JP2002328045A

JP2002328045A - 計測装置

Info

Publication number: JP2002328045A
Application number: JP2001135477A
Authority: JP
Inventors: Shiyousuke Hirayama; 昌甫平山; Isao Akutsu; 功阿久津
Original assignee: Diavac Ltd
Current assignee: Diavac Ltd
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2002-11-15
Anticipated expiration: 2021-05-02
Also published as: JP4712220B2

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば、個々の圧力センサユニットに応じ
て、最適な校正が得られるようにした圧力測定装置を提
供すること。【解決手段】圧力センサが受ける被測定圧力に応じ
て、出力パルス間隔が変更されるように構成した圧力セ
ンサユニットからの前記パルス信号を受けて、マイコン
４２において被測定圧力が演算される。前記マイコン４
２に対してＩＣチップ５０ａを搭載したＲＯＭカード５
０が着脱可能に装着される。前記ＩＣチップ５０ａに
は、個々の圧力センサユニットにおける例えば温度依存
性に対応する校正データが格納されており、マイコン４
２においては、この校正データを利用して、例えば補間
法を用いて圧力データを校正し表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、計測センサによ
って計測された出力を受けて計測値を求める計測装置に
関し、特に圧力センサにより得られる圧力情報を校正す
ることで、より精度の高い被測定圧力を求めることがで
きる計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体あるいは液晶表示ディバイス等の
製造設備においては、真空装置内の圧力を測定するため
に、例えばダイヤフラム型真空センサが利用されてい
る。このようなダイヤフラム型真空センサにおいては、
真空度合いに応じて変形される金属薄膜等の可動ダイヤ
フラムと、これに対向する固定電極が具備され、ダイヤ
フラムと固定電極間の静電容量を検出することで、前記
した真空装置内の圧力を測定するようになされる。

【０００３】この場合、前記したダイヤフラムと固定電
極間の静電容量を検出するために、例えばダイオード等
により交流ブリッジ回路を構成し、当該交流ブリッジ回
路の対向する交点に前記静電容量を接続するように構成
される。そして、前記静電容量の変化に伴いブリッジ回
路がアンバランス状態となり、これに基づいて発生する
直流電圧を検出することで、前記真空装置内の圧力値を
求めるようになされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の構成による圧力測定装置においは、ダイヤフラムと
固定電極間の静電容量を、アナログの直流電圧値に変換
して圧力値を求めるようになされているため、例えば前
記したブリッジ回路の動作点を設定するために、また、
直流電圧の伝送系のオフセット電圧を調整するため等に
多数の半固定ボリューム（抵抗器）が具備され、これら
を相互に調整して校正をかける必要が発生する。

【０００５】また、前記した真空装置内の圧力値として
生成されるアナログ信号は、外来ノイズの影響を受けや
すいという問題を抱えており、正確な圧力の計測が困難
になるケースも発生し得る。さらに、ダイヤフラム型真
空センサにより得られる静電容量の値は、被測定圧力に
は比例せず、ノンリニアな関係となる。さらにまた、前
記静電容量の値は温度依存性も有している。したがっ
て、測定圧力がミニマムの状態とフルスケールの状態の
２点を採り、両者の間で補正を加える等の対処が考えら
れるものの、前記２点を結ぶ多くのポイントにおいて、
前記したノンリニアな特性および温度依存性を校正する
回路を形成することは、アナログ伝送系においては至難
の業に近く極めて困難である。

【０００６】そこで、前記した従来の問題点を解決する
ために、本件出願人は、測定圧力をパルス信号の出力間
隔データとして取り出し、これをデジタル処理すること
で、被測定圧力を求める圧力測定装置を、特願２００１
−４９０９２として提案している。この圧力測定装置に
よると、デジタル処理するプロセスにおいて、前記した
ノンリニアな特性および温度依存性等を、測定圧力がミ
ニマムの状態からフルスケールに至る多くのポイントに
おいて校正することが可能となり、前記したように測定
値をアナログ信号で扱う従来の装置に比較して遥かに高
い分解能を得ることができる測定装置を提供することが
できる。

【０００７】本件出願人がすでに提案している前記した
圧力測定装置によると、校正情報を例えばテーブル形式
に構築し、各テーブルを選択して例えば線形補間法によ
り測定値を計算する手段を採用することで、前記した従
来のアナログ信号で処理する装置に比較すると遥かに高
い分解能を得ることができる。しかしながら、例えば圧
力センサにおいては、製造および組み立て時等において
僅かにばらつきが発生し、前記したノンリニアな特性お
よび温度依存性等が個々に変動するという個体差が発生
することはやむおえない。したがって、例えば圧力セン
サユニットを交換した場合においては、当該圧力センサ
ユニットに対応した個々の校正情報をデジタル処理に反
映させることが理想的である。

【０００８】この発明は、前記した点に着目してなされ
たものであり、例えば前記した圧力測定装置においてな
されるデジタル処理の過程において、個々の圧力センサ
ユニットに応じて容易に校正情報を入れ替えることがで
き、この校正情報を反映させることができる計測装置を
提供することを目的とするものである。これに加えて、
この発明は、例えば前記した圧力センサユニットの交換
に基づいて、ユーザに格別な負担を強いることなく校正
情報を入れ替えることができる計測装置を提供すること
を目的とするものである。さらにこの発明は、前記した
校正情報を個々に反映させることができる計測装置にお
いて、実使用時において発生し得る種々の技術的な問題
を解決すると共に、相乗的に測定精度を向上させること
ができる計測装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ためになされたこの発明にかかる計測装置は、計測セン
サによって計測された出力を受けて、計測値を求める計
測装置であって、少なくとも、前記計測センサを含む計
測センサユニットの校正情報が記憶された記憶手段が着
脱可能に搭載され、前記記憶手段に格納された校正情報
を利用して、計測値を演算する計測用回路ユニットとが
具備される。

【００１０】この場合、好ましい実施の形態において
は、前記計測センサが、圧力を測定する圧力センサであ
って、前記圧力センサを含む計測センサユニットが被測
定圧力に応じて出力パルスが変更されるように構成され
ると共に、前記計測用回路ユニットは、前記計測センサ
ユニットからのパルス出力を受けて、当該パルス出力に
応じて被測定圧力を求めるように構成される。

【００１１】この場合、さらに好ましくは前記計測セン
サユニットは、被測定圧力に応じて静電容量が変化する
圧力センサにおける前記静電容量を利用して積分回路が
構成され、前記積分回路に供給される充電電流によって
生成される電圧値を、第１と第２の電圧比較器によって
比較することで、前記第１と第２の電圧比較器よりパル
ス出力が生成されるように構成される。また、前記積分
回路は、望ましくは圧力センサにおける静電容量と抵抗
素子と演算増幅器から構成される。

【００１２】そして、前記校正情報が格納された記憶手
段が、前記計測用回路ユニットに対して着脱可能となる
ように搭載された構成とすることが望ましい。また、前
記校正情報が格納された記憶手段が、前記計測センサユ
ニットに搭載された構成も好適に利用することができ
る。

【００１３】以上の構成によると、計測センサによって
計測された出力に基づいて、計測用回路ユニットにおい
て計測値を演算するに際し、着脱可能に搭載された記憶
手段より校正情報が読み出され、前記校正情報が利用さ
れる。特にこの発明を圧力測定装置に適用した場合にお
いては、圧力センサにおける静電容量が積分回路を構成
し、当該積分回路に充電される充電電流によって生成さ
れる電圧値が、比較器によって比較される。この場合、
充電電流によって生成される電圧値をリニアに変化させ
ることができ、この電圧値は、比較器において第１と第
２の異なるレベルの基準電圧値と比較される。そして、
第１の基準電圧値との比較によって生成される第１比較
出力のパルス発生タイミングから、第２の基準電圧値と
の比較によって生成される第２比較出力のパルス発生タ
イミングに至る経過時間は、前記積分回路を構成する静
電容量の容量値の情報として引き出すことができる。

【００１４】したがって、前記した第１比較出力のパル
ス発生タイミングと第２比較出力のパルス発生タイミン
グとの間で、例えばオープン制御されるゲート手段にク
ロック信号を与え、ゲートオープン状態において出力さ
れるクロック数をカウントアップすることで、前記圧力
センサにおける静電容量値を把握することができる。

【００１５】この場合、前記クロック数をカウントアッ
プした後のデジタル信号処理において、個々の圧力セン
サユニットにおける個体差に応じた校正情報を利用し、
被測定圧力を校正演算することができる。そのために、
前記校正情報を格納した記憶手段が用意され、この記憶
手段は計測用回路ユニットに対して着脱可能となるよう
になされる。したがって、圧力センサユニットと前記記
憶手段とが対になるように管理することで、常に高精度
の圧力検出結果を保証することが可能になる。

【００１６】さらに、前記校正情報が格納された記憶手
段を、前記圧力センサユニットに搭載した構成とするこ
とで、例えば圧力センサユニットを交換することで、ユ
ーザに格別な負担を強いることなく、当該圧力センサユ
ニットに対応した校正情報を、自動的に入れ替えること
が可能となる。

【００１７】一方、前記した圧力測定装置においては、
少なくとも前記圧力センサと、当該圧力センサにおける
温度を検出する温度検出手段とが、１つの金属製の容器
内に収納され、前記電圧比較器が前記金属製の容器外に
配置されていることが望ましい。この場合、前記１つの
金属製の容器内に、前記積分回路を構成する抵抗素子お
よび／または前記圧力センサによる静電容量と前記抵抗
素子とにより積分回路を構成する演算増幅器がさらに収
納されていることが望ましい。一方、前記校正情報が格
納された記憶手段が前記計測センサユニットに搭載され
た場合、計測センサにおける温度を検出する温度検出手
段による温度情報と、前記記憶手段に格納された校正情
報を用いて、少なくとも計測センサにおける温度依存性
が校正された出力を、計測センサユニットからもたらさ
れるように構成することができる。

【００１８】さらに、前記した構成においては、好まし
くは前記金属製の容器を加熱する加熱手段が付設され
る。この場合、前記加熱手段として好ましくは電気ヒー
タが利用され、前記金属製の容器内に収納された温度検
出手段の出力を利用して、金属製容器内の温度が所定の
範囲に制御できるように構成されていることが望まし
い。

