JPH0766480B2 - 測定ヘツド - Google Patents
測定ヘツドInfo
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- JPH0766480B2 JPH0766480B2 JP61116310A JP11631086A JPH0766480B2 JP H0766480 B2 JPH0766480 B2 JP H0766480B2 JP 61116310 A JP61116310 A JP 61116310A JP 11631086 A JP11631086 A JP 11631086A JP H0766480 B2 JPH0766480 B2 JP H0766480B2
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- Japan
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- bridge circuit
- connection terminal
- bridge
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- measuring head
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L21/00—Vacuum gauges
- G01L21/10—Vacuum gauges by measuring variations in the heat conductivity of the medium, the pressure of which is to be measured
- G01L21/12—Vacuum gauges by measuring variations in the heat conductivity of the medium, the pressure of which is to be measured measuring changes in electric resistance of measuring members, e.g. of filaments; Vacuum gauges of the Pirani type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ブリツジ回路に挿入接続された測定値検出器
および別の電子素子並びに測定ヘツドを該ヘツドの外部
に設けられている給電電流源に接続するための２つの接
続端子を有する熱伝導形真空計または類似の装置に対す
る測定ヘツドに関する。
および別の電子素子並びに測定ヘツドを該ヘツドの外部
に設けられている給電電流源に接続するための２つの接
続端子を有する熱伝導形真空計または類似の装置に対す
る測定ヘツドに関する。
本発明は、真空中に配設された、熱伝導率の原理にした
がつて動作する測定値検出器を有するすべての装置、例
えば熱伝導式ガス検知器にも使用可能である。
がつて動作する測定値検出器を有するすべての装置、例
えば熱伝導式ガス検知器にも使用可能である。
従来の技術 ドイツ連邦共和国特許第3130817号公報から、測定ヘツ
ドおよび操作装置から成る熱伝導真空計か公知である。
操作装置には、指示装置および給電電流源が収容されて
いる。測定ヘツドには、測定ブリツジに挿入接続された
温度に感応する測定値検出器並びに別の電子素子、とり
わけ定電圧化装置並びに測定値処理に対する増幅器が配
設されている。測定ヘツドおよび操作装置は任意の長さ
の２心ケーブルを介して互いに接続されている。このケ
ーブルを介して給電電流も測定電流も伝送される。
ドおよび操作装置から成る熱伝導真空計か公知である。
操作装置には、指示装置および給電電流源が収容されて
いる。測定ヘツドには、測定ブリツジに挿入接続された
温度に感応する測定値検出器並びに別の電子素子、とり
わけ定電圧化装置並びに測定値処理に対する増幅器が配
設されている。測定ヘツドおよび操作装置は任意の長さ
の２心ケーブルを介して互いに接続されている。このケ
ーブルを介して給電電流も測定電流も伝送される。
発明が解決しようとする問題点 この形式の真空計を比較的大きな装置に組込む場合、お
のおのの測定ヘツドに対する測定電流および給電電流の
共通の伝送のため、別個の電圧供給を行なわなければな
らないという欠点が生じる。このことは、種々異なつた
測定値検出器を有する熱伝導真空計（温度に依存する抵
