JP5877998B2 - 信号変換器の校正用電流発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、２線式伝送器等からの電流信号を変換する信号変換器の校正用電流発生装置に関する。

プラント等において差圧、温度、流量等の物理量を計測する場合に、２線式伝送器が広く用いられている。図５（ａ）に示すように、２線式伝送器３００は、流量や差圧等の測定値を計装統一信号である４−２０ｍＡの電流値に変換し、２線による電源供給元である信号変換器（ディストリビュータ）４００に、同じ２線を使用して伝送する。信号変換器４００は、２線式伝送器３００に２４Ｖの直流電圧を供給するとともに、２線式伝送器３００から伝送された４−２０ｍＡの電流値を、記録計、調節計、計算機等の後段装置が要求する信号に変換する。

信号変換器４００は、４−２０ｍＡの電流値を、４ｍＡを０％、２０ｍＡを１００％とした比例関係で正確に変換する必要がある。このための校正装置（キャリブレーター）として校正用電流発生装置２００が用いられている。

校正用電流発生装置２００は、図５（ｂ）に示すように、２線式伝送器３００の代わりに信号変換器４００に接続される。校正用電流発生装置２００は、４−２０ｍＡの任意の値の電流を吸い込む（シンク）機能を有しており、校正用電流発生装置２００が発生させた電流値と、信号変換器４００で変換された信号値とを比較することで、信号変換器４００の動作を確認し校正を行なうことができる。なお、校正用電流発生装置２００は、単独の装置としてではなく、２線式伝送器の校正装置の１つの機能として構成されることも多い。

信号変換器４００の校正を行なう際には、４−２０ｍＡの任意の電流値で動作を確認するチェックに加え、図６（ａ）に示すように、４ｍＡ（０％）と２０ｍＡ（１００％）とを交互に出力して信号変換器４００の動作を確認するスパンチェックと、図６（ｂ）に示すように、出力値を４ｍＡのステップ幅で、４ｍＡ→８ｍＡ→１２ｍＡ→１６ｍＡ→２０ｍＡと変更して信号変換器４００の動作を確認するステップチェックとが広く行なわれている。

特開平１１−１１００５７号公報

図７は、従来の校正用電流発生装置２００の操作部分と表示部分の簡略図である。本図に示すように、校正用電流発生装置２００は、ファンクションキー群２１１とカーソルキー２１２とを含む操作部２１０と、表示部２２０とを備えている。ただし、操作部２１０が備えるキーの種類や数、配置等は本図の例に限られない。

本図では、ファンクションキー群２１１は、「Ｆ１」「Ｆ２」「Ｆ３」「Ｆ４」の４つのファンクションキーを備えており、カーソルキー２１２は、上下左右の４つのキーを備えている。また、表示部２２０は、液晶表示装置等により構成され、各ファンクションキーに割り当てられた機能を示す領域と、設定電流値を表示する領域とが設けられている。本図の例では、「２０．０００ｍＡ」が設定されており、最下位の桁（小数点第３位）にカーソルが位置している。

従来の校正用電流発生装置２００において、設定電流値の変更は、カーソルキー２１２の左右キーを操作して、変更する桁にカーソルを移動させ、上下キーでその桁の数値を増減させることで行なう。

このため、例えば、信号変換器４００に対するスパンチェックを行なうため、設定電流値を４ｍＡ（０４．０００ｍＡ）から２０ｍＡ（２０．０００ｍＡ）に変更する場合には、カーソルキー２１２の操作により、１の位にカーソルを移動させて数値を４から０に変更し、さらに１０の位にカーソルを移動させて数値を０から２に変更する必要があり、カーソルキー２１２を１０数回操作しなければならない。

一般に、スパンチェックは４ｍＡと２０ｍＡとの切り替えを頻繁に行なうため、カーソルキー２１２の操作が極めて煩雑となる。ステップチェックも同様に、４ｍＡ←→８ｍＡ←→１２ｍＡ←→１６ｍＡ←→２０ｍＡの切り替えを行なうため、カーソルキー２１２の操作回数が多く、煩雑である。このため、信号変換器の校正を行なう作業者の負担が過大となっていた。

