JPH0317524A - デイジタル式圧力検出装置 - 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〕 本発明は例えば温度によって圧力が変化する密閉容器内
の流体圧力を検出するために用いるディジタル式圧力検
出装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来の圧力検出装置の機能ブロック図であり、
第３図において，１は例えば半導体圧力センサなどのセ
ンサ素子をブリッジ接続したフルブリッジ回路構成の圧
力センサ，２は圧力センサ１の出力を増幅する増幅回路
、３は増幅回路２から出力されたアナログ信号をディジ
タル信号に変換するアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変
換回路、４はＡ／Ｄ変換回路３の出力に基づいて表示回
路５を駆動するエンコーダ、６は増幅回路２の出力信号
を通信用の４〜２０ｍＡの信号に変換する信号変換回路
、７は増幅回路２の出力信号に基づいてリレー（図示せ
ず）のＯＮ，ＯＦＦ信号を出力するリレー駆動回路、８
および９は増幅回路２に接続された零調整用およびスパ
ン調整用の可変抵抗器である． 次に動作について説明する。まず、被測定物（図示せず
）を圧力センサ１に作用させるようにする。また、専用
電源を備えていないため、別途用意した直流電源から各
部に給電する。

この状態において、圧力センサ１に作用する被測定物の
作用圧力が変化すると、この変化に応じて抵抗値が変り
圧力センサ１の出力も変化する。

この圧力センサｌの出力は増幅回路２で増幅された後、
Ａ／Ｄ変換回路３、信号変換回路６、リレー駆動回路７
にそれぞれ供給される。

Ａ／Ｄ変換回路３は入力されたアナログ信号をディジタ
ル信号に変換してエンコーダ４に供給し、このエンコー
ダ４の出力で表示回路５を駆動して上記圧力センサ１で
検出された圧力値を表示する。

また、上記信号変換回路６は増幅回路２の出力信号を４
〜２０ｍＡの信号に変換してコントローラ（図示せず）
に伝送し記録や制御器に供する．リレー駆動回路７は上
記増幅回路２の出力信号に応じてリレーのＯＮ，ＯＦＦ
信号を出し、例えばリレーのＯＮ信号出力時はリレーを
作動させ、このリレーの作動で被測定物の圧力調整部（
図示せず）の弁の開閉制御や異常時のリミット制御を行
うものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の圧力検出装置は以上のように構成されているので
、直流電源を別途用意しなければならず使い勝手が悪い
ものであった。また、オフセット値、スパン値等は可変
抵抗器８の調整によって増幅回路２で行っているため、
精度が低い等の問題点があった。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、使い勝手が良く，高精度のディジタル式圧力検
出装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１記載の本発明に係るディジタル式圧力検出装置
は、圧力センサからのアナログ信号をディジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換回路および所望データを手動入力す
るキースイッチ回路の出力を入力して演算処理を行うマ
イクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの演
算結果を表示する表示回路と、前記マイクロコンピュー
タの演算結果に基づいてリレーのＯＮ，ＯＦＦ信号を出
力するリレー駆動回路と、交流電源に接続し前記各部に
給電すべき直流電圧を作成する内蔵直流電源とを具備し
たものである。

また、請求項２記載の本発明に係るディジタル圧力検出
装置は、上記請求項１記載のディジタル圧力検出装置に
、前記マイクロコンピュータから出力されたディジタル
信号をアナログ信号に変換するディジタル／アナログ変
換回路と、前記ディジタル／アナログ変換回路の出力を
通信用信号に変換する信号変換回路を具備したものであ
る。

