JP2008511831A - 圧力測定システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

圧力測定システムおよびその方法は、圧力測定システムを容易に製造する特徴を備える。一般的な態様として、圧力測定システムを製造する工程は、ステムと、圧力検出器と、第１回路基板とを備えるアセンブリを準備する工程を備える。前記圧力検出器は、前記ステムを介して導入された圧力に基づき信号を生成するように作動可能であり、前記回路基板は前記信号を調整するよう作動可能である。さらに、前記製造工程は、前記アセンブリを補正する工程と、前記アセンブリを備えることになる圧力測定システムに対応する信号出力形式を決定する工程と、前記補正に実質的に影響を与えることなく前記信号出力形式を生成する第２回路基板を設置する工程と、を備える。

Description

本願は、２００４年８月２７日に出願された米国出願第１０／９２８６４４号の利益を主張し、その全体を参照することによりここに引用する。
本発明は、プロセス管理に関し、より詳しくは圧力測定に関する。

圧力センサは、一般に多様な商業的および工業的な用途において使用されている。圧力センサは、その用途が広範囲にわたるため、多様な環境下で、また多様な他部品とともに作動する。この作動環境および部品により、圧力センサに対して多様な作動制限がかかることがある。

例えば、圧力センサは所定の方法で（例えば、所定の深さおよびピッチを有するネジ山によって）配管と連結しなければならない、所定の圧力範囲（例えば、０〜１００ｐｓｉ、０〜１,０００ｐｓｉまたは０〜１０，０００ｐｓｉなど）でしなければならない、および／または所定の形式の出力（例えば、０．５〜４．５Ｖレシオメトリック、０．５〜４．５Ｖ非レシオメトリック、ｘ−ｙ電圧または４〜２０ｍＡ）を提供しなければならない、などが挙げられる。

残念ながら、多様な作動制限に対して作動可能な圧力センサを製造することは、寸法、スペース、温度および／または経済的な観点から難しいということが判明している。したがって、通常圧力センサは、一定の用途の作動制限が全てではないにしてもほとんどわかったとき製造される。

圧力測定のシステムおよび方法は、多様な作動制限に対して適用可能な圧力測定システムを提供する。本発明の一般的な態様において、圧力測定システムの製造工程は、ステムと圧力検出器と第１回路基板とを含むアセンブリを準備する工程を備え、前記圧力検出器は前記ステムを介して導入される圧力に基づいた信号を生成するように作動可能であり、前記回路基板は前記信号を調整するように作動可能である。さらに、前記製造工程は、前記アセンブリを補正する工程と、前記アセンブリを備えることになる圧力測定システムに対応する信号出力形式を決定する工程と、前記補正に実質的に影響を与えることなく前記信号出力形式を生成する第２回路基板を設置する工程とを備える。

アセンブリを準備する工程は、前記ステムと前記圧力検出器と前記第１回路基板とを組み立てる工程を含む。この組み立ては、前記圧力検出器を前記ステムに接続し、前記第１回路基板を前記圧力検出器に電気的に接続させることにより達成される。

前記アセンブリを補正する工程は、所定の圧力範囲および所定の温度範囲における所定の出力に対する前記アセンブリの出力の偏差を判断する工程と、前記偏差に対して前記アセンブリの出力を調節する工程とを備える。圧力測定システムに対応する信号出力形式を決定する工程は、前記圧力測定システムを接続可能な外部装置を判断する工程を備える。

一定の実施において、前記圧力測定システムに対応する電気コネクタアセンブリ形式を判断する工程を備えてもよい。この判断をすると、適切な電気コネクタアセンブリの設置が可能となる。この電気コネクタアセンブリは、前記信号出力を伝達するように構成可能である。前記ステムに接続され、前記ステムと連結することで前記圧力検出器と前記第１回路基板と前記第２回路基板とを内包する筐体をさらに設置してもよい。

特定の実施において、前記圧力測定システム用の配管継手形式を決定する工程と、前記配管継手に対応させるために前記アセンブリを変更する工程とを備えてもよい。前記アセンブリを変更する工程は、前記ステムを前記配管継手を備えた圧力導入継手に接続させる工程を備えてもよい。また、前記ステムはブランク圧力導入継手の一部であってもよく、前記アセンブリを変更する工程は、前記配管継手に対応させるために前記圧力導入継手を変更する工程を備えてもよい。

本発明の他の態様において、圧力測定システムはステムと圧力検出器と第１回路基板と第２回路基板とを備えることを特徴とする。前記圧力検出器は、前記ステムに接続され、前記ステムを介して導入された圧力に基づいた信号を生成するように作動可能である。前記第１回路基板は、前記圧力検出器に電気的に接続され、前記信号を調整するように作動可能である。前記ステムと前記圧力検出器と前記回路基板は補正される。補正として、所定の圧力範囲および所定の温度範囲における所定の出力に対する前記アセンブリの出力の偏差に対して前記アセンブリの出力を調節する工程を備えてもよい。第２回路基板は、前記第１回路基板に電気的に接続され、前記補正に実質的に影響を与えることなく所定の信号出力形式を生成するように作動可能である。

特定の実施において、第１回路基板および／または電気コネクタアセンブリ用の筐体を備えてもよい。前記筐体は、前記回路基板と係合し、さらに前記ステムに接続可能である。前記電気コネクタアセンブリは、前記第２回路基板に電気的に接続され、前記信号出力を伝達するように構成されていてもよい。

一定の実施において、前記ステムはブランク圧力導入継手の一部であってもよい。また、配管継手を備えた圧力導入継手を前記ステムに接続してもよい。筐体は、前記圧力導入継手に接続され、前記圧力導入継手に連結することで前記圧力検出器と第１回路基板と第２回路基板とを内包してもよい。

特定の態様において、圧力測定システムの製造工程は、ブランク圧力導入継手と圧力検出器と第１回路基板とを備えるアセンブリを準備する工程を備え、前記圧力検出器は前記圧力導入継手を介して導入される圧力に基づいた信号を生成するように作動可能であり、前記回路基板は前記信号を調整するように作動可能であることを特徴とする。

前記製造工程はさらに、所定の圧力範囲および所定の温度範囲における所定の出力に対する前記アセンブリの出力の偏差を判断する工程と、前記偏差に対して前記アセンブリの出力を補正する工程と、前記アセンブリを備えることになる圧力測定システムに対応する信号出力形式を決定する工程とを備える。

前記工程はさらに、前記補正に実質的に影響を与えることなく前記信号出力形式を生成する第２回路基板を設置する工程と、前記圧力測定システムに対応する電気コネクタアセンブリ形式を決定する工程と、適切な電気コネクタアセンブリを設置する工程と、を備え、前記電気コネクタアセンブリは前記信号出力を伝達するように構成されている。

前記製造工程はさらに、前記圧力導入継手に接続され、前記圧力導入継手に連結することで前記圧力検出器と、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを内包する筐体を設置する工程を備える。前記製造工程はまた、前記圧力測定システム用の配管継手を決定する工程と、前記配管継手に対応させるように前記圧力導入継手を変更する工程と、を備える。

多様な実施は、１つ以上の特徴を有し得る。一例として、信号変換回路基板は、ステム／圧力検出器／信号調整回路基板のアセンブリを補正した後に設置することができるため、システムに適した出力を適時に達成させることができる。よって、圧力測定システムは、適切な信号出力が決定された後に容易に組み立てることができる。他の例として、信号変換回路基板は多様な出力のうちの１つをサポートすることができ、さらにステムは多様な配管継手のうちの１つを構成するよう変更することができるため、使用範囲のより広い圧力測定システムが実現できる。したがって、予測されたニーズに基づいた圧力センサの無駄な過剰生産や在庫を大幅に減らすことができる。
１つ以上の実施は、添付された図面と下記の説明において詳述される。他の特徴、目的および効果は、説明、図面および請求の範囲から明白になるであろう。

圧力測定システムおよび方法は、検出された圧力を表す電気信号を生成可能な圧力測定システムを提供する。特定の実施において、システムおよび方法は、圧力検出器および信号調整回路が補正された後、この補正に実質的な影響を与えることなく信号変換回路の設置を可能とする。よって、その結果得られる圧力測定システムの信号出力は、補正中には特定されず、さらに圧力測定システムはその補正を維持しつつ作動制限を満たすよう容易に組み立てることができる。しかし、他の実施はこの他の多様な特徴を有する。

図１Ａおよび１Ｂは、圧力測定システム１００の一例を示す。図示されるように、圧力測定システム１００は圧力センサである。圧力測定システム１００は、適切な流体（例えば、液体および／または気体など）であれば圧力を測定することができる。

圧力測定システム１００は、圧力導入継手１１０と、圧力検出器１２０と、信号調整回路基板１３０と、を備える。一定の実施においてソケットでもよい圧力導入継手１１０は、この圧力導入継手１１０と圧力検出器１２０とにより形成されたチャンバ１１６まで延びる通路１１４を画定するステム１１２（例えば、六角ステムなど）を備える。

圧力導入継手１１０は、例えば、高い機械強度と耐腐食性を有するステンレス鋼により構成されてもよい。一定の実施において、圧力導入継手１１０は、システム１００を圧力測定の対象となる配管へ固定するためのねじ山を備えてもよい。
圧力検出器１２０は、ダイアフラム１２２および歪みゲージアセンブリ１２４を備える。ダイアフラム１２２は、略円筒状の底部を有した金属製の薄膜で構成し得る。歪みゲージアセンブリ１２４はダイアフラム１２２の流体導入側とは反対の表面に接続される。特定の実施において、歪みゲージは複数箇所に設けられ（例えば４箇所）ブリッジ回路を形成し、電気信号を出力する。ダイアフラムにおける流体導入側の反対側は、真空に引かせてもよく、大気から遮断させてもよく、または大気に連通させてもよい。
圧力検出器１２０は、圧力導入継手１１０に（例えば溶接により）接続（例えば、固定や密閉など）される。

信号調整回路基板１３０は、圧力検出器１２０に電気的に（例えばワイヤボンディングなどで）接続され、圧力検出器が生成した圧力を表す信号を調整する。
特定の実施において、信号調整回路基板１３０は、圧力検出器１２０に接合されるフレキシブル導体片を備えてもよい。信号調整回路基板１３０は、圧力検出器１２０からの圧力を表す信号を調整する（例えば、フィルタリング、正規化、温度補正する）プロセッサ１３２と、調整された信号を伝達するピンアセンブリ１３８をそなえる。

プロセッサ１３２には、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA：Field Programmable Gate Array）や、特定用途向け集積回路（ASIC：Application Specific Integrated Circuit）や、マイクロプロセッサや、論理的な方法により情報を制御する他のいずれの形式の装置を適用できる。特定の実施において、プロセッサ１３２は負の直線性のみを補正してもよい。これらの実施において、見かけ上の負の非直線性を変更するために正の非直線性をプロセッサに付加してもよい。多様な寸法の圧力検出器１２０をステム１１２および信号調整回路基板１３０とともに用いることができる。

圧力測定システム１００はさらに、信号調整回路基板１３０に係合する回路基板ハウジング１４０（例えばシールドケースなど）を備える。
この実施において、回路基板ハウジング１４０は略円筒状であり、大径部１４２および小径部１４４を有し、この小径部は圧力導入継手１１０に接続される。小径部１４４は、複数個所において圧力導入継手１１０に（例えば、抵抗溶接やレーザー溶接により）接続される。

後に詳細に説明するが、大径部１４２は、信号調整回路基板１３０やこの部品の全てがこの大径部内に配置される必要はないものの、信号調整回路基板１３０に接続されるよう構成される。特定の実施において、回路基板ハウジング１４０は信号調整回路基板１３０のグランドラインに電気的に接続され、この回路基板に、より高いノイズ抵抗を与える。

圧力測定システム１００は、信号変換回路基板１５０と電気コネクタ１６０と電気配置変換器１７０とシステムハウジング１８０とシールリング１９０とを備える。信号変換回路基板１５０は、回路基板ハウジング１４０に係合され、この信号変換回路基板を信号調整回路基板１３０に電気的に接続させるピン受けアセンブリ１５２を備える。信号変換回路基板１５０はさらに、ピンアセンブリ１５４を備える。

特定の実施において、特に回路基板１３０が回路基板ハウジング１４０の頂部もしくはその近辺に設置される場合、回路基板１３０と回路基板１５０との間にスペーサを挿入し得る。電気コネクタ１６０もまた回路基板ハウジング１４０に係合される。電気コネクタ１６０は、ピンアセンブリ１６４を備え、さらに筐体１４０を密閉するためのガスケットを備え得る。

