JP2020038139A - Control circuit, device, and battery voltage drop confirmation method by control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御回路、装置、及び制御回路による電池電圧降下確認方法に関する。 The present invention relates to a control circuit, an apparatus, and a method for checking a battery voltage drop by the control circuit.
アルカリ乾電池等の一次電池を電源として、電磁弁、ポンプ等の駆動を制御する制御回路及び当該制御回路を備えた装置が知られている。この装置では、電池の消耗に伴って電池電圧が所定値以下に低下すると、警報が発せられることがある。 2. Description of the Related Art A control circuit that controls driving of an electromagnetic valve, a pump, and the like using a primary battery such as an alkaline dry battery as a power supply and an apparatus including the control circuit are known. In this device, when the battery voltage drops below a predetermined value due to the consumption of the battery, an alarm may be issued.
アルカリ乾電池等が消耗した場合、起電力が一定でも電池の内部抵抗が増加することが考えられる。電池の内部抵抗は、仕様で規定されておらず、メーカーや種類によって異なる。機器の消費電流が大きいと、電池の内部抵抗と、電磁弁、ポンプ等の負荷と、により、電圧降下が大きくなる。この電圧降下に伴って電圧が装置の動作電圧より小さくなると、負荷の駆動を制御する制御回路が異常動作するおそれがある。
異常動作を回避するには、電池電圧の低下を感知する設定を大きくすることが考えられるが、それでは、電池1回あたりの製品寿命が短くなり、頻繁に電池を交換しなければならない。
When the alkaline dry battery or the like is consumed, the internal resistance of the battery may increase even if the electromotive force is constant. The internal resistance of the battery is not specified in the specifications and varies depending on the manufacturer and type. If the current consumption of the device is large, the voltage drop increases due to the internal resistance of the battery and the load of the solenoid valve, pump, and the like. If the voltage becomes lower than the operating voltage of the device due to the voltage drop, the control circuit for controlling the driving of the load may operate abnormally.
To avoid abnormal operation, it is conceivable to increase the setting for sensing the decrease in battery voltage. However, this shortens the product life per battery and requires frequent battery replacement.
そこで、電池の内部抵抗に着目して、電池電圧の低下を検知することが知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1の装置では、電池の内部抵抗を測定するステップと、測定した内部抵抗に予め設定された下限電流を掛けて内部抵抗による電池の電圧低下を計算するステップと、計算した電圧低下に基づいて、電池容量の下限開放電圧値を取得するステップと、開放電圧値と電池充電状態との関係表を作成し、開放電圧値と電池充電状態との関係表に基づいて、下限値を取得するステップと、電池充電状態と電池充電状態の下限値との関係式によって、電池健康状態値を取得するステップとにより、電池の内部抵抗に基づいて電池健康状態を推定できるようにしている。
Therefore, it is known to detect a drop in battery voltage by focusing on the internal resistance of the battery (for example, Patent Document 1).
In the device of
しかし、特許文献1の装置では、電池健康状態を推定するために、電池の内部抵抗自体を測定する必要があるので、測定のための機構が必要となり、装置の構造が複雑化されるという問題がある。
本発明の目的は、電池の内部抵抗に伴う電圧降下の異常を簡易な構造で検出することができる制御回路、装置、制御回路による電池電圧降下確認方法を提供することにある。
However, in the device of
An object of the present invention is to provide a control circuit, a device, and a battery voltage drop confirming method using the control circuit, which can detect a voltage drop abnormality caused by the internal resistance of the battery with a simple structure.
本発明の制御回路は、負荷を駆動するために使用可能な電池の内部抵抗による電圧降下として許容可能な許容電圧降下ΔVtと、前記負荷がかかっていない状態の前記電池の開放電圧Vin1との関係を予め記憶する記憶部と、前記開放電圧Vin1と、前記負荷がかかっている状態の前記電池の端子電圧Vin2との差を実電圧降下ΔVnとして算出する算出部と、前記算出部で算出された前記開放電圧Vin1における実電圧降下ΔVnと、前記記憶部に記憶された前記開放電圧Vin1における許容電圧降下ΔVtと比較する比較部と、前記比較部による比較の結果、前記実電圧降下ΔVnが前記許容電圧降下ΔVtを超えた場合に警報信号を出力する警報部と、を備えたことを特徴とする。 The control circuit of the present invention provides a relationship between an allowable voltage drop ΔVt that can be allowed as a voltage drop due to an internal resistance of a battery that can be used to drive a load, and an open-circuit voltage Vin1 of the battery in a state where the load is not applied. A storage unit that stores the open voltage Vin1 and the terminal voltage Vin2 of the battery in a state where the load is applied, as a real voltage drop ΔVn, and a calculation unit that calculates the difference. A comparison unit that compares the actual voltage drop ΔVn at the open voltage Vin1 with the allowable voltage drop ΔVt at the open voltage Vin1 stored in the storage unit, and as a result of comparison by the comparison unit, the actual voltage drop ΔVn An alarm unit that outputs an alarm signal when the voltage drop exceeds the voltage drop ΔVt.
