JP6457899B2 - 標準信号発生器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁流量計の変換器を校正するための標準信号発生器に関するものである。

図７（Ａ）は従来の電磁流量計の構成を示すブロック図である。電磁流量計は、検出器１と、変換器２とから構成される。検出器１は、磁界を発生する励磁コイル１０と、励磁コイル１０から発生する磁界中に配置され、測定対象の流体がこの磁界中を流れることにより発生する起電力を検出してその流速に比例した流量信号を出力する測定管１１とから構成される。変換器２は、検出器１の励磁コイル１０に図７（Ｂ）に示すような励磁電流を供給し、検出器１から入力される図７（Ｃ）のような流量信号を流体の流量や流速を示すアナログ信号またはデジタル信号に変換する。

検出器１から変換器２に入力される流量信号はμＶオーダーの微小信号のため、変換器２に使用している電気部品の経年変化により計測精度が悪化する恐れがある。このため、電磁流量計が設置されている現場にて標準信号発生器（以下、キャリブレータ）を使用して下記のように定期的に校正作業を行っている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

校正作業では、まず検出器１の代わりに、図８（Ａ）に示すような構成のキャリブレータ３を変換器２に接続する。キャリブレータ３は、変換器２から入力される図８（Ｂ）のような励磁電流を受ける入力回路３０と、基準流量信号を発生するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、ＣＰＵ３１で発生した基準流量信号を出力する出力回路３２と、キャリブレータ３の設定や校正作業者への情報表示のための設定・表示器３３と、電源回路３４と、電池３５とから構成される。校正作業者は、設定・表示器３３を用いてキャリブレータ３に、変換器２の機種情報および校正ポイントの流速値を設定する。

キャリブレータ３のＣＰＵ３１は、変換器２のＸＹ端子から入力回路３０を介して入力される励磁電流に同期して、設定された流速値に相当する基準流量信号を出力する。この基準流量信号は、出力回路３２を介して、図８（Ｃ）に示すような信号として変換器２に入力される。校正作業者は、基準流量信号に応じて変換器２から出力されるデータを確認して、変換器２の計測精度が許容範囲内であるかどうかを確認する。この確認結果に応じて、必要であれば、変換器２の再調整を実施することになる。

以上のようなキャリブレータ３を使用する校正作業においては、電磁流量計の設置現場で商用電源が取れない場合があり、このような現場でも校正作業できるよう、キャリブレータ３の電源として電池３５を使用し、電源回路３４によってキャリブレータ３の各部に必要な電圧を生成するようにしていた。そして、電池３５の電圧をＣＰＵ３１のＡ／Ｄコンバータに取り込み、設定・表示器３３に電池残量に応じた表示を行なっていた（図９（Ａ）〜図９（Ｄ））。

図９（Ａ）〜図９（Ｄ）の例では、電池残量が８０〜１００％の場合（図９（Ａ））と、電池残量が３０〜７９％の場合（図９（Ｂ））と、電池残量が１０〜２９％の場合（図９（Ｃ））と、電池残量が１０％未満の場合（図９（Ｄ））の４段階に分けて残量表示を行なうようにしている。そして、万一作業中に電池切れが起きると作業が中断してしまうため、キャリブレータ３が正常動作できなくなるレベル付近まで電池電圧が低下したときは（図９（Ｄ）の例では残量１０％未満）、残量表示を例えば１秒周期で点滅させて（電池残量アラーム）、電池交換を促すようにしていた。

実開平６−４３５２１号公報 実開平６−６９７４３号公報 特開平７−１４６１６５号公報

従来のキャリブレータでは、電源として電池を使用しているため、現場で電池切れを起こすと、校正作業ができなくなってしまう。この問題を解決する方法として、変換器から供給される励磁電流を利用してキャリブレータの電源電圧を生成する方法が考えられる。ただし、２線式電磁流量計の場合には、変換器から供給される励磁電流が小さく（約２５ｍＡ以下）、キャリブレータの電源として利用するには足りないため、電池との併用式にして、キャリブレータに接続される変換器が２線式電磁流量計の変換器の場合には電池駆動に切り替える必要がある。

このように、キャリブレータの電源電圧を、励磁電流から生成される電源電圧と電池から供給される電源電圧の併用式にした場合、変換器が４線式電磁流量計の変換器であれば、変換器から供給される励磁電流が十分に大きいために、電池なしでもキャリブレータは動作できるが、電池が入っていないと前述の電池残量アラームが働いてしまい、４線式電磁流量計しか使用しないユーザにとっては必要がない煩わしい表示になるという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、接続される変換器の種類に応じて、励磁電流から生成される電源電圧と電池から供給される電源電圧の自動切り替えで動作する標準信号発生器において、４線式電磁流量計しか使用しないユーザにとって必要がない電池残量アラームが出ないようにすることを目的とする。

