JP2647503B2 - 差圧トランスミッタ - Google Patents
差圧トランスミッタInfo
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- JP2647503B2 JP2647503B2 JP1195368A JP19536889A JP2647503B2 JP 2647503 B2 JP2647503 B2 JP 2647503B2 JP 1195368 A JP1195368 A JP 1195368A JP 19536889 A JP19536889 A JP 19536889A JP 2647503 B2 JP2647503 B2 JP 2647503B2
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/0052—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
-
- G—PHYSICS
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L7/00—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements
- G01L7/02—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges
- G01L7/08—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges of the flexible-diaphragm type
- G01L7/084—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges of the flexible-diaphragm type with mechanical transmitting or indicating means
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- G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/06—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
- G01L9/065—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices with temperature compensating means
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は差圧トランスミッタに係り、より詳しくは高
圧に保たれた気体または空気と低圧の圧力源との間の圧
力差を正確に測定し、かつこれをアナログ表示するもの
である。さらにトランスミッタが制御ループに組込まれ
て使用されるとき、電気信号がエネルギ管理システムの
運転を制御するために、あるいは差圧の測定または制御
が必要とされるどのような箇所にも用いることのできる
差圧トランスミッタに関する。
圧に保たれた気体または空気と低圧の圧力源との間の圧
力差を正確に測定し、かつこれをアナログ表示するもの
である。さらにトランスミッタが制御ループに組込まれ
て使用されるとき、電気信号がエネルギ管理システムの
運転を制御するために、あるいは差圧の測定または制御
が必要とされるどのような箇所にも用いることのできる
差圧トランスミッタに関する。
空気あるいは他の気体が関係する特殊な測定の場面で
の圧力のアナログ表示あるいは圧力差がある二つの圧力
源での空気あるいは他の気体の差圧は、従来、差圧ゲー
ジとして知られる計器により与えられ、それには一つの
圧力差を高圧および低圧部に区画している可撓性のダイ
アフラムを有するハウジングが備えられる。さらに、こ
の計器には計器内の一方の側に片持ばり状に固く支持さ
れ、かつダイアフラムから離して置かれたリーフスプリ
ングが備えられ、ダイアフラムとこのリーフスプリング
の有効長さを与えている部分とはダイアフラムの中心に
配置されたリンクによって結合されると共に、リーフス
プリングの自由端には磁石が取付けられている。この磁
石は計器内で軸を中心として回転するためにジャーナル
により支承された螺せん構造体と磁気的な結合関係が保
たれる。この螺せん構造体の軸心はダイアフラム−リー
フスプリングリンクの軸心と平行である。また、螺せん
構造体はゲージ針あるいはそれに固定された支持アーム
を従えつつ、磁石の位置に従って回転することにより磁
石の磁界と共にそれ自身の位置を変える。ゲージ圧力あ
るいは差圧は零基準を有する計器の一部を形成している
スケールと向かい合う指示アームの振れを見ることによ
り読まれる。この形式の装置について言及する特許とし
て米国特許第2722837号、第3091123号、第4011759号お
よび第4030365号を挙げることができる。
の圧力のアナログ表示あるいは圧力差がある二つの圧力
源での空気あるいは他の気体の差圧は、従来、差圧ゲー
ジとして知られる計器により与えられ、それには一つの
圧力差を高圧および低圧部に区画している可撓性のダイ
アフラムを有するハウジングが備えられる。さらに、こ
の計器には計器内の一方の側に片持ばり状に固く支持さ
れ、かつダイアフラムから離して置かれたリーフスプリ
ングが備えられ、ダイアフラムとこのリーフスプリング
の有効長さを与えている部分とはダイアフラムの中心に
配置されたリンクによって結合されると共に、リーフス
プリングの自由端には磁石が取付けられている。この磁
石は計器内で軸を中心として回転するためにジャーナル
により支承された螺せん構造体と磁気的な結合関係が保
たれる。この螺せん構造体の軸心はダイアフラム−リー
フスプリングリンクの軸心と平行である。また、螺せん
構造体はゲージ針あるいはそれに固定された支持アーム
を従えつつ、磁石の位置に従って回転することにより磁
石の磁界と共にそれ自身の位置を変える。ゲージ圧力あ
るいは差圧は零基準を有する計器の一部を形成している
スケールと向かい合う指示アームの振れを見ることによ
り読まれる。この形式の装置について言及する特許とし
て米国特許第2722837号、第3091123号、第4011759号お
よび第4030365号を挙げることができる。
一方、歪みゲージ変換器は圧力のアナログ表示を持た
ない形式の計器の一種であって、ここにはプリント回路
盤上に配置される電子回路と結ばれた歪みゲージ変換器
の一部であるリーフスプリングが使用される。このリー
フスプリングはハウジング内に収容されている。電子回
路の働きはダイアフラムに撓みが生じ、リーフスプリン
グが駆動されるときに始動する装置が働き、これにより
外部の供給パワーにより付勢されて約４から20ミリアン
ペアの範囲内で出力が得られる。この出力電圧はプロセ
スコントローラ、指示計器あるいはコンピュータに伝送
される（例えば、米国特許第4385525号参照）。
ない形式の計器の一種であって、ここにはプリント回路
盤上に配置される電子回路と結ばれた歪みゲージ変換器
の一部であるリーフスプリングが使用される。このリー
フスプリングはハウジング内に収容されている。電子回
路の働きはダイアフラムに撓みが生じ、リーフスプリン
グが駆動されるときに始動する装置が働き、これにより
外部の供給パワーにより付勢されて約４から20ミリアン
ペアの範囲内で出力が得られる。この出力電圧はプロセ
スコントローラ、指示計器あるいはコンピュータに伝送
される（例えば、米国特許第4385525号参照）。
気体あるいは空気の圧力を測定し、かつアナログ表示
するための計器は空気の流れの静圧を検出するために使
用される空気フィルタの性能監視用、空気の流速測定
用、流量降下を測定することにより流量決定用、エンジ
ンあるいはコンプレッサ用フィルタの運転監視用など、
多くの用途が見出される。
するための計器は空気の流れの静圧を検出するために使
用される空気フィルタの性能監視用、空気の流速測定
用、流量降下を測定することにより流量決定用、エンジ
ンあるいはコンプレッサ用フィルタの運転監視用など、
多くの用途が見出される。
本発明のトランスミッタは分離しているか、あるいは
混合された気体状の物質を測定対象とする場合に特に有
用な働きがある。この物質には勿論、空気および他の気
体が含まれる。
混合された気体状の物質を測定対象とする場合に特に有
用な働きがある。この物質には勿論、空気および他の気
体が含まれる。
本発明の主要な目的は、外部電源、テスト用トランス
ミッタおよび固定抵抗レシーバ（コントローラ、コンビ
ュータ、または流動指示計のような）、遠隔操作用の４
−20ミリアンペア出力と共に、アナログ圧力表示を組み
合わせて用いられるトランスミッタ、電気供給が遮断さ
れたとき、ゲージ圧力ないし差圧を表示し続けることの
できる記録保持または指示を直列接続して使用する形式
の電気式プロセス制御ループ内におけるこれらの機器を
統合するための装置を提供することにある。
ミッタおよび固定抵抗レシーバ（コントローラ、コンビ
