or to provide the file to the user via the website. The burden on the side becomes excessive.
  • An object of the present invention is to provide a sensor device that can easily acquire calibration data of a sensor element, and a sensor system including the sensor device.
  • a sensor device includes a base material, a sensing unit that is disposed on the base material and includes a sensor element that detects at least one of pressure and temperature, and the base material is disposed on the base material. And a storage unit for storing calibration data of the sensor element.
  • a sensor device is the sensor device according to the first aspect, wherein the sensing unit includes a plurality of sensor elements and detects the distribution of at least one of the pressure and the temperature.
  • the storage section stores the calibration data of the plurality of sensor elements.
  • the sensor device according to the third aspect of the present invention is the sensor device according to the first aspect or the second aspect, and the storage unit is a contactless tag.
  • the sensor device according to the fourth aspect of the present invention is the sensor device according to any one of the first to third aspects, wherein the base material has a sheet shape.
  • a sensor system includes the sensor device according to any one of the first to fourth aspects, and a connector connected to the sensor device.
  • the connector has a circuit for measuring an electric resistance value of the sensor element, a reader capable of reading data from the storage unit, and a communication unit capable of communicating with an external device.
  • the communication unit transmits the calibration data read by the reader from the storage unit and an output value corresponding to the electric resistance value measured by the circuit to the external device.
  • a sensor system is the sensor system according to the fifth aspect, further comprising a computer as the external device.
  • the computer includes a control unit that calculates the at least one of the pressure and the temperature by correcting the output value based on the calibration data.
  • a sensor system is the sensor system according to the sixth aspect, wherein the storage unit further stores at least one of a device identifier of the sensor device and usage information of the sensor device.
  • the computer further includes an output unit.
  • the control unit determines the usage status of the sensor device based on at least one of the device identifier or the usage information read from the storage unit by the reader and transmitted via the communication unit, and Information on maintenance of the sensor device is output to the output unit based on the usage status.
  • a sensor system is the sensor system according to the sixth aspect or the seventh aspect, wherein the reader writes data to the storage unit in addition to reading data from the storage unit. It is a reader/writer capable of The control unit creates the calibration data and writes the calibration data in the storage unit via the reader/writer.
  • a program according to a ninth aspect of the present invention causes a computer connected to the sensor device according to any of the first to fourth aspects to execute the following steps. -Reading the calibration data from the storage unit-acquiring the output value of the sensor element from the sensor device-correcting the output value based on the calibration data to obtain the pressure and the temperature. Calculating at least one of the
  • a method includes the following steps performed by a computer connected to the sensor device according to any of the first to fourth aspects. -Reading the calibration data from the storage unit-acquiring the output value of the sensor element from the sensor device-correcting the output value based on the calibration data to obtain the pressure and the temperature. Calculating at least one of the
  • the calibration data of the sensor element can be easily acquired.
  • FIG. 3 is a plan view showing the vicinity of a pressure sensitive area of the sensor device. III-III line sectional drawing of FIG.
  • FIG. 3 is a side sectional view of the connector with the sensor device connected thereto.
  • the block diagram which shows the electric constitution of a computer.
  • the flowchart which shows the flow of a 1st calibration process.
  • the flowchart which shows the flow of a 2nd calibration process.
  • FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a sensor system 100 including the sensor device 1 according to the present embodiment.
  • the sensor system 100 includes a sensor device 1, a computer 2, and a connector 3 for connecting the sensor device 1 to the computer 2.
  • a connector 3 for connecting the sensor device 1 to the computer 2.
  • the sensor device 1 is a pressure-sensitive sensor (tactile sensor) that detects pressure distribution.
  • 2 is a plan view showing a state in the vicinity of the pressure sensitive region 102 included in the sensor device 1
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
  • the x-axis, the y-axis, and the z-axis that are orthogonal to each other are defined.
  • the sensor device 1 includes a flat sheet-shaped first sheet base material 10 and a second sheet base material 20. With these sheet base materials 10 and 20, the sensor device 1 is configured as a flat sheet as a whole. Various electric elements described later are arranged on these sheet base materials 10 and 20.
  • a large number of first electrodes 11 extending in the x-axis direction are laminated on the lower surface 10 a of the first sheet base material 10.
  • the multiple first electrodes 11 are arranged at equal intervals.
  • a large number of first pressure sensitive members 12 are laminated on the lower surface 10a so as to cover the large number of first electrodes 11, respectively.
  • a large number of second electrodes 21 extending in the y-axis direction are stacked on the upper surface 20a of the second sheet base material 20.
  • the multiple second electrodes 21 are arranged at equal intervals.
  • a large number of second pressure sensitive members 22 are laminated on the upper surface 20a so as to cover the large number of second electrodes 21 respectively.
  • the lower surface 10a of the first sheet base material 10 and the upper surface 20a of the second sheet base material 20 are arranged so as to face each other in the z-axis direction.
  • the first electrode 11, the first pressure-sensitive member 12, the second electrode 21, and the second pressure-sensitive member 22 are arranged in a grid pattern in a plan view, and the z-axis direction is formed at the intersection point of the grid. Overlap with. Then, the pressure applied to the position of the intersection is detected by the first electrode 11, the first pressure-sensitive member 12, the second electrode 21, and the second pressure-sensitive member 22, which overlap each other at the intersection in the z-axis direction.
  • the sensor element 101 is configured.
  • a large number of sensor elements 101 are arranged on the sheet base materials 10 and 20 at equal intervals in the x-axis direction and the y-axis direction. Then, these many sensor elements 101 form a pressure-sensitive region 102 that spreads in a plane.
  • the sensing unit including a large number of sensor elements 101 can detect the pressure distribution in a plane orthogonal to the z-axis direction.
  • FIG. 4 is a pattern wiring diagram of the lower surface 10a of the first sheet base material 10
  • FIG. 5 is a pattern wiring diagram of the upper surface 20a of the second sheet base material 20.
  • a large number of terminals 15 respectively connected to the first electrodes 11 and the first electrodes.
  • a large number of wirings 14 that connect 11 and the terminals 15 are arranged.
  • Each terminal 15 is connected to the connector 3.
  • FIG. 6 is a plan view of the first sheet base material 10 and shows the upper surface 10 b of the first sheet base material 10.
  • the non-contact tag 40 is arranged on the upper surface 10 b of the first sheet base material 10.
  • the attachment position of the non-contact tag 40 with respect to the sensor device 1 is not limited to this, and may be arranged, for example, between the first sheet base material 10 and the second sheet base material 20, or the second sheet base material. It may be arranged on the lower surface 20b of the material 20.
  • the non-contact tag 40 which is also called an RF tag or an IC tag, has a memory circuit 41 and an antenna 42.
  • the storage circuit 41 stores the calibration data of the large number of sensor elements 101 described above. Further, the storage circuit 41 stores a device identifier such as a serial number of the sensor device 1 and usage information of the sensor device 1.
  • the antenna 42 wirelessly communicates with an external reader/writer 34, which will be described later, and enables the reader/writer 34 to access the data in the storage circuit 41.
