JP2005164406A - Digital pressure gauge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はデジタル圧力計に関し、詳しくは、自己調整機能と履歴管理機能による高品質な圧力測定を行うための改良に関する。 The present invention relates to a digital pressure gauge, and more particularly to an improvement for performing high-quality pressure measurement by a self-adjusting function and a history management function.
近年、圧力標準における国際間の相互承認に向け、国家間の相互比較試験に関する研究が進行している。研究の作業効率向上等の目的で比較試験用のトランスファーとしてデジタル圧力計が使用されている。 In recent years, research on intercomparison between countries is progressing towards international recognition of pressure standards. A digital pressure gauge is used as a transfer for comparative tests for the purpose of improving work efficiency of research.
国内では、従来の重錘形圧力天秤以外の圧力計にもJCSS(計量法トレーサビリティ制度)よる認定が認められ、高精度を要求する圧力測定にデジタル圧力計が採用され、製品の実力レベルで使用されている。今後、より高精度対応のデジタル圧力計の要求が想定される。 In Japan, pressure gauges other than conventional weight-type pressure balances are also certified by JCSS (Measuring Law Traceability System), and digital pressure gauges are used for pressure measurements that require high accuracy, and are used at the product's ability level. Has been. In the future, demand for a digital pressure gauge with higher accuracy is expected.
それ以外にも、高精度品の例えば海外などの遠隔地におけるサービス対応がある。遠隔地で圧力調整の必要が生じた場合、製造元に返却する必要があり、時間および費用がかかる。ここで、従来のデジタル圧力計に関連した先行技術文献には以下のものがある(例えば、特許文献1参照。)。 In addition, there is a service for high-precision products in remote locations such as overseas. If pressure adjustment is required at a remote location, it must be returned to the manufacturer, which is time consuming and expensive. Here, there are the following prior art documents related to the conventional digital pressure gauge (for example, refer to Patent Document 1).
図3は従来のデジタル圧力計の調整(校正)体系を示した説明図である。
図3において、標準デジタル圧力計1aまたは重錘形圧力天秤1bは二次標準器である。二次標準器1は国家標準局より供給される圧力標準(一次標準器)をもとに調整(値付け)がされている。
FIG. 3 is an explanatory view showing an adjustment (calibration) system of a conventional digital pressure gauge.
In FIG. 3, the standard digital pressure gauge 1a or the weight-type pressure balance 1b is a secondary standard. The secondary standard 1 is adjusted (valued) based on the pressure standard (primary standard) supplied from the National Standards Bureau.
このような二次標準器1と同じ圧力特性になるように調整対象3のデジタル圧力計に対してゼロ調整、スパン調整、リニアリティ補正、温度校正などを行っている。調整は、外部のパーソナルコンピュータ4(以下、PCという。)による通信により行われる。 Zero adjustment, span adjustment, linearity correction, temperature calibration, and the like are performed on the digital pressure gauge to be adjusted 3 so as to have the same pressure characteristics as the secondary standard device 1. The adjustment is performed by communication with an external personal computer 4 (hereinafter referred to as a PC).
具体的には、標準デジタル圧力計1aで所定の圧力を測定し、調整対象3で同じ圧力を測定した時の表示値が同じになるようにPC4で補正係数を算出して、この補正係数を調整対象3に通信により入力する。
Specifically, a predetermined pressure is measured by the standard digital pressure gauge 1a, a correction coefficient is calculated by the
または、重錘形圧力天秤1bで既知の圧力を調整対象3に出力し、PC4で調整対象の表示が既知の圧力値と等しくなるように補正係数を算出し、この補正係数を通信により調整対象3に入力する。
Alternatively, a known pressure is output to the
図4は従来のデジタル圧力計の一例を示した構成図である。
図4において、圧力センサ5は、入力された圧力を電気信号に変換する。例えば、シリコンレゾナント圧力センサを用いて圧力を固有振動数の電気信号に変換する。制御手段6はCPU(中央演算装置)とプログラムで実現され、デジタル圧力計全体の制御を司り、圧力センサ5から出力された信号の振動数を計数し、予め設定された補正係数を用いた演算により圧力を算出し、液晶パネルやCRTなどの表示手段7に圧力値を表示させる。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional digital pressure gauge.