そこで、本発明は、信号変換器の校正を行なう作業者の負担を軽減することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、所定範囲の信号電流値を他の信号値に変換する信号変換器の校正用電流発生装置であって、信号電流を発生する電流発生部と、カーソルキーと第１機能操作子と第２機能操作子と第３機能操作子と調整モード移行操作子とを含んだ操作部と、校正対象の信号変換器に伝送する信号電流値を前記所定範囲内で設定する電流制御部とを備え、前記電流制御部は、前記調整モード移行操作子の操作を受け付けると、前記カーソルキーの操作に基づいて前記信号電流値を増減させる設定モードから、前記第１機能操作子および前記第２機能操作子の操作に基づいて前記信号電流値を所定幅で増減させるステップモードと、前記第１機能操作子および前記第２機能操作子の操作2に基づいて前記信号電流値を前記所定範囲の上限値と下限値とで切り換えるスパンモードとを、前記第３機能操作子の操作により切り換える調整モードに移行すること特徴とする。

ここで、前記操作部は、第４機能操作子をさらに備え、前記電流制御部は、前記第４機能操作子の操作を受け付けると、前記調整モードを解除して、前記設定モードに移行することができる。また、前記所定範囲は、４ｍＡ〜２０ｍＡであり、前記所定幅は４ｍＡとすることができる。

また、前記ステップモードにおいて前記第１機能操作子および前記第２機能操作子に対応させて２５％増加および２５％減少の旨の表示を行ない、前記スパンモードにおいて前記第１機能操作子および前記第２機能操作子に対応させて０％および１００％の旨の表示を行なう表示部をさらに備えたことができる。

本発明によれば、信号変換器の校正を行なう担当者の負担を軽減することができる。

本実施形態に係る校正用電流発生装置の機能構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る校正用電流発生装置の操作部分と表示部分の簡略図である。 校正用電流発生装置のモードについて説明する図である。 スパン確認サブモードにおける表示状態を示す図である。 ２線式伝送器と信号変換器との接続および信号変換器と校正用電流発生装置との接続を示す図である。 スパンチェックとステップチェックとを説明する図である。 従来の校正用電流発生装置の操作部分と表示部分の簡略図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る校正用電流発生装置１００の機能構成を示すブロック図である。本図に示すように校正用電流発生装置１００は、操作部１１０、表示部１２０、電流制御部１３０、電流発生部１４０を備えている。

操作部１１０は、複数の操作キーを備えており、ユーザからの操作を受け付ける。操作キーには、ファンクションキー等のように、モードに応じて複数の機能が割り当てられたキーと、カーソルキー等のように単一の機能が割り当てられたキーとが含まれる。また、操作キーの他に、ノブやタッチパネル等を備えるようにしてもよい。

表示部１２０は、液晶表示装置等により構成され、設定値やファンクションキーに割り当てられた機能等を表示する。本実施形態では、操作部１１０は、校正用に発生させる直流電流値の設定を受け付け、表示部１２０は、直流電流の設定値および直流電流値の設定のためにファンクションキーに割り当てられた機能を表示する。

電流制御部１３０は、操作部１１０が受け付けた操作内容に対応した直流電流値を表示部１２０に表示させるとともに、操作部１１０が受け付けた設定にしたがって電流発生部１４０の動作を制御する。

電流発生部１４０は、校正対象の信号変換器と２線によって接続し、信号変換器が供給する２４Ｖの直流電圧を入力し、電流制御部１３０が指示する値の電流が２線を流れるように信号変換器から電流を吸い込む。ただし、校正対象の信号変換器は４線式、その他の方式であってもよい。

なお、校正用電流発生装置１００を２線式伝送器の校正装置の一機能として構成する場合には、さらに、２線式伝送器の電流信号を測定する電流測定部、２線式伝送器に電圧を供給する電源部、２線式伝送器の機種に応じた物理量測定部等を備えるようにする。