ュータ、または流動指示計のような）、遠隔操作用の４
−20ミリアンペア出力と共に、アナログ圧力表示を組み
合わせて用いられるトランスミッタ、電気供給が遮断さ
れたとき、ゲージ圧力ないし差圧を表示し続けることの
できる記録保持または指示を直列接続して使用する形式
の電気式プロセス制御ループ内におけるこれらの機器を
統合するための装置を提供することにある。
本発明の他の主要な目的はリーフスプリングのそれぞ
れの側に取付けられた歪みゲージ変換器の配列の仕方を
与えるものである。一般に、直線で囲われたシリコンセ
ンサチップは、リーフスプリングの一の側のセンサチッ
プについてはリーフスプリングの長手方向中心と平行
に、またリーフスプリングの他の側のセンサチップにつ
いてはリーフスプリングの長手方向中心と垂直な向きに
各々装着される。
れの側に取付けられた歪みゲージ変換器の配列の仕方を
与えるものである。一般に、直線で囲われたシリコンセ
ンサチップは、リーフスプリングの一の側のセンサチッ
プについてはリーフスプリングの長手方向中心と平行
に、またリーフスプリングの他の側のセンサチップにつ
いてはリーフスプリングの長手方向中心と垂直な向きに
各々装着される。
さらに、本発明の他の目的は測定された圧力または差
圧の双方のアナログ表示用のためにゲージ圧力ないし差
圧のどちらかを感知して利用する圧力トランスミッタを
提供するものである。トランスミッタが先に述べられた
方式の制御ループ回路と一体化されたとき、出力電流は
遠隔操作のためと、少数の単純な部品から構成される記
録保持または指示のために同じように与えられる。
圧の双方のアナログ表示用のためにゲージ圧力ないし差
圧のどちらかを感知して利用する圧力トランスミッタを
提供するものである。トランスミッタが先に述べられた
方式の制御ループ回路と一体化されたとき、出力電流は
遠隔操作のためと、少数の単純な部品から構成される記
録保持または指示のために同じように与えられる。
本発明に従うと、トランスミッタは圧力変化に直接的
に比例する４−20ミリアンペア信号の制御ループ回路か
ら電流制御ループへの伝達と同様に計器における圧力な
いし差圧のアナログ表示および空気式表示の双方を与え
るために制御ループ回路内に組込まれる。
に比例する４−20ミリアンペア信号の制御ループ回路か
ら電流制御ループへの伝達と同様に計器における圧力な
いし差圧のアナログ表示および空気式表示の双方を与え
るために制御ループ回路内に組込まれる。
アナログ表示は計器自身の配置により与えられる。す
なわち、可撓性のダイアフラムは円形であり、計器内の
圧力空間を二つの部屋、すなわち高圧および低圧室に区
画している。リーフスプリングはこのダイアフラムの一
方の側にあって、ダイアフラムの中心に対してほぼ垂直
に延びて片持ばりの状態に支えられている。リーフスプ
リングの固定端はその位置でダイアフラムの中心を横切
って延びるリーフスプリングの有効長さを定めるために
調節可能に締付けられ、一方自由端は計器内に支承され
た螺せん構造体と磁気的関係を保つ磁石を支持してい
る。
なわち、可撓性のダイアフラムは円形であり、計器内の
圧力空間を二つの部屋、すなわち高圧および低圧室に区
画している。リーフスプリングはこのダイアフラムの一
方の側にあって、ダイアフラムの中心に対してほぼ垂直
に延びて片持ばりの状態に支えられている。リーフスプ
リングの固定端はその位置でダイアフラムの中心を横切
って延びるリーフスプリングの有効長さを定めるために
調節可能に締付けられ、一方自由端は計器内に支承され
た螺せん構造体と磁気的関係を保つ磁石を支持してい
る。
リンクはゲージ圧力あるいは差圧のどちらかを測定す
るために高圧および低圧室の連結が保たれたとき、リー
フスプリングとダイアフラムとの間に位置して圧力を伝
達する。すなわち、このとき、ダイアフラムがダイアフ
ラムの中心に沿って動き、リーフスプリングが螺せん構
造体に対して変位させられる。螺せん構造体はダイアフ
ラムと関係しているリーフスプリングの位置に従ってそ
れが支承された位置で軸心まわりに回転することにより
磁界の移動と共にその位置を変える。螺せん構造体はそ
こに固定された指示アームを有し、これが螺せん構造体
と共に回転し、圧力は計器の全面を通して見ることので
きる背面上の零基準からの針の偏位によりアナログ値と
して読むことができる。
るために高圧および低圧室の連結が保たれたとき、リー
フスプリングとダイアフラムとの間に位置して圧力を伝
達する。すなわち、このとき、ダイアフラムがダイアフ
ラムの中心に沿って動き、リーフスプリングが螺せん構
造体に対して変位させられる。螺せん構造体はダイアフ
ラムと関係しているリーフスプリングの位置に従ってそ
れが支承された位置で軸心まわりに回転することにより
磁界の移動と共にその位置を変える。螺せん構造体はそ
こに固定された指示アームを有し、これが螺せん構造体
と共に回転し、圧力は計器の全面を通して見ることので
きる背面上の零基準からの針の偏位によりアナログ値と
して読むことができる。
本発明に従うならば、リーフスプリングには特殊な歪
みゲージの様式が採用される。一般に、２枚の直線で囲
われたシリコンセンサチップとして形成される歪みゲー
ジがリーフスプリングのどちらかの側に一体に取付けら
れ、リーフスプリングの一の側のセンサチップはリーフ
スプリングの長手方向中心と平行に、他の側のセンサチ
ップはリーフスプリングの長手方向中心と垂直に置かれ
る。
みゲージの様式が採用される。一般に、２枚の直線で囲
われたシリコンセンサチップとして形成される歪みゲー
ジがリーフスプリングのどちらかの側に一体に取付けら
れ、リーフスプリングの一の側のセンサチップはリーフ
スプリングの長手方向中心と平行に、他の側のセンサチ
ップはリーフスプリングの長手方向中心と垂直に置かれ
る。
リーフスプリングの歪みゲージ手段はセンシング回路
に一定の電流を供給するための手段を備えるハウジング
の内部に装着された電子回路と、歪みゲージ手段を通し
てダイアフラムの一方の側か、両方の側に作用している
圧力の挙動を事実上関知する出力に従ってリーフスプリ
ングの撓みが自由なことから、リーフスプリングが撓む
ことにより生じた歪みゲージ信号を調節するための手段
と、圧力変化に比例するミリボルト出力を出している電
子回路とに結ばれて一つに統合される。この出力電圧は
コントローラ、コンピュータ等のような回路レシーバに
適用するためのパワー回路で用いられる４−20ミリアン
ペアの電流を与えるICチップにより最適な状態に保たれ
る。
に一定の電流を供給するための手段を備えるハウジング
の内部に装着された電子回路と、歪みゲージ手段を通し
てダイアフラムの一方の側か、両方の側に作用している
圧力の挙動を事実上関知する出力に従ってリーフスプリ
ングの撓みが自由なことから、リーフスプリングが撓む
ことにより生じた歪みゲージ信号を調節するための手段
と、圧力変化に比例するミリボルト出力を出している電
子回路とに結ばれて一つに統合される。この出力電圧は
コントローラ、コンピュータ等のような回路レシーバに
適用するためのパワー回路で用いられる４−20ミリアン
ペアの電流を与えるICチップにより最適な状態に保たれ
る。
他の目的、使用方法ならびに利点は以下の詳細な記述
ならびに同じ参照符号が幾つかの異なる見方を通じて同
じ部品を示す図面により明らかにされる。
ならびに同じ参照符号が幾つかの異なる見方を通じて同
じ部品を示す図面により明らかにされる。
第１図ないし第３図の参照符号10は本発明の差圧トラ
ンスミッタの一実施例を示すもので、計器本体11はアル
ミニウムあるいはアルミニウム合金のような金属材料か
ら形成されるハウジング12を備えており、このハウジン
グ12は圧力空間17を形成するために透明なカバー16によ
って閉じられた開口14を有する（第４図参照）。カバー
16は、好ましくはアクリルあるいはポリカーボネートの
ような透明体で、かつ一定の強度の備わったプラスチッ
ク材料から形成され、環状のキャップあるいはベズル18
（これはハウジング12と同じ材料から形成される）によ
り計器本体11の上面に保持される。第３図に符号20とし
て示されるようにこのベズル18はハウジング12とねじ同
士が噛み合わされて固定される。
ンスミッタの一実施例を示すもので、計器本体11はアル
ミニウムあるいはアルミニウム合金のような金属材料か
ら形成されるハウジング12を備えており、このハウジン
グ12は圧力空間17を形成するために透明なカバー16によ
って閉じられた開口14を有する（第４図参照）。カバー
16は、好ましくはアクリルあるいはポリカーボネートの
ような透明体で、かつ一定の強度の備わったプラスチッ
ク材料から形成され、環状のキャップあるいはベズル18
（これはハウジング12と同じ材料から形成される）によ
り計器本体11の上面に保持される。第３図に符号20とし
て示されるようにこのベズル18はハウジング12とねじ同
士が噛み合わされて固定される。
ハウジング12には可撓性のダイアフラム28によって圧
力空間17から区画された低圧室26のため固定壁を形成す
