现场仪器、系统及波形数据输出方法与流程

本发明涉及现场仪器、系统及波形数据输出方法。

本申请针对2017年9月1日申请的日本专利申请第2017－168990号而主张优先权，在这里引用其内容。

背景技术：

在现有技术中，存在掌握物理量而从输出电路将其物理量的数据输出的现场仪器。在这里，物理量可以是指各个种类的量，例如举出在车间控制中使用的流体的流量、温度、压力等。如上所述的现场仪器，例如对使用传感器检测出的电信号进行数字化，基于其数字信号根据需要进行运算处理，由此求出输出值。

在日本特开2001－153698号公报中公开了作为现场仪器的一种的涡街流量计的结构例。特别地，在日本特开2001－153698号公报的图1中记载有涡街流量计的功能框图。

该涡街流量计大致具有下述的结构。即，以将流体的流动遮挡的方式配置有涡棒。由于流体的流动，在其涡棒的后方(下游侧)产生与流量相对应的卡门涡旋。涡街流量计对其卡门涡旋进行计数，将其计数值变换为流量。作为更具体的结构例，在涡街流量计中，有时作为用于对由于卡门涡旋而产生的交替升力进行检测的单元而使用压电元件。由压电元件检测出的电荷信号通过电荷放大器而变换为电压信号，进行模拟·数字变换。而且，基于数字变换后的信号，通过频率解析部的信号处理对涡旋信号(接近正弦波)进行提取。提取出的涡旋信号通过施密特触发电路被脉冲化，计数电路对规定时间内的脉冲数进行计数。而且，微处理器(cpu，中央处理装置)基于每单位时间的脉冲数的数据，进行频率运算、流量运算、校正运算等。而且，表示通过微处理器得到的运算结果的数值的信号在输出电路中被变换为期望形态而输出。

在车间设备等的配管直接安装的涡街流量计中，由于配管振动、其他机械振动、由工艺流体引起的脉动、电气噪声等，从而输出的流量与期待的值不同的情况、流量不稳定的情况不少。此时，有时希望不仅对最终的输出值，还对由涡街流量计检测出的涡旋波形进行直接观测而进行问题解析。在该情况下，为了对检测出的涡旋波形、脉冲信号的状态进行确认，在仪器内准备的观测端子连接示波器等测定器。

另外，并不限定于涡街流量计，通常针对现场仪器，也有时希望不仅对最终的输出值，还对处理过程中的各种信号的波形进行直接观测。

为了对现场仪器的内部中的信号波形进行观测，需要示波器等测定器，但通常来说示波器等测定器价格高，因此在使用者侧不一定准备有测定器。现场仪器的设置场所在较深处等情况下，有时人将示波器等携带至其现场仪器的附近为止进行作业是困难的。并且，现场仪器的使用场所经常是防爆区域，在示波器等测定器为非防爆品的情况下，无法携带至其场所。在如上所述的情况下，在现场仪器连接示波器进行，在现场仪器的设置现场通过示波器等对信号波形进行确认是非常困难的。

在现场仪器为涡街流量计的情况下，也基于相同理由，将示波器等携带至涡街流量计的设置现场而对涡旋波形进行观测有时是困难的状况。

技术实现要素：

一种现场仪器，其具有：传感器，其对物理量进行检测而作为传感器信号输出；信号处理部，其对所述传感器信号进行处理而作为处理结果信号输出；运算处理部，其基于所述处理结果信号而求出输出值数据；输出部，其将所述输出值数据输出至外部；以及波形取得部，其对所述传感器信号、所述处理结果信号、以及所述信号处理部内的处理过程的信号即处理过程信号中的至少任意信号的波形数据进行存储，所述运算处理部从所述波形取得部取得所述波形数据，经由所述输出部将所述波形数据输出。

本发明的更多的特征及方式，通过参照附图，根据以下所述的实施方式的详细说明而明确可知。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。

图2是表示在该实施方式所涉及的现场仪器内cpu用于取得波形数据的处理的顺序的流程图。

图3是表示该实施方式所涉及的波形取得存储器取得波形数据而储存于存储器内的处理的顺序的流程图。

图4是表示该实施方式所涉及的便携型终端8的概略功能结构的框图。

图5a是表示构成该实施方式所涉及的测量系统的装置间的网络连接的方式的概略图。

图5b是表示构成该实施方式所涉及的测量系统的装置间的网络连接的方式的概略图。

图6是表示该实施方式所涉及的cpu在信号处理部20及波形取得存储器40之间进行交换的通信数据的时序的时序图。

图7是表示该实施方式所涉及的cpu在与上级仪器之间进行交换的通信数据的时序的时序图。

图8表示该实施方式所涉及的便携型终端和现场仪器之间的通信的时序的时序图。

图9是表示该实施方式所涉及的现场仪器将过程值输出时的信号的定时的时序图。

图10是表示该实施方式所涉及的现场仪器将波形数据输出时的信号的定时的时序图。

图11是表示第2实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。

图12是表示第3实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。

图13是表示第4实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。

图14是表示第5实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。

具体实施方式

参照优选的实施方式对本发明的实施方式进行说明。本领域技术人员能够使用本发明的示教而实现本实施方式的更多替代方法，本发明并不限定于在这里说明的优选的本实施方式。

本发明的一个方式提供一种即使是难以在现场仪器的附近进行作业的情况、难以将示波器等测定器与现场仪器直接连接的情况，也能够容易地取得表示现场仪器的内部的信号的波形的波形数据的现场仪器、系统及波形数据输出方法。

接下来，一边参照附图、一边对本发明的实施方式进行说明。

[第1实施方式]

