図面 (/)

技術 制御装置及びセンサモジュール

出願人 セイコーNPC株式会社浜松光電株式会社株式会社ニシヤマ
発明者 青木祐行清田武司仲秋喜代志
出願日 2017年10月27日 (2年7ヶ月経過) 出願番号 2017-208280
公開日 2019年5月23日 (1年1ヶ月経過) 公開番号 2019-078731
状態 未査定
技術分野 体積流量の測定(I)
主要キーワード 比較結果情報 間欠供給 電圧変化速度 供給停止状態 常時電力 シングルエンド信号 流量計測装置 コンパレータ回路
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年5月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

ヒステリシス機能を維持しつつ、低消費電力化を図る。

解決手段

制御装置は、間欠供給される電力によって動作する制御装置であって、切替信号に基づいて切り替えられる判定閾値に基づいて、センサ検出信号のレベルを判定し、判定した結果を示す出力信号を出力するコンパレータと、前記電力の供給停止状態において、前記コンパレータの前記出力信号の状態を、容量に蓄えられた電力によって記憶している記憶部と、前記電力の供給状態において、前記記憶部に記憶されている前記出力信号の状態を示す情報を前記切替信号として前記コンパレータに出力する供給部と、前記電力の供給状態において、前記電力の一部を容量に充電させる充電制御部と、を備える。

概要

背景

従来、ガスメータ水道メータに内蔵されて、ガスや水などの流体の流量を計測する流量計測装置が知られている。例えば、水道メータの場合には、流体の流量に応じて羽根車が回転する。従来の流量計測装置は、磁気センサなどによってこの羽根車の軸に付いた磁石の回転を検出し、検出した信号のパルス数計数することにより、流体の流量を計測する。ここで、磁気センサの信号のパルス数を計数する際にチャタリングが生じてしまうと、パルス数の計数結果に誤差が生じ、流量を正しく計測することができない。そこで、従来の流量計測装置は、磁気センサの信号を検出する回路ヒステリシス特性を持たせることにより、チャタリングを低減している。
また、ガスメータや水道メータなどに内蔵される流量計測装置は、内蔵する電池によって、外部からの電力供給なしに動作するものがあり、さらなる低消費電力化が求められている。このため、従来の流量計測装置では、磁気センサへの電力供給を間欠的に行うことにより消費電力を低減している(例えば、特許文献1を参照。)。

概要

ヒステリシス機能を維持しつつ、低消費電力化をる。制御装置は、間欠供給される電力によって動作する制御装置であって、切替信号に基づいて切り替えられる判定閾値に基づいて、センサ検出信号のレベルを判定し、判定した結果を示す出力信号を出力するコンパレータと、前記電力の供給停止状態において、前記コンパレータの前記出力信号の状態を、容量に蓄えられた電力によって記憶している記憶部と、前記電力の供給状態において、前記記憶部に記憶されている前記出力信号の状態を示す情報を前記切替信号として前記コンパレータに出力する供給部と、前記電力の供給状態において、前記電力の一部を容量に充電させる充電制御部と、を備える。

目的

本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、ヒステリシス機能を維持しつつ、低消費電力化を図ることができる制御装置及びセンサモジュールを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

間欠供給される電力によって動作する制御装置であって、切替信号に基づいて切り替えられる判定閾値に基づいて、センサ検出信号のレベルを判定し、判定した結果を示す出力信号を出力するコンパレータと、前記電力の供給停止状態において、前記コンパレータの前記出力信号の状態を、容量に蓄えられた電力によって記憶している記憶部と、前記電力の供給状態において、前記記憶部に記憶されている前記出力信号の状態を示す情報を前記切替信号として前記コンパレータに出力する供給部と、前記電力の供給状態において、前記電力の一部を容量に充電させる充電制御部と、を備える制御装置。

請求項2

前記電力が供給停止状態から供給状態に遷移する状態において、前記センサに供給される前記センサの駆動電力電圧変化速度を制御する駆動電力制御部を更に備える請求項1に記載の制御装置。

