JPH0252205B2

JPH0252205B2 -

Info

Publication number: JPH0252205B2
Application number: JP56044201A
Authority: JP
Inventors: Etsuchi Ho Uiriamu; Efu Hooru Uiriamu; Daburyu Fuitsushaa Harii; Bii Herin Yuujin
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1990-11-09
Also published as: JPS5712326A; US4379991A; ZA811621B; BE888147A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はその好適な形において、流体の精度
を試験する計器プルーバ、特にガス量計に関する
ものである。

先行技術において、Harrisの米国特許第
185319号はベル形容器、すなわち油のような液体
を満たした容器またはケルトに直線状に出入する
ベルを備えるベル形計器プルーバの使用の初期の
一例である。普通、滑車方式が用いられそれによ
つて滑車はベルの上に置かれ、滑車の回りにかけ
られたコードの一端はベルにまた他端は１組の分
銅に取り付けられる。ベルから試験すべき計器ま
で導管が備えられ、それによつてベルが上方に引
かれるにつれて流体、例えばガスは計器を経てベ
ルに入れられる。導管内に弁が置かれ、それが閉
位置に置かれると、ベルおよびそのケトルによつ
て形成される空間に計器からの流体が流れないよ
うにされ、したがつてベルおよびそれから滑車に
よつてかけられる分銅の運動が抑止される。弁が
開くと、ベル内に流体が流入し、分銅はその力を
ベルに与え、それによつてベルは持ち上げられ
る。分銅が解除されると、コードしたがつてベル
は上方に引かれ、すなわちベル内に真空が作られ
て、油はシールを形成し、こうしなければベルに
生じる空気洩れを防止する。

計器に通される流体の量を測定するために、初
期の方法はベルの運動の程度を制御し、この運動
を計器を通る流体の与えられた量に相関させ、計
器を通り計器プルーババに入る流体の既知量を、
計器のダイヤル位置で普通示される計器により測
定される流体に比較することであつた。現在の方
法はベル（ベル・ストラツピング）の寸法を物理
的に測定しなければならないが、これは不便であ
りかつベルの一様でない幾何学的直径および壁厚
さの平均化ならびに目による目盛標示の補間によ
つて生じると思われる多数の誤差を受ける。この
ような現在の方法の見積り精度は良くて約0.3％
である。すなわち、流量計の校正基準であつたこ
のようなベル形計器プルーバは、(1)ベル運動の始
点と終点の視覚観測により、(2)計器ダイヤルによ
る初度および最終の容積表示の視覚観測により、
また(3)ベルの容積測定に関する固有の不正確によ
り導かれる誤差により高い精度が先天的に欠如し
ていたることが分かる。この方法における誤差の
最も重大な原因は、ベルの容積を正確に測定する
のが困難なことであつた。ベル自体はできるだけ
大きな精度で作られたが、その直径したがつて円
周の変動が先天的に生じた。ベル・ストラツピン
グにより円周を数多く測定するのは、ベルの平均
円周を求めてそれからベルの円筒形部分の容積を
求めるように工夫された最良の方法であつた。

ベル形プルーバの使用は、主としてベルの運動
を測定する点で、また計器を通る流体の容積を測
定する点で改良を施しながら多年持続した。自動
化プルーバ装置の最も初期の例の１つは、
Dufourらの米国特許第3050980号に見られるが、
これはベルが上方に向けられるにつれてベルの運
動を検出する光学ピツクオフを持つベルを開示し
ている。導管がベルから計器に向けられるが、計
器にはそれからベルに至る流体の流れを制御する
第１ソレノイド作動弁と、ベルがその最も下げ位
置に戻るにつれてベルから流体を出させるために
導管に結合される第２ソレノイド作動弁とがあ
る。作動の際、当初空気が入つているベルはその
タンク内に下げられ、計器を通して空気を追い出
す。「プルーバの手」として知られる計器レジス
タ上のダイヤルの手は、試験を開始させる光学ピ
ツクアツプによつて検出され、それにより第１弁
は開かれるが第２弁は閉に保たれ、ベルから計器
へ流体を流すことができる。第１入口弁と第２出
口弁がいずれも閉じられる自動気密試験が説明さ
れるが、圧力が作られるにつれてベル内に作られ
る圧力を測定してシステムおよびその弁の洩れに
ついて試験が行われる。

さらに、McDonellの米国特許第2987911号は、
計器およびプルーバの出口にそれぞれ第１温度セ
ンサと第２温度センサが置かれ、それによつて計
算容積値に修正を行うために用いられる温度補償
係数Tcを作る温度差が計算される、プルーバ装
置を提案している。

Mehallの米国特許第3933027号によつて提案さ
れた通り、ベル形プルーバ装置をその作動の自動
化によつて改良する努力がなされた。上記
Mehallの特許は、そのベルに対して１組の検出
フラグを配置しそれによつて光学符号器がこれら
のフラグの運動を検出して、結合される計器にベ
ルのプルーバにより通される空気の対応する容積
の表示を与えること提案している。さらに、第２
光学符号器が計器のダイヤルに結合され、計器を
流れる容積を表す１組のパルスとして出力を供給
する。計器試験の初めに、カウントすなわちタイ
ミングを開始するゲートが第１光学符号器によつ
て付勢され、それにより各ベル・クロツク・カウ
ンタおよび計器クロツク・カウンタにクロツク信
号が加えられる。ベル・カウンタにクロツク信号
を通すゲートは、計器に通される流体の既知量に
相当する与えられたカウントに達すると無能化さ
れる。同様な量の流体が第２光学符号器によつて
示される通り計器によつて測定されると、それか
らの信号は計器クロツク・カウンタにクロツク信
号を加えるのを終らせるゲートに加えられる。終
りに、第１および第２カウントはベル・クロツ
ク・カウンタと計器クロツク・カウンタ内で累算
され、これによつてその比は容易に算出され、適
当なデイジタル表示装置に表示される。この比は
計器記録、すなわち計器を通る流体の実際のすな
わち校正された容積と計器によつて測定された容
積との比であることが分かる。

ST.Clairらの米国特許第3937048号は、前述の
Mehallの米国特許第3933027号に似た原理を使用
し、作動サイクル中に計器が作るパルスの組を提
出する装置をさらに備えるベル形自動計器プルー
バを開示している。計器を実際に通つた容積はベ
ルの直線運動したがつて試験中にベルに出入する
容積を表す１組のパルスを作る符号器によつて測
定される。符号器はベルによつて移動される容積
を表す１組のパルスを供給する。符号器パルスは
計器作動サイクルの与えられた数について累算さ
れ、ベルにより移動される流体の既知容積と共に
容積の計器表示を校正する。

Duntz，Jr.の米国特許第3877287号は事実上異
なる構造物を提案し、この場合ベル形容器に代え
て、モータが回転するにつれピストンをシリンダ
内で駆動するために親ねじにより回転自在に結合
されるモータによつて制御された割合でシリンダ
に駆動されるピストンを受けるシリンダが用いら
れる。その結果、ピストンは精密ボア・チユーブ
すなわちシリンダを通して一定の速度で駆動さ
れ、シリンダからの流体を試験すべき計器に駆動
する。Duntz，Jr.の米国特許第3877287号は流量
を測定する２つの方法を提案し、まずピストンと
親ねじを結ぶピストン・ロツドに１組の孔を作り
検光器を通る孔の運動を検出方法である。第２の
方法は駆動モータに結合される光学符号器を用い
て、ピストンの変位したがつてシリンダから実際
に移される流体の容積を表す出力パルスの組を与
える。

Smithの米国特許第3631709号、ピストンがプ
ログラム制御モータによつて親ねじを介し駆動さ
れるピストンおよびシリンダ装置を備える計器プ
ルーバを開示している。作動すると、モータは親
ねじを介してピストンをシリンダ内で駆動し、そ
れによつて既知容積の流体（水）が直列に置かれ
た１組の計器に通される。モータの制御プログラ
ムはピストンを異なる速度変化率で移動させ、そ
れによつて相当する流体流量がシリンダを通るピ
ストンの１回のストローブについて計器作られ
る。親ねじとピストンを結ぶ軸に磁石が結合さ
れ、ピストンがシリンダを通るにつれてリード・
スイツチを作動させてモータに結合される第１す
なわち主パルサから導かれるパルスのカウントを
開始させる。主パルサの出力１組のパルスであ
り、レジスタに加えられて、計器を通る実際の流
れを表示する。光学符号器も各計器に結合され
て、第２組のレジスタにパルス信号を与え、それ
によつて計器で測定された流量の測定値が累算さ
れ、表示される。標準すなわち実際の流れの容積
は、個々の計器からの出力と比較される第１すな
わち主パルサからの特定なカウント数として定め
られる。モータのプログラム制御は、流体のどん
な過渡現象も安定するように、計器を通る流量を
測定する前にモータおよびそのピストンを定常状
態の条件まで加速させる。

上述の通り、先行技術は計器を通る流体の基準
容積を表す第１符号器からのパルスの計数、およ
び試験中の計器により測定される流体の容積を表
す第２符号器からのパルスの計数を自動的に開
始、終了することによつて計器を試験する工程に
オートメーシヨンを取り入れることを扱つた。

しかし先行技術は計器プルーバ、すなわち基本
計器校正装置の基本精度改良の問題を扱わなかつ
た。技術開発におけるこの点で、計器プルーバの
特にベル形は、最適の条件下で±0.2％の精度し
か達成できない。したがつて、このようなプルー
バで校正されたり試験された流体は、それ自体よ
り大きな精度を達成し得ない。既存の計器プルー
バにおける究極精密の欠如に関する主な理由の１
つは、上記特許により開示されたようなベルまた
はシリンダ内で移動される容積を高い精度で測定
する正確な方法および装置がないことである。

本発明により、精度10^-6までの計器プルーバの
試験室の容積を測定する方法ならびに装置を提供
することが試みられている。このような精度で容
積がいつたん求められると、この発明の原理によ
り、室を含む構造物が硬くて変形しないことを保
証する必要がある。過去において、ベル形包囲体
はこのような硬い構造物を提供しなかつたので、
それらが不測の衝撃を受けた場合、内部容積はベ
ル形計器プルーバの読みの精度に影響する程度ま
で変えられる。後で説明するが、この発明は、電
磁波を発生させかつハウジングを通して駆動すべ
きピストンの第１位置と第２位置で共振を作る周
波数を定めることによつて、計器プルーバの室内
の変位容積を測定する方法を採用している。容器
の容積を測定するこのような方法を採用するに
は、この発明の原理により、事実上完全な正円シ
リンダ構造を持つハウジングを使用しなければな
らないので、共振を作る周波数は鋭く測定され、
それによつて剛性シリンダ内の変位容積が測定さ
れる。さらに本発明を説明する過程で、プルーバ
の容積がいつたん大きな精度で測定されると、計
器記録の表示または試験中の計器を通る流体の容
積に影響する他のパラメータを同様な精度で測定
する必要があることが明白になる。この点で本発
明は、計器内および計器プルーバ内の流体の温度
と圧力を高い精度で測定し、修正係数を同様な精
度で求めそれによつて本発明の試験中の計器およ
び計器プルーバに存在するこれらパラメータの変
動を修正する方法ならびに装置を得ることを目的
とする。

このような方法は、室の温度および圧力の変動
を制限された環境調整室に計器プルーバが置かれ
る先行技術と著しく異なる。しかし変数を測定す
べき精度が計器プルーバの変位容積の測定につい
て本発明で達成される10⁶に近づくとき、圧力お
よび温度のこれらのパラメータは計器プルーバ内
ならびに流量計内でその試験中に変化し、したが
つて所望の精度を保証するためには圧力と温度を
測定する新しい方法ならびに装置が必要になるこ
とに注目しなければならない。例えば、流体温度
の測定に１〓の誤差があれば、プルーバよつて示
される変位容積に0.2％の誤差を生じることがあ
る。この発明の計器プルーバ装置は試験中の計器
を通る容積の表示を0.004％の精度まで達成し得
るようにされる。このような精度で、流体の流れ
測定に及ぼす他の係数の影響を定める調査が行わ
れる。例えば、与えられた計器で試験が行われる
回数は測定された計器記録に影響を及ぼす。ま
た、流量および計器を通る流体の流れの容積の変
化は計器によつて表示される測定容積、ならびに
計器プルーバにより測定されるその基準容積に対
するその計器記録に影響を及ぼす。

この発明により、説明のために事実上完全な正
円シリンダの形をとる室と、前記室の中の第１位
置と第２位置との間を直線運動するようにされた
ピストンとを含む計器プルーバの容積を測定する
装置および方法が開示されている。容積測定装置
は、室内に置かれるアンテナと、室内に電磁波を
放出するアンテナに電磁エネルギを加えるために
結合される発電機とを備えている。室から反射さ
れる電磁エネルギを検出する検出器がアンテナに
結合され、またそれは電磁エネルギの最小レベル
を測定し得る陰極線管の形をした共振検出器に順
次結合される。さらに、カウンタの形をした周波
数検出器は発電機の出力に接続されて、計器プル
ーバの室内における共振定在波の発生に対応して
表示装置に観測される最小レベルが発生する発電
機出力の周波数を検出する。室内に共振定在波が
作られる周波数は、計器プルーバ室の容積を順次
決定する。室内の共振条件で、電磁界の電界成分
と磁界成分が説明のための正円シリンダのような
規則正しい幾何形状の室の寸法に対して一定の関
係を持つように選択されたモードの室内に電磁界
が作られる。

この発明により、説明のために事実上完全な正
円シリンダの形をとる室と、前記室の中の第１位
置から第２位置へ直線運動するようにされたピス
トンと、説明のため１組のパルスの形をした高解
像度信号を与えるようにピストンに結合された符
号器の形をした測定装置とを含む計器プルーバを
校正する装置および方法が開示されている。室は
試験中の流量計に結合される。計器プルーバの校
正中に、ピストンは第１位置に置かれ、電磁エネ
ルギは室とピストンによつて形成される容積と共
に発生され、電磁エネルギ界の周波数は第１ピス
トン位置で形成された容積内に共振定在波条件を
作るように変えられる。電磁界は、室内のその共
振条件で電界成分と磁界成分が室の寸法に関係す
るように選択された正規モードとなるよう作られ
る。次に、ピストンはその第１位置からその第２
位置に置かれる一方、高解像度の符号器の出力が
累算されたりカウントされる。第２ピストン位置
でも、電磁エネルギの周波数が変化されて、ハウ
ジング内の定在波共振条件を作るとともにこの共
振波位置が作られる第２周波数を作る。第１およ
び第２ピストン位置の定在波共振条件の確立に対
応する第１および第２周波数の測定に基づき、ハ
ウジングとピストンの第１および第２位置とによ
つて形成される容積が測定され、それによつて容
積の差すなわち変位容積が測定される。大きな精
度で測定された変位容積は、信号の増分単位、例
えば組の中の１個のパルスについて、ピストンに
より通された流体の増分容積を測定するために符
号器の出力と比較される。

さらに詳しく述べれば、第１および第２位置に
おけるシリンダの断面の直径がまず測定れ、これ
らの第１および第２直径に基づきこれらの位置の
容積が算出され、その差が求められる。次に、変
位容積は出力パルスのカウントされた数で割ら
れ、単位すなわち符号器のパルス出力当たりのピ
ストンにより通された増分容積を表す係数が得ら
れる。

この発明のもう１つの特徴において、ハウジン
グ内に定在波条件を作るように加えられた電磁エ
ネルギは、ハウジングの性質、形状および内面に
よる変動を減らすように選択された第１および第
２モードで作られる。説明上、第１および第２モ
ードは電磁エネルギを作るTM₀₁₀モードならびに
TE₁₁₁モードであることができる。

本発明の１つの好適な実施例を、付図に関して
以下に詳しく説明する。

いま図面の特に第１図および第２Ａ図から、試
験すべき計器３８に組み合わされた本発明の計器
プルーバ装置１０が示されている。計器プルーバ
装置１０は、ピストン１４がサーボモータのよう
なプログラム可能な速度変化モータ２０によつて
直線形で駆動されるシリンダ１２を備えている。

シリンダ１２は、その外部に順次固定されるつ
ば７７に固定された１組の支柱７６（１個だけ図
示されている）によつて直立位置に支持されてい
る。シリンダ１２の上端は、１組の支柱８８（１
個だけ図示されている）が上に出るヘツド８６に
よつて閉じられる。支持板９４が支柱８８の上端
に固定され、サーモータ２０が支持板９４の上部
に取り付けられている。親ねじ１８の上端は軸受
９８によつて支持板９４の中で回転するようにジ
ヤーナルされており、継手１００によつてサーボ
モータ２０の駆動軸に駆動接続されている。ハウ
ジング２３の中に固定されている親ナツト２２
は、親ねじ１８にねじ結合される。親ねじ１８
は、上端がハウジング２３に固定されているスリ
ーブ１７の内部を上下する。スリーブ１７の下端
は、ヘツド８６のブシユ９６を通つて出るがブシ
ユ９６の中ですべるように受けられている。ピス
トン軸１６の上端は、スリーブ１７の下端に固定
されている。

中間シリンダ・ヘツド９１は、ピストン１４が
含まれる下部からシリンダ１２の内部の上部を分
離する。ピストン軸１６はヘツド９１のブシユ９
３を通つて出るがブシユ９３の中ですべるように
受けられており、軸１６の下端はピストン１４に
接続される。

こうして、サーボモータ２０が回転するにつれ
て、親ねじ１８はナツト２２の中で回転し、ハウ
ジング２３、スリーブ１７、および軸１６をサー
ボモータの回転方向次第でいずれかの方向に垂直
に移動させる。

シリンダ１２の底はヘツド６０によつて閉じら
れ、したがつてシリンダ１２はピストン１４とヘ
ツド６０との間で閉じられた可変容積室２８を形
成する。ヘツド６０にある開口６２は、室２８を
導管３０、導管３２、および計器３８につなぐ。
第１の入口弁３４がシリンダ１２と計器３８との
間に配置され、その間の流体、例えばガスの流れ
制御する。第２の出口弁３６は導管３０に接続さ
れ、弁３６が開かれるとシリンダ１２から流体を
出すようにする。

ピストン駆動軸１６したがつてピストン１４の
正確な位置は、駆動軸１６と共に動くように軸１
６に結合される超精密、線形光学符号器２６によ
り与えられる。さらに詳しく述べれば、説明上、
符号器２６は沢山の数の目盛マーク１０２を持つ
直線目盛２４の両側に配置される第１組と第２組
の光源および検光器を備えている。本発明の１つ
の説明のための実施例では、直線目盛２４は可動
符号器２６に対して固定位置に配置され、40000
個の目盛マーク１０２（インチ当たり2500個のマ
ーク）を備えており、もちろんこのような沢山の
数の目盛マークの一部だけが図面に示される。す
なわち、符号器２６が直線目盛２４の長さに沿つ
て直線に移動されるにつれて、第１光源および第
２光源によつて作られる光のビームは目盛マーク
１０２によつてさえぎられるので、第１組のパル
ス列Ａと第２組のパルス列が相互に90゜位はず
れで作られる。光学符号器２６からの出力Ａおよ
びはピストン１４の位置を正確に示し、同様に
流体の量が計器３８に流される。後で説明する
が、シリンダ１２の中の室２８の容積は正確に測
定され、符号器２６から得られる各出力パルスは
ピストン１４が引つ込められ、すなわちサーボモ
ータ２０によつて上に向けられるにつれてシリン
ダ１２の中の室２８に引き入れられる増加容積を
正確に表示する。ピストン１４が上昇を開始さ
れ、すなわち室２８の内部に真空が作られる前
に、出口弁３６が閉じられかつ計器弁３４が開か
れて、計器３８を通る流体の流れは導管３２、開
放弁３４および１対の導管３０と３２を介してハ
ウジング２８に入る。計器の試験中、計器３８は
それを通る流体の流れを表すパルスの出力列をそ
の符号器４０に供給する。計器の符号器４０から
得られるパルス列は、線形符号器２６から得られ
るパルス列に比較されて、計器表示に関する計器
精度の表示を、線形符号器２６によつて測定れる
量に対する計器符号器４０によつて測定される量
に相当する比で与える。

さらに、ピストン１４のプログラム化された運
動は複数個の近接センサ５０，５２，５４ならび
に１対のリミツト・スイツチ４９および５３を使
用する。後で説明するが、サーボモータ２０はハ
ウジング２８の中でピストン１４を直線状に駆動
する。第１図および第２Ａ図に示される通り、ピ
ストン１４はその最上部の位置にあり、この場合
ハウジング２３の受台９２は上部リミツト・スイ
ツチ５３に接触してこれを閉じ、それによつてピ
ストン１４が上方に駆動されるときサーボモータ
２０の作動を止めかつそれによつてピストン１４
の運動を休止させる。サーボモータ２０がピスト
ンを第１図の通り下方向に駆動するとき、受台９
２はそのとき下部リミツト・スイツチ４９と組み
合わされて再度ピストンを休止させる。上部フエ
イルセイフ・スイツチ５３および下部フエイルセ
イフ・スイツチ４９は、故障のためサーボモータ
２０がピストン１４を両極端に駆動し続ける場
合、計器プルーバ１０の構造損傷を防止するため
に用いられる。受台９２がフエイルセイフ・スイ
ツチ４０または５３のいずれかと組も合わされる
場合、サーボモータ２０は磁減されてピストンは
急停止される。また容積自己試験の操作モードで
は、後で説明するが、近接検出器５２および５４
が指定場所間のピストン１４の運動を検出するの
に用いられる。一般に、サーボモータ２０はピス
トン１４を与えられた速度まで加速し、線形符号
器２６の出力は近接検出器５２の出力によつてゲ
ートされ、そのパルスを累算させ、計数させる。
線形符号器２６から導かれるパルスの計数は、受
台９２の通過を示す近接検出器５４からの出力の
発生によつて、容積自己試験モードでゲート・オ
フされる。その後、サーボモータ２０は停止する
まで減速される。計器試験モードでは対照的に、
ピストン１４はサーボモータ２０によつて上方に
駆動され、また受台９２が近接検出器５２を通過
するとき、使用可能信号が作られそれによつて計
器符号器４０からの次の出力パルスの次の縁すな
わち前縁の発生により、線形符号器の出力パルス
の計数がそのとき開始される。計器試験モードで
は、線形符号器パルスの計数は、計器符号器パル
スの計数が計器を流れる流体の量に相当する所定
のカウントに達したとき終了する。

本発明の理解を容易にするため、その作動の簡
単な概要をこれから説明するが、計器プルーバ１
０の作動に関する一段と詳細な検討は後で記載さ
れる。最初のモードすなわち初期設定モードは、
近接検出器５０が上述の通り受台９２の存在を検
出するかどうかを決定することにより、ピストン
４がそのパーク位置にあるかどうかを決めるが、
サーボモータ２０はピストン１４をそのパーク位
置に駆動するように励磁されない場合である。受
台９２が検出すべき位置にある場合またはピスト
ン１４がそのパーク位置に戻される前に、第２の
すなわち出口弁３６が開かれて室２８から導管３
０に流体が出され、またそのとき入口計器弁３４
が閉じられて流体がそこから駆動され計器３８を
損傷させる恐れをなくす。計器３８を試験すべき
旨の操作員の指令により、第１計器弁３４が閉じ
られ、次に第２弁３６が閉じられて流体の流れは
計器３８、導管３２、開放弁３４および導管３０
を通つて、ピストン１４がサーボモータ２０によ
つて上方向に駆動されるにつれ室２８に入る。ピ
ストン１４は一般に与えられた定常状態速度まで
加速され、流体容積試験測定の進行中その選択さ
れた速度に保たれるが、符号器２６および４０の
出力パルスはそれぞれ線形符号器２６によつて測
定された正確な容積および計器３８によつて測定
された容積を表すカウントを累算するレジスタを
含む演算装置により累算される。計器試験は、計
器符号器４０からの次の出力パルスすなわちもつ
と正確に言えばその前縁の発生により、計器符号
器パルスおよび線形符号器パルスの計数や累算を
可能にする試験開始の近接検出器５２をピストン
１４が通過することによつて開始される。試験中
の計器３８を通る所望量次第で、計器試験は多数
の計器符号器パルスの計数により終了する。特
に、流体の量に左右される所定の計数により、計
器符号器パルス３８を累算するレジスタは、計器
符号器４０から導かれる入力パルスのその計数を
終らせる線形符号器装置に加えられる出力を供給
する。計器符号器４０および線形符号器２６によ
つて測定された流体の量を表す記憶されたカウン
トが比較され、すなわち計器の記録を表す両者間
の比が得られる。