電気配置変換器１７０は、ピン受けアセンブリ１７２を備え、これにより信号変換回路基板１５０が電気コネクタ１６０に電気的に接続される。図示されるように、ピンアセンブリ１６４はパッカード仕様である。他の構成としては、ドイチュ（Deutsch）、ヒルシュマン（Hirshmann）、ＤＩＮのＦｏｒｍ Ａ、ケーブリングなどが使用できる。変換器１７０の構成が異なると、これらの異なるピンの構成に変更される。構成によっては、ピンの数（例えば２つや４つなど）の変更までも必要になるかもしれない。しかし、接続の種類によっては、ピンの数を減らしても実施可能である。例えば、３−コネクタ接続を使用して、うち１つのコネクタをグランドに接続させることにより、４−コネクタ接続を実施することができる。

電気配置変換器１７０はピンアセンブリ１５４の配置をピンアセンブリ１６４の配置に変換する。変換器１７０はデュポンのカプトン(R)ポリイミドフィルムなどのフレキシブルポリイミドにトレースを施したものや、回路基板または導電性配置パターンを備えた他の対応物で構成可能である。システムハウジング１８０は、（例えば溶接、カシメ、接着および／またはコーキングにより）圧力導入継手１１０に接続され、ピンアセンブリ１６４を筐体１８０に貫通させることにより電気コネクタ１６０と係合する。

特定の実施において、電気コネクタ１６０およびシステムハウジング１８０は、（例えば成形プラスチックなどの）絶縁材料により構成し得る。一定の実施において、電気コネクタ１６０はシステムハウジング１８０と一体化させ得る。
システムハウジング１８０は、圧力導入継手１１０と連結して回路基板ハウジング１４０を内包する。一定の実施において、筐体１８０は、電気コネクタ１６０により可変である。シールリング１９０は、例えばガスケット、Ｏリングまたはシーリング材などであり、システムハウジング１８０および圧力導入継手１１０と接し、水分や埃の浸入を防ぐためのものである。

製造の一様態においては、圧力導入継手１１０は圧力検出器１２０に接続され、信号調整回路基板１３０は回路基板ハウジング１４０に挿入されこれに係合される。回路基板ハウジング１４０はさらに圧力導入継手１１０と係合される一方で、回路基板１３０を圧力検出器１２０と整列させる。
回路基板ハウジング１４０は圧力導入継手１１０に接続され、回路基板１３０は圧力検出器１２０に電気的に接続される。そして、圧力導入継手と圧力検出器と信号調整回路基板と回路基板ハウジングとのアセンブリは、所定の圧力範囲および／または所定の温度範囲で補正される。例えば、アセンブリは（信号調整回路基板からの出力が最小出力から最大出力まで直線的となるように）較正され、（適用温度の変化による誤差が減少するように）温度補正される。

その後アセンブリは、圧力測定システムに仕上げられるか、もしくは後の仕上げのために保管される。仕上げは、例えばこのアセンブリを備えることになる圧力測定システムに対する適切な出力信号が決定されると、実施することができる。圧力測定システムへ仕上げられる際には、このアセンブリにふさわしい多種類の信号変換回路基板のうちの１つである信号変換回路基板１５０が回路基板ハウジング１４０に係合され、図示された実施においては、ピンアセンブリ１３８およびピン受けアセンブリ１５２を介して信号調整回路基板１３０に電気的に接続される。

電気コネクタ１６０は、回路基板ハウジング１４０に係合され、図示された実施においてはピンアセンブリ１５４および電気配置変換器１７０を介して信号変換回路基板１５０に電気的に接続される。そして、筐体１８０は電気コネクタ１６０と係合され、工程中でシールリング１９０をはめ込んだ状態で圧力導入継手１１０に接続される。

なお、システム１００の製造の一様態を説明したが、他の様態においては、より少ない、追加的な、さらに／または異なる作業の構成としてもよい。例えば、圧力導入継手は圧力検出器および信号調整回路と組み立てられた時はブランクであってもよい。その後、圧力測定システムのプロセス適用が決定されると、圧力導入継手はこの配管と連結させるために適宜加工してもよい。また、初期のアセンブリとしては圧力導入継手のステム部のみ備え、仕上げに際してこのステムを適切なソケットに接続してもよい。ステムのソケットへの接続は、レーザー溶接またはガスタングステンアーク溶接により達成できる。

一定の実施において、これらの技術により、一定のサイズ（例えば、１．０６インチ（２７ｍｍ））未満であれば、いずれのスタイルの圧力導入継手も達成することができる。他の例として、信号調整回路基板は、あらかじめ信号を適切な出力形式（例えば、０．５〜４．５ＶＤＣレシオメトリックなど）に調整してもよい。これにより、その出力形式が後に取り付けられる圧力測定システムに対して適切だと決定されると、信号変換回路基板が不要になる。このような状況において、信号調整回路基板は使用されなくてもよく、電気コネクタ１６０を１８０°回転させ、ピンアセンブリ１３８に（例えば、はんだ付けなどで）電気的に接続させてもよい。

一実施例として、圧力導入継手１１０は、（例えば、螺合や密閉により）圧力測定の対象となる配管へ接続され、流体の圧力が通路１１４に導入されチャンバ１１６に到達するように構成される。チャンバ１１６内の圧力に基づいて、ダイアフラム１２２が変形し、歪みゲージ１２４（訳注；正しくは「歪みゲージアセンブリ１２４」）が歪みとして圧力を検出してこの圧力を電気信号に変換し、この信号が信号調整回路基板１３０に伝達される。

信号調整回路基板１３０は、この電気信号を調整する（例えば、フィルタリング、増幅、直線化など）。調整された信号は、多様な出力信号への変換が可能な公称信号（例えば、０〜１Ｖ）となる。そして、調整された信号は、信号変換回路基板１５０に伝達され、ここで調整された信号が適切な出力信号（例えば、０．５〜４．５Ｖレシオメトリック、０．５〜４．５Ｖ非レシオメトリック、ｘ−ｙ電圧または４〜２０ｍＡなど）に変換される。信号変換回路基板１５０は１つ以上の出力信号形式をサポートする。出力信号は電気コネクタ１６０に伝達され、ここで信号はシステムハウジング１８０の外部に伝達されることにより、遠隔装置に供給される。

システム１００は多様な特徴を有する。
一例として、信号変換回路基板１５０は、ステム／圧力検出器／信号調整回路基板のアセンブリを補正した後に設置することができるため、システムに適した出力を適時に達成させることができる。例えば、圧力センサを特定の出力に（バッチ）補正するには、通常１２時間ないし２４時間かかる。しかし、システム１００のアセンブリは事前補正が可能なため、適切な出力が決定されると、容易に組み立て可能となる。
また、補正の間アセンブリは数点の部品のみを備えているため、補正が簡素化され、これにより安定したインターフェースを提供することができる。
さらに、商業上および工業上の厳しい規格を満たしつつも、更なる補正を避けることができる。例えば、特定の実施において、−２０〜８５℃の温度範囲において、出力値への変更は入出力範囲の０．４０％未満とすることができる。一定の実施において、該変更は０．１％未満とすることができる。

他の例として、信号変換回路基板１５０は多様な出力のうちの１つをサポートできるため、システム１００の使用範囲が広がった。よって、予測されるニーズに基づいた圧力センサの無駄な過剰生産や在庫を大幅に減らすことができる。
さらに、電気コネクタ１６０はピンアセンブリ１６４に３本のピンを有しているため、信号変換回路基板１５０は、このピン構成に対して出力を提供でき、効率的である。

さらに他の例として、電気コネクタ１６０は多様な出力形式（例えば、３線式や２線式など）に対して適切な出力を提供することができる。たとえば、３線式出力では、ワイヤのうちの２本を電力に、残りの１本をデータ用に使うことができ、この際データ信号はより低い電力線を基準にする。
一方、２線式出力では、信号は、供給電力、電流信号（例えば、４〜２０ｍＡ）またはデジタルデータＫ−ＬｉｎｅＣＡＮバスと同じ２本のワイヤを使用する。４線式は異なる信号コネクタ構成を必要とする場合がある。

さらに他の例として、電気コネクタ１６０は、他のピン構成を持つ電気コネクタと容易に交換することができる（例えば、パッカード規格からヒルシュマン規格への変更など）。よって、特定の出力カプラ形式が容易に達成できる。さらに他の例として、信号調整回路基板は安定した出力インターフェースを備えているため、１種のデータ取得システムが補正に使用でき、工程のばらつき、設備費用、複雑性、補正システムのトレーニングおよび修理の減少につながる。

図２Ａおよび２Ｂは、回路基板ハウジング１４０の一例、回路基板ハウジング２００を示す。
回路基板ハウジング２００は大径部２０２および小径部２０４を備える。
回路基板ハウジング２００は、圧力導入継手に適した錫めっきされた軟鋼やステンレス鋼、容易に形成できる軟鋼、優れた電気的特性を有する銅ベースの金属または他の適切な材料で構成される。特定の実施において、この材料はＥＭＩ／ＲＦＩシールド特性を備えていてもよい。小径部２０４は圧力導入継手に係合され、複数箇所で（例えば、スポット溶接などで）接続される。

回路基板ハウジング２００はさらに３つのコラム部２１０を備える。
コラム部２１０は略半円形の断面を有し、小径部２０４から大径部２０２に向かって延出する。コラム部は回路用筐体の長手方向軸に略平行である。他の実施において、コラム部２１０は他の適切な形状や向きを有してもよい。
各コラム部２１０は、突起２１４を有するカバー２１２を備える。カバー２１２は回路基板を支持し、この回路基板に１つ以上の突起２１４が接続される。また、１つ以上の突起２１４は回路基板のグランドラインに電気的に接続される。電気的に接続された突起は、回路基板から圧力導入継手までの電気通路の一部として機能してもよい。

特定の実施において、回路基板ハウジングは通路の一部であってもよく、グランドラインは、直流電力線に付加された交流成分が地面に放出されるようにコンデンサおよび／またはバリスタを介して突起に接続されてもよい。この通路は回路基板のノイズの低減を補助することができる。特定の実施において、突起は不均等な間隔で筐体の周りに配置される。

一実施例において、回路基板はカバー２１２上に設置され、支持される。
そして回路基板は突起２１４に接続される。回路基板に突起２１４を固定する際、この突起が回路基板上のグランドパッドに対して押圧され、その上で曲がって係合される。しかし、一定の実施においては、よりすぐれた信頼性を得るためにはんだ付けによる接合が好ましい。そして回路基板ハウジング２００は圧力導入継手に接続される。

図２Ａおよび２Ｂは、回路基板ハウジングの一実施を示すが、他の実施においては、より少ない、追加的な、および／または異なる部品の構成としてもよい。例えば、回路基板ハウジングは第２回路基板に係合してもよい。また、回路基板ハウジングは径の異なる部分を備えなくてもよい。さらに、回路基板ハウジングの断面は円形でなくてもよい。

図３は、それぞれシステム１００の圧力検出器１２０および信号調整回路基板１３０と同様の、圧力検出器３１０および回路基板３２０に係合された回路基板ハウジング２００を示す。
図示されるように、回路基板３２０は回路基板ハウジング２００に突起２１４により接続され、圧力検出器３１０の歪みゲージの配置３１２の電極はワイヤボンディング３１４により回路基板３２０の電極に電気的に接続される。図示された実施においては、圧力検出器はワイヤボンディングにより直接回路基板に接続されているが、圧力検出器がリードフレームを介して回路基板に接続される構成であってもよい。

回路基板３２０はさらにプロセッサ３２２と、コンデンサ３２４と、入出力アセンブリ３２８と、を備える。作動において、圧力検出器３１０によって生成された電気信号は回路基板３２０によって調整される（例えば、増幅、フィルタリング、直線化など）。プロセッサ３２２は、該調整を補助することができる。調整された信号は入出力アセンブリ３２８に提供され、ここから信号は外部装置用の電気コネクタにリレーボードを介して送られる。入出力アセンブリ３２８は多様な電気出力の基準として機能する（例えば、０．５〜４．５Ｖレシオメトリック、０〜５Ｖ非レシオメトリック、ｘ−ｙＶＤＣ、または４〜２０ｍＡ）。

