JP4400726B2 - Sensor device - Google Patents
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Description
この発明は、例えば変位センサ、視覚センサ、近接センサ、マイクロ波センサ、測長センサ等々の各種のセンサ装置に係り、特に、複数の機種のセンサ装置を想定して用意された複数機種のセンサヘッド部と、それぞれ所定のセンサヘッド部を想定した制御仕様に構成された複数機種の信号処理部とを、適宜組み合わせてなるセンサ装置に関する。 The present invention relates to various types of sensor devices such as a displacement sensor, a visual sensor, a proximity sensor, a microwave sensor, a length measurement sensor, and the like, and in particular, a plurality of types of sensor heads prepared assuming a plurality of types of sensor devices. And a plurality of types of signal processing units each configured to have a control specification assuming a predetermined sensor head unit.
所謂"センサ装置"と称されるものとしては、変位センサ、視覚センサ、近接センサ、マイクロ波センサ、測長センサ等々、その動作原理を異にする多種多様なセンサ装置が知られている。更には、動作原理が同一のセンサ装置であっても、そのバリエーション(仕様)にも多種多様なものがある。 As a so-called “sensor device”, there are known a wide variety of sensor devices having different operation principles such as a displacement sensor, a visual sensor, a proximity sensor, a microwave sensor, a length sensor, and the like. Furthermore, even if the sensor device has the same operation principle, there are various variations (specifications).
ところで、昨今の技術発展に伴い、これらセンサ装置の利用目的、使用態様は多様化し、それに伴い、ユーザが個々のセンサ装置に求める機能・性能等も多様化している現状がある。そのような市場のニーズに鑑みて、多くのセンサメーカにおいて所謂多品種少量生産制が導入されている。この多品種少量生産制は、ユーザ個々のニーズに適切に対応できるというメリットが得られる一方、部品点数が増加するため従前の少品種大量生産制に比してコスト高となる上、部品管理が煩雑となるというデメリットがある。 By the way, with the recent technological development, the usage purpose and usage mode of these sensor devices are diversified, and accordingly, the functions and performances required for the individual sensor devices by users are diversified. In view of such market needs, so-called multi-product low-volume production systems have been introduced by many sensor manufacturers. This high-mix low-volume production system has the advantage of being able to respond appropriately to each user's needs, but the number of parts increases, so the cost is higher than the conventional low-mix high-volume production system and parts management is There is a demerit that it becomes complicated.
そこで、昨今では、センサ装置を、検出端(光電センサにあっては投受光素子、近接センサにあっては検知コイル等々)を含むセンサヘッド部と、センサヘッド部への電源供給並びにセンサヘッド部から得られる信号を処理する信号処理部とを、コネクタを介して接続してなるセパレート構造のものとし、センサヘッド部に関しては複数の機種に対応したものをそれぞれ用意する一方、信号処理部に関しては共通化を図ったセンサ装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。このセンサ装置によれば、信号処理部については従来通り一品種大量生産とすることができるから、全体としては多品種少量生産制ではあるものの、それに掛かるコストを抑えることが可能となる。
本発明者等は、上記セパレート構造のセンサ装置に倣い、先頃、複数の機種のセンサ装置を想定して用意された複数機種のセンサヘッド部と、それぞれ所定のセンサヘッド部を想定した制御仕様に構成された複数機種の信号処理部とを、全機種に共通な仕様のコネクタを介して適宜組み合わせる(接続する)ことにより、動作原理又は仕様の異なるセンサ装置を適宜に製造可能とした技術を発案するに到った。このセンサ装置にあっては、もっぱらコストを抑える目的から、共通仕様のコネクタ(コネクタハーフ)が採用されているのであるが、実際に接続可能なセンサヘッド部と信号処理部との組合せは予め限定されている。なぜならば、同一仕様のコネクタが採用されてはいるものの、想定されたセンサ装置の機種が異なれば、センサヘッド部又は信号処理部における各コネクタ端子の用途も異なるためである。すなわち、各機種のセンサヘッド部並びに信号処理部における各端子には予め、その用途(信号線、電源供給線、或いは不使用線)並びに通電圧が定められているのである。 The present inventors, following the sensor device with the separate structure described above, have recently prepared a plurality of types of sensor head units prepared assuming a plurality of types of sensor devices, and control specifications assuming a predetermined sensor head unit. Invented a technology that makes it possible to appropriately manufacture sensor devices with different operating principles or specifications by appropriately combining (connecting) multiple configured signal processing units via connectors with specifications common to all models. I arrived. In this sensor device, a connector (connector half) with a common specification is adopted exclusively for the purpose of reducing the cost, but the combination of the sensor head portion and the signal processing portion that can be actually connected is limited in advance. Has been. This is because, although connectors having the same specifications are employed, the use of each connector terminal in the sensor head unit or the signal processing unit is different if the assumed model of the sensor device is different. In other words, the usage (signal line, power supply line, or unused line) and the communication voltage are determined in advance for each terminal in the sensor head section and signal processing section of each model.
