JP2859277B2 - 高度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、圧力センサからの電気信号を使って、高度
情報を作成する高度測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 最近の電子時計は多機能化が進み、時刻表示機能、ア
ラーム機能、クロノ機能等の一般機能以外に、気圧や水
圧などの圧力や気温などの絶えず変化する物理情報をセ
ンサを用いて測定し、該物理情報を表示するセンサ機能
を付加したものが商品化されてきている。

本出願人は、特願昭63−87019号により電池で駆動で
きるセンサ信号処理装置を提案している。該センサ信号
処理装置は、物理情報を検出するセンサと、該センサを
駆動するセンサ駆動回路と、前記センサから出力するセ
ンサ信号を入力して信号処理するアナログ信号処理回路
と、該アナログ信号処理回路で処理されたセンサ信号を
デジタル情報データに変換するA/D変換回路と、該A/D変
換回路から出力されるデジタル情報データからセンサ情
報データを作成するデータ処理回路と、前記各回路の動
作を制御する制御信号を発生する制御信号発生回路とを
備えたセンサ信号処理装置であって、前記アナログ信号
処理回路は、前記センサ信号をサンプルホールドして前
記A/D変換回路に供給するためのサンプルホールド回路
を備え、且つ前記制御信号発生回路は、前記センサ駆動
回路と前記A/D変換回路とを異なるタイミングで動作さ
せ且つ前記センサ駆動回路の動作期間内にサンプルホー
ルド回路を動作させるように制御信号を発生させてお
り、実施例としては電子時計のような携帯型の小型電子
機器において単に気圧のみを測定するように構成する場
合を示した。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このような携帯型の気圧計を求めるユーザー
は登山用に使用するケースが多く、この場合、単に気圧
だけでなく高度まで見ることが出来れば便利であるとの
希望が出されている。

本発明の目的は、上記希望にこたえるものであり、セ
ンサや回路の一部を兼用することにより、あまりコスト
アップすることなく、高度表示の可能な気圧・高度測定
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は次のような構成
としている。

圧力センサと、該圧力センサからの電気信号を増幅す
る増幅回路と、該増幅回路の出力信号をデジタル信号に
変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路の出力信号か
ら高度情報を作成する高度情報発生手段と、該高度情報
発生手段の測定データを補正するための高度補正手段
と、前記高度情報発生手段を動作状態とする高度測定モ
ードと、前記高度補正手段を動作状態とする高度補正モ
ードと、これらのモードを指定するモード指定手段と、
前記高度情報を表示するための表示装置とを有する高度
測定装置において、前記モード指定手段は前記高度測定
モードの指定に先立って前記高度補正モードを指定す
る。

また圧力センサと、該圧力センサからの電気信号を増
幅する増幅回路と、該増幅回路の出力信号をデジタル信
号に変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路の出力信
号から高度情報を作成する高度情報発生手段と、前記高
度情報を表示するための表示装置とを有する高度測定装
置において、前記高度情報発生手段を連続的に動作させ
る連続モードと短時間動作させる短時間モードとに選択
指定する測定モード選択手段を有する。

また圧力センサと、該圧力センサからの電気信号を増
幅する増幅回路と、該増幅回路の出力信号をデジタル信
号に変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路の出力信
号から高度情報を作成する高度情報発生手段と、該高度
情報発生手段の測定データを補正するための高度補正手
段と、前記高度情報を表示するための表示装置とを有す
る高度測定装置において、前記高度補正手段が加算補正
を行なっているか減算補正を行なっているかを識別する
ための補正変動表示マークを有する。

さらに前記A/D変換回路の出力信号から気圧情報を作
成する気圧情報発生手段と、前記気圧情報発生手段から
出力される２回の測定値より気圧の上昇または下降を示
す気圧変動情報を算出する変動情報発生手段を設け、該
変動情報を表示する気圧変動表示マークが前記補正変動
表示マークと兼用されている。

［実施例］ 以下本発明を実施例に基づいて詳述する。第１図は本
発明の一実施例を示す気圧・高度測定装置のブロック線
図、第２図は第１図に示した気圧・高度測定装置の制御
信号発生回路11の一実施例を示すの回路構成図、第３図
は第１図に示した気圧・高度測定装置の一実施例を示す
平面図、第４図は第３図の気圧・高度測定装置の表示装
置の表示状態を示す平面図である。

１は大気圧Ｐに比例した気圧信号S1を出力する気圧セ
ンサで、例えば半導体圧力センサを利用して気圧を電気
信号に変換している。２は気圧センサ１に定電流を流し
て駆動するセンサ駆動回路、３は気圧信号S1を増幅する
増幅回路、８は気圧信号を保持するサンプルホールド回
路で、増幅された気圧信号Ｓ′１をそのまま出力するバ
ッファアンプ81と、アナログスイッチとして機能するト
ランスミッションゲート（以下TGと省略する）82と、バ
ッファアンプ83と、信号保持用のコイデンサ84とにより
構成されている。増幅回路３とサンプルホールド回路８
とでアナログ信号処理回路100を構成している。

４はサンプルホールド回路８から出力される信号Ｓ″
１をA/D変換し変換データDcとして出力するA/D変換回路
である。５はA/D変換回路４から出力される変換データD
cを処理してセンサ情報データ（すなわち、気圧情報）D
iに変換する第１のセンサ情報データ処理回路である気
圧情報発生回路で、メモリ設定回路5aと、第１のメモリ
であるメモリ（Ａ）5bと、第２のメモリであるメモリ
（Ｂ）5cと、データ選択回路5dと、センサ特性式算出手
段であるマイクロコンピュータ5eとにより構成されてい
る。

