JPH0868713A

JPH0868713A - 圧力計器校正装置

Info

Publication number: JPH0868713A
Application number: JP23081394A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Nakasone; 博一中曽根; Yasushi Ishikawa; 安石川; Hiroshi Oshima; 容尾嶋
Original assignee: Nagano Keiki Seisakusho KK
Current assignee: Nagano Keiki Seisakusho KK
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1996-03-12
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: JP3379002B2

Abstract

(57)【要約】【目的】校正精度、信頼性及び経済性を高める。【構成】圧力空気供給源Ａと校正する圧力計器（被校
正計器）Ｐ間に接続して被校正計器Ｐに付与する空気Ａ
ｄの圧力を調整する空気圧調整部３と、校正圧力を設定
する圧力設定部４と、被校正計器Ｐに付与する空気Ａｄ
の圧力を検出する空気圧検出部５と、空気圧検出部５か
ら得る圧力検出値Ｓｄと圧力設定部４により設定した圧
力設定値Ｓｓの偏差が零となるように空気圧調整部３を
制御する比較制御部６を具備する圧力計器校正装置にお
いて、特に、空気圧検出部５を除く装置本体２と、この
装置本体２に対してコネクタ部７、８により着脱可能に
構成した少なくとも測定レンジの異なる複数の空気圧検
出ユニット部５ａ…を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種圧力計器を校正する
際に用いる圧力計器校正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ブルドン管式圧力計、圧力伝送
器、差圧伝送器、圧力スイッチ等の圧力計器（被校正計
器）を校正する際は、一次圧力計（基準器）である液柱
型圧力計（マノメータ）や重錘型圧力計（ピストンゲー
ジ）により計測した圧力検出値に対して、被校正計器に
より計測した圧力検出値を比較し、被校正計器の圧力検
出値が一次圧力計の圧力検出値に一致するように被校正
計器を校正する。しかし、これらの一次圧力計は取扱い
が煩雑になるとともに、可搬性に欠けるため、計測現場
における被校正計器の校正には適さない。

【０００３】このため、従来、計測現場における校正で
は取扱いが容易で可搬性に優れ、しかも、使い勝手と信
頼性に優れた図６に示す自動平衡方式の圧力計器校正装
置を用いていた。図６中、６０は圧力計器校正装置、Ａ
ｏは圧力空気供給源、Ｐｏは校正する被校正計器をそれ
ぞれ示し、圧力計器校正装置６０に内蔵する空気圧調整
部６１の空気入力側は圧力空気供給源Ａｏに、空気出力
側は被校正計器Ｐｏにそれぞれ接続される。そして、空
気圧調整部６１の空気出力側における空気圧力は、空気
圧検出部６２によって検出され、得られた圧力検出値Ｓ
ｄｏは比較制御部６３に付与される。一方、圧力設定部
６４には校正圧力が設定され、設定された圧力設定値Ｓ
ｓｏも比較制御部６３に付与される。これにより、圧力
検出値Ｓｄｏと圧力設定値Ｓｓｏは比較制御部６３によ
り比較され、その偏差が得られる。また、この偏差に基
づく制御信号が比較制御部６３から空気圧調整部６１に
付与され、被校正計器Ｐｏに付与される空気の圧力が圧
力設定値Ｓｓｏに一致するようにフィードバック制御さ
れる。

【０００４】また、被校正計器Ｐｏから得る検出信号
は、測定部６５により処理され、表示器６６で表示され
るとともに、プリンタ６７からプリントアウトされる。
なお、圧力計器校正装置６０における各部及び被校正計
器Ｐｏには、電源部６８から給電される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の圧力計
器校正装置６０は、次のような問題があった。

【０００６】即ち、空気圧検出部６２には、通常、ダイ
ヤフラム部を利用した圧力センサを内蔵するため、適正
な検出範囲が存在する。したがって、例えば、被校正計
器Ｐｏの測定レンジが０〜０．０１ＭＰａの場合、測定
レンジが０．１ＭＰａの圧力計器校正装置６０により校
正しようとしても、校正に用いる圧力計器校正装置６０
のレンジは被校正計器Ｐｏにおける測定レンジの１０倍
以上となり、その校正精度及び信頼性は大きく低下す
る。