このため、上記センサ装置にあっては、信号処理部に本来想定されないセンサヘッド部が接続されると、端子を介して信号処理部側からセンサヘッド部側へと不適切な電圧(過電圧或いは逆極性の電圧)が供給される事態が生じうる。このような場合には、センサ装置としての正常な動作が阻害されるばかりか、センサ装置の故障へと繋がる虞もある。 For this reason, in the sensor device, when a sensor head part that is not supposed to be connected to the signal processing unit is connected, an inappropriate voltage (overvoltage or reverse) is applied from the signal processing unit side to the sensor head unit side via the terminal. (Polarity voltage) may be supplied. In such a case, the normal operation as the sensor device is not only inhibited, but there is a possibility that the sensor device may be broken.
この発明は、上述のような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、複数機種のセンサ装置を想定して用意された複数機種のセンサヘッド部と、それぞれ所定のセンサヘッド部を想定した制御仕様に構成された複数機種の信号処理部とを、共通仕様のコネクタを介して適宜に組み合わせることにより、多種多様な制御仕様を容易に実現可能であり、かつ、仮に接続想定されていないセンサヘッド部と信号処理部とが接続(誤接続)されても、それによるセンサ装置の破壊・故障を未然に防ぐことを可能としたセンサ装置を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to the conventional problems as described above, and the object is to provide a plurality of types of sensor head units prepared assuming a plurality of types of sensor devices, respectively. A variety of control specifications can be easily realized by appropriately combining multiple types of signal processing units configured to control specifications assuming a predetermined sensor head unit via connectors of common specifications, and An object of the present invention is to provide a sensor device that can prevent destruction or failure of the sensor device due to the connection even if a sensor head unit and a signal processing unit that are not supposed to be connected are connected (erroneously connected). .
この発明の他の目的とするところは、複数機種のセンサ装置を想定して用意された複数機種のセンサヘッド部と、それぞれ所定のセンサヘッド部を想定した制御仕様に構成された複数機種の信号処理部とを、共通仕様のコネクタを介して適宜に組み合わせることにより、多種多様な制御仕様を容易に実現可能であり、かつ、接続想定されていないセンサヘッド部と信号処理部とが接続(誤接続)された場合には、その旨を直ちに通知可能としたセンサ装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a plurality of types of sensor head units prepared on the assumption of a plurality of types of sensor devices, and a plurality of types of signals configured to control specifications assuming a predetermined sensor head unit. Various combinations of control specifications can be easily realized by appropriately combining the processing units via connectors with common specifications, and sensor head units and signal processing units that are not supposed to be connected can be connected (incorrect). In the case of connection), a sensor device that can immediately notify the fact is provided.
この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下に記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。 Other objects and operational effects of the present invention will be easily understood by those skilled in the art by referring to the following description of the specification.
本発明のセンサ装置は、複数機種のセンサ装置を想定して用意された複数機種のセンサヘッド部から選ばれた1の機種のセンサヘッド部と、それぞれ所定のセンサヘッド部を想定した制御仕様に構成された複数機種の信号処理部から選ばれた1の機種の信号処理部とを有し、それらセンサヘッド部と前記信号処理部とを全機種に共通な仕様のコネクタを介して着脱自在に接続してなるものであり、センサヘッド部は、前記コネクタを介して、前記信号処理部から電源供給されて動作する。 The sensor device of the present invention has a sensor head portion of one model selected from a plurality of sensor head portions prepared assuming a plurality of types of sensor devices, and a control specification assuming a predetermined sensor head portion. 1 type of signal processing unit selected from multiple types of configured signal processing units, and the sensor head unit and the signal processing unit can be freely attached and detached via a connector having specifications common to all models. The sensor head unit operates by being supplied with power from the signal processing unit via the connector.
ここで、『複数機種のセンサ装置』とあるが、これには、変位センサ、視覚センサ、近接センサ、マイクロ波センサ、測長センサ等々の動作原理の異なる複数機種のセンサ装置と、動作原理は同一でも仕様の異なる複数機種のセンサ装置との双方が含まれる。 Here, there are `` multiple types of sensor devices '', but there are multiple types of sensor devices such as displacement sensors, visual sensors, proximity sensors, microwave sensors, length sensors, etc. Both the same and different types of sensor devices are included.
信号処理部には、接続想定されたセンサヘッド部の機種を同定するための識別情報が記憶された不揮発性メモリと、センサヘッド部へと給電するための低圧系電源と、センサヘッド部へと給電するための高圧系電源または逆極性電源と、CPUと、が含まれており、信号処理部側のコネクタハーフの端子群には、センサヘッド部へと低圧系電源を給電するための給電端子と、センサヘッド部から識別情報を受け取るための受信端子と、センサヘッド部へと高圧系電源又は逆極性電源を供給するための給電端子が含まれている。 The signal processing unit includes a non-volatile memory in which identification information for identifying a model of the sensor head unit assumed to be connected is stored, a low-voltage power source for supplying power to the sensor head unit, and a sensor head unit. A high-voltage power supply or reverse polarity power supply for supplying power and a CPU are included, and a terminal group of connector halves on the signal processing unit side is a power supply terminal for supplying low-voltage power to the sensor head And a receiving terminal for receiving identification information from the sensor head part, and a power feeding terminal for supplying high-voltage power supply or reverse polarity power supply to the sensor head part.
