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Patent Searching and Data


Title:
MEASUREMENT INSTRUMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/096225
Kind Code:
A1
Abstract:
One A/D converter (1) and the other A/D converter (2) have a common power supply voltage and sample an A/D conversion value at short time intervals and at a long time intervals, respectively. Both the A/D converter (1) and the A/D converter (2) are set in a constant active state (continuous conversion mode). This allows the total consumption current (Ia) combining the consumption current (Ia1) of the A/D converter (1) and the consumption current (Ia2) of the A/D converter (2) to be constant, so that the power supply voltage (Vcc) is stabilized and a stable A/D conversion value can be obtained from each of the A/D converters.

Inventors:
SHIMAKATA, Tetsuya (2-7-3 Marunouch, Chiyoda-ku Tokyo 19, 1006419, JP)
島方 哲也 (〒19 東京都千代田区丸の内2丁目7番3号 株式会社 山武内 Tokyo, 1006419, JP)
Application Number:
JP2009/050368
Publication Date:
August 06, 2009
Filing Date:
January 14, 2009
Export Citation:
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Assignee:
YAMATAKE CORPORATION (2-7-3, Marunouchi Chiyoda-ku Tokyo, 19, 1006419, JP)
株式会社 山武 (〒19 東京都千代田区丸の内2丁目7番3号 Tokyo, 1006419, JP)
SHIMAKATA, Tetsuya (2-7-3 Marunouch, Chiyoda-ku Tokyo 19, 1006419, JP)
International Classes:
G08C13/00; G01L13/00
Attorney, Agent or Firm:
YAMAKAWA, Masaki (4th Floor Sanno Park Tower,11-1, Nagatacho 2-chome, Chiyoda-ku Tokyo 04, 1006104, JP)
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Claims:
 電源電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器と、
 この第1のA/D変換器への電源電圧を共通の電源電圧とし、この共通の電源電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する第2のA/D変換器と、
 前記第1のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を第1の周期でサンプリングし、前記第2のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を前記第1の周期よりも長い第2の周期でサンプリングする処理装置と
 を備えることを特徴とする計測機器。
 流体の圧力差を検出する差圧センサと、
 この差圧センサが検出する圧力差に影響を与える環境の変化を示す物理量を検出する環境センサと、
 電源電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、前記差圧センサが検出する圧力差に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器と、
 この第1のA/D変換器への電源電圧を共通の電源電圧とし、この共通の電源電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、前記環境センサが検出する物理量に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換する第2のA/D変換器と、
 前記第1のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を第1の周期でサンプリングし、前記第2のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を前記第1の周期よりも長い第2の周期でサンプリングし、前記第1のA/D変換器からサンプリングしたA/D変換値と前記第2のA/D変換器からサンプリングしたA/D変換値とに基づいて差圧の計測値を求める処理装置と
 を備えることを特徴とする計測機器。
 流体の圧力差を検出する差圧センサと、
 この差圧センサが検出する圧力差に影響を与える環境の変化を示す物理量を検出する複数の環境センサと、
 電源電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、前記差圧センサが検出する圧力差に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器と、
 この第1のA/D変換器への電源電圧を共通の電源電圧とし、この共通の電源電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、前記複数の環境センサが検出する物理量に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換する第2のA/D変換器と、
 前記第1のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を第1の周期でサンプリングし、前記第2のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を前記第1の周期よりも長い第2の周期でサンプリングし、前記第1のA/D変換器からサンプリングしたA/D変換値と前記第2のA/D変換器からサンプリングしたA/D変換値とに基づいて差圧の計測値を求める処理装置と
 を備えることを特徴とする計測機器。
 流体の圧力差を検出する差圧センサと、
 この差圧センサが検出する圧力差に影響を与える環境の変化を示す物理量を検出する複数の環境センサと、
 電源電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、前記差圧センサが検出する圧力差に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器と、
 この第1のA/D変換器への電源電圧を共通の電源電圧とし、この共通の電源電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、前記複数の環境センサが検出する物理量に応じたアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する複数の第2のA/D変換器と、
 前記第1のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を第1の周期でサンプリングし、前記複数の第2のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を前記第1の周期よりも長い第2の周期でサンプリングし、前記第1のA/D変換器からサンプリングしたA/D変換値と前記複数の第2のA/D変換器からサンプリングしたA/D変換値とに基づいて差圧の計測値を求める処理装置と
 を備えることを特徴とする計測機器。
 流体の圧力差を検出する差圧センサと、
 この差圧センサが検出する圧力差に影響を与える環境の変化を示す物理量を検出する複数の環境センサと、
 電源電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、前記差圧センサが検出する圧力差に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器と、
 この第1のA/D変換器への電源電圧を共通の電源電圧とし、この共通の電源電圧の供給を受けてその消費電流の合計値が一定値となるようにスケジュールを組んで間欠動作状態とされ、前記複数の環境センサが検出する物理量に応じたアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する複数の第2のA/D変換器と、
 前記第1のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を第1の周期でサンプリングし、前記複数の第2のA/D変換器においてデジタル信号に変換されたA/D変換値を前記第1の周期よりも長い第2の周期でサンプリングし、前記第1のA/D変換器からサンプリングしたA/D変換値と前記複数の第2のA/D変換器からサンプリングしたA/D変換値とに基づいて差圧の計測値を求める処理装置と
 を備えることを特徴とする計測機器。
Description:
計測機器

