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GID−ADC&温度計セット入門ガイド


前説

 このセットは,パソコンに接続するADコンバーターユニット「GID−ADC」と,GID−ADCに接続する「温度計ユニット」および「試験用温度センサー」をセットにしたものに,無償サンプルソフトを添付したものです。

できること

 −20℃〜80℃の範囲の温度を測定することができ,その測定データを自動でパソコンに取り込むことができます。パソコンに取り込まれたデータはエクセルやロータス123などの市販ソフトで利用できデータのグラフ表示や再利用が簡単に行えます。

動作試験の手順

セット内容の確認
ハードウェアのセットアップ
計測用ソフトウェアのインストール
温度の計測−計測用ソフトの実行
表計算ソフトによる測定データのグラフ化

セット内容の確認

 もし足りないものがあれば,購入元に連絡してください。


 このセットのGID−ADCおよび温度計ユニットはケースの向きをあらわすシールを貼付せず出荷しています。次の図の通りにシールを貼付してください。


ハードウェアのセットアップ

 GID−ADCの「RS−232C」と表示されている側のコネクタとパソコンのシリアルポートを接続します。

 パソコンのシリアルポートはメーカーや機種によってRS232ポートやCOMポートと呼ばれることもあり,最近では記号で表されているものも増えてきています。

 パソコンのシリアルポートは2つ以上あることもありますが,通常は「1」の方に接続してください。

 GID−ADCとパソコンはケーブルを介して接続することも直接接続する事もできますが,パソコン側のコネクタの形状によっては変換コネクタや特殊なケーブルが必要になることもあります。

 ケーブルを使う場合は,必ず「ストレートケーブル」を使用してください。

温度計ユニットをGID−ADCに接続

 GID−ADCの「ANALOG」と表示されている側のコネクタと温度計ユニットの「GID−ADC温度計」と表示されている側のコネクタを接続します。変換コネクタやケーブルは不要です。

温度計ユニットに温度計センサーを接続

 温度計ユニットには8チャンネル分の温度センサー用端子と1チャンネルの外部出力端子があります。
 それぞれのチャンネルは上下二つの端子台で一対になっており,左からch0〜ch7,一番右の一対が外部出力端子です。
 温度計ユニット一番左側のch0の端子にセンサーを接続してみましょう。
 センサーの白いケーブルをch0の上側の端子に,黒のケーブルを下側の端子に先端の細いマイナスドライバーなどで端子台のボタンを上から押しながらケーブルを挿入します。きちんと接続すると,かなりの力で引っ張ってもケーブルが抜けてしまうことはありません。

  使用しない端子台には何も接続しないでください。

 以上でハードウェアの接続は完了です。

ソフトウェアのインストール

 次の内容のファイルがあります。
 温度計測に必要なファイルはPCAT用またはPC98用の汎用データ収集ソフト「GIDREC16」と温度計測用設定ファイル「TEMP.INI」の二つです。(gidadc/gidtest にあります)

PC98

DOS
GIDREC16.EXE GID-ADC 計測用ソフト
GIDREC16.TXT
GIDREC16.LZH
TEMP.INI ダイオード温度計用サンプルイニシャルファイル
WIN95
DSCOPE.LZH デジタルスコープ+FFT
AMWIN.LZH アナログメータ
README.TXT
GIDTEST
GIDTEST.EXE 試験用ソフト
GIDTEST.LZH
README.TXT

PCAT

DOS
GIDREC16.EXE GID-ADC 計測用ソフト
GIDREC16.TXT
GIDREC16.LZH
TEMP.INI ダイオード温度計用サンプルイニシャルファイル
WIN31
DSCOPE.LZH デジタルスコープ+FFT
AMWIN.LZH アナログメータ
README.TXT
WIN95
DSCOPE.LZH デジタルスコープ+FFT
AMWIN.LZH アナログメータ
README.TXT
GIDTEST
GIDTEST.LZH 試験用ソフト
README.TXT
GIDTEST.EXE
README.TXT フロッピー全体の説明
LHA.EXE LZHファイルを展開/圧縮するソフト

WINDOWS95でのインストール

 なお,本稿では動作試験をWINDOWS95上で行いますが,実用で使用する場合はパソコンをMS−DOSモードで起動して実行してください。

MS−DOSでのインストール

 MS−DOSでのインストールは以下の手順で行います。なお,PC98の場合はAドライブとCドライブが逆になりますので注意してください。
 ここでは,Cドライブの「GIDREC16」というディレクトリにインストールします。

C:\>MD GIDREC16[Enter] インストール先のディレクトリを作成する。

C:\>A:[Enter] カレントディスクをフロッピードライブにする。

A:\>CD PCAT[Enter] PC98の場合は >CD PC98[Enter]