請求項3

前記供給部は、前記切替信号を所定の時間間隔にして前記コンパレータに出力する、請求項1又は請求項2に記載の制御装置。

請求項4

前記供給部は、前記供給停止状態から前記供給状態に遷移してから所定の時間が経過した後に前記切替信号を前記コンパレータに出力する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の制御装置。

請求項5

請求項1から請求項4のいずれかに記載の制御装置と、センサと、電力の一部を充電する容量と、を備えるセンサモジュール

技術分野

0001

本発明は、制御装置及びセンサモジュールに関する。

背景技術

0002

従来、ガスメータ水道メータに内蔵されて、ガスや水などの流体の流量を計測する流量計測装置が知られている。例えば、水道メータの場合には、流体の流量に応じて羽根車が回転する。従来の流量計測装置は、磁気センサなどによってこの羽根車の軸に付いた磁石の回転を検出し、検出した信号のパルス数計数することにより、流体の流量を計測する。ここで、磁気センサの信号のパルス数を計数する際にチャタリングが生じてしまうと、パルス数の計数結果に誤差が生じ、流量を正しく計測することができない。そこで、従来の流量計測装置は、磁気センサの信号を検出する回路ヒステリシス特性を持たせることにより、チャタリングを低減している。
また、ガスメータや水道メータなどに内蔵される流量計測装置は、内蔵する電池によって、外部からの電力供給なしに動作するものがあり、さらなる低消費電力化が求められている。このため、従来の流量計測装置では、磁気センサへの電力供給を間欠的に行うことにより消費電力を低減している(例えば、特許文献1を参照。)。

先行技術

0003

特開平5−72013号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ここで、特許文献1に記載されるような従来の制御装置では、磁気センサへの電力供給は間欠的に行われているものの、制御回路への電力供給は常時行われている。この従来の制御装置において、さらなる消費電力の低減を図るため、制御回路への電力供給をも間欠的に行うとすると、ヒステリシス機能が失われてしまう。つまり、特許文献1に記載されるような従来の制御装置では、ヒステリシス機能を維持しつつ、さらなる低消費電力化を図ることが困難であるという課題があった。
本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、ヒステリシス機能を維持しつつ、低消費電力化を図ることができる制御装置及びセンサモジュールを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために、本発明の1態様に係る制御装置は、間欠供給される電力によって動作する制御装置であって、切替信号に基づいて切り替えられる判定閾値に基づいて、センサ検出信号のレベルを判定し、判定した結果を示す出力信号を出力するコンパレータと、前記電力の供給停止状態において、前記コンパレータの前記出力信号の状態を、容量に蓄えられた電力によって記憶している記憶部と、前記電力の供給状態において、前記記憶部に記憶されている前記出力信号の状態を示す情報を前記切替信号として前記コンパレータに出力する供給部と、前記電力の供給状態において、前記電力の一部を容量に充電させる充電制御部と、を備える。

0006

前記電力が供給停止状態から供給状態に遷移する状態において、前記センサに供給される前記センサの駆動電力電圧変化速度を制御する駆動電力制御部を更に備えてもよい。

0007

前記供給部は、前記切替信号を所定の時間間隔にして前記コンパレータに出力してもよい。

0008

前記供給部は、前記供給停止状態から前記供給状態に遷移してから所定の時間が経過した後に前記切替信号を前記コンパレータに出力してもよい。

0009

本発明の1態様に係るセンサモジュールは、上述のいずれかに記載の制御装置と、センサと、電力の一部を充電する容量と、を備える。

発明の効果

0010

本発明の各態様に係る制御装置及びセンサモジュールによれば、ヒステリシス機能を維持しつつ、低消費電力化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0011

本実施形態に係るセンサモジュールの構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る電力の供給状態に応じた制御装置の動作を模式的に示す図である。
本実施形態に係る制御装置の動作のタイムチャートを示す図である。