ここで、『低圧系電源』とは、少なくとも不揮発性メモリを動作させるために必要な電源を意味している。「不揮発性メモリ」は半導体メモリを指し、例えば、ROM、EEPROM、フラッシュメモリ、CPU内蔵メモリ等、MOSタイプ、TTLタイプの双方が含まれ、規模を問わず様々なものが採用できる。一般的には、この低圧系電源としては、1.8〜5V程度の電圧が使用されている。センサヘッド部内の不揮発メモリを動作させるための電源なので、動作電圧とは必ずしも一致しない。ケーブルで伝送するときの電圧降下を考慮して動作電圧よりも高めの電圧で供給される場合もある。 Here, “low-voltage power supply” means a power supply necessary to operate at least the nonvolatile memory. “Nonvolatile memory” refers to a semiconductor memory, and includes, for example, both a MOS type and a TTL type such as a ROM, an EEPROM, a flash memory, and a CPU built-in memory, and various types can be adopted regardless of the scale. Generally, a voltage of about 1.8 to 5 V is used as the low-voltage power supply. Since it is a power source for operating the nonvolatile memory in the sensor head portion, it does not necessarily match the operating voltage. In some cases, the voltage is supplied at a voltage higher than the operating voltage in consideration of a voltage drop when transmitting by a cable.
一方、『高圧系電源』とは、上記の"低圧系電源"よりも高い電圧であり、かつ、信号処理部が外部から受ける供給電圧以下の範囲の電源を意味する。また、『逆極性系電源』とは、上記の"低圧系電源"とは逆極性の電圧を有する電源を意味する。具体的には、センサヘッド部内にプリアンプがある場合には±12V等、レーザダイオードの駆動電源としては+9V等、アナログ出力(例えば±10V電圧出力)を備える場合には±12V等、CCD駆動電源の場合は8〜9V等が挙げられる。また、信号処理部が外部から受ける供給電圧そのものを含んでも良い。(あくまでも1具体例であり、これに限定されるものではない)。 On the other hand, the “high-voltage power supply” means a power supply having a voltage higher than that of the above-mentioned “low-voltage power supply” and not more than a supply voltage received from the outside by the signal processing unit. Further, the “reverse polarity power supply” means a power supply having a voltage of reverse polarity to the above “low voltage power supply”. Specifically, when there is a preamplifier in the sensor head, ± 12 V or the like, as a laser diode drive power supply +9 V or the like, and when an analog output (for example, ± 10 V voltage output) is provided, ± 12 V or the like CCD drive power supply In the case of 8-9V, etc. are mentioned. Further, the supply voltage itself received from the outside by the signal processing unit may be included. (This is only a specific example and is not limited to this.)
センサヘッド部には、自己の機種を同定するための識別情報が記憶された不揮発性メモリと、低圧系電源の供給開始に応答して、不揮発性メモリから識別情報を読み出して信号処理部へと送信するための識別情報送信回路と、が含まれており、センサヘッド部側のコネクタハーフの端子群には、信号処理部から低圧系電源を受電するための受電端子と、信号処理部へと識別情報を受け渡すための送信端子と、信号処理部から高圧系電源又は逆極性電源を受電するための受電端子とが含まれている。 The sensor head unit reads identification information from the nonvolatile memory in response to the start of supply of the low-voltage power supply in response to the start of the supply of the low-voltage power supply and the non-volatile memory in which identification information for identifying its model is stored. An identification information transmitting circuit for transmitting, and the terminal group of connector halves on the sensor head side includes a power receiving terminal for receiving low-voltage power from the signal processing unit, and a signal processing unit. A transmission terminal for transferring identification information and a power reception terminal for receiving a high-voltage power supply or a reverse polarity power supply from the signal processing unit are included.
そして、信号処理部は、当該信号処理部に対して電源の供給が開始された後には、センサヘッド部へと高圧系電源または逆極性電圧を給電するための給電端子に高圧系電源または逆極性電圧を給電することなく、センサヘッド部へと低圧系電源を給電するための給電端子に低圧系電源を給電し、当該信号処理部のCPUは、適合性チェック処理の結果、接続が想定予定されたセンサヘッド部が接続されていると判定されたときには、センサヘッド部へと高圧系電源または逆極性電圧を給電するための給電端子に高圧系電源または逆極性電圧の給電を開始する処理とを実行する。 After the power supply to the signal processing unit is started, the signal processing unit supplies the high-voltage power supply or the reverse polarity to the power supply terminal for supplying the high-voltage power supply or the reverse polarity voltage to the sensor head unit. Without supplying voltage, the low-voltage power supply is supplied to the power supply terminal for supplying the low-voltage power supply to the sensor head, and the CPU of the signal processor is expected to be connected as a result of the compatibility check process. When it is determined that the sensor head unit is connected, a process of starting the supply of the high-voltage power supply or the reverse polarity voltage to the power supply terminal for supplying the high-voltage power supply or the reverse polarity voltage to the sensor head unit is performed. Execute.