抗、熱電対等を有するらせん線条）が使用されるときに
も当嵌る。全体的に、真空計の電圧供給に要するコスト
は、装置において電圧供給から多くを必要とするように
なればなる程ますます高くなる。
のおのの測定ヘツドに対する測定電流および給電電流の
共通の伝送のため、別個の電圧供給を行なわなければな
らないという欠点が生じる。このことは、種々異なつた
測定値検出器を有する熱伝導真空計（温度に依存する抵
抗、熱電対等を有するらせん線条）が使用されるときに
も当嵌る。全体的に、真空計の電圧供給に要するコスト
は、装置において電圧供給から多くを必要とするように
なればなる程ますます高くなる。
本発明の課題は、熱伝導感度の原理にしたがつて動作す
る装置の電圧供給に要するコストを低減することであ
る。
る装置の電圧供給に要するコストを低減することであ
る。
問題点を解決するための手段 本発明によればこの課題は、冒頭に述べた形式の測定ヘ
ツドから出発して、特許請求の範囲第１項、第３項、第
５項および第７項記載の構成によって解決される。
ツドから出発して、特許請求の範囲第１項、第３項、第
５項および第７項記載の構成によって解決される。
発明の作用および効果 このようにして構成された１つまたは複数の熱伝導真空
計または類似の機器は、この形式の機器を必要とする装
置に既に存在している電圧源に接続することができる。
通例は弁の電気制御、再生増幅器の給電等に対する電圧
源のことである。その際、安全上の理由から小規模電圧
で作動されるので、この形式の給電電圧源の通例の電圧
値として24V±10％（直流または交流電圧）が使用され
ている。
計または類似の機器は、この形式の機器を必要とする装
置に既に存在している電圧源に接続することができる。
通例は弁の電気制御、再生増幅器の給電等に対する電圧
源のことである。その際、安全上の理由から小規模電圧
で作動されるので、この形式の給電電圧源の通例の電圧
値として24V±10％（直流または交流電圧）が使用され
ている。
測定ヘツドに設けられている電子素子は、測定ヘツドを
流れる電流が最大100mA、有利には12ないし80mAであり
かつ測定ヘツドから第３の接続スリーブを介して流れる
電流が最大60mA、有利には４ないし40mAであるとき、比
較的小さな抵抗（約500Ω）を有する負荷によつて指示
装置を作動することができるという利点が生じる。この
ことは後置接続されている機器（例えば後置接続されて
いる増幅器）に対して特別有利である。というのは申し
分のないエネルギないしパワを有する測定信号が使用さ
れるからである。
流れる電流が最大100mA、有利には12ないし80mAであり
かつ測定ヘツドから第３の接続スリーブを介して流れる
電流が最大60mA、有利には４ないし40mAであるとき、比
較的小さな抵抗（約500Ω）を有する負荷によつて指示
装置を作動することができるという利点が生じる。この
ことは後置接続されている機器（例えば後置接続されて
いる増幅器）に対して特別有利である。というのは申し
分のないエネルギないしパワを有する測定信号が使用さ
れるからである。
実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第１図は、本発明の測定ヘツド１に含まれている回路な
いし電気素子を示す。２および３で示すのは２つの接続
スリーブである。これらは、例えば５ないし50V、有利
には24V（±10％）の供給電圧を有する給電電圧を用途
に応じて異なつた長さの２心ケーブル５を介して接続す
るために用いられる。
いし電気素子を示す。２および３で示すのは２つの接続
スリーブである。これらは、例えば５ないし50V、有利
には24V（±10％）の供給電圧を有する給電電圧を用途
に応じて異なつた長さの２心ケーブル５を介して接続す
るために用いられる。
測定ヘツド１の内部において、接続スリーブ２に、（抵
抗７を有する）線路区間６が接続されており、接続スリ
ーブ３には線路区間８が接続されている。これら区間は
線路区間９とともに、定電圧回路11が挿入接続されてい
る電流回路を形成する。この定電圧回路は増幅器12に、
一定の給電電圧を供給する。
抗７を有する）線路区間６が接続されており、接続スリ
ーブ３には線路区間８が接続されている。これら区間は
線路区間９とともに、定電圧回路11が挿入接続されてい
る電流回路を形成する。この定電圧回路は増幅器12に、
一定の給電電圧を供給する。
測定ヘツド１はその他に測定管13を有する。この管の内
室は、圧力を測定し、制御しまたは監視すべきである図
