JPH0587665A - 差圧測定装置 - Google Patents
差圧測定装置Info
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- JPH0587665A JPH0587665A JP4068213A JP6821392A JPH0587665A JP H0587665 A JPH0587665 A JP H0587665A JP 4068213 A JP4068213 A JP 4068213A JP 6821392 A JP6821392 A JP 6821392A JP H0587665 A JPH0587665 A JP H0587665A
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- pressure measuring
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
- G01L9/125—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor with temperature compensating means
Abstract
(57)【要約】
【目的】 差圧測定装置において、２つの測定コンデン
サの信号および補足的センサの信号を演算処理して、完
全に誤差補正した差圧信号を得る。 【構成】 差圧測定装置10は、測定すべき差圧ΔＰの作
用と逆方向に静電容量C1が変化するコンデンサ30と、温
度および生じる処理圧力P3の作用と同一方向に静電容量
C2が変化するコンデンサ31とを有する、液体を満たした
単室差圧測定セル14と、測定信号の演算処理および温度
補正量を盛り込む際の差圧ΔＰの計算のための演算処理
回路とを具え、差圧測定セル11上には処理圧力P3を測定
するために使用され演算処理回路12に接続される、補足
的圧力センサ13が装着される。
サの信号および補足的センサの信号を演算処理して、完
全に誤差補正した差圧信号を得る。 【構成】 差圧測定装置10は、測定すべき差圧ΔＰの作
用と逆方向に静電容量C1が変化するコンデンサ30と、温
度および生じる処理圧力P3の作用と同一方向に静電容量
C2が変化するコンデンサ31とを有する、液体を満たした
単室差圧測定セル14と、測定信号の演算処理および温度
補正量を盛り込む際の差圧ΔＰの計算のための演算処理
回路とを具え、差圧測定セル11上には処理圧力P3を測定
するために使用され演算処理回路12に接続される、補足
的圧力センサ13が装着される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定すべき差圧の作用
と逆方向に静電容量が変化するコンデンサと温度および
生じる処理圧力の作用と同一方向に静電容量が変化する
コンデンサとの、２つの測定コンデンサを有する、液体
を満たした単室差圧測定セルを具える差圧測定装置であ
って、測定信号および温度補正量を盛り込む際の差圧の
計算のための演算処理回路を具える差圧測定装置に関す
るものである。
と逆方向に静電容量が変化するコンデンサと温度および
生じる処理圧力の作用と同一方向に静電容量が変化する
コンデンサとの、２つの測定コンデンサを有する、液体
を満たした単室差圧測定セルを具える差圧測定装置であ
って、測定信号および温度補正量を盛り込む際の差圧の
計算のための演算処理回路を具える差圧測定装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】差圧測定装置としては、例えばドイツ国
特許DE‐PS3504329 号明細書およびDE‐PS3932443 号明
細書のものが公知になっている。これら両文書によれ
ば、円筒形ボディより成る単室差圧測定セルが用いられ
ており、単室差圧測定セルの両端面には、以下のように
空隙を形成する夫々のダイヤフラムが設けられている。
測定コンデンサは、対向する円筒形ボディの表面および
ダイヤフラムの表面間に設けられた薄膜電極によって形
成される。測定コンデンサは、参照符号C1およびC2で示
す。上述のように形成した空洞は、円筒形ボディ内に設
けたダクトを介して連結される。以下のように形成する
共通室の全容積は、本質的に圧縮できない液体で満たさ
れているが、その液体は実際にはそれ自体の圧縮性に関
して厳密に理想的な液体を構成していない。
特許DE‐PS3504329 号明細書およびDE‐PS3932443 号明
細書のものが公知になっている。これら両文書によれ
ば、円筒形ボディより成る単室差圧測定セルが用いられ
ており、単室差圧測定セルの両端面には、以下のように
空隙を形成する夫々のダイヤフラムが設けられている。
測定コンデンサは、対向する円筒形ボディの表面および
ダイヤフラムの表面間に設けられた薄膜電極によって形
成される。測定コンデンサは、参照符号C1およびC2で示
す。上述のように形成した空洞は、円筒形ボディ内に設
けたダクトを介して連結される。以下のように形成する
共通室の全容積は、本質的に圧縮できない液体で満たさ
れているが、その液体は実際にはそれ自体の圧縮性に関
して厳密に理想的な液体を構成していない。
【０００３】ダイヤフラムに作用する２通りの圧力が異
なる場合、それらダイヤフラムは前記液体による流体継
手によって逆方向に湾曲し、それにより高圧側に位置す
るダイヤフラムが前記円筒形ボディに到達し、暫くして
低圧側に位置するもう一方のダイヤフラムが前記円筒形
ボディから離間する。その結果、これら測定コンデンサ
の静電容量は差圧に応じて互いに逆方向に変化し、その
差圧は次式に基づき逆数値間の差に正比例する値にな
る。 Δｐ＝Ｋp （１／Ｃ1 −１／Ｃ2 ） ‐ （１）
なる場合、それらダイヤフラムは前記液体による流体継
手によって逆方向に湾曲し、それにより高圧側に位置す
るダイヤフラムが前記円筒形ボディに到達し、暫くして
低圧側に位置するもう一方のダイヤフラムが前記円筒形
ボディから離間する。その結果、これら測定コンデンサ
の静電容量は差圧に応じて互いに逆方向に変化し、その
差圧は次式に基づき逆数値間の差に正比例する値にな