前記メモリ設定回路5aは、A/D変換回路４から端子１
に入力される変換データDcを外部から端子C1およびC2に
それぞれ入力される制御信号S31またはS32に従って端子
O1または端子O2により出力し、メモリ（Ａ）5bまたはメ
モリ（Ｂ）5cに記憶させる。

メモリ設定回路5aの端子O1より変換データDcが出力さ
れると、その変換データDcはメモリ（Ａ）5bにメモリデ
ータDaとして記憶される。また端子O2より変換データDc
が出力されると、その変換データDcはメモリ（Ｂ）5cに
メモリデータDbとして記憶される。なお、メモリ（Ａ）
5bおよびメモリ（Ｂ）5cは不揮発性メモリであり、メモ
リ設定回路5aにより記憶させられると電源を切ってもの
そ内容は保持されている。

データ選択回路5dはマイクロコンピュータ5eからの制
御信号により、端子I1に入力されている変換データDc
か、端子I2に入力されているメモリ（Ａ）5bの記憶内容
であるメモリデータDaか、又は端子I3に入力されている
メモリ（Ｂ）5cの記憶内容であるメモリデータDbかを選
択的に端子Ｏより出力し、マイクロコンピュータ5eに供
給するように構成されている。

50はA/D変換回路４から出力される変換データDcを処
理してセンサ情報データ（すなわち、高度情報）Dkに変
換する第２のセンサ情報データ処理回路である高度情報
発生回路で、前記気圧情報発生回路５と全く同じに構成
される。

すなわち、メモリ設定回路50aはメモリ設定回路5aに
対応しており、第１のメモリであるメモリ（Ｅ）50bは
メモリ（Ａ）5bに対応しており、第２のメモリであるメ
モリ（Ｆ）50cはメモリ（Ｂ）5cに対応しており、デー
タ選択回路50dはデータ選択回路5dに対応しており、マ
イクロコンピュータ50eはマイクロコンピュータ5eに対
応している。

20は時間信号発生回路であり、１時間毎に１回１秒間
レベルとなる（以下Ｈと省略する）時間信号S60と、該
信号S60の立ち下がりに同期して１時間毎に１回0.5秒間
Ｈとなる時間信号S70を発生している。時間信号S60は後
述するモード指定回路51のOR回路51eおよび制御信号発
生回路11に供給されており、時間信号S70は変動情報発
生回路70のラッチ70aに供給されている。

51は前記気圧情報発生回路５が動作する気圧測定モー
ドと高度情報発生回路50が動作する高度測定モードとを
選択的に指定するためのモード指定回路であり、データ
切替回路51a、データ選択回路51b、フリップフロップ51
c、プルダウン抵抗51d、OR回路51e、インバータ51f、お
よび気圧高度選択スイッチSW2により構成されている。
気圧高度選択スイッチSW2がOFFのときプルタウン抵抗51
dによりＬレベル（以下Ｌと省略する）の信号がインバ
ータ51fの入力端子に供給され、該気圧高度選択スイッ
チSW2がONとなるとＨの信号がインバータ51fの入力端子
に供給される。インバータ51fからの出力信号はフリッ
プフロップ51cの端子φに供給され、該フリップフロッ
プ51c出力信号はOR回路51eの一方の入力端子に供給され
る。OR回路51eの他方の入力端子には時間信号発生回路2
0から発生した時間信号S60が供給されており、OR回路51
eは気圧測定信号S50を出力する。データ切替回路51a
は、端子Ｓに入力された気圧測定信号S50がＨの時は
（即ち気圧測定時は）端子Ｉより入力されたA/D変換終
了信号S8を端子O1より切替え出力する。又、端子Ｓに入
力された気圧測定信号S50がＬレベル（以下Ｌと省略す
る）の時は（即ち高度測定時は）端子Ｉより入力された
A/D変換終了信号S8を端子O2より切替え出力する。一
方、データ選択回路51bは入力端子Ｓに供給される気圧
測定信号S50がＨの時は（即ち気圧測定時は）端子I1よ
り入力された気圧情報信号Diを端子Ｏより選択出力す
る。又、端子Ｓに入力された気圧測定信号S50がＬの時
は（即ち高度測定時は）端子I2より入力された高度情報
信号Dlを端子Ｏより選択出力する ７は図示されていない電池の端子電圧Vddを検出する
電圧検出回路であり、サンプリング信号S4が入力され、
電池の端子電圧Vddが所望の検出電圧Vsen以上ならば
Ｌ、以下ならばＨの電池電圧判定信号S5を出力するよう
になっており、詳細については特願昭63−87019号の
「センサ信号処理装置」に記載したような構成となって
いる。

70は気圧情報発生回路５から出力される２回の測定値
より気圧の上昇又は下降を示す気圧変動情報を算出する
変動情報発生回路であり、ラッチ70a、比較回路70bから
構成されている。ラッチ70aおよび比較回路70bの端子Ａ
にはそれぞれ気圧情報発生回路５の出力である気圧情報
Diが入力されており、比較回路70bの端子Ｂには時間信
号発生回路20の時間信号S70によりラッチ70aでラッチさ
れた１時間前の気圧情報Ｄ′ｉが入力されている。気圧
情報Diが１時間前の気圧情報Ｄ′ｉより大きい時は比較
回路70bの出力端子O1より気圧上昇信号Sh1を後述する表
示切替回路30のデータ切替回路30aの端子Ｂに入力し、
気圧情報Diが１時間前の気圧情報Ｄ′ｉより小さい時は
比較回路70bの出力端子O2より気圧下降信号Sh2を表示切
替回路30ののデータ切替回路30bの端子Ｂに入力され
る。