上記の通り、本発明のセンサ装置においては、信号処理部のCPUにより、センサヘッド部の機種に対応した制御処理が行われるものであるが、これは、信号処理部において、センサヘッド部から得られた機種識別情報に基づいてプログラムの全部又は一部の書換処理を通じて実現ができるし、或いは予め用意された複数のプログラムの1つを選択する選択処理を通じて実現することも可能である。 As described above, in the sensor device of the present invention, the control processing corresponding to the model of the sensor head unit is performed by the CPU of the signal processing unit. This is obtained from the sensor head unit in the signal processing unit. It can be realized through rewriting processing of all or part of the program based on the model identification information provided, or can be realized through selection processing for selecting one of a plurality of programs prepared in advance.
本発明によれば、全機種に共通な仕様のコネクタを介して、任意の1機種のセンサヘッド部と信号処理部とを適宜に組み合わせることができ、それにより、動作原理又は仕様の異なるセンサ装置を簡易に実現できる。そして、本発明の要部となるのであるが、このセンサ装置によれば、接続想定されていないセンサヘッド部と信号処理部とが接続(誤接続)されたとしても、機種識別情報を利用した適合性チェック処理によりその旨(誤接続であること)を信号処理部側で確認できるから、そのような場合には信号処理部からセンサヘッド部への不適切な電圧(過電圧或いは逆極性の電圧)供給を未然に防止することができ、これにより、誤接続による装置の破壊・故障を未然に防ぐことが可能となる。 According to the present invention, a sensor head unit and a signal processing unit of any one model can be appropriately combined via a connector having a specification common to all models, whereby a sensor device having a different operating principle or specification. Can be realized easily. And although it becomes the principal part of this invention, according to this sensor apparatus, even if the sensor head part and the signal processing part which are not supposed to be connected are connected (erroneously connected), the model identification information is used. The compatibility check process can confirm that effect (incorrect connection) on the signal processing unit side. In such a case, an inappropriate voltage (overvoltage or reverse polarity voltage) from the signal processing unit to the sensor head unit. ) Supply can be prevented in advance, and it is possible to prevent destruction or failure of the device due to incorrect connection.
尚、本発明のセンサ装置にあっては、センサヘッド部及び信号処理部に設けられるコネクタの端子群を、2以上の機種に共通に用途割当される第1の端子群と、各機種に個別に用途割当可能な第2の端子群とに分けることができる。このようにすれば、第1の端子群については共通利用されるため、その分だけ端子数を抑えることができる。 In the sensor device of the present invention, the connector terminal groups provided in the sensor head section and the signal processing section are divided into a first terminal group commonly assigned to two or more models and each model individually. Can be divided into a second terminal group that can be assigned to the application. In this way, since the first terminal group is commonly used, the number of terminals can be reduced accordingly.
本発明において、好ましくは、信号処理部のCPUは、適合性チェック処理の結果、接続が予定されていないセンサヘッド部が接続されていると判定されたときには、不適合時処理として、接続想定外ヘッドが接続されている旨をユーザに通知するための所定の通知動作を実行するように構成される。『通知動作』としては、例えば信号処理部側に設けられた表示器に適宜の文字を表示する動作や、警告音の発生動作等が挙げられる。このような態様によれば、ユーザは、センサヘッド部と信号処理部との不適切な(想定されていない)接続が行われたことを直ちに知ることができる。 In the present invention, preferably, when the CPU of the signal processing unit determines that the sensor head unit that is not scheduled to be connected is connected as a result of the compatibility check process, the unexpected connection process is performed as the non-conforming process. Is configured to execute a predetermined notification operation for notifying the user that the connection is established. Examples of the “notification operation” include an operation of displaying appropriate characters on a display provided on the signal processing unit side, an operation of generating a warning sound, and the like. According to such an aspect, the user can immediately know that an inappropriate (unexpected) connection between the sensor head unit and the signal processing unit has been performed.