 この発明は、差圧発信器などの計測機器 関するものである。

 従来より、流体の圧力差を検出し伝送す 装置として、差圧発信器が用いられている( 例えば、文献1(特開平2-88921号公報)参照)。こ 差圧発信器は、差圧センサと、A/D変換器と 処理装置とを備えており、差圧センサのセ サ部内には、圧力変形体である測定ダイヤ ラムが設けられ、この測定ダイヤフラムの 面に圧力室Aと圧力室Bとが設けられている

 この差圧発信器では、圧力室Aに非圧縮性 流体(シリコンオイル等)を介して流体圧力Pa 導く一方、圧力室Bに非圧縮性流体(シリコン オイル等)を介して流体圧力Pbを導く。これに より、流体圧力の低い圧力室の側に測定ダイ ヤフラムが差圧|Pa-Pb|に応じて撓み、この測 ダイヤフラムの撓み具合をひずみゲージで 出し、更に変換器で差圧に応じた電気信号( ナログ信号)を発生させ、この発生した電気 信号をA/D変換器に送り、デジタル信号に変換 する。

 処理装置は、A/D変換器においてデジタル 号に変換されたA/D変換値を所定のサンプリ グ周期毎にサンプリングし、このサンプリ グしたA/D変換値にリニアライズ演算,開平演 算,一次遅れ演算(ダンピング演算)などの様々 な演算処理を施して差圧の計測値δPを求め、 この求めた差圧の計測値δPを出力する。

 また、この差圧発信器では、計測値δPの 度を高めるために、差圧センサが検出する 力差に影響を与える環境の変化を示す物理 として静圧や温度を計測し、その計測した 圧や温度に基づいて差圧の計測値δPを補正 るようにしている。この場合、上述した文 1では、1つのA/D変換器を用い、差圧、静圧 温度をデジタル信号に変換し、そのデジタ 信号に変換されたA/D変換値をサンプリング るようにしている。

 但し、静圧や温度のサンプリング周期は、 圧のサンプリング周期よりも長周期でよい すなわち、静圧や温度は差圧に比べて変化 緩やかであるので、差圧については短周期 サンプリングを行うが、静圧や温度は長周 でサンプリングを行うものとする。
 しかしながら、高速の差圧計測が要求され アプリケーションでは、1つのA/D変換器で差 圧、静圧、温度をサンプリングしていたので は、高速化に対応することができない。

 そこで、本出願人は、2つのA/D変換器を設 け、一方のA/D変換器から短周期で差圧をサン プリングし、他方のA/D変換器から長周期で静 圧および温度をサンプリングするようにして 、差圧計測の高速化を実現することを考えた 。図9にその一例を示す。

 図9において、10は第1のA/D変換器、20は第2 のA/D変換器、30は差圧センサ、40は静圧セン 、50は温度センサ、60は処理装置(MPU)であり 第1のA/D変換器10に差圧センサ30からの差圧に 応じた電気信号(アナログ信号)を与え、第2の A/D変換器20に静圧センサ40からの静圧に応じ 電気信号(アナログ信号)および温度センサ50 らの温度に応じた電気信号(アナログ信号) 与えるようにしている。