In FIG. 4, the
入力手段8はキーパネルやタッチパネルで構成され、ユーザからの操作を受け付けて制御手段6に対して操作信号を出力する。通信手段9は、PC4との間でデータのやりとりを行い、制御手段6は、この通信手段9を介してPC4で計算した補正係数をデジタル圧力内に取り込んでメモリである記憶手段10に格納し、圧力測定に際し、この補正係数を用いて圧力を算出する。
The
補正係数の算出に係る内部処理は以下の通りである。
ある任意の基準圧を圧力センサに入力し、圧力センサから出力されてくる周波数信号を測定する。この工程を任意の温度ポイントにて行い、そのデータに基づいて圧力補正式(行列式)により圧力センサ個々の補正係数が求められる。その結果、入力圧の周波数信号とセンサ個々の補正係数により圧力値が求まる。
補正係数の中に、ある温度環境下(例えば23℃)において、ゼロ、スパン、リニアリティを改善する補正項があり、微調整を行うことにより圧力特性を変えることができる。
The internal processing related to the calculation of the correction coefficient is as follows.
An arbitrary reference pressure is input to the pressure sensor, and the frequency signal output from the pressure sensor is measured. This process is performed at an arbitrary temperature point, and a correction coefficient for each pressure sensor is obtained by a pressure correction formula (determinant) based on the data. As a result, the pressure value is obtained from the frequency signal of the input pressure and the correction coefficient of each sensor.
Among the correction coefficients, there are correction terms that improve zero, span, and linearity under a certain temperature environment (for example, 23 ° C.), and the pressure characteristics can be changed by fine adjustment.
しかしながら、デジタル圧力計の調整は、一次標準器を用いてニ次標準器を校正し、この二次標準器を用いて製品であるデジタル圧力計を校正するというのが一般的な流れになっている。
調整、検査時において、ある幅の許容値をもって行うため下位側の製品はどうしても絶対誤差は大きくなる。測定誤差を補正する場合は、デジタル圧力計に補正係数を求める機能が無いため、ユーザ所有の標準器の圧力値をもとに製品の表示値に作業者が補正をかけて測定値を算出しているのが現状である。
However, the adjustment of the digital pressure gauge is generally performed by calibrating the secondary standard using the primary standard and calibrating the product digital pressure gauge using the secondary standard. Yes.
During adjustment and inspection, since absolute values of a certain width are used, the absolute error of the product on the lower side inevitably increases. When correcting measurement errors, the digital pressure gauge does not have a function to calculate the correction coefficient, so the operator calculates the measured value by correcting the displayed value of the product based on the pressure value of the standard device owned by the user. This is the current situation.
また、例えば海外などの遠隔地で圧力調整の必要が生じた場合、現地で調整ができなく、製造元に返却する必要がある。これにより、輸送時間および費用が発生する。
一方で、ユーザが調整作業を行うことが可能となった場合、高精度に値付けできる環境あるいは設備を所有しているとは限らず、むやみに調整することによって品質が悪化するという問題がある。
For example, when pressure adjustment is required in a remote place such as overseas, it is not possible to adjust the pressure locally, and it is necessary to return it to the manufacturer. This incurs transportation time and costs.
On the other hand, if the user can perform adjustment work, it does not necessarily have an environment or equipment that can be priced with high accuracy, and there is a problem that quality deteriorates due to unnecessary adjustment. .
本発明は、このような従来のデジタル圧力計が有していた問題を解決しようとするものであり、デジタル圧力計に自己調整機能と調整履歴管理機能を追加し、ユーザ所有の標準器に沿った圧力特性にできるようにするともに、調整費用の削減と、調整による品質劣化の弊害を防いだデジタル圧力計を実現することを目的とする。 The present invention is intended to solve the problems of such a conventional digital pressure gauge. A self-adjustment function and an adjustment history management function are added to the digital pressure gauge, in accordance with a standard device owned by the user. The purpose is to realize a digital pressure gauge that can reduce the adjustment cost and prevent the deterioration of quality caused by adjustment.
本発明は次の通りの構成になったデジタル圧力計である。 The present invention is a digital pressure gauge configured as follows.
(1)圧力センサの出力信号と予め設定された補正係数に基づいて圧力を測定するデジタル圧力計において、
所定の標準圧力が前記圧力センサに印加されたときの出力信号に基づいて前記補正係数を演算し、記憶手段に格納する補正係数演算手段と、
前記補正係数の履歴情報を作成し、前記記憶手段に格納する履歴作成手段と、
を設けたことを特徴とするデジタル圧力計。
(1) In a digital pressure gauge that measures pressure based on an output signal of a pressure sensor and a preset correction coefficient,
Correction coefficient calculation means for calculating the correction coefficient based on an output signal when a predetermined standard pressure is applied to the pressure sensor, and storing the correction coefficient in a storage means;
Creating history information of the correction coefficient and storing history information in the storage means;
A digital pressure gauge characterized by the provision of
(2)初期設定された補正係数と演算された補正係数とが、区別されて前記記憶手段に格納されることを特徴とする(1)に記載のデジタル圧力計。 (2) The digital pressure gauge according to (1), wherein the initially set correction coefficient and the calculated correction coefficient are distinguished and stored in the storage means.
