CN1051390C - 用于火灾探测器的灵敏度测量装置 - Google Patents

Abstract

一种用于火灾探测器的灵敏度测量装置，包括灵敏度测量部分，一个校准信号发生器，及一个校准器。该灵敏度测量装置还包括根据火灾探测器类型的类型识别单元。因而该装置在调节内部电路的偏差的调整过程中不需要人力。该装置在火灾探测器灵敏度测量过程也省去一个误差测量源。

Description

用于火灾探测器的灵敏度测量装置

本发明涉及一种火灾警系统中测量火灾探测器灵敏度的灵敏度测量装置。

传统的烟雾火灾探测器的灵敏度测量按如下方式进行：在外部设置便于接近的输出端。将火灾探测器装在房间的天花板上，由于火灾探测器固定设置，可从输出端得到输出信号，以便进行灵敏度测量。由于在这种情况下不必从天花板或类似物上卸下火灾探测器，缩短了灵敏度测量所需的整个时间。

在一个电离型火灾探测器中，烟雾火灾探测器的输出信号一般是一个阻抗变换室电压。在光电型火灾探测器(散射光型火灾探测器)中另一类输出信号一般是一个脉冲电压信号，光电型火灾探测器包括一个探测室，一个光发射单元以及一个光接收单元。在光电型火灾探测器中，光接收单元接收由光发射单元连续发射的光输出的散射光。一个放大器放大来自光接收单元的输出信号，输出脉冲电压信号。

烟雾火灾探测器的输出信号随烟雾浓度而变。即使烟雾浓度不变，输出信号的强度由于沉积在探测器本身上的尘埃或类似物而发生变化，即探测器的灵敏度仍然要变化。在测量火灾探测器灵敏度时，一个灵敏度测量装置接收火灾探测器的输出以便显示输出信号(例如一个输出电压)，而烟雾浓度则保持不变(通常烟雾浓度几乎保持在0％/m)。事先准备一份列出了火灾探测器灵敏度值与输出电压相对照的参考表。电灵敏度测量装置显示的输出电压值，在参考表中可以查到相应的灵敏度。这样就测得了火灾探测器的灵敏度。

灵敏度测量装置通常包括一个处理火灾探测器输出信号的放大器，一个具有一个取样保持电路和类似的电路的模拟信号处理电路及一个将处理的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器。当测量结果以模拟信号的形式播出时，进一步需要一个将数字信号转换为模拟信号的D/A转换器。

由于许多建筑物已经配备火灾探测器并且建筑物散置在广阔范围，因此生产和提供了大量火灾探测器。为了保证灵敏度涵量装置的测量准确，每个装置内的内部电路都应逐个分别校准以使其保持在可接受的偏差内。

有关的偏差值是，例如，放大器的放大倍数偏差，取样保持电路的直流偏置电压偏差，A/D转换器和D/A转换器的基准电压偏差。通常，通过调节其内装的可变电阻来校准每个电路到所要求的偏差范围内。不仅在生产每个灵敏度测量装置时进行这样的调节，而且每隔预定的时间周期都进行这样的调节以补偿老化效应。这样的调节需要大量的人力和时间。

根据输出信号的类型，火灾探测器可以分为几类：例如，电离型火灾探测器、光电型火灾探测器、以及其它类型的火灾探测器。因而灵敏度测量装置具有几种测量电路，每一种与特殊类型的待测火灾探测器的输出信号相对应。在测量过程中，测试者需要在灵敏度测量装置中从一个电路换到另一电路以便与待测火灾探测器的输出信号类型相符合。

测试者可由火灾深测器的外形或由某型号名称以及火灾探测器所带标签上的其它信息来判断待测火灾探测器的输出信号类型。即使火灾探测器可能看上去相似，但它们实际上可能会提供不同类型的输出信号。经过长时间使用后，火灾探测器所带标签上的内容可能难以辩认。在这样情况下，测试者有可能选错电路。

如果上述情况发生，大量误差就会引入火灾探测器灵敏度测量结果中。测试者可能会认为具有合适灵敏度的火灾探测器是不正常的。相反测试者可能认为灵敏度差的火灾探测器是正常的。

此外，当测试者用灵敏度测量装置完成火灾探测器灵敏度测量时，他可能会忘记关断装置的电源。如果测试者忘记关断电源，内部电池放电，则装置不能再使用。

为了避免这样一种意外情况的发生，有一种自灵敏度测量装置打开之后经过一预定时间间隔强制关闭电源的方法。然而，用这种方案，虽然能防止因测试者疏忽忘记关断电源而引起的电池放电，但有可能甚至在测量操作的过程中间当预定时间过去后就将灵敏度测量装置关闭了。从而中断测量并且测试者需再次接通装置。这样的过程是复杂的。

在灵敏度测量过程中，如果外部噪声进入火灾探测器并叠加到探测器本身的输出信号上，灵敏度测量装置接收外部噪音和火灾探测器格出信号的和，并进行错误的灵敏度判断。如果外部噪声直接进入灵敏度测量装置，它也将进行一个错误的灵敏度判断。

本发明的一个目的是提供一个用于火灾探测器的灵敏度测量装置，其中在校准灵敏度测量装置的内部电路的偏差的调节过程中灵敏度测量装置不需人力介入。

本发明的一个进一步目的是提供一个用于火灾探测器的灵敏度测量装置，其中灵敏度测量装置消除了火灾探测器的灵敏度测量过程的错误测量根源。

本发明的另一目的是提供一个用于火灾探测器的灵敏度测量装置，其中灵敏度测量装置的特点是具有相当简单的电源转接过程，不存在在忘记断开电源操作情况下发生内部电池无用放电的可能性。

本发明还有另一目的是提供一个用于火灾探测器的灵敏度测量装置，其中灵敏度测量装置即使在有外部噪声的惰况下也不受错误测量的影响，这些外部噪声可能叠加在火火探测器的输出上，因而，外部噪声和火灾探测器输出的总和会输入到灵敏度测量装置，或者外部噪声单独地钻入到灵敏度测量装置。

依照本发明第一方面的用于火灾探测器的灵敏度测量装置包括接收火灾探测器输出信号以测量火灾探测器灵敏度的灵敏度测量单元，产生校准用的参考信号的参考信号产生单元，及根据参考信号产生单元产生的参考信号校准灵敏度测量装置的校准单元。

依照本发明第二方面的用于火灾探测器的灵敏度测量装置包括接收火灾探测器输出信号以测量火灾探测器灵敏度的灵敏度测量单元和根据火灾探测器输出信号识别火灾探测器类型的类型识别单元。

依照本发明第三方面的用于火灾探测器的灵敏度测量装置包括探测火灾探测器输出信号的信号探测单元，根据信号探测单元探测的信号测量火灾探测器灵敏度的灵敏度测量单元，为灵敏度测量单元提供时钟信号的时钟信号提供单元，在预定时间内信号探测单元没有探测到火灾探测器的输出信号的情况下停止给灵敏度测量单元提供来自时钟信号提供单元的时钟信号的停止供应单元。

依照本发明第四方面的用于火灾探测器的灵敏度测量装置包括检测火灾探测器输出信号的信号探测单元，根据信号探测单元探测信号来测量火灾探测器灵敏度的灵敏度测量单元，给灵敏度测量单元提供电源的电源提供单元，在预定的时间内信号探测单元没有探测到火灾，探测器的输出信号时停止给灵敏度测量单元提供电源的电源供应停止单元。

依照本发明的第五方面的用于火灾探测器的灵敏度测量装置包括测量火灾探测器的输出信号以便每隔预定时间获得测量数据的测量单元，从包括比第二预定量的测量数据长的第一预定量的测量数据的一组数据中提取第二预定量测量数据的提取单元，提取的次序是较小的互差优先提取，计算由提取单元提取的测量数据的平均值的平均值计算单元，以及根据平均值计算单元计算的平均值确定火灾探测器的灵敏度的灵敏度确定单元。

图1是本发明一个实施例的方框图，

团2A和图2B是分别表示电离型火灾探测器SEi和光电型火灾探测器SEo的示意方框图，其中每一个都可以与本发明的实施例相连接，

图3是表示本发明实施例的基本操作的流程图，

图4是与方框图图1中涉及本发明实施例中的校准操作的部分相对应的方框图，

图5和图6是描述校准操作的例子的流程图。

图7是与方框图图1中涉及本发明实施例中的消除噪声操作的部分相对应的方框图，

图8是表示消除器声操作的例子的流程图，

图9是与方框图图1中涉及本发明实施例中的自动电源开关操作的部分相对应的方框图，

图10是说明自动电源开关操作的时间图，

图11是与方框图图1中涉及本发明实施例中的类型识别操作的部分相对应的方框图。

图12是描述类型识别操作例子的流程图，

图13A至图13C分别表示光电型火灾探测器的输出信号波形、电离型火灾探测器的输出信号波形以及电离型火灾探测器的输出信号特征，

图14是与方框图图1中涉及灵敏度检索操作的部分相对应的方框图，

图15是描述灵敏度检索操作的流程图，

图16是列出了火灾探测器的输出信号值与灵敏度值相对应的参考表，

图17是表示D/A转换器42的输出电压与烟雾探测器的灵敏度之间关系的曲线，以及

/图18是表示火灾探测器SEi的输出电压与火灾探测器SEi的灵敏度之间关系的曲线。

图1中，根据本发明的一个实施例的灵敏度测量装置10接收出现在测量点M1处的电离型烟雾探测器SEi的输出信号(测量点M1是探测器SEi的输出端)并输出与这一输出信号相对应的灵敏度值。

