JP2000019039A - 圧力トランスデューサ - Google Patents
圧力トランスデューサInfo
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- JP2000019039A JP2000019039A JP10188465A JP18846598A JP2000019039A JP 2000019039 A JP2000019039 A JP 2000019039A JP 10188465 A JP10188465 A JP 10188465A JP 18846598 A JP18846598 A JP 18846598A JP 2000019039 A JP2000019039 A JP 2000019039A
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- pressure
- pressure transducer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 新規接続、或いは交換の際に、補正定数の更
新やＲＯＭの交換が不要であり、かつ広温度範囲で高精
度の計測を維持することができる圧力トランスデューサ
を提供する。 【解決手段】 圧力を検出する圧力センサ１１と、温度
を検出する温度センサ１２と、圧力センサ固有の補正デ
ータを格納する読出し専用メモリ１３と、を一体化して
備える。また、読出し専用メモリの補正データを転送す
るシリアルデータ／アドレス信号線１４とシリアルクロ
ック信号線１５を備え、メモリのアドレス信号及びデー
タ信号をクロック信号に同期させて直列に転送する。
新やＲＯＭの交換が不要であり、かつ広温度範囲で高精
度の計測を維持することができる圧力トランスデューサ
を提供する。 【解決手段】 圧力を検出する圧力センサ１１と、温度
を検出する温度センサ１２と、圧力センサ固有の補正デ
ータを格納する読出し専用メモリ１３と、を一体化して
備える。また、読出し専用メモリの補正データを転送す
るシリアルデータ／アドレス信号線１４とシリアルクロ
ック信号線１５を備え、メモリのアドレス信号及びデー
タ信号をクロック信号に同期させて直列に転送する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力を計測して伝
送する圧力トランスデューサに係わり、更に詳しくは、
円筒振動式圧力トランスデューサに関する。
送する圧力トランスデューサに係わり、更に詳しくは、
円筒振動式圧力トランスデューサに関する。
【０００２】
【従来の技術】円筒振動式圧力トランスデューサは、薄
肉円筒の固有振動数が加えられる圧力により変化するこ
とを利用した圧力センサであり、構造が簡単で精度が高
く、機械的強度、耐環境性に優れる等の特徴を有し、ジ
ェットエンジンの電子制御を始め、各種圧力の精密測定
に使用されている。図２は、一部を切断して示した圧力
センサの構造図である。この図に示すように、円筒振動
式圧力センサは、薄肉の恒弾性合金の円筒振動子１が、
ハウジング２の内側に構成されており、振動子１とハウ
ジング２との空隙は真空室３になっている。振動子１の
首元の部分には、２対の圧電素子４が、直交する位置に
取り付けられている。図３は、かかる圧力センサを用い
た圧力トランスデューサの構成図である。この図に示す
ように、圧力センサの圧電素子４は、増幅器５に接続さ
れて共振回路を構成し、円筒振動子１を自励振動させ
る。振動子１の固有振動数ｆは、加えられた圧力に応じ
て変化する。また、圧力トランスデューサのベース部分
には、温度補償用の温度センサ６が組み込まれおり、振
動子１の固有振動数ｆと温度信号ｔを、受信側のマイク
ロプロセッサで演算して圧力換算するようになってい
る。
肉円筒の固有振動数が加えられる圧力により変化するこ
とを利用した圧力センサであり、構造が簡単で精度が高
く、機械的強度、耐環境性に優れる等の特徴を有し、ジ
ェットエンジンの電子制御を始め、各種圧力の精密測定
に使用されている。図２は、一部を切断して示した圧力
センサの構造図である。この図に示すように、円筒振動
式圧力センサは、薄肉の恒弾性合金の円筒振動子１が、
ハウジング２の内側に構成されており、振動子１とハウ
ジング２との空隙は真空室３になっている。振動子１の
首元の部分には、２対の圧電素子４が、直交する位置に
取り付けられている。図３は、かかる圧力センサを用い
た圧力トランスデューサの構成図である。この図に示す
ように、圧力センサの圧電素子４は、増幅器５に接続さ
れて共振回路を構成し、円筒振動子１を自励振動させ
る。振動子１の固有振動数ｆは、加えられた圧力に応じ
て変化する。また、圧力トランスデューサのベース部分
には、温度補償用の温度センサ６が組み込まれおり、振
動子１の固有振動数ｆと温度信号ｔを、受信側のマイク