(3)前記記憶手段は複数のメモリを有し、初期設定された補正係数と演算された補正係数とが、別々のメモリに格納されることを特徴とする(1)に記載のデジタル圧力計。 (3) The digital pressure gauge according to (1), wherein the storage means includes a plurality of memories, and the initially set correction coefficient and the calculated correction coefficient are stored in separate memories. .
(4)前記補正係数は、ゼロ、スパン、リニアリティ、静圧および周囲温度の少なくとも1つの補正を行う係数であることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載のデジタル圧力計。 (4) The digital pressure gauge according to any one of (1) to (3), wherein the correction coefficient is a coefficient for correcting at least one of zero, span, linearity, static pressure, and ambient temperature. .
(5)前記履歴情報は、前記標準圧力を測定する際の設定条件、調整日および調整用圧力測定データの附属情報の少なくともいずれか1つであることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載のデジタル圧力計。 (5) The history information is at least one of setting information when adjusting the standard pressure, an adjustment date, and additional information of adjustment pressure measurement data. (1) to (4) A digital pressure gauge according to any one of the above.
本発明によれば、以下のような効果がある。 The present invention has the following effects.
請求項1、請求項4および請求項5に記載の発明によれば、デジタル圧力計において補正係数を算出して記憶することにより、ユーザ所有の標準器に沿った圧力特性にできる。
また、遠隔地でユーザが圧力調整を行えることにより、調整に伴う時間および費用を削減できる。
さらに、補正係数の演算ためのPCを必要とせず、作業が簡略化できる。
加えて、調整時の履歴管理を行うことにより、同じ条件での調整や異なる条件での調整が実施できる。
According to the first, fourth, and fifth aspects of the present invention, by calculating and storing the correction coefficient in the digital pressure gauge, the pressure characteristic according to the standard device owned by the user can be obtained.
In addition, since the user can adjust the pressure at a remote location, the time and cost associated with the adjustment can be reduced.
Furthermore, no PC is required for calculating the correction coefficient, and the work can be simplified.
In addition, by performing history management at the time of adjustment, adjustment under the same condition or adjustment under different conditions can be performed.
請求項2および請求項3に記載の発明によれば、初期の補正係数と新しい補正係数とが区別してメモリに格納されるため、不適切な調整が行われた場合にも初期状態に復元することができる。従って、品質劣化を防いだデジタル圧力計を実現することができる。 According to the second and third aspects of the invention, since the initial correction coefficient and the new correction coefficient are stored separately in the memory, the initial state is restored even when inappropriate adjustment is performed. be able to. Therefore, it is possible to realize a digital pressure gauge that prevents quality deterioration.
図1は本発明の一実施例を示した構成図である。なお、前出の図と同様のものには同様の符号を付けてその部分の説明は省略する。
図1において、圧力センサにある任意の圧力ポイントにおける標準圧力(例えば重錘形圧力天秤からの圧力)を圧力センサに供給する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the thing similar to the previous figure, and the description of the part is abbreviate | omitted.
In FIG. 1, standard pressure (eg, pressure from a weight-type pressure balance) at any pressure point in the pressure sensor is supplied to the pressure sensor.
制御手段6aはCPUとプログラムで実現され、デジタル圧力計全体の制御を司り、圧力センサ5から出力された信号の振動数を計数し、予め設定された補正係数を用いた演算により圧力を算出し、液晶パネルやCRTなどの表示手段7に圧力値を表示させる。このとき、測定に関する条件である安定した圧力を得るためのサンプリング時間、移動平均時間および測定時間の設定は、予め入力手段8より入力しておく。その後、供給圧力を変え同じ操作を繰り返し、圧力補正演算に必要な調整用圧力測定データを採取する。
The control means 6a is realized by a CPU and a program, controls the entire digital pressure gauge, counts the frequency of the signal output from the
補正係数演算手段61は制御手段6a内に設けられ、採取した調整用圧力測定データに基づいて、補正係数を算出し、メモリである記憶手段10に書き込む。ただし、出荷時の補正係数(初期設定値)は差別化し、同一メモリの別の領域か、メモリを複数設けておき別々のメモリに書き込んでおき、必要に応じて操作手段8からの操作により出荷時の圧力特性に復帰できるようにする。 The correction coefficient calculation means 61 is provided in the control means 6a, calculates a correction coefficient based on the collected adjustment pressure measurement data, and writes it in the storage means 10 which is a memory. However, the correction coefficient (initial setting value) at the time of shipment is differentiated, and another area of the same memory or a plurality of memories are provided and written in different memories, and shipped by operation from the operation means 8 as necessary. It will be possible to return to the pressure characteristics of the hour.