【００１９】前記したように、圧力センサと当該圧力セ
ンサにおける温度を検出する温度検出手段とを１つの金
属製の容器内に収納することで、前記温度検出手段は、
圧力センサの配置位置における温度を正確に取得するこ
とができる。したがって、前記記憶手段から読み出され
た校正情報を利用して、圧力センサにおける温度依存性
を精度よく校正することができる。また、前記金属製の
容器内に積分回路を構成する抵抗素子、演算増幅器をさ
らに収納することにより、前記抵抗素子および演算増幅
器が保有する温度依存性をも精度よく校正することが可
能となる。

【００２０】さらに、前記金属製の容器を加熱する例え
ば電気ヒータによる加熱手段を付設し、電気ヒータに加
える電力を前記温度検出手段の出力を利用して制御する
ことで、金属製容器内の温度を所定の範囲に制御するこ
とができる。すなわち、半導体や液晶ディスプレイなど
の製造分野で多用されるＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced
Chemical Vapor Deposition ）やＲＩＥ（Reactive Ion
Etching）などのプロセスでは、プラズマにより生成さ
れた各種ラジカルが圧力計内部に入り、圧力センサのダ
イアフラムに膜状に付着して測定精度を劣化させるとい
う問題が発生する。

【００２１】また、圧力センサユニットの内部に付着し
た膜が剥がれ落ちるとパーティクルが発生し、プロセス
に悪影響を及ぼす。したがって、前記したように圧力セ
ンサが配置された金属製容器を加熱することで、接ガス
部（例えば可動ダイヤフラムの表面）の温度を上げるこ
とができ、付着した物質を気化させることができる。こ
れにより、圧力の測定精度を確保することに寄与でき
る。

【００２２】また、前記した圧力測定装置においては、
被圧力測定部に接続される前記計測センサユニットにお
ける少なくとも接続ポート部材が、前記圧力センサを含
む計測センサユニット本体と分離可能に構成されている
ことが望まれる。さらに、被圧力測定部に接続される前
記計測センサユニットにおける接続ポート部材に形成さ
れ、前記被圧力測定部から圧力センサに連通する連通管
の圧力センサ側には、好ましくは当該連通管に遮蔽体が
配置され、前記遮蔽体により連通管から圧力センサに至
る連通経路が、迂回して形成された構成とされる。

【００２３】前記した圧力センサユニットにおける接続
ポート部材は、一般に被圧力測定部としての例えば真空
チャンバに対して継手を介して接続される。この場合、
各接続部の気密状態を保つために溶接等の手段が施され
る。したがって、前記したように圧力センサユニットに
おける接続ポート部材が、圧力センサを含むセンサユニ
ット本体と分離可能に構成することで、接続ポート部材
を残して圧力センサを含むセンサユニット本体を交換ま
たはメンテナンスを施すことが可能となり、この種の圧
力センサユニットの取り扱いを容易にすることができ
る。

【００２４】さらに、前記したように接続ポート部材に
形成された連通管内に遮蔽体を配置し、連通管から圧力
センサに至る連通経路を、迂回して形成した構成とする
ことで、前記したＰＥＣＶＤやＲＩＥなどのプロセスに
おいて、プラズマにより生成された各種ラジカルが、圧
力センサの可動ダイアフラムに付着する度合いを効果的
に低減させることができる。

【００２５】さらに、前記した圧力測定装置の好ましい
実施の形態においては、計測センサユニットと計測用回
路ユニットとが信号線を介して接続されるように構成さ
れ、前記信号線をシールドするシールド用外皮が、計測
センサユニットまたは計測用回路ユニットのいずれか一
方の基準電位点に接続された構成とされる。

【００２６】この構成を採用することで、計測センサユ
ニットと計測用回路ユニットとの間において、シールド
用外皮を介して接続されることはなく、両者間は絶縁状
態になされる。すなわち、前記した構成により計測セン
サユニットのアースと計測用回路ユニットのアースを介
し、前記シールド用外皮により閉ループが形成されるの
を阻止することができ、閉ループにおいて電磁誘導等に
より発生するノイズが信号線に誘導されるのを効果的に
低減させることができる。

【００２７】さらにまた、前記した計測装置において
は、好ましくは前記計測センサユニットにおける温度を
検出する温度検出手段と、被計測部の温度を検出する温
度検出手段とが具備され、前記各温度検出手段により得
られるそれぞれの温度情報を利用して、被計測値の校正
を行うように構成される。

【００２８】一般に、圧力センサユニットと被測定空間
（真空チャンバなど）との間は、配管やバルブ等で接続
されることになり、圧力センサユニットと被測定容器の
温度は同じとは限らない。さらに、前記したように圧力
センサユニットにおける圧力センサ部等を加熱したり、
被測定容器を加熱したりすると、両者には大きな温度差
が生ずる。この様に圧力センサと被測定容器との間に温
度差があると、熱遷移流の影響で圧力差が生じるため、
正確な圧力測定を行うことが困難となる。そこで、前記
した構成を採用することにより、後述するように熱遷移
流の影響による圧力差の発生を、正確に校正することが
可能となり、測定精度を相乗的に向上させることが可能
となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる計測装置
を圧力測定装置に適用した好ましい例を、図に基づいて
説明する。まず図１ないし図３は、この実施の形態にか
かる圧力測定装置において用いられる計測センサとして
の圧力センサユニットの第１の実施の形態を示してい
る。なお、図１は、圧力センサユニットをほぼ中央部で
縦方向に切断した状態の断面図で示しており、また、図
２は圧力センサユニットを後述するカバー部材側から視
た状態を示しており、さらに、図３は、図１に示すＡ−
Ａより矢印方向に視た断面図で示している。

【００３０】この圧力センサユニット１は、その外郭が
接続ポート部材２およびカバー部材３により構成されて
おり、前記カバー部材３は接続ポート部材２に対して、
複数のネジ４によってその周方向において取り付けられ
ている。前記接続ポート部材２は、被測定容器（真空チ
ャンバなど）に対して、図示せぬ継手等を介して接続で
きるように構成されている。そして、その内部には被測
定容器から圧力センサ５に連通する連通管２ａが形成さ
れている。

【００３１】前記接続ポート部材２内には、ネジ６によ
って圧力センサ５が気密状態に取り付けられており、圧
力センサ５には接続ポート部材２に形成された前記連通
管２ａを介して被測定容器の圧力（真空圧）が加わるよ
うに構成されている。圧力センサ５内には破線で模式的
に示したように、金属薄膜等による可動ダイヤフラム５
ａが配置されており、また、可動ダイヤフラム５ａのほ
ぼ中央部において対向するようにして固定電極５ｂが配
置されている。

【００３２】この構成により、被測定空間の圧力に応じ
て前記可動ダイヤフラム５ａが変位し、可動ダイヤフラ
ム５ａと固定電極５ｂとの間において形成される静電容
量Ｃｓ（以下、センサキャパシタともいう）を利用する
ことにより、被測定空間の圧力を演算することができ
る。

【００３３】前記接続ポート部材２は、ステンレス鋼な
どの金属素材により形成されており、また、接続ポート
部材２における圧力センサ５の配置側開口部には、同様
にステンレス鋼などの金属素材により形成された円盤状
の金属蓋体７が、複数のネジ８によって取り付けられて
いる。この構成により、接続ポート部材２と金属蓋体７
とにより、金属製の容器を構成しており、この容器内に
前記圧力センサ５が配置された構成となっている。

【００３４】図３に示すように、前記圧力センサ５には
前記したセンサキャパシタＣｓと共に、積分回路を構成
する後述する抵抗Ｒ11が配置されており、また圧力セン
サ５における温度を検出するための温度検出手段（温度
センサともいう）４４が配置されている。なお、この実
施の形態においては、前記温度センサは、後述するよう
に３端子の温度補償用ＩＣが用いられている。

【００３５】前記圧力センサ５から導出される各情報信
号は、図示せぬリード線を介してカバー部材３内に配置
されたセンサ側回路基板９に供給され、この回路基板に
形成されたセンサ側回路において、後述するように測定
圧力をパルス信号の間隔データとして出力するようにな
される。そして、図２に示すようにカバー部材３に配置
されたコネクタ１０を介して、前記パルス信号等が後述
する計測用回路ユニットに伝達されるようになされる。

【００３６】前記したように、圧力センサ５において構
成されるセンサキャパシタＣｓ、また、圧力センサ５に
配置される積分回路を構成するための抵抗Ｒ11、および
温度センサ４４は、金属製の接続ポート部材２と金属蓋
体７とによる容器内に収納されており、この金属容器
は、いわば恒温室を形成し、前記各機能素子をほぼ同一
温度の状態に保持するように作用する。これにより、後
述するように測定圧力を演算させるに際して、正確な温
度補償を行うことができる。

【００３７】次に図４および図５は、この実施の形態に
かかる圧力測定装置において用いられる圧力センサユニ
ットの第２の実施の形態を示している。なお、図４は、
圧力センサユニットをほぼ中央部で縦方向に切断した状
態の断面図で示しており、また、図５は図４に示すＢ−
Ｂより矢印方向に視た断面図で示している。そして、前
記した第１の実施の形態と機能上において対応する各部
は、それぞれ同一符号で示しており、その詳細な説明は
適宜省略する。

【００３８】図４に示すように、第２の実施の形態にお
ける圧力センサユニット１においては、接続ポート部材
２に対して、円盤状部材１２が溶接等の手段により一体
に取り付けられている。また、圧力センサ５を支持する
円盤状の支持板１３に対してボルト１４がネジ込まれる
ように構成されており、前記ボルト１４によって、圧力
センサ５を取り囲む円筒部材１５と共に前記支持板１３
が、円盤状部材１２に対して取り付けられている。

【００３９】そして、円盤状部材１２と支持板１３との
間に形成された空間部には円盤状に形成された遮蔽体１
６が配置されており、当該遮蔽体１６には通孔１６ａが
周方向に沿って複数個穿設されている。また、前記遮蔽
体１６の周囲に沿って、Ｏリング１７が配置されてお
り、前記ボルト１４を締結することによって、このＯリ
ング１７によって円盤状部材１２と支持板１３との間が
気密状態に接合されるように構成されている。