  • the non-contact tag 40 is a passive type, and receives and is driven by electromagnetic waves transmitted from the reader/writer 34 via the antenna 42.
  • the configuration of the non-contact tag 40 is not limited to this, and may be, for example, an active type having a battery inside, or with respect to the wiring drawn out from the tag 40, from a connector via a pogo pin (spring probe). It may be of the type that is powered.
  • FIG. 7 is a side sectional view of the connector 3 with the sensor device 1 connected thereto.
  • the connector 3 has a housing 31 and circuit boards 32 a and 32 b held in the housing 31.
  • the housing 31 is formed with a slot 31 a into which the sensor device 1 can be inserted.
  • a part of the sensor device 1 is inserted into the slot 31a in a state where the pressure sensitive region 102 is exposed to the outside, whereby a connection state between the sensor device 1 and the connector 3 is formed.
  • the terminals 15 and 25 and the non-contact tag 40 are arranged in the slot 31a.
  • the circuit board 32a is located above the slot 31a, and the circuit board 32b is located below the slot 31a.
  • the communication circuit 36 and the computer 2 may be connected by wire or wirelessly.
  • a measurement circuit 33 that measures the electric resistance values of the many sensor elements 101 is mounted on the circuit boards 32a and 32b. More precisely, the measuring circuit 33 has a large number of contacts 33a arranged on the upper circuit board 32a and a large number of contacts 33b arranged on the lower circuit board 32b. These contacts 33a and 33b are electrically connected to the terminals 25 and 15 of the sensor device 1, respectively, in the connected state of the sensor device 1 and the connector 3.
  • a window 18 is formed in the first sheet base material 10 at a position where the contact 33a and the terminal 25 face each other so that the contact 33a and the terminal 25 can be connected to each other.
  • a window 28 is formed at a position where the contact 33b and the terminal 15 face each other so that the contact 33b and the terminal 15 can be connected.
  • the measurement circuit 33 measures the electric resistance value of each sensor element 101 by sequentially applying a voltage to a large number of sensor elements 101. More specifically, the measurement circuit 33 applies a voltage to the drive electrode, which is one of the first electrode 11 and the second electrode 21, in order, while receiving the electrode that is the other of the first electrode 11 and the second electrode 21. The electric resistance value of each sensor element 101 is measured by sequentially measuring the voltage.
  • the communication circuit 36 transmits an output value corresponding to the electric resistance value of each sensor element 101 to the computer 2.
  • a reader/writer 34 capable of wireless communication with the contactless tag 40 is mounted on the circuit board 32a.
  • the reader/writer 34 accesses the storage circuit 41 via the antenna 42 of the contactless tag 40 to read data from the storage circuit 41 and write data to the storage circuit 41.
  • the communication circuit 36 transmits the calibration data, the device identifier, and the usage information read from the storage circuit 41 by the reader/writer 34 to the computer 2.
  • an arithmetic circuit 35 capable of controlling various circuits on the circuit boards 32a and 32b including a measurement circuit 33, a reader/writer 34 and a communication circuit 36 is also mounted.
  • the computer 2 is a general-purpose computer as hardware, and is realized as, for example, a desktop computer, a laptop computer, a smartphone, a tablet computer, or the like.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the electrical configuration of the computer 2.
  • the program 2a is installed in the computer 2.
  • the program 2a is obtained from a recording medium such as a CD-ROM that can be read by the computer 2, or from a terminal on a communication network such as a LAN or the Internet to which the computer 2 is connected.
  • the program 2a causes the computer 2 to execute the operation described below.
  • the computer 2 includes a display 51, an input unit 52, a storage unit 53, a control unit 54, and a communication unit 55. These units 51 to 55 are connected to each other via a communication line 56 such as a bus line, and can communicate with each other.
  • the display 51 may be integrated in the housing of the main body of the computer 2 or may be externally attached.
  • the storage unit 53 can be composed of a non-volatile storage device such as a hard disk or a flash memory.
  • the control unit 54 can be composed of a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
  • the control unit 54 executes various processes by reading and executing the program 2a in the storage unit 53.
  • the communication unit 55 functions as a communication interface that establishes various types of communication connections, and enables communication with the communication circuit 36 of the connector 3.
  • the input unit 52 can be configured with a mouse, a keyboard, a touch panel, or the like, and accepts a user's operation on the computer 2.
  • the display 51 can be composed of a liquid crystal display or the like and displays various screens.
  • the control unit 54 converts the output value of each sensor element 101 (output value corresponding to the electrical resistance value of each sensor element 101) acquired from the connector 3 into a pressure value actually applied to each sensor element 101. , The pressure distribution applied to the pressure sensitive area 102 is calculated. At this time, the output value of each sensor element 101 acquired from the connector 3 is corrected based on the calibration data acquired from the non-contact tag 40 attached to the sensor device 1.
  • the calibration process of FIG. 9 (hereinafter referred to as the first calibration process) is also referred to as an equalization process. Since the sensor device 1 includes a large number of sensor elements 101, it is expected that output values will vary among the sensor elements 101.
  • the first calibration process is a process of calculating a correction coefficient for canceling this variation as the calibration data, and is executed prior to the pressure distribution measurement process described later.
  • the control unit 54 of the computer 2 is caused to start the first calibration process.
  • uniform pressure is applied to the pressure sensitive area 102 of the sensor device 1.
  • a bladder air bag that inflates with air pressure can be preferably used, whereby a constant pressure can be applied to all the sensor elements 101.
  • the control unit 54 responds to the pressure applied to each sensor element 101 from the connector 3 via the communication unit 55 (in other words, the pressure-sensitive members 12 and 22 included in each sensor element 101).
  • the output value x corresponding to the electric resistance value is received (step S11).
  • the control unit 54 calculates the average value xa of the output values x of all the sensor elements 101 (step S12).
  • the control unit 54 calculates a value (xa/x) obtained by dividing the average value xa by the output value x of the sensor element 101 as a correction coefficient of the sensor element 101 (step S13). ..
  • the correction coefficient for each sensor element 101 calculated as described above is stored in the memory circuit 41 of the non-contact tag 40 attached to the sensor device 1 (step S14). More specifically, the control unit 54 creates calibration data including the correction coefficient for each of the above sensor elements 101, and sends this to the connector 3. On the connector 3 side, the arithmetic circuit 35 drives the reader/writer 34 so as to write the received calibration data in the storage circuit 41 in accordance with an instruction from the control unit 54.
  • the correction coefficient is calculated from the output value x of the sensor element 101 when pressed with one pressure, but the correction coefficient is calculated from the output value x when pressed with two or more pressures. May be.
  • the correction coefficient (xa/x) may be calculated for each pressure as in the above-described example, and the average value of the two or more correction coefficients thus obtained may be used as the final correction coefficient.
  • (xa, x) at each pressure is specified, and from the two or more data sets of (xa, x) thus obtained, the relationship between x and xa is obtained as a final correction coefficient.
  • You may calculate the function showing. In this case, the coefficient of the function becomes the correction coefficient.
