JPH0518664Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、電磁流量計検出器（以下、検出器と
略称する）から出力される信号電圧を統一電流等
に変換する電磁流量計変換器（以下、変換器と略
称する）に関し、特に変換器のスパンの校正を容
易にかつ正確に行なうことのできる様にしたもの
である。

＜従来技術＞ 電磁流量計ではその利得が変動すると流量測定
誤差が生ずる。特に変換器では能動素子を用いて
いるので定期的にスパンのチエツクをし、必要が
あれば校正を行なう必要がある。

この種のスパン校正機能を有する従来の変換器
の１例を第１図（実願昭54−10679号、名称：電
磁流量計変換器、参照）に示す。

図において、１は変換器を示し、２は変換器１
に流量信号を出力する検出器を示している。検出
器２は流路を構成するパイプ３に一対の電極４
ａ，４ｂが取付けられ、パイプ３に磁場を印加す
る励磁コイル５ａ，５ｂが取付けられ、この励磁
コイル５ａ，５ｂは例えば商用電源６により励磁
される。電極４ａ，４ｂからは流量に比例した信
号電圧が変換器１の入力端子７−７に入力され
る。変換器１は前置増幅器８、スパン切換回路
９、スパン設定回路１０、割算回路１１、出力回
路１２、ゼロ点調整回路１４およびスパン校正電
圧を発生する校正回路１５等により構成されてい
る。

前置増幅器８は入力端子７−７に検出器２から
与えられた信号電圧を増幅器８ａ，８ｂによつて
受け、偏差増幅器８ｃにて同相雑音等を除去し、
同時にゼロ点調整回路１４からのゼロ点電圧V_z
が加算されてスパン切換回路９に出力する。

スパン切換回路９はスイツチ９ａにより偏差増
幅器８ｃの出力と校正回路１５の出力とを切換
え、スパン校正時にはスパン設定回路１０より後
段にこれ等の部分の利得の変動をチエツクする校
正電圧を与える。

スパン設定回路１０は変換器１の入出力関係の
利得を決定する回路である。

割算回路１１は信号電圧を励磁コイル５ａ，５
ｂに流れる励磁電流に比例した電圧で割算し、商
用電源６の電圧変動を除去して出力回路１１に出
力する。

出力回路１１では所定のスパンを持つ電流信号
（例えば4mA〜20mA）に変換し、出力端子１３
からその電流信号が送出される。

以上の如く構成された第１図の従来技術でのス
パンの校正は次の如くなされる。検出器２は励磁
状態でパイプ３中の被測定液の流れを止め流量ゼ
ロの状態にしても、雑音によりいわゆるゼロ点電
圧V_z′が発生する。このゼロ点電圧V_z′はそのま
ま放置すると変換器１の出力端１３にゼロ点の誤
差として出力される。しかも、このゼロ点電圧
V_z′は変換器１と組合される検出器２によつて異
なる。従つて、このゼロ点電圧V_z′を何等かの手
段で変換器１の中で除去しなければならない。第
１図の実施例ではゼロ点調整回路１４からのゼロ
点電圧V_zにより検出器２より発生するゼロ点電
圧V_z′を打消している。このため、校正回路１５
からの校正電圧を変換器１の入力端子７−７に加
えて変換器１のスパンの校正をするとゼロ点電圧
V_zの分だけ誤差になる。そこで、ゼロ点電圧
V_z′を除去した後の前置増幅器８の出力側にスパ
ン切換回路９を設けて、この部分に校正回路１５
から校正電圧を与えて変換器１のスパンの校正を
行なつているのである。

しかし、この様な構成で変換器１のスパンを校
正すると前置増幅器８の部分の校正がなされず、
また校正回路１５の故障も検出されないので変換
器１全体として信頼性のある校正がなされない欠
点がある。

＜考案の目的＞ 本考案は、前記の従来技術に鑑み、検出器から
のゼロ点電圧を自動的に補正しつつ変換器のスパ
ンも正しく初期状態に保持することのできる変換
器を提供することを目的とする。