【００４０】また、前記したボルト１４の締結を解除す
ることにより、接続ポート部材２に一体になされた円盤
状部材１２より、圧力センサ５を含むセンサユニット本
体を分離することができ、これにより、前記接続ポート
部材２と円盤状部材１２を残して圧力センサ５を含むセ
ンサユニット本体を交換またはメンテナンスを施すこと
ができる。

【００４１】また、接続ポート部材２に形成された連通
管２ａの軸方向に直交するようにして、前記遮蔽体１６
が配置され、前記遮蔽体１６により連通管２ａから圧力
センサ５に至る連通経路が、矢印で示したように迂回し
て形成されている。この構成により、前記したようにＰ
ＥＣＶＤやＲＩＥなどのプロセスにおいて、プラズマに
より生成された各種ラジカルが、圧力センサのダイアフ
ラム５ａに直接的に到達する度合いを少なくし、各種ラ
ジカルが、ダイアフラム５ａに付着する度合いを効果的
に低減させることができる。

【００４２】なお、この実施の形態においては、圧力セ
ンサ５において構成されるセンサキャパシタＣｓ、図５
に示された圧力センサ５に配置される積分回路を構成す
るための抵抗Ｒ11、および圧力センサ５における温度を
検出するための温度センサ４４は、それぞれステンレス
鋼などの金属素材により形成された支持板１３、円筒部
材１５、および蓋体７によって形成される容器内に収納
されている。これにより、第１の実施の形態と同様に、
容器内において恒温室を形成し、圧力センサ５における
前記各機能素子をほぼ同一温度の状態に保持するように
作用する。

【００４３】また、図４に示す実施の形態においては、
前記円筒部材１５の周囲、および円盤状部材１２の外表
面にシート状に形成された加熱手段としての電気ヒータ
１８が付設されている。このヒータ１８は、例えば２枚
のポリイミドフィルム内に、ニクロム線を蛇行状に配設
したものが用いられており、直流電圧を印加することに
より、圧力センサ５および遮蔽体１６等を均等に加熱す
るように作用する。この場合、前記圧力センサ５に配置
された温度センサ４４の出力を利用して、例えばデジタ
ルＰＩＤ制御により、前記ヒータ１８に加える直流電圧
が制御されるように構成されており、前記した容器内の
温度を１５０℃±１℃に制御することができる。

【００４４】このように、圧力センサ５のダイアフラム
５ａや、前記遮蔽体１６などの接ガス部の温度を上げる
ことで、付着した物質が気化するため、当該箇所に各種
ラジカルによる膜が付着しにくくなる。したがって、各
種ラジカルが圧力センサユニット内に入り、圧力センサ
のダイアフラムに膜状に付着して測定精度が劣化させる
のを効果的に抑制させることができる。

【００４５】なお、前記したヒータ１８のさらに外周に
は、ウレタン樹脂等による断熱材１９が配置され、さら
に、これらが円筒状の外郭ケース２０に収納されてい
る。また、前記した金属容器を構成する蓋体７の外表面
にもウレタン樹脂等による断熱材２１が配置されてお
り、これにより、回路基板９が耐熱温度以下に保持でき
るようになされている。

【００４６】次に図６は、図１ないし図５に示した各圧
力センサユニット１において得られる前記センサキャパ
シタＣｓを利用して、センサキャパシタＣｓに対応する
パルス波形信号を生成するセンサ回路の実施の形態を示
したものである。すなわち、以下に説明する図６に示し
た回路構成のほとんどは、図１に示す回路基板９上、お
よび図４に示す回路基板９上に形成されている。図６に
示すように、圧力センサ５において得られるセンサキャ
パシタＣｓは、オペレーショナルアンプ（以下、これを
オペアンプと称する）ＯＰ11の反転入力端子と、出力端
子との間に介在されている。

【００４７】このオペアンプＯＰ11の反転入力端子に
は、図３に示した抵抗Ｒ11の一端が接続されており、ま
た、オペアンプＯＰ11の非反転入力端子は基準電位点
（アース）に接続されている。この構成によって、前記
抵抗Ｒ11の他端、すなわちＢ点からオペアンプＯＰ11側
を見た場合、抵抗Ｒ11とセンサキャパシタＣｓとによる
積分回路３１が形成されている。

【００４８】前記積分回路３１の入力端子であるＢ点
は、抵抗Ｒ12を介して第１の基準電位点Ｖref1（＋１０
Ｖ）に接続されており、またＢ点は、ｎｐｎ型トランジ
スタＱ11のコレクタ・エミッタ間を介して、動作電源Ｖ
ss（−１５Ｖ）に接続されている。前記トランジスタＱ
11のベース電極は、抵抗を介して動作電源Ｖssに接続さ
れると共に、抵抗およびコンデンサの並列回路を介して
ｐｎｐ型トランジスタＱ12のコレクタに接続されてい
る。前記トランジスタＱ12のエミッタは、前記基準電位
点Ｖref1に接続されており、また同トランジスタＱ12の
ベースは、後述する第１および第２の比較回路からの制
御電圧を受けてスイッチング動作が行われるように構成
されている。

【００４９】なお、これらトランジスタＱ11およびＱ12
は、第１および第２の比較回路からの制御信号を受け
て、前記センサキャパシタＣｓを含む積分回路３１に対
して電荷を充電する動作と、センサキャパシタＣｓに充
電された電荷を放電し、さらに逆極性に充電して初期状
態に設定する初期状態設定手段を構成している。

【００５０】前記オペアンプＯＰ11の出力端子、すなわ
ちＡ点は、第１の比較回路を構成するオペアンプＯＰ12
の反転入力端子に接続されると共に、第２の比較回路を
構成するオペアンプＯＰ13の非反転入力端子に接続され
ている。前記オペアンプＯＰ12の非反転入力端子には、
前記した第１の基準電位点Ｖref1より基準電圧が供給さ
れており、またオペアンプＯＰ13の反転入力端子には、
第２の基準電位点Ｖref2（−１０Ｖ）より基準電圧が供
給されている。

【００５１】さらに、オペアンプＯＰ12の出力は、互い
にダイオードを逆極性に接続した電圧リミッタを介し
て、同じく第１の比較回路を構成するコンパレータＯＰ
14の反転入力端子に供給されるように構成されている。
また、同様にオペアンプＯＰ13の出力は、互いにダイオ
ードを逆極性に接続した電圧リミッタを介して、同じく
第２の比較回路を構成するコンパレータＯＰ15の非反転
入力端子に供給されるように構成されている。そして、
前記コンパレータＯＰ14の非反転入力端子、およびコン
パレータＯＰ15の反転入力端子は、アース接続されてい
る。さらに前記各コンパレータＯＰ14，ＯＰ15の出力
は、オープンコレクタとなっている。

【００５２】なお、この実施の形態にかかる第１および
第２の比較回路においては、それぞれ前段出力と後段入
力との間に、抵抗と小容量のコンデンサとのフィルタ回
路が挿入されており、これにより、比較回路が受けるノ
イズ等の影響が低減できるようになされている。

【００５３】前記第１の比較回路を構成するコンパレー
タＯＰ14のグランド端子には、フォトカプラを構成する
発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ11が接続されており、ま
た、第２の比較回路を構成するコンパレータＯＰ15のグ
ランド端子にも、フォトカプラを構成する発光ダイオー
ドＤ12が接続されており、これら各発光ダイオードＤ1
1，Ｄ12による光出力（パルス信号）は、信号線を介し
て後述する計測用回路ユニットに伝達される。

【００５４】また、前記コンパレータＯＰ14の出力端子
Ｏ1 は、プルアップ抵抗Ｒ13を介して動作電源Ｖcc（＋
１５Ｖ）が印加されると共に、抵抗Ｒ14およびダイオー
ドＤ13、並びに抵抗Ｒ15を介して前記トランジスタＱ12
のベースに接続されている。なお、ここで前記ダイオー
ドＤ13と抵抗Ｒ15との接続点とアース間にはコンデンサ
Ｃ11が接続されており、抵抗Ｒ14とコンデンサＣ11とに
より時定数回路を構成している。

【００５５】また同様に、前記コンパレータＯＰ15の出
力端子Ｏ2 は、プルアップ抵抗Ｒ16を介して動作電源Ｖ
cc（＋１５Ｖ）が印加されると共に、抵抗Ｒ17およびダ
イオードＤ14、並びに抵抗Ｒ15を介して前記トランジス
タＱ12のベースに接続されている。そして同様に、抵抗
Ｒ17とコンデンサＣ11とにより時定数回路を構成してい
る。

【００５６】前記した回路構成において、前記トランジ
スタＱ12がオフ状態とされた場合には、トランジスタＱ
11もオフ状態とされる。したがって、前記したＢ点は前
記抵抗Ｒ12を介して第１の基準電位点Ｖref1側にプルア
ップされる。図７に示した特性Ｂの立上がり点、すなわ
ち符号ａで示した立上がり点は、その状態を示すもので
ある。したがって、センサキャパシタＣｓには抵抗Ｒ11
を介して充電電流が流れ、この結果、オペアンプＯＰ11
の出力端子の電位は、図７にＡとして示すように＋１０
Ｖを超える状態から、−１０Ｖの電位に向かってリニア
に降下するように作用する。この時の図７に示すＡの傾
斜は、積分回路を構成する前記センサキャパシタＣｓ
と、抵抗Ｒ11の積によって決定される。

【００５７】ここで、Ａ点の電位が＋１０Ｖを超える状
態（図７のｇ点からｂ点）においては、図６に示すオペ
アンプＯＰ12の出力は負（−）出力となり、したがっ
て、これを受けるコンパレータＯＰ14の出力端子とグラ
ンド端子間は開放状態となり、フォトカプラを構成する
発光ダイオードＤ11は、消灯状態になされる。この時、
コンパレータＯＰ14の出力端子は、抵抗Ｒ13により動作
電源Ｖcc側にプルアップされる。したがって、このプル
アップされた電位はダイオードＤ13を介してトランジス
タＱ12のベースに印加され、これによりトランジスタＱ
12はオフ状態を継続し、これに基づいて、トランジスタ
Ｑ11もオフ状態を継続する。

【００５８】一方、前記Ａ点の電位が＋１０Ｖを超える
状態においては、オペアンプＯＰ13の出力は正（＋）出
力となり、したがって、これを受けるコンパレータＯＰ
15の出力端子とグランド端子間は開放状態となり、フォ
トカプラを構成する発光ダイオードＤ12は、消灯状態に
なされる。この時、コンパレータＯＰ15の出力端子は抵
抗Ｒ16により、動作電源Ｖcc側にプルアップされてお
り、これによりダイオードＤ14は逆バイアス状態とな
り、トランジスタＱ12のスイッチング動作には影響を与
えない。