  • This function may be a linear expression or a curved expression, and is calculated by, for example, the least square method. The function can be calculated as passing through the origin (0,0).
  • the second calibration process is a process of calculating, as calibration data, a conversion coefficient for converting the output value of the sensor element 101 into an actual pressure value, and is executed prior to the pressure distribution measurement process described later.
  • the connector 3 is connected to the sensor device 1 and the computer 2.
  • the control unit 54 of the computer 2 is caused to start the second calibration process by performing a predetermined operation via the input unit 52. In this state, uniform pressure is applied to the pressure sensitive area 102 of the sensor device 1. Also at this time, a bladder (air bag) that inflates with air pressure can be preferably used.
  • control unit 54 responds to the pressure applied to each sensor element 101 from the connector 3 via the communication unit 55 (in other words, the pressure-sensitive members 12 and 22 included in each sensor element 101).
  • the output value x corresponding to the electric resistance value is received (step S21).
  • control unit 54 accepts the input of the pressure value y applied to the pressure sensitive area 102 and acquires it (step S22).
  • the pressure value y acquired at this time can be measured by a pressure sensor or the like prepared separately.
  • step S21 and step S22 may be performed in parallel in no particular order.
  • control unit 54 calculates the sum x1 of the output values x of all the sensor elements 101 (step S23). Then, the control unit 54 calculates the slope y1/x1 of the straight line passing through the origins (0, 0) and (x1, y1) as the conversion coefficient of each sensor element 101 (step S24). y1 is the total sum of the pressure values y applied to all the sensor elements 101.
  • the conversion coefficient for each sensor element 101 calculated as described above is stored in the storage circuit 41 of the non-contact tag 40 attached to the sensor device 1 (step S25). More specifically, the control unit 54 creates calibration data including the conversion coefficient for each of the sensor elements 101 described above, and transmits this to the connector 3. On the connector 3 side, the arithmetic circuit 35 drives the reader/writer 34 so as to write the received calibration data in the storage circuit 41 in accordance with an instruction from the control unit 54.
  • the conversion coefficient is calculated from the output value x of the sensor element 101 when pressed with one pressure, but the conversion coefficient is calculated from the output value x when pressed with two or more pressures. May be.
  • the conversion coefficient (y1/x1) may be calculated for each pressure as in the above-described example, and the average value of the two or more conversion coefficients thus obtained may be used as the final conversion coefficient.
  • (x1, y1) at each pressure is specified, and from the two or more data sets of (x1, y1) thus obtained, the relationship between x1 and y1 is obtained as the final conversion coefficient.
  • You may calculate the function which shows. In this case, the coefficient of the function becomes the conversion coefficient.
  • This function may be a linear expression or a curved expression, and is calculated by, for example, the least square method. The function can be calculated as passing through the origin (0,0).
  • the conversion coefficient is calculated from the output values x of all the sensor elements 101, but the conversion coefficient may be calculated from the output values x of some of the sensor elements 101 (may be one). .. In this case, in order to improve the accuracy of the conversion coefficient, it is preferable to first perform the first calibration process and calculate the conversion coefficient from the corrected output value obtained by multiplying the output value x by the correction coefficient.
  • the control unit 54 of the computer 2 is caused to start the measurement process by performing a predetermined operation via the input unit 52.
  • the control unit 54 reads the calibration data of the many sensor elements 101, the device identifier of the sensor device 1, and the usage information of the sensor device 1 from the storage circuit 41 of the non-contact tag 40 of the sensor device 1 ( Step S31). More specifically, the control unit 54 sends a read command to the connector 3. On the connector 3 side, the arithmetic circuit 35 drives the reader/writer 34 so as to read the calibration data, the device identifier, and the usage information in the memory circuit 41 in accordance with the read command. The arithmetic circuit 35 transmits the calibration data, the device identifier and the usage information read by the reader/writer 34 to the computer 2 via the communication circuit 36. The control unit 54 holds the calibration data, the device identifier, and the usage information from the sensor device 1 in the storage unit 53 or the RAM.
  • control unit 54 receives the output value of each sensor element 101 from the connector 3 via the communication unit 55 (step S32). Note that step S31 and step S32 may be executed in parallel in any order.
  • the control unit 54 calculates the pressure distribution in the pressure sensitive region 102 by correcting the output value of each sensor element 101 acquired in step S32 based on the calibration data acquired in step S31 (step). S33). More specifically, the pressure value applied to the sensor element 101 is calculated by multiplying the output value of each sensor element 101 by the correction coefficient of the sensor element 101 and further by the conversion coefficient. By calibrating with such a conversion coefficient, the output value of the sensor element 101 can be converted into the pressure value actually applied. Further, the calibration with such a correction coefficient makes it possible to adjust the difference in sensitivity among the many sensor elements 101.
  • the control unit 54 expresses the pressure distribution thus calculated in various forms such as a graphic, a table, and a graph, and displays it on the display 51 (step S34). Thereby, the user can confirm the pressure distribution applied to each sensor element 101.
  • the control unit 54 determines the usage status of the sensor device 1 based on the usage information of the sensor device 1 (step S35).
  • the usage information of the sensor device 1 is, for example, the cumulative usage time of the sensor device 1, the cumulative number of times the sensor element 101 has been used (the cumulative number of times the pressure has been detected), and the like.
  • the control unit 54 determines whether or not the sensor device 1 is approaching or has reached the maintenance time, based on the usage status of the sensor device 1 determined from the above usage information. For example, when the cumulative usage time exceeds a predetermined time, or when the cumulative usage count exceeds a predetermined count, it is determined that the maintenance time is approaching or has been reached.
  • the control unit 54 causes the display 51 to display information regarding the maintenance (hereinafter referred to as maintenance information) (step S36).
  • the maintenance information is, for example, information indicating that the sensor device 1 is approaching or has reached the maintenance time, and is a message or the like that prompts replacement of the sensor device 1 or execution of the calibration process again.
  • the maintenance information may be output in another form instead of or in addition to the display on the display 51.
  • audio may be output from a speaker or the like (not shown) mounted on the computer 2, or may be displayed by turning on or off a predetermined lamp mounted on the connector 3.
  • step S35 or step S36 the control unit 54 updates the usage information of the sensor device 1 so as to include the latest usage status (step S37). For example, the correction is made so as to increase the cumulative usage time or the cumulative usage count.
  • the cumulative usage time of the sensor device 1 can be counted, for example, based on the time during which the sensor device 1 was connected to the connector 3.
  • the updated usage information of the sensor device 1 is stored in the storage circuit 41 of the contactless tag 40. More specifically, the control unit 54 transmits update data including the updated usage information to the connector 3.
  • the arithmetic circuit 35 drives the reader/writer 34 so as to write the received update data in the storage circuit 41 in accordance with an instruction from the control unit 54. With the above, the measurement process of the pressure distribution is completed.
