JPH08122186A

JPH08122186A - 測定装置

Info

Publication number: JPH08122186A
Application number: JP26542094A
Authority: JP
Inventors: Keiko Inoue; 圭子井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】測定装置に異常が発生しても、測定対象に係
る本体装置を停止させることなく、測定を継続すること
ができ、かつ、測定装置内の異常発生個所の把握を可能
として効率的なメインテナンスの実現を図る。【構成】センサ１からのガス圧信号Ｉは信号分配回路
１０で信号Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃に分配されそれぞれ信号処理
回路１１、１２、１３に入力され、ここで互いに異なる
周波数帯域の周波数信号Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃に変換される。
信号Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃は信号切替回路１５でその１個が選
択され信号Ｆ_Sとして出力される。信号Ｆ_Sの周波数が零
となると、異常検知回路１６がこれを検出し、信号切替
制御回路１７が切替指令信号Ｑを送出し信号Ｆの切替を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばガス絶縁開閉
装置に取り付けられ、情報量としてそのガス圧を測定す
るガス圧センサを備えたガス圧測定装置等の測定装置に
係り、特にこのセンサからのアナログ出力を一旦周波数
信号に変換してディジタル化する方式の測定装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、このセンサからのアナログ出力
信号をディジタル化してコンピュータに取り込む従来の
信号処理回路の構成を示す回路図である。図において、
１は例えば測定対象の情報量としてガス絶縁開閉装置に
封入されたガスの圧力を測定するセンサ、２はセンサ１
からの信号を電圧に変換するオペアンプ、３はオペアン
プ２からの電圧信号を周波数信号に変換するＶ／Ｆコン
バータで、入力信号の電圧値に応じてその時間幅が変化
するパルス状の周波数信号を出力する。４は信号伝送
線、５はＶ／Ｆコンバータ３からの信号の周波数帯域よ
り十分高い周波数のクロック信号を発生するクロック、
６はアンドゲート、７は周波数カウンタで、Ｖ／Ｆコン
バータ３からの信号の周波数に相当するパルスの時間幅
を求める。

【０００３】以上により、センサ１で求められたガス圧
のアナログ信号は周波数のディジタル信号に変換され、
コンピュータ（ＣＰＵ）８に取り込まれ、ここで、例え
ばガス圧監視やガス圧異常警報等、アプリケーションに
応じた種々の演算処理に供せられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のガス圧測定装
置、特にその信号処理回路は以上のように構成され、本
装置から得られる測定信号に基づきガス絶縁開閉装置の
状態監視等、機器の保全性を高める種々の対策が実施さ
れている。

【０００５】このように、この測定装置は本体機器の保
全性確保を目的として使用されるものであるため、本来
極めて高い信頼性が要求されるものであるが、従来の場
合、必ずしもこの要請を十分満足するものではなかっ
た。即ち、例えば上述した信号処理回路の一部に異常が
発生してガス圧信号が得られなくなると、監視動作不可
として本体機器を停止させなければならない場合があ
る。また、上記異常を検知できず、その時の出力をガス
圧データと誤って認識して後段の監視動作等を行う可能
性もある。

【０００６】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、その一部に異常が発生した場合
でも、測定の継続を可能とする測定装置を得ることを目
的とする。また、異常の発生およびその個所を確実に検
知できるようにするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る測定装置
は、測定対象の情報量を測定するセンサ、このセンサか
らの出力信号をそれぞれ互いに異なる周波数帯域の周波
数信号に変換する複数の信号処理回路、およびこれら信
号処理回路からの複数の周波数信号から１個の周波数信
号を選択して出力する信号切替回路を備えたものであ
る。

【０００８】また、請求項２に係る測定装置は、その複
数の信号処理回路における変換処理で設定される各周波
数帯域が、測定対象の情報量の変動範囲において互いに
重複しないようにしたものである。

【０００９】また、請求項３に係る測定装置は、その複
数の信号処理回路における変換処理で設定される各周波
数帯域が、測定対象の情報量の変動範囲において常に零
を越えるようにしたものである。

【００１０】また、請求項４に係る測定装置は、更に、
信号切替回路の出力信号から信号処理回路の異常の有無
を検出する異常検知回路、および上記異常が検出された
とき当該異常が検出された信号処理回路と異なる信号処
理回路からの周波数信号に切り替えて出力するよう上記
信号切替回路に切替指令信号を送出する信号切替制御回
路を備えたものである。