图1是表示本实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。如图所示，该测量系统包含现场仪器1、便携型终端8、控制系统9。此外，测量系统也可以包含其他装置。而且，现场仪器1包含传感器10、信号处理部20、多路复用器(mux)30、波形取得存储器40、cpu·50、输出电路60。这各功能部例如是使用电子电路而实现的。另外，各功能部也可以根据需要而在内部具有半导体存储器等存储单元。此外，波形取得存储器40也被称为“波形取得部”。另外，cpu·50也被称为“运算处理部”。另外，输出电路60也被称为“输出部”。这里图示的各部分的功能如接下来说明所述。

此外，下面有时将表示信号的波形的数据称为“波形数据”或者“波形的数据”。该波形数据作为采样点处的信号波形的采样值的连续而进行表示。即，1个信号的波形数据是时间序列的数值数据。

现场仪器1是对物理量进行检测，根据需要进行基于其物理量的运算，输出其物理量或运算结果的数据的装置。本实施方式所涉及的现场仪器1还将求出输出数据(过程值)前的处理过程中的信号波形的数据输出。此外，在图中仅图示出1台现场仪器1，但测量系统也可以包含多台现场仪器1。

便携型终端8是从现场仪器1接收数据的终端装置。便携型终端8例如使用个人计算机、智能手机(smartphone)、平板终端、手表型终端、可穿戴终端等而实现。

控制系统9也是从现场仪器1接收数据的终端装置。控制系统9例如使用个人计算机、服务器型计算机等而被实现。控制系统9也可以是将多个装置连接而构成的系统。

在图1中示出便携型终端8和控制系统9这两者，但测量系统也可以仅包含便携型终端8和控制系统9中的任一者。

便携型终端8、控制系统9是指存在于现场仪器1的外部的仪器，也被称为“外部仪器”。便携型终端8、控制系统9各自具有cpu，cpu能够执行程序。该程序包含对从现场仪器1发送的数据(过程值的数据、波形数据)进行接收的功能、和将接收到的波形数据所表示的波形描绘在画面上等功能。从现场仪器1输出的波形数据是时间序列的数值的数据。上述程序具有基于该时间序列的数值数据，对原始的信号波形进行再现并显示于画面的功能。

接下来，对现场仪器1所包含的各部分的功能进行说明。

传感器10对物理量或者物理的状况进行检测，作为电信号(传感器信号)进行输出。传感器10可以包含a/d变换(analog-to-digital)功能。本实施方式中的传感器10将数字化后的电信号输出，但也可以使用将数字化前的模拟信号输出的传感器。

信号处理部20对从传感器10输出的信号进行适当处理，将期望的信号(处理结果信号)输出。本实施方式的信号处理部20在处理过程中包含多个阶段，也能够将其各阶段中的信号输出。作为一个例子，在信号处理部20进行信号的频率解析处理，在其频率解析处理功能的后级设置施密特触发电路的情况下，也能够将来自上述的频率解析处理的输出信号传送至多路复用器30。

多路复用器(mux)30将从传感器10输出的信号、从信号处理部20输出的信号等作为输入，进行多路复用化，供给至波形取得存储器40。在本实施方式中，多路复用器30接收来自信号处理部20内的多个部位的信号。但是，也可以设为将向多路复用器30的输入线(图1)中的一部分省略的结构。即，多路复用器30接收从传感器10输出的传感器信号、从信号处理部20输出的处理结果信号和信号处理部20的处理过程的信号即处理过程信号中的多个信号，对这些多个信号进行多路复用化而传送至波形取得存储器40。多路复用器30从cpu·50接收的“信号选择”的信号，是指在该时刻被选择的输入信号。通过将该“信号选择”的信号以规定期间为单位不断依次变更，从而多路复用器30对被输入的信号进行多路复用化。此外，“信号选择”的信号对被输入的信号中的一部分的信号进行指示，由此也能够仅对这些一部分的信号进行选择，进行多路复用化而输出。另外，也可以始终对向多路复用器30输入的全部信号进行多路复用化而输出。

此外，现场仪器1也可以不具有多路复用器30。在波形取得存储器40用于取得的信号线仅1根的情况下，无需设置多路复用器30。

波形取得存储器40取得来自上游侧(例如来自多路复用器30)的信号，对其信号波形的数据进行存储。波形取得存储器40具有用于对数据进行存储的存储单元(半导体存储器等)本身和用于对存储单元进行控制的控制单元。该控制单元包含用于从外部接收数据而将其数据写入至上述存储单元，或者从上述存储单元读出数据而将其数据向外部传送的功能。另外，波形取得存储器40也可以取得进行了多路复用化的多个信号，对这些多个信号波形的数据进行存储。即，波形取得存储器40在内部也具有多路复用器的功能。由波形取得存储器40进行存储的数据是针对每个信号的时间序列的数值。能够基于该时间序列的数值数据，对原始的波形进行再现。波形取得存储器40能够基于来自外部(例如来自cpu·50)的读出信号，将从任意的信号的任意的时刻起的波形数据输出。另外，波形取得存储器40能够基于来自外部(例如来自cpu·50)的控制信号，接受波形数据的导入周期的设定。该导入周期是cpu·50从波形取得存储器40将波形数据导入的周期。另外，波形取得存储器40能够基于来自外部(例如来自cpu·50)的控制信号，对波形数据的导入的开始或者结束进行控制。

cpu·50基于从信号处理部20输出的信号，使用另外根据需要预先设定出的参数值，进行规定的运算，将运算结果的数值数据(输出值数据、过程值)传送至输出电路60。作为一个例子，在现场仪器1为涡街流量计的情况下，cpu·50基于从信号处理部20输出的脉冲(与卡门涡旋的周期相对应的脉冲)的计数值和参数值(例如，与流路的尺寸、形状相关的值)，对流体的流量的数值进行计算。