さらに、測定量がこれらの条件について調節さ
れるように温度と圧力の測定が行われる。特に１
対の温度測定測置４２および４４はそれぞれ、計
器３８の入口と出口に配置されている。導管３２
の中の流体によつて作られた圧力と周囲圧力との
差を測定する差圧変換器４６が配置されている。
さらに、室２８に組み合わされる導管３０にかつ
ピストン１４の上にそれぞれ温度測定装置４８お
よび５７が配置され、室２８の中の流体の温度を
表示する。さらに、ピストン１４の中に第２の差
圧変換器５１が配置されて周囲圧力と室２８の中
に作られた圧力との差圧力を表示する。温度測定
装置４２および４４からそれぞれ導かれる温度出
力TM３とTM４は、平均計器温度AMTを与え
るように平均されるが、温度測定装置８７および
４８の出力TP１とTP２はそれぞれ平均プルーバ
温度APTを表示するように平均される。後で詳
しく説明するが、これらの入力パラメータは、圧
力および温度の測定された条件次第で符号器２６
ならびに４０から導かれた測定された量を調節す
るのに用いられる。

第２Ａ図に示される通り、室２８の内部でマイ
クロ波を発生させるマイクロ波アンテナ７０がヘ
ツド６０に配置され、それによつて室２８の容積
は正確に測定される。この測定は室２８の容積の
ごくわずかな変化でも周期的に検出することがで
きるようにされている。

後で説明するが、マイクロ波範囲の電磁波を作
る方法は、室２８の容積の少なくとも10⁶分の１
までの精度を与える。さらに、温度センサ４８お
よび５７の精度を試験するために、導管３０の内
部に超精密温度測定装置６８も挿入されている。
温度変換器４８および５７は説明上、センソ−メ
トリクス社製のRTDモデル番号601222の形をと
ることができるが、超精密温度変換器６８はヒユ
ーレツト・パツカード社製のモデル番号18115A
の形をとることができる。この変換器６８はヒユ
ーレツト・パツカード2804A水晶温度計と共に使
用しなければならない。近接スイツチ５０，５２
および５４は説明上、マイクロスイツチ社製の近
接スイツチFMSA５の形をとることができるが、
リミツト・スイツチ４９および５３はマイクロス
イツチ社製のそれぞれBA−2R−A2ならびに
ADA3721Rの形をとることができる。サーボモ
ータ２０は説明上、コントロール・システムズ・
リサーチ社製のNC100直流サーボモータ／回転
速度計の形をとることができる。光学符号器２６
および目盛２４は、ハインテンヘイン社製のポス
−エコン−５線形符号器の形をとることができ
る。後で詳しく説明するが、計器３８およびプル
ーバ１０の内部の圧力と温度の測定は、プルーバ
１０に入る容積がこれらの変数について調節され
る係数を計算するのに用いられる。特に、温度変
換器４８および５７は、プルーバ１０の室２８の
内部容積にわたる温度の空間平均測定値を得るた
めに室２８の底部と最上部における温度を測定す
る、同様な形式で、温度変換器４２および４４は
計器３８の出入口におけるガスの温度を表示し、
それによつて計器３８を流れるガスの空間平均温
度が得られる。計器プルーバ１０に選択的に組み
込まれた温度変換器は、安定度の高い、低温質量
の白金抵抗温度計であり、これらの変数の正確な
読みを与え、それによつて計器プルーバ１０に入
る容積が正確に測定される。

第２Ａ図および第２Ｂ図に示される通り、近接
装置５０，５２，５４、ならびにリミツト・スイ
ツチ４９，５３は直立支柱８８の１つにより順次
支持される直立部材９０で支持されている。線形
目盛２４の一端は部材９４により支持され、ピス
トン１４の運動方向に事実上平行に下方に出て、
その下端はシリンダ１２の内部の上部により支持
されている。約40000個のマーク１０２の中のほ
んの一部が第２Ａ図に示されている。第２Ａ図の
最下部において、入口弁３４および出口弁３６は
それぞれ、空気式アクチユエータ６６および６４
によつて開位置から閉位置に作動される。

第２Ａ図には、計器３８を通り室２８に入る流
体がピストン１４のシリンダ１２の内部における
直線運動につれてピストン１４の縁の回じから洩
れないようにするため、ピストン１４用の封止装
置７８が示されている。このピストン封止装置７
８の詳細は、本出願と共に出願されかつ本譲受人
に譲渡された米国特許出願「ピストン封止」に開
示されている。

いま第２Ｃ図から、計器プルーバ１０が置かれ
ているプルーバ室１０６と制御室１０５とを備え
ている構内１０４によつて構成される調節環境内
に配置された計器プルーバ１０が示されており、
制御室１０５の中にはプリンタおよび計器プルー
バのいろいろな状態を示す１組のランプを含む表
示装置１１１と、操作員によつていろいろな指令
が入力されるキーボードを含むCRTターミナル
１１２と、電源、モータ制御器、増幅器などを含
むいろいろな熱発生装置とを備える制御コンソー
ルが配置されている。計器プルーバ１０の回りの
周囲条件の制御は、熱発生表示装置１１１および
ターミナル１１２から離れているプルーバ室１０
６の中に計器プルーバ１０を置ことによつて保証
される。第２Ｃ図に示される通り、試験すべき計
器３８もプルーバ室１０６の中に置かれ、導管３
２によつて計器プルーバ１０に結合されている。
プルーバ室１０６の中の温度は、室の回りにプル
ーバ１０の支柱７６の上に配置される温度検出装
置Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３により測定される。気
圧変換器１０９および気圧計も周囲圧力を測定す
るためにプルーバ室１０６の中に配置されてい
る。電気接続は第２Ｃ図に示されるいろいろな温
度測定装置、および第１図と第２Ａ図に示される
ような温度圧力測定装置に作られ、１対のトラフ
１１０を通つて制御室１０５の中に置かれる制御
コンソールに向けられる。このように、計器３８
が試験されかつ計器プルーバ１０が作動する周囲
条件は、計器３８および計器プルーバ１０によつ
て行われる測定の総合性を保証するように正確に
制御される。

いま第３図から、温度および圧力測定、線形符
号器ならびに計器符号器の出力信号、および弁３
４と３６の適切な閉止の各処理を含むいろいろな
機能を実行する計算機システムの計算機構の機能
ブロツク図が示されている。さらに、測定された
パラメータを表示するCRTターミナル１１２、
および計器プルーバ装置１０のいろいろな作動状
態を表示する表示装置１１１出力が供給される
が、操作員はCRTターミナル１１２のキーボー
ドにより、選択された計器試験機能を入力するこ
とができる。計算機システムには、本発明の譲受
人によつて製造されたマイクロコンピユータPPS
−８の形の中央処理装置（CPU）１２０が含ま
れ、それからのアドレス信号はCPU１２０から
アドレス母線１２８を介してプログラム可能な読
取り専用記憶装置（PROM）１２４およびラン
ダム・アクセス記憶装置（RAM）１２６に加え
られる。RAM１２６は本発明の譲受人によつて
製造された256×8RAMの形をとることができる
が、PROM１２４はインテル社製のPROM2708
形をとることができる。システム・クロツク１２
２はCPU１２０にシステム・クロツク信号（例
えば200Hz）を供給し、説明上、本発明の譲受人
によつて製造されたクロツク発生回路（部品番号
10706）の形をとることができる。第３図に示さ
れる通り、クロツク１２２、CPU１２０、
PROM１２４、およびRAM１２６はおのおの命
令データ（Ｉ／Ｄ）母線１４０によつて相互接続
されているが、この母線１４０は説明上14本の母
線の形をとり、前述の素子を相互接続するほか、
信号調整インターフエース回路１３０，１３２，
１３４，１３６および１３８のおのおのにも接続
される。

回路１３０は、温度測定装置５７および４８か
らそれぞれ導かれたプルーバ温度信号TP１なら
びにTP２を表す信号を調整し、インターフエー
ス接続する。さらに、装置４２および４４から導
かれた計器温度信号TM３ならびにTM４も回路
１３０に加えられる。第２Ｃ図に示される通り、
第１図および第２Ａ図で示された計器プルーバ装
置１０が配置されているプルーバ室１０６の回り
にもう４個の室温測定装置Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
３が具備されており、この点において計器プルー
バ装置１０の回りの周囲条件が計器プルーバ装置
の周囲温度をできるだけ安定状態に保つように十
分調整されることが分かる。計器プルーバ装置１
０の配置される同一周囲条件に達する時間を与え
るために、試験すべき計器３８をこの環境内に保
つことが正常な方法である。第３図に示される通
り、温度信号は信号調整論理回路１５０に加えら
れ、さらにそこからインターフエース回路１５１
を介してＩ／Ｄ母線１４０に加えられる。

同様な形式で圧力信号は、信号調整論理回路１
６２およびインターフエース回路１６４を含む調
整インターフエース回路１３２に加えられる。特
に、プルーバ１０の差圧PP１を表わす差圧測定
装置５１、計器圧力MP２を表す差圧測定装置４
６、およびプルーバ室１０６の周囲圧力すなわち
大気圧PBを表す気圧測定測置１０９の各出力が
回路１３２に加えられる。

計器符号器４０および線形光学符号器２６の出
力は信号調整インターフエース回路１３４に加え
られる。特に、計器符号器４０の出力は、インタ
ーフエース回路１７１および１７３に順次加えら
れる出力を持つ信号調整論理回路１７０ａに加え
られる。クロツク回路１７５は、インターフエー
ス回路１７３に信号を加える。本発明のもう１つ
の実施例では、近接検出器２７は計器符号器４０
の回転を検出するために使用され、近接検出器２
７の出力は信号調整論理回路１７０ａに加えられ
る。これは、回転符号器パルスおよび計器試験近
接検出器として表される入力信号によつて第３図
に示されている。これらの入力の１つだけが回路
１７０ａに一度に作られる。線形光学符号器２６
の出力は、信号調整論理回路１７０ｂおよびイン
ターフエース１７９を介してＩ／Ｄ母線１４０に
加えられる。

プローバ１０によつて流されかつ計器３８によ
つて測定される流体の量と共に、温度、圧力のよ
うな測定されたパラメータを表示するために、出
力がＩ／Ｄ母線１４０から回路１３６を介して表
示装置１１１に加えられるが、表示装置１１１は
プラクテイカル・オートメーシヨン社製のハー
ド・コピー・データ・プリンタDMTP−３を備
えている。特に、回路１３６は信号調整論理回路
１９０ａを介してハード・コピー・プリンタにパ
ラメータ出力信号を加えるインターフエース回路
１９２ａを備えている。さらに、回路１３６は信
号調整論理回路１９０ｂを介してCRTデータ・
ターミナル１１２にパラメータ出力信号を加える
インターフエース回路１９２ｂを備えている。さ
らに、ターミナルのキーボードの入力としての操
作員入力指令信号は、論理回路１９０ｂおよびイ
ンターフエース回路１９２ｂを介してＩ／Ｄ母線
１４０に転送される。クロツク回路１９３は、
CRTデータ・ターミナル１１２と計算機システ
ムとの間信号が転送されるボー・レートを調節す
る。CRTデータ・ターミナル１１２は説明上、
ハゼルチン社製のCRT表示装置1500の形をとる
ことができる。このようなターミナルは、そのキ
ーボード上の文字数字キーにより指令を入力する
とともに、入力されている指令を表示することが
でき、操作員はパラメトリツク・データを呼出す
ことができる。

最後に、Ｉ／Ｄ線１４０および入口弁３４と出
口弁３６を相互接続するととに、サーボモータ２
０に制御信号を加える信号調整インターフエース
回路１３８が示されている。さらに、サーボモー
タはコントロール・システムズ・リサーチ社製の
直流サーボコントローラNC 101のようなモータ
制御器と組み合わされ、それによつてサーボモー
タ２０の速度を表す帰還信号はサーボモータ２０
の制御に順次行わせる論理回路１９４に加えられ
る。さらに、サーボモータ２０の状態を表す信号
とともに、計器の流れを測るのに回転符号器４０
または近接検出器２７のいずれを使用すべきかを
示す試験モード・スイツチからの入力信号は、論
理回路１９８およびインターフエース回路２００
を介してＩ／Ｄ母線１４０に入力される。

信号調整インターフエース回路１３０は、プル
ーバ温度TP１とTP２、および計器温度TM３と
TM４をそれぞれ表す各温度変換器５７，４８，
４２ならびに４４から導かれる２つのライン入力
を含むものとして第４Ａ図に詳しく示されてお
り、マルチプレクサ１４９に接続されている。さ
らに、計器プルーバ装置１０を収納しているプロ
ーバ室１０６の回りに配置される４個の温度変換
器Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、次の４つの入力を
通してマルチプレクサ１４９に加えられる。前述
の温度変換器は、検出された温度に比例する出力
電圧を作つてこれらの出力をマルチプレクサ１４
９の相当する入力に加える働きをする増幅器モジ
ユールに接続される。このようにして各温度変換
器は、マルチプレクサ１４９へのその出力がマル
チプレクサ１４９に接続される各温度変換器用の
電圧振幅およびオフセツトについて事実上一様な
出力を保証するために調節されるように、自らの
増幅器モジユールと組み合わされる。第４Ａ図に
示される各変換器用の増幅器モジユールの詳細
は、第４Ａ図に全体として130で示される信号調
整論理回路の詳細な説明と共に第４Ｉ図について
以下に説明される。マルチプレクサ１４９は、そ
の８つの各入力で入力を時間多重するとともに、
温度信号出力がマルチプレクサ１５４を介してア
ナログ・デバイス社製の増幅器AD５２２の形で
説明される増幅器１５２に一度に１つ加えられる
ように規準化する働きをする。第２マルチプレク
サ１５４は、演算増幅器１５２を介して、バー・
ブラウン製のＡ／Ｄ変換器ADC８０の形で説明
するアナログ／デイジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１
５８に、８つの温度入力信号の１つを加えるよう
に常時セツトされる。校正モードでは、マルチプ
レクサ１５４はＡ／Ｄ変換器１５８に精密な校正
電圧を加えるように作動される。技術的に周知の
通り、アナログ信号の直流電圧はＡ／Ｄ変換器１
５８によつて容易に受け入れられるレベルまで調
節されるが、Ａ／Ｄ変換器１５８はこれらのアナ
ログ信号を、その12本の出力ラインを介して、本
発明の譲受人によつて製造された装置（部品番号
11696）の形で説明される並列入出力（PI／Ｏ）
装置１６０に加えられるデイジタル出力に順次変
換する。PI／Ｏ回路１６０により、入力指令は
Ｉ／Ｄ母線１４０を介して、ある特定の時間にど
の入力をサンプルすべきかを調節するためにマル
チプレクサ１４９に転送されるとともに、マルチ
プレクサ１４９の出力の１つまたは電圧校正入力
信号をＡ／Ｄ変換回路１５８に加えるようにマル
チプレクサ１５４を働かせる論理回路１５６に転
送される。作動の際、CPU１２０はＩ／Ｄ母線
１４０を介してPI／Ｏ回路１６０に呼出信号を
与えるが、DI／Ｏ回路１６０は読み出してデイ
ジタル・データに変換してＩ／Ｄ母線１４０に加
える情報を呼出すことによつてそれに応答する。
さらに、Ａ／Ｄ変換回路１５８によつてアナログ
信号をデイジタル信号に変換する時間を合わせる
指令がPI／Ｏ回路１６０から導かれ、またＡ／
Ｄ変換回路の状態を表す信号がPI／Ｏ回路１６
０を介してＩ／Ｄ母線１４０に加えられる。電圧
校正信号により演算増幅器１５２のゼロおよびス
パンは、Ａ／Ｄ変換回路１５８に各入力信号の完
全な振幅が現れるように調節される。

調整インターフエース回路１３２は第４Ｂ図で
さらに詳しく示され、この場合プルーバ圧力すな
わちピストン圧力PP１および計器圧力MP２を
それぞれ表す変換器５１と４６の出力が演算増幅
器１６１ａおよび１６１ｂを介してマルチプレク
サ１６３に加えられることが示されている。さら
に、プルーバ室１０６の気圧すなわち周囲圧力を
測定する圧力変換器１０９からの出力は、演算増
幅器１６１ｃを介してマルチプレクサ１６３に加
えられる。最初、CPU１２０は圧力変換器５１，
４６または１０９のどの出力をＩ／Ｄ母線１４０
ならびにPI／Ｏ回路１６８を介して読み出すべ
きかを選択するために、マルチプレクサ１６３に
指令を送る。それに応じて、PI／Ｏ回路１６８
は制御信号を４線母線１６９を介してマルチプレ
クサ１６３に加え、３つの圧力表示信号の１つま
たはＡ／Ｄ変換器１６６に加えるべき電圧校正入
力信号を選択するが、Ａ／Ｄ変換器１６６は入力
アナログ信号を、Ｉ／Ｄ母線１４０を介して順次
送られるPI／Ｏ回路１６８に加えられる相当す
るデイジタル信号に変換する。次にCPU１２０
の指令により、PI／Ｏ回路１６８はライン１５
９介してＡ／Ｄ回路１６６に指令し、選択された
アナログ圧力出力信号をＩ／Ｄ母線１４０を介し
て送られる相当するデイジタル信号に変換させ
る。入力アナログ・データのデイジタル・データ
への変換は、Ａ／Ｄ変換を行うための不連続な時
間を必要とし、さらにＡ／Ｄ回路１６６の12出力
データ・ラインに現れるデイジタル・データが
PI／Ｏ回路１６８によつて読み取られる前に安
定するための不連続な時間を必要とする。Ａ／Ｄ
回路１６６からの12データ・ライン出力で信号が
安定すると、Ａ／Ｄ回路１６６によつて状態信号
が作られる。状態信号に応じて、PI／Ｏ回路１
６８はＡ／Ｄ回路１６６の出力ラインに現れるデ
ータを読み、これらの信号を第３図に示される通
りＩ／Ｄ母線１４０を介してRAM１２６に加え
る。この過程が終つてから、システムはもう１つ
の変換器から得られるもう１つの圧力出力を選択
して、その出力を上述の通りRAM１２６に送る
デイジタル信号に変換することができる。

インターフエースおよび調整回路１３４は、第
４Ｃ図に一段と詳しく説明される。回転計器符号
器４０は計器３８と組み合わされて、相互に90゜
位相はずれの第１および第２信号Ａとを信号調
整論理回路１７０ａに供給する。特に、回路１７
０ａは、回転計器符号器４０の機械振動によつて
生じることがある信号のジツタによる可能な問題
をなくすために入力信号Ａをに処理する。信号
調整論理回路１７０ａは、信号Ａおよびの入力
パルスの各組に相当する合成パルス信号を作り、
これをあとで説明する方法で計器３８に通される
流体の選択された量に左右される係数を入れられ
るプログラム可能カウンタ１７４ａを含む間隔計
時機構１７４に加える。特にその係数はプログラ
ム可能カウンタ１７４ａに入れられ、その係数か
らゼロまでカウント・ダウンすると、間隔計時機
構１７４によつて作られるパルスはCPU割込み
２のサブルーチンを開始するために加えられる出
力を持つ論理回路１７７に加えられ、それによつ
て計器３８の試験は第９Ｉ図について後で詳しく
説明する通り終了する。論理回路１７０ａは回転
計器符号器４０からの入力信号Ａに応動して、相
当する調整パルスを間隔計時機構１７６に加える
が、間隔計時機構１７６はプログラム可能なカウ
ンタ１７４ａ、カウンタ１７６ａ、および線形符
号器カウンタ１８２のタイミングすなわち計数を
開始させるために信号Ａの前縁を認識する働きを
する。さらに詳しく説明すれば、CPU１２０は
計器プルーバ１０を制御し、近接検出器５２から
の出力信号の存在によつて示される通り、ピスト
ン１４がそのパーク位置からその開始−試験位置
まで加速されたことを検出する。近接検出器５２
の出力を検出すると、CPU１２０によつて実行
されるプログラムは周期的に、例えば約40μsごと
に、間隔計時機構１７６を呼び出して、それが回
転符号器変換器４０の入力信号Ａの前縁を表す入
力信号を信号調整論理回路１７０ａから受信した
かどうかを調べる。論理回路１７０ａの出力の第
１前縁が検出されると、ピストン１４が近接検出
器５２を通過してから、開始信号はPI／Ｏ回路
１８４に加えられるが、PI／Ｏ回路１８４は開
始カウント信号をカウンタ１８２に加えるととも
に、開始信号をＩ／Ｄ母線１４０を介してプログ
ラム可能カウンタ１７４ａにも加える。このよう
に、各カウンタ１７４ａ，１７６ａ、および１８
２は同時に計数を開始するように活性化される。
この説明のための例では、プログラム可能カウン
タ１７４ａは回転符号器変換器４０の出力信号に
応じてカウント・ダウンする。

本発明の重要な面において、計器試験の開始と
終了、すなわちプログラム可能カウンタ１７４ａ
とカウンタ１８２よる計数は、計器３８の精度を
測定するという点で回転符号器４０の出力に応動
して行われる。さらに詳しく述べれば、回転符号
器４０は第４Ｆ図についてさらに詳しく説明する
通り流体計すなわちガス量計３８に組み合わさ
れ、その回転自在に取り付けられたロツドの回転
により、それに組み合わされた回転計符号器４０
はこの接線アームの回転および計器のダイアフラ
ムの循環に相当するパルス列を作る。第４Ｆ図に
示される通り、回転部材は継手アームによつて計
器ダイアフラムに接続され、その回転は符号器４
０の出力が周波数変調された方向にあるように非
線形である。したがつて回転計符号器４０の正確
な測定を得るためには、計器の回転部材の回転に
おけるほぼ同じ点で計数が開始終了するように、
符号器４０から得られるパルスをカウントするこ
とが望ましい。これは回転計符号器４０に応じて
計数を開始することによつて達成される。特に計
器試験は、ピストンが開始−試験に置かれた近接
検出器５２を通過すると、それから供給される出
力によつて、後で説明する通り、回転計符号器４
０の次の出力信号Ａの前縁に相当する論理回路１
７０ａからの次の出力信号の前縁の検出が可能と
なる。間隔計時機構１７６は前縁に応じて、プロ
グラム可能カウンタ１７４ａおよびカウンタ１８
２の計数を同時に開始させる。プログラム可能カ
ウンタ１７４ａが計器３８を流れる所望量に左右
される選択された係数からカウント・ダウンされ
ると、間隔計時機構１７４はその出力を論理回路
１７７に供給して、カウンタ１７４ａと１８２の
計数を順次終らせかつそれぞれのカウントを
RAM１２６の内部の相当する場所に転送する
CPU１２０の割込み２を使用可能にする。計数
の終了はソフトウエアによつて行われるが、ステ
ツプ数が追加されるので本システムのプログラミ
ングを過度に複雑化するとともに、上述のタイミ
ング操作の実行に必要な時間が追加される。さら
に、回転計器符号器４０の出力に応じる計数の開
始は、試験中の計器３８の一段と正確な試験およ
び校正を保証する。

上述のとおり、回転符号器４０から導かれるパ
ルスの出力列は、プログラム可能カウンタ１７４
ａに当初置かれたカウントをカウント・ダウンす
るように加えられる。重要なことは、プログラム
可能カウンタ１７４ａに置かれたカウントが計器
３８を通り室２８に入る所望量によつて変化し得
ることである。カウントは計器３８の構造寸法お
よび特性に基づくとともに、回転計器符号器４０
が回転ごとに作るパルス数に関する符号器４０の
特性に基づく。本発明の説明のための実施例で
は、計器４０を通る１立方フイートの容積に相当
するプログラム可能カウンタ１７４ａには40000
カウントが置かれる。計器３８および符号器４０
の特性が変化する容積について不変であるとすれ
ば、計器３８に１／２フイートおよび１／４フイ
ートの流体をそれぞれ通したいと思う場合、プロ
グラム可能カウンタ１７４ａには説明のためのカ
ウント20000および10000が記憶される。計器３８
の特性に基づくカウントを回転計器符号器４０か
ら導かれるパルスによつてカウント・ダウンされ
るプログラム可能カウンタ１７４ａに入力するこ
とによつて、計器の一段と正確な試験が保証され
るが、それは計器試験の開始と終了が前述の通
り、計器およびその回転符号器４０の回転サイク
ル中の同一点で行われるからである。