【０００７】また、被校正計器Ｐｏの測定レンジが０〜
０．２ＭＰａの場合、測定レンジが０．１ＭＰａの圧力
計器校正装置６０により校正しようとしても、事実上、
０．１ＭＰａを越える範囲は校正できない。結局、この
場合には、測定レンジの高い他の圧力計器校正装置を使
用せざるを得ないことから、被校正計器Ｐｏの種類に対
応した複数台の圧力計器校正装置を用意する必要があ
り、非経済的となる。

【０００８】加えて、空気圧調整部６１では精密な空気
圧調整を行う必要があるが、従来は圧力空気供給源Ａｏ
から圧力空気Ａｄｏが直接付与されていたため、圧力空
気Ａｄｏを安定化させ、かつ正確に規定しにくい問題が
あった。

【０００９】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、校正精度及び信頼性、さら
には、経済性を高めることができる圧力計器校正装置の
提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は圧力空気供給源
Ａと被校正計器（校正する圧力計器）Ｐ間に接続して被
校正計器Ｐに付与する空気Ａｄの圧力を調整する空気圧
調整部３と、校正圧力を設定する圧力設定部４と、被校
正計器Ｐに付与する空気Ａｄの圧力を検出する空気圧検
出部５と、空気圧検出部５から得る圧力検出値Ｓｄと圧
力設定部４により設定した圧力設定値Ｓｓの偏差が零と
なるように空気圧調整部３を制御する比較制御部６を具
備してなる圧力計器校正装置１において、特に、空気圧
検出部５を除く装置本体２と、この装置本体２に対して
コネクタ部７、８により着脱可能に構成した少なくとも
測定レンジの異なる複数の空気圧検出ユニット部５ａ、
５ｂ、５ｃ…を具備してなることを特徴とする。

【００１１】この場合、最適な実施形態によって、空気
圧調整部３の空気入力側には、空気圧調整部３に供給す
る空気Ａｄの圧力を圧力設定値Ｓｓよりも所定の大きさ
だけ高くする減圧弁９を接続する。また、各空気圧検出
ユニット部５ａ、５ｂ、５ｃ…には、識別データ及び
（又は）圧力検出値を補正するための補正データを記憶
する記憶部１０を備える。なお、補正データは温度補正
を行うための補正データ、圧力基準器に対する補正を行
うための補正データを含む。一方、装置本体２には各空
気圧検出ユニット部５ａ…の補正データに基づいて圧力
設定値Ｓｓを補正する補正機能部１１を備える。

【００１２】

【作用】本発明に係る圧力計器校正装置１によれば、少
なくとも測定レンジの異なる複数の空気圧検出ユニット
部５ａ、５ｂ、５ｃ…を具備するとともに、各空気圧検
出ユニット部５ａ、５ｂ、５ｃ…は、空気圧検出部５を
除く装置本体２に対し、コネクタ部７、８を介して着脱
可能となる。したがって、被校正計器Ｐの測定レンジと
同じ（或いは略合致する）測定レンジを有する任意の空
気圧検出ユニット部５ａ…を選択して、装置本体２に接
続することができる。

【００１３】これにより、圧力設定部４に校正圧力を設
定すれば、設定された圧力設定値Ｓｓは比較制御部６に
付与される。また、空気圧検出部５ａ…からは被校正計
器Ｐに付与される空気Ａｄの圧力が検出され、得られた
圧力検出値Ｓｄは比較制御部６に付与されるため、比較
制御部６により圧力検出値Ｓｄと圧力設定値Ｓｓの偏差
が得られるとともに、この偏差に基づいて空気圧調整部
３が制御され、被校正計器Ｐに付与される空気Ａｄの圧
力が圧力設定値Ｓｓに一致するようにフィードバック制
御される。