90は高度情報発生回路51の測定データを補正するため
の高度補正手段であって、プルダウン抵抗90a、90c、イ
ンバータ90b、90d、フリップフロップ90e、AND回路90
f、90g、アップダウンカウンタ90h、加算回路90i、補正
切替スイッチSW3および高度補正スイッチSW4により構成
されている。補正切替スイッチSW3がOFFのときプルダウ
ン抵抗90cによりＬの信号がインバータ90dの入力端子に
供給され、該補正切替スイッチSW3がONとなるとＨの信
号がインバータ90dの入力端子に供給される。インバー
タ90dからの出力信号はフリップフロップ90eの端子φに
供給され、該フリップフロップ90eの端子Ｑの出力信号
はAND回路90fの一つの入力端子および表示切替回路30の
データ切替回路30aの端子Ａに供給され、フリップフロ
ップ90eの端子Ｑの出力信号はAND回路90gの一つの入力
端子および表示切替回路30のデータ切替回路30bの端子
Ａに供給される。高度補正スイッチSW4がOFFのときプル
ダウン抵抗90aによりＬの信号がインバータ90dの入力端
子に供給され、該高度補正スイッチSW4がONとなるとＨ
の信号がインバータ90bの入力端子に供給される。

インバータ90bからの出力信号はAND回路90f、90gのも
う一つの入力端子に供給される。AND回路90f、90gのさ
らにもう一つの入力端子には制御信号発生回路11の補正
モード信号Shoが供給される。AND回路90fの出力信号は
アップダウンカウンタ90hのアップ入力端子Ｕに供給さ
れ、AND回路90gの出力信号はアップダウンカウンタ90h
のダウン入力端子Ｄに供給され、アップダウンカウンタ
90hの出力端子Ｏから高度補正データDadが加算回路90i
の一方の入力端子Ｂに供給される。加算回路90iの他方
の入力端子Ａにはデータ処理回路50の出力である高度情
報Dkが入力されており、加算回路90iの出力端子Ｏから
高度を補正した後の高度情報Dlが出力され、モード指定
回路51のデータ選択回路51bの端子I2に供給されてい
る。

60は表示装置であり、モード指定回路51のデータ選択
回路51bの出力端子Ｏの情報に基づいて気圧情報データD
i、高度情報データDlから気圧あるいは高度を表示す
る。前記表示装置60は第１図、第３図及び第４図に示す
ように表示部の一部には高度の単位と10の整数乗倍の接
頭語を兼用する「ｍ」のセグメント60d、気圧の単位を
示すbarの「ｂ」のセグメント60a、気圧の上昇有の状態
と高度の加算補正状態とを兼用して示す変動表示マーク
60b、気圧の下降有の状態と高度の減算補正状態とを兼
用して示す変動表示マーク60cも同時に設けられてお
り、「ｍ」のセグメント60dは気圧及び高度の測定時に
は常に点灯されるようになっている。なお、第４図
（Ａ）は表示装置60が全点灯状態の時を示し、第４図
（Ｂ）は表示装置60が高度を表示している状態を示し、
第４図（Ｃ）は表示装置60が高度の加算補正をしている
時の表示状態を示し、第４図（Ｄ）は表示装置60が高度
の減算補正をしている時の表示状態を示し、第４図
（Ｅ）は表示装置60が気圧と気圧の上昇有の時のを表示
状態を示し、第４図（Ｆ）は表示装置60が気圧と気圧の
下降有の時のを表示状態を示している。

表示切替回路30のデータ切替回路30a、30bの端子Ｃに
は補正モード信号Shoがそれぞれ入力されており、デー
タ切替回30aの出力端子Ｏは変動表示マーク60bに、デー
タ切替回路30bの出力端子Ｏは変動表示マーク60cにそれ
ぞれ電気的に接続されている。そして、補正モード信号
ShoがＬの時は気圧の上昇有か下降有かの状態を示し、
補正モード信号ShoがＨの時は高度の加算補正状態か高
度の減算補正状態かの表示の切替えを行なうように構成
されている。

11は制御信号発生回路であり、電池電圧判定信号S5、
A/D変換終了信号S8、気圧測定信号S50および時間信号S6
0を入力とし、センサ制御信号S6、サンプリング信号S2
およびS4、A/D変換指令信号S7、および補正モード信号S
hoを発生する。この回路動作はスタートスイッチSWをON
することにより行なわれるものであり、制御信号発生隘
路11については第２図により詳細に説明する。

