JP4990039B2 - 圧力センサの出力補正方法及び圧力センサの出力補正装置 - Google Patents
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このような課題を解決するために、特許文献1には、圧力センサの出力を切換える際に、センサの出力値が急変することなく、滑らかに切換わるようにした圧力センサの出力補正方法が提案されている。
図6に示すように、低圧側センサの出力PLがセンサ切換え点(切換え圧力)P0に達したとき、その時刻t0からある一定時刻tn(予め定められた時間とする)までの間に、切換え後の高圧センサ出力値PHに対して、次の(1)式で与えられる補正演算処理が行われる。
尚、上式において、PHCは補正後の高圧側センサの出力値、αは切換え直前における低圧側のセンサ出力値と切換え直後における高圧側のセンサ出力値との差、Δtは切換え時t0からの時間変位であって0≦t≦tn−t0である。
これにより、この一定の期間t0〜tnにおいては、切換え直前の低圧側センサ出力値P0を初期値として、以後、切換え直前における低圧側センサ出力値と切換え直後における高圧側センサ出力値との差であるαの傾きをもった直線上に表される補正値が出力される。
そのため、図7に示すように、低圧側センサの出力値PLが緩やかに上昇し、更に切換え直前における低圧側センサ出力値PLと切換え直後における高圧側センサ出力値PHとの差αの値が大きい場合には、出力される補正値は急激に上昇(変化)することになる。
その結果、例えば、真空チャンバ内の真空度に急激な変化がない場合であっても、補正値(出力値)が急激に変化することとなり、真空チャンバ内の圧力が急激に変化したように圧力表示されるという技術的課題があった。
換え時の圧力、Pnは、n番目の移動平均値の出力時における他のセンサの出力値)
このように、圧力勾配が所定値以下の場合には、前記圧力勾配の所定値を超える場合の所定移動平均回数よりも多くの回数が設定され、移動平均値が求められるため、滑らかに切換えることができ、違和感が抑制される。
このように、他のセンサの出力値が一のセンサよりも大きな値である場合には、他のセンサの出力値が一のセンサの出力値以下になるまで、前記一のセンサの切換え時の出力値が保持され、出力されるため、滑らかに切換えることができ、違和感が抑制される。
このように、他のセンサの出力値が一のセンサよりも小さな値である場合には、他のセンサの出力値が一のセンサの出力値以上になるまで、前記一のセンサの切換え時の出力値が保持され、出力されるため、滑らかに切換えることができ、違和感が抑制される。
図3に示すように、ピラニセンサの出力PHが徐々に低下し、センサ切換え点PD0に達した時、ピラニセンサから冷陰極電離センサに前記選択器2によって切換えられる(S1、S2)。このとき、冷陰極電離センサの出力値がピラニセンサから出力値PD0より大きい場合には、冷陰極電離センサの出力値がピラニセンサから出力値以下になるまで、前記出力値PD0を保持、出力し、表示器に表示する(S3,S4)。
この移動平均値の演算処理は繰り返され、繰り返し移動平均値が出力され、前記移動平均値が冷陰極電離センサの出力値PLと一致した後は、冷陰極電離センサの出力値PLを出力し、表示する。
まず、ピラニセンサの出力PHが低下し、センサ切換え点PD0に達した時のΔPH/Δtを求める。即ち、センサ切換え点PD0における圧力勾配を求める。更に言えば、図2に示されたピラニセンサの出力PHを表した直線の傾きを求める。
一方、ピラニセンサの出力PHが緩やかに低下し、更にピラニセンサの出力値PD0と切換え後の冷陰極電離センサの出力値PLとの間に大きな差が生じている場合には、切換え後の冷陰極電離センサの出力値PLを出力すると、ピラニセンサの出力値PD0からの変化が大きく、違和感が生じる。
例えば、ΔPH/Δt=1であり、圧力勾配が緩やかな場合には、その移動平均回数N(サンプリングデータ数)を100回とし、ΔPH/Δt=100であり、圧力勾配が急な場合には、その移動平均回数N(サンプリングデータ数)を2回とし、両者の間にあるΔPH/Δt=10の場合には、その移動平均回数(サンプリングデータ数)を10回とする。尚、このΔPH/Δt(圧力勾配)と移動平均回数(サンプリングデータ数)との関係は、実験などにより予め定められる。
先ず、ピラニセンサの圧力PD0を、5回分のサンプリングデータとして前記移動平均値演算処理部3に記憶、蓄積し、移動平均値C0を演算する。
即ち、移動平均値C0=N(PD0)/N=5(PD0)/5=PD0
この演算後、移動平均値C0が出力され、表示される。
即ち、C2={(N−2)PD0+PL1+PL2}/N=(3PD0+PL1+PL2)/5が計算され、移動平均値C2が出力、表示される。
