(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-27
(45)【発行日】2023-02-06
(54)【発明の名称】出力システムのキャリブレーション方法及び初期設定方法
(51)【国際特許分類】
G01D 13/04 20060101AFI20230130BHJP
G01D 13/22 20060101ALI20230130BHJP
G01D 18/00 20060101ALI20230130BHJP
【ＦＩ】
G01D13/04 Z
G01D13/22 Z
G01D18/00
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019087683
(22)【出願日】2019-05-07
(65)【公開番号】P2020183886
(43)【公開日】2020-11-12
【審査請求日】2022-01-31
(73)【特許権者】
【識別番号】516368173
【氏名又は名称】株式会社ＳＩＲＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100124039
【弁理士】
【氏名又は名称】立花 顕治
(74)【代理人】
【識別番号】100179213
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 未知子
(74)【代理人】
【識別番号】100210251
【弁理士】
【氏名又は名称】大古場 ゆう子
(72)【発明者】
【氏名】辻本 浩章
(72)【発明者】
【氏名】中辻 文男
【審査官】細見 斉子
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／０４４２８０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－２０３７７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－００４２９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１１５８９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０６８１１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０６１７０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｄ １３／０４，１３／２２
Ｇ０８Ｃ １９／００
Ｇ０１Ｄ １８／００
Ｇ０１Ｂ ７／３０
Ｇ０１Ｄ ７／００， ５／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸を有し、当該軸周りに回転する計器の指針が示す指示値を出力するための出力システムであって、前記指針の前記軸上に配置され、前記指針と共に回転する磁石と、
磁界の検出感度が最大となる感度軸方向をそれぞれ有し、前記磁石の磁界を検出するように構成される複数の磁力センサと、
前記複数の磁力センサの検出値に基づいて、前記指針が示す指示値に関する指示値情報を生成する情報生成部と、
前記生成された指示値情報を出力する出力部と、
前記出力システムの初期設定情報の入力を受け付ける入力受付部と、
を備え、
前記複数の磁力センサは、各々の前記感度軸方向が前記計器上において互いに交差するように配置され、
前記情報生成部は、前記指針が示す指示値が定常な状態において、前記入力受付部を介して前記初期設定情報の入力が受け付けられると、前記定常な状態における前記複数の磁力センサの検出値と、前記初期設定情報とを関連付けたデータを生成するように構成され、
前記定常な状態では、前記計器が組み込まれる設備が停止していない、
出力システム。
【請求項2】
前記複数の磁力センサは、各々の前記感度軸方向が前記指針の前記軸上で互いに交差するように配置される、請求項１に記載の出力システム。
【請求項3】
前記初期設定情報は、前記定常な状態において前記計器の指針が示す指示値を表す情報である、請求項１又は２に記載の出力システム。
【請求項4】
前記複数の磁力センサの検出値と、前記指示値との仮の対応関係を示す対応関係データを記憶する記憶部
をさらに備え、
前記情報生成部は、前記定常な状態における前記複数の磁力センサの検出値と、前記初期設定情報とを関連付けたデータを生成すると、当該生成されたデータに基づいて、前記対応関係データを更新する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の出力システム。
【請求項5】
軸を有し、当該軸周りに回転する計器の指針が示す指示値を出力するための出力システムであって、前記指針の前記軸上に配置され、前記指針と共に回転する磁石と、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向をそれぞれ有し、前記磁石の磁界を検出するように構成される複数の磁力センサと、前記複数の磁力センサの検出値に基づいて、前記指針が示す指示値に関する指示値情報を生成する情報生成部と、前記生成された指示値情報を出力する出力部と、前記出力システムの初期設定情報の入力を受け付ける入力受付部とを備える出力システムの初期設定方法であって、該方法は、
前記複数の磁力センサを、各々の前記感度軸方向が前記計器上において互いに交差するように配置することと、
前記指針が示す指示値が定常な状態において、前記初期設定情報を前記入力受付部に入力することと、
前記情報生成部に、前記定常な状態における前記複数の磁力センサの検出値と、前記初期設定情報とを関連付けたデータを生成させることと、
を備え、
前記定常な状態では、前記計器が組み込まれる設備が停止していない、
初期設定方法。
【請求項6】
前記複数の磁力センサを配置することは、各々の前記感度軸方向が前記指針の前記軸上で互いに交差するように前記複数の磁力センサを配置することを含む、請求項５に記載の初期設定方法。
【請求項7】
前記初期設定情報は、前記定常な状態において前記計器の指針が示す指示値を表す情報である、請求項５又は６に記載の初期設定方法。
【請求項8】
前記出力システムは、記憶部をさらに備え、
前記方法は、
前記記憶部に、前記複数の磁力センサの検出値と、前記指示値との仮の対応関係を示す対応関係データを記憶させることと、
前記情報生成部に、前記定常な状態における前記複数の磁力センサの検出値と、前記初期設定情報とを関連付けたデータを生成させた後、当該生成させたデータに基づいて、前記対応関係データを更新させることと、
をさらに備える、
請求項５から７のいずれか１項に記載の初期設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、出力システムのキャリブレーション方法及び初期設定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、圧力計等の工業計器に後付け可能な磁気センサ装置及びその初期設定方法が開示されている。工業計器は、目盛り板と指針とを備える。指針は、目盛り板上で軸周りに回転し、目盛り板上の値を指示する。特許文献１で開示される磁気センサ装置は、指針の指示値を遠隔で読み取るための装置であり、磁石及び３つの磁気センサを備える。磁石は指針に取り付けられ、指針と共に回転する。磁気センサは、目盛り板上の目盛りのゼロ位置、最大位置、及びこれらの中間位置にそれぞれ配置される。これらの磁気センサにより磁気センサに対する磁石の相対位置が検出され、磁石の相対位置に基づいた指針の指示値が電気信号として出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－００４２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示される磁気センサ装置は、既存の計器に後付けされる。磁気センサ装置を後付けする際、磁気センサ装置の出力と、対象の計器の指示値とを対応させる初期設定が必要となる。特許文献１による初期設定は、対象となる計器の指針が目盛の最小値及び最大値を指すようにして、それぞれの場合に対応する磁気センサの出力を記憶させることにより行われる。即ち、計器に加わる圧力を実際に変化させるため、場合によっては計器が組み込まれている設備を初期設定のために稼働させる必要があり、磁気センサ装置の導入作業が煩雑になりがちである。また、特許文献１には指針を動かさず、磁気センサユニットを指針に対して動かす初期設定方法も開示されている。この方法では、指針がゼロ点を指すようにし、かつ、人手により磁気センサユニットを所定の位置に複数回位置合わせする必要があるので、やはり作業が煩雑となりがちである。また、磁気センサユニットに含まれる磁気センサの個体差等により、磁気センサの出力に基づいて読み取る指針の指示値に誤差が生じ得るが、特許文献１の初期設定方法及びキャリブレーション方法では、そのことが考慮されていない。
【0005】
本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、計器の指針の指示値を出力する技術の品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一側面に係る出力システムは、軸を有し、当該軸周りに回転する計器の指針が示す指示値を出力するための出力システムであって、磁石と、複数の磁力センサと、情報生成部と、出力部と、入力受付部とを備える。磁石は、前記指針の前記軸上に配置され、前記指針と共に回転する。複数の磁力センサは、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向をそれぞれ有し、前記磁石の磁界を検出するように構成される。情報生成部は、前記複数の磁力センサの検出値に基づいて、前記指針が示す指示値に関する指示値情報を生成する。出力部は、前記生成された指示値情報を出力する。入力受付部は、前記出力システムの初期設定情報の入力を受け付ける。前記複数の磁力センサは、各々の前記感度軸方向が前記計器上において互いに交差するように配置される。前記情報生成部は、前記指針が示す指示値が定常な状態において、前記入力受付部を介して前記初期設定情報の入力が受け付けられると、前記定常な状態における前記複数の磁力センサの検出値と、前記初期設定情報とを関連付けたデータを生成するように構成される。
【0007】
上記一側面に係る出力システムにおいて、前記複数の磁力センサは、各々の前記感度軸方向が前記指針の前記軸上で互いに交差するように配置されてもよい。
【0008】
上記一側面に係る出力システムにおいて、前記初期設定情報は、前記定常な状態において前記計器の指針が示す指示値を表す情報であってもよい。
【0009】