回路基板ハウジング２００は多様な特徴を有する。一例として、回路基板が回路基板ハウジングに（例えば、はんだ付けなどにより）しっかりと接続され、回路基板ハウジングは圧力検出器が固定された圧力導入継手にしっかりと接続されている場合、回路基板の固定部は破損の影響を受けにくくなる。これにより、優れた信頼性の圧力測定システムが得られる。
他の例として、回路基板のグランド端子が圧力導入継手に接続されてもよく、これによりノイズ抵抗の向上が可能となる。この電気接続は、はんだ付けおよび溶接により実現することができ、接続の信頼性を向上させ、時間の経過に伴い起こり得る構造上の変化を減少させ、これによりノイズ抵抗特性の長時間維持が可能となる。

さらに他の例として、回路基板ハウジングをスポット溶接により圧力導入継手に固定することで、強度の増加が実現できる。これにより、振動や衝撃が起こりうる環境下においても作動を維持できる圧力測定システムを供給でき、よって信頼性が向上する。
さらに他の例として、回路基板が回路基板ハウジングの大径部に接続され、筐体は回路基板の全周を支持しないため、回路基板の背面上の部品を搭載する範囲が広がる。また、部材搭載範囲が確保されると、回路基板の径を増加させる必要がないため、圧力センサの径も増加させる必要がない。さらに、カバー２１２（図２Ａ）の高さを管理することにより、回路基板の高さも容易に管理することができる。

他の例として、コラム部２１０（図２Ａ）が小径部から大径部まで回路基板ハウジングの長手方向軸に平行して配置されているため、プレス加工による作製が簡単に行える。つまり、垂直方向の処理に追加して水平方向にプレス加工をする手間を省略することができる。これにより、構造安定性の向上は言うまでもなく、金型の構造の複雑性が低減するだけでなく、金型の維持が容易になり、プレス加工速度が増加する。突起の場合においても、プレス方向を長手方向にすることができるため、圧力測定システムを容易に製造することができる。加工作業を簡素化することにより、回路基板ハウジングを低コストの部材で製造することができる。

さらに他の例として、回路基板は回路基板ハウジングを介して圧力導入継手に接続され、これにより圧力導入継手に確実に接続される。これにより特に回転方向において回路基板の適切な位置決めが可能となり、特に、高い静的または動的熱および／または負荷環境において、接続のより長い維持が可能となる。回路基板が圧力導入継手から外れた場合は、回路基板を圧力検出器に電気的に接続するワイヤの切断が起こりうる。

さらに他の例として、回路基板ハウジングは導電材料から構成してもよい。これにより、回路基板ハウジングの信頼性および／または熱膨張係数間の差異の減少による回路基板ハウジングと圧力導入継手との間のインターフェースの信頼性を向上させることができる。

図４は、回路基板ハウジング４００と圧力導入継手４１０とを接続するための技術を示す。図示されるように、回路基板ハウジング４００と圧力導入継手４１０とはスポット溶接を用いて複数個所の溶接部４２０で接続される（図中は１箇所のみ表示）。スポット溶接が溶接部４２０で行われると、回路基板ハウジング４００はこの溶接部においてわずかに内側に変形する。この特長により、力Ｆが回路基板ハウジングに加えられると、溶接部全体でこの力を受け、その結果、応力が溶接部に集中しない。これにより、溶接部は破壊に耐えることができる。

図５は、信号変換回路５００の一例を示す。信号変換回路５００は、例えば、信号変換回路基板１５０（図１ＡおよびＢ）の一部となりうる。
回路５００は、カプラ５１（訳注；正しくは「カプラ５１０」）と電力低減器５２０と電力レギュレータ５３０とカプラ５４０とを備える。カプラ５１０は、供給電力を受け取り、変換後の圧力を表す信号を伝達する。

カプラ５１０は供給電力を受け取って変換後の圧力を表す信号を伝達するための１つ以上のコネクタ（例えば、ピンなど）を備えてもよい。特定の実施において、カプラは外部電気コネクタから供給電力を受け取り、変換後の圧力を表す信号を外部電気コネクタへ伝達する。電力低減器５２０は、供給電力を特定の範囲（例えば、０〜５Ｖ）に制限する。
特定の実施において、電力低減器５２０は供給電力の電力を吸収するためのトランジスタを備えてもよい。制限された信号は電力レギュレータ５３０に伝達され、確実に制御された供給電力が提供される。

特定の実施において、電力レギュレータ５３０は電圧調整器であってもよい。制御後の信号はカプラ５４０に伝達される。カプラ５４０は供給電力を伝達して変換後の圧力を表す信号を受け取るための１つ以上のコネクタ（例えば、ピンなど）を備えてもよい。
特定の実施において、このカプラは外部電気コネクタへレギュレートした供給電力を伝達し、外部電気コネクタから圧力を表す信号を受け取ることができる。

回路５００はさらに信号バイアス器５５０、信号スパン調節器５６０および信号形式調節器５７０を備える。信号バイアス器５５０はオフセットを圧力を表す信号に挿入する。例えば、信号バイアス器５００（訳注；正しくは「５５０」）は、信号に５Ｖのオフセットを付加する。
特定の実施において、信号バイアス器はレジスタディバイダを介してオフセットを提供することができる。そして、信号スパン調節器５６０によってオフセットされた圧力を表す信号に利得を与えることができる。例えば、信号スパン調節器５６０は信号のスパンを倍増させることができる（例えば、５Ｖから１０Ｖなど）。

特定の実施において、信号スパン調節器は増幅器を備えてもよい。そして、スケーリングされオフセットされた圧力を表す信号は、信号形式調節器５７０により他のフォーマットに変換可能である。たとえば、電圧は電流、可変周波数信号、スイッチ出力信号、パルス幅変調信号、パルス計数信号、デジタル信号、無線信号、または他の情報伝達に適切なフォーマットへと変換可能である。そして、変換された圧力を表す信号はカプラ５１０により回路５００の外部に伝達される。

回路５００は、信号調整回路基板１５０（訳注；正しくは「１３０」）の圧力を表す信号を変換するために使用してもよい。
特定の実施において、圧力を表す信号は、５Ｖレシオメトリックの信号の１０％〜９０％である。回路５００はまた、温度測定システム、湿度測定システム、またはその他の適切な形式のトランスデューサーシステムなどの他のシステムの信号の変換に使用してもよい。一般的に、回路５００は、適切な形式の物理的または電気的な可変測定システムに使用可能である。

図５は、信号変換回路の一実施を示しているが、他の実施においては、より少ない、追加的な、および／または異なる部品の構成としてもよい。一例として、信号変換回路は、特に供給電力が適切に制御されている場合、電力低減器および／または電力レギュレータを備えなくてもよい。
他の例として、圧力を表す信号と変換後の圧力を表す信号との間の差異によっては、信号変換回路は信号バイアス器、信号スパン調節器および／または信号形式調節器を備えなくてもよい。例えば、圧力を表す信号がバイアスのみを必要とする場合、回路は信号スパン調節器または信号形式調節器を備えなくてもよい。しかし、一定の実施において、不要な部材はスイッチを切ってもよいし、側路を設けてもよい。

さらに他の例として、電力レギュレータ５３０からのレギュレートした供給電力は、信号バイアス器５５０や信号スパン調節器５６０などの回路５００の他の部品へと供給することができる。さらに他の例として、回路５００の多様な部品は選択可能な特徴を備えても良い。例えば、信号バイアス器は２つ以上の信号にバイアスをかけてもよいし、信号スパン調節器は２つ以上の信号をスケーリングしてもよい。

図６は、圧力変換回路６００の一例を示す。回路６００は、圧力変換回路５００（訳注；正しくは「信号変換回路５００」）の他の一様態である。６００は、例えば、信号変換回路基板１５０（図１ＡおよびＢ）の一部である。

一般的に、回路６００は入出力カプラ６１０と、回路プロテクタ６２０と、減圧器６３０と、電圧調整器６４０と、入出力カプラ６５０と、信号バイアス器６６０と、信号スパン調節器６７０と、を備える。後に詳述するが、回路６００は限られた状況下では５０ＶＤＣまで作動可能であるが、９〜３６ＶＤＣまでの制御されない電圧入力に対応するよう設計されている。しかし、この回路は適切な部品により、他の入力電圧範囲（例えば、１〜２４０ＶａｃまたはＶＤＣなど）に対応するように容易に変更可能である。回路はさらに、０〜５ＶＤＣの信号または０〜１０ＶＤＣの信号を出力可能である。特定の実施において、他の電圧（例えば、４．０９６Ｖなど）も可能であるが、回路は５Ｖで作動する。

入出力カプラ６１０は、回路６００へおよび回路６００からの信号伝達を可能とするコネクタ６１２および導体６１４（例えば、ピンなど）を備える。図示された実施において、入力された供給電圧は導体６１４ａに到達し、一般信号（例えば、グランドなど）は導体６１４ｃに到達する。導体６１４ｂは回路から変換後の圧力を表す信号を伝達するのに使用される。前述したように、導体６１４ａを通る電圧は制御されていなくてもよい。

回路プロテクタ６２０は、カプラ６１０に接続され、入力された供給電圧中の不適切な信号、過渡スパイク、ノイズなどから回路６００を保護する。図示された実施において、回路プロテクタ６２０は、ダイオード６２２およびコンデンサ６２４を備える。ダイオード６２２極性は、入力された供給電圧を保護し、コンデンサ６２４はこの入力された供給電圧を分離する。
特定の実施において、ダイオード６２２はショットキーダイオードであり、コンデンサ６２４は０．１μＦの電気容量を有する。

入力された信号の電圧範囲に対応させるため、減圧器６３０は入力電圧を所定の範囲（例えば、０〜５Ｖ）に制限する。減圧された電圧は、電圧調整器６４０に伝達される。減圧器６３０はトランジスタ６３２を備え、これにより電圧の大半が吸収される。
特定の実施において、トランジスタ６３２はＮチャンネルまたはＰチャンネルの強化金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET: Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。
減圧器６３０はさらにレジスタ６３４およびダイオード６３６を備える。レジスタ６３４はダイオード６３６にバイアス電流を供給し、次いでトランジスタ６３２をバイアスする。

一定の実施において、トランジスタ６３２はバイアスされ線形動作をする。電圧調整器６４０への入力がその出力を超える所定の値（例えば、２Ｖ）を下回るまで、トランジスタ６３２はレジスタ６３４およびダイオード６３６にバイアスされうる。
特定の実施において、ダイオード６３６は約１０ＶＤＣでバイアスされたトランジスタ６３２のゲートを維持し、これにより電圧調整器６４０への入力を約８Ｖに維持する。特定の実施において、レジスタ６３２は、１００Ｋオームの抵抗を有してもよく、ダイオード６３６はツェナーダイオードであってもよい。

電圧調整器６４０は、減圧器６３０からの供給電圧に基づいて、調整後の供給電圧を生成する。電圧調整器６４０は、調整器６４２およびコンデンサ６４６を備える。図示された実施において、調整器６４２は５つの入出力コネクタ６４４を有する。減圧された電圧は、コネクタ６４４ａを介して受けとられ、コネクタ６４４ｂを介してフィードバックされる。調整後の供給電圧は、きわめて安定しており、回路レール６０２に接続されたコネクタ６４４ｅを介して入出力カプラ６５０に供給される。

特定の実施において、調整器６４０は、精度０．２％および低熱ドリフトのＬＭ４１２０などの精密５ＶＤＣ調整器であり５ｍＡをソース可能である。コンデンサ６４６は出力信号を安定させ分離させる。コンデンサ６４６は０．０２２μＦの電気容量を有する。

入出力カプラ６５０は、レール６０２を介して電圧調整器６４０に接続され、コネクタ６５４（訳注；正しくは「６５２」）および導体６５４を備える。入出力カプラ６５０は調整後の電圧を導体６５４ａを介して信号調整回路基板に提供する。この信号は、この回路基板が圧力を表す信号を生成するように励起する。この圧力を表す信号は導体６５４ｂを介して受け取られる。特定の実施において、圧力を表す信号は、０〜５Ｖの信号に対してスパンの１０％〜９０％（例えば、０．５〜４．５Ｖ）に及んで直線的であることが期待される。

信号バイアス器６６０もまたレール６０２に接続され、レールを分割し基準電圧を出力ステージ（例えば、信号スパン調節器６７０など）に提供する分圧器６６２を備える。この基準電圧はレールに対してレシオメトリックである。このようにすることにより、分圧器６６２は入出力カプラ６５０のコネクタ６５４ｂを介して受け取った圧力を表す信号に対してオフセットを設定する。
この実施において、分圧器６６２は温度係数の一致したレジスタ６６３を備える。特定の実施において、レジスタ６６３ａは、４５３Ｋオームの抵抗を有し、レジスタ６６３ｂは９０．９Ｋオームの抵抗を有する。レジスタ６６３は、必須ではないが、精密レジスタでもよい（例えば、偏差０．１％、熱ドリフト２５ｐｐｍ）。

