JPH02195212A - 電磁流量計の信号取り込み方法 - Google Patents

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〕 本発明は電磁流量計の信号取り込み方法に係り、特に、
流速信号を短時間にＡ／Ｄ変換するのに好適な信号取り
込み方法に関する。

【従来の技術〕

直流部分を持つ正、負の交流励磁電流による矩形波励磁
の電磁流量計は、１）磁気誘導ノイズのない部分で信号
を取り込むためゼロ点の変動が少ない、２）ｆｌｆ源周
期に同期した積分形の信号サンプリングを行うことで電
源誘導ノイズが除去できる、など耐ノイズ性にすぐれた
面を持っており、工業計器としての電磁流量計は、はと
んどがこの矩形波励磁方式を採用している。この特長に
ついては、「計測と制御（計測自動制御学会会誌）　Ｖ
ｏｌ。

１６　！に４　３８頁から４０頁」にくわしく論゛じら
れている。

また、機能向上の要求に応えてマイクロプロセッサを搭
載した電磁流量計も出現し、その信号処理の中ではアナ
ログ／ディジタル変換技術が用いられている。以下の文
献は、いずれもマイクロプロセッサを応用した電磁流量
計について述べたものである。

第１９回５ＩＣＥ学術講演会予稿集（５６１゜５６２頁
） 第２１回５ＩＣＥ学術講演会予稿集（６８５。

６８６頁） 前者は増幅器、電圧／周波数変換器１．カウンタ及びマ
イクロプロセッサシステムを用い、マイクロプロセッサ
システムからの積算開始信号により、カウンタが周波数
の積算を開始し、マイクロプロセッサシステムからの積
算終了信号によりカウンタは積算を停止し、マイクロプ
ロセッサシステムが、その積算値を読み取ると同時に、
カウンタの積算値をリセットし、次の積算に備えている
。後者は増幅器、サンプル・ホールド機能をもつ積分器
、アナログ／ディジタル変換器、マイクロプロセッサシ
ステムからなり、増幅器の信号を、マイクロプロセッサ
システムからの積分開始信号により積分器が積分を開始
し、マイクロプロセッサシステムからの積分終了信号と
同時にその積分値をホールドと、そのホールド値をアナ
ログ／ディジタル変換している。そして次の信号取り込
みに備えて、積分器をリセットする。いずれの例も、カ
ウンタ、及びアナログ／ディジタル変換器はマイクロプ
ロセッサシステムからの信号を受けてからその動作を開
始している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、信号の積算時間、あるいは積分時間が
長い場合はマイクロプロセッサからの信号を待って積算
、積分などの開始、終了を行っても特に問題はなかった
。ところが信号の取り込み周期を高速化することを考え
た場合、信号の積算時間が短くなり、カウンタを使用し
た例では、（１）マイクロプロセッサがプログラムを解
読して積算開始信号を発するまでの時間、（２）マイク
ロプロセッサシステムがその信号を受けてカウンタに積
算開始ゲート信号を発するまでの時間、（３）カウンタ
が積算開始ゲート信号を受けて積算動作にうつるまでの
時間、また（４）マイクロプロセッサがプログラムを解
読して積算停止信号を発し、（５）マイクロプロセッサ
システムがその信号をうけて積算停止信号を発するまで
の時間、（６）マイクロプロセッサシステムがその間の
積算値を読み取るための時間、（７）マイクロプロセッ
サがプログラムを解読して積算カウンタにリセット信号
を発する時間、（８）マイクロプロセッサがその信号を
受けてリセット信号を発するまでの時間、（９）積算カ
ウントが自分自身をリセットするための時間、のそれぞ
れの時間遅れを加算した（１）〜（９）までの総合遅れ
時間の誤差が積算時間に大きな影響を与えることついて
は考慮されていなかった。

また、アナログ／ディジタル変換器は、その素子自身の
変換時間が数ｍｓ〜数１００μｓかかり、高速サンプリ
ングには基本的にむいていない方式である。特に、信号
を連続的にある周期に区切って積算、積分しようとした
場合、マイクロプロセッサシステムからカウンタ、ある
いはアナログ／ディジタル変換器に直接信号を送る方法
では、必ず遅れ時間が発生し、不可能であった。この状
態を第２図に示す。本発明の目的は、この遅れ時間を最
小限に押え、規定時間内の信号をすべて積算。