実施例

0012

[実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る圧力変化測定装置について詳細に説明する。

0013

<1.センサモジュール1の構成>
図1は、本実施形態に係るセンサモジュール1の構成の一例を示す図である。
センサモジュール1は、制御装置10と、磁気センサ20と、コンデンサ30とを備える。制御装置10は、間欠供給される電力によって動作する。磁気センサ20は、検出対象磁気を検出し、検出結果を示す信号を出力する。検出対象とは、例えば、羽根車に配置される永久磁石である。羽根車は、例えば、ガスメータ内部に配置される。羽根車は、ガスメータを介してガスが流れることに伴い回転される。羽根車が回転される速度とは、例えば、0.1[rpm]程度である。磁気センサ20は、ガスが流れることに伴って回転される永久磁石の磁気の変化を検出する。
制御装置10は、磁気センサ20と、コンデンサ30と、電圧源(不図示)とが接続される。電圧源は、制御装置10に電力を間欠供給する。コンデンサ30には、電圧源が電力を供給する状態(以下、供給状態)において、電力が充電される。また、コンデンサ30に充電された電力は、電圧源が電力の供給を停止する状態(以下、供給停止状態)において、制御装置10に記憶される各種情報の保持に用いられる。ここで、電圧源とは、例えば、電池等の直流電圧を供給する電圧源である。

0014

制御装置10は、複数の外部端子(以下、外部端子tm)を備える。図1に示される例おいて、制御装置10は、例えば、外部端子tm1〜tm10を備える。
外部端子tm1には、電圧源の正極端子が接続される。外部端子tm2には、電圧源の負極端子が接続される。外部端子tm3には、コンデンサ30の一端が接続される。コンデンサ30の他の一端は、電圧源の負極端子と同電位に接続(例えば、接地に接続)される。

0015

図1に示される例において、制御装置10には、磁気センサ20a及び磁気センサ20bの2つの磁気センサ20が接続される。以降の説明において、磁気センサ20a及び磁気センサ20bを区別しない場合には、総称して磁気センサ20と記載する。磁気センサ20は、検出対象の磁気を検出した検出結果を示す差動信号を出力する。外部端子tm4と、外部端子tm5とには、磁気センサ20aの出力端子が接続される。外部端子tm6と、外部端子tm7とには、磁気センサ20bの出力端子が接続される。磁気センサ20aは、外部端子tm4と、外部端子tm5とを介して差動信号(以下、第1差動信号)を制御装置10に出力する。磁気センサ20bは、外部端子tm6と、外部端子tm7とを介して差動信号(以下、第2差動信号)を制御装置10に出力する。外部端子tm8からは、第1差動信号に基づく信号であって、制御装置10によって処理された信号である第1出力信号が出力される。外部端子tm9からは、第2差動信号に基づく信号であって、制御装置10によって処理された信号である第2出力信号が出力される。以降の説明において、第1差動信号と、第2差動信号とを区別しない場合には、総称して差動信号と記載する。また、第1出力信号と、第2出力信号とを区別しない場合には、総称して出力信号と記載する。
磁気センサ20と、外部端子tm10とは、接続され、制御装置10は、外部端子tm10から磁気センサ20を駆動する電力を供給する。磁気センサ20は、制御装置10から供給される電力によって駆動し、検出対象の磁気を検出する。

