JPH0421219B2 - - Google Patents
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- JPH0421219B2 JPH0421219B2 JP62068157A JP6815787A JPH0421219B2 JP H0421219 B2 JPH0421219 B2 JP H0421219B2 JP 62068157 A JP62068157 A JP 62068157A JP 6815787 A JP6815787 A JP 6815787A JP H0421219 B2 JPH0421219 B2 JP H0421219B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/07—Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism
- G01F15/075—Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism using electrically-operated integrating means
- G01F15/0755—Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism using electrically-operated integrating means involving digital counting
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/252—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques using analogue/digital converters of the type with conversion of voltage or current into frequency and measuring of this frequency
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/60—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers
- G06F7/62—Performing operations exclusively by counting total number of pulses ; Multiplication, division or derived operations using combined denominational and incremental processing by counters, i.e. without column shift
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/60—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers
- G06F7/68—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers using pulse rate multipliers or dividers pulse rate multipliers or dividers per se
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06J—HYBRID COMPUTING ARRANGEMENTS
- G06J1/00—Hybrid computing arrangements
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は一般的には電気−機会的変換器の分野
に関し、詳しくいうと、流量のような特定のプロ
セスパラメータを示す機械的な動きに直接対応す
る線形電圧のような線形電圧を積分するのに使用
できる新規な、有用な積分器に関する。
に関し、詳しくいうと、流量のような特定のプロ
セスパラメータを示す機械的な動きに直接対応す
る線形電圧のような線形電圧を積分するのに使用
できる新規な、有用な積分器に関する。
［従来の技術］
電圧−周波数変換およびトータル化技術は積分
器において使用するのは一般的であり、よく知ら
れている。米国オハイオ州、ウイクリフのベイリ
ー・コントロールズから販売されているクラスＹ
として知られた従来の積分器は機械的ギヤと枢動
アームよりなり、電子装置を使用していない。
器において使用するのは一般的であり、よく知ら
れている。米国オハイオ州、ウイクリフのベイリ
ー・コントロールズから販売されているクラスＹ
として知られた従来の積分器は機械的ギヤと枢動
アームよりなり、電子装置を使用していない。
このベイリー・クラスＹ機械的積分器は信頼性
に欠ける、長年にわたり多種類の積分器が供給さ
れてきたという事実による融通性の悪さと膨大な
部品の在庫量、精度を悪くする機械的摩耗、組み
立てに特別な労力を必要とする、および較正に特
別な労力を必要とする等の種々の問題がある。
に欠ける、長年にわたり多種類の積分器が供給さ
れてきたという事実による融通性の悪さと膨大な
部品の在庫量、精度を悪くする機械的摩耗、組み
立てに特別な労力を必要とする、および較正に特
別な労力を必要とする等の種々の問題がある。
線形電圧信号を出力するのに使用できる既知の
トランスジユーサの一例はタイプWMレコーダと
呼ばれているベイリー・コントロールズ・レコー
ダである。これらレコーダは０から100％までの
パーセント範囲を指示するペンと指針を含んでお
り、流体の流れをプロセス・パラメータとして測
定するのに使用できる。この指針には所定時間内
の流量の連続する積分をおこなうために積分器を
機械的に結合することができる。
トランスジユーサの一例はタイプWMレコーダと
呼ばれているベイリー・コントロールズ・レコー
ダである。これらレコーダは０から100％までの