示されていない排気鐘に接続されている。測定管13内に
は、別の抵抗16,17,18,19を有するホイートストンブリ
ツジ15に挿入接続されている測定線材14が設けられてい
る。抵抗18は、その機能について後述する補償抵抗であ
る。
室は、圧力を測定し、制御しまたは監視すべきである図
示されていない排気鐘に接続されている。測定管13内に
は、別の抵抗16,17,18,19を有するホイートストンブリ
ツジ15に挿入接続されている測定線材14が設けられてい
る。抵抗18は、その機能について後述する補償抵抗であ
る。
第１図は、調整されるピラミ真空計の回路に対する実施
例を示す。この形式の真空計では、増幅器12および線路
を間21に配設されているトランジスタ22を用いて、ブリ
ツジ15に常時ブリツジを補償する電圧が加わるように考
慮される。そのために増幅器12の２つの入力側は、ブリ
ツジ15の相互に対角上に相対する２点に接続されてお
り、一方ブリツジ15のその他の、同じく相対する点に線
路区間21および別の線路区間23が接続されている。線路
区間23は、第３の接続スリーブ24により測定ヘツド１に
接続されている。この接続スリーブに別のケーブル20が
接続されておりかつ測定ヘツド１の外部に配設された指
示器26に導かれている。図示の実施例において指示器
は、抵抗27を介して降下する電圧を測定する電圧測定器
である。指示器26および抵抗27は相互に並列に接続され
て線路20および直流電圧源４の一方の極に接続されてい
る。線路５ないし20は、必要とあれば、３心ケーブルに
まとめることができる。
例を示す。この形式の真空計では、増幅器12および線路
を間21に配設されているトランジスタ22を用いて、ブリ
ツジ15に常時ブリツジを補償する電圧が加わるように考
慮される。そのために増幅器12の２つの入力側は、ブリ
ツジ15の相互に対角上に相対する２点に接続されてお
り、一方ブリツジ15のその他の、同じく相対する点に線
路区間21および別の線路区間23が接続されている。線路
区間23は、第３の接続スリーブ24により測定ヘツド１に
接続されている。この接続スリーブに別のケーブル20が
接続されておりかつ測定ヘツド１の外部に配設された指
示器26に導かれている。図示の実施例において指示器
は、抵抗27を介して降下する電圧を測定する電圧測定器
である。指示器26および抵抗27は相互に並列に接続され
て線路20および直流電圧源４の一方の極に接続されてい
る。線路５ないし20は、必要とあれば、３心ケーブルに
まとめることができる。
図示の真空計の使用の際線路区間23を介して測定信号に
相応する電流が流れる。この電流は線路20を介して測定
ヘツド１から導き出されかつ指示器26並びに負荷27を用
いて指示される。有利には測定ヘツド内に設けられた電
気素子は、測定ヘツドを流れる電流が約12ないし80mAで
あるように選定されており、その際別の測定信号線路23
における測定電流は有利にはそのうちの約４ないし40mA
を成す。この電流値および24Vの電圧供給において、適
当な負荷（20mAの場合500Ω）によつて作動することが
でき、その結果申し分のない電力の測定信号が生じる。
指示される電圧値は２ないし10Vのオーダにある。
相応する電流が流れる。この電流は線路20を介して測定
ヘツド１から導き出されかつ指示器26並びに負荷27を用
いて指示される。有利には測定ヘツド内に設けられた電
気素子は、測定ヘツドを流れる電流が約12ないし80mAで
あるように選定されており、その際別の測定信号線路23
における測定電流は有利にはそのうちの約４ないし40mA
を成す。この電流値および24Vの電圧供給において、適
当な負荷（20mAの場合500Ω）によつて作動することが
でき、その結果申し分のない電力の測定信号が生じる。
指示される電圧値は２ないし10Vのオーダにある。
第２図ないし第５図はそれぞれ、種々異なつた素子が挿
入接続されている別個の線路区間23を示す。
入接続されている別個の線路区間23を示す。
第２図の実施例では、区間23に補償抵抗28が挿入接続さ
れている。（測定ブリツジ15における）抵抗18および28
を用いた機器の補償は次にように実施される： まず測定管13における大気圧において抵抗18は、線路23
に最大測定電流が流れるように調節設定されている。そ
れから抵抗28を用いて測定量０における補償が、線路23
において０点に相応する電流が流れるように、行なわれ
る。
れている。（測定ブリツジ15における）抵抗18および28