る。 Δｐ＝Ｋp （１／Ｃ1 −１／Ｃ2 ） ‐ （１）
【０００４】しかしながら、温度変化による熱膨張また
は例えば前記液体の微量の圧縮によって生じる処理圧力
によって充満した液体の容積が変化する際に、前記ダイ
ヤフラムは、一方が前記円筒形ボディに向い他方が前記
円筒形ボディから離間するように同時に移動し、それに
伴い前記コンデンサの静電容量は同時に増減する。上記
差圧値は、比例定数Ｋp を伴う上記（１）式に基づいて
計算され、したがって温度および処理圧力に応じたもの
になる。
は例えば前記液体の微量の圧縮によって生じる処理圧力
によって充満した液体の容積が変化する際に、前記ダイ
ヤフラムは、一方が前記円筒形ボディに向い他方が前記
円筒形ボディから離間するように同時に移動し、それに
伴い前記コンデンサの静電容量は同時に増減する。上記
差圧値は、比例定数Ｋp を伴う上記（１）式に基づいて
計算され、したがって温度および処理圧力に応じたもの
になる。
【０００５】ドイツ国特許DE‐PS3504329 号明細書によ
り公知のアナログ回路またはドイツ国特許DE‐PS393244
3 号明細書により公知のデジタル回路中には、（１）式
に基づいて計算した差圧中の誤差を補正するための補正
量が用いられており、この補正量は次式に基づいて計算
される。 ΔＴ＝（Ｋr −Ｋs ）（１／Ｃ1 ＋１／Ｃ2 ） ‐ （２）
り公知のアナログ回路またはドイツ国特許DE‐PS393244
3 号明細書により公知のデジタル回路中には、（１）式
に基づいて計算した差圧中の誤差を補正するための補正
量が用いられており、この補正量は次式に基づいて計算
される。 ΔＴ＝（Ｋr −Ｋs ）（１／Ｃ1 ＋１／Ｃ2 ） ‐ （２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】同一方向に作用する、
温度Ｋr および処理圧力Ｋs の影響を互いに分離するこ
とができないことが上記従来例の最大の欠点であり、そ
のために（１）式に基づいて計算した差圧中には常に誤
差が発生し、その誤差は処理圧力によって課される。ド
イツ国特許DE‐PS3932443 号明細書により公知の補足的
な温度測定装置が上記誤差を認識できず、本質的に差圧
測定セルの測定信号を歪める、温度および他の妨害の認
識に使用されるものであることは注目すべきである。温
度の影響と処理圧力の影響との識別は、この問題に関し
不可能である。また、圧縮性に関し実際に理想的な液体
の場合でさえも、処理圧力は前記円筒形ボディの圧縮に
よって前記液体の容積に僅かな影響を依然として及ぼす
惧れがあり、この僅かな影響が、所定の環境において処
理圧力によって誘導される誤差をも生じる惧れがあるこ
とは注目すべきである。
温度Ｋr および処理圧力Ｋs の影響を互いに分離するこ
とができないことが上記従来例の最大の欠点であり、そ
のために（１）式に基づいて計算した差圧中には常に誤
差が発生し、その誤差は処理圧力によって課される。ド
イツ国特許DE‐PS3932443 号明細書により公知の補足的
な温度測定装置が上記誤差を認識できず、本質的に差圧
測定セルの測定信号を歪める、温度および他の妨害の認
識に使用されるものであることは注目すべきである。温
度の影響と処理圧力の影響との識別は、この問題に関し
不可能である。また、圧縮性に関し実際に理想的な液体
の場合でさえも、処理圧力は前記円筒形ボディの圧縮に
よって前記液体の容積に僅かな影響を依然として及ぼす
惧れがあり、この僅かな影響が、所定の環境において処
理圧力によって誘導される誤差をも生じる惧れがあるこ
とは注目すべきである。
【０００７】本発明の目的は、誤差を補償した、信頼性
がある差圧値を単純な方法で得られる、上述した種類の
差圧測定装置を提供することにある。
がある差圧値を単純な方法で得られる、上述した種類の
差圧測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、処理圧力を測定するために使用され、演算処理回
路に接続される補足的センサを差圧測定セル上に装着す
ることにより達成され、前記演算処理回路は、前記補足
的圧力センサから補正量を得るとともに、温度補正量お
よび測定コンデンサの測定信号を伴って、完全に誤差補
正した差圧信号をその出力端に発生する。
れば、処理圧力を測定するために使用され、演算処理回
路に接続される補足的センサを差圧測定セル上に装着す
ることにより達成され、前記演算処理回路は、前記補足
的圧力センサから補正量を得るとともに、温度補正量お
よび測定コンデンサの測定信号を伴って、完全に誤差補
正した差圧信号をその出力端に発生する。
【０００９】本発明に基づく差圧測定装置は、第一に、
公知の演算処理回路を具え、この演算処理回路は、コン
トローラと、発振器と、基準コンデンサを伴う基準ロー
パスフィルタと、その後段の、測定信号入力を含む加算
増幅器と、整流器とを有する制御回路を具える。この演
算処理回路はさらに、一方の測定コンデンサに接続され
るローパスフィルタと、他方の測定コンデンサに接続さ
れるローパスフィルタとを具える。全ローパスフィルタ
は、入力側において前記発振器の出力端に接続され、ま
た夫々の出力信号は、整流器を含む加算増幅器を介して
出力され、その整流器の出力は温度補償した差圧信号を
導き、その差圧信号には、前記補足的センサからの出力
信号が少なくとも本発明に基づいて間接的に作用する。
公知の演算処理回路を具え、この演算処理回路は、コン
トローラと、発振器と、基準コンデンサを伴う基準ロー
パスフィルタと、その後段の、測定信号入力を含む加算
増幅器と、整流器とを有する制御回路を具える。この演
算処理回路はさらに、一方の測定コンデンサに接続され
るローパスフィルタと、他方の測定コンデンサに接続さ
れるローパスフィルタとを具える。全ローパスフィルタ
は、入力側において前記発振器の出力端に接続され、ま
た夫々の出力信号は、整流器を含む加算増幅器を介して
出力され、その整流器の出力は温度補償した差圧信号を
導き、その差圧信号には、前記補足的センサからの出力
信号が少なくとも本発明に基づいて間接的に作用する。
【００１０】前記制御回路の加算増幅器は、入力側にお
