JPH05113379A - Pressure/differential pressure transmitter - Google Patents
Pressure/differential pressure transmitterInfo
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- JPH05113379A JPH05113379A JP27364391A JP27364391A JPH05113379A JP H05113379 A JPH05113379 A JP H05113379A JP 27364391 A JP27364391 A JP 27364391A JP 27364391 A JP27364391 A JP 27364391A JP H05113379 A JPH05113379 A JP H05113379A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、工業計測用インテリ
ジェント形圧力・差圧伝送器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an intelligent pressure / differential pressure transmitter for industrial measurement.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に圧力・差圧伝送器は、圧力変化を
電気信号に変換するセンサ回路１と、センサ回路１の出
力を所定値レベルまで増幅する増幅器３と、増幅器３の
出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、
Ａ／Ｄ変換器４の出力を受け、適宜な処理をした後、出
力ターミナル６よりアナログ電流信号を出力する伝送処
理部５とで構成されている（図１参照）。そして、伝送
処理部５には、マイクロプロセッサ（以下ＣＰＵとい
う）９、メモリ１０、Ｄ／Ａ変換器１１、デジタルＩ／
Ｏ部１２が設けられており、これらが、各種の自己診断
機能、補正演算機能、及び通信機能を実現している。2. Description of the Related Art Generally, a pressure / differential pressure transmitter includes a sensor circuit 1 for converting a pressure change into an electric signal, an amplifier 3 for amplifying the output of the sensor circuit 1 to a predetermined value level, and an output signal of the amplifier 3 for digitalization. An A / D converter 4 for converting into a signal,
The transmission processing section 5 receives an output of the A / D converter 4 and, after performing an appropriate processing, outputs an analog current signal from an output terminal 6 (see FIG. 1). The transmission processing unit 5 includes a microprocessor (hereinafter referred to as CPU) 9, a memory 10, a D / A converter 11, and a digital I / O.
An O unit 12 is provided, and these implement various self-diagnosis functions, correction calculation functions, and communication functions.
【０００３】ところで、上記の構成からなるインテリジ
ェント形圧力・差圧伝送器において、センサ回路１から
の信号に変動分や脈動分が含まれている場合があり、か
かる場合、従来は、ＣＰＵ９によるディジタル演算（一
次遅れ演算）によって上記脈動分の影響を除去してい
た。By the way, in the intelligent type pressure / differential pressure transmitter having the above-mentioned structure, the signal from the sensor circuit 1 may contain fluctuations or pulsations. The influence of the pulsating component was removed by calculation (first-order delay calculation).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、センサ回路か
らの信号をＡ／Ｄ変換器によって取り込み、その後、脈
動分を除去する従来の装置には、以下の問題点がある。
先ず、センサ回路からの信号に大きな変動分や脈動分が
含まれている場合には、Ａ／Ｄ変換器に加わる段階まで
に信号が飽和してしまい、その為、その信号をサンプリ
ングしてフィルタリング処理しても正確なデータが得ら
れないという問題点がある。However, the conventional device which takes in the signal from the sensor circuit by the A / D converter and thereafter removes the pulsating component has the following problems.
First, if the signal from the sensor circuit contains large fluctuations or pulsations, the signal will be saturated by the time it is added to the A / D converter. Therefore, the signal is sampled and filtered. There is a problem in that accurate data cannot be obtained even if processed.
【０００５】また、被測定対象に一定周波数の脈動分が
含まれている場合には、その周波数とサンプリング周波
数との関係に起因してビート波が発生することがある。
そして、この変動分を除去するためには、上記デジタル
遅れ演算の時定数を非常に大きくしなければならないと
いう問題点がある。一方、変動や脈動が何ら問題になら
ない場合もあり、そのような場合にまで上記デジタル演
算の処理をするのは妥当でない。If the object to be measured contains a pulsating component of a constant frequency, a beat wave may be generated due to the relationship between the frequency and the sampling frequency.
Then, in order to remove this variation, there is a problem that the time constant of the digital delay calculation must be made very large. On the other hand, there are cases where fluctuations and pulsations do not pose any problems, and it is not appropriate to carry out the above-described digital calculation processing even in such cases.
