JPH02162208A - 高度測定装置 - Google Patents

高度測定装置

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JPH02162208A
JPH02162208A JP31621688A JP31621688A JPH02162208A JP H02162208 A JPH02162208 A JP H02162208A JP 31621688 A JP31621688 A JP 31621688A JP 31621688 A JP31621688 A JP 31621688A JP H02162208 A JPH02162208 A JP H02162208A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、気圧情
報及び高度情報を作成する気圧・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
るセンサ信号を人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ブタから
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
r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。
すなわち、第1の手段は、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、該A
/D変換回路の出力信号から気圧の情報を作成する気圧
情報発生回路と、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回路と、前記気圧情報と
高度情報とを表示するための表示装置を備えている。
第2の手段は、前記気圧情報発生回路が動作する気圧測
定モードと高度情報発生回路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を有してい
る。
第3の手段は、前記高度情報発生回路の測定データを補
正するための高度補正手段を有している。
第4の手段は、前記高度補正手段を動作状態とする高度
補正モードを設け、前記モード指定回路は前記高度測定
モードの指定に先立って高度補正モードを指定するごと
くプログラムしている。
第5の手段は、前記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る二選択指定するための測定
モード選択手段を有している。
第6の手段は、前記気圧情報発生回路から出力される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を有している。
第7の手段は、前記表示装置に前記気圧変動情報を表示
するための変動表示マークを設けている。
し実施例1 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Sl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l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Sl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’l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)8
2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’l
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/I)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
、気圧情報)Di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5
e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
I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331またはS3
2に従って端子01または端子02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01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02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その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If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■3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0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)D
kに変換する第2のセンサ情報ブ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
構成されいる。
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)50
b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
Hレベルとなる(以下F!と省略する)時間信号360
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70
a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51C1プルダウン抵抗51d、O,R回路5
1e1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S
W2がOFFのときプルダウン抵抗51dによりLレベ
ル(以下りと省略する)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O
N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20から発生した時間信号S60が供給さ
れており、OR回路51e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(即ち気圧測定時ば)端子
Iより入力されたA/D変換終了信号S8を端子01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(以下りと省略する)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02より切替え出力する。−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3
50がHの時は(即ち気圧測定時は)端子11より入力
された気圧情報信号Diを端子0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12より入力された高度情報信
号DIを端子0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V sen以
上ならばL1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70
bから構成されている。ラッチ70aおよび比較回路7
0b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200時間信号370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01
より気圧上昇信号Shlを後述する表示切替回路30の
のデータ切替回路30aの端子Bに入力し、気圧情報D
i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02より気圧下降信号Sh2を表示切
替回路3o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、9
0c、インバータ90b、90d。
フリップフロップ90e、AND回路90f。
90g、アップダウンカウンタ90h1加算回路901
、補正切替スイッチSW3および高度補正スイッチSW
4により構成されている。補正切替スイッチSW3がO
FF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90゛dからの出力
信号はフリップフロップ9’Oe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SW
4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90b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9
0b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9
0h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
端子りに供給され、アップダウンカウンタ90hの出力
端子0から高度補正データDadが加算回路90f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DI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Di、高度情報データDI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rl)Jのセグメン)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、データ切替回路30aの出力端子0は変動表示マー
ク60bに、データ切替回路30bの出力端子0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360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Sho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、制御信号発生回路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32768
Hz)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flbと、分周回路11bの出力端
子Q7、Q8、Q9、Q15、Q16から出力される異
なる周波数の分周信号とA/D変換終了信号S8、気圧
測定信号350、電池電圧判定信号S5および時間信号
360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。
lid、OR回路lie、llf、l1g、11に、1
1vSNOR回路11y、ポジティブエツジセットリセ
ットフリップフロップ(以下PE5R−FFと省略する
)llh、lli。
11 j、インバータ1111ネガテイブゴーイングタ
イプのフリップフロップ(以下、NE−FFと省略する
)llx、llz、プルダウン抵抗11w、スタートス
イッチSW1および測定モード選択手段110により構
成されている。PE5R−FFllh、lli、llj
はセット端子Sに入力する信号の立上りエツジで出力端
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
エツジで出力端子QがLとなる。
AND回路11cは分周回路11bの出力端子Q7とQ
9からの出力の論理積をとって信号Prを出力しAND
回路lidはPE5R−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11に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lieはAND回路lie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。
PE5R−FF 11 hのセット端子Sは分周回路1
1bの出力端子Q15に接続されリセット端子RはOR
回路lie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。
PE5R−FF l 1 iのセット端子SはPE5R
−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−FF l 1 jのセット端子Sはインバー
タ111を介してPE5R−FF 11 hの出力端子
Qに接続され、リセット端子RはOR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SW
I、プルダウン抵抗110d、NE−FFI 10a、
OR回路110cSAND110bおよびインバータ1
10eにより構成されている。モード選択スイッチSW
IがOFFのときプルダウン抵抗110dによりLのイ
言号がNE−FF110aの端子φに供給されており、
該モード選択スイッチSWIがONとなるとHの信号が
NE−FF110aの端子φに供給される。OR回路1
10c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360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1
