JP5253110B2 - 計測機器 - Google Patents

Description

この発明は、差圧発信器などの計測機器に関するものである。

従来より、流体の圧力差を検出し伝送する装置として、差圧発信器が用いられている。この差圧発信器は、差圧センサと、Ａ／Ｄ変換器と、処理装置とを備えており、差圧センサのセンサ部内には、圧力変形体である測定ダイヤフラムが設けられ、この測定ダイヤフラムの両面に圧力室Ａと圧力室Ｂとが設けられている。

この差圧発信器では、圧力室Ａに非圧縮性流体（シリコンオイル等）を介して流体圧力Ｐａを導く一方、圧力室Ｂに非圧縮性流体（シリコンオイル等）を介して流体圧力Ｐｂを導く。これにより、流体圧力の低い圧力室の側に測定ダイヤフラムが差圧｜Ｐａ−Ｐｂ｜に応じて撓み、この測定ダイヤフラムの撓み具合をひずみゲージで検出し、更に変換器で差圧に応じた電気信号（アナログ信号）を発生させ、この発生した電気信号をＡ／Ｄ変換器に送り、デジタル信号に変換する。

処理装置は、Ａ／Ｄ変換器においてデジタル信号に変換されたＡ／Ｄ変換値を所定のサンプリング周期毎にサンプリングし、このサンプリングしたＡ／Ｄ変換値にリニアライズ演算，開平演算，一次遅れ演算（ダンピング演算）などの様々な演算処理を施して差圧の計測値ΔＰを求め、この求めた差圧の計測値ΔＰを出力する。

また、この差圧発信器では、計測値ΔＰの精度を高めるために、差圧センサが検出する圧力差に影響を与える環境の変化を示す物理量として静圧や温度を計測し、その計測した静圧や温度に基づいて差圧の計測値ΔＰを補正するようにしている。例えば、差圧センサと静圧センサと温度センサを設け、この差圧センサ，静圧センサ，温度センサからの検出信号（アナログ信号）をマルチプレクサによって切り替えて１つのＡ／Ｄ変換器へ与え、このＡ／Ｄ変換器でそれぞれ差圧，静圧，温度のデジタル信号に変換し、そのデジタル信号（Ａ／Ｄ変換値）をサンプリングするようにしている（例えば、特許文献１参照）。

但し、静圧や温度のサンプリング周期は、差圧のサンプリング周期よりも長周期でよい。すなわち、静圧や温度は差圧に比べて変化が緩やかであるので、差圧については短周期でサンプリングを行うが、静圧や温度は長周期でサンプリングを行うものとする。

図６に静圧や温度に基づいて差圧の計測値ΔＰを補正する方式を採用した従来の差圧発信器の要部を示す。同図において、１は差圧センサ、２は静圧センサ、３は温度センサ、４はマルチプレクサ、５はＡ／Ｄ変換器、６は処理装置である。この差圧発信器では、差圧センサ１，静圧センサ２，温度センサ３からの検出信号（アナログ信号）Ａ１，Ａ２，Ａ３がマルチプレクサ４によって順次切り替えられてＡ／Ｄ変換器５へ送られ、Ａ／Ｄ変換器５でそれぞれデジタル信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に変換される。

この際、処理装置６は、差圧センサ１，静圧センサ２，差圧センサ１，温度センサ３の順でマルチプレクサ４を切り替えるが、差圧センサ１を選択する時間は長くし、それに対して静圧センサ２および温度センサ３を選択する時間は短くする。また、処理装置６は、Ａ／Ｄ変換器５からのデジタル信号Ｄ１を第１の周期Ｔ１でサンプリングする一方、Ａ／Ｄ変換器５からのデジタル信号Ｄ２及びＤ３をデジタル信号Ｄ１のサンプリングのタイミングと重ならないように、かつ、交互に第１の周期Ｔ１の２倍の長周期（第２の周期Ｔ２）でサンプリングする。