本発明によれば、予め用意された複数機種の中から選ばれた任意の1機種のセンサヘッド部と予め用意された複数機種の中から選ばれた任意の1機種の信号処理部とを接続することで、動作原理又は仕様の異なるセンサ装置を簡易に実現できる。そして、仮に接続想定されていないセンサヘッド部と信号処理部とが接続(誤接続)されたとしても、不適切な電圧(過電圧或いは逆極性の電圧)供給が未然に防げるから、装置の破壊・故障等を回避することが可能となる。 According to the present invention, any one model sensor head unit selected from a plurality of models prepared in advance and any one model signal processing unit selected from a plurality of models prepared in advance are connected. By doing so, it is possible to easily realize sensor devices having different operating principles or specifications. Even if the sensor head unit and the signal processing unit, which are not supposed to be connected, are connected (erroneously connected), an inappropriate voltage (overvoltage or reverse polarity voltage) can be prevented from being supplied. It becomes possible to avoid failures and the like.
以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を示すものに過ぎず、本発明の要旨とするところは、特許請求の範囲の記載によってのみ規定されるものである。 In the following, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is merely an example of the present invention, and the gist of the present invention is defined only by the description of the scope of claims.
本発明に係るセンサ装置の商品構成が図1に示されている。この商品は、信号処理部1とセンサヘッド部2とを着脱自在に接続してなるセパレート構造のセンサ装置である。従前のセパレート構造のセンサ装置と異なる点は、センサヘッド部2のみならず、信号処理部1も多機種に対応した複数の機種が用意されている点にある。そして、それら複数機種の信号処理部1と、複数機種のセンサヘッド部2には、全機種共通仕様のコネクタ(コネクターハーフ:11,21)が採用されており、変位センサ、視覚センサ、近接センサ、マイクロ波センサ、測長センサ等々の動作原理の異なる複数機種のセンサ装置、及び、動作原理は同一でも仕様(測定対象、測定範囲等々)の異なる複数機種のセンサ装置を実現している。尚、複数の信号処理部には、例えば、構成部品の一部が異なっていたり、構成部品は同一でもCPUに実行させるソフトウェアのみが異なっているものが含まれる。
The product structure of the sensor device according to the present invention is shown in FIG. This product is a sensor device having a separate structure in which the
信号処理部1は外部直流電源13より電源供給を受けて動作する。動作のオン・オフは、符号14で示される電源スイッチを介して行われる。外殻ケースで覆われた本体部10には、各種の設定値や検出判定結果、或いは誤接続通知等を表示可能な表示部12(液晶又は7セグメント表示器)と、全機種に共通の供給側コネクタハーフ11とが設けられている。
The
一方、センサヘッド部は、検出端(光電センサにあっては投受光素子、近接センサにあっては検知コイル等々)を構成する本体部20に、全機種に共通のケーブル22と受給側コネクタハーフ21とが設けられている。そして、この例では、センサヘッド部2は、信号処理部1からコネクタを介して電源供給されて動作する。
On the other hand, the sensor head portion is connected to the main body portion 20 constituting the detection end (a light emitting / receiving element in the case of a photoelectric sensor, a detection coil in the case of a proximity sensor, etc.) and a
信号処理部内の給電系統が図2に示されている。同図に示されるように、信号処理部1の外殻ケース10内には、センサヘッド部2へと電源供給するための給電回路が組み込まれている。給電回路は、CPU100と、不揮発性メモリ(EEPROM)101と、センサヘッド部へと電源を供給するための低圧系電源と、高圧系電源および逆極性電源とを有する。尚、各機種共通仕様のコネクタ3は、各機種毎に適宜割り当て可能な端子ピンを20個有する。この例で示される信号処理部1では、端子ピンP1〜P6、P9〜P11、P14、P15〜P18が信号送受信用端子ピンとして利用され、端子ピンP7、P8、P12、P13、P19、P20が電源供給用端子ピンとして利用されている。同図には、要部となる信号送受信用端子ピンP15と、電源供給用端子ピンP7、P4、P12、P13、P19、P20が示されている。尚、線L19は端子ピンP19に接続された線を、線L20は端子ピンP20に接続された線を、線L8は端子ピンP8に接続された線を、線L12は端子ピンP12に接続された線を、線L13は端子ピンP13に接続された線を、線L7は端子ピンP7に接続された線を、線L15は端子ピンP15に接続された線をそれぞれ示している。
The power supply system in the signal processing unit is shown in FIG. As shown in the figure, a power supply circuit for supplying power to the sensor head unit 2 is incorporated in the
低圧系電源は、DC−DCコンバータ102と、3端子レギュレータ103とを含んで構成されている。すなわち、主電源13(+24V)から供給された電源は、DC−DCコンバータ102により、+5Vと+3.3Vの電源に変換される。さらに、3端子レギュレータ103を通じて+5Vから1.8Vの電源が生成される。このようにして、端子ピンP8からは+5Vの電源が、端子ピンP12からは+3.3Vの電源が、端子ピンP13からは+1.8Vの電源がそれぞれセンサヘッド部側へと供給される。尚、端子ピンP7はアース端子(±0V)である。これら低圧系電源は、センサ起動時(電源ON時)に無条件でセンサヘッド部へと供給される共通電源である。