る皿形の部分24を有する後部壁22が備えられる。ダイア
フラム28は、このとき、圧力空間17の他の側の圧力室30
を仕切るためにそのリム29の位置で支持される。好まし
くは、ダイアフラム28はシリコンラバーあるいはそれと
同等の材料から図に示される形状に形成され、ダイアフ
ラム28の中心に同心を保って配置される補強プレート3
1、32の間に固定され、リンク34と結合される。リンク3
4は、例えば相対する係合端部38、40のねじ（図示せ
ず）とねじ同士を噛み合わせる端部を有するスプリング
リンク36を有し、さらに係合端部38（第５図参照）フラ
ンジ部38B、40Bと各々一体に形成され、反対方向に突出
するねじ部38A、40Aを有する。ナット42はプレート31、
32をナット42とフランジ部40Bとの間にダイアフラム28
をリーク可能な状態に締付けるため、係合端部40のねじ
部40Aに対して用いられる。ハウジング12の皿形の部分2
4の中心43（第２図参照）に雌ねじを刻むことによりソ
ケット45が形成される。このソケット45は低圧室26と低
圧の圧力源との連絡をするためのものである。
力空間17から区画された低圧室26のため固定壁を形成す
る皿形の部分24を有する後部壁22が備えられる。ダイア
フラム28は、このとき、圧力空間17の他の側の圧力室30
を仕切るためにそのリム29の位置で支持される。好まし
くは、ダイアフラム28はシリコンラバーあるいはそれと
同等の材料から図に示される形状に形成され、ダイアフ
ラム28の中心に同心を保って配置される補強プレート3
1、32の間に固定され、リンク34と結合される。リンク3
4は、例えば相対する係合端部38、40のねじ（図示せ
ず）とねじ同士を噛み合わせる端部を有するスプリング
リンク36を有し、さらに係合端部38（第５図参照）フラ
ンジ部38B、40Bと各々一体に形成され、反対方向に突出
するねじ部38A、40Aを有する。ナット42はプレート31、
32をナット42とフランジ部40Bとの間にダイアフラム28
をリーク可能な状態に締付けるため、係合端部40のねじ
部40Aに対して用いられる。ハウジング12の皿形の部分2
4の中心43（第２図参照）に雌ねじを刻むことによりソ
ケット45が形成される。このソケット45は低圧室26と低
圧の圧力源との連絡をするためのものである。
レンジスプリング49は端部48を片持ばりの状態に固定
されたリーフスプリング46によりダイアフラム28との間
に連係を保っている。ここで、端部48の締付けは止めね
じ50によっており、米国特許第3397319号に示される配
置によるものに倣い、リーフスプリング46の有効長さ55
を調節するためのＵ字形クランプ54を指示する滑り部材
52を装着したハウジング12の反対側の位置で後部壁22の
部分に締付けられる。
されたリーフスプリング46によりダイアフラム28との間
に連係を保っている。ここで、端部48の締付けは止めね
じ50によっており、米国特許第3397319号に示される配
置によるものに倣い、リーフスプリング46の有効長さ55
を調節するためのＵ字形クランプ54を指示する滑り部材
52を装着したハウジング12の反対側の位置で後部壁22の
部分に締付けられる。
ナット44はねじ部38Aに、しかもリーフスプリング46
の反対側（スプリングリンク36がリーフスプリング46を
通して挿入される）に適用され、リンク34を連結するた
めにフランジ部38Bと係合している。このため、ダイア
フラム28がリーフスプリング46と結ばれてリーフスプリ
ング45の有効長さ55とダイアフラム28との間に動作を伝
えることができ、ダイアフラム28の動きはリーフスプリ
ング46と接しているクランプ54の働きにより確立される
支点60のまわりにリーフスプリング46の有効長さ55を揺
動させる。
の反対側（スプリングリンク36がリーフスプリング46を
通して挿入される）に適用され、リンク34を連結するた
めにフランジ部38Bと係合している。このため、ダイア
フラム28がリーフスプリング46と結ばれてリーフスプリ
ング45の有効長さ55とダイアフラム28との間に動作を伝
えることができ、ダイアフラム28の動きはリーフスプリ
ング46と接しているクランプ54の働きにより確立される
支点60のまわりにリーフスプリング46の有効長さ55を揺
動させる。
第１図ないし第８図に示された計器は、通常、引張力
の作用するスプリングリンクをもって操作するが、リン
ク34としてコイル状のスプリングリンク36が使用され、
ゲージは零中心形式のものであり、このため読取りは高
圧がダイアフラムのどちら側に作用するかにより決ま
る。また、ダイアフラム38の移動はスプリングリンク36
を使用することにより、仮に固定リングがダイアフラム
28とリーフスプリング46との間に使用されたならば生じ
るとみられる円弧動作よりも本質的には直線的動作が可
能である。
の作用するスプリングリンクをもって操作するが、リン
ク34としてコイル状のスプリングリンク36が使用され、
ゲージは零中心形式のものであり、このため読取りは高
圧がダイアフラムのどちら側に作用するかにより決ま
る。また、ダイアフラム38の移動はスプリングリンク36
を使用することにより、仮に固定リングがダイアフラム
28とリーフスプリング46との間に使用されたならば生じ
るとみられる円弧動作よりも本質的には直線的動作が可
能である。
ハウジング12の一般的な構造およびダイアフラム28の
支持の仕方については米国特許第3397319号にほぼ同じ
ものが開示される。すなわち、ダイアフラム28の縁29は
ハウジング12の皿形の部分24のまわりにこれと同心に形
成される溝64の中に受け入れられる環状のビード62に合
せて形成され、ビード62はダイアフラム28の縁29と反対
側に固定されている皿形のプレート66およびハウジング
12の内側に形成された環状の凹部70に適用される止めリ
ング68により保持される。
支持の仕方については米国特許第3397319号にほぼ同じ
ものが開示される。すなわち、ダイアフラム28の縁29は
ハウジング12の皿形の部分24のまわりにこれと同心に形
成される溝64の中に受け入れられる環状のビード62に合
せて形成され、ビード62はダイアフラム28の縁29と反対
側に固定されている皿形のプレート66およびハウジング
12の内側に形成された環状の凹部70に適用される止めリ
ング68により保持される。
第３図、第５図、第７図および第８図に示されるよう
に、リーフスプリング46はその自由端51にパッド63Aと
接して磁石63が装着される。この磁石63は馬蹄形に似た
形状を持ち、螺せん構造体と65との間に磁気的結合が得
られるように配置される。螺せん構造体65は長手方向軸
心67を中心に回転するためにこの技術分野において、
“ウィッシュボーン”として知られた支持フレーム71に
取付けた軸受69、69Aにより支承される。ウィッシュボ
ーン式の支持フレーム71は第１図のハウジング12との関
係において、右ないし左にピボット運動を可能とする螺
せん構造体65を支持するためにハウジング12に固定され
たそれと類似の脚部73に適当な止めねじを用いて片持ば
り状に装着される（この止めねじはハウジング12の各ラ
ンド75B、75C内にねじ穴75A（第５図参照）に螺合させ
られ、もちろん、各脚部73内に形成された貫通穴75を貫
いて取付けられる。）。
に、リーフスプリング46はその自由端51にパッド63Aと
接して磁石63が装着される。この磁石63は馬蹄形に似た
形状を持ち、螺せん構造体と65との間に磁気的結合が得
られるように配置される。螺せん構造体65は長手方向軸
心67を中心に回転するためにこの技術分野において、
“ウィッシュボーン”として知られた支持フレーム71に
取付けた軸受69、69Aにより支承される。ウィッシュボ
ーン式の支持フレーム71は第１図のハウジング12との関
係において、右ないし左にピボット運動を可能とする螺
せん構造体65を支持するためにハウジング12に固定され
たそれと類似の脚部73に適当な止めねじを用いて片持ば
り状に装着される（この止めねじはハウジング12の各ラ
ンド75B、75C内にねじ穴75A（第５図参照）に螺合させ
られ、もちろん、各脚部73内に形成された貫通穴75を貫
いて取付けられる。）。
磁石63はリーフスプリング46に接着されたパット63A
と共にリベット63Bによりパッド63Aに保持される。これ
は第３図に輪郭線により示されるところであるが、これ
については米国特許第3091123号および3397319号に言及
する部分がある。
と共にリベット63Bによりパッド63Aに保持される。これ
は第３図に輪郭線により示されるところであるが、これ
については米国特許第3091123号および3397319号に言及
する部分がある。
螺せん構造体65は支持アームあるいはゲージ針77を移
動させる。ゲージ針77は零基準83を参照して読む圧力を
アナログ表示で与えるために目盛盤81に形成された目盛
り79（第１図参照）と協働する関係にある。図に示され
るようにゲージ針77の位置はそこに印された目盛り79に
従って読みを与えるためにそれぞれの目盛盤81により変