いて全ローパスフィルタの出力端に接続される。前記動
的な制御回路の整流器の出力端における信号の増加は、
前記コントローラを介して前記発振器の振幅の減少を確
実にし、この振幅の減少自体は前記ローパスフィルタの
入力側に作用する。その結果、同様に前記ローパスフィ
ルタの出力端に接続されたもう１つの加算増幅器は、そ
の後段の整流器の出力端に差圧信号を発生し、この差圧
信号は、上述のように温度補償されたものになり、本発
明に基づく補足的センサからの信号に少なくとも間接的
に従わせることができる。
いて全ローパスフィルタの出力端に接続される。前記動
的な制御回路の整流器の出力端における信号の増加は、
前記コントローラを介して前記発振器の振幅の減少を確
実にし、この振幅の減少自体は前記ローパスフィルタの
入力側に作用する。その結果、同様に前記ローパスフィ
ルタの出力端に接続されたもう１つの加算増幅器は、そ
の後段の整流器の出力端に差圧信号を発生し、この差圧
信号は、上述のように温度補償されたものになり、本発
明に基づく補足的センサからの信号に少なくとも間接的
に従わせることができる。
【００１１】前記制御回路のローパスフィルタの基準コ
ンデンサは、差圧を零に一致させたときの前記差圧測定
セルの測定コンデンサの加算値の平均値に合わせて選択
される。前記演算処理回路の温度補償のための他の全て
のパラメータの決定のために、少なくとも２つの既知の
温度および少なくとも２つの既知の差圧に対し修正がな
される。前記演算処理回路は、温度補償に関して以下の
ように操作される。
ンデンサは、差圧を零に一致させたときの前記差圧測定
セルの測定コンデンサの加算値の平均値に合わせて選択
される。前記演算処理回路の温度補償のための他の全て
のパラメータの決定のために、少なくとも２つの既知の
温度および少なくとも２つの既知の差圧に対し修正がな
される。前記演算処理回路は、温度補償に関して以下の
ように操作される。
【００１２】前記修正に関しては、少なくとも２つの温
度および少なくとも２つの差動圧力に対しなされること
は同様に注目すべきことであり、したがって夫々の測定
について上述した３つのローパスフィルタの出力電圧が
所定の温度および所定の差圧で測定される。前記制御回
路に含まれない前記加算増幅器の出力端における基準電
圧から、その増幅段が必要とする利得係数が前記ローパ
スフィルタの３つの印加出力電圧に対し計算される。
度および少なくとも２つの差動圧力に対しなされること
は同様に注目すべきことであり、したがって夫々の測定
について上述した３つのローパスフィルタの出力電圧が
所定の温度および所定の差圧で測定される。前記制御回
路に含まれない前記加算増幅器の出力端における基準電
圧から、その増幅段が必要とする利得係数が前記ローパ
スフィルタの３つの印加出力電圧に対し計算される。
【００１３】本発明によれば、上述した演算処理回路
は、前記補足的センサからの信号によって、圧力誤差に
対しても同様に、完全に補償することができる。この目
的のため、本発明に基づき、演算処理回路は、前記整流
器の出力端に接続された他の加算増幅器を具え、この整
流器には温度補償された差圧信号が既に与えられてい
る。この補足的な加算増幅器は、前記補足的センサから
の信号の形で他の入力信号を入力され、その結果、完全
に誤差補償された差圧信号をその出力端に発生する。
は、前記補足的センサからの信号によって、圧力誤差に
対しても同様に、完全に補償することができる。この目
的のため、本発明に基づき、演算処理回路は、前記整流
器の出力端に接続された他の加算増幅器を具え、この整
流器には温度補償された差圧信号が既に与えられてい
る。この補足的な加算増幅器は、前記補足的センサから
の信号の形で他の入力信号を入力され、その結果、完全
に誤差補償された差圧信号をその出力端に発生する。
【００１４】しかしながら、補足的センサに対し他の加
算増幅器を挿入することによる、本発明に基づくこの極
めて単純な拡張は、補足的センサからの信号が差圧信号
に対応しないばかりでなく処理圧力にも対応せず、した
がって処理圧力が厳密に零にならないときは常に信号を
発生することのために、整流器の出力端における信号の
零点がその近辺で歪められる点で、僅かな不完全性を有
している。
算増幅器を挿入することによる、本発明に基づくこの極
めて単純な拡張は、補足的センサからの信号が差圧信号
に対応しないばかりでなく処理圧力にも対応せず、した
がって処理圧力が厳密に零にならないときは常に信号を
発生することのために、整流器の出力端における信号の
零点がその近辺で歪められる点で、僅かな不完全性を有
している。
【００１５】上述したことは、本発明に基づく代案によ
って改善することができる。この代案によれば、前記演
算処理回路はさらに他の加算増幅器を具えており、その
加算増幅器は、一方でその入力側において前記制御回路
の整流器に接続されるとともに、その出力側において前
記制御回路のコントローラに接続され、その入力端には
前記補足的センサからの信号が入力される。この本発明
の代案版では、処理圧力は制御回路中に既に盛り込まれ
ており、したがって、予め温度補正された差圧信号のみ
を存在させておいた前記整流器の出力端に、完全に誤差
補償された差圧信号が発生する。
って改善することができる。この代案によれば、前記演
算処理回路はさらに他の加算増幅器を具えており、その
加算増幅器は、一方でその入力側において前記制御回路
の整流器に接続されるとともに、その出力側において前
記制御回路のコントローラに接続され、その入力端には
前記補足的センサからの信号が入力される。この本発明
の代案版では、処理圧力は制御回路中に既に盛り込まれ
ており、したがって、予め温度補正された差圧信号のみ
を存在させておいた前記整流器の出力端に、完全に誤差
補償された差圧信号が発生する。
【００１６】本発明のこの実施態様では、処理圧力は有
利にも既に制御回路中に取り込まれており、そのため零
点の歪みは発生せず、本発明に基づき温度ばかりでなく
処理圧力についても補償がなされる。前記温度補償に用
いたのと類似する修正を同様にして実施することができ
る。
利にも既に制御回路中に取り込まれており、そのため零
