JP2016511427A - センサ可変励起機能を有するプロセス計測システム - Google Patents
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Abstract
Description
式中、Vcntlは、図3における制御電圧である。
Claims (32)
- プロセスパラメータと相関するセンサ信号を生成するセンサと、
前記センサ信号を計測データに変換する計測回路と、
前記計測回路のダイナミックレンジの全域が使用されるように、前記計測データと相関させて前記センサ信号の大きさを制御する制御回路と
を備えることを特徴とするプロセス計測システム。 - 前記センサは、静電容量式センサであることを特徴とする請求項1に記載のプロセス計測システム。
- 前記静電容量式センサは、静電容量式差圧センサであることを特徴とする請求項2に記載のプロセス計測システム。
- 前記制御回路は、差圧が減少すると前記静電容量式差圧センサの励起量が増大するように、前記静電容量式差圧センサの励起を制御することを特徴とする請求項3に記載のプロセス計測システム。
- 前記計測回路は、シグマ・デルタA/Dコンバータを備えることを特徴とする請求項1に記載のプロセス計測システム。
- 前記シグマ・デルタA/Dコンバータは、
前記センサに接続された入力端子、及び積分器出力電圧を供給する出力端子を有するコンデンサ切換式積分器と、
前記コンデンサ切換式積分器の出力端子に接続された入力端子、及びパルス密度変調(PDM)信号を供給する出力端子を有するレベル検出器と、
前記パルス密度変調(PDM)信号に応じ、前記センサの励起を行うセンサ励起信号発生器と
を備えることを特徴とする請求項5に記載のプロセス計測システム。 - 前記計測データは、前記パルス密度変調(PDM)信号によって構成され、
前記制御回路は、前記パルス密度変調(PDM)信号の直流電圧レベルと相関する励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する
ことを特徴とする請求項6に記載のプロセス計測システム。 - 前記制御回路は、
前記パルス密度変調(PDM)信号をフィルタ処理して、前記パルス密度変調(PDM)信号の直流電圧レベルを生成するローパスフィルタと、
前記パルス密度変調(PDM)信号の直流電圧レベルと相関する励起制御信号を生成する絶対値回路と、
前記励起制御信号と相関する前記励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する励起電圧発生器と
を備えることを特徴とする請求項7に記載のプロセス計測システム。 - 前記計測データは、前記積分器出力電圧によって構成され、
前記制御回路は、前記積分器出力電圧と相関する励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する
ことを特徴とする請求項6に記載のプロセス計測システム。 - 前記制御回路は、
前記積分器出力電圧と相関する励起制御信号を生成する自動ゲインコントローラと、
前記励起制御信号と相関する前記励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する励起電圧発生器と
を備えることを特徴とする請求項9に記載のプロセス計測システム。 - プロセスパラメータと相関するセンサ信号を生成するセンサと、
前記センサ信号を計測データに変換する計測回路と、
前記計測回路のダイナミックレンジの全域が使用されるように、前記センサ信号の大きさを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記センサの全作動範囲にわたり、前記センサ信号の信号強度を最大限に増大させて、前記計測回路による分解能及びノイズ除去機能を向上させる
ことを特徴とするプロセス計測システム。 - 前記センサは、静電容量式センサであることを特徴とする請求項11に記載のプロセス計測システム。
- 前記静電容量式センサは、静電容量式差圧センサであることを特徴とする請求項12に記載のプロセス計測システム。
- 前記制御回路は、差圧が減少すると前記静電容量式差圧センサの励起量が増大するように、前記静電容量式差圧センサの励起を制御することを特徴とする請求項13に記載のプロセス計測システム。
- 前記計測回路は、シグマ・デルタA/Dコンバータを備えることを特徴とする請求項11に記載のプロセス計測システム。
- 前記シグマ・デルタA/Dコンバータは、
前記センサに接続された入力端子、及び積分器出力電圧を供給する出力端子を有するコンデンサ切換式積分器と、
前記コンデンサ切換式積分器の出力端子に接続された入力端子、及びパルス密度変調(PDM)信号を供給する出力端子を有するレベル検出器と、
前記パルス密度変調(PDM)信号に応じ、前記センサの励起を行うセンサ励起信号発生器と
を備えることを特徴とする請求項15に記載のプロセス計測システム。 - 前記計測データは、前記パルス密度変調(PDM)信号によって構成され、