化する。例えば高圧および低圧室30、26内の差圧に起因
する動作により、あるいは零点調節装置85の操作により
支持フレーム71が移動することにより第３図の上方向あ
るいは下方向に磁石63が移動し、螺せん構造体65が動
く。装置87は零基準マークに合せてゲージ針77をセット
するとき、計器の外側にのぞいているヘッド91を使って
調節ねじ89を回転させるように使用される。
動させる。ゲージ針77は零基準83を参照して読む圧力を
アナログ表示で与えるために目盛盤81に形成された目盛
り79（第１図参照）と協働する関係にある。図に示され
るようにゲージ針77の位置はそこに印された目盛り79に
従って読みを与えるためにそれぞれの目盛盤81により変
化する。例えば高圧および低圧室30、26内の差圧に起因
する動作により、あるいは零点調節装置85の操作により
支持フレーム71が移動することにより第３図の上方向あ
るいは下方向に磁石63が移動し、螺せん構造体65が動
く。装置87は零基準マークに合せてゲージ針77をセット
するとき、計器の外側にのぞいているヘッド91を使って
調節ねじ89を回転させるように使用される。
ハウジング12の後部壁22はトランスミッタ10の装備品
により取替使用するための高圧室30への入口となる高圧
ソケット45A、45Bの位置を定める。この高圧ソケット45
A、45Bは使用されないときにはテーパねじプラグ（図示
せず）により閉鎖される。
により取替使用するための高圧室30への入口となる高圧
ソケット45A、45Bの位置を定める。この高圧ソケット45
A、45Bは使用されないときにはテーパねじプラグ（図示
せず）により閉鎖される。
この技術分野ではよく知られるようにトランスミッタ
10はその端に係合端を備えた管（図示せず）により低圧
から高圧までの気体あるいは空気の互いに離れた圧力源
と分離して接続される低圧および高圧室26、30を有す
る。トランスミッタ10は使用中ならびに差圧の制御にお
いては開放されるが、有効ゲージ圧力は同様に測定さ
れ、低圧室26を環境と通じさせることにより調節され、
正圧力源は高圧側のソケット45Aあるいは45Bと接続され
る。負ゲージ圧力は同様に測定され、調節されるが、し
かし手順は反対で高圧室30が環境と通じており、負圧力
源は低圧側のソケット45と接続される。
10はその端に係合端を備えた管（図示せず）により低圧
から高圧までの気体あるいは空気の互いに離れた圧力源
と分離して接続される低圧および高圧室26、30を有す
る。トランスミッタ10は使用中ならびに差圧の制御にお
いては開放されるが、有効ゲージ圧力は同様に測定さ
れ、低圧室26を環境と通じさせることにより調節され、
正圧力源は高圧側のソケット45Aあるいは45Bと接続され
る。負ゲージ圧力は同様に測定され、調節されるが、し
かし手順は反対で高圧室30が環境と通じており、負圧力
源は低圧側のソケット45と接続される。
本発明に従うと、トランスミッタ10は計器11の正面
（第１図参照）で利用される差圧のアナログ表示の他に
は第９図にブロック線図により示される制御ループ回路
100に組込んで利用することができる。このループ回路1
00内の電源102は約12から35ボルトの範囲の直流電圧を
駆動電源として持ち、40ミリアンペアを最少電流値とす
る能力を有する。このループ回路100に組込まれると
き、トランスミッタ10はトランスミッタ10のプラグ集合
体108から延長されるリード線104、106（第２図参照）
を利用して接続される。プラグ集合体108には正および
負けのラベルの貼られた接点107、109（第２図参照）と
共に、トランスミッタ10と直列に接続された電源102
用、およびレシーバ110と直列に接続されたトランスミ
ッタ10用、電源102へ戻る順次直列に接続されたレシー
バ110用が各々備えられる。いわゆるレシーバは固定値
の抵抗を持つもので、コントローラ112あるいはディジ
タル読取装置114またはコンピュータ（図示せず）もし
くは他の記録用機器を備えることがあり、要するに装備
品の選択に依存している。これによりトランスミッタ10
を通してループ回路100は遠隔制御ないし監視目的用に
２系統の操作を与えることになる（ループ回路100はト
ランスミッタ10からのものと、トランスミッタに接続さ
れた高圧および低圧源からのものとの双方により遠隔操
作される）。
（第１図参照）で利用される差圧のアナログ表示の他に
は第９図にブロック線図により示される制御ループ回路
100に組込んで利用することができる。このループ回路1
00内の電源102は約12から35ボルトの範囲の直流電圧を
駆動電源として持ち、40ミリアンペアを最少電流値とす
る能力を有する。このループ回路100に組込まれると
き、トランスミッタ10はトランスミッタ10のプラグ集合
体108から延長されるリード線104、106（第２図参照）
を利用して接続される。プラグ集合体108には正および
負けのラベルの貼られた接点107、109（第２図参照）と
共に、トランスミッタ10と直列に接続された電源102
用、およびレシーバ110と直列に接続されたトランスミ
ッタ10用、電源102へ戻る順次直列に接続されたレシー
バ110用が各々備えられる。いわゆるレシーバは固定値
の抵抗を持つもので、コントローラ112あるいはディジ
タル読取装置114またはコンピュータ（図示せず）もし
くは他の記録用機器を備えることがあり、要するに装備
品の選択に依存している。これによりトランスミッタ10
を通してループ回路100は遠隔制御ないし監視目的用に
２系統の操作を与えることになる（ループ回路100はト
ランスミッタ10からのものと、トランスミッタに接続さ
れた高圧および低圧源からのものとの双方により遠隔操
作される）。
この目的のために前述の米国特許第4385525号に開示
された形式の歪みゲージの配置が本出願に係る特殊な配
置と共に利用される。ここでは大きく相違する点が第５
図ないし第８図および第10図に示される。これはリーフ
スプリング46および特にリーフスプリング46の有効長さ
55を包含しており上側120（第３図の見方による）に固
定された特殊な歪みゲージセンサ124と、下側122に設け
られた類似の歪みゲージセンサ126とを有する。この特
殊な形式のセンサ124、126は後記される特殊な方向性を
有し、分離された歪みゲージ125、127を形成している。
された形式の歪みゲージの配置が本出願に係る特殊な配
置と共に利用される。ここでは大きく相違する点が第５
図ないし第８図および第10図に示される。これはリーフ
スプリング46および特にリーフスプリング46の有効長さ
55を包含しており上側120（第３図の見方による）に固
定された特殊な歪みゲージセンサ124と、下側122に設け
られた類似の歪みゲージセンサ126とを有する。この特
殊な形式のセンサ124、126は後記される特殊な方向性を
有し、分離された歪みゲージ125、127を形成している。
センサ124、126は第９図に示された方法において、ホ
ィートストンブリッジに接続される（詳細は説明は後
記）。これは回路盤132に適用された電子回路130により
駆動される電気一機械式変換器128を形成し、後に支持
フレーム71の下側133にそれらの間に適用される絶縁プ
レート134（第５図参照）と共に回路盤132の誘電体領域
に適用されるねじを利用して装着される。
ィートストンブリッジに接続される（詳細は説明は後
記）。これは回路盤132に適用された電子回路130により
駆動される電気一機械式変換器128を形成し、後に支持
フレーム71の下側133にそれらの間に適用される絶縁プ
レート134（第５図参照）と共に回路盤132の誘電体領域
に適用されるねじを利用して装着される。
第３図に示しているところから明らかなように、回路
盤132はハウジング12に横向きに置かれ、かつダイアフ
ラム28が撓むときに影響を受ける有効長さ55の部分の偏
位を妨げないようにするためリーフスプリング46との間
に間隔を置いて配置される。
盤132はハウジング12に横向きに置かれ、かつダイアフ
ラム28が撓むときに影響を受ける有効長さ55の部分の偏
位を妨げないようにするためリーフスプリング46との間
に間隔を置いて配置される。
電子回路130およびその構成要素ならびに接続関係は
第５図ならび第10図に示される。プラグ集合体108に至
る電子回路130の接続に関して述べれば、リード線104は
レシーバ110を用意する多種類の構成要素と接続するた
め、電源102から延ばされ、プラグ集合体108に至る。リ
ード線113はレシーバ110から電源102に戻る（第２図お
よび第９図参照）。
第５図ならび第10図に示される。プラグ集合体108に至
る電子回路130の接続に関して述べれば、リード線104は
レシーバ110を用意する多種類の構成要素と接続するた
め、電源102から延ばされ、プラグ集合体108に至る。リ
ード線113はレシーバ110から電源102に戻る（第２図お
よび第９図参照）。
電子回路130はセンサ124、126により形成される歪み
ゲージ125、127に一定の直流を供給するため、それぞれ