パーセント範囲を指示するペンと指針を含んでお
り、流体の流れをプロセス・パラメータとして測
定するのに使用できる。この指針には所定時間内
の流量の連続する積分をおこなうために積分器を
機械的に結合することができる。
［問題点を解決するための手段］
本発明の目的は所定時間にわたり線形電圧信号
を積分するのに使用できる電子的積分器を提供す
ることである。本発明の積分器は特にベイリー・
クラスＹ機械的積分器と交換するのに適してお
り、かつ例えばベイリー・タイプWMレコダーと
ともに使用できる。
を積分するのに使用できる電子的積分器を提供す
ることである。本発明の積分器は特にベイリー・
クラスＹ機械的積分器と交換するのに適してお
り、かつ例えばベイリー・タイプWMレコダーと
ともに使用できる。
しかしながら、本発明は決して特定の用途に限
られるものではない。本発明は機械的角度回転に
直線的に関連ずけられた速度（レート）信号のト
ータル化（積分）を必要とする如何なる状況にお
いても使用することができる。その上、本発明の
装置は任意の線形電圧信号の積分にも容易に適応
できる。
られるものではない。本発明は機械的角度回転に
直線的に関連ずけられた速度（レート）信号のト
ータル化（積分）を必要とする如何なる状況にお
いても使用することができる。その上、本発明の
装置は任意の線形電圧信号の積分にも容易に適応
できる。
本発明は高い信頼性と融通性を有する、事実上
機械的摩耗がない、組み立ておよび較性に熟練者
を必要としないという点で従来技術の機械的積分
器の問題点を除去するものである。
機械的摩耗がない、組み立ておよび較性に熟練者
を必要としないという点で従来技術の機械的積分
器の問題点を除去するものである。
本発明は機械的信号を電気的信号に即座に変換
するのに使用でき、電気信号の処理に特有の高い
信頼性をもたらす。調整可能なスケーリングによ
つて多くの従来の積分器を１つのユニツトと置き
換えることができる。機械的部品が最小限ですむ
ので寿命を長くすることができる。現場での較正
に最小限の熟練と機器を必要とするだけでよく、
本発明によれば全体として相当にコストが軽減す
る。
するのに使用でき、電気信号の処理に特有の高い
信頼性をもたらす。調整可能なスケーリングによ
つて多くの従来の積分器を１つのユニツトと置き
換えることができる。機械的部品が最小限ですむ
ので寿命を長くすることができる。現場での較正
に最小限の熟練と機器を必要とするだけでよく、
本発明によれば全体として相当にコストが軽減す
る。
従つて、本発明の他の目的は線形電圧信号を所
定時間にわたつて積分するための次の構成を有す
る電子的積分器を提供することにある。すなわ
ち、この積分器は、線形電圧信号を供給するため
の入力手段と、この線形電圧信号をこの信号に比
例する周波数を有する入力周波数信号に変換する
ための電圧−周波数変換手段と、前記電圧−周波
数変換手段に接続され、入力周波数信号のパルス
を計数しかつこの入力周波数信号に比例する比較
的低い周波数を有する動作周波数信号およびこの
動作周波数信号に対し相対的に高い周波数を有す
る、かつ前記入力周波数信号に比例する構成周波
数信号を発生する２進カウンタと、該２進カウン
タに接続され、前記動作周波数信号を受信して計
数率（レート）信号を発生する２進レート乗算手
段であつて、動作周波数信号と計数率信号間の選
択されたフケールフアクタに対応する計数率を前
記計数率信号中に発生させるようにプリセツト可
能な２進レート乗算手段と、前記２進レート乗算
手段に接続され、前記計数率信号およびその計数
パルスを受信するパルスカウンタであつて、前記
計数パルスの数が前記線形電圧信号の積分に対応
する値を表わしているパルスカウンタと、この２
進カウンタに接続され、前記較正周波数信号を受
信するスイツチ手段であつて、前記計数率信号を
受信するように前記２進レート乗算手段を接続さ
れるとともに前記パルスカウンタにも接続され、
かつ前記計数率信号および較正周波数信号の一方
を前記パルスカウンタに供給するように選択的に
位置決めされるスイツチ手段とを具備する。
定時間にわたつて積分するための次の構成を有す
る電子的積分器を提供することにある。すなわ
ち、この積分器は、線形電圧信号を供給するため
の入力手段と、この線形電圧信号をこの信号に比
例する周波数を有する入力周波数信号に変換する
ための電圧−周波数変換手段と、前記電圧−周波
数変換手段に接続され、入力周波数信号のパルス
を計数しかつこの入力周波数信号に比例する比較
的低い周波数を有する動作周波数信号およびこの
動作周波数信号に対し相対的に高い周波数を有す
る、かつ前記入力周波数信号に比例する構成周波
数信号を発生する２進カウンタと、該２進カウン
タに接続され、前記動作周波数信号を受信して計
数率（レート）信号を発生する２進レート乗算手
段であつて、動作周波数信号と計数率信号間の選
択されたフケールフアクタに対応する計数率を前
記計数率信号中に発生させるようにプリセツト可
能な２進レート乗算手段と、前記２進レート乗算
手段に接続され、前記計数率信号およびその計数
パルスを受信するパルスカウンタであつて、前記
計数パルスの数が前記線形電圧信号の積分に対応
する値を表わしているパルスカウンタと、この２
進カウンタに接続され、前記較正周波数信号を受
信するスイツチ手段であつて、前記計数率信号を
受信するように前記２進レート乗算手段を接続さ
れるとともに前記パルスカウンタにも接続され、
かつ前記計数率信号および較正周波数信号の一方
を前記パルスカウンタに供給するように選択的に
位置決めされるスイツチ手段とを具備する。
本発明の他の目的は直列に接続された複数の２
進レート乗算器であつて、各乗算器がそれぞれス
ケールフアクタ（換算係数）を設定するための２
進化デイジタルスイツチを有している２進レート
乗算器を使用することである。
進レート乗算器であつて、各乗算器がそれぞれス
ケールフアクタ（換算係数）を設定するための２
進化デイジタルスイツチを有している２進レート
乗算器を使用することである。
本発明のさらに他の目的は設計が簡単、堅牢な
構成そして安価に製造でき、同時に容易に較正が
できてかつ正確な電子的積分器を提供することで