本発明は、電磁流量計の校正のための基準流量信号を発生する標準信号発生器において、前記電磁流量計の変換器からの励磁電流を受ける入力回路と、電池を収納するための電池ホルダと、標準信号発生器で使用する電源電圧の供給元を切り替えるための電源電圧供給元切替手段と、電池残量表示を行なう残量表示手段とを備え、前記入力回路は、前記変換器からの励磁電流を整流する整流回路と、この整流回路の出力電圧を入力とし、電源電圧出力端子から出力される電源電圧が一定となるように制御する定電圧回路とを備え、前記電源電圧供給元切替手段は、標準信号発生器に接続されている変換器が４線式電磁流量計の変換器の場合、標準信号発生器で使用する電源電圧の供給元を前記定電圧回路とし、標準信号発生器に接続されている変換器が２線式電磁流量計の変換器の場合、標準信号発生器で使用する電源電圧の供給元を前記電池ホルダに装着された電池とし、前記残量表示手段は、前記電池ホルダの電極を介して前記電池の電圧を計測して、この計測結果に応じた電池残量表示を行い、標準信号発生器に接続されている変換器が４線式電磁流量計の変換器で、かつ前記計測結果から前記電池ホルダに電池が装着されていないと判断した場合、電池残量表示を止めることを特徴とするものである。

また、本発明の標準信号発生器の１構成例において、前記残量表示手段は、前記標準信号発生器に接続されている変換器が４線式電磁流量計または２線式電磁流量計の変換器で、かつ前記計測結果から前記電池ホルダに装着された電池の残量が規定値未満であると判断した場合、電池残量アラームを発することを特徴とするものである。
また、本発明の標準信号発生器の１構成例において、前記入力回路は、さらに、前記変換器からの励磁電流の大きさに比例した電流値計測用電圧を出力する電流値計測用入力回路を備え、前記電源電圧供給元切替手段と前記残量表示手段とは、前記電流値計測用電圧に基づいて、標準信号発生器に接続されている変換器が４線式電磁流量計の変換器か２線式電磁流量計の変換器かを判定することを特徴とするものである。
また、本発明の標準信号発生器の１構成例は、さらに、前記変換器からの励磁電流に同期した基準流量信号を発生して前記変換器に出力する制御手段を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、標準信号発生器に接続されている変換器が４線式電磁流量計の変換器で、かつ計測結果から電池ホルダに電池が装着されていないと判断した場合、電池残量表示を止めるようにしたので、４線式電磁流量計しか使用しないユーザには必要がない煩わしい電池残量アラームが出ないようにすることができる。

本発明の実施の形態に係るキャリブレータの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの入力回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの電源回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの電源電圧供給元切替処理および電池残量表示処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るキャリブレータの流量信号出力処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るキャリブレータにおいて接続される変換器が４線式電磁流量計の変換器の場合の電池残量表示の例を示す図である。 従来の電磁流量計の構成を示すブロック図および電磁流量計の各部の信号波形を示す図である。 従来のキャリブレータの構成を示すブロック図およびキャリブレータの各部の信号波形を示す図である。 従来のキャリブレータの電池残量表示の例を示す図である。

以下、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は本発明の実施の形態に係るキャリブレータの構成を示すブロック図であり、図８（Ａ）と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態のキャリブレータ３ａは、変換器２から入力される励磁電流を受ける入力回路３０ａと、励磁電流に同期した基準流量信号を発生する制御手段となるＣＰＵ３１ａと、ＣＰＵ３１ａから出力された基準流量信号を差動信号に変換して変換器２に出力する出力回路３２と、キャリブレータ３ａの設定や校正作業者への情報表示のための設定・表示器３３と、電源回路３４ａと、電池３５と、スイッチＳＷ１とから構成される。

電池３５は、キャリブレータ３ａの筐体に設けられた電池ホルダ（不図示）に装着される。この電池３５としては、一次電池を用いてもよいし、二次電池を用いてもよい。
ＣＰＵ３１ａとスイッチＳＷ１とは、キャリブレータ３ａで使用する電源電圧の供給元を切り替えるための電源電圧供給元切替手段を構成している。また、ＣＰＵ３１ａと設定・表示器３３とは、電池残量表示を行なう残量表示手段を構成している。