1w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。N0Ru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−FF1
1x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560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63−870
19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350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110Cの出力
H1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、N
E−FF11z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PE5R−FFllhS l
li、llj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S
6、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1
1k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て分周動
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ONL、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PE5R−FF
11h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PE5
R−FF 11 i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11
b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、PE5
R−FF 11 j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S
2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l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’l
はTG82を通過し、コンデンサ84は信号S’lの電
圧レベルに等しい電圧まで充電される。TG82の閉成
時間すなわちサンプリング信号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T
G82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図かられかるように、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3.7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CIに外部から制御
信号333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0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S
34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)50 c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) 50 
bに記憶し、気圧P4のときの変換ブタ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)50 c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=eXDc+δ ・旧・・■ t= (P4−P3)/ (Dr−De)δ=P3−ε
XDe 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−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
る弐であるが、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r標準大気の高
さと気温、気圧の関係1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 = K I X (1−(P/1013.25) 
Kt)・・・・・・■但し、Klおよびに2は定数を示
す すなわち、0式を使って気圧センサl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、制御信号発生口・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9
0iに入力される。
ところで、0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−FF11
xの出力端子QがHl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Q
16のタイミングすなわち1秒後にHとなりSE−FF
11z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
90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ζ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にカウントアツプ信号
Pupが出力され、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90gからアップダウンカ
ウンタ90hにカウントダウン信号Pdn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9
0iの出力端子Oから高度を補正した後の高度情報DI
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DI
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11.、bが動作を開始
し、気圧センサl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9
0i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
ングでし、すなわち補正モード信号Sha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怒となり、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、すなわち1秒後にHとな
り5E−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
が出力し1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SWIを押す
毎にNE−FF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Hl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
なっているから1秒後にHとなり、5E−FFIIZ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110cの出力がしてあるため、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O
R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1
1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が動作すシ。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■1より入力された気圧情報信号Diを出力端子0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350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60d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rmb」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0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51eに供給されている。該時間信号360
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360
は、制御信号発生回路11のNOR回路11yおよびO
R回路110c、llvに供給されているため、NE−
FF11zの出力である測定信号Sffをり、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70
b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。
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01より気圧上昇
信号Shlを表示切替回路30ののデータ切替回路30
a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02
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が点灯しく第4図(E
)参照)、気圧下降時は60cが点灯しく第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6
0b、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5
e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51、変動情報発生回路70、表示切換回路3
0等にも兼用し、回路全体を1チツプマイ九ロコンピユ
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千回でも良いし、
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上陸を示す気圧
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。
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、ロープウェー、リフト、エレベータ
−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、大変便利な気圧・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グラフである。 l・・・・・・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 第 図 第 図 ≧ ; 2 p ♀ ヵ 、 ののの00のの メτ ′ J ! 図 re

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (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、該A/D変換回路の出力
    信号から気圧の情報を作成する気圧情報発生回路と、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
    度情報発生回路と、前記気圧情報と高度情報とを表示す
    るための表示装置を備えたことを特徴とする気圧・高度
    測定装置。
  2. (2)気圧情報発生回路が動作する気圧測定モードと高
    度情報発生回路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を有する請求項1記載の
    気圧・高度測定装置。
  3. (3)高度情報発生回路の測定データを補正するための
    高度補正手段を有する請求項2記載の気圧・高度測定装
    置。
  4. (4)高度補正手段を動作状態とする高度補正モードを
    設け、モード指定回路は高度測定モードの指定に先立っ
    て高度補正モードを指定するごとくプログラムされてい
    る請求項3記載の気圧・高度測定装置。
  5. (5)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
    を有する請求項1記載の気圧・高度測定装置。
  6. (6)気圧情報発生回路から出力される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
    動情報発生回路を有する請求項1記載の気圧・高度測定
    装置。
  7. (7)表示装置に気圧変動情報を表示するための変動表
    示マークを設けた請求項6記載の気圧・高度測定装置。
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