〔作用〕

請求項１記載のこの発明においては、交流電源に接続す
ることにより必要な直流電圧を作成する内蔵直流電源を
備えているので、交流電源さえあればどこでも使用する
ことができてきわめて使い勝手が良いものである。また
、圧力センサの出力信号および工場セットで図示されて
いないＥ”ＦＲＯＭに入力されたオフセット値、スパン
値等のデータまたは特性式を、マイクロコンピュータで
演算処理することにより、圧力検出および該圧力検出結
果に基づくリレー駆動回路によるリレーのＯＮ，ＯＦＦ
制御を高精度に行うことができる．また、請求項２記載
のこの発明においては，上記請求項１記栽の発明で高精
度に検出された圧力値を，通信用信号に変換して測定位
置から離れた位置に置かれたコントローラに伝送したり
，記録計に伝送したりすることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面について説明する。第１
図は第１実施例の機能ブロック図であり、図において，
１１はセンサ素子をブリッジ接続したフルブリッジ回路
構成の圧力センサ、１２は圧力センサ１１の検出出力を
増幅する増幅回路、ｌ３は増幅回路ｌ２から出力された
アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回
路、１４は所望データを手動入力するキースイッチ回路
であり、このキースイッチ回路１４は多数のキースイッ
チ１４ａ〜１４［を有しており、インテリジェント機能
を入力／設定する。１５はＡ／Ｄ変換回路１３およびキ
ースイッチ回路１４の出力を入力して演算処理を行う例
えば１６ビットのマイクロコンピュータである．１６は
マイクロコンピュータ１５の演算結果、つまり、圧力セ
ンサ１１の検出結果を表示する表示回路、１７はマイク
ロコンピュータ１５の演算結果に基づいて、リレーＫ１
，Ｋ２のＯＮ，ＯＦＦ信号や異常時等のリミットを出力
するリレー駆動回路、ｌ８は交流電圧から上記各回路に
給電すべき直流電圧を作或する内蔵直流電源である。

次に上記実施例の動作について説明する。まず、被測定
物を圧力センサｌに作用させるようにし、内蔵直流電源
１８を交流電源に接続する。

この状態において、圧力センサ１ｌの検出信号は増幅回
路１２で増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路ｌ３でディジタ
ル信号に変換されてマイクロコンピュータ１５に入力さ
れる。また、キースイッチ回路１４のキースイッチ１４
ａ〜１　４　ｇ．で手動入力されたデータもマイクロコ
ンピュータ゛１５に入力される。

そして、マイクロコンピュータ１５は両回路１３，１４
からの入力に基づいて演算処理し、この演算結果を表示
回路を表示回路１６に供給して表示するとともにリレー
駆動回路１７に供給して、リレーＫｌ，Ｋ２のＯＮ，Ｏ
ＦＦ信号を出力させるものである． なお、上記キースイッチ１４ａ〜１４ｇは、それぞれ次
のような機能を有しており、これ等のキースイッチの選
択操作でディスプレイモード、パラメータモード，電流
値スケーリングモード、ＰＶ（圧力）調整モード等の神
々のモードとすることができる。

ＤＩ　ＳＰキー１４ｅ：ＤＩＳＰモードに入り、且つＰ
Ｖ（圧力）→ＳＰ １→ＳＰ２　　（スイッチタ イプ）→Ｋ　ｅｙ　Ｌ　ｏｃｋとフ ァンクションが変わる。

Ｐａ　ｒａキー１　４　ｆ　：　Ｐａｒａｍｅｔｅｒモ
ードに入り．且つＤＩＦＩ→ＤＩＦ２ （スイッチタイプ）→フ ィルタ一時定数→ｐｖバ イアス→ビークホールド →ＨＩ／ＬＯリレー動作 切替とファンクションが 変わる。

：主な機能は各穐設定値の 設定値読込みであるがそ の他の各種ファンクショ ン内の動作確認等の機能 もある。

：設定桁を右シフトする機 能がある。

：設定桁を左シフトする機 能がある。

二設定値をインクリメント する機能がある。

二設定値をデクリメントす る機能がある。

シフトキー１４ｄ＋：同時押しすることによりＰａ　ｒ
ａキー１４ｆ　　４〜２０ｍＡスケーリングモードに入
る。内部フ ァンクションの移行はＰ ａｒａキーを押すことに より→電流マニュアル出 シフトキー１４ｂ シフトキー１４ｃ シフトキー１４ｄ シフトキー１４ａ ＥＮＴキー１４ｇ 力→４　ｍ　Ａ調整→２０ｍ Ａ；１１！！→電流値イニシャ ライズのファンクション に変わる。