図２は本実施の形態の入力回路３０ａの構成を示す回路図である。入力回路３０ａは、アノードが入力回路３０ａの入力端子Ｘに接続されたダイオードＤ１と、アノードが入力回路３０ａの入力端子Ｙに接続され、カソードがダイオードＤ１のカソードに接続されたダイオードＤ２と、カソードが入力端子Ｘに接続され、アノードが接地されたダイオードＤ３と、カソードが入力端子Ｙに接続され、アノードが接地されたダイオードＤ４と、アノードが入力端子Ｘに接続されたダイオードＤ５と、アノードが入力端子Ｙに接続されたダイオードＤ６と、一端がダイオードＤ１，Ｄ２のカソードに接続され、他端が入力回路３０ａの電源電圧出力端子に接続された抵抗Ｒ１と、一端が電源電圧出力端子に接続された抵抗Ｒ２，Ｒ３と、一端が抵抗Ｒ３の他端に接続され、他端が接地された抵抗Ｒ４と、基準入力端子が抵抗Ｒ３とＲ４の接続点に接続され、アノードが接地され、カソードが抵抗Ｒ２の他端に接続されたシャント・レギュレータＵ１と、ゲートが抵抗Ｒ２の他端およびシャント・レギュレータＵ１のカソードに接続され、ソースが電源電圧出力端子に接続され、ドレインが接地されたＰチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ１と、一端がダイオードＤ１，Ｄ２のカソードに接続された抵抗Ｒ５と、一端が抵抗Ｒ５の他端に接続され、他端が接地された抵抗Ｒ６と、一端が電源電圧出力端子に接続された抵抗Ｒ７と、電源入力端子に電源電圧（＋ＶＡ）が供給され、非反転入力端子が抵抗Ｒ５とＲ６の接続点に接続され、反転入力端子が抵抗Ｒ７の他端に接続されたオペアンプＵ２と、一端がオペアンプＵ２の反転入力端子に接続され、他端がオペアンプＵ２の出力端子に接続された抵抗Ｒ８と、一端がオペアンプＵ２の出力端子に接続され、他端が入力回路３０ａの第１の信号出力端子に接続された抵抗Ｒ９と、一端がダイオードＤ５のカソードに接続され、他端が接地された抵抗Ｒ１０と、一端がダイオードＤ５のカソードに接続された抵抗Ｒ１１と、ゲートが抵抗Ｒ１１の他端に接続され、ドレインが入力回路３０ａの第２の信号出力端子に接続され、ソースが接地されたＮチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ２と、一端が電源電圧（＋ＶＤ）に接続され、他端がＮチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ２のドレインに接続された抵抗Ｒ１２と、一端がダイオードＤ６のカソードに接続され、他端が接地された抵抗Ｒ１３と、一端がダイオードＤ６のカソードに接続された抵抗Ｒ１４と、ゲートが抵抗Ｒ１４の他端に接続され、ドレインが入力回路３０ａの第３の信号出力端子に接続され、ソースが接地されたＮチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ３と、一端が電源電圧（＋ＶＤ）に接続され、他端がＮチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ３のドレインに接続された抵抗Ｒ１５と、一端が電源電圧出力端子に接続され、他端が接地されたコンデンサＣ１と、一端が抵抗Ｒ９の他端に接続され、他端が接地されたコンデンサＣ２と、一端が抵抗Ｒ１１の他端に接続され、他端が接地されたコンデンサＣ３と、一端が抵抗Ｒ１４の他端に接続され、他端が接地されたコンデンサＣ４とから構成される。

図３は本実施の形態の電源回路３４ａの構成を示すブロック図である。電源回路３４ａは、直流電源電圧（＋ＶＡ）を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ３４０と、直流電源電圧（−ＶＡ）を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ３４１と、直流電源電圧（＋ＶＤ）を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ３４２と、直流電源電圧（＋Ｖｒｅｆ）を生成するＤＣ−ＤＣコンバータ３４３とから構成される。

入力回路３０ａのダイオードＤ１〜Ｄ４とオペアンプＵ２と抵抗Ｒ１，Ｒ５〜Ｒ９とコンデンサＣ２とは、電流値計測用入力回路を構成している。電流値計測用入力回路では、ダイオードＤ１〜Ｄ４からなる単相全波整流回路によって交流の励磁電流Ｉｅｘを整流し、単相全波整流回路の出力端子（ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード）と電源電圧出力端子間に設けた抵抗Ｒ１によって整流後の電流を電圧に変換する。この抵抗Ｒ１は、発熱を抑えるために低抵抗（例えば１Ω）にしておく。抵抗Ｒ１を小さくした分、電圧レベルも小さくなるので、抵抗Ｒ１の両端電圧をオペアンプＵ２と抵抗Ｒ５〜Ｒ８とからなる差動増幅回路によって後段のＡ／Ｄコンバータで必要な分解能が得られるレベルまで増幅する。