 第1のA/D変換器10は、差圧センサ30からの 圧に応じた電気信号をデジタル信号に変換 る。第2のA/D変換器20は、静圧センサ40からの 静圧に応じた電気信号および温度センサ50か の温度に応じたアナログ信号をデジタル信 に変換する。

 処理装置60は、第1のA/D変換器10において ジタル信号に変換されたA/D変換値を短周期 サンプリングし、第2のA/D変換器20において ジタル信号に変換されたA/D変換値を長周期 サンプリングし、第1のA/D変換器10からサン リングしたA/D変換値と第2のA/D変換器20から ンプリングしたA/D変換値とに基づいて差圧 計測値δPを求める。

 この差圧発信器において、A/D変換器10お び20には共通の電源電圧Vccを与えるようにし 、A/D変換器10は常時動作状態(連続変換モード )とし、A/D変換器20は間欠動作状態(間欠変換 ード)とする。すなわち、A/D変換器10は短周 でサンプリングが行われるので、常にA/D変 動作を行わせるものとする。これに対し、A/ D変換器20は長周期でサンプリングが行われる ので、消費電流の軽減を目的として、間欠的 にA/D変換動作を行わせるものとし、A/D変換動 作を行っていない場合には待機状態とする。

 しかしながら、このような方式では、A/D 換器10が常時動作状態とされるのに対し、A/ D変換器20が間欠動作状態とされるため、電源 電圧Vccが変動し、安定したA/D変換値が得られ ないという問題が発生する。この問題につい て、図10A~図10Eに示すタイムチャートを参照 て説明する。

 図10Aは第1のA/D変換器10の消費電流Ia1の変 、図10Bは第2のA/D変換器20の消費電流Ia2の変 、図10Cは第1のA/D変換器10の消費電流Ia1と第2 のA/D変換器20の消費電流Ia2とを合わせたトー ルの消費電流Iaの変化、図10Dは第1のA/D変換 10のA/D変換値CNT1の変化、図10Eは第2のA/D変換 器20のA/D変換値CNT2の変化を示す。この例では 、A/D変換器10,20のA/D変換動作中(動作状態にあ る時)の消費電流を1mA、A/D変換動作待機中(待 状態にある時)の消費電流を0.5mAとしている

 この場合、A/D変換器20のA/D変換動作中は ータルの消費電流Iaが2mA、A/D変換器20のA/D変 動作待機中はトータルの消費電流Iaが1.5mAと なり、電源電圧Vccが変動し、第1のA/D変換器10 のA/D変換値CNT1が変動する。処理装置60は、A/D 変換値CNT1を短周期(高速)でサンプリングする ので、第1のA/D変換器10のA/D変換値CNT1の変動 そのまま取り込まれる。このため、安定し A/D変換値CNT1を得ることができない。

 なお、第2のA/D変換器20のA/D変換値CNT2は、 A/D変換終了付近の値が間欠的にサンプリング されるので、すなわちトータルの消費電流Ia 安定している時点でサンプリングされるの 、処理装置60には安定したA/D変換値CNT2が取 込まれるものとなり、問題とはならない。

 本発明は、このような課題を解決するた になされたもので、その目的とするところ 、電源電圧を共通とし、一方のA/D変換器か は短周期で、他方のA/D変換器からは長周期 A/D変換値をサンプリングする場合、何れのA /D変換器からも安定したA/D変換値を得ること 可能な計測機器を提供することにある。

 このような目的を達成するために、請求 1に係る発明は、電源電圧の供給を受けて常 時動作状態とされ、入力されるアナログ信号 をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器と この第1のA/D変換器への電源電圧を共通の電 電圧とし、この共通の電源電圧の供給を受 て常時動作状態とされ、入力されるアナロ 信号をデジタル信号に変換する第2のA/D変換 器と、第1のA/D変換器においてデジタル信号 変換されたA/D変換値を第1の周期でサンプリ グし、第2のA/D変換器においてデジタル信号 に変換されたA/D変換値を第1の周期よりも長 第2の周期でサンプリングする処理装置とを けたものである。