図２は、校正用電流発生装置１００の操作部分と表示部分の簡略図である。本図に示すように、校正用電流発生装置１００は、ファンクションキー群２１１とカーソルキー１１２と電流発生値調整キー１１３とを含む操作部１１０と、表示部１２０とを備えている。

ファンクションキー群１１１は、「Ｆ１」「Ｆ２」「Ｆ３」「Ｆ４」の４つのファンクションキーを備えており、カーソルキー１１２は、上下左右の４つのキーを備えている。「ｍＡ ＡＤＪ．」と記された電流発生値調整キー１１３は、後述する電流発生値調整モードに移行するためのキーである。

表示部１２０は、液晶表示装置等により構成され、各ファンクションキーに割り当てられた機能を示す領域と、設定電流値を表示する領域とが設けられている。

次に、本実施形態に係る校正用電流発生装置１００の動作について説明する。図３（ａ）は、校正用電流発生装置１００のモード遷移について説明する図である。本図に示すように校正用電流発生装置１００は、従来設定モードと電流発生調性モードとを有している。電流発生調性モードは、さらに、ステップ確認サブモードとスパン確認サブモードとに分けられる。

従来設定モードは、従来と同様の操作により、信号変換器の校正用として発生させる電流値を設定するモードである。すなわち、電流値の設定は、表示部１２０に表示されている設定電流値に対して、カーソルキー１１２の左右キーを操作して、変更する桁にカーソルを移動させ、上下キーで値を増減させることで行なう。

従来設定モードにおいて、「ｍＡ ＡＤＪ．」と記された電流発生値調整キー１１３の操作を受け付けると、電流発生値調整モードに移行する。本例では、電流発生値調整モードのステップ確認サブモードに移行するものとする。ただし、スパン確認サブモードに移行するようにしてもよい。

図２に示した簡略図の表示部１２０は、ステップ確認サブモードにおける表示状態を示している。すなわち、ファンクションキーＦ１に「＋２５％」が割り当てられ、ファンクションキーＦ２に「−２５％」が割り当てられ、ファンクションキーＦ３に「ＳＰＡＮ ＭＯＤＥ」が割り当てられ、ファンクションキーＦ４に「ＱＵＩＴ」が割り当てられている。

図３（ｂ）は、ステップ確認サブモードにおける校正用電流発生装置１００の動作を説明する図である。本図に示すように、ステップ確認サブモードでは、ファンクションキーＦ１を押す度に、設定電流値が４ｍＡ（２５％）増加していく。また、ファンクションキーＦ２を押す度に、設定電流値が４ｍＡ（２５％）減少していく。なお、いずれの設定値においても、従来と同様のカーソルキー１１２の操作により、任意の値に変更することができる。

このように、ステップ確認サブモードでは、ファンクションキーＦ１とファンクションキーＦ２の操作だけで、４ｍＡ→８ｍＡ→１２ｍＡ→１６ｍＡ→２０ｍＡ→１６ｍＡ→１２ｍＡ→８ｍＡ→４ｍＡのように４ｍＡのステップ幅での電流値設定を容易に行なうことができ、ステップチェックにおけるキー操作の煩雑さを解消することができる。

ステップ確認サブモードにおいて、「ＳＰＡＮ ＭＯＤＥ」が割り当てられたファンクションキーＦ３の操作を受け付けると、スパン確認サブモードに移行する。

図４は、スパン確認サブモードにおける表示状態を示す図である。本図に示すように、ステップ確認サブモードでは、ファンクションキーＦ１に「０％」が割り当てられ、ファンクションキーＦ２に「１００％」が割り当てられ、ファンクションキーＦ３に「ＳＴＥＰ ＭＯＤＥ」が割り当てられ、ファンクションキーＦ４に「ＱＵＩＴ」が割り当てられている。