灵敏度测量装置10包含有控制灵敏度测量装置10的整个操作的MPU(微处理单元)20，R0M21和22，RAM31、32、33、34、35和36，将模拟信号转变成数字信号的A/D转换器41，将数字信号转变成模拟信号的D/A转换器42，与门43，计时器TM₁、TM₂、TM₃和TM₄，接口IF₁、IF₂、IF₃、IF₄和IF₅，显示驱动器DR₁、DR₂、DR₃、DR₄、DR₅和DR₆，LED(发光二极管)指示器L₁、L₂、L₃、L₄、L₅和L₆，将来自火灾探测器SEi的信号放大的放大器AMP，保持来自放大器AMP的输出信号峰值的保持电路PH，校准标准电压发生电路SV，触发探测电路TD，电压比较电路VC，触发电路FF，时钟发生电路CL和开关SW₁、SW₂、SW₃、SW₄、SW₅、SW₆、SW₇、SW₈、SW₉和SW₁₀。

存贮器21存贮图3所示流程图的程序。ROM22存贮火灾探测器SEi的输出信号值与火灾探测器SEi的灵敏度值之间的对应表。

RAM31存贮火灾探测器SEi的输出信号的数字值，RAM32存贮根据火灾探测器SEi的输出信号检索到的灵敏度值，即，从火灾探测器SEi的输出值转换而来的灵敏度值。RAM33存贮校准值。RAM34存贮已被校准的测量值。RAM35存贮平均的测量值。RAM36存贮已校准了的转换值。

A/D转换器41将火灾探测器SEi的模拟输出信号转换成数字信号，D/A转换器42将已检索到的灵敏度值的数字信号转换成模拟信号。

计时器TM1决定读出火灾探测器SEi的输出的读入时间。在识别火灾探测器的类型时使用计时器TM2。计时器TM3禁止时钟输出到微处理单元20中，决定中断放大器AMP的电源与恢复放大器AMP的电源之间的时间间隔，并且重复对计时器TM2提供触发。计时器TM4决定校准操作的时间。

LED指示器L₁指示出光电型火灾探测器已与灵敏灵测量装置10相连。LED指示器L₂表示，一个第一电离型火灾探测器已与灵敏度测量装置10相连。LED指示器L₃表示，一个第二电离型火灾探测器已与灵敏度测量装置10相连。LED指示器L₄表示电源接通。指示器L₄也表示A/D转换器41的校准操作或类似的操作已经完成。LED指示器L₅表示已检索到的或测量到的灵敏度值是正常的。LED指示器L₆是一个表示已检索到的灵敏度值的七段显示LED。上述显示器L₁到L₆可以是除LED外的显示单元，例如，它们可以是液晶显示器。

驱动器DR₁、DR₂、DR₃、DR₄、DR₅和DR₆分别驱动显示器L₁、L₂、L₃、L₄、L₅和L₆。

当进行火灾探测器灵数度测量时合上SW1。当进行电离型火灾探测器灵敏度测量时合上SW2。当进行光电型火灾探测器灵敏度测量时合上SW3，或者当峰值保持电路PH的输出值被校准时或者当放大器AMP的放大倍数被校准时，合上SW3。当放大器AMP的放大倍数被校准时合上SW5。当D/A转换器42被校准时合上SW7。当进行火灾探测器灵敏度测量时合上SW8。SW9用来控制供给A/D转换器41、放大器MAP、和峰值保持电路PH的电源。SW10用来控制供给D/A转换器42的电源。

校准校准电压产生器SV，由ICS构成，它产生高精度的电压以供A/D转换器41、峰值保持电路PH、放大器AMP和D/A转换器42的校准的需要。触发探测器电路TD对来自探测器的脉冲信号的接收进行探测。电压比较器VC对来自火灾探测器的输出信号超过预定电压水平进行探测。

图2A中，火灾探测器SEi包含有电压稳定电路VR1、电离室ICM、晶体管Q、源极电阻R，及开关电路SWC1。电离室ICM包含有一个不允许烟雾进入的内电离室CMi和一个允许烟雾进入的外电离室CMo，而且随着烟浓度增加，电离室CMo两端的阻抗越来越大。晶体管Q的栅极在内电离室CMi与外电离室CMo的连接点与中间电极ME相连。与晶体管Q的源极相连的测量点M₁设置在电离型火灾探测器SEi的外壳上。火灾探测器SEi的的输出电压在测量点M1处采集。在测量点M1处的电压值随着烟雾浓度的增加而上升。

另一方面，图2B中所示的光电型火灾探测器SEo包含有光发射元件L，控制光发射元件L的发光控制电路FC，接收散射光的光接收元件PD，将光接收元件PD的输出信号放大的放大电路AMP，电源稳定电路VR₂，开关SW和开关电路SWC2。光发射元件L间断地发射光。

参见图3所示的流程图，现在描述图1所示的实施例的一般操作过程。

火灾探测器SEi的测量点M1与灵敏度测量装置10的输入端相连接。灵敏度测量装置10的输出端与伏特计VM相连接。一旦接通灵敏度测量装置10，MPU20就进行灵敏度测量装置10的内诊检查。当没有检查出错误情况时，MPU20就在SA步校准A/D转换器41、峰值保持电路PH、放大器电路AMP和D/A转换器42。在SB步，通过计算火灾探测器SEi输出信号的差异来去掉来自火灾探测器SEi的噪声。在SC步，进行自动电源开关控制：例如，在灵敏度测量装置10的操作中，如果在一个预定的期间内没有火灾探测器SEi的输出信号进入，电源就会自动地关掉或者时钟供应自动停止；当火灾探测器SEi的输出信号进入时，电源就会自动接通或者时钟信号的供应自动开始。在SD步，根据火灾探测器输出信号的信号输出持续时间、周期和电平来识别火灾探测器的类型。在SE步，根据识别出的火灾探测器的类型，根据火灾探测器的现行灵敏度，即将火灾探测器的输出信号值转换成对应的灵敏度值。

图4是方框图图1中涉及在上述实施例中前面所述的电路中的校准操作部分的方框图。灵敏度测量装置110是灵敏度测量装置10中需要进行上述校准操作的部分。

图4中，灵敏度测量装置110包含有控制灵敏度测量装置110整体操作的MPU(微处理单元)，ROM21和22，RAM31、32、33、34和36，将模拟信号转换成数字信号的A/D转换器41，将数字信号转换成模拟信号的D/A转换器42，计时器TM1和TM4，接口IF₂，IF₄和IF₅，显示驱动器DR₄，LED指示器L₄，将来自火灾探测器SEi的信号放大的放大器AMP，保持放大器AMP输出信号的峰值的峰值保持电路PH，校准标准电压产生器电路SV，和开关SW₁、SW₂、SW₃、SW₄、SW₅、SW₆、SW₇和SW₈。

ROM21存贮图5所示流程图的程序，ROM22存贮火灾探测器SEi的输出信号值和火灾探测器SEi的灵敏度值之间的参考表。

RAM31存贮火灾探测器SEi输出信号的数字值，RAM32存贮依据火灾探测器SEi的输出信号而获取的已检索到的灵敏度值(这一灵敏度值由火灾操测器SEi的输出值转换而来)。RAM33存贮校准值，RAM34存贮已校准的测量值，RAM36存贮已校准的转换值。

A/D转换器41将火灾探测器SEi的模拟输出信号转换成数字信号。D/A转换器42将已检索到的灵敏度值的数字信号转换成模拟信号。

计时器TM1确定读火灾探测器SEi输出的读入周期，计时器TM4确定校准操作的周期。

LED指示器L₄指示电源是是接通的，它也指示校准操作已完成。驱动器DR4驱动LED指示器L₄。

当进行已连接的火灾探测器的灵敏度测量时合上开关SW1。当进行电离型火灾探测器SEi的灵敏度测量时合上开关SW₂，当进行光电型火灾探测器SEo的灵敏度测量时、或者当峰值保持电路PH的输出值被校准、或者当放大器AMP的放大倍数被校准时，台上开关SW3。当放大器AMP的放大倍数被校准时合上开关SW4。当峰值保持电路PH的输出值被控准时合上开关SW5。当A/D转换器41被校准时合上开关SW6。当D/A转换器42被校准时合上开关SW7。当进行火灾探测器的灵敏度测量时合上开关SW8。