【０００６】この発明は、これらの問題点に着目してな
されたものであって、煩雑なデジタル演算の処理を必要
とせず、アナログ信号の段階で必要に応じて平滑化処理
をする２線式圧力・差圧伝送器を提供することを目的と
する。The present invention has been made by paying attention to these problems, and does not require complicated digital calculation processing, and is a two-wire system in which smoothing processing is performed as necessary at the stage of analog signals. An object is to provide a pressure / differential pressure transmitter.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係る圧力・差圧伝送器は、圧力変化を電
気信号に変換するセンサ回路と、このセンサ回路の出力
を所定レベルまで増幅する増幅器と、この増幅器の出力
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ
／Ｄ変換器の出力を受け、適宜な処理をした後、アナロ
グ電流信号を出力する伝送処理部とを備える圧力・差圧
伝送器において、前記センサ回路と前記増幅器の間に、
センサ回路からの信号の変動分を平滑化するダンピング
回路を設け、このダンピング回路の平滑化量を人為的
に、または前記伝送処理部によって制御している。In order to achieve the above object, a pressure / differential pressure transmitter according to the present invention comprises a sensor circuit for converting a pressure change into an electric signal and an output of the sensor circuit up to a predetermined level. An amplifier that amplifies, an A / D converter that converts the output signal of this amplifier into a digital signal, and this A
In a pressure / differential pressure transmitter including a transmission processing unit that outputs an analog current signal after receiving an output of the / D converter and performing appropriate processing, between the sensor circuit and the amplifier,
A damping circuit for smoothing the fluctuation of the signal from the sensor circuit is provided, and the smoothing amount of the damping circuit is controlled artificially or by the transmission processing unit.
【０００８】[0008]
【作用】センサ回路と増幅器の間に設けられるダンピン
グ回路は、センサ回路からの信号の変動分を平滑化す
る。そして、このダンピング回路は、伝送処理部によっ
て、または人為的に制御されており、必要な場合に必要
なレベルで、センサ回路の出力信号を平滑化する。つま
り、不要な脈動分が除去されるので、ビート波が生じた
り、Ａ／Ｄ変換器の入力が飽和する恐れがない。また、
ダンピング回路は、不要な場合は非動作状態となるので
装置の高速応答処理を妨げない。The damping circuit provided between the sensor circuit and the amplifier smoothes the fluctuation of the signal from the sensor circuit. The damping circuit, which is controlled by the transmission processing unit or artificially, smoothes the output signal of the sensor circuit at a required level when necessary. In other words, since unnecessary pulsation is removed, there is no risk that a beat wave will occur or the input of the A / D converter will be saturated. Also,
The damping circuit does not interfere with the high-speed response processing of the device because it is inactive when it is not needed.
【０００９】[0009]
【実施例】以下実施例に基づいてこの発明を更に詳細に
説明する。図１は、この発明の一実施例である２線式の
圧力・差圧伝送器を示すブロック図である。この装置
は、圧力変化を電気信号に変換するセンサ回路１と、セ
ンサ回路１の出力を平滑化するダンピング回路２と、ダ
ンピング回路２の出力を所定レベルまで増幅する増幅器
３と、増幅器３の出力信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器４の出力を受け、適宜な
処理をした後、出力ターミナル６より４〜２０ｍＡのア
ナログ電流信号を出力する伝送処理部５とで構成されて
いる。The present invention will be described in more detail based on the following examples. FIG. 1 is a block diagram showing a two-wire type pressure / differential pressure transmitter which is an embodiment of the present invention. This device includes a sensor circuit 1 for converting a pressure change into an electric signal, a damping circuit 2 for smoothing the output of the sensor circuit 1, an amplifier 3 for amplifying the output of the damping circuit 2 to a predetermined level, and an output of the amplifier 3. A to convert signal to digital signal
It is composed of an A / D converter 4 and a transmission processing section 5 which receives an output of the A / D converter 4 and, after performing an appropriate process, outputs an analog current signal of 4 to 20 mA from an output terminal 6.
【００１０】ここで、センサ回路１は、定電流源７と、
圧力センサを含むブリッジ回路８とで構成されている。
また、伝送処理部５は、この装置全体の動作を制御する
ＣＰＵ９と、ＣＰＵ９の処理プログラム等を記憶するメ
モリ１０と、ＣＰＵ９の処理結果をアナログ信号に変換
して出力ターミナル６に出力するＤ／Ａ変換器１１と、
伝送線に設置されるコミュニケータ（図示せず）と直列
デジタル信号の送受信をするデジタルＩ／Ｏポート１２
とで構成されている。Here, the sensor circuit 1 includes a constant current source 7 and
And a bridge circuit 8 including a pressure sensor.