The low-voltage power supply includes a DC-
一方、高圧系電源および逆極性系電源は、DC−DCコンバータ104と、3端子レギュレータ105とを含んで構成されている。すなわち、主電源13(+24V)から供給された電源は、DC−DCコンバータ104により、+12Vの電源に変換され、さらに、3端子レギュレータ105により+12Vの電源から−12Vの電源が生成される。このようにして、端子ピンP19からは+12Vの電源が、端子ピンP20からは−12Vの電源がそれぞれセンサヘッド部へと供給される。これら高圧系電源および逆極性系電源は、もっぱら検出端の駆動電源として使用される。
On the other hand, the high-voltage power supply and the reverse-polarity power supply include a DC-
尚、図2に示されるように、高圧系電源および逆極性系電源を構成するDC−DCコンバータ104は、CPU100からの信号でオン・オフ動作するスイッチングトランジスタ106により選択的に駆動されものである。すなわち、詳細は後述するが、CPU100は、電源ONと同時に、コネクタ3を介して接続されたセンサヘッド部2へと上述の低圧系電源を供給し、同時に、端子ピンP15を介してセンサヘッド部2の不揮発性メモリに格納された識別情報を読み出す。次いで、自己の不揮発性メモリ(EEPROM)101に記憶された識別情報との照合を行い、その結果、接続されたセンサヘッド部が想定されたセンサヘッド部であり、かつ、高圧系電源或いは逆極性電源を要するものか否かの判定を行い、必要に応じて高圧系電源或いは逆極性電源を供給する。
As shown in FIG. 2, the DC-
図2に示される信号処理部に接続想定されたセンサヘッド部の構成が図3に示されている。センサヘッド部2Aには、不揮発性メモリ(EEPROM)201が備えられており、この不揮発性メモリ201には、自己の機種を同定するための識別番号が格納されている。そして、同図に明らかなように、図2に示される信号処理部に接続想定されたセンサヘッド部2にあっては、信号処理部1の各端子ピンに対応して、低圧系電源を受電するための端子ピンT7、T13、T12、T8と、高圧系電源或いは逆極性電源を受電するための端子ピンT20、T19が設けられている。
FIG. 3 shows the configuration of the sensor head unit assumed to be connected to the signal processing unit shown in FIG. The
一方、図4には、図2に示される信号処理部に接続想定されていないセンサヘッド部の構成が示されている。このセンサヘッド部においても、不揮発性メモリ(EEPROM)201が備えられており、この不揮発性メモリ201には、自己の機種を同定するための識別番号が格納されている。しかしながら、このセンサヘッド部2Bにおいては、信号処理部1の各端子ピンに対応して、低圧系電源を受電するための端子ピンT7、T13、T12、T8が設けられているものの、端子ピンT20、T19は給電線ではなく信号線とされており、したがって、信号処理部1の端子ピンP20、P19から高圧系電源或いは逆極性電源が供給されると、センサヘッド部の破壊・故障に繋がる。本発明においては、このように接続想定外のセンサヘッド部が接続された場合には、高圧系電源および逆極性系電源が供給されないように構成されている。
On the other hand, FIG. 4 shows a configuration of a sensor head unit that is not supposed to be connected to the signal processing unit shown in FIG. This sensor head unit is also provided with a nonvolatile memory (EEPROM) 201, and this
信号処理部における処理内容が図5のフローチャートにより示されている。電源スイッチ14が押下されると、電源供給が開始される。ここでは、まず、共通電源(低圧系電源:5V、3.3V、1.8V)が供給され(ステップ501)、ついで、イニシャル処理が行われる(ステップ502)。このイニシャル処理では、センサヘッド部の不揮発性メモリ201に格納された機種識別情報と、信号処理部の不揮発性メモリ101に格納された機種識別情報との照合が行われる。ここで、信号処理部に接続想定外のセンサヘッドが接続されたと判定されると(信号処理部の不揮発性メモリ101に無い機種識別情報がセンサヘッド部側から読み出されると)(ステップ503NO)、表示部12にその旨(接続想定外のセンサヘッドが接続されている旨)を示す所定の表示がなされる。この場合、高圧系電源或いは逆極性電源の供給は実行されない。
The processing contents in the signal processing unit are shown in the flowchart of FIG. When the
一方、信号処理部に接続想定されたセンサヘッド部が接続されたと判定されると(ステップ503YES)、次いで、高圧系電源或いは逆極性電源の供給が必要か否かの判定が行われる(ステップ505)。この判定は、機種識別情報に基づいて行われる。ここで、高圧系電源或いは逆極性電源の供給が必要と判定されると(ステップ505YES)、高圧系電源或いは逆極性電源が供給される(ステップ506)。一方、高圧系電源或いは逆極性電源の供給が不要と判断されると(ステップ505NO)、高圧系電源或いは逆極性電源の供給は実行されない。 On the other hand, if it is determined that the sensor head unit assumed to be connected to the signal processing unit is connected (YES in step 503), it is then determined whether or not it is necessary to supply a high-voltage power supply or a reverse polarity power supply (step 505). ). This determination is performed based on the model identification information. Here, if it is determined that a high voltage system power supply or a reverse polarity power supply is required (YES in step 505), a high voltage system power supply or a reverse polarity power supply is supplied (step 506). On the other hand, when it is determined that the supply of the high-voltage power supply or the reverse polarity power supply is unnecessary (NO in step 505), the supply of the high-voltage power supply or the reverse polarity power supply is not executed.