なお、第１の周期Ｔ１は第２の周期Ｔ２よりも短周期ではあるが、後述するように、処理装置６に取り込まれるデジタル信号Ｄ１にそのサンプリング周期に起因するエイリアシングの影響が生じる。また、処理装置６に取り込まれるデジタル信号Ｄ２，Ｄ３にも、そのサンプリング周期に起因するエイリアシングの影響が生じる。このため、図６に示されるように、差圧センサ１，静圧センサ２，温度センサ３とマルチプレクサ４との間に、エイリアシングの影響を除去するためのフィルタ（アンチエイリアシングフィルタ）７が設けられる（例えば、特許文献２参照）。

特開平２−８８９２１号公報 特開２００５−１７５７５１号公報

しかしながら、上述した従来の差圧発信器によると、差圧センサ１，静圧センサ２，温度センサ３からの出力をマルチプレクサ４で切り替えて１つのＡ／Ｄ変換器５へ送るようにしているので、応答が遅れ、高速での差圧計測が困難であるという問題があった。

すなわち、処理装置６において、デジタル信号Ｄ１のサンプリングの合間にマルチプレクサ４を介して静圧センサ２のデジタル信号Ｄ２および温度センサ３のデジタル信号Ｄ３をサンプリングする時間を確保しなければならない。このため、デジタル信号Ｄ１のサンプリング周期（第１の周期Ｔ１）を比較的長く設定せざるをえず、応答が遅れる。

また、第１の周期Ｔ１が比較的長い周期とされるため、図６に示されているように、差圧センサ１に対してもアンチエイリアシングフィルタが必要となり、さらに応答が遅れる。

なお、高速の差圧計測が要求されるアプリケーションでは、Ａ／Ｄ変換器５として特に高速変換可能な高性能のＡ／Ｄ変換器を用いることが考えられるが、差圧発信器の大幅なコストアップとなり、消費電流も大きくなる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大幅なコストアップを伴うことなく、低消費電流で、高速の差圧計測が可能な計測機器を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、所定の物理量を検出しその物理量に応じたアナログ信号を出力する第１，第２および第３のセンサと、第１のセンサからのアナログ信号を常時受信し第１のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、第２のセンサからのアナログ信号および第３のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力するマルチプレクサと、このマルチプレクサから切り替えて出力されるアナログ信号を受信し、第２のセンサからのアナログ信号を第２のデジタル信号、第３のセンサからのアナログ信号を第３のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、第１のＡ／Ｄ変換器からの第１のデジタル信号を第１の周期でサンプリングし、第２のＡ／Ｄ変換器からの第２のデジタル信号および第３のデジタル信号を第１の周期よりも長い第２の周期でサンプリングし、第１の周期でサンプリングした第１のデジタル信号を第２の周期でサンプリングした第２のデジタル信号および第３のデジタル信号で補正して計測値を求める処理装置とを備えた計測機器において、マルチプレクサは、第２のセンサからのアナログ信号および第３のセンサからのアナログ信号に加えて第１のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力し、第２のＡ／Ｄ変換器は、マルチプレクサから切り替えて出力されるアナログ信号を受信し、第２のセンサからのアナログ信号を第２のデジタル信号、第３のセンサからのアナログ信号を第３のデジタル信号、第１のセンサからのアナログ信号を第４のデジタル信号に変換し、処理装置は、第２のＡ／Ｄ変換器からの第４のデジタル信号を第２の周期よりも長周期の第３の周期でサンプリングし、この第３の周期でサンプリングした第４のデジタル信号と第１の周期でサンプリングした第１のデジタル信号とを比較することによって計測機器の正常／異常を診断する自己診断手段を備えることを特徴とするものである。

この発明によれば、例えば、第１のセンサを差圧センサ、第２のセンサを静圧センサ、第３のセンサを温度センサとした場合、差圧センサからのアナログ信号が第１のＡ／Ｄ変換器で常時受信され、連続的にデジタル信号（第１のデジタル信号）に変換される。一方、静圧センサおよび温度センサからのアナログ信号はマルチプレクサから所定の周期で切り替えて出力され、第２のＡ／Ｄ変換器へ送られ、デジタル信号（第２および第３のデジタル信号）に変換される。処理装置は、第１のＡ／Ｄ変換器からの第１のデジタル信号を第１の周期でサンプリングし、第２のＡ／Ｄ変換器からの第２および第３のデジタル信号を各々第２の周期でサンプリングする。