を用いた機器の補償は次にように実施される： まず測定管13における大気圧において抵抗18は、線路23
に最大測定電流が流れるように調節設定されている。そ
れから抵抗28を用いて測定量０における補償が、線路23
において０点に相応する電流が流れるように、行なわれ
る。
第３図は、補償抵抗28の他に測定線路23に電流変換器25
が挿入接続されている実施例を示す。この電流変換器
は、線路23における測定信号電流が変化するようにすべ
きであるとき有利である。この変化は、信号電流が、測
定ヘツドの外部に配設されている種々の指示装置に整合
されるべきであるとき、必要である。その際測定ヘツド
全体を交換可能である点が非常に有利である。
が挿入接続されている実施例を示す。この電流変換器
は、線路23における測定信号電流が変化するようにすべ
きであるとき有利である。この変化は、信号電流が、測
定ヘツドの外部に配設されている種々の指示装置に整合
されるべきであるとき、必要である。その際測定ヘツド
全体を交換可能である点が非常に有利である。
第４図および第５図の実施例において、付加的に増幅器
29が挿入接続されているか（第４図）または増幅器29の
みが挿入接続されている（第５図）。この増幅器によつ
て電流特性が変化可能である。例えば、特性曲線を対数
化または直線化すべきである特別な測定置検出器におい
て電流特性を変える必要が生じる。さらにこれにより指
示領域が変化可能である。
29が挿入接続されているか（第４図）または増幅器29の
みが挿入接続されている（第５図）。この増幅器によつ
て電流特性が変化可能である。例えば、特性曲線を対数
化または直線化すべきである特別な測定置検出器におい
て電流特性を変える必要が生じる。さらにこれにより指
示領域が変化可能である。
線路23に全部の回路素子28,25および29が設けられてい
る場合、すべての所望のないし規定された電流領域の測
定信号を発生することができるという利点が生じる。
る場合、すべての所望のないし規定された電流領域の測
定信号を発生することができるという利点が生じる。
ブロツクとして示されておらずかつ所属のシンボルで表
わされている回路素子28,25および29に、線路228,228′
および228″を介して給電電圧が供給される。線路228,2
28′および228″は例えば線路229（第１図）を介して電
圧供給部11に接続することができる。
わされている回路素子28,25および29に、線路228,228′
および228″を介して給電電圧が供給される。線路228,2
28′および228″は例えば線路229（第１図）を介して電
圧供給部11に接続することができる。
第６図は、測定ヘツド１に２つの異なつた測定値検出器
が設けられている実施例を示す。一方の検出器は、上述
のように、電子素子とともに調整されるピラニ真空計を
形成する測定線材14である。付加的に、測定管32内に圧
抵抗測定値検出器31が収納されておりかつ同様に、圧力
を測定または監視すべきである排気鐘に接続されてい
る。この原理により動作する真空測定機器は、ピラニ真
空計の測定領域高い圧力の方向において続く測定領域に
対して特に適している。これにより全体として10-3mbar
から大気圧までの圧力領域およびこれを越える圧力領域
に対して適している組合せ圧力検出器が生じる。
が設けられている実施例を示す。一方の検出器は、上述
のように、電子素子とともに調整されるピラニ真空計を
形成する測定線材14である。付加的に、測定管32内に圧
抵抗測定値検出器31が収納されておりかつ同様に、圧力
を測定または監視すべきである排気鐘に接続されてい
る。この原理により動作する真空測定機器は、ピラニ真
空計の測定領域高い圧力の方向において続く測定領域に
対して特に適している。これにより全体として10-3mbar
から大気圧までの圧力領域およびこれを越える圧力領域
に対して適している組合せ圧力検出器が生じる。
圧抵抗測定値検出器31は、別の抵抗34,35,36を有する測
定ブリツジ33に設けられている。ブリツジ33の対角線上
に相対する２つの点に、定電圧回路11によつて調整され
る電圧が加わる。ブリツジ33の別の点は、増幅器37の入
力即に接続されている。さらに、線路区間39に挿入接続
されているトランジスタ38が設けられている。この線路
区間39は線路区間21を別個の信号電流線路区間23に接続
する。
定ブリツジ33に設けられている。ブリツジ33の対角線上
に相対する２つの点に、定電圧回路11によつて調整され