ロプロセッサで演算して圧力換算するようになってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した圧力トランス
デューサは、個々に特性がわずかに異なり、かつ温度変
化の影響も大きい。そのため、従来の圧力トランスデュ
ーサでは、図３に例示するように、受信側に、ＲＯＭ
（Read Only Memory）を備え、圧力センサの計測値を、
温度及びセンサ個体差補正のための演算により、広温度
範囲（例えば−５５〜１２５℃）で高精度（誤差０．２
％以下）の計測を実現している。
デューサは、個々に特性がわずかに異なり、かつ温度変
化の影響も大きい。そのため、従来の圧力トランスデュ
ーサでは、図３に例示するように、受信側に、ＲＯＭ
（Read Only Memory）を備え、圧力センサの計測値を、
温度及びセンサ個体差補正のための演算により、広温度
範囲（例えば−５５〜１２５℃）で高精度（誤差０．２
％以下）の計測を実現している。
【０００４】しかし、補正定数は圧力センサ毎に固有の
多数のデータである。そのため、圧力トランスデューサ
自身に補正定数を持たない従来の技術では、圧力トラン
スデューサの新規接続、或いは圧力トランスデューサの
交換の度に、そのセンサ固有の多数の補正定数をメモリ
（ＲＯＭ）内に書き込むんで更新するか、別個に設けた
ＲＯＭに交換する必要があった。そのため、圧力トラン
スデューサの新規接続／交換が複雑であり、データの誤
り等のトラブルが発生しやすい問題点があった。
多数のデータである。そのため、圧力トランスデューサ
自身に補正定数を持たない従来の技術では、圧力トラン
スデューサの新規接続、或いは圧力トランスデューサの
交換の度に、そのセンサ固有の多数の補正定数をメモリ
（ＲＯＭ）内に書き込むんで更新するか、別個に設けた
ＲＯＭに交換する必要があった。そのため、圧力トラン
スデューサの新規接続／交換が複雑であり、データの誤
り等のトラブルが発生しやすい問題点があった。
【０００５】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明は、新規接
続、或いは交換の際に、補正定数の更新やＲＯＭの交換
が不要であり、かつ広温度範囲（例えば−５５〜１２５
℃）で高精度（誤差０．２％以下）の計測を維持するこ
とができる圧力トランスデューサを提供することにあ
る。
創案されたものである。すなわち、本発明は、新規接
続、或いは交換の際に、補正定数の更新やＲＯＭの交換
が不要であり、かつ広温度範囲（例えば−５５〜１２５
℃）で高精度（誤差０．２％以下）の計測を維持するこ
とができる圧力トランスデューサを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧力を
検出する圧力センサ（１１）と、温度を検出する温度セ
ンサ（１２）と、前記圧力センサ固有の補正データを格
納する読出し専用メモリ（１３）と、を一体化して備え
たことを特徴とする圧力トランスデューサが提供され
る。本発明の構成により、一体化した圧力トランスデュ
ーサを、計測圧力値を読みだすシステム（受信側）に接
続するだけで、補正定数を含めた自動認識が可能であ
る。従って、故障などの原因により圧力トランスデュー
サを交換した時も、これに組み込まれた圧力センサ（１
１）の固有の補正データは一体化された読出し専用メモ
リ（１３）に格納されているので、これを自動認識する
ことにより、即座に高精度計測が可能となる。
検出する圧力センサ（１１）と、温度を検出する温度セ
ンサ（１２）と、前記圧力センサ固有の補正データを格
納する読出し専用メモリ（１３）と、を一体化して備え
たことを特徴とする圧力トランスデューサが提供され
る。本発明の構成により、一体化した圧力トランスデュ
ーサを、計測圧力値を読みだすシステム（受信側）に接
続するだけで、補正定数を含めた自動認識が可能であ
る。従って、故障などの原因により圧力トランスデュー
サを交換した時も、これに組み込まれた圧力センサ（１
１）の固有の補正データは一体化された読出し専用メモ
リ（１３）に格納されているので、これを自動認識する
ことにより、即座に高精度計測が可能となる。
【０００７】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
読出し専用メモリの補正データを転送するシリアルデー
タ／アドレス信号線（１４）とシリアルクロック信号線
（１５）を備え、メモリのアドレス信号及びデータ信号
をクロック信号に同期させて直列に転送する。この構成
により、メモリ格納データの転送に必要となる信号線数
を数本（例えば３本）にすることができ、信号線数が少
なくてすむので、小型のままで、高精度計測が可能とな
る。従って、例えば航空機搭載向け機器のように小型軽
量化が要求される用途に適用することができる。
読出し専用メモリの補正データを転送するシリアルデー
タ／アドレス信号線（１４）とシリアルクロック信号線
（１５）を備え、メモリのアドレス信号及びデータ信号