ある。
構成そして安価に製造でき、同時に容易に較正が
できてかつ正確な電子的積分器を提供することで
ある。
本発明に特有の新規な種々の特徴は特許請求の
範囲に詳細に指摘されている。本発明をよりよく
理解するために、以下、添付図面を参照して本発
明の好ましい実施例について詳細に説明する。
範囲に詳細に指摘されている。本発明をよりよく
理解するために、以下、添付図面を参照して本発
明の好ましい実施例について詳細に説明する。
［実施例］
第１図および第２図を詳細に参照すると、これ
ら図面に具体化された本発明はトランスジユーサ
の可動アームあるいはリンク機構に機械的に結合
できる電子的積分器より構成されており、この可
動アームあるいはリンク機構の動きが測定される
プロセス・パラメータに比例している。本発明の
装置は例えばベイリー・タイプWM55レコーダの
可動指針に接続することができる。そのようなレ
コーダは流量の測定に使用でき、そして本発明の
電子的積分器は所定時間にわたる全流量を読み取
ることができ、かくして流量信号を積分すること
ができる。
ら図面に具体化された本発明はトランスジユーサ
の可動アームあるいはリンク機構に機械的に結合
できる電子的積分器より構成されており、この可
動アームあるいはリンク機構の動きが測定される
プロセス・パラメータに比例している。本発明の
装置は例えばベイリー・タイプWM55レコーダの
可動指針に接続することができる。そのようなレ
コーダは流量の測定に使用でき、そして本発明の
電子的積分器は所定時間にわたる全流量を読み取
ることができ、かくして流量信号を積分すること
ができる。
第１図の回路の電源は電源段により構成されて
おり、トランスＴ１の端子４および５に供給され
るAC117Vの入力２０から単一の＋12VのDC電
源Ｖ＋を発生する。AC電力はダイオードCR２お
よびCR３により整流れ、次いでコンデンサＣ４、
抵抗Ｒ２７および集積回路Ｕ７によつてフイルタ
され、かつ安定化される。この電源段は装置に必
要なすべての電力を供給する。
おり、トランスＴ１の端子４および５に供給され
るAC117Vの入力２０から単一の＋12VのDC電
源Ｖ＋を発生する。AC電力はダイオードCR２お
よびCR３により整流れ、次いでコンデンサＣ４、
抵抗Ｒ２７および集積回路Ｕ７によつてフイルタ
され、かつ安定化される。この電源段は装置に必
要なすべての電力を供給する。
装置の入力段は、シヤフトを有するポテンシヨ
メータＲ３０と線形の機械的運動装置３０に機械
的に結合されたシヤフト上のレバー１０とにより
構成されている。ポテンシヨメータＲ３０はその
２つの極が装置のプラスとマイナス電源（Ｖ＋お
よび接地として示されている）間に接続され、他
方、摺動アームは電圧−周波数（Ｖ／Ｆ）変換器
段への入力VINとなつている。これによつて運動
装置３０の機械的な動きを直接電気的な表示
（VIN）に変換することが可能となる。電圧−周
波数変換器段はこの線形電気信号を受信し、ポテ
ンシヨメータＲ２９（ゼロ調整）およびＲ５（ス
パン調整）で適当に調整した後、対応する周波数
出力fOUTを発生する。ゼロ調整は入力段の個々の
部品間の変動を補償するように作用する。
メータＲ３０と線形の機械的運動装置３０に機械
的に結合されたシヤフト上のレバー１０とにより
構成されている。ポテンシヨメータＲ３０はその
２つの極が装置のプラスとマイナス電源（Ｖ＋お
よび接地として示されている）間に接続され、他
方、摺動アームは電圧−周波数（Ｖ／Ｆ）変換器
段への入力VINとなつている。これによつて運動
装置３０の機械的な動きを直接電気的な表示
（VIN）に変換することが可能となる。電圧−周
波数変換器段はこの線形電気信号を受信し、ポテ
ンシヨメータＲ２９（ゼロ調整）およびＲ５（ス
パン調整）で適当に調整した後、対応する周波数
出力fOUTを発生する。ゼロ調整は入力段の個々の
部品間の変動を補償するように作用する。
ゼロ電圧はゼロ調整電圧より低いまたは等しい
電圧が存在する場合に、Ｖ／Ｆが出力パルスを発
生しないレベルである。スパン調整はポテシヨメ
ータＲ３０からの電圧を1220mV±10mVに設定
する。これは図示された積分器の最大スパン電圧
に対応するが、これは電圧−周波数変換器段に用
いられるLM331V／Ｆ変換器の動作条件内の如何
なる電圧であつてもよい。LM３３１の周波数出
力はＲ５の調整により後の較正およびスケーリン
グ（換算）の際に回路Ｕ２のポートTP３に440±
20マイクロ秒の周期を得るように設定される。こ
の調整の結果、第１段の２進カウンタＵ２の出力
は入力段からの最大目盛（フルスケール）の入力
に対し1.11Hzの周波数となる。
電圧が存在する場合に、Ｖ／Ｆが出力パルスを発
生しないレベルである。スパン調整はポテシヨメ
ータＲ３０からの電圧を1220mV±10mVに設定
する。これは図示された積分器の最大スパン電圧
に対応するが、これは電圧−周波数変換器段に用
いられるLM331V／Ｆ変換器の動作条件内の如何
なる電圧であつてもよい。LM３３１の周波数出
力はＲ５の調整により後の較正およびスケーリン
グ（換算）の際に回路Ｕ２のポートTP３に440±
20マイクロ秒の周期を得るように設定される。こ
の調整の結果、第１段の２進カウンタＵ２の出力
は入力段からの最大目盛（フルスケール）の入力
に対し1.11Hzの周波数となる。
1.11Hzの周波数はＵ２のピン１において測定さ
れ、装置のスケーリング部に対し1.11Hzの最大目
盛の読み取りを確立するための独特の方法として
作用する。1.11Hzの値は使用者がスイツチＳ２，
Ｓ３およびＳ４の動きによつて10進スケールフア
クタを直接入力できるという点で重要である。較
正の精度および装置の較正に要する時間はともに
較正入力として同じ回路Ｕ２に発生されるより高
い周波数を用いることにより改善される。
れ、装置のスケーリング部に対し1.11Hzの最大目
盛の読み取りを確立するための独特の方法として
作用する。1.11Hzの値は使用者がスイツチＳ２，
Ｓ３およびＳ４の動きによつて10進スケールフア
クタを直接入力できるという点で重要である。較