另外，cpu·50对波形取得存储器40发送控制信号或命令，从波形取得存储器40取得波形数据(导入数据)。

另外，cpu·50经由输出电路60对来自外部仪器的命令进行接收，对应于该命令，将过程值的数据、波形数据经由输出电路60而发送至外部仪器侧。

另外，cpu·50也可以向波形取得存储器40发送对波形数据的取得的开始或者停止进行指示的信号。另外，cpu·50也可以向波形取得存储器40发送对波形数据的导入周期的设定进行指示的信号。

下面，一边参照附图，一边对cpu·50和周边的功能部或者电路之间的数据的交换的顺序进行说明。

输出电路60是具有与外部仪器之间的通信接口的功能的电路。输出电路60将从cpu·50传送的数据(输出值数据及波形数据)向便携型终端8、控制系统9发送。另外，输出电路60在内部具有未图示的“通信接收部”，接收来自便携型终端8、控制系统9的命令等，传送至cpu·50。下面对经由输出电路60进行的双向的通信的交换详细地进行说明。

此外，输出电路60也可以具有以4－20ma的标准将输出值输出的功能。

图2是表示在现场仪器1内cpu·50用于取得波形数据的处理的顺序的流程图。下面，沿该流程图进行说明。

在步骤s11中，cpu·50向波形取得存储器40发送波形数据取得命令。波形取得存储器40接收该波形数据取得命令。该波形数据取得命令是对波形存储器40取得波形数据进行指示的命令。

在步骤s12中，波形取得存储器40基于上述的波形数据取得命令，进行数据向波形取得存储器的导入。具体地说，波形取得存储器40从多路复用器30取得波形数据。换言之，cpu·50调用波形取得存储器40侧的数据取得的功能。此外，关于本步骤的处理的详细内容，下面一边参照图3、一边进行说明。

在步骤s13中，cpu·50对波形取得存储器40的状态进行确认。如果波形取得存储器40的状态为“busy”(即不可访问)，则进入至步骤s14。如果波形取得存储器40的状态为“notbusy”(即，能够访问)，则进入至步骤s15。此外，如后面所述，在波形取得存储器40正在将数据储存于存储器的处理期间，状态成为“busy”。

在进入至步骤s14的情况下，在步骤s14中，cpu·50等待规定时间。在经过该时间后，返回至步骤s13。

在进入至步骤s15的情况下，在步骤s15中，cpu·50向波形取得存储器40发送取得波形导入命令。波形取得存储器40接收该取得波形导入命令。换言之，cpu·50对开始来自波形取得存储器40的波形数据的导入进行指示。

在步骤s16中，cpu·50从波形取得存储器40将取得波形数据接收。换言之，导入数据从波形取得存储器40转发至cpu·50。如果本步骤的处理结束，则现场仪器1结束本流程图整体的处理。

通过以上的处理由cpu·50取得的数据，能够从输出电路60发送至外部。

此外，在使波形存储器40结束波形数据的取得的情况下，cpu·50将波形数据取得结束命令发送至波形存储器40。

另外，在cpu·50结束来自波形存储器40的取得波形数据的导入的情况下，cpu·50将取得波形导入结束命令发送至波形存储器40。

图3是表示波形取得存储器40取得波形数据而储存于存储器内的处理的顺序的流程图。本图所示的处理是在图2的步骤s12中被调用的处理。下面，沿该流程图进行说明。

在步骤s21中，波形取得存储器40将波形取得存储器40的状态变更为“busy”(即不可访问)。

接下来，在步骤s22中，波形取得存储器40取得波形的数据，储存于存储器内。如果将规定的数据在存储器中储存结束，则转入至下一个步骤。

接下来，在步骤s23中，波形取得存储器40将波形取得存储器40的状态变更为“notbusy”(即，能够访问)。如果本步骤的处理结束，则结束本流程图整体的处理。

接下来，对作为测量系统的结构要素的便携型终端8的功能进行说明。

图4是表示便携型终端8的概略功能结构的框图。如图所示，便携型终端8具有控制装置81、运算装置82、电源装置83、人机接口部84、仪器连接接口部85和显示器86。

控制装置81对便携型终端8的整体进行控制。

运算装置82执行被赋予的程序。另外，运算装置82经由人机接口部84，接收利用者的操作的信息，或向利用者输出进行提示的信息。

电源装置83从外部接受电力，向便携型终端8的各部分供给电力。或者，电源装置83具有内置的电池，向便携型终端8的各部分供给电力。

人机接口部84例如接收通过键盘、鼠标等进行的操作、通过触摸操作产生的信号，传递至运算装置82。另外，人机接口部84使从运算装置82输出的信息在显示器86进行显示。

仪器连接接口部85能够实现便携型终端8和其他仪器的连接。仪器连接接口部85例如在与现场仪器1之间进行双向的通信。通过仪器连接接口部85的功能，便携型终端8也能够通过信号线等而与现场仪器1直接连结，另外，也能够经由通信网络而与现场仪器1连接。

显示器86将从人机接口部84传送的信息作为画面进行显示。显示器86可以是例如液晶显示器装置、其他显示单元。

通过上述的结构，便携型终端8接收从现场仪器1传送的波形数据，根据需要对其波形数据进行保存。另外，便携型终端8能够基于波形数据(时间序列的数值数据)，对波形进行再现，在画面进行显示。具有接收波形数据而使波形在画面进行显示的功能的程序被存储于内部的存储部。便携型终端8内的运算装置82执行其程序，由此能够对由现场仪器1取得的信号波形进行显示。