積分することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、電圧／周波数変換器とマイクロプロセッサ
システムと、積算値記憶素子と、積算カウンタを含んだ
パルスカウンタにより、常に積算カウンタを動作させ、
リングカウンタとしての機能をもたせ、マイクロプロセ
ッサが積算カウンタ内の積算値記憶素子に積算値読み取
り信号を与えた時だけ、記憶素子がその時の積算値を記
憶し、マイクロプロセッサシステムにその値を伝達する
ことにより達成される。

〔作用〕

積算カウンタは、求める積算値の分解能により、零から
２の１４乗ないし１６乗までのカウント値を持ち、カウ
ントが進んでオーバフローしたと同時に零から再びカウ
ントする機能を持つ。積算値記憶素子は、カウント数に
応じて２の１４乗ないし１６乗の、例えばＤタイプフリ
ップフロップ１４個ないし１６個で構成され、記憶保持
信号（この場合は積算値読み取り信号）に応じて各Ｄタ
イプフリップフロップの入力信号を記憶し、マイクロプ
ロセッサからの積算値伝達信号により、マイクロプロセ
ッサシステムにその信号を伝達する。この方法によれば
、積算カウンタは常に動作しており、マイクロプロセッ
サシステムは積算カウンタに信号を送るのではなく、記
憶素子に対してのみ信号のやり取りを行うので、積算カ
ウンタはその機能を阻害されることなく、流速信号のあ
る範囲の信号を、連続的にも、離散的にも、遅れ時間を
最小限にしてカウントし、マイクロプロセッサシステム
にその積算値を伝達することができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図の中で１は流速信号増幅回路、２は電圧／周波数
変換器、３はパルスカウンタ、４はパルスカウンタ内の
積算カウンタ、５はパルスカウンタ内の信号記憶素子、
６はマイクロプロセッサシステム、７はマイクロプロセ
ッサシステム内のマイクロプロセッサ、８はマイクロプ
ロセッサシステム内のメモリ、インタフェースユニット
、９はシステムバス、１０は積算値記憶信号、１１はデ
ータ伝達信号である。第１図に示す流速信号は２によっ
て常に周波数信号に変換される。４はこの信号を常に積
算しており、オーバフローと同時に零から積算をくり返
す。６は流速信号の積算値を求める時は、５に対して１
０を送信する。この信号と同時に、５はその時の４の値
を記憶し、ひき引き６が５に対して１１を送信すること
により、６は積算値を得ることができ、これを周期的に
行い、その差分を演算することで、ある周期の積算値を
正確に求めることができる。この時の手順を詳細に見る
と、（１）７がプログラムを解読して積算値記憶信号１
０を発する時間、（２）この信号を受けて６が５に対し
て１０を発する時間、　（３）　５が記憶する時間、と
その遅れ時間はほとんどなくなる。すなわち、本実施例
によれば、時間遅れがほとんどなしに、取り込みたい信
号をその時間のうちに取り込むことができ、より正確な
信号が取り込めると同時に、マイクロプロセッサの負担
も軽くなり、より高速の信号処理が行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による信号取り込みシステムと
その波形例を示す図、第２図は従来例の時間遅れの説明
図である。 １・・・流速信号増幅回路、２・・・電圧／周波数変換
器、３・・・パルスカウンタ、４・・・積算カウンタ、
５・・・信号記憶素子、６・・・マイクロプロセッサシ
ステム、７・・・マイクロプロセッサ、８・・・メモリ
・インタフェースユニット、９・・・システムバス、１
０・・・積算値記憶信号、１１・・・データ伝達信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、流体の流速を検出するための検出器からの流速信号
   を変換器で増幅、演算し、変換器が正、負に切替えられ
   た電流を検出器に供給することにより流速信号を検出す
   る矩形波励磁電磁流量計の信号取り込み方法において、
   流速信号の取り込み手段として流速信号増幅器と、電圧
   ／周波数変換器と、マイクロプロセッサシステムと、マ
   イクロプロセッサシステムに制御される信号記憶素子と
   積算カウンタから成るパルスカウンタを備え、電圧／周
   波数変換器は、流速信号増幅器で増幅された流速信号を
   周波数に変換し、パルスカウンタはこの周波数信号を連
   続的に積算し、オーバーフローした場合は零から再び積
   算し、マイクロプロセッサシステムが流速信号のある範
   囲の積算値を必要とする場合は、マイクロプロセッサシ
   ステムが積算値読み取り信号を発生してパルスカウンタ
   の積算機能を停止させることなく、求める範囲の始まり
   と、終りの積算値をパルスカウンタ内の信号記憶素子よ
   り読み出し、終りの積算値から始まりの積算値を引くこ
   とにより、流速信号の、ある範囲の積算値を求めるよう
   にしたことを特徴とした電磁流量計の信号取り込み方法
   。