0016

制御装置10は、コンパレータ回路11と、ラッチ回路12と、供給部13と、記憶部14と、充電制御部15と、駆動電力制御部16とを備える。
コンパレータ回路11には、外部端子tm4〜tm7から磁気センサ20a及び磁気センサ20bの差動信号が入力される。コンパレータ回路11は、供給部13から供給される切替信号に基づいて、入力された差動信号のレベルを比較する。コンパレータ回路11は、例えば、切替信号が示す判定閾値よりも磁気センサ20が出力する差動信号が大きい場合、ハイレベルを示す信号を出力する。また、コンパレータ回路11は、磁気センサ20が出力する差動信号が切替信号が示す判定閾値以下である場合、ローレベルを示す信号を出力する。
コンパレータ回路11は、差動信号を増幅する増幅器(増幅器AP)と、コンパレータCPとを磁気センサ20毎に備える。本実施形態において、コンパレータ回路11は、増幅器APaと、増幅器APbと、コンパレータCPaと、コンパレータCPbとを備える。以降の説明において、磁気センサ20aが出力する差動信号の処理に係る構成には、符号の末尾に「a」を付す。また、磁気センサ20bが出力する差動信号の処理に係る構成には、符号の末尾に「b」を付す。また、いずれの磁気センサ20に係る処理であるかを区別しない場合は、「a」又は「b」を省略して示す。

0017

外部端子tm4、tm5は、増幅器APaの入力端子と接続される。外部端子tm6、tm7は、増幅器APbの入力端子と接続される。増幅器APは、磁気センサ20が出力する差動信号を増幅する。増幅器APaの出力端子と、コンパレータCPaの入力端子とは接続される。増幅器APbの出力端子と、コンパレータCPbの入力端子とは接続される。コンパレータCPは、判定閾値と、増幅器APが増幅した磁気センサ20の差動信号とを比較する。コンパレータCPは、増幅器APが増幅した磁気センサ20の差動信号が判定閾値よりも大きい場合、ハイレベルを示す信号を出力する。また、コンパレータCPは、増幅器APが増幅した磁気センサ20の差動信号が判定閾値以下である場合、ローレベルを示す信号を出力する。以降の説明において、コンパレータCPaが出力する信号を第1比較結果信号と記載する。また、コンパレータCPbが出力する信号を第2比較結果信号と記載する。また、第1比較結果信号と、第2比較結果信号とを区別しない場合には、総称して比較結果信号と記載する。

0018

なお、コンパレータ回路11は、磁気センサ20が出力する差動信号の大きさが、コンパレータCPにおいて判定閾値と比較する際に適当な大きさであれば、増幅器APを備えていなくてもよい。また、磁気センサ20が検出結果を示す信号を差動信号によって出力する構成に代えて、シングルエンド信号によって出力する構成であってもよい。この場合、制御装置10は、磁気センサ20の出力端子と接続される外部端子tmとして、磁気センサ20がシングルエンド信号を出力する端子の数に応じた数(例えば、1つ)の外部端子tmを磁気センサ20毎に備える構成であってもよい。

0019

コンパレータCPの出力端子は、ラッチ回路12の入力端子と接続される。ラッチ回路12は、コンパレータ回路11が出力した比較結果信号を保持する。ラッチ回路12は、保持した比較結果信号を外部端子tm8及び外部端子tm9から出力する。具体的には、ラッチ回路12は、コンパレータCPaが出力した第1比較結果信号を保持し、外部端子tm8から信号(以下、第1出力信号)を出力する。また、ラッチ回路12は、コンパレータCPbが出力した第2比較結果信号を保持し、外部端子tm9から信号(以下、第2出力信号)を出力する。以降の説明において、第1出力信号と、第2出力信号とを区別しない場合には、総称して出力信号と記載する。
ラッチ回路12は、第1出力信号の状態を示す情報(以下、第1出力情報)を記憶部14に記憶させる。ラッチ回路12は、第2出力信号の状態を示す情報(以下、第2出力情報)を記憶部14に記憶させる。出力信号の状態を示す情報とは、例えば、出力信号がハイレベルであることを示す情報又は出力信号がローレベルであることを示す情報である。以降の説明において、第1出力情報と、第2出力情報とを区別しない場合には、総称して出力情報と記載する。