制御信号発生回路11は基準記号（たとえば32768Hz）
を発生する発振回路11aと、基準信号を何段かに分周す
る分周回路11bと、分周回路11bの出力端子Q7、Q8、Q9、
Q15、Q16から出力される異なる周波数の分周記号とA/D
変換終了信号S8、気圧測定信号S50、電池電圧判定信号S
5および時間信号S60を論理処理してサンプリング信号S2
およびS4、センサ制御信号S6、A/D変換指令信号S7およ
び補正モード信号Shoを形成するAND回路11c、11d、OR回
路11e、11f、11g、11k、11v、NOR回路11y、ポジティブ
エッジセットリセットフリップフロップ（以下PESR−FF
と省略する）11h、11i、11j、インバータ111、ネガティ
ブゴーイングタイプのフリップフロップ（以下、NE−FF
と省略する）11x、11z、プルダウン抵抗11w、スタート
スイッチSW、および測定モード選択手段110により構成
されている。PESR−FF11h、11i、11jはセット端子Ｓに
入力する信号の立上りエッジで出力端子ＱがＨとなりリ
セット端子Ｒに入力する信号の立上りエッジで出力端子
ＱがＬとなる。

AND回路11cは分周回路11bの出力端子Q7とQ9からの出
力の論理積をとって信号Prを出力しAND回路11dはPESR−
FF11hのＱ端子出力と、分周回路11bの出力端子Q7及びQ8
からの出力との論理積をとりサンプリング信号S2を作
る。一方OR回路11kは電池電圧判定信号S5とNE−FF11zの
出力信号Sffとの論理和をとってリセット信号Sreを作
る。そこでOR回路11eはAND回路11cの出力とこのリセッ
ト信号Sreとの論理和をとりOR回路11fは分周回路11bの
出力端子Q8の出力とリセット信号Sreとの論理和をと
る。

PESR−FF11hのセット端子Ｓは分周回路11bの出力端子
Q15に接続されリセット端子ＲはOR回路11eの出力端子に
接続されており、出力端子Ｑからセンサ制御信号S6が出
力する。

PESR−FF11iのセット端子ＳはPESR−FF11hの出力端子
Ｑに接続され、リセット端子ＲはOR回路11fの出力端子
に接続されており、出力端子Ｑから電圧検出回路７のサ
ンプリング信号S4が出力する。

PESR−FF11jのセット端子Ｓはインバータ111を介して
PESR−FF11hの出力端子Ｑに接続され、リセット端子はO
R回路11gの出力端子に接続されており、出力端子Ｑから
A/D変換指令信号S7が出力する。

測定モード選択手段110は前記センサ情報データ処理
回路である気圧情報発生回路５および高度情報発生回路
50を外部操作部材の操作によって連続的に動作させる連
続モードと、短時間動作させる短時間モードとに選択指
定するための手段であって、モード選択スイッチSW1、
プルダウン抵抗110d、NE−FF110a、OR回路110c、AND110
bおよびインバータ110eにより構成されている。モード
選択スイッチSW1がOFFのときプルダウン抵抗110dにより
Ｌの信号がNE−FF110aの端子φに供給されており、該モ
ード選択スイッチSW1がONとなるとＨの信号がNE−FF110
aの端子φに供給される。OR回路110cは前記NE−FF110a
の出力端子Ｑからの出力信号とNE−FF11xの出力端子Ｑ
からの出力信号と前記時間信号発生回路20の時間信号S6
0を入力とし、その出力をAND回路110bの一方の入力に供
給している。AND回路110bのもう一方の入力には分周回
路11bの出力端子Q16からの信号が供給されており、短時
間モード終了信号Stsを出力している。

スタートスイッチSWがOFFのときプルダウン抵抗11wに
よりＬの信号がNOR回路11yの一方の入力端子に供給さ
れ、該スタートスイッチSWがONとなるとＨの信号がNOR
回路11yの一方の入力端子に供給される。NOR回路11yの
もう一方の入力には前記時間信号発生回路20の時間信号
S60が供給されている。NE−FF11zの端子φには前記NOR
回路11yからの信号が供給されており、セット端子Ｓに
は短時間モード信号Stsが供給され、NE−FF11zの出力端
子Ｑからは測定信号Sffが出力される。NE−FF11xの端子
φには測定信号Sffが供給されており、リセット端子Ｒ
には気圧測定信号S50と時間信号発生回路20の時間信号S
60が入力されたOR回路11vの出力が供給されている。
又、NE−FF11xの出力端子Ｑからは補正モード信号Shoが
出力される。

以上のようにして構成された気圧・高度測定装置40の
一実施例を第３図に示す。

次に、第１図の本発明の気圧・高度測定装置の動作に
ついて第２図の制御信号発生回路11の動作を説明しなが
ら第５図から第７図のタイミングチャートを用いて説明
する。

気圧情報を表示する方法については特願昭63−87019
号により詳細に説明しているので、まず高度情報を表示
する場合について説明する。すなわちモード指定回路51
のOR回路51eの出力である気圧測定信号S50がＬの時を考
えてみる。第５図は測定モード選択手段110のOR回路110
cの出力Ｈ、すなわち、短時間モードに設定されている
ときのタイミングチャートを示している。１時間毎に１
回Ｈとなる時間信号S60がＬで、制御信号発生回路11の
スタートスイッチSWがOFF状態にある時は、第５図に示
すようにNOR回路11yはＨを出力しているので、NE−FF11
zの出力である測定信号SffはＨであり、OR回路11kから
出力するＨのリセット信号Sreは分周回路11bおよび各PE
SR−FF11h、11i、11jに加えられる為、これらはすべて
リセットされてサンプリング信号S2、S4、センサ制御信
号S6、A/D変換指令信号S7はすべてＬとなっている。