をクロック信号に同期させて直列に転送する。この構成
により、メモリ格納データの転送に必要となる信号線数
を数本（例えば３本）にすることができ、信号線数が少
なくてすむので、小型のままで、高精度計測が可能とな
る。従って、例えば航空機搭載向け機器のように小型軽
量化が要求される用途に適用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して重複した説明を省略す
る。図１は、本発明による圧力トランスデューサを用い
た圧力変化器の構成図である。この図に示すように、本
発明の圧力トランスデューサは、圧力を検出する圧力セ
ンサ１１と、温度を検出する温度センサ１２と、圧力セ
ンサ１１の固有の補正データを格納する読出し専用メモ
リ１３（ＲＯＭ）と、を一体化して備えている。
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して重複した説明を省略す
る。図１は、本発明による圧力トランスデューサを用い
た圧力変化器の構成図である。この図に示すように、本
発明の圧力トランスデューサは、圧力を検出する圧力セ
ンサ１１と、温度を検出する温度センサ１２と、圧力セ
ンサ１１の固有の補正データを格納する読出し専用メモ
リ１３（ＲＯＭ）と、を一体化して備えている。
【０００９】圧力センサ１１は、例えば図２に示した円
筒振動式圧力センサであり、圧力に応じた固有振動数ｆ
を出力するようになっている。なお、本発明は、かかる
円筒振動式圧力センサに限定されず、その他の形式の圧
力センサであってもよい。温度センサ１２は、例えば半
導体温度センサであり、好ましくは圧力センサ１１の一
部に取り付けられ、その温度を直接検出するようになっ
ている。読出し専用メモリ１３（ＲＯＭ）は、少なくと
も圧力センサ１１と同一の容器内に取り付けられ、全体
で一体の圧力トランスデューサを構成している。この読
出し専用メモリ１３には、一体化された圧力センサ１１
の固有の補正データ（後述する）が予め格納されてい
る。
筒振動式圧力センサであり、圧力に応じた固有振動数ｆ
を出力するようになっている。なお、本発明は、かかる
円筒振動式圧力センサに限定されず、その他の形式の圧
力センサであってもよい。温度センサ１２は、例えば半
導体温度センサであり、好ましくは圧力センサ１１の一
部に取り付けられ、その温度を直接検出するようになっ
ている。読出し専用メモリ１３（ＲＯＭ）は、少なくと
も圧力センサ１１と同一の容器内に取り付けられ、全体
で一体の圧力トランスデューサを構成している。この読
出し専用メモリ１３には、一体化された圧力センサ１１
の固有の補正データ（後述する）が予め格納されてい
る。
【００１０】また、本発明の圧力トランスデューサは、
更に、読出し専用メモリ１３の補正データを転送するシ
リアルデータ／アドレス信号線１４とシリアルクロック
信号線１５を備え、メモリのアドレス信号及びデータ信
号をクロック信号に同期させて直列に転送するようにな
っている。
更に、読出し専用メモリ１３の補正データを転送するシ
リアルデータ／アドレス信号線１４とシリアルクロック
信号線１５を備え、メモリのアドレス信号及びデータ信
号をクロック信号に同期させて直列に転送するようにな
っている。
【００１１】更に受信側には、圧力センサ１１からの出
力ｆ、及び温度センサ１２からの出力ｔをＡ／Ｄ変換及
び周波数計測するための、Ａ／Ｄコンバータ、周波数カ
ウンタ、データの転送するためのデータバス、及びこれ
らを制御するためのＣＰＵを備えている。かかる構成に
より、圧力センサ１１からの振動子の固有振動数ｆと温
度センサ１２からの温度信号ｔを、受信側のマイクロプ
ロセッサＣＰＵで演算し、かつ圧力センサ１１の固有の
補正データを読出し専用メモリ１３から読みだして、広
温度範囲（例えば−５５〜１２５℃）で高精度（誤差
０．２％以下）の計測を行うことができる。
力ｆ、及び温度センサ１２からの出力ｔをＡ／Ｄ変換及
び周波数計測するための、Ａ／Ｄコンバータ、周波数カ
ウンタ、データの転送するためのデータバス、及びこれ
らを制御するためのＣＰＵを備えている。かかる構成に
より、圧力センサ１１からの振動子の固有振動数ｆと温
度センサ１２からの温度信号ｔを、受信側のマイクロプ
ロセッサＣＰＵで演算し、かつ圧力センサ１１の固有の
補正データを読出し専用メモリ１３から読みだして、広
温度範囲（例えば−５５〜１２５℃）で高精度（誤差
０．２％以下）の計測を行うことができる。
【００１２】（数１）は、圧力と圧力センサ固有の補正
データとの一般関係式である。
データとの一般関係式である。
【数１】 （数１）において、Ｋijはセンサ固有の定数、Ｘは温度
センサからの変数、Ｙは圧力センサからの周波数、Ｓは
単位の変換定数である。この式は、センサ固有の定数
は、例えば３×５＝１５通りあることになる。
センサからの変数、Ｙは圧力センサからの周波数、Ｓは
単位の変換定数である。この式は、センサ固有の定数