本発明において、負荷とは大きな駆動電流を必要とする機器を意味する。
本発明では、電池の内部抵抗による電圧降下として許容可能な許容電圧降下ΔVtを開放電圧Vin1毎にテーブル化して予め記憶部に記憶しておく。算出部では、実際に使用される電池における負荷がかかっていない状態、すなわち、負荷に駆動電流が供給されていない状態の開放電圧Vin1と、負荷がかかっている状態、すなわち、負荷に駆動電流が供給されている状態の端子電圧Vin2との差を実電圧降下ΔVnとして算出する。この実電圧降下ΔVnは電池の実際の内部抵抗による電圧降下である。比較部では、記憶部からのデータと算出部からのデータとに基づいて、開放電圧Vin1における許容電圧降下ΔVtと実電圧降下ΔVnとを比較し、その結果、ΔVt<ΔVnであれば警報部は警報信号を出力する。すなわち、実電圧降下ΔVnが許容電圧降下ΔVtよりも大きい場合、電池の内部抵抗が増加したと判定して、警報信号を出力する。これにより、電池の内部抵抗の増加に伴う制御回路の異常動作を回避することができる。
このように、本発明では、電池自体の内部抵抗を直接測定することを要しないから、電池の内部抵抗に伴う電圧降下の異常を簡易な構造で検出することができる。
In the present invention, a load means a device that requires a large drive current.
In the present invention, a permissible voltage drop ΔVt that is permissible as a voltage drop due to the internal resistance of the battery is tabulated for each open voltage Vin1 and stored in the storage unit in advance. In the calculation unit, the open voltage Vin1 in a state where no load is applied to the battery actually used, that is, a state where the drive current is not supplied to the load, and a state where the load is applied, that is, the drive current is applied to the load. The difference from the supplied terminal voltage Vin2 is calculated as the actual voltage drop ΔVn. This actual voltage drop ΔVn is a voltage drop due to the actual internal resistance of the battery. The comparing unit compares the allowable voltage drop ΔVt at the open circuit voltage Vin1 with the actual voltage drop ΔVn based on the data from the storage unit and the data from the calculating unit. As a result, if ΔVt <ΔVn, the alarm unit Outputs an alarm signal. That is, when the actual voltage drop ΔVn is larger than the allowable voltage drop ΔVt, it is determined that the internal resistance of the battery has increased, and an alarm signal is output. As a result, abnormal operation of the control circuit due to an increase in the internal resistance of the battery can be avoided.
As described above, according to the present invention, it is not necessary to directly measure the internal resistance of the battery itself, and therefore, it is possible to detect a voltage drop abnormality due to the internal resistance of the battery with a simple structure.
本発明の制御回路では、前記電池は一次電池であることが好ましい。
この構成では、電池は乾電池等の一次電池であるので、容易に入手することができる。そのため、電池の内部抵抗の増加に伴い、警報部から警報信号が出力された際に、当該電池を容易に交換することができる。
In the control circuit of the present invention, the battery is preferably a primary battery.
In this configuration, since the battery is a primary battery such as a dry battery, it can be easily obtained. Therefore, when an alarm signal is output from the alarm unit as the internal resistance of the battery increases, the battery can be easily replaced.
本発明の装置は、前述の制御回路と、前記負荷と、前記制御回路、前記負荷及び前記電池を収容するケースと、を備えることを特徴とする。
本発明では、前述と同様の効果を奏することができる。
An apparatus of the present invention includes the above-described control circuit, the load, and a case accommodating the control circuit, the load, and the battery.
According to the present invention, the same effects as described above can be obtained.
本発明の装置では、電磁弁を備え、前記負荷は前記電磁弁であることが好ましい。
この構成では、負荷として電磁弁を駆動させた際の端子電圧Vin2と開放電圧Vin1との差を実電圧降下ΔVnとして算出する。ここで、電磁弁は、駆動させる際の駆動電圧及び駆動電流が安定しているので、電池の端子電圧Vin2の測定誤差を小さくすることができる。そのため、電池の内部抵抗の増加に伴う異常動作を確実に回避することができる。
In the device of the present invention, it is preferable that the device includes an electromagnetic valve, and the load is the electromagnetic valve.
In this configuration, the difference between the terminal voltage Vin2 and the open-circuit voltage Vin1 when the solenoid valve is driven as a load is calculated as the actual voltage drop ΔVn. Here, since the drive voltage and the drive current when the solenoid valve is driven are stable, the measurement error of the terminal voltage Vin2 of the battery can be reduced. Therefore, abnormal operation due to an increase in the internal resistance of the battery can be reliably avoided.
本発明の装置では、復元力を有する弾性バルーンと、復元力を有する弾性バルーンに接続される流路と、前記流路に空気を供給するポンプと、を備え、前記負荷は前記ポンプであることが好ましい。
この構成では、弾性バルーン、流路及びポンプを有する装置、例えば、舌圧測定装置に前述の制御回路を適用することができる。そのため、舌圧の測定中に、電池の内部抵抗の増加に伴う異常動作が発生することによって、測定値が異常値を示したり、舌圧の測定が中止してしまったりすることを防ぐことができる。
The device of the present invention includes an elastic balloon having a restoring force, a flow path connected to the elastic balloon having the restoring force, and a pump for supplying air to the flow path, wherein the load is the pump. Is preferred.
In this configuration, the control circuit described above can be applied to a device having an elastic balloon, a flow path, and a pump, for example, a tongue pressure measuring device. Therefore, during the measurement of the tongue pressure, the occurrence of an abnormal operation due to an increase in the internal resistance of the battery prevents the measured value from showing an abnormal value or preventing the tongue pressure measurement from being stopped. it can.