正の精度および装置の較正に要する時間はともに
較正入力として同じ回路Ｕ２に発生されるより高
い周波数を用いることにより改善される。
Ｕ２のピン１３はスイツチSWおよび駆動トラ
ンジスタＱ１，Ｑ２を介してカウンタＭ１に出力
fcalを供給する。その結果、電気機械的カウンタ
に毎分1066カウントの計数率が生じる。これによ
つて使用に供される装置の通常の計数率時間に比
較して比較的短時間内に高精度の較正が可能とな
る。上記通常の計数率はスケールフアクタの設定
により単位時間当り１から999カウントまで変化
する。スイツチSW１は双極双投の中央オフのス
イツチであり、このスイツチは入力Ｖ／Ｆ調整が
行なわれている間、較正およびスケーリング段か
らの出力を切断するかあるいは装置を動作
（OPER）位置または較正（CALIB）位置に置く
ために用いられる。較正位置はスケーリング部を
バイパスさせてＵ２のピン１３からの出力が上述
のようにより早い速度で出力カウンタに供給され
ることを可能にするSW１を動作位置に置くこと
によりカウンタはその入力パルスを装置のスケー
ル部から受信できる。このスケール部は装置のカ
ウンタにおいて入力を適切に読み取れるように換
算する簡単な方法を可能にする。
ンジスタＱ１，Ｑ２を介してカウンタＭ１に出力
fcalを供給する。その結果、電気機械的カウンタ
に毎分1066カウントの計数率が生じる。これによ
つて使用に供される装置の通常の計数率時間に比
較して比較的短時間内に高精度の較正が可能とな
る。上記通常の計数率はスケールフアクタの設定
により単位時間当り１から999カウントまで変化
する。スイツチSW１は双極双投の中央オフのス
イツチであり、このスイツチは入力Ｖ／Ｆ調整が
行なわれている間、較正およびスケーリング段か
らの出力を切断するかあるいは装置を動作
（OPER）位置または較正（CALIB）位置に置く
ために用いられる。較正位置はスケーリング部を
バイパスさせてＵ２のピン１３からの出力が上述
のようにより早い速度で出力カウンタに供給され
ることを可能にするSW１を動作位置に置くこと
によりカウンタはその入力パルスを装置のスケー
ル部から受信できる。このスケール部は装置のカ
ウンタにおいて入力を適切に読み取れるように換
算する簡単な方法を可能にする。
従来の機械的積分器におけるような交換可能な
複雑な一組のカムの代りにこの新規な積分器は２
進化10進スイツチ（BCD）SW２，SW３，SW
４を用いてスケールフアクタ（換算係数）を直接
入力する。各回路Ｕ３，Ｕ４およびＵ５は4527
２進レート乗算器である。使用者により、SW２
は100の単位を、SW３は10の単位を、そしてSW
４は１の単位を表わすように数字を入力すること
により、１と999間のスケールの選択が可能とな
る。これは最大目盛の入力に対する積分器の１時
間当りの最大単位値を表わすべきである。これら
スイツチによつて使用者は10進数を入力すること
ができ、かつこの10進数をスイツチにより２進レ
ート乗算器Ｕ３，Ｕ４およびＵ５に対するBCD
フオーマツトに変換することができる。これらレ
ート乗算器はＵ２（上述のように較正された）の
出力がＵ３の入力となるように配列されている。
次いでＵ３のSW２出力はSW２スイツチ設定に
比例してＵ４に供給される。Ｕ３の出力はＵ４に
供給され、Ｓ５によつて比例的に換算される。最
後に、SW４はＵ４からの出力をそれがＵ５によ
つて計数されるときに換算する。この結果は、換
算された周波数出力であり、これは最終的には、
動作位置（OPER）にあるスイツチSW１を介し
てパルスカウンタＭ１に供給される前に、２進カ
ウンタＵ６によつて４で割られる。
複雑な一組のカムの代りにこの新規な積分器は２
進化10進スイツチ（BCD）SW２，SW３，SW
４を用いてスケールフアクタ（換算係数）を直接
入力する。各回路Ｕ３，Ｕ４およびＵ５は4527
２進レート乗算器である。使用者により、SW２
は100の単位を、SW３は10の単位を、そしてSW
４は１の単位を表わすように数字を入力すること
により、１と999間のスケールの選択が可能とな
る。これは最大目盛の入力に対する積分器の１時
間当りの最大単位値を表わすべきである。これら
スイツチによつて使用者は10進数を入力すること
ができ、かつこの10進数をスイツチにより２進レ
ート乗算器Ｕ３，Ｕ４およびＵ５に対するBCD
フオーマツトに変換することができる。これらレ
ート乗算器はＵ２（上述のように較正された）の
出力がＵ３の入力となるように配列されている。
次いでＵ３のSW２出力はSW２スイツチ設定に
比例してＵ４に供給される。Ｕ３の出力はＵ４に
供給され、Ｓ５によつて比例的に換算される。最
後に、SW４はＵ４からの出力をそれがＵ５によ
つて計数されるときに換算する。この結果は、換
算された周波数出力であり、これは最終的には、
動作位置（OPER）にあるスイツチSW１を介し
てパルスカウンタＭ１に供給される前に、２進カ
ウンタＵ６によつて４で割られる。
第２図に示すように、カウンタＭ１は積分され
た線形電圧信号V1Nに対応する数を可視的に表示
するための数値デイスプレイを備えている。第２
図はまた、上述した流量レコーダのようなトラン
スジユーサの可動部材に機械的に結合することが
できるポテンシヨメータＲ３０のシヤフトおよび
アーム１０を示している。第２図はまた第１図の
回路に示された種々の部品の相対位置を示してい
る。
た線形電圧信号V1Nに対応する数を可視的に表示
するための数値デイスプレイを備えている。第２
図はまた、上述した流量レコーダのようなトラン
スジユーサの可動部材に機械的に結合することが
できるポテンシヨメータＲ３０のシヤフトおよび
アーム１０を示している。第２図はまた第１図の
回路に示された種々の部品の相対位置を示してい
る。
本発明の特別な長所および特異性は第１図に示
された較正およびスケーリング段にある。入力段
は線形電圧出力を有する任意の変換された信号で
よく、ポテンシヨメータそれ自体に限定されな
い。電圧−周波数変換器段は従来のものである
が、線形電圧をこれに比例する周波数を有する周
波数信号に変換することができる等価な任意の回
路と置き換えることは可能である。本発明の較正