【００１４】よって、被校正計器Ｐの測定レンジと選択
した任意の空気圧検出ユニット部５ａ…の測定レンジは
同じとなる（或いは略合致する）ため、校正精度及び信
頼性が高められる。また、複数の圧力計器校正装置を用
意する必要がないため、経済性も高められる。

【００１５】この場合、空気圧調整部３の空気入力側に
接続した減圧弁９により、空気圧調整部３に供給する空
気Ａｄの圧力は圧力設定値Ｓｓよりも所定の大きさだけ
高くなるように調整されるため、安定した圧力が得られ
る。一方、各空気圧検出ユニット部５ａ…に備える記憶
部１０には、識別データ及び（又は）圧力検出値を補正
するための補正データが記憶されるため、識別データは
コネクタ部７を介して装置本体２に付与され、装着した
各空気圧検出ユニット部５ａ…を識別するためのデータ
として利用される。また、補正データは温度補正を行う
ための補正データ、圧力基準器に対する補正を行うため
の補正データを含むため、圧力検出値Ｓｄは温度に対し
て補正されるとともに、圧力基準器に対する補正がなさ
れ、これにより、正確な圧力検出値Ｓｄが得られる。さ
らに、装置本体２には補正機能部１１を備えるため、各
空気圧検出ユニット部５ａ…の補正データにより圧力設
定部４により設定された圧力設定値Ｓｓが補正され、空
気圧検出ユニット部５ａ…の誤差が排除される。

【００１６】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１７】まず、本実施例に係る圧力計器校正装置の
構成について、図１〜図４を参照して説明する。

【００１８】図１中、１は圧力計器校正装置、Ａは圧力
空気供給源、Ｐは校正するための被校正計器である。ま
た、圧力計器校正装置１において、２は装置本体、５
ａ、５ｂ、５ｃ…は装置本体２とは別体に構成した複数
の空気圧検出ユニット部であり、空気圧検出ユニット部
５ａ…は空気圧検出部５を構成する。

【００１９】装置本体２は、例えば、サーボ弁等を利用
した空気調整部３を備え、この空気調整部３の空気入力
側は減圧弁９を介して圧力空気供給源Ａに接続するとと
もに、空気調整部３の空気出力側は出力コネクタ部２
１、さらに、三ポートの分岐用コネクタ部８を介して被
校正計器Ｐに接続する。

【００２０】一方、４は校正圧力を設定する圧力設定部
であり、減圧弁９及び比較制御部６の一方の入力部に接
続する。また、比較制御部６の他方の入力部はアナログ
入力ラインＬａｉを介してコネクタ部７におけるコネク
タソケット７ｘに接続するとともに、比較制御部６の出
力部は空気圧調整部３に接続する。他方、２２は測定部
であり、入力側には被校正計器Ｐにおける検出信号出力
を付与するとともに、出力側は演算部２３の入力側に接
続する。また、２４はマイクロプロセッサであり、演算
部２３及び圧力設定部４に接続するとともに、演算部２
３及びマイクロプロセッサ２４はディジタル入力ライン
Ｌｄｉを介してコネクタソケット７ｘに接続する。さら
に、演算部２３の出力側は表示器２５及びプリンタ２６
に接続する。なお、２７は装置本体２における各部に給
電を行う電源部であり、この電源部２７は電源出力ライ
ンＬｅｏを介してコネクタソケット７ｘ及び被校正計器
Ｐに接続する。また、マイクロプロセッサ２４は圧力設
定値Ｓｓを補正する補正機能部１１を構成する。

【００２１】他方、任意の空気圧検出ユニット部５ａは
図２のように構成する。空気圧検出ユニット部５ａはコ
ネクタソケット７ｘに着脱するコネクタソケット７ｙを
備え、このコネクタソケット７ｘと７ｙの装着時には、
装置本体２と空気圧検出ユニット部５ａがコネクタ部７
を介して接続される。また、空気圧検出ユニット部５ａ
は圧力センサ３１を内蔵し、この圧力センサ３１がコネ
クタ部８を介して空気圧調整部３の空気出力側に着脱式
に接続される。