は、例えば３×５＝１５通りあることになる。
【００１３】（数２）は、実際のセンサにおける補正式
であり、Ｘの３次関数でしめされている。この式でＸ
は、圧力に関する円筒振動子の固有振動数（Ｈｚ）の関
係式である。
であり、Ｘの３次関数でしめされている。この式でＸ
は、圧力に関する円筒振動子の固有振動数（Ｈｚ）の関
係式である。
【数２】
【００１４】また、（数３）は、圧力１００ｐｓｉａに
おける補正定数の式であり、Ｙは温度センサからの計測
値（Ａ）の関係式、Ｋ0 〜Ｋ3 は（数２）における補正
定数の式である。
おける補正定数の式であり、Ｙは温度センサからの計測
値（Ａ）の関係式、Ｋ0 〜Ｋ3 は（数２）における補正
定数の式である。
【数３】 （数２）（数３）から、圧力１００ｐｓｉａにおける固
有の定数は、１８個（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ0 ，Ｔ0 ，ａ
1 ，ａ2 ，ａ3 ，ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 ，ｃ1 ，ｃ 2 ，
ｃ3 ，ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 ）であることがわかる。同様
に、（数４）は、圧力７００ｐｓｉａにおける補正定数
の式であり、固有の定数は、１８個（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｆ0 ，Ｔ0 ，ａ1 ，ａ2 ，ａ3 ，ａ4 ，ａ 5 ，ｂ1 ，ｂ
2 ，ｂ3 ，ｂ4 ，ｂ5 ，ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 ，ｃ4 ，
ｃ5 ，ｄ1 ，ｄ 2 ，ｄ3 ，ｄ4 ，ｄ5 ）となる。
有の定数は、１８個（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ0 ，Ｔ0 ，ａ
1 ，ａ2 ，ａ3 ，ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 ，ｃ1 ，ｃ 2 ，
ｃ3 ，ｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 ）であることがわかる。同様
に、（数４）は、圧力７００ｐｓｉａにおける補正定数
の式であり、固有の定数は、１８個（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｆ0 ，Ｔ0 ，ａ1 ，ａ2 ，ａ3 ，ａ4 ，ａ 5 ，ｂ1 ，ｂ
2 ，ｂ3 ，ｂ4 ，ｂ5 ，ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 ，ｃ4 ，
ｃ5 ，ｄ1 ，ｄ 2 ，ｄ3 ，ｄ4 ，ｄ5 ）となる。
【数４】
【００１５】上述した本発明の構成により、一体化した
圧力トランスデューサを、計測圧力値を読みだすシステ
ム（受信側）に接続するだけで、多数の補正定数を含め
た自動認識が可能である。従って、故障などの原因によ
り圧力トランスデューサを交換した時も、これに組み込
まれた圧力センサ１１の固有の補正データは一体化され
た読出し専用メモリ１３に格納されているので、これを
自動認識することにより、即座に高精度計測が可能とな
る。
圧力トランスデューサを、計測圧力値を読みだすシステ
ム（受信側）に接続するだけで、多数の補正定数を含め
た自動認識が可能である。従って、故障などの原因によ
り圧力トランスデューサを交換した時も、これに組み込
まれた圧力センサ１１の固有の補正データは一体化され
た読出し専用メモリ１３に格納されているので、これを
自動認識することにより、即座に高精度計測が可能とな
る。
【００１６】また、前記読出し専用メモリの補正データ
を転送するシリアルデータ／アドレス信号線１４とシリ
アルクロック信号線１５を備え、メモリのアドレス信号
及びデータ信号をクロック信号に同期させて直列に転送
する構成により、メモリ格納データの転送に必要となる
信号線数を数本（例えば３本）にすることができ、信号
線数が少なくてすむので、小型のままで、高精度計測が
可能となる。従って、例えば航空機搭載向け機器のよう
に小型軽量化が要求される用途に適用することができ
る。
を転送するシリアルデータ／アドレス信号線１４とシリ
アルクロック信号線１５を備え、メモリのアドレス信号
及びデータ信号をクロック信号に同期させて直列に転送
する構成により、メモリ格納データの転送に必要となる
信号線数を数本（例えば３本）にすることができ、信号
線数が少なくてすむので、小型のままで、高精度計測が
可能となる。従って、例えば航空機搭載向け機器のよう
に小型軽量化が要求される用途に適用することができ
る。
【００１７】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】上述したように、本発明の圧力トランス