点の歪みは発生せず、本発明に基づき温度ばかりでなく
処理圧力についても補償がなされる。前記温度補償に用
いたのと類似する修正を同様にして実施することができ
る。
【００１７】さらに、前記制御回路、したがって演算処
理回路は、前記コントローラを介して、基準電圧源から
電圧を受け取ることができる。
理回路は、前記コントローラを介して、基準電圧源から
電圧を受け取ることができる。
【００１８】前記補足的センサは、圧力に比例する電圧
信号を発生し、歪ゲージ等を有する内部構造を具えるこ
とができる。本発明の好適な実施態様においては、前記
センサは、前記差圧測定セルのダイヤフラム上に作用す
る夫々の圧力を検出する、２つの副センサに分割するこ
とができ、それら副センサは、例えば、それら圧力の加
算値を２等分したものから、前記演算処理回路に供給す
るために、処理圧力を計算する。
信号を発生し、歪ゲージ等を有する内部構造を具えるこ
とができる。本発明の好適な実施態様においては、前記
センサは、前記差圧測定セルのダイヤフラム上に作用す
る夫々の圧力を検出する、２つの副センサに分割するこ
とができ、それら副センサは、例えば、それら圧力の加
算値を２等分したものから、前記演算処理回路に供給す
るために、処理圧力を計算する。
【００１９】本発明の特定の実施態様においては、差圧
測定セルは補足的温度センサを具えることができ、その
補足的温度センサの出力信号は前記演算処理回路におい
て誤差表示信号に変換される。さらに、前記演算処理回
路はデジタル構造を有することができる。
測定セルは補足的温度センサを具えることができ、その
補足的温度センサの出力信号は前記演算処理回路におい
て誤差表示信号に変換される。さらに、前記演算処理回
路はデジタル構造を有することができる。
【００２０】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明に基づく差圧測定装置10を示し、この
差圧測定装置10は、単室差圧測定セル11と、それに電気
的に接続される演算処理回路12とを具える。補足的圧力
センサ13は単室差圧測定セル11上に装着されており、こ
の補足的圧力センサ13も演算処理回路12に電気的に接続
される。
る。図１は本発明に基づく差圧測定装置10を示し、この
差圧測定装置10は、単室差圧測定セル11と、それに電気
的に接続される演算処理回路12とを具える。補足的圧力
センサ13は単室差圧測定セル11上に装着されており、こ
の補足的圧力センサ13も演算処理回路12に電気的に接続
される。
【００２１】単室差圧測定セル11は、円筒形ボディ14
と、伸縮自在な２つのダイヤフラム15および16とを具
え、ダイヤフラム15および16は夫々、中間の環状スペー
サ17および18を介して円筒形ボディ14の両端面に圧接状
態で結合され、その周囲に沿って伸張する。円筒形ボデ
ィ14およびダイヤフラム15、16は、電気的絶縁金属、好
ましくは金属酸化物セラミック製とする。同様に、環状
スペーサ17、18は、好ましくは、円筒形ボディ14および
ダイヤフラム15、16間に圧接結合を成す電気的絶縁金
属、例えば溶融ガラス製とする。
と、伸縮自在な２つのダイヤフラム15および16とを具
え、ダイヤフラム15および16は夫々、中間の環状スペー
サ17および18を介して円筒形ボディ14の両端面に圧接状
態で結合され、その周囲に沿って伸張する。円筒形ボデ
ィ14およびダイヤフラム15、16は、電気的絶縁金属、好
ましくは金属酸化物セラミック製とする。同様に、環状
スペーサ17、18は、好ましくは、円筒形ボディ14および
ダイヤフラム15、16間に圧接結合を成す電気的絶縁金
属、例えば溶融ガラス製とする。
【００２２】環状スペーサ17、18は、ダイヤフラム15、
16を円筒形ボディ14から所定距離に保持し、それにより
各ダイヤフラム15、16およびそれらが対向する円筒形ボ
ディ14の端面間に平らな空隙46、19が形成される。２個
所の空隙46、19は、円筒形ボディ14内に形成された軸状
ダクト20を介して連結され、以下のようにして圧接状態
において外部から密封された共通室を形成する。この室
の全容積は、それ自体が圧縮できない絶縁液21で満たさ
れている。絶縁液21はシリコン油とすることができる。
16を円筒形ボディ14から所定距離に保持し、それにより
各ダイヤフラム15、16およびそれらが対向する円筒形ボ
ディ14の端面間に平らな空隙46、19が形成される。２個
所の空隙46、19は、円筒形ボディ14内に形成された軸状
ダクト20を介して連結され、以下のようにして圧接状態
において外部から密封された共通室を形成する。この室
の全容積は、それ自体が圧縮できない絶縁液21で満たさ
れている。絶縁液21はシリコン油とすることができる。
【００２３】円筒形ボディ14に対向するダイヤフラム15
の内側面は、円筒形ボディ14の端面に面した環状電極23
と対向する、薄膜電極22で覆われている。同様に、ダイ
ヤフラム16の内周面は、円筒形ボディ14の端面に面した
環状電極25と対向する、薄膜電極24で覆われている。薄
膜電極22〜25は、接続導線26〜29に接続され、さらにそ
れら接続導線を介して演算処理回路12に接続される。こ
れら接続導線を差圧測定セル11の外部に設けるための特
別の手段を取り得ることは、注目すべきことである。
の内側面は、円筒形ボディ14の端面に面した環状電極23
と対向する、薄膜電極22で覆われている。同様に、ダイ
ヤフラム16の内周面は、円筒形ボディ14の端面に面した
環状電極25と対向する、薄膜電極24で覆われている。薄
膜電極22〜25は、接続導線26〜29に接続され、さらにそ
れら接続導線を介して演算処理回路12に接続される。こ
れら接続導線を差圧測定セル11の外部に設けるための特
別の手段を取り得ることは、注目すべきことである。
【００２４】薄膜電極22は、対向する薄膜電極23ととも
に、静電容量Ｃ1 を有する第１測定コンデンサ30を形成
し、この静電容量Ｃ1 は接続導線26および27間で測定す
ることができる。薄膜電極24は、対向する薄膜電極25と
ともに、静電容量Ｃ2を有する第２測定コンデンサ31を