る電圧が加わる。ブリツジ33の別の点は、増幅器37の入
力即に接続されている。さらに、線路区間39に挿入接続
されているトランジスタ38が設けられている。この線路
区間39は線路区間21を別個の信号電流線路区間23に接続
する。
ブリツジ33が不平衡状態になると、線路区間39、ひいて
は線路区間23に流れる測定電流も変化する。線路区間23
において測定電流が加算される。圧抵抗測定値検出器31
から供給される測定電流は、比較的高い圧力の領域にお
いて（100ないし1000mbarおよびそれ以上）しか変化せ
ず、一方測定線材14により供給される測定電流は10-3な
いし約100mbarの圧力領域においてしか変化しないの
で、測定電流の加算によつて所望の大きな測定領域をカ
バーすることができる。
は線路区間23に流れる測定電流も変化する。線路区間23
において測定電流が加算される。圧抵抗測定値検出器31
から供給される測定電流は、比較的高い圧力の領域にお
いて（100ないし1000mbarおよびそれ以上）しか変化せ
ず、一方測定線材14により供給される測定電流は10-3な
いし約100mbarの圧力領域においてしか変化しないの
で、測定電流の加算によつて所望の大きな測定領域をカ
バーすることができる。
測定電流の補償および整合に用いられる回路素子28,25
および／または29はそれぞれ、それぞれの測定電流が別
個に流れる線路区間23′および23″が配設されている。
それ故に部分測定電流の強さおよび／または特性曲線は
別個に整合することができる。
および／または29はそれぞれ、それぞれの測定電流が別
個に流れる線路区間23′および23″が配設されている。
それ故に部分測定電流の強さおよび／または特性曲線は
別個に整合することができる。
測定値検出器14および31は図示の実施例において別個の
測定管13および32に収容されている。両方の測定値検出
器に対して１つの測定管だけを設けることもできる。
測定管13および32に収容されている。両方の測定値検出
器に対して１つの測定管だけを設けることもできる。
第７図の実施例において、抵抗27で降下する電圧は、抵
抗42を用いてオフセツトを補償することができる増幅器
41から取り出される。増幅された信号は指示器43に供給
される。
抗42を用いてオフセツトを補償することができる増幅器
41から取り出される。増幅された信号は指示器43に供給
される。
抵抗42を測定ヘツド１内に設けると特に効果的である。
この配置構成においては補償抵抗28（第２図ないし第４
図）を省略することができる。圧力指示器の０点に対し
てその都度、測定ヘツド１における補償を抵抗42を用い
て行なうことができる。この解決法の前提となるのは、
指示器の測定ヘツドとの間に、接続端子47および48を介
して測定ヘツド１に接続されている２つの別の線路44お
よび45である。その際勿論、すべての線路（5,20,44,4
5）を多心ケーブル内にまとめることができる。
この配置構成においては補償抵抗28（第２図ないし第４
図）を省略することができる。圧力指示器の０点に対し
てその都度、測定ヘツド１における補償を抵抗42を用い
て行なうことができる。この解決法の前提となるのは、
指示器の測定ヘツドとの間に、接続端子47および48を介
して測定ヘツド１に接続されている２つの別の線路44お
よび45である。その際勿論、すべての線路（5,20,44,4
5）を多心ケーブル内にまとめることができる。
第１図は、本発明の測定ヘツドに含まれている回路ない
し電子素子を示す回路略図であり、第２図ないし第５図
はそれぞれ、測定信号線路の実施例を示す部分概略図で
あり、第６図は測定ヘツド内に２つの異なつた測定値検
出器が設けられている実施例の回路略図であり、第７図
は、抵抗で降下する電圧が増幅器によつて取り出される
実施例の回路略図である。 １……測定ヘツド、2,3,24……接続端子、14,31……測
定値検出器、15……ブリツジ回路、25……電流変換器、
26,43……指示装置
し電子素子を示す回路略図であり、第２図ないし第５図
はそれぞれ、測定信号線路の実施例を示す部分概略図で
あり、第６図は測定ヘツド内に２つの異なつた測定値検
出器が設けられている実施例の回路略図であり、第７図
は、抵抗で降下する電圧が増幅器によつて取り出される
実施例の回路略図である。 １……測定ヘツド、2,3,24……接続端子、14,31……測
定値検出器、15……ブリツジ回路、25……電流変換器、