後記のやり方で機能する。リーフスプリング46が差圧を
感知して一方に撓んだとき、差圧の変化が発生するま
で、出力零の状態にあるホィートストンブリッジ回路を
励磁する。この励磁によりホィートストンブリッジ回路
に差圧の変化に比例する電圧が発生し、レシーバ10を動
作させるためにループ100で用いられる４から20ミリア
ンペアの範囲の電流を与えるICチップにより動作準備が
整う。目盛盤81は使用上便利な、しかし一貫した圧力単
位に従って表示された印79と共に、零基準83から読む形
式のものである。図示の形式では目盛盤81が支持フレー
ム71の本体154に形成されたねじ穴152に止めねじ150を
用いてハウジング12内に装着される。
ゲージ125、127に一定の直流を供給するため、それぞれ
後記のやり方で機能する。リーフスプリング46が差圧を
感知して一方に撓んだとき、差圧の変化が発生するま
で、出力零の状態にあるホィートストンブリッジ回路を
励磁する。この励磁によりホィートストンブリッジ回路
に差圧の変化に比例する電圧が発生し、レシーバ10を動
作させるためにループ100で用いられる４から20ミリア
ンペアの範囲の電流を与えるICチップにより動作準備が
整う。目盛盤81は使用上便利な、しかし一貫した圧力単
位に従って表示された印79と共に、零基準83から読む形
式のものである。図示の形式では目盛盤81が支持フレー
ム71の本体154に形成されたねじ穴152に止めねじ150を
用いてハウジング12内に装着される。
ウィッシュボーン式の支持フレーム71はこの目的のた
めに適用される従来からの装置であり、米国特許第3862
416号に開示されたものと同等な装置である。螺せん構
造体65を支持するための軸受69、69Aは軸受69Aが固定軸
受のものとしても、軸受69が調心型の軸受であるために
同心に配置されることになる。ここで、螺せん構造体65
は米国特許第3862416号ならびに第4011759号に開示され
たツィンローブ形式であり、この目的に適合する形式で
ある。リーフスプリング46はサンドビックＣ−1095焼入
および光輝焼もどしばね鋼あるいは同じ製品の青焼もど
しのような焼もどしばね鋼材料から形成される。
めに適用される従来からの装置であり、米国特許第3862
416号に開示されたものと同等な装置である。螺せん構
造体65を支持するための軸受69、69Aは軸受69Aが固定軸
受のものとしても、軸受69が調心型の軸受であるために
同心に配置されることになる。ここで、螺せん構造体65
は米国特許第3862416号ならびに第4011759号に開示され
たツィンローブ形式であり、この目的に適合する形式で
ある。リーフスプリング46はサンドビックＣ−1095焼入
および光輝焼もどしばね鋼あるいは同じ製品の青焼もど
しのような焼もどしばね鋼材料から形成される。
リーフスプリング46は米国特許第4385525号に開示さ
れた方法によりその操作位置に置かれる。その構成はハ
ウジング12の基礎部にあるリブ160（第３図参照）の上
面に止めねじ162により固定されたすべり部材52と、上
側および下側締付プレート164、166に受け入れられリー
フスプリング46の端部48との組み合せによっており、そ
こに第８図に示される貫通穴167を通して挿入される止
めねじ50により固定される。リーフスプリング46はクラ
ンプ54の下側に置かれる上側締付プレート170と、すべ
り部材52の上に載っている下側締付プレート172との間
に受け入れられ、すべり部材52の反対側でリーフスプリ
ング46を締付けるために配置されるクランプ54に装着さ
れた止めねじ174を用いて上側締付プレート170の反対側
から締付けられる。これにより、リーフスプリング46の
有効長さ55と支点60とが定められる。
れた方法によりその操作位置に置かれる。その構成はハ
ウジング12の基礎部にあるリブ160（第３図参照）の上
面に止めねじ162により固定されたすべり部材52と、上
側および下側締付プレート164、166に受け入れられリー
フスプリング46の端部48との組み合せによっており、そ
こに第８図に示される貫通穴167を通して挿入される止
めねじ50により固定される。リーフスプリング46はクラ
ンプ54の下側に置かれる上側締付プレート170と、すべ
り部材52の上に載っている下側締付プレート172との間
に受け入れられ、すべり部材52の反対側でリーフスプリ
ング46を締付けるために配置されるクランプ54に装着さ
れた止めねじ174を用いて上側締付プレート170の反対側
から締付けられる。これにより、リーフスプリング46の
有効長さ55と支点60とが定められる。
歪みゲージ125、127は最適な形式が第７図および第８
図に各々示される。特に歪みゲージ125についてはリー
フスプリング46の上面に配置され、リーフスプリング46
を横断する方向（これは長手方向中心182と直角であ
る）に延びているシリコンチップ180の形状をしたセン
サ124を有する。このシリコンチップ180は離間して置か
れたはんだ184の一組と電気的に接続され、かつ長手方
向中心182とほぼ平行に延ばされ、リード線186、188に
より電子回路130に電気的に接続される。
図に各々示される。特に歪みゲージ125についてはリー
フスプリング46の上面に配置され、リーフスプリング46
を横断する方向（これは長手方向中心182と直角であ
る）に延びているシリコンチップ180の形状をしたセン
サ124を有する。このシリコンチップ180は離間して置か
れたはんだ184の一組と電気的に接続され、かつ長手方
向中心182とほぼ平行に延ばされ、リード線186、188に
より電子回路130に電気的に接続される。
一方、歪みゲージ127はリーフスプリング46の下側に
置かれ、リーフスプリング46の長て方向中心182と平行
に延ばすように配置されたシリコンチップ190の形状を
したセンサ126を有する。このシリコンチップ190はリー
ド線194、196によって電子回路130に順次接続された各
はんだ192と直列に接続されている。シリコンチップ18
0、190および歪みゲージ125、127を用意するシリコンチ
ップ180、190に結ばれたはんだ184、192リーフスプリン
グ46の表面に埋め込まれる。そして、第７図および第７
図の破線により示されるリーフスプリング46の両側12
0、122の領域197、198内に適用されるアクリル被覆材を
もって被覆される。これらのシリコンチップ180、190お
よびはんだ184、192はマイクロインズノルメント社（カ
リフォルニア州）により製造される。
置かれ、リーフスプリング46の長て方向中心182と平行
に延ばすように配置されたシリコンチップ190の形状を
したセンサ126を有する。このシリコンチップ190はリー
ド線194、196によって電子回路130に順次接続された各
はんだ192と直列に接続されている。シリコンチップ18
0、190および歪みゲージ125、127を用意するシリコンチ
ップ180、190に結ばれたはんだ184、192リーフスプリン
グ46の表面に埋め込まれる。そして、第７図および第７
図の破線により示されるリーフスプリング46の両側12
0、122の領域197、198内に適用されるアクリル被覆材を
もって被覆される。これらのシリコンチップ180、190お
よびはんだ184、192はマイクロインズノルメント社（カ
リフォルニア州）により製造される。
リーフスプリング46の長手方向中心182と垂直方向に
配置されたシリコンチップ180が引張りも圧縮も受け
ず、リーフスプリング46が曲げ応力に従うとき、リーフ
スプリング46の長手方向中心182と平行に配置されたシ
リコンチップ190は検出された差圧の蓄積に基づいて第
３図の下方向に偏る圧縮を受ける。上側および下側歪み
ゲージ125、127は変換器128を有する電子回路130のホィ
ートストンブリッジ回路200の４つの抵抗要素のうちの
２つを含んでいる。
配置されたシリコンチップ180が引張りも圧縮も受け
ず、リーフスプリング46が曲げ応力に従うとき、リーフ
スプリング46の長手方向中心182と平行に配置されたシ
リコンチップ190は検出された差圧の蓄積に基づいて第
３図の下方向に偏る圧縮を受ける。上側および下側歪み
ゲージ125、127は変換器128を有する電子回路130のホィ
ートストンブリッジ回路200の４つの抵抗要素のうちの
２つを含んでいる。
ホィートストンブリッジ回路200は一つないしそれ以
上の抵抗要素で抵抗に変化が生じるまで、出力が零であ
るように調節される。このような抵抗の変化が一度生じ
るや否やホィートストンブリッジ回路200はその変化に
比例した出力電圧を発生し、この出力電圧はトランスミ
ッタチップ202（第10図参照）により望ましい値に調整
される。このチップ202にはブル・ブラウン社（アリゾ
ナ州）の製品XTR101AGが使用できる。
上の抵抗要素で抵抗に変化が生じるまで、出力が零であ
るように調節される。このような抵抗の変化が一度生じ
るや否やホィートストンブリッジ回路200はその変化に
比例した出力電圧を発生し、この出力電圧はトランスミ