本発明の装置では、タンクと、前記タンクに流体を供給する加圧ポンプと、を備え、
前記負荷は前記加圧ポンプであることが好ましい。
この構成では、タンクと加圧ポンプとを有する装置、例えば、圧力発生装置に前述の制御回路を適用することができる。そのため、電池の内部抵抗の増加に伴う異常動作が発生することによって、設定した圧力値とは異なる圧力が発生することを防ぐことができる。
The apparatus of the present invention includes a tank and a pressurizing pump that supplies a fluid to the tank,
Preferably, the load is the pressure pump.
With this configuration, the above-described control circuit can be applied to a device having a tank and a pressurizing pump, for example, a pressure generating device. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a pressure different from the set pressure value due to the occurrence of the abnormal operation due to the increase in the internal resistance of the battery.
本発明の制御回路による電池電圧降下確認方法は、負荷を駆動するために使用可能な電池の内部抵抗による電圧降下として許容可能な許容電圧降下ΔVtと、前記負荷がかかっていない状態の前記電池の開放電圧Vin1との関係を予め記憶するステップと、前記開放電圧Vin1と、前記負荷がかかっている状態の前記電池の端子電圧Vin2との差を実電圧降下ΔVnとして算出するステップと、算出された前記開放電圧Vin1における実電圧降下ΔVnと、記憶された前記開放電圧Vin1における許容電圧降下ΔVtとを比較するステップと、比較の結果、前記実電圧降下ΔVnが前記許容電圧降下ΔVtを超えた場合に警報信号を出力するステップと、を備えたことを特徴とする。
本発明では、前述と同様の効果を奏することができる。
The battery voltage drop confirming method by the control circuit of the present invention includes an allowable voltage drop ΔVt allowable as a voltage drop due to an internal resistance of a battery that can be used to drive a load, and a voltage drop of the battery in a state where the load is not applied. Storing in advance the relationship with the open-circuit voltage Vin1, and calculating the difference between the open-circuit voltage Vin1 and the terminal voltage Vin2 of the battery under a load as an actual voltage drop ΔVn. Comparing the actual voltage drop ΔVn at the open circuit voltage Vin1 with the stored allowable voltage drop ΔVt at the open circuit voltage Vin1, and as a result of the comparison, when the actual voltage drop ΔVn exceeds the allowable voltage drop ΔVt. Outputting an alarm signal.
According to the present invention, the same effects as described above can be obtained.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の舌圧測定装置100を示す概略図である。なお、舌圧測定装置100は、電池で駆動可能な装置であり、本発明の装置の一例である。
図1において、舌圧測定装置100は、使用者の舌圧を測定する装置であり、装置本体110と弾性バルーン120とを備えている。
弾性バルーン120は、バルーン本体121とチューブ122とを備えている。バルーン本体121は、復元力を有するものであり、口腔内に挿入可能とされている。チューブ122は、先端側がバルーン本体121に接続され、基端側が装置本体110に接続されており、装置本体110から吐出される空気をバルーン本体121に導入可能とされている。
なお、舌圧測定装置100は舌圧強化トレーニング装置としても利用される。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a tongue
In FIG. 1, a tongue
The
The tongue
[装置本体]
図2は、装置本体110の概略を示すブロック図である。
図1及び図2において、装置本体110は、ケース111と、表示部112と、操作部113と、ブザー114と、圧力センサ115と、ポンプ116と、仕切弁117と、排気弁118と、空気流路119と、制御回路1と、駆動回路30とを備えている。
[Apparatus body]
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the
1 and 2, the apparatus
ケース111は、箱型に形成されている。ケース111には、上記した表示部112、操作部113、ブザー114、圧力センサ115、ポンプ116、仕切弁117、排気弁118、空気流路119、制御回路1等が収納される他、これらに電力を供給するために使用可能な電池Bが収納される。本実施形態では、電池Bとして一時電池である乾電池が2本収納される。
また、ケース111内において、圧力センサ115、ポンプ116、仕切弁117及び排気弁118は、空気流路119により接続されており、当該空気流路119の一端部119Aはチューブ122に接続される。つまり、空気流路119及びチューブ122により、本発明の流路が構成される。また、空気流路119の他端部119Bは、ケース111の外部に開放されている。