信号バイアス器６６０はさらにオフセット選択器６６４を備える。オフセット選択器６６４により、信号バイアス器６６０のオフセットが選択可能となる。図示されるように、オフセット選択器６６４はレジスタ６６５およびスイッチ６６６を備える。
特定の実施において、レジスタ６６５は７５Ｋオームの抵抗を有してもよい。スイッチ６６６が開の時は、信号バイアス器６６０は信号に２．５Ｖのバイアスをかけることができる。スイッチ６６６が閉の時は、レジスタ６６５は分圧器６６２の一部とみなすことができる。入力が５Ｖの１０％に等しいとき、スイッチ６６６を閉じることにより出力電圧を０ＶＤＣに設定することができる。

信号バイアス器６６０はさらにバッファ６６８を備え、これによりオフセット電圧を緩衝する。バッファ６６８は演算増幅器６６９を備え、これは特定の実施において、ＴＳ２７Ｌ２ＡＩＤである。演算増幅器６６９は、スイッチ６６６が閉の時にレジスタ６６３ｂの平行値が含まれる場合を含み、分圧器６６２を緩衝するための電圧フォロワとして機能する。

信号スパン調節器６７０は、カプラ６５０に接続され、導体６５４ｂを介して受け取られた圧力を表す信号を受け取る。信号スパン調節器６７０は圧力を表す信号を適切な範囲にスケーリングする（例えば、５Ｖ〜１０Ｖなど）。図示された実施において、スパン調節器６７０は圧力を表す信号の電圧を安定基準電圧と比較してシングルエンド（グランドリファレンス）の出力電圧に精密な差動利得を供給する差動増幅器として機能する。

信号スパン調節器６７０は分圧器６７２と、演算増幅器６７４と、スイッチ６７６と、を備える。分圧器６７２は温度係数の一致したレジスタ６７３を備える。レジスタ６７３は多様な技術により一致させられる。特定の実施において、各レジスタ６７３は１５０Ｋオームの抵抗を有する。この実施において、スイッチ６７０６（訳注；正しくは「６７６」）が開の時は、信号スパン調節器６７０は通常モード増幅器（特に非反転）として機能し、スイッチ６７６が閉の時は、信号スパン調節器６７０は差動増幅器として機能する。一定の実施において、信号スパン調節器６７０は信号のスパンを倍増させる。

信号スパン調節器６７０の出力は、別の分圧器６７８を介してフィードバックされ、バッファ６６８の出力も受け取る。分圧器６７８は温度係数の一致したレジスタ６７９を備える。特定の実施において、レジスタ６７９は１５０Ｋオームの抵抗を有する。レジスタ６７９の温度係数は、レジスタ６７３の温度係数に対応しなくてもよい。

分圧器６７８は、演算増幅器６７４の電圧を、スパン調節と組み合わされることで入力が０．５Ｖの時に出力を０Ｖとする非ゼロ電圧オフセットに追従させる。
一実施例において、スイッチ６６６およびスイッチ６７６が閉の時、回路６００は０〜５Ｖの出力信号を生成する。導体６５４ｂを介して受け取った電圧信号が０．５ＶＤＣとすると、１５０Ｋオームのレジスタを有する分圧器６７２は、演算増幅器６７４の非反転入力を０．２５０ＶＤＣに設定する。

演算増幅器６６９の出力はレール６０２から分圧器６６２により設定された緩衝電圧であり、＋５Ｖである。この緩衝電圧は、この時スイッチ６６６が閉の状態で０．４１６ＶＤＣであり、レジスタ６７７とレジスタ６７９ｂの並列連結は１００Ｋオームである（つまり、（３００＊１５０）／（３００＋１５０)）。下記の数式において、これはレジスタ６７９ａ’とする。出力式は下記の通りである。

Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ／(Ｒ６７３ａ＋Ｒ６７３ｂ)＊Ｒ６７３ｂ＊(ｌ＋(Ｒ６７９ｂ／Ｒ６７９ａ’))−(Ｖｏｆｆｓｅｔ＊(Ｒ６７９ｂ／Ｒ６７９ａ’)),
この式において、Ｒは関連するレジスタの抵抗、Ｖｏｕｔは演算増幅器６７４の出力である。上述の実施において、これは下記の通り変換される：
Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ／(１５０＋１５０)＊１５０＊(１＋(ｌ５０／１００))−(０．４１６＊(１５０／１００))

したがって、
Ｖｉｎ＝０．５ＶＤＣのときＶｏｕｔ＝０．００１ＶＤＣ；そして
Ｖｉｎ＝４．５ＶＤＣのときＶｏｕｔ＝５．００１ＶＤＣ
０〜１０ＶＤＣ出力用に回路を変更するには、スイッチ６６６およびスイッチ６７６を開く。スイッチ６７６を開くことにより、回路はオフセットを有するフォロアに変わる。よって、分圧器６７２を効果的に省略する。
オフセットの変化を補正するためにもまた、スイッチ６６６を開き、これにより緩衝オフセットを０．８３５ＶＤＣに変更する。
ここで、出力式は下記の通りである：

Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ＊(１＋(Ｒ６７９ｂ／Ｒ６７９ａ’))−(Ｒ６７９ｂ／Ｒ６７９ａ’)＊Ｖｏｆｆｓｅｔ
上述の実施において、これは下記の式を生成する：
Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ＊(１＋１５０／１００))−(１５０／１００)＊０．８３５；
Ｖｉｎ＝０．５ＶＤＣの時、Ｖｏｕｔ＝−０．００２ＶＤＣ；そして
Ｖｉｎ＝４．５ＶＤＣのときＶｏｕｔ＝９．９９８ＶＤＣ
したがって、回路６００は外部装置（例えば、信号調整回路基板１３０など）からのレシオメトリック入力電圧を０〜５ＶＤＣまたは０〜１０ＶＤＣの出力に変換可能である。

演算増幅器６７４が０Ｖ側へ（または０Ｖをこえて）スイングするためには、わずかに負の内部供給レールを生成することが必要かもしれない。これは電圧調整器６８０により達成可能である。電圧調整器６８０は、調整器６８２およびコンデンサ６８４を備え、負の電圧を生成する。調整器６８２は、例えば、チャージポンプ式の変圧器である。コンデンサ６８６はその結果得られる−５ＶＤＣをフィルタリングする。コンデンサ６８４およびコンデンサ６８６はそれぞれ１μＦの電気容量を有する。

特定の実施において、回路６００は１つ以上の過渡電圧サプレッサ、ブロッキングダイオード、チョークおよびデカップリングコンデンサを備え、これによりミスワイヤリングおよび短絡から保護し、出力電流制限を設け、過渡信号スパイクをブロックし、ＥＭＩ、ＥＳＤおよび過渡ノイズを最小限に抑える。特定の実施において、出力電圧は、より広い出力スイングを提供し、短絡防止、出力電流制限、ミスワイヤリング防止および大容量駆動が可能な複合トランジスタトーテムポール回路により完成される。

一実施例において、信号調整回路基板により受け取られた出力は、ある範囲（例えば、調整後の電圧の１０％（ゼロ圧力）〜調整後の電圧の９０％（フルスケール圧力））におよび直線であることが期待される。よって、回路利得を固定した状態で、スパン確度は回路の固定利得およびレール６０２上の電圧の制御に依存する。出力精度は、少なくとも部分的には、回路６００のオフセットにより決まる。よって、精密レジスタは回路のオフセットステージを設定するのに使用可能である。出力オフセット熱性能は、オフセットレジスタと演算増幅器の入力オフセットの温度係数一致により決まる。出力スパン熱性能は、利得レジスタとの温度係数一致と電圧調整器６４０の熱ドリフトにより決めてもよい。

一定の実施において、調整後の電圧は、信号調整回路内の公称駆動回路電圧に一致させられうる。例えば、信号調整回路内の公称駆動回路電圧が５Ｖであれば、調整後の電圧は５ＶＤＣとすることができる。しかし、他の適切な電圧を使用してもよい。例えば、４．０９６Ｖを使用することにより、駆動回路の電流需要を低下させる効果が得られ、これは４〜２０ｍＡの２線式出力に対して、４ｍＡ未満で作動する際に重要である。

安定したオフセットおよび温度係数を維持するために、オフセットレジスタの許容誤差および温度係数は厳しく制御されてもよく、可能であれば一致させる。特定の実施において、許容誤差が０．１％以下であり、抵抗温度係数が２５ｐｐｍ以下であれば、一致は必ずしも必要でない。
安定したスパンおよび温度係数を維持するために、利得設定レジスタの許容誤差および温度係数を制御してもよい。特定の実施において、５０ｐｐｍの許容誤差で５ｐｐｍに一致された温度係数のレジスタを備えた抵抗回路網（ペア）が使用可能である。

回路６００の一様態について説明したが、他の実施も可能である。１つのアプローチとしては、厚膜形式もしくは薄膜形式の（セラミック基板または能動部品が実装されたハイブリッド上に）プリントされたレジスタを使用してもよい。これは、プリント式のレジスタが一致した抵抗温度係数を有するためである。必要な場合は、同様のレジスタを基板メーカーによってレーザトリミングまたは研磨トリミングし、利得やオフセットを較正することができる。

他のアプローチとしては、デジタルトリミングされた電位差計を用いてオフセットや利得を設定してもよい。デジタルトリミングされた電位差計は、一般的に高いエンドツーエンド抵抗温度係数を有しているが、電位差モードにて使用した場合、適切に一致させた抵抗温度係数を有する傾向にあり、よって熱運動は低い。このアプローチの障害としては、コストが比較的高いこと、分解能が低いこと、サイズが比較的大きいことなどが挙げられるが、これらは将来的には改良が期待される。デジタル制御されたデジタル／アナログ変換器（DACs: Digital-to-Analog Converters）も同様の目的に使用可能である。

回路６００は多様な特徴を有する。例えば、回路６００は可変の入力電圧を所定の電圧（例えば、５ＶＤＣ）に制限可能である。電圧調整器への電圧供給を減らすことにより、電圧調整器により発散されるパワー量を減らすことができ、これにより内部温度が低下し、したがって熱運動（例えば、誤差の発生など）が低下する。また、このことにより、回路の入力電圧範囲が広がり、電圧調整器が通常扱える電圧よりも高い電圧の入力が可能となる。さらに、調整後の電圧は検出回路（例えば、信号調整回路基板１３０）に供給されてもよい。

他の例として、回路６００は２つの異なる出力信号（例えば、一方が０〜５Ｖの間で他方が０〜１０Ｖの間）を供給可能である。よって、回路６００は２つの作動制限を満たすことができる。さらに他の例として、回路６００は、著しいオフセット誤差、利得誤差、オフセット温度誤差または利得温度誤差を追加せずに、１０％〜９０％５Ｖレシオメトリック信号と比例する出力信号を生成可能である。例えば、特定の実施において、−２０〜８５℃の温度範囲において、出力値への変更は入出力範囲の０．４０％未満であってもよい。
さらに、回路６００は、その設置においてトリミングを必要としない一定で精密な伝達関数であってもよい。

図７は、圧力変換回路７００を示す。
回路７００は、圧力変換回路５００（訳注；正しくは「信号変換回路５００」）の他の一様態である。
回路７００は、例えば、信号変換回路基板１５０の一部となりうる。
一般的に、回路７００は入出力カプラ７１０と、回路プロテクタ７２０と、減圧器７３０と、電圧調整器７４０と、入出力カプラ７５０と、信号バイアス器７６０と、信号スパン調節器７７０と、を備える。これらの部品は、回路６００の部品と同様でよい。後に詳述するが、回路７００は限られた状況下では５０ＶＤＣまで作動可能であるが、９〜３６ＶＤＣまでの制御されない電圧入力に対応するよう設計されている。しかし、この回路は適切な部品により、他の入力電圧（例えば、１から２４０ＶａｃまたはＶＤＣなど）に対応するように容易に変更可能である。回路はさらに、1〜５ＶＤＣの信号または1〜６ＶＤＣの信号を出力可能である。特定の実施において、他の電圧（例えば、４．０９６Ｖなど）も可能であるが、回路は５Ｖで作動し、これが他の回路に供給される。