デューサは、新規接続、或いは交換の際に、補正定数の
更新やＲＯＭの交換が不要であり、かつ広温度範囲で高
精度の計測を維持することができる、等の優れた効果を
有する。
デューサは、新規接続、或いは交換の際に、補正定数の
更新やＲＯＭの交換が不要であり、かつ広温度範囲で高
精度の計測を維持することができる、等の優れた効果を
有する。
【図１】本発明による圧力トランスデューサを用いた圧
力変化器の構成図である。
力変化器の構成図である。
【図２】従来の圧力センサの一部を切断して示した構造
図である。
図である。
【図３】従来の圧力トランスデューサを用いた圧力変化
器の構成図である。
器の構成図である。
１ 円筒振動子 ２ ハウジング ３ 真空室 ４ 圧電素子 ５ 増幅器 ６ 温度センサ １１ 圧力センサ １２ 温度センサ １３ 読出し専用メモリ（ＲＯＭ） １４ シリアルデータ／アドレス信号線 １５ シリアルクロック信号線
Claims (2)
- 【請求項１】 圧力を検出する圧力センサ（１１）と、
温度を検出する温度センサ（１２）と、前記圧力センサ
固有の補正データを格納する読出し専用メモリ（１３）
と、を一体化して備えたことを特徴とする圧力トランス
デューサ。 - 【請求項２】 前記読出し専用メモリの補正データを転
送するシリアルデータ／アドレス信号線（１４）とシリ
アルクロック信号線（１５）を備え、メモリのアドレス
信号及びデータ信号をクロック信号に同期させて直列に
転送する、ことを特徴とする請求項１に記載の圧力トラ
ンスデューサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10188465A JP2000019039A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 圧力トランスデューサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10188465A JP2000019039A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 圧力トランスデューサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000019039A true JP2000019039A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16224201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10188465A Pending JP2000019039A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 圧力トランスデューサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000019039A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019629A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 圧力センサ及び圧力センサユニット |
| JP2010151599A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 圧力センサの製造方法及び圧力センサ |
| KR101483309B1 (ko) | 2008-05-30 | 2015-01-15 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 압력 감지 방법, 압력 센서, 파라미터（ｚ）결정 방법 및 센서 시스템 |
-
1998
- 1998-07-03 JP JP10188465A patent/JP2000019039A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101483309B1 (ko) | 2008-05-30 | 2015-01-15 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 압력 감지 방법, 압력 센서, 파라미터（ｚ）결정 방법 및 센서 시스템 |
| JP2010019629A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 圧力センサ及び圧力センサユニット |
| JP2010151599A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 圧力センサの製造方法及び圧力センサ |
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