The
In the
圧力センサ115は、使用者の舌圧を測定する舌圧測定工程において、バルーン本体121の変形による空気圧の変動を検出する圧力センサである。
ポンプ116は、チューブ122及び空気流路119を介してバルーン本体121と接続されており、当該チューブ122及び空気流路119に空気を供給することで、バルーン本体121を加圧するものである。
The
The
仕切弁117は、ポンプ116とバルーン本体121との接続を開放、遮断するための電磁弁である。本実施形態では、舌圧測定工程において、仕切弁117は、ポンプ116が駆動する際に「開」とされ、その後、ポンプ116を停止し、バルーン本体121を口腔内に挿入して舌圧を測定する際に「閉」とされる。つまり、仕切弁117は、舌圧測定工程において開閉される。
The
排気弁118は、ケース111の外部とバルーン本体121との接続を開放、遮断するための電磁弁である。本実施形態では、排気弁118は、舌圧測定後にバルーン本体121の内部の圧力を開放する際に「開」とされる。これにより、バルーン本体121の内部に供給された空気が、チューブ122、空気流路119及び排気弁118を介して、ケース111の外部に排出される。そのため、舌圧測定を実行していない状態において、バルーン本体121の内部は大気圧となっている。
The
表示部112は、圧力センサ115で検知された圧力値をデジタル表示する液晶ディスプレイ(LCD)であり、制御回路1に電気的に接続されている。
操作部113は、制御回路1を操作するためのものである。操作部113は、ケース111の正面側に2個配置されており、それぞれ制御回路1に電気的に接続されている。使用者は、当該操作部113を操作することにより、舌圧測定装置100の電源を投入したり、舌圧の測定を開始したりすることができる。
ブザー114は、制御回路1から出力される警報信号によって、警報音を発するものである。制御回路1による警報信号の出力の詳細については後述する。
The
The
The
[制御回路]
制御回路1は、表示部112、ブザー114、圧力センサ115、ポンプ116、仕切弁117及び排気弁118等の動作を制御する回路であり、記憶部10と制御部20とを有する。
記憶部10は、舌圧測定装置100の動作を制御する各種プログラムや各種データを記憶している。各種データとしては、例えば、後述するような、電池Bの内部抵抗による電圧降下として許容可能な許容電圧降下ΔVt等が記憶されている。
[Control circuit]
The
The
制御部20は、CPU(Central Processing Unit)で構成されており、駆動制御部21、算出部22、比較部23、警報部24及び圧力測定部25を有する。
駆動制御部21は、記憶部10に記憶された各種プログラムを読み出し実行することで、ポンプ116、仕切弁117及び排気弁118を駆動させる駆動信号を出力する。算出部22は、電池Bの開放電圧Vin1と端子電圧Vin2との差を実電圧降下ΔVnとして算出する。比較部23は、算出部22で算出された実電圧降下ΔVnと記憶部10に記憶された許容電圧降下ΔVtとを比較する。警報部24は、ブザー114への警報信号の出力を制御する。圧力測定部25は、圧力センサ115からの圧力値の信号を入力し、入力された圧力値に対応する表示信号を表示部112に出力する。
制御部20の機能の詳細については後述する。
The
The
Details of the function of the
[駆動回路]
図3は、仕切弁117の駆動回路30の回路構成を示す概略図である。
図3に示すように、仕切弁117は、電池B、駆動回路30及び制御回路1と電気的に接続されている。また、制御回路1は、正電源VCCに接続されている。
仕切弁117の駆動回路30は、仕切弁117を駆動させるための回路であり、昇圧回路31とスイッチ32とを備えている。
昇圧回路31は、電池Bの端子電圧Vin2を昇圧して、仕切弁117の駆動電圧Vcを一定に保つための回路である。これにより、電池Bの消耗等により端子電圧Vin2が降下した場合でも、仕切弁117の駆動電圧Vc及び駆動電流Icを一定に保つことができる。
[Drive circuit]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a circuit configuration of the
As shown in FIG. 3, the
The
The
スイッチ32は、仕切弁117の駆動回路30を開閉するための切替器であり、駆動制御部21から駆動信号が入力された場合、駆動回路30を接続し、駆動信号の入力が停止した場合、駆動回路30を開放するように構成されている。
ここで、本実施形態では、仕切弁117は、駆動回路30が接続された場合、すなわち、駆動電流Icが供給された場合に「開」とされ、駆動回路30が解放された場合、すなわち、駆動電流Icが停止した場合に「閉」とされるように構成されている。そのため、駆動制御部21からスイッチ32に駆動信号が入力されると、仕切弁117は「開」とされ、駆動信号の入力が停止されると、仕切弁117は「閉」とされる。
なお、本実施形態では、ポンプ116及び排気弁118の駆動回路30は、仕切弁117の駆動回路30と同様に構成される。そのため、詳細については説明を省略する。
The
Here, in the present embodiment, the
In the present embodiment, the
[電圧降下確認方法]
次に、制御回路1による、電池Bの電池電圧降下確認方法について説明する。
図4は、電池Bの電圧低下を確認する処理を説明するフローチャートである。
図2〜図4に示すように、制御部20は、ポンプ116、仕切弁117及び排気弁118に電力が供給されていない状態、すなわち、負荷がかかっていない状態の電池Bの開放電圧Vin1を測定し、その結果を記憶部10に記憶させる(ステップS1)。
なお、本実施形態では、制御部20は図示略のA/Dコンバータを備えており、電池Bの電圧を測定可能に構成されている。ただし、これに限らず、例えば、電池Bの電圧を測定する電圧計を別途設け、当該電圧計により開放電圧Vin1を測定するようにしてもよい。
[How to check voltage drop]
Next, a method of checking the battery voltage drop of the battery B by the
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of confirming a voltage drop of the battery B.