26,43……指示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−30632（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−30633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−48199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−58428（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】測定すべき状態に応答する電気伝導と前記
状態と関係して、これによりこのような電気伝導応答を
実現する手段とを有する装置と、 該装置を電気的に含んでいるブリッジ回路と、 電力を前記ブリッジ回路に供給するために２つの接続端
子を有している電力供給手段と、 第３の接続端子と該第３の接続端子を、前記ブリッジ回
路からの測定信号を前記第３の接続端子に供給するため
に前記ブリッジ回路に接続する線路とを有する測定信号
手段と、 前記線路に直列に挿入されている電流変換器と を備えている ことを特徴とする伝導応答形測定ヘッド。 - 【請求項２】更に、前記ブリッジ回路から前記第３の接
続端子に供給される測定信号を所定の方法で変化するた
めに、前記線路中に直列に挿入されいる増幅器を備えて
いる 特許請求の範囲第１項記載の伝導応答形測定ヘッド。 - 【請求項３】測定すべき状態に応答する電気伝導と前記
状態と関係して、これによりこのような電気伝導応答を
実現する手段とを有する装置と、 該装置を電気的に含んでいるブリッジ回路と、 電力を前記ブリッジ回路に供給するために２つの接続端
子を有している電力供給手段と、 第３の接続端子と該第３の接続端子を、前記ブリッジ回
路からの測定信号を前記第３の接続端子に供給するため
に前記ブリッジ回路に接続する線路とを有する測定信号
手段と、 前記ブリッジ回路内の補償抵抗および前記線路に直列に
挿入されている補償抵抗と、 前記線路に直列に挿入されている電流変換器と を備えている ことを特徴とする伝導応答形測定ヘッド。 - 【請求項４】更に、前記ブリッジ回路から前記第３の接
続端子に供給される測定信号を所定の方法で変化するた
めに、前記線路中に直列に挿入されている増幅器を備え
ている 特許請求の範囲第３項記載の伝導応答形測定ヘッド。 - 【請求項５】測定すべき状態に応答する電気伝導と前記
状態と関係して、これによりこのような電気伝導応答を
実現する手段とを有する装置と、 該装置を電気的に含んでいるブリッジ回路と、 電力を前記ブリッジ回路に供給するために２つの接続端
子を有している電力供給手段と、 第３の接続端子と該第３の接続端子を、前記ブリッジ回
路からの測定信号を前記第３の接続端子に供給するため
に前記ブリッジ回路に接続する線路とを有する測定信号
手段と、 測定すべき状態に応答する電気伝導と前記状態と関係し
て、これによりこのような電気伝導応答を実現する手段
とを有する第２の装置と、 前記第２の装置を電気的に含んでいる第２のブリッジ回
路と、 電力を前記第２のブリッジ回路に供給するための電力供
給手段と、 前記第３の接続端子を、前記両ブリッジ回路からの組合
せ測定信号を前記第３の接続端子に供給するために前記
第２のブリッジ回路に接続する、前記測定信号手段の線
路と を備えている ことを特徴とする伝導応答形測定ヘッド。 - 【請求項６】前記一方の装置は温度に依存する抵抗であ
りかつ他方の装置は圧電装置である 特許請求の範囲第５項記載の伝導応答形測定ヘッド。 - 【請求項７】測定すべき状態に応答する電気伝導と前記
状態と関係して、これによりこのような電気伝導応答を
実現する手段とを有する装置と、 該装置を電気的に含んでいるブリッジ回路と、 電力を前記ブリッジ回路に供給するために２つの接続端
子を有している電力供給手段と、 第３の接続端子と該第３の接続端子を、前記ブリッジ回
路からの測定信号を前記第３の接続端子に供給するため
に前記ブリッジ回路に接続する線路とを有する測定信号
手段と、 ２つの別の接続端子、と指示装置が該接続端子に接続さ
れているとき、測定信号の指示を等化するために両端が
前記接続端子に接続されている可変抵抗と、 を備えている ことを特徴とする伝導応答形測定ヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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