ここで、差圧センサからのアナログ信号は第１のＡ／Ｄ変換器において連続的にデジタル信号（第１のデジタル信号）に変換されるので、処理装置における第１のデジタル信号のサンプリング周期（第１の周期）を可能な限り短くして、また差圧センサに対するエイリアシングフィルタを省略可能として、応答性を速くし、高速で差圧を計測することが可能となる。なお、この場合、第１のＡ／Ｄ変換器と第２のＡ／Ｄ変換器の２つのＡ／Ｄ変換器を必要とするが、それぞれのＡ／Ｄ変換器は高速変換可能である必要はなく、一般用のＡ／Ｄ変換器を使用することができる。

また、本発明によれば、第１のセンサからのアナログ信号が第１のＡ／Ｄ変換器と第２のＡ／Ｄ変換器の２つのＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、第３の周期でサンプリングした第４のデジタル信号（第１のセンサからのアナログ信号を第２のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換した信号）と第１の周期でサンプリングした第１のデジタル信号（第１のセンサからのアナログ信号を第１のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換した信号）とが比較される。この比較により、両者が大きく異なっていた場合、何れか一方のＡ／Ｄ変換器に異常が生じていると判断することが可能となる。

また、本発明において、第１のセンサからのアナログ信号および第２のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力する第２のマルチプレクサを設け、この第２のマルチプレクサから切り替えて出力される第２のセンサからのアナログ信号を第１のＡ／Ｄ変換器において第４のデジタル信号に変換し、処理装置において、第１のＡ／Ｄ変換器からの第４のデジタル信号を第２の周期よりも長周期の第３の周期でサンプリングし、この第３の周期でサンプリングした第４のデジタル信号と第２の周期でサンプリングした第２のデジタル信号とを比較することによって、計測機器の正常／異常を診断するようにしてもよい。

このようにすることによって、第２のセンサからのアナログ信号が第１のＡ／Ｄ変換器と第２のＡ／Ｄ変換器の２つのＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、第３の周期でサンプリングした第４のデジタル信号（第２のセンサからのアナログ信号を第１のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換した信号）と第２の周期でサンプリングした第２のデジタル信号（第２のセンサからのアナログ信号を第２のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換した信号）との比較により、両者が大きく異なっていた場合、何れか一方のＡ／Ｄ変換器に異常が生じていると判断することが可能となる。

また、本発明において、第１のセンサからのアナログ信号および第３のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力する第２のマルチプレクサを設け、この第２のマルチプレクサから切り替えて出力される第３のセンサからのアナログ信号を第１のＡ／Ｄ変換器において第４のデジタル信号に変換し、処理装置において、第１のＡ／Ｄ変換器からの第４のデジタル信号を第２の周期よりも長周期の第３の周期でサンプリングし、この第３の周期でサンプリングした第４のデジタル信号と第２の周期でサンプリングした第３のデジタル信号とを比較することによって、計測機器の正常／異常を診断するようにしてもよい。

このようにすることによって、第３のセンサからのアナログ信号が第１のＡ／Ｄ変換器と第２のＡ／Ｄ変換器の２つのＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、第３の周期でサンプリングした第４のデジタル信号（第３のセンサからのアナログ信号を第１のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換した信号）と第２の周期でサンプリングした第３のデジタル信号（第３のセンサからのアナログ信号を第２のＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換した信号）との比較により、両者が大きく異なっていた場合、何れか一方のＡ／Ｄ変換器に異常が生じていると判断することが可能となる。