As shown in FIGS. 2 to 4, the
In the present embodiment, the
次に、駆動制御部21はスイッチ32に駆動信号を出力し、仕切弁117を「開」させる(ステップS2)。
ここで、本実施形態では、舌圧測定装置100による舌圧測定工程の一工程、すなわち、ポンプ116とバルーン本体121との接続を開放する工程として、ステップS2の工程を実行する。
Next, the
Here, in the present embodiment, the process of step S2 is executed as one process of the tongue pressure measurement process by the tongue
ステップS2で仕切弁117が「開」とされている状態、すなわち、仕切弁117に駆動電流Icが供給されて電池Bに負荷がかかっている状態において、制御部20は、電池Bの端子電圧Vin2を測定し、その結果を記憶部10に記憶させる(ステップS3)。これにより、記憶部10には、電池Bの開放電圧Vin1及び端子電圧Vin2が記憶される。すなわち、電磁弁である仕切弁117は、駆動電流Icを必要とする本発明の負荷の一例である。
In a state where the
次に、駆動制御部21は、スイッチ32への駆動信号の出力を停止し、仕切弁117を「閉」させる(ステップS4)。なお、ステップS4は、ステップS2と同様に、舌圧測定工程の一工程として実行される。つまり、ステップS4は、バルーン本体121を口腔内に挿入して舌圧を測定するために、仕切弁117を「閉」させる工程として実行される。
Next, the
ステップS4の後、算出部22は、記憶部10に記憶された開放電圧Vin1及び端子電圧Vin2を読み出し、これらの差を実電圧降下ΔVnとして算出する(ステップS5)。ここで、この実電圧降下ΔVnは電池Bの実際の内部抵抗rによる電圧降下である。
そして、比較部23は、記憶部10に記憶された開放電圧Vin1に対応する許容電圧降下ΔVtを、例えば、図5に示すような、記憶部10に予め記憶された許容電圧降下ΔVtと開放電圧Vin1との関係を示すテーブルから参照する(ステップS6)。
After step S4, the
Then, the
図5は、本実施形態における、許容電圧降下ΔVtと開放電圧Vin1との関係の一例を示す図である。
ここで、電池Bの内部抵抗rは、電池Bの開放電圧Vin1、端子電圧Vin2と、負荷である仕切弁117を駆動させた際の消費電流Iinとから次式(1)のように表すことができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a relationship between the allowable voltage drop ΔVt and the open circuit voltage Vin1 in the present embodiment.
Here, the internal resistance r of the battery B is represented by the following equation (1) from the open voltage Vin1, the terminal voltage Vin2 of the battery B, and the current consumption Iin when the
r=(Vin1−Vin2)/Iin・・・(1) r = (Vin1-Vin2) / Iin (1)
そして、仕切弁117を駆動させた際の消費電流Iinは、昇圧回路31における入力電力(消費電流Iin×端子電圧Vin2)×効率u=出力電力(駆動電圧Vc×駆動電流Ic)の関係から次式(2)のように求めることができる。
The current consumption Iin when the
Iin×Vin2×u=Vc×Ic
Iin=(Vc×Ic)/(u×Vin2)・・・(2)
Iin × Vin2 × u = Vc × Ic
Iin = (Vc × Ic) / (u × Vin2) (2)
そして、上記(1)、(2)式を展開することで、以下の(3)式を求めることができる。 Then, by expanding the above equations (1) and (2), the following equation (3) can be obtained.
r=(Vin1−Vin2)/((Vc×Ic)/(u×Vin2))
ΔVt=r×((Vc×Ic)/(u×Vin2))…(3)
r = (Vin1-Vin2) / ((Vc × Ic) / (u × Vin2))
ΔVt = r × ((Vc × Ic) / (u × Vin2)) (3)
ここで、本実施形態では、昇圧回路31の効率uを、例えば、100%とする。また、仕切弁117の駆動電圧Vc及び駆動電流Icを、例えば、それぞれ2.9V、345mAとする。そうすると、許容可能な内部抵抗rの最大値を、例えば、1Ωと設定した場合、許容電圧降下ΔVtを式(3)から求めることができる。すなわち、端子電圧Vin2から許容電圧降下ΔVtを求めることができる。
ここで、開放電圧Vin1をある値とした場合、端子電圧Vin2は式(1)より求めることができる。すなわち、端子電圧Vin2は消費電流Iinから決定される。そして、この消費電流Iinは、式(2)より求めることができる。すなわち、消費電流Iinは端子電圧Vin2から決定される。つまり、端子電圧Vin2及び消費電流Iinは、一方の値に基づいて他方の値を決定すると、その基礎となる一方の値は、決定された他方の値に基づいて変化する。そこで、本実施形態では、式(1)、(2)を反復演算することにより、消費電流Iin及び端子電圧Vin2の収束値を求める。そして、消費電流Iin及び端子電圧Vin2の収束値に基づいて、開放電圧Vin1毎に許容電圧降下ΔVtを求める。
そして、このような開放電圧Vin1と許容電圧降下ΔVtとの関係を、例えば、図5のようにテーブル化して、記憶部10に予め記憶させておく。なお、開放電圧Vin1と許容電圧降下ΔVtとの関係を、図5のようにテーブル化して記憶部10に予め記憶させておくことに限定されない。例えば、開放電圧Vin1と許容電圧降下ΔVtとの関係を示す式を記憶部10に予め記憶させておいてもよい。
Here, in the present embodiment, the efficiency u of the
Here, when the open-circuit voltage Vin1 is a certain value, the terminal voltage Vin2 can be obtained from the equation (1). That is, the terminal voltage Vin2 is determined from the consumption current Iin. Then, the consumption current Iin can be obtained from Expression (2). That is, the consumption current Iin is determined from the terminal voltage Vin2. That is, when the terminal voltage Vin2 and the consumption current Iin determine the other value based on one value, the one value serving as the basis changes based on the determined other value. Therefore, in the present embodiment, the convergence values of the consumption current Iin and the terminal voltage Vin2 are obtained by repeatedly calculating the expressions (1) and (2). Then, based on the convergence value of the consumption current Iin and the terminal voltage Vin2, an allowable voltage drop ΔVt is obtained for each open voltage Vin1.