本開示の一側面に係る出力システムの初期設定方法は、軸を有し、当該軸周りに回転する計器の指針が示す指示値を出力するための出力システムの初期設定方法である。前記出力システムは、磁石と、複数の磁力センサと、情報生成部と、出力部と、入力受付部とを備える。磁石は、前記指針の前記軸上に配置され、前記指針と共に回転する。複数の磁力センサは、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向をそれぞれ有し、前記磁石の磁界を検出するように構成される。情報生成部は、前記複数の磁力センサの検出値に基づいて、前記指針が示す指示値に関する指示値情報を生成する。出力部は、前記生成された指示値情報を出力する。入力受付部は、前記出力システムの初期設定情報の入力を受け付ける。初期設定方法は、以下のことを備える。
・前記複数の磁力センサを、各々の感度軸方向が前記計器上において互いに交差するように配置すること。
・前記指針が示す指示値が定常な状態において、前記初期設定情報を前記入力受付部に入力すること。
・前記情報生成部に、前記定常な状態における前記複数の磁力センサの検出値と、前記初期設定情報とを関連付けたデータを生成させること。
・前記複数の磁力センサを、各々の感度軸方向が前記計器上において互いに交差するように配置すること。
・前記指針が示す指示値が定常な状態において、前記初期設定情報を前記入力受付部に入力すること。
・前記情報生成部に、前記定常な状態における前記複数の磁力センサの検出値と、前記初期設定情報とを関連付けたデータを生成させること。
【0010】
上記一側面に係る出力システムの初期設定方法において、前記複数の磁力センサを配置することは、各々の前記感度軸方向が前記指針の前記軸上で互いに交差するように前記複数の磁力センサを配置することを含んでもよい。
【0011】
上記一側面に係る出力システムの初期設定方法において、前記初期設定情報は、前記定常な状態において前記計器の指針が示す指示値を表す情報であってもよい。
【0012】
本開示の一側面に係る出力システムのキャリブレーション方法は、軸を有し、当該軸周りに回転する計器の指針が示す指示値を出力するための出力システムのキャリブレーション方法であって、前記出力システムは、磁石と、第１磁力センサと、第２磁力センサと、記憶部と、情報生成部と、出力部とを備える。前記磁石は、前記指針の前記軸上に配置され、前記指針と共に回転する。前記第１磁力センサは、磁界を検出し、第１検出値を出力するように構成される。前記第２磁力センサは、磁界を検出し、第２検出値を出力するように構成される。前記記憶部は、前記第１検出値及び前記第２検出値を補正するためのパラメータを記憶する。前記情報生成部は、前記パラメータを用いて補正された前記第１検出値及び前記第２検出値に基づいて前記指針が示す指示値に関する指示値情報を生成する。前記出力部は、前記生成された指示値情報を出力する。前記第１磁力センサは、磁界の検出感度が最大となる第１感度軸方向を有する。前記第２磁力センサは、磁界の検出感度が最大となる第２感度軸方向を有する。前記第１磁力センサ及び前記第２磁力センサは、前記第１感度軸方向と前記第２感度軸方向とが第１地点において交差するように配置される。キャリブレーション方法は、以下のことを備える。
・前記第１地点又は前記第１地点の付近を通る第１軸上に、第１磁石の中心を配置すること。
・前記第１軸回りに、前記第１磁石を前記第１磁力センサ及び前記第２磁力センサに対して相対回転させること。
・前記第１磁力センサから出力される前記第１検出値を順次取得すること。
・前記第２磁力センサから出力される前記第２検出値を順次取得すること。
・前記順次取得された第１検出値及び第２検出値に基づいて前記パラメータを算出すること。
・前記算出されたパラメータを前記記憶部に記憶させること。
・前記第１地点又は前記第１地点の付近を通る第１軸上に、第１磁石の中心を配置すること。
・前記第１軸回りに、前記第１磁石を前記第１磁力センサ及び前記第２磁力センサに対して相対回転させること。
・前記第１磁力センサから出力される前記第１検出値を順次取得すること。
・前記第２磁力センサから出力される前記第２検出値を順次取得すること。
・前記順次取得された第１検出値及び第２検出値に基づいて前記パラメータを算出すること。
・前記算出されたパラメータを前記記憶部に記憶させること。
【0013】
上記一側面に係る出力システムのキャリブレーション方法において、前記パラメータは、前記第１検出値の振幅と、前記第２検出値の振幅とのずれを補正するためのパラメータであってもよい。
【0014】
上記一側面に係る出力システムのキャリブレーション方法において、前記パラメータは、前記第１検出値のピーク値と前記第１検出値のボトム値との中間値からのずれ量を補正するためのパラメータであってもよい。
【0015】
上記一側面に係る出力システムのキャリブレーション方法において、前記パラメータは、前記第２検出値のピーク値と前記第２検出値のボトム値との中間値からのずれ量を補正するためのパラメータであってもよい。
【0016】
上記一側面に係る出力システムのキャリブレーション方法において、前記パラメータは、前記第１検出値の位相と、前記第２検出値の位相とのずれを補正するためのパラメータであってもよい。
【0017】
上記一側面に係る出力システムのキャリブレーション方法において、前記第１磁力センサ及び前記第２磁力センサは、前記第１感度軸方向と前記第２感度軸方向とが直交するように配置されてもよい。
【発明の効果】
【0018】
本発明の第１の観点によれば、初期設定が簡易な操作で実行可能な出力システムが提供される。これにより、計器の指針の指示値を出力する出力システムが既存の計器に対して一層導入しやすくなる。また、本発明の第７の観点によれば、出力システムが備える複数の磁力センサの個体差や、磁力センサの配置される位置のずれ等による磁力センサの検出値の誤差を補正することができる。これにより、出力システムの目盛の読み取り精度を向上させることができる。すなわち、本発明のこれらの観点によれば、計器の指針の指示値を出力する出力システムの品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【0021】
§１ 構成例
まず、図１～図３を用いて、本実施形態に係る出力システム７０の構成例について説明する。図１～図３は、本実施形態に係る出力システム７０及び出力システム７０が対象とする計器１の一例を模式的に示す平面図、側面図及び分解側面図である。なお、各図では、計器１の一例として、ブルドン管圧力計を例示する。しかしながら、計器１の種類は、ブルドン管圧力計に限られなくてもよく、軸周りに回転する指針を有するものであれば、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
まず、図１～図３を用いて、本実施形態に係る出力システム７０の構成例について説明する。図１～図３は、本実施形態に係る出力システム７０及び出力システム７０が対象とする計器１の一例を模式的に示す平面図、側面図及び分解側面図である。なお、各図では、計器１の一例として、ブルドン管圧力計を例示する。しかしながら、計器１の種類は、ブルドン管圧力計に限られなくてもよく、軸周りに回転する指針を有するものであれば、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
【0022】
各図に示されるとおり、計器１は、本体部１０、透明カバー１１、目盛り板１２、及び指針１３を含む計器本体を備えている。計器１に出力システム７０が適用されることにより、計器１は、指針１３の指示値を出力可能に構成されるため、作業者の目視に依らずとも、指針１３の指示値を確認することができるようになる。以下、各構成要素について説明する。
【0023】
［計器本体］
まず、計器本体について説明する。計器本体は、軸２０、本体部１０、透明カバー１１、目盛り板１２、及び指針１３を含んでいる。本体部１０は、軸２０に沿って扁平な円筒状に形成されており、これによって、ブルドン管の内部機構１５を収容する内部空間１０１を有するように構成されている（図２参照）。
まず、計器本体について説明する。計器本体は、軸２０、本体部１０、透明カバー１１、目盛り板１２、及び指針１３を含んでいる。本体部１０は、軸２０に沿って扁平な円筒状に形成されており、これによって、ブルドン管の内部機構１５を収容する内部空間１０１を有するように構成されている（図２参照）。
【0024】
内部機構１５は、公知のブルドン管圧力計の内部機構と同様であり、回転軸１５１（後述する図６参照）と接続している。回転軸１５１は、軸２０と一致しており、内部機構１５に供給される測定対象の圧力に応じて回転するように構成されている。回転軸１５１の上端は、目盛り板１２の中央付近を貫通して、当該目盛り板１２の上面側に露出している。
【0025】
目盛り板１２の上面には、目盛り１２１が設けられている。目盛り１２１は、軸２０周りに円弧状に形成されており、最小点を示す第１目印１２２、中間点を示す第２目印１２３、及び最大点を示す第３目印１２４を含んでいる。なお、目盛り１２１の数値は、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。図１の例では、第１目印１２２が０に対応付けられ、第２目印１２３が０．７５に対応付けられ、第３目印１２４が１．５に対応付けられており、目盛り１２１は、０．０５刻みで０から１．５までの数値を示している。
【0026】
回転軸１５１の上端には、連結具１３２を介して指針１３が連結されている。これにより、指針１３は、測定対象の圧力に応じて、目盛り板１２上を軸２０周りに回転するように構成されている。指針１３は、その先端部分１３１が目盛り１２１上に配置される程度の長さを有しており、目盛り１２１に対して相対的に回転して、測定対象の圧力を示す。すなわち、先端部分１３１の直下の目盛り１２１の値が、指針１３の示す値であり、測定対象の圧力の値である。
【0027】
また、本体部１０の底部は閉じているのに対して、上端部１０２は開放されている。この上端部１０２には、透明カバー１１が嵌り込んでおり、これによって、内部空間１０１は密閉されている。具体的には、透明カバー１１は、カバー本体１１０、見返し１１１、及び透明板１１２を備えている。カバー本体１１０は、円筒状に形成されており、本体部１０の外径よりもやや大きな内径を有している。これに対して、見返し１１１は、テーパを有する円筒状に形成されており、本体部１０の内径とほぼ同じ又はやや小さい外径を有している。カバー本体１１０の上端は、円形状の透明板１１２で閉じられており、カバー本体１１０、見返し１１１、及び透明板１１２は適宜連結されている。見返し１１１が本体部１０の上端部１０２側の内壁に嵌まり込むことで、透明カバー１１は、本体部１０の上端部１０２に固定される。