 この発明によれば、第1のA/D変換器と第2 A/D変換器がともに常時動作状態とされ、第1 A/D変換器の消費電流と第2のA/D変換器の消費 電流とを合わせたトータルの消費電流が一定 となる。これにより、電源電圧が安定し、第 1のA/D変換器のA/D変換値のふらつきが低減さ 、何れのA/D変換器からも安定したA/D変換値 得ることができるようになる。

 請求項2に係る発明は、流体の圧力差を検 出する差圧センサと、この差圧センサが検出 する圧力差に影響を与える環境の変化を示す 物理量を検出する環境センサと、電源電圧の 供給を受けて常時動作状態とされ、差圧セン サが検出する圧力差に応じたアナログ信号を デジタル信号に変換する第1のA/D変換器と、 の第1のA/D変換器への電源電圧を共通の電源 圧とし、この共通の電源電圧の供給を受け 常時動作状態とされ、環境センサが検出す 物理量に応じたアナログ信号をデジタル信 に変換する第2のA/D変換器と、第1のA/D変換 においてデジタル信号に変換されたA/D変換 を第1の周期でサンプリングし、第2のA/D変換 器においてデジタル信号に変換されたA/D変換 値を第1の周期よりも長い第2の周期でサンプ ングし、第1のA/D変換器からサンプリングし たA/D変換値と第2のA/D変換器からサンプリン したA/D変換値とに基づいて差圧の計測値を める処理装置とを設けたものである。

 この発明によれば、第1のA/D変換器と第2 A/D変換器がともに常時動作状態とされ、第1 A/D変換器の消費電流と第2のA/D変換器の消費 電流とを合わせたトータルの消費電流が一定 となる。これにより、電源電圧が安定し、第 1のA/D変換器のA/D変換値のふらつきが低減さ 、何れのA/D変換器からも安定したA/D変換値 得ることができるようになり、差圧センサ よって検出される流体の圧力差をその検出 れる圧力差に影響を与える環境の変化を示 物理量で補正して、精度よくかつ安定して 圧の計測値を求めることができるようにな 。

 請求項3に係る発明は、流体の圧力差を検 出する差圧センサと、この差圧センサが検出 する圧力差に影響を与える環境の変化を示す 物理量を検出する複数の環境センサと、電源 電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、差 圧センサが検出する圧力差に応じたアナログ 信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換 と、この第1のA/D変換器への電源電圧を共通 電源電圧とし、この共通の電源電圧の供給 受けて常時動作状態とされ、複数の環境セ サが検出する物理量に応じたアナログ信号 デジタル信号に変換する第2のA/D変換器と、 第1のA/D変換器においてデジタル信号に変換 れたA/D変換値を第1の周期でサンプリングし 第2のA/D変換器においてデジタル信号に変換 されたA/D変換値を第1の周期よりも長い第2の 期でサンプリングし、第1のA/D変換器からサ ンプリングしたA/D変換値と第2のA/D変換器か サンプリングしたA/D変換値とに基づいて差 の計測値を求める処理装置とを設けたもの ある。

 この発明によれば、第1のA/D変換器と第2 A/D変換器がともに常時動作状態とされ、第1 A/D変換器の消費電流と第2のA/D変換器の消費 電流とを合わせたトータルの消費電流が一定 となる。これにより、電源電圧が安定し、第 1のA/D変換器のA/D変換値のふらつきが低減さ 、何れのA/D変換器からも安定したA/D変換値 得ることができるようになり、差圧センサ よって検出される流体の圧力差をその検出 れる圧力差に影響を与える環境の変化を示 複数の物理量で補正して、精度よくかつ安 して差圧の計測値を求めることができるよ になる。