A:\PCAT>CD DOS[Enter]   

A:\PCAT\DOS>COPY *.* C:\GIDREC16[Enter] 必要なファイルをコピーする。
 付属のソフトの削除はインストール時にフロッピーディスクからコピーしたファイルをフォルダごと削除するだけで行えます。その際,大切な計測データを誤って削除しないように十分気をつけてください。

 OSのシステムファイルやイニシャルファイルに対する操作などは一切行っていないので,これによりシステムの動作が不安定になるなどの影響はありません。

温度の計測

 ここでは,WINDOWS95上からDOS版汎用計測ソフト「GIDREC16」を使用して実際に温度の計測実験をします。

 GIDREC16は温度計測専用のソフトではありませんが,付属の「TEMP。INI」という設定ファイルを使用することで温度の計測と測定データの保存ができます。

 GIDREC16はTEMP。INIの設定を読み込んで実行され,各種計測条件を表示した後に計測が自動的が開始されます。計測条件の詳細については付属の「GIDREC16。DOC」をご覧ください。
 計測されたデータはデスクトップ上にTEMP_1。CSVというファイル名で保存されます。もし保存するフォルダを変更したい場合は,GIDREC16。EXEのプロパティの「プログラム」の項目にある「作業ディレクトリ」を変更してください。

 スペースキーを押すと計測を終了します。
 まずMS−DOSのプロンプト状態にします。

 WINDOWS95を実行している場合は「スタートメニュー」->「Windowsの終了」->「MS−DOSモードでコンピュータを再起動する」の手順で再起動するか,「スタートメニュー」−>「プログラム」−>「MS−DOSプロンプト」を実行してください。

 カレントディレクトリをGIDREC16をインストールしたディレクトリに移し,GIDREC16を実行します。

 CドライブのGIDRECというディレクトリにインストールしたのであれば次のように入力します。

C:\>CD GIDREC16[Enter]   

C:\GIDREC16>GIDREC16 TEMP.INI[Enter]

シリアルポート1以外で使用したい場合

 シリアルポート1をマウスがすでに使用している場合など,2番以降のシリアルポートを使う場合はTEMP。INIの設定を変更する必要があります。

 GIDREC16を実行中にEscキーを押すと設定の変更を行う事ができます。

 設定の4番目の項目がポート番号の設定ですので,任意のポート番号を入力してEnterキーを押します。

 それ以外の項目は変更せずにすべてEnterキーのみを押してください。

 なお,PC98シリーズではシリアルポート1以外には接続できません。

計測データの利用

EXCELによる計測データの読み込み

 「GIDREC16」の作成する計測データはCSV形式というデータファイルで,一般的な表計算ソフトやワードプロセッサで簡単に再利用ができます。

 ここでは,「DATA1。CSV」というファイル名の計測データをもとに実際ににグラフを作成してみます。

計測データファイルを読み込む

 まず,WINDOWS95からEXCELを起動します。
 次に,ファイルメニューから「開く」を選びます。

目的のファイルが見付かったら,「開く」ボタンをクリックします。

データは開けましたが,日付データが枠に収まりきらなくなってしまっています。

   

 列番号の境界線にマウスカーソルを併せてドラッグすれば正常に表示されます。

 グラフの表示

 それでは,読み込んだ計測データをグラフにしてみます。
ここでは,時間データとチャンネル1,2の温度データをグラフにしてみます。

 まず,グラフのもとになるデータを選択します。選択されたデータは黒く反転して表示されます。データが選択できたら,グラフウイザードを使ってグラフを書きます。  

 EXCELのグラフウイザードでの作業は5段階に分かれています。
 
まず,グラフにするデータ範囲の選択ですが,これはすでに済んでいるので「次へ>」をクリックします。

 次に,グラフの種類を選択します。ここでは,折れ線グラフを選択してみます。

  

 折れ線グラフにもいろいろな種類があります。(4)のグラフを選んでみます。
 
 データ系列と項目軸ラベルを選びます。
 選択したデータの1列目が時間データなので,これを項目軸ラベルに指定して次へ進みます。 
 最後に,グラフのタイトルとX軸,Y軸のラベルを入力します。
 EXCELやロータス1.2.3などの表計算ソフトを使えば,GID−ADCで収集したデータで簡単にグラフを描くことができます。

トラブルシューティング

 まずはハードウェアの接続,ソフトの設定を再確認するか最初からやりなおしてください。トラブルの90%は単純な接続,設定ミスです。
 パソコンにモデムや赤外線通信ポートなどが内蔵されている場合,パソコンの内部設定を外部コネクタが使用できるように設定し直す必要があることがあります。