第４Ｃ図に示される通り、クロツクＡはシステ
ム・クロツク１２２から導かれ、CPU１２０お
よびＩ／Ｄ母線１４０を介して間隔計時機構１７
６に加えられる。選択された係数はダウン・カウ
ンタ１７６ａに置かれ、毎秒１パルスの抜取りパ
ルスに相当する出力が間隔計時機構１７６から得
られる。本発明の説明のための実施例では、クロ
ツク１２２から導かれるシステム・クロツクは
200kHz程度であり、カウンタ１７６ａに置かれ
る係数は所望の毎秒１パルスを論回路１７８に供
給しそこからモータ制御盤に供給するようなもの
である。後で説明するが、この抜取りパルスは圧
力と温度の測定値の抜取りを同期させるのに用い
られる。

さらに、線形符号器２６の出力は、信号調整回
路１７０ｂに加えられる相互に90゜位相はずれの
１対の信号Ａおよびである。回路１７０ｂが回
路１７０ａに似ているのは、それが入力信号Ａお
よびを持ち、これらの入力信号を整形調整し
て、他の方法では線形符号器２６から擬似出力を
示すことがあるジツタを除去するからである。さ
らに回路１７０ｂはピストン１４が入力信号Ａお
よびにより移動する方向を検出することがで
き、ピストン１４が所望の方向に移動しているこ
とを出力信号Ａおよびが示さない場合は信号調
整回路１７０ｂから信号は出力されない。回路１
７０ｂは、開始後線形符号器２６の出力をカウン
トして累算するカウンタ１８２の線形符号器出力
に相当する調整されたパルスの列を供給する。カ
ウンタ１８２の累算出力はPI／Ｏ回路１８４に
加えられ、指令よりＩ／Ｄ母線１４０を介して計
算機システムの残り部分に転送される。

本発明の１つの実施では、回転符号器変換器４
０は計器３８に組み合わされ、特に前述の通り複
数個の出力信号Ａおよびを与えるためにガスが
そこを流れるにつれて自家製計器接線アームに回
転自在に組み合わされる光学符号器を備えてい
る。本発明の別な実施例では、間隔計時機構１７
６および１７４に順次接続される信号調整論理回
路１７０ｃに出力信号を供給するため、後で説明
する機構によつて計器３８の自家製計器接続アー
ムの機械的回転を検出する近接検出器が使用され
る。計器３８の接線アームに組み合わされる機械
機構の配列により、近接検出器２７は計器接線ア
ームの回転を検出するにつれて光学符号器２６に
よつて作られる分解能より低い分解能の信号を作
る。近接検出器の特定な利点は、その機械的およ
び電気的構造が比較的簡潔なことである。近接検
出器２７を用いるか回転符号器変換器４０を用い
るかの選択は、第４Ｋ図に示されるようなスイツ
チ１９１を倒すことによつて操作員が行う。操作
員が近接検出器２７の使用を決定すると、プログ
ラム可能カウンタ１７４ａは１立方フイート、
１／２フイート、および１／４立方フイートの測
定された容積の流れに相当する８，４ならびに２
の数字で符号化される。操作員はスイツチ１９１
を適当な位置にまず倒して試験容積をCRTター
ミナル１１２のキーボードに入れることによつ
て、近接検出器２７用または回転符号器４０用の
適当な係数の入力を開始する。

第４Ｆ図には、２個の中の１個だけが１２０２
として示されているダイアフラムの使用によつて
流体の流れを測定する標準の計器３８の斜視図が
示されている。第４Ｆ図に示される流量計は、
1951年３月31日付の米国特許第2544665号さらに
詳しく説明されている。図示の通り、フラグ・ロ
ツド１２０３はアーム１２０４を振動させるダイ
アフラム１２０２の曲げを検出する。第２ダイア
フラム（図示されていない）および組合されるフ
ラグ・ロツド（図示されていない）は、アーム１
２０６を交番サイクルで振動させる。前述の特許
に説明された通り、アーム１２０６と１２０４、
およびアーム１２０８と１２１０の組合せは接線
アーム１２１４を前記特許で説明されているよう
に回転させる。アーム１２０８と１２１０の交点
における金属ターゲツトは近接検出器２７を通つ
て回転され、それによつて上述の通り処理される
出力が論理回路１７０ｃに供給される。

調整およびインターフエス回路１３６は第４Ｄ
図について一段と詳しく示され、測定流量および
行われた試験のエラーの百分率を含む計器プルー
バ装置により測定された所望のパラメータをプリ
ント・アウトするために、プリンタ１１１ａと表
示装置１１１との間に通信が作られる。特にプリ
ンタ１１１ａは第１論理回路１９０ｂおよび並列
データ制御器（PDC）１９２ｂを介してＩ／Ｄ
母線１４０に結合されるが、PDC１９２ｂは本
発明の譲受人によつて製造されたPDC10453の形
で説明することができ、またＩ／Ｄ母線１４０と
プリンタ１１１ａとの間に２ウエイの制御された
呼出しを与える。すなわちPDC１９２ｂを通る
指令より、論理回路１９０ｂで信号が作られ、そ
れによつてプリンタ１１１ａがストレーブされ、
プリンタ１１１ａが印刷に利用できることを示す
肯定応答信号（ACKO）が論理回路１９０ｂお
よびPDC１９２ｂを介して転送される。プリン
タ１１１ａが使用中ならば、適当な使用中信号が
Ｉ／Ｄ母線１４０に送り戻される。データを印刷
する指令が出されると、信号の制御部分はPDC
１９２ｂおよび論回路１９０ｂを介して送られ、
プリンタ１１１ａが論理回路１９０ｂから導かれ
るデータ・チヤンネルに現われるデータを印刷す
るのを制御する。

さらに操作員は、論回路１９０ａおよび直列デ
ータ制御回路（SDC）１９２ａを介して計算機
システムにＩ／Ｄ母線１４０で相互接続される
CRTターミナル１１２のキーボードにより適当
な指令を記入することができる。SDC１９２ａ
は本発明の譲受人によつて製造されたSDCモデ
ル番号10930の形で説明することができる。SDC
１９２ａは、ターミナルのキーボードで操作員が
入力した命令を含む、CRTターミナル１１２か
ら導かれた直列データを受けることができる。
SDC１９２ａは論理回路１９０ａから入力され
たこれらの直列信号をクロツク１９３によつてセ
ツトされる適当なボー・レートに変えて、１組の
デイジタル信号をＩ／Ｄ母線１４０を介して
CPU１２０に送る。さらに、CRTターミナル１
１２に表示すべきデータはＩ／Ｄ母線１４０によ
つてSDC１９２ａから送られ、また論理回路１
９０ａによつてターミナルCRTに表示されるよ
うに送られる。

第４Ｅ図に示される信号調整およびインターフ
エース回路１３８は、Ｉ／Ｄ母線１４０と第１す
なわち入口弁３４と第２すなわち出口弁３６との
間のインターフエースを構成するとともに、モー
タ制御器に出入する信号を供給する。速度および
方向に関するモータ制御信号は、Ｉ／Ｄ母線１４
０を介して受信するように加えられ、PI／Ｏ回
路１９６を介して論理回路１９０ａに送られ、そ
れによつてこれらのデイジタル信号はサーボモー
タ２０の相当する作用を作るようにモータ制御器
に加えられる。同様に、実行プログラムの制御を
受ける適当な時間に、それぞれ相当するソレノイ
ド６６および６４を作動させることによつて弁３
４と弁３６を開閉させる信号が作られる。これら
の弁制御信号はPI／Ｏ回路１９６および論理回
路１９４ｂを介して制御室１０５の中に置かれる
１対の空気弁に加えられ、それによつて50psiの
空気供給は指令によりこれらの弁をそれぞれ開閉
させる各弁ソレノイド６６と６４に選択自在に加
えられる。このように、弁ソレノイドによつて作
られる熱は温度調節されたプルーバ室１０６から
除去される。さらに各ソレノイド６６および６４
は、弁の開閉を決定する近接検出器を備えてい
る。ピストン１４のおおよその位置を決める近接
検出器５０，５２、および５４によつて作られる
出力信号は、論理回路１９４ｃおよびPI／Ｏ１
９６を介してＩ／Ｄ母線１４０に加えられる。１
秒の抜取りクロツクは符号器盤（前述）から作ら
れ、論理回路１９４ｄを介してPI／Ｏ回路１９
６に供給される。同様に、操作員は計器流体の流
れが第４図示される通り、近接検出器７から得ら
れるか、符号器２６から得られるかを決定するス
イツチを作動することができる。この指令信号は
PI／Ｏ回路１９６を介してＩ／Ｄ母線１４０に
加えられる。サーボモータ２０で適正な制御を得
るには、モータの速度、方向、および測定された
トルクに関するモータの状態が論理回路１９８ｂ
およびPI／Ｏ回路２００を介してＩ／Ｄ母線１
４０に加えられる。

表示装置１１１は第２Ｄ図に示されるような前
面盤を備え、システムの条件をいろいろ表す１組
のライトおよびバツクライト式押ボタンを表示す
るようになつている。第２Ｄ図に示される通り、
表示盤には計器３８を通る流体の流量および百分
率のプリントアウトを与えるプリンタ１１１ａが
備えられている。さらに、複数個のライト１１１
ｂ〜１１１ｅがある。ライト１１１ｂは、計器プ
ルーバ１０の自己試験が後で説明する通り行われ
ていることを示すために励磁される。待機ライト
１１１ｅは、計器プルーバ１０の電力が加えられ
ていることおよびプルーバ１０をその待機モード
に置く初期設定工程が開始されていることを示
す。この待機モードの際、１組のキーボード応答
が操作員から要求され、CRTターミナル１１２
のキーボードによるデータ入力が終ると、計器プ
ルーバ１０は試験進行中ライト１１１ｃの励磁に
よつて示される試験進行中モードに自動的に進
む。このモードにおいて計器３８は実際に試験さ
れている。計器試験が終ると、試験終了指示ライ
ト１１１ｄが励磁される。この時点で、最終パー
セント精度が算出され、ハード・コピー・プリン
タ１１１ａにプリントアウトされる。さらに、バ
ツクライト停止押ボタン・１１１ｇおよびバツク
ライト・リセツト押ボタン１１１ｆが備えられ
る。任意を操作段階で、再開始押ボタン１１１ｆ
が押されると、計器プルーバ１０は第９Ｈ図につ
いて後で詳しく説明する通り、電力が最初に加え
られる場合のように応答する。停止押ボタン１１
１ｇは、プルーバ１０に損傷を招くような緊急状
況が生じるときのみ押される。停止押ボタン１１
１ｇを押すと、サーボモータ２０は速やかに減速
されて停止し、プルーバ１０は一次電力が除かれ
て再度加えられるまでその停止モードに固定され
る。電力が再び加えられると、計器プルーバ１０
は待機モードに復帰する。プログラの実行の途中
で適当な信号が作られ、Ｉ／Ｄ母線１４０、
PI／Ｏ回路２００、および論理駆動回路１９８
ａを介して該当の指示ライト１１１ｂ〜１１１ｅ
を励磁するように加えられる。

第４Ａ図〜第４Ｅ図の機能ブロツク図に示され
るような信号調整回路は、第４Ｇ図〜第４Ｍ図の
略図に一段と詳しく示されている。第４Ａ図に全
体として示された信号調整回路１３０は、第４Ｇ
図、第４Ｈ図、および第４Ｉ図の略図に詳しく示
されている。

第４Ｇ図において、水銀接点を持つ複数個のリ
レーを備えたマルチプレクサ１４９が示されてい
るが、これはそれによつて呈示される抵抗を減少
し、プルーバ温度変換器５７または４８の１つ、
計器温度変換器４４または４２の１つ、あるいは
室温変換器Ｒ０〜Ｒ３の１つによつて測定される
温度に相当する電圧をマルチプレクサ１４９のそ
のリレーに提供する増幅器モジユールに接続され
たチヤンネルに結合される、選択されたチヤンネ
ルはマルチプレクサ１４９の励磁されたリレーに
よつて、第４Ｇ図に示される第２マルチプレクサ
１５４、および第４Ｈ図に示される増幅器１５２
を介してＡ／Ｄ変換器１５８に加えられる。第４
Ｈ図において、Ｉ／Ｄ母線１４０によりCPU１
２０に結合されるPI／Ｏ回路１６０が示されて
いる。さらに、PI／Ｏ回路１６０から導かれる
１つの出力は、マルチプレクサ１４９の相当する
リレーを閉じる複数個のドライバ１５５の１つを
順次励磁する第４Ｇ図に示されるような１個の符
号解読器１５３に対するHEXに加えられる。
PI／Ｏ回路の出力はアンド・ゲート１５６ａ、
インバータ１５６ｂ、および論理トランスレータ
１５６ｃから成る論理回路１５６を介してマルチ
プレクサ１５４にも加えられる。さらに第４Ｈ図
について、温度測定モジユールの選択された１つ
の出力がＡ／Ｄ変換回路１５８に加えられると、
変換信号はPI／Ｏ回路１６０から伸張回路１５
３を介してＡ／Ｄ変換回路１５８に加えられる。
この変換信号に応じて、Ａ／Ｄ変換器１５８は入
力されたアナログ温度信号を、PI／Ｏ回路１６
０からＩ／Ｄ母線１４０に送られる相当するデイ
ジタル信号に変換し、変換終了の状態信号を導管
１４７によりPI／Ｏ１６０に送る。

いま第４Ｉ図から、相当するチヤンネルにより
マルチプレクサ１４９に加えられる電圧出力信号
を供給するために各温度測定装置に加えられ、増
幅される増幅器モジユールの略が示されている。
説明上、温度測定装置はセンソ−メトリクス社製
の抵抗温度装置６０１２２２から成るものとす
る。抵抗温度装置（RTD）は、RTDおよび抵抗
器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３から成る抵抗ブリツジ２０１
の１つのアームとして組み合わされる。ブリツジ
２０１の端子ａおよびｂに加えられる励振電圧、
ならびにその端子ｃおよびｄから導かれる出力電
圧は、説明上アナログ・デバイス社製のモデル
2B31のような調整回路２０３に結合される。基
本的に述べれば、調整回路２０３は演算増幅器２
０５を備え、これに加えられるブリツジ２０１の
出力はベツセル・フイルタ２０７に加えられる前
に増幅され、それによつて選択された周波数は演
算増幅器２０９によりさらに増幅される前に除去
されてマルチプレクサ１４９の相当するチヤンネ
ルに加えられる。きわめて安定した電圧源が回路
２０３を励磁させるが、説明上アナログ・デバイ
ス社製の電圧源AD５８４を使用する。第４Ｉ図
に示される通り、演算増幅器２０５の利得は回路
２０３の端子１０と１１との間に置かれるＲ４に
よつて制御されるが、出力オフセツトは回路２０
３の端子２９に結合されるポテンシオメータＲ５
をセツトすることによつて調節される。さらに、
ブリツジ２０１を励磁するために加えられる電圧
および電流はそれぞれ、ポテンシオメータＲ７お
よびＲ６を調節することによつて制御される。

第４Ｂ図に全体として示される信号調整回路１
６４は、第４Ｊ図の略図によつてさらに詳しく示
されている。PI／Ｏ回路１６８は、Ｉ／Ｄ母線
１４０とCPU１２０との間でデータの伝送を与
えるように両者に結合されている。もう１つの入
力はＡ／Ｄ変換器１６６から、インバータ１６７
の相当する組を介してPI／Ｏ回路１６８に及ん
でいる。圧力変換器５１，４６およびPBはそれ
ぞれ、増幅器１６１ａ，１６１ｂならびに１６１
ｃを介してマルチプレクサ１６３に接続される。
第４Ｊ図に示される通り、マルチプレクサ１６３
は、圧力変換器の１つから導かれる選択された出
力をＡ／Ｄ変換器１６６に加えるために励磁され
る相当する複数個のリレーから成る。PI／Ｏ回
路１６８は母線１６９を介して論理回路１６５に
制御信号を加えることによつてマルチプレクサ１
６３のどのリレーが励磁すべきかを決めるが、論
理回路１６５はマルチプレクサ１６３のリレーの
どれが励磁すべきかを実際に選択するとともに、
ハイ・ゴーイング信号を１組の論理トランスレー
タ１６５ｂからの相当する出力を介して相当する
１組のパワー・ドライバ１６５ｃに加える２進化
10進対10進変換および符号解読器１６５ａを含
み、それによつてマルチプレクサ１６３の相当す
るレリーはＡ／Ｄ変換器１６６に相当する温度出
力を加えるように励磁される。次にPI／Ｏ１６
８は、変換信号を導線１５９を介して、入力アナ
ログ信号を相当するデイジタル信に変えて状態信
号をPI／Ｏ回路１６８に送るＡ／Ｄ変換器１６
６に加える。

第４Ｋ図において、第４Ｃ図の機能ブロツク図
で全体として示された調整回路１３４の略図が示
されている。PI／Ｏ回路１８４は、Ｉ／Ｄ母線
１４０によつてCPU１２０に結合され、また１
対のカウンタ１８２ａ，１８２ｂから成るカウン
タ１８２に結合されるものとして図示されてい
る。さらに、信号調整論理回路１７０ｂは、ナン
ド・ゲート１８０およびインバータを介してカウ
ンタ１８２ａの入力に加えられる出力を持つ１組
のノア・ゲート１６９及びフリツプフロツプ１６
９ｅから成るものとして図示されている。線形符
号器２６の出力は、相当する論理トランスレータ
およびインバータを介して信号調整論理回路１７
０ｂの前述のノア・ゲート１６９に加えられる。
回転計器符号器４０は信号調整論理回路１７０ｂ
に似た信号調整論理回路１７０ａに加えられ、合
成信号を間隔計時機構１７４に、Ａ信号に相当す
る調整信号を間隔計時機構１７６に供給する。第
４Ｋ図のＩ／Ｃ回路１７４および１７６もそれぞ
れ、プログラム可能カウンタ１７４ａと１７６ａ
を備えていることが分かる。間隔計時機構１７４
の出力は、第４Ｋ図に示されるナンド・ゲートと
１対のノア・ゲートとから成る論理回路１７７を
介して、CPU１２０の割込み２の入力に加えら
れる。間隔計時機構１７６の出力は、サーボモー
タ２０の制御盤に加えられる。

第４Ｋ図に示される通り、信号調整論理回路１
７０ａは、回転計器符号器４０によつて作られた
出力信号Ａおよびをそれぞれ受ける第１入力と
第２入力とを備えている。第１１Ａ図および第１
１Ｂ図にそれぞれ示される通り、信号は後で説
明するが、計器符号器４０が移動している回転方
向を示すためにＡ信号より遅れる。この特定のシ
ステムが時計方向に回転するように計器符号器４
０が設計されており、もし計器符号器４０にジツ
タまたは機械振動が加えられると、少なくとも暫
時、信号はＡ信号より進んで現われることが分
かる。第１１Ｃ図は出力信号がＡ信号より90゜
進んでいる場合のように現われる出力信号を示
しているが、この条件はまちがつた信号条件を表
す望ましくないものである。信号調整論理回路１
７０ａは、いま説明するような条件を除去するよ
うに設計されている。Ａおよび信号はおのお
の、レベル・シフタならびに変換回路を通つてノ
ア・ゲート１８１ａと１８１ｂにそれぞれ加えら
れる。ノア・ゲート１８１ａの出力はノア・ゲー
ト１８１ｂの入力に結合され、ノア・ゲート１８
１ｂの出力はインバータを介してノア・ゲート１
８１ｃの入力に結合される。第４Ｋ図に示される
通り、変換された入力、すなわちノア・ゲート１
８１ａの入力と180゜位相はずれの入力がノア・ゲ
ート１８１ｄに供給されるが、ノア・ゲート１８
１ｄの出力はノア・ゲート１８１ｃの他の入力に
加えられる。信号調整論理回路１７０ａの有効な
出力は、計器符号器４０が時計方向すなわち所望
方向に回転されているとすれば、第１１Ｄ図に示
される通りノア・ゲート１８１ｃの出力から導か
れ、かつ上述の通りカウントすべき間隔計時機構
１７４に加えられる。しかしたとえ、比較的短時
間態勢で信号がＡ信号より進んで現れても、直
流（すなわち論理の０の信号）出力信号はジツタ
またはある他のまちがつた信号の存在を示しなが
ら、ノア・ゲート１８１ｃから導かれる。同様な
形式で、信号調整論理回路１７０ｂは、第１１Ａ
図および第１１Ｂ図によつてもそれぞれ示されて
いる線形符号器２６から導かれたおよび信号
を受信する。同様な形式でＡおよび信号は、同
様な１組のノア・ゲート１６９ａ，１６９ｂ，１
６９ｃ、および１６９ｄに加えられる。ノア・ゲ
ート１６９ｃの出力は、第４Ｋ図に示される通り
相互接続された１対のノア・ゲートから成るラツ
チに加えられる。同様な形式で、線形符号器２６
から導かれた信号がそのＡ信号より遅れている
場合は、第１１Ｃ図に示されるような出力はラツ
チ１６９ｅを介して、カウンタ１７６ａによつて
カウントすべき間隔計時機構１７６に加えられ
る。信号調整論理回路１７０ｂにはもう１組のノ
ア・ゲートも備えられ、ピストン１４が逆方向に
駆動され、すなわちそのパーク位置に向つて下方
向にサーボモータ２０によつて駆動されることを
示しながら、線形符号器２６から導かれたＡ信号
より進んでいる信号の発生を示す間隔計時機構
１７６の入力２２に加えられる出力信号を供給す
る。

第４Ｌ図において、第４Ｄ図で全体として示さ
れた信号調整論理回路１３６の略図が示されてい
る。データはＩ／Ｄ母線１４０およびCPU１２
０への直結により、並列データ制御器（PDC）
１９２ｂとCPU１２０との間で転送される。
PDC回路１９ｂの出力は、PDC１９２ｂの右側
に図示されている複数個のラインによつて論理回
路１９０ｂに結合される。論理回路１９０ｂは主
として、その各出力に接続される論理トランスレ
ータを備えている。論理回路１９０ｂにはナン
ド・ゲートがあり、プリンタ１１１ａにリセツト
信号を供給する。第４Ｌ図に示される通り、スト
ローブ信号がプリンタ１１１ａに加えられ、これ
はPDC１９２ｂに肯定応答信号（ACKO）を順
次加え、それによつてデータはその旨標示された
１組の信号の制御を受けてプリンタ１１１ａによ
つて印刷すべく伝送される。さらに、PDC回路
１９２からプリンタ１１１ａへのデータ伝送を停
止するために、使用中信号がプリンタ１１１ａに
よつて作られる。また、SDC回路１９２ａは、
Ｉ／Ｄ母線１４０およびCPU１２０への直結に
よりCPU１２０に結合されている。その出力は
SDC回路１９２ａの右側から取られ、論理回路
１９０ａを介して、左側に指定された制御で示さ
れる回路により供給されるあらかじめ選択された
信号の制御を受けてCRTターミナル１１２に出
入するデータを与えるように加えられる。簡単に
言うと、制御信号はCRTターミナル１１２の操
作モードを決める固定信号を与える。データ出力
信号に結合される論理回路１９０ａは、ライン・
ドライバの形をした論理トランスレータおよびイ
ンバー回路を備えているが、データ入力ラインは
SDC回路１９２ａに信号を加える前にその信号
を反転するように処理される。クロツク回路１９
３は論理トランスレータを備える論理回路１９５
を介して、SDC回路１９２ａのクロツク入力に
信号を加える。