【００５９】続いて、Ａ点の電位が降下して＋１０Ｖを
クロスした状態、すなわち図７に示すｂ点を経過した場
合においては、オペアンプＯＰ12の出力は正（＋）出力
となり、したがって、これを受けるコンパレータＯＰ14
の出力端子とグランド端子間は短絡状態となる。したが
って、フォトカプラを構成する発光ダイオードＤ11は、
この瞬間において点灯状態になされる。この時、コンパ
レータＯＰ14の出力は立下がるが、ダイオードＤ13は逆
バイアス状態となり、トランジスタＱ12のスイッチング
動作には影響を与えない。

【００６０】一方、この時、オペアンプＯＰ13の出力は
正（＋）出力を継続し、したがって、これを受けるコン
パレータＯＰ15の出力端子とグランド端子間は開放され
たままであり、フォトカプラを構成する発光ダイオード
Ｄ12は、消灯状態を継続する。この時、コンパレータＯ
Ｐ15の出力は動作電源Ｖcc側にプルアップされたままで
あり、これにより、ダイオードＤ14は逆バイアス状態を
継続し、トランジスタＱ12のスイッチング動作には影響
を与えない。

【００６１】さらに、Ａ点の電位が降下して−１０Ｖを
クロスした状態、すなわち図７に示すｃ点を経過した場
合においては、オペアンプＯＰ12の出力は正（＋）出力
を継続し、したがって、これを受けるコンパレータＯＰ
14の出力端子とグランド端子間は開放状態を継続する。
したがって、図７に示すようにコンパレータＯＰ14の出
力端子Ｏ1 の電位は立下がった状態を継続し、フォトカ
プラを構成する発光ダイオードＤ11は、点灯状態を継続
する。この時、ダイオードＤ13は逆バイアス状態を継続
し、トランジスタＱ12のスイッチング動作には影響を与
えない。

【００６２】この時、オペアンプＯＰ13の出力は負
（−）出力となり、したがって、これを受けるコンパレ
ータＯＰ15の出力端子とグランド端子間は短絡状態とな
り、フォトカプラを構成する発光ダイオードＤ12は、点
灯状態になされる。この時、コンパレータＯＰ15の出力
端子Ｏ2 の電位は立下がる。したがって、ダイオードＤ
14を介してトランジスタＱ12のベースは負方向にバイア
スされる。

【００６３】この場合、トランジスタＱ12は抵抗Ｒ17と
コンデンサＣ11による時定数をもってオン状態になされ
る。すなわち、前記時定数の作用により、図７に示すｄ
点からｅ点までは、トランジスタＱ12はオフ状態を継続
し、ｄ点においてオン状態になされる。これに伴い、ト
ランジスタＱ11もオン動作され、図７に示すように、前
記Ｂ点の電位は動作電源Ｖssに立下がる。この時、前記
時定数の作用による時間経過により、Ａ点の電位は−１
０Ｖ以下に降下する。

【００６４】前記トランジスタＱ11のオン動作により、
前記Ｂ点にはほぼＶss（−１５Ｖ）が印加される。これ
により、積分回路３１を構成する前記センサキャパシタ
Ｃｓは、電荷を放電すると共に、逆方向への充電作用が
なされる。すなわち、トランジスタＱ11のオン動作によ
り、センサキャパシタＣｓの電荷は抵抗Ｒ11を介して放
電される。これにより、Ａ点の電位は＋１０Ｖ方向にリ
ニアに上昇するように転ずる。

【００６５】そして、Ａ点の電位が−１０Ｖをクロスし
た瞬間、すなわち図７に示すｅ点において、オペアンプ
ＯＰ13の出力は正（＋）出力となり、したがって、これ
を受けるコンパレータＯＰ15の出力端子とグランド端子
間は開放状態となり、フォトカプラを構成する発光ダイ
オードＤ12は、消灯状態になされる。この時、コンパレ
ータＯＰ15の出力は、Ｖcc側にプルアップされるが、ダ
イオードＤ14は逆バイアス状態となり、トランジスタＱ
12のスイッチング動作には影響を与えない。一方、オペ
アンプＯＰ12の出力は負（−）出力を保ったままとな
り、状態は変化しない。

【００６６】そして、積分回路３１を構成する前記セン
サキャパシタＣｓが逆極性に充電されて、Ａ点の電位が
上昇し、＋１０Ｖを超える図７に示すｆ点に至った場合
においては、オペアンプＯＰ12の出力は負（−）出力と
なり、したがって、これを受けるコンパレータＯＰ14の
出力端子とグランド端子間は開放状態となり、フォトカ
プラを構成する発光ダイオードＤ11は、この瞬間におい
て消灯状態になされる。

【００６７】この時、コンパレータＯＰ14の出力は、動
作電源Ｖcc側にプルアップされ、これによりダイオード
Ｄ13を介してトランジスタＱ12のベースは正方向にバイ
アスされる。この場合、抵抗Ｒ14を介してコンデンサＣ
11を充電する時定数回路が働き、この時定数の遅れをも
ってａ点においてトランジスタＱ12がオフされ、これに
伴いトランジスタＱ11もオフ状態になされる。この時、
前記時定数による時間経過により、Ａ点の電位は＋１０
Ｖ以上に上昇する。これにより、積分回路３１を構成す
る前記センサキャパシタＣｓへの逆極性の充電が完了
し、初期状態になされる。以下は、前記した説明のとお
り、Ａ点の電位はリニアに降下する動作がなされ、これ
が継続して反復繰り返される。

【００６８】前記した説明から明らかなとおり、積分回
路３１を構成するセンサキャパシタＣｓには、第１の基
準電位Ｖref1（＋１０Ｖ）を若干超える範囲から第２の
基準電位Ｖref2（−１０Ｖ）を若干下回る範囲におい
て、反復して逆極性に至る充放電が繰り返される。この
場合、積分回路３１における前記Ａ点の電位が、第１の
基準電位Ｖref1（＋１０Ｖ）をクロスする第１タイミン
グから、Ａ点の電位が第２の基準電位Ｖref2（−１０
Ｖ）をクロスする第２タイミングに至る時間は、積分回
路を構成するセンサキャパシタＣｓの容量値と、抵抗Ｒ
11の積に比例することになる。しかも、前記センサキャ
パシタＣｓは、初期状態の充電状態から放電され、さら
に逆極性に充電されるように作用する。

【００６９】これにより、抵抗Ｒ11の抵抗値を“Ｒ”と
し、センサキャパシタＣｓの容量値を“Ｃｓ”とした場
合、図７に示すＯ1 の立下がりからＯ2 の立下がりに至
る時間、すなわち、Ｏ1 とＯ2 のパルス間隔Ｄは、“Ｒ
Ｃｓ（Ｖref1−Ｖref2）／Ｖref1”のパラメータとして
示すことができる。ここで、前記“Ｒ”は、一定であ
り、したがってＯ1 の立下がりからＯ2 の立下がりに至
るパルス間隔Ｄの時間を計測することにより、センサキ
ャパシタの容量値“Ｃｓ”に対応する値を求めることが
できる。

【００７０】なお、前記したセンサ回路では、抵抗Ｒ15
とコンデンサＣ11が構成する時定数の働きにより、Ｂ点
の電位が立下がった後、一定時間の経過後にＢ点の電位
が完全に安定してから前記した第１タイミングが訪れ
る。したがって、第１タイミングから第２タイミングに
至る期間では、積分回路３１に常に安定した電流が流れ
る。すなわち、比較回路とスイッチング素子との間に時
定数回路を設けることにより、より高精度な計測が可能
になっている。

【００７１】次に図８は、フォトカプラを介して伝達さ
れる前記Ｏ1 の立下がりから、Ｏ2の立下がりに至るパ
ルス間隔Ｄの情報を受けて、センサキャパシタの容量値
“Ｃｓ”に対応する圧力値を求める計測用回路ユニット
３３の第１の実施の形態を示したものである。この図８
に示した実施の形態においては、フォトカプラにおける
一対のフォトトランジスタＰＴ1 ，ＰＴ2 から得られる
前記Ｏ1 およびＯ2 に対応する各出力が、ＲＳフリップ
フロップ３５によって受けるように構成されている。す
なわちＲＳフリップフロップ３５のセット端子Ｓに対し
て、前記Ｏ1 に対応する出力が印加され、また、ＲＳフ
リップフロップ３５のリセット端子Ｒに対して、前記Ｏ
2 に対応する出力が印加されるように構成されている。

【００７２】このＲＳフリップフロップ３５は、前記信
号Ｏ1 の立下がりによってセットされ、信号Ｏ2 の立下
がりによってリセットされる動作がなされる。これによ
り、フリップフロップ３５のＱ出力端子からは、図７に
示した“ＲＣｓ（Ｖref1−Ｖref2）／Ｖref1”に対応す
る時間において、“Ｈｉ”が出力される。前記フリップ
フロップ３５におけるＱ出力は、さらに第１と第２のＪ
Ｋフリップフロップ３６，３７におけるＪ端子およびＫ
端子に供給される。

【００７３】また、前記第１のＪＫフリップフロップ３
６のクロック入力端子ＣＫには、クロック発生手段とし
ての水晶発振器３８より１００ＭＨｚのクロック信号が
供給されるように構成されている。また、水晶発振器３
８からのクロック信号は、２つのインバータにより構成
された位相遅延手段３９を介して、第２のＪＫフリップ
フロップ３７のクロック入力端子ＣＫに供給されるよう
に構成されている。なお、前記位相遅延手段３９を構成
する２つのインバータは、水晶発振器３８からの１００
ＭＨｚのクロック信号の位相を、ほぼ１８０度遅延させ
るために利用されている。この構成により、後述するク
ロックカウンタの機能を、実質的に２００ＭＨｚのクロ
ック信号でカウントアップできるように機能させてお
り、これにより分解能をより向上させることができる。