こうして、電流値計測用入力回路は、変換器２から入力される励磁電流Ｉｅｘを電圧に変換して、変換後の出力電圧ＶＡＤ（電流値計測用電圧）をＣＰＵ３１ａのＡ／Ｄコンバータに入力する。励磁電流Ｉｅｘの大きさに比例した高精度な出力電圧ＶＡＤが出力されるので、ＣＰＵ３１ａ側で励磁電流値の高精度な計測が可能となる。

入力回路３０ａのダイオードＤ５とＮチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ２と抵抗Ｒ１０〜Ｒ１２とコンデンサＣ３とは、正極性検出用入力回路を構成している。正極性検出用入力回路では、ダイオードＤ５からなる単相半波整流回路によって交流の励磁電流Ｉｅｘの正極性側のみを整流し、整流後の電流を抵抗Ｒ１０によって電圧に変換する。

抵抗Ｒ１１とコンデンサＣ３とからなるローパスフィルタ回路は、抵抗Ｒ１０の両端電圧を低域濾波する。このローパスフィルタ回路を通過した電圧は、ＮチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ２によってＨｉｇｈレベル（＋ＶＤ）またはＬｏｗレベル（０Ｖ）の出力電圧ＶＯ１に変換される。すなわち、励磁電流Ｉｅｘが正極性の場合は出力電圧ＶＯ１がＬｏｗレベルとなり、励磁電流Ｉｅｘが負極性の場合は出力電圧ＶＯ１がＨｉｇｈレベルとなる。

こうして、正極性検出用入力回路は、励磁電流Ｉｅｘを電圧に変換して、変換後の出力電圧ＶＯ１をＣＰＵ３１ａの入力ポートＤＩ１に入力する。ＣＰＵ３１ａ側では、出力電圧ＶＯ１を励磁電流Ｉｅｘの正極性の判定のみに使用する。

入力回路３０ａのダイオードＤ６とＮチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ３と抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５とコンデンサＣ４とは、負極性検出用入力回路を構成している。負極性検出用入力回路では、ダイオードＤ６からなる単相半波整流回路によって交流の励磁電流Ｉｅｘの負極性側のみを整流し、整流後の電流を抵抗Ｒ１３によって電圧に変換する。

抵抗Ｒ１４とコンデンサＣ４とからなるローパスフィルタ回路は、抵抗Ｒ１３の両端電圧を低域濾波する。このローパスフィルタ回路を通過した電圧は、ＮチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ３によってＨｉｇｈレベル（＋ＶＤ）またはＬｏｗレベル（０Ｖ）の出力電圧ＶＯ２に変換される。すなわち、励磁電流Ｉｅｘが負極性の場合は出力電圧ＶＯ２がＬｏｗレベルとなり、励磁電流Ｉｅｘが正極性の場合は出力電圧ＶＯ２がＨｉｇｈレベルとなる。

こうして、負極性検出用入力回路は、励磁電流Ｉｅｘを電圧に変換して、変換後の出力電圧ＶＯ２をＣＰＵ３１ａの入力ポートＤＩ２に入力する。ＣＰＵ３１ａ側では、出力電圧ＶＯ２を励磁電流Ｉｅｘの負極性の判定のみに使用する。プルダウン抵抗Ｒ１０，Ｒ１３は高抵抗（例えば１００ｋΩ）とする。これにより、抵抗Ｒ１を通らず抵抗Ｒ１０，Ｒ１３を通して流れる励磁電流Ｉｅｘを無視できる。

次に、入力回路３０ａのシャント・レギュレータＵ１とＰチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ１と抵抗Ｒ２〜Ｒ４とコンデンサＣ１とは、励磁電流Ｉｅｘから直流電源電圧ＶＣＣを生成する定電圧回路を構成している。定電圧回路では、励磁電流検出用の抵抗Ｒ１を通過した後の電圧（電源電圧ＶＣＣ）を分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧して、この分圧した電圧をシャント・レギュレータＵ１の基準入力端子に入力する。