ッタチップ202（第10図参照）により望ましい値に調整
される。このチップ202にはブル・ブラウン社（アリゾ
ナ州）の製品XTR101AGが使用できる。
第10図を参照すると、トランスミッタチップ202はそ
れぞれ直流１ミリアンペアの基準電流を与えるピン10、
11を備えている。このピン10、11は互いに電気的に結ば
れ、合わせて直流２ミリアンペアの基準電流を発生して
いる。この基準電流は４つの抵抗要素から作られたホィ
ートストンブリッジ回路200に送られる。すなわち、そ
れはシリコンチップ180、190および固定抵抗器206、208
および平衡ポテンションメータ204である。ポテンショ
ンメータ204はホィートストンブリッジ回路200にＹ字回
路により接続され、その結果抵抗はブリッジのどちらの
側にも加えられるか、あるいは減少させられる。ポテン
ションメータ204はブリッジのそれぞれの側の抵抗が等
しい量になるようにセットするために調節される。この
ためには直流２ミリアンペアの基準電流がブリッジのそ
れぞれの側の間で等しく分けられる。基準電流が指示さ
れたように分けられたとき、ブリッジは“零”と称し、
出力が零であることを意味している。この状態は歪みゲ
ージ125、127が平面として保たれる限り、正確に維持さ
れる。
れぞれ直流１ミリアンペアの基準電流を与えるピン10、
11を備えている。このピン10、11は互いに電気的に結ば
れ、合わせて直流２ミリアンペアの基準電流を発生して
いる。この基準電流は４つの抵抗要素から作られたホィ
ートストンブリッジ回路200に送られる。すなわち、そ
れはシリコンチップ180、190および固定抵抗器206、208
および平衡ポテンションメータ204である。ポテンショ
ンメータ204はホィートストンブリッジ回路200にＹ字回
路により接続され、その結果抵抗はブリッジのどちらの
側にも加えられるか、あるいは減少させられる。ポテン
ションメータ204はブリッジのそれぞれの側の抵抗が等
しい量になるようにセットするために調節される。この
ためには直流２ミリアンペアの基準電流がブリッジのそ
れぞれの側の間で等しく分けられる。基準電流が指示さ
れたように分けられたとき、ブリッジは“零”と称し、
出力が零であることを意味している。この状態は歪みゲ
ージ125、127が平面として保たれる限り、正確に維持さ
れる。
ホィートストンブリッジ回路200は出力はトランスミ
ッタチップ202の信号入力ターミナルであるピン３、４
に入力される。ピン５、６の間の抵抗値に関連してホィ
ートストンブリッジ回路200により発生する電位差はル
ープ回路100（工業用標準４−20ミリアンペア出力であ
る）に流れるトランスミッタの電流スパンを制御する。
ッタチップ202の信号入力ターミナルであるピン３、４
に入力される。ピン５、６の間の抵抗値に関連してホィ
ートストンブリッジ回路200により発生する電位差はル
ープ回路100（工業用標準４−20ミリアンペア出力であ
る）に流れるトランスミッタの電流スパンを制御する。
直列のポテンションメータ210の結合および固定抵抗
器212は電流スパンあるいはトランスミッタチップ202の
ゲインをセットするための抵抗を与える。ポテンション
メータ210は全目盛入力信号のための電流スパンが16ミ
リアンペアと等しくなるように調節される。スパン抵抗
の極度に低い値はトランスミッタチップ202内に高いゲ
インを生じさせることになり、それゆえ固定抵抗器212
は抵抗値が零になることから生じる直列結合を防止する
ために使用される。
器212は電流スパンあるいはトランスミッタチップ202の
ゲインをセットするための抵抗を与える。ポテンション
メータ210は全目盛入力信号のための電流スパンが16ミ
リアンペアと等しくなるように調節される。スパン抵抗
の極度に低い値はトランスミッタチップ202内に高いゲ
インを生じさせることになり、それゆえ固定抵抗器212
は抵抗値が零になることから生じる直列結合を防止する
ために使用される。
抵抗器214はピン３、４における基準電流信号入力が
ピン７の電圧よりも高い約５ボルトになるようにバイア
スを与えるために基準電流ループに挿入される。これは
直線応答を確実なものとする手助けとなる。キャパシタ
216は抵抗器214の分路内に接続され、基準電流ループ内
での過渡電圧を抑えるように働く。基準電流は抵抗器21
4を通過した後はトランスミッタチップ202の出力を出す
ピン７と結合している。２ミリアンペアの基準電流とピ
ン７の出力との結合はトランスミッタ10からループ回路
100へ供給される４から20ミリアンペアの直流信号を形
成する。注目すべき点は回路が４−20ミリアンペアのル
ープ電流を実際に発生することなく、ループ内で４から
20ミリアンペアの電流を誘い出すために正規の２系統の
トランスミッタループ内で電源102の電圧とシリコンチ
ップ190により制御された入力パラメータとに基づいて
直列の抵抗を効果的に調節していることである。
ピン７の電圧よりも高い約５ボルトになるようにバイア
スを与えるために基準電流ループに挿入される。これは
直線応答を確実なものとする手助けとなる。キャパシタ
216は抵抗器214の分路内に接続され、基準電流ループ内
での過渡電圧を抑えるように働く。基準電流は抵抗器21
4を通過した後はトランスミッタチップ202の出力を出す
ピン７と結合している。２ミリアンペアの基準電流とピ
ン７の出力との結合はトランスミッタ10からループ回路
100へ供給される４から20ミリアンペアの直流信号を形
成する。注目すべき点は回路が４−20ミリアンペアのル
ープ電流を実際に発生することなく、ループ内で４から
20ミリアンペアの電流を誘い出すために正規の２系統の
トランスミッタループ内で電源102の電圧とシリコンチ
ップ190により制御された入力パラメータとに基づいて
直列の抵抗を効果的に調節していることである。
機器の性能を高めるために付加される要素の幾つかが
第10図の回路内に見出される。キャパシタ217はチップ2
02への電圧供給のためのバイパスとして機能し、トラン
スミッタチップ202、ピン７、８にそれぞれ接続され
る。ダイオード218は“＋”ないし“ループ電流入”タ
ーミナル108と接続して逆極性保護器として使用され、
そのため電流は要求に従ってトランスミッタチップ202
に至る前方へのみ流れる。回路が不適当なやり方で接続
されたとき、ダイオード218の結合は逆バイアスが加え
られ、回路128の幾つかの部分では電流を流すことがで
きず、このため、高価な機器が損傷を受けるのを免れる
ことができる。トランジスタ220は回路で選択されたと
きに使用される機器であって、その働きはパッケージ内
にこもる熱を減少するためにトランスミッタチップ202
の内部で内臓トランジスタ（図示せず）と共に電流を分
けることである。これは最少と最大入力信号が４から20
ミリアンペアをスパンとして出力電流を生じるようにト
ランスミッタチップ202の直線応答を改良するものであ
る。
第10図の回路内に見出される。キャパシタ217はチップ2
02への電圧供給のためのバイパスとして機能し、トラン
スミッタチップ202、ピン７、８にそれぞれ接続され
る。ダイオード218は“＋”ないし“ループ電流入”タ
ーミナル108と接続して逆極性保護器として使用され、
そのため電流は要求に従ってトランスミッタチップ202
に至る前方へのみ流れる。回路が不適当なやり方で接続
されたとき、ダイオード218の結合は逆バイアスが加え
られ、回路128の幾つかの部分では電流を流すことがで
きず、このため、高価な機器が損傷を受けるのを免れる
ことができる。トランジスタ220は回路で選択されたと
きに使用される機器であって、その働きはパッケージ内
にこもる熱を減少するためにトランスミッタチップ202
の内部で内臓トランジスタ（図示せず）と共に電流を分
けることである。これは最少と最大入力信号が４から20
ミリアンペアをスパンとして出力電流を生じるようにト
ランスミッタチップ202の直線応答を改良するものであ
る。
既に述べたように、歪みゲージ125、127はリーフスプ
リング46の相対する側に装着され、リーフスプリング46
の長手方向中心182と平行にリーフスプリング46の下側
あるいは底部に接して装着されるシリコンチップ190は
リーフスプリング46が撓んだとき、リーフスプリング46
の下面上に起こる引張りおよび圧縮力に従っている。ト
ランスミッタ10の正常な動作状態においてはリーフスプ
リング46の動きはシリコンチップ190内に僅かに圧縮を
生じさせる。この圧縮は歪みゲージ127の横断面領域を
増加させ、このため抵抗値については減少する。ひずみ
ゲージ125のシリコンチップ180はリーフスプリング46の
長手方向中心182と直角方向に延長して装着され、これ
は引張りおよび圧縮力の作用方向に合う向きである。リ
ーフスプリング46の正常な動きの中でシリコンチップ18
0上に生じる機械的な応力はシリコンチップ190内に生じ
る応力と比較したとき、取るに足らないものである。双
方の歪みゲージ125、127はシリコン材料から構成されて
いるので、蓄積している熱的状態はそれらの固有の抵抗