 請求項4に係る発明は、流体の圧力差を検 出する差圧センサと、この差圧センサが検出 する圧力差に影響を与える環境の変化を示す 物理量を検出する複数の環境センサと、電源 電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、差 圧センサが検出する圧力差に応じたアナログ 信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換 と、この第1のA/D変換器への電源電圧を共通 電源電圧とし、この共通の電源電圧の供給 受けて常時動作状態とされ、複数の環境セ サが検出する物理量に応じたアナログ信号 それぞれデジタル信号に変換する複数の第2 のA/D変換器と、第1のA/D変換器においてデジ ル信号に変換されたA/D変換値を第1の周期で ンプリングし、複数の第2のA/D変換器におい てデジタル信号に変換されたA/D変換値を第1 周期よりも長い第2の周期でサンプリングし 第1のA/D変換器からサンプリングしたA/D変換 値と複数の第2のA/D変換器からサンプリング たA/D変換値とに基づいて差圧の計測値を求 る処理装置とを設けたものである。

 この発明によれば、第1のA/D変換器と複数 の第2のA/D変換器がともに常時動作状態とさ 、第1のA/D変換器の消費電流と複数の第2のA/D 変換器の消費電流とを合わせたトータルの消 費電流が一定となる。これにより、電源電圧 が安定し、第1のA/D変換器のA/D変換値のふら きが低減され、何れのA/D変換器からも安定 たA/D変換値を得ることができるようになり 差圧センサによって検出される流体の圧力 をその検出される圧力差に影響を与える環 の変化を示す複数の物理量で補正して、精 よくかつ安定して差圧の計測値を求めるこ ができるようになる。

 請求項5に係る発明は、流体の圧力差を検 出する差圧センサと、この差圧センサが検出 する圧力差に影響を与える環境の変化を示す 物理量を検出する複数の環境センサと、電源 電圧の供給を受けて常時動作状態とされ、差 圧センサが検出する圧力差に応じたアナログ 信号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換 と、この第1のA/D変換器への電源電圧を共通 電源電圧とし、この共通の電源電圧の供給 受けてその消費電流の合計値が一定値とな ようにスケジュールを組んで間欠動作状態 され、複数の環境センサが検出する物理量 応じたアナログ信号をそれぞれデジタル信 に変換する複数の第2のA/D変換器と、第1のA/ D変換器においてデジタル信号に変換されたA/ D変換値を第1の周期でサンプリングし、複数 第2のA/D変換器においてデジタル信号に変換 されたA/D変換値を第1の周期よりも長い第2の 期でサンプリングし、第1のA/D変換器からサ ンプリングしたA/D変換値と複数の第2のA/D変 器からサンプリングしたA/D変換値とに基づ て差圧の計測値を求める処理装置とを設け ものである。

 この発明によれば、第1のA/D変換器が常時 動作状態とされ、複数の第2のA/D変換器がそ 消費電流の合計値が一定値となるようにス ジュールを組んで間欠動作状態とされ、第1 A/D変換器の消費電流と複数の第2のA/D変換器 の消費電流とを合わせたトータルの消費電流 が一定となる。これにより、電源電圧が安定 し、第1のA/D変換器のA/D変換値のふらつきが 減され、何れのA/D変換器からも安定したA/D 換値を得ることができるようになり、差圧 ンサによって検出される流体の圧力差をそ 検出される圧力差に影響を与える環境の変 を示す複数の物理量で補正して、精度よく つ安定して差圧の計測値を求めることがで るようになる。

 本発明によれば、第1のA/D変換器と第2のA/ D変換器をともに常時動作状態としたり、第1 A/D変換器と複数の第2のA/D変換器をともに常 時動作状態としたり、第1のA/D変換器を常時 作状態とし、複数の第2のA/D変換器をその消 電流の合計値が一定値となるようにスケジ ールを組んで間欠動作状態としたりするこ により、第1のA/D変換器の消費電流と第2のA/ D変換器(複数の第2のA/D変換器)の消費電流と 合わせたトータルの消費電流が一定となっ 電源電圧が安定し、短周期でサンプリング 行う第1のA/D変換器のA/D変換値のふらつきが 減され、何れのA/D変換器からも安定したA/D 換値を得ることができるようになる。