【0028】
目盛り板１２及び指針１３は、内部機構１５よりも上方であって、透明カバー１１の透明板１１２よりも下方に配置される。指針１３が目盛り板１２の上方に配置され、目盛り板１２は、目盛り１２１の設けられた面が上面となるように配置される。これにより、目盛り１２１が上端部１０２側を向いた状態で、目盛り板１２及び指針１３は内部空間１０１に収容される。また、透明カバー１１は、透明板１１２を介して目盛り板１２及び指針１３を視認可能な状態で上端部１０２をカバーする。透明板１１２の周縁部には、３つの貫通孔１１２ａが互いに周方向に間隔を空けて形成される（図１、７参照）。貫通孔１１２ａには、後述するセンサユニット６３を透明板１１２に取り付けるためのボルト１４ａが挿通される（図１、７参照）。
【0029】
なお、透明板１１２の材料は、透明な材料であれば、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、透明板１１２には、ガラス板、アクリル板、ポリカーボネイト板、硬質の合成樹脂シート等が用いられてよい。透明板１１２の材料は、完全に透明な材料でなくてもよく、内部空間１０１に配置された目盛り板１２及び指針１３を視認可能な程度に透明であればよい。
【0030】
また、その他の構成要素の材料も、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。ここで、カバー本体１１０、見返し１１１、本体部１０、及び目盛り板１２の少なくともいずれかの材料には、磁気遮蔽体を用いることができる。これにより、後述する各磁力センサ（６１、６２）に対する地磁気の影響を遮断することができる。なお、磁気遮蔽体は、磁気を遮断可能な材料であり、当該磁気遮蔽体の一例として、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ケイ素鋼、スーパーマロイ、パーマロイ、アモルファス磁性体等の他、ソフトフェライト等の酸化鉄を主成分とする軟磁性の電子セラミック材料、ポリエステル系銀銅導電塗料等を挙げることができる。
【0031】
［出力システム］
次に、出力システム７０について説明する。図３に示すように、出力システム７０は、磁石３０、第１磁力センサ６１、第２磁力センサ６２、第１基板４０、及び第２基板５０を備えている。以下では、第１磁力センサ６１、第２磁力センサ６２、第１基板４０、及び第２基板５０をまとめてセンサユニット６３と称する。センサユニット６３は、本実施形態では、透明板１１２の外側面に取り付けられる。出力システム７０は、磁石３０及びセンサユニット６３とは別体として形成される制御装置（例えば、後述するタブレットＰＣ９０）をさらに備えてもよい。磁石３０は、指針１３の軸２０上に配置され、指針１３と共に回転する。各磁力センサ（６１、６２）は、磁石３０の磁界を検出するように構成される。各基板（４０、５０）は、各磁力センサ（６１、６２）の検出値に基づいて指針１３が示す指示値に関する指示値情報を生成し、タブレットＰＣ９０等に出力するように構成される。これにより、指針１３の示す指示値が自動で読み取り可能になる。以下、各構成要素について説明する。
次に、出力システム７０について説明する。図３に示すように、出力システム７０は、磁石３０、第１磁力センサ６１、第２磁力センサ６２、第１基板４０、及び第２基板５０を備えている。以下では、第１磁力センサ６１、第２磁力センサ６２、第１基板４０、及び第２基板５０をまとめてセンサユニット６３と称する。センサユニット６３は、本実施形態では、透明板１１２の外側面に取り付けられる。出力システム７０は、磁石３０及びセンサユニット６３とは別体として形成される制御装置（例えば、後述するタブレットＰＣ９０）をさらに備えてもよい。磁石３０は、指針１３の軸２０上に配置され、指針１３と共に回転する。各磁力センサ（６１、６２）は、磁石３０の磁界を検出するように構成される。各基板（４０、５０）は、各磁力センサ（６１、６２）の検出値に基づいて指針１３が示す指示値に関する指示値情報を生成し、タブレットＰＣ９０等に出力するように構成される。これにより、指針１３の示す指示値が自動で読み取り可能になる。以下、各構成要素について説明する。
【0032】
（磁石）
まず、磁石３０について説明する。磁石３０は、例えば、永久磁石である。図１に示されるとおり、本実施形態に係る磁石３０は、指針１３の回転に悪影響を及ぼすほどのトルクが生じないように、円形状に形成されている。そして、本実施形態に係る磁石３０は、当該磁石３０の中心が指針１３の軸２０上に位置するように配置され、固定される。そのため、指針１３の回転に応じて磁石３０の向きが変化し、磁石３０の向きの変化に応じて磁石３０から発生する磁界の状態が変化する。指針１３の回転角度、すなわち、指針１３の示す値に応じて、磁石３０の回転角度が決定され、これによって、磁石３０から発生する磁界の状態が決定される。
まず、磁石３０について説明する。磁石３０は、例えば、永久磁石である。図１に示されるとおり、本実施形態に係る磁石３０は、指針１３の回転に悪影響を及ぼすほどのトルクが生じないように、円形状に形成されている。そして、本実施形態に係る磁石３０は、当該磁石３０の中心が指針１３の軸２０上に位置するように配置され、固定される。そのため、指針１３の回転に応じて磁石３０の向きが変化し、磁石３０の向きの変化に応じて磁石３０から発生する磁界の状態が変化する。指針１３の回転角度、すなわち、指針１３の示す値に応じて、磁石３０の回転角度が決定され、これによって、磁石３０から発生する磁界の状態が決定される。
【0033】
なお、この磁石３０を指針１３上で固定する際、指針１３に対する磁石３０の向きは、適宜決定されてよい。例えば、指針１３の先端部及び後端部を磁石３０のＮ極及びＳ極にそれぞれ対応付けてもよい。このとき、磁石３０のＮ極を指針１３の先端部分１３１側に向けてもよいし、磁石３０のＳ極を指針１３の先端部分１３１側に向けてもよい。
【0034】
（第１基板及び第２基板）
次に、図４Ａ及び図４Ｂを用いて、第１基板４０及び第２基板５０について説明する。図４Ａは、本実施形態に係る第１基板４０の一例を示す。図４Ｂは、本実施形態に係る第２基板５０の一例を示す。
次に、図４Ａ及び図４Ｂを用いて、第１基板４０及び第２基板５０について説明する。図４Ａは、本実施形態に係る第１基板４０の一例を示す。図４Ｂは、本実施形態に係る第２基板５０の一例を示す。
【0035】
図４Ａに示すとおり、第１基板４０は、ＭＰＵ（microprocessor unit）５２、電池４１及び出力ユニット４２を備える。出力ユニット４２は、各磁力センサ（６１、６２）の検出値に基づいて生成される、指針１３の示す値に関する指示値情報を出力するように適宜構成される。すなわち、出力ユニット４２は、本発明の出力部として機能する。本実施形態に係る第１基板４０は、円形状に形成されており、第１基板４０の径は、指針１３の長さ及び目盛り１２１の内径よりも小さくなっている。第１基板４０の外縁部には、透明板１１２と同様に、周方向に間隔を空けた３つの貫通孔４０ａが形成される。３つの貫通孔４０ａの位置は、センサユニット６３を透明板１１２に取り付けるときに、それぞれが３つの貫通孔１１２ａの位置と重なるようになっている。また、第１基板４０は、後述するようなスイッチ５３をさらに備えていてもよい。本実施形態では、ＭＰＵ５２が配置される面と同じ面にスイッチ５３が配置され、ＭＰＵ５２の配置される面とは反対側の面に電池４１及び出力ユニット４２が配置されている。
【0036】
一方、図４Ｂに示すとおり、第２基板５０上には、回路５１が形成されている。この第２基板５０の回路５１には、後述するように一対のオペアンプ（５１１，５１３）が含まれる。また、回路５１には、各磁力センサ（６１、６２）が接続される。本実施形態に係る第２基板５０は、第１基板４０と同様に円形状に形成されており、第２基板５０の径は、指針１３の長さ及び目盛り１２１の内径よりも小さくなっている。第２基板５０の外縁部には、透明板１１２及び第１基板４０と同様に、周方向に間隔を空けた３つの貫通孔５０ａが形成される。３つの貫通孔５０ａの位置は、センサユニット６３を透明板１１２に取り付けるときに、それぞれが３つの貫通孔１１２ａ及び３つの貫通孔４０ａの位置と重なるようになっている。
【0037】
各基板（４０、５０）による回路構成の詳細については後述する。なお、指示値情報は、指針１３の示す値に関する情報であれば、特に限定されなくてもよく、各磁力センサ（６１、６２）の第１検出値及び第２検出値そのものであってもよい。また、第１検出値及び第２検出値に基づいて特定された、磁石３０（指針１３）の回転角度であってもよい。さらに、第１検出値及び第２検出値に基づいて特定された、指針１３の示す値であってもよい。なお、ここでいう第１検出値及び第２検出値は、後述するパラメータに基づいて補正された後の第１検出値及び第２検出値であってもよい。
【0038】
（各磁力センサ）
次に、図５を用いて、磁界を検出する各磁力センサ（６１、６２）について説明する。図５は、本実施形態に係る各磁力センサ（６１、６２）の構成の一例を模式的に例示する。各磁力センサ（６１、６２）の構成は、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向を有するように構成されていれば、特に限定されなくてもよい。各磁力センサ（６１、６２）には、公知のセンサが利用可能である。例えば、各磁力センサ（６１、６２）には、特許第５８８５２０９号で公開される、磁気抵抗効果を利用した計測装置が利用可能である。本実施形態では、各磁力センサ（６１、６２）は、第２基板５０上に配置される。より具体的には、第１磁力センサ６１の第１感度軸方向Ｕと第２磁力センサ６２の第２感度軸方向Ｖとが第２基板５０上の第１地点Ｐで交差するように配置される（図４Ｂ参照）。
次に、図５を用いて、磁界を検出する各磁力センサ（６１、６２）について説明する。図５は、本実施形態に係る各磁力センサ（６１、６２）の構成の一例を模式的に例示する。各磁力センサ（６１、６２）の構成は、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向を有するように構成されていれば、特に限定されなくてもよい。各磁力センサ（６１、６２）には、公知のセンサが利用可能である。例えば、各磁力センサ（６１、６２）には、特許第５８８５２０９号で公開される、磁気抵抗効果を利用した計測装置が利用可能である。本実施形態では、各磁力センサ（６１、６２）は、第２基板５０上に配置される。より具体的には、第１磁力センサ６１の第１感度軸方向Ｕと第２磁力センサ６２の第２感度軸方向Ｖとが第２基板５０上の第１地点Ｐで交差するように配置される（図４Ｂ参照）。
【0039】