シャント・レギュレータＵ１は、基準入力端子に入力される電圧と内部基準電圧とが同一になるようにＰチャネルパワーＭＯＳトランジスタＱ１のゲート電圧を制御する。その結果として、抵抗Ｒ１の他端（電源電圧出力端子）の電圧ＶＣＣが設定電圧となるように制御される。こうして、変換器２から入力される励磁電流Ｉｅｘの値が変化しても、電源電圧ＶＣＣは一定値となる。また、電源電圧出力端子と接地との間には、平滑用のコンデンサＣ１が設けられている。定電圧回路で生成された電源電圧ＶＣＣは、スイッチＳＷ１を介して電源回路３４ａに供給される。

電源回路３４ａのＤＣ−ＤＣコンバータ３４０は、入力回路３０ａの電源電圧出力端子から出力される電源電圧ＶＣＣまたは電池３５からの電圧を入力とし、電源電圧（＋ＶＡ）を生成する。この電源電圧（＋ＶＡ）は、入力回路３０ａとＣＰＵ３１ａと出力回路３２とに供給される。電源回路３４ａのＤＣ−ＤＣコンバータ３４１は、電源電圧ＶＣＣまたは電池３５からの電圧を入力とし、電源電圧（−ＶＡ）を生成する。この電源電圧（−ＶＡ）は、出力回路３２に供給される。電源回路３４ａのＤＣ−ＤＣコンバータ３４２は、電源電圧ＶＣＣまたは電池３５からの電圧を入力とし、電源電圧（＋ＶＤ）を生成する。この電源電圧（＋ＶＤ）は、入力回路３０ａとＣＰＵ３１ａと設定・表示器３３とに供給される。電源回路３４ａのＤＣ−ＤＣコンバータ３４３は、電源電圧（＋ＶＡ）を入力とし、電源電圧（＋Ｖｒｅｆ）を生成する。

ＤＣ−ＤＣコンバータ３４０，３４２は昇圧タイプ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４１は極性反転タイプ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４３は降圧タイプのコンバータである。電源電圧の大小関係は｜ＶＡ｜＞ＶＤ＞ＶＣＣの関係にある。

次に、本実施の形態のキャリブレータ３ａのＣＰＵ３１ａによる電源電圧供給元切替処理および電池残量表示処理について説明する。ＣＰＵ３１ａは、ＣＰＵ３１ａの内部または外部に配置されるメモリ（不図示）に格納されたプログラムに従って以下の処理を実行する。

ＣＰＵ３１ａは、入力回路３０ａの第１の信号出力端子に出力される出力電圧ＶＡＤをＡ／Ｄコンバータを介して取り込む（図４ステップＳ１００）。ＣＰＵ３１ａは、Ａ／Ｄコンバータを介して取り込んだ出力電圧ＶＡＤのレベルを判定する（図４ステップＳ１０１）。

ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤが２線式電磁流量計の変換器に対応する範囲の場合（図４ステップＳ１０１においてＹ）、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２を、２線式電磁流量計の変換器と判定する。ステップＳ１０１において判定Ｙとなることは、出力電圧ＶＡＤが示す励磁電流Ｉｅｘの値が２線式電磁流量計の変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘの範囲（例えば２５ｍＡ以下）にあることを表している。

ＣＰＵ３１ａは、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２が２線式電磁流量計の変換器の場合、スイッチＳＷ１を制御して、電源回路３４ａへの電源電圧の供給元を電池３５に切り替える（図４ステップＳ１０２）。そして、ＣＰＵ３１ａは、電池３５の電圧をＡ／Ｄコンバータを介して取り込む（図４ステップＳ１０３）。この電圧計測は、具体的には電池ホルダの電極間電圧をＡ／Ｄコンバータを介して取り込むようにすればよい。

ＣＰＵ３１ａは、ステップＳ１０３の計測結果から電池３５の残量ＲＢが３０％以上かどうかを判定し（図４ステップＳ１０４）、残量ＲＢが３０％以上の場合（ステップＳ１０４においてＹ）、電池３５の残量ＲＢが８０％以上かどうかを判定する（図４ステップＳ１０５）。

ここで、電池３５の残量ＲＢとは、キャリブレータ３ａの動作可能な電源電圧範囲に対して設定される。例えばステップＳ１０３で計測した電池３５の電圧をＶ、電池３５の公称電圧をＶ_nominal（例えば３Ｖ）、キャリブレータ３ａの動作可能な電源電圧の下限をＶ_minimum（例えば２Ｖ）とすれば、電池残量ＲＢ［％］は次式により計算できる
ＲＢ＝（Ｖ−Ｖ_minimum）／（Ｖ_nominal−Ｖ_minimum）×１００［％］ ・・・（１）