第４Ｅ図に全体として示された信号調整回路１
３８は、第４Ｍ図の略図にさらに詳しく示されて
いる。PI／Ｏ回路２００は、Ｉ／Ｄデータ母線
１４０および上部と下部に示されている直結によ
つて、CPU１２０に結合される。PI／Ｏ回路２
００からいろいろに取られる出力は論理回路１９
８ａによつて、システム制御および表示装置１１
１に示されるようなライトをいろいろに励磁する
ように結合される。論理回路１９８ａは、PI／
Ｏ回路２００の各出力用の論理トランスレータ
と、相当するライトを励磁する複数個のドライバ
とを備えている。さらに、リセツトおよび停止の
押ボタン・ライト１１１ｆと１１１ｇのスイツチ
機構からの信号は論理回路１９８ａを介し、特に
インバータを介してPI／Ｏ回路２００に加えら
れる出力を持つ第４Ｍ図の１組のナンド・ゲート
に加えられる。第2PI／Ｏ回路１９６は、Ｉ／Ｄ
データ母線１４０および直結によつてCPU１２
０に結合される。その１組の出力は、論理回路１
９４ａを介してサーボモータ２０の方向および速
度を含むいろいろな機能を制御するように加えら
れる。論理回路１９４ａは、１組のノア・ゲート
および直列接続されたインバータならびに論理ト
ランスレータを介して、サーボモータ２０の方向
と速度を制御する働きをする出力を持つ相当する
複数個のドライバに結合される７個の入力を受け
る。また、PI／Ｏ回路１９６の２つの出力は、
直列接続されたインバータおよび論理トランスレ
ータを含む論理回路１９４ｂを介して、ドライバ
に加えられ、その後弁３４および３６と組み合わ
される空気式ソレノイド６６ならびに６４を制御
するように加えられる。近線検出器５０，５２お
よび５４からの入力を処理する論理回路１９４ｃ
から、１組５個の入力が導かれる。論理回路１９
４ｃは、インバータを介してPI／Ｏ回路１９６
の相当する入力に結合される抵抗器とダイオード
とから成る回路を備えている。論理回路１９４ｄ
は第４Ｃ図に示される論理回路１７０ａに結合さ
れるが、１組のノア・ゲートを備えており、入力
信号にはいろいろな圧力および温度信号の抜取り
を制御する１秒のクロツク信号が含まれる。

いま第５図からPROM１２４の中に記憶され
かつRAM１２６に入力されたデータを用いて
CPU１２０の制御より実行されるプログラムの
いろいろなステツプのハイ・レベル流れ図が示さ
れている。最初、電力はステツプ２１０で計算機
システムに加えられる。普通、第３図に示される
ような計算機システム用の電源は、パワー・メー
ト社製の電源EMA18／24BおよびEMA12／5D、
アナログ・デバイス社製の925、デーテル社製の
５／２、MPS5／３、MPD12／３、ならびにプ
ラクテイカル・オートメーシヨン社製のPB6−28
の形をとることができる。その後、ステツプ２１
４は初期設定サブルーチン３００を入力する前
に、RAM１２６の内部の記憶位置をゼロにした
り消去して、それにより計算機システムのいろい
ろな部分は第６Ａ図および第６Ｂ図について後で
詳しく説明される通り初期設定される。プログラ
ムの過程中のいろいろな点で、プログラムの操作
を再開する復帰は入口点２１２を介してステツプ
２１４に対して作られる。第４Ｂ図に示される通
り、プルーバ装置１０の部分を校正したり計器試
験を実行したいことを示すためにセツトされるス
イツチ１３９が示されている。スイツチ１３９が
その校正モードに置かれると、決定ステツプ２１
６はステツプ４００に移り、ここで第１Ａ図およ
び第２Ａに示されたような温度圧力測定装置、な
らびに第７図について後で詳しく説明される通り
これらの信号が加えられる相当するＡ／Ｄ変換器
から得られるようないろいろなアナログ入力を校
正するサブルーチンが実行される。システムがス
テツプ５００に移ると、操作員は温度測定装置４
２，４４，４８、および５７；圧力測定装置５１
および４６；ならびに線形符号器２６の出力のよ
うないろいろな入力測定装置からデータを回復す
ることができる。さらに、操作員はいろいろな計
器の自己試験をも開始することができる。このサ
ブルーチンは第８Ａ図〜第８Ｎ図について詳しく
説明される。適当なデータを収集してから、プロ
グラムはステツプすなわちルーチン９００に移
り、ここで計器３８の試験または１組の試験が計
器プルーバ装置１０によつて行われ、その結果は
CRTまたはプリンタに表示されたり記録される。
ルーチン９００は第９Ａ図〜第９Ｏ図について詳
しく設明される。

いま第６Ａ図および第６Ｂ図から、ステツプ３
０２において指令がＩ／Ｄ母線１４０を介して、
第４Ｅ図に示される通り論理回路１９８ａに待機
ライン１１１ｅを励磁させるように送られる。ス
テツプ３０４では、１立方フイート試験に相当す
る倍率がRAMから、第４Ｃ図に示される通り間
隔計時機構１７４の内部にあるプログラム可能カ
ウンタ１７４ａに転送され、計器符号器カウンタ
１７９ａの出力に適当な倍率を掛け、それによつ
て適当なパルス数、例えば40000をカウントする
と、論理回路１７７は流体の１立フイートが計器
３８を通つたことを示すパルスを出力する。次に
ステツプ３０６において、CPU１２０と組み合
わされる割込みは、プログラムの後の任意な時点
で、操作員が例えばリセツト押ボタン１１１ｆま
たは停止押ボタン１１１ｇを押す場合に割込りを
実行させる。初期設定サブルーチン３００のこの
点までは、押ボタン１１１ｆおよび１１１ｇと組
み合わされる割込みは使用されず、ステツプ３０
６の実行後、これらの割込みは使用できるように
なる。次にステツプ３０８で、回転計器符号器４
０と組み合わされる第４Ｃ図の回路が初期設定さ
れる。特に論理回路１７０ａが初期設定され、間
隔計時機構１７４および１７６は払われ、PI／
Ｏ回路１８４は選択されたモードに配置され、論
理回路１７７と１７８はリセツトされ、またプロ
グラム可能カウンタ１７４ａと１７６ａはそこに
入力されカウント・ダウンされる因子によつてプ
ログラムされる。ステツプ３１０では、指令が
PI／Ｏ回路１９６を介して論理回路１９４ｂに
送られ、第２出口弁３６を開かせる。特に、弁３
６と組み合わされる近接検出器が呼び出され、も
し弁３６が開かない場合は、プログラムは弁３６
が開くまで待機する。さらにステツプ３１０で
は、サーボモータ２０と組み合わされる制御回路
は、信号がサーボモータ２０に加えられてそれを
静止条件に保ち、その間サーボモータ２０のトル
クを検出する論理回路がリセツトされる点で、初
期設定される。上記論理回路はサーボモータ２０
に流れる制御電流を検出するために結合されてい
る。ステツプ３１２において、論理回路１９２ｂ
は「初期手順」出力能力によつてその静止Ｉ／Ｏ
モードに初期設定され、論理回路１９０ｂはは組
み合わされるプリンタ１１１ａを払つて印刷開始
の準備を整える。ステツプ３１４において、
SDC１９２ａはCRTターミナル１１２とCPU１
２０との間でデータが伝送されることを保証する
ようにプログラムされ、また第４Ｄ図の論理回路
１９０ａはCRT表示を払うとともにデータを受
けるように自ら破算および準備することをCRT
ターミナル１１２に同様に命令する。次にステツ
プ３１６において、第４Ｂ図に示されたＡ／Ｄ変
換器１６６に記憶されるデータはすべて払われ、
マルチプレクサ１６３はその第１チヤンネルにセ
ツトされ、それによつて変換器５１の出力はマル
チプレクサ１６３によつてＡ／Ｄ変換器１６６に
加えられる。ステツプ３１８は調整インターフエ
ース回路１３０を払い、特に第４Ａ図のＡ／Ｄ回
路１５８に記憶されたすべてのデータを払うとと
もに、マルチプレクサ１４９および１５４をその
第１チヤンネルにセツトし、それによつてプルー
バ温度変換器モジユールの出力電圧はマルチプレ
クサ１４９と１５４、および演算増幅器１５２を
介してＡ／Ｄ回路１５８に加えられる。ステツプ
３２０において、指令信号は第４Ｅ図に見られる
通りＩ／Ｄ母線１４０、およびPI／Ｏ回路１９
６を介して第１弁すなわち計器弁３４を開閉させ
るとともにソレノイド６４を作動させて第２弁す
なわち出口弁３６を閉じさせるように送られる。
弁３４または３６の１つを開あるいは閉にしたい
と思う場合、それと組み合わされる近接検出器が
門合せを受け、もし所望位置にあることが確定さ
れる場合は、それ以上の処置はとられない。しか
しもし弁が所望位置にないならば、論理回路１９
４ｂは組み合わされる空気式ソレノイドを作動さ
せる出力を供給して、弁を所望通り開閉させる。
ステツプ３２２において、プログラムは第６Ｂ図
について説明されるサブルーチンに続き、それに
よつてピストン１４はそのパーク位置、すなわち
第１図、第２Ａ図、および第２Ｂ図に見られる通
り近接検出器５０の位置に相当する最下部の位置
まで戻される。

第６Ｂ図において、ピストン１４をその最下部
位置に戻すサブルーチン３２２が示されている。
ステツプ３２４において、制御信号はＩ／Ｄ母線
１４０、PI／Ｏ回路１９６を介して論理回路１
９４ｂに第１弁すなわち計器弁３２を閉じさせる
ように送られる。次に、ステツプ３２６は第１図
に見られるようなピストン１４の最下部から最上
部までの任意な位置を決める。特にステツプ３２
６によつてPI／Ｏ回路１９６は第１図および第
２図に見られる通り近接検出器５０の出力がハイ
すなわち１であるかどうかを決めるために論理回
路１９４ｃに門い合わせ、もしそうなら、サブル
ーチンは最終ステツプ３４６に進み、ここで第４
Ｅ図のPI／Ｏ回路１９６に指令が送られて、サ
ーボモータ２０用のモータ制御器がゼロ速度のた
めにセツトされるとともに、さらに符号器の出力
がその開始位置にあることを示すように第４Ｃ図
の通り間隔計時機構１７６をセツトし、すなわち
１秒の抜取りパルスを作り始めるようにカウンタ
１７６ａをゼロにセツトするように、論理回路１
９４ａと１９８ｂを調整する。もしピストン１４
がそのパーク位置にないならば、サブルーチンは
ステツプ３２８に進み、ここでピストン１４が中
間位置に置かれるかどうか、すなわち受台９２が
第１図と第２Ａ図および第２Ｂ図にされる通り近
接検出器５０と５２との間に置かれるかどうかの
決定が行われる。もしピストン１４がそのように
置かれれば、サブルーチンはステツプ３３０に移
り、それによつて制御信号がPI／Ｏ回路１９６
を介してサーボモータ２０を反時計方向に駆動す
る論理回路１９４ａをセツトし、さらにステツプ
３３２では、速度は選択された速度まで、すなわ
ち16の９速度まで加速するように制御される。し
かしピストン１４がその最上部位置にあることを
ステツプ３２８が決めるならば、すなわちその受
台９２が近接検出器５２の上にあるならば、ステ
ツプ３３４は第４Ｅ図の論理回路１９４ａをセツ
トして最低速度すなわち16の１の速度をセツトし
かつサーボモータ２０を反時計方向に回転させ、
それからステツプ３３６に進み、ここで論理回路
１９４ａはサーボモータ２０をその12番目の最大
速度まで次の最高速度まで加速させる。ステツプ
３３８におけるその点で、論理回路１９４ｃはピ
ストン１４が近接検出器５２に置かれているかど
うかを決めるために呼び出され、もし置かれてい
なければステツプ３３６はピストン１４が近接検
出器に置かれていることをステツプ３３８が決め
るまで、その次の速い速度までピストンを加速す
る。その点で論理回路１９４ａは、ステツプ３４
２でパーク近接検出器５０がピストン１４の存在
を検出し、そのときステツプ３４４が論理回路１
９４ａを制御してピストン１４を停止位置まで減
速し、それからステツプ３４６に入り、ここでモ
ータ制御がゼロ速度にセツトされるまで、サーボ
モータ２０を現存速度に保つ。

操作員が校正／実行スイツチをその校正位置に
セツトすると、プログラムは第７図に詳しく示さ
れるサブルーチン４００に移る。まずステツプ４
０２で、第４Ｄ図の論理回路１９０ａに指令が送
られてCRTターミナル１１２が払われる。ステ
ツプ４０４はCRTのスクリーン上に適当なメツ
セージを表示して、計器プルーバ装置１０が第７
図に示される通りそのように校正されるいろいろ
なパラメータを示す校正モードに入力されたこと
を表す。次にステツプ４０６は、操作員が適当な
入力を行うのを待ちながらCRTの左マージンに
表示されるカーソルを戻す。次に操作員がCRT
ターミナル１１２のキーボードで入力すると、ス
テツプ４０８はどのキーが押されたかを知るため
にキーボードに問い合わせる。例えばキーの組Ｔ
と０、Ｔと１、Ｔと２、Ｔと３、Ｔと４、Ｔと
５、Ｔと６、またはＴと７の１つが押されたこと
が分かれば、サブルーチンはステツプ４１０に移
り、ここで相当するチヤンネルがマルチプレクサ
１４９によつて選択される。次にステツプ４１２
で、選択指令信号がPI／Ｏ回路１６０を介して
マルチプレクサ１４９に送られ、それによつて選
択されたチヤンネルはマルチプレクサ１４９と１
５４、増幅器１５２を介してＡ／Ｄ変換器１５８
に接続される。次にステツプ４１４は変換信号を
Ａ／Ｄ回路１５８に加え、それによつてステツプ
４１６で測定温度が表示される。この点で、操作
員はモジユールの演算増幅器のゼロおよびスパン
を調節することによつて正しい読みを与えるよう
に、選択された温度変換器を校正することができ
るが、この手順はCRTに正確な読みが表示され
るまで繰り返される。詳しくは説明されないが、
同様なキーＰと１、Ｐと２、およびＰとＢも操作
員によつて働かされ、それによつて第４Ｂ図の演
算増幅器１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃの利得は
正確な読みを与えるように同様に調節されること
が分る。同様な形式で、キーＴと１、Ｔと２、Ｔ
と３、Ｔと４、Ｔと５、Ｔと６、Ｔと７が押さ
れ、それぞれの増幅器および回路は正確な読みを
与えるように調節される。ステツプ４０８によつ
て定められたキーＶとＰを押すと、ルーチンはス
テツプ４５０からステツプ４５２に移り、それに
よつて指令信号は第４Ｂ図のPI／Ｏ回路に送ら
れ、マルチプレクサ１６３はステツプ４５４のこ
れら入力をデイジタル値に変えるＡ／Ｄ変換回路
１６６に電圧校正入力信号Ｖを加えるようにされ
る。電圧校正入力信号はＡ／Ｄ変換器１６６のゼ
ロ値および全倍率値をセツトするように調節され
るが、これらの値はCRTターミナル１１２にス
テツプ４５６で適当に表示される。同様な形式
で、キーボードのキＶとＴが押されると、ルーチ
ンはステツプ４４２を介してステツプ４４４に進
み、ここで電圧校正入力信号VTは第４Ａ図の
Ａ／Ｄ変換回路１５８に加えられ、そのゼロ値お
よび全倍率値は同様に調節される。任意な他のキ
ーボードで押されると、ステツプ４０８はステツ
プ１５６からステツプ４５８に分かれ、ここでそ
の文字は再びステツプ４０８の開始点に戻るよう
に排除される。

ステツプすなわちルーチン５００として第５図
に全体として示されたデータ入力および検索サブ
ルーチンは、第８Ａ図〜第８Ｎ図について詳しく
説明されるが、ルーチン５００の概観は第８Ａ図
に示されている。まず、指令はＩ／Ｄ母線１４０
を介して第４Ｅ図の論理駆動回路１９８ａに与え
られ、待機ライト１１１ｅを励磁する。次に、第
８Ｃ図に詳しく示されるステツプ５０４におい
て、自己試験が望まれるかどうかの決定が行わ
れ、もしそうならばそのサブルーチンが実行され
る。次にステツプ５０６において、室温を表示す
ることが望まれるかどうかが決定され、もしそう
ならば第８Ｈ図について詳しく説明される通り
CRTターミナル１１２に表示が作られる。ステ
ツプ５０８において、操作員が以前の計器精度試
験に関するデータの再現を望むかどうかを知るた
めにキーボードの調査が行われ、また任意なデー
タが要求される場合はそのデータがCRT表示装
置に表示される。サブルーチン５０８は第８Ｉ図
について詳しく説明される。ステツプ５１０にお
いて、適当なフラグが自動的にセツトされ、計器
試験中の後期に、圧力および温度パラメータが監
視され表示される。このような表示を実行するサ
ブルーチンは第８Ｊ図に詳しく説明されている。
ステツプ５１２において、所望の試験容積をセツ
トするサブルーチンおよびそれを間隔計時機構１
７４のプログラム可能カウンタ１７４ａに入力す
る方法は、第８Ｋ図に示されるサブルーチンと共
に詳しく説明される。次に、ステツプ５１４にお
いて第８Ｌ図のサブルーチンについて詳しく説明
される通り、操作員は選択試験流量をCRTター
ミナルのキーボードに入力する必要がある。ステ
ツプ５１６において、操作員はある試験の繰返し
回数をセツトし、例えば計器は流量について、ま
たは選択された容積と流量について３回試験する
ことができる。繰返し指令の入力は第８Ｍ図のサ
ブルーチンについて説明される。その後、ステツ
プ５１８は論理回路１９０ａを介して破算指令を
送り、それによつてCRTターミナル１１２と組
み合わされるバツフアに記憶されたデータはすべ
て破算される。この点で、ステツプ５２０は、計
器３８の容積が近接検出器２７の出力によつて測
定されるか回転符号器４０の出力によつて測定さ
れるかについて決定を行う。スイツチが論理の
「０」にセツトされると、符号器形の試験を行う
フラグがステツプ５２２でセツトされるが、スイ
ツチが論理の「１」位置にセツトされると、近接
検出器形の試験を行うフラグがステツプ５２４で
セツトされる。

第８Ｂ図に示されるようなルーチン５００に続
くシステムは、次の通り計器試験の際に測定され
た計器の温度と圧力およびプルーバの温度と圧力
を得てこれらをCRTに表示する。次にステツプ
５２８は、もし命令されれば、計器３８およびプ
ルーバ１０の内部の圧力と温度を表すデータを
CRTに表示する。１立方フイート、１／２立方
フイート、又は１／４立方フイートの試験容積が
操作員の入力によつてCRTターミナル１１２に
いつたんセツトされると、入力値はステツプ５３
０で解読され、選択された値はステツプ５３２で
CRTによつて、試験容積＝Ｘ立方フイートのよ
うに表示される。その後、キーボードで入力され
る所望流量はステツプ５３４で符号解読され、選
択された流量はステツプ５３６で、流量＝QX，
QX−−QXとしてCRTに表示される。同様な形
式でステツプ５３８において、流量すなわち流容
積に関する任意の特定な試験の繰返し数が符号解
読され、またステツプ５３９で、流量すなわち流
容積当たりの選択された繰返し数がCRTに流量
当たりの試験回数＝Ｘとして表示される。この点
で、復帰改行命令がステツプ５４０で実行され、
それによつてCRT上にCRTターミナルによつて
置かれたカーソルが除去される。

サブルーチン５０４は、所望の自己試験が選択
される第８Ｃ図に詳しく示されている。まずステ
ツプ５４２において、CRTターミナルのCRTと
組み合わされデータ記憶バツフアが論理回路１９
０ａにより作られた指令によつて消去される。ス
テツプ５４４で、CRTは第８Ｃ図に示される通
り、行われるいろいろな自己試験の指示、例えば
容積Ｖ、漏洩Ｌ、またはNOを表示する。操作員
はキーボードの適当なキーを押すことによつて、
これらの自己試験の１つを選択する。ステツプ５
４６において、第８Ｃ図に示される通りカーソル
が発光して、操作員に容積Ｖ、漏洩ＬまたはNO
の自己試験のどれかを選択する応答をするように
促す。ステツプ５４８において、サブルーチンは
ステツプ５４４で選択されたキー次第で所望の自
己試験に移る。移えば容積自己試験Ｖが選択され
た場合は、容積自己試験の順序がステツプ５５２
でCRTに出力され、容積自己試験は第８Ｅ図に
ついて詳しく説明される通りステツプ５５４で実
行される。もし漏洩試験が選択されると、サブル
ーチンはステツプ５５８に移り、選択された試験
を示す表示をCRT上に与えるとともに漏洩自己
試験を開始するが、これは第８Ｄ図のサブルーチ
ンについて詳しく説明される通りステツプ５６０
で実行される。次にサブルーチンは処理すべき別
の入力があるかどうかをステツプ５５６で決定
し、サブルーチンはステツプ５４６に戻る。もし
操作員がステツプ５４８によつて決定されたよう
なエスケープ・キーを押した場合は、サブルーチ
ンはステツプ５６２を介して、プログラムの始ま
る第５図に示されたような主図の入力点２１２に
出る。操作員がステツプ５４８によつて検出され
たＮおよびＯのキーを打つと、サブルーチンはス
テツプ５６６から出て、次のステツプ５０６に続
くために第８Ａ図に示されるルーチンに戻る。他
の任意なキーが打たれると、サブルーチンはステ
ツプ５６８から出て、ステツプ５７０でその文字
を排除し、ステツプ５４８に戻つて別のキーを認
識する。

漏洩自己試験サブルーチン５６０は第８Ｄ図に
詳しく示されている。漏洩自己試験は、プルーバ
装置の封止の完全性を示す試験である。まずステ
ツプ５７２で、第４Ｅ図の論理回路１９８ａが自
己試験ライト１１１ｂおよび試験進行中ライト１
１１ｃを励磁する。次に、第６Ｂ図について前に
説明したピストンをそのパーク位置に戻すサブル
ーチン３２２が実行される。次に、指令信号がス
テツプ５７４において出され、PI／Ｏ回路１６
８を介して圧力変換器５１（圧力PP１）からの
第２チヤンネルで信号を受信するようにマルチプ
レクサ１６３をセツトする。次に、ステツプ５７
６において論理回路１９４ｂは、第１の入口弁３
４と第２の出口弁３６を閉じさせるためにソレノ
イドに作動信号を加えるように指令される。ステ
ツプ５７８において、PI／Ｏ回路１９６から指
令が出され、「１」に相当する比較的低速で時計
方向に親ねじ１８を駆動するようにサーボモータ
２０を向ける第４Ｅ図の論理回路１９４ａを作動
させる。サーボモータ２０は、プログラムに組み
込まれた禁止が論理回路１９４ｃに結合される瞬
時スイツチ（図示されていない）を押し、それに
よつてサーボモータ２０の運転を２個の弁３４と
３６の閉で与えることによつて打破されるまで、
ステツプ５７８の命じる通り励磁されることがで
きない。常時、サーボモータ２０は弁３４と３６
が閉じられるとき作動されず、したがつてピスト
ン封止の予想される損傷が防止される。次に、圧
力の指示はステツプ５８０でＡ／Ｄ変換器１６６
に入力され、圧力がＡ／Ｄ回路１６６に記憶され
たデータによつて示される一定量だけ増加した
か、すなわち真空の増加が水の3.5cm（1.38in）を
越えたかどうかを決めるためにステツプ５８２で
チエツクが行われる。真空が水の3.5cm（1.38in）
を越えて増加しなかつた場合は、サブルーチンは
逆サイクルして、ステツプ５８０を繰り返す。室
２８の内側の真空が水の3.5cm（1.38in）を越えて
増加した場合は、サブルーチンはステツプ５８４
に移り、それによつてPI／Ｏ回路１９６を通つ
てサーボモータ２０を停止させる指令が与えられ
る。ステツプ５８６において、20秒待機がRAM
１２６の中にあるレジスタにロードされ、室２８
に漏洩が生じる時間を与えるようにカウント・ダ
ウンされる。次にステツプ５８８において、変換
信号が第４Ｂ図のＡ／Ｄ変換器１６６に加えら
れ、圧力変換器５１によつていま検出されている
圧力を決定する。ステツプ５９０において、サブ
ルーチンは第４Ｃ図の論理回路１７８から作られ
かつRAM１２６の中にあるレジスタに置かれた
20秒のカウントをステツプ５９２で減分するよう
に第４Ｅ図の論理回路１９４ｄから加えられる、
１秒のクロツク信号を待つ。ステツプ５９２は、
RAM１２６にあるこのレジスタは０まで減分さ
れたかどうかを決定し、もし減分されなかつたな
らば、サブルーチンはステツプ５８８に戻り、そ
れによつて２秒間隔の各秒について、変換器５１
から導かれるピストン圧力が得られ、CRT上に
表示され、したがつて操作員が20秒の試験中に室
２８の内部に少しでも漏洩がないかを決めること
ができるようにプルーバ圧力が連続監視される。
カウントの減分は、レジスタがステツプ５９２よ
つて０になり、そのとき指令がステツプ５９４よ
り出され、論理回路１９４ｂよりソレノイドを作
動させて第２の出口弁３６を開かせるまで続行す
る。この点で、ピストン１４の位置は、論理回路
１９４ｃを呼び出すことにより近接検出器５０お
よび５２の状態をチエツクすることによつてステ
ツプ５９６で決定される。この時点で、試験は完
了し、試験完了および自己試験指示ライトを励磁
する指令が論理回路１９０ａに出される。最後に
ステツプ３２２において、第８Ｃ図のステツプ５
５６に戻る前に、ピストン１４は第６Ｂ図のサブ
ルーチンによりそのパーク位置に戻される。