校准标准电压发生器SV由集成电路构成，产生校准A/D转换器41、峰值保持电路PH、放大器AMP和D/A转换器42所需要的高精度电压。

与MPU20连接的ROM21和ROM22是灵敏度测量单元的一个例子，在该灵敏度测量单元中，通过输入火灾探测器的输出信号来进行火灾探测器的测量。校准标准电压发生电路SV是校准信号产生单元的例子。MPU21和ROM21两者都是依据校准的参考信号来校准灵敏度测量单元的校准单元的一个例子。要校准的测量单元由至少能完成信号阻抗匹配功能、放大功能和信号保持功能这三项功能之一的模拟信号处理单元A/D转换单元和数字信号处理单元构成，A/D转换单元将来自模拟信号处理单元的模拟输出信号输出转换成数字信号，数字信号处理单元处理来自A/D转换单元的数字信号输出。这样，校准单元就可校准由A/D转换单元输出到数字信号处理单元的数字信号。A/D转换器41是A/D转换单元的例子，MPU20、ROM21和ROM22是处理数字信号的数字信号处理单元的例子。

用于输出已确定的灵敏度值的单元由将数字信号转换成模拟信号的D/A转换单元和处理输入到D/A转换单元中的数字信号的数字信号处理单元构成，由此，校准单元校准了由数字信号处理单元输出到D/A转换单元的数字信号。校准操作由校准单元每隔一个预定的时间周期以及在灵敏度测量装置通电的情况下完成。根据校准单元校准的结果，不管校准是正常还是不正常，给出显示输出或声响输出。在校准单元正在进行校准操作时，不允许信号输入从外面进入灵敏度测量装置。同样，当校准单元正在进行校准操作时，也不允许从灵敏度测量单元中有信号输出到外面。

现在描述上面的校准操作的过程，图5和图6是涉及在上述实施例中的校准操作的流程图，它的程序存贮在ROM21中。

首先讨论的是A/D转换器41的误差校准或修正值K_AD是怎样确定的。A/D转换器41的参考电压的变化会引起误差。为了排除误差，要对A/D转换器41进行校准。

在SA0步，进行初始设定。在SA1步，MPU20关掉开关SW1至SW5，SW7和SW8，接通开关SW6，以便给A/D转换器41的输入端馈入由校准电压发生器SV产生的标准电压。在SA2步，MPU20读出由A/D转换器41给出的数字信号值，并将读出的值存入RAM31。在SA3步，根据存贮在RAM31中的值计算转换器41的误差修正值K_AD。

在A/D转换器中误差修正值K_AD是具有无误差参考电压V_ADr0的输出数据θr0与具有误差的参考电压V_ADr1的输出数据θr1的比率，且将其表达成如下形式：

      K_AD＝θr0/θr1  ……  (1)

因此，

      θr0＝K_AD×θr1 ……  (2)

这就意味着如果A/D转换器41的误差修正值K_AD已定，那么带有无误差参考电压V_ADr0的输出数据θr0(即已校准输出数据θr0)就可得到。

下面的方法可以用来计算误差修正值K_AD。让Vin代表A/D转换器41的输入电压，V_ADr代表A/D转换器41的参考电压(不同于由校准标准电压发生器SV产生的标准电压Vr)。假设A/D转换器41给出了一个8比特的输出，那么A/D转换器41的输出数据θ按如下形式表达：

      θ＝(Vin/V_ADr)×256  ……  (3)

如果参考电压V_ADr中出现变化，那么A/D转换器41的输出数据θ就含有误差。

让V_ADr0表示A/D转换器41的无误差参考电压，V_ADr1表示A/D转换器41的有误差参考电压，θ0表示A/D转换器41的无误差输出数据，θ1为有误差输出数据，从方程式(3)有：

      θ0＝(Vin/V_ADr0)×256  ……  (4)

      θ1＝(Vin/V_ADr1)×256  ……  (5)

现在让由校准标准电压发生器SV产生的标准电压Vr输入到A/D转换器41中。θr0表示具有无误差参考电压V_ADr0的输出，θr1表示具有有误差参考电压V_ADr1的输出，从方程式(4)和(5)有：

      θ0＝(Vr/V_ADr0)×256  ……  (6)

      θ1＝(Vr/V_ADr1)×256  ……  (7)

由(1)式知，误差修正值K_AD为

      K_AD＝θr0/θr1

将方程(6)和(7)代入方程(1)，化简如下：

      K_AD＝θr0/θr1

         ＝{(Vr/V_ADr0)×256}/{(Vr/V_ADr1)×256}

         ＝V_ADr1/V_ADr0    ……    (8)

如果将通过所用的参考电压V_ADr1获得的输出数据θr1与误差修正值K_AD相乘，则由方程式(7)和(8)有：

     θr1×K_AD

     ＝{(Vr/V_ADr1)×256}×{V_ADr1/V_ADr0}

     ＝(Vr/V_ADr0)×256

将方程(6)代入上面的方程，

     θr1×K_AD

     ＝(Vr/V_ADr0)×256

     ＝θr0

这样，如果通过在A/D转换器41中使用的有误差的参考电压V_ADr1获得的输出数据θr1与误差修正值K_AD相乘，就可得到具有无误差参考电压V_ADr0的无误差输出数据θr0。换句话说，如果将A/D转换器41的实际输出与误差修正值K_AD相乘，那么就能得到A/D转换器41无误差输出。A/D转换器41的输出值能用这种方式校准。

在A/D转换器41的误差修正值K_AD在SA3步确定之后，在SA4步判断已确定的误差修正值K_AD是否落在预定的范围内。如果已确定的误差修正值K_AD没有落在预定范围内，那么接口IF₅和此后的驱动器DR4在SA5步被驱动，以使作为电源灯而工作的指示器灯L₄关掉，以便指示反常状态。如果已确定的误差修正值K_AD落在预定范围内，那么在SA6步将该K_AD值存入RAM33中，然后计算峰值保持电路PH的误差修正值Kp。指示器灯L₄可以用来指示如上所述的反常状态，另外，如果后面将要描述的其它误差修正值也都是正常的，指示器灯L₄也可以用来指示所有的误差修正值都是正常的。

下面讨论的是如何计算峰值保持电路PH的误差修正值Kp。在SA₁₁步，当MPU 20关断SW1、SW2、SW4、SW6、SW7、SW8但接通SW3和SW5时，将由校准标准电压发生器SV产生的标准电压输送到峰值保持电路PH的输入端。然后，在SA12步MPU20读此由A/D转换器41提供的数字信号，并将读出值存贮到RAM31中。在SA13步，根据存贮在RAM31中的值计算峰值保持电路PH的误差修正值Kp。

当峰值保持电路PH有一个偏置电压Vf时，在A/D转换器41的输出数据中就含有误差。需要去掉误差的误差修正值Kp按下面的方法确定：将峰值保持电路PH中存在有偏置电压Vf的A/D转换器41的输出数据与A/D转换器41的误差修正值K_AD相乘，然后从乘积中减去无偏置电压Vf时A/D转换器41的输出数据，就得到了误差修正值Kp。

现在，将校准标准电压发生器SV的标准电压Vr供应到峰值保持电路PH。让θp0代表在峰值保持电路PH中无偏置电压Vf时A/D转换器41的输出数据，θp1代表有偏置电压Vf时的A/D转换器41的输出数据。

   θp0＝(Vr/V_ADr0)×256    ……  (9)

而

      θp1＝{(Vr+Vf)/V_ADr1}×256  ……  (10)

为了去掉由于在有偏置电压Vf存在时来自A/D转换器41的输出数据θp1的由A/D转换器所带来的误差，将输出数据θp1与误差修正值K_AD相乘。

     θp1×K_AD

     ＝{(Vr+Vf)/V_ADr1)×256}×V_ADr1/V_ADr0

     ＝{(Vr+Vf)/V_ADr0)×256

                              ……  (11)

将有偏置电压Vf时A/D转换器41的输出数据θp1与A/D转换器41的误差修正值K_AD相乘，从这个乘积中减去无偏置电压Vf时A/D转换器41的输出数据θp0，就可以得到峰值保持电路PH的误差修正值Kp，因此，

    Kp＝θp1×K_AD-θp0    ……  (12)

将方程(11)和(9)代入(12)，

    Kp＝θp1×K_AD-θp0

      ＝{(Vr+Vf)/V_ADr0)}×256-(Vr/V_ADr0)×256

      ＝Vf/V_ADr0)×256    ……  (13)

由于偏置电压Vf和无误差标准电压V_ADr0是已知的值，因此峰值保持电路PH的误差修正值Kp可以从方程(13)求得。

让Vinp代表峰值保持电路PH的输入信号，θ₂代表输入信号Vinp的A/D转换值。按如下所示，通过使用误差修正值Kp来校准峰值保持电路PH。

θ2＝{(Vinp+Vf)/V_ADr0)}×256  ……  (14)