【００２２】ところで、各空気圧検出ユニット部５ａ…
に内蔵する圧力センサ３１は、測定レンジに対応して最
適な形態を選定する。即ち、空気圧検出ユニット部５ａ
…の測定レンジが比較的低圧領域及び中圧領域となる場
合には、図３に示す静電容量検出形式の圧力センサ３１
を用いる。図３において、４１は一方の電極を構成する
ベース部であり、セパレータ部４２を介してダイヤフラ
ム部４３を支持する。なお、ダイヤフラム部４３は低圧
領域の場合、シリコン膜を、また、中圧領域の場合、セ
ラミック板を使用する。これにより、ダイヤフラム部４
３に圧力空気Ａｄを加えれば、ダイヤフラム部４３が相
対変位し、ベース部４１とダイヤフラム部４３間の静電
容量変化により圧力を検出できる。

【００２３】一方、高圧領域の場合には、図４に示す歪
ゲージ検出形式の圧力センサ３１を用いる。図４におい
て、４５はベース部であり、ステンレス製のダイヤフラ
ム部４６を支持するとともに、ダイヤフラム部４６には
ブリッジ接続された複数の歪ゲージ４７…を形成する。
これにより、ベース部４５とダイヤフラム部４６間の空
間に圧力空気Ａｄを供給すれば、ダイヤフラム部４６が
変位し、歪ゲージ４７…による歪検出により圧力を検出
できる。

【００２４】他方、図２において、３２は増幅部であ
り、この入力側は圧力センサ３１に接続する。また、増
幅部３２の出力側は、アナログ出力ラインＬａｏを介し
てコネクタソケット７ｙに接続するとともに、アナログ
−ディジタル変換部３３を介してマイクロプロセッサ３
４に接続する。一方、３５はマイクロプロセッサ３４に
接続した不揮発性メモリ（記憶部１０）であり、各空気
圧検出ユニット部５ａ…を識別するための識別データ、
圧力検出値を補正するための補正データを記憶する。こ
の場合、補正データとは各空気圧検出ユニット部５ａ…
に対して予め基準圧力を加えてキャリブレーションした
際に求めた補正データであり、この補正データには、温
度補正を行うための補正データ、圧力基準器に対する補
正を行うための補正データを含む。なお、記憶する識別
データ及び補正データは各空気圧検出ユニット部５ａ…
毎に異なる。また、３６は温度センサであり、アナログ
−ディジタル変換部３７を介してマイクロプロセッサ３
４に接続する。さらにまた、マイクロプロセッサ３４は
ディジタル出力ラインＬｄｏを介してコネクタソケット
７ｙに接続する。なお、Ｌｅｉはコネクタ部７ｘに接続
した電源入力ラインであり、空気圧検出ユニット部５ａ
における各部に対して給電を行う。

【００２５】よって、空気圧検出ユニット部５ａを装置
本体２に装着した際には、アナログ入力ラインＬａｉと
アナログ出力ラインＬａｏが、ディジタル入力ラインＬ
ｄｉとディジタル出力ラインＬｄｏが、電源出力ライン
Ｌｅｏと電源入力ラインＬｅｉがそれぞれ接続される。

【００２６】次に、本実施例に係る圧力計器校正装置１
の動作及び使用方法について、各図を参照して説明す
る。

【００２７】まず、各空気圧検出ユニット部５ａ、５
ｂ、５ｃ…は、装置本体２に対して、コネクタ部７及び
８により着脱可能となるため、校正する被校正計器Ｐの
測定レンジと同じ（或いはほぼ合致する）測定レンジを
有する任意の空気圧検出ユニット部５ａ…を選択して、
装置本体２に接続する。また、装置本体２には図１に示
すように、圧力空気供給源Ａ及び校正する被校正計器Ｐ
を接続する。

