JP2017015539A - 流量測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 測定流量の値を示すデジタル流量信号をアナログ流量信号に変換する4を具備し、前記アナログ変換部4は、予め定められた3以上の規定電圧レベルを出力可能であり、前記デジタル流量信号が示す測定流量の値に基づいて、それら規定電圧レベルのうちから隣り合う2つの規定電圧レベルを選択する一方、前記デジタル流量信号が示す測定流量の値に基づいて、デューティ比を設定し、該2つの規定電圧レベルをハイレベル及びローレベルとするPWM信号を生成するPWM信号生成回路5と、前記PWM信号生成回路5から出力されるPWM信号を平滑化して前記アナログ流量信号に変換する変換回路6とを具備したものである。
【選択図】図2
Description
この要請に応えるべく、デジタル値をアナログ信号するには、D/Aコンバータを使用する。
そのなかでも、CPUが標準的に有しているPWM出力機能を利用して簡易かつ安価に構成できるのが、PWM型D/Aコンバータである。
しかしながら、この方式には以下の課題がある。
なお、ここでいうPWM信号は広義のものであって、狭義のPWM信号である一定周期のものの他、周期が変動するPFM信号も含むものとする。
本発明に係る流量測定装置を流量制御装置に搭載してもかまわない。
しかして、この実施形態での情報処理装置2は、前記デジタル流量信号をアナログ流量信号に変換するアナログ変換部4をさらに具備している。
そして、これら抵抗素子523、524を結ぶ接続線を、当該二次PWM信号生成回路52の出力ポート52aとしている。
これら3つの出力電圧(高い方から順に)Vref、Vm、Vcomが前述した3つの規定電圧レベルである。
次に、該流量測定装置100におけるアナログ変換部4の動作を説明する。
具体的に説明する。
例えば、二次PWM信号生成回路52の出力インピーダンスに対して、RCフィルタ回路61の入力インピーダンスが(後段バッファ回路62へのバイアス電流やコンデンサへの漏れ電流によるシフト問題や、平滑機能などの関係で)十分に大きくとれない場合、より具体的には、二次PWM信号生成回路52の抵抗素子523、524の値に比べ、RCフィルタ回路61の抵抗値が十分に大きくとれない場合、RCフィルタ回路61回路の時定数が変化して、図8に示すようにPWM信号のデューティ比を測定流量と線形に変化させたのでは、アナログ流量信号の値(電圧値)が、デジタル流量信号の値とずれる場合がある。
図10、図11にずれ量を示す。RCフィルタの抵抗値が小さい図11の方が、ずれが大きくなることがわかる。
(1)図13の下表に示すように、デジタル測定流量が最大可能測定流量Qmaxの2/3を超えている場合、一次PWM信号生成回路51は、スイッチ素子HをON、スイッチ素子LをOFFにするとともに、スイッチ素子Mを一次PWM信号に基づいてON/OFFさせることにより、二次PWM信号生成回路52に、ハイレベルVref、ローレベル2/3Vrefの二次PWM信号を生成させる。
(2)デジタル測定流量が最大可能測定流量Qmaxの1/3〜2/3の場合、一次PWM信号生成回路51は、スイッチ素子MをONにするとともにスイッチ素子H、Lを一次PWM信号に基づいてON/OFFさせることにより、二次PWM信号生成回路52にハイレベル2/3Vref、ローレベル1/3Vref二次PWM信号を生成させる。
(3)デジタル測定流量が最大可能測定流量Qmaxの1/3以下の場合、一次PWM信号生成回路51は、スイッチ素子HをOFF、スイッチ素子LをONにするとともに、スイッチ素子Mを一次PWM信号に基づいてON/OFFさせることにより、二次PWM信号生成回路52に、ハイレベル1/3Vref、ローレベルVcom(0)の二次PWM信号を生成させる。