即ち、C3={(N−3)PD0+PL1+PL2+PL3}/N=(2PD0+PL1+PL2+PL3)/5が計算され、移動平均値C3が出力、表示される。
同様にして、新にサンプリングデータPL4がサンプリングされた場合には、C4={(N−4)PD0+PL1+PL2+PL3}/N=(PD0+PL1+PL2+PL3+PL4)/5が計算され、移動平均値C4が出力、表示される。
同様にして、新たなサンプリングデータの蓄積と、最も古いサンプリングデータの削除を行ないつつ、前記移動平均値を計算し、圧力値として出力する。
ここで、前記した移動平均値演算処理を終了する場合として移動平均値と新たなサンプリングデータとが一致した場合の他、移動平均値と新たなサンプリングデータとの差が所定の範囲内にある場合に終了しても良い。更に言えば、移動平均値と新たなサンプリングデータとが一致しない場合、あるいは移動平均値と新たなサンプリングデータとの差が所定の範囲内にない場合には、前記移動平均値演算処理は繰り返される。
図4に示すように、冷陰極電離センサの出力PLが徐々に上昇し、センサ切換え点PU0に達した時、冷陰極電離センサからピラニセンサに切換えられる(図5のS11、S12)。
このとき、ピラニセンサの出力値PHが冷陰極電離センサから出力値PL(PU0)より小さい場合には、ピラニセンサの出力値PHが冷陰極電離センサの出力値PL(PU0)以上になるまで、前記出力値PU0を保持し、表示器に出力する(図5のS13、S14)。
即ち、移動平均値C0=N(PU0)/N=5(PU0)/5=PU0
この演算後、移動平均値C0が出力され、表示される。
その後、上記した一般式(3)に基づき移動平均値を求め出力し、図4に示すように、圧力値として出力することを所定回数(n+j)行い、移動平均値と新たなサンプリングデータとが一致した場合には、前記した移動平均値演算処理を終了し、新たなサンプリングデータを移動平均値演算処理することなく出力、表示する。
このように、移動平均演算処置が行われるため、冷陰極電離センサの出力値を緩やかに上昇させることができ、更に切換え直前における冷陰極電離センサと切換え直後におけるピラニセンサ出力値との差が大きい場合にあっても、移動平均値(出力値)は急激に変化させることなく、滑らかに変化させることができる。
このように、圧力上昇時の切換え時の圧力を、圧力下降時の切換え時の圧力よりも大きく設定したのは、切換え圧力付近で圧力の上昇と下降とが繰返されるような場合、センサーの切換えが頻繁になされる、いわゆるチャタリングを防止するためである。
2 選択器
3 移動平均値演算処理部
4 コントローラ
PH 高圧側センサ(ピラニセンサ)出力値
PL 低圧側センサ(冷陰極電離センサ)出力値
PD0 圧力降下時の切換え圧力
PU0 圧力上昇時の切換え圧力
Claims (5)
- 前記圧力勾配の所定値を超える場合に所定移動平均回数が設定され、かつ、前記圧力勾配が所定値以下の場合には、前記圧力勾配の所定値を超える場合の所定移動平均回数よりも多くの回数が設定されることを特徴とする請求項1記載の圧力センサの出力補正方法。
- 前記一のセンサが他のセンサと比べて高圧側を測定範囲とするセンサであり、他のセンサが低圧側を測定範囲とするセンサであって、
一のセンサから他のセンサへの切換え時に、他のセンサの出力値が一のセンサよりも大きな値である場合には、他のセンサの出力値が一のセンサの出力値以下になるまで、前記一のセンサの切換え時の出力値が保持され、出力されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の圧力センサの出力補正方法。 - 前記一のセンサが他のセンサと比べて低圧側を測定範囲とするセンサであり、他のセンサが高圧側を測定範囲とするセンサであって、
一のセンサから他のセンサへの切換え時に、他のセンサの出力値が一のセンサよりも小さな値である場合には、他のセンサの出力値が一のセンサの出力値以上になるまで、前記一のセンサの切換え時の出力値が保持され、出力されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の圧力センサの出力補正方法。 - 圧力測定範囲が互いに異なる複数の圧力センサと、この複数のセンサ出力を測定範囲に応じて択一的に切換え出力する選択手段と、前記圧力センサの測定圧力をサンプリングし、サンプリングデータを記憶すると共に、前記記憶されたサンプリングデータから移動平均値を演算、出力する移動平均値演算出力手段とを備え、
前記移動平均値の演算処理が、前記請求項1乃至請求項4のいずれかに記載された圧力センサの出力補正方法によってなされることを特徴とする圧力センサ出力補正装置。
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