0020

供給部13は、記憶部14に記憶されている出力情報に基づいて、コンパレータ回路11に判定閾値を示す信号を出力する。
ここで、磁気センサ20の差動信号のレベルは、現在の差動信号のレベルだけではなく、過去の差動信号のレベルに基づいて判定されることが好ましい。具体的には、磁気センサ20の差動信号の変化が当該差動信号のレベルが増加する変化である場合、増加する変化に応じた判定閾値に基づいて、当該差動信号のレベルが比較されることが好ましい、また、磁気センサ20の差動信号の変化が当該差動信号のレベルが減少する変化である場合、減少する変化に応じた判定閾値に基づいて、差動信号のレベルが比較されることが好ましい。本実施形態において、供給部13は、記憶部14に記憶されている出力情報に基づいて、2種類の判定閾値を示す信号を出力する。供給部13は、記憶部14に記憶されている出力情報が、出力信号が所定の閾値(以下、第1閾値)より大きいことを示す場合、第1判定閾値信号を出力する。また、供給部13は、記憶部14に記憶されている出力情報が、出力信号が所定の閾値(以下、第2閾値)より小さいことを示す場合、第2判定閾値信号を出力する。ここで、第1閾値と、第2閾値とは、異なる値であって、かつ第1閾値の方が第2閾値よりも大きい値である。供給部13は、記憶部14に記憶される第1出力情報に基づいて、コンパレータCPaに対して第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号を出力する。また、供給部13は、第2出力情報に基づいて、コンパレータCPbに対して第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号を出力する。以降の説明において、第1判定閾値信号及び第2判定閾値信号とを、切替信号とも記載する。ここで、コンパレータCPは、差動信号と、供給部13によって切り替えられる第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号とを比較するヒステリシス機能付きコンパレータである。

0021

充電制御部15は、電圧源の電力の供給状態に応じてコンデンサ30に電力を充電させる。駆動電力制御部16は、電圧源の電力の供給状態に応じて磁気センサ20に電力を供給する。

0022

<2.電圧源による電力の供給状態に応じた制御装置10の動作>
図2は、本実施形態に係る電力の供給状態に応じた制御装置10の動作を模式的に示す図である。
上述したように、制御装置10は、電圧源から間欠供給される電力によって駆動する。具体的には、制御装置10のコンパレータ回路11、ラッチ回路12、供給部13、充電制御部15は、供給状態において動作し、供給停止状態において動作しない。
より具体的には、コンパレータ回路11は、供給状態において、磁気センサ20が出力する差動信号と、供給部13から供給される第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号に基づいて、比較結果信号を出力する。コンパレータ回路11は、供給停止状態において、コンパレータCPから比較結果信号を出力しない。
ラッチ回路12は、供給状態において、比較結果信号を保持し、出力信号を出力する。ラッチ回路12は、供給停止状態において、比較結果信号が入力されないため、出力信号を出力しない。
供給部13は、供給状態において、記憶部14に記憶されている出力情報に基づいて、コンパレータ回路11に第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号を出力する。供給部13は、供給停止状態において、第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号を出力しない。
充電制御部15は、供給状態において、コンデンサ30に電圧源から供給される電力を充電する。充電制御部15は、供給停止状態において、電圧源から電力が供給されないため、コンデンサ30に充電を行わない。
駆動電力制御部16は、供給状態において、磁気センサ20に電力を供給する。駆動電力制御部16は、供給停止状態において、電圧源から電力が供給されないため、磁気センサ20に電力を供給しない。

0023

記憶部14は、例えば、揮発性メモリ(例えば、RAM(Random Access Memory))であって、記憶部14に供給される電力によって記憶される情報が保持される。記憶部14は、供給状態において、電圧源の電力によって記憶される情報が保持される。記憶部14は、供給停止状態において、コンデンサ30の電力によって記憶される情報が保持される。