＜考案の構成＞ この目的を達成する本考案の構成は、マイクロ
プロセツサとメモリを備えた変換器に係り、変換
器のスパンに対応した校正電圧を発生する校正回
路と、検出器からの信号電圧と変換器の入力短絡
と校正電圧とを切換える手段が変換器の入力側に
設けられた切換回路と、メモリに検出器の初期ゼ
ロ値および変換器の初期スパン値を格納する格納
手段と、切換回路を入力短絡側に切換えて初期ゼ
ロ値に対する誤差を補正する補正手段と、切換回
路を校正電圧側に切換えて変換器の入力端に校正
電圧を印加し補正手段の出力と初期スパン値とを
用いて変換器のスパンの校正又は状態表示を実行
することを特徴とするものである。

＜実施例＞ 以下、本考案の実施例について図面に基づき詳
細に説明する。なお、第１図と同一機能を有する
部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略
する。

第２図は本考案の実施例を示すブロツク図であ
る。検出器２の電極４ａ，４ｂは変換器１６の入
力端子７−７と接続されその信号電圧が変換器１
６に伝送される。信号電圧は切換回路１７を介し
て前置増幅器８に送られる。切換回路１７は前置
増幅器８の入力端に信号電圧を送る接点ａ、前置
増幅器８の入力端を短絡する接点ｂおよび前置増
幅器８に校正回路１５からの校正電圧V_sを与え
る接点ｃを有しており、これ等の接点は切換えら
れる様になつている。

前置増幅器８の出力端はスイツチ回路１８の接
点ａに接続され、接点ｂは差動増幅器１９の出力
端と接続され、比較電圧V_rが与えられている。
スイツチ回路１８の出力側はアナログ・デジタル
変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と略称する）２０の
入力端に接続される。

励磁コイル５には定電流源２１から励磁切換回
路２２により矩形波とされた励磁電流I_fが抵抗ｒ
を介して供給されている。抵抗ｒで検出された電
圧は差動増幅器１９でコモンモード電圧が除去さ
れ比較電圧V_rとされる。

２３はマイクロプロセツサ（以下、CPUと略
称する）、２４はメモリ（ROM／RAM）であ
り、RAMは変換器１６の電源が切れても内容が
消去されないように不揮発性のRAMあるいはバ
ツテリーバツクアツプRAMで構成されている。
２５は入出力ポート（Ｉ／Ｏポートと略称する）、
２６はデジタル・アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ
変換器と略称する）、２７はアドレスバス、２８
はデータバスである。２９は表示器、３０はアラ
ーム出力端子、３１はパラメータ設定器である。

メモリ２４のROM中にはCPU２３を制御する
プログラムが書込まれており、CPU２３はこの
プログラムに従つてＩ／Ｏポート２５より必要と
される信号データを取込んだり、各種の制御信号
（S₁，S₂〜S₄）等を出したりしている。制御信号
S₁は前置増幅器８の出力と比較電圧V_rとを切換
えるタイミングを与える信号である。比較電圧
V_rは信号電圧との比をとり励磁電流I_fの変動を補
償するために使用される。制御信号S₂は切換回路
１７を切換えるための信号であり、変換器１６の
校正に際しては接点をａ，ｂ，ｃに切換える。制
御信号S₃は定電流源２１の定電流の大きさを変え
るための信号である。制御信号S₄は励磁切換回路
２２中のスイツチを切換えるためのもので、制御
信号S₃と共に各種の大きさおよび波形、例えば矩
形波、３値励振波などを作り出す。

CPU２３は更にメモリ２４中のRAMとの間で
データバス２８を介してデータの授受を行ないな
がら演算処理し、必要に応じて処理したデータを
Ｉ／Ｏポート２５へ出力する。

Ｄ／Ａ変換器２６はＩ／Ｏポート２５より与え
られるデータをアナログ信号に変換して出力端子
１３に出力する。表示器２９もまたＩ／Ｏポート
より必要な表示データが与えられ表示される。
CPU２３での処理結果に異常があるとアラーム
出力端子３０にＩ／Ｏポート２５よりアラーム信
号が送出される。