In addition, the transmission processing unit 5 controls the operation of the entire apparatus, the memory 10 that stores the processing program of the CPU 9, and the like, and the D / that converts the processing result of the CPU 9 into an analog signal and outputs it to the output terminal 6. A converter 11,
Digital I / O port 12 for transmitting / receiving serial digital signals to / from a communicator (not shown) installed on the transmission line
It consists of and.
【００１１】一方、この発明の特徴部分であるダンピン
グ回路２は、２つの抵抗Ｒi と、コンデンサＣと、コン
デンサＣと直列に接続されるスイッチＳＷとで構成され
ており、このスイッチＳＷは、ＣＰＵ９によってＯＮ／
ＯＦＦ制御されている（図１の破線参照）。また、ＣＰ
Ｕ９は、増幅器３とＡ／Ｄ変換器４とも接続されてお
り、ＣＰＵ９は、増幅器３の増幅率を制御し、また、Ａ
／Ｄ変換器４の動作タイミング（サンプリング周期な
ど）を制御している。On the other hand, the damping circuit 2, which is a characteristic part of the present invention, is composed of two resistors R i , a capacitor C, and a switch SW connected in series with the capacitor C. The switch SW is ON / by CPU9
It is turned off (see the broken line in FIG. 1). Also, CP
U9 is also connected to the amplifier 3 and the A / D converter 4, and the CPU 9 controls the amplification factor of the amplifier 3 and also A
The operation timing (sampling cycle, etc.) of the / D converter 4 is controlled.
【００１２】なお、上記の説明では、スイッチＳＷが電
子スイッチである旨述べたが、スイッチＳＷは、人為的
にＯＮ／ＯＦＦされる機械式スイッチでもよい。以上の
構成からなる圧力・差圧伝送器について、次に回路動作
を説明する。 〔プロセスからの信号に脈動や変動が大きい場合〕セン
サ回路１から得られるプロセス入力に大きな脈動分が含
まれている場合、コミュニケータ（図示せず）は、デジ
タルＩ／Ｏポート１２を介して、ＣＰＵ９にスイッチＳ
ＷをＯＮする旨の指令を発する。ＣＰＵ９は、この指令
に応じてスイッチＳＷを制御して、これをＯＮ状態にす
る。尚、人為的にスイッチＳＷをＯＮ状態にしてもよ
い。Although the switch SW is an electronic switch in the above description, the switch SW may be a mechanical switch that is artificially turned on / off. The circuit operation of the pressure / differential pressure transmitter having the above configuration will be described below. [When the signal from the process has a large pulsation or fluctuation] When the process input obtained from the sensor circuit 1 includes a large pulsation, a communicator (not shown) is connected via the digital I / O port 12. , Switch S to CPU9
A command to turn on W is issued. The CPU 9 controls the switch SW in response to this instruction to turn it on. The switch SW may be artificially turned on.
【００１３】すると、ダンピング回路２は、２個の抵抗
Ｒi とコンデンサＣによる平滑回路として機能し、自ら
の時定数２ＣＲi によってセンサ回路１からの信号を平
滑化する。そして、ダンピング回路２の出力は、増幅器
３によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器４によってデジタル
信号に変換される。なお、増幅器３の増幅率は、ＣＰＵ
９の制御により、測定レンジに応じて適宜に切り替えら
れる。Then, the damping circuit 2 functions as a smoothing circuit by the two resistors R i and the capacitor C, and smoothes the signal from the sensor circuit 1 by its own time constant 2CR i . The output of the damping circuit 2 is amplified by the amplifier 3 and converted into a digital signal by the A / D converter 4. The amplification factor of the amplifier 3 is the CPU
By the control of 9, the switching can be appropriately performed according to the measurement range.