0024

<3.制御装置10の動作タイミング
図3は、本実施形態に係る制御装置10の動作のタイムチャートを示す図である。
図3に示す波形W1は、電圧源から供給される電力の供給状態と、供給停止状態とを示す波形である。具体的には、波形W1がハイレベルの場合、電圧源が供給状態であることを示し、波形W1がローレベルの場合、電圧源が供給停止状態であることを示す。電圧源は、供給状態と、供給停止状態とを周期的に繰り返す。電圧源は、ある周期の開始時刻時刻t1から時刻t6までの間、供給状態であって、時刻t6から次の周期の開始時刻までの間、供給停止状態である。電圧源が供給状態と、供給停止状態を繰り返す周期の長さとは、例えば、10[msec]程度の長さの時間である。この周期のうち、供給状態である時刻t1から時刻t6までの間とは、例えば、10[μsec]程度の長さの時間である。

0025

波形W2は、駆動電力制御部16が磁気センサ20に対して供給する電力の状態を示す波形である。図3に示される通り、駆動電力制御部16は、電圧源が供給停止状態から供給状態に遷移する状態、つまり、時刻t1において、磁気センサ20に対して電力を供給する。本実施形態の駆動電力制御部16は、時刻t1において、磁気センサ20に供給される当該磁気センサ20の駆動電力の電圧変化速度を制御する。具体的には、駆動電力制御部16は、時刻t1から時刻t2までの間に磁気センサ20の駆動電力が徐々に増加するように磁気センサ20に供給される駆動電力を制御する。時刻t1から時刻t2までの間とは、例えば、制御装置10が磁気センサ20に駆動電力を供給することによって生じる消費電力の変化が、制御装置10の動作の妨げにならない程度の変化となる時間である。

0026

波形W3は、供給部13が記憶部14から出力情報を読み出すタイミングを示す波形である。供給部13は、電圧源が供給状態である場合、記憶部14から出力情報を読み出す。本実施形態において、供給部13は、駆動電力制御部16が磁気センサ20の駆動電力の電圧変化速度の制御が完了したタイミング(この一例では、時刻t2)に記憶部14から出力情報を読み出す。供給部13は、比較結果情報に基づいて、コンパレータ回路11に第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号を出力する。

0027

波形W4は、ラッチ回路12が比較結果信号をラッチし、出力信号として出力するタイミングを示す波形である。コンパレータ回路11のコンパレータCPは、供給部13から供給される第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号に基づいて、磁気センサ20から入力された差動信号のレベルを比較し、比較結果信号を出力する。ラッチ回路12は、コンパレータCPが出力する比較結果信号を保持(ラッチ)する。ラッチ回路12が比較結果信号をラッチするタイミングは、供給部13が記憶部14から比較結果情報を読み出すタイミング(この一例では、時刻t2)よりも後の時刻(図示する時刻t3)である。
波形W5は、ラッチ回路12から出力信号が出力されるタイミングを示す波形である。ラッチ回路12は、時刻t3から時刻t6までの間、ラッチされた比較結果信号を出力信号として出力する。
波形W6は、記憶部14に記憶される出力情報が更新されるタイミングを示す波形である。記憶部14には、ラッチ回路12が時刻t3において出力信号の状態を示す出力情報が記憶される。記憶部14の出力情報は、ラッチ回路12が比較結果信号をラッチするタイミング、つまり、各周期の時刻t3において更新される。

0028

波形W7は、充電制御部15がコンデンサ30に電力を充電するタイミングを示す波形である。充電制御部15は、電圧源が供給停止状態から供給状態に遷移する状態、つまり、時刻t1においてコンデンサ30に電力を充電する。
波形W8は、コンデンサ30の充電状態を示す波形である。波形W8が示す通り、コンデンサ30は、時刻t1から充電が開始されてから所定時間st1が経過した後に、十分に電荷が蓄えられた状態(つまり、十分に充電された状態)になる。
波形W7に示す通り、充電制御部15は、コンデンサ30が十分に充電された状態になった後の時刻(図示する時刻t4)において、コンデンサ30に充電を行わない。これに伴い、波形W8に示す通り、コンデンサ30の電荷量は、時刻t4から次に充電が行われる時刻(図示する次の周期の時刻t1)までの間、徐々に減少する。また、波形W8に示す通り、コンデンサ30には、次に充電が行われる時刻(図示する次の周期の時刻t1)までの間、所定の電荷量が蓄えられていることが好ましい。所定の電荷量とは、例えば、記憶部14に記憶される出力情報を保持できる程度の電力が供給可能な電荷量である。