【００２８】一方、圧力設定部４には校正圧力を設定す
る。これにより、設定された圧力設定値Ｓｓは比較制御
部６に付与される。他方、圧力空気供給源Ａから供給さ
れる空気Ａｄは減圧弁９及び空気圧調整部３を介して、
被校正計器Ｐに付与される。この場合、空気圧調整部３
の空気入力側に接続した減圧弁９により、空気圧調整部
３に供給する空気Ａｄの圧力は圧力設定値Ｓｓよりも所
定の大きさだけ高くなるように、予め圧力設定部４に設
定した操作量に基づいて減圧弁９が制御される。これに
より、広範囲に安定した圧力が得られる。

【００２９】また、被校正計器Ｐに付与される空気Ａｄ
の圧力は空気圧検出ユニット部５ａ…により検出され
る。この場合、空気Ａｄの圧力は圧力センサ３１により
検出され、さらに、増幅部３２により増幅されるととも
に、得られた圧力検出値Ｓｄはアナログ出力ラインＬａ
ｏ、コネクタ部７、アナログ入力ラインＬａｉを介して
比較制御部６に付与される。

【００３０】これにより、比較制御部６において圧力検
出値Ｓｄと圧力設定値Ｓｓの偏差が得られるとともに、
この偏差に基づいて空気圧調整部３が制御される。即
ち、被校正計器Ｐに付与される空気Ａｄの圧力が圧力設
定値Ｓｓに一致するようにフィードバック制御される。
なお、このときの圧力検出値Ｓｄはアナログ信号である
ため、高速処理が行われる。

【００３１】一方、各空気圧検出ユニット部５ａ…に備
える不揮発性メモリ３５には、識別データ及び圧力検出
値を補正するための補正データを記憶する。したがっ
て、識別データはコネクタ部７を介して装置本体２に付
与され、装着した各空気圧検出ユニット部５ａ…、即
ち、測定レンジを識別するためのデータとして利用され
る。これにより、装置本体２は識別した測定レンジに対
応して機能するようにセットされる。

【００３２】また、補正データは温度補正を行うための
補正データを含むため、圧力検出値Ｓｄは温度に対して
補正される。具体的には、温度センサ３６により測定時
の温度が検出され、この検出信号はアナログ−ディジタ
ル変換部３７によりディジタル信号に変換された後、マ
イクロプロセッサ３４に付与される。一方、増幅部３２
から得る圧力検出値Ｓｄはアナログ−ディジタル変換部
３３によりディジタル信号の圧力検出値Ｓｄｄに変換さ
れた後、マイクロプロセッサ３４に付与されるため、不
揮発性メモリ３５に予め記憶した温度補正のための補正
データに基づいて、圧力検出値Ｓｄｄが温度補正され
る。さらにまた、補正データには圧力基準器に対する補
正データを含むため、予め不揮発性メモリ３５に記憶し
た圧力基準器に対する補正データにより、圧力検出値Ｓ
ｄｄに対する補正が行われる。

【００３３】これにより、正確な圧力検出値Ｓｄｄが得
られるため、この圧力検出値Ｓｄｄは、ディジタル出力
ラインＬｄｏ、コネクタ部７、ディジタル入力ラインＬ
ｄｉを介して、装置本体２のマイクロプロセッサ２４及
び演算部２３に転送される。そして、演算部２３におい
て被校正計器Ｐの圧力レンジと検出結果及び圧力検出値
Ｓｄｄから誤差等の校正のためのデータが算出され、得
られたデータは表示器２５により表示されるとともに、
プリンタ２６からプリントアウトされる。

【００３４】さらに、装置本体２には補正機能部１１を
備えるため、前述した補正データにより圧力設定部４に
より設定された圧力設定値Ｓｓが補正され、空気圧検出
ユニット部５ａ…の誤差が排除される。

【００３５】よって、本実施例に係る圧力計器校正装置
１によれば、被校正計器Ｐの測定レンジと選択した任意
の空気圧検出ユニット部５ａ…の測定レンジは同じとな
る（或いは略合致する）ため、校正精度及び信頼性を高
めることができるとともに、複数の圧力計器校正装置を
用意する必要がないため、経済性を高めることができ
る。