本発明によれば、第１のセンサからのアナログ信号を常時受信し第１のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器を設け、第２のセンサからのアナログ信号および第３のセンサからのアナログ信号をマルチプレクサによって所定の周期で切り替えて出力し、第２のＡ／Ｄ変換器によって第２および第３のデジタル信号に変換するようにしたので、処理装置における第１のデジタル信号のサンプリング周期（第１の周期）を可能な限り短くして、また差圧センサに対するエイリアシングフィルタを省略可能として、応答性を速くし、高速で差圧を計測することができるようになる。
また、本発明では、第１のＡ／Ｄ変換器と第２のＡ／Ｄ変換器の２つのＡ／Ｄ変換器を必要とするが、それぞれのＡ／Ｄ変換器は高速変換可能である必要はなく、一般用のＡ／Ｄ変換器を使用することができるので、大幅なコストアップを伴うことなく、低消費電流で、高速の差圧計測が可能となる。
また、本発明では、処理装置に自己診断手段を設けるようにしたので、第１のＡ／Ｄ変換器と第２のＡ／Ｄ変換器の何れか一方に異常が生じたことを判断することが可能となる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔参考例〕
図１はこの発明に係る計測機器の一実施の形態の説明に入る前の差圧発信器の参考例の要部を示す図である。同図において、図６と同一符号は図６を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

この参考例では、第１のＡ／Ｄ変換器５Ａと第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂとを設け、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１を第１のＡ／Ｄ変換器５Ａで常時受信させ、デジタル信号Ｄ１（第１のデジタル信号）に変換させるようにしている。

また、静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２および温度センサ３からのアナログ信号Ａ３をマルチプレクサ４Ａへ送り、マルチプレクサ４Ａから切り替えて出力されるアナログ信号Ａ２，Ａ３を第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂへ送り、デジタル信号Ｄ２（第２のデジタル信号），Ｄ３（第３のデジタル信号）に変換させるようにしている。

なお、マルチプレクサ４Ａは、処理装置６Ａによってその動作が制御され、所定の周期で静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２および温度センサ３からのアナログ信号Ａ３を切り替えて出力する。また、静圧センサ２，温度センサ３とマルチプレクサ４Ａとの間には、アンチエイリアシングフィルタ７Ａが設けられている。

この参考例において、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１は第１のＡ／Ｄ変換器５Ａで常時受信され、連続的にデジタル信号Ｄ１に変換される。一方、静圧センサ２および温度センサ３からのアナログ信号Ａ２，Ａ３はマルチプレクサ４Ａから所定の周期で切り替えて出力され、第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂへ送られ、デジタル信号Ｄ２，Ｄ３に変換される。

処理装置６Ａは、第１のＡ／Ｄ変換器５Ａからのデジタル信号Ｄ１を第１の周期Ｔ１（短周期）でサンプリングし、第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂからのデジタル信号Ｄ２，Ｄ３を第２の周期Ｔ２（長周期）でサンプリングする。そして、第１の周期Ｔ１でサンプリングしたデジタル信号Ｄ１を第２の周期Ｔ２でサンプリングしたデジタル信号Ｄ２，Ｄ３で補正して差圧の計測値ΔＰを求める。

ここで、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１は第１のＡ／Ｄ変換器５Ａにおいて連続的にデジタル信号Ｄ１に変換されるので、処理装置６Ａにおけるデジタル信号Ｄ１のサンプリング周期（第１の周期Ｔ１）を可能な限り短くすることができる。すなわち、図６に示した従来の差圧発信器では、デジタル信号Ｄ１のサンプリング周期（第１の周期Ｔ１）を静圧センサ２および温度センサ３のマルチプレクサ４を介してサンプリングする時間を確保するために長くする必要があったが、この参考例ではそのような必要がなくなり、処理装置６におけるデジタル信号Ｄ１のサンプリング周期（第１の周期Ｔ１）を可能な限り短くすることができる。例えば、従来と比較して、第１の周期Ｔ１を１／５程度に短縮することができる。また、この第１の周期Ｔ１の短縮により、この参考例では、差圧センサ１に対するエイリアシングフィルタを省略することができており、さらに応答性を速くすることができる。