さて、時刻t1でスタートスイッチSWをONすると、NE−
FFの出力端子ＱはＨからＬとなり、OR回路11kから出力
されるリセット信号SreはＬとなり、それにより分周回
路11bはリセットが解除されれ分周動作を開始する。分
周回路11bの出力端子Q7、Q8、Q9、Q15からは第７図に示
すような分周信号が出力する。いまスタートスイッチSW
がONしてからたとえば0.5秒後に分周回路11bの出力端子
Q15にＨが出力すると（第７図参照）それによりPESR−F
F11hがセットされて出力端子ＱからＨのセンサ制御信号
S6が出力する。このセンサ制御信号S6がＬとなるのは分
周回路11bの出力端子Q7とQ9の出力がともにＨになると
きである。

このセンサ制御信号S6がＨになったことによりPESR−
FF11iがセットされその出力端子Ｑからは第５図に示す
ようにＨのサンプリング信号S4が出力する。このサンプ
リング信号S4がＬとなるのは分周回路11bの出力端子Q8
の出力がＨになるときである。

一方、センサ制御信号S6がＨである間に分周回路11b
の出力端子Q7とQ8からの出力がＨになったとき、Ｈのサ
ンプリング信号S2が出力する。このサンプリング信号S2
の持続時間は分周回路11bの出力端子Q7からＨ出力の持
続時間に等しく、サンプルホールドに要する時間を考慮
して決定される。

センサ制御信号S6がＨからＬに変化したとき、PESR−
FF11jがセットされてその出力端子ＱからＨのA/D変換指
令信号S7が出力する。このA/D変換指令信号S7はA/D変換
が終了してA/D変換回路４からA/D変換終了信号S8が出力
したときＬとなる。

制御信号発生回路11のスタートスイッチSWをONする
と、上述したようなタイミングでサンプリング信号S2お
よびS4、センサ制御信号S6、A/D変換指令信号S7が出力
する。その結果、センサ駆動回路２から気圧センサ１に
定電流が流され、気圧センサ１はそのとき受けている気
圧に比例した気圧信号S1を出力する。気圧信号S1は増幅
回路３により増幅され信号Ｓ′１としてサンプルホール
ド回路８に加えられる。

サンプルホールド回路８においては、TG82にサンプリ
ング信号S2が加えられるとTG82は閉成されるので、バッ
ファアンプ81を通過した増幅気圧信号Ｓ′１はTG82を通
過し、コンデンサ84は信号Ｓ′１の電圧レベルに等しい
電圧まで充電される。TG82の閉成時間すなわちサンブリ
ング信号S2の持続時間はサンプルホールド動作に必要な
充分な時間である。その後TG82が開放してもコンデンサ
84は充電された電圧レベルを維持し続け、バッファアン
プ83を介してホールドされた気圧信号Ｓ″１を出力す
る。

第７図からわかるように、センサ制御信号S6がＨから
Ｌに変化すると同時に制御信号発生回路11からA/D変換
指令信号S7が出力する。その結果A/D変換回路４はサン
プルホールド回路８から出力される気圧信号Ｓ″１をデ
ジタル変換データDcに変換する。

デジタル変換データDcはセンサ情報データ処理回路で
ある気圧情報発生回路５および高度情報発生回路50によ
り気圧情報信号Diおよび高度情報信号Dkに変換される
が、ここで高度情報発生回路50におけるセンサ特性式算
出の仕方について説明する。なお、気圧情報発生回路５
におけるセンサ特性式算出の仕方については特願昭63−
87019号と同じであり、説明は省略する。

まず、ある一定の気圧P3を気圧センサ１に加え、この
状態でメモリ設定回路50aの端子C1に外部から制御信号S
33を入力しA/D変換回路４から出力されている変換デー
タDcをメモリ（Ｅ）50bに記憶する。次に気圧P3と異な
る気圧P4を気圧センサ１に加え、この状態でメモリ設定
回路50aの端子C2に制御信号S34を入力しA/D変換回路４
から出力されている変換データDcをメモリ（Ｆ）50cに
記憶する。

これは第８図に示すように、気圧P3のときの変換デー
タDcをメモリデータDeとしてメモリ（Ａ）50bに記憶
し、気圧P4のときの変換データDcをメモリデータDfとし
てメモリ（Ｂ）50cに記憶したことになる。すなわち、
気圧センサ１の特性と、アナログ記号処理回路100の特
性とを、総合した気圧変換特性をメモリ（Ｅ）50bとメ
モリ（Ｆ）50cとに記憶したことになる。

次にマイクロコンピュータ50eによる高度の算出につ
いて説明する。

マイクロコンピュータ50eはデータ選択回路50dの端子
Ｃを制御して、メモリ（Ｅ）50bに記憶されているメモ
リデータDe（気圧P3のときの変換データDc）と、メモリ
（Ｆ）50cに記憶されているメモリデータDf（気圧P4の
ときの変換データDc）を読み込み、定数εと定数δを計
算し、気圧情報信号Dpを決定するための次のようなセン
サ特性式を決定する。

Dp＝ε×Dc＋δ …… ε＝（P4−P3）／（Df−De） δ＝P3−ε×De なお、このセンサ特性式の定数ε及び定数δの決定は
電源投入時に前記不揮発性メモリに記憶されているメモ
リデータDe、Dfに基づいて一回だけ行なえばよい。

そして一度センサ特性式が決定されると、それ以後
変換データDcはデータ選択回路50dを介してマイクロコ
ンピュータ50eに読み込まれ、センサ特性式により気
圧情報信号Dp（気圧Ｐを表わす）が算出される。