此外，在这里，对便携型终端8取得波形数据并显示波形的处理进行了说明，但控制系统9也能够通过进行相同的处理而显示波形。

图5a及图5b是表示构成测量系统的装置间的网络连接的方式的概略图。

图5a示出现场仪器1、便携型终端8、控制系统9(dcs)、仪器管理系统101连接于lan(局域网)100的方式。此外，也可以存在多个现场仪器1，与lan·100连接。在该情况下，现场仪器1和便携型终端8之间的相互的通信经由lan·100进行。在lan·100上进行例如使用ip(互联网协议)的通信。

图5b示出便携型终端8在与1台现场仪器之间不经由lan·100而是直接(即，经由lan·100以外的通信单元)连接的方式。在该情况下，不经由lan·100而进行现场仪器1和便携型终端8之间的相互的通信。在现场仪器1和便携型终端8之间，例如能够进行通过独自地设定的通信顺序实现的通信。

此外，如前所述，在便携型终端8或者控制系统9侧，执行所搭载的程序，由此能够对基于从现场仪器1接收到的波形数据的波形进行描绘，在其画面中进行显示。

图6是表示cpu·50在信号处理部20及波形取得存储器40之间进行交换的通信数据的时序的时序图。图6示出由cpu·50输出的命令和向cpu·50的响应(回送至cpu·50的数据)。在图6中横轴是时间。图6示出对应于1个运算周期的时序。cpu·50将运算设定命令(从图中的运算设定1至运算设定n为止。其中，n是自然数)向信号处理部20发送。另外，cpu·50将波形取得命令向波形取得存储器40发送。首先，在运算周期内的第1期间，cpu·50发送命令“运算设定1”。另外，在该第1期间，信号处理部20对应于命令“运算设定1”，将从输出值运算用数据11至输出值运算用数据m1为止的m个数据发送至cpu·50。以后也是同样的，在第i期间(其中，1≤i≤n)，cpu·50发送命令“运算设定i”。另外，在该第i期间，信号处理部20对应于命令“运算设定i”，将从输出值运算用数据1i至输出值运算用数据mi为止的m个数据发送至cpu·50。在第n期间后的期间，cpu·50将波形取得命令发送至波形取得存储器40。另外，在该期间，波形取得存储器40将从取得波形数据1至取得波形数据m为止发送至cpu·50。然后，转入下一个运算周期。如上所述的数据的收发以运算周期为单位进行重复。由此，cpu·50从信号处理部20取得用于对输出值进行运算的输出值运算用数据，并且从波形取得存储器40取得在多路复用器30中适当选择出的信号的波形的数据。

图7是表示cpu·50在与上级仪器之间进行交换的通信数据的时序的时序图。图7示出cpu·50从上级仪器接收的命令和来自cpu·50的针对上级仪器的响应(回送至上级仪器的数据)。在这里，上级仪器是指例如便携型终端8、控制系统9等。在图7中横轴是时间。图7示出对应于1个控制信号更新周期的时序。cpu·50从上级仪器接收数据请求命令及波形取得请求命令。另外，cpu·50将与接收到的命令相对应的数据向上级仪器发送。如果沿时间进行说明，则首先在控制信号更新周期内的第1期间，上级仪器向cpu·50发送命令“数据请求1”。cpu·50接收该命令“数据请求1”。另外，在该第1期间，cpu·50向上级仪器发送“数据回送1”。

该“数据回送1”是包含现场仪器1的输出值的数据。以后也是同样的，在第i期间(其中，1≤i≤n)，上级仪器向cpu·50发送命令“数据请求i”。cpu·50接收该命令“数据请求i”。另外，在该第i期间，cpu·50向上级仪器发送“数据回送i”。在第n期间后的期间，上级仪器将取得波形请求命令发送至cpu·50。cpu·50接收该取得波形请求命令。另外，在该期间，cpu·50向上级仪器发送“取得波形回送”的数据。在“取得波形回送”的数据中包含表示选择出的信号的波形的数值数据的集合。由此，上级仪器能够取得来自现场仪器1的输出值，并且取得适当选择出的信号的波形的数据。另外，上级仪器能够使用接收到的波形数据，在画面等对其信号的波形进行描绘。

图8是表示便携型终端8和现场仪器1之间的通信的时序的时序图。在图8中，纵轴是时间。此外，图8中的通信接收部是现场仪器1所具有的功能，但该通信接收部在图1中省略了记载。下面，按照该时序图进行说明。

首先，在步骤s51中，便携型终端8(上级仪器)将波形请求命令(图7中的取得波形请求)发送至现场仪器1。现场仪器1的通信接收部对包含其命令的通信信号进行接收。

接下来，在步骤s52中，现场仪器1的通信接收部对包含波形请求命令的通信信号进行解调。

接下来，步骤s53中，对上述的波形请求命令进行了解读的cpu·50将读出请求(图6中的波形取得命令)发送至波形取得存储器40。波形取得存储器40接收该读出请求。

接下来，在步骤s54中，波形取得存储器40与在步骤s53中接收到的读出请求相对应，将波形数据(图6中的取得波形数据)向cpu·50发送。cpu·50将接收到的波形数据从输出电路60输出。

接下来，在步骤s55中，输出电路60以包含从cpu·50传送出的波形数据的方式对通信信号进行调制。

而且，在步骤s56中，输出电路60向便携型终端8发送在步骤s55中调制的通信信号。即，输出电路60向便携型终端8发送波形数据(图7中的取得波形回送)。

以上，通过从步骤s51至s56为止的一系列的处理，便携型终端8从现场仪器1取得波形数据。

而且，步骤s57及其以后是便携型终端8用于取得过程值的处理。

在步骤s57中，便携型终端8向现场仪器1发送过程值请求(图7中的从数据请求1至数据请求n为止的请求的1个)的命令。现场仪器1的通信接收部接收包含该命令的通信信号。