値の中で大きな役割りを演ずる。周囲の温度が変化する
ことにより歪みゲージ125、127を膨張させ、収縮させる
力が作られ、零点およびスパンは移り変わる。理想的に
はシリコンチップ180、190は周囲の温度に合わせて同時
に抵抗が等しく増加しあるいは減少することである。そ
れらの近似のためにはホィートストンブリッジ回路200
が励磁されたとき、その出力信号をオフセットすること
はすべきでない。しかし、シリコンチップ180、190を有
する歪みゲージ125、127の構造は、そのようにはなって
いないので、熱膨張により起こる応力および特殊なシリ
コンチップ180、190の構造は同一ではない。これは歪み
ゲージ125、127に僅かに異なる割合で抵抗値に変化を与
える原因となり、熱的誤差あるいはドリフトを引き起こ
すことになる。温度補償のために２つの歪みゲージを用
いる必要があることは熱膨張および熱収縮力を試験した
ときに明らかになる。互いに連係して働くリーフスプリ
ング46の歪みゲージ125、127は周囲の温度変化がある間
中ほぼ等しい励磁電流を与え、それによって零点および
スパンのオフセットを防止している。これは上記の熱的
ドリフトに基づいて引き起こされる出力信号誤差を最少
にする。ホィートストンブリッジ回路200でただ一つの
歪みゲージを使用すると、温度に対する補償が得られ
ず、零点およびスパンに許容できない変化が現われる。
この期差は温度の変化がブリッジの一つの側の抵抗のみ
増加あるいは減少させ、これによりブリッジ励磁電流に
不平衡が生じるために起こる。この状態は歪みゲージが
平面のままであっても、そうでなくても発生する。
リング46の相対する側に装着され、リーフスプリング46
の長手方向中心182と平行にリーフスプリング46の下側
あるいは底部に接して装着されるシリコンチップ190は
リーフスプリング46が撓んだとき、リーフスプリング46
の下面上に起こる引張りおよび圧縮力に従っている。ト
ランスミッタ10の正常な動作状態においてはリーフスプ
リング46の動きはシリコンチップ190内に僅かに圧縮を
生じさせる。この圧縮は歪みゲージ127の横断面領域を
増加させ、このため抵抗値については減少する。ひずみ
ゲージ125のシリコンチップ180はリーフスプリング46の
長手方向中心182と直角方向に延長して装着され、これ
は引張りおよび圧縮力の作用方向に合う向きである。リ
ーフスプリング46の正常な動きの中でシリコンチップ18
0上に生じる機械的な応力はシリコンチップ190内に生じ
る応力と比較したとき、取るに足らないものである。双
方の歪みゲージ125、127はシリコン材料から構成されて
いるので、蓄積している熱的状態はそれらの固有の抵抗
値の中で大きな役割りを演ずる。周囲の温度が変化する
ことにより歪みゲージ125、127を膨張させ、収縮させる
力が作られ、零点およびスパンは移り変わる。理想的に
はシリコンチップ180、190は周囲の温度に合わせて同時
に抵抗が等しく増加しあるいは減少することである。そ
れらの近似のためにはホィートストンブリッジ回路200
が励磁されたとき、その出力信号をオフセットすること
はすべきでない。しかし、シリコンチップ180、190を有
する歪みゲージ125、127の構造は、そのようにはなって
いないので、熱膨張により起こる応力および特殊なシリ
コンチップ180、190の構造は同一ではない。これは歪み
ゲージ125、127に僅かに異なる割合で抵抗値に変化を与
える原因となり、熱的誤差あるいはドリフトを引き起こ
すことになる。温度補償のために２つの歪みゲージを用
いる必要があることは熱膨張および熱収縮力を試験した
ときに明らかになる。互いに連係して働くリーフスプリ
ング46の歪みゲージ125、127は周囲の温度変化がある間
中ほぼ等しい励磁電流を与え、それによって零点および
スパンのオフセットを防止している。これは上記の熱的
ドリフトに基づいて引き起こされる出力信号誤差を最少
にする。ホィートストンブリッジ回路200でただ一つの
歪みゲージを使用すると、温度に対する補償が得られ
ず、零点およびスパンに許容できない変化が現われる。
この期差は温度の変化がブリッジの一つの側の抵抗のみ
増加あるいは減少させ、これによりブリッジ励磁電流に
不平衡が生じるために起こる。この状態は歪みゲージが
平面のままであっても、そうでなくても発生する。
トランスミッタ10の働きが正常である間、ループ回路
100にトランスミッタ10が結合され、リーフスプリング4
6に撓みが生じたとき、圧力の変化が歪みゲージ127つま
りシリコンチップ190に圧縮をもたらし、横断面領域が
増加し、それによってその部分の抵抗が増大する。歪み
ゲージ127はホィートストンブリッジ回路200から離れて
いるので、励磁電流の大きな部分が歪みゲージ127およ
び抵抗器208を通って流れ、ホィートストンブリッジ回
路200の出力端に電位差を作り出す。この出力信号は歪
みゲージ127の抵抗の減少に直線的に比例し、トランス
ミッタチツプ202の信号入力端であるピン３、４に送ら
れる。トランスミッタチップ202は計器操作員がループ
回路100用の適当な電流およびポテンションメータ210の
抵抗値を選択するために内部に配置される。
100にトランスミッタ10が結合され、リーフスプリング4
6に撓みが生じたとき、圧力の変化が歪みゲージ127つま
りシリコンチップ190に圧縮をもたらし、横断面領域が
増加し、それによってその部分の抵抗が増大する。歪み
ゲージ127はホィートストンブリッジ回路200から離れて
いるので、励磁電流の大きな部分が歪みゲージ127およ
び抵抗器208を通って流れ、ホィートストンブリッジ回
路200の出力端に電位差を作り出す。この出力信号は歪
みゲージ127の抵抗の減少に直線的に比例し、トランス
ミッタチツプ202の信号入力端であるピン３、４に送ら
れる。トランスミッタチップ202は計器操作員がループ
回路100用の適当な電流およびポテンションメータ210の
抵抗値を選択するために内部に配置される。
ポテンションメータ204、210はノブ290、261（第４図
参照）を用いることによりトランスミッタ10の据付面側
で調節される。これは米国特許第4385525号に開示され
た方法により配置され、ノブ260はポテンションメータ2
04に、ノブ261はポテンションメータ210にそれぞれ結合
される。ノブ260、261はそれぞれのポテンションメータ
204、210の回転部分に形成されたソケットないし溝と適
合させるために用いられる平面シャンク264と噛み合わ
される。ポテンションメータ204、210回転部分には米国
特許第3862416号に示されるスプライン結合に類似のも
のが形成され、平面シャンク264と係合している。この
ノブ260、261を回すためには適当な二又のカギ形工具
（図示せず）が使用される。計器本体11にはそれぞれの
部分の気密を保つためにＯ−リング270、271、272が使
用される（第３図および第４図参照）。支技フレーム71
は、計器本体11を組立てる際、各ポテンションメータ20
4、210を収容するために符号280、281により示される部
分がそれぞれ削り取られる。
参照）を用いることによりトランスミッタ10の据付面側
で調節される。これは米国特許第4385525号に開示され
た方法により配置され、ノブ260はポテンションメータ2
04に、ノブ261はポテンションメータ210にそれぞれ結合
される。ノブ260、261はそれぞれのポテンションメータ
204、210の回転部分に形成されたソケットないし溝と適
合させるために用いられる平面シャンク264と噛み合わ
される。ポテンションメータ204、210回転部分には米国
特許第3862416号に示されるスプライン結合に類似のも
のが形成され、平面シャンク264と係合している。この
ノブ260、261を回すためには適当な二又のカギ形工具
（図示せず）が使用される。計器本体11にはそれぞれの
部分の気密を保つためにＯ−リング270、271、272が使
用される（第３図および第４図参照）。支技フレーム71
は、計器本体11を組立てる際、各ポテンションメータ20
4、210を収容するために符号280、281により示される部
分がそれぞれ削り取られる。
上記の記述と図面とは単に本発明を説明し、かつ図示
するために与えられたものにすぎず、そのうえ当業者が
発明の範囲から離れることなく、これに改良を加えるこ
と、そして変形させることも可能であるから、特許請求
の範囲がそのように制限されている限りにおいて、それ
らの事項は除いて発明が制限されることはない。
するために与えられたものにすぎず、そのうえ当業者が
発明の範囲から離れることなく、これに改良を加えるこ
と、そして変形させることも可能であるから、特許請求
の範囲がそのように制限されている限りにおいて、それ
らの事項は除いて発明が制限されることはない。
第１図は本発明の一実施例に係る装置の正面図、第２図
は装置の背側の立面図を示し、外部電源およびトランス
ミッタの２本のリード線と制御ループ回路との結合関係
を含む図、第３図は装置の断面図を示し、ほぼ第１図お
よび第２図のIII−III線に沿う位置で切断した図、第４