さて、上記センサ特性式は気圧センサ１に加わる気
圧Ｐによって発生する変換データDcを気圧情報に変換す
る式であるが、ここで気圧から高度を算出する方法につ
いて説明を加える。気圧から高度を算出する方法につい
ては、東京天文台編纂「理科年表」内の『標準大気の高
さと気温、気圧の関係』等に示されている一つの大気モ
デルである標準大気を利用することにより次のように求
めることができる。

Ｚ＝K1×（１−（P/1013.25）^K2） …… 但し、K1およびK2は定数を示す すなわち、式を使って気圧センサ１に加わる気圧Ｐ
によって発生する変換データDcをから高度を算出し、高
度情報Dkとして変換することが出来る。

さて、こうして決定されたセンサ特性式、を有す
る高度情報発生回路50にA/D変換回路４からデジタル変
換データDcが入力されると、センサ特性式、に従っ
て演算されたセンサ情報信号Dk（すなわち、高度情報）
がマイクロコンピュータ50eから出力され、高度補正手
段90の加算回路90iに入力される。

以上のように、制御信号発生回路11のスタートスイッ
チSWをONすると、上述したようなタイミングでサンプリ
ング信号S2およびS4、センサ制御信号S6、A/D変換指令
信号S7が出力し、その結果、気圧信号S1は、センサ特性
式、に従って演算された高度情報信号Dkに変換さ
れ、高度補正手段90の加算回路90iに入力される。

ところで、式で算出された高度は標準大気における
気圧と高度の関係であり、一つのモデル式であるから、
実際に高度計として使うときにはモデルの大気条件と違
うことがしばしば有りうる為、高度計を使用する場合に
はどうしても高度を補正して使う必要がある。

さて、制御信号発生回路11のスタートスイッチSWをON
すると、測定信号SffがＨからＬになる為、第５図に示
すように制御信号発生回路11のNE−FF11xの出力端子Ｑ
がＨ、すなわち補正モード信号ShoがＨとなる。又、測
定モード選択手段110のAND回路110bの出力である短時間
モード終了信号StsがQ16のタイミングすなわち１秒後に
ＨとなりSE−FF11zの出力端子ＱをＨとする為、リセッ
ト信号SreがＨとなって分周回路11bの動作が停止状態に
なり、気圧計測は行なわない状態になる。この状態が高
度補正手段90を動作状態とする高度補正モードであり、
補正モード信号ShoがＨとなっている間は高度補正手段9
0のAND回路90f、90gへの入力は許可されるから、補正切
替スイッチSW3および高度補正スイッチSW4を使って高度
を補正することが出来る状態になる。

補正切替スイッチSW3を押す毎にNE−FF90eの出力端子
Ｑおよびは交互にＨとなり、端子ＱがＨの時は高度補
正スイッチSW4を押す毎にAND回路90fからアップダウン
カウンタ90hにカウントアップ信号Pupが出力され、端子
がＨの時は高度補正スイッチSW4を押す毎にAND回路90
gからアップダウンカウンタ90hにカウントダウン信号Pd
nが出力される。そして加算回路90iにその結果が送られ
て加算回路90iの出力端子Ｏから高度を補正した後の高
度情報Dlが出力される。そしてモード指定回路51のデー
タ選択回路51bの端子12より入力された高度情報信号Dl
を端子Ｏより出力し、表示装置60に補正された高度が表
示される。又、この時表示切替回路30のデータ切替回路
30a、30bの端子Ｃは補正モード信号ShoがＨであるた
め、高度の加算補正状態か又は高度の減算補正状態かの
いずれかの表示に切替えられ、第４図（Ｃ）又は（Ｄ）
に示すごとく変動表示マーク60b、あるいは60cのいずれ
か一方が点灯することにより、どちら向きの補正が行な
われているかを変動表示マークを利用して使用者にわか
りやすく表示している。

なお、本実施例では高度補正モードにおいて高度表示
部及び変動表示マーク60b、60cを常時点灯する例を示し
たが、もちろん高度表示部を点滅させても良いし、変動
表示マーク60b、60cを点滅させても良い。

高度の補正を終了した状態で制御信号発生回路11のス
タートスイッチSWを第５図のようにもう１度ONすると制
御信号発生回路11のNE−FF11zの出力端子ＱがＬとなる
ため再び分周回路11bが動作を開始し、気圧センサ１を
作動させ高度算出を再開することになる。もちろんこの
時は高度補正手段90の加算回路90iには高度の補正デー
タが記憶されているため、補正された高度が第４図
（Ｂ）のように表示装置60に表示されることになる。
又、この時制御信号発生回路11のNE−FF11zの出力であ
る測定信号SffがＨからＬとなるためNE−FF11xの出力端
子はこのタイミングでＬ、すなわち補正モード信号Sho
がＬとなるため高度補正手段90の補正切替スイッチSW3
および高度補正スイッチSW4のスイッチ操作は不感とな
り、変動表示マーク60b、60cも消灯する（第４図（Ｂ）
参照）。もちろん、この時測定モード選択手段110のAND
回路110bの出力である短時間モード終了信号StsがQ16の
タイミング、すなわ１秒後にＨとなりSE−FF11zの出力
端子ＱをＨとする為、リセット信号SreがＨとなって分
周回路11bの動作が停止状態になり、短時間モードの高
度測定は終了する。

第６図は測定モード選択手段110のOR回路110cが出力
Ｌ、すなわち、連続モードに設定されているときのタイ
ミングチャートを示している。短時間モードと連続モー
ドとの切替えはモード選択スイッチSW1を押す毎にNE−F
Fの出力端子ＱをＨかＬにすることにより決定され、連
続モードの時はＬになっている。