本実施形態では、各磁力センサ（６１、６２）は、矩形状に形成されており、第１部分８１及び第２部分８２の二つの部分に分かれている。第１部分８１には、第２部分８２とは反対側の第１端辺（図の上側の辺）を占めるように第１電極８３が形成されている。同様に、第２部分８２には、第１部分８１とは反対側の第２端辺（図の下側の辺）を占めるように第２電極８４が形成されている。
【0040】
そして、第１電極８３及び第２電極８４を設けた第１及び第２端辺とは直交する２つの端辺のうちの一方の第３端辺（図の右側の辺）には、第１部分８１及び第２部分８２の境界を跨ぐように矩形状の第３電極８５が形成されている。これにより、第３電極８５は、第１部分８１及び第２部分８２の両方で利用される。なお、各電極８３～８５の材料には、例えば、アルミニウム、銅等を用いることができる。
【0041】
第１部分８１では、第１電極８３と第３電極８５との間に、磁性材料を用いて形成されたセンサ線８６が形成されている。センサ線８６は、第３電極８５を設けた端辺とは反対の第４端辺（図の左側の辺）側で第１電極８３と連結しており、第１及び第２端辺の対向する方向と第３及び第４端辺の対向する方向とに折り返しながら延びて、第３電極８５と連結している。このセンサ線８６には、第１及び第２端辺の対向する方向から傾く方向に延びる複数の導体膜８７が、バーバーポールのように互いに間隔を空けて積層されている。
【0042】
同様に、第２部分８２では、第２電極８４と第３電極８５との間に、磁性材料を用いて形成されたセンサ線８８が形成されている。センサ線８８は、第４端辺側で第２電極８４と連結しており、第１及び第２端辺の対向する方向と第３及び第４端辺の対向する方向とに折り返しながら延びて、第３電極８５と連結している。このセンサ線８８には、第１及び第２端辺の対向する方向から傾く方向に延びる複数の導体膜８９が、バーバーポールのように互いに間隔を空けて積層されている。
【0043】
なお、第１部分８１及び第２部分８２の境界線に対して、第２部分８２のセンサ線８８の形状と第１部分８１のセンサ線８６の形状とは互いに線対称になっている。また、第２部分８２の各導体膜８９の傾く向きは、第１部分８１の各導体膜８７の傾く向きと反対になっている。これにより、第２部分８２の構成と第１部分８１の構成とは線対称の関係になっている。
【0044】
以上のような各センサ線（８６、８８）及び各導体膜（８７、８９）における磁気抵抗効果の作用により、本実施形態に係る各磁力センサ（６１、６２）は、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向（図５の左右方向）を有するように構成される。なお、各センサ線（８６、８８）の磁性材料には、例えば、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等を用いることができる。また、各導体膜（８７、８９）の材料には、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。
【0045】
（配置）
次に、図６及び図７を更に用いて、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）の配置について説明する。図６は、本実施形態に係る指針１３の軸２０付近の構成を示す部分断面図である。本実施形態では、上記のとおり、内部機構１５の回転軸１５１の上端に連結具１３２を介して指針１３が連結しており、指針１３の軸２０上に磁石３０が固定されている。これにより、磁石３０は、指針１３の回転に応じて軸２０周りに回転する。本実施形態では、第２基板５０が、各磁力センサ（６１、６２）が透明板１１２に対向し、オペアンプ（５１１，５１３）を含む回路５１が上方を向くような向きで配置される。第１基板４０は、第２基板５０よりも上方に、電池４１及び出力ユニット４２が第２基板５０に対向するような向きで配置されるとともに、ＭＰＵ５２及びスイッチ５３が上方を向くような向きで配置される。
次に、図６及び図７を更に用いて、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）の配置について説明する。図６は、本実施形態に係る指針１３の軸２０付近の構成を示す部分断面図である。本実施形態では、上記のとおり、内部機構１５の回転軸１５１の上端に連結具１３２を介して指針１３が連結しており、指針１３の軸２０上に磁石３０が固定されている。これにより、磁石３０は、指針１３の回転に応じて軸２０周りに回転する。本実施形態では、第２基板５０が、各磁力センサ（６１、６２）が透明板１１２に対向し、オペアンプ（５１１，５１３）を含む回路５１が上方を向くような向きで配置される。第１基板４０は、第２基板５０よりも上方に、電池４１及び出力ユニット４２が第２基板５０に対向するような向きで配置されるとともに、ＭＰＵ５２及びスイッチ５３が上方を向くような向きで配置される。
【0046】
図７は、本実施形態に係るセンサユニット６３の取り付け方法の一例を説明する図である。センサユニット６３は、透明板１１２の内部空間１０１側の面と反対側の面の中央付近に、例えばボルト１４ａとナット１４ｂとを介して取り付けられる。
【0047】
具体的には、ボルト１４ａを第１基板４０の貫通孔４０ａ、第２基板５０の貫通孔５０ａ、及び透明板１１２の貫通孔１１２ａにそれぞれ挿通して、透明板１１２の内部空間１０１側の面の側からナット１４ｂを締めることにより、各基板（４０、５０）が透明板１１２に対して固定される。
【0048】
また、ボルト１４ａを貫通孔４０ａ、５０ａ、及び１１２ａに挿通する際に、第２基板５０と第１基板４０との間、及び透明板１１２と第２基板５０との間にそれぞれスペーサ１４ｃを挟んでもよい。スペーサ１４ｃは、例えば円筒状であり、中心にボルト１４ａが貫通する程度の径の貫通孔を有する。スペーサ１４ｃを挟むことにより、第２基板５０と第１基板４０との間には一定の隙間が確保され、第２基板５０と第１基板４０とが対向する面において、互いに干渉し合うのを防止することができる。同様に、スペーサ１４ｃを挟むことにより、第２基板５０と透明板１１２との間には一定の隙間が確保され、磁石３０からの磁力の強さを磁力センサに安定して与えることができる。スペーサ１４ｃの長さは、確保したい間隔に応じて適宜調整することができる。
【0049】
本実施形態では、各磁力センサ（６１、６２）のサイズは、各基板（４０、５０）よりも小さくなっている。また、各基板（４０、５０）の径は、指針１３の長さ及び目盛り１２１の内径よりも小さくなっている。そのため、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）を透明板１１２の面の中央付近に取り付けても、指針１３の先端部分１３１及び目盛り１２１の視認性は損なわれることはない。つまり、指針１３の先端部分１３１及び目盛り１２１を隠蔽しない状態で、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）を、透明板１１２の面の中央付近に取り付けることができる。
【0050】
なお、透明板１１２には、センサユニット６３を雨水等から保護するためのカバー１１３が設置されてもよい（図２、３参照）。本実施形態に係るカバー１１３は、上面１１４と側周面１１５とを有する有底の略円筒形状に形成され、側周面１１５が規定する開口の周縁にフランジ部１１６を有する。側周面１１５の内径は、各基板（４０、５０）の直径よりも大きく、上面１１４と側周面１１５により形成される内部空間１１７にセンサユニット６３を収容することができる。フランジ部１１６は、透明板１１２に適宜固定され、これによってカバー１１３全体が透明板１１２に対して固定される。透明板１１２への固定は、接着剤による接着、接着シートによる接着、ビス止め等、実施の形態に応じて適宜行われてよい。なお、カバー１１３は、計器１の目盛り板の視認性を損なわないように、透明板１１２と同様、透明な素材で形成されることが望ましい。
【0051】
図１に示すように、平面視において各磁力センサ（６１、６２）を含むセンサユニット６３は、目盛り板１２上で、第１磁力センサ６１の第１感度軸方向Ｕと第２磁力センサ６２の第２感度軸方向Ｖとが角度Ａをなして交差するように配置される。第１感度軸方向Ｕと第２感度軸方向Ｖとが交差する第１地点Ｐは、計器１上、好ましくは軸２０上に配置される。このとき、指針１３の回転に応じて軸２０周りに回転する磁石３０の磁界を各磁力センサ（６１、６２）により検出することで得られた検出値は、角度Ａの分だけずれた挙動を示す。そのため、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせは、このずれに応じて一意に決定される。よって、各磁力センサ（６１、６２）の検出値に基づいて、指針１３（磁石３０）の回転角度、換言すると、指針１３の示す値を特定することができるようになる。
【0052】
好ましくは、第１磁力センサ６１の第１感度軸方向Ｕと第２磁力センサ６２の第２感度軸方向Ｖとは、指針１３の軸２０上で直交するように設置される。すなわち、角度Ａが９０°となるように設置される。なお、図１の例では、第１磁力センサ６１及び第２磁力センサ６２は、第１目印１２２及び第３目印１２４付近にそれぞれ配置されているが、各磁力センサ（６１、６２）の配置は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。
【0053】
（回路構成）
次に、図８を用いて、各基板（４０、５０）の回路構成について説明する。図８は、各基板（４０、５０）により構成される電子回路の一例を模式的に示す。図８に示されるとおり、第２基板５０の回路５１は、一対のオペアンプ（５１１、５１３）を備える。一方、第１基板４０に形成される回路は、一対のＡ（アナログ）／Ｄ（デジタル）変換器（５１２、５１４）、ＭＰＵ５２、スイッチ５３、記憶部５４及び出力ユニット４２を備える。
次に、図８を用いて、各基板（４０、５０）の回路構成について説明する。図８は、各基板（４０、５０）により構成される電子回路の一例を模式的に示す。図８に示されるとおり、第２基板５０の回路５１は、一対のオペアンプ（５１１、５１３）を備える。一方、第１基板４０に形成される回路は、一対のＡ（アナログ）／Ｄ（デジタル）変換器（５１２、５１４）、ＭＰＵ５２、スイッチ５３、記憶部５４及び出力ユニット４２を備える。
【0054】
ＭＰＵ５２は、後述するように、各磁力センサ（６１、６２）の第１検出値及び第２検出値に基づいて、指針が示す指示値に関する指示値情報を生成する情報生成部として機能する。なお、ここでいう第１検出値及び第２検出値は、後述するパラメータにより補正された後の第１検出値及び第２検出値を含んでいてもよい。また、スイッチ５３は本実施形態ではプッシュボタン式のスイッチであり、後述する出力システム７０の初期設定の際に、初期設定情報の入力を受け付ける、入力受付部として機能する。
【0055】