図は装置の一部分の断面図を示し、ほぼ第１図のIV−IV
線に沿う位置で切断した図、第５図は装置の平面図を示
し、ゲージカバーが除かれ、支持フレーム、電子回路お
よび回路盤を含むところの図、第６図は計器の支持フレ
ームの平面図を示し、回路盤および結合部品を除く図、
第７図は計器のリーフスプリングの下側平面図を示し、
磁石および歪みゲージを含む図、第８図はリーフスプリ
ングとこのリーフスプリングの下面に取付けられる歪み
ゲージの下側平面図、第９図は制御ループ回路を示すブ
ロック線図、第10図はトランスミッタ電子回路を示す系
統構成図である。 11……計器本体 12……ハウジング 26……低圧室 28……ダイアフラム 30……高圧室 34……リンク 46……リーフスプリング 55……有効長さ 60……支点 63……磁石 65……螺せん構造体 71……支持フレーム 100……ループ回路 124、126……歪みゲージセンサ 130……電子回路 180、190……シリコンチップ 200……ホィートストンブリッジ回路 202……トランスミッタチップ 204、210……ポテンションメータ
は装置の背側の立面図を示し、外部電源およびトランス
ミッタの２本のリード線と制御ループ回路との結合関係
を含む図、第３図は装置の断面図を示し、ほぼ第１図お
よび第２図のIII−III線に沿う位置で切断した図、第４
図は装置の一部分の断面図を示し、ほぼ第１図のIV−IV
線に沿う位置で切断した図、第５図は装置の平面図を示
し、ゲージカバーが除かれ、支持フレーム、電子回路お
よび回路盤を含むところの図、第６図は計器の支持フレ
ームの平面図を示し、回路盤および結合部品を除く図、
第７図は計器のリーフスプリングの下側平面図を示し、
磁石および歪みゲージを含む図、第８図はリーフスプリ
ングとこのリーフスプリングの下面に取付けられる歪み
ゲージの下側平面図、第９図は制御ループ回路を示すブ
ロック線図、第10図はトランスミッタ電子回路を示す系
統構成図である。 11……計器本体 12……ハウジング 26……低圧室 28……ダイアフラム 30……高圧室 34……リンク 46……リーフスプリング 55……有効長さ 60……支点 63……磁石 65……螺せん構造体 71……支持フレーム 100……ループ回路 124、126……歪みゲージセンサ 130……電子回路 180、190……シリコンチップ 200……ホィートストンブリッジ回路 202……トランスミッタチップ 204、210……ポテンションメータ
Claims (6)
- 【請求項１】高圧および低圧室を区画している可撓性の
ダイアフラムを設けた圧力空間を有する殻体を設け、前
記殻体は軸回りに回転可能に支承され、それの軸方向に
沿う磁石の直線の移動に応じて回転運動を生じる指示器
を備えた螺せん構造体を内部に収容するハウジングを有
し、前記磁石は片持ばり状に一方の端部を固定されたリ
ーフスプリング部材の他方の端部に装着されると共に、
前記螺せん構造体との間に磁気的結合が保たれ、前記双
方の室の一つないし二つで圧力の変化する間、前記リー
フスプリング部材に結合されたダイアフラムと共に前記
螺せん構造体の軸心とほぼ平行に移動し、前記リーフス
プリング部材は前記螺せん構造体の軸心を横切る方向に
延在するために該螺せん構造体と位置を合わせて設けら
れ、該リーフスプリング部材のばねレートを調節する装
置と、前記殻体内に装着された電子回路と接続された歪
みゲージ手段とを備え、前記電子回路は前記歪みゲージ
手段に一定の電流を供給する手段および前記ダイアフラ
ムのどちらかの側の差圧から生じる挙動を感知して出さ
れる出力に従って前記リーフスプリング部材の撓みが自
由なことから、該リーフスプリング部材が撓むことによ
り発生した歪みゲージ信号を調節するための手段を備え
た差圧トランスミッタにおいて、前記歪みゲージ手段は
前記リーフスプリング部材のそれぞれの側に装着された
シリコンセンサチップから構成される歪みゲージを有
し、前記リーフスプリング部材の一方の側の前記センサ
チップは該リーフスプリング部材の長手方向中心と平行
に、かつ他方の側の前記センサチップは該リーフスプリ
ング部材の長手方向中心に対し垂直方向に向けられてい
ることを特徴とする差圧トランスミッタ。 - 【請求項２】前記歪みゲージ信号が電子回路出力を与え
るため、前記リーフスプリング部材の撓みが自由なこと
から、該リーフスプリング部材に撓みを与えている前記
ダイアフラムにより感知された圧力信号に比例すること
を特徴とする請求項１記載の差圧トランスミッタ。 - 【請求項３】指示トランスミッタに直列に接続された外
部電源を有するプロセス制御のための制御ループ回路で
あって、該指示トランスミッタが前記外部電源に直列に
順次接続される固定値の抵抗に直列に順次接続されるよ
うになっているものにおいて、前記指示トランスミッタ
は高圧および低圧室を区画する可撓性のダイアフラムを
設けた圧力空間を有するハウジングから構成される圧力
ゲージと、前記ハウジング内に軸まわりに回転可能に支
承され、指示器を有する螺せん構造体と、前記ハウジン
グ内にあって、前記ダイアフラムの一方の側に横向きに
置かれ、かつ、その一端を該ハウジングに片持ばり状に
固定されたリーフスプリングと、このリーフスプリング
の自由端に設けられ、それの直線状の移動に合わせて前
記螺せん構造体に回転運動を生じさせる磁石と、前記リ
ーフスプリングの有効長さおよびその有効長さを変える
支点を定めるために該リーフスプリングを締付ける手段
と、前記ダイアフラムのどちらかの側に生じる差圧に応
じて前記リーフスプリングに撓みが発生するように該ダ
イアフラムを該リーフスプリングの有効長さを与える部
分に接続されるリンクと、前記リーフスプリングの有効
長さを与える部分のそれぞれの側に装着され、直線で囲
われたシリコンセンサチップから構成され、前記ダイア
フラムおよび前記リーフスプリングの撓みが自由である
とき、平衡している感知要素を有する歪みゲージと、前
記ダイアフラムの一方の側に横向きに置かれ、しかも前
記リーフスプリングと平行に、かつ間隔を保持して設け
られた回路盤と、前記回路盤上に設けられ、前記歪みゲ
ージに直流電流を供給する手段および前記ダイアフラム
のどちらかの側の差圧から生じる挙動を感知して出され
る出力に従って前記リーフスプリングの撓みが自由なこ
とから、該リーフスプリングの有効長さを与える部分が
撓むことにより発生した歪みゲージ信号を増幅する手段
を有する電子回路とを備え、前記リーフスプリングの一
方の側のシリコンセンサチップは該リーフスプリングの
長手方向と平行に、他方の側のシリコンセンサチップは
該リーフスプリングの長手方向中心に対し、垂直に配置
されることを特徴とする制御ループ回路。 - 【請求項４】前記電子回路がゲージの操作範囲をセット
するための第１のポテンションメータと、前記ダイアフ
ラムおよび前記リーフスプリングが自由に撓み得ると
き、約４ミリアンペアの出力となるようにゲージ零調整
をセットするための第２のポテンションメータとを備え
ることを特徴とする請求項３記載の制御ループ回路。 - 【請求項５】高圧および低圧室を区画する可撓性のダイ
アフラムを設けた圧力空間を有するハウジングと、この
ハウジング内にあって、前記ダイアフラムの一方の側に
横向きに置かれ、かつその一端を該ハウジングに片持ば
り状に固定されたリーフスプリングと、前記リーフスプ
リングの有効長さおよびその有効長さを変える支点を定
めるために該リーフスプリングを締付ける締付け手段
と、前記ダイアフラムのどちらかの側に生じる差圧に応
じて前記リーフスプリングに撓みが発生するように該ダ
イアフラムを該リーフスプリングの有効長さを与える部
分に接続するリンクとを備えてなる圧力ゲージにおい
て、前記リーフスプリングの有効長さを与える部分のそ
れぞれの側に装着され、直線で囲われたシリコンセンサ
チップから構成される感知要素を有する歪みゲージを備
え、前記リーフスプリングの一つ側のシリコンセンサチ
ップは該リーフスプリングの長手方向中心と平行に、他
の側のシリコンチップセンサは該リーフスプリングの長
手方向中心に対し垂直に配置されることを特徴とする圧
力ゲージ。 - 【請求項６】前記ダイアフラムの一方の側に横向きに置
かれ、しかも前記リーフスプリングと平行に、かつ間隔
を保持して設けられた回路盤と、前記回路盤上に設けら
れ、前記歪みゲージに直流電流を供給する手段および前
記ダイアフラムのどちらかの側の差圧から生じる挙動を
感知して出される出力に従って前記リーフスプリングの
撓みが自由なことから、該リーフスプリングの有効長さ
を与える部分が撓むことにより発生した歪みゲージ信号
を増幅する手段を有する電子回路とを備え、前記シリコ
ンセンサチップが自己温度保償形式を保つようにホイー
トストンブリッジ回路を形成して接続され、前記回路は
前記電子回路に接続されると共に、前記ダイアフラムお
よび前記リーフスプリングの撓みが自由であるとき、平
衡していることを特徴とする請求項５記載の圧力ゲー
ジ。
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