接下来，在步骤s58中，现场仪器1的通信接收部对包含过程值请求命令的通信信号进行解调。对上述的过程值请求命令进行了解读的cpu·50将计算出的过程值输出至输出电路60。

接下来，在步骤s59中，输出电路60使用从cpu·50传送来的过程值数据，对通信信号进行调制。

而且，在步骤s60中，输出电路60向便携型终端8发送在步骤s59中调制的通信信号。即，输出电路60向便携型终端8发送过程值数据(图7中的从数据回送1至数据回送n为止的数据之一)。

以上，通过从步骤s57至s60为止的一系列的处理，便携型终端8从现场仪器1取得过程值数据。

接下来，对在现场仪器1将数据输出时进行交换的信号的定时进行说明。

图9及图10是表示现场仪器1的结构要素进行收发的信号的定时的时序图。图9示出现场仪器1将过程值输出时的信号的定时。另外，图10示出现场仪器1将波形数据输出时的信号的定时。在图9及图10中，横向是时间轴。另外，图9及图10示出“外部仪器－输出电路间通信”、“输出电路－cpu间通信”、“cpu－存储器间通信tx”、“cpu－存储器间通信rx”和“cpu输出值运算”。“外部仪器－输出电路间通信”表示外部仪器(例如，便携型终端8等)和输出电路60之间的通信。

在外部仪器和输出电路60之间，例如进行使用4－20ma(毫安)信号线的通信。“输出电路－cpu间通信”表示输出电路60和cpu·50之间的通信。

“cpu－存储器间通信tx”是cpu·50和波形取得存储器40之间的通信，表示从cpu·50侧发送信号的(tx)通信。“cpu－存储器间通信rx”是cpu·50和波形取得存储器40之间的通信，表示从cpu·50侧接收信号的(rx)通信(即，从波形取得存储器40侧的发送)。“cpu输出值运算”表示在cpu·50的内部对输出值进行运算的处理。下面，沿图9及图10的图的时间序列进行说明。

在图9中，在从时刻t1开始的期间，cpu·50对过程值进行运算。

另外，在从时刻t2开始的期间，在外部仪器和输出电路60之间进行通信，过程值命令(图7中的数据请求、图8中的过程值请求)从外部仪器发送至输出电路60。如前所述，输出电路60具有通信接收部，该通信接收部接收来自外部仪器的过程值命令。

另外，在从时刻t3开始的期间，在输出电路60和cpu·50之间进行通信，上述的过程值命令从输出电路60传送至cpu·50。另外，cpu·50将在从时刻t1开始的期间已经计算出的过程值传送至输出电路60。

另外，在从时刻t4开始的期间，在输出电路60和外部仪器之间进行通信，过程值答复(图7中的数据回送、图8中的过程值数据)从输出电路60发送至外部仪器。

以上，输出过程值的对应于1个周期的处理结束。另外，与该对应于1个周期的处理相同的处理，在时刻t5及其以后继续执行。即，在从时刻t5开始的期间进行与从时刻t1开始的期间相同的处理。在从时刻t6开始的期间进行与从时刻t2开始的期间相同的处理。在从时刻t7开始的期间进行与从时刻t3开始的期间相同的处理。在从时刻t8开始的期间进行与从时刻t4开始的期间相同的处理。如图9所示，该处理的周期是t1(从时刻t1开始的过程值更新的结束时刻和从时刻t5开始的过程值更新的结束时刻之差)。t1例如为几百毫秒(大于或等于100毫秒而小于1秒的范围内)。例如，可以将t1的长度设为能够预先设定。

在图10中，在从时刻t21开始的期间，在外部仪器和输出电路60之间进行通信，从外部仪器向输出电路60(通信接收部)发送波形请求命令(图7中的取得波形请求、图8中的波形请求)。

另外，在从时刻t22开始的期间，在输出电路60和cpu·50之间进行通信，从输出电路60向cpu·50发送波形请求命令。

另外，在从时刻t23开始的期间，在cpu·50和波形取得存储器40之间进行通信，从cpu·50向波形取得存储器40发送波形请求命令(图6中的波形取得，图8中的读出请求)。对应于该波形请求命令，波形取得存储器40将所存储的存储数据读出。

而且，在从时刻t24开始的期间，在波形取得存储器40和cpu·50之间进行通信，从波形取得存储器40向cpu·50发送波形数据答复(图6中的取得波形数据、图8中的波形数据输出)。

另外，在从时刻t25开始的期间，在cpu·50和输出电路60之间进行通信，从cpu·50向输出电路60发送波形数据答复。

而且，在从时刻t26开始的期间，在输出电路60和外部仪器之间进行通信，从输出电路60向外部仪器发送波形数据答复(图7中的取得波形回送，图8中的波形数据)。

外部仪器所涉及的波形数据的取得的周期，例如是几百毫秒或者几秒(大于或等于100毫秒而小于10秒的范围内)。例如，可以将波形数据取得的周期的长度设为能够预先设定。

此外，现场仪器1例如是涡街流量计、超声波流量计、科氏流量计、电磁流量计、压力计、压差计等这样的仪器，并不限定于在此列举出的仪器。

此外，关于作为涡街流量计的实施方式，通过第2实施方式在后面进行说明。

超声波流量计是基于在流体内进行传递的超声波的传输时间、在流体内进行传输的超声波的频率偏差(多普勒效应)等对流量进行运算的装置。

科氏流量计是对作用于流体的科里奥利的力进行检测，对流量进行运算的装置。

电磁流量计是至少通过1个电极对在施加有磁场的被测定流体内产生的电动势进行检测，基于检测出的电动势对流量进行运算的装置。

压力计是对流体的压力进行测定的装置。

压差计是基于多个点中的流体的压力的差，对流量进行运算的装置。

在这里举出的各仪器的动作原理、安装方法本身是基于现有技术得到的。但是，通过将本实施方式应用于这些各仪器，从而使得不直接连接示波器等测定仪器，就能够由人通过目视观察对各仪器的处理过程中的信号波形进行确认。