【００７４】前記第１と第２のＪＫフリップフロップ３
６，３７は、Ｊ端子とＫ端子に同一信号が入力されるた
め、それぞれＴ型フリップフロップとして機能してお
り、前記フリップフロップ３５のＱ出力が“Ｈｉ”の場
合において、それぞれＱ端子より発振器３８からのクロ
ック信号を２分周した状態で出力する。そして、それぞ
れのフリップフロップ３６，３７のＱ端子から出力され
るパルス信号は、第１および第２のカウンタ４０，４１
に供給される。

【００７５】すなわち、前記フリップフロップ３６，３
７は、前記“ＲＣｓ（Ｖref1−Ｖref2）／Ｖref1”に対
応するパルス間隔時間Ｄにおいて、クロック発振器３８
からのクロック信号を第１および第２のカウンタ４０，
４１に与えるゲート制御手段として利用されている。そ
して、第１および第２のカウンタ４０，４１におけるカ
ウント値は、１チップマイコン４２におけるＩ／Ｏポー
ト４３に入力され、マイコン４２内において入力数が判
定される。このマイコン４２内には複数のカウンタが内
蔵されており、カウント値の下位ビットはカウンタ４
０，４１により、上位ビットは内蔵のカウンタによりカ
ウントする構成になっている。

【００７６】一方、前記第１および第２のカウンタ４
０，４１は、図７に示したＯ1 の立上がりのタイミング
によりクリアされ、再度図７に示したＯ1 の立下がりか
らＯ2の立下がりの期間において出力される前記第１お
よび第２のＪＫフリップフロップ３６，３７からのパル
ス数をカウントアップするように動作する。

【００７７】なお、図６に示したセンサキャパシタＣｓ
に対応するパルス間隔Ｄを生成するセンサ側回路におい
ては、特にセンサキャパシタＣｓおよびこのキャパシタ
Ｃｓと積分回路を構成する抵抗Ｒ11の温度依存性が問題
となる。そこで、これらの温度補償を行うために、前記
した温度センサの機能を備えたＩＣが備えられている。
この温度補償用のＩＣは、図８において符号４４として
示されているが、これは、図３に基づいて説明したよう
に、圧力センサユニット１に配置されている。

【００７８】前記温度補償用のＩＣ４４は、温度に対し
てほぼリニアに変化するアナログ出力を発生するもので
あり、このアナログ出力は、信号線を介して前記マイコ
ン４２に搭載されているＡ／Ｄコンバータ４５に入力さ
れるように構成されている。そして、Ａ／Ｄコンバータ
４５においてデジタル変換され、前記カウンタ値をマイ
コン内４２内のＣＰＵ４６においてソフトウエアで処理
することにより、温度補償するように機能する。

【００７９】この場合、計測用回路ユニット３３に対し
て、着脱可能に搭載される記憶手段５０が用意されてお
り、この記憶手段５０には、温度に応じて参照すべき校
正情報がテーブル形式に記述されている。したがって、
この校正情報を利用して補正することにより、正確な温
度補償を得ることができる。この温度補償を行う場合の
校正手段については、後で詳細に説明する。

【００８０】一方、図１に示した圧力センサ５において
は、ダイヤフラム５ａが圧力を受けてたわむことで、前
記センサキャパシタＣｓが変化する。しかしながら、セ
ンサキャパシタＣｓの容量値は被測定圧力には比例せ
ず、ノンリニアな関係となる。そこで、計測用回路ユニ
ット３３に対して、着脱可能に搭載される前記記憶手段
５０には、前記したノンリニアな関係を是正するための
校正情報もテーブル形式で構築されている。この場合の
具体的な校正手段については、後で詳細に説明する。

【００８１】前記記憶手段５０は、図８に模式的に示し
たように、基板上にＲＯＭのＩＣチップ５０ａを搭載し
たＲＯＭカードの形態でもよく、これを、ＲＯＭカード
用コネクタ５１に接続することで、マイコン内４２内の
ＣＰＵ４６からのアクセスを受けて、校正情報が読み出
される。

【００８２】図９は記憶手段としての前記ＲＯＭカード
５０を、計測用回路ユニット３３に対して着脱可能に装
着する状態を示している。すなわち、計測用回路ユニッ
ト３３における筐体の一部には、ＲＯＭカード５０の差
し込み口５２が形成されており、この差し込み口５２
に、前記ＲＯＭカード５０を差し込むことで、校正情報
を読み出すことが可能になる。

【００８３】また、前記記憶手段５０としては、図示し
たＲＯＭカードの形態ではなく、ＲＯＭのＩＣチップ
を、計測用回路ユニット３３における回路基板上に配置
された図示せぬＩＣソケットに直接装着する形態でもよ
い。さらに図示せぬコネクタに、ＲＯＭのＩＣチップを
搭載し、当該コネクタを計測用回路ユニット３３に差し
込むような形態であってもよい。さらに、ＲＯＭのＩＣ
チップについては、必要とする記憶容量に応じて、ＥＥ
ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＰＲＯＭ等を適宜利用すること
ができる。

【００８４】以上のようにして、温度補償並びにノンリ
ニアな関係が是正された測定値は、マイコン４２に接続
された例えば液晶ディスプレイ４８によって圧力値とし
て表示することができる。また、符号４９として示すよ
うにＤ／Ａコンバータを用いてアナログ信号として出力
することもできる。

【００８５】以上の説明で明らかなように、前記した記
憶手段５０は、個々の圧力センサユニット１に対応させ
た各校正情報が格納され、圧力センサユニットと共にユ
ーザに対して供給する形態がとられる。そして、ユーザ
は前記記憶手段５０を計測用回路ユニット３３側に装着
することで、前記圧力センサユニットに対応した校正を
得ることができ、より正確な測定値を提供することがで
きる。

【００８６】ところで、図８に示した計測用回路におけ
るＴ型フリップフロップとして機能するＪＫフリップフ
ロップ３６は、前記Ｏ1 の立下がりのタイミングから、
前記Ｏ2 の立下がりに至るパルス間隔Ｄの期間におい
て、水晶発振器３８からもたらされるクロック信号を、
クロックカウンタ４０，４１に送り出すように作用する
が、前記Ｏ1 の立下がりのタイミングと、水晶発振器３
８からもたらされるクロック信号の立下がりタイミング
とは、必ずしも同期はとれていない。

【００８７】したがって、実際には図１０に示したよう
に、前記Ｏ1 の立下がりのタイミングｔ１以降におい
て、水晶発振器３８からもたらされるクロック信号が初
めて立下がった時点ｔ２より、クロックカウンタ４０，
４１はカウントアップを開始することになる。したがっ
て、そのｔ１からｔ２の間であるＤ１として示す第１端
数時間は、クロックカウンタ４０，４１は実質的に機能
せず、分解能を低下させる要因になる。同様にクロック
信号が立下がった時点ｔ３から前記Ｏ2 の立下がりのタ
イミングｔ４の間であるＤ２として示す第２端数時間に
おいても、クロックカウンタ４０，４１は実質的に機能
せず、同様に分解能を低下させる要因になる。

【００８８】図１１は、この様な要因により分解能が低
下するのを防止することができる計測用回路ユニット３
３の第２の実施の形態を示したものである。なお、この
図１１に示す構成によると、図８に示した計測用回路よ
りも、低いクロック周波数で高い測定精度を得ることが
期待できる。なお、図１１においては、図８に示した回
路構成における。各部に相当する部分を同一符号で示し
ている。

【００８９】図１１に示す構成では、図１２に示すよう
に、前記Ｏ1 の立下がりのタイミングｔ１′から前記ク
ロック信号の立下がりのタイミングｔ２′までの第１端
数時間Ｄ１′および前記前記Ｏ2 の立下がりのタイミン
グｔ３′から前記クロック信号の立下がりのタイミング
ｔ４′までの第２端数時間Ｄ２′を、それぞれアナログ
的に計測してクロックカウンタにより得られるカウント
アップ値を補正する機能を備えている。

【００９０】この図１１に示す構成においては、フォト
カプラにおける一対のフォトトランジスタＰＴ1 ，ＰＴ
2 から得られる前記Ｏ1 およびＯ2 に対応する各出力
が、それぞれ立下がりエッジ検出回路６２および６３を
介してＲＳフリップフロップ６０および６１のセット端
子Ｓに入力されるように構成されている。また水晶発振
器２８より、１２．８ＭＨｚのクロック信号が立下がり
エッジ検出回路６４を介してＲＳフリップフロップ６０
および６１のリセット端子Ｒに入力されるように構成さ
れている。

【００９１】立下がりエッジ検出回路６２，６３および
６４は、入力信号の立下がりエッジを検出し、エッジ検
出回路を構成する抵抗とコンデンサの時定数によって決
まる短パルス幅（この例では６ｎｓｅｃ）の“Ｌｏｗ”
パルスを発生させるように機能する。すなわち、ＲＳフ
リップフロップ６０は、前記第１時間Ｔ１′においての
みＱ出力端子から“Ｈｉ”が出力され、同様にＲＳフリ
ップフロップ６１は、前記第２時間Ｔ２′においてのみ
Ｑ出力端子から“Ｈｉ”が出力されるように動作する。

【００９２】そして、第１のフリップフロップ６０にお
けるＱ端子は、インバータ６５を介してＮＡＮＤゲート
６７の一方の入力端子に接続され、また、第２のフリッ
プフロップ６１におけるＱ端子は、同じくインバータ６
６を介してＮＡＮＤゲート６７の他方の入力端子に接続
されている。したがって、ＮＡＮＤゲート６７の出力
（図１１のＥ点）の電位は、図１２に示すように、前記
第１端数時間Ｄ１′および前記第２端数時間Ｄ２′にお
いてのみ“Ｈｉ”となる。

【００９３】さらに、ＮＡＮＤゲート６７とアース間に
は抵抗Ｒ25、ダイオードＤ25、およびコンデンサＣ25が
直列接続接続されており、前記ダイオードＤ25およびコ
ンデンサＣ25の接続点は、オペアンプＯＰ21の非反転入
力端子に接続されている。したがって前記ゲート６７が
開いた場合においては、抵抗Ｒ25を介してコンデンサＣ
25に対する充電動作がなされる。この時の時定数は抵抗
Ｒ25とコンデンサＣ25との値によって決定される。