 対策として,電源投入時にF1キーやEscキーを押すことによって起動するBIOS(バイオス)設定画面での設定の変更やパソコン付属の環境設定ソフトによる設定変更,OSの動作環境の設定変更などが考えられます。

 設定すべき項目は,基本的には「外部COMポートコネクタを使用可能にする」点とさらにPCATの場合は「使用するI/Oポートのアドレスを COM1=3F8  COM2=2F8 COM3=3E8 COM4=2E8に設定する。」点の2つです。

 詳しくはお使いのパソコン本体およびOSのマニュアルを参照してください。
 シリアルポートに接続するタイプのマウスを使用している場合,GIDREC16の設定でマウスが接続されているポートを指定してしまうとマウスでの操作ができなくなります。

 この場合,パソコンを再起動してGID−ADCが接続されているポート番号をGIDREC16の設定変更によって正しいポート番号を設定すると正常に動作します。
 センサーの性能は−20℃〜80℃の範囲で±1℃の範囲に納まっています。GID−ADCで観察すると最低分解能が0。2℃未満になります。

 センサーの個性により2〜3℃の範囲でずれることがありますし,ばらつきが気になるようなら初期設定の画面で個々のセンサーのずれを補正することができます。

 初期画面で,センサーに対して+1℃の補正を入れると温度特性が1+℃上昇します。

 Ch1の温度を+0。5℃補正したい場合は,GIDREC16の計測条件設定のch1データ変換式を以下のように再設定します。

x0 = in(1), -0.0000318989*x0*x0-0.138806*x0+160.021 +0.5

 詳しくはソフトに添付されているドキュメントを参照してください。

実用化へのアイデア

 簡易的な防水はしてありますが,屋外や水のかかる場所,液体の温度を測る場合はセンサーをステンレス管に入れて測定すると良いでしょう。
 センサーに直接風があたる環境では正確な温度測定はできません。直接風があたらないようにセンサーの周りをスポンジで覆うなどの工夫が必要です。
 セットに付属のセンサーは約80℃までの測定しかできません。さらに高温を測定したい場合には根本的に違う原理のセンサーを使用しなければなりません。
 熱電対と呼ばれる素子を増幅回路を介してGID−ADCに接続すれば千℃以上の温度測定が可能です。また,サーモパイルという素子を応用すれば非接触での温度測定も可能になります。
 測定対象が遠くにある場合にはケーブルを伸ばします。センサーのケーブルを延長する方法とパソコン本体とGID−ADCの間のRS232Cケーブルを延長する方法の2種類があります。
 数mまでならシールド線を使って延長できますが,ノイズの多いところでセンサーのケーブルを長くすると,周囲の影響を受けて測定値にノイズが乗ってしまいます。
 長距離の延長にはお勧めできませんが,ソフトまたはハードでノイズ除去の工夫をすればある程度の長さまでは実用になります。
 パソコン本体とGID−ADC間の距離が長い場合にはこちらの方法がお勧めです。数百mぐらいまでソフトの設定を変更することにより簡単に延長できます。詳しい設定方法は各ソフトに付属のドキュメントを参照してください。
 しかしこの方法でも工場内など非常にノイズが大きい場所では限界があります。その時にはケーブルの両端にノイズフィルタを入れるなどの対策を取る必要があります。
 温度計ユニットは1チャンネルのフォトMOSリレーという無接点出力を備えています。
 外部機器であれば直接制御する事ができますし,外部にさらに大型のリレーを接続すれば大規模な機器でも制御可能です。

 温度計セットに付属しているソフトウェアは,それぞれPCAT用のものとPC98シリーズ用のものがあります。
 GIDREC16.EXE は本格的に長時間の記録をさせたい場合に使います。速度を要求されないデータ収集であれば,ほとんどの目的にこのソフトが利用できます。

 このソフトはGID−ADCの開発元である数理設計研究所の無償提供によるもので,「著作権を制作者が保持したまま自由使用や配布可能な許可を与えているもの」です。商業的利用以外ならば配布,転載に一切制約を設けていません。

 動作保証やユーザーサポートの責任は負わないものとなっています。
 システムの安定動作という観点から見ると,WIN95等の複雑なOSよりもDOSの方が圧倒的に信頼性があります。

 停電等のトラブル発生時に無停電電源等の高価な器材を必要とせずに電源回復後に自動復旧,計測の継続をするためには,現状ではDOSを使用するのが一番確実な方法といえます。

 また,事務的な分野では既に過去のものになってしまった286,386マシン等でも十分実用になるので,余剰器材の有効活用ができます。

end