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1.データ集録デバイスと適用事例
データ集録デバイスとは、アナログ/デジタル変換やデジタル/アナログ変換、デジタル入出力を備えた電子デバイスであり、コンピュータによる計測自動制御に不可欠なものです。例えば、世の中の分析装置や制御装置は、あらゆる物理量を数値として可視化するために、データ集録デバイスが組み込まれており、プログラミングという命令によってシステム全体の制御を担っています。
当方がデータ集録デバイスを使い始めたのは1995年のことです。当時、原子レベル分解能で表面観察できる装置として開発された原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)に関する研究が盛んに行なわれ始めた時代であり、当方も原子間力顕微鏡の試作を行ないました。原子間力顕微鏡は金属表面と鋭利なプローブ先端に働く原子間力をレーザー光の反射角の変化で読み取り、電歪素子(圧電素子、ピエゾ素子)に電圧を加えて3次元的に走査させることで表面の凹凸を得られる装置であります。
これを契機として、現在はデータ集録デバイスを適用した計測自動制御装置の開発に従事するようになりました。ここでは、これまでのデータ集録デバイスの適用事例について紹介します。
2.データ集録デバイスの特性
データ集録デバイスは、市販のパソコンもしくは工業用パソコンに組み込むことで、アナログ/デジタル変換、デジタル/アナログ変換、デジタル信号の入出力が可能な強力な計測制御用デバイスです。
データ集録デバイスは、一般的にアナログ入力を複数チャネル備えており、多チャンネルの測定が実現しやすく、また高速データ通信が可能なPCIバスやPXIバスなどで接続されているため、計測自動制御時の応答も極めて高速であり、大量の計測データを絶え間なくハードディスクドライブに保存可能という特徴を有しています。
このように計測自動制御に不可欠なデータ集録デバイスですが、その特性を把握せずに誤った使い方をすると、測定誤差が発生してしまう場合があります。ここではデータ集録デバイスの諸特性について述べ、いかに正確な計測自動制御を実現するかについて紹介します。
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