【００９４】一方、前記オペアンプＯＰ21は、電圧フォ
ロアを構成しておりインピーダンス変換器として機能す
る。すなわち、前記コンデンサＣ25に充電された電圧値
は、オペアンプＯＰ21の出力端に移され、この電圧値は
マイコン４２内に搭載されたＡ／Ｄコンバータ４５によ
ってデジタル変換される。また、前記した第１および第
２のフリップフロップ６０，６１のＱ出力端子より得ら
れる制御パルスは、前記マイコン４２におけるＩ／Ｏポ
ートによって取り込まれ、さらにＩ／ＯポートからはＦ
ＥＴ６８を介して、前記ダイオードＤ25とコンデンサＣ
25の接続点に、リセット信号が加えられるように構成さ
れている。

【００９５】さらに、ＲＳフリップフロップ６０，６１
のＱ出力端子は、それぞれ立下がりエッジ検出回路６９
および７０を介してＲＳフリップフロップ３５のセット
端子Ｓおよびリセット端子Ｒに接続されている。立下が
りエッジ検出回路６９および７０は、エッジ検出回路６
２，６３および６４と同様に、入力信号の立下がりエッ
ジを検出し、エッジ検出回路を構成する抵抗とコンデン
サの時定数によって決まるパルス幅（この例では２０ｎ
ｓｅｃ）の“Ｌｏｗ”パルスを発生させるように機能す
る。立下がりエッジ検出回路６９および７０にはダイオ
ードが付加されているため、エッジ検出回路の入力の
“Ｈｉ”時間が極めて短くても立下がりエッジを検出す
ることができる。

【００９６】フリップフロップ３５のＱ出力端子から
は、カウントアップ動作を行う時間のみ“Ｈｉ”となる
ゲート制御信号が出力される。このゲート制御信号は、
ＮＡＮＤゲート７１の一方入力端子に入力される。ま
た、他方の入力端子には、前述した立下がりエッジ検出
回路６４を介して水晶発振器３８が出力したクロック信
号が入力されるように構成されている。さらにＮＡＮＤ
ゲート７１の出力は、マインコ４２に内蔵されたクロッ
クカウンタ４０に入力され、ゲートが開いた状態では、
クロック数をカウントアップするよう動作する構成にな
っている。

【００９７】前記した構成において、図１２に示すよう
に第１のフリップフロップ６０は、Ｏ1 の立下がりｔ
１′によってセットされ、また発振器３８からのクロッ
クの立下がりｔ２′によってリセットされる。したがっ
て、このｔ１′からｔ２′に至る第１端数時間Ｄ１′に
おいて、前記コンデンサＣ25は抵抗Ｒ25を介して充電さ
れる。この時に充電された電圧値はオペアンプＯＰ21に
よってＡ／Ｄコンバータ４５に供給され、デジタル変換
される。

【００９８】これにより、前記Ｄ１′に対応する値がマ
イコン４２に取り込まれる。そして計測用回路ユニット
３３に着脱可能に装着されたＲＯＭカード５０にテーブ
ル形式で格納された校正データを利用して、補間法を用
いてＣＰＵ４６で演算を行うことにより、正確な端数時
間Ｄ１′が求められる。そして、この後にＦＥＴ６８を
介してコンデンサＣ25に充電された電荷はリセットされ
る。

【００９９】また、第２のフリップフロップ６１は、図
１２に示すように、Ｏ2 の立下がりｔ３′によってセッ
トされ、また発振器３８からのクロックの立下がりｔ
４′によってリセットされる。したがって、このｔ３′
からｔ４′に至る時間Ｄ２′において、前記コンデンサ
Ｃ25は抵抗Ｒ25を介して再び充電される。この時に充電
された電圧値はオペアンプＯＰ21によってＡ／Ｄコンバ
ータ４５に供給され、デジタル変換される。

【０１００】これにより、前記Ｄ２′に対応する値がマ
イコン４２に取り込まれる。そして、前記ＲＯＭカード
５０にテーブル形式で格納された校正データを利用し
て、補間法を用いてＣＰＵ４６で演算を行うことによ
り、正確な端数時間Ｄ２′が求められる。この場合のＤ
１′およびＤ２′の校正手段についての詳細は後で説明
する。

【０１０１】前記マイコン４２内においては、すでに取
得したＤ１′に対応する値からＤ２′に対応する値を減
算する操作が実行される。そして、“Ｄ１′−Ｄ２′”
に対応する値（負である場合もある）を、クロックカウ
ンタ４０によってカウントアップされた値に加えること
により、図１２に示す“ＲＣｓ（Ｖref1−Ｖref2）／Ｖ
ref1”に対応する値を演算することができる。

【０１０２】以上の説明で明らかなように、この図１１
に示した回路構成によると、前記した第１端数時間Ｄ
１′および第２端数時間Ｄ２′をアナログデータで取得
し、クロックカウンタによってカウントアップされた値
に補正を加える演算処理がなされるため、クロックの周
波数が低くても、きわめて高い精度で測定値を求めるこ
とが可能になる。

【０１０３】前記図１１に示した回路構成においても、
記憶手段５０は、個々の圧力センサユニット１に対応さ
せた各校正情報が格納され、圧力センサユニットと共に
ユーザに対して供給する形態がとられる。そして、ユー
ザは前記記憶手段５０を計測用回路ユニット３３側に装
着することで、前記圧力センサユニットに対応した校正
を得ることができ、より正確な測定値を提供することが
できる。

【０１０４】なお、前記した校正情報を記憶した記憶手
段５０は、図８および図１１に示したように、いずれも
計測用回路ユニット３３に対して着脱可能に装着される
ようになされているが、前記記憶手段５０は、例えば圧
力センサユニット１側に配置するように構成することも
できる。この場合においては、圧力センサユニット１か
ら計測用回路ユニット３３に対して信号線を介して校正
情報を伝達するような接続形態が採用される。

【０１０５】この構成によると、前記した測定圧力に対
応したパルス信号を伝送する信号線と共に、コネクタを
介して記憶手段５０から読み出される校正情報を、計測
用回路ユニット３３に対して送出することができる。し
たがって、ユーザとしては記憶手段５０としての例えば
ＲＯＭカードを、計測用回路ユニット３３に装着する操
作は不要であり、例えば、圧力センサユニット１を交換
した場合においても、当該センサユニットに対応した校
正情報を利用することができる。

【０１０６】次に図１３は、前記した図６に示した圧力
センサユニット１のセンサ側回路から、図８および図１
１に示した計測用回路ユニット３３に接続される各信号
線の好ましい接続態様を示している。圧力センサユニッ
ト１と計測用回路ユニット３３との間においては、電源
線５４、圧力測定値に対応したパルス信号を伝送する信
号線５５、温度センサ４４からの信号線５６が接続され
る。この場合、前記各信号線等に外来ノイズが飛び付く
のを防止するために、一般にシールド外皮５７を備えた
シールド線が用いられる。

【０１０７】前記したシールド外皮５７は、通常におい
ては周知のコネクタを介して、圧力センサユニット１の
基準電位点、および計測用回路ユニット３３の基準電位
点を相互に接続するように構成される。一方、前記圧力
センサユニット１および計測用回路ユニット３３のそれ
ぞれの基準電位点は、ユーザにおいてアース接続された
状態で稼働される。したがって、前記した構成によると
シールド外皮５７とアースとの間で閉ループが形成され
ることになる。

【０１０８】したがって、この閉ループを構成する前記
シールド外皮５７には外来ノイズにより微小電流が生成
され、これが各信号線等に対して寄生容量を介してノイ
ズとして誘導させる結果となる。このよう問題を回避す
るために、図１３に示した例においては、シールド外皮
５７は、圧力センサユニット１における基準電位点のみ
に接続した構成としており、シールド外皮５７と計測用
回路ユニット３３の基準電位点とは電気的に絶縁された
状態になされている。

【０１０９】この様な手段を採用することで、特に温度
センサ４４から伝送されるアナログ信号に対するノイズ
の影響を抑制することができ、後述するセンサ温度に基
づく校正操作を正確に実行することができる。なお、前
記した構成においては、シールド外皮５７を圧力センサ
ユニット１における基準電位点のみに接続しているが、
このシールド外皮５７は、計測用回路ユニット３３にお
ける基準電位点のみに接続するように構成してもよい。

【０１１０】ところで、圧力センサユニットと被測定容
器（真空チャンバなど）との間は、配管やバルブ等で接
続されている。このために、圧力センサユニットにおけ
る圧力センサ部と被測定容器の温度は同じであるとは限
らない。特に、図４に示したようにヒータによる加熱手
段を備えた圧力センサユニットを採用する場合において
は、両者には大きな温度差が生ずる。この温度差のため
に、熱遷移流の影響を受けて、被測定容器と圧力センサ
部との間で圧力差が発生する。すなわち、前記した熱遷
移流の影響による圧力差を受けて、圧力センサ部におい
ては、被測定容器内の真の圧力を把握することが困難と
なる。

【０１１１】したがって、前記した圧力センサ部５のセ
ンサ温度を測定する温度センサ４４に加えて、被測定容
器の温度を測定する温度センサも備え、両者の温度から
測定圧力を補正する手段を講ずることが望ましい。この
ために、図１４に示すように、圧力センサユニット１に
配置され、前記した計測用回路ユニット３３に接続され
るコネクタ１０に併設させて、被測定容器の温度を測定
する温度センサ５９が接続されるコネクタ５８も配置す
るように構成することが好ましい。

【０１１２】前記したような構成とした場合、被測定容
器の温度を測定する温度センサ５９から得られる温度デ
ータ信号は、センサユニット１内でコネクタ５８からコ
ネクタ１０に直結するようにし、コネクタ１０から計測
用回路ユニット３３に至る信号線を介して、計測用回路
ユニット３３に対して送出されるようになされる。な
お、前記した圧力センサ部５の温度センサ４４による測
定温度と、被測定容器の温度を測定する温度センサ５９
による測定温度を利用して、測定圧力の結果を校正する
手段については、後で詳細に説明する。

【０１１３】次に、前記した図８に示す計測用回路ユニ
ットおよび図１１に示す計測用回路ユニットにおいてな
される温度情報などを用いて測定圧力を校正する手段に
ついて具体的に説明する。まず、圧力センサユニットと
して図１ないし図３に示したように、圧力センサユニッ
トを加熱する電気ヒータが具備されていない第１の実施
の形態を利用した場合について説明する。