第８Ｅ図には、容積自己試験サブルーチン５５
４がさらに詳しく示されている。まずステツプ６
００は、自己試験および試験進行中の指示ライト
１１１ｂと１１１ｃを励磁するように論理回路１
９８ａに指令を与える。容積自己試験は、線形符
号器４０の精度を表すために入力される。第６Ｂ
図に示されるステツプ３３２はピストン１４をそ
のパーク位置に戻し、その後指令信号がステツプ
６０２で論理回路１９４ｂから出され、第１の入
口弁３４を開くようにソレノイドを作動させ、ま
た第２の出口弁を閉じるようにソレノイドを作動
させる。次に、速度バツフアすなわちRAM１２
６の中のアドレス指定部分をその最大速度１６で
ロードする指令がステツプ６０４で作られる。次
にステツプ６０６において、サーボモータ２０は
第８Ｆ図について説明されるようなサブルーチン
によつてこのバツフアに記憶された速度まで加速
される。次にステツプ６０８において、第４ｃ図
に示されたカウンタ１８２およびプログラム可能
カウンタ１７４ａは禁止され、０にリセツトされ
る。ステツプ６１０はピストン１４がその開始−
試験位置に引かれたかどうかを決める近接検出器
５２の状態をチエツクし、もし引かれていなけれ
ば、ピストン１４がこの位置になるまでチエツク
が繰り返される。ピストン１４がその開始−試験
位置に達すると、プログラムはステツプ６１２に
移り、ここでプログラム可能カウンタ１７４ａは
無能にされ、線形カウンタ１８２はピストン１４
が近接検出器５２から近接検出器５４に引かれる
につれて線形符号器パルスをカウントするように
使用可能にされる。ステツプ６１４において、無
能化された近接検出器５４の状態は、ピストン１
４がそこに置かれ、その時点でサブルーチンがス
テツプ６１６に移つて線形カウンタ１８２を無能
にするまで、周期的にチエツクされる。ステツプ
６１８において、線形符号カウンタ１８２からの
累積数すなわち累積カウントはPI／Ｏ回路１８
４を介してRAM１２６の中の指定場所に送られ
る。ステツプ６２０において、適当な１組の指令
信号が論理回路１９４ａに送られ、それによつて
サーボモータ２０は第８Ｇ図に示されるサブルー
チンについて説明される通り停止条件まで減速さ
れる。次にステツプ６２２において、ピストン１
４が近接検出器５０と５２との間にないことを示
すフラグがセツトされる。ステツプ６２４におい
て、論理駆動回路１９８ａは自己試験ライト１１
１ｂおよび試験終了ライト１１１ｄを励磁する。
この点でステツプ６２６において、近接検出器５
２と５４との間のピストン１４の行程を表すカウ
ンタ１８２のカウントは、ターミナル１１２の
CRTによつて表示されるようにRAM１２６の中
のその場所から転送される。次にピストン１４は
第６Ｂ図に示される通りステツプ３３２によつて
そのパーク位置に戻され、ステツプ６２８は第８
Ｃ図に示される通りステツプ５５６に戻る前に、
論理駆動回路１９８ａに待機ライト１１１ｅを励
磁させる。

第８Ｅ図で全体として数字６０６によつて示さ
れるモータ加速のサブルーチンは第８Ｆ図にさら
に詳しく示されており、ここでステツプ６３０に
おいて第４Ｃ図のカウンタ１８２および１７４ａ
を無能にする指令がＩ／Ｄ母線１４０を介して送
られる。次に、サーボモータ２０を時計方向に回
転させる指令がステツプ６３２によつて論理回路
１９４ａに送られ、こうしてピストン１４が持ち
上げられる。この点で、速度１すなわち最低速度
がステツプ６３４によつてRAM１２６の中の速
度比較バツフアにロードされる。ステツプ６３６
において、サーボモータ２０の速度を小刻みに増
加する指令が論理回路１９４ａに与えられ、
RAM１２６の速度比較バツフアに記憶される実
際の速度は速度バツフアに記憶される最終指令速
度と比較され、もしそれらが等しく、すなわちサ
ーボモータ２０が所望速度まで加速されると、サ
ブルーチンはステツプ６４６に移る。もし等しく
なければ、ステツプ６４０は論理回路１９４ｃに
より近接検出器５２の状態を抜取る前に約0.25秒
間待機し、もしこの位置になければステツプ６４
４は新しい速度がRAM１２６の速度比較バツフ
アに置かれるステツプ６３６に戻る前に、所望速
度を１つだけ増加する。もしピストン１４がステ
ツプ６４０により検出されたその中間位置に駆動
されると、サブルーチンはステツプ６４２に移
り、ピストン１４が早まつてその中間位置に達し
たことを示すフラグがセツトされて、第８Ｅ図に
示される通りサブルーチンはステツプ６０４に戻
される。第８Ｆ図に見られる通り正常の作動で
は、ピストン１４が所望速度まで加速され、次に
近接検出器５２の出力が周期的に試験される。

ピストン１４が近接検出器５２の出力によつて
示される開始−試験位置に達したことがステツプ
６４６で決定されると、サブルーチンは第９Ｅ図
について説明される通りステツプ９７０に分か
れ、回転符号器４０からの次のパルスＡの立上り
縁の発生を評価、決定し、それによつて後で詳し
く説明する通り計器試験は回転計器符号器４０お
よび線形符号器２６から得られるパルス出力をそ
れぞれのカウンタ１７４ａならびに１８２に加え
ることによつて開始される。

第８Ｅ図のステツプ６２０で示されたサーボモ
ータを減速するサブルーチンは、第８Ｇ図のサブ
ルーチンについてさらに詳しく説明される。まず
ステツプ６４８において、回転および線形符号器
の出力をそれぞれ受ける第４Ｃ図に見られるよう
なカウンタ１７４ａと１８２がまず無能にされ、
次にリセツトされる。ステツプ６５０で、RAM
１２６の中のロード速度比較バツフアは速度１
６、すなわち得られる最高速度をロードされる。
次にステツプ６５２で、RAM１２６の速度バツ
フアに記憶された実際の速度は速度比較バツフア
にロードされた高速度１６と比較され、もし等し
くなければ、速度比較バツフアにロードされた速
度は、実際の速度が速度比較バツフアにロードさ
れた速度に等しくなり、そのときサブルーチンが
ステツプ６５６に移つて速度比較バツフアに記憶
された速度が減分されるまで、減分される。ステ
ツプ６５８において、RAM１２６の速度バツフ
ア内に置かれた新しい速度までサーボモータ２０
を減速する指令が論理回路１９４ａに出される。
ステツプ６６０において、実際の速度は０と比較
され、すなわちサーボモータ２０は停止され、も
し停止しなければ0.2秒の待機すなわち遅延がス
テツプ６６２で実行され、その後再びステツプ６
５６および６５８によつてモータ速度が減速され
る。この工程はサーボモータ２０が停止させられ
るまで、すなわち速度が０に等しくなつてそのと
きステツプ６６０がサブルーチンを第８Ｅ図のス
テツプ６２２に戻すまで続けられる。

第８Ｈ図には、操作員がCRTターミナル１１
２のキーボードで表示すべきプルーバ室１０６内
の選択された温度を入力するサブルーチン５０６
と、CRT上にそれらを表示するステツプとが示
されている。プルーバ室１０６の内部温度を知る
と、室１０６の中の計器プルーバ１０により行わ
れる制御のレベルを調べるのに役立つことが判明
している。第８Ｈ図に示されるサブルーチンによ
り、操作員はプルーバ室１０６の回りに置かれる
ものとして第２Ｃ図の中で示された温度測定装置
からの４個の室温出力Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２およびＲ
３のどれでも表示することができる。これらの温
度は、操作員がターミナルのキーボードのＮおよ
びＯのキーを押すことによつてこの作用を終らせ
るまで、ターミナル１１２のCRT上に呼び出し、
かつ表示し続けることができる。まずステツプ６
６４において、制御入力を介し、CRTターミナ
ル１１２と組み合わされるバツフアを消去する指
令が論理回路１９０ａに送られる。その後、ステ
ツプ６６６により論理回路１９０ａは、呼び出さ
れる可能な室温装置、すなわち室温装置Ｒ０，Ｒ
１，Ｒ２，またはＲ３の第８Ｈ図に示されるよう
な指示を表示する。操作員がこれらの温度のどれ
でも呼び出し、表示することを望まないならば、
ＮおよびＯのキーが打たれる。ステツプ６８８で
は、操作員の応答が要求されていることを示すカ
ーソルが発光されるように復帰改行が出力され
る。ステツプ６７０では、論理回路１９０ａによ
りどのキーが作動されるかの問合せが行われ、も
し室温装置Ｒ０に相当するキーＲおよびＯが作動
されると、サブルーチンはステツプ６７２ａから
ステツプ６７４ａに移り、それによつて制御信号
がＩ／Ｄ母線１４０、PI／Ｏ回路１６０から出
され、マルチプレクサ１４９にその第５入力を選
択させ、それによつて室温変換器Ｒ０を表す電圧
がマルチプレクサ１４９と１５４を介してＡ／Ｄ
変換器１５８に加えられる。ステツプ６７６ａで
は、変換信号がPI／Ｏ回路１６０を介してＡ／
Ｄ変換回路１５８に加えられ、アナログ入力信号
を２進デイジタル・データに変える。次にステツ
プ６７８ａは２進デイジタル・データを10進デー
タに変え、ステツプ６８０ａはそのデータを技術
的に周知の方法で浮動小数点10進形に変える。ス
テツプ６８２ａでは、デイジタル浮動小数点10進
データは下記の公式によりデイジタルF゜に変換さ
る：〔（原始デイジタル数）（7.326007326×10^-
3）(9)〕／５＋32＝F゜ステツプ６８４ａにおいて、CRT表示上に華
氏の室温を表示する適当なデータが論理回路１９
０ａから作り出される。同様な形式で、ステツプ
６７０はＲ０，Ｒ１，Ｒ２，およびＲ３室温検出
器に相当するキーの各対の操作員の操作を検出し
て、第４Ａ図のマルチプレクサ１４９に接続され
るこれらの検出器を呼び出すとともにCRT表示
上に選択したデータを処理、表示することができ
る。ステツプ６９４では、別の入力が所望されて
いるかどうかについて決定が行われ、工程はステ
ツプ６７０の初めに戻る。操作員がエスケープ・
キーを押すと、ルーチンはステツプ６８６に移
り、入力点２１２を介して第５図に見られるよう
なプログラムの初めり戻る。ＮおよびＯのキーが
押されると、プログラムはステツプ６８８に進
み、第８Ａ図に見られる次のサブルーチンすなわ
ちステツプ５０８に戻る。他のキーが押される
と、サブルーチンはステツプ６９０に出て、ステ
ツプ６７０の初めに戻る前にステツプ６９２で文
字を排除する。

前に行われた試験からデータを抜取る第８Ａ図
に全体として示されたサブルーチン５０８は、第
８Ｉ図に一段と明確に示されるサブルーチン５０
８によつて実行される。サブルーチンは計器試験
が実行されてから入力される。まずステツプ６９
６において、CRTの特にバツフアおよび表示は、
前に記憶されたデータを消去される。次にステツ
プ６９８は論理回路１９０ａを作動させることに
よつて、呼び出され表示されると思われる試験パ
ラメータ、すなわち線形符号器２６からのカウン
ト数Ｋ、プルーバの温度TP、計器の温度TM、
計器の圧力PM、プルーバの圧力PP、および前
の試験からのエラーの百分率をCRTに表示する。
これらの値のどれも表示したくない場合は、操作
員はNOに相当するキーＮおよびＯを押すことが
でき、そのときプログラムは次々のステツプに進
む。ステツプ７００において、相当するキーを押
すことによつてこれらのパラメータの１つすなわ
ちNOを選択することを操作員に示すカーソルが
発光される。ステツプ７０２において、線形符号
器のカウントがキーＫを押すことによつて選択さ
れるならば、サブルーチンはステツプ７０４ａか
らステツプ７０６ａに分かれ、それによつて
RAM１２６の中の線形符号器レジスタのカウン
トに呼び出され、読み出されて、論理回路１９０
ａに加えられ、CRT上に表示される。同様な形
式で、計器プルーバの温度に相当するキーが操作
員によつてキーボードで作動されると、工程はス
テツプ７０２からステツプ７０４ｂを介してステ
ツプ７０６ｂに進み、ここでプルーバ温度バツフ
アの内容、すなわちRAM１２６の中の指定場所
はRAM１２６からCRT上に表示されるように転
送される。同様な形式で、計器温度TM、プルー
バ温度TP、プルーバ圧力PP、または計器圧力
PMはおのおの、RAM１２６の中の相当する場
所から同様に呼び出され、CRT上に表示される。
プルーバ装置１０によつて通された標準容積と計
器３８によつて実測された容積との差のエラーの
百分率も、標準容積について計算され、かつ同様
にCRT上に表示される。また、プルーバ装置１
０によつて通される標準容積と計器３８によつて
実測された容積との差のエラーの百分率は標準容
積に関して計算され、同様にCRT上に表示され
る。第２のキーすなわち別のキーが押されると、
ステツプ７１６はサブルーチンをステツプ７００
の初めに戻す。エスケープ・キーが押されると、
サブルーチンはステツプ７０８を通して入力点２
１２から出て、第５図に示されるプログラムの初
めに移る。他の任意なキーが押されると、ルーチ
ンはステツプ７１２に進み、ステツプ７０２の初
めに戻る前に、ステツプ７１４で誤つた文字を排
除する。操作員がCRT上に見たいと思う任意な
かつすべてのパラメータを観測してから、Ｎおよ
びＯのキーを押すと、プログラムは次のステツプ
すなわちサブルーチンに戻る。

第８Ａ図に全体として示されたルーチン５１０
は、試験の途中で自動的に測定され監視されるパ
ラメータを呼び出して表示することができ、第８
Ｊ図にさらに詳しく示されている。まずステツプ
７１８において、CRTと組み合わされるバツフ
アが消去され、その後ステツプ７２０，７２２，
７２４および７２６はRAM１２６の中の適当な
場所にフラグをセツトして、プルーバと計器の温
度および計器をプルーバの圧力を呼び出す。すな
わち、フラグはこれらのパラメータをCRT上に
自動表示できるようにセツトされ、その後ルーチ
ン５１０は第８Ａ図のステツプ５１２に戻る。

計器３８に所望の容積を通すようにセツトする
第８Ａ図に全体として示されたステツプ５１２
は、第８Ｋ図のサブルーチンに関してさらに詳し
く説明される。まずCRTターミナル１１２がス
テツプ７４２で消去され、その後ステツプ７４６
において、CRT上に可能な容積、例えば試験す
べき計器３８を通る操作員によつて選択される１
立方フイート、0.5立方フイートおよび0.25立方
フイートを表示する。ステツプ７４８では、容積
選択を操作員に促すカーソルが発光される。ステ
ツプ７５０で感知されたように選択可能な各容積
に相当するキーが操作員によつて操作されると、
サブルーチン５１２は相当する容積を入力するよ
うに移動する。例えば１立方フイートに相当する
値を入力したいと思う適当なキーが押されると、
サブルーチンはステツプ７５２ａからステツプ７
５４ａに移り、ここで１立方フイートに相当する
倍率がRAM１２６の既知位置にセツトされる。
倍率はこのRAM位置から回転符号器カウンタ１
７４ａに引続き転送される。所望の試験容積のど
れでもが選択されてから、サブルーチンは第８Ａ
図に示される次のステツプ５１４に戻る。エスケ
ープ・キーが選択されると、サブルーチンはステ
ツプ７５６に移り、入力点２１２を介して主プロ
グラムに戻る。まちがつたキーが偶然に押される
と、サブルーチンはステツプ７５８に移り、ステ
ツプ７５０の初めに戻る前にステツプ７６０でそ
の入力された文字を排除する。

次のプログラムはステツプすなわちサブルーチ
ン５１４であり、ここで計器３８を通る流体の所
望流量がセツトされる。上述の通り選択された流
量は、サーボモータ２０が第１図に示される通り
ピストン１４を回転して持ち上げるように制御さ
れる速度を順次定める。いま第８Ｌ図から、ステ
ツプ７６２はまずCRTターミナル１１２と組み
合わされるバツフアを消去し、ステツプ７６４で
は、QO〜QFの可能な流量がCRT上に表示され
るが、QOは最小流量例えば毎分20立方フイート
に相当し、QFは最大流量例えば毎分400立方フイ
ートに相当するものと思われる。ステツプ７６６
はカーソルを点滅させて、操作員に彼の流量の選
択を促す。ステツプ７６８では、どのキーを操作
員が押したかを知るためにキーボードから問合せ
が行われ、もし例えば流量Q0が押されると、サ
ブルーチンはステツプ７７０ａからステツプ７７
２ａに出て、ここで特定の量Q0用のフラグが
RAM１２６の中の指定場所にセツトされる。次
にステツプ７７４ａにより、選択された流量Q0
がCRT上に表示され、次にシステムは「別の
物？」の応答によつて戻り、カーソルを発光させ
て使用者の応答が要求されていることを示す。別
の流量も試験しなければならない場合、ステツプ
７８４はルーチンをステツプ７６６の初めに戻
し、それによつて第２の多分別の流量が１組の試
験内で試験することができる。操作員がエスケー
プ・キーを押すと、ルーチンはステツプ７７６お
よび入力点２１２を通つて第５図に示される主プ
ログラムに移る。CRTターミナル１１２のキー
ボードのまちがつたキーが押されると、ルーチン
はステツプ７８０に移り、ステツプ７６８の初め
に戻る前にステツプ７８２で不正文字を排除す
る。計器３８を試験するためにそれ以上の流量が
選択されてはならない場合、操作員はＮおよびＯ
のキーを押し、それによつてルーチンはステツプ
７７８から第８Ａ図に示される次のステツプ５１
６に戻る。

選択された各流量のためにセツトすべき繰返し
試験の回数をセツトするステツプすなわちルーチ
ン５１６は、第８Ｍ図に詳しく示される方法で操
作員のキーボードにより入力される。まず、
CRTターミナル１１２と組み合わされるバツフ
アおよびCRTの表示スクリーンはステツプ７８
６で消去され、その後試験すなわち流量の再試験
の可能な回数、すなわち１、２または３がCRT
上に表示される。ステツプ７９０はCRT上のカ
ーソルを発光させ、操作員に彼の流量選択を行う
ように促す。ステツプ７９２はどのターミナル・
キーが押されているかを検出し、もし例えば流量
当たり１回だけの試験が行われることを示すキー
が押されると、サブルーチンはステツプ７９４ａ
からステツプ７９３ａに進み、ここで出力「１」
がCRT上に表示され、その後第８Ａ図に示され
る主プログラムの次のステツプ５１８に戻る。２
回の試験が行われる場合、サブルーチンはステツ
プ７９４ｂからステツプ７９３ｂに出て、ここで
第１の繰返し用の流量フラグをコピーする指令が
作られ、ステツプ７９６ｂでRAM１２６の指定
区域における第２の繰返し用のフラグがセツトさ
れる。ステツプ７９６ｂではCRT上に２が表示
される。試験された試験を３回繰り返す場合は、
サブルーチンは同様な１組のステツプ７９４ｃ，
７９３ｃおよび７９６ｃを実行する。キーボード
で不正文字が押されたら、ルーチンはステツプ７
９５に移り、ステツプ７９７で不正文字を排除
し、その後ステツプ７９２の初めに戻る。操作員
がエスケープ・キーを押すと、ルーチンはステツ
プ７９８から入力点２１２に出て、それにより第
５図の主プログラムへの復帰が行われる。

第８Ａ図で全体として示されたサブルーチン５
２８は、第８Ｎ図のサブルーチンによつてさらに
詳しく示される通り、計器試験が行われるにつれ
て温度および圧力データを表示する。まず、
CRTカーソルは原位置に移され、CPU１２０は
前のサブルーチン５１０で自動的にTMフラグが
セツトされたRAM１２６の中で場所をアドレス
指定する。TMフラグがセツトされているので、
計器温度バツフアの内容、すなわちRAM１２６
の中のアドレス可能場所は、ステツプ８０２で示
される通りCRT上に表示するため論理回路１９
０ａを介して転送される。表示後、サブルーチン
は、試験中にプルーバ温度TPを監視する指示が
あつたことを示すTP出力フラグがセツトされた
RAM１２６の場所を調べるステツプ８０６に移
り、プルーバ温度バツフアの出力はCRT上に表
示されるように転送される。このような表示後、
サブルーチンはステツプ８１０に移り、このステ
ツプ８１０は前にセツトされた計器圧力PMフラ
グを呼び出すとともに、圧力バツフアの内容、す
なわちCRT上に表示すべきRAM１２６内の既知
の場所を出力する。表示後、ステツプ８１４は前
にセツトされたPP出力バツフア・フラグを呼び
出し、プルーバ圧力バツフアの内容はCRT上に
表示されるように転送される。このような情報の
表示後、サブルーチンは第８Ｂ図に示されるよう
な次のステツプ５３０に戻る。このときの出力値
はRAMバツフアに現在記憶されている値に相当
する。試験がまだ実行されていない場合は、
RAM１２６にまず０が記憶され、出力されて、
TM−0.0〓と表示される。このステツプは、試
験が始まるときシステムが０を適当な数字に置き
換えるように表示を構成する。

計器プルーバ装置１０による計器３８の試験実
施、およびその結果のプリンタとCRTへの出力
は、第９Ａ図〜第９Ｎ図について詳しく説明する
通り、数字９００によつて第５図に全体として示
されるルーチンにより実行される。第９Ａ図に
は、ピストン１４をそのパーク位置、すなわち第
１図と第２Ａ図に示されるシリンダ１２に関して
その最下部の正常位置に戻すため、第６Ｂ図につ
いて前に示された通りステツプ３２２で始まる計
器３８の試験を行うのに必要ないろいろなステツ
プすなわちサブルーチンのハイ・レベル図が示さ
れている。次に、第９Ｂ図についてさらに詳しく
説明されるルーチン９０２は試験の形式を決定
し、すなわち計器３８により測定される容積は近
接検出器２７により、または第４Ｃ図に示される
回転光学符号器４０、および計器３８を通るべき
容積によつて決定される。特にステツプ９０２は
適当な容積係数をプログラム可能カウンタ１７４
ａにロードするとともに、適当な除数をRAM１
２６のバツフアEORPに記憶する。次に、ステツ
プ９０４は流量当たり１回の試験が行われるべき
条件、すなわちその試験で実行すべき流量を決定
する。特にシステムはそれぞれの試験に用いられ
る適当な流量を定めるために流量フラグがRAM
１２６の中に記憶される場所をアドレス指定す
る。流量がそのように置かれると、ルーチンはス
テツプすなわちルーチン９０６ａに移り、どの流
量を実行すべきかを決め、その流量を得るととも
に、第９Ｃ図および第９Ｄ図に詳しく示されるサ
ブルーチンを実行する。各流量について２回の試
験を行うことがステツプ９０８で決定されると、
ルーチンは相当する流量フラグ用のRAM１２６
内の区域アドレス指定するとともに、ステツプ９
０６ｂでプログラムされた流量の試験を実行す
る。流量当たり３回の試験が要求される場合は、
まずステツプ９１２で３つの相当する流量が入力
されたかどうかが決定され、入力されたら、ステ
ツプ９０６ｃはRAM１２６内の指定場所から流
量フラグを呼び出しこれらの流量で計器３８の試
験を実行する。その後、第５図のステツプ２１６
に戻る前に、待機指示ライトを励磁する指令が論
理駆動回路１９８ａに送られる。