【００１１】また、請求項５に係る測定装置の異常検知
回路は、その被検出信号の周波数の周期的変動を検出す
ることにより、信号切替回路の異常による複数の周波数
信号の同時出力を検知可能としたものである。

【００１２】また、請求項６に係る測定装置は、更に、
信号切替回路からの周波数信号を入力しこれを非周波数
信号に逆変換する逆変換回路を備え、当該逆変換は入力
信号の周波数値に対して一義的に定められた非周波数信
号値に変換するものとしたものである。

【００１３】

【作用】請求項１に係る測定装置においては、信号処理
回路に異常が発生しても、他の健全な信号処理回路に切
り替えることにより、測定の継続が可能となる。また、
変換された周波数信号の周波数帯域から使用中の信号処
理回路、従って異常発生の処理回路を判別することがで
きる。

【００１４】また、請求項２に係る測定装置において
は、周波数信号に基づく信号処理回路の識別がより確実
になされる。

【００１５】また、請求項３に係る測定装置において
は、周波数信号の周波数が零か否かを判別することによ
り、当該信号処理回路の異常の有無を容易確実に判別す
ることができる。

【００１６】また、請求項４に係る測定装置において
は、信号処理回路の異常発生時、健全回路への切替が自
動的になされる。

【００１７】また、請求項５に係る測定装置において
は、信号切替回路に異常が発生して複数の周波数信号が
同時に出力されると、その出力信号の周波数が周期的に
変動するので、異常検知回路がこれを検出する。

【００１８】また、請求項６に係る測定装置において
は、いずれの信号処理回路からの周波数信号であって
も、単一の逆変換回路によりそのまま正確な非周波数信
号に逆変換される。

【００１９】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１によるガス圧測定
装置の、特にその信号処理回路を中心とした構成を示す
図である。図において、１は測定対象であるガスの圧力
を測定するセンサで、従来と同一のものである。９は半
導体回路を構成する基板で、センサ１からの出力信号Ｉ
を３回路に分配して信号Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃を出力する信号
分配回路とこの分配された信号をそれぞれ互いに異なる
周波数帯域の周波数信号Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃に変換する信号
処理回路１１、１２、１３とが形成されている。

【００２０】ここで、各信号処理回路１１、１２、１３
の周波数帯域について図２により説明する。同図におい
て、横軸はガス圧信号Ｉで、その最低値０と最高値Ｐ
_maxとの範囲で変動する。縦軸は周波数信号Ｆで、図に
示すように、各信号処理回路１１、１２、１３が変換す
る周波数帯域は順次高くなり、互いに周波数帯域に重な
りが存在しないように設定されている。ｆ₁、ｆ₂、ｆ₃
は、各回路１１、１２、１３で変換する周波数帯域の中
心周波数である。

【００２１】図１に戻り、１４は基板９用の電源、１５
は周波数信号Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃の中から１個の信号Ｆ_Sを選
択して出力する信号切替回路、１６は信号切替回路１５
からの周波数信号Ｆ_Sを入力しこの信号Ｆ_Sから信号処理
回路１１等の異常の有無を検出する異常検知回路、１７
は異常検知回路１６で異常が検出されたときその異常検
出信号Ｐを受けて信号切替回路１５に対して信号処理回
路の切替を行うための切替指令信号Ｑを送出する信号切
替制御回路である。１８は周波数信号Ｆ_Sを元のガス圧
力信号Ｊに変換する逆変換回路である。

【００２２】次に動作について説明する。センサ１で検
出されたガス圧信号Ｉ（具体的には例えば電圧アナログ
信号）は、信号分配回路１０で３個の信号Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ
₃に分配され、それぞれ信号処理回路１１、１２、１３
に入力される。各信号処理回路１１、１２、１３では図
２に示したように、互いに異なる周波数帯域を使用して
電圧／周波数変換を行い、それぞれ周波数信号Ｆ₁、
Ｆ₂、Ｆ₃を出力する。信号切替回路１５はその３個の信
号Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃を入力し、その内の１個、例えば信号
Ｆ₁を選択しＦ_Sとして出力する。