如以上说明所述，现场仪器1能够将直至得到输出值(过程值)为止的过程的处理中的信号的波形的数据向外部仪器发送。另外，外部仪器能够接收其波形数据，基于波形数据将波形在画面上等进行显示。即，适当地设置现场仪器1和外部仪器之间的通信单元，由此能够通过在远离现场仪器1的场所存在的外部仪器对现场仪器内的处理过程的信号波形进行确认。另外，作为外部仪器而使用例如通用的个人计算机、智能手机、平板终端等，由此即使在没有特别的测定器的情况下，也能够简单地对上述的波形进行观测。

[第2实施方式]

接下来，对第2实施方式进行说明。此外，关于在先前实施方式中已经说明的事项有时在以下对说明进行省略。在这里，以本实施方式所特有的事项为中心进行说明。

图11是表示本实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。如图所示，该测量系统包含现场仪器2、便携型终端8和控制系统9。本实施方式中的现场仪器2是涡街流量计。即，现场仪器2对由卡门涡旋产生的交替升力进行检测，对其涡旋信号进行处理，由此基于涡旋信号的频率和设定出的参数而对流量进行计算并输出。该现场仪器2包含压电元件11、电荷放大器12、a/d变换器13、频率解析部21、施密特触发电路22、波形取得存储器40、cpu50、输出电路60。关于在这里图示的各部分的功能在以下进行说明。

此外，本实施方式所涉及的现场仪器2，也能够视作第1实施方式中的现场仪器1的一个特殊方式。在该情况下，压电元件11、电荷放大器12和a/d变换器13与第1实施方式的传感器10相对应。另外，频率解析部21和施密特触发电路22与第1实施方式的信号处理部20相对应。此外，在本实施方式所涉及的现场仪器2中，波形取得存储器40仅取得1种波形数据，因此没有设置第1实施方式中的多路复用器30。

压电元件11对由流体的卡门涡旋产生的交替升力进行检测，作为电荷信号而进行输出。压电元件11设置于例如以将车间等的配管内的流体的流动遮挡的方式配置的涡棒的后方(下游侧)，或者内置于涡棒。

电荷放大器12将由压电元件11输出的电荷信号变换为电压信号。

a/d(analog-to-digital)变换器13将从电荷放大器输出的电压信号(模拟信号)变换为数字信号。

即，用于对流体的涡旋波形进行检测的压电元件11、将来自压电元件11的输出变换为电压信号的电荷放大器12和将从电荷放大器12输出的模拟信号变换为数字信号的a/d变换器13，与第1实施方式中的传感器10相对应。

频率解析部21基于由a/d变换器13输出的数字信号进行频率解析，对涡旋信号进行提取。通过频率解析部21进行提取的涡旋信号是接近正弦波的信号。频率解析部21将提取出的涡旋信号输出。涡旋信号是表示涡旋波形的信号。

施密特触发电路22对从频率解析部21输出的涡旋信号进行脉冲化，将脉冲信号输出。该脉冲信号的频率与上述的涡旋信号的频率相对应。即，该脉冲信号的频率与由原始的压电元件11检测出的卡门涡旋的频率相对应。由施密特触发电路22输出的脉冲信号传送至cpu·50。

或者，也可以在施密特触发电路22和cpu·50之间设置计数电路，将该计数电路计数得到的脉冲数的信号传送至cpu·50。

即，频率解析部21和施密特触发电路22基于从传感器输出的涡旋波形的信号，得到具有与涡旋波形的周期相对应的周期的脉冲信号而输出。即，频率解析部21和施密特触发电路22与第1实施方式中的信号处理部20相对应。

cpu·50将从施密特触发电路22输出的脉冲信号导入。或者，在设置有上述的计数电路的情况下，将从该计数电路输出的脉冲数的信号导入。而且，cpu·50基于在规定时间内输入的脉冲的数量，进行频率运算、流量运算、校正运算等，将表示流量的流量信号进行输出。作为基于与卡门涡旋相对应的脉冲信号而对流量进行计算的过程本身，能够使用现有技术。cpu·50将该流量信号作为例如脉冲信号而传送至输出电路60。

输出电路60将从cpu·50传送的流量信号变换为规定的形态并输出。输出信号将流量信号例如作为4－20ma模拟仪表信号、数字仪表信号等输出。

本实施方式中的cpu·50进行计算的流量的值是第1实施方式中的过程值的一种。

波形取得存储器40将从上述的频率解析部21向施密特触发电路22传送的涡旋信号(信号处理部20的处理过程的信号)作为涡旋波形数据而导入。波形取得存储器40将取得的波形数据依次保存。另外，波形取得存储器40对应于来自cpu·50的波形取得的请求，将累积的波形数据传送至cpu·50。

cpu·50基于例如来自上级仪器的请求，从波形取得存储器40将波形数据读出。而且，cpu·50将读出的波形数据传送至输出电路60。

输出电路60将从cpu·50传送的波形数据变换为规定的形态而输出。

此外，关于现场仪器2和便携型终端8或者控制系统9的连接，并不限定于通过有线工业标准的通信所实现的连接，也可以设置仪器固有的输出口而使用仪器固有的通信标准。

如以上说明所述，现场仪器2所具有的cpu·50将流量值(过程值)的数据和波形数据经由输出电路60而输出至外部。这些流量值的数据和波形数据例如发送至便携型终端8、控制系统9等。

