JPH0320561Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この考案は、工業計器自動試験装置に使用され
る電空変換器に関する。

(ロ) 従来の技術 一般に、工業計器自動試験装置は、種々の電気
信号や空気圧信号を出力し得るようになつてお
り、入力電気信号を空気圧信号に変換して出力す
る、いわゆる電空変換器も内蔵されている。

上記工業計器自動試験装置等に使用される従来
の電空変換器は、印加電圧に応じて変位するフラ
ツパ（電歪素子フラツパ、電磁フラツパ等）と、
このフラツパに対設されるノズルと、供給圧を受
け、前記ノズルからの背圧に応じ出力圧を導出す
るパイロツト弁と、出力圧を電気信号に変換する
圧力センサと、この圧力センサの出力を入力信号
レベルまで増幅する信号増幅器と、入力信号と信
号増幅出力との偏差を増幅し、偏差に応じた電圧
を前記フラツパに与える制御増幅器とから構成さ
れている。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 上記従来の電空変換器においては、一定の空気
圧出力を得るために、制御増幅器の一方の入力に
設定電圧を入力すると共に、空気圧出力を圧力セ
ンサで電気信号に変換し、信号増幅器で増幅し
て、制御増幅器の他方の入力端にフイードバツク
し、空気圧出力信号が設定値に一致するように制
御している。

圧力センサとしては、半導体が使用されるのが
通常であるが、この場合、フイードバツク信号と
しての圧力センサの安定性が精度に影響すること
になる。半導体圧力センサは、小型・計量で高精
度である点、従来より多用されているが、シリコ
ンチツプとシリコン台座、あるいはステムからの
熱応力のため、徐々に０点がドリフトするものが
ある。これらのドリフトは、構造の改良、あるい
はエージング等により、最少になるように工夫さ
れてはいるが、絶無にすることは困難であり、長
期の使用を続けると、かなりのドリフト分が生
じ、これが誤差の原因となつている。

この考案は、上記に鑑み、長基的に見て、圧力
センサが０点ドリフトを生じた場合に、これを補
正し得る電空変換器を提供することを目的として
いる。

(ニ) 問題点を解決するための手段及び作用 この考案の電空変換器は、圧力センサの入力空
気圧を大気に開放可能に構成される第１の開閉手
段と、空気圧系と外部機器間とを遮断可能に配設
される第２の開閉手段と、信号増幅器の出力を読
取る信号読取手段と、前記第２の開閉手段を、
“閉”状態、前記第１の開閉手段で圧力センサを
大気圧に開放した状態での前記信号読取手段の読
取り値の変化を補正信号とする補正手段とを特徴
的に備えて構成されている。

この電空変換器では、所要のタイミングあるい
は周期で第１の開閉手段を開いて、圧力センサの
入力空気圧を大気に開放し、すなわち０にすると
共に、空気圧系と外部機器との空気路を閉じて、
その入力空気圧の０の状態での信号増幅器の出力
を信号読取手段で読取り、この読取出力をドリフ
ト値として補正信号とし、設定信号値を補正する
ようにしている。通常、ドリフトが生じていない
場合では、上記状態での信号読取手段出力は０が
読取られるが、ドリフトが生じていると、入力空
気圧が０であるにもかかわらず、信号増幅器から
ドリフト分の信号出力が得られるため、この読取
られた信号値分を電気入力設定値にも上乗せする
ことによつて、ドリフト分が補正されることにな
る。

(ホ) 実施例 以下、実施例により、この考案をさらに詳細に
説明する。

第１図は、この考案の一実施例を示す電空変換
器のブロツク図である。同図において、電歪素子
フラツパ１の電極１ａと１ｂ間に、制御増幅器７
より入力電圧が印加されるようになつており、ま
た電歪素子フラツパ１の変位部分には、ノズル２
が対設されており、パイロツト弁３には供給圧が
入力され、この入力された供給圧はノズル２より
噴射され、電歪素子フラツパ１の変位部分とノズ
ル２の間隙に応じた背圧を発生し、この背圧がパ
イロツト弁３で増幅され、電磁弁１３を介して出
力圧が外部機器（図示せず）に導出されるように
なつている。また、パイロツト弁３よりの出力空
気圧は、電磁弁１２を介して半導体圧力センサ５
に入力され、半導体圧力センサ５は、入力された
出力空気圧を電気信号に変換する。この電気信号
は信号増幅器６で増幅され、制御増幅器７の一方
の入力端にフイードバツクされるように構成され
ている。どの程度の出力圧を出力するかは、設定
器８によつて設定されるようになつており、この
設定器８で設定される設定値は、CPU９に取込
まれ、CPU９は設定器８で設定された値に応じ
たパルス幅の信号パルスを、ホトカプラ１０を介
して平均化回路１１に入力するようになつてい
る。平均化回路１１は、このパルス信号をパルス
幅に応じたレベルの電圧信号に変換して、制御増
幅器７の入力端に加えるようになつている。