ＣＰＵ３１ａは、電池残量ＲＢが８０％以上の場合（ステップＳ１０５においてＹ）、電池残量ＲＢが８０〜１００％であることを示す残量表示（図９（Ａ））を設定・表示器３３に表示させる（図４ステップＳ１０６）。

ＣＰＵ３１ａは、電池残量ＲＢが８０％未満の場合（ステップＳ１０５においてＮ）、電池残量ＲＢが３０〜７９％であることを示す残量表示（図９（Ｂ））を設定・表示器３３に表示させる（図４ステップＳ１０７）。また、ＣＰＵ３１ａは、電池残量ＲＢが３０％未満の場合（ステップＳ１０４においてＮ）、電池残量ＲＢが１０％未満かどうかを判定する（図４ステップＳ１０８）。

ＣＰＵ３１ａは、電池残量ＲＢが１０％未満でない場合（ステップＳ１０８においてＮ）、電池残量ＲＢが１０〜２９％であることを示す残量表示（図９（Ｃ））を設定・表示器３３に表示させる（図４ステップＳ１０９）。また、ＣＰＵ３１ａは、電池残量ＲＢが１０％未満の場合（ステップＳ１０８においてＹ）、電池残量ＲＢが１０％未満であることを示す残量表示（図９（Ｄ））を例えば１秒周期で点滅させる（図４ステップＳ１１０）。以上のステップＳ１０３〜Ｓ１１０の処理は従来と同様である。

次に、ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤが４線式電磁流量計の変換器に対応する範囲で、２線式電磁流量計の変換器に対応する範囲でない場合（ステップＳ１０１においてＮ）、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２を、４線式電磁流量計の変換器と判定する。ステップＳ１０１において判定Ｎとなることは、出力電圧ＶＡＤが示す励磁電流Ｉｅｘの値が４線式電磁流量計の変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘの範囲（例えば２５ｍＡより大きい値）にあることを表している。

ＣＰＵ３１ａは、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２が４線式電磁流量計の変換器の場合、スイッチＳＷ１を制御して、入力回路３０ａから出力される電源電圧ＶＣＣが電源回路３４ａに供給されるように電源電圧供給元の切り替えを行なう（図４ステップＳ１１１）。そして、ＣＰＵ３１ａは、ステップＳ１０３と同様に電池３５の電圧をＡ／Ｄコンバータを介して取り込む（図４ステップＳ１１２）。

ＣＰＵ３１ａは、ステップＳ１１２で計測した電圧が所定の閾値ＴＨ１（例えば０．３Ｖ）以下かどうかを判定し（図４ステップＳ１１３）、計測した電圧が閾値ＴＨ１を超える場合（ステップＳ１１３においてＮ）、電池３５が電池ホルダに装着されていると判断して、ステップＳ１０４に進む。この場合の動作は上記のとおりである。

また、ＣＰＵ３１ａは、ステップＳ１１２で計測した電圧が閾値ＴＨ１以下の場合（ステップＳ１１３においてＹ）、電池ホルダに電池３５が装着されていないと判断し、電池残量表示を止める（図４ステップＳ１１４）。閾値ＴＨ１は、電池ホルダに電池３５が装着されている場合に起こり得ないような低電圧の値に設定しておけばよい。
ＣＰＵ３１ａは、以上のような図４の処理を一定時間毎に実行する。

次に、流量信号出力処理を図５のフローチャートを用いて説明する。まず、ＣＰＵ３１ａは、入力回路３０ａからの出力電圧ＶＡＤをＡ／Ｄコンバータを介して取り込む（図５ステップＳ２００）。そして、ＣＰＵ３１ａは、Ａ／Ｄコンバータを介して取り込んだ出力電圧ＶＡＤのレベルを判定する（図５ステップＳ２０１）。ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤが所定の休止レベルより高い場合、入力ポートＤＩ１を介して取り込んだ出力電圧ＶＯ１のレベルを判定する（図５ステップＳ２０２）。

ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＯ１がＬｏｗレベルの場合（変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘが正極性である場合）、図４のステップＳ１０１の判定処理で決定した変換器２の機種と予め設定された流速値とに対応する正極性の基準流量信号を出力する（図５ステップＳ２０３）。この基準流量信号は、ＣＰＵ３１ａのＤ／Ａコンバータおよび出力回路３２を介して変換器２に入力される。

ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＯ１がＬｏｗレベルでなく、Ｈｉｇｈレベルの場合、入力ポートＤＩ２を介して取り込んだ出力電圧ＶＯ２のレベルを判定する（図５ステップＳ２０４）。ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＯ２がＬｏｗレベルの場合（変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘが負極性である場合）、ステップＳ１０１の判定処理で決定した変換器２の機種と予め設定された流速値とに対応する負極性の基準流量信号を出力する（図５ステップＳ２０５）。

なお、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２が２線式電磁流量計の変換器の場合、同じ流速設定値であっても、励磁電流Ｉｅｘの値に応じて基準流量信号を変える必要がある。したがって、ＣＰＵ３１ａは、キャリブレータ３ａに接続されている変換器２が２線式電磁流量計の変換器２で、変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘが正極性の場合、ステップＳ１０１の判定処理で決定した変換器２の機種と出力電圧ＶＡＤ１が示す励磁電流Ｉｅｘの値と予め設定された流速値とに対応する正極性の基準流量信号を出力し（ステップＳ２０３）、変換器２から出力される励磁電流Ｉｅｘが負極性の場合、ステップＳ１０１の判定処理で決定した変換器２の機種と出力電圧ＶＡＤ１が示す励磁電流Ｉｅｘの値と予め設定された流速値とに対応する負極性の基準流量信号を出力することになる（ステップＳ２０５）。

ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＯ２がＬｏｗレベルでなく、Ｈｉｇｈレベルの場合、基準流量信号を０Ｖとする（図５ステップＳ２０６）。また、ＣＰＵ３１ａは、出力電圧ＶＡＤが休止レベル以下の場合も、基準流量信号を０Ｖとする（ステップＳ２０６）。ＣＰＵ３１ａは、以上のような流量信号出力処理を変換器２からの励磁電流Ｉｅｘ（入力回路３０ａから入力される出力電圧ＶＡＤ，ＶＯ１，ＶＯ２）と同期して行う。

こうして、本実施の形態では、キャリブレータ３ａに接続される変換器２が４線式電磁流量計の変換器の場合には、変換器２から供給される励磁電流Ｉｅｘを利用して入力回路３０ａで電源電圧ＶＣＣを生成することにより、電池無しでのキャリブレータ３ａの駆動が可能となる。また、変換器２が２線式電磁流量計の変換器の場合には、電源電圧の供給元を入力回路３０ａから電池３５に切り替えることにより、キャリブレータ３ａの動作に必要な電力が不足してしまうことを防止できる。

また、本実施の形態では、キャリブレータ３ａに接続される変換器２が４線式電磁流量計の変換器で、電池３５の電圧が閾値ＴＨ１を超える場合には、２線式電磁流量計の変換器の場合と同様の電池残量表示を行なうが、変換器２が４線式電磁流量計の変換器で、電池３５の電圧が閾値ＴＨ１以下の場合、電池残量表示を止める。

変換器２が４線式電磁流量計の変換器の場合に設定・表示器３３に表示される電池残量表示の例を図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示す。変換器２が２線式電磁流量計の変換器の場合の電池残量表示は図９（Ａ）〜図９（Ｄ）に示したとおりである。変換器２が４線式電磁流量計の変換器の場合、電池残量ＲＢが８０〜１００％の場合（図６（Ａ））と、電池残量ＲＢが３０〜７９％の場合（図６（Ｂ））と、電池残量ＲＢが１０〜２９％の場合（図６（Ｃ））と、電池残量ＲＢが１〜９％の場合（図６（Ｄ））の４段階に分けて残量表示を行なう。そして、変換器２が４線式電磁流量計の変換器で、電池ホルダに電池３５が装着されていない場合には、図６（Ｅ）のように電池残量表示を止める。

このように、本実施の形態では、キャリブレータ３ａに接続される変換器２が４線式電磁流量計の変換器で、かつ電池３５を実装していない状態で動作しているときは電池残量表示を止める（電池残量アラームなし）ため、４線式電磁流量計しか使用しないユーザには必要がない煩わしい電池残量アラームが出ないようにすることができる。また、変換器２が２線式電磁流量計の変換器で電池残量が１％未満では電圧不足でキャリブレータ３ａが動作できない（全ての表示が消灯）ので、ステップＳ１１４のモードに入ることはない。

なお、変換器２が４線式電磁流量計の変換器で、電池残量ＲＢが１０％未満の場合（ステップＳ１０８においてＹ）、変換器２が２線式電磁流量計の変換器の場合と同様に、電池残量表示を点滅させてもよいし（ステップＳ１１０）、図６（Ｄ）に示したような表示を行なうだけで点滅させなくてもよい。ただし、電池残量表示を点滅させる場合には、ユーザに対して電池３５の取り出しを促すことができるので、電池３５の過放電による液漏れ等の事故を防ぐことができる。