【０１１４】ここで、前記したセンサキャパシタＣｓに
基づいて、圧力センサユニット１において生成されるパ
ルス間隔Ｄは、被測定圧力Ｐとの間でリニアな関係では
なく、パルス間隔Ｄは被測定圧力Ｐとの間で特定な関数
関係を有している。また、パルス間隔Ｄは、前記温度セ
ンサ４４により得られるセンサ温度Ｔとの間においても
特定の関数関係を有している。さらに現実には、前記パ
ルス間隔Ｄは、被測定圧力Ｐとセンサ温度Ｔの双方にお
いて従属関数関係を有している。

【０１１５】まずは、前記パルス間隔Ｄが、被測定圧力
Ｐとセンサ温度Ｔの双方において従属関係を有している
ことを無視し、パルス間隔Ｄが、圧力Ｐとセンサ温度Ｔ
により独立に決定することができると仮定した場合につ
いて説明する。なお、このように仮定しても十分な校正
結果を得ることは可能であり、実用上において十分な精
度を有する測定結果を得ることができる。

【０１１６】すなわち、パルス間隔Ｄが圧力Ｐとセンサ
温度Ｔにより独立に決定することができると仮定すれ
ば、パルス間隔Ｄは、次の式１のように表すことができ
る。

【０１１７】

【数１】

【０１１８】ここで、Ｄ₀（Ｐ）は、Ｔ＝Ｔ₀における
パルス間隔であり、ｆ（Ｔ）は、Ｔ＝Ｔ₀で０となる温
度依存性を表す関数である。前記式１より圧力Ｐは、次
式で求められる。

【０１１９】

【数２】

【０１２０】前記ｆ（Ｔ）は、センサ温度Ｔから、前記
記憶手段５０に記憶された補間データに基づいて線形補
間により計算される。この実施例では、Ｔ₀＝０℃から
１２８℃までの温度範囲を等間隔で３２分割して、各温
度８バイトのデータを用いている。同様にＤ₀ ^-1〔ｘ〕
は、記憶手段５０におけるＥＥＰＲＯＭに記憶された補
間データに基づいて線形補間により計算される。

【０１２１】ところで、前記パルス間隔Ｄは、たとえ測
定圧力が“０”であっても、その間隔Ｄは“０”にはは
ならず、オフセット値を有している。したがって、この
実施例においては、このオフセット値Ｄ₀₀から、Ｄ₀₀＋
７００μｓｅｃまでのパルス間隔範囲を、等間隔で６４
分割して、各パルス間隔８バイトのデータを用いてい
る。ここで、前記したオフセット値Ｄ₀₀は、Ｔ＝Ｔ0 ，
Ｐ＝0 におけるパルス間隔であり、このオフセット値
は、圧力センサ５に応じて変化するため、温度補間デー
タ、パルス間隔補間データと共に、記憶手段５０におけ
るＥＥＰＲＯＭに記憶されている。

【０１２２】加えて、計測用回路ユニット３３における
測定値の表示を、複数の圧力単位に対応させるために、
複数の単位に対してそれぞれの単位を表す文字列、表示
圧力の比例係数、小数点位置が、同様に記憶手段５０に
おけるＥＥＰＲＯＭに格納し、これを利用することが望
ましい。すなわち、ユーザにおいては、測定値をトル
（ｔｏｒｒ）、ミリバール（ｍｂ）、或いはパスカル
（Ｐａ）等の単位で把握したいという要請があり、この
ような単位を表す文字列、また、前記した単位を用いた
場合においては、測定した数値にそれぞれの単位に応じ
て比例係数を乗算させる必要が生ずる。

【０１２３】さらに、ユーザが把握しようとする圧力の
測定レンジも要求により変わるため、表示にあたっては
小数点位置の情報も必要となる。この様な表示に必要な
情報も、前記したＥＥＰＲＯＭに格納しておくことが望
ましい。この様になされることで、ユーザ側は必要な圧
力センサユニットを用意し、これに接続される計測用回
路ユニットは同一のものを利用することができる。すな
わち、計測用回路ユニットとして汎用性を持たせること
ができることになる。

【０１２４】次に、例えば図１１に示した計測用回路ユ
ニット３３においては、積分開始部の前記した端数時間
をＤ1 、積分終了部の端数時間をＤ2 、積分動作中のク
ロックカウント数をＮ、クロックの周期をｔｗとした場
合、前記パルス間隔Ｄは、次の式３で表される。

【０１２５】

【数３】

【０１２６】特に、図１１に示した計測用回路ユニット
３３においては、動作温度が変化すると、電源電圧の変
化、積分回路の抵抗（Ｒ25）やコンデンサ（Ｃ25）の特
性の変化、デジタル回路のしきい値の変化等により、前
記した端数時間Ｄ1 ，Ｄ2 と、ＡＤコンバータ４５の出
力結果との関係が変化する。このために、図示はしてい
ないが、計測用回路ユニット３３内の温度を測定する温
度センサを利用して、計測用回路ユニット３３における
温度に応じて、ＡＤコンバータ４５の出力結果を補正す
るように構成することが望ましい。

【０１２７】この場合においても、複数の温度に対する
関数テーブルを用意し、計測用回路ユニット３３内にお
ける温度に応じて最適な関数テーブルを用い、前記した
補間法を利用してＡＤコンバータ４５の出力結果を校正
することが望ましい。

【０１２８】以上説明した校正手段を採用した場合にお
いては、温度Ｔおよび圧力Ｐに対応させて、それぞれ一
次元のデータテーブルを用意すればよいので、必要記憶
容量が少なくて済むという実用上のメリットがある。こ
のために、記憶手段５０としては、前記したように、例
えばＥＥＰＲＯＭを利用することができる。

【０１２９】次に、圧力センサユニットとして図１ない
し図３に示したように、圧力センサユニットを加熱する
電気ヒータが具備されていない第１の実施の形態を利用
した場合について、温度Ｔとパルス間隔Ｄが従属変数で
ある現実を考慮して、測定値を校正する手段について説
明する。この場合においては、圧力Ｐは次の式４で表さ
れる。

【０１３０】

【数４】

【０１３１】圧力Ｐは、パルス間隔Ｄおよびセンサ温度
Ｔから、記憶手段５０としてのＥＰＲＯＭに記憶された
補間データに基づいて線形補間により計算される。この
実施例ではＴ_C＝０℃から１２８℃までの温度範囲を等
間隔で１６分割し、また、Ｄ ₀₀からＤ₀₀＋７００μｓｅ
ｃまでのパルス間隔範囲を等間隔で３２分割して、各点
８バイトで１７×３３＝５６１点の補間データを用いて
いる。この場合においても、前記と同様に複数の圧力単
位に対応するために、複数の単位に対してそれぞれの単
位を表す文字列、表示圧力の比例計数、小数点位置が、
同様にＥＰＲＯＭに記憶される。

【０１３２】以上の校正手段を採用した場合において
は、二次元に構築された各校正データを利用するため
に、理想的な校正結果を得ることができる。しかしなが
ら、校正データの記憶容量が大きくなるため、記憶手段
５０としては、前記したようにＥＰＲＯＭを利用するこ
とが望ましい。

【０１３３】続いて、図４に示したように圧力センサユ
ニットを加熱する電気ヒータが具備されたセンサユニッ
トを用い、温度Ｔとパルス間隔Ｄが独立変数であると仮
定した場合における校正手段について説明する。この場
合、圧力センサユニット１における回路基板９には、図
６に示した回路構成が配列されており、そのセンサ回路
における前記したオペアンプ（ＯＰ11〜ＯＰ13）や各抵
抗素子は、周知のとおり温度依存性を有している。した
がって、図には示していないが圧力センサユニット１内
における回路基板９における動作温度を測定するセンサ
回路の温度Ｔ_Cを取得する温度センサを具備し、この温
度情報も利用するように構成することが望ましい。

【０１３４】したがって、ここではセンサ回路の温度Ｔ
_Cを取得する温度センサも用いて、圧力の測定値を校正
する手段について説明する。すなわち、パルス間隔Ｄ
が、圧力Ｐと、圧力センサ５における温度センサ４４に
よるセンサ温度Ｔ_S、およびセンサ回路温度Ｔ_Cによ
り、独立に決定することができると仮定すれば、パルス
間隔Ｄは、次の式５で表される。

【０１３５】

【数５】

【０１３６】ここで、Ｄ₀（Ｐ）は、Ｔ_S＝Ｔ_S0，Ｔ_C
＝Ｔ_C0におけるパルス間隔であり、ｆ（Ｔ_S）は、Ｔ_S
＝Ｔ_S0で０となるセンサ温度依存性を表す関数、ｇ（Ｔ
_C）は、Ｔ_C＝Ｔ_C0で０となるセンサ回路温度依存性を
表す関数である。式５より、圧力Ｐは次式で求められ
る。

【０１３７】

【数６】

【０１３８】ｆ（Ｔ_S）は、センサ温度Ｔ_Sから、記憶
手段５０に記憶された補間データに基づいて線形補間に
より計算される。この実施例では、Ｔ_S0＝１４５℃から
１５５℃までの温度範囲を等間隔で８分割、Ｔ_C0＝２０
℃から１２０℃までの温度範囲を等間隔で１６分割し
て、各温度８バイトのデータを用いている。同様にＤ₀
^-1（ｘ）は、記憶手段５０としてのＥＥＰＲＯＭに記憶
された補間データに基づいて線形補間により計算され
る。

【０１３９】この実施例では、Ｄ₀₀からＤ₀₀＋７００μ
ｓｅｃまでのパルス間隔範囲を等間隔で６４分割して、
各パルス間隔点８バイトのデータを用いている。ここ
で、Ｄ ₀₀は、Ｔ_S＝Ｔ_S0，Ｔ_C＝Ｔ_C0，Ｐ＝０における
パルス間隔（パルス間隔のオフセット値）であり、温度
補間データ、パルス間隔補間データと共に、ＥＥＰＲＯ
Ｍに記憶されている。また、同様に複数の圧力単位に対
応するために、複数の単位に対してそれぞれの単位を表
す文字列、表示圧力の比例係数、小数点位置が、同様に
ＥＥＰＲＯＭに記憶されている。