θ2-Kp

   ＝{(Vinp+Vf)/V_ADr0)}×256-(Vf/V_ADr0)×256

   ＝(Vinp/V_ADr0)×256    ……  (15)

这样，通过使用峰值保持电路PH的误差修正值Kp，就能够消除峰值保持电路PH的误差Vf。

在SA13步确定峰值保持电路PH的误差修正值Kp之后，在SA14步就要判断已确定的误差修正值Kp是否落在预定的范围内。如果已确定的误差修正值Kp没有落在预定范围内，那么在SA5步，为了指示出反常状态，接口IF₅和驱动器DR4就会被驱动以使指示器灯L₄关灭；如果已确定的误差修正值Kp落在预定的落围内，那么在SA15步，就会将该Kp值存入RAM33中，并且计算峰值保持电路PH的误差修正值Kp。

下面讨论如何确定放大器AMP的误差修正值K_A。在图6的SA21步中，关掉开关SW1、SW2、SW5、SW6、SW7、SW8，接通开关SW3和SW4，由校准标准电压发生器SV产生的标准电压输入到放大器AMP的输入端。然后在SA22步，MPU20读出来自A/D转换器41的数字信号输出，并将读出值存入RAM31中。在SA23步，根据存贮在RAM31中的值计算放大器AMP的误差修正值K_A。

当放大器AMP的放大倍数有质的变化时，从A/D转换器41中输出的输出数据中就有误差。下面的方法可以用来确定消除该误差的误差修正值K_A。放大器AMP的误差修正值K_A是补偿该误差的放大倍数。

让α0代表放大器AMP的典型放大倍数，α1代表当放大器AMP的放大倍数有变化时的放大倍数，Vf代表峰值保持电路PH的偏置电压，θα0代表当放大器AMP的放大倍数是α0时的A/D转换值，θα1代表当放大器AMP的放大倍数是α1时的A/D转换值。那么，

     θα0＝(Vr×α0/V_ADr0)×256  ……  (16)

     θα1＝{(Vr×α1+Vf)/V_ADr1}×256  ……  (17)

通过采用A/D转换器41的误差修正值K_AD进行计算，以消除由于A/D转换器41的有误差的参考电压V_ADr1带来的误差由方程(17)和(8)有

θα1×K_AD

  ＝{(Vr×α1+Vf)/V_ADr}×256×V_ADr1/V_ADr0

  ＝{(Vr×α1+Vf)/V_ADr0}×256    ……  (18)

用方程(18)能够消除由偏置值带来的误差，而且用方程(13)表示的误差修正值Kp可表示如下：

θα1×K_AD-Kp

  ＝{(Vr×α1+Vf)/V_ADr0}×256-(Vf/V_ADr0}×256

  ＝{(Vr×α1)/V_ADr0}×256    ……  (19)

在灵敏度测量装置110中，Vr、α0和V_ADr0都是已知的值。借助于用方程(16)得到的θα0，校准由于放大器AMP的放大倍数的变化所带来的误差的误差修正值K_A由下式确定：

K_A＝θα0/(θα1×K_AD-Kp

  ＝{(Vr×α0/V_ADr0)×256}/[{(Vr×α1)/V_ADr0}×256]

  ＝α0/α1                        ……  (20)

在实际灵敏度测量中，根据每一个上述的误差修正值从测量值中消除误差。

当标准电压Vr(由校准标准电压发生器SV产生的标准电压)用于峰值保持电路PH的校准操作时，以相同的方式用Vr代表放大器AMP的标准电压。如果放大器AMP的放大倍数大到足以使放大器达到饱和，那么标准电压Vr可以通过分压器等予以降低。对于每个待校准的电路，它们可以含有开关(没有表示出)，以便可以选择合适的标准电压。

假如A/D转换值θ₃是由加到放大器AMP上的输入电压Vina获得的，放大器AMP有一个受变化影响的放大倍数α1，那么误差修正值K_A就可用于如下详述的校准上。进一步假设A/D转换器41和峰值保持电路PH的校准按已描述过的相同方式进行，V_ADr0代表用于A/D转换的参考电压，而且在峰值保持电路PH中没有偏置电压。

θ3＝{(Vina×α1)/V_ADr0}×256    ……  (21)

θ3×K_A

   ＝{(Vina×α1)/V_ADr0}×256×(α0/α1)

   ＝{(Vina×α0)/V_ADr0}×256    ……  (22)

通过采用误差修正值K_A，能消除掉放大器AMP的误差。

在确定误差修正值K_A后，在SA24步，灵敏度测量装置110检查已确定的误差修正值K_A是否在预定范围内。如果它在预定范围内，在SA26步，误差修正值K_A就被存贮在RAM33中。如果已确定的误差修正值是不正常的，即它没有在预定范围内，在SA25步，与校准A/D转换器41等的方法相同，指示灯L₄将熄灭，以提醒观察者校准结果是不正常的。

在SA31步，MPU20关断灵敏度测量装置110中的开关SW1至SW6和SW8，接通开关SW7。这就使得D/A转换器42能将它的输出信号送到A/D转换器41中。在SA32步，MPU20读出从A/D转换器41中输出的数字信号值，并将读出值存贮在RAM31中。在SA33步，根据RAM31中的存贮值确定A/D转换器41的误差修正值K_A。

让W代表到A/D转换器42的输入，V_DAr代表D/A转换器42的参考电压。假设D/A转换器42是一个8比特的转换器，那么转换值Vd为

Vd＝(ω/256)×V_DAr         ……  (23)

当用于进行D/A转换的参考电压V_DAr相互间发生变化时，转换值就自然地含有因这种变化带来的误差。这种误差必须消除。

让V_DAr0代表D/A转换器42的标准参考电压，V_DAr1代表相对于标准参考电压而发生变化的D/A转换器42的参考电压。对于各个参考电压的转换值Vd0和Vd1是：

Vd0＝(ω/256)×V_DAr0      ……  (24)

Vd1＝(ω/256)×V_DAr1      ……  (25)

在灵敏度测量装置110中，在D/A转换器42的校准时将已知值W输入到D/A转换器42中，然后通过A/D转换器41的标准参考电压V_DAr0和经参变化了的A/D转换器41的标准参考电压V_DAr1表示标准A/D转换器θd0和变化了的值θd1，

Vd0＝(Vd0/V_ADr0)×256

   ＝{(ω/256)×V_DAr0/V_ADr0}×256

   ＝ω×V_DAr0/V_ADr0             ……  (26)

Vd1＝(Vd1/V_ADr1)×256

   ＝{(ω/256)×V_DAr1/V_ADr1}×256

   ＝ω×V_DAr1/V_ADr1          ……  (27)

灵敏度测量装置110通过利用A/D转换器41的误差修正值K_AD来校准由于A/D转换器41的转换值θd1带来的误差，公式如下：

θd1×K_AD

    ＝ω×V_DAr1/V_ADr1×(V_DAr1/V_ADr0)

    ＝ω×V_DAr1/V_ADr0            ……  (28)

在灵敏度测量装置110中，ω、V_DAr0和V_ADr0是已知值。利用另一个已知值θd0，用于校准由于D/A转换器42的参考电压的变化所带来的误差的误差校准值K_DA可以由十式确定：

K_AD＝θd0/(θd1×K_AD)

   ＝(ω×V_DAr0/V_ADr0)/(ω×V_DAr1/V_ADr0)

   ＝V_DAr0/V_ADr1             ……  (29)

假定，在标准参考电压V_DAr0用于D/A转换器42时，将一个输入Φ加到D/A转换器42，D/A转换器给出一个输出值Vout。根据实际上已发生变化了的D/A转换器42的参考电压V_DAr1，D/A转换器42的输入信号值按下式进行校准。

无误差标准输入-输出关系是

  Vout＝Φ/256×V_DAr0    ……  (30)

现在，用误差校准值K_DA校准D/A转换器42的输入值。D/A转换器42的输出Vout用D/A转换器42的已校准了的输入信号值Φ×K_DA和参考电压V_DAr1来表示如下：

  Vout＝{(Φ×K_DA)/256}×V_DAr1

   ＝[{(Φ×V_DAr0/V_DAr1)}/256]×V_DAr1

   ＝Φ/256×V_DAr0               ……  (31)

用这种方法，误差校准值K_DA消除了D/A转换器42的误差。

确定误差校准值K_DA后，在SA34步，灵敏度测量装置110就要检查已确定的误差校准值K_DA是否落在预定的范围内。如果它在预定范围之内，在SA35步，误差校准值K_DA就存贮在RAM 33中。如果已确定的误差校准值K_DA是不正常的，也就是说它没有落在预定范围之内，在SA25步，用与A/D转换器41等的校准相同的方法，指示器灯L₄将熄灭以提醒观察者：得到的校准结果是不正常的。在每一个上述校准操作中，开关SW1和SW8都是关闭的以排除外部信号的干拢。