およびスケーリング回路を使用することにより、
入力信号を除くすべてのアナログパラメータは初
期較正の後で静止状態に維持される。これは最大
目盛の出力信号fOUTがスイツチSW２，SW３およ
びSW４を使用してのスケールの選択に関係なく
一定に維持されるということを意味する。fOUTを
偏位させる如何なる較正法も本発明の回路よりも
大きなアナログ誤差を導入するということを示す
ことができる。
された較正およびスケーリング段にある。入力段
は線形電圧出力を有する任意の変換された信号で
よく、ポテンシヨメータそれ自体に限定されな
い。電圧−周波数変換器段は従来のものである
が、線形電圧をこれに比例する周波数を有する周
波数信号に変換することができる等価な任意の回
路と置き換えることは可能である。本発明の較正
およびスケーリング回路を使用することにより、
入力信号を除くすべてのアナログパラメータは初
期較正の後で静止状態に維持される。これは最大
目盛の出力信号fOUTがスイツチSW２，SW３およ
びSW４を使用してのスケールの選択に関係なく
一定に維持されるということを意味する。fOUTを
偏位させる如何なる較正法も本発明の回路よりも
大きなアナログ誤差を導入するということを示す
ことができる。
最大目盛の計数率信号fOUTは静止状態にあるか
ら、計数率信号を精度、直線性および較正基準に
関して最適化することが可能である。
ら、計数率信号を精度、直線性および較正基準に
関して最適化することが可能である。
デイジタルなスケーリングは全体の精度を換算
に無関係なものにし、かつ再較正の必要なしに換
算を変更できるようにする。
に無関係なものにし、かつ再較正の必要なしに換
算を変更できるようにする。
本発明の装置の最大目盛周波数は、0.1秒ある
いはそれ以上の分解能を有するクオーツ式タイマ
ーを含む一般の電子的腕時計を代表する精度およ
び分解能の時間基準のみを用いて、最大目盛の
0.1％以内に較正することができる。この最後の
利点は計数率信号fOUTを典型的な較正時間（例え
ば、多分１乃至５分）よりはるかに大きくするこ
とにより得られる。かくして、誤差の無効源は較
正時間それ自体の不確定さとなる。
いはそれ以上の分解能を有するクオーツ式タイマ
ーを含む一般の電子的腕時計を代表する精度およ
び分解能の時間基準のみを用いて、最大目盛の
0.1％以内に較正することができる。この最後の
利点は計数率信号fOUTを典型的な較正時間（例え
ば、多分１乃至５分）よりはるかに大きくするこ
とにより得られる。かくして、誤差の無効源は較
正時間それ自体の不確定さとなる。
上述のすべての利点は第１図に示す回路の使用
によつて得られる。双投スイツチSW１は較正用
に用いられる。これは非常に低コストでの設計を
可能にし、かつ融通性を依然として有するものに
する。本装置は一般の腕時計を用いて較正するこ
とができるため現場の装置に使用する価値を高く
している。換言すれば、スイツチSW１が較正位
置（CALB）に切換えられると、高周波信号fCAL
がパルスカウンタＭ１に供給され、このカウンタ
の数値デイスプレイを迅速に変化させる。較正は
カウンタのカウントを観察し、そのカウントに達
した時間をチエツクすることにより行なうことが
できる。調整は電圧−周波数変換器段のゼロ設定
およびスケール設定ポテンシヨメータＲ２９およ
びＲ５を用いて行なうことができる。
によつて得られる。双投スイツチSW１は較正用
に用いられる。これは非常に低コストでの設計を
可能にし、かつ融通性を依然として有するものに
する。本装置は一般の腕時計を用いて較正するこ
とができるため現場の装置に使用する価値を高く
している。換言すれば、スイツチSW１が較正位
置（CALB）に切換えられると、高周波信号fCAL
がパルスカウンタＭ１に供給され、このカウンタ
の数値デイスプレイを迅速に変化させる。較正は
カウンタのカウントを観察し、そのカウントに達
した時間をチエツクすることにより行なうことが
できる。調整は電圧−周波数変換器段のゼロ設定
およびスケール設定ポテンシヨメータＲ２９およ
びＲ５を用いて行なうことができる。
入力段は有用な線形電圧信号を発生する任意の
トランスジユーサあるいは構造体でよい。任意の
電圧−周波数変換器が図示のものと置換でき、信
号FOUTは使用される特定の変換器に対し最適化で
きる。
トランスジユーサあるいは構造体でよい。任意の
電圧−周波数変換器が図示のものと置換でき、信
号FOUTは使用される特定の変換器に対し最適化で
きる。
これら回路Ｕ２乃至Ｕ６はデイジタルカウンタ
であり、一般に次の２つの伝達関数によつて表わ
すことができる。
であり、一般に次の２つの伝達関数によつて表わ
すことができる。
fOUT1＝ｎ／ｍ（fOUT）
ここでｎおよびｍは整数であり、ｍはｎに等し
いかこれより大きい。
いかこれより大きい。
fCAL＝ｋ（fOUT）
ここでｋは整数であり、較正のためにはｋが
ｎ／ｍよりはるかに大きい方が有効である。
ｎ／ｍよりはるかに大きい方が有効である。
第１図において結線TP１乃至TP４は、積分器
を特定のトランスジユーサに適応するように積分
器の初期較正のための初期設定をするのを援助す
るために積分器の設置中に使用される。例えば、
本発明の積分器をタイブWM55レコーダとともに
使用する場合には、0.1nVの精度を有する電圧計
の＋端子がTP１に、また一端子がTP４に接続さ
れる。入力段ポテンシヨメータＲ３０が次いで
200mV±50mVの読みが得られるまで回転され
る。この手順の後較正スイツチSW１が中立すな
わちOFF位置に置かれる。したがつて、電力を
入力およびゼロ調整ポテンシヨメータを除き、す
べての回路から除去される。これはレバー１０を
初期位置に設定する。その後このレバー１０はポ
テンシヨメータ３０のシヤフトに固定することが
できる。負の電圧計プローブは次いで結線TP４
から結線TP２に移動できる。この位置において、
ポテンシヨメータＲ２９は電圧計に−3mV±
1mVの読みが得られるまで回転される。
を特定のトランスジユーサに適応するように積分
器の初期較正のための初期設定をするのを援助す