Then, the relationship between the open-circuit voltage Vin1 and the allowable voltage drop ΔVt is tabulated as shown in FIG. 5, for example, and stored in the
図4に戻って、ステップS6の後、比較部23は、ステップS5で算出された実電圧降下ΔVnが、ステップS6で参照された許容電圧降下ΔVtよりも大きいか否かを判定する(ステップS7)。
ステップS7でNoと判定されたら、そのまま処理を終了する。
Returning to FIG. 4, after step S6, the
If No is determined in the step S7, the process is terminated as it is.
一方、ステップS7でYesと判定されたら、警報部24はブザー114に警報信号を出力する(ステップS8)。これにより、ブザー114は警報音を発するので、使用者は実電圧降下ΔVnが許容電圧降下ΔVtを超えていること、すなわち、電池Bは、内部抵抗が増加して劣化していることを認識することができる。そのため、使用者は、この段階で電池Bを交換することができるので、電池Bの内部抵抗rの増加に伴う異常動作を回避することができる。
On the other hand, if Yes is determined in step S7, the
[第1実施形態の効果]
以上のよう第1実施形態では、次の効果を奏することができる。
(1)電池Bの内部抵抗rによる電圧降下として許容可能な許容電圧降下ΔVtを開放電圧Vin1毎にテーブル化して、予め制御回路1の記憶部10に記憶しておく。算出部22では、実際に使用される電池Bにおける負荷がかかっていない状態の開放電圧Vin1と、仕切弁117による負荷がかかっている状態の端子電圧Vin2との差を実電圧降下ΔVnとして算出する。そして、比較部23では、記憶部10からのデータと算出部22からのデータとに基づいて、開放電圧Vin1における許容電圧降下ΔVtと実電圧降下ΔVnとを比較し、その結果、ΔVt<ΔVnであれば警報部24は警報信号をブザー114に出力し、警報音を発生させる。これにより、電池Bの内部抵抗rの増加に伴う異常動作を回避することができる。このように、本実施形態では、電池B自体の内部抵抗rを直接測定することなく、電池Bの内部抵抗rに伴う電圧降下の異常を簡易な構造で検出することができる。
[Effects of First Embodiment]
As described above, the first embodiment has the following advantages.
(1) A permissible voltage drop ΔVt that is permissible as a voltage drop due to the internal resistance r of the battery B is tabulated for each open voltage Vin1 and stored in the
(2)電池Bは、2本の乾電池から構成されるため、容易に入手することができる。そのため、電池Bの内部抵抗rの増加に伴い、警報部24から警報信号が出力された際に、当該電池Bを容易に交換することができる。
(2) Since the battery B is composed of two dry batteries, it can be easily obtained. Therefore, when an alarm signal is output from the
(3)舌圧測定装置100は、制御回路1と、ポンプ116、仕切弁117及び排気弁118等の負荷と、これらの負荷、制御回路1及び電池Bを収容するケース111とを備える。さらに、舌圧測定装置100は、復元力を有する弾性バルーン120と、当該弾性バルーン120に接続されるチューブ122及び空気流路119とを備える。そのため、舌圧の測定中に、電池Bの内部抵抗rの増加に伴う異常動作が発生することによって、測定値が異常値を示したり、舌圧の測定が中止してしまったりすることを防ぐことができる。
(3) The tongue
(4)さらに、負荷として電磁弁である仕切弁117を駆動させた際の端子電圧Vin2を測定し、当該端子電圧Vin2と開放電圧Vin1との差を実電圧降下ΔVnとして算出する。ここで、電磁弁である仕切弁117は、駆動電圧Vc及び駆動電流Icが安定しているので、電池Bの端子電圧Vin2の測定誤差を小さくすることができる。そのため、電池Bの内部抵抗rの増加に伴う異常動作を確実に回避することができる。
(4) Further, the terminal voltage Vin2 when the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について図面に基づいて説明する。
第2実施形態の装置は、タンクと加圧ポンプとを備える圧力発生装置である点で第1実施形態とは異なるものである。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The device of the second embodiment is different from the first embodiment in that it is a pressure generating device including a tank and a pressure pump.
図6は、圧力発生装置200の概略を示すブロック図である。圧力発生装置200は、所望する圧力を発生させるための装置であり、圧力計の精度を検証するため等に用いられる装置である。なお、圧力発生装置200は、電池で駆動可能な装置であり、本発明の装置の一例である。
図6において、圧力発生装置200は、ケース211と、表示部212と、操作部213と、ブザー214と、圧力センサ215と、タンク216と、当該タンク216に流体を供給する加圧ポンプ217と、調整弁218と、排気弁219と、空気流路220と、制御回路1Aと、駆動回路30Aとを備えている。ケース211内において、圧力センサ215、タンク216、加圧ポンプ217、調整弁218及び排気弁219は空気流路220により接続されている。そして、空気流路220の一端部220Aは、任意の圧力に加圧した空気を導入する装置に接続されており、他端部220Bは、ケース211の外部に開放されている。
また、ケース211には、上記した表示部212、操作部213、ブザー214、圧力センサ215、加圧ポンプ217、調整弁218、排気弁219及び制御回路1Aに電力を供給する電池B1が収容されている。本実施形態では、前述した第1実施形態と同様に、電池B1は一次電池の乾電池から構成される。
なお、上記のうち、制御回路1A以外の構成は、公知の圧力発生装置の構成と同様であるため、その説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating the pressure generating device 200. The pressure generating device 200 is a device for generating a desired pressure, and is used to verify the accuracy of a pressure gauge. The pressure generating device 200 is a device that can be driven by a battery, and is an example of the device of the present invention.