如果校准结果确定正常，灵敏度测量装置110就会改变校准误差指示器灯L₄的操作方式，从连续发光方式变为闪烁方式，并且在SA36步，使灯L₄的闪烁继续一个预定的时间。在SA40步该装置接通开关SW1、SW3和SW8、关断SW2、SW4至SW7，然后操作返回。在光电型火灾探测器SEo中，计时器TM1每计数完一次，火灾探测器的输出就通过信号放大器AMP和峰值保持电路PH送到A/D转换器41，在A/D转换器41中火灾探测器的输出进行A/D转换，然后存贮到RAM 31中。由于存贮的A/D转换数据q包含有由每个电路偏差产生的误差，因此要用存贮在RAM33中的误差校准值对它进行校准。校准后的值Qv存贮在RAM34中。

  QV＝(q×K_AD-Kp)×K_A    ……  (32)

灵敏度测量装置110访问存贮有参考表的ROM22，在该参考表中测量数据被转换成灵敏度。在经过D/A转换器42输出灵敏度值之前，灵敏度测量装置110将灵敏度值h校准到合适的值，并且将已校准的灵敏度值Hv存贮在RAM36中。同时也将该值Hv输送到D/A转换器42，并转换成灵敏度。这意味着：

  Hv＝h×K_DA    ……  (33)

不仅计时器TM1每计数完一次，而且计时器TM2每计数完一次，灵敏度测量装置110都要进行上述校准操作。

图7是方框图1中涉及上述实施例中火灾探测器输出信号的噪声消除操作部分的方框图。灵敏度测量装置10中需用作噪声消除操作的部分在图7中被指定为灵敏度测量单元210。

图7中，灵敏度测量单元210包含有控制其整个操作的MPU20，ROM21和22，RAM31、32和35，计时器TM1，将来自火灾探测器SEo的输出信号放大的放大器AMP，用于保持放大器AMP输出信号的峰值信号的峰值保持电路PH，将模拟信号转换成数字信号的A/D转换器41。

ROM21存贮图3所示流程图的程序，它也存贮图8所示流程的程序。ROM22存贮列有火灾探测器SEo及对应的火灾探测器的灵敏度的参考表。

RAM31存贮火灾探测器SEo输出信号的数字值。RAM32存贮根据火灾探测器SEo的输出信号检索到的灵敏度值(由火灾探测器SEo的输出信号转换来的灵敏度值)。RAM35存贮测量数据的平均值。

在灵敏度测量中，计时器TM1确定读出火灾探测器输出的读入周期。

MPU20、ROM21、ROM22、4AM31、4AM32、放大器AMP、峰值保持电路PH、A/D转换器41和计时器TM1构成了灵敏度测量单元的一个例子，该单元根据每隔一预定时间周期测量输出信号得到的数据，确定火灾探测器的灵敏度。MPU20、ROM21和RAM31构成了提取单元的一个例子。该提取单元从一组包含第一预定数目的测量数据内的数据中提取第二预定数目的测量数据，其中第一预定数目测量数据比第二预定数目测量数据要长，提取的次序是：较小互差的数据优先提取。MPU20、ROM21和RAM31构成了平均值计算单元的一个例子，平均值计算单元计算由提取单元提取的提取测量数据的平均值。应注意到，上述数据组是不断修改的，灵敏度测量单元每进行一次测量就用新得到的数据取代最早的测量数据(自被测量起经过了最长的时间的数据)。

现在讨论噪声消除操作。图8是表示该实施例中噪声消除操作的一个例子的流程图。噪声消除操作的程序存贮在RAM31中。

在噪声消除操作中，从三个单个的测量数据中提取任何两个单个的测量数据，这两个单个的测量数据之间的互差比它们两个中任一个与第三个单个测量数据之间互差中的任何一个都要小。然后将提取的两个数据取平均值，使用求出的平均值作为在测量过程中没有噪声成分的测量数据。

在SB1步，进行初始设定，例如使计时器TM1的计数值为其起始值。在SB2步，当判定设置在计时器TM1中的时间已过时，A/D转换器41被启动，而且在SB3步，将它的输出信号(测量数据)存贮在RAM31的地址[^*+0]中。

在SB4步，存贮在RAM31中的测量数据进行内部移位。具体地说，在地址[^*+2]的数据D(^*+2)移到址址[^*+3]，地址[^*+1]的数据D(^*+1)移到址址[^*+2]，地址[^*+0]的数据D(^*+0)移到址址[^*+1]，地址[^*+2]是在地址^*前2个地址位置的地址，而地址^*是存贮测量值等的第一个地址。

数据D(^*+3)、数据D(^*+2)和数据D(^*+1)作为上面描述的三个测量数据被识别出来。

在SB5步，当判断测量的数据数目少于3个时，程序就返回到SB2步，并等待直到提供所有三个测量数据时为止。当所有三个测量数据都被提供了时，就在SB6步计算出三个数之间的互差，而且将最终的互差存入RAM31中。

具体地说，MPU20计算数据D(^*+1)和数据D(^*+2)之间差的绝对值，并将结果存贮到RAM31中的地址[^*+4]处。MPU20计算数据D(^*+2)和数据D(^*+3)之间差的绝对值，并将结果存到RAM31的地址[^*+5]中。进一步地，MPU20计算数据D(^*+3)和数据D(^*+1)之间差的绝对值，并将结果存贮到RAM31的地址[^*+6]中。

选择产生最小互差的任意两个测量数据并对其取平均。最终的平均测量数据设为D_A，然后将其存入RAM35中。具体地说，在S37步，如果数据D(^*+4)被判断等于或小于数据D(^*+5)，而且在SB8步，如果判断数据D(^*+4)等于或小于数据D(^*+6)，则在SB9步，将测量数据D(^*+1)和测量数据D(^*+2)进行平均。在SB13步，将最终平均数据DA存入RAM35。如果判断数据D(^*+4)等于或小于数据D(^*+5)，并且如果判断数据D(^*+4)大于数据D(^*+6)，则在SB10步将测量数据D(^*+1)和测量数据D(^*+3)进行平均。在SB13步将最终平均数据DA存入RAM35中。如果在SB7步判断数据D(^*+4)大于数据D(^*+5)并且如果在SB11步判断数据D(^*+5)等于或小于数据D(^*+6)，则在SB12步将测量数据D(^*+2)和测量数据D(^*+3)进行平均。在SB13步将最终平均数据DA存入RAM35中。当平均测量数据DA存入RAM35完成后，程序就返回到SB2步，以等待另外的测量数据。

在上述实施例中，火灾探测器的灵敏度的确定是根据按每个预定时间，如几秒钟，对火灾探测器极输出进行测量的结果而得到的测量数据进行的。从一组多个测量数据中，以按较小的互差优先提取的顺序来提取测量数据，对提取的测量数据取平均，然后，灵敏度测量单元根据最后所得到的平均值对灵敏度进行判断。这样，即使当叠加在探测器输出信号之上并和探测器输出信号混在一起的外部噪声施加到灵敏度测量单元上，或者即使当外部噪声进入灵敏度测量单元中，外部噪声也可以被消除。该灵敏度测量单元可以避免由于外部噪声引起的错误测量的影响。

在SB4步，每得到新的测量数据，新的测量数据就被包含在数据组中，自测量时间起最先的测量数据就会从数据组中消除。这样，即可根据不断变更的数据收集来进行灵敏度测量。

在本实施例中，将三个单独的测量数据中的两个具有较小公差的数据提取出来。对这两个提取的数据取平均。所得到的平均值被认为是无噪声测量数据，并被用来确定灵敏度。另一方面，可以对多于三个的单独测量数据进行选择处理，并选择三个或更多个的具有较小互差的数据。用计时器TM1来驱动本实施例中的火灾探测器输出信号的测量。另外，每当从火灾探测器接受输出信号(脉冲信号)时，就可以测量输出信号(脉冲信号)。当读出测量数据时就对该测量数据进行校准。或者，在确定平均值后再进行这种校准。

图9是方框图1中涉及自动电源通断操作部份的一个方框图。在这种操作中，当在预定时间内没有信号自火灾探测器进入时停止给灵敏度测量装置的电路提供电源或时钟信号，或当信号自火灾探测器进入时开始给灵敏度测量装置的电路提供电源或时钟信号。电源开关操作所需的灵敏度测量装置10的那部份称为灵敏度测量装置310。

在图9中，灵敏度测量装置310包括控制灵敏度测量装置310的整个操作的MPU(微处理器单元)20，ROM21和22，RAM31和32，放大来自火灾探测器SEo的信号的一个放大器AMP，保持放大器AMP的输出信号峰值的峰值保持电路PH，一个将模拟信号转换成数字信号的A/D转换器41，一个将数字信号转换成模拟信号的D/A转换器42，确定读入来自火灾探测器的信号的读入周期的计时器TM1，确定自没有接收来自火灾探测器的信号起停止给灵敏度测量装置310的电路提供电源或时钟信号的时间的计时器TM3，触发探测电路TD，电压比较器VC，时钟信号发生器CL，触发电路FF，以及控制给放大器AMP、峰值保持电路PH和A/D转换器41提供电源的开关SW9，控制给D/A转换器42提供电源的开关SW10。