0029

また、波形W2に示す通り、駆動電力制御部16は、供給状態から供給停止状態に遷移することに伴い、磁気センサ20に供給される当該磁気センサ20の駆動電力の電圧変化速度を制御する。具体的には、駆動電力制御部16は、時刻t4から時刻t5までの間に磁気センサ20の駆動電力が徐々に減少するように磁気センサ20に供給される駆動電力を制御する。時刻t4は、ラッチ回路12が出力信号を出力し、記憶部14に出力情報が記憶されたタイミング(つまり、時刻t3)以降のタイミングであって、充電制御部15がコンデンサ30の充電を終えたタイミングである。時刻t5とは、時刻t4と、時刻t6との間のタイミングである。

0030

波形W9は、上述した動作を行うことに伴う、制御装置10の消費電流の変化を示す波形である。制御装置10の消費電流は、時刻t1において駆動電力制御部16が磁気センサ20に電力を供給することに伴い、時刻t1から所定時間st2までの間、増加する。また、所定時間st2が経過した以降は、磁気センサ20が消費する電力が安定することに伴い、所定の値に収束する。また、制御装置10の消費電流は、時刻t4において、駆動電力制御部16が磁気センサ20の駆動電力が徐々に減少するように制御することに伴い、減少する。また、制御装置10の消費電流は、時刻t6において電圧源が供給停止状態に遷移することに伴い、「0」に近づく。時刻t6から次の周期の時刻t1までの間、制御装置10の消費電流は、コンデンサ30から制御装置10に電力が供給されることに伴う消費電流であって、記憶部14が情報を保持することに電力が用いられることに伴う消費電流である。

0031

<4.実施形態のまとめ>
以上説明したように、本実施形態の制御装置10は、間欠供給される電力によって動作する制御装置10であって、切替信号(この一例では、第1判定閾値信号及び第2判定閾値信号)に基づいて切り替えられる判定閾値に基づいて、センサ(この一例では、磁気センサ20)の検出信号(この一例では、差動信号)のレベルを判定し、判定した結果を示す出力信号(この一例では、比較結果信号)を出力するコンパレータCPと、電力の供給停止状態において、コンパレータCPの比較結果信号の状態を、容量(この一例では、コンデンサ30)に蓄えられた電力によって記憶している記憶部14と、電力の供給状態において、記憶部14に記憶されている出力信号の状態を示す情報(この一例では、出力情報)を切替信号としてコンパレータCPに出力する供給部13と、電力の供給状態において、電力の一部をコンデンサ30に充電させる充電制御部15とを備える。

0032

本実施形態の制御装置10は、間欠供給される電力によって駆動することにより、常時電力が供給される場合と比較して、消費電力を低減することができる。また、本実施形態の制御装置10は、電圧源が供給停止状態であっても、先の供給状態におけるコンパレータCPの比較結果信号を示す出力情報を保持することができる。したがって、本実施形態の制御装置10は、先の供給状態における出力情報に基づいて、判定閾値を切り替えることにより、精度高く磁気センサ20の差動信号のレベルを判定することができる。つまり、本実施形態の制御装置10は、ヒステリシス機能を維持しつつ、低消費電力化を図ることができる。