【００２３】異常検知回路１６は入力された信号Ｆ_Sを
後段へ出力するが、常時、この入力された信号Ｆ_Sを監
視し、その周波数が零か否かを判別する。周波数が零で
あることを検出すると、この例では信号処理回路１１で
異常発生と判断する。即ち、図２で説明したように、信
号処理回路が正常に動作しておけば、測定対象であるガ
ス圧の値如何にかかわらず、出力周波数は零を越えるあ
る値を有しているからで、出力周波数零はそのまま信号
処理回路異常を表す訳である。

【００２４】更に、異常検知回路１６では検出対象の信
号Ｆ_Sの周波数帯域から選択中の信号処理回路の峻別が
可能であるので、異常を検出すると、直ちに異常検出信
号Ｐを出力し、これに応じて信号切替制御回路１７から
信号切替回路１５へ切替指令信号Ｑを送出して、異常を
検出した信号処理回路１１とは異なる他の、例えば信号
処理回路１２に切り替えて周波数信号Ｆ_Sの出力を継続
する。従って、本測定装置の後段に設けられた、ガス絶
縁開閉装置のガス圧監視装置では、測定装置内の異常発
生にかかわらず、ガス圧の監視動作を支障なく継続する
ことができる。勿論、本体装置の運転停止等の処置も必
要でない。

【００２５】また、異常発生の信号処理回路を特定でき
るので、例えば、その結果を記憶して常に監視するよう
にすれば、測定装置の異常の進行度合いも把握でき信頼
度の高い運転が実現し、また、効率的なメインテナンス
を行うことができる。

【００２６】次に、図１に示す回路の最終段に設けられ
た逆変換回路１８の機能、特性に着目すると以下のこと
が言える。即ち、逆変換回路１８における変換前のデー
タ、信号Ｆ_Sには、既述した通り、信号処理回路１１、
１２、１３からの信号Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃のいずれか任意の
ものが選択されており、かつ、信号処理回路の異常発生
により、不定期に他の信号に切り替えられる。しかし、
各信号処理回路１１、１２、１３の変換周波数帯域が、
図２に示すように互いに重ならないよう設定されている
ので、信号Ｆ_Sの周波数値が１つの値に決まると、信号
Ｊのガス圧値は一義的に決定される。即ち、図２で示す
Ｆ−Ｉ変換特性を例えばＲＯＭの形で記憶しておけば、
入力信号Ｆ_Sの内容がＦ₁、Ｆ₂、Ｆ₃のいずれであって
も、またいかに変化しても、正確なガス圧信号Ｊへの変
換が可能となる。

【００２７】実施例２．図３はこの発明の実施例２を示
す図で、以下、実施例１と異なる点を中心に説明する。
即ち、ここでの信号切替制御回路１９は、各信号処理回
路１１、１２、１３からの信号Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃をすべて
入力し、その中から任意の信号をマニアル入力２０で選
択し、切替指令信号Ｑを出力して信号切替回路１５を操
作する、信号切替制御回路１９で、各信号Ｆ₁〜Ｆ₃の出
力波形を表示させ、マニアル入力２０は、この表示を見
て行うようにしてもよい。

【００２８】実施例３．図４はこの発明の実施例３を示
す図で、以下、上述実施例と異なる部分を中心に説明す
る。ここでは、信号切替回路１５の内部構成例を図示し
ており、先ず、その２１、２２、２３はアンドゲート
で、それら各入力端の一方にそれぞれ信号Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ
₃が入力される。２４は信号切替制御回路１７からの切
替指令信号Ｑに基づき指令された１個のアンドゲートに
のみ”Ｈ”レベルの信号を出力する指令器、２５はアン
ドゲート２１、２２、２３からの出力を入力とするオア
ゲートである。２６は異常検知回路である。

【００２９】ここでは信号切替回路１５の異常動作を問
題としている。即ち、指令器２４が正常で、アンドゲー
ト２１〜２３の内の１個にのみ”Ｈ”レベル信号を送出
している状態では、当該”Ｈ”レベル信号を受けたアン
ドゲートのみが信号Ｆを出力し、これがオアゲート２５
を経て異常検知回路２６へ送出されることになる。しか
し、例えば指令器２４が異常で、同時に例えば２個のア
ンドゲート２１、２２に”Ｈ”レベル信号を送出したと
すると、このアンドゲート２１と２２とからそれぞれ信
号Ｆ₁、Ｆ₂が出力され、オアゲート２５で合成されて異
常検知回路２６に送出されることになる。