在便携型终端8或者控制系统9侧执行所搭载的程序，由此能够对基于从现场仪器2接收到的波形数据的波形(涡旋波形)进行描绘，在其画面进行显示。

[第3实施方式]

接下来，对第3实施方式进行说明。此外，关于在先前实施方式中已经说明的事项有时在以下对说明进行省略。在这里，以本实施方式所特有的事项为中心进行说明。

图12是表示本实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。如图所示，该测量系统包含现场仪器3、便携型终端8和控制系统9。本实施方式中的现场仪器3也与第2实施方式同样地是涡街流量计。该现场仪器3包含压电元件11、电荷放大器12、a/d变换器13、频率解析部21、施密特触发电路22、多路复用器(mux)30、波形取得存储器40、cpu50和输出电路60。

本实施方式所涉及的现场仪器3的特征之一是在波形取得存储器40的前级具有多路复用器30。由此，不仅能够取得现场仪器内的特定的部位的信号，还能够取得各种部位的信号的波形。

多路复用器30将现场仪器3内的信号处理过程的多个阶段中的信号作为输入，对这些信号进行多路复用化而供给至波形取得存储器40。另外，能够对这些多个阶段中的信号进行适当选择。多路复用器30从cpu·50接收“信号选择”的信号，基于该信号选择对要输出的信号进行选择。在该情况下，多路复用器30仅将选择出的信号供给至波形取得存储器40。此外，在图12所示的结构例中，向多路复用器30输入的信号为，来自a/d变换器13的输出信号、频率解析部21中的处理过程的信号和从频率解析部21向施密特触发电路22输出的信号这3个种类。

cpu·50向多路复用器30适当地供给“信号选择”的信号。

另外，本实施方式的其他特征点在于，向波形取得存储器40输入来自cpu·50的控制信号。具体地说，波形取得存储器40从cpu·50接收“导入周期设定”的信号，由此设定将波形进行导入的周期。即，能够从cpu·50侧将波形取得的周期任意地设定。另外，波形取得存储器40从cpu·50接收对波形的导入的开始/停止进行控制的信号。波形取得存储器40基于波形的导入的开始/停止的信号，将波形的导入开始或停止。

由此，通过例如来自外部仪器的控制，能够仅在需要波形数据时进行波形的取得/转发，能够对从输出电路60输出的信息的量进行控制，或对由现场仪器3消耗的电力进行抑制。

或者，例如，能够仅在基于由cpu·50进行的判定处理而检测到异常时取得波形，进行基于cpu·50的自主控制的波形读取的开始或者停止。

另外，也可以通过cpu·50的控制，使波形存储取得部40始终取得波形数据。而且，cpu·50也可以从波形存储取得部40在任意的定时取得波形数据。

另外，本实施方式的波形取得存储器40能够取得从施密特触发电路22输出的脉冲信号的波形并保存。由此，能够以与涡旋信号等的波形同步的形式将脉冲信号输出。由此，外部仪器能够将涡旋信号等各种波形和从施密特触发电路22输出的脉冲信号例如在画面上重叠而进行显示，更容易进行现场仪器3的解析。

如以上说明所述，在本实施方式中，能够得到与第2实施方式相同的效果。另外，本实施方式所涉及的现场仪器3(流量计)能够对多个信号进行多路复用化，取得各信号的波形数据并输出。另外，现场仪器3(流量计)能够仅对多个信号中的必要的信号的波形数据进行选择并输出。

另外，根据现场仪器3，也能够通过来自外部的控制，或者通过cpu·50的自主的控制，开始或停止波形取得。

[第4实施方式]

接下来，对第4实施方式进行说明。此外，关于在先前实施方式中已经说明的事项有时在以下对说明进行省略。在这里，以本实施方式所特有的事项为中心进行说明。

图13是表示本实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。如图所示，该测量系统包含现场仪器4、便携型终端8和控制系统9。本实施方式中的现场仪器4也与第2实施方式等同样地是涡街流量计。该现场仪器4包含压电元件11、电荷放大器12、a/d变换器13、频率解析部21、施密特触发电路22、多路复用器(mux)30、波形取得存储器40、cpu50和无线输出电路61(输出部)。

本实施方式所涉及的现场仪器4的特征点在于，取代第3实施方式中的输出电路60而具有无线输出电路61。

无线输出电路61在与便携型终端8、控制系统9之间，使用无线信号进行双向的通信。具体地说，无线输出电路61使用wi－fi、bluetooth(蓝牙，注册商标)、irda(infrareddataassociation)、isa100、wirelesshart、zigbee等这样的无线通信技术的已有的标准，在与便携型终端8、控制系统9之间进行数据的收发。此外，关于无线输出电路61在与外部仪器之间进行的通信，上级层(与物理层相比的上级的层)中的顺序与第2实施方式等中的输出电路60所执行的顺序相同。

即，输出部可以不仅通过有线通信，即使通过无线通信，也能将波形数据向外部仪器发送。

现场仪器4的无线输出电路61以外的各部分的功能及处理顺序，与在第3实施方式中相对应的各部分的功能及处理顺序相同。

在本实施方式中，能够得到与第3实施方式相同的效果。另外，本实施方式所涉及的现场仪器4(流量计)由于具有无线输出电路61，因此能够将波形数据通过无线信号而发送至外部仪器。即，即使在将外部仪器置于从现场仪器4分离的位置的情况下，也无需布置两个装置间的通信线等。