入出力カプラ７１０は、回路７００へおよび回路７００からの信号伝達を可能とするコネクタ７１２および導体７１４（例えば、ピンなど）を備える。図示された実施において、入力された供給電圧は導体７１４ａに到達し、一般信号（例えば、グランドなど）は導体７１４ｃに到達する。導体７１４ｂは回路から変換後の圧力を表す信号を伝達するのに使用される。
回路プロテクタ７２０は、入出力カプラ７１０に接続され、入力された供給電圧中の不適切な信号、過渡スパイク、ノイズなどから回路７００を保護する。図示された実施において、回路プロテクタ７２０は、ダイオード７２２およびコンデンサ７２４を備える。
ダイオード７２２極性は、入力された供給電圧を保護し、コンデンサ７２４はこの入力された供給電圧を分離する。

入力された信号の電圧範囲に対応させるため、減圧器７３０は入力電圧を所定の範囲（例えば、０〜５Ｖ）に制限する。減圧された電圧は、電圧調整器７４０に伝達される。減圧器７３０はトランジスタ７３２を備え、これにより電圧の大半が吸収される。減圧器７３０はさらにレジスタ７３４およびダイオード７３６を備える。レジスタ７３４はダイオード７３６にバイアス電流を供給し、次いでトランジスタ７３２をバイアスする。一定の実施において、トランジスタ７３２はバイアスされ線形動作をする。電圧調整器７４０への入力がその出力以上である所定の値（例えば、２Ｖ）を下回るまで、トランジスタ７３２は、レジスタ７３４およびダイオード７３６によりバイアスされる。特定の実施において、ダイオード７３６は約１０ＶＤＣにバイアスされたトランジスタ７３２のゲートを維持し、これにより電圧調整器７４０への入力を約８Ｖに維持する。

電圧調整器７４０は、減圧器７３０からの供給電圧に基づいて、調整後の供給電圧を生成する。電圧調整器７４０は、調整器７４２およびコンデンサ７４６を備える。図示された実施において、調整器７４２は５つの入出力コネクタ７４４を有する。減圧された電圧は、コネクタ７４４ａを介して受けとられ、コネクタ７４４ｂを介してフィードバックされる。調整後の供給電圧は、きわめて安定しており、回路レール７０２に接続されるコネクタ７４４ｅを介して入出力カプラ７５０に供給される。コンデンサ７４６は制御後の出力信号を安定させ分離させる。

入出力カプラ７５０は、レール７０２を介して電圧調整器７４０に接続され、コネクタ７５２および導体７５４を備える。入出力カプラ７５０は調整後の供給電圧を導体７５４ａを介して信号調整回路基板に提供する。この信号は、この回路基板が圧力を表す信号を生成するように励起してもよい。この圧力を表す信号は導体７５４ｂを介して受け取られる。

信号バイアス器７６０もまたレール７０２に接続され、レールを分割し基準電圧を出力ステージ（例えば、信号スパン調節器７７０など）に提供する分圧器７６２を備える。この基準電圧はレールに対してレシオメトリックである。このようにすることにより、分圧器７６２は入出力カプラ７５０のコネクタ７５４ｂを介して受け取った圧力を表す信号に対してオフセットを設定する。
この実施において、分圧器７６２は温度係数の一致したレジスタ７６３を備える。特定の実施において、レジスタ７６３ａは、３３２Ｋオームの抵抗を有してもよく、レジスタ７６３ｂは６０．４Ｋオームの抵抗を有してもよい。レジスタ７６３は、必須ではないが、精密レジスタでもよい（例えば、偏差０．１％、熱ドリフト２５ｐｐｍ）。

信号バイアス器７６０はさらにバッファ７６８を備え、これによりオフセット電圧を緩衝する。
バッファ７６８は演算増幅器７６９を備える。
演算増幅器７６９は、分圧器７６２を緩衝するための電圧フォロワとして機能する。
信号スパン調節器７７０は、カプラ７５０に接続され、導体７５４ｂを介して受け取られた圧力を表す信号を受け取る。信号スパン調節器７７０は圧力を表す信号を適切な範囲にスケーリングする（例えば、５Ｖ〜６Ｖなど）。図示された実施において、スパン調節器７７０は圧力を表す信号の電圧を安定基準電圧と比較してシングルエンド（グランドリファレンス）の出力電圧に正確な差動利得を供給する差動増幅器として機能する。

信号スパン調節器７００（訳注；正しくは「７７０」）は分圧器７７２と、演算増幅器７７４と、ダイオード７７５と、を備える。分圧器７７２は温度係数の一致したレジスタ７７３を備える。特定の実施において、各レジスタ７７３は１５０Ｋオームの抵抗を有する。ダイオード７７５は、バンドギャップ電圧リファレンスを提供し、これにより入力電流に係らず較正された電圧の維持が可能となる。ダイオード７７５は、温度誤差が低く精度のよい１．２ＶＤＣリファレンスを提供可能である。特定の実施において、ダイオード７７５はパーフェクトツェナーダイオードとして機能する集積回路として実施される。

信号スパン調節器７７０はさらに、スイッチ７７６と、分圧器７７７と、レジスタ７７９と、を備える。信号スパン調節器７７０の出力は分圧器７７７を介してフィードバックされ、バッファ７６８の出力を受け取る。分圧器７７７は温度係数の一致したレジスタ７７８を備える。特定の実施において、レジスタ７７８は１５０Ｋオームの抵抗を有する。分圧器７７７は、演算増幅器７７４の電圧を、スパン調節と組み合わされることで入力が０．５Ｖの場合に出力を１Ｖとする非ゼロ電圧オフセットに追従させる。

一実施例において、スイッチ７７６が開の時、回路７００は1〜５Ｖの出力信号を生成する。導体７５４ｂを介して受け取った電圧信号が０．５ＶＤＣとすると、１５０Ｋオームの抵抗を有する分圧器７７２は、演算増幅器７７４の非反転入力を０．８６２５ＶＤＣに設定する。レジスタ７７９はダイオード７７５をバイアスする。演算増幅器７６９の出力は分圧器７６２により設定されたレール７０２からの緩衝電圧であり、＋５Ｖである。したがって緩衝電圧は、レジスタ７６３ａが３３２Ｋオームの抵抗を有し、レジスタ７６３ｂが６０．３オームの抵抗を有するとき、０．７７ＶＤＣであり、出力式は下記の通りである：

Ｖｏｕｔ＝（１．２２５Ｖ−（１．２２５−Ｖｉｎ）／(Ｒ７７３ａ＋Ｒ７７３ｂ)＊Ｒ７７３ｂ）＋（（（１．２２５Ｖ−（１．２２５Ｖ−Ｖｉｎ）／(Ｒ７７３ａ＋Ｒ７７３ｂ)＊Ｒ７７３ｂ）−０．７７）／Ｒ７７８ａ＊Ｒ７７８ｂ)
上述の実施において、これは下記の通り変換される：

Ｖｏｕｔ＝（１．２２５Ｖ−（１．２２５−Ｖｉｎ）／（１５０＋ｌ５０）＊１５０）＋（（（１．２２５Ｖ−（１．２２５Ｖ−Ｖｉｎ）／（１５０＋１５０）＊１５０）−０．７７）／１５０＊１５０）
よって、（ゼロ圧力で）０．５ＶＤＣを分圧器７７２に入力すると、演算増幅器７７４の出力は０．９５５ＶＤＣとなる。この偏差は、（例えば、第２スイッチなどで）変更可能であるが、一定の実施において、固定のオフセット調整は許容し得るとみなされる。入力を４．５ＶＤＣとすると、分圧器７７２は演算増幅器７７４の非反転入力を２．８６２５に設定する。
したがって、演算増幅器７７４の出力は２．８６２５Ｖ＋（２．８６２５ＶＤＣ−０．７７ＶＤＣ）または（４．０００ＶＤＣのスパンに対して)４．９５５ＶＤＣとなる。

1〜６ＶＤＣ出力に用に回路を変更するには、スイッチ７７６を閉じる。スイッチ７７６を閉じることにより、分圧器７７７の比率を変更し、これにより信号スパン調節器７７０が信号のスパンを２０％増加させる。オフセット電圧はこの利得に対して最適化してもよい。レジスタ７７８ａおよびレジスタ７７９の並列連結は１００Ｋオーム（例えば、(３００＊１５０)／(３００+１５０)）である。下記の数式において、これはレジスタ７７８ａ’とする。ここで、出力式は下記の通りである：

Ｖｏｕｔ＝（１．２２５Ｖ−（１．２２５−Ｖｉｎ）／(Ｒ７７３ａ＋Ｒ７７３ｂ)＊Ｒ７７３ｂ）＋（（（１．２２５Ｖ−（１．２２５Ｖ−Ｖｉｎ）／(Ｒ７７３ａ＋Ｒ７７３ｂ)＊Ｒ７７３ｂ）−０．７７）／Ｒ７７８ａ’＊Ｒ７７８ｂ)
上述の実施において、これは下記の式を生成する：

Ｖｏｕｔ＝（１．２２５Ｖ−（１．２２５−Ｖｉｎ）／（１５０＋ｌ５０）＊１５０）＋（（（１．２２５Ｖ−（１．２２５Ｖ−Ｖｉｎ）／（１５０＋１５０）＊１５０）−０．７７）／１００＊１５０）；
Ｖｉｎ＝０．５ＶＤＣのとき、Ｖｏｕｔ＝１．００１ＶＤＣ；そして
Ｖｉｎ＝４．５ＶＤＣのとき、Ｖｏｕｔ＝６．００１ＶＤＣ
したがって、回路７００は外部装置（例えば、信号調整回路基板１３０など）からのレシオメトリック入力電圧を1〜５ＶＤＣまたは1〜６ＶＤＣの出力に変換可能である。

回路７００は多様な特徴を有する。例えば、回路７００は可変の入力電圧を所定の電圧（例えば、５ＶＤＣ）に制限可能である。電圧調整器への電圧供給を減らすことにより、電圧調整器により発散される電力量を減らすことができ、これにより内部温度が低下し、したがって熱運動（例えば、誤差の発生など）が低下する。また、このことにより、回路の入力電圧範囲が広がり、電圧調整器が通常扱える電圧よりも高い電圧の入力が可能となる。さらに、調整後の電圧は検出回路（例えば、信号調整回路基板１３０）に供給される。他の例として、回路７００は２つの異なる出力信号（例えば、一方が1〜５Ｖの間で他方が1〜６Ｖの間）を供給可能である。よって、回路７００は２つの作動制限を満たすことができる。
さらに他の例として、回路７００は、著しいオフセット誤差、利得誤差、オフセット温度誤差または利得温度誤差を追加せずに、１０％〜９０％５Ｖのレシオメトリック信号の信号調整が可能である。さらに、回路７００は、その設定においてトリミングを必要としない一定で精密な伝達関数としてもよい。

図８は、圧力変換回路８００を示す。
回路８００は、圧力変換回路５００（訳注；正しくは「信号変換回路５００」）の他の一様態である。
回路８００は、例えば、信号変換回路基板１５０の一部である。
一般的に、回路８００は入出力カプラ８１０と、回路プロテクタ８２０と、減圧器８３０と、電圧調整器８４０と、入出力カプラ８５０と、信号バイアス器８６０と、信号スパン調節器８７０と、を備える。これらの部品は、回路６００の部品と同様でよい。

回路８００はさらに、信号形式調節器８８０を備える。後に詳述するが、回路８００は限られた状況下では５０ＶＤＣまで作動可能であるが、９〜３６ＶＤＣまでの制御されない電圧入力に対応するよう設計されている。しかし、この回路は適切な部品により、他の入力電圧（例えば、１から２４０ＶａｃまたはＶＤＣなど）に対応するように容易に変更可能である。この回路は、４〜２０ｍＡの信号も出力可能で、これは電圧入力から取り出すことができる。
特定の実施において、他の電圧（例えば、４．０９６Ｖなど）も可能であるが、回路は５Ｖで作動し、これが他の回路に供給される。

入出力カプラ８１０は、回路８００へおよび回路８００からの信号伝達を可能とするコネクタ８１２および導体８１４（例えば、ピンなど）を備える。図示された実施において、入力された供給電圧は導体８１４ａに到達し、一般信号（例えば、グランドなど）は導体８１４ｃに結合される導体８１４ｂに到達する。導体８１４は回路からの変換後の圧力を表す信号を伝達するのに使用される。

回路プロテクタ８２０は、入出力カプラ８１０に接続され、入力された供給電圧中の不適切な信号、過渡スパイク、ノイズなどから回路８００を保護する。図示された実施において、回路プロテクタ８２０は、ダイオード８２２およびコンデンサ８２４を備える。
ダイオード８２２極性は、入力された供給電圧を保護し、コンデンサ８２４はこの入力された供給電圧を分離する。