シフトキーＬ　４　ｃ　＋　：同時押しすることにより
Ｐａ　ｒａキー１４ｆ　　ＰＶ調整モードに入る。

続けてＰａｒａキーを押 すことにより→ｐｖｏ点 調整→ＰＶＦＳ点調整→ ｐｖレシオ調整→ｐｖ値 イニシャライズのファン クションに変わる。

シフトキー１４ａ＋：同時押しすることによりＰａ　ｒ
ａキー１４ｆ　　通信アドレスモードに入る．続けてＰ
ａｒａキー を押すことにより→通信 メインアドレス調整→サ ブアドレス調整のファン クションに変わる。

シフトキー１４ｂ＋：同時押しすることによりＰａ・ｒ
ａキーエ４ｆ　　Ａ／Ｄ調整モードに入る。

続けてＰａ　ｒａキーを押 すことにより→ｐｖ電圧 値出力→基準電圧ＶＲＯ ／５調整→ＶＲＩ／５調 整→ＶＲ２／５調整→Ｖ Ｒ３／５調ｍ−＋ＶＲ４／ ５調整→ＶＲ５／５調整 のファンクションに変わ る。

また，マイクロコンピュータ１５を用いているため、次
のようなインテリジェント機能を有している． デジタル設定（設定点、ディファレンシャル）キー人力
にてデジタル表示を見ながら、リレー接点の設定点及び
ディファレンシャルを入力でき，且つ必要なときその設
定点を見ることができる。

キーロック キーロック状態ではＤＩＳＰモード、Ｐａ　ｒａモード
の内容を表示させ確認することができるが．設定をする
ことはできない．従って、誤って、またはいたずらで誤
設定することが少なくなる。

表示桁変更 Ｐｖ値の表示桁を変更することができ、微少な圧力変動
により表示部がちらつくことを防止するため、下位表示
部を表示させないよう、表示桁を変更することができる
。

ピークホールド 現在までの印加された圧力値の最高値を記憶しておき，
必要な時確認することができる。但し、電源オフにより
クリアされる． フィルタ時定数変更 圧力変動が激しい時に使用し設定された時定数に従って
Ｐｖ値の変動をおさえることができる。

ＨＩ／ＬＯｉ転切替 リレーのオンオフ制御動作の逆転を選定することができ
る。即ち，ＨＩ設定では、圧力上昇するとリレー駆動は
オフになり、下降するとオンになる．ＬＯ設定では圧力
下降するとリレー駆動がオフになり、上昇するとオンに
なる。

ＰＶバイアス 何台も並列運転、Ｐｖ値の表示が多少異なった場合、全
ての表示値を合わすためにＰＶ値を設定値分だけ変更す
ることができる。

ｐｖ値調ＩＩ（零点、スパン、レシオ）Ｐｖ値の零点，
スパン点およびレシオを調整することができる． 電流値マニュアル出力 取付時、調節計や記録計のチェックをするため、マニュ
アルで設定した電流値を出力することができる。

電流値スケーリング（零点、スパン） 電流値の４ａｎｄ２０ｍＡの点を設定することができる
ため自由にスケーリングが可能である。

自己診断 マイコンにて、異常状態を常に監視しており、異常時に
はすばやぐそれぞれの状態に従った対応をすることがで
きる。

第２図はこの発明の第２実施例の機能ブロック図であり
、前記第１図と同一部分には同一符号を付して重復説明
を省略する。第２図において、１９はマイクロコンピュ
ータ１５から出力されたディジタル信号をアナログ信号
に変換するＤ／Ａ変換回路、２０はＤ／Ａ変換回路１９
から出力されたアナログ信号を通信用の４〜２０ｍＡの
信号に変換する信号変換回路である。

この第２実施例は上記第１実施例と同一の動作をする他
，マイクロコンピュータ１５から出力された検出圧力値
を、Ｄ／Ａ変換回路ｌ９、信号変換回路２０によって通
信用の４〜２０ｍＡの信号とし，測定位置から離れた場
所に置かれたコントローラに伝送し記録保持するもので
ある。