このようにして、この参考例では、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１が第１のＡ／Ｄ変換器５Ａにおいて連続的にデジタル信号Ｄ１に変換されるので、処理装置６Ａにおけるデジタル信号Ｄ１のサンプリング周期（第１の周期）を可能な限り短くして、また差圧センサ１に対するエイリアシングフィルタを省略可能として、応答性を速くし、高速で差圧を計測することができるようになる。

なお、この参考例では、第１のＡ／Ｄ変換器５Ａと第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂの２つのＡ／Ｄ変換器を必要とするが、それぞれのＡ／Ｄ変換器は高速変換可能である必要はなく、一般用のＡ／Ｄ変換器を使用することができる。これにより、大幅なコストアップを伴うことなく、低消費電流で、高速の差圧計測が可能となる。

〔実施の形態１〕
図２に本発明に係る計測機器の一例として差圧発信器の第１の実施の形態（実施の形態１）を示す。この実施の形態１では、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１をマルチプレクサ４Ａへ送り、マルチプレクサ４Ａから切り替えて出力されるアナログ信号Ａ１を第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂへ送り、デジタル信号Ｄ１’（第４のデジタル信号）に変換させるようにしている。

なお、マルチプレクサ４Ａは、処理装置６Ｂによってその動作が制御され、通常は静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２および温度センサ３からのアナログ信号Ａ３を切り替えて出力し、第２の周期Ｔ２よりも遙かに長い第３の周期Ｔ３（Ｔ３＞＞Ｔ２）で短時間の間、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１を切り替えて出力する。

また、この実施の形態１において、処理装置６Ｂは、第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂからのデジタル信号Ｄ１’を第３の周期Ｔ３でサンプリングし、この第３の周期Ｔ３でサンプリングしたデジタル信号Ｄ１’と第１の周期Ｔ１でサンプリングしたデジタル信号Ｄ１とを比較することによって差圧発信器の正常／異常を診断する自己診断機能１０１を備えている。

この実施の形態１において、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１は第１のＡ／Ｄ変換器５Ａと第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂの２つのＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。この場合、処理装置６Ｂは、その自己診断機能１０１により、第３の周期Ｔ３でサンプリングしたデジタル信号Ｄ１’（差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１を第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂでデジタル値に変換した信号）と第１の周期Ｔ１でサンプリングしたデジタル信号Ｄ１（差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１を第１のＡ／Ｄ変換器５Ａでデジタル値に変換した信号）とを比較し、両者が大きく異なっていた場合、何れか一方のＡ／Ｄ変換器に異常が生じていると判断する。

〔実施の形態２〕
図３に本発明に係る計測機器の一例として差圧発信器の第２の実施の形態（実施の形態２）を示す。この実施の形態２では、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１および静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２を所定の周期で切り替えて出力する第２のマルチプレクサ４Ｂを設け、この第２のマルチプレクサ４Ｂから切り替えて出力される静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２を第１のＡ／Ｄ変換器５Ａへ送り、デジタル信号Ｄ２’に変換させるようにしている。

なお、第２のマルチプレクサ４Ｂは、処理装置６Ｃによってその動作が制御され、通常は差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１を切り替えて出力し、第２の周期Ｔ２よりも遙かに長い第３の周期Ｔ３（Ｔ３＞＞Ｔ２）で短時間の間、静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２を切り替えて出力する。

また、この実施の形態２において、処理装置６Ｃは、第１のＡ／Ｄ変換器５Ａからのデジタル信号Ｄ２’を第３の周期Ｔ３でサンプリングし、この第３の周期Ｔ３でサンプリングしたデジタル信号Ｄ２’と第２の周期Ｔ２でサンプリングしたデジタル信号Ｄ２とを比較することによって差圧発信器の正常／異常を診断する自己診断機能１０２を備えている。