入力された信号の電圧範囲に対応させるため、減圧器８３０は入力電圧を所定の範囲（例えば、０〜５Ｖ）に制限する。減圧された電圧は、電圧調整器８４０に伝達される。減圧器８３０はトランジスタ８３２を備え、これにより電圧の大半が吸収される。減圧器８３０はさらにレジスタ８３４およびダイオード８３６を備える。レジスタ８３４はダイオード８３６にバイアス電流を供給し、次いでトランジスタ８３２をバイアスする。一定の実施において、トランジスタ８３２はバイアスされ線形動作をする。電圧調整器８４０への入力がその出力以上である所定の値（例えば、２Ｖ）を下回るまで、トランジスタ８３２は、レジスタ８３４およびダイオード８３６によりバイアスされる。特定の実施において、ダイオード８３６は約１０ＶＤＣにバイアスされたトランジスタ８３２のゲートを維持し、これにより電圧調整器８４０への入力を約８Ｖに維持する。

電圧調整器８４０は、減圧器８３０からの供給電圧に基づいて、調整後の供給電圧を生成する。電圧調整器８４０は、調整器８４２およびコンデンサ８４６を備える。図示された実施において、調整器８４２は５つの入出力コネクタ８４４を有する。減圧された供給電圧は、コネクタ８４４ａを介して受けとられ、コネクタ８４４ｂを介してフィードバックされる。調整後の供給電圧は、きわめて安定しており、回路レール８０２に接続されるコネクタ８４４ｅを介して入出力カプラ８５０に供給される。コンデンサ８４６は制御後の出力信号を安定させ分離させる。

入出力カプラ８５０は、レール８０２を介して電圧調整器８４０に接続され、コネクタ８５２および導体８５４を備える。入出力カプラ８５０は調整後の供給電圧を導体８５４ａを介して信号調整回路基板に提供する。この信号は、この回路基板が圧力を表す信号を生成するように励起してもよい。この圧力を表す信号は導体８５４ｂを介して受け取られる。

信号バイアス器８６０もまたレール８０２に接続され、レールを分割し基準電圧を相互導体ンスステージ（例えば、信号スパン調節器８７０および信号形式調節器８８０）に提供する分圧器８６２を備える。この基準電圧はレールに対してレシオメトリックである。
このようにすることにより、分圧器８６２は入出力カプラ８５０のコネクタ８５４ｂを介して受け取った圧力を表す信号に対してオフセットを設定する。
この実施において、分圧器８６２は温度係数の一致したレジスタ８６３を備える。特定の実施において、レジスタ８６３ａは、２００Ｋオームの抵抗を有してもよく、レジスタ８６３ｂは３００Ｋオームの抵抗を有してもよい。レジスタ８６３は、必須ではないが、精密レジスタでもよい（例えば、偏差０．１％、熱ドリフト２５ｐｐｍ）。

信号バイアス器８６０はさらにバッファ８６８を備え、これによりオフセット電圧を緩衝する。バッファ８６８は演算増幅器８６９を備える。
演算増幅器８６９は、分圧器８６２を緩衝するための電圧フォロワとして機能する。

信号スパン調節器８７０は、カプラ８５０に接続され、導体８５４ｂを介して受け取られた圧力を表す信号を受け取る。信号スパン調節器８７０は圧力を表す信号を適切な範囲（例えば、４ｍＡ〜１６ｍＡなど）にスケーリングする。図示された実施において、スパン調節器８７０は圧力を表す信号の電圧を安定基準電圧と比較してシングルエンド（グランドリファレンス）の出力電圧に正確な差動利得を供給する差動増幅器として機能する。

信号スパン調節器８７０は分圧器８７２と、演算増幅器８７４と、レジスタ８７５と、レジスタ８７６と、を備える。分圧器８７２は温度係数の一致したレジスタ８７３を備える。特定の実施において、レジスタ８７３ａは、１００Ｋオームの抵抗を有し、レジスタ８７３ｂは２０Ｋオームの抵抗を有する。レジスタ８７５およびレジスタ８７６はレール８０２に接続され、最小出力電流の供給を容易にする。特定の実施において、レジスタ８７５は、１．９１Ｋオームの抵抗を有してもよく、レジスタ８７６は１２７Ｋオームの抵抗を有してもよい。一定の実施において、レジスタ８７６が精密レジスタであってよく、レジスタ８７５の非精密性をカバーしてもよい。

信号スパン調節器８７０はさらに分圧器８７７を備える。信号形式調節器８８０の出力は分圧器８７７を介してフィードバックされ、また、バッファ８６８の出力も受け取る。演算増幅器８６９の出力は分圧器８７７により分圧され、一括されて演算増幅器８７４の反転入力となる。分圧器８７７は温度係数の一致したレジスタ８７８を備える。特定の実施において、レジスタ８７８ａは、１００Ｋオームの抵抗を有し、レジスタ８７８ｂは２０Ｋオームの抵抗を有する。分圧器８７７は、演算増幅器８７４の電圧を、スパン調節と組み合わされることで入力が０．５Ｖの時に出力を１Ｖとする非ゼロ電圧オフセットを追従させる。

信号形式調節器８８０は信号スパン調節器８７０に接続される。信号形式調節器８８０は、レジスタ８８２と、トランジスタ８８４と、レジスタ８８５と、レジスタ８８６と、を備える。レジスタ８８２は電流をトランジスタ８８４のベースに制限し、レジスタ８８５は最大出力信号を制限する電流制限レジスタであり、レジスタ８８６は電流検出レジスタとして機能する。すなわち、レジスタ８８６は電流検出用フィードバック要素である。レジスタ８８６を通る電圧は全回路電流に比例する出力信号自体であり、この電圧は演算増幅器８７４にフィードバックされる。回路６００の性能精度もまたレジスタ８８６の影響を受ける。

演算増幅器８７４は、ＮＰＮパワートランジスタにより構成され得るトランジスタ８８４を駆動させて制御された電流を一般信号へ誘導することにより、差動ゲインを供給し、レジスタ８８６を通る電圧を発生させる特定の実施において、レジスタ８８２は４．９９Ｋオームの抵抗を有し、レジスタ８８４は１０オームの抵抗を有し、レジスタ８８６は５０オームの抵抗を有する。
一定の実施において、レジスタ８８６は一対の並列レジスタであり、変動性を低減可能である。

信号形式調節器８８０はさらに、コンデンサ８８７と、コンデンサ８８８と、を備える。コンデンサ８８７は、高周波数で利得を減少させることにより演算増幅器８７４を安定化させる。コンデンサ８８８は、回路８００の周波数応答をロールオフする。
特定の実施において、コンデンサ８８７は０．０１μＦの容量を有し、コンデンサ８８８は０．１μＦの容量を有する。

一実施例において、演算増幅器８６９の出力は、分圧器８７７によって分圧され、一括されて演算増幅器８７４の反転入力となり、この演算増幅器への反転入力を０．５ＶＤＣに設定する。よって、（ゼロ圧力において）分圧器８７２における入力が０．５ＶＤＣの時、分圧器には電流が流れない。しかし、レジスタ８７５およびレジスタ８７６は、４ｍＡの全電流引き込みを誘発するのに十分な電流をレジスタ８７３ｂに駆動する。これは、入力平衡を０．５ＶＤＣに維持するようトランジスタ８８４をバイアスする演算増幅器８７４により達成される。

入力平衡が４．５ＶＤＣに上げられると、演算増幅器８７４と、トランジスタ８８２（訳注；正しくは「８８４」）と、レジスタ８８６とが協働し非反転入力を０．５ＶＤＣに維持する。フルスケールで４．５ＶＤＣの入力信号において、これはレジスタ８７３ｂを通る４ＶＤＣへのドロッピング（４．５ＶＤＣ−０．５ＶＤＣ）に等しく、これによりレジスタ８７３ｂが２０Ｋオームの抵抗を有する場合、２０ｍＡが生成される。
したがって、回路８００は外部装置（例えば、信号調整回路基板１３０など）からのレシオメトリック入力電圧を４〜２０ｍＡの出力に変換可能である。

回路８００は多様な特徴を有する。例えば、回路８００は可変の入力電圧を所定の電圧（例えば、５ＶＤＣ）に制限可能である。電圧調整器への電圧供給を減らすことにより、電圧調整器により発散される電力量を減らすことができ、これにより内部温度が低下し、したがって熱運動（例えば、誤差の発生など）が低下する。また、このことにより、回路の入力電圧範囲が広がり、電圧調整器が通常扱える電圧よりも高い電圧の入力が可能となる。さらに、調整後の電圧は検出回路（例えば、信号調整回路基板１３０）に供給される。

他の例として、設計による本質的な低温度係数により、回路は４〜２０ｍＡ出力の低熱自己加熱を備えてもよい。４〜２０ｍＡの装置は、本質的に熱を生成し、これにより圧力センサアセンブリに自己加熱誤差が生じる。これらのアセンブリの設計が小型化されることにより、一般的にこの問題は悪化する。しかし、回路８００では、低熱運動の部品のみを使用するため、発生した熱はこの回路自体にほとんど影響を与えない。利点としては、アセンブリ全体において自己加熱効果が低く、温度に弱い部品（信号調整回路および圧力検出器）を容易に熱から守ることができる。

他の例として、回路８００は信号のフォーマットを変換可能であり、作動制限を満たす補助をする。さらに他の例として、回路８００は、著しいオフセット誤差、利得誤差、オフセット温度誤差または利得温度誤差を追加せずに、１０％〜９０％５Ｖのレシオメトリック信号の信号調整が可能である。さらに、回路８００は、その設定においてトリミングを必要としない一定で精密な伝達関数としてもよい。

図９は、圧力変換回路９００を示す。
回路９００は、圧力変換回路５００（訳注；正しくは「信号変換回路５００」）の他の一様態である。
回路９００は、例えば、信号変換回路基板１５０の一部である。
一般的に、回路９００は入出力カプラ９１０と、回路プロテクタ９２０と、減圧器９３０と、電圧調整器９４０と、入出力カプラ９５０と、信号バイアス器９６０と、信号スパン調節器９７０と、を備える。

後に詳述するが、回路９００は限られた状況下では５０ＶＤＣまで作動可能であるが、９〜３６ＶＤＣまでの制御されない電圧入力に対応するよう設計されている。しかし、この回路は適切な部品により、他の入力電圧（例えば、１から２４０ＶａｃまたはＶＤＣなど）に対応するように容易に変更可能である。回路はさらに、０〜５ＶＤＣの信号または０〜１０ＶＤＣの信号を出力することができる。特定の実施において、他の電圧（例えば、４．０９６Ｖなど）も可能であるが、回路は５Ｖで作動する。

入出力カプラ９１０は、回路９００へおよび回路９００からの信号伝達を可能とするコネクタ９１２および導体９１４（例えば、ピンなど）を備える。図示された実施において、入力された供給電圧は導体９１４ａに到達し、一般信号（例えば、グランドなど）は導体９１４ｃに到達する。導体９１４ｂは回路から変換後の圧力を表す信号を伝達するのに使用される。
回路プロテクタ９２０は、カプラ９１０に接続され、入力された供給電圧中の不適切な信号、過渡スパイク、ノイズなどから回路９００を保護する。図示された実施において、回路プロテクタ９２０は、ダイオード９２２およびコンデンサ９２４を備える。ダイオード９２２極性は、入力された供給電圧を保護し、コンデンサ９２４はこの入力された供給電圧を分離する。

入力された信号の電圧範囲に対応させるため、減圧器９３０は入力電圧を所定の範囲（例えば、０〜５Ｖ）に制限する。減圧された電圧は、電圧調整器９４０に伝達される。減圧器９３０はトランジスタ９３２を備え、これにより電圧の大半が吸収される。減圧器９３０はさらにレジスタ９３４およびダイオード９３６を備える。レジスタ９３４はダイオード９３６にバイアス電流を供給し、次いでトランジスタ９３２をバイアスする。

一定の実施において、トランジスタ９３２はバイアスされ線形動作をする。電圧調整器９４０への入力がその出力を上回る所定の値（例えば、２Ｖ）を下回るまで、トランジスタ９３２はレジスタ９３４およびダイオード９３６にバイアスされる。
特定の実施において、ダイオード９３６は約１０ＶＤＣにバイアスされたトランジスタ９３２のゲートを維持し、これにより電圧調整器９４０への入力を約８Ｖに維持する。