なお，上記各実施例において、マイクロコンピュータ１
５の内部のメモリに調整データを記憶させ、零スバンを
実現する場合、圧力のパラメータと周囲温度のパラメー
タを入力パラメータとして、各ポイントでＡ／Ｄ変換回
路の出力値をメモリへ格納させることによって、高信頼
が確保できる．万一、ドリフトによって零点がズレた場
合でも，芯出しのキーボードによって容易に較正するこ
とができるので、より使い勝手が向上する．また，圧力
センサ１１を取付けたＳｉダイアフラムと測定対象が直
接作用する金属ダイアフラムとの間にオイルを封入した
構成の受圧部を有する圧力検出装置では、オイルの温度
変化が圧力検出に悪影響することがあるが、上記各実施
例のようにマイクロコンピュータを用い，メモリに記憶
してあるＳｉダイアフラムの特性によって温度補正を行
うことにより、オイルの温度変化による上記悪影響を防
止することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、請求項１記載の発明によれば、内蔵直流
電源を備えているので，交流電源のある場所であればど
こでも使用でき、きわめて使い勝手が良い。また、キー
スイッチ回路によって手動入力したオフセット値、温度
補正値等のデータおよび圧力センサの検出データをマイ
クロコンピュータで演算処理するので、圧力検出および
該圧力結果に基づくリレーのＯＮ，ＯＦＦ制御を高精度
に行うことができる。

また，請求項２記載の発明によれば、使い勝手が良い、
高精度である他、検出された圧力値を測定位置から離れ
た場所のコントローラや記録計に伝送して，制御や記録
することが容易にできる等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明の実施例によるディジタル
式圧力検出装置を示す機能ブロック図、第２図は請求項
２記載の発明の実施例によるディジタル式圧力検出装置
を示す機能ブロック図、第３図は従来の圧力検出装置の
１＠！能ブロック図である。 図において、ｌ１は圧力センサ、１３はＡ／Ｄ変換回路
．１４はキースイッチ回路，１５はマイクロコンピュー
タ、１６は表示回路、ｌ７はリレー駆動回路，１９はＤ
／Ａ変換回路、２０は信号変換回路である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物の圧力を検出する圧力センサと、前記圧
   力センサから出力されたアナログ信号をディジタル信号
   に変換するアナログ／ディジタル変換回路と、所望デー
   タを手動入力するキースイッチ回路と、前記アナログ／
   ディジタル変換回路および前記キースイッチ回路の出力
   を入力して演算処理を行うマイクロコンピュータと、前
   記マイクロコンピュータの演算結果を表示する表示回路
   と、前記マイクロコンピュータの演算結果に基づいてリ
   レーのＯＮ、ＯＦＦ信号を出力するリレー駆動回路と、
   交流電源に接続し前記各部に給電すべき直流電圧を作成
   する内蔵直流電源とを備えたディジタル式圧力検出装置
   。
2. （２）被測定物の圧力を検出する圧力センサと、前記圧
   力センサから出力されたアナログ信号をディジタル信号
   に変換するアナログ／ディジタル変換回路と、所望デー
   タを手動入力するキースイッチ回路と、前記アナログ／
   ディジタル変換回路および前記キースイッチ回路の出力
   を入力して演算処理を行うマイクロコンピュータと、前
   記マイクロコンピュータの演算結果を表示する表示回路
   と、前記マイクロコンピュータの演算結果に基づいてリ
   レーのＯＮ、ＯＦＦ信号を出力するリレー駆動回路と、
   交流電源に接続し前記各部に給電すべき直流電圧を作成
   する内蔵直流電源と、前記マイクロコンピュータから出
   力されたディジタル信号をアナログ信号に変換するディ
   ジタル／アナログ変換回路と、前記ディジタル／アナロ
   グ変換回路の出力を通信用信号に変換する信号変換回路
   とを備えたディジタル式圧力検出装置。