図３（ｃ）は、スパン確認サブモードにおける校正用電流発生装置１００の動作を説明する図である。本図に示すように、スパン確認サブモードでは、ファンクションキーＦ１を押すと、設定電流値が４ｍＡ（０％）になる。また、ファンクションキーＦ２を押すと、設定電流値が２０ｍＡ（１００％）になる。なお、いずれの設定値においても、従来と同様のカーソルキー１１２の操作により、任意の値に変更することができる。

このように、スパン確認サブモードでは、ファンクションキーＦ１とファンクションキーＦ２の操作だけで、４ｍＡ→２０ｍＡ→４ｍＡ→２０ｍＡのように４ｍＡと２０ｍＡとを交互に発生させる設定を容易に行なうことができ、スパンチェックにおけるキー操作の煩雑さを解消することができる。

図３（ａ）に示すように、ステップ確認サブモード、スパン確認サブモードのいずれにおいても、「ＱＵＩＴ」が割り当てられたファンクションキーＦ４の操作を受け付けると、電流発生値調整モードを抜けて、従来設定モードに遷移する。

以上説明したように、本実施形態の校正用電流発生装置１００では、「ｍＡ ＡＤＪ．」と記された電流発生値調整キー１１３の操作により、電流発生値調整モードに移行する。電流発生値調整モードでは、ファンクションキーＦ３の操作により、簡易にステップ確認サブモードとスパン確認サブモードとを切り換えることができる。

そして、ステップ確認サブモードでは、少ないキー操作回数で４ｍＡのステップ幅での電流値設定を容易に行なうことができ、ステップ確認サブモードでは、少ないキー操作回数で４ｍＡと２０ｍＡとの頻繁な切り換えを容易に行なうことができるため、信号変換器の校正を行なう作業者の負担が軽減される。

１００…校正用電流発生装置、１１０…操作部、１１１…ファンクションキー群、１１２…カーソルキー、１１３…電流発生値調整キー、１２０…表示部、１３０…電流制御部、１４０…電流発生部、２００…校正用電流発生装置、２１０…操作部、２１１…ファンクションキー群、２１２…カーソルキー、２２０…表示部、３００…２線式伝送器、４００…信号変換器

Claims (4)

1. 所定範囲の信号電流値を他の信号値に変換する信号変換器の校正用電流発生装置であって、
   信号電流を発生する電流発生部と、
   カーソルキーと第１機能操作子と第２機能操作子と第３機能操作子と調整モード移行操作子とを含んだ操作部と、
   校正対象の信号変換器に伝送する信号電流値を前記所定範囲内で前記電流発生部に設定する電流制御部とを備え、
   前記電流制御部は、前記調整モード移行操作子の操作を受け付けると、前記カーソルキーの操作に基づいて前記信号電流値を増減させる設定モードから、前記第１機能操作子および前記第２機能操作子の操作に基づいて前記信号電流値を所定幅で増減させるステップモードと、前記第１機能操作子および前記第２機能操作子の操作に基づいて前記信号電流値を前記所定範囲の上限値と下限値とで切り換えるスパンモードとを、前記第３機能操作子の操作により切り換える調整モードに移行すること特徴とする信号変換器の校正用電流発生装置。
2. 前記操作部は、第４機能操作子をさらに備え、
   前記電流制御部は、前記第４機能操作子の操作を受け付けると、前記調整モードを解除して、前記設定モードに移行することを特徴とする請求項１に記載の信号変換器の校正用電流発生装置。
3. 前記所定範囲は、４ｍＡ〜２０ｍＡであり、前記所定幅は４ｍＡであることを特徴とする請求項１または２に記載の信号変換器の校正用電流発生装置。
4. 前記ステップモードにおいて前記第１機能操作子および前記第２機能操作子に対応させて２５％増加および２５％減少の旨の表示を行ない、前記スパンモードにおいて前記第１機能操作子および前記第２機能操作子に対応させて０％および１００％の旨の表示を行なう表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の信号変換器の校正用電流発生装置。