図1は、本発明に係る計測機器の一例と して差圧発信器の要部を示す図である。 図2Aは、図1に示した差圧発信器におけ る第1のA/D変換器の消費電流Ia1の変化を示す である。 図2Bは、図1に示した差圧発信器におけ る第2のA/D変換器の消費電流Ia2の変化を示す である。 図2Cは、図1に示した差圧発信器におけ る第1のA/D変換器の消費電流Ia1と第2のA/D変換 2の消費電流Ia2とを合わせたトータルの消費 電流Iaの変化を示す図である。 図2Dは、図1に示した差圧発信器におけ る第1のA/D変換器のA/D変換値CNT1の変化を示す である。 図2Eは、図1に示した差圧発信器におけ る第2のA/D変換器のA/D変換値CNT2の変化を示す である。 図3は、第2のA/D変換器として2つのA/D変 器を設け第1のA/D変換器および第2のA/D変換 の何れも常時動作状態とした例を示す図で る。 図4Aは、図3に示した差圧発信器におけ る第1のA/D変換器の消費電流Ia1の変化を示す である。 図4Bは、図3に示した差圧発信器におけ る第2のA/D変換器の消費電流Ia2の変化を示す である。 図4Cは、図3に示した差圧発信器におけ る第2のA/D変換器の消費電流Ia3の変化を示す である。 図4Dは、図3に示した差圧発信器におけ る第1のA/D変換器の消費電流Ia1と第2のA/D変換 2の消費電流Ia2,Ia3とを合わせたトータルの 費電流Iaの変化を示す図である。 図5は、第2のA/D変換器として2つのA/D変 器を設け第1のA/D変換器を常時動作状態とし 第2のA/D変換器をスケジュールを組んで間欠 作状態とした例を示す図である。 図6Aは、図5に示した差圧発信器におけ る第1のA/D変換器の消費電流Ia1の変化を示す である。 図6Bは、図5に示した差圧発信器におけ る第2のA/D変換器の消費電流Ia2の変化を示す である。 図6Cは、図5に示した差圧発信器におけ る第2のA/D変換器の消費電流Ia3の変化を示す である。 図6Dは、図5に示した差圧発信器におけ る第1のA/D変換器の消費電流Ia1と第2のA/D変換 2の消費電流Ia2,Ia3とを合わせたトータルの 費電流Iaの変化を示す図である。 図7は、第2のA/D変換器として3つのA/D変 器を設け第1のA/D変換器を常時動作状態とし 第2のA/D変換器をスケジュールを組んで間欠 作状態とした例を示す図である。 図8Aは、図7に示した差圧発信器におけ る第1のA/D変換器の消費電流Ia1の変化を示す である。 図8Bは、図7に示した差圧発信器におけ る第2のA/D変換器の消費電流Ia2の変化を示す である。 図8Cは、図7に示した差圧発信器におけ る第2のA/D変換器の消費電流Ia3の変化を示す である。 図8Dは、図7に示した差圧発信器におけ る第2のA/D変換器の消費電流Ia4の変化を示す である。 図8Eは、図7に示した差圧発信器におけ る第1のA/D変換器の消費電流Ia1と第2のA/D変換 2の消費電流Ia2,Ia3,Ia4とを合わせたトータル 消費電流Iaの変化を示す図である。 図9は、本発明に至る前の前段技術とし て本出願人が考えた差圧発信器の要部を示す 図である。 図10Aは、図9に示した差圧発信器にお る第1のA/D変換器の消費電流Ia1の変化を示す 図である。 図10Bは、図9に示した差圧発信器にお る第2のA/D変換器の消費電流Ia2の変化を示す 図である。 図10Cは、図9に示した差圧発信器にお る第1のA/D変換器の消費電流Ia1と第2のA/D変 器2の消費電流Ia2とを合わせたトータルの消 電流Iaの変化を示す図である。 図10Dは、図9に示した差圧発信器にお る第1のA/D変換器のA/D変換値CNT1の変化を示 図である。 図10Eは、図9に示した差圧発信器にお る第2のA/D変換器のA/D変換値CNT2の変化を示 図である。

 以下、本発明を図面に基づいて詳細に説 する。図1は本発明に係る計測機器の一例と して差圧発信器の要部を示す図である。同図 において、1は第1のA/D変換器、2は第2のA/D変 器、3は差圧センサ、4は静圧センサ、5は温 センサ、6は処理装置であり、図9に示した差 圧発信器における第1のA/D変換器10、第2のA/D 換器20、差圧センサ30、静圧センサ40、温度 ンサ50、処理装置60に対応する。