るために積分器の設置中に使用される。例えば、
本発明の積分器をタイブWM55レコーダとともに
使用する場合には、0.1nVの精度を有する電圧計
の＋端子がTP１に、また一端子がTP４に接続さ
れる。入力段ポテンシヨメータＲ３０が次いで
200mV±50mVの読みが得られるまで回転され
る。この手順の後較正スイツチSW１が中立すな
わちOFF位置に置かれる。したがつて、電力を
入力およびゼロ調整ポテンシヨメータを除き、す
べての回路から除去される。これはレバー１０を
初期位置に設定する。その後このレバー１０はポ
テンシヨメータ３０のシヤフトに固定することが
できる。負の電圧計プローブは次いで結線TP４
から結線TP２に移動できる。この位置において、
ポテンシヨメータＲ２９は電圧計に−3mV±
1mVの読みが得られるまで回転される。
次いで、人為的にレバー１０を回転することに
より50％および100％の入力を印加し、電圧測定
値が記録される。０から50％に至る電圧スパンが
50％から100％に至る電圧スパンよりも10mV以
上狭い場合は、レバー１０とレコーダ（図示せ
ず）の指針間のリンク結合部を調整する必要があ
る。０から50％に至る電圧スパンが50％から100
％に至る電圧スパンより10mV以上広い場合にも
同様な調整が必要である。
より50％および100％の入力を印加し、電圧測定
値が記録される。０から50％に至る電圧スパンが
50％から100％に至る電圧スパンよりも10mV以
上狭い場合は、レバー１０とレコーダ（図示せ
ず）の指針間のリンク結合部を調整する必要があ
る。０から50％に至る電圧スパンが50％から100
％に至る電圧スパンより10mV以上広い場合にも
同様な調整が必要である。
積分器を較正するためにレバーアーム１０およ
びポテンシヨメータＲ２９が上述のようにいつた
ん設定されると、スイツチSW１は15秒間その較
正位置に切換えられる。カウンタＭ１のデイスプ
レイに指示された数字の記録があらかじめ行なわ
れる。秒針を有するクオーツ式時計を用いて15秒
を確認することができる。15秒の後、スイツチ
SW１はその中性点すなわちオフ位置に戻る。ス
イツチSW１が較正位置にあると、カウンタはカ
ウンタＵ２からの信号fCALを使用して高い周波数
で動作する。
びポテンシヨメータＲ２９が上述のようにいつた
ん設定されると、スイツチSW１は15秒間その較
正位置に切換えられる。カウンタＭ１のデイスプ
レイに指示された数字の記録があらかじめ行なわ
れる。秒針を有するクオーツ式時計を用いて15秒
を確認することができる。15秒の後、スイツチ
SW１はその中性点すなわちオフ位置に戻る。ス
イツチSW１が較正位置にあると、カウンタはカ
ウンタＵ２からの信号fCALを使用して高い周波数
で動作する。
カウンタＭ１に今現われたカウントは次いで記
録され、かつ15秒間に対する計数率を与えるため
に前の読みから差し引かれる。計数率が133以下
の場合、レンジポテンシヨメータＲ５が時計方向
に回転され、計数速度を増加させる。計数率が
133より小さい場合は、ポテンシヨメータＲ５は
反時計方向に回転され、計数速度を減少させる。
録され、かつ15秒間に対する計数率を与えるため
に前の読みから差し引かれる。計数率が133以下
の場合、レンジポテンシヨメータＲ５が時計方向
に回転され、計数速度を増加させる。計数率が
133より小さい場合は、ポテンシヨメータＲ５は
反時計方向に回転され、計数速度を減少させる。
粗調整のために、15秒間のカウントが133±１
に達するまで前述のステツプがくり返される。
に達するまで前述のステツプがくり返される。
微調整のために、より長い期間を取ることがで
きる。例えば、スイツチSW１が60秒の間較正位
置に置かれた場合には533±１のカウントが生ず
るべきである。
きる。例えば、スイツチSW１が60秒の間較正位
置に置かれた場合には533±１のカウントが生ず
るべきである。
上述のように、換算係数はスイツチSW２，
SW３およびSW４の操作により選択される。こ
れらスイツチはBCDフオーマツトとなつており、
このため各スイツチは０から９までの数、したが
つて乗算器Ｕ３に対しては100から900までの数字
を、乗算器Ｕ４に対しては10から90までの数字
を、そして乗算器Ｕ５に対しては１から９までの
数字をそれぞれ提供するために切換えることがで
きる。
SW３およびSW４の操作により選択される。こ
れらスイツチはBCDフオーマツトとなつており、
このため各スイツチは０から９までの数、したが
つて乗算器Ｕ３に対しては100から900までの数字
を、乗算器Ｕ４に対しては10から90までの数字
を、そして乗算器Ｕ５に対しては１から９までの
数字をそれぞれ提供するために切換えることがで
きる。
本発明の原理の応用例を示すために本発明の特
定の一実施例が図示され、かつ詳細に説明された
が、本発明はかゝる原理から逸脱することなく
種々の態様で実施できることは理解されよう。
定の一実施例が図示され、かつ詳細に説明された
が、本発明はかゝる原理から逸脱することなく
種々の態様で実施できることは理解されよう。
第１図は本発明による電子的積分器の一実施例
の概略回路図、第２図は第１図の電子的積分器の
物理的外観を示す第１図の回路部品のレイアウト
の平面図である。 Ｔ１：トランス、CR２，CR３：ダイオード、
Ｃ４：コンデンサ、Ｒ２７：抵抗、Ｕ７：集積回
路、Ｒ３０：ポテンシヨメータ、１０：レバー、
３０：線形の機械的運動装置、Ｕ１：電圧−周波
数変換器、Ｕ２：第１段の２進カウンタ、SW
１：双極双投の中央オフスイツチ、Ｕ３〜Ｕ５：
２進レート乗算器、SW２〜SW４：２進化10進
スイツチ、Ｍ１：パルスカウンタ、Ｒ２９，Ｒ
５：ポテンシヨメータ。
の概略回路図、第２図は第１図の電子的積分器の
物理的外観を示す第１図の回路部品のレイアウト
の平面図である。 Ｔ１：トランス、CR２，CR３：ダイオード、
Ｃ４：コンデンサ、Ｒ２７：抵抗、Ｕ７：集積回
路、Ｒ３０：ポテンシヨメータ、１０：レバー、
３０：線形の機械的運動装置、Ｕ１：電圧−周波
数変換器、Ｕ２：第１段の２進カウンタ、SW
１：双極双投の中央オフスイツチ、Ｕ３〜Ｕ５：