パイプ３中の流体が静止した状態でパラメータ
設定器３１の押しボタンを押し初期ゼロ値モード
とすることにより、電極４ａ，４ｂからのゼロ点
電圧V_z′が変換器１６に入力され、ゼロ点電圧
V_z′がメモリ２４のバツテリバツクアツプ付
RAM中に初期ゼロ値V_zp′としてCPU２３の制御
のもとに固定的に格納される。更に、パラメータ
設定器３１は順次その押しボタンを押すことによ
り、切換回路１７を入力短絡モード、校正入力モ
ード等に切換えることができる。

以上の様に構成された第２図の実施例について
第３図のフローチヤート図を用いてその校正手順
を説明する。

先ず、変換器１６のスパン校正手順の説明に先
立ち、通常の信号処理について述べる。

流量測定モードのときは第２図に示すごとく検
出器２の電極４ａ，４ｂに発生した電圧は切換回
路１７の接点ａを介して前置増幅器８に入力され
ている。この電圧は励磁電流I_fの波形にほぼ対応
した短形波状の波形となつており、この波形の定
常状態の部分でCPU２３の指定するタイミング
でＡ／Ｄ変換器２０に読み込まれデジタル化され
た後、電極４ａ，４ｂに発生する直流分極電圧な
どの雑音の消去、メモリ２４のRAM中に格納さ
れている初期ゼロ値V_zp′を用いてのゼロ点の補正
などの演算がなされてＩ／Ｏポート２５より流量
信号としてＤ／Ａ変換器２６を介して出力端子１
３より出力される。

第３図は第２図の実施例について変換器のゼロ
点およびスパンの校正手順を示すフローチヤート
図である。この手順は、例えば100時間に１回あ
るいは1000時間に１回等定期的に実行される。

先ず、パラメータ設定器３１の押しボタンを押
して入力短絡モードにするとCPU２３より制御
信号S₂が出され切換回路１７のスイツチの接点が
入力短絡ｂ側に切換えられる。（ステツプ）。次
に入力電圧をステツプでＡ／Ｄ変換器２０に読
込み、この読込値に対応するＤ／Ａ変換器２６の
出力値をステツプでCPU２３により演算する。
ステツプでは、出力値Ｚがメモリ２４にあらか
じめ書込んでおいた初期ゼロ値V_zp′に対して許容
値α以内にあるか否かの判断をCPU２３の所定
の演算プログラムで実行する。判断の結果、許容
値α以内であればステツプに移行する。許容値
αを越えている場合にはステツプに移る。ステ
ツプでは出力値Ｚがメモリ２４に格納されてい
る初期ゼロ値V_zp′に対して許容される経時誤差β
の中にあるか否かの判断をする。判断の結果、出
力値Ｚが経時誤差β内であればステツプに移
る。ステツプでは出力値Ｚに対して初期ゼロ値
V_zp′からの誤差γ_o（ｎ：１，２，…）を算出し、
以後この誤差γ_oを加える演算をして出力値とす
る。出力値Ｚが許容される経時誤差βを越えた場
合はステツプ８へ移り表示器２９に異常表示をす
る。次いでステツプでＩ／Ｏポート２５からア
ラーム出力端子３０にアラーム信号を出力し、以
下のプログラムの実行をストツプする。

ステツプで出力値Ｚが許容値α以内に入つた
とき、あるいはステツプで補正出力Z′が出され
たときはステツプに移り、初換回路１７はｃ接
点側にCPU２３からの制御信号S₂により切り換
えられる。ｃ接点からは校正回路１５の校正電圧
V_sが変換器１６の入力端に入力される（ステツ
プ）。この後、この校正電圧V_sに対応するＤ／
Ａ変換器２６の出力値Ｄのうちスパン値Ｓがステ
ツプでCPU２３の制御のもとに演算される。
出力値Ｄにはステツプで演算されたゼロ点に対
応する出力値Ｚ、又は出力値Ｚに対してステツプ
で演算された出力値Z′が含まれているのでこれ
等を除去してスパン値Ｓが計算される。