 図9に示した差圧発信器では、A/D変換器10 常時動作状態(連続変換モード)とし、A/D変 器20を間欠動作状態(間欠変換モード)として たが、この実施例では、A/D変換器1とA/D変換 器2をともに常時動作状態(連続変換モード)と する。

 なお、A/D変換器1およびA/D変換器2への連 変換モードは、工場出荷段階で個別に設定 ておくようにしてもよく、処理装置6から個 に指示を与えるようにしてもよい。

 図2Aに第1のA/D変換器1の消費電流Ia1の変化 、図2Bに第2のA/D変換器2の消費電流Ia2の変化 図2Cに第1のA/D変換器1の消費電流Ia1と第2のA/D 変換器2の消費電流Ia2とを合わせたトータル 消費電流Iaの変化、図2Dに第1のA/D変換器1のA/ D変換値CNT1の変化、図2Eに第2のA/D変換器2のA/D 変換値CNT2の変化を示す。この例では、A/D変 器1,2のA/D変換動作中(動作状態にある時)の消 費電流を1mAとしている。

 この場合、A/D変換器1とA/D変換器2がとも 常時動作状態とされることから、A/D変換器1 消費電流Ia1とA/D変換器2の消費電流Ia2とを合 わせたトータルの消費電流IaがIa=Ia1+Ia2=1mA+1mA= 2mAとなり、常に一定となる。

 これにより、電源電圧Vccが安定し、図2D 示すように、A/D変換器1のA/D変換値CNT1のふら つきが低減される。なお、この場合、図2Eに すように、A/D変換器2のA/D変換値CNT2も連続 て得られるようになるが、この第2のA/D変換 2のA/D変換値CNT2にもふらつきは生じない。

 処理装置6は、A/D変換値CNT1を短周期でサ プリングし、A/D変換値CNT2を長周期でサンプ ングする。この場合、A/D変換器1のA/D変換値 CNT1のふらつきが低減されているので、安定 たA/D変換値CNT1が処理装置6に取り込まれるも のとなる。また、A/D変換器2のA/D変換値CNT2に ふらつきが生じず、このA/D変換器2のA/D変換 終了付近の値が間欠的にサンプリングされる ので、安定したA/D変換値CNT2が処理装置6に取 込まれるものとなる。

 このようにして、本実施例では、何れのA /D変換器からも安定したA/D変換値を得ること できるようになり、差圧センサ3によって検 出される流体の圧力差を静圧センサ4からの 圧や温度センサ5からの温度で補正して、精 よくかつ安定して差圧の計測値δPを求める とができるようになる。

 なお、この実施例では、静圧センサ4から の静圧に応じた電気信号と温度センサ5から 温度に応じた電気信号をA/D変換器2へ与える うにしたが、静圧センサ4からの静圧に応じ た電気信号のみをA/D変換器2へ与えるように てもよく、温度センサ5からの温度に応じた 気信号のみをA/D変換器2へ与えるようにして もよい。すなわち、静圧のみで差圧を補正す るようにしてもよく、温度のみで差圧を補正 するようにしてもよい。

 また、この実施例において、差圧センサ3 が検出する圧力差に影響を与える環境の変化 を示す物理量は、静圧や温度に限られるもの ではない。例えば、静圧や温度に加えて、湿 度に応じた電気信号をA/D変換器2へ与えるよ にしてもよい。

 また、この実施例では、静圧センサ4から の静圧に応じた電気信号と温度センサ5から 温度に応じた電気信号を1つのA/D変換器2へ与 えるようにしたが、図3に示すように、第2のA /D変換器をA/D変換器2-1AとA/D変換器2-2Aの2つと 、A/D変換器2-1Aに静圧センサ4からの静圧に じた電気信号を与えるようにし、A/D変換器2- 2Aに温度センサ5からの温度に応じた電気信号 を与えるようにしてもよい。

 この場合、第1のA/D変換器1と第2のA/D変換 2-1Aおよび2-2Aを常時動作状態とすれば、第1 A/D変換器1の消費電流Ia1と第2のA/D変換器2-1A よび2-2Aの消費電流Ia2およびIa3とを合わせた トータルの消費電流Iaを一定として(図4A~図4D 照)、何れのA/D変換器からも安定したA/D変換 値を得るようにすることができる。