形成し、この静電容量Ｃ2 は接続導線28および29間で測
定することができる。
に、静電容量Ｃ1 を有する第１測定コンデンサ30を形成
し、この静電容量Ｃ1 は接続導線26および27間で測定す
ることができる。薄膜電極24は、対向する薄膜電極25と
ともに、静電容量Ｃ2を有する第２測定コンデンサ31を
形成し、この静電容量Ｃ2 は接続導線28および29間で測
定することができる。
【００２５】円筒形ボディ14は、例えばその周囲に、補
足的圧力センサ13を設けられており、その補足的圧力セ
ンサ13の測定信号は、接続導線32を介して演算処理回路
12に供給される。補足的圧力センサ13は、歪ゲージ等に
よって構成することができ、また２つの副センサに分割
することができる。さらに、補足的圧力センサ13は、同
時に補足的温度センサを形成することができ、この補足
的温度センサの信号は、ドイツ国特許DE‐PS3932443 号
明細書と同一の警報信号を形成するように処理される。
しかし、上記補足的温度センサは、上記のように兼用さ
せる代わりに、例えばもう１差圧測定セル11の円筒形ボ
ディ14の外周に設けることができる。温度センサは図１
および図２には図示していない。差圧測定セル11の上記
記載が、図２に用いられる差圧測定セル11に対しても適
用されることは、注目すべきことである。差圧測定セル
11に作用する処理圧力Ｐ 3 は、図１および図２において
矢印Ｐ1 およびＰ2 で示される。
足的圧力センサ13を設けられており、その補足的圧力セ
ンサ13の測定信号は、接続導線32を介して演算処理回路
12に供給される。補足的圧力センサ13は、歪ゲージ等に
よって構成することができ、また２つの副センサに分割
することができる。さらに、補足的圧力センサ13は、同
時に補足的温度センサを形成することができ、この補足
的温度センサの信号は、ドイツ国特許DE‐PS3932443 号
明細書と同一の警報信号を形成するように処理される。
しかし、上記補足的温度センサは、上記のように兼用さ
せる代わりに、例えばもう１差圧測定セル11の円筒形ボ
ディ14の外周に設けることができる。温度センサは図１
および図２には図示していない。差圧測定セル11の上記
記載が、図２に用いられる差圧測定セル11に対しても適
用されることは、注目すべきことである。差圧測定セル
11に作用する処理圧力Ｐ 3 は、図１および図２において
矢印Ｐ1 およびＰ2 で示される。
【００２６】図１の演算処理回路12は、フィードバック
回路においてゲインを決定するとともに接続導線26、27
を介して演算処理回路12に接続される測定コンデンサ30
を伴う、第１のローパスフィルタ33を具え、同様にフィ
ードバック回路においてゲインを決定するとともに接続
導線28、29を介して演算処理回路12に接続される測定コ
ンデンサ31を伴う、第２のローパスフィルタ34を具え、
同様にフィードバック回路においてゲインを決定する基
準コンデンサ36を伴う、基準ローパスフィルタ35を具え
る。
回路においてゲインを決定するとともに接続導線26、27
を介して演算処理回路12に接続される測定コンデンサ30
を伴う、第１のローパスフィルタ33を具え、同様にフィ
ードバック回路においてゲインを決定するとともに接続
導線28、29を介して演算処理回路12に接続される測定コ
ンデンサ31を伴う、第２のローパスフィルタ34を具え、
同様にフィードバック回路においてゲインを決定する基
準コンデンサ36を伴う、基準ローパスフィルタ35を具え
る。
【００２７】これら３つのローパスフィルタ33、34、35
は、対応する接続導線を介して、振幅制御可能な発振器
37より電力を供給され、振幅制御は発振器37の前段に位
置するコントローラ40を介してなされ、コントローラ40
の入力側において整流器39の出力電圧は安定基準電圧源
40と絶えず比較される。したがって、３つのローパスフ
ィルタ33、34および35より供給され、適切なファクタに
より重み付けされた出力電圧が加算増幅器で加算され、
その後、加算増幅器41の出力電圧が整流器39によって整
流されるように、前記発振器の振幅を制御することがで
きる。
は、対応する接続導線を介して、振幅制御可能な発振器
37より電力を供給され、振幅制御は発振器37の前段に位
置するコントローラ40を介してなされ、コントローラ40
の入力側において整流器39の出力電圧は安定基準電圧源
40と絶えず比較される。したがって、３つのローパスフ
ィルタ33、34および35より供給され、適切なファクタに
より重み付けされた出力電圧が加算増幅器で加算され、
その後、加算増幅器41の出力電圧が整流器39によって整
流されるように、前記発振器の振幅を制御することがで
きる。
【００２８】前述した制御は、３つのローパスフィルタ
33、34、35の出力電圧が、（１）式に従う差圧依存成分
に加えて、（２）式に従う温度依存成分を含むことを保
証する。
33、34、35の出力電圧が、（１）式に従う差圧依存成分
に加えて、（２）式に従う温度依存成分を含むことを保
証する。
【００２９】これら３つの出力電圧を、対応する要素を
有しその出力電圧が整流器43により整流される加算増幅
器42において加算および減算することにより、前記測定
セルにおける差圧に比例する、温度補償および標準化し
た出力電圧が整流器43の出力端に生成される。
有しその出力電圧が整流器43により整流される加算増幅
器42において加算および減算することにより、前記測定
セルにおける差圧に比例する、温度補償および標準化し
た出力電圧が整流器43の出力端に生成される。
【００３０】差圧測定セル11、したがって測定コンデン
サ30、31の静電容量に関して、処理圧力Ｐ3 の影響を補
償するため、補足的圧力センサ13は、ダイヤフラム15に
作用する圧力Ｐ1 、ダイヤフラム16に作用する圧力Ｐ2
を測定するセンサを適宜装着することにより、あるい
は、望ましくは差圧測定セル11上に図示したように適切
に装着することにより、処理圧力を表わす信号を生じ
る。したがって、充満した絶縁液21内の処理圧力 Ｐ3 ＝１／２（Ｐ1 ＋Ｐ2 ） ‐ （３） は、直接測定することができる。すなわち、電圧信号に