  • the sensor device 1 is a pressure sensor that detects a pressure distribution, but the present invention is not limited to this, and may be a temperature sensor that detects a temperature distribution, or may detect both pressure and temperature distributions. It may be a pressure temperature sensor. Since various configurations of such a temperature sensor and a pressure temperature sensor are known as described in, for example, Patent Document 1, detailed description thereof will be omitted here. Further, the sensor device targeted by the present invention does not have to be a sensor that detects the distribution of pressure and/or temperature at a plurality of points by a plurality of sensor elements, and a single point pressure and/or temperature by a single sensor element. Alternatively, it may be a sensor that detects temperature. Even in the case of a sensor device having a single sensor element, the calibration data of the sensor element is stored in advance to convert the output value of the sensor element into an actual value and adjust the variation in sensitivity between the sensor devices. can do.
  • the non-contact tag 40 attached to the sensor device 1 stores the usage information of the sensor device 1.
  • the usage information of the sensor device 1 may be stored in the storage unit 53 of the computer 2 or in the storage unit of another computer connected to the computer 2 in association with the device identifier of the sensor device 1. You may In this case, in step S35, the control unit 54 may acquire the usage information of the sensor device 1 from the computer using the device identifier of the sensor device 1 as a key, and determine the usage status of the sensor device 1 based on this.
  • the control unit 54 can acquire the usage information from both the non-contact tag 40 and the computer, and determine the usage status of the sensor device 1 based on the usage information.
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Abstract

センサ素子のキャリブレーションデータを容易に取得することができるセンサ装置が提供される。センサ装置は、基材と、前記基材上に配置され、圧力及び温度の少なくとも一方を検出するセンサ素子を含むセンシング部と、前記基材上に配置され、前記センサ素子のキャリブレーションデータを格納する記憶部とを備える。

Description

センサ装置
　本発明は、圧力及び温度の少なくとも一方を検出するセンサ装置、及びこれを備えるセンサシステムに関する。
　基材上にセンサ素子を配置することにより、圧力又は温度、あるいはその両方を検出できるようにしたセンサ装置が知られている（例えば、特許文献１）。このようなセンサ装置では、通常、センサ素子の出力値そのものは測定対象の実際の値に一致せず、センサ素子の感度にはばらつきがある。よって、このような問題を解消し、正確な測定値を得られるようにするためには、センサ素子に対し予めキャリブレーション作業を行う必要がある。特許文献１にも記載されているとおり、このような作業により得られたキャリブレーションデータは、ファイル化され、キャリブレーション作業に使用されたコンピュータに保存される。そして、実際の測定時には、このキャリブレーションデータを含むファイルが読み出され、センサ素子の出力値の補正が行われる。
特許第５９２８８５９号明細書
　以上のキャリブレーションデータは、個々のセンサ装置に固有のものであり、同機種のセンサ装置間においても、互換性がない。よって、ユーザーは、実際の測定時には、センサ装置に印字されたシリアルナンバー等に基づいて、測定に使用されるセンサ装置を特定し、コンピュータ上でこれに対応するファイルを指定することで、目的のキャリブレーションデータを読み出さなければならない。このような作業は、煩雑であり、仮にファイルの指定を誤ると、測定結果が不正確となる。また、ユーザーは、同機種又は異機種に関わらず、多くのセンサ装置を所有しており、これらを同時に又は順番に使用することが多々あり、このような場合には、益々、キャリブレーションデータの指定が煩雑になる。
　また、以上のキャリブレーションデータは、センサ装置を使用するユーザーの側でも作成することが可能であるが、センサ装置の工場出荷前にキャリブレーションデータを予め作成し、これをセンサ装置とともにユーザーに販売することもしばしば行われる。このような販売形態では、キャリブレーションデータを含むファイルを記憶させたＣＤやＳＤカード等の媒体を用意したり、あるいは同ファイルをウェブサイト経由でユーザーに提供する等する必要があるが、販売者側の負担が過大になる。
　本発明は、センサ素子のキャリブレーションデータを容易に取得することができるセンサ装置、及びこれを備えるセンサシステムを提供することを目的とする。
　本発明の第１観点に係るセンサ装置は、基材と、前記基材上に配置され、圧力及び温度の少なくとも一方を検出するセンサ素子を含むセンシング部と、前記基材上に配置され、前記センサ素子のキャリブレーションデータを格納する記憶部とを備える。
　本発明の第２観点に係るセンサ装置は、第１観点に係るセンサ装置であって、前記センシング部は、複数のセンサ素子を含み、前記圧力及び前記温度の前記少なくとも一方の分布を検出する。前記記憶部は、前記複数のセンサ素子の前記キャリブレーションデータを格納する。