履歴作成手段62は制御手段6a内に設けられ、新たに調整(補正係数の演算)を行った場合、調整日、調整用圧力測定データの附属情報(圧力調整ポイント、調整時の圧力変化量、温度等)、装置の設定条件(サンプリング時間、移動平均回数、サンプリング数等)等の履歴を記憶手段10の同一メモリ内か別途設けた他のメモリに格納しておく。 The history creation means 62 is provided in the control means 6a. When a new adjustment (calculation of correction coefficient) is performed, the date of adjustment, additional information of pressure measurement data for adjustment (pressure adjustment point, pressure change amount during adjustment, Temperature), device setting conditions (sampling time, number of moving averages, number of samplings, etc.) are stored in the same memory of the storage means 10 or in another memory provided separately.
図2は、本発明における自己調整機能の工程の一例を示したフローチャートである。
図2に示した順序に従って各工程を説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the process of the self-adjusting function in the present invention.
Each step will be described in the order shown in FIG.
(S1)フロントパネル上のキー操作により、ユーザが設定した暗証番号を入力することで調整モードに入る。(暗証番号は、限定した作業者による調整を可能にすることを目的とする。)
(S2)ゼロ、スパン調整、リニアリティ調整、その他調整を選択する。
(S3)ゼロ、スパン調整時は、測定レンジの0%,100%の入力標準圧を印加し、リニアリティ調整時は中間の任意圧を印加するため、入力標準圧を設定する。
(S4)デジタル圧力計にレンジの0%,100%に相当する標準圧を重錘形圧力天秤等
により入力する。
(S1) The adjustment mode is entered by inputting the password set by the user by key operation on the front panel. (The PIN is intended to allow adjustment by a limited operator.)
(S2) Select zero, span adjustment, linearity adjustment, and other adjustments.
(S3) When adjusting zero and span, input standard pressures of 0% and 100% of the measurement range are applied, and when adjusting linearity, an arbitrary intermediate pressure is applied, so the input standard pressure is set.
(S4) A standard pressure corresponding to 0% and 100% of the range is input to the digital pressure gauge using a weight-type pressure balance or the like.
(S5)フロントキーパネル上のキー操作により、データ採取の開始および終了を自動的に行う。このとき、予め以下の条件を設定しておく。
・サンプリング時間
・移動平均回数
・サンプリング数(あるいは測定時間)
(S5) Data collection is automatically started and ended by key operation on the front key panel. At this time, the following conditions are set in advance.
・ Sampling time ・ Number of moving averages ・ Number of sampling (or measurement time)
(S6)採取したデータの正常/異常の判定を行う。具体的には以下の値を算出し、規定内にあることを確認する。
・採取したデータのバラツキ(標準偏差)
・測定中に伴う圧力変化(圧力降下量)
・誤操作による標準圧の入力(設定した入力標準圧との差)
判定結果がNGであれば工程(S5)の処理を行い、OKであれば工程(S7)の処理を行う。
(S6) The normality / abnormality of the collected data is determined. Specifically, calculate the following values and confirm that they are within the rules.
・ Dispersion of collected data (standard deviation)
・ Change in pressure during measurement (pressure drop)
・ Standard pressure input due to incorrect operation (difference from set input standard pressure)
If the determination result is NG, the process of step (S5) is performed, and if it is OK, the process of step (S7) is performed.
(S7)補正係数を演算するために必要な調整用圧力測定データの採取を完了したかを判断し、NGであれば工程(S3)の処理を行い、OKであれば工程(S8)の処理を行う。
(S8)採取した調整用圧力測定データを用いて補正係数を演算する。
(S9)演算した補正係数をメモリに書き込む。
(S7) It is determined whether the collection of the adjustment pressure measurement data necessary for calculating the correction coefficient is completed. If it is NG, the process of step (S3) is performed, and if OK, the process of step (S8) is performed. I do.
(S8) A correction coefficient is calculated using the collected adjustment pressure measurement data.
(S9) The calculated correction coefficient is written in the memory.