次いで、全システムのブートのためのイニシャル処理(ステップ507)が行われた後、動作モードにあるか、設定モードにあるかの判定が行われる(ステップ508)。ここで動作モードであると判定されると(ステップ508運用)、運用処理(通常検出処理)(ステップ509)が繰り返し行われる。一方、動作モードでなく、設定モードにあるときには(ステップ508設定)、設定入力が終了するまで(ステップ511YES)、設定処理(ステップ510)が繰り返し行われる。 Next, after an initial process (step 507) for booting the entire system is performed, it is determined whether the system is in the operation mode or the setting mode (step 508). If it is determined that the operation mode is selected (operation in step 508), operation processing (normal detection processing) (step 509) is repeated. On the other hand, when not in the operation mode but in the setting mode (step 508 setting), the setting process (step 510) is repeatedly performed until the setting input is completed (step 511 YES).
このように本発明のセンサ装置にあっては、予め用意された複数機種の中から選ばれた任意の1機種のセンサヘッド部と予め用意された複数機種の中から選ばれた任意の1機種の信号処理部とを接続することで、動作原理又は仕様の異なるセンサ装置を簡易に実現できる。そして、仮に接続想定されていないセンサヘッド部と信号処理部とが接続(誤接続)されたとしても、不適切な電圧(過電圧或いは逆極性の電圧)供給が未然に防げるから、装置の破壊・故障等を回避することが可能となる。 As described above, in the sensor device of the present invention, any one model selected from a plurality of models prepared in advance and one model selected from a plurality of models prepared in advance. By connecting to the signal processing unit, sensor devices having different operating principles or specifications can be easily realized. Even if the sensor head unit and the signal processing unit, which are not supposed to be connected, are connected (erroneously connected), an inappropriate voltage (overvoltage or reverse polarity voltage) can be prevented from being supplied. It becomes possible to avoid failures and the like.
尚、参考までに、信号処理部のコネクタハーフの外観(正面図)を図6に示す。同図に示されるように、信号処理部側のコネクタハーフ11には、20対のコネクタピン(P1〜P20)とが具備されている。更に、信号処理部1には、左右一対のロックネジ113a、113bと、取付台等に信号処理部を載置する際に使用される位置決めピン112と、20本の基板接続用端子ピン111が設けられている。
For reference, the external appearance (front view) of the connector half of the signal processing unit is shown in FIG. As shown in the figure, the
尚、"高圧"の定義は先述したようにその態様により異なるものであり、本実施形態に限定されるものではない。 Note that the definition of “high pressure” varies depending on the mode as described above, and is not limited to this embodiment.
1 信号処理部
2 センサヘッド部
3 コネクタ
11 信号処理部側コネクタハーフ
12 表示部
13 外部直流電源
14 電源スイッチ
20 センサヘッド部本体
21 センサヘッド部側コネクタハーフ
22 ケーブル
100 CPU
101 信号処理部の不揮発性メモリ
102、104 DC−DCコンバータ
103、105 3端子レギュレータ
106 トランジスタ
201 センサヘッド部の不揮発性メモリ
DESCRIPTION OF
101 Non-volatile memory of
Claims (5)
前記センサヘッド部と前記信号処理部とは全機種に共通な仕様のコネクタを介して着脱自在に接続されており、さらに
前記センサヘッド部は、前記コネクタを介して、前記信号処理部から電源供給されて動作するものであり、
前記信号処理部には、
接続想定されたセンサヘッド部の機種を同定するための識別情報が記憶された不揮発性メモリと、
センサヘッド部へと給電するための低圧系電源と、
センサヘッド部へと給電するための高圧系電源または逆極性電源と、
CPUと、が含まれており、かつ
信号処理部側のコネクタハーフの端子群には、
センサヘッド部へと低圧系電源を給電するための給電端子と、
センサヘッド部から識別情報を受け取るための受信端子と、
センサヘッド部へと高圧系電源または逆極性電源を供給するための給電端子が含まれており、
前記センサヘッド部には、
自己の機種を同定するための識別情報が記憶された不揮発性メモリと、
低圧系電源の供給開始に応答して、不揮発性メモリから識別情報を読み出して信号処理部へと送信するための識別情報送信回路と、が含まれており、かつ
センサヘッド部側のコネクタハーフの端子群には、
信号処理部から低圧系電源を受電するための受電端子と、
信号処理部へと識別情報を受け渡すための送信端子と、
信号処理部から高圧系電源または逆極性電源を受電するための受電端子が含まれており、さらに、
前記信号処理部は、
当該信号処理部に対して電源の供給が開始された後には、センサヘッド部へと高圧系電源または逆極性電圧を給電するための給電端子に高圧系電源または逆極性電圧を給電することなく、センサヘッド部へと低圧系電源を給電するための給電端子に低圧系電源を給電し、
当該信号処理部のCPUは、
低圧系電源の供給開始直後のイニシャル処理として、信号処理部の不揮発性メモリから読み出された機種識別情報とセンサヘッド部から受信された機種識別情報とに基づいて、接続想定されたセンサヘッド部が組み合わされているか否かを判定する適合性チェック処理と、
適合性チェック処理の結果、接続が予定されたセンサヘッド部が接続されていると判定されたときには、センサヘッド部へと高圧系電源または逆極性電圧を給電するための給電端子に高圧系電源または逆極性電圧の給電を開始する処理と、
を実行することを特徴とするセンサ装置。 One type of sensor head selected from multiple types of sensor heads prepared assuming multiple types of sensor devices, and multiple types of signals configured to control specifications assuming a specific sensor head. A signal processing unit of one model selected from the processing unit,
The sensor head unit and the signal processing unit are detachably connected via a connector having specifications common to all models, and the sensor head unit is supplied with power from the signal processing unit via the connector. Is something that works
In the signal processing unit,
A nonvolatile memory in which identification information for identifying the model of the sensor head part assumed to be connected is stored;