0033

また、本実施形態の制御装置10は、電力が供給停止状態から供給状態に遷移する状態において、磁気センサ20に供給される磁気センサ20の駆動電力の電圧変化速度を制御する駆動電力制御部16を更に備える。
ここで、磁気センサ20の消費電力は、制御装置10が消費する電力に比べて大きい場合がある。この場合、制御装置10が磁気センサ20に電力を供給することに伴い、制御装置10が駆動可能な電力が不足し、当該制御装置10の動作が不安定になる可能性がある。本実施形態の制御装置10によれば、駆動電力制御部16は、磁気センサ20の駆動電力が徐々に増加するように磁気センサ20に供給される駆動電力を制御することにより、制御装置10の動作が不安定になることを抑制することができる。また、本実施形態の制御装置10によれば、駆動電力制御部16は、磁気センサ20の行動電力が徐々に減少するように磁気センサ20に供給される駆動電力を制御することにより、供給停止状態に遷移することに伴い、制御装置10の電力が余剰することを抑制することができる。

0034

<5.供給部13の切替信号の出力に関する他の例>
なお、上述では、供給部13は、記憶部14に記憶されている出力情報に基づいて、コンパレータ回路11に切替信号(第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号)を出力する場合について説明したが、これに限られない。ここで、コンパレータCPは、過去の出力信号に基づく切替信号よりも、ラッチ回路12が現在出力する出力信号に応じた切替信号の方が、差動信号のレベルをより精度高く比較することができる場合がある。これに伴い、供給部13は、例えば、ラッチ回路12が出力する出力信号に基づいて、コンパレータ回路11に切替信号を出力する構成であってもよい。この場合、供給部13は、電圧源の供給停止状態から供給状態に遷移してから所定の時間(この一例では、時刻t1から時刻t2までの時間)が経過した後の切替信号(第1判定閾値信号又は第2判定閾値信号)をコンパレータCPに出力する。
上述したように、磁気センサ20の消費電力は、制御装置10が消費する電力に比べて大きい場合がある。この場合、制御装置10が磁気センサ20に電力を供給することに伴い、制御装置10が駆動可能な電力が不足し、当該制御装置10の動作が不安定になる可能性がある。
本実施形態の制御装置10によれば、供給部13は、供給停止状態から供給状態に遷移してから所定の時間が経過した後、つまり、制御装置10の電力が安定した後に取得した切替信号をコンパレータCPに出力することができる。これにより、コンパレータCPは、現在の出力信号の状態に応じた切替信号に基づいて、より精度高く差動信号を比較することができる。

0035

<6.供給部13の切替信号の出力タイミングに関する他の例>
また、上述では、供給部13が、あるタイミング(図示する時刻t2)において読み出した出力情報に基づいて、切替信号を出力する場合について説明したが、これに限られない。ここで、電圧源が供給状態である間に、磁気センサ20が出力する差動信号のレベルが変化する場合がある。この場合、コンパレータ回路11は、現在の差動信号のレベルに応じた判定閾値に基づいて、当該差動信号を比較することが好ましい。これに伴い、供給部13は、供給状態の間において、記憶部14に記憶されている出力情報に基づいて、コンパレータ回路11に切替信号を所定の時間間隔にして出力する構成であってもよい。
本実施形態の制御装置10によれば、供給部13は、切替信号を所定の時間間隔にしてコンパレータCPに出力する。これにより、コンパレータCPは、現在の出力信号の状態に応じた切替信号に基づいて、より精度高く差動信号を比較することができる。

0036

また、上述では、磁気センサ20が、ガスメータの羽根車に配置される永久磁石の磁気を検出する場合について説明したが、これに限られない。磁気センサ20は、例えば、水道メータ内部に配置される羽根車であって、水道メータを介して水が流れることに伴い回転される羽根車に配置される永久磁石の磁気を検出する構成であってもよい。また、磁気センサ20は、予め定められた磁気の変化を検出する構成であれば、回転に伴う磁気の変化を検出する構成であってもよい。

0037

以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。

0038

1…センサモジュール、10…制御装置、11…コンパレータ回路、12…ラッチ回路、13…供給部、14…記憶部、15…充電制御部、16…駆動電力制御部、20、20a、20b…磁気センサ、30…コンデンサ、AP、APa、APb…増幅器、CP、CPa、CPb…コンパレータ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