　本発明の第３観点に係るセンサ装置は、第１観点又は第２観点に係るセンサ装置であって、前記記憶部は、非接触タグである。
　本発明の第４観点に係るセンサ装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係るセンサ装置であって、前記基材は、シート状である。
　本発明の第５観点に係るセンサシステムは、第１観点から第４観点のいずれかに係るセンサ装置と、前記センサ装置に接続されるコネクタとを備える。前記コネクタは、前記センサ素子の電気抵抗値を測定する回路と、前記記憶部からのデータの読み出しが可能なリーダーと、外部装置との通信が可能な通信部とを有する。前記通信部は、前記リーダーにより前記記憶部から読み出された前記キャリブレーションデータと、前記回路により測定された前記電気抵抗値に応じた出力値とを前記外部装置に送信する。
　本発明の第６観点に係るセンサシステムは、第５観点に係るセンサシステムであって、前記外部装置としてのコンピュータをさらに備える。前記コンピュータは、前記キャリブレーションデータに基づき、前記出力値を補正することにより、前記圧力及び前記温度の前記少なくとも一方を算出する制御部を有する。
　本発明の第７観点に係るセンサシステムは、第６観点に係るセンサシステムであって、前記記憶部は、前記センサ装置のデバイス識別子及び前記センサ装置の使用情報の少なくとも一方をさらに格納する。前記コンピュータは、出力部をさらに有する。前記制御部は、前記リーダーにより前記記憶部から読み出され、前記通信部を介して送信されてきた前記デバイス識別子又は前記使用情報の少なくとも一方に基づき、前記センサ装置の使用状況を判断し、前記使用状況に基づき、前記センサ装置のメンテナンスに関する情報を前記出力部に出力させる。
　本発明の第８観点に係るセンサシステムは、第６観点又は第７観点に係るセンサシステムであって、前記リーダーは、前記記憶部からのデータの読み出しに加え、前記記憶部へのデータの書き込みが可能なリーダーライターである。前記制御部は、前記キャリブレーションデータを作成し、前記リーダーライターを介して前記記憶部に前記キャリブレーションデータを書き込む。
　本発明の第９観点に係るプログラムは、第１観点から第４観点のいずれかに係るセンサ装置に接続されるコンピュータに、以下のステップを実行させる。
・前記記憶部から前記キャリブレーションデータを読み出すステップ
・前記センサ装置から前記センサ素子の出力値を取得するステップ
・前記キャリブレーションデータに基づき、前記出力値を補正することにより、前記圧力及び前記温度の前記少なくとも一方を算出するステップ
　本発明の第１０観点に係る方法は、第１観点から第４観点のいずれかに係るセンサ装置に接続されたコンピュータが行う以下のステップを含む。
・前記記憶部から前記キャリブレーションデータを読み出すステップ
・前記センサ装置から前記センサ素子の出力値を取得するステップ
・前記キャリブレーションデータに基づき、前記出力値を補正することにより、前記圧力及び前記温度の前記少なくとも一方を算出するステップ
　本発明によれば、センサ素子のキャリブレーションデータを容易に取得することができる。
本発明の一実施形態に係るセンサ装置を備えるセンサシステムの全体構成図。 センサ装置の感圧領域の近傍を示す平面図。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断図。 第１シート基材の下面のパターン配線図。 第２シート基材の上面のパターン配線図。 第１シート基材の平面図。 センサ装置が接続された状態のコネクタの側方断面図。 コンピュータの電気的構成を示すブロック図。 第１キャリブレーション処理の流れを示すフローチャート。 第２キャリブレーション処理の流れを示すフローチャート。 圧力分布の測定処理の流れを示すフローチャート。
　以下に、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るセンサ装置及びこれを備えるセンサシステムについて説明する。
　＜１．センサシステムの全体構成＞
　図１に、本実施形態に係るセンサ装置１を備えるセンサシステム１００の全体構成図を示す。センサシステム１００は、センサ装置１と、コンピュータ２と、センサ装置１をコンピュータ２に接続するためコネクタ３とを備える。以下、各装置１～３の構成を説明した後、センサシステム１００の各種処理について説明する。
　＜２．各部の構成＞
　＜２－１．センサ装置＞
　本実施形態に係るセンサ装置１は、圧力分布を検出する感圧センサ（タクタイルセンサ）である。図２は、センサ装置１に含まれる感圧領域１０２の近傍の様子を示す平面図であり、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。なお、説明の便宜のため、これらの図に示すように、互いに直交するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を定義する。
　センサ装置１は、平らなシート状の第１シート基材１０及び第２シート基材２０を有する。これらのシート基材１０及び２０により、センサ装置１は、全体として平らなシート状に構成される。これらのシート基材１０及び２０上には、後述する各種電気素子が配置される。
　第１シート基材１０の下面１０ａ上には、ｘ軸方向に延びる多数本の第１電極１１が積層されている。多数本の第１電極１１は、互いに等間隔に配列される。また、下面１０ａ上には、多数本の第１電極１１をそれぞれ覆うように、多数本の第１感圧部材１２が積層されている。一方、第２シート基材２０の上面２０ａ上には、ｙ軸方向に延びる多数本の第２電極２１が積層されている。多数本の第２電極２１は、互いに等間隔に配列される。また、上面２０ａ上には、多数本の第２電極２１をそれぞれ覆うように、多数本の第２感圧部材２２が積層されている。
　第１シート基材１０の下面１０ａと、第２シート基材２０の上面２０ａとは、ｚ軸方向に向かい合うように配置される。これにより、第１電極１１と、第１感圧部材１２と、第２電極２１と、第２感圧部材２２とは、平面視において格子状に配列され、格子の交点の位置においてｚ軸方向に重なる。そして、各交点においてｚ軸方向に重なり合う第１電極１１と、第１感圧部材１２と、第２電極２１と、第２感圧部材２２とにより、当該交点の位置に加えられた圧力を検出するセンサ素子１０１が構成される。よって、シート基材１０及び２０上には、多数のセンサ素子１０１が、ｘ軸方向及びｙ軸方向に等間隔に配置される。そして、これらの多数のセンサ素子１０１により、平面状に広がる感圧領域１０２が形成される。多数のセンサ素子１０１を含むセンシング部は、ｚ軸方向に直交する平面内における圧力分布を検出することができる。
　図４は、第１シート基材１０の下面１０ａのパターン配線図であり、図５は、第２シート基材２０の上面２０ａのパターン配線図である。図４に示されるとおり、第１シート基材１０の下面１０ａ上には、多数本の第１電極１１の他、これらの第１電極１１にそれぞれ接続される多数の端子１５と、第１電極１１と端子１５とをそれぞれ接続する多数本の配線１４とが配置されている。各端子１５は、コネクタ３に接続される。一方、図５に示されるとおり、第２シート基材２０の上面２０ａ上には、多数本の第２電極２１の他、これらの第２電極２１にそれぞれ接続される多数の端子２５と、第２電極２１と端子２５とをそれぞれ接続する多数本の配線２４とが配置されている。各端子２５は、コネクタ３に接続される。
　図６は、第１シート基材１０の平面図であり、第１シート基材１０の上面１０ｂを示している。同図に示すように、第１シート基材１０の上面１０ｂ上には、非接触タグ４０が配置されている。なお、非接触タグ４０のセンサ装置１に対する取り付け位置は、これに限られず、例えば、第１シート基材１０と第２シート基材２０との間に配置してもよいし、第２シート基材２０の下面２０ｂ上に配置してもよい。