変換した後、例えば補足的圧力センサ13において直接的
に、処理圧力Ｐ3 に比例することになり、その電圧信号
は整流器43の次段の加算増幅器44に印加される。
サ30、31の静電容量に関して、処理圧力Ｐ3 の影響を補
償するため、補足的圧力センサ13は、ダイヤフラム15に
作用する圧力Ｐ1 、ダイヤフラム16に作用する圧力Ｐ2
を測定するセンサを適宜装着することにより、あるい
は、望ましくは差圧測定セル11上に図示したように適切
に装着することにより、処理圧力を表わす信号を生じ
る。したがって、充満した絶縁液21内の処理圧力 Ｐ3 ＝１／２（Ｐ1 ＋Ｐ2 ） ‐ （３） は、直接測定することができる。すなわち、電圧信号に
変換した後、例えば補足的圧力センサ13において直接的
に、処理圧力Ｐ3 に比例することになり、その電圧信号
は整流器43の次段の加算増幅器44に印加される。
【００３１】整流器43の出力電圧および補足的圧力セン
サ13の出力電圧は、加算増幅器44において適当なファク
タで同一手法により加算または減算され、その結果、加
算増幅器44の出力端に表れる電圧信号は、差圧測定セル
11に作用する差圧ΔＰのみに比例し、温度および処理圧
力の影響を受けないものになる。
サ13の出力電圧は、加算増幅器44において適当なファク
タで同一手法により加算または減算され、その結果、加
算増幅器44の出力端に表れる電圧信号は、差圧測定セル
11に作用する差圧ΔＰのみに比例し、温度および処理圧
力の影響を受けないものになる。
【００３２】図２は本質的に同一の構造を示し、したが
って参照符号は図１について付与した記載に合わせて作
成することができる。加算増幅器44に関してのみ相違が
ある。本発明のこの実施例においては、補足的圧力セン
サ13の出力信号は、整流器39とコントローラ38との接続
点に挿入された加算増幅器45に適宜供給される。図１の
加算増幅器44は削除してある。
って参照符号は図１について付与した記載に合わせて作
成することができる。加算増幅器44に関してのみ相違が
ある。本発明のこの実施例においては、補足的圧力セン
サ13の出力信号は、整流器39とコントローラ38との接続
点に挿入された加算増幅器45に適宜供給される。図１の
加算増幅器44は削除してある。
【００３３】加算増幅器45において整流器39の出力端に
表われる電圧信号には、補足的圧力センサ13から発生さ
れ処理圧力Ｐ3 に比例する電圧信号が、適当なファクタ
で加算または減算される。差圧測定セル11および発振器
37の振幅に影響を与える温度が処理圧力の影響を受けな
いように、加算増幅器45の出力端に表われる電圧信号は
コントローラ38に印加される。その結果、整流器43の出
力電圧は、再び、差圧測定セル11に作用する差圧ΔＰの
みに比例し、差圧測定セル11上の温度および処理圧力の
影響を受けないものになる。
表われる電圧信号には、補足的圧力センサ13から発生さ
れ処理圧力Ｐ3 に比例する電圧信号が、適当なファクタ
で加算または減算される。差圧測定セル11および発振器
37の振幅に影響を与える温度が処理圧力の影響を受けな
いように、加算増幅器45の出力端に表われる電圧信号は
コントローラ38に印加される。その結果、整流器43の出
力電圧は、再び、差圧測定セル11に作用する差圧ΔＰの
みに比例し、差圧測定セル11上の温度および処理圧力の
影響を受けないものになる。
【００３４】例えば、ドイツ国特許DE‐PS3932443 号明
細書により公知の算術回路は、生じた処理圧力Ｐ3 に比
例する電圧が、処理圧力に比例して計算した出力量を補
正するために、適宜デジタル化され、上記引用明細書よ
り公知の算術演算により提供されるという点で、本発明
に基づく補足的圧力センサ13によって拡張することがで
きる。
細書により公知の算術回路は、生じた処理圧力Ｐ3 に比
例する電圧が、処理圧力に比例して計算した出力量を補
正するために、適宜デジタル化され、上記引用明細書よ
り公知の算術演算により提供されるという点で、本発明
に基づく補足的圧力センサ13によって拡張することがで
きる。
【００３５】本発明に基づく演算処理回路は、アナログ
回路とすることも、また明らかにデジタル回路とするこ
ともできることは注目すべきことであり、またＫr を温
度に依存するものとしＫs を処理圧力に依存するものと
して（２）式を考慮したとき、整流器43の出力端に生じ
る信号は（１）式を満足させることは注目すべきことで
ある。
回路とすることも、また明らかにデジタル回路とするこ
ともできることは注目すべきことであり、またＫr を温
度に依存するものとしＫs を処理圧力に依存するものと
して（２）式を考慮したとき、整流器43の出力端に生じ
る信号は（１）式を満足させることは注目すべきことで
ある。
【００３６】本発明は上述した例にのみ限定されず、幾
多の変形または変更を加え得ることは勿論である。
多の変形または変更を加え得ることは勿論である。
【図１】補足的圧力センサを第１の方法で接続した演算
処理回路を具える、本発明に基づく差圧測定装置を示す
図である。
処理回路を具える、本発明に基づく差圧測定装置を示す
図である。
【図２】補足的圧力センサを第２の方法で接続した演算
処理回路を具える、本発明に基づく差圧測定装置を示す
図である。
処理回路を具える、本発明に基づく差圧測定装置を示す
図である。
10 差圧測定装置 11 差圧測定セル 12 演算処理回路 13 補足的圧力センサ13 14 円筒形ボディ 15 ダイヤフラム 16 ダイヤフラム 21 絶縁液 22 薄膜電極 23 環状電極 24 薄膜電極 25 環状電極 30 第１測定コンデンサ 31 第２測定コンデンサ 33 ローパスフィルタ 34 ローパスフィルタ 35 基準ローパスフィルタ 36 基準コンデンサ 37 発振器 38 コントローラ 39 整流器 40 基準電圧源 41 加算増幅器 42 加算増幅器 43 整流器 44 加算増幅器 45 加算増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルフレツド ペツパーミユーラー ドイツ連邦共和国 3500 カツセル キル ヒハイナー シユトラーセ 15 (72)発明者 イエンス−カルシユテン ペテルセン ドイツ連邦共和国 3500 カツセル ヘル ネバツハベーク 34 (72)発明者 ヴオルフガング シユニトツカー ドイツ連邦共和国 3502 ヴオルマール エルシエベーク 10