【００１４】以上の通り、センサ回路１の出力に、脈動
分や変動分が含まれている場合でも、その変動分はダン
ピング回路２で除去されるので、増幅器３やＡ／Ｄ変換
器４で、信号出力が飽和状態になることはない。 〔プロセスからの信号の脈動や変動が無視できる場合〕
センサ回路１からの信号の脈動分などが無視できる場合
は上記の動作の逆であり、ＣＰＵ９はスイッチＳＷをＯ
ＦＦ状態にする。または、人為的にスイッチＳＷをＯＦ
Ｆ状態にする。すると、センサ回路１からの信号は、抵
抗Ｒi を介して増幅器３に加わり、従って、ダンピング
回路２によって、センサ回路の出力信号に一次遅れのフ
ィルタリング処理がされることはない。つまり、センサ
回路の出力は、そのままＡ／Ｄ変換されるので、高速応
答の計測が実現される。As described above, even when the output of the sensor circuit 1 includes a pulsating component or a fluctuation component, the fluctuation component is removed by the damping circuit 2, so that the amplifier 3 or the A / D converter 4 is used. , The signal output never becomes saturated. [When the pulsation and fluctuation of the signal from the process can be ignored]
When the pulsating component of the signal from the sensor circuit 1 can be ignored, the above operation is reversed, and the CPU 9 turns the switch SW on.
Set to FF state. Or, switch SW is OF
Set to F state. Then, the signal from the sensor circuit 1 is applied to the amplifier 3 via the resistor R i , and therefore the damping circuit 2 does not perform the primary delay filtering process on the output signal of the sensor circuit. That is, since the output of the sensor circuit is A / D converted as it is, high-speed response measurement is realized.
【００１５】図２の（ａ）は、この発明の別の実施例を
示すブロック図である。この装置は、ダンピング回路１
３に特徴があり、他の部分は図１の回路と同じである。
すなわち、ダンピング回路１３は、２個の抵抗Ｒi と、
互いに並列接続の関係にあるコンデンサＣ1 ，Ｃ2 と、
各コンデンサと直列に接続されるスイッチＳＷ1 ，ＳＷ
2 とで構成されている。FIG. 2A is a block diagram showing another embodiment of the present invention. This device has a damping circuit 1
3 and is otherwise the same as the circuit of FIG.
That is, the damping circuit 13 includes two resistors R i and
Capacitors C 1 and C 2 in parallel connection with each other,
Switches SW 1 and SW connected in series with each capacitor
It consists of 2 and.
【００１６】そして、各スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 は、そ
れぞれＣＰＵ９によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。
従って、ダンピング回路１３には、図２の（ｂ）に示す
４つの動作モードがある。各動作モードの動作内容を説
明すると、スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 ともＯＦＦ状態の
場合は、ダンピング回路１３が平滑化動作をしないモー
ドであり、電子スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 ともＯＮ状態
の場合は、ダンピング回路１３が最も大きい時定数で平
滑化処理をするモードである。そして、とは、と
の中間のモードであり、順次、平滑化処理の時定数が
大きくなる動作モードである。つまり、図２の回路によ
れば、センサ回路１からの信号に含まれている脈動分の
レベルに応じて、適宜な時定数を有するダンピング回路
が構築されることになる。The switches SW 1 and SW 2 are ON / OFF controlled by the CPU 9, respectively.
Therefore, the damping circuit 13 has four operation modes shown in FIG. The operation contents of each operation mode will be described. When both the switches SW 1 and SW 2 are in the OFF state, the damping circuit 13 does not perform the smoothing operation, and when both the electronic switches SW 1 and SW 2 are in the ON state, This is a mode in which the damping circuit 13 performs the smoothing process with the largest time constant. And, is a mode intermediate between and, and is an operation mode in which the time constant of the smoothing process sequentially increases. That is, according to the circuit of FIG. 2, a damping circuit having an appropriate time constant is constructed according to the level of the pulsating component included in the signal from the sensor circuit 1.
【００１７】図３の（ａ）は、この発明の更に別の実施
例を示すブロック図である。この装置は、ダンピング回
路１４に特徴があり、他の部分は図１の回路と同じであ
る。すなわち、ダンピング回路１４は２つの平滑回路か
らなり、第１の平滑回路は、抵抗Ｒi1とコンデンサＣ1
とスイッチＳＷ1 とで構成され、第２の平滑回路は、抵
抗Ｒi2とコンデンサＣ2 とスイッチＳＷ2 とで構成され
ている。FIG. 3A is a block diagram showing another embodiment of the present invention. This device is characterized by a damping circuit 14, and other parts are the same as the circuit of FIG. That is, the damping circuit 14 is composed of two smoothing circuits, and the first smoothing circuit is the resistor R i1 and the capacitor C 1
And a switch SW 1, and the second smoothing circuit is composed of a resistor R i2 , a capacitor C 2 and a switch SW 2 .