なお、本実施例は、ゼロ、スパン、リニアリティ調整機能に対応する内容であるが、それ以外にも、デジタル圧力計には、様々な補正機能がある。例えば、差圧測定における静圧補正がある。詳しくは、Low,High側の入力口に同じ圧力を入れ、圧力センサからの信号をもとに数値計算を行い、静圧の影響を少なくすることができる。 In addition, although a present Example is the content corresponding to a zero, a span, and a linearity adjustment function, in addition to that, the digital pressure gauge has various correction functions. For example, there is static pressure correction in differential pressure measurement. Specifically, the same pressure is applied to the Low and High side input ports, and numerical calculation is performed based on a signal from the pressure sensor, thereby reducing the influence of static pressure.
また、ある設定温度範囲における圧力測定データを採取して、これから温度特性を測定する。これを基に、デジタル圧力計に内蔵された温度センサの測定温度に対して、ある温度範囲においては圧力測定特性をフラットにする補正係数を求める。これにより圧力測定値がある周囲温度範囲では影響されない圧力計にすることができる。これは、温度校正と呼ばれる。これらについても、同様の自己調整機能として応用が可能である。 Further, pressure measurement data in a certain set temperature range is collected, and temperature characteristics are measured from this. Based on this, a correction coefficient for flattening the pressure measurement characteristic in a certain temperature range is obtained with respect to the measurement temperature of the temperature sensor built in the digital pressure gauge. As a result, a pressure gauge that is not affected by an ambient temperature range in which a pressure measurement value is present can be obtained. This is called temperature calibration. These can also be applied as a similar self-adjusting function.
さらに、本発明は、デジタル圧力計だけでなく、ある調整パラメータを持ち、ある標準器からの値付けを必要とする高精度測定器に対して適用できると考えられる。 Further, it is considered that the present invention can be applied not only to a digital pressure gauge but also to a high-precision measuring instrument having a certain adjustment parameter and requiring a price from a certain standard device.
以上のように、ゼロ、スパン,リニアリティ調整により、デジタル圧力計をユーザ所有の標準器に沿った圧力特性にできる。
また、遠隔地でユーザが圧力計の調整を行えることにより、調整に伴う時間および費用を削減できる。
さらに、一連の調整用圧力測定データ採取と複雑な補正係数の演算処理をパネル操作だけで可能としたため、PCが不要になり、作業の簡略化が実現できる。
As described above, by adjusting the zero, span, and linearity, the digital pressure gauge can be made to have a pressure characteristic that conforms to the standard device owned by the user.
In addition, since the user can adjust the pressure gauge at a remote location, the time and cost associated with the adjustment can be reduced.
Furthermore, since a series of adjustment pressure measurement data collection and complicated correction coefficient calculation processing can be performed only by panel operation, a PC is not required, and the work can be simplified.
加えて、個々のデジタル圧力計をユーザの希望に即した特性に設定できるため、他のデジタル圧力計との差別化が可能である。
そして、出荷時の補正係数とユーザが調整で得た補正係数を区別することにより、不適切なユーザ調整から出荷時の状態を復元できるため、調整に対する品質の境界を明確にできる。
In addition, since individual digital pressure gauges can be set to characteristics according to the user's wishes, differentiation from other digital pressure gauges is possible.
Then, by distinguishing the correction coefficient at the time of shipment from the correction coefficient obtained by the adjustment by the user, the state at the time of shipment can be restored from an inappropriate user adjustment, so that the quality boundary for the adjustment can be clarified.
なお、本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes many changes and modifications without departing from the essence thereof.
5 圧力センサ
6a 制御手段
7 表示手段
8 入力手段
9 通信手段
10 記憶手段
61 補正係数演算手段
62 履歴作成手段
5 Pressure sensor 6a Control means 7 Display means 8 Input means 9 Communication means 10 Storage means 61 Correction coefficient calculation means 62 History creation means
Claims (5)
所定の標準圧力が前記圧力センサに印加されたときの出力信号に基づいて前記補正係数を演算し、記憶手段に格納する補正係数演算手段と、
前記補正係数の履歴情報を作成し、前記記憶手段に格納する履歴作成手段と、
を設けたことを特徴とするデジタル圧力計。 In a digital pressure gauge that measures pressure based on an output signal of a pressure sensor and a preset correction coefficient,
Correction coefficient calculation means for calculating the correction coefficient based on an output signal when a predetermined standard pressure is applied to the pressure sensor, and storing the correction coefficient in a storage means;
Creating history information of the correction coefficient and storing history information in the storage means;
A digital pressure gauge characterized by the provision of
5. The history information according to claim 1, wherein the history information is at least one of setting conditions, adjustment date, and adjustment pressure measurement data when measuring the standard pressure. Digital pressure gauge as described in.
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