本実施形態では、第１磁力センサ６１の第１電極８３が第１オペアンプ５１１の非反転入力端子に接続されており、第１磁力センサ６１の第２電極８４が第１オペアンプ５１１の反転入力端子に接続されている。同様に、第２磁力センサ６２の第１電極８３が第２オペアンプ５１３の非反転入力端子に接続されており、第２磁力センサ６２の第２電極８４が第２オペアンプ５１３の反転入力端子に接続されている。
【0056】
ただし、各磁力センサ（６１、６２）と各オペアンプ（５１１、５１３）との接続関係は、このような例に限られなくてもよい。例えば、各磁力センサ（６１、６２）の第１電極８３が各オペアンプ（５１１、５１３）の反転入力端子に接続され、各磁力センサ（６１、６２）の第２電極８４が各オペアンプ（５１１、５１３）の非反転入力端子に接続されてよい。なお、各磁力センサ（６１、６２）の第３電極８５は、回路内のグランドに接続される。
【0057】
これにより、各オペアンプ（５１１、５１３）は、各磁力センサ（６１、６２）の第１電極８３と第２電極８４との間の電位差、換言すると、各磁力センサ（６１、６２）の検出値に応じた信号を出力する。上記のとおり、各磁力センサ（６１、６２）の第１電極８３と第２電極８４との間の電位差は、指針１３の軸２０上に配置された磁石３０の向きによって決定される。そのため、指針１３の回転に伴う磁石３０の磁界の変化に応じて、各オペアンプ（５１１、５１３）の出力は変化する。
【0058】
具体的には、磁石３０の磁界が第１磁力センサ６１の第１感度軸方向Ｕに沿うときに、第１磁力センサ６１の第１電極８３と第２電極８４との間の電位差が最も大きくなり、これに応じて、第１オペアンプ５１１の出力はプラス方向に最も大きくなる。一方、磁石３０の磁界が第１磁力センサ６１の第１感度軸方向Ｕの逆方向に沿うとき、第１磁力センサ６１の第１電極８３と第２電極８４との間の電位差がマイナス方向に最も大きくなり、これに応じて、第１オペアンプ５１１の出力は最も小さくなる。第２磁力センサ６２及び第２オペアンプ５１３の動作についても同様である。
【0059】
第１オペアンプ５１１は、第１Ａ／Ｄ変換器５１２を介してＭＰＵ５２に接続される。同様に、第２オペアンプ５１３は、第２Ａ／Ｄ変換器５１４を介してＭＰＵ５２に接続される。これにより、各オペアンプ（５１１、５１３）の出力信号は、各Ａ／Ｄ変換器（５１２、５１４）によりデジタル信号（第１検出値及び第２検出値）に変換されて、ＭＰＵ５２に入力される。
【0060】
ＭＰＵ５２は、各磁力センサ（６１、６２）の第１及び第２検出値を受け取り、受け取った各磁力センサ（６１、６２）の第１及び第２検出値に基づいて、指針１３の示す値に関する指示値情報を生成する。指針１３の角度に応じて磁石３０の磁界の状態が決定され、磁石３０の磁界の状態に応じて各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせは一意に決定される。
【0061】
ＭＰＵ５２は、例えば、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせに基づいて指針１３の示す値を特定し、特定した指針１３の示す値を指示値情報として生成してもよい。この場合、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせと指針１３の指示値との対応関係を示す対応関係データは、記憶部５４に記憶されていてもよいし、制御装置の記憶装置等に記憶されていてもよい。
【0062】
また、例えば、ＭＰＵ５２は、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせをそのまま指示値情報として生成してもよい。この場合、出力ユニット４２から制御装置が受信した指示値情報と、制御装置の記憶装置等に保存された、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせと指針１３の指示値との対応関係を示す対応関係データを参照して、制御装置が指針１３の示す値を特定してもよい。
【0063】
ここで、対応関係データは、計器１の目盛り板１２上に表示された目盛り１２１と、指針１３（磁石３０）、及び各磁力センサ（６１、６２）との相対的な位置関係に応じて一意に定まる。従って、出力システム７０が初回に計器１に取り付けられる以前の状態では、記憶部５４又は制御装置の記憶装置等に仮の対応関係データが予め保存される。後述する出力システム７０の初期設定を行うことにより、仮の対応関係データが実際に出力システム７０によって使用される対応関係データとして上書き保存される。
【0064】
ＭＰＵ５２は、生成した指示値情報を生成した時刻と共に記憶部５４又は制御装置の記憶装置等に保存してもよい。これにより、指針１３の示す値、すなわち、計器１の測定結果の履歴を生成することができる。記憶部５４又は制御装置の記憶装置等には、これらの他、計器１の識別子、型式、較正期限、前回点検日時、点検予定日時、検査作業者名、タイムスタンプ等の情報が保存されてもよい。
【0065】
なお、記憶部５４は、第１基板４０の電池４１に接続されており、当該電池４１から電力供給を受けている限り、各種情報を保持し続ける。記憶部５４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、第１検出値及び第２検出値を補正するためのパラメータ（後述する）、ＭＰＵ５２で実行されるプログラム等、対応関係データ以外にも各種情報を記憶するように構成される。
【0066】
ＭＰＵ５２は、第１基板４０の出力ユニット４２を利用して、指示値情報を制御装置（図８では、タブレットＰＣ９０）に出力する。即ち、出力ユニット４２は、本発明の出力部として機能する。出力ユニット４２は、指示値情報を制御装置に出力するように適宜構成されてよい。本実施形態では、出力ユニット４２は、通信モジュール４２１とアンテナ４２２とを備える。通信モジュール４２１は、例えば、公知の無線通信モジュールである。これにより、出力ユニット４２は、指示値情報を無線通信により制御装置に出力するように構成される。
【0067】
指示値情報の出力先となる制御装置の種類は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。制御装置は、例えば、汎用のデスクトップＰＣ（Personal Computer）、タブレットＰＣ、スマートフォン等であってもよい。図８では、当該制御装置の一例として、タブレットＰＣ９０が例示されている。
【0068】
本実施形態に係るタブレットＰＣ９０は、通信モジュール９１、アンテナ９２、制御部９３、及びタッチパネルディスプレイ９４を備えている。通信モジュール９１は、例えば、公知の無線通信モジュールである。制御部９３は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）及び記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）で構成される。これにより、タブレットＰＣ９０は、計器１と無線通信によるデータのやりとりを行うことができるように構成される。
［初期設定方法］
［初期設定方法］
【0069】
以下では、本実施形態に係る出力システム７０の初期設定方法について説明する。ここで、初期設定とは、指針１３の指示値と、各磁力センサ（６１、６２）の第１及び第２検出値とを対応付けるための操作を指す。初期設定を行うタイミングは、出力システム７０の初回適用時に限定されない。例えば、計器１の定期点検時、指針１３に対する磁石３０の位置が変化した時等、必要に応じたタイミングで行うことができる。
【0070】
初期設定は、計器１に磁石３０及びセンサユニット６３が取り付けられた状態で行われる。すなわち、初期設定方法は、第１磁力センサ６１の第１感度軸方向Ｕと、第２磁力センサ６２の第２感度軸方向Ｖとが計器１上で互いに交差するように各磁力センサ（６１、６２）が配置されることを備える。このとき、好ましくは、第１感度軸方向Ｕと第２感度軸方向Ｖとが指針１３の軸２０上で互いに交差するように配置される。出力システム７０の磁石３０は、中心が指針１３の軸２０上になるよう配置され、指針１３に対して固定される。このとき、磁石３０のＮ極は所定の向きに合わせられる必要はなく、磁石３０は任意の向きで固定されてよい。
【0071】
以上のように、計器１に磁石３０及びセンサユニット６３が取り付けられた状態で、作業者が指針１３の示す指示値を読み取る。読み取りは、指針１３の示す指示値が定常な状態で行う。定常な状態とは、作業者が指針１３の示す目盛り１２１を一意に特定できる程度に指針１３が静止し、一定の値を指している状態をいうものとする。例えば、計器１に圧力が加わっていない状態において、指針１３が静止して目盛り１２１の「０」を示すとき、作業者は指針１３の指示値を「０」と読み取ることができる。
【0072】
作業者は、指針１３の指示値を「０」と読み取ると、スイッチ５３を例えば１回押下する。つまり、指針１３の指示値が「０」であることを確認し、スイッチ５３を１回押下することは、指針１３の指示値が「０」であるという初期設定情報を、入力受付部に入力することに相当する。初期設定情報は、初期設定を行う時点で、作業者が読み取った指針１３の指示値の値に関する情報とすることができる。図１１は、出力システム７０による初期設定処理の流れを示すフローチャートである。スイッチ５３が押下されると、ＭＰＵ５２は、スイッチ５３を介して初期設定情報が入力されたことを検知する（ステップＪ１）。
【0073】
次に、ＭＰＵ５２が第１検出値及び第２検出値を取得する（ステップＪ２）。ここで、第１検出値及び第２検出値は、スイッチ５３が押下された時点、つまり定常な状態における検出値として取得される。
【0074】
ここで、第１磁力センサ６１と第２磁力センサ６２とは、角度が９０°時計回りに回転して配置されているとする。第１Ａ／Ｄ変換器５１２を介してＭＰＵ５２に入力される信号（第１検出値）は、第１磁力センサ６１によって検出される磁石３０の磁界の角度をθとすると、ｓｉｎθに比例して変化すると言ってよい。また、第２Ａ／Ｄ変換器５１４を介してＭＰＵ５２に入力される信号（第２検出値）は、第１検出値に対して９０°位相が進む信号になり、ｃｏｓθに比例して変化すると言ってよい。したがって、磁石３０の各磁力センサ（６１，６２）に対する回転位置は第１Ａ／Ｄ変換器５１２のデータ（第１検出値）を第２Ａ／Ｄ変換器５１４のデータ（第２検出値）で割り算した結果のａｒｃｔａｎ（アークタンジェント）を計算すれば求めることができる。
数式で表わすと、
θ＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθ÷ｃｏｓθ） （１）
で求めることができる。ＭＰＵ５２は、式（１）に従ってａｒｃｔａｎを算出する（ステップＪ３）。