【００１８】各スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 は、それぞれＣ
ＰＵ９によってＯＮ／ＯＦＦ制御されており、従って、
ダンピング回路１４には図３の（ｂ）に示す３つの動作
モードがある。つまり、ダンピング回路１４が平滑化
動作をしないモード、第１の平滑回路のみ動作するモ
ード、第２の平滑化回路のみ動作するモードの３通り
がある。Each of the switches SW 1 and SW 2 is C
It is ON / OFF controlled by PU9, therefore
The damping circuit 14 has three operation modes shown in FIG. That is, there are three modes: a mode in which the damping circuit 14 does not perform the smoothing operation, a mode in which only the first smoothing circuit operates, and a mode in which only the second smoothing circuit operates.
【００１９】尚、図１から図３の実施例において、圧力
センサの出力信号を平滑化することに限定して説明して
いるが、この発明は、これに限定される必要はなく、流
量センサや温度センサ、その他あらゆるセンサ回路の出
力部に適用できる。In the embodiments of FIGS. 1 to 3, the description has been limited to smoothing the output signal of the pressure sensor, but the present invention is not limited to this, and the flow rate sensor is not limited to this. It can be applied to the output part of temperature sensors and other sensor circuits.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る圧
力・差圧伝送器では、センサ回路と増幅器の間にダンピ
ング回路を備え、ダンピング回路の平滑化量を人為的
に、または伝送制御部によって制御している。従って、
この発明によれば、プロセスの脈動によってセンサ回路
の出力が大きく変動している場合でも、その変動分を除
去して正確な計測が可能となる。また、アナログ回路に
よって変動分を除去しているので、例えプロセスに一定
周期の脈動が乗っていても、サンプリング周期に起因し
てビート波が発生することもない。As described above, in the pressure / differential pressure transmitter according to the present invention, the damping circuit is provided between the sensor circuit and the amplifier, and the smoothing amount of the damping circuit is artificially changed or the transmission control unit. Are controlled by. Therefore,
According to the present invention, even when the output of the sensor circuit fluctuates greatly due to the pulsation of the process, the fluctuation can be removed and accurate measurement can be performed. Further, since the variation is removed by the analog circuit, a beat wave is not generated due to the sampling period even if the process has a pulsation of a constant period.
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の別の実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
【図３】この発明の更に別の実施例を示すブロック図で
ある。FIG. 3 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention.
１ センサ回路 ２ ダンピング回路 ３ 増幅器 ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ 伝送処理部 1 Sensor circuit 2 Damping circuit 3 Amplifier 4 A / D converter 5 Transmission processing unit
Claims (1)
と、このセンサ回路の出力を所定レベルまで増幅する増
幅器と、この増幅器の出力信号をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力を受け、適
宜な処理をした後、アナログ電流信号を出力する伝送処
理部とを備える圧力・差圧伝送器において、 前記センサ回路と前記増幅器の間に、センサ回路からの
信号の変動分を平滑化するダンピング回路を設け、この
ダンピング回路の平滑化量を人為的に、または前記伝送
処理部によって制御することを特徴とする圧力・差圧伝
送器。1. A sensor circuit for converting a pressure change into an electric signal, an amplifier for amplifying an output of the sensor circuit to a predetermined level, an A / D converter for converting an output signal of the amplifier into a digital signal, and A pressure / differential pressure transmitter including a transmission processing unit that outputs an analog current signal after receiving an output of an A / D converter and performing an appropriate process, wherein a sensor circuit is provided between the sensor circuit and the amplifier. A pressure / differential pressure transmitter characterized in that a damping circuit for smoothing the fluctuation of the signal is provided, and the smoothing amount of the damping circuit is controlled artificially or by the transmission processing unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27364391A JPH05113379A (en) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | Pressure/differential pressure transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27364391A JPH05113379A (en) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | Pressure/differential pressure transmitter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113379A true JPH05113379A (en) | 1993-05-07 |
Family
ID=17530549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27364391A Pending JPH05113379A (en) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | Pressure/differential pressure transmitter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05113379A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1991
- 1991-10-22 JP JP27364391A patent/JPH05113379A/en active Pending
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