6, a pressure generating device 200 includes a case 211, a
The case 211 houses the
In addition, among the above, the configuration other than the control circuit 1A is the same as the configuration of the known pressure generating device, and the description thereof will be omitted.
[制御回路]
制御回路1Aは、表示部212、ブザー214、圧力センサ215、加圧ポンプ217、調整弁218、排気弁219等の動作を制御する回路であり、記憶部10Aと制御部20Aとを有する。
記憶部10Aは、圧力発生装置200の動作を制御する各種プログラムや各種データを記憶している。各種データとしては、前述した第1実施形態と同様に、電池B1の内部抵抗による電圧降下として許容可能な許容電圧降下ΔVt等が記憶されている。
[Control circuit]
The control circuit 1A is a circuit for controlling operations of the
The
制御部20Aは、CPU(Central Processing Unit)で構成されており、駆動制御部21A、算出部22A、比較部23A、警報部24A及び圧力設定部26を有する。
駆動制御部21Aは、記憶部10Aに記憶された各種プログラムを読み出し実行することで、加圧ポンプ217、調整弁218、排気弁219を駆動させる駆動信号を出力する。
圧力設定部26は、圧力発生装置200により発生させる圧力値を設定する。圧力設定部26により設定された圧力値に基づいて、駆動制御部21Aは、加圧ポンプ217及び調整弁218に駆動信号を出力する。なお、駆動制御部21A及び圧力設定部26による圧力設定制御は、公知の圧力発生装置の制御と同様である。
The
The
The
算出部22A、比較部23A及び警報部24Aの各機能は、前述した第1実施形態と同様である。すなわち、算出部22Aは、電池B1の開放電圧Vin1と端子電圧Vin2との差を実電圧降下ΔVnとして算出する。本実施形態では、算出部22Aは、電池B1の開放電圧Vin1と、加圧ポンプ217による負荷がかかっている状態の端子電圧Vin2との差を算出する。すなわち、本実施形態では、加圧ポンプ217は、大きな駆動電流を必要とする負荷の一例である。比較部23Aは、算出部22Aで算出された実電圧降下ΔVnと記憶部10Aに記憶された許容電圧降下ΔVtとを比較する。警報部24Aは、ブザー214への警報信号の出力を制御する。これにより、電池B1の内部抵抗rの増加により、算出部22Aで算出された実電圧降下ΔVnが許容電圧降下ΔVtを超えたと比較部23Aが判定した場合、警報部24Aは警報信号をブザー214に出力する。そのため、電池B1の内部抵抗rの増加に伴う異常動作を回避することができる。
The functions of the
[第2実施形態の効果]
以上のように第2実施形態では、次の効果を奏することができる。
(5)圧力発生装置200は、前述した第1実施形態の舌圧測定装置100と同様に、記憶部10Aと制御部20Aとを有し、制御部20Aは、算出部22A、比較部23A及び警報部24Aを備える。そのため、電池B1の内部抵抗の増加に伴う異常動作により、設定した圧力値とは異なる圧力が発生することを防ぐことができる。
[Effect of Second Embodiment]
As described above, the second embodiment has the following advantages.
(5) The pressure generating device 200 includes a
[変形例]
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記第1実施形態では、算出部22は、仕切弁117を駆動させた際の端子電圧Vin2を測定し、当該端子電圧Vin2と開放電圧Vin1との差を実電圧降下ΔVnとして算出していたが、これに限定されない。例えば、ポンプ116又は排気弁118を駆動させた際の端子電圧Vin2を測定して、実電圧降下ΔVnを算出しても良い。
[Modification]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
In the first embodiment, the
前記第1実施形態では、舌圧測定工程の一工程において、仕切弁117を開閉させる際に、開放電圧Vin1及び端子電圧Vin2を測定していたが、これに限定されない。例えば、舌圧測定とは別に、電池の電圧降下を確認するためのプログラムを予め記憶部に記憶させておき、当該プログラムを実行することで開放電圧Vin1及び端子電圧Vin2を測定するようにしてもよい。
In the first embodiment, the open-circuit voltage Vin1 and the terminal voltage Vin2 are measured when the
前記各実施形態では、電池B,B1は一次電池の乾電池から構成されていたが、これに限定されない。例えば、電池は二次電池であってもよく、内部抵抗の増加に伴い端子電圧が降下する電池であればよい。 In each of the above embodiments, the batteries B and B1 are composed of primary batteries, but are not limited thereto. For example, the battery may be a secondary battery, as long as the terminal voltage decreases as the internal resistance increases.