 なお、図5に示すように、第1のA/D変換器1 常時動作状態とする一方、消費電流Ia2およ Ia3の合計値が一定値となるようにスケジュ ルを組んで第2のA/D変換器2-1Bおよび2-2Bを間 動作状態とし、第1のA/D変換器1の消費電流Ia 1と第2のA/D変換器2-1Bおよび2-2Bの消費電流Ia2 よびIa3とを合わせたトータルの消費電流Iaを 一定とするようにしてもよい。

 図6A~図6Dにスケジュールを組んで第2のA/D 換器2-1Bおよび2-2Bを間欠動作状態とした場 のタイムチャートを示す。この例では、そ 待機状態(消費電流=0.5mA)の期間と動作状態( 費電流=1mA)の期間とが重なるように、第2のA/ D変換器2-1Bおよび2-2Bを待機状態から動作状態 に間欠的に切り替えるようにしている。

 なお、この場合のスケジュールは、処理 置6からA/D変換器2-1Bおよび2-2Bに対して行う うにしてもよいし、工場出荷段階でA/D変換 2-1Bおよび2-2Bに対して設定しておくように てもよい。

 これにより、第1のA/D変換器1の消費電流Ia 1と第2のA/D変換器2-1Bおよび2-2Bの消費電流Ia2 よびIa3とを合わせたトータルの消費電流Iaが 2.5mAとなり、常に一定となる。

 3つのA/D変換器を全て常時動作状態とする とトータルの消費電流Iaは3mAとなるが、この ではトータルの消費電流Iaを2.5mAとすること ができ、消費電流が軽減される。

 図7に、第2のA/D変換器をA/D変換器2-1CとA/D 換器2-2CとA/D変換器2-3Cの3つとし、A/D変換器2 -1Cに静圧センサ4からの静圧に応じた電気信 を与えるようにし、A/D変換器2-2Cに温度セン 5からの温度に応じた電気信号を与えるよう にし、A/D変換器2-3Cに湿度センサ7からの湿度 応じた電気信号を与えるようにした例を示 。

 このような例でも、第1のA/D変換器1を常 動作状態とする一方、消費電流Ia2,Ia3およびI a4の合計値が一定値となるようにスケジュー を組んで第2のA/D変換器2-1C,2-2Cおよび2-3Cを 欠動作状態とし、第1のA/D変換器1の消費電流 Ia1と第2のA/D変換器2-1C,2-2Cおよび2-3Cの消費電 Ia2,Ia3およびIa4とを合わせたトータルの消費 電流Iaを一定とすることができる。

 図8A~図8Eにスケジュールを組んで第2のA/D 換器2-1,2-2および2-3を間欠動作状態とした場 合のタイムチャートを示す。この例では、2 のA/D変換器の待機状態(消費電流=0.5mA)の期間 と1つのA/D変換器の動作状態(消費電流=1mA)の 間とが重なるように、第2のA/D変換器2-1C,2-2C よび2-3Cを待機状態から動作状態に間欠的に 切り替えるようにしている。

 なお、この場合のスケジュールについて 、処理装置6からA/D変換器2-1C,2-2Cおよび2-3C 対して行うようにしてもよいし、工場出荷 階でA/D変換器2-1C,2-2Cおよび2-3Cに対して設定 ておくようにしてもよい。

 これにより、第1のA/D変換器1の消費電流Ia 1と第2のA/D変換器2-1C,2-2Cおよび2-3Cの消費電流 Ia2,Ia3およびIa4とを合わせたトータルの消費 流Iaが3mAとなり、常に一定となる。

 4つのA/D変換器を全て常時動作状態とする とトータルの消費電流Iaは4mAとなるが、この ではトータルの消費電流Iaを3mAとすること でき、消費電流が軽減される。

 なお、上述した実施例では、計測機器の 例として差圧発信器を例にとって説明した 、計測機器は差圧発信器に限られるもので く、同様にして複数のA/D変換器を使用する 種の計測機器に適用することが可能である

 本発明の計測機器は、プロセス制御など 々な分野で利用することが可能である。




 
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