前記制御回路は、前記パルス密度変調(PDM)信号の直流電圧レベルと相関する励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する
ことを特徴とする請求項16に記載のプロセス計測システム。 - 前記制御回路は、
前記パルス密度変調(PDM)信号をフィルタ処理して、前記パルス密度変調(PDM)信号の直流電圧レベルを生成するローパスフィルタと、
前記パルス密度変調(PDM)信号の直流電圧レベルと相関する励起制御信号を生成する絶対値回路と、
前記励起制御信号と相関する前記励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する励起電圧発生器と
を備えることを特徴とする請求項17に記載のプロセス計測システム。 - 前記計測データは、前記積分器出力電圧によって構成され、
前記制御回路は、前記積分器出力電圧と相関する励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する
ことを特徴とする請求項16に記載のプロセス計測システム。 - 前記制御回路は、
前記積分器出力電圧と相関する励起制御信号を生成する自動ゲインコントローラと、
前記励起制御信号と相関する前記励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する励起電圧発生器と
を備えることを特徴とする請求項19に記載のプロセス計測システム。 - プロセスパラメータと相関するセンサ信号を生成するセンサと、
前記センサ信号を計測データに変換するA/Dコンバータと、
前記A/Dコンバータからの信号と相関させて、前記センサの励起量を制御する制御回路と
を備えることを特徴とするプロセス計測システム。 - 前記センサは、静電容量式センサであることを特徴とする請求項21に記載のプロセス計測システム。
- 前記静電容量式センサは、静電容量式差圧センサであることを特徴とする請求項22に記載のプロセス計測システム。
- 前記制御回路は、差圧が減少すると前記静電容量式差圧センサの励起量が増大するように、前記静電容量式差圧センサの励起を制御することを特徴とする請求項23に記載のプロセス計測システム。
- 前記A/Dコンバータは、
前記センサに接続された入力端子、及び積分器出力電圧を供給する出力端子を有するコンデンサ切換式積分器と、
前記コンデンサ切換式積分器の出力端子に接続された入力端子、及びパルス密度変調(PDM)信号を供給する出力端子を有するレベル検出器と、
前記パルス密度変調(PDM)信号に応じ、前記センサの励起を行うセンサ励起信号発生器と
を備えることを特徴とする請求項21に記載のプロセス計測システム。 - 前記制御回路は、前記パルス密度変調(PDM)信号の直流電圧レベルと相関する励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給することを特徴とする請求項25に記載のプロセス計測システム。
- 前記制御回路は、
前記パルス密度変調(PDM)信号をフィルタ処理して、前記パルス密度変調(PDM)信号の直流電圧レベルを生成するローパスフィルタと、
前記パルス密度変調(PDM)信号の直流電圧レベルと相関する励起制御信号を生成する絶対値回路と、
前記励起制御信号と相関する前記励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する励起電圧発生器と
を備えることを特徴とする請求項26に記載のプロセス計測システム。 - 前記制御回路は、前記積分器出力電圧と相関する励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給することを特徴とする請求項25に記載のプロセス計測システム。
- 前記制御回路は、
前記積分器出力電圧と相関する励起制御信号を生成する自動ゲインコントローラと、
前記励起制御信号と相関する前記励起電圧を、前記センサ励起信号発生器に供給する励起電圧発生器と
を備えることを特徴とする請求項28に記載のプロセス計測システム。 - プロセスパラメータに基づき計測データを生成する方法であって、
センサを励起して、前記プロセスパラメータと相関するセンサ値を示すセンサ信号を生成する工程と、
前記センサ信号を計測データに変換する工程と、
前記センサ値が減少すると前記センサの励起量が増大するように、前記センサ値と相関させて前記センサの励起を変化させる工程と
を備えることを特徴とする方法。 - 前記センサは、静電容量式センサからなり、前記センサ値は静電容量であることを特徴とする請求項30に記載の方法。
- 前記センサ信号を前記計測データに変換する前記工程は、シグマ・デルタA/Dコンバータによって実行することを特徴とする請求項30に記載の方法。
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