　非接触タグ４０は、ＲＦタグやＩＣタグ等とも呼ばれ、記憶回路４１と、アンテナ４２とを有する。記憶回路４１には、上述した多数のセンサ素子１０１のキャリブレーションデータが格納されている。また、記憶回路４１には、センサ装置１のシリアルナンバー等のデバイス識別子と、センサ装置１の使用情報とが格納されている。アンテナ４２は、後述する外部のリーダーライター３４と無線通信し、リーダーライター３４から記憶回路４１内のデータへのアクセスを可能にする。
　非接触タグ４０は、パッシブタイプであり、アンテナ４２を介してリーダーライター３４から発信される電磁波により受電され、駆動される。ただし、非接触タグ４０の構成はこれに限られず、例えば、内部に電池を有するアクティブタイプであってもよいし、タグ４０から引き出された配線に対し、コネクタからポゴピン（スプリングプローブ）を介して電力供給されるタイプであってもよい。
　＜２－２．コネクタ＞
　図７は、センサ装置１が接続された状態のコネクタ３の側方断面図である。同図に示すとおり、コネクタ３は、筐体３１と、筐体３１内に保持される回路基板３２ａ及び３２ｂとを有する。筐体３１には、センサ装置１が差し込み可能なスロット３１ａが形成されている。センサ装置１は、感圧領域１０２が外部に露出した状態で、その一部がスロット３１ａ内に挿入され、これにより、センサ装置１とコネクタ３との接続状態が形成される。センサ装置１とコネクタ３との接続状態で、端子１５及び２５と、非接触タグ４０とは、スロット３１ａ内に配置される。回路基板３２ａは、スロット３１ａの上側に位置し、回路基板３２ｂは、スロット３１ａの下側に位置する。
　回路基板３２ａ上には、外部装置であるコンピュータ２との通信が可能な通信回路３６が搭載されている。通信回路３６とコンピュータ２とは、有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。
　また、回路基板３２ａ及び３２ｂ上には、多数のセンサ素子１０１の電気抵抗値を測定する測定回路３３が搭載されている。より正確には、測定回路３３は、上側の回路基板３２ａ上に配置される多数の接点３３ａと、下側の回路基板３２ｂ上に配置される多数の接点３３ｂとを有する。これらの接点３３ａ及び３３ｂは、センサ装置１とコネクタ３との接続状態で、それぞれセンサ装置１の端子２５及び１５に電気的に接続される。なお、第１シート基材１０には、接点３３ａと端子２５とが接続可能なように、接点３３ａと端子２５とが対面する位置に窓１８が形成されている。同様に、第２シート基材２０には、接点３３ｂと端子１５とが接続可能なように、接点３３ｂと端子１５とが対面する位置に窓２８が形成されている。センサ装置１の感圧領域１０２に圧力が加えられると、圧力が加えられた位置のセンサ素子１０１に含まれる第１感圧部材１２と第２感圧部材２２との接触状態が変化し、両者間の電気抵抗値が変化する。測定回路３３は、多数のセンサ素子１０１に順番に電圧を印加することにより、各センサ素子１０１の電気抵抗値を測定する。より具体的には、測定回路３３は、第１電極１１と第２電極２１の一方であるドライブ電極に順番に電圧を印加しながら、第１電極１１と第２電極２１の他方であるレシーブ電極の電圧を順番に測定することにより、各センサ素子１０１の電気抵抗値を測定する。通信回路３６は、各センサ素子１０１の電気抵抗値に応じた出力値を、コンピュータ２に送信する。
　また、回路基板３２ａ上には、非接触タグ４０と無線通信が可能なリーダーライター３４が搭載されている。リーダーライター３４は、非接触タグ４０のアンテナ４２を介して記憶回路４１にアクセスし、記憶回路４１からのデータの読み出し及び記憶回路４１へのデータの書き込みを行う。通信回路３６は、リーダーライター３４により記憶回路４１から読み出されたキャリブレーションデータ、デバイス識別子及び使用情報を、コンピュータ２に送信する。また、回路基板３２ａ上には、測定回路３３、リーダーライター３４及び通信回路３６を含む、回路基板３２ａ及び３２ｂ上の各種回路を制御することが可能な演算回路３５も搭載されている。
　＜２－３．コンピュータ＞
　コンピュータ２は、その名のとおり、ハードウェアとしては汎用のコンピュータであり、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータ等として実現される。図８は、コンピュータ２の電気的構成を示すブロック図である。同図に示すとおり、コンピュータ２には、プログラム２ａがインストールされている。プログラム２ａは、コンピュータ２が読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体から、或いはコンピュータ２が接続されるＬＡＮやインターネット等の通信ネットワーク上の端末から取得される。プログラム２ａは、コンピュータ２に後述する動作を実行させる。
　コンピュータ２は、ディスプレイ５１、入力部５２、記憶部５３、制御部５４及び通信部５５を備える。これらの部５１～５５は、互いにバス線等の通信線５６を介して接続されており、相互に通信可能である。ディスプレイ５１は、コンピュータ２の本体の筐体に一体的に組み込まれていても、外付けであってもよい。
　記憶部５３は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置から構成することができる。記憶部５３内には、プログラム２ａが格納されている他、コネクタ３を介してセンサ装置１から送信されてくる各種データが保存される。制御部５４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成することができる。制御部５４は、記憶部５３内のプログラム２ａを読み出して実行することにより、様々な処理を実行する。通信部５５は、様々な形式の通信接続を確立する通信インターフェースとして機能し、コネクタ３の通信回路３６との間の通信を可能にする。入力部５２は、マウスやキーボード、タッチパネル等で構成することができ、コンピュータ２に対するユーザーからの操作を受け付ける。ディスプレイ５１は、液晶ディスプレイ等で構成することができ、各種画面を表示する。
　制御部５４は、コネクタ３から取得した各センサ素子１０１の出力値（各センサ素子１０１の電気抵抗値に応じた出力値）を、各センサ素子１０１に実際に加えられた圧力値に変換して、感圧領域１０２に加えられた圧力分布を算出する。このとき、センサ装置１に取り付けられた非接触タグ４０から取得されたキャリブレーションデータに基づき、コネクタ３から取得した各センサ素子１０１の出力値が補正される。
　＜３．各種処理の詳細＞
　＜３－１．センサ素子のキャリブレーション処理＞
　次に、コンピュータ２で実行される、多数のセンサ素子１０１に対するキャリブレーション処理について説明する。ここでは、図９及び図１０のフローチャートに示す２種類のキャリブレーション処理について例示する。
　図９のキャリブレーション処理（以下、第１キャリブレーション処理という）は、イクイリブレーション処理とも称される。センサ装置１は、多数のセンサ素子１０１を備えているため、これらのセンサ素子１０１間で出力値にばらつきが出ることが予想される。第１キャリブレーション処理は、キャリブレーションデータとして、このばらつきをキャンセルするための補正係数を算出する処理であり、後述する圧力分布の測定処理に先立ち実行される。
　まず、コネクタ３をセンサ装置１及びコンピュータ２に接続する。また、入力部５２を介して所定の操作を行うことにより、コンピュータ２の制御部５４に第１キャリブレーション処理を開始させる。この状態で、センサ装置１の感圧領域１０２に一様な圧力を加える。このとき、空圧で膨らむブラダ（空気袋）を好適に使用することができ、これにより、全てのセンサ素子１０１に一定の圧力を加えることができる。