測定すべき試験形式および容積の決定は第９Ａ
図にサブルーチン９０２で全体として示され、第
９Ｂ図にさらに詳しく説明されるが、第９Ｂ図に
おいて、第４Ｃ図のプログラム可能カウンタ１７
４ａおよびカウンタ１８２がまずステツプ９８２
で無能にされ、リセツトされる。この点で、ステ
ツプ９１９において、符号器／近接検出器スイツ
チの状態は計器３８を通る流体容積が近接検出器
２７の出力により決められるべきか回転符号器４
０の出力により決められるべきかを決定するよう
に定められる。回転符号器の出力が選ばれる場合
は、サブルーチンはRAM１２６の指定場所内の
１立方フイート・フラグの存在や状態を試験する
ステツプ９２０に移り、もし存在すれば、光学回
転符号器４０の出力からの出力パルスの１立方フ
イートに相当する係数がRAM EORPに、すなわ
ちRAM１２６の指定場所にステツプ９２２によ
つて記憶され、また係数はプログラム可能カウン
タ１７４ａにロードされる。この点で、サブルー
チンは第９Ａ図に示されるプログラムの次のステ
ツプ９０４に戻る。もし１立方フイート・フラグ
がない場合は、ステツプ９２４は1/2立方ビツト
すなわちフラグの状態をチエツクし、もしステツ
プ９２４によつて定められた通り存在するなら
ば、第４Ｃ図のプログラム可能カウンタ１７４ａ
はステツプ９２６によつて同等カウントをロード
され、相当する係数がRAM１２６のEORPバツ
フア位置に記憶され、その後第９Ａ図のステツプ
９０４に戻る。１立方フイートまたは1/2立方フ
イートのフラグがない場合は、ステツプ９２８は
操作員によつてそのシステムのRAM１２６に前
に入力された1/4立方フイート・フラグの存在を
さがし、ステツプ９３０はプログラム可能カウン
タ１７４ａに1/4立方フイートに相当するカウン
トをロードし、また相当する係数はRAM１２６
のEORPバツフア位置に記憶される。

１立方フイート、1/2立方フイート、または1/4
立方フイートに相当するフラグがない場合は、ス
テツプ９３２は計器３８の試験するために１立方
フイート試験を実行しなければならないことを自
動的に決定する。

他方では、近接検出器２７の出力が計器３８を
通る流体の流れを測定するのに用いられることを
ステツプ９１９が決定すると、サブルーチンはス
テツプ９３４に移り、ここでRAM１２６内の１
立方フイート・フラグの状態がチエツクされ、も
しフラグがセツトされていれば、第４Ｃ図のプロ
グラム可能カウンタ１７４ａはステツプ９３６に
よつて、容積の１立方フイートに相当する２進数
をセツトされ、常時８に等しい係数がRAM１２
６のEORPバツフア位置にセツトされ、その後主
プログラムに戻る。１立方フイート・フラグがセ
ツトされない場合は、サブルーチンはステツプ９
３８に移り、ここで1/2立方フイート・フラグの
状態がチエツクされ、もし存在すれば、1/2立方
フイートに相当する係数の常時４がステツプ９４
０においてプログラム可能カウンタ１７４ａに、
またRAM１２６のEORPバツフア位置にも記憶
され、その後主プログラムに戻る。1/2立方フイ
ート・フラグがセツトされない場合は、サブルー
チンはステツプ９４２に移り、ここで1/4立方フ
イート・フラグの状態がチエツクされ、もし存在
すれば、1/4立方フイートに相当する係数の常時
２がステツプ９４４によつてプログラム可能カウ
ンタ１７４ａおよびRAM１２６のEORPバツフ
ア位置に入力され、その後主プログラムに戻る。
１立方フイート、1/2立方フイート、または1/4立
方フイートのどのフラグをセツトされない場合
は、サブルーチンはステツプ９４６において、計
器３８を通る流体の１立方フイートの試験を行う
ように計器プルーバ装置１０を自動的にセツトす
る。

第９Ａ図に示される次のルーチン９０４および
後続のルーチンは、どれだけの流量が導かれるべ
きか、また各流量を何回試験すべきかを決める１
組のステツプである。

いま第９Ｃ図から、ステツプ９４８は論理駆動
回路１９８ａを作動させて、その試験進行中ライ
ト１１１ｃを励磁し、その後ステツプ９５０に移
つて、導かれるRAM１２６に記憶された流量が
Ｑ０〜Ｑ７の中のどの１つであるかを決め、もし
そうならばルーチンはステツプ９５２ａに移り、
ここでＱ０の流量で試験が行われるべきかどうか
が決定され、もしそうならばステツプ９５４ａに
おいて速度０がRAM１２６の速度バツフア位置
にロードされ、その後ステツプ９５６ａにおいて
計器プルーバ装置１０はその選択された流量で計
器３８の試験を実行するとともに、第９Ｅ図およ
び第９Ｆ図について詳しく説明される通りプリン
タにその結果を出力する。しかし試験がＱ１の流
量で行われる場合は、同様な１組のステツプ９５
４ｂおよび９５６ｂが行われ、それによつて速度
１がこれらの各ステツプでロードされ、実行され
る。同様な組のステツプ９５２ｃ〜９５２ｈ、９
５４ｃ〜９５４ｈ、および９５６ｃ〜９５６ｈが
行われ、それによつて相当する流量が速度バツフ
アに入力され、実行される。ステツプ９５０にお
ける決定がノーであつた場合は、ルーチンは直ち
に第９Ｄ図に示されるステツプ９５８に進み、こ
こでRAM１２６の指定区域にフラグが置かれて
いるかどうかを調べることによつて決定が行わ
れ、すなわちＱ８〜QFの流量が選択されたかど
うかが決定され、もしイエスならばサブルーチン
はステツプ９６０ａに続き、もしノーならばサブ
ルーチンは第９Ａ図に見られる次のステツプ９０
８に戻る。ステツプ９６０ａは、計器が流量Ｑ８
に相当する流量で試験されるかどうかを決め、も
しイエスならばステツプ９６２ａは速度８を
RAM１２６の速度バツフアにロードするととも
に、その点でステツプ９６４ａによつてその特定
のサーボモータ速度と流量で計器プルーバ装置１
０による計器３８の試験を実行する。同様な形式
で、ステツプ９６０ｂ〜９６０ｈ、９６２ｂ〜９
６２ｈ、および９６４ｂ〜９６４ｈが行われ、そ
れによつていろいろな流量および相当するモータ
速度での試験が行われ、その後実行すべき流量当
りの試験回数を決めるステツプ９０８または９１
２である次のステツプに戻る。

第９Ｃ図および第９Ｄ図において、特定の計器
を試験すべき流量が選択されてから、実際の試験
はステツプ９５６および９６４によつて行われ
る。計器プルーバ装置１０によつて行われる実際
の計器試験は、第９Ｅ図および第９Ｆ図に示され
るサブルーチンで実行される。まず、ステツプ９
６６は第４Ｅ図の論理駆動回路１９８ａに指令を
与えて試験進行中ライト１１１ｃを励磁する。次
に、第６Ｂ図に示されるステツプ３３２は、ピス
トン１４をそのパーク位置、すなわち第１図およ
び第２Ａ図に示されるような最下部の位置に戻
す。ステツプ９６８は、入口弁３４を開かせて出
口弁３６を閉じる指令を論理回路１９４ｂに与え
る。上述の通り、それぞれの速度はRAM１２６
の速度バツフアに記憶され、サーボモータ２０は
論理回路１９４ａの制御を受けて第８Ｆ図に示さ
れたサブルーチン６０６による速度まで駆動され
る。重要なのは、ピストン１４がそのパーク位置
から近接検出器５２の出力により示される開始−
試験位置まで加速されること、およびピストン速
度が安定したことをルーチン６０６が検出する点
である。次にステツプ９７０において、回転符号
器４０および線形光学符号器２６から導かれる出
力は、それぞれ信号論理調整回路１７０ａならび
に１７０ｂによつて、それぞれのカウンタ１７４
ａおよび１８２に入力されないようにされ、また
試験容積に基づいて元来選択された時間の除数す
なわち係数はプログラム可能カウンタ１７４ａに
入力される。ステツプ９７２では、ピストンがス
テツプ６００により定められた開始−試験位置に
達してから、回転符号器４０の出力は周期的に、
例えば40μsごとに呼び出されて、間隔計時機構１
７６の入力に供給されるそれからの次のパルスの
立上り縁の発生を検出する。これが発生しない場
合は、サブルーチンはステツプ９７４で近接スイ
ツチ５４の状態をチエツクし、もしピストン１４
がその位置、すなわちシリンダ１２の中のその最
上部位置にあれば、故障の指示があり、サブルー
チンは出力点９７５を介して第９Ｇ図について説
明される割込みサブルーチンに出る。さもなけれ
ば、回転符号変換器４０の出力の前縁の発生によ
り、ルーチンはステツプ９７６に移り、ここで回
転変換器４０のＡ出力は信号論理調整回路１７０
ａによつて間隔計時機構１７４に加えられ、特に
そのプログラム可能カウンタ１７４ａに加えられ
る。さらにステツプ９７６は、カウンタ１８２に
線形符号器から導かれるパルスのカウントを開始
させ、またプログラム可能カウンタ１７４ａに回
転符号器４０からのパルスをカウントさせる。ま
た、ステツプ９７６はこの時点で、カウンタ１７
６ａに第４Ｃ図で示されたシステム・クロツクを
クロツクＡ（例えば200Hz）としてカウントさせる
が、クロツクＡは論理回路１７８を介して１秒の
抜取り信号を出力する適当な係数によつてシステ
ム・クロツクを割つたものであり、それによつて
温度および圧力のいろいろな値が抜き取られる。
さらに、他の方法では無能にされる論理回路１７
７を使用可能にする出が間隔計時機構１７４から
導かれ、それによつて試験割込みの終了が作られ
て特にプログラム可能カウンタ１７４ａによる入
力カウントのカウント・ダウンにより１の論理信
号すなわちハイ信号を加え、CPU１２０の割込
み２の入力に、第９Ｉ図について後で詳しく説明
される割込みサブルーチンを開始させる信号を加
える。次にステツプ５２８において、計器８３お
よび室２８でいま測定中の圧力と温度に関するデ
ータは第８Ｎ図について前に説明した通り出力さ
れる。次にステツプ９８０において、間隔計時機
構１７６の中にあるカウンタ１７６ａの状態が試
験され、もしパルスが累積されなければ、サブル
ーチンはステツプ９８０の初めに戻つて、カウン
タ１７６ａからの第１パルス出力の発生を待つ。
カウンタ１７６ａの出力でパルスが検出される
と、サブルーチンはステツプ９８２に移り、ここ
でカウンタ１７６ａは０にリセツトされる。すな
わちカウンタ１７６ａは、論理回路１７８からの
第２パルス出力当たり１の発生により０にリセツ
トされる。次にステツプ９８４において、圧力変
換器４６の出力から得られる計器圧力MP２、圧
力変換器から得られるプルーバ室圧力PB、圧力
変換器５１から得られるプルーバ圧力PP１、温
度変換器４２および４４からそれぞれ得られる計
器温度Ｔ３とＴ４、ならびに温度変換器５７と４
８から得られるプルーバ温度TP１とTP２は、
RAM１２６の中の指定場所内に置かれ、後で説
明する通りそれらにより行われる計算に利用され
る。次に第９Ｋ図についてさらに詳しく説明され
るステツプ９８６において、圧力および温度デー
タは浮動小数点10進形式に変えられ、第９Ｌ図に
ついてさらに詳しく説明されるステツプ９８８で
はデータが累積され、平均される。後で詳しく述
べるが、計器４０および室２８の内部の圧力と温
度の値は、容積計の試験が始める時点からそれが
終るまで、周期的に、例えば毎秒累算され、それ
によつて取られた各試料は加算されて、温度と圧
力のパラメータを時間平均するために試料数によ
つて割られる。すなわち、温度と圧力のパラメー
タは、流量計の試験中絶えず取られたり監視され
るべきものと考えられる。これらのパラメータの
最終試料は、プログラム可能カウンタ１７４ａが
カウント・ダウンした後でも取られる。次にステ
ツプ９９０において、INT２レジスタに問い合
わせることによつて試験が終つているかどうかが
決定され、もし終つていれば、ルーチンは第９Ｆ
図に示される別のスステツプに移り、もし終つて
いなければ、サブルーチンはステツプ５２８の初
めに戻つて、RAM１２６の圧力および温度バツ
フアにある現在値を出力するとともに計器の試験
を継続する。試験フラグの終了の発生と記憶によ
り、圧力と温度を測定するための抜取りパルス間
隔のどこでも計器試験を終らせることができる。
すなわち、第９Ｉ図について説明される通り、試
験フラグの終了は、その発生により試験が終つた
ことを示すRAM１２６の指定部分にある計器符
号レジスタ１７４ａをカウント・ダウンしてセツ
トされる。しかし第４Ｃ図の論理回路１７８から
得られる１秒の抜取りパルスは、温度および圧力
データの最終部分を得るように依然として発生す
る。すなわち、第９Ｅ図に見られるサブルーチ
ン、特にステツプ９９０は、試験を終らせるとと
もに圧力および温度データの最終項目を収集さ
せ、その後計器プルーバ装置１０は運転停止され
る。計器符号カウンタ１７４ａのタイミングのず
れを検出する論理回路１７７の使用は、試験信号
すなわちフラグの迅速かつ有効な終了を作らせ
る。ソフトウエアが使用された場合、プログラム
可能カウンタ１７４ａがカウント・ダウンしたか
どうかを決めるためにそのカウンタの状態を反復
呼び出す必要があり、すなわちPROM１２４内
にプログラムを記憶させるのがきわめて複雑にな
り、また試験終了のタイミングの精度が低下す
る。

上記から、計器試験が計器回転符号器４０の出
力に応じて開始、終了されることが分かる。上述
の通り、符号器４０を計器３８のダイアフラムに
組み合わせる機構は、ある意味で周波数変調され
た信号を作り、すなわち回転符号器４０の回転サ
イクルのほぼ同じ点でその出力のカウントを所望
どおり開始させ、終了させる。この目的で、ピス
トン１４はそのパーク位置から事実上一定速度ま
で加速され、その後ステツプ６４６で定められた
開始−試験位置を通り、その点で試験は計器符号
器４０からの次のＡパルスの立上り縁の発生を周
期的に、例えば40μsごとに評価する。回転計器符
号器４０からのその次のパルスＡは、試験中の計
器３８を通る試験容積を表すカウントをロードさ
れるプログラム可能カウンタ１７４ａのカウン
ト・ダウン動作を開始させると同時に、プルーバ
１０に入る試験容積を正確に表す線形符号器２６
の出力をカウントするカウンタ１８２のカウント
動作を開始させる。カウンタ１７４ａのカウン
ト・ダウンにより、第９Ｉ図に示される通りカウ
ンタ１７４ａと１８２を無能にするCPU割込み
２を作る信号が論理回路１７７に加えられ、こう
して各カウンタのカウント動作が終る。すなわ
ち、線形符号器２６から得られるパルスを表すカ
ウンタ１８２内に記憶されるカウントは、回転計
器符号器４０の出力に応じてそのカウント動作を
開始、終了するように作動され、それによつてカ
ウンタ１８２に記憶されるカウントが試験計器３
８によつて作られる流体測定値を表すプログラム
可能カウンタ１７４ａ内に記憶されるカウントに
正確に相当することが保証される。

いま第９Ｆ図から、ステツプ９９２において前
述の圧力の最終値は試験終了のフラグがセツトさ
れてから得られ、累算および平均される前に浮動
小数点10進に変換される。圧力および温度の最終
値は第４Ｄ図の論理回路１９０ａを介して、第８
Ｎ図について上述したサブルーチンによる方法で
CRTターミナル１１２に表示されるように出力
される。次にステツプ９９４において、カウンタ
１８２に累積されたカウントは浮動小数点10進形
に変換され、ステツプ６２０においてサーボモー
タ２０は第８Ｇ図について上述したサブルーチン
６２０により停止するまで減速される。その後、
ステツプ９９６はPI／Ｏ回路１９６および論理
回路１９４ｂを介して指令信号を供給し、第２の
出口弁３６と組み合わされるソレノイドを作動さ
せてこれを開かせ、また第１の入口弁３４と組み
合わされるソレノイドを作動させて入口弁を閉じ
る。次にステツプ９９８において、いま最後に収
集されたいろいろなパラメータは、線形光学符号
器２６と計器回転光学符号器４０との出力によつ
て示された容積を、第９Ｍ図について詳しく説明
されるような方法で計算するのに用いられる。ス
テツプ１０００では、試験完了指示ライト１１１
ｄを励磁する指令が論理駆動回路１９８ａに送ら
れ、その後ステツプ１００２において、ステツプ
９９８で計算された出力結果は第９Ｎ図について
さらに詳しく説明される通りハード・コピー・プ
リンタに転送され、ピストン１４は第６図で詳し
く示された通りステツプ３２２によつてその最下
部の正常位置、すなわちパーク位置に戻される。
この点で、プログラムは繰返しまたは異なる流量
試験が行われるべきかどうかを決める第９Ｃ図の
ステツプ９５２ａの初めに戻る。

第９Ｇ図において割込みサブルーチン９７５が
示され、主として停止押ボタン１１１ｇが操作に
よつて押されるとき、または第９Ｅ図のステツプ
９７４で回転符号器カウントの欠如と、近接スイ
ツチ５４の位置に相当する上部位置のピストンの
存在との組合せによる故障があつたとき入力され
る。停止押ボタン１１１ｇを押すと、サーボモー
タ２０は停止するように速やかに減速され、シス
テムは一次電力が除去されて次に再び加えられる
まで、その停止モードに固定される。電力が再び
加えられると、計器プルーバ装置１０はその待機
モードに戻る。いずれかの条件により、プログラ
ムは第９Ｇ図の点９７５から入力し、ステツプ１
００４において論理駆動回路１９８ａは停止押ボ
タン１１１ｇの後ろにあるライトを作動させる。
ステツプ１００６では、論理回路１９８ｂから得
られた現在のモータ速度がRAM１２６の速度比
較バツフアに記憶される。次に、サーボモータ２
０は第８Ｇ図に示される減速サブルーチンによつ
て減速される。その後、ステツプ１００８は論理
回路１９４ｂに指令を送り、組み合わされるソレ
ノイドに第２の出口弁３６を開かせ、また組み合
わされるソレノイドに第１の入口弁３４を閉じさ
せる。この点で、サブルーチンは電力が除去され
て次に再び加えられるまで待機ステツプ１０１０
に進む。

第９Ｈ図に示される通り、割込み１のサブルー
チンは操作員がシステム制御および状態モジユー
ル１１１のリセツト押ボタン１１１ｆを押すとき
入力され、それによつて実行中のプログラムが中
断されてステツプ１０１２に出て、ここで論理駆
動回路１９８ａはリセツト押ボタン１１１ｆの後
ろにあるライトを励磁するように制御される。次
にステツプ１０１４において、サーボモータ２０
の現在速度は論理回路１９８ｂにより読み取ら
れ、現在比較バツフア、すなわちRAM１２６の
アドレス可能場所に記憶される。その点で、論理
回路１９４ａの制御を受けるサーボモータ２０は
第８Ｇ図に示されるサブルーチン６２０によつて
停止条件まで減速され、点２１２を介して特に第
５図のステツプ２１４までプログラムが戻され
る。

第９Ｅ図のステツプ９７６および９９０につい
て前に言及した第３の割込みサブルーチンは、間
隔計時機構１７４がその論理回路１７７を介して
CPU１２０の割込み２の入力にパルスを出力す
るとき、計器試験の終りに自動的に実行されるも
のとして第９Ｉ図に示されているが、このパルス
は計器３８を経て計器プルーバ装置１０を通る試
験容積の１立方フイート、1/2立方フイート、ま
たは1/4立方フイートに相当する係数の１つの入
力がカウント・ダウンされてから発生する。まず
システムの状態がRAM１２６内の適当な場所に
ステツプ１０１８で記憶され、さらにステツプ１
０２０では、第４Ｃ図のカウンタ１７４ａと１８
２が無能にされ、線形カウンタ１８２の記憶され
たカウントはRAM１２６内の適当な場所に記憶
され、その後各カウンタ１７４ａと１８２がリセ
ツトされる。ステツプ１０２４において、カウン
タ１７４ａによる前述の係数すなわちパラメータ
の１つのカウント・ダウンが生じると、１すなわ
ちフラツクがRAM１２６の試験終了レジススタ
内に置かれる。すなわち、試験終了は圧力および
温度の測定値を得るのに用いられる１秒の抜取り
パルス間の途中に生じることがある。したがつ
て、圧力および温度の測定値の最終組を得るため
に待つ必要があり、これは前述の係数のカウン
ト・ダウンの発生と同時に試験終了のフラグをセ
ツトすることによつて行われる。計器プルーバ装
置１０はステツプ９９０が生じるまで第９Ｅ図に
示される通りデータを累算する働きを続けるが、
ステツプ９９０が生じるとRAM１２６の試験終
了レジスタは試験終了フラグがセツトされている
かどうかを見るために呼び出され、もしセツトさ
れていれば試験は停止される。もし依然として作
動しているならば、ステツプ１０２８でシステム
の状態が再び呼び出され、計器プルーバ装置の作
動は第９Ｅ図に示される計器試験のサブルーチン
内の割込みの点に続く。

圧力および温度の値を入力する第９Ｅ図に全体
として示されるルーチン９８４は、第９Ｊ図に示
されるサブルーチンに詳しく示され、ここで最初
のステツプ１０３２により、差圧測定装置４６か
ら得られた差圧の表示はＡ／Ｄ変換器１６６によ
つて２進データに変換され、RAM１２６内の指
定場所に記憶される。同様に、ピストン圧力変換
器５１により測定された差圧はＡ／Ｄ変換器１６
６によつて２進データに変換され、ステツプ１０
３４においてRAM１２６の指定場所に記憶され
る。同様に、計器プルーバ装置１０を収納するプ
ルーバ室１０６に置かれる変換器１０９によつて
測定された気圧は、Ａ／Ｄ変換器１６６によつて
２進データに変換され、ステツプ１０３６によつ
てRAM１２６内の指定場所に記憶される。同様
にステツプ１０３８，１０４０，１０４２では、
温度測定装置５７，４８，４２および４４からの
温度入力TP１，TP２，TM３、ならびにTM４
はＡ／Ｄ変換器により２進データに変換され、
RAM１２６内の指定場所に記憶され、その後第
９Ｅ図のステツプ９８６に戻る。

第９Ｅ図に全体として示されるステツプ９８６
は第９Ｋ図のサブルーチンに詳しく示され、ここ
でステツプ１０４６においてプルーバ温度TP１
とTP２、および計器温度TM３とTM４に相当
する各温度は２進電圧から浮動小数点10進形式の
Ｔに変換され、次にRAM１２６内の指定場所に
記憶される。次にステツプ１０４８において、同
様な形式で、圧力MP１，MP２および気圧PBを
表す２進電圧はそれぞれの指定場所から取られ、
浮動小数点10進形式のpsi（ポンド／平方インチ）
に変換され、RAM１２６の指定場所に記憶さ
れ、その後第９Ｅ図のステツプ９８８に戻る。

試験データを累算しかつ平均する第９Ｅ図のサ
ブルーチンすなわちステツプ９８８は、第９Ｌ図
に示されるサブルーチンについてさらに詳しく示
されている。ステツプ１０５０において、第１お
よび第２プルーバ温度TP１とTP２のデイジタル
値は相加されて、平均プルーバ温度（ATP）を
与える。この値は順次ATPの累算された前の値
に加算され、すなわち計器試験の実行中にATP
の１組Ｎ個の試料が累算される。ステツプ１０５
２において、計器温度TM３とTM４は相加され
て、平均計器温度（ATM）を与え、この新しい
値は計器試験の実行中に取られるATMのＮ個の
連続試料を表す量を与える。ステツプ１０５４に
おいて、周囲圧力すなわち気圧PBの値は、平均
計器圧力（APM）を得るように、計器３８内に
作られた圧力と周囲圧力との間から取られた差圧
MP２と気圧PBとの和に加算される。