この実施の形態２において、静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２は第１のＡ／Ｄ変換器５Ａと第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂの２つのＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。この場合、処理装置６Ｃは、その自己診断機能１０２により、第３の周期Ｔ３でサンプリングしたデジタル信号Ｄ２’（静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２を第１のＡ／Ｄ変換器５Ａでデジタル値に変換した信号）と第１の周期Ｔ２でサンプリングしたデジタル信号Ｄ２（静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２を第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂでデジタル値に変換した信号）とを比較し、両者が大きく異なっていた場合、何れか一方のＡ／Ｄ変換器に異常が生じていると判断する。

〔実施の形態３〕
図４に本発明に係る計測機器の一例として差圧発信器の第３の実施の形態（実施の形態３）を示す。この実施の形態３では、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１および温度センサ３からのアナログ信号Ａ３を所定の周期で切り替えて出力する第２のマルチプレクサ４Ｂを設け、この第２のマルチプレクサ４Ｂから切り替えて出力される温度センサ３からのアナログ信号Ａ３を第１のＡ／Ｄ変換器５Ａへ送り、デジタル信号Ｄ３’に変換させるようにしている。

なお、第２のマルチプレクサ４Ｂは、処理装置６Ｄによってその動作が制御され、通常は差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１を切り替えて出力し、第２の周期Ｔ２よりも遙かに長い第３の周期Ｔ３（Ｔ３＞＞Ｔ２）で短時間の間、温度センサ３からのアナログ信号Ａ３を切り替えて出力する。

また、この実施の形態３において、処理装置６Ｄは、第１のＡ／Ｄ変換器５Ａからのデジタル信号Ｄ３’を第３の周期Ｔ３でサンプリングし、この第３の周期Ｔ３でサンプリングしたデジタル信号Ｄ３’と第２の周期Ｔ２でサンプリングしたデジタル信号Ｄ３とを比較することによって差圧発信器の正常／異常を診断する自己診断機能１０３を備えている。

この実施の形態３において、温度センサ３からのアナログ信号Ａ３は第１のＡ／Ｄ変換器５Ａと第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂの２つのＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。この場合、処理装置６Ｄは、その自己診断機能１０３により、第３の周期Ｔ３でサンプリングしたデジタル信号Ｄ３’（温度センサ３からのアナログ信号Ａ３を第１のＡ／Ｄ変換器５Ａでデジタル値に変換した信号）と第１の周期Ｔ２でサンプリングしたデジタル信号Ｄ３（温度センサ３からのアナログ信号Ａ３を第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂでデジタル値に変換した信号）とを比較し、両者が大きく異なっていた場合、何れか一方のＡ／Ｄ変換器に異常が生じていると判断する。

〔実施の形態４〕
図５に本発明に係る計測機器の一例として差圧発信器の第４の実施の形態（実施の形態４）を示す。この実施の形態４は上述した実施の形態１〜３を組み合わせたものである。

この実施の形態４では、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１を第１のマルチプレクサ４Ａへ送り、第１のマルチプレクサ４Ａから切り替えて出力されるアナログ信号Ａ１を第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂへ送り、デジタル信号Ｄ１’に変換させる。

また、差圧センサ１からのアナログ信号Ａ１、静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２、温度センサ３からのアナログ信号Ａ３を所定の周期で切り替えて出力する第２のマルチプレクサ４Ｂを設け、この第２のマルチプレクサ４Ｂから切り替えて出力される静圧センサ２からのアナログ信号Ａ２、温度センサ３からのアナログ信号Ａ３を第１のＡ／Ｄ変換器５Ａへ送り、デジタル信号Ｄ２’，Ｄ３’に変換させる。

この実施の形態４において、処理装置６Ｅは、第２のＡ／Ｄ変換器５Ｂからのデジタル信号Ｄ１’および第１のＡ／Ｄ変換器５Ａからのデジタル信号Ｄ２’，Ｄ３’を第２の周期Ｔ２より遙かに長い第３の周期Ｔ３（Ｔ３＞＞Ｔ２）でサンプリングし、この第３の周期Ｔ３でサンプリングしたデジタル信号Ｄ１’と第１の周期Ｔ１でサンプリングしたデジタル信号Ｄ１とを比較することによって、また、この第３の周期Ｔ３でサンプリングしたデジタル信号Ｄ２’，Ｄ３’と第２の周期Ｔ２でサンプリングしたデジタル信号Ｄ２，Ｄ３とを比較することによって差圧発信器の正常／異常を診断する自己診断機能１０４を備えている。