Claims (10)
- 【請求項１】 測定すべき差圧の作用と逆方向に静電容
量が変化するコンデンサと、温度および生じる処理圧力
の作用と同一方向に静電容量が変化するコンデンサと
の、２つの測定コンデンサを有する、液体を満たした単
室差圧測定セルを具える差圧測定装置であって、測定信
号の演算処理および温度補正量を盛り込む際の差圧の計
算のための演算処理回路を具える差圧測定装置におい
て、 処理圧力(P3)を測定するために使用され、演算処理回路
(12)に接続される補足的圧力センサ(13)が差圧測定セル
(11)上に装着され、 前記演算処理回路は、前記補足的圧力センサから補正量
を得るとともに、温度補正量および測定コンデンサ(30)
および(31)の測定信号を伴って、完全に誤差補正した差
圧信号をその出力端に発生することを特徴とする、差圧
測定装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の差圧測定装置において、 前記演算処理回路は、コントローラ(38)と、発振器(37)
と、基準コンデンサ(36)を伴う基準ローパスフィルタ(3
5)と、その後段の、測定信号入力を含む加算増幅器(41)
と、整流器(39)とを有する制御回路を具え、前記演算処
理回路はさらに、第１の測定コンデンサ(30)に接続され
るローパスフィルタ(33)と、第２の測定コンデンサ(31)
に接続されるローパスフィルタ(34)とを具え、ローパス
フィルタ(33、34、35) は前記発振器(37)の出力端に接
続され、夫々のローパスフィルタの出力信号は、後段の
加算増幅器(42)および整流器を介して、温度補償した差
圧信号を発生し、その差圧信号には補足的センサ(13)か
らの信号が少なくとも間接的に作用することを特徴とす
る、差圧測定装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の差圧測定装置において、 加算増幅器(41)は入力側においてローパスフィルタ (3
3、34、35) の出力端に接続され、前記制御回路の整流
器(39)の出力端における信号の増加はコントローラ(38)
を介して発振器(37)の振幅の減少を生じさせ、この振幅
の減少はローパスフィルタ(33 、34、35) の入力側に作
用し、その結果、同様にローパスフィルタ(33 、34、3
5) の出力端に接続され、整流器(43)が後続する加算増
幅器(42)は温度補償した差圧信号（ΔＰ）を発生し、こ
の差圧信号には補足的センサ(13)からの信号が間接的に
作用することを特徴とする、差圧測定装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の差圧測定装置において、 基準コンデンサ(36)は、差圧を零に一致させたときの測
定コンデンサ(30)および(31)の加算値の平均値に合わせ
て選択され、前記温度補償は、少なくとも２つの温度お
よび少なくとも２つの差圧に対する修正によって達成さ
れることを特徴とする、差圧測定装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の差圧測定装置において、 演算処理回路(12)は、入力側において整流器(39)に接続
された他の加算増幅器(44)を具え、この加算増幅器は補
足的センサ(13)からの信号を他の入力信号として入力さ
れ、その結果、完全に誤差補償された差圧信号がその出
力端に発生することを特徴とする、差圧測定装置。 - 【請求項６】 請求項４記載の差圧測定装置において、 演算処理回路(12)は、入力側において整流器(39)に接続
され出力側においてコントローラ(38)に接続される他の
加算増幅器(45)を具え、この加算増幅器は補足的センサ
(13)からの信号を他の入力信号として入力され、その結
果、前記制御回路に処理圧力(P3)が予め盛り込まれ、完
全に誤差補償された差圧信号が整流器(43)の出力端に発
生することを特徴とする、差圧測定装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６の何れか１項または２項以
上に記載の差圧測定装置において、 前記制御回路、したがって演算処理回路(12)は、コント
ローラ(38)を介して、基準電圧源(40)から電圧を印加さ
れることを特徴とする、差圧測定装置。 - 【請求項８】 請求項７記載の差圧測定装置において、 補足的センサ(13)は、圧力に比例する電圧信号を出力
し、歪ゲージ等を有する内部構造を具えることを特徴と
する、差圧測定装置。 - 【請求項９】 請求項８記載の差圧測定装置において、 補足的センサ(13)は、ダイヤフラム(15)および(16)上に
作用する圧力を夫々測定する、２つの副センサに分割さ
れ、それら副センサは、例えば、それら圧力の加算値の
算術平均値から、演算処理回路(12)に供給するために、
処理圧力(P3)を計算することを特徴とする、差圧測定装
置。 - 【請求項１０】 請求項１〜９の何れか１項または２項
以上に記載の差圧測定装置において、 前記差圧測定セルは補足的温度センサを具え、その補足
的温度センサの出力信号は前記演算処理回路において誤
差表示信号に変換され、前記演算処理回路はデジタル構
造を有することを特徴とする、差圧測定装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4110447:1 | 1991-03-29 | ||
| DE4110447A DE4110447A1 (de) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Differenzdruckmessgeraet |
| DE41104471 | 1991-03-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587665A true JPH0587665A (ja) | 1993-04-06 |