連続モードの時も短時間モードと同様、制御信号発生
回路11のスタートスイッチSWをONすると、第５図と同様
に第６図に示すように制御信号発生回路11のNE−FF11x
の出力端子ＱがＨ、すなわち補正モード信号ShoがＨと
なる。又、測定モード選択手段110のAND回路110bの出力
である短時間モード終了信号StsはQ16がＨとなっている
か１秒後にＨとなり、SE−FF11zの出力端子ＱをＨとす
る。この結果リセット信号SreがＨとなって分周回路11b
の動作が停止することにより、高度補正手段90を動作状
態とする高度補正モード状態になる。

この状態で前述のごとく高度を補正し、再びスタート
スイッチSWをONすると高度計測を開始するが、OR回路11
0cの出力がＬであるため、短時間モード終了信号Stsが
Ｈとなれず、NE−FF11zの出力がＬのままとなり連続し
て高度計測を行なう事ができる。そして、もう１度スタ
ートスイッチSWをONするとNE−FF11zの出力がＨとなる
ためリセット信号SreがＨとなって分周回路11bの動作が
停止状態になり測定を停止することが出来るようになっ
ている。次に気圧情報を表示する場合について説明す
る。すなわちモード指定回路51の気圧高度選択スイッチ
SW2を押してOR回路51eの出力である気圧測定信号S50が
Ｈになった時を考えてみる。気圧測定信号S50がＨの時
は第２図の制御信号発生回路11のNE−FF11xのリセット
端子Ｒが気圧測定信号S50によって常にＨとなるため、
補正モード信号ShoがＬとなっている。そこで、制御信
号発生回路11のスタートスイッチSWをONすると、上述し
たようなタイミングでサンプリング信号S2およびS4、セ
ンサ制御信号S6、A/D変換指令信号S7が出力し、その結
果、マイクロコンピュータ5eにA/D変換終了信号S8がデ
ータ切替回路51aを介して供給されるため、気圧情報発
生回路５が動作する。そして特願昭63−87019号に示し
たようなセンサ特性式に従って演算することにより気圧
情報信号Diに変換され、データ選択回路51bの端子Ｓに
気圧情報信号Diが入力される。

この時、モード指定回路51のデータ選択回路51bには
端子Ｓに気圧測定信号S50のＨが供給される為、端子I1
より入力された気圧情報信号Diを出力端子Ｏから選択出
力し、表示装置60に気圧を表示する。なお、表示装置60
には、前記気圧測定信号S50が同様に供給されるため
「ｂ」のセグメント60aが点灯し、「ｍ」のセグメント6
0dも点灯しているため第３図に示すごとく気圧値の表示
と共に「mb」表示される。

次に変動情報発生回路70の動作について説明する。時
間信号発生回路20からは１時間毎に時間信号S60を発生
させており、時間信号S60はモード指定回路51のOR回路5
1eに供給されている。該時間信号S60によって１時間毎
に気圧測定信号S50がＨとなるため、１時間毎に気圧測
定状態となる。又、時間信号S60は、制御信号発生回路1
1のNOR回路11yおよびOR回路110c、11vに供給されている
ため、NE−FF11zの出力である測定信号SffをＬ、すなわ
ちリセット信号SreをＬとして短時間モードの気圧測定
を行なうことになる。

こうして測定された気圧情報はDiは、ラッチ70aおよ
び比較回路70bの端子Ａに入力され、比較回路70bの端子
Ｂには時間信号発生回路20の時間信号S70によりラッチ7
0aでラッチされた１時間前の気圧情報Ｄ′ｉが入力され
ている。そして、気圧情報Diが１時間前の気圧情報Ｄ′
ｉより大きい時は比較回路70bの出力端子O1より気圧上
昇信号Sh1を表示切替回路30ののデータ切替回路30aの端
子Ｂに入力し、気圧情報Diが１時間前の気圧情報Ｄ′ｉ
より小さい時は比較回路70bの出力端子O2より気圧下降
信号Sh2を表示切替回路30のデータ切替回路30bの端子Ｂ
に入力する。この時、補正モード信号ShoがＬとなって
いるため、表示装置60には気圧上昇時は変動表示マーク
60bが点灯し（第４図（Ｅ）参照）、気圧下降時は60cが
点灯し（第４図（Ｆ）参照）、気圧の変化がない時は変
動表示マーク60b、60cが消灯される為、気圧の変動を変
動表示マーク60b、60cによって表示できるようになって
いる。

なお、本実施例ではセンサ情報データ処理回路である
気圧情報発生回路５および高度情報発生回路50を別々に
構成していたが、もちろん気圧情報発生回路５および高
度情報発生回路50を構成するマイクロコンピュータ5e及
び50eを１つのマイクロコンピュータによって兼用し、
気圧と高度情報に変換しても良い。さらに、センサ情報
データ処理回路を構成するマイクロコンピュータを、制
御信号発生回路11、高度補正手段90、モード指定回路5
1、変動情報発生回路70、表示切換回路30等にも兼用
し、回路全体を１チップマイクロコンピュータで構成し
ても良いことは明らかである。又、本実施例ではA/D変
換回路の出力信号を気圧情報発生回路５と高度情報発生
回路50の両方に供給して、気圧情報と高度情報を表示し
ていたが、A/D変換回路の出力を気圧情報発生回路５だ
けに供給して気圧情報信号Diを作成し、該気圧情報信号
Diを使って高度情報信号Dkに変換して高度情報を表示し
ても良い。