ステツプでの演算結果に対し、ステツプで
ではこのスパン値Ｓがバツテリバツクアツプされ
たメモリ２４のRAM中に格納されている変換器
１６の初期スパン値S_pに対して許容誤差δ内にあ
るか否かの判断がCPU２３の所定の演算プログ
ラムによりなされる。初期スパン値S_pはあらじめ
工場において決定されメモリ２４のRAM中に格
納してある。スパン値Ｓが許容値内にあればステ
ツプに移行する。許容値を越えた場合にはステ
ツプに移行する。

ステツプではスパン値Ｓがメモリ２４に格納
されている初期スパン値S_pに対し、許容される経
時誤差εの中にあるか否かの判断が所定のプログ
ラムよりなされる。スパン値Ｓが経時誤差εの中
にあればステツプに移行する。ステツプでは
スパン値Ｓに対して初期スパン値S_pからの誤差ξ_o
（ｎ：１，２，…）を算出し、以後この誤差ξ_oを
加える演算をしてスパン値S′とする。スパン値Ｓ
が許容される経時誤差εを越えた場合はステツプ
へ移り、表示器２９に異常表示をする。次いで
ステツプでＩ／Ｏポート２５からアラーム出力
端子３０にアラーム信号を出力し、プログラムの
実行をストツプする。

ステツプでスパン値Ｓが許容値内にあり、ス
テツプで補正されたスパン値S′が出された場合
はステツプに移り、切換回路１７はａ接点側に
CPU２３からの制御信号S₂により切り換えられ、
通常の流量測定のプログラムへ移行する。以後、
流量測定がなされる。

第３図の実施例では変換器１６の入力側に切換
回路１７を設けてCPU２３の制御のもとに自動
的に切換える如き構成したが、これに限られるこ
とはなく、この切換回路の代りに校正電圧V_sを
取り出す校正端子を変換器１６の入力端子の近く
に設けて、この端子から変換器の入力端子７−７
にリード線を用いて入力しても良いことはもちろ
んである。変換器１６の入力短絡は端子７−７を
リード線でシヨートすれば実現できる。

＜考案の効果＞ 以上、実施例とともに具体的に説明したように
本考案によれば、検出器からのゼロ点電圧をメモ
リに格納された初期ゼロ値を用いて自動的に補正
した上で変換器のスパンもメモリに格納された初
期スパン値を用いて変換器全体のスパンを自動的
に校正する様にしたので、正確でしかも操作性の
良い変換器が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電磁流量計変換器を示すブロツ
ク図、第２図は本考案の実施例を示すブロツク
図、第３図は第２図の実施例の動作を説明するた
めのフローチヤート図である。 ２……検出器、８……前置増幅器、１５……校
正回路、１６……変換器、１７……切換回路、２
０……Ａ／Ｄ変換器、２３……CPU、２４……
メモリ、２５……Ｉ／Ｏポート、２６……Ｄ／Ａ
変換器、２９……表示器、３１……パラメータ設
定器、V_s……校正電圧、V_r……比較電圧、S₁〜
S₄……制御信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電磁流量計変換器のスパンに対応した校正電圧
   を発生する校正回路と、電磁流量計検出器からの
   信号電圧と前記電磁流量計変換器の入力短絡と前
   記校正電圧とを切換える手段が前記電磁流量計変
   換器の入力側に設けられた切換回路と、メモリに
   前記電磁流量計検出器の初期ゼロ値および前記電
   磁流量計変換器の初期スパン値を格納する格納手
   段と、前記切換回路を前記入力短絡側に切換えて
   前記初期ゼロ値に対する誤差を補正する補正手段
   と、前記切換回路を前記校正電圧側に切換えて前
   記電磁流量計変換器の入力端に前記校正電圧を印
   加し前記補正手段の出力と前記初期スパン値とを
   用いて前記電磁流量計変換器のスパンの校正又は
   状態表示を実行することを特徴とする電磁流量計
   変換器。