電圧調整器９４０は、減圧器９３０からの供給電圧に基づいて、調整後の供給電圧を生成する。電圧調整器９４０は、調整器９４２およびコンデンサ９４６を備える。図示された実施において、調整器９４２は５つの入出力コネクタ９４４を有する。減圧された電圧は、コネクタ９４４ａを介して受けとられ、コネクタ９４４ｂを介してフィードバックされる。調整後の供給電圧は、きわめて安定しており、回路レール９０２に接続されるコネクタ９４４ｅを介して入出力カプラ９５０に供給される。コンデンサ９４６は出力信号を安定させ分離させる。

入出力カプラ９５０は、レール９０２を介して電圧調整器９４０に接続され、コネクタ９５２および導体９５４を備える。入出力カプラ９５０は調整後の電圧を導体９５４ａを介して信号調整回路基板に提供する。この信号は、この回路基板が圧力を表す信号を生成するように励起してもよい。この圧力を表す信号は導体９５４ｂを介して受け取られる。特定の実施において、圧力を表す信号は、０〜５Ｖの信号に対してスパンの１０％〜９０％（例えば、０．５〜４．５Ｖ）におよび直線的であることが期待される。

信号バイアス器９６０もまたレール９０２に接続され、レールを分割し基準電圧を出力ステージ（例えば、信号スパン調節器９７０など）に提供する分圧器９６２を備える。この基準電圧はレールに対してレシオメトリックである。このようにすることにより、分圧器９６２は入出力カプラ９５０のコネクタ９５４ｂを介して受け取った圧力を表す信号に対してオフセットを設定する。

この実施において、分圧器９６２は温度係数の一致したレジスタ９６３を備える。特定の実施において、レジスタ９６３ａは、１００Ｋオームの抵抗を有してもよく、レジスタ９６３ｂは１１Ｋオームの抵抗を有してもよい。レジスタ９６３は、必須ではないが、精密レジスタでもよい（例えば、偏差０．１％、熱ドリフト２５ｐｐｍ）。
信号バイアス器９６０はさらにバッファ９６８を備え、これによりオフセット電圧を緩衝する。バッファ９６８は演算増幅器９６９を備える。
演算増幅器９６９は、分圧器９６２を緩衝するための電圧フォロワとして機能する。

信号スパン調節器９７０は、カプラ９５０に接続され、導体９５４ｂを介して受け取られた圧力を表す信号を受け取る。信号スパン調節器９７０は圧力を表す信号を適切な範囲にスケーリングする（例えば、５Ｖ〜１０Ｖなど）。図示された実施において、信号スパン調節器９７０は圧力を表す信号の電圧を安定基準電圧と比較してシングルエンド（グランドリファレンス）の出力電圧に正確な差動利得を供給する差動増幅器として機能する。
信号スパン調節器９７０は分圧器９７１と、スイッチ９７３と、演算増幅器９７４と、を備える。分圧器９７１は温度係数の一致したレジスタ９７２を備える。
特定の実施において、レジスタ９７２ａは４０Ｋオームの抵抗を有し、レジスタ９７２ｂは５０Ｋオームの抵抗を有し、レジスタ９７２ｃは４０Ｋオームの抵抗を有する。

信号スパン調節器９７０の出力は分圧器９７６を介してフィードバックされ、バッファ９６８の出力を受け取る。分圧器９７６は温度係数の一致したレジスタ９７７を備える。特定の実施において、レジスタ９７７ａは４０Ｋオームの抵抗を有し、レジスタ９７７ｂは５０Ｋオームの抵抗を有し、レジスタ９７７ｃは４０Ｋオームの抵抗を有す。分圧器９７６は、演算増幅器９７４の電圧を、スパン調節と組み合わされることで入力が０．５Ｖの時に出力を０Ｖとする非ゼロ電圧オフセットに追従させる。

信号スパン調節器９７０はさらにスイッチ９７８を備える。特定の実施において、スイッチ９７３およびスイッチ９７８は、平衡的な方法で利得を差動およびフィードバック側に変更する。
一実施例において、スイッチ９７３およびスイッチ９７８が開の時、回路９００は０〜５Ｖの出力信号を生成する。導体９５４ｂを介して受け取った電圧信号が０．５ＶＤＣとすると、前述の抵抗を有する分圧器９７１は、演算増幅器９７４の非反転入力を０．５ＶＤＣに設定する。演算増幅器９６９の出力はレール９０２から分圧器９６２により設定された緩衝電圧であり、＋５Ｖである。緩衝電圧はこの時０．５ＶＤＣであり、これにより圧力を表す信号が０．５ＶＤＣのとき、ＶｉｎとＶｏｆｆｓｅｔとの間の差動は０ＶＤＣになる。出力は、乗算された利得に、このＶｉｎとＶｏｆｆｓｅｔ電圧との間の差を利得に掛けたものである。

分圧器９７１および分圧器９７６が一致した抵抗値を使用すると仮定すると、出力は下記の通りである。
Ｖｏｕｔ＝（Ｖｉｎ−Ｖｏｆｆｓｅｔ）＊（R９７７ｂ／９７７ａ））
よって、前述の実施において：
Ｖｏｕｔ＝（Ｖｉｎ−０．５ＶＤＣ）＊（５０／４０）；
Ｖｉｎ＝０．５ＶＤＣのとき、Ｖｏｕｔ＝０．０００ＶＤＣ；そして
Ｖｉｎ＝４．５ＶＤＣのときＶｏｕｔ＝５．０００ＶＤＣ
０〜１０ＶＤＣ出力用に回路９００を変更するには、スイッチ９７３およびスイッチ９７８を閉じる。レジスタ９７２ｃをレジスタ９７２ａと平行して配置することにより、分圧器９７１の比率が５０／４０から５０／２０に変更される。
分圧器９７６の場合にも同じことが言える。
したがって、出力は下記の通りである：

Ｖｏｕｔ＝（Ｖｉｎ−Ｖｏｆｆｓｅｔ）＊（R９７７ｂ／９７７ａ’））
よって、前述の実施において：
Ｖｏｕｔ＝（Ｖｉｎ−０．５ＶＤＣ）＊（５０／２０）；
Ｖｉｎ＝０．５ＶＤＣのとき、Ｖｏｕｔ＝０．０００ＶＤＣ；そして
Ｖｉｎ＝４．５ＶＤＣのとき、Ｖｏｕｔ＝１０．０００ＶＤＣ
したがって、回路９００は外部装置（例えば、信号調整回路基板１３０など）からのレシオメトリック入力電圧を０〜５ＶＤＣまたは０〜１０ＶＤＣの出力に変換可能である。

演算増幅器９７４が０Ｖ側へ（または０Ｖをこえて）スイングするためには、わずかに負の内部供給レールを生成することが必要かもしれない。これは電圧調整器９８０により達成可能である。電圧調整器９８０は、調整器９８２およびコンデンサ９８４を備え、負の電圧を生成する。調整器９８２は、例えば、チャージポンプ式の変圧器である。コンデンサ９８６はその結果得られる−５ＶＤＣをフィルタリングする。

回路９００は多様な特徴を有する。例えば、回路９００は可変の入力電圧を所定の電圧（例えば、５ＶＤＣ）に制限可能である。電圧調整器への電圧供給を減らすことにより、電圧調整器により発散される電力量を減らすことができ、これにより内部温度が低下し、したがって熱運動（例えば、誤差の発生など）が低下する。また、このことにより、回路の入力電圧範囲が広がり、電圧調整器が通常扱える電圧よりも高い電圧の入力が可能となる。

さらに、調整後の電圧は検出回路（例えば、信号調整回路基板１３０）に供給される。他の例として、回路９００は２つの異なる出力信号（例えば、一方が０〜５Ｖの間で他方が０〜１０Ｖの間）を供給可能である。よって、回路９００は２つの作動制限を満たすことができる。さらに他の例として、回路９００は、著しいオフセット誤差、利得誤差、オフセット温度誤差または利得誤差を追加せずに、１０％〜９０％５Ｖレシオメトリック信号と比例する出力信号を生成可能である。さらに、回路９００は、その設定においてトリミングを必要としない一定で精密な伝達関数としてもよい。また、この実施では、共通モードの高い除去率などの望ましい特徴を備えた平衡差動段が実現されるので、電磁妨害（ＥＭＩ）および／または無線周波妨害（ＲＦＩ）の影響をより受けにくくなる。

図１０は、圧力測定の工程１０００を示す。工程１０００は、例えば、圧力測定システム１００の製造工程を表す。
工程１０００は、ステムと圧力検出器と信号調整回路基板のアセンブリを準備する工程から始まる（作業１００４）。特定の実施において、ステムはソケットの一部（訳注；正しくは「継手の一部」）でもよく、圧力検出器は歪みゲージが接続された金属ダイアフラムでもよく、回路基板は圧力検出器からの圧力を表す信号を増幅してもよい。アセンブリを準備する工程は、アセンブリを取得する工程またはアセンブリの部品を組み立てる工程を備えてもよい。圧力検出器はステムに接続可能で、回路基板は圧力検出器に電気的に接続可能である。

アセンブリが得られると、そのアセンブリは補正される（作業１００８）。特定の実施において、アセンブリは圧力範囲（例えば、０〜１００ｐｓｉ、０〜５００ｐｓｉまたは０〜１,０００ｐｓｉ）および温度範囲（０〜１００℃、５〜３５℃または‐２０〜８５℃）に対して補正される。一般的に、アセンブリは多様な圧力範囲および温度範囲で使用可能である。アセンブリを較正する工程は、アセンブリの出力の期待される出力に対する偏差を決定する工程と、アセンブリの出力を偏差に対して補正する工程と、を備える。

次に、このアセンブリを備えることになる圧力測定システムに対応する信号出力形式を決定する工程に移る（作業１０１２）。信号出力形式を決定する工程は、例えば、前記圧力測定システムを接続可能な外部装置を判断する工程を備える。圧力測定システムに対応する信号出力形式を決定すると、次の工程として、この出力信号を生成する回路基板を実質的に前記較正に影響を与えることなく設置する工程に移る（作業１０１６）。

この回路基板は、例えば、信号調整回路基板からの信号を他の形式の信号に変換可能である（例えば、０．５〜４．５Ｖから４〜２０ｍＡへの変更）。較正への影響を回避するために、回路基板は低い電力消費で高精度のものであってもよい。信号変換回路基板の設置は、例えば、回路基板を信号調整回路基板ハウジングに係合させ、各回路基板どうしを電気的に接続することで達成されてもよい。

次に、このアセンブリを備えることになる圧力測定システムに対応する電気コネクタアセンブリ形式を決定する工程に移る（作業１０２０）。電気コネクタアセンブリ形式を決定する工程は、例えば、前記圧力測定システムを接続可能な外部装置を判断する工程を備える。圧力測定システムに対応する電気コネクタアセンブリ形式を決定すると、適切な電気コネクタアセンブリが設置される（作業１０２４）。

この電気コネクタアセンブリは、前記信号出力を外部装置に伝達するように構成されている。例えば、この電気コネクタアセンブリは第１のピン構成から第２のピン構成へ（例えば、直線形から三角形など）変換してもよい。
電気コネクタの設置は、例えば、このコネクタを信号調整回路基板ハウジングに係合させ、このコネクタを信号変換回路基板に電気的に接続することで達成可能である。

次に、筐体を設置する工程に移る（作業１０２８）。この筐体は、適切な材料および遠隔装置との接続を可能にする適切な形状で構成しうる。特定の実施において、筐体は電気コネクタアセンブリの形式により決定されればよい。筐体を設置する工程は、この筐体をステムに接続する工程を備える。筐体は、ステムに接続された状態で、圧力検出器と、信号調整回路基板と、信号変換回路基板と、を内包する。

工程１０００は、アセンブリを備えることになる圧力測定システムに対応する配管継手を決定する工程に移る（作業１０３２）。配管継手を決定する工程は、例えば、アセンブリが接続可能なプロセスを決定する工程を備えてもよい。配管継手を決定すると、アセンブリはこの配管継手に対応するように変更することができる（作業１０３６）。
アセンブリを変更する工程は、例えば、ステムを一部として含むソケットを加工し配管継手を備える（例えば、ねじ山など）ようにする工程か、または配管継手を含むソケットにステムを接続させる工程を備える。

図１０は、圧力測定工程の一様態を示しているが、他の様態においては、より少ない、追加的な、および／または異なる作業の構成としてもよい。例えば、配管継手に対応するようにアセンブリを変更する工程が行われるのは、信号変換回路基板を設置する工程、電気コネクタアセンブリを設置する工程および／または筐体を設置する工程の前でも後でもよい。さらに、特定の実施において、この工程は、例えばステムが既に配管継手を備えている場合などは、完全に省略されてもよい。