なお、上述した実施の形態では、計測機器の一例として差圧発信器を例にとって説明したが、計測機器は差圧発信器に限られるものでなく、複数のセンサからのアナログ信号をマルチプレクサを介して取り込んでＡ／Ｄ変換して計測値を求める各種の計測機器に同様にして適用することが可能である。

また、上述した実施の形態において、処理装置６Ａ〜６Ｅでの動作は、プログラムに従うＣＰＵの処理動作として得るが、必ずしもＣＰＵの処理動作として得なくてもよく、ハードウェアの回路構成とし、このハードウェアの回路構成の一部として自己診断機能を設けるものとしてもよい。

また、上述した実施の形態では、静圧センサ２，温度センサ３とマルチプレクサ４Ａとの間に、アンチエイリアシングフィルタ７Ａを設けるようにしたが、必ずしもアンチエイリアシングフィルタ７Ａを設けなくてもよい。

本発明に係る計測機器の一実施の形態の説明に入る前の差圧発信器の参考例 の要部を示すブロック図である。 本発明に係る計測機器の一例として差圧発信器の第１の実施の形態を示すブロック図である。 本発明に係る計測機器の一例として差圧発信器の第２の実施の形態を示すブロック図である。 本発明に係る計測機器の一例として差圧発信器の第３の実施の形態を示すブロック図である。 本発明に係る計測機器の一例として差圧発信器の第４の実施の形態を示すブロック図である。 従来の差圧発信器の要部を示すブロック図である。

符号の説明

１…差圧センサ、２…静圧センサ、３…温度センサ、４Ａ，４Ｂ…マルチプレクサ、５Ａ，５Ｂ…Ａ／Ｄ変換器、６Ａ〜６Ｅ…処理装置、７Ａ…アンチエイリアシングフィルタ、１０１〜１０４…自己診断機能。

Claims (5)