A low-voltage power supply for supplying power to the sensor head,
A high-voltage power supply or reverse polarity power supply for supplying power to the sensor head,
CPU, and the terminal group of connector halves on the signal processing unit side includes:
A power supply terminal for supplying low-voltage power to the sensor head;
A receiving terminal for receiving identification information from the sensor head,
A power supply terminal for supplying high-voltage power supply or reverse polarity power supply to the sensor head is included.
In the sensor head part,
A non-volatile memory in which identification information for identifying its model is stored;
An identification information transmission circuit for reading the identification information from the nonvolatile memory and transmitting it to the signal processing unit in response to the start of the supply of the low-voltage power supply, and the connector half of the sensor head side In the terminal group,
A power receiving terminal for receiving low-voltage power from the signal processing unit;
A transmission terminal for passing the identification information to the signal processing unit;
A power receiving terminal for receiving a high-voltage power supply or a reverse polarity power supply from the signal processing unit is included.
The signal processing unit
After the power supply to the signal processing unit is started, without feeding the high-voltage power supply or the reverse polarity voltage to the power supply terminal for feeding the high-voltage power supply or the reverse polarity voltage to the sensor head unit, Supply the low-voltage power supply to the power supply terminal for supplying the low-voltage power supply to the sensor head,
The CPU of the signal processing unit
As an initial process immediately after the start of the supply of the low-voltage power supply, the sensor head unit assumed to be connected based on the model identification information read from the nonvolatile memory of the signal processing unit and the model identification information received from the sensor head unit Compatibility check processing to determine whether or not are combined,
As a result of the compatibility check process, when it is determined that the sensor head unit that is scheduled to be connected is connected, the high-voltage system power source or the power supply terminal for supplying a reverse polarity voltage to the sensor head unit A process of starting the supply of reverse polarity voltage;
The sensor device characterized by performing.
信号処理部側のコネクタハーフの第1の端子群には、
センサヘッド部へと低圧系電源を給電するための給電端子と、
センサヘッド部から識別情報を受け取るための受信端子と、が含まれており、
信号処理部側のコネクタハーフの第2の端子群には、
センサヘッド部へと高圧系電源または逆極性電源を供給するための給電端子が含まれており、
センサヘッド部側のコネクタハーフの第1の端子群には、
信号処理部から低圧系電源を受電するための受電端子と、
信号処理部へと識別情報を受け渡すための送信端子と、が含まれており、
センサヘッド側のコネクタハーフの第2の端子群には、
信号処理部から高圧系電源または逆極性電源を受電するための受電端子が含まれている、ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。 The connector terminal group is divided into a first terminal group commonly assigned to two or more models and a second terminal group individually assignable to each model,
In the first terminal group of the connector half on the signal processing unit side,
A power supply terminal for supplying low-voltage power to the sensor head;
A receiving terminal for receiving identification information from the sensor head, and
In the second terminal group of the connector half on the signal processing unit side,
A power supply terminal for supplying high-voltage power supply or reverse polarity power supply to the sensor head is included.
In the first terminal group of the connector half on the sensor head side,
A power receiving terminal for receiving low-voltage power from the signal processing unit;
A transmission terminal for passing identification information to the signal processing unit, and
In the second terminal group of the connector half on the sensor head side,
The sensor device according to claim 1, further comprising a power receiving terminal for receiving a high-voltage power supply or a reverse polarity power supply from the signal processing unit.
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