(1)デジタル測定流量が最大可能測定流量Qmaxの3/4を超えている場合、ハイレベルVref、ローレベル3/4Vrefの二次PWM信号を生成する。
(2)デジタル測定流量が最大可能測定流量Qmaxの3/4〜1/2の場合、ハイレベル3/4Vref、ローレベル1/2Vref二次PWM信号を生成する。
(3)デジタル測定流量が最大可能測定流量Qmaxの1/2〜1/4の場合、ハイレベル1/2Vref、ローレベル1/4Vref二次PWM信号を生成する。
(4)デジタル測定流量が最大可能測定流量Qmaxの1/4以下の場合、ハイレベル1/4Vref、ローレベルVcom(0)の二次PWM信号を生成する。
また、隣り合う規定電圧レベルの値は全て等しくしなくてもよいし、必ずしも隣り合う規定電圧レベルによって二次PWM信号のハイレベルとローレベルとを規定しなくともよい。
4・・・アナログ変換部
5・・・PWM信号生成回路
51・・・一次PWM信号生成回路
52・・・二次PWM信号生成回路
6・・・変換回路
Claims (8)
- 測定流量の値を示すデジタル流量信号を、当該測定流量の値を示すアナログ流量信号に変換するアナログ変換部を具備し、
前記アナログ変換部は、
予め定められた3以上の規定電圧レベルを出力可能であり、前記デジタル流量信号が示す測定流量の値に基づいて、それら規定電圧レベルのうちから2つの規定電圧レベルを選択する一方、前記デジタル流量信号が示す測定流量の値に基づいて、デューティ比を設定し、該2つの規定電圧レベルをハイレベル及びローレベルとするPWM信号を生成するPWM信号生成回路と、
前記PWM信号生成回路から出力されるPWM信号を平滑化して前記アナログ流量信号に変換する変換回路とを具備したものであることを特徴とする流量測定装置。 - 前記PWM信号生成回路が、隣り合う2つの規定電圧レベルを選択するものである請求項1記載の流量測定装置。
- 前記隣り合う規定電圧レベルが、全て略等しく設定してある請求項2記載の流量測定装置。
- 前記PWM信号生成回路が、
前記デジタル流量信号の値に基づいて、一次PWM信号を生成するとともに前記3以上の規定電圧レベルのうちから2つの規定電圧レベルを選択する一次PWM信号生成回路と、
前記3以上の規定電圧レベルを出力可能であり、前記一次PWM信号のハイレベル及びローレベルを、前記2つの規定電圧レベルに変換した前記PWM信号たる二次PWM信号を生成する二次PWM信号生成回路とを具備したものであることを特徴とする請求項1記載の流量測定装置。 - 前記PWM信号生成回路が、前記変換回路の平滑化のための時定数の変動をパラメータとしてデューティ比を設定するものである請求項1記載の流量測定装置。
- 前記PWM信号生成回路が、
前記デジタル流量信号の値qと、前記規定電圧レベルV0、V1・・・、Vk・・・Vn(nは2以上の整数、Vk>Vk−1)とを比較し、Vj≧s・q>Vj−1となるj(jは1以上n以下の整数、sは所定の係数)を検索し、
デューティ比が(s・q−Vj−1)/(Vj−Vj−1)、ローレベルがVj−1、及びハイレベルがVjとなるPWM信号を出力するものである請求項1記載の流量測定装置。 - 前記PWM信号生成回路は、当該PWM信号生成回路の出力インピーダンスと、前記変換回路の入力インピーダンスとバランスに基づいて、該PWM信号のデューティ比を前記(s・q−Vj−1)/(Vj−Vj−1)からずらせた値に設定するものである請求項6記載の流量測定装置。
- 請求項1乃至7いずれか記載の流量測定装置と、流量調整弁と、前記流量測定装置で測定された測定流量を所定の目標流量に近づけるべく前記流量調整弁を制御する制御部とを具備することを特徴とする流量制御装置。
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