　以上を受けて、制御部５４は、コネクタ３から通信部５５を介して、各センサ素子１０１に加えられた圧力に応じた（言い換えると、各センサ素子１０１に含まれる感圧部材１２及び２２の電気抵抗値に応じた）出力値ｘを受信する（ステップＳ１１）。次に、制御部５４は、全てのセンサ素子１０１の出力値ｘの平均値ｘａを算出する（ステップＳ１２）。そして、制御部５４は、各センサ素子１０１について、平均値ｘａを当該センサ素子１０１の出力値ｘで除算した値（ｘａ／ｘ）を、当該センサ素子１０１の補正係数として算出する（ステップＳ１３）。
　以上の通り算出された各センサ素子１０１についての補正係数は、センサ装置１に取り付けられている非接触タグ４０の記憶回路４１内に格納される（ステップＳ１４）。より具体的には、制御部５４は、以上の各センサ素子１０１についての補正係数を含むキャリブレーションデータを作成し、これをコネクタ３に送信する。コネクタ３側では、演算回路３５が、制御部５４からの命令に従って、受信したキャリブレーションデータを記憶回路４１内に書き込むよう、リーダーライター３４を駆動する。
　なお、上述した例では、１つの圧力で押圧したときのセンサ素子１０１の出力値ｘから補正係数が算出されるが、２つ以上の圧力で押圧したときの出力値ｘから補正係数を算出してもよい。その場合、上述した例と同様に各圧力で補正係数（ｘａ／ｘ）を算出し、こうして得られる２以上の補正係数の平均値を最終的な補正係数としてもよい。あるいは、上述した例と同様に各圧力での（ｘａ，ｘ）を特定し、こうして得られる（ｘａ，ｘ）の２以上のデータセットから、最終的な補正係数として、ｘとｘａとの関係を表す関数を算出してもよい。この場合、関数の係数が、補正係数となる。この関数は、直線式であっても、曲線式であってもよく、例えば、最小二乗法等により算出される。関数は、原点（０，０）を通るものとして算出することができる。
　次に、図１０のキャリブレーション処理（以下、第２キャリブレーション処理という）について説明する。第２キャリブレーション処理は、キャリブレーションデータとして、センサ素子１０１の出力値を実際の圧力値に変換するための変換係数を算出する処理であり、後述する圧力分布の測定処理に先立ち実行される。
　まず、第１キャリブレーション処理の場合と同様に、コネクタ３をセンサ装置１及びコンピュータ２に接続する。また、入力部５２を介して所定の操作を行うことにより、コンピュータ２の制御部５４に第２キャリブレーション処理を開始させる。この状態で、センサ装置１の感圧領域１０２に一様な圧力を加える。このときも、空圧で膨らむブラダ（空気袋）を好適に使用することができる。
　以上を受けて、制御部５４は、コネクタ３から通信部５５を介して、各センサ素子１０１に加えられた圧力に応じた（言い換えると、各センサ素子１０１に含まれる感圧部材１２及び２２の電気抵抗値に応じた）出力値ｘを受信する（ステップＳ２１）。また、制御部５４は、感圧領域１０２に加えられた圧力値ｙの入力を受け付け、これを取得する（ステップＳ２２）。このとき取得される圧力値ｙは、別途用意した圧力センサ等で測定することができる。なお、ステップＳ２１とステップＳ２２とは、順不同であり、並列に実行されてもよい。
　次に、制御部５４は、全てのセンサ素子１０１の出力値ｘの総和ｘ１を算出する（ステップＳ２３）。そして、制御部５４は、各センサ素子１０１の変換係数として、原点（０，０）及び（ｘ１，ｙ１）を通る直線の傾きｙ１／ｘ１を算出する（ステップＳ２４）。ｙ１は、全てのセンサ素子１０１に加えられた圧力値ｙの総和である。
　以上の通り算出された各センサ素子１０１についての変換係数は、センサ装置１に取り付けられている非接触タグ４０の記憶回路４１内に格納される（ステップＳ２５）。より具体的には、制御部５４は、以上の各センサ素子１０１についての変換係数を含むキャリブレーションデータを作成し、これをコネクタ３に送信する。コネクタ３側では、演算回路３５が、制御部５４からの命令に従って、受信したキャリブレーションデータを記憶回路４１内に書き込むよう、リーダーライター３４を駆動する。
　なお、上述した例では、１つの圧力で押圧したときのセンサ素子１０１の出力値ｘから変換係数が算出されるが、２つ以上の圧力で押圧したときの出力値ｘから変換係数を算出してもよい。その場合、上述した例と同様に各圧力で変換係数（ｙ１／ｘ１）を算出し、こうして得られる２以上の変換係数の平均値を最終的な変換係数としてもよい。あるいは、上述した例と同様に各圧力での（ｘ１，ｙ１）を特定し、こうして得られる（ｘ１，ｙ１）の２以上のデータセットから、最終的な変換係数として、ｘ１とｙ１との関係を示す関数を算出してもよい。この場合、関数の係数が、変換係数となる。この関数は、直線式であっても、曲線式であってもよく、例えば、最小二乗法等により算出される。関数は、原点（０，０）を通るものとして算出することができる。
　なお、上述した例では、全てのセンサ素子１０１の出力値ｘから変換係数が算出されるが、一部のセンサ素子１０１（１つでもよい）の出力値ｘから変換係数が算出されてもよい。この場合、変換係数の精度を高めるためには、最初に第１キャリブレーション処理を行い、出力値ｘに補正係数を乗算した補正後の出力値から、変換係数を算出することが好ましい。
　＜３－２．圧力分布の測定処理＞
　次に、図１１を参照して、コンピュータ２で実行される、圧力分布の測定処理について説明する。この処理は、センサ装置１の非接触タグ４０にキャリブレーションデータを設定した後に実行されるべき処理である。
　まず、コネクタ３をセンサ装置１及びコンピュータ２に接続する。また、入力部５２を介して所定の操作を行うことにより、コンピュータ２の制御部５４に測定処理を開始させる。
　以上を受けて、制御部５４は、センサ装置１の非接触タグ４０の記憶回路４１から、多数のセンサ素子１０１のキャリブレーションデータ、センサ装置１のデバイス識別子及びセンサ装置１の使用情報を読み出す（ステップＳ３１）。より具体的には、制御部５４は、コネクタ３に読み出し命令を送信する。コネクタ３側では、演算回路３５が、この読み出し命令に従って、記憶回路４１内のキャリブレーションデータ、デバイス識別子及び使用情報を読み出すよう、リーダーライター３４を駆動する。演算回路３５は、リーダーライター３４により読み出されたキャリブレーションデータ、デバイス識別子及び使用情報を、通信回路３６を介してコンピュータ２に送信する。制御部５４は、センサ装置１からのキャリブレーションデータ、デバイス識別子及び使用情報を、記憶部５３又はＲＡＭ内に保持する。
　次に、制御部５４は、コネクタ３から通信部５５を介して、各センサ素子１０１の出力値を受信する（ステップＳ３２）。なお、ステップＳ３１とステップＳ３２とは順不同であり、並列に実行されてもよい。
　次に、制御部５４は、ステップＳ３１で取得したキャリブレーションデータに基づき、ステップＳ３２で取得した各センサ素子１０１の出力値を補正することにより、感圧領域１０２内における圧力分布を算出する（ステップＳ３３）。より具体的には、各センサ素子１０１の出力値に、当該センサ素子１０１の補正係数を乗算し、さらに変換係数を乗算することにより、当該センサ素子１０１に加えられた圧力値を算出する。このような変換係数による校正により、センサ素子１０１の出力値を実際に加えられた圧力値に変換することができる。また、このような補正係数による校正により、多数のセンサ素子１０１間の感度差を調整することができる。制御部５４は、こうして算出された圧力分布を、グラフィックや表、グラフ等の様々な態様で表現し、ディスプレイ５１上に表示させる（ステップＳ３４）。これにより、ユーザーは、各センサ素子１０１に加えられた圧力分布を確認することができる。
　次に、制御部５４は、センサ装置１の使用情報に基づき、センサ装置１の使用状況を判断する（ステップＳ３５）。センサ装置１の使用情報とは、例えば、センサ装置１の累積使用時間や、センサ素子１０１の累積使用回数（圧力を検出した累積回数）等である。制御部５４は、以上のような使用情報から判断されるセンサ装置１の使用状況に基づき、センサ装置１がメンテナンス時期に近づいている又は達しているか否かを判断する。例えば、累積使用時間が所定の時間を超えた場合や、累積使用回数が所定の回数を超えた場合等に、メンテナンス時期に近づいている又は達していると判断される。