平均プルーバ圧力（APP）は、計器試験の間
に取られるAPPのＮ個の連続試料を表す量を得
るように、APPの前に累算された値に加算され
る。ステツプ１０５８において、ステツプ１０５
０，１０５２，１０５４および１０５６から前に
取られた各値の試料数Ｎは決められ、それによつ
て連続ステツプにおいてこれら各パラメータの平
均値は累算された量を係数Ｎで割ることによつて
得られる。

第９Ｆ図に示されるステツプ９８８は、いま第
９Ｍ図についてさらに詳しく説明される。上述の
通り、平均プルーバ温度（ATP）、平均計器温度
（ATM）、平均計器圧力（AMP）、および平均プ
ルーバ圧力（APP）の累算値は計器試験の途中
で取られるＮ個の試料を表し、ステツプ１０６０
ではこれらの平均値が各温度および圧力について
得られる。次にステツプ１０６２において、計器
プルーバ装置１０を通つた標準容積に対して計器
３８を通る流体の計器符号器４０の出力のパーセ
ント誤差が示された式にしたがつて計算される。
計器圧力PM、プルーバ圧力PP、プルーバ温度
TP、および計器温度TMの値は、ステツプ１０
６０から定められる平均値であるが、プルーバ容
積カウントＫは線形符号器２６によつて作られか
つカウンタ１８２の中で累算された累算カウント
の表示として得られ、これらのカウントは選択さ
れた標準容積、例えば１立方フイート、1/2立方
フイート、または1/4立方フイートを表す。第９
Ｍ図に示される通り、PM／PPおよびTP／TM
の比はそれぞれ圧力ならびに温度修正係数を与え
る。上述の通り、試験中の計器プルーバ１０と流
体計３８の内部流体間に流体温度差および流体圧
力差が存在する。ステツプ１０６２によつて定め
られた上記の比は適当な修正係数を与え、それに
よつて温度差が補償され、計器プルーバ１０によ
つて得られる校正された表示すなわち読みに対し
て流体容積の計器読みの正確なパーセント誤差が
表示される。係数K^*は、計器３８によつて測定
された流体の流れを表すプログラム可能カウンタ
１７４ａに記憶されたカウントを表す。ステツプ
１０６２に示される通り、係数K^*は例えば１立
方フイートに対して40000のカウントを計器４０
を通る容積の値に変換するため定数Ｃを掛けられ
る。プログラム可能カウンタ１７４ａに入力され
た係数K^*が40000である説明のための実施例で
は、定数Ｃは１／40000として選ばれる。さらに、線形符号器２６から得られ、カウンタ１８２によつ
てカウントされたカウントの数は、後で詳しく説
明される通り計器プルーバ１２の室１８の容積を
正確に測定するとともにこの正確な測定容積を線
形符号器２６により出力されたパルスの組に相関
させることによつて導かれる校正係数を掛けられ
る。本発明の説明のための実施例において、室２
８の１立方フイートの選択された容積の場合、線
形符号器２６から38790個の出力パルスが導かれ
ることが定められた。すなわち校正係数はこのカ
ウントの逆数すなわち１／38790として選択される。

同様な形式で、計器３８に異なる容積が通されか
つプログラム可能カウンタ１７４ａが異なる流れ
に相当するカウントでプログラムされた場合は、
室２８の選択された領域内に形成された容積に相
当する異なる校正係数を決める必要がある。実際
に、38790のカウントは経験上、正確に１立方フ
イートに相当する室２８の長さに沿つてピストン
１４を移動しかつ線形符号器２６から出力された
パルス数を計算したり他の方法で求めることによ
つて得られる。同様な測定および符号化は経験
上、ピストン１４がシリンダ１２に沿う開始−試
験位置からシリンダ内の1/2立方フイートおよび
１／４立方フイートの容積に相当する位置まで移動
されるにつれて、線形符号器２６の出力に相当す
る1/2立方フイートならびに1/4立方フイートの流
れに関するカウントを決定するために取られる。
すなわち、実際のカウントにしたがつて1/2立方
フイートおよび1/4立方フイート用の相当する校
正係数は、室２８の円筒壁によつて形成される容
積に正確に対応する。このように、計器３８の読
みと室２８に通される実際の容積との間のパーセ
ント誤差の計算は、室２８の円筒壁の相当する領
域の正確な容積によつて決定された校正係数の使
用によつて大きな精度で得られる。ステツプ１０
６２が実行されてから、プログラムは第９Ｆ図に
示される次のステツプ１０００に戻る。

第９Ｍ図のステツプすなわちサブルーチン１０
６０に全体として示される平均温度および圧力の
計算は第９Ｏ図に示されるサブルーチンによつて
詳しく説明され、ステツプ１０５０で前に示され
た通り、温度の各測定は１回弐試験の途中でプル
ーバ温度ATPの累算された個別測定を表す合計
を得るように前の測定に加算される。第９Ｏ図に
示されるステツプ１０６４に示される通り、
ATPのこの累算値は試料数AVCTR＝Ｎ＋２に
よつて割られ、そして459.67に加算されて、プル
ーバの最終平均温度ETPを〓で与える。同様に
ステツプ１０６６では、温度TM３とTM４の値
は計器試験の途中で相互に引続き加算されて、試
験中における計器の平均温度ATMの累算値を与
え、またATPは459.67まで順次加算される１秒
の抜取りクロツクの試料数すなわちカウント数に
よつて割られ、最終平均温度FTMを〓の形で与
える。同様にステツプ１０６８において、試験中
に累算された計器の平均圧力APMの累算値は試
験中に取られた試料の数AVCTRによつて割ら
れ、計器の最終FPMを絶対psiの形で与える。ス
テツプ１０７０において、計器試験の途中で累算
された平均プルーバ圧力APPの累算値は、試料
の数AVCTRによつて割られ、プルーバの最終圧
力FPPの表示を絶対psiの形で与え、その後第９
Ｍ図に示される次のステツプ１０６２に戻る。

計器３８を通る容積を測定する計器プルーバ１
０の精度は、計器容積試験の際に流体の圧力と温
度の測定値の変動によつて左右され、制限され
る。計器容積試験の実行中に生じる流体の圧力お
よび温度の変動は、計器プルーバの容積の測定な
らびに校正中に生じる変動より大きい。すなわち
一般的に、ピストン１４が第１位置から第２位置
へ移動されるにつれて計器３８を通して送られる
流体の実際の容積は下記の式によつて概算され
る：Ｖ（V₁−V₂）〔１＋（／T₁）−（／P₁）〕＋
V₂〔（ΔT／T₁）−（ΔP−P₁）〕ただしV₁、P₁、およびT₁はそれぞれ、計器容
積試験実行の初めにおけるプルーバ１０の室２８
内に存在する最初の容積、流体圧力および流体温
度であり、ΔPおよびΔTは試験中に生じぬ圧力
と温度の対応する変化であり、およびは流
体計３８におけるT₁とP₁からの平均偏差である。
前述の通り、第４Ｃ図に示される論理回路１７８
は、温度変換器４２，４４，４８、および５７、
ならびに圧力変換器４６および５１の出力を抜き
取る１秒のクロツク信号を供給し、それによつて
容積計の試験実行中にこれらの変数の試料を与え
る。前述の通り、第９Ｅ図のステツプ９８４で得
られた計器温度TM３とTM４、ならびにプルー
バ温度TP１とTP２の周期的試料は第９Ｌ図のス
テツプ１０５０，１０５２，１０５４、および１
０５６で相加され、第９Ｏ図のステツプ１０６
４，１０６６，１０６８および１０７０について
説明される通り試験実行中に抜き取られて加算さ
れることにより時間平均される空間平均の計器温
度およびプルーバ温度が得られる。このように、
圧力と温度の両方の連続変化は、流体計およびプ
ルーバ１０で測定される。空間および時間的にそ
のように平均化することによつて、他の方法では
容積変化の校正に誤差を招く温度と圧力の変動が
回避される。3.81cm（1.5in）のH₂Oの圧力降下に
よる断熱膨張に起因する計器プルーバに入る流体
の温度温化は0.5〓という大きな場合があり、こ
れは実に0.1％もの計算誤差を生じる。すなわち、
システムを通じ流体の圧力と温度を正確に監視
し、かつ計器プルーバ１０に入る「真」容積を得
るために所要の修正を施すことが必要である。容
積で0.05％の精度を得るには、室２８と計器入口
との間でパラメータδTおよびδPをそれぞれ±0.1
〓ならびに±0.127cmH₂Oより良好な精度まで監
視する必要がある。第１図について前に述べた温
度変換器および圧力変換器は、温度ならびに圧力
測定について所望の精度を達成するとともに容積
の測定において所望の精度を与える、かかる能力
を備えている。

計器３８により行われた試験の結果をハード・
コピー・プリンタに出力するように第９Ｆ図に示
されたステツプ１００２は、第９Ｎ図にさらに詳
しく示されている。最初のステツプ１０７２で、
プリンタはその作動を初期設定するように論理回
路１９０ｂによつてストローブされ、その後ステ
ツプ１０６２で前に計算されたパーセント誤差が
プリンタでプリント・アウトされる。次ステツプ
１０７４において、改行指令がプリンタに加えら
れてプリンタの用紙を１行だけ進め、その後ステ
ツプ１０７６で試験が行われた流量が表示され
る。ステツプ１０７８において、改行指令信号が
プリンタに加えられて、第９Ｆ図のステツプ３２
２に戻る前に用紙を10行送る。

本発明の１つの重要な面は、シリンダ１２の室
２８の容積を正確に測定する方法、およびその測
定値を用いて線形符号器２６の出力を正確に校正
し、線形符号器２６のパルス出力当たりの容積を
表示する方法にある。第２Ａ図に示される通り、
線形符号器には多数の密接した標識１０２を持つ
目盛２４があり、それによつて光学符号器２６は
これを通る、かかる各標識の通過に相当する出力
パルス列を与える。かかる出力信号を正確に測定
された室２８の容積に正確に相関させることによ
つて、線形符号器２６は相当する高い精度で符号
化することができ、それによつて試験中の計器３
８の計器記録すなわち誤差の校正表示が改善され
る。

このような校正手順において、室２８の容積を
高い精度で測定することがまず必要である。空洞
内に高周波、電磁界を作ることを含む容積測定法
が使用される。かかる測定方法の原理をこれから
説明する。導電壁に完全に囲まれた規則正しい形
の室２８の内側寸法は、室２８の内部に作られた
電磁界用の共振条件が生じる周波数を測定するこ
とによつて正確に求められる。与えられた形状で
は、室２８内の電磁界はいろいろな空間構成をと
ることができる。個別の周波数で、室２８内に取
り囲まれた電磁エネルギはその波周期と比べて長
い時間間隔にわたり蓄えられかつ共振され、これ
らの共振解は室２８の正規モードとして指定され
る。蓄えられたエネルギと共振周波数のサイクル
ごとに消費されるエネルギとの比は、共振のＱと
定義されている。Ｑは、電磁界により誘起される
電流に対する壁のオーム抵抗による消費損の尺度
である。与えられた正規モードでは、共振周波数
は室２８の寸法および容積を満たす媒体内の光の
伝搬速度によつて独自に求められる。したがつ
て、容積を規定する直線寸法（球の場合は１つ、
正円筒の場合は２つ、など）に相当する多数の正
規モードの共振周波数を同時に測定することによ
つて、室２８の容積は周波数測定の精度に比較す
る精度まで測定することができる。

室の形状が与えられると、正規モードの無限な
組が存在し、その共振周波数は室２８の直線寸法
のオーダの自由空間波長に相当する下限値を持つ
が上限値はない。その直線寸法の１つの機械変位
に起因する容積変化は順次、下位モードの共振周
波数をほぼ同じ小量だけ変える。

簡単に述べれば、第１０図に示される通り、室
２８の内部に電磁界を作り、そこから第１０図の
回路により測定すべき蓄積された電磁エネルギの
比較的小部分を抽出するために、アンテナ７０の
形をした装置が備えられる。後で詳しく説明する
が、共振を室２８の内部に生じる周波数ｆの測定
が行われる。室２８の構造の選択は、任意な形の
室が使用される場には重要であり、共振周波数ｆ
とかかる室の寸法との間の機械関係は厳密な、す
なわち分析的な解を持たないことがある。すなわ
ち室２８は、消費損および結合の影響が無視でき
ることを保証するとともに、規則正しい形の室２
８の全体として囲まれた表面に対して電界Ｅが放
射状で磁界Ｈが接線状である制限条件を受ける共
振周波数と室寸法との間の関係を定める既知のマ
ツクスウエルの式を与えるような、規則正しい形
を選択される。このような条件の下で、室２８の
界は比較的簡単な形で求められ、認知できる動揺
が予測される。

すなわち本発明の好適な実施例では、室２８は
シリンダ１２の内面、ヘツド６０、およびピスト
ン１４の外面によつて形成される正円筒となるよ
うに選択される。このような構造の室２８によつ
てピストンは上述の通り既知の流体容積を作るよ
うに駆動されることが認められる。正円筒として
作られている室２８の内部に作られた電磁界の正
規モードは、次の２種類に大別される：すなわち
室２８の円筒（Ｚ）軸に沿つて電界が０である
TEモードおよびその円筒軸に沿つて磁界が０で
あるTMモードである。それらは下記によつて円
筒座標ｒ、θ、およびｚに関してTEモード用に
定められる３個の整数ｌ、ｍおよびｎによりさら
に規定される：ｌ＝θに関するE_rの全周期変化の数；ｍ＝ｒに関するE〓の半周期変化の数；ｎ＝ｚに関するE_rの半周期変化の数。

整数ｌ、ｍ、ｎが磁界の成分H_rおよびH〓につ
いて対応して定められるTMモード用の同様な１
組の指標が存在する。

正規モードの共振周波数に関するサブルーチン
は下記の一般式によるベツセル関数の根および幾
何寸法によつて表される：ｆ＝（Ｃ／Ｄ）〔（x_ln／π）²＋（ｎ／２）²（Ｄ／Ｌ
）〕^1/2(1) ただしＤは直径、Ｌは長さ、Ｃは空洞容積を満
たす媒体中の光速、およびX_lnはそれぞれ下記に
よつて与えられる： TEモードではX_ln＝J′_l（ｘ）＝０のｍ乗根、 TMモードではX_ln＝J_l（ｘ）＝０のｍ乗根。

いろいろな低位TEおよびTMモードに相当す
るこれらのベツセル根の数値は下記の表から取ら
れる： TEモード TMモード TE x_ln TM x_ln 11 1.84118 01 2.40483 21 3.05424 11 3.83171 01 3.83171 21 5.13562 31 4.21009 02 5.52008 41 5.31755 31 6.38016 12 5.33144 12 7.01559 第(1)式の量（fD）²対（Ｄ／Ｌ）²のプロツトは、
インターセプト（cx_ln／π）²およびスロープ
（cn／２）²と共に直線である。このようなモー
ド・チヤートは、ｎの値が最大２までの正円筒室
２８の下位モードについて第１３図に示されてい
る。第１３図は、幾何パラメータ（Ｄ／Ｌ）²の関
数としての相対共振周波数値および直線寸法Ｌの
変化に伴う共振周波数の変動を示すグラフであ
る。またそれは任意の固定Ｄ／Ｌ比に関する与え
られた周波数範囲で現れると思われる共振の数を
予測するとともに、２つの異なるモードが周波数
退比するＬの値を予測するのにも役立つ。

第１３図のモード・チヤートは電磁界励振のモ
ード、選択されたモードの予想共振周波数、およ
び室２８の直径Ｄと長さＬに関する寸法を決定す
るのに用いられる。第１０図に示されるような室
の説明のための実施例では、直径Ｄは30.5cm
（12″）に等しくセツトされ、長さＬの範囲は25.4
cm（10″）から76.2cm（30″）までとする。したが
つて、（Ｄ／Ｌ）²の対応する値は1.44〜0.16の範囲
となる。もし観測の周波数範囲が500MHz〜
1000MHzであるならば、（fD）²は2.32×10²⁰およ
び9.29×10²⁰（サイクル／秒）²cm²の間で変わる。
500〜1000MHzの範囲内のこの構造で長さＬの変
化にわたつて現れると思われる共振モードの数
は、ちようど、第１３図のモード・チヤートに示
される長方形に含まれる線の数によつて与えられ
る。見られる通り、Ｌ＝25.4cm（10″）で、500〜
1000MHz内に生じるモード数は３個に過ぎない。
すなわちこれらは、約755MHzで生じるTM₀₁₀モ
ード、830MHzで生じるTE₁₁₁モード、および
960MHzで生じるTM₀₁₁モードである。他方では、
Ｌ＝76.2cm（30″）では、簡単のため第１３図に
示されていない８個のモード、すなわちTE₁₁₁′、
TE₁₁₂′、TM₀₁₀′、TM₀₁₁′、TM₀₁₂′、TE₂₁₁′、
TE₂₁₂′およびTE₁₁₃がある。任意な中間位置で
は、モード数およびそれらの共振周波数ｆは、所
望の（Ｄ／Ｌ）²の値に相当する垂直線といろいろ
なモードを表す線との交点によつて求められる。
任意な２つの異なるモードの共振周波数の測定は
ＤおよびＬの両方を独自に定めるので、測定の冗
長チエツクとして、または理想のケースおよび現
れるかもしれない任意な高位修正からの幾何偏差
に起因する動揺の影響を評価する手段として他の
モードを使用することがある。

量的な意味で、電磁界の電界および磁界成分は
相互に垂直であり、かつ規則正しい幾何形状の室
２８の寸法ＤおよびＬ、特に第１０図に示される
ような室２８の直径および長さに対して、共振周
波数である一定の関係を有することが分かる。後
で説明するが、共振周波数と寸法ＤおよびＬとの
関係は、それぞれのモードで、数式によつて関係
づけられる。正円筒形状の室２８は、その容積を
定める２つの未知寸法、すなわちその直径Ｄと長
さＬを持つ。こうして、未知の値ＤとＬを同時に
求められる２つの数式を得る必要があり、したが
つて前述の通り２つの異なるモードの室２８内の
電磁界を作りかつ両モードの共振周波数を求め、
それによつてＤとＬの値すなわち室２８の容積を
算出できるようにしなければならない。後で説明
するが、対応して高いＱを持つ共振周波数を求め
るために励振のモードが選択され、それによつて
ＤおよびＬの測定に誤差を招く動揺の影響を最小
にすることができる。

TE₀₁₀モードの線は第１３図に示す通りゼロの
スロープを有し、したがつて室の寸法Ｌに無関係
で、直径のみの関数である。したがつてこの特性
は、測定実験中にこのモードを識別するのに用い
られる。励振モードTE₀₁₀は寸法Ｄの自主測定を
得るのに用いられる。さらに、任意の与えられた
モードで寸法Ｌの関数としての共振周波数の変化
率は、最後の指数ｎによつてのみ求められること
が分かる。したがつてTE₁₁₁′、TM₀₁₁′、および
TE₂₁₁のようなモードの周波数はＬの変化に伴つ
て同じ量だけ変わるが、TE₁₁₂′、TM₀₁₂′および
TE₂₁₂モードはすべて２倍の割合で共に変わる。
したがつて、これらモードの同調特性は、いつた
ん空洞の絶対直径が求められると、長さＬの相対
変化をきわめて高精度まで求めるのに使用され
る。

与えられた正規モードで励振される共振時にお
ける室２８のＱは、２つの面で重要である。ま
ず、それは共振周波数レスポンスの鋭さを定め、
したがつて共振周波数を実測し得る究極の精度を
制限する。さらに重要なのは、Ｑが第(1)式により
与えられる理想の結果からの共振周波数の予想偏
差の大きさの尺度であるということである。一般
に、与えられたモードのＱが高くなるほど、理論
式で空洞の幾何寸法を求める精度が良くなる。こ
うして室２８を励振するモードは最高のＱを得る
ように、したがつて室２８の寸法すなわち容積を
一段と正確に求められるように選択される。

完全導電壁からなる容積では、室の無負荷時の
すなわち固有のQ₀は無限大であり、共振の正規
モードに対する周波数解は正確である。固有抵抗
が限定される壁では、室２８内の電界と磁界は、
下記の式で与えられる表皮深さδとして定められ
る距離まで壁に入り込む： δ＝〔λρ／120π²μ〕^1/2cm (2) ただしμは壁材料の導磁率、λは自由空間波長
（cm）、ρは壁の直流固有抵抗（Ω−cm）である。
有限の表皮深さは電磁界によつて見られる室の皮
相寸法を実際の幾何寸法より若干大きくするの
で、壁のオーム損に起因する消失の影響は正規モ
ードの共振周波数を動揺させ、それらを低い値に
移す。この動揺は表皮深さと自由空間波長の比す
なわち（δ／λ）の値で表されるが、この（δ／
λ）は壁材料の直流固有抵抗と導磁率の既知の値
を用いることによつて第(2)式から算出される。空
洞が銅製の場合（μ＝１、ρ＝1.72×10^-6Ω−
cm）、表皮深さは3.8×10^-51/2cmに等しい。1000M
Hz（λ＝30cm）で、比（δ／λ）はほぼ７×10^-6
に等しい。有限導電率に起因する共振周波数に対
するこの修正は、本出願にとつては明らかに無視
し得る。300シリーズのステンレス鋼（μ＝１、
ρ＝72×10^-6Ω−cm）では、1000MHzにおける比
（δ／λ）は4.5×10^-5であり、これは絶対容積精
度0.01％の所望全精度にとつては無視できなくな
る。好適な実施例では、室２８の壁はクロムめつ
きされ、（μ＝１、ρ＝13×10^-6Ω−cm）、（δ／
λ）の相当する値は1000MHzで２×10^-5に等し
い。したがつて理論的計算に基づく、正円筒形状
の室２８における正規モードの共振周波数に対す
る修正は無視できるものとし、かつ第(1)式は全容
積の測定精度を0.01％より良好にしなければなら
ない。

しかし実際には、与えられた材料の理論的表皮
深さの値は、壁の不完全性、材料の不純性、およ
び残留表面汚染などのいろいろな理由により決し
て達成されない。したがつて、好適な励振モード
を選択される室２８のＱを測定することによつて
有効表皮深さを実測する必要があり、またもし必
要ならば、この方法による容積測定に適当な修正
を施さなければならない。

室２８のQ₂の式は、蓄えられたエネルギと電
磁波振動のサイクルごとに壁に生じる消失損との
比の値を求めることによつて得られるが、これは
次のように書くことができる： Q₀＝2∫〓H²dν／δ∫_SH²ds (3) ただしＨは正規モードの磁界ベクトル、δは表
皮の深さである。正円筒空洞の室２８の幾何形状
および正規モードに関するＱは下記の式で表され
る： TEモードの場合： Q₀δ／λ＝〔１−（ｌ／x_ln）²〕〔x²／_ln＋P²R²〕^3/2
／2π〔x²／_ln＋P²R³＋（１−Ｒ）（PR_k／x_ln）²〕(4) TMモードの場合： Q₀δ／λ＝〔x²／_ln＋P²R²〕^-1/2／2π（１＋Ｒ）（ｎ
＞０）(5) ＝x_ln／π（２＋Ｒ）（ｎ＝０）ただしＲ＝（Ｄ／Ｌ）、Ｐ＝nπ／２、他の記号
はすべて前に定められた通りである。

与えられたモードおよび空洞形状に関する上の
式の右辺の値を求め、それを実測したＱで割るこ
とによつて、有効なδ／λが求められる。求めら
れた結果と第(2)式からの計算値との直接比較によ
り、室２８の容積測定で予想される動揺の大きさ
が量的に求められる。

室２８は第１０図に示される通り外部測定回路
に結合され、それによつてマイク波電力は室２８
に入れられてそこに電磁界を作るとともそこから
反射される電力を抽出する。室２８は、アンテナ
７０の形をした唯一の結合装置を必要とする反射
形空洞である。後で詳しく説明するが、共振特
性、特に与えられた正規モードの共振周波数は入
射マイクロ波周波数の関数としてアンテナ７０か
ら反射される電力を測定することによつて求めら
れる。反射形の室２８の使用によつて、理想的な
空洞レスポンスからの動揺が最小に押えられ、入
射電力からの妨害なしに反射電力の抜取りを許す
方向性結合器１１０６の使用が実現される。第１
０図に示される通り、掃引発生器１１００の出力
はアンテナ７０を励振するように加えられる一
方、反射電力は結合器１１０６によつて鉱石検波
器１１１０に転送される。