２進レート乗算器、SW２〜SW４：２進化10進
スイツチ、Ｍ１：パルスカウンタ、Ｒ２９，Ｒ
５：ポテンシヨメータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 線形電圧信号を所定時間にわたつて積分する
ための電子的積分器において、 線形電圧信号を供給する入力手段と、 前記線形電圧信号をこの信号に比例する周波数
を有する入力周波数信号に変換するための電圧−
周波数変換手段と、 該電圧−周波数変換手段に接続され、前記入力
周波数信号のパルスを計数し、かつ比較的低い周
波数を有する動作周波数信号およびその動作周波
数信号に対して相対的に高い周波数を有する較正
周波数信号を発生するための２進カウンタと、 該２進カウンタに接続され、前記動作周波数信
号を受信し、かつこの動作周波数信号に比例した
値のパルスを有する計数率信号を発生するととも
に、この比例値を変更するための換算手段を有す
る２進レート乗算手段と、 前記計数率信号のパルスを計数するとともに、
前記較正周波数信号のパルスを計数するパルスカ
ウンタと、 前記較正周波数信号を受信するために前記２進
カウンタに接続された第１の入力、前記計数率信
号を受信するために前記２進レート乗算手段に接
続された第２の入力、および前記パルスカウンタ
に接続された出力とを有し、前記パルスカウンタ
を迅速に増分させるために前記第１の入力を前記
パルスカウンタに接続する較正位置と前記パルス
カウンタをゆつくりとかつ前記線形電圧信号に比
例する速度で増分させるために前記第２の入力を
前記パルスカウンタに接続する動作位置との間で
選択的に切換え可能なスイツチ手段 とを具備することを特徴とする電子的積分器。 ２ 前記パルスカウンタがこのカウンタのカウン
トを表示するための数値デイスプレイを有し、こ
の数値デイスプレイが、前記スイツチが較正位置
にあるときに、動作位置にあるときよりも迅速に
変化する特許請求の範囲第１項記載の電子的積分
器。 ３ 前記スイツチ手段が、前記第１および第２の
いずれもが前記出力に接続されない中性のオフ位
置を有する双投スイツチより構成されている特許
請求の範囲第２項記載の電子的積分器。 ４ 前記双投スイツチが他の入力と他の出力を有
する双極双投スイツチから構成され、前記他の入
力には電源が接続され、前記他の出力は前記パル
スカウンタを付勢するためにこのパルスカウンタ
に接続されており、前記スイツチがそのオフ位置
にあるときには前記パルスカウンタに電力を供給
しないようになつている特許請求の範囲第３項記
載の電子的積分器。 ５ 前記２進レート乗算手段が直列に接続された
複数の２進レート乗算器より構成され、第１の乗
算器が前記動作周波数信号を受信するために前記
２進カウンタに接続され、最後の乗算器が出力を
有し、前記最後の乗算器の前記出力と前記スイツ
チ手段の前記第２の入力との間に他の２進カウン
タが接続され、前記各乗算器に所定の値を設定し
て前記計数率信号を換算するための２進化デイジ
タルスイツチが前記各乗算器に接続されている特
許請求の範囲第４項記載の電子的積分器。 ６ 前記パルスカウンタが前記計数率信号および
前記較正周波数信号を増幅するための前記スイツ
チ手段の出力に接続された増幅手段を含み、該増
幅手段が前記双極双投スイツチの前記他の出力に
接続された電力入力を有する特許請求の範囲第５
項記載の電子的積分器。 ７ 前記スイツチ手段が前記第１および第２の入
力のいずれもが前記出力に接続されない中性のオ
フ位置を有する双投スイツチから構成されている
特許請求の範囲第１項記載の電子的積分器。 ８ 前記２進レート乗算手段が直列に接続された
複数の２進レート乗算器より構成され、第１の乗
算器が前記動作周波数信号を受信するために前記
２進カウンタに接続され、最後の乗算器が出力を
有し、前記最後の乗算器の前記出力と前記スイツ
チ手段の前記第２の入力との間に他の２進カウン
タが接続され、前記各乗算器に所定の値を設定し
て前記計数率信号を換算するための２進デイジタ
ルスイツチが前記各乗算器に接続されている特許
請求の範囲第１項記載の電子的積分器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/843,369 US4692933A (en) | 1986-03-24 | 1986-03-24 | Electro-mechanical integrator |
| US843369 | 1997-04-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62231334A JPS62231334A (ja) | 1987-10-09 |
| JPH0421219B2 true JPH0421219B2 (ja) | 1992-04-09 |
Family
ID=25289767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62068157A Granted JPS62231334A (ja) | 1986-03-24 | 1987-03-24 | 電気−機械的積分器 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4692933A (ja) |
| EP (1) | EP0239267B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62231334A (ja) |
| KR (1) | KR950010267B1 (ja) |
| AU (1) | AU592846B2 (ja) |
| BR (1) | BR8701735A (ja) |
| CA (1) | CA1255393A (ja) |
| DE (1) | DE3788147T2 (ja) |
| ES (1) | ES2046200T3 (ja) |
| HK (1) | HK42494A (ja) |
| IN (1) | IN164868B (ja) |