また、本実施の形態では、ＣＰＵ３１ａとスイッチＳＷ１とから電源電圧供給元切替手段を構成しているが、これに限るものではなく、入力回路３０ａ内に比較回路を設けて、この比較回路とスイッチＳＷ１で電源電圧供給元切替手段を構成するようにしてもよい。この場合、比較回路は、入力回路３０ａの第１の信号出力端子に出力される出力電圧ＶＡＤが所定の電圧閾値ＴＨ２以上のときは、スイッチＳＷ１を制御して、入力回路３０ａから出力される電源電圧ＶＣＣが電源回路３４ａに供給されるように電源電圧供給元の切り替えを行ない、出力電圧ＶＡＤが電圧閾値ＴＨ２未満のときは、スイッチＳＷ１を制御して、電源回路３４ａへの電源電圧の供給元を電池３５に切り替えるようにすればよい。

電圧閾値ＴＨ２は、キャリブレータ３ａに接続される変換器２が２線式電磁流量計の変換器の場合に、変換器２から供給される励磁電流Ｉｅｘ（約２５ｍＡ以下）よりも若干大きい電流値（例えば２７ｍＡ）に対応する電圧値に設定しておけばよい。したがって、キャリブレータ３ａに接続される変換器２が４線式電磁流量計の変換器の場合には、励磁電流Ｉｅｘが大きいために、出力電圧ＶＡＤが電圧閾値ＴＨ２以上となり、変換器２が２線式電磁流量計の変換器の場合には、励磁電流Ｉｅｘが小さいために、出力電圧ＶＡＤが電圧閾値ＴＨ２未満となる。

本発明は、電磁流量計の変換器を校正する技術に適用することができる。

２…変換器、３ａ…キャリブレータ、３０ａ…入力回路、３１ａ…ＣＰＵ、３２…出力回路、３３…設定・表示器、３４ａ…電源回路、３５…電池、ＳＷ１…スイッチ。

Claims (4)

1. 電磁流量計の校正のための基準流量信号を発生する標準信号発生器において、
   前記電磁流量計の変換器からの励磁電流を受ける入力回路と、
   電池を収納するための電池ホルダと、
   標準信号発生器で使用する電源電圧の供給元を切り替えるための電源電圧供給元切替手段と、
   電池残量表示を行なう残量表示手段とを備え、
   前記入力回路は、
   前記変換器からの励磁電流を整流する整流回路と、
   この整流回路の出力電圧を入力とし、電源電圧出力端子から出力される電源電圧が一定となるように制御する定電圧回路とを備え、
   前記電源電圧供給元切替手段は、標準信号発生器に接続されている変換器が４線式電磁流量計の変換器の場合、標準信号発生器で使用する電源電圧の供給元を前記定電圧回路とし、標準信号発生器に接続されている変換器が２線式電磁流量計の変換器の場合、標準信号発生器で使用する電源電圧の供給元を前記電池ホルダに装着された電池とし、
   前記残量表示手段は、前記電池ホルダの電極を介して前記電池の電圧を計測して、この計測結果に応じた電池残量表示を行い、標準信号発生器に接続されている変換器が４線式電磁流量計の変換器で、かつ前記計測結果から前記電池ホルダに電池が装着されていないと判断した場合、電池残量表示を止めることを特徴とする標準信号発生器。
2. 請求項１記載の標準信号発生器において、
   前記残量表示手段は、前記標準信号発生器に接続されている変換器が４線式電磁流量計または２線式電磁流量計の変換器で、かつ前記計測結果から前記電池ホルダに装着された電池の残量が規定値未満であると判断した場合、電池残量アラームを発することを特徴とする標準信号発生器。
3. 請求項１または２記載の標準信号発生器において、
   前記入力回路は、さらに、前記変換器からの励磁電流の大きさに比例した電流値計測用電圧を出力する電流値計測用入力回路を備え、
   前記電源電圧供給元切替手段と前記残量表示手段とは、前記電流値計測用電圧に基づいて、標準信号発生器に接続されている変換器が４線式電磁流量計の変換器か２線式電磁流量計の変換器かを判定することを特徴とする標準信号発生器。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の標準信号発生器において、
   さらに、前記変換器からの励磁電流に同期した基準流量信号を発生して前記変換器に出力する制御手段を備えることを特徴とする標準信号発生器。

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