【００３６】なお、図５には応用実施例を示す。応用実
施例は装置本体２内における空気圧調整部３を使用しな
い場合、あるいは使用できない高圧力レンジを有する場
合、さらに、空気以外の圧力媒体（液体）で校正する場
合に利用できる。図５において、三ポートの分岐用コネ
クタ部８は、空気圧検出ユニット５ａ…、被校正計器Ｐ
及び印加圧力源５０にそれぞれ接続される。なお、他の
構成及び作用は図１〜図４に示した実施例と同様になる
ため、図５における図１と同一部分については同一符号
を付し、その構成を明確にするとともに詳細な説明は省
略した。

【００３７】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、本発明に使用した「空気」とは広くは流体を意
味し、ガスや液体等を含む概念である。その他、細部の
構成、手法等において本発明の要旨を逸脱しない範囲で
任意に変更できる。

【００３８】

【発明の効果】このように、本発明は圧力空気供給源と
校正する圧力計器（被校正計器）間に接続して被校正計
器に付与する空気の圧力を調整する空気圧調整部と、校
正圧力を設定する圧力設定部と、被校正計器に付与する
空気の圧力を検出する空気圧検出部と、空気圧検出部か
ら得る圧力検出値と圧力設定部により設定した圧力設定
値の偏差が零となるように空気圧調整部を制御する比較
制御部を具備してなる圧力計器校正装置において、空気
圧検出部を除く装置本体と、この装置本体に対してコネ
クタ部により着脱可能に構成した少なくとも測定レンジ
の異なる複数の空気圧検出ユニット部を具備するため、
校正精度及び信頼性、さらには、経済性を高めることが
できるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧力計器校正装置のブロック系統
図、

【図２】同圧力計器校正装置における空気圧検出ユニッ
ト部のブロック系統図、

【図３】同空気圧検出ユニット部に内蔵する圧力センサ
の原理構成図、

【図４】同空気圧検出ユニット部に内蔵する他の圧力セ
ンサの原理構成図、

【図５】応用実施例に係る圧力計器校正装置の一部を示
すブロック系統図、

【図６】従来の技術に係る圧力計器校正装置のブロック
系統図、

【符号の説明】

１圧力計器校正装置２装置本体３空気圧調整部４圧力設定部５空気圧検出部５ａ… 空気圧検出ユニット部６比較制御部７コネクタ部８コネクタ部９減圧弁１０記憶部１１補正機能部Ａ圧力空気供給源Ａｄ空気Ｐ校正する圧力計器（被校正計器）Ｓｄ圧力検出値Ｓｓ圧力設定値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力空気供給源と校正する圧力計器（被
校正計器）間に接続して被校正計器に付与する空気の圧
力を調整する空気圧調整部と、校正圧力を設定する圧力
設定部と、被校正計器に付与する空気の圧力を検出する
空気圧検出部と、空気圧検出部から得る圧力検出値と圧
力設定部により設定した圧力設定値の偏差が零となるよ
うに空気圧調整部を制御する比較制御部を具備してなる
圧力計器校正装置において、空気圧検出部を除く装置本
体と、この装置本体に対してコネクタ部により着脱可能
に構成した少なくとも測定レンジの異なる複数の空気圧
検出ユニット部を具備してなることを特徴とする圧力計
器校正装置。
【請求項２】空気圧調整部の空気入力側には、空気圧
調整部に供給する空気の圧力を前記圧力設定値よりも所
定の大きさだけ高くする減圧弁を接続することを特徴と
する請求項１記載の圧力計器校正装置。
【請求項３】各空気圧検出ユニット部には、識別デー
タ及び（又は）圧力検出値を補正するための補正データ
を記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項１又
は２記載の圧力計器校正装置。
【請求項４】補正データは温度補正を行うための補正
データであることを特徴とする請求項１、２又は３記載
の圧力計器校正装置。
【請求項５】補正データは圧力基準器に対する補正を
行うための補正データであることを特徴とする請求項
１、２又は３記載の圧力計器校正装置。
【請求項６】装置本体には各空気圧検出ユニット部の
補正データに基づいて圧力設定値を補正する補正機能部
を備えることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５
記載の圧力計器校正装置。