| MX (1) | MX165599B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5150121A (en) * | 1988-10-13 | 1992-09-22 | New Sd, Inc. | Parameter sensing and processing system |
| GB2261958A (en) * | 1991-11-21 | 1993-06-02 | Chloride Silent Power Ltd | Monitoring the voltage of a dc supply |
| US5225768A (en) * | 1992-03-13 | 1993-07-06 | Mannesmann Aktiengesellschaft | Field test instrument |
| ATE178412T1 (de) * | 1993-01-20 | 1999-04-15 | Schlumberger Ind Sa | Elektrizitätszähler mit variabler verstärkung und mit sigma-delta-umsetzer |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU291505B (en) * | 1905-04-06 | 1905-09-12 | Kendrick Thomas | Improved spring handtruck |
| US3169185A (en) * | 1961-07-27 | 1965-02-09 | Fischer & Porter Co | Totalizer |
| US3308435A (en) * | 1962-01-05 | 1967-03-07 | Avtron Mfg Inc | Control for counting mechanism |
| US3710376A (en) * | 1970-06-22 | 1973-01-09 | Phillips Petroleum Co | Calibration of analog-to-digital converter |
| GB1543319A (en) * | 1975-10-08 | 1979-04-04 | Pc Compteurs Ltd | Correction circuit for fluid flowmeter |
| GB1548039A (en) * | 1975-10-09 | 1979-07-04 | Renault | Electronic control of the ignition system of an internal combustion engine |
| US4140970A (en) * | 1977-09-08 | 1979-02-20 | Sangamo Weston, Inc. | Apparatus for controlling an odometer and speedometer system of a vehicle |
| US4220996A (en) * | 1979-01-31 | 1980-09-02 | Searcy Talmadge R | Jogger's computational device |
| US4380757A (en) * | 1980-01-28 | 1983-04-19 | Westinghouse Electric Corp. | Data acquisition system and analog to digital converter therefor |
| US4409660A (en) * | 1981-03-03 | 1983-10-11 | Fischer & Porter Company | Electronic totalizer |
-
1986
- 1986-03-24 US US06/843,369 patent/US4692933A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-11-14 IN IN827/CAL/86A patent/IN164868B/en unknown
- 1986-12-12 KR KR1019860010607A patent/KR950010267B1/ko active IP Right Grant
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1987
- 1987-01-09 CA CA000527050A patent/CA1255393A/en not_active Expired
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- 1987-03-04 ES ES198787301892T patent/ES2046200T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-04 DE DE87301892T patent/DE3788147T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-03-24 JP JP62068157A patent/JPS62231334A/ja active Granted
- 1987-03-24 MX MX005675A patent/MX165599B/es unknown
- 1987-03-24 BR BR8701735A patent/BR8701735A/pt unknown
-
1994
- 1994-05-05 HK HK42494A patent/HK42494A/xx unknown
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|---|---|
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| ES2046200T3 (es) | 1994-02-01 |
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