制御増幅器７は、信号増幅器６よりのフイード
バツク電圧と平均化回路１１よりの設定値に応じ
た電圧を比較し、その偏差を電歪素子フラツパ１
の電極１ａ，１ｂに印加するように構成されてい
る。

また、信号増幅器６の出力は、アイソレータ１
４を介して、CPU９に取込まれるようになつて
いる。この取込みは、図示していないが、CPU
９に内蔵される（外付けでもよい）マルチプレク
サMPX及びＡ／Ｄ変換器を介して行われる。さ
らに電磁弁１２，１３は、CPU９の制御（指令
信号ａ，ｂ）により開閉されるように構成されて
いる。電磁弁１２が“開”されると、圧力センサ
５の入力空気圧が大気に開放されるようになつて
いる。

次次に、上記実施例電空変換器の圧力センサ５
のドリフト補正処理について説明する。

先ず、CPU９から電磁弁１３に指令信号ａを
送り、第２図に示すように、電磁弁１３を閉じ
て、外部機器に出力していた空気圧をシールする
と共に、同様に、CPU９からの指令信号ｂによ
り、電磁弁１２を開放する。この電磁弁１２の開
放により、圧力センサ５に入力される空気圧は０
となる。そして、この時の信号増幅器６の出力を
アイソレータ１４でアイソレーシヨンを行い、ま
たアイソレータ１４の出力を受けるマルチプレク
サMPXを開き（第２図参照）CPU９に取込む。

CPU９は、この時の信号増幅器６の出力を取
込み、記憶する。この値をedとする。今、圧力
設定器８で設定される０％の時の制御増幅器７に
入力される設定電圧をEZ、100％の時をESとす
れば、CPU９の演算されて出力される補正信号
は、０％の時にEZ＋ed、100％の時にES＋edと
なり、この信号が、ホトカプラ１０を通して平均
化回路１１で直流化され、制御増幅器７に入力さ
れることになる。つまり、ドリフト分の電圧ed
が設定電圧に上乗せされて、制御増幅器７に入力
され、その結果、制御増幅器７に入力される入力
電圧は、出力時において信号増幅器６の出力と平
均化回路１１からの出力のいずれもが、ドリフト
分edを含むことになるので、偏差分は相殺され、
圧力センサ５のドリフト分が影響しない制御電圧
が電歪素子フラツパ１に入力されることになる。

CPU９は、以後、読込んだドリフト分edを保
持し、次の補正演算がなされる時まで、これを記
憶する。

以上のようにして、補正値edが算出されると、
CPU９は電磁弁１２を閉じて、出力空気圧が圧
力センサ５に入力されるように接続すると共に、
電磁弁１３をONし、出力空気圧を外部機器に出
力するように接続する。以後、設定値に応じた出
力圧が外部に導出され、通常の動作が続けられる
ことになる。

上記した圧力センサ５のドリフトの補正演算
は、圧力センサ５のドリフトの度合に応じた適宜
な周期を選んで、CPU９の制御の下、繰返され
ることになる。もつとも、演算処理は周期的に行
う必要がなく、所要に応じ、例えばキー入力操作
がなされた時にのみ、そのドリフト分の補正値を
演算するようにしてもよい。

(ヘ) 考案の効果 この考案によれば、必要に応じ圧力センサのド
リフト分を読取り、読取つた出力値をドリフトの
補正信号として設定信号に補正するようにしてい
るので、たとえ圧力センサにドリフトが生じるこ
とがあつても、この影響を受けることなく、設定
値に応じた空気圧を導出することができ、精度の
良い設定出力空気圧を導出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す電空変換
器の回路ブロツク図、第２図は、同電空変換器の
動作を説明するためのタイムチヤートである。 １：電歪素子フラツパ、２：ノズル、３：パイ
ロツト弁、４：空気圧系、５：圧力センサ、６：
信号増幅器、７：制御増幅器、９：CPU、１２，
１３：電磁弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 入力電気量に応じて変位するフラツパと、この
   フラツパの変位部に対設されるノズルを含み、供
   給圧を受け、出力圧を導出する空気圧系と、前記
   出力圧を電気信号に変換する圧力センサと、この
   圧力センサの出力を増幅する信号増幅器と、設定
   電気量と前記信号増幅器の出力を比較し、その出
   力を前記フラツパに入力する制御手段とを含む電
   空変換器において、 前記圧力センサの入力空気圧を大気に開放可能
   に構成される第１の開閉手段と、前記空気圧系と
   外部機器間とを遮断可能に配設される第２の開閉
   手段と、前記信号増幅器の出力を読取る信号読取
   手段と、前記第２の開閉手段を“閉”状態とし、
   前記第１の開閉手段により圧力センサを大気圧に
   開放した状態での前記信号読取手段の読取り値の
   変化を補正信号とする補正手段とを備えてなるこ
   とを特徴とする電空変換器。