アンテナ７０の形をした結合装置の存在は、室
２８の中の蓄えられる共振電磁エネルギ、すなわ
ち測定用に抽出される電力量、の消失損を増すこ
とになる。これは通常、空洞の無負荷時のＱすな
わちQ_pと区別するように等価結合のＱすなわち
Q_cとして定義される。さらに、アンテナ７０を
介して第１０図の回路の残りと空洞との相互作用
は、本発明の適当な式の値を求める「空洞結合」
装置の正確な説明を得るために考慮されなければ
ならない。

反射形の室２８、すなわち電力が単一のアンテ
ナ７０によつて導かれかつ抽出される室について
は、反射電力と共振付近の入射電力との比は下記
の式によつて与えられる： P_r／P_p）＝１／４（１／Q_p−１／Q_c）²＋（ν_p−ν）²
／ν_p ²／１／４（１／Q_p−１／Q_c）²＋（ν_p−ν）²／
ν_p ² (6) ただしνは周波数、ν_pは共振周波数、Q_pは空洞
共振の無負荷時のＱ、Q_cは結合装置による電力
損に比例する結合のＱである。

共振周波数ν_pで、反射電力と入射電力との比は
与えられた正規モードの反射係数と定義され、す
なわち（P_r／P_p）〓ν_p＝β＝（Q_c−Q_p）²／（Q_c＋Q_p）² (7) β＝０の場合、空洞は100％結合と考えられ、
Q_p＝Q_cとなる。この条件は、負荷インピーダン
スが発生器インピーダンスに整合される低周波等
価回路の場合に相当する。

第(6)式と第(7)式を組み合わせ、Q_cを消去する
と、正規モードの無負荷時のQ_pは下記による測
定可能なパラメータに関して与えられる、 Q_p＝ν_p〔（P_r／P_p）−β／１− （P_r／P_p）〕^1/2／（ν−ν_p）（１＋β^1/2） (8) したがつて空洞共振のレスポンス曲線上のある任
意な電力レベル（P_r／P_p）でβおよび周波数幅を
測定することによつて、量Q_pが求められる。「半
電力」点が定められ、すなわち P_1/2＝（１＋β）／２ (9) であると、２つの半電力点に相当する周波数差は
共振レスポンスの「半幅」として知られ、下記に
よつて与えられる Δν＝２（ν_1/2−ν_p）ただしν_1/2は半電力点に相当する周波数である。
この場合、第(8)式はさらに次のように簡単な形と
なる、 Q_p＝（2ν_p／Δν）（１＋β^1/2｝ (10) したがつてQ_pの値は、結合度により（ν_p／Δν）
と（2ν_p／Δν）との間で変化する。室のレスポン
ス曲線の表示は、定められたパラメータと共に、
第１４図に示されている。最小の反射電力に相当
するレスポンスν_pの中心周波数は、正規モードの
共振周波数である。

第１０図の周波数測定回路は共振周波数の変
化、すなわち室２８と第１０図の回路素子との間
の相互作用に起因する周波数プリングを作ること
が分かる。掃引発生器１１００の周波数が約２の
フアクタだけ変化される第１０図の回路におい
て、方向性結合器１１０６は掃引発生器１１００
の出力を受けてその比較的小部分をアンテナ７０
に加える。特に、方向性結合器１１０６の補助す
なわち出力端子に加えられる電力は掃引発生器１
１００の出力の約80％である。室２８は方向性結
合器１１０６の主入力端子に、鉱石検波器１１１
０はその第３端子に接続されて、室２８から反射
されるマイクロ波電力が測定される。方向性結合
器１１０６の使用により、掃引発生器１１００と
アンテナ７０によつて与えられた負荷との間に
100％の減衰すなわち「パデイング」が生じ
る。

その結果、掃引発生器１１００は室のレスポン
スを動揺させる相互作用が生じないことを保証す
るために、アンテナ７０、すなわち結合装置から
それぞれ隔離される。アンテナ７０と発生器１１
００との間の結合器１１０６によつて与えられた
隔離の結果として、周波数プリングの量は室２８
のＱ、結合係数β、および鉱石検波器１１１０と
空洞結合装置との間のVSWRによつて定め
られる。

掃引発生器１１００が空洞２８から完全に減結
合されているものとすれば、空洞のＱが5000、結
合係数βが0.5、残留VSWRが２であると、周波
数プリングは1.3×10^-5すなわち0.0013％のオーダ
となる。この偏差は室容積の所望の完全測定を
0.01％より良好な精度まで達成するに要するより
も良好な大きさのオーダである。

さらに、第１０図に示される空洞２８およびそ
れに組み合わされる共振周波数測定装置の分析の
結果、空洞２８の円筒形状の丸さ欠如または小さ
な局部表面の不規則性と変形による、室２８の幾
何形状のひずみに起因する動揺は下記の用心を守
ることによつて補償されることが判明した。ま
ず、室２８の機械的ゆとりが、その円筒形状の直
径Ｄを丸さの12ミルはずれの制限内に保つような
ものであれば、室２８の直径Ｄすなわち容積は
10^-5以内のオーダの精度で測定され、したがつて
かかる変形は容積を測定する本方法では無視する
ことができる。同様に、室２８の内壁にある小さ
な内向きまたは外向きのくぼみに起因する任意な
正規モード用の室共振周波数の変移は孔の寸法が
室２８の中に作られる電磁界の遮断波長より十分
小さく、かつ孔が電磁界を他の構造物に結合しな
ければ無視できると思われる。これらの条件の下
では、周波数プリングは孔の直径の三乗と室２８
の容積との比にほぼ比例する。すなわち実際問題
として、室２８の壁にある内向きまたは外向きの
くぼみに関する周波数プリングは無視できる。例
えば直径約30.5cm（12″）、長さ50.8cm（20″）の室
２８の中にある直径2.54cm（1″）の孔は、共振周
波数を１／10⁵しか変化させない。

ピストン１４の内部にある変換器５１および５
７を受ける開口と共に入口６２の効果を考える
と、これらの開口すなわち孔は共振周波数の測定
でこれらの誤差源を事実上除去するために、容積
測定および校正の際に金属栓でふさがれる。

室２８の変位容積の測定で±0.01％の精度要求
を満足するために、第１０図に示される共振周波
数測定回路は室２８の中に作られる正規モードの
共振周波数を１／10⁵の精度まで測定し得なけれ
ばならない。第１０図に示される回路は、掃引発
生器１１００とアンテナ７０との間のインピーダ
ンス不整合、マイクロ波電力の変化と変動、外部
雑音、および成分ドリフトに対する感度などによ
るひずみのような、共振周波数ｆの測定に影響す
る系統誤差を減らすように設計されている。第１
０図に示される通り、マイクロ波電源はテクスキ
ヤン社製の発生器VS80Aの形を説明上とること
ができる掃引発生器１１００の形をとる。掃引発
生器１１００は説明上、固定周波数（CW）で作
動され、すなわち0.05Hzと30KHzとの間でセツト
されたレートで50KHzと300MHzとの間の範囲を
自動掃引するように作動される。さらに、掃引発
生器１１００の出力は、上記範囲にわたる周波数
の変化を操作員の制御器で掃引するように、その
バーニヤつまみ１１００ａによつて制御される。
掃引発生器１１００の出力は同軸ケーブルによつ
て、変成器として働く方向性結合器１１０２に加
えられ、それによつて結合器１１０２に加えられ
たエネルギの一部は、本発明の説明のための実施
例においてフルーケ・コーポレーシヨン製のカウ
ンタ1920Aの形をとることができる周波数カウン
タ１１０８に転送される。後で説明するが、カウ
ンタ１１０８は、室２８の内部に定在波が作られ
る周波数を表示する。順次、結合器１１０２の出
力は同様な同軸ケーブルによつて第２結合器１１
０４に加えられ、さらに方向性結合器１１０６を
介してマイクロ波アンテナ７０に加えられる。第
１０図に示されかつ第２Ａ図にさらに詳しく示さ
れる通り、マイクロ波アンテナ７０は簡単な金属
ループ７０ａであり、絶縁物７０ｂによつて室２
８のヘツド６０から絶縁されている。

技術的に周知の通り、定在波の発生により室２
８からアンテナ７０を通つて反射されるエネルギ
は、他の周波数で反射されるエネルギに比べて大
幅に減少する。これは共振条件として知られ、関
連周波数は共振周波数として知られている。すな
わち掃引発生器１１００の出力の周波数が変化す
るにつれて、室２８の構造寸法次第で室２８の中
に定在波を生じる共振周波数が選択される。定在
波を作る周波数は、後に説明するが、直径Ｄと長
さＬに関室の寸法、したがつて室２８の容積を定
める。共振周波数における電力降下を検出するた
めに、結合器１１０６はアンテナ７０を通つて反
射されたマイクロ波電力を直流信号に変える鉱石
検波器１１１０に接続される。順次、ヒユーレツ
ト・パツカード製の鉱石検波器423A（NEG）の
形を説明上とり得る鉱石検波器１１１０は、その
直流出力をオシロスコープ１１１２のＹ入力に加
える。オシロスコープ１１１２は説明上、テクス
トロニツク製オシロスコープT922Rの形をとる
ことができる。オシロスコープ１１１２のＸ入力
は掃引発生器１１００によつて供給されるので、
発生器１１００が掃引モードにセツトされると、
室２８の反射電力レスポンスは入力信号周波数の
関数であり、オシロスコープ１１１２に表示され
る。拡大表示１１１２ａに見られる通り、アンテ
ナ７０を通つて反射された電力は、第１４図に示
されるように共振周波数で最小値１１１３まで降
下する。最小値を生じる周波数はカウンタ１１０
８に表示される。第２結合器１１０４は、演算増
幅器１１１５によつて増幅されかつ掃引発生器１
１００に加えられて発生器１１００の出力により
レベル制御を与える対応する直流信号を供給する
鉱石検波器１１１４にマイクロ波電力を加え、そ
れによつて掃引発生器１１００が定在波を生じる
周波数を通して掃引すると発生器１１００に事実
上一様な電力ドレンが置かれる。

第１０図の回路は、共振周波数の測定を得るた
めに下記の形で作動される。まず、掃引発生器１
１１２はオシロスコープ１１００のスクリーン上
に正規モード共振のすべてを本質的に同時に表示
させる広い掃引にセツトされるが、任意な特定モ
ード用の共振レスポンスは掃引幅と掃引中心周波
数の適当な選択によつて別個に表示することがで
きる。モードの明確な識別は、室２８の中にある
ピストン位置のそれぞれのセツテイング用共振周
波数を測定することにより、また第(1)式を用い、
すなわち別法によりピストン位置を移動させて、
ピストン位置の関数としてのそれらの共振周波数
の変化率を第１３図に示されるものと比較するこ
とによつて得られる。

任意の与えられたモードの共振周波数ｆは、ま
ずオシロスコープ上にレスポンス曲線を表示し、
次に掃引発生器１１００をそのCWモードに切り
替えて、オシロスコープ１１１２に表示される電
圧が最小になるまで精密周波数つまみ１１００ａ
を手動で同調させることによつて測定される。こ
の最小値になつたときの周波数カウンタ１１０８
の表示は、空洞の正規モードの共振周波数であ
る。便宜上、オシロスコープ１１１２の第２ビー
ムは、システムを掃引モードにセツトしかつ第２
ビームがちようど共振レスポンス曲線の底に触れ
るように第２ビームの垂直位置を手動で変えるこ
とによつて、この最小値の位置をより良好に定め
るのに用いられる。発生器１１００がそのCWモ
ードで作動するように切り替えられると、室２８
の共振周波数ｆはそのとき、２つのビームが一致
するときの条件に相当する発生器１１００の周波
数セツテイングである。好適な実施例において、
２つのビームが全く一致している間に周波数カウ
ンタの出力を同時に読むことによつて、発生器１
１００の周波数ドリフトによる影響が除去される
ので、掃引発生器１１００の固有の安定度よりも
はるかに高い精度まで測定が可能である。さら
に、測定は室のレスポンス曲線で最小値を作るこ
とにのみ依存するので、検波器１１００のレスポ
ンスの非直線性および入射マイクロ波電力の時間
的変動には無関係である。与えられたモードでの
繰返し測定によつて、室２８の共振周波数が±
3KHzすなわち約５／10⁶より良好な精度まで測定
し得ることが示される。

いま、室２８の一部の容積を正確に測定する方
法の第１実施例をさらに詳しく説明する。一般
に、本発明の方法は２つの異なる励振モードで室
２８の共振周波数を測定することを意味する。一
例として、正円筒の室２８を考え、TM₀₁₀および
TE₁₁₁モードの共振周波数を測定する。両モード
は非退化モードであり、それらの共振周波数は
１／10⁷の、すなわち標方法によるよりも良好な
精度まで測定することができる。TM₀₁₀モード
（平行板モード）は室２８の平均直径Ｄのみに依
存し、空洞の高さＬには無関係であるが、TE₁₁₁
モードはＤとＬの両方に左右される。したがつて
２つの周波数の測定から、室２８の容積が求めら
れる。TM₀₁₀モードの場合： λ₁＝共振波長＝πD／X₀₁すなわちＤ＝λ₁X₀₁／π(11
) ただしＤ＝直径、X₀₁はJ_p（Ｘ）＝０の第１ベツ
セル根。

TE₁₁₁モードの場合：ただしＤ＝直径、Ｌ＝空洞の長さすなわち高
さ、X₁₁はJ₁′（Ｘ）＝０の第１根。

２つの結果を組み合わせると、Ｋ＝X₀₁／πλ₁、Ｌ＝1/2〔１／λ₂ ²
−１／λ₁ ²（X′₁₁／X₀₁）²〕^-1/2 共振周波数に関して、この結果は次の通り表さ
れる：Ｄ＝X₀₁ ^c／πf₁、Ｌ＝ｃ／2f₂〔１−（f₁／f₂X′₁₁／X_0
1）〕²〕^-1/2 （14）ただしX₁₁＝1.8412、X₀₁＝2.4048、cw空洞を満
たす媒体（本出願では空気）における光速。

室の全容積については、容積＝πD²／４Ｌ＝λ₁ ²λ₂X₀₁ ²／8π〔１−λ₂ ²／λ₁ ²（X′₁₁／X₀₁）
〕^-1/2 ＝c³X₀₁ ²／8πf₁ ²f₂〔１−f₁ ²／f₂ ²（X′₁₁／X₀₁）²
〕^-1/2（15）見られる通り、容積は第１位までλ³または１／f³
に比例する。したがつて dv／ｖ〜３（dλ／λ）または３（df／ｆ）（16）よつて、周波数は例えばカウンタ１１０８によつ
て１／10⁷まで正確に測定され、すなわちｖの理
論的精度は３／10⁷程度である。

ピストン１４の正変位に起因する正円筒１２の
容積の変化を連続測定する方法が用いられる。ピ
ストンの運動の前後における室２８の両容積、お
よび容積の変化率は簡単な方法で測定することが
できる。ピストン１４が位置Ｘから位置Ｙまで移
動する第１０図に示される配列では、TM₀₁₀モー
ドの共振周波数は一定であり（または円筒の直径
の非一様性により少し変化する）、TE₁₁₁モード
の共振周波数は変位ΔLに比例する量だけ変移す
る。位置Ｘで、共振周波数f₁およびf₂が測定さ
れ、第１容積V₁を表すために第(2)式に挿入され
る。その後、ピストン１４は第２位置Ｙに移さ
れ、モードTM₀₁₀およびTE₁₁₁用の第２組の共振
周波数f₁′、f₂′がそれぞれ取られ、第２容積V₂は
第（15）式によつて算出される。最後に、変位容
積ΔVは位置Ｙで求めた第２容積の値V₂から位置
Ｘで求めた第１容積V₁を引くことによつて算出
される。さらに、TM₀₁₀の共振周波数を連続監視
することによつて、L₁とL₂との間の室２８の直
径の変化（機械加工の不完全さに起因）がＬの関
数として測定される。同様に、容積の変化率は
TE₁₁₁モードの共振周波数を連続監視することに
よつて測定される。

上記の関係の変動要因としては、空気の誘電特
性、結合導管３０および３２の存在、他のガス入
口６２、表面の不規則性、室２８の壁材料の有限
導電度、およびモード交差による縮退などが含ま
れる。第１次までは、不規則性がλ（30cm以上）
に比べて小さいかぎり、変動は容積の変化に比例
する。したがつてこの方法は変形度を平均化し、
室２８の真の容積に比例する測定を与える。

結合導管３０および３２ならびにガス入口６２
はマイクロ波の遮断波長より十分小さく作られ、
共振周波数の変動を多くて１／10⁵に押えなけれ
ばならず、第１位まで修正することができる。

同様に、室２８の壁材料の有限導電度による変
動は、壁が銅、銀、金、またはアルミニウムのよ
うな高導電金属で作られたり、めつきされている
場合、この同程度の大きさにならなければなら
ず、仕上げに正当な注意が払われる。一例とし
て、銅の理論的表皮深さは300MHzで3.8×10^-4cm
である。容積の変動は、表皮の深さと共振空洞の
直線寸法との比の位であり、これは半径50cmの正
円筒では約7.6×10^-6である。実際の表皮深さは
室のＱに正比例する空洞内の消失損から推測され
るが、一般に約１％の精度まで実測される。した
がつて、不確実性を１／10⁷の２〜３倍より良い
程度まで減少する第１次修正が施される。

空洞内の真空と空気との間の共振周波数の変化
は次の式によつて与えられる。

（ｆ真空／ｆ空気）＝（ε）^1/2 （17）ただしεはSTPでの乾空気について εSTP^-1＝536.5×10^-6の値を持つマイクロ波周
波数での空気の比誘導率である。よつて、真空か
ら空気への周波数変化は2.7×10^-4程度である。
乾空気のεは圧力および温度の関数としてマイク
ロ波周波数で正確に知られるので、この変移は最
低１／10⁶の精度まで修正される。式〔（ε−１）_t,P／（ε−１）_20c

Claims

【特許請求の範囲】１室の形状が正円シリンダであり、測定すべき
寸法が室の直径および軸方向の長さである室を含
む計器プルーバの容積を正確に測定する方法であ
つて、 (a) 前記室の直径及び軸方向の長さと一義的な関
係にある電界及び磁界成分をもつ電磁界の少な
くとも１つの共振モードを選択する段階と、 (b) 前記選択された共振モードの前記室内に電磁
エネルギ界の第１及び第２の別個の正規モード
を発生させる段階と、 (c) 前記規則正しい形状の室から反射されたエネ
ルギを抽出する段階と、 (d) 前記室内に前記第１及び第２の正規モードの
ための共振条件を作る電磁エネルギの第１及び
第２の周波数を検出する段階と、 (e) 検出された第１及び第２の周波数の数値に基
づき正円シリンダ室の長さと直径したがつて容
積を測定する容積測定方法。２特許請求の範囲第１項記載の容積測定方法に
おいて、電磁エネルギ界を作る正規モードが選択
されて室の性質、形状、および表面による変動を
最小にする容積測定方法。３特許請求の範囲第１項記載の容積測定方法に
おいて、選択されたモードがTE₁₁₁モード及び
TE₁₁₂モードである容積測定方法。４特許請求の範囲第１項記載の容積測定方法に
おいて、選択されたモードがTE₁₁₂モード及び
TM₀₁₀モードである容積測定方法。５特許請求の範囲第１項記載の容積測定方法に
おいて、選択されたモードがTM₀₁₀モード及び
TE₁₁₁モードである容積測定方法。６特許請求の範囲第１項の測定方法であつて、
前記計器プルーバは、前記室内を直線運動して流
体を試験中の流量計と前記室との間に指向するピ
ストンを含み、また前記測定方法は、 (f) 前記ピストンを前記室を通つて動かしピスト
ン運動の程度を表わす表示を与える段階と、 (g) 前記室の容積の正確な決定に基づいてピスト
ン運動の前記表示を校正する段階を含む容積測
定方法。７特許請求の範囲第６項記載の測定方法であつ
て、他の方法では室の性質、形状、および表面に
よつて作られる変動を減少させる第１ならびに第
２の正規モードを選択する段階を含む容積測定方
法。８特許請求の範囲第７項記載の測定方法におい
て、モードがTE₁₁₁モードおよびTE₁₁₂モードと
なるように選択される容積測定方法。９特許請求の範囲第７項記載の測定方法におい
て、モードがTM₀₁₀モードおよびTE₁₁₂モードと
なるように選択される容積測定方法。１０特許請求の範囲第７項記載の測定方法にお
いて、前記モードがTM₀₁₀モードおよびTE₁₁₁モ
ードに選択される容積測定方法。１１特許請求の範囲第６項の測定方法であつ
て、前記計器プルーバは前記ピストンの相対運動
に応動してピストン運動の程度を表わす信号を供
給する測定装置を含み、信号の各増分単位はピス
トンの増分運動すなわち試験中の流量計に指向さ
れる流体の容積に相当し、前記測定方法はさら
に、 (h) 前記ピストンを室内の第１位置に置く段階
と、 (i) 前記ピストンを室内の第１位置に配置した状
態で、前記第１及び第２のモードにそれぞれ対
応する第１および第２電磁界を発生する段階で
あつて、前記第１および第２電磁界の前記電界
成分と磁界成分が室の直径ならびに長さに関係
しており、 (j) 前記ピストンを第１位置に対して移動された
第２位置まで移動する一方、測定装置から得ら
れた信号を累算する段階と、 (k) 室内に第３および第４電磁界を発生する段階
で前記第３及び第４電磁界は室内のその共振条
件で選択された第３及び第４の別個の正規モー
ドに対応し、第３および第４電磁界の電界成分
と磁界成分が室の直径ならびに長さに関係した
段階と、 (l) 前記第３および第４電磁界が室内に共振条件
を確立する第３ならびに第４共振周波数を測定
する段階と、 (m) 前記第１および第２共振周波数に基づき、
室の直径と長さすなわち室と第１位置のピスト
ンとによつて形成される第１容積を測定し、か
つ前記第３および第４周波数に基づき、室の直
径と長さすなわち室と第２位置のピストンとに
よつて形成される第２容積を測定する段階と、 (n) 前記第２および第１容積の差として変位ピ
ストン容積を測定し、測定装置からの累算され
たピストン移動信号を変位容積と相関させて、
測定装置信号の増分単位によつて表される流体
の増分値を表示する段階からなる容積測定方
法。１２特許請求の範囲第１１項記載の測定方法に
おいて、前記測定装置が１組のパルスの形をした
出力を与え、各パルスはピストンの増分運動を表
し、段階(j)において出力パルスがピストンの第１
位置から第２位置への運動中カウントされる容積
測定方法。１３特許請求の範囲第１２項記載の測定方法に
おいて、相関のステツプがさらに前記測定装置に
より１個のパルスを作るようにピストンが移動さ
れる増分長さとして長さ校正係数を求める段階を
含む方法。１４特許請求の範囲第１３項記載の測定方法に
おいて、前記相関のステツプが第１、第２、第３
および第４周波数の測定値にそれぞれ基づき第１
ならびに第２ピストン位置で室の第１および第２
直径を測定する工程と、与えられた容積でかつ測
定された第１および第２の直径で、試験中の流量
計と室との間に与えられた容積の流体を指向させ
るに要するピストン変位を測定する工程と、長さ
校正係数およびピストン変位に基づき試験中の計
器と室との間で与えられた容積を変位させるため
に前記測定装置により作られるべきパルスの数を
測定する工程と、を含むことを特徴とする前記方
法。１５特許請求の範囲第１１項記載の方法におい
て、室内に電磁エネルギを発生させるモードが選
択され、他の方法では室の性質、形状、および表
面により作られる変動が減少される容積測定方
法。１６特許請求の範囲第１１項記載の測定方法に
おいて、前記ピストンが室の異なる部分に置かれ
るように各連続組の段階によつて第１位置を変え
ながら、段階が繰り返される容積測定方法。