【００３０】以上で説明した異常状態は既述実施例の異
常検知回路１６では検出できない。そこで、この実施例
３における異常検知回路２６では、入力された信号Ｆ_S
の周波数を監視し、その周期的変動の有無を検出する機
能を付加している。上記した、例えば信号Ｆ₁とＦ₂との
混在が発生すると、出力波形から求められるパルス幅が
当然周期的に変動する、従って検出周波数が周期的に変
動することになり、上記した異常発生を検知することが
可能となる。

【００３１】実施例４．なお、上記各実施例ではガス絶
縁開閉装置のガス圧を測定するガス圧測定装置の場合に
ついて説明したが、この発明はこれに限らず一般の測定
対象の情報量を測定する場合に広く適用することができ
同等の効果を奏する。また、上記各実施例では、各信号
処理回路は同一基板上に形成されたものとしたが、個々
に独立して構成するようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】各請求項の発明は、以上のように構成さ
れているので、それぞれ以上の通りの効果を奏する。

【００３３】請求項１では、信号処理回路に異常が発生
しても、他の健全な信号処理回路に切り替えることによ
り、測定の継続が可能となる。また、変換された周波数
信号の周波数帯域から使用中の信号処理回路、従って異
常発生の処理回路を判別することができる。

【００３４】また、請求項２では、周波数信号に基づく
信号処理回路の識別がより確実になされる。

【００３５】また、請求項３では、周波数信号の周波数
が零か否かを判別することにより、当該信号処理回路の
異常の有無を容易確実に判別することができる。

【００３６】また、請求項４では、信号処理回路の異常
発生時、健全回路への切替が自動的になされる。

【００３７】また、請求項５では、複数の周波数信号が
同時に出力されると信号切替回路の異常も検出するが可
能となる。

【００３８】また、請求項６では、簡単な構成の逆変換
回路で正確な変換処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によるガス圧測定装置の
構成を示す図である。

【図２】図１の各信号処理回路で変換する周波数帯域
を示す特性図である。

【図３】この発明の実施例２によるガス圧測定装置の
構成を示す図である。

【図４】この発明の実施例３によるガス圧測定装置の
構成を一部省略して示す図である。

【図５】従来のガス圧測定装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１センサ、１１，１２，１３信号処理回路、１５
信号切替回路、１６，２６異常検知回路、１７，１９
信号切替制御回路、１８逆変換回路、Ｉ，Ｉ₁〜Ｉ₃
ガス圧信号、Ｆ₁〜Ｆ₃，Ｆ_S 周波数信号、Ｊガス
圧信号、Ｐ異常検出信号、Ｑ切替指令信号。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象の情報量を測定するセンサ、こ
のセンサからの出力信号をそれぞれ互いに異なる周波数
帯域の周波数信号に変換する複数の信号処理回路、およ
びこれら信号処理回路からの複数の周波数信号から１個
の周波数信号を選択して出力する信号切替回路を備えた
測定装置。
【請求項２】複数の信号処理回路における変換処理で
設定される各周波数帯域が、測定対象の情報量の変動範
囲において互いに重複しないようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の測定装置。
【請求項３】複数の信号処理回路における変換処理で
設定される各周波数帯域が、測定対象の情報量の変動範
囲において常に零を越えるようにしたことを特徴とする
請求項２記載の測定装置。
【請求項４】信号切替回路の出力信号から信号処理回
路の異常の有無を検出する異常検知回路、および上記異
常が検出されたとき当該異常が検出された信号処理回路
と異なる信号処理回路からの周波数信号に切り替えて出
力するよう上記信号切替回路に切替指令信号を送出する
信号切替制御回路を備えたことを特徴とする請求項３記
載の測定装置。
【請求項５】異常検知回路は、その被検出信号の周波
数の周期的変動を検出することにより、信号切替回路の
異常による複数の周波数信号の同時出力を検知可能とし
たことを特徴とする請求項４記載の測定装置。
【請求項６】信号切替回路からの周波数信号を入力し
これを非周波数信号に逆変換する逆変換回路を備え、当
該逆変換は入力信号の周波数値に対して一義的に定めら
れた非周波数信号値に変換するものとしたことを特徴と
する請求項２ないし５のいずれかに記載の測定装置。