ROM21存贮图3中所示流程图的程序。ROM22存贮火灾探测器SEo的输出信号值与火灾探测器SEo的灵敏度值之间的对应表。

RAM31存贮火灾探测器SEo输出信号的数字值。RAM32存贮根据火灾探测器SEo的输出信号检索到的灵敏度值(灵敏度值从火灾探测器SEo的输出值转换而来)。

电压比较器VC检测火灾探测器SEo的输出信号的接收。具体地说，电压比较器VC将火灾探测器SEo的输出信号与一个比较阈值电平相比较，并且当探测器输出信号电平高于比较阈值电平时提供探测输出信号。触发电路FF设计成在其置位端接收来自电压比较器VC的探测输出信号并在其复位端接收表示计时器TM3中预置的时间T已过去的信号。触发电路FF在一接收火灾探测器SEo的输出信号时就开始输出高电平信号，并且在接收火灾探测器SEo的输出信号后再经过预置在计时器TM3的时间T就立即停止输出高电平信号。

电压比较器VC是探测火灾探测器输出信号的信号探测单元的一个例子。触发探测电路TD、触发电路FF、时钟信号产生电路CL、MPU20、ROM21、开关SW9和SW10构成信号停止单元的一个例子。在预定的时间期间没有接收来自火灾探测器的输出信号的情况下，信号停止单元停止绐灵敏度测量单元的内部电路提供电源或停止给灵敏度测量单元的内部电路提供时钟信号。触发探测电路TD，触发电路FF，时钟信号产生器CL，MPU20，ROM21，开关SW9和SW10构成电源起动单元的一个实例。当接收到火灾探测器的输出信号时，电源起动单元开始给灵敏度测量单元的内部电路提供电源或给灵敏度测量单元的内部电路提供时钟信号。灵敏度测量单元的内部电路至少是下述单元之一：至少完成信号阻抗匹配功能、放大功能和信号保持功能这三个功能之一的模拟信号处理单元，将模拟信号处理单元提供的模拟输出信号转换为数字信号的A/D转换单元，处理A/D转换单元输出的数字信号的数字信号处理单元，将数字信号转换成模拟信号的D/A转换单元，数字数据指示单元，及状态指示单元。

现在讨论自动电源开关操作。图10是表示自动电源开关操作的时间图。

如图9所示，光电型火灾探测器SEo与灵敏度测量装置310相连。在光电型火灾探测器SEo中，当光发射单元L发射脉冲光时，光接收单元PD探测来自内壁的反射光并给出光驱动输出。以脉冲信号形式的这种输出送到灵敏度测量装置310。当光电型火灾探测器SEo在图10中所示的时间t₁输出脉冲信号时，电压比较器VC将输入脉冲信号与比较阈值电平进行比较。在脉冲信号电平保持在比比较阀值电平高的期间电压比较器VC输出高电平。这时，使一个触发信号加到计时器TM3上，从而使计时器TM3开始计数。触发电路FF在电压比较器Vc输出高电平信号时置位，因而触发电路输出一个高电平输出。这使得开关SW9和SW10接通，从而允许绐放大器AMP、峰值保持电路PH、A/D转换器41以及D/A转换器42加上电源。

触发电路FF的高电平输出使与门43打开，因而时钟信号产生器CL开始给MPU20提供时钟信号，使MPU20工作。

如果光电型火灾探测器SEo在时刻t₂输出下一个脉冲信号(时刻t₂在计时器TM3中预置的时间T之前)(t1和t2之间的时间差比对应于计时器TM3的时间T短)，电压比较器VC再次输出一个再次触发计时器TM2的脉冲信号。然后计时器TM3再次开始计数时间T。

另一方面，如果在电压比较器VC输出下一个脉冲信号前已经过了预置时间T，计时器TM3输出一个计时结束信号。计时结束信号使触发电路FF复位，关断开关SW9和SW10，并且停止给放大器AMP、峰值保持电路PH、A/D转换器41和D/A转换器42提供电源。由于触发电路FF保持复位，与门43关闭，从而使时钟信号产生器CL停止给MPU20提供时钟信号。MPU20的操作停止。作为与门43的替换物，可通过触发电路FF输出来开始和停止给时钟信号产生器CL提供电源，从而可控制由时钟信号产生器CL停止和开始给MPU20提供时钟信号。

在图9所示的实施例中，当预定时间内没有接收火灾探测器的输出信号时，例如，当火灾探测器仍旧未连接上时，停止给灵敏度测量装置的内部电路提供电源或停止给灵敏度测量装置的内部电路提供时钟信号，因此可以避免由于疏忽忘记关断电源而产生的内部电池放电。只要一接收到火灾探测器的输出信号，就不关断电源。每个预定时间都不需进行接通电源的操作，使得电源通断控制简化。

当光电型火灾探测器SEo随后连接到灵敏度测量装置310时，触发电路FF如已描述那样在时刻t1置位，开关SW9和SW10都自动关闭。放大器AMP开始工作，时钟信号加到MPU20上，使MPU20自动工作。因此，在这个实施例中的电源开关的操作是很容易的。

图10中时间t4至t6所示的是与电离型火灾探测器SEi相连接的灵敏度测量装置操作的时间图。由于电离型火灾探测器输出直流信号，所以灵敏度测量装置不需要峰值保持电路PH。原则上，与电离型火灾探测器SEi相连的灵敏度测量装置的操作和与光电型火灾探测器SEo相连的灵敏度测量装置的操作相同。一旦火灾探测器在时间t4开始给出输出信号，它能连续不断地给出输出，直到时间t5火灾探测器的连接断开。这整个期间，计时器一直被连续触发。在时刻t5，计时器TM3开始计数时间T。在时刻t6时间T已过，触发电路FF复位，导致开关SW9和SW10断开。然后，停止给放大器AMP、峰值保持电路PH、A/D转换器41、D/A转换器42提供电源。与门43关闭，停止给MPU20提供时钟信号产生器CL的时钟信号。因而MPU20停止工作。

为了停止给放大器AMP、A/D转换器41、D/A转换器42提供电源，对于每个这些电路的总电源可被切断。另一种方式，只切断供应给放大器AMP、A/D转换器和D/A转换器中的每一个的参考电压。图11是方框图1中涉及本发明实施例中火灾探测器类型识别操作部分的方框图。灵敏度测装置10中需进行类型识别操作的部分被指定为灵敏度测量装置410。

图11中灵敏度测量装置410包含有控制它的整个操作的MPU20，ROM21和22，RAM31和32，将模拟信号转换成数字信号的A/D转换器41，将数字信号转换成模拟信号的D/A转换器42，计时器TM1和TM2，接口IF₁、IF₂、IF₃和IF₄，显示驱动器DR₁、DR₂和DR₃，LED指示器L₁、L₂和L₃，保持火灾探测器SEo输出信号的峰值的峰值保持电路PH，触发探测电路TD，电压比较器VC和开关SW2，SW3。

ROM21存贮图3所示流程图的程序，它也存贮图12所示流程图的程序。ROM22存贮与多个火灾探测器类型相对应的多个参考表，每张参考表都列出了相应的的输出信号值与火灾探测器的灵敏度值。

RAM31存贮了火灾探测器输出信号的数字值。RAM32存贮根据火灾探测器的输出信号得到的已检索到的灵敏度值(从火灾探测器的输出值转换来的灵敏度值)。A/D转换器41将火灾探测器的模拟输出信号转换成数字信号，D/A转换器42将数字式的检索到的信号转换成模拟信号。

计时器TM1确定读出火灾探测器输出的读入周期，计时器TM2用来确定火灾探测器的类型。其中，在计时器TM2中设置的时间与光电型火灾探测器输出脉冲的周期一致。

LED指示器L1指示光电型火灾探测器SEo已与灵敏度测量单元410相连接。LED指示器L₂指示第一电离型火灾探测器已与灵敏度测量单元410相连接。LED指示器L₃指示第二电离型火灾探测器已与灵敏度测量装置410相连接。驱动器DR1、DR2和DR3分别驱动LED指示器L₁、L₂和L₃。

当进行电离型火灾探测器SEi的灵敏度测量时，合上开关SW2；当进行光电型火灾探测器SEo的灵敏度测量时，合上开关SW3。

触发探测电路TD探测来自火灾探测器的输出信号的触发脉冲，以确定火灾探测器的输出信号是否是周期性的。电压比较器VC将火灾探测器的输出信号与预定阈值电平相比较，以判断所连接的电离型火灾探测器是第一电离型火灾探测器还是第二电离型火灾探测器。