又、本実施例では気圧の変動情報を１時間前の気圧情
報Ｄ′ｉと気圧情報Diとを比較して形成していたが、A/
D変換回路４のデジタル変換データDcを使って比較して
形成しても良いし、変動表示マークの数を多くして変動
表示マークの大きさで気圧変動の大小を表示しても良
い。

さらに短時間モードの例として実施例では１回だけの
測定をしていたが、もちろん数回でも数十回でも良い
し、又、設定された時間だけ測定する事にしても良い。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、気圧
計のセンサや回路の一部を兼用することにより、あまり
コストアップすることなく登山用に求められていた携帯
型の気圧計に、高度計機能を付加することができる。

又、気圧と高度の関係を使った一つのモデル式で算出
された高度は、実際に高度計として使うときにはモデル
の大気条件と違うことがしばしば有りうる為、高度計を
使用する場合にはどうしても高度を補正して使う必要が
あるが、本発明によれば高度測定モードの指定に先だっ
て高度補正モードを指定するようになっている為、かな
らず高度を補正して使うことをアピールでき、高度計を
知らない人でも間違った使い方をすることがない。さら
に、高度補正モードにおいては、変動表示マークを利用
してどちら向きの補正かを表示しているため、補正の方
向を間違えることなく正しく操作できる。

又、気圧の情報とは別に気圧の上昇又は下降を示す気
圧変動情報を変動表示マークを使って表示装置に表示す
ることができるため、意識をしなくても気圧の変化がわ
かるようになり、天候の変化を予測する手段として利用
でき、特に山頂等の天候の変化の激しい場所では有効な
手段となる。

又、気圧変動情報を表示する変動表示マークを前述の
高度補正における変動表示マークと兼用することによ
り、表示装置の表示面を有効に利用できる。

さらに高度情報発生回路を連続的に動作させる連続モ
ードと、外部操作部材の操作によって短時間動作させる
短時間モードとに選択指定するための測定モード選択手
段を有しているため、ロープウエー、リフト、エレベー
ター等の短時間に大きく高度が変化するところでは連続
モードにして高度表示の変化を楽しみ、それ以外は短時
間動作させる短時間モードにして電池等の電源の消費を
防ぐこともできる。

以上の様に、本発明によれば、大変便利な高度測定装
置を提供することができるという効果を持っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す気圧・高度測定装置の
ブロック線図、第２図は第１図に示した気圧・高度測定
装置の制御信号発生回路の一実施例を示すの回路構成
図、第３図は第１図に示した気圧・高度測定装置の一実
施例を示す平面図、第４図は第３図の気圧・高度測定装
置の表示装置の表示状態を示す平面図、第５図は測定モ
ード選択手段によって短時間モードに設定されていると
きのタイミングチャート、第６図は測定モード選択手段
によって連続モードに設定されているときのタイミング
チャート、第７図は制御信号および電池電圧が検出電圧
以上であるときの出力信号のタイミングチャート、第８
図はセンサ情報データ処理回路による物理情報と変換デ
ータとの関係を説明するためのフラグである。 １……圧力センサ ４……A/D変換回路 ５……気圧情報発生回路 11……制御信号発生回路 50……高度情報発生回路 51……モード指定回路 60……表示装置 70……変動情報発生回路 90……高度補正手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力センサと、該圧力センサからの電気信
   号を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力信号をデジ
   タル信号に変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路の
   出力信号から高度情報を作成する高度情報発生手段と、
   該高度情報発生手段の測定データを補正するための高度
   補正手段と、前記高度情報発生手段を動作状態とする高
   度測定モードと、前記高度補正手段を動作状態とする高
   度補正モードと、これらのモードを指定するモード指定
   手段と、前記高度情報を表示するための表示装置とを有
   する高度測定装置において、前記モード指定手段は前記
   高度測定モードの指定に先立って前記高度補正モードを
   指定することを特徴とする高度測定装置。
2. 【請求項２】圧力センサと、該圧力センサからの電気信
   号を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力信号をデジ
   タル信号に変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路の
   出力信号から高度情報を作成する高度情報発生手段と、
   前記高度情報を表示するための表示装置とを有する高度
   測定装置において、前記高度情報発生手段を連続的に動
   作させる連続モードと短時間動作させる短時間モードと
   に選択指定する測定モード選択手段を有することを特徴
   とする高度測定装置。
3. 【請求項３】圧力センサと、該圧力センサからの電気信
   号を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力信号をデジ
   タル信号に変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路の
   出力信号から高度情報を作成する高度情報発生手段と、
   該高度情報発生手段の測定データを補正するための高度
   補正手段と、前記高度情報を表示するための表示装置と
   を有する高度測定装置において、前記高度補正手段が加
   算補正を行なっているか減算補正を行なっているかを識
   別するための補正変動表示マークを有することを特徴と
   する高度測定装置。
4. 【請求項４】前記A/D変換回路の出力信号から気圧情報
   を作成する気圧情報発生手段と、前記気圧情報発生手段
   から出力される２回の測定値より気圧の上昇または下降
   を示す気圧変動情報を算出する変動情報発生手段を設
   け、該変動情報を表示する気圧変動表示マークが前記補
   正変動表示マークと兼用されている事を特徴とする請求
   項３記載の高度測定装置。