数式で表わすと、
θ＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθ÷ｃｏｓθ） （１）
で求めることができる。ＭＰＵ５２は、式（１）に従ってａｒｃｔａｎを算出する（ステップＪ３）。
【0075】
スイッチ５３が押された時点（つまり、指針１３の指示値が「０」の時点）での角度をθ0とすると、ＭＰＵ５２は式（１）の計算によって得られた角度θ0を指示値「０」のときの角度であると関連付け、記憶部５４又は制御装置の記憶装置等に保存する（ステップＪ４）。すなわち、情報生成部が、定常な状態における各磁力センサ（６１，６２）の検出値と、前記初期設定情報とを関連付けたデータを生成し、保存する。この操作によって、指示値「０」の時の角度がどのような値であっても指針１３が回転したときの指示値「０」からの角度θ1は、
θ1＝θ―θ0
で求めることができる。すなわち、ＭＰＵ５２は、記憶部５４又は制御装置の記憶装置等から角度θ0を読み出すことにより、上式に従って角度θ1を算出することができる。あるいは、算出された角度θ0に基づいて、記憶部５４又は制御装置の記憶装置等に予め保存された仮の対応関係データを書き換え、上書き保存してもよい。
θ1＝θ―θ0
で求めることができる。すなわち、ＭＰＵ５２は、記憶部５４又は制御装置の記憶装置等から角度θ0を読み出すことにより、上式に従って角度θ1を算出することができる。あるいは、算出された角度θ0に基づいて、記憶部５４又は制御装置の記憶装置等に予め保存された仮の対応関係データを書き換え、上書き保存してもよい。
【0076】
上述の初期設定は、指針１３が目盛り１２１の「０」以外の値を示す状態においても行うことができる。例えば、指針１３の示す目盛り１２１の値に対応するスイッチ５３の押下回数を予め定めておき、スイッチ５３の押下される回数を指針１３の示す指示値に関する情報とすることも可能である。この場合、作業者は、指針１３の指示値が定常である状態において目盛り１２１の値を読みとり、目盛り１２１の値に対して予め定められた回数だけスイッチ５３を押下する。なお、予め定められた回数は、１回であってもよい。
【0077】
例えば、指針１３が目盛り板１２上の目盛りの「０．５」を指しているときは、スイッチ５３を５回連続で押下し、指針１３が目盛り板１２上の目盛りの「１」を指しているときは、スイッチ５３を１０回連続で押下する等、予め目盛り１２１の値とスイッチ５３の押下回数とを関連付けておくことができる。目盛り１２１の値とスイッチ５３の押下回数とを関連付けた関連データは、記憶部５４等に保存しておくことができる。スイッチ５３が押下されると、ＭＰＵ５２は押下された回数をカウントし、カウント数に対応する関連データを記憶部５４から読み出して、指針１３の示す指示値を特定することができる。
【0078】
［特徴］
以上のとおり、出力システム７０は、既存の計器１に変更を加えなくてもそのまま適用することができるが、出力システム７０を計器１に適用する際、初期設定操作が必要となる。本実施形態に係る初期設定方法によれば、作業者の行う操作が簡易であり既存の計器が設定されている現場においても容易に行うことができる。また、磁石３０を指針１３に対して固定する場合に、磁石３０のＮ極の向きを所定の方向に合わせる必要がない。このため、磁石３０を軸２０上に設置する作業が容易に行える。また、磁石３０のＮ極の向きが所定の位置からずれることによる、出力システム７０の指針１３の指示値の読み取り誤差を考慮する必要がなく、出力システム７０の利用性といった品質が向上する。
以上のとおり、出力システム７０は、既存の計器１に変更を加えなくてもそのまま適用することができるが、出力システム７０を計器１に適用する際、初期設定操作が必要となる。本実施形態に係る初期設定方法によれば、作業者の行う操作が簡易であり既存の計器が設定されている現場においても容易に行うことができる。また、磁石３０を指針１３に対して固定する場合に、磁石３０のＮ極の向きを所定の方向に合わせる必要がない。このため、磁石３０を軸２０上に設置する作業が容易に行える。また、磁石３０のＮ極の向きが所定の位置からずれることによる、出力システム７０の指針１３の指示値の読み取り誤差を考慮する必要がなく、出力システム７０の利用性といった品質が向上する。
【0079】
また、本実施形態に係る初期設定方法は、計器１に圧力が加わっている状態においても実行することができる。このため、出力システム７０を適用するために、計器１が組み込まれている設備を一時停止して、計器１に圧力が加わらない状態とする必要がない。従って、出力システム７０を大規模な設備に組み込まれた計器や、多数の計器に対して適用する場合であっても、出力システム７０の初期設定の負担を軽減することができる。即ち、既存の設備に対して容易に出力システム７０を導入することができるので、出力システム７０の利用性といった品質が向上する。
【0080】
［キャリブレーション方法］
以下では、出力システム７０のキャリブレーション方法について説明する。なお、上で説明した初期設定方法と、以下で説明するキャリブレーション方法は、いずれか一方の方法のみを出力システム７０に対して実行することもできるし、同一の出力システム７０に対して組み合わせて実行することもできる。また、システム７０に対してキャリブレーション方法のみが使用される場合、システム７０においてスイッチ５３の構成を省略することが可能である。
以下では、出力システム７０のキャリブレーション方法について説明する。なお、上で説明した初期設定方法と、以下で説明するキャリブレーション方法は、いずれか一方の方法のみを出力システム７０に対して実行することもできるし、同一の出力システム７０に対して組み合わせて実行することもできる。また、システム７０に対してキャリブレーション方法のみが使用される場合、システム７０においてスイッチ５３の構成を省略することが可能である。
【0081】
本実施形態に係るキャリブレーション方法は、第２基板５０上に配置される各磁力センサ（６１、６２）間の個体差や、第２基板５０上に配置される際の位置ずれ等により生じ得る、各磁力センサ（６１、６２）の各検出値の誤差を較正するための方法である。各磁力センサ（６１、６２）が感度軸方向を有することにより、各磁力センサ（６１、６２）から出力される第１検出値及び第２検出値は、検出する磁界の角度に応じて三角関数的に変化する。
【0082】
上述したように、第１感度軸方向Ｕ及び第２感度軸方向Ｖの交点である第１地点Ｐは、好ましくは軸２０上に配置される。このとき、第１検出値と第２検出値とは、第１感度軸方向Ｕ及び第２感度軸方向Ｖのなす角度Ａの分だけ互いにずれた値となる。各磁力センサ（６１、６２）が図１に示すような位置関係で配置され、角度Ａが９０°であるときの磁石３０の磁界の角度θ［°］に対する第１検出値及び第２検出値［Ａ／ｍ］の例をそれぞれ図９のグラフに示す。図９から分かるように、第１検出値と第２検出値とは互いに９０°だけずれた挙動を示す。これにより、第１検出値をαｓｉｎθ、第２検出値をαｃｏｓθと表すことができる。ただし、αは第１検出値及び第２検出値の振幅であり、磁界の角度θは、第２感度軸方向Ｖの方向を０°とする。
【0083】
この場合、（第１検出値）／（第２検出値）＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｔａｎθと表すことができるから、θ＝９０°、２７０°のときを除き、磁界の角度θをａｒｃｔａｎθにより特定することができる。すなわち、第１検出値及び第２検出値から、磁石３０の磁界の角度θ、つまり磁石３０の向きを特定することができる。
【0084】
しかしながら、実際には各磁力センサ（６１、６２）の各検出値が上述したαｓｉｎθ、αｃｏｓθの関数に対して誤差を生じ得る。このような誤差は、例えば、第２基板５０上に接着される各磁力センサ（６１、６２）が所定の位置からずれている場合、第１感度軸方向Ｕ及び第２感度軸方向Ｖのなす角度Ａが９０°からずれているような場合に生じ得る。また、各磁力センサ（６１、６２）の個体差によっても誤差が生じ得る。つまり、上述の方法によって特定される磁石３０の回転角度は、実際には各磁力センサ（６１、６２）を含むセンサユニット６３に固有の誤差を生じ得る。本実施形態に係るキャリブレーション方法では、各磁力センサ（６１、６２）の各検出値を補正する、センサユニット６３に固有のパラメータを算出する。キャリブレーションにより予め算出されたパラメータを用いて各磁力センサ（６１、６２）の各検出値を補正することにより、指針１３の指示値の読み取りの精度を向上させることができる。キャリブレーションで算出されたパラメータは、例えば記憶部５４に保存される。
【0085】
キャリブレーションには、図１０に平面視で示すような冶具２００が用いられる。冶具２００は、モーター２０１と、モーター２０１の出力軸２０４に取り付けられた第１磁石２０２とを備える。モーター２０１は、図示しない電源に接続されており、軸２０４′を回転軸として出力軸２０４を一定の速度（回転速度）で回転させるように構成される。第１磁石２０２は、好ましくは、磁石３０と同様の構成を有する円形の永久磁石である。第１磁石２０２の中心は、軸２０４′上に位置合わせされている。すなわち、出力軸２０４の回転軸である軸２０４′は、本発明の第１軸に相当し、第１軸上に第１磁石２０２の中心が配置される。これにより、第１磁石２０２は、モーター２０１の出力軸２０４に連動して一定の速度で回転する。
【0086】
冶具２００は、センサユニット６３がセットされるホルダ部２０３をさらに備える。ホルダ部２０３は、センサユニット６３を軸２０４′に対して位置合わせするように構成される。より具体的には、センサユニット６３をホルダ部２０３にセットすると、軸２０４′が第１地点Ｐ又は第１地点Ｐの付近を通るように、センサユニット６３が位置合わせされる。なお、冶具２００の構成は、モーター２０１の出力軸２０４、第１磁石２０２及びセンサユニット６３の相対的な位置が上述したように配置される限り、特に限定されない。
【0087】
モーター２０１を駆動させ、出力軸２０４を回転させると、センサユニット６３に対して第１磁石２０２が回転する。すなわち、軸２０４′回りに第１磁石２０２が所定の速度で各磁力センサ（６１、６２）に対して相対回転する。第１磁石２０２の相対回転に対して出力される各磁力センサ（６１、６２）の各検出値は、出力ユニット４２と通信可能な外部装置によって順次取得される。外部装置は、例えば汎用のデスクトップＰＣ、タブレットＰＣ、スマートフォン等である。本実施形態では、外部装置は、汎用のデスクトップＰＣ２１０である。デスクトップＰＣ２１０は、通信モジュール２１１と、制御部２１２とを備える。制御部２１２は、例えば、ＣＰＵ２１３、ＲＡＭ２１４等で構成される。通信モジュール２１１は、例えば公知の無線通信モジュールである。以下の処理を図１２のフローチャートに従って説明する。図１２は、キャリブレーションの処理の流れを示すフローチャートである。