| JP3329480B2 JP3329480B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=6428533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06821392A Expired - Fee Related JP3329480B2 (ja) | 1991-03-29 | 1992-03-26 | 差圧測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0508517B2 (ja) |
| JP (1) | JP3329480B2 (ja) |
| DE (2) | DE4110447A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014109572A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Sensata Technologies Inc | アナログフロントエンド補償 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19633630A1 (de) * | 1996-08-21 | 1998-02-26 | Endress Hauser Gmbh Co | Auswerteeinheit eines Differenzdrucksensors |
| DE102004039169A1 (de) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Kaden, Günther | Überlastfestes Differenzdruckmessgerät |
| CN103884465B (zh) * | 2014-04-16 | 2016-03-30 | 武汉大学 | 一种基于孔道双电层效应的压力和压差测量装置 |
| CN107941412B (zh) * | 2017-12-13 | 2023-09-22 | 沈阳市传感技术研究所 | 全悬浮绝对差压传感器 |
| CN115962884B (zh) * | 2022-12-30 | 2023-08-22 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | 一种航天器压差校准方法、压差测量装置和气体实验装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3504329A1 (de) * | 1985-02-08 | 1986-08-14 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Differenzdruckmessgeraet |
| DE3512529A1 (de) * | 1985-04-06 | 1985-11-07 | Schoppe & Faeser Gmbh, 4950 Minden | Differenzdruckmessumformer mit massnahmen zur kompensation der einfluesse von stoerenden veraenderlichen groessen |
| JPH01141328A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-02 | Hitachi Ltd | 差圧伝送器 |
| DE3832568A1 (de) * | 1988-09-24 | 1990-03-29 | Philips Patentverwaltung | Schaltungsanordnung zur temperaturkompensation von kapazitiven druck- und differenzdrucksensoren |
| DE3932443C1 (ja) * | 1989-09-28 | 1990-12-20 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7864 Maulburg, De |
-
1991
- 1991-03-29 DE DE4110447A patent/DE4110447A1/de not_active Ceased
-
1992
- 1992-03-23 EP EP92200830A patent/EP0508517B2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-23 DE DE59202195T patent/DE59202195D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-26 JP JP06821392A patent/JP3329480B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014109572A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Sensata Technologies Inc | アナログフロントエンド補償 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0508517B1 (de) | 1995-05-17 |
| EP0508517A2 (de) | 1992-10-14 |
| DE4110447A1 (de) | 1992-10-01 |
| EP0508517A3 (en) | 1993-03-03 |
| DE59202195D1 (de) | 1995-06-22 |
| JP3329480B2 (ja) | 2002-09-30 |
| EP0508517B2 (de) | 2003-06-18 |
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