[第5实施方式]

接下来，对第5实施方式进行说明。此外，关于在先前实施方式中已经说明的事项有时在以下对说明进行省略。在这里，以本实施方式所特有的事项为中心进行说明。

图14是表示本实施方式所涉及的测量系统的概略功能结构的框图。如图所示，该测量系统包含现场仪器5、便携型终端8和控制系统9。本实施方式中的现场仪器4也与第2实施方式等同样地是涡街流量计。该现场仪器5包含压电元件11、电荷放大器12、a/d变换器13、频率解析部21、施密特触发电路22、多路复用器(mux)30、波形取得存储器40、cpu50、输出电路60、仪器固有的通信端口62(输出部)和可拆卸外部存储器63(输出部)。

本实施方式所涉及的现场仪器5的特征点在于，在第3实施方式中的输出电路60的基础上，还具有仪器固有的通信端口62及可拆卸外部存储器63。仪器固有的通信端口62、可拆卸外部存储器63具有与输出电路60同等的功能。或者，仪器固有的通信端口62、可拆卸外部存储器63可以仅具有不从外部接收命令等，而是将数据向一个方向输出的功能。

仪器固有的通信端口62是基于该现场仪器5中固有的接口规格的通信端口。通过使用仪器固有的通信端口62，从而能够以现场仪器5中固有的方式与外部仪器进行通信。现场仪器5能够经由仪器固有的通信端口62，在与外部仪器之间对命令、数据(输出值数据、波形数据等)进行通信。

可拆卸外部存储器63由移动型记录介质和其读写用的装置(或者电路)构成。作为可拆卸外部存储器63，例如能够利用sd存储卡(sd是“securedigital”的缩写)、usb存储器(usb是“universalserialbus”的缩写)、compactflash(紧凑型闪存卡，“compactflash”是注册商标)、光盘等这样的记录介质。从cpu·50能够经由规定的接口，向这些记录介质写入数据。通过使用可拆卸外部存储器63，从而即使在与现场仪器5和外部仪器之间的通信连接困难的状况下，也能够向可拆卸外部存储器63不断写入数据(波形数据、过程值数据(计算出的流量数据))。而且，通过将可拆卸外部存储器63从现场仪器5拆卸，从而其他仪器(例如，通用的个人计算机等)能够读出并利用所写入的数据。

即，输出部向可拆卸(移动型的)记录介质写入所述波形数据。

在本实施方式中，能够得到与第3实施方式等相同的效果。另外，本实施方式所涉及的现场仪器5(流量计)能够从仪器固有的通信端口将波形数据进行输出。另外，本实施方式所涉及的现场仪器5(流量计)能够向可拆卸外部存储器写入波形数据。由此，即使在通过有线或者无线进行的通信困难的设置场所等，外部仪器也能够取得波形数据，使波形进行显示。

[变形例]

以上，对多个实施方式进行了说明，但也可以作为下述的变形例而实施。

例如，在从输出电路60、无线输出电路61、仪器固有的通信端口62将数据(波形数据等)进行输出的情况下，或者在向可拆卸外部存储器63写入数据的情况下，可以进行用于误检测、误修正的符号化。具体地说，例如，附带校验和、或附带循环冗余检查符号(crc)。由此，在利用数据的外部仪器的一侧，能够对数据的准确性进行确认。

另外，也可以是波形取得存储器40取得模拟波形，对其波形数据进行存储。在该情况下，波形取得存储器40在内部具有将被输入的模拟信号的采样值进行数字数据化的a/d变换器。

另外，可以将以上说明的多个实施方式及多个变形例在能够组合的情况下进行组合而实施。作为一个例子，可以取代第2实施方式的现场仪器(不具有多路复用器30)中的输出电路60，而设置第4实施方式的无线输出电路61。关于其他组合也是同样的。

此外，也可以将上述实施方式中的现场仪器、便携型终端、控制系统等仪器的功能(或者其一部分)通过计算机和程序而实现。在该情况下，可以将用于实现该功能的程序记录于计算机可读取的记录介质，使计算机系统读入并执行在该记录介质中记录的程序而进行实现。此外，在这里所谓的“计算机系统”是指包含os、周边仪器等的硬件。另外，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、rom、cd－rom、dvd－rom、usb存储器等可移动介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。并且，“计算机可读取的记录介质”是指包含如经由互联网等网络、电话线路等通信线路而发送出程序的情况下的通信线这样以短时间期间、动态地对程序进行保持，如成为该情况下的服务器、客户端的计算机系统内部的易失性存储器这样以一定时间对程序进行保持。另外，上述程序可以用于实现前述的功能的一部分，并且也可以通过与在计算机系统中已经记录的程序的组合而能够实现前述的功能。另外，上述程序也可以是所谓的固件。

在本说明书中“前、后、上、下、右、左、垂直、水平、下、横、行以及列”等表示方向的词语提及的是在本发明的装置中的上述方向。因此，在本发明的说明书中的这些词语在本发明的装置中应相对性地进行解释。

“构成”这个词语为了执行本发明的功能而被构成、或者为了表示装置的结构、要素、部分而使用。

并且，在权利要求书中，作为“方法加功能”而表达表现的词语，是指应该包含为了执行本发明所包含的功能而能够利用的、应该包含所有构造在内的词语。

“单元”这个词被用于表示结构要素、单元、硬件、或表示为了执行希望的功能而编程的软件的一部分。硬件的典型例是设备、电路，但不限于此。

以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明不限定于这些实施例。在不脱离于本发明的宗旨的范围内，能够进行结构的添加、省略、置换、以及其他变更。本发明不被所述的说明所限定，只被添附的权利要求书所限定。