【0088】
汎用のデスクトップＰＣ２１０のＣＰＵ２１３は、各磁力センサ（６１、６２）の各検出値を順次取得すると、第１検出値と第２検出値とが時系列順に組み合わせられたデータセットを作成する（ステップＫ１）。このデータセットは、センサユニット６３を識別する識別子と関連付けられてＲＡＭ２１４に保存される（ステップＫ２）。また、ＣＰＵ２１３は、第１検出値の時系列データから、第１検出値の第１ピーク値と、第１検出値の第１ボトム値とをそれぞれ特定する（ステップＫ３）。同様に、ＣＰＵ２１３は、第２検出値の時系列データから、第２検出値の第２ピーク値と、第２検出値の第２ボトム値とをそれぞれ特定する（ステップＫ４）。ステップＫ３とステップＫ４の順序は前後してもよいし、同時に並行して行われてもよい。ここで、各ピーク値及び各ボトム値の特定は、各検出値を、時系列の前後で比較することにより行われる。ピーク値は、時系列データの中で周期的に出現する波形の山の値の平均値としてもよいし、時系列データ中の最大値をそのままピーク値としてもよい。また、ボトム値は、時系列データの中で周期的に出現する波形の谷の値の平均値としてもよいし、時系列データ中の最小値をそのままボトム値としてもよい。
【0089】
ここで取得する第１検出値の時系列データ及び第２検出値の時系列データは、それぞれが少なくとも１つの山及び少なくとも１つの谷を含んでいればよい。つまり、各時系列データが少なくとも１つの山及び少なくとも１つの谷を含む限りにおいて、第１磁石２０２の回転数や、取得する各磁力センサ（６１、６２）の各検出値のデータ数は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
【0090】
ＣＰＵ２１３は、特定した第１ピーク値及び第１ボトム値から、第１検出値の振幅Ｂ１を算出する（ステップＫ５）。振幅Ｂ１は、第１ピーク値と第１ボトム値との差を取ることにより算出される。また、同様に、ＣＰＵ２１３は、特定した第２ピーク値及び第２ボトム値から、第２検出値の振幅Ｂ２を算出する（ステップＫ６）。振幅Ｂ２は、第２ピーク値と第２ボトム値との差を取ることにより算出される。ここで、ステップＫ５とステップＫ６の順序は前後してもよいし、同時に並行して行われてもよい。また、ステップＫ３に続いてステップＫ５が行われ、ステップＫ４に続いてステップＫ６が行われてもよい。続くステップＫ７では、ＣＰＵ２１３が各パラメータを算出する。算出するパラメータと、算出の具体的な方法は、以下の通りである。
【0091】
ＣＰＵ２１３は、第１検出値の振幅Ｂ１と第２検出値の振幅Ｂ２とのずれを補正するパラメータＳを算出する。より具体的には、パラメータＳは、振幅Ｂ１を１としたときの振幅Ｂ１からの振幅Ｂ２のずれを補正するパラメータであり、以下の式に基づいて算出される。
Ｓ＝Ｂ１／Ｂ２
Ｓ＝Ｂ１／Ｂ２
【0092】
なお、パラメータＳは、振幅Ｂ２を１としたときの振幅Ｂ２からの振幅Ｂ１のずれを補正するパラメータとすることもできる。この場合、パラメータＳは、以下の式に基づいて算出される。
Ｓ＝Ｂ２／Ｂ１
Ｓ＝Ｂ２／Ｂ１
【0093】
ＣＰＵ２１３は、算出したパラメータＳを、通信モジュール２１１を介してセンサユニット６３に送信する（ステップＫ８）。センサユニット６３は、出力ユニット４２を介してパラメータＳを受け取る。センサユニット６３のＭＰＵ５２は、記憶部５４にパラメータＳを記憶させる（ステップＫ９）。
【0094】
ＣＰＵ２１３は、特定した第１ピーク値と第１ボトム値との中間値からのずれ量Ｍ１をステップＫ５において算出してもよい。中間値からのずれ量Ｍ１は、第１ピーク値と第１ボトム値との和により算出される。同様に、ＣＰＵ２１３は、特定した第２ピーク値と第２ボトム値との中間値からのずれ量Ｍ２をステップＫ６において算出してもよい。中間値からのずれ量Ｍ２は、第２ピーク値と第２ボトム値との和により算出される。中間値からのずれ量Ｍ１、Ｍ２は、各検出値の波形全体が、縦軸方向にずれている度合いを表す。例えば、中間値からのずれ量が正の値であるとき、検出値の波形は横軸に対して縦軸の正の方向にずれていることが分かる。一方、中間値からのずれ量が負の値であるとき、検出値の波形は横軸に対して縦軸の負の方向にずれていることが分かる。
【0095】
ＣＰＵ２１３は、中間値からのずれ量Ｍ１に基づいて、第１検出値の縦軸方向のずれを補正するパラメータＴ12を算出する（ステップＫ７）。また、ＣＰＵ２１３は、中間値からのずれ量Ｍ２に基づいて、第２検出値の縦軸方向のずれを補正するパラメータＴ22を算出する（ステップＫ７）。具体的には、パラメータＴ12、Ｔ22は、以下の式に基づいてそれぞれ算出される。
Ｔ12＝－Ｍ１
Ｔ22＝－Ｍ２
Ｔ12＝－Ｍ１
Ｔ22＝－Ｍ２
【0096】
ここで、中間値からのずれ量Ｍ１、Ｍ２が０に等しいか、無視できるほどその絶対値が小さい場合には、パラメータＴ12、Ｔ22の算出を省略してもよい。また、中間値からのずれ量Ｍ１、Ｍ２の絶対値の大きさに応じて、第１検出値及び第２検出値のうちいずれか一方についてのみ、パラメータを算出してもよい。
【0097】
ＣＰＵ２１３は、算出したパラメータＴ12、Ｔ22を、通信モジュール２１１を介してセンサユニット６３に送信する（ステップＫ８）。センサユニット６３は、出力ユニット４２を介してパラメータＴ12、Ｔ22を受け取る。センサユニット６３のＭＰＵ５２は、記憶部５４にパラメータＴ12、Ｔ22を記憶させる（ステップＫ９）。
【0098】
さらに、ＣＰＵ２１３は、第１検出値と第２検出値との位相のずれを補正するパラメータWをステップＫ７において算出してもよい。パラメータWは、第１検出値をB1sinθ、第２検出値をB2cos(θ＋φ)で表したときの位相のずれ量φを補正するためのパラメータであり、以下の式に従って算出される。まず、第1検出値の出力と第2検出値の出力の振幅を同じにするために次式による処理を行い、ｙ１及びｙ２を算出する。
y1 = B1sinθ÷B1 = sinθ
y2 = B2cos(θ＋φ)÷B2 = cos（θ＋φ）
y1 = B1sinθ÷B1 = sinθ
y2 = B2cos(θ＋φ)÷B2 = cos（θ＋φ）
【0099】
ここで、図１３を用いてずれ量φの求め方を説明する。図１３Ａは、sinθ、cosθ及びcos(θ＋φ)のグラフである。sinθが最大値を示すθ＝90度の時のcos(θ＋φ)の値を求める。図１３Ａで位相ずれがない（φ=0）ときにはcos(θ＋φ)は０になる。もしもcos(θ＋φ)が0でなくc1という値であったとすると、位相のずれ量φはφ＝（acos(c1)－90）により求まる。例えばc1が－0.1736であったとすると、acos(－0.1736) = 100になりφ＝100－90 =10（度）の位相ずれが存在することになる。このように求めたずれ量φがパラメータWになる。図１３Ｂは、位相のずれ量φが最大で１０度となる場合の誤差角度のグラフであり、横軸がθが示す角度位置（度）、縦軸がその角度位置における誤差の大きさ（度）である。図１３Ｂに示すように、誤差角度は０、１８０度付近の角度位置で最小となり、９０、２７０付近の角度位置で最大となる。なお、図１３Ｂに示すグラフの誤差角度は、以下の式に基づいて算出される。
ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθ／ｃｏｓ（θ＋φ））－ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）
ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθ／ｃｏｓ（θ＋φ））－ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）
【0100】
ＣＰＵ２１３は、算出したパラメータＷを、通信モジュール２１１を介してセンサユニット６３に送信する（ステップＫ８）。センサユニット６３は、出力ユニット４２を介してパラメータＷを受け取る。センサユニット６３のＭＰＵ５２は、記憶部５４にパラメータＷを記憶させる（ステップＫ９）。
【0101】
各パラメータＳ、Ｔ12、Ｔ22、Ｗは、実施の形態に応じて全て算出されてもよいし、一部のみが算出されてもよい。また、各パラメータＳ、Ｔ12、Ｔ22を算出する順序は、特に限定されない。このようにして記憶部５４に記憶された各パラメータＳ、Ｔ12、Ｔ22、Ｗは、出力システム７０が計器１に適用され、各磁力センサ（６１、６２）が磁石３０の磁界を検出したときに出力する検出値を補正するために利用される。以下、具体的な例を挙げて説明する。
【0102】
例えば、キャリブレーションにより第１検出値の振幅Ｂ１が１、第２検出値の振幅Ｂ２が１．１と特定されている場合について説明する。このとき、磁石３０の磁界の向きが４５°であれば、第１磁力センサ６１は第１検出値としてｓｉｎ４５°、第２磁力センサ６２は第２検出値として（１．１×ｃｏｓ４５°）をそれぞれ出力する。（ただし、磁石３０の磁界の向きが０°のとき第１磁力センサ６１が０を出力し、第２磁力センサ６２が１．１を出力するように、各磁力センサが位置合わせされているものとする。）このとき、（第１検出値）／（第２検出値）＝（１／１．１）≒０．９０と計算される。従って、ａｒｃｔａｎθにより特定される磁石３０の磁界の向きは約４２°となり、実際の磁石３０の磁界の向き４５°からの誤差が発生する。しかしながら、指示値情報を生成する際に、ＭＰＵ５２が記憶部５４から予め記憶されたパラメータＳ（＝１／１．１）を読み出し、第２検出値を補正することで、上記の誤差を較正することができる。ＭＰＵ５２は、出力された第２検出値にパラメータＳを乗じることにより、第２検出値を補正する。
【0103】
また、例えばキャリブレーションにより中間値からのずれ量Ｍ１が０、中間値からのずれ量Ｍ２が０．１と特定されている場合について説明する。このとき、磁石３０の磁界の向きが６０°であれば、第１磁力センサ６１は第１検出値としてｓｉｎ６０°、第２磁力センサ６２は第２検出値として（ｃｏｓ６０°＋０．１）をそれぞれ出力する。（ただし、磁石３０の磁界の向きが０°のとき第１磁力センサ６１が０を出力し、第２磁力センサ６２が１．１を出力するように、各磁力センサが位置合わせされているものとする。また、ここでは簡単のためＢ１＝Ｂ２＝１であるとする。）このとき、（第１検出値）／（第２検出値）≒（√３／２÷０．６）≒０．９０９と計算される。従って、ａｒｃｔａｎθにより特定される磁石３０の磁界の向きは約５５°となり、実際の磁石３０の磁界の向き６０°からの誤差が発生する。しかしながら、指示値情報を生成する際に、ＭＰＵ５２が記憶部５４から予め記憶されたパラメータＴ22（＝－０．１）を読み出し、第２検出値を補正することで、上記の誤差を較正することができる。ＭＰＵ５２は、出力された第２検出値からパラメータＴ22を減じることにより、第２検出値を補正する。