MPU20、ROM21、ROM22、计时器TM₂、触发探测电路TD和电压比较器FC构成了确定火灾探测器类型的类型的类型识别单元的一个例子。

图12是表示上述实施例中类型识别操作的流程图。

在SD1步，设置起始状态，把火灾探测器与灵敏度测量单元410相连接(图11中与电离型火灾探测器相连)，并关掉开关SW2和SW3。在SD2步，触发探测电路TD探测火灾探测器的输出信号中的触发脉冲。在触发探测电路TD探测触发脉冲时，在SD3步启动计时器TM2 。如果所探测的触发脉冲与预定的周期一致时，就在SD4步判断所连接的探测器是光电型火灾探测器。具体地说，如果如图13A所示每个To期间探测一个触发脉冲，那么触发脉冲的周期就是To，To是一个预定时间周期。

当判定所连接的火灾探测器是光电型火灾探测器时，在SD5步，MPU20接通SW3并关掉SW2，峰值保持电路PH保持火灾探测器输出信号的峰值，并准备通过A/D转换器41将峰值(模拟值)转换成数字信号。为了准备后面的灵敏度检索操作，在SD6步，将现在连接的是光电型火灾探测器的信息存贮在RAM31中。在SD7步，指示器灯L₁点亮，以指示连接的是光电型火灾探测器，然后程序返回。

另一方面，如果在SD2步没有从火灾探测器的输出信号中探测到触发脉冲，或者在SD4步，即使在火灾探测器的输出信号中探测到了触发脉冲而触发脉冲的周期与预定的周期不一致，那么就可判定所连接的火灾探测器是电离型火灾探测器，因为电离型火灾探测器输出主要是直流成分，如图13B所示。

如果判定连接的火灾探测器是电离型火灾探测器，那么，在SD11步接通开关SW2断开SD3，并且火灾探测器的输出信号绕过峰值保持电路PH直接传送到A/D转换器41。在SD12步，电压比较器VC将电离型火灾探测器的输出信号与预定的比较阈值电平比较。当电离型火灾探测器的输出信号高于预定的比较阈值电平时，就可判定所连接的火灾探测器是第一电离型火灾探测器，而在SD13步，现在连接的是第一电离型火灾探测器的信息被存贮在RAM31中，以备后面的灵敏度值检索操作之用。在SD14步，接通指示器灯12以指示连接的是第一电离型火灾探测器。然后程序返回。第一电离型火灾探测器和第二电离型火灾探测器靠图13C所示的它们的输出信号的差别来识别。

在SD12步，当电离型火灾探测器的输出信号小于预定的阈值电平时，就判定所连接的电离型火灾探测器是第二电离型火灾探测器。在SD15步，将连接的是第二电离型火灾探测器的信息存贮在RAM31中，以备后面的灵敏度值检索操作之用。在SD16步，指示器灯L₃接通，以指示连接的是第二电离型火灾探测器。然后程序返回。

在上述实施例中，根据火灾探测器的输出信号来识别火灾探测器的类型。这就消除了由于火灾探测器类型识别的错误识别而产生错误灵敏度测量的可能性。

在上述实施例中，探测了火灾探测器输出信号的周期，并且火灾探测器的类型是根据探测的周期来识别的；另一方面，可以探测信号输出的持续时间，并通过信号输出持续时间来识别火灾探测器的类型。

在上述实施例中，使用像LED指示器或类似的指示单元来指示连接何种类型的火灾探测器。这种指示单元可以省掉。另外，可以使用声音输出单元来输出类型识别的结果。

图14是对应于方框图1中涉及灵敏度值检索操作部分的方框图，在这种检索操作中，根据来自存贮火灾探测器的输出信号值和火灾探测器的灵敏度值之间的对应关系的存贮器的火灾探测器的输出信号来检索对应的灵敏度值。在此，将灵敏度测量装置10中的这部指定为灵敏度测量装置510。

图14所示的灵敏度测量装置510包含有控制它的整个操作的MPU20，ROM21和22，RAM31和32，将火灾探测器SEi的输出信号放大的放大器AMP，峰值保持电路PH，将模拟信号转换成数字信号的A/D转换器41，将数字信号转换成模拟信号的D/A转换器42，计时器TM1，接口IF2和IF3。

ROM21存贮图3所示流程图的程序，它也存贮图15所示流程图的程序。ROM22存贮火灾探测器SEi的输出信号值和火灾探测器的灵敏度值之间的对应关系。例如，如图16所示，输出信号值(A/D转换的数字值)与ROM22的地址有关，每个地址都有它各自的数据灵敏度值。在图16中，A/D转换值(ROM22的地址)和ROM22中的数据构成了ROM22的内容，即一张列出了火灾探测器的输出信号值相对于火灾探测器的灵敏度值的参考表。ROM22地址的每个增量代表着在火灾探测器SEi的输出电压增加0.02伏。在图16中，地址00000000是参考表的首地址。可以将该首地址指定在存贮器中的其它位置。

在ROM22中存贮的参考表内，火灾探测器SEi的灵敏度值可以用一个与火灾探测器SEi的灵敏度值成线性关系的相应值来代替，以表示火灾探测器SEi的输出信号值。ROM22是存贮火灾探测器输出信号值和火灾探测器灵敏度值之间对应关系或与灵敏度成线性关系的相应值的存贮单元的一个实例。以后将描述与灵敏度值成线性关系的相应值。

RAM31存贮火灾探测器SEi的输出信号的数字值。RAM32存贮根据火灾探测器输出信号得到的被检索到的灵敏度值(灵敏度值由火灾探测器输出值转换而来)。A/D转换器41将火灾探测器SEi的模拟输出信号转换成数字信号。D/A转换器42将检索到的灵敏度值的数字信号转换成模拟信号。

MPU20和ROM21构成检索单元的一个实例，检索单元根据火灾探测器输出信号值从存贮单元中检索出灵敏度值或相应值。

现在讨论灵敏度值的检索操作。图15是描述本实施例中灵敏度检索操作的流程图。

在SE1步，进行初始设置。在SE2步当判断计时器TM1中设置的时间已过时，在SE3步驱动A/D转换器41等。在SE3步，火灾探测器的输出信号也转换成数字信号；同时用相对于A/D转换器的放大器AMP、峰值保持电路PH和A/D转换器41的每个校正值校正或校准A/D转换器41的输出。在SE4步，将校准的数字数据存入RAM31。在SE5步，由ROM22中的一个参考表检索出与存贮的数字信号值相对应的灵敏度值，该参考表适用于与之相连的火灾探测器的类型。即，火灾探测器SEi的输出值转换成灵敏度值。将以这种方式检索到的灵敏度值在SE6步存入RAM32中，在SE7步，驱动D/A转换器42，把由A/D转换器41的误差校正值校正过的数字信号提供给D/A转换器42，因而将检索到的灵敏度值转换成模拟信号并送到电压表VM。

电压表VM用伏特表示灵敏度值。这样，当观察者观察电压表VM时，他们就能通过简单地读出刻度上的以％/m表示的伏特数很容易地确认出灵敏度来。这使得观察者能很容易和快速地确认出灵敏度值。换句话说，在本实施例中，即使火灾探测器SEi的输出电压与火灾探测器SEi的灵敏度值之间的关系是图18所示的非线性的，同时将火灾探测器SEi放置在0％/m的烟雾浓度中，D/A转换器42的输出电压(灵敏度测量装置510的输出电压)与火灾探测器的灵敏度值之间的关系仍呈图17所示的线性关系。观察者只要看一眼电压表VM就能很快地确认出灵敏度值。火灾探测器SEi的“灵敏度”表示在火灾探测器SEi周围的烟雾浓度(％/m)需要增加多少才能启动开关电路SWC1，以便从火灾探测器SEi周围0％/m的起始烟雾浓度得到报警。火灾探测器的灵敏度随着电离室ICM中尘埃的多少而变化。在上述实施例中。火灾探测器SEi的灵敏度随电离室ICM中尘埃量的增加而增加，即火灾探测器可由较低的烟雾浓度触发。类似地，光电型火灾探测器随探测器的暗室中沉淀的尘埃越多而变得越敏感。上述术语“和灵敏度值有线性关系的相关值”意味着普通人从这一相关值通过心算就能很容易地得到对应的灵敏度值：假如灵敏度值是1，2，3，…％/m，通过用10ⁿ(n是除1以外的任何整数)乘以灵敏度值就能得到对应值，例如，0.1.0.2，0.3，…，或10，20，30，…或者通过将一些简单整数n与灵敏度值相加得到相关值，如，3，4，5，…(在这种情况下n是2)。

在上述实施例中，灵敏度的单位是[％/m]。假设火灾探测器的输出信号的单位是[V]。当火灾探测器SEi输出对应于火灾探测器SEi的灵敏度XXX[％/m]的YYY[V]时，观察者可以直接把电压表VM上的读数YYY[V]当作灵敏度值。在这种情况下，火灾探测器的输出信号的单位可以是[mv]，[A]，[mA]等，而不是[V]。灵敏度的单位可以不选[％/m]，而用[％/英尺]代替。更进一步地，可以用电流表或类似物取代电压表VM。在用这些装置时，观察者可以直接将读数作为灵敏度值。如果输出对应于XXX[灵敏度的单位]的YYY[火灾探测器输出的单位]，那就以直接将观察者在表上看到的读数作为灵敏度值。