　そして、センサ装置１がメンテナンス時期に近づいている又は達していると判断された場合には、制御部５４は、メンテナンスに関する情報（以下、メンテナンス情報という）をディスプレイ５１上に表示させる（ステップＳ３６）。メンテナンス情報とは、例えば、センサ装置１がメンテナンス時期に近づいている又は達している旨を示す情報であり、センサ装置１の交換や、再度のキャリブレーション処理の実行を促すメッセージ等である。なお、メンテナンス情報は、ディスプレイ５１上での表示に代えて又は加えて、別の態様で出力されてもよい。例えば、コンピュータ２に搭載された図示されないスピーカ等から音声出力されてもよいし、コネクタ３に搭載された所定のランプの点灯又は消灯等により表示されてもよい。
　ステップＳ３５又はステップＳ３６の後、制御部５４は、直近の使用状況を含むように、センサ装置１の使用情報を更新する（ステップＳ３７）。例えば、累積使用時間や累積使用回数を増やすように修正する。なお、センサ装置１の累積使用時間は、例えば、センサ装置１がコネクタ３に接続されていた時間に基づき、カウントすることができる。更新されたセンサ装置１の使用情報は、非接触タグ４０の記憶回路４１内に格納される。より具体的には、制御部５４は、更新された使用情報を含む更新データをコネクタ３に送信する。コネクタ３側では、演算回路３５が、制御部５４からの命令に従って、受信した更新データを記憶回路４１内に書き込むよう、リーダーライター３４を駆動する。以上により、圧力分布の計測処理が終了する。
　＜４．変形例＞
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下に示す変形例の要旨は、適宜、組み合わせることができる。
　＜４－１＞
　上記実施形態のセンサ装置１は、圧力分布を検出する圧力センサであったが、これに限られず、温度の分布を検出する温度センサであってもよいし、圧力及び温度の両方の分布を検出する圧力温度センサであってもよい。このような温度センサ及び圧力温度センサの構成については、例えば特許文献１にも記載されるとおり、様々知られているため、ここでは詳細な説明を省略する。また、本発明が対象とするセンサ装置は、複数のセンサ素子により複数の点における圧力及び／又は温度の分布を検出するセンサでなくてもよく、単一のセンサ素子により単点の圧力及び／又は温度を検出するセンサであってもよい。単一のセンサ素子を有するセンサ装置の場合も、センサ素子のキャリブレーションデータを予め記憶しておくことにより、センサ素子の出力値を実際の値に変換し、センサ装置間の感度のばらつきを調整することができる。
　＜４－２＞
　上記実施形態では、センサ装置１に取り付けられた非接触タグ４０に、センサ装置１の使用情報が格納された。しかしながら、これに代えて、センサ装置１の使用情報は、センサ装置１のデバイス識別子に関連付けて、コンピュータ２の記憶部５３内、又はコンピュータ２に接続されるその他のコンピュータの記憶部内に保存するようにしてもよい。この場合、制御部５４は、ステップＳ３５において、センサ装置１のデバイス識別子をキーに、センサ装置１の使用情報をコンピュータから取得し、これに基づいてセンサ装置１の使用状況を判断すればよい。あるいは、非接触タグ４０にセンサ装置１の使用情報を格納しつつ、別の情報を、センサ装置１のデバイス識別子に関連付けて、コンピュータ２の記憶部５３内、又はその他のコンピュータの記憶部内に保存するようにしてもよい。この場合、制御部５４は、非接触タグ４０及びコンピュータの両方から使用情報を取得し、これに基づいてセンサ装置１の使用状況を判断することができる。
１　センサ装置
１０１　センサ素子
１０　第１シート基材（基材）
２０　第２シート基材（基材）
２　コンピュータ
２ａ　プログラム
３　コネクタ
３３　測定回路（回路）
３４　リーダーライター
３５　通信回路（通信部）
４０　非接触タグ
４１　記憶回路
５１　ディスプレイ（出力部）
５４　制御部

Claims (10)

  1. 　基材と、
    　前記基材上に配置され、圧力及び温度の少なくとも一方を検出するセンサ素子を含むセンシング部と、
    　前記基材上に配置され、前記センサ素子のキャリブレーションデータを格納する記憶部と
    を備える、センサ装置。
  2. 　前記センシング部は、複数のセンサ素子を含み、前記圧力及び前記温度の前記少なくとも一方の分布を検出し、
    　前記記憶部は、前記複数のセンサ素子の前記キャリブレーションデータを格納する、
    請求項１に記載のセンサ装置。
  3. 　前記記憶部は、非接触タグである、
    請求項１又は２に記載のセンサ装置。
  4. 　前記基材は、シート状である、
    請求項１から３のいずれかに記載のセンサ装置。
  5. 　請求項１から４のいずれかに記載のセンサ装置と、
    　前記センサ装置に接続されるコネクタと
    を備え、
    　前記コネクタは、
    　前記センサ素子の電気抵抗値を測定する回路と、
    　前記記憶部からのデータの読み出しが可能なリーダーと、
    　外部装置との通信が可能な通信部と
    を有し、
    　前記通信部は、前記リーダーにより前記記憶部から読み出された前記キャリブレーションデータと、前記回路により測定された前記電気抵抗値に応じた出力値とを前記外部装置
    に送信する、
    センサシステム。
  6. 　前記外部装置としてのコンピュータ
    をさらに備え、
    　前記コンピュータは、
    　前記キャリブレーションデータに基づき、前記出力値を補正することにより、前記圧力及び前記温度の前記少なくとも一方の値を算出する制御部
    を有する、
    請求項５に記載のセンサシステム。
  7. 　前記記憶部は、前記センサ装置のデバイス識別子及び前記センサ装置の使用情報の少なくとも一方をさらに格納し、
    　前記コンピュータは、出力部をさらに有し、
    　前記制御部は、前記リーダーにより前記記憶部から読み出され、前記通信部を介して送信されてきた前記デバイス識別子又は前記使用情報の少なくとも一方に基づき、前記センサ装置の使用状況を判断し、前記使用状況に基づき、前記センサ装置のメンテナンスに関する情報を前記出力部に出力させる、
    請求項６に記載のセンサシステム。
  8. 　前記リーダーは、前記記憶部からのデータの読み出しに加え、前記記憶部へのデータの書き込みが可能なリーダーライターであり、
    　前記制御部は、前記キャリブレーションデータを作成し、前記リーダーライターを介して前記記憶部に前記キャリブレーションデータを書き込む、
    請求項６又は７に記載のセンサシステム。
  9. 　請求項１から４のいずれかに記載のセンサ装置に接続されるコンピュータに、
    　前記記憶部から前記キャリブレーションデータを読み出すステップと、
    　前記センサ装置から前記センサ素子の出力値を取得するステップと、
    　前記キャリブレーションデータに基づき、前記出力値を補正することにより、前記圧力及び前記温度の前記少なくとも一方の値を算出するステップと
    を実行させる、プログラム。
  10. 　請求項１から４のいずれかに記載のセンサ装置に接続されたコンピュータが、
    　前記記憶部から前記キャリブレーションデータを読み出すステップと、
    　前記センサ装置から前記センサ素子の出力値を取得するステップと、
    　前記キャリブレーションデータに基づき、前記出力値を補正することにより、前記圧力及び前記温度の前記少なくとも一方の値を算出するステップと
    を含む、方法。
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