【0104】
また、例えば図１４Ａに示すグラフのように、キャリブレーションにより位相のずれ量のパラメータWが10°と特定されている場合について、位相ずれ補正をおこなう方法を図１４Ｂ及び図１４Ｃを用いて説明する。まず、次のようにしてグラフにおける領域１、領域２、領域３、領域４を定める。
【0105】
s1=sin(10度)≒0.1736、s2=sin(100度)≒－0.1736を求める。s1、s2を用いて
領域１：sinθ≧s2 かつ cos(θ＋φ)≧0
領域２：sinθ≧s1 かつ cos(θ＋φ)＜0
領域３：sinθ＜s1 かつ cos(θ＋φ)＜0
領域４：sinθ＜s2 かつ cos(θ＋φ)≧0
領域１～４を図１４Ａのグラフ上に表したものを図１４Ｂに示す。
領域１：sinθ≧s2 かつ cos(θ＋φ)≧0
領域２：sinθ≧s1 かつ cos(θ＋φ)＜0
領域３：sinθ＜s1 かつ cos(θ＋φ)＜0
領域４：sinθ＜s2 かつ cos(θ＋φ)≧0
領域１～４を図１４Ａのグラフ上に表したものを図１４Ｂに示す。
【0106】
次に各領域ごとに次式で角度θを求める。
領域１、または領域２
θ = acos(θ＋φ) －φ
領域３、または領域４
θ = 360－acos(θ＋φ)－φ
図１４Ｃは、位相ずれのキャリブレーション前後における角度誤差を比較するグラフである。上の補正式により図１４Ｃのグラフが示すように位相のずれ量が最大10度あったときの角度誤差をなくすことができる。
領域１、または領域２
θ = acos(θ＋φ) －φ
領域３、または領域４
θ = 360－acos(θ＋φ)－φ
図１４Ｃは、位相ずれのキャリブレーション前後における角度誤差を比較するグラフである。上の補正式により図１４Ｃのグラフが示すように位相のずれ量が最大10度あったときの角度誤差をなくすことができる。
【0107】
［特徴］
以上のとおり、本実施形態に係るキャリブレーション方法によれば、各磁力センサ（６１、６２）の各検出値を補正することができる。従って、ＭＰＵ５２によって生成される指針１３の指示値に関する指示値情報の精度を向上させることができる。つまり、出力システム７０の読み取り精度が向上する。
以上のとおり、本実施形態に係るキャリブレーション方法によれば、各磁力センサ（６１、６２）の各検出値を補正することができる。従って、ＭＰＵ５２によって生成される指針１３の指示値に関する指示値情報の精度を向上させることができる。つまり、出力システム７０の読み取り精度が向上する。
【0108】
また、キャリブレーションにより、各磁力センサ（６１、６２）そのものや、これらの配置に生じる機械的な誤差やばらつきをある程度許容することができるので、センサユニット６３の生産性が向上し、出力システム７０の利用性が高められる。
【0109】
§２ 変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、上記計器１の構成に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が行われてもよい。また、上記計器１の各構成要素の形状及び大きさは、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。具体的には、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、上記計器１の構成に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が行われてもよい。また、上記計器１の各構成要素の形状及び大きさは、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。具体的には、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
【0110】
上記実施形態では、計器１は、ブルドン管圧力計である。しかしながら、計器１の種類は、圧力計に限られなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、計器１の種類は、温度計、流体計、電力計等であってよい。また、計器１は、ブルドン管に限られなくてもよく、指針により測定値を示すものであれば、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
【0111】
また、上記実施形態では、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）は、透明カバー１１の透明板１１２に取り付けられている。しかしながら、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）の配置は、このような例に限られなくてもよい。例えば、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）は、目盛り板１２上に配置されてもよい。
【0112】
また、上記実施形態では、出力ユニット４２は、無線通信によりデータを出力するように構成されている。しかしながら、出力ユニット４２の構成は、このような例に限られなくてもよい。出力ユニット４２は、有線通信によりデータを出力するように構成されてもよい。
【0113】
上記実施形態では、出力システム７０は磁気センサを２つ備えていた。しかし、磁気センサの数はこれに限定されず、出力システム７０が磁気センサを３つ以上備えることとしてもよい。
【0114】
上記実施形態では、センサユニット６３が入力受付部としてスイッチ５３を備えたが、入力受付部の形態はこれに限定されない。例えば、センサユニット６３が入力受付部５３を有さず、出力システム７０が備えるタブレットＰＣ９０が、入力受付部５３を有することとしてもよい。この場合、例えばタブレットＰＣ９０のタッチパネルディスプレイ９４を入力受付部５３として機能させることができる。
【0115】
このとき、作業者は、センサユニット６３と無線通信可能な範囲にタブレットＰＣ９０を持っていき、タッチパネルディスプレイ９４を操作して、タブレットＰＣ９０から計器１に対して初期設定開始を通知する信号を送信する。計器１のＭＰＵ５２は、出力ユニット４２を介して当該信号を受け取ると、指示値に関する情報の入力を要求する信号を生成し、出力ユニット４２を介してタブレットＰＣ９０に送信する。当該信号を受け取ったタブレットＰＣ９０は、タッチパネルディスプレイ９４等を介して、作業者に対して指示値に関する情報の入力を促すメッセージを発する。メッセージを確認した作業者は、指針１３の指示値を読みとり、タッチパネルディスプレイ９４を介して指示値に関する情報を入力し、センサユニット６３に対して送信する。ＭＰＵ５２は、出力ユニット４２を介して指示値に関する情報を受け取り、上述した初期設定処理を行う。
【0116】
ここで、指示値に関する情報は、読み取った目盛り１２１の値そのものであってもよく、この場合、作業者は例えば「０．５」等の数値をタッチパネルディスプレイ９４を介して入力することができる。また、指示値に関する情報は、数値でなくてもよい。例えば、タッチパネルディスプレイ９４に計器１の目盛り板１２を模したグラフィックを表示することができる。この場合、当該グラフィック上で作業者が目盛り板１２上の目盛りをタッチすると、作業者が読み取った指針１３の指示値の値としてタッチされた目盛りの値がタブレットＰＣ９０に入力される構成とすることができる。
【0117】
上記実施形態では、算出された各パラメータＳ、Ｔ12、Ｔ22、Ｗは、記憶部５４に記憶されたが、これに加えて又は代えて、算出された各パラメータＳ、Ｔ12、Ｔ22、ＷがタブレットＰＣ９０のＲＡＭや記憶装置等に記憶されてもよい。また、タブレットＰＣ９０は複数のセンサユニット６３についての各パラメータＳ、Ｔ12、Ｔ22、Ｗを記憶し、各センサユニット６３のＭＰＵ５２が、タブレットＰＣ９０のＲＡＭや記憶装置等に記憶された各パラメータＳ、Ｔ12、Ｔ22、Ｗを適宜出力ユニット４２を介して読み出す構成とすることも可能である。このとき、算出された各パラメータＳ、Ｔ12、Ｔ22、Ｗは、センサユニット６３を識別する識別子と共にタブレットＰＣ９０のＲＡＭや記憶装置等に保存されてもよい。
【0118】
キャリブレーションでは、第１検出値及び第２検出値をそれぞれ理想的なｓｉｎ関数及びｃｏｓ関数にフィッティングするためのパラメータをさらに算出してもよい。この場合、磁界の角度と、ｓｉｎ関数及びｃｏｓ関数に基づく理想的な各検出値とを対応付けた表を、予めデスクトップＰＣ２１０の記憶装置等に格納しておくことができる。パラメータは、例えばある磁界の角度に対する表の値と、各検出値との差を取ることにより算出することができる。
【符号の説明】
【0119】
１…計器、
１０…本体部、
１０１…内部空間、１０２…上端部、
１１…透明カバー、
１１０…カバー本体、１１１…見返し、１１２…透明板、
１２…目盛り板、
１２１…目盛り、
１３…指針、
１３１…先端部分、１３２…連結具、
１５…内部機構、
２０…軸
３０…磁石、
４０…第１基板、
４１…電池、４２…出力ユニット、
５０…第２基板、
５１…回路、
５１１…第１オペアンプ、５１２…第１Ａ／Ｄ変換器、
５１３…第２オペアンプ、５１４…第２Ａ／Ｄ変換器、
５２…ＭＰＵ、５３…記憶部、
６１…第１磁力センサ、６２…第２磁力センサ、６３…センサユニット
７０…出力システム、
８１…第１部分、８２…第２部分、
８３…第１電極、８４…第２電極、８５…第３電極、
８６…センサ線、８７…導体膜、８８…センサ線、８９…導体膜、
９０…制御装置、９１…通信モジュール、
９２…アンテナ、９３…制御部、９４…タッチパネルディスプレイ
１０…本体部、
１０１…内部空間、１０２…上端部、
１１…透明カバー、
１１０…カバー本体、１１１…見返し、１１２…透明板、
１２…目盛り板、
１２１…目盛り、
１３…指針、
１３１…先端部分、１３２…連結具、
１５…内部機構、
２０…軸
３０…磁石、
４０…第１基板、
４１…電池、４２…出力ユニット、
５０…第２基板、
５１…回路、
５１１…第１オペアンプ、５１２…第１Ａ／Ｄ変換器、
５１３…第２オペアンプ、５１４…第２Ａ／Ｄ変換器、
５２…ＭＰＵ、５３…記憶部、
６１…第１磁力センサ、６２…第２磁力センサ、６３…センサユニット
７０…出力システム、
８１…第１部分、８２…第２部分、
８３…第１電極、８４…第２電極、８５…第３電極、
８６…センサ線、８７…導体膜、８８…センサ線、８９…導体膜、
９０…制御装置、９１…通信モジュール、
９２…アンテナ、９３…制御部、９４…タッチパネルディスプレイ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