1. 所定の物理量を検出しその物理量に応じたアナログ信号を出力する第１，第２および第３のセンサと、
   前記第１のセンサからのアナログ信号を常時受信し第１のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、
   前記第２のセンサからのアナログ信号および前記第３のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力するマルチプレクサと、
   このマルチプレクサから切り替えて出力されるアナログ信号を受信し、前記第２のセンサからのアナログ信号を第２のデジタル信号、前記第３のセンサからのアナログ信号を第３のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、
   前記第１のＡ／Ｄ変換器からの第１のデジタル信号を第１の周期でサンプリングし、前記第２のＡ／Ｄ変換器からの第２のデジタル信号および第３のデジタル信号を前記第１の周期よりも長い第２の周期でサンプリングし、前記第１の周期でサンプリングした第１のデジタル信号を前記第２の周期でサンプリングした第２のデジタル信号および第３のデジタル信号で補正して計測値を求める処理装置とを備えた計測機器において、
   前記マルチプレクサは、
   前記第２のセンサからのアナログ信号および前記第３のセンサからのアナログ信号に加えて前記第１のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力し、
   前記第２のＡ／Ｄ変換器は、
   前記マルチプレクサから切り替えて出力されるアナログ信号を受信し、前記第２のセンサからのアナログ信号を第２のデジタル信号、前記第３のセンサからのアナログ信号を第３のデジタル信号、前記第１のセンサからのアナログ信号を第４のデジタル信号に変換し、
   前記処理装置は、
   前記第２のＡ／Ｄ変換器からの第４のデジタル信号を前記第２の周期よりも長周期の第３の周期でサンプリングし、この第３の周期でサンプリングした第４のデジタル信号と前記第１の周期でサンプリングした第１のデジタル信号とを比較することによって前記計測機器の正常／異常を診断する自己診断手段
   を備えることを特徴とする計測機器。
2. 所定の物理量を検出しその物理量に応じたアナログ信号を出力する第１，第２および第３のセンサと、
   前記第１のセンサからのアナログ信号を常時受信し第１のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、
   前記第２のセンサからのアナログ信号および前記第３のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力するマルチプレクサと、
   このマルチプレクサから切り替えて出力されるアナログ信号を受信し、前記第２のセンサからのアナログ信号を第２のデジタル信号、前記第３のセンサからのアナログ信号を第３のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、
   前記第１のＡ／Ｄ変換器からの第１のデジタル信号を第１の周期でサンプリングし、前記第２のＡ／Ｄ変換器からの第２のデジタル信号および第３のデジタル信号を前記第１の周期よりも長い第２の周期でサンプリングし、前記第１の周期でサンプリングした第１のデジタル信号を前記第２の周期でサンプリングした第２のデジタル信号および第３のデジタル信号で補正して計測値を求める処理装置とを備えた計測機器において、
   前記第１のセンサからのアナログ信号および前記第２のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力する第２のマルチプレクサを備え、
   前記第１のＡ／Ｄ変換器は、
   前記第２のマルチプレクサから切り替えて出力されるアナログ信号を受信し、前記第１のセンサからのアナログ信号を第１のデジタル信号、前記第２のセンサからのアナログ信号を第４のデジタル信号に変換し、
   前記処理装置は、
   前記第１のＡ／Ｄ変換器からの第４のデジタル信号を前記第２の周期よりも長周期の第３の周期でサンプリングし、この第３の周期でサンプリングした第４のデジタル信号と前記第２の周期でサンプリングした第２のデジタル信号とを比較することによって前記計測機器の正常／異常を診断する自己診断手段
   を備えることを特徴とする計測機器。
3. 所定の物理量を検出しその物理量に応じたアナログ信号を出力する第１，第２および第３のセンサと、
   前記第１のセンサからのアナログ信号を常時受信し第１のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、
   前記第２のセンサからのアナログ信号および前記第３のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力するマルチプレクサと、
   このマルチプレクサから切り替えて出力されるアナログ信号を受信し、前記第２のセンサからのアナログ信号を第２のデジタル信号、前記第３のセンサからのアナログ信号を第３のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、
   前記第１のＡ／Ｄ変換器からの第１のデジタル信号を第１の周期でサンプリングし、前記第２のＡ／Ｄ変換器からの第２のデジタル信号および第３のデジタル信号を前記第１の周期よりも長い第２の周期でサンプリングし、前記第１の周期でサンプリングした第１のデジタル信号を前記第２の周期でサンプリングした第２のデジタル信号および第３のデジタル信号で補正して計測値を求める処理装置とを備えた計測機器において、
   前記第１のセンサからのアナログ信号および前記第３のセンサからのアナログ信号を所定の周期で切り替えて出力する第２のマルチプレクサを備え、
   前記第１のＡ／Ｄ変換器は、
   前記第２のマルチプレクサから切り替えて出力されるアナログ信号を受信し、前記第１のセンサからのアナログ信号を第１のデジタル信号、前記第３のセンサからのアナログ信号を第４のデジタル信号に変換し、
   前記処理装置は、
   前記第１のＡ／Ｄ変換器からの第４のデジタル信号を前記第２の周期よりも長周期の第３の周期でサンプリングし、この第３の周期でサンプリングした第４のデジタル信号と前記第２の周期でサンプリングした第３のデジタル信号とを比較することによって前記計測機器の正常／異常を診断する自己診断手段
   を備えることを特徴とする計測機器。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載された計測機器において、
   前記第２のデジタル信号および前記第３のデジタル信号にそのサンプリング周期に起因して生じるエイリアシングの影響を除去するフィルタ
   を備えることを特徴とする計測機器。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載された計測機器において、
   前記第１のセンサは、２つの流体圧力の差を検出する差圧センサであり、
   前記第２のセンサは静圧を検出する静圧センサであり、
   前記第３のセンサは温度を検出する温度センサである
   ことを特徴とする計測機器。

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