【０１４０】さらに、前記図１４に示したように、被測
定容器（真空チャンバなど）の動作温度を検出すること
ができる温度センサ５９を備えた構成について好適に採
用し得る校正手段について説明する。すでに説明したと
おり、例えば図４に示したとおり、ヒータ１８が具備さ
れた圧力センサユニットを利用した場合には、圧力セン
サユニット１における圧力センサ５と、被測定容器（真
空チャンバなど）との間に大きな温度差が発生し、熱遷
移流の影響を受けて、測定しようとする被測定容器内の
圧力と、圧力センサ５における圧力に差が発生し、正確
な圧力測定が行えない。

【０１４１】ここで、被測定容器の温度をＴ₁、被測定
容器の圧力をＰ₁、圧力センサ５の温度をＴ₂、圧力セ
ンサ部の圧力をＰ₂とする。また、平均自由工程をλ、
圧力センサと被測定容器とをつなぐ配管の内径、すなわ
ち接続ポート部材２に形成した連通管２ａの内径をｄと
する。

【０１４２】圧力が高い領域、すなわち粘性流領域（λ
＜＜ｄ）では、両者の圧力は同一であるので、Ｐ₁＝Ｐ
₂である。一方、圧力が低い領域、すなわち分子流領域
（λ＞＞ｄ）では、被測定領域側からの分子流速と圧力
計側からの分子流速とが等しいと仮定すると、次の式７
が成り立つ。

【０１４３】

【数７】

【０１４４】すなわち、Ｔ₁とＴ₂とを用いて圧力を補
正しないと、正確な結果が得られない。中間流領域で
は、圧力はＴ₁とＴ₂の関数として幾分複雑な補正が必
要である。この実施例では、近似的に以下の式８により
補正を行っている。

【０１４５】

【数８】

【０１４６】前記ｆ（Ｐ₂）は、圧力センサの圧力Ｐ₂
から、前記記憶手段５０に記憶された補間データに基づ
いて線形補間により計算される。この実施例では、Ｔ_S0
＝０Ｐａから１３３Ｐａでの温度範囲を等間隔で６４分
割して、各温度４バイトのデータを用いている。

【０１４７】以上説明した実施の形態においては、圧力
センサに付帯された温度検出手段からの温度情報は、ア
ナログ信号として圧力センサユニットから計測用回路ユ
ニットに伝達され、計測用回路ユニットにおいて記憶手
段から読み出された校正情報を利用して、圧力センサの
温度依存性を校正するようになされている。しかしなが
ら、前記校正情報が格納された記憶手段が圧力センサユ
ニットに搭載されている場合においては、圧力センサユ
ニットにおいて、計測センサにおける温度依存性が校正
された出力を得ることができる。

【０１４８】この場合、温度検出手段からの温度情報
は、圧力センサユニット内においてデジタル変換され、
記憶手段に格納された校正情報を利用して前記した補完
法により温度依存性が校正された圧力情報を圧力センサ
ユニットより出力させることができる。この場合におい
ては、図１３に示した圧力センサユニットから計測用回
路ユニットに伝達する温度センサ４４からの信号線５６
を省略することができる。

【０１４９】さらに、前記した温度検出手段からの温度
情報は、前記したようにデジタル変換し、温度依存性を
校正しない状態で計測用回路ユニットに伝送するように
構成する場合もある。この場合においては、圧力センサ
ユニットから計測用回路ユニットに伝達する温度センサ
４４からの信号線５６を利用するが、デジタル情報に変
換された温度情報は、外来ノイズの影響をほとんど受け
ることはなく、したがって、高い測定精度を確保するこ
とが可能である。

【０１５０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
にかかる計測装置によると、校正情報が記憶された記憶
手段が着脱可能に搭載され、前記記憶手段に格納された
校正情報を利用して計測値をを演算するように構成した
ので、例えば、圧力センサユニットにおける個々の特性
に応じた校正情報を、校正操作に反映させることができ
る。したがって、測定精度を遥かに向上させた被測定圧
力を得ることができる圧力測定装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この本発明にかかる計測装置を構成する圧力セ
ンサユニットの第１の実施の形態を示した縦断面図であ
る。

【図２】図１に示す圧力センサユニットをカバー部材側
から視た状態を示す側面図である。

【図３】図１におけるＡ−Ａより矢印方向に視た状態を
示す断面図である。

【図４】この本発明にかかる計測装置を構成する圧力セ
ンサユニットの第２の実施の形態を示した縦断面図であ
る。

【図５】図４におけるＢ−Ｂより矢印方向に視た状態を
示す断面図である。

【図６】圧力センサユニットに配備されたセンサ回路の
構成例を示した結線図である。

【図７】図６に示す回路構成によってなされる作用を説
明するタイミングチャートである。

【図８】図６に示すセンサ回路からのパルス信号を受け
て、被測定圧力を演算する計測用回路ユニットの第１の
実施の形態を示した結線図である。

【図９】計測用回路ユニットにおいて採用されるＲＯＭ
カードを装着する状態を示した斜視図である。

【図１０】図８に示す計測用回路ユニットによってなさ
れる動作を説明するタイミングチャートである。

【図１１】図６に示すセンサ回路からのパルス信号を受
けて、被測定圧力を演算する計測用回路ユニットの第２
の実施の形態を示した結線図である。

【図１２】図１１に示す計測用回路ユニットにおける作
用を説明するタイミングチャートである。

【図１３】圧力センサユニットのセンサ側回路から計測
用回路ユニットに接続される各信号線の好ましい接続形
態を示した構成図である。

【図１４】被測定容器の温度を測定する温度センサを備
えた場合の好ましい形態を示した接続構成図である。

【符号の説明】

１圧力センサユニット２接続ポート部材２ａ連通管５圧力センサ５ａ可動ダイヤフラム５ｂ固定電極７金属蓋体９センサ側回路基板１０，５８コネクタ１２円盤状部材１３支持板１４ボルト１５円筒部材１６遮蔽体１６ａ通孔１８加熱手段（電気ヒータ）１９，２１断熱材３１積分回路３３計測用回路ユニット４４温度センサ（温度補償用ＩＣ）５０記憶手段５０ａＩＣチップ５１カード用コネクタ５２差し込み口５４電源線５５，５６信号線５７シールド外皮５９温度センサＲ11 積分用抵抗素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F055 AA11 BB08 CC02 DD01 EE25 FF02 FF12 FF45 GG11 GG32 GG37 GG44 HH05 2F075 AA03 AA08 BB08 EE15 EE17 EE18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計測センサによって計測された出力を受
けて、計測値を求める計測装置であって、少なくとも、前記計測センサを含む計測センサユニット
の校正情報が記憶された記憶手段が着脱可能に搭載さ
れ、前記記憶手段に格納された校正情報を利用して、計
測値を演算する計測用回路ユニットを具備してなる計測
装置。
【請求項２】前記計測センサが、圧力を測定する圧力
センサであって、前記圧力センサを含む計測センサユニ
ットが被測定圧力に応じて出力パルスが変更されるよう
に構成されると共に、前記計測用回路ユニットは、前記
計測センサユニットからのパルス出力を受けて、当該パ
ルス出力に応じて被測定圧力を求めるように構成した請
求項１に記載の計測装置。
【請求項３】前記計測センサユニットは、被測定圧力
に応じて静電容量が変化する圧力センサにおける前記静
電容量を利用して積分回路が構成され、前記積分回路に
供給される充電電流によって生成される電圧値を、第１
と第２の電圧比較器によって比較することで、前記第１
と第２の電圧比較器よりパルス出力が生成されるように
構成された請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】前記積分回路は、圧力センサにおける静
電容量と抵抗素子と演算増幅器から構成されることを特
徴とする請求項３に記載の計測装置。
【請求項５】前記校正情報が格納された記憶手段が、
前記計測用回路ユニットに対して着脱可能となるように
搭載された請求項１または請求項２に記載の計測装置。
【請求項６】前記校正情報が格納された記憶手段が、
前記計測センサユニットに搭載されてなる請求項１また
は請求項２に記載の計測装置。
【請求項７】少なくとも前記圧力センサと、当該圧力
センサにおける温度を検出する温度検出手段とが、１つ
の金属製の容器内に収納され、前記電圧比較器が前記金
属製の容器外に配置されてなる請求項３に記載の計測装
置。
【請求項８】前記１つの金属製の容器内に、前記積分
回路を構成する抵抗素子および／または前記圧力センサ
による静電容量と前記抵抗素子とにより積分回路を構成
する演算増幅器がさらに収納されてなる請求項７に記載
の計測装置。
【請求項９】前記校正情報が格納された記憶手段が前
記計測センサユニットに搭載され、計測センサにおける
温度を検出する温度検出手段による温度情報と、前記記
憶手段に格納された校正情報とを用いて、少なくとも計
測センサにおける温度依存性が校正された出力が、計測
センサユニットからもたらされるように構成した請求項
１または請求項２に記載の計測装置。
【請求項１０】前記金属製の容器を加熱する加熱手段
を付設してなる請求項７または請求項８に記載の計測装
置。
【請求項１１】前記加熱手段が電気ヒータであり、前
記金属製の容器内に収納された温度検出手段の出力を利
用して、金属製容器内の温度が所定の範囲に制御できる
ように構成した請求項１０に記載の計測装置。
【請求項１２】被圧力測定部に接続される前記計測セ
ンサユニットにおける少なくとも接続ポート部材が、前
記圧力センサを含む計測センサユニット本体と分離可能
に構成された請求項２に記載の計測装置。
【請求項１３】被圧力測定部に接続される前記計測セ
ンサユニットにおける接続ポート部材に形成され、前記
被圧力測定部から圧力センサに連通する連通管の圧力セ
ンサ側には、当該連通管に遮蔽体が配置され、前記遮蔽
体により連通管から圧力センサに至る連通経路が、迂回
して形成された請求項２に記載の計測装置。
【請求項１４】前記計測センサユニットと計測用回路
ユニットとが信号線を介して接続されるように構成さ
れ、前記信号線をシールドするシールド用外皮が、計測
センサユニットまたは計測用回路ユニットのいずれか一
方の基準電位点に接続されてなる請求項１または請求項
２に記載の計測装置。
【請求項１５】前記計測センサユニットにおける温度
を検出する温度検出手段と、被計測部の温度を検出する
温度検出手段とが具備され、前記各温度検出手段により
得られるそれぞれの温度情報を利用して、計測値の校正
を行うようになされた請求項１または請求項２に記載の
計測装置。