如果不用电离型火灾探测器SEi，可用光电型火灾探测器与图2B所示的灵敏度测量装置510相连，来测量光电型火灾探测器ESo的灵敏度。光电型火灾探测器ESo的灵敏度可以按与上述光电型火灾探测器SEi的灵敏度相似的方式进行处理。

在图14所示的灵敏度测量装置510中，可以设置指示器灯以指示检索到的灵敏度值是正常的(或者不正常)。指示器灯可以由一只指示灵敏度值高于或低于预定值的LED灯构成，或由一只指示灵敏度值是否落在预定范围内的LED灯构成。作为LED指示灯的管换物，可以使用发出如“正常的灵敏度”或“不正常的灵敏度”的声音的语音合成单元。或者可使用象扬声器和蜂鸣器之类的声音输出单元。在灵敏度测量装置510中，可以加入指示实际检索到的灵敏度值的指示器灯。

尽管上面描述的实施例都假设火灾探测器的灵敏度是用探测烟雾浓度为0％/m的烟雾的火灾探测器测量的，但是上面的描述同样可以适应于探测某一预定烟雾浓度(不是0％/m)的烟雾的火灾探测器的灵敏度测量。

在上述实施例中，烟雾火灾探测器(例如电离型火灾探测器SEi或类似物)与灵敏度测量装置510相连。带有非烟雾触发传感器的火灾探测器，如紫外型火灾探测器或红外型火灾探测器，可以与灵敏度测量装置510相连以测量它们的灵敏度。

上述实施例适用于根据火灾探测器的输出信号检索出它的灵敏度值的灵敏度测量装置。上述实施例也可适用于能使火灾探测器的输出信号值直接输出(对灵敏度值不进行任何转换)的灵敏度测量装置，或者适用于仅有根据火灾探测器输出信号值指示火灾探测器是否正常的一个功能的灵敏度测量装置。

为了方便起见，自图7以后，没有对测量值的校准操作进行解释。在读出的测量值的信号处理过程中的任何适当时间内都可以对测量值进行校准。

Claims (32)

1.一种用于火灾探测器的灵敏度测量装置，其特征在于包含：

接收火灾探测器的输出信号以便测量火灾探测器的灵敏度的灵敏度测量单元，

产生校准用的参考信号的参考信号产生单元，以及

根据参考信号产生单元产生的参考信号对灵敏度测量装置进行校准的校准单元。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征是所述的灵敏度测量单元包括：

处理火灾探测器输出的模拟信号的模拟信号处理单元，

将由模拟信号处理单元处理的模拟信号转换成数字信号的A/D转换器单元，及

处理经A/D转换器单元转换的数字信号的数字信号处理单元。

3.按照权利要求2所述的装置，其特征是所述校准单元校准自灵敏度测量单元中的A/D转换器单元发送到灵敏度测量单元中的数字信号处理单元的数字信号。

4.按照权利要求2所述的装置，其特征是所述模拟信号处理单元至少完成信号的阻抗匹配功能、信号的放大功能、和信号保持功能这三个功能中的一个功能。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征是所述灵敏度测量单元包括输出测量的灵敏度值的灵敏度输出单元，所述校准单元根据参考信号产生单元产生的参考信号校准所述灵敏度输出单元。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征是所述灵敏度输出单元包括：

将数字信号转换成模拟信号的D/A转换单元，及

处理输入到D/A转换单元的数字信号的数字信号处理单元。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征是所述灵敏度校准单元对自灵敏度输出单元的数字信号处理单元输出到灵敏度输出单元的D/A转换单元的数字信号进行校准。

8.按照权利要求1所述的装置，其特征是所述校准单元每隔预定时间校准灵敏度测量单元。

9.按照权利要求1所述的装置，其特征是所述校准单元每接通灵敏度测量装置一次都校准灵敏度测量单元。

10.按照权利要求1所述的装置，进一步包括校准结果输出单元，用于根据校准单元输出的校准结果，并根据正常的校准值或异常校准值输出正常的校准结果或异常的校准结果。

11.按照权利要求1所述的装置，进一步包括当校准单元进行校准操作时禁止信号由外部输入到灵敏度测量装置的信号输入禁止单元。

12.按照权利要求5所述的装置，进一步包括当校准单元进行校准操作时禁止自灵敏度输出单元输出的信号向外输出到灵敏度测量装置的信号输出禁止单元。

13.按照权利要求1所述的装置，还包括：

根据火灾探测器的输出信号识别火灾探测器类型的类型识别单元。

14.按照权利要求13所述的装置，其特征是所述类型识别单元根据输出信号自火灾探测器输出的整个时间来识别火灾探测器的类型。

15.按照权利要求13所述的装置，其特征是所述类型识别单元根据火灾探测器输出信号的周期来识别火灾探测器的类型。

16.按照权利要求13所述的装置，其特征是所述类型识别单元根据火灾探测器输出信号的电平来识别火灾探测器的类型。

17.按照权利要求13所述的装置，其特征是还包括用于输出所述类型识别单元识别的类型的类型输出单元。

18.按照权利要求17所述的装置，其特征是所述类型输出单元包括显示识别结果的显示单元。

19.按照权利要求17所述的装置，其特征是所述类型输出单元包括通过声音输出识别结果的声输出单元。

20.按照权利要求13所述的装置，其特征是所述灵敏度测量单元包括与多种类型火灾探测器相对应的多个灵敏度测量部分，并且所述装置包括从所述多个灵敏度测量部分选择一个与类型识别单元所识别的火灾探测器的类型相对应的灵敏度测量部分。

21.按照权利要求1所述的装置还包括：

为灵敏度测量单元提供时钟信号的时钟信号提供单元，以及

当在一个预定时间期间信号探测单元没有探测到火灾探测器的输出信号时停止给灵敏度测量单元提供来自时钟信号提供单元的时钟信号的停止提供单元。

22.按照权利要求21所述的装置，进一步包括当信号探测单元探测到火灾探测器的输出信号时开始为灵敏度测量单元提供来自时钟信号提供单元的时钟信号的提供起动单元。

23.按照权利要求22所述的装置，其特征是所述灵敏度测量单元包括：

处理火灾探测器输出的模拟信号的模拟信号处理单元，

将由模拟信号处理单元处理的模拟信号转换成数字信号的A/D转换器单元，

处理由A/D转换器单元转换的数字信号的数字信号处理单元，以及

输出数字信号处理单元处理结果的输出单元。

24.按照权利要求23所述的装置，其特征是所述模拟信号处理单元至少完成信号阻抗匹配功能，信号放大功能及信号保持功能这三个功能中的一个功能。

25.按照权利要求21所述的装置，其特征是所述信号探测单元探测火灾探测器输出信号的幅度、频率和信号输出持续时间中的任何一个。

26.按照权利要求1所述的装置，还包括：

为灵敏度测量单元提供电源的电源提供单元，以及

当在一个预定时间期间信号探测单元没有探测到火灾探测器的输出信号时停止给灵敏度测量单元提供来自电源提供单元的电源停止装置。

27.按照权利要求26所述的装置，进一步包括当信号探测单元探测到火灾探测器的输出信号时开始为灵敏度测量单元提供来自电源提供单元的电源的电源起动单元。

28.按照权利要求27所述的装置，其特征是所述灵敏度测量单元包括：

处理火灾探测器输出的模拟信号的模拟信号处理单元，

将由模拟信号处理单元处理的模拟信号转换成数字信号的A/D转换器单元，

处理由A/D转换器单元转换的数字信号的数字信号处理单元，以及

输出数字信号处理单元处理结果的输出单元。

29.按照权利要求28所述的装置，其特征是所述模拟信号处理单元至少完成信号阻抗匹配功能，信号放大功能及信号保持功能这三个功能中的一个功能。

30.按照权利要求26所述的装置，其特征是所述信号探测单元探测火灾探测器输出信号的幅度、频率和信号输出持续时间中的任何一个。

31.按照权利要求1所述的装置，其特征在于还包括：

每隔预定时间测量火灾探测器输出信号以获得测量数据的测量单元，

从包括比第二预定数目的测量数据长的第一预定数目的测量数据在内的一组数据中提取第二预定数目测量数据的提取单元，提取的次序是：有较小的互差的数据优先提取，

计算由提取单元提取的测量数据的平均值的平均值计算单元，以及根据平均值计算单元计算的平均值确定火灾探测器的灵敏度的灵敏度确定单元。

32.按照权利要求31所述的装置，其特征是所述测量单元每测量火灾探测器的输出信号一次，所述提取单元就通过用最新获得的数据取代该组数据中的最早的测量数据来更新所述的数据组。

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