他の例として、決定する工程はいずれの順序で行われてもよい。さらに、２つ以上の決定する工程が同時に行われてもよい。さらに他の例として、電気コネクタアセンブリ形式や配管継手形式を決定する工程が工程に含まれなくてもよい。さらに他の例として、信号変換回路基板は信号調整回路基板からの出力が既に適切であれば、設置されなくてもよい。

図１１は、圧力測定の工程１１００を示す。工程１１００は、例えば、圧力測定システム１００の作動工程を表す。
工程１１００は、電力の供給を待機する工程から始まる（作動１１０４）。電力は、ローカルソースまたはリモートソースから供給されればよい。電力が供給されると、次に、供給電力を所定のレベルに低下させる工程に移る（作動１１０８）。特定の実施において、例えば、９〜３６ＶＤＣの信号は０〜５ＶＤＣに低下させてもよい。次に、レギュレートした供給電力を生成する工程に移る（作動１１１２）。レギュレートした供給電力は、例えば、低下後の供給電力と同じ電圧範囲を使用する。

次に、レギュレートした供給電力を出力する工程に移る（作動１１１６）。レギュレートした供給電力は、例えば、信号調整回路基板に伝達され、これにより信号が回路基板を励起可能とする。次に、圧力を表す信号の受け取りを待機する工程に移る（作動１１２０）。
圧力を表す信号を受け取ると、次に、信号がバイアスされるべきか否かを決定する工程に移る（作動１１２４）。信号をバイアスするか否かは、例えば、出力される信号の形式やあらかじめ選択されたスイッチ位置に基づいて決定される。圧力を表す信号がバイアスされるべきである場合、この信号はバイアスされる（作動１１２８）。

圧力を表す信号がバイアスされると、または圧力を表す信号がバイアスされなくてもよい場合は、次に、信号のスパンが調節されるべきか否かを決定する工程に移る（作動１１３２）。スパンを調節するか否かは、例えば、出力される信号の形式やあらかじめ選択されたスイッチ位置に基づいて決定される。圧力を表す信号のスパンが調節されるべきである場合、この信号のスパンは調節される（作動１１３６）。

圧力を表す信号のスパンが調節されると、または圧力を表す信号のスパンが調節されなくてもよい場合は、次に、圧力を表す信号のフォーマットが変換されるべきか否かを決定する工程に移る（作動１１４０）。信号のフォーマットを変換するか否かは、例えば、出力される信号の形式やあらかじめ選択されたスイッチ位置に基づいて判断される。圧力を表す信号のフォーマットが変換されるべきである場合、この信号のフォーマットは変換される（作動１１４４）。
圧力を表す信号のフォーマットが変換されると、または圧力を表す信号のフォーマットが変換されなくてもよい場合は、次に、変換後の圧力を表す信号を出力する工程に続く（作動１１４８）。その後、電力の供給を待機する工程に戻る。

図１１は、圧力測定工程の一実施を示しているが、他の実施においては、より少ない、追加的な、および／または異なる作動の構成としてもよい。例えば、供給電力を低下させなくてもよく、さらに／または、特に供給電力が良く制御されている場合に、レギュレートした供給電力を生成しなくてもよい。
他の例として、圧力を表す信号と変換後の圧力を表す信号との間の差によっては、圧力を表す信号はバイアス、スパン調節、および／またはフォーマット調節をされなくてもよい。例えば、圧力を表す信号がバイアスされることだけを必要とする場合、スパン調節およびフォーマット調節は削除してもよい。

さらに他の例として、圧力を表す信号はスパン調節後にバイアスしてもよく、信号のフォーマット調節はバイアスかスパン調節を適用する前に行ってもよい。さらに他の例として、レギュレートした供給電力は回路実施工程１１００の部品に供給されてもよい。
他の例として、多様な作動が選択可能な特徴を備えてもよい。例えば、信号のバイアスにおいて、２つ以上の信号にバイアスをかけてもよく、信号スパン調節において２つ以上信号をスケーリングしてもよい。
さらに他の例として、例えば、圧力を表す信号と変換後の圧力を表す信号とが一定である場合、圧力を表す信号に関する判断は行われなくてもよい。

多くの実施について説明したが、他の多様な実施についても言及または提案されている。さらに、圧力測定を実現可能な限り、多様な追加、省略、代替および／または改良を行ってもよい。これらの理由により、本発明は添付の請求の範囲により評価されるべきであり、１つまたはそれ以上の実施を含んでもよい。

圧力測定システムの一例を示す分解図である。 圧力測定システムの一例を示す断面図である。 図１のシステムにおける回路基板ハウジングの一例を示す斜視図である。 図１のシステムにおける回路基板ハウジングの一例を示す垂直断面図である。 図２Ａおよび図２Ｂの前記回路基板ハウジングの一例を示す水平断面図であり、圧力検出器と信号調整回路基板との関係を示す。 前記回路基板ハウジングと圧力導入継手との接続部分を示す垂直断面図である。 信号変換回路の一例を示すブロック図である。 信号変換回路の一例を示す模式図である。 信号変換回路の一例を示す他の模式図である。 信号変換回路の一例を示すさらに他の模式図である。 信号変換回路の一例を示すさらに他の模式図である。 圧力測定システムの製造工程の一例を示すフローチャートである。 圧力測定システムの作動工程の一例を説明するフローチャートである。 各図面において、同じ部品を同じ符号で示す。

符号の説明

１００ 圧力測定システム
１１０ 圧力導入継手
１２０ 圧力検出器
１３０ 信号調整回路基板
１４０ 回路基板ハウジング
１５０ 信号変換回路基板
１６０ 電気コネクタ
１７０ 電気配置変換器
１８０ システムハウジング
１９０ シールリング
２００ 回路基板ハウジング
３１０ 圧力検出器
３２０ 回路基板
４００ 回路基板ハウジング
４１０ 圧力導入継手
４２０ 溶接部
５００ 信号変換回路
５１０，５４０ カプラ
５２０ 電力低減器
５３０ 電力レギュレータ
５７０，８８０ 信号形式調節器
６００，７００，８００，９００ 圧力変換回路
６２０，７２０，８２０，９２０ 回路プロテクタ
６３０，７３０，８３０，９３０ 減圧器
６４０，６８０，７４０，８４０，９４０，９８０ 電圧調整器
６５０，７１０，７５０，８５０，９１０，９５０ 入出力カプラ
５５０，６６０，７６０，８６０，９６０ 信号バイアス器
５６０，６７０，７７０，８７０，９７０ 信号スパン調節器

Claims (19)

1. 圧力測定システムの製造方法であって、
   ステムと、圧力検出器と、第１回路基板とを備え、前記圧力検出器は前記ステムを介して導入される圧力に基づいて信号を生成するように作動可能であり、前記回路基板は前記信号を調整するように作動可能であるアセンブリを準備する工程と、
   前記アセンブリを補正する工程と、
   前記アセンブリを備えることになる圧力測定システムに対応する信号出力形式を決定する工程と、
   前記補正に実質的に影響を与えることなく前記信号出力形式を生成する第２回路基板を設置する工程と、を備えたことを特徴とする製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法において、
   アセンブリを準備する工程は、前記ステムと、前記圧力検出器と、前記第１回路基板とを組み立てる工程を備えたことを特徴とする製造方法。
3. 請求項２に記載の製造方法において、
   前記ステムと、前記圧力検出器と、前記第１回路基板とを組み立てる工程は、
   前記圧力検出器を前記ステムに接続させる工程と、
   前記第１回路基板を前記圧力検出器に電気的に接続させる工程と、を備えたことを特徴とする製造方法。
4. 請求項１に記載の製造方法において、
   前記アセンブリを補正する工程は、
   所定の圧力範囲および所定の温度範囲における所定の出力に対する前記アセンブリの出力の偏差を判断する工程と、
   前記偏差に対して前記アセンブリの出力を調節する工程と、を備えたことを特徴とする製造方法。
5. 請求項１に記載の製造方法において、
   圧力測定システムの信号出力形式を決定する工程は、前記圧力測定システムを接続可能な外部装置を判断する工程を備えたことを特徴とする製造方法。
6. 請求項１に記載の製造方法において、
   前記圧力測定システムに対応する電気コネクタアセンブリ形式を決定する工程をさらに備えたことを特徴とする製造方法。
7. 請求項６に記載の製造方法において、
   前記信号出力を伝達するように構成された適切な電気コネクタアセンブリを設置する工程をさらに備えたことを特徴とする製造方法。
8. 請求項１に記載の製造方法において、
   前記ステムに接続され、前記ステムと連結することで前記圧力検出器と、前記第１回路基板と、前記第２回路基板とを内包する筐体を設置する工程をさらに備えたことを特徴とする製造方法。
9. 請求項１に記載の製造方法において、
   前記圧力測定システム用の配管継手形式を決定する工程と、
   前記配管継手に対応させるために前記アセンブリを変更する工程と、をさらに備えたことを特徴とする製造方法。
10. 請求項９に記載の製造方法において、
    前記アセンブリを変更する工程は、前記ステムを前記配管継手を備えた圧力導入継手に接続させる工程を備えたことを特徴とする製造方法。
11. 請求項９に記載の製造方法において、
    前記ステムはブランク圧力導入継手の一部であり、
    前記アセンブリを変更する工程は、前記配管継手に対応させるために前記圧力導入継手を変更する工程を備えたことを特徴とする製造方法。
12. 圧力測定システムであって、
    ステムと、
    前記ステムに接続され、前記ステムを介して導入された圧力に基づき信号を生成させるよう作動可能な圧力検出器と、
    前記圧力検出器に電気的に接続され、前記信号を調整するように作動可能な第１回路基板と、
    前記第１回路基板に電気的に接続される第２回路基板と、を備え、
    前記ステムと、前記圧力検出器と、前記第１回路基板は補正されており、
    前記第２回路基板は前記補正に実質的に影響を与えることなく所定の信号出力形式を生成するように作動可能であることを特徴とする圧力測定システム。
13. 請求項１２に記載のシステムにおいて、
    前記第１回路基板用であり、前記回路基板に係合し前記ステムに接続する筐体をさらに備えたことを特徴とするシステム。
14. 請求項１２に記載のシステムにおいて、
    前記第２回路基板に電気的に接続され、前記信号出力を伝達するように構成された電気コネクタアセンブリをさらに備えたことを特徴とするシステム。
15. 請求項１２に記載のシステムにおいて、
    前記ステムはブランク圧力導入継手の一部であることを特徴とするシステム。
16. 請求項１２に記載のシステムにおいて、
    前記ステムに接続され、配管継手を備えた圧力導入継手をさらに備えたことを特徴とするシステム。
17. 請求項１６に記載のシステムにおいて、
    前記圧力導入継手に接続され、前記圧力導入継手と連結することで前記圧力検出器と、第１回路基板と、第２回路基板とを内包する筐体をさらに備えたことを特徴とするシステム。
18. 請求項１２に記載のシステムにおいて、
    前記補正は、所定の圧力範囲および所定の温度範囲における所定の出力との偏差に対して前記アセンブリの出力を調節することを特徴とするシステム。
19. 圧力測定システムの製造方法であって、
    ブランク圧力導入継手と、圧力検出器と、第１回路基板とを備えたアセンブリであり、前記圧力検出器は前記圧力導入継手を介して導入された圧力に基づいて信号を生成するように作動可能であり、前記回路基板は前記信号を調整するように作動可能であるアセンブリを準備する工程と、
    所定の圧力範囲および所定の温度範囲における所定の出力に対する前記アセンブリの出力の偏差を判断する工程と、
    前記偏差に対して前記アセンブリの出力を補正する工程と、
    前記アセンブリを備えることになる圧力測定システムに対応する信号出力形式を決定する工程と、
    前記補正に実質的に影響を与えることなく前記信号出力形式を生成する第２回路基板を設置する工程と、
    前記圧力測定システム用の電気コネクタアセンブリ形式を決定する工程と
    前記信号出力を伝達するように構成された適切な電気コネクタアセンブリを設置する工程と、
    前記圧力導入継手に接続され、前記圧力導入継手と連結することで前記圧力検出器と、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを内包する筐体を設置する工程と、
    前記圧力測定システム用の配管継手を決定する工程と、
    前記配管継手に対応させるように前記圧力導入継手を変更する工程と、を備えたことを特徴とする製造方法。

Images