前記各実施形態では、警報部24,24Aは、警報信号をブザー114,214に出力していたが、これに限定されない。例えば、警報部は警報信号を表示部に出力し、表示部にて警報表示を行うようにしてもよく、また、警報部は、ブザー及び表示部の両方に警報信号を出力するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the
前記各実施形態では、装置として舌圧測定装置100及び圧力発生装置200を示したが、これに限定されない。例えば、装置は、負荷としての振動子を有する超音波流量計でもよく、電池により負荷を駆動させる装置であれば良い。
In each of the above embodiments, the tongue
1,1A…制御回路、10,10A…記憶部、20,20A…制御部、21,21A…駆動制御部、22,22A…算出部、23,23A…比較部、24,24A…警報部、25…圧力測定部、26…圧力設定部、30,30A…駆動回路、31…昇圧回路、32…スイッチ、100…舌圧測定装置、110…装置本体、111…ケース、112…表示部、113…操作部、114…ブザー、115…圧力センサ、116…ポンプ、117…仕切弁(負荷)、118…排気弁、119…空気流路、120…弾性バルーン、121…バルーン本体、122…チューブ、200…圧力発生装置、211…ケース、212…表示部、213…操作部、214…ブザー、215…圧力センサ、216…タンク、217…加圧ポンプ(負荷)、218…調整弁、219…排気弁、220…空気流路、B,B1…電池。 1, 1A control circuit, 10, 10A storage unit, 20, 20A control unit, 21, 21A drive control unit, 22, 22A calculation unit, 23, 23A comparison unit, 24, 24A alarm unit, 25: pressure measuring unit, 26: pressure setting unit, 30, 30A: driving circuit, 31: boosting circuit, 32: switch, 100: tongue pressure measuring device, 110: device body, 111: case, 112: display unit, 113 ... Operation unit, 114 buzzer, 115 pressure sensor, 116 pump, 117 valve (load), 118 exhaust valve, 119 air channel, 120 elastic balloon, 121 balloon body, 122 tube 200 pressure generator, 211 case, 212 display unit, 213 operation unit, 214 buzzer, 215 pressure sensor, 216 tank, 217 pressure pump (load), 218 Seiben, 219 ... exhaust valves, 220 ... air flow channel, B, B1 ... battery.
Claims (7)
前記開放電圧Vin1と、前記負荷がかかっている状態の前記電池の端子電圧Vin2との差を実電圧降下ΔVnとして算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記開放電圧Vin1における実電圧降下ΔVnと、前記記憶部に記憶された前記開放電圧Vin1における許容電圧降下ΔVtと比較する比較部と、
前記比較部による比較の結果、前記実電圧降下ΔVnが前記許容電圧降下ΔVtを超えた場合に警報信号を出力する警報部と、を備えた
ことを特徴とする制御回路。 A storage unit that stores in advance a relationship between an allowable voltage drop ΔVt that can be allowed as a voltage drop due to an internal resistance of a battery that can be used to drive a load, and an open circuit voltage Vin1 of the battery in a state where the load is not applied. ,
A calculating unit that calculates a difference between the open-circuit voltage Vin1 and a terminal voltage Vin2 of the battery under the load as an actual voltage drop ΔVn;
A comparing unit that compares the actual voltage drop ΔVn at the open voltage Vin1 calculated by the calculating unit with the allowable voltage drop ΔVt at the open voltage Vin1 stored in the storage unit;
A control unit that outputs a warning signal when the actual voltage drop ΔVn exceeds the allowable voltage drop ΔVt as a result of the comparison by the comparison unit.
前記電池は一次電池である
ことを特徴とする制御回路。 The control circuit according to claim 1,
The control circuit, wherein the battery is a primary battery.
前記負荷と、
前記制御回路、前記負荷及び前記電池を収容するケースと、を備える
ことを特徴とする装置。 A control circuit according to claim 1 or 2,
Said load;
An apparatus comprising: the control circuit; a case accommodating the load and the battery;
電磁弁を備え、
前記負荷は前記電磁弁である
ことを特徴とする装置。 The device according to claim 3,
Equipped with a solenoid valve,
The device wherein the load is the solenoid valve.
復元力を有する弾性バルーンと、
復元力を有する弾性バルーンに接続される流路と、
前記流路に空気を供給するポンプと、を備え、
前記負荷は前記ポンプである
ことを特徴とする装置。 In the device according to claim 3 or 4,
An elastic balloon having a restoring force;
A flow path connected to an elastic balloon having a restoring force,
A pump for supplying air to the flow path,
The device wherein the load is the pump.
タンクと、
前記タンクに流体を供給する加圧ポンプと、を備え、
前記負荷は前記加圧ポンプである
ことを特徴とする装置。 In the device according to claim 3 or 4,
Tank and
A pressure pump that supplies fluid to the tank,
The device wherein the load is the pressurized pump.
前記開放電圧Vin1と、前記負荷がかかっている状態の前記電池の端子電圧Vin2との差を実電圧降下ΔVnとして算出するステップと、
算出された前記開放電圧Vin1における実電圧降下ΔVnと、記憶された前記開放電圧Vin1における許容電圧降下ΔVtとを比較するステップと、
比較の結果、前記実電圧降下ΔVnが前記許容電圧降下ΔVtを超えた場合に警報信号を出力するステップと、を備えた
ことを特徴とする制御回路による電池電圧降下確認方法。 Preliminarily storing a relationship between an allowable voltage drop ΔVt allowable as a voltage drop due to an internal resistance of a battery that can be used to drive a load, and an open-circuit voltage Vin1 of the battery in a state where the load is not applied;
Calculating a difference between the open-circuit voltage Vin1 and a terminal voltage Vin2 of the battery under the load as an actual voltage drop ΔVn;
Comparing the calculated actual voltage drop ΔVn at the open circuit voltage Vin1 with the stored allowable voltage drop ΔVt at the open circuit voltage Vin1;
Outputting a warning signal when the actual voltage drop ΔVn exceeds the allowable voltage drop ΔVt as a result of the comparison.
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