JPH095117A - Electronic display-type measuring apparatus - Google Patents

Electronic display-type measuring apparatus

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JPH095117A
JPH095117A JP15139395A JP15139395A JPH095117A JP H095117 A JPH095117 A JP H095117A JP 15139395 A JP15139395 A JP 15139395A JP 15139395 A JP15139395 A JP 15139395A JP H095117 A JPH095117 A JP H095117A
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JP
Japan
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pressure
microcomputer
image sensor
linear image
electronic display
Prior art date
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JP15139395A
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Japanese (ja)
Inventor
Shikao Yoshikawa
川 鹿 雄 吉
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NISSHIN GAUGE Manufacturing
NISSHIN KEIKI KK
Original Assignee
NISSHIN GAUGE Manufacturing
NISSHIN KEIKI KK
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Publication date
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Publication of JPH095117A publication Critical patent/JPH095117A/en
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Abstract

PURPOSE: To obtain an electronic display-type measuring apparatus in which an amplifier and an A/D converter are not required, which can be assembled and adjusted easily and which can be constituted at low costs. CONSTITUTION: The mechanical displacement quantity, of a detection element 1, which corresponds to a physical quantity to be detected is converted into a digital signal via respective optical systems 3, 9 and a linear image sensor 5. Its output digital signal is data-processed by a microcomputer 10. The physical quantity to be detected is electronically displayed on displays 6, 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子表示式測定装置、
より詳細には、被検出物理量、例えば圧力に応じた機械
的変位量を光電変換手段を用いて電子表示させる電子表
示式測定装置に関する。
The present invention relates to an electronic display type measuring device,
More specifically, the present invention relates to an electronic display type measuring device that electronically displays a physical quantity to be detected, for example, a mechanical displacement amount according to pressure using photoelectric conversion means.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタル表示やバーグラフ表示などを行
う従来の電子表示式測定装置に用いられる検出端部は、
被検出物理量、例えば圧力を電気信号に変換するため
に、金属ダイヤフラムに金属歪ゲージを接着する方式の
ものや、シリコンダイヤフラムに拡散形半導体歪ゲージ
を一体的に形成する方式のものであって、圧力を受けた
ダイヤフラム等の機械的歪による電気抵抗の変化を利用
する原理の歪ゲージ式圧力変換器が一般的である。
2. Description of the Related Art A detection end portion used in a conventional electronic display type measuring device for performing digital display or bar graph display is
A physical quantity to be detected, for example, a method of bonding a metal strain gauge to a metal diaphragm or a method of integrally forming a diffusion type semiconductor strain gauge on a silicon diaphragm, in order to convert pressure into an electric signal, A strain gauge type pressure transducer based on the principle of utilizing a change in electric resistance due to mechanical strain of a diaphragm or the like which receives pressure is general.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの検出
部の出力はアナログ信号であるため、これを電子表示さ
せるためには、検出出力を増幅器を通して増幅した後、
A/D(アナログ/デジタル)変換器によりA/D変換
することが必要となる。
However, since the outputs of these detectors are analog signals, in order to display them electronically, after amplifying the detection outputs through an amplifier,
It is necessary to perform A / D conversion by an A / D (analog / digital) converter.

【0004】また、各種検出端機器、例えば圧力変換器
の製作時において、ゼロ点での出力(オフセット電圧)
のバラツキ調整や周囲温度による温度特性を補正する必
要があるなど、調整の手間を含め電子表示システム全体
としてのコストが上昇し、一般的に高価になってしまう
のが欠点である。
In addition, at the time of manufacturing various detection end devices, for example, pressure transducers, output (offset voltage) at zero point
The disadvantage is that the cost of the entire electronic display system increases, including the time and effort required for adjustment, such as the need to adjust the variation and the temperature characteristics due to the ambient temperature, and the cost is generally high.

【0005】拡散形半導体歪ゲージ方式の変換器は、I
C製造方法と同様の方法で製作されるため比較的安価で
はあるが、拡散抵抗部に被測定媒体が直接接触するた
め、被測定媒体が非腐食性の空気ないし気体に限られ、
測定レンジも、例えば圧力測定の場合では一般的に10 k
gf/cm2 (約 1.0 MPa)以下に限られるという不都合が
ある。
The diffusion type semiconductor strain gauge type converter is I
Although it is relatively inexpensive because it is manufactured by the same method as the C manufacturing method, the medium to be measured is in direct contact with the diffusion resistance portion, and thus the medium to be measured is limited to non-corrosive air or gas,
The measuring range is also typically 10 k for pressure measurements, for example.
It has the disadvantage of being limited to gf / cm 2 (about 1.0 MPa) or less.

【0006】この種の従来の測定表示装置の組立・調整
作業の煩雑さを助長している他の要因として、例えば圧
力計の分野においては、実用される圧力単位及び圧力レ
ンジの種類の多すぎることが挙げられる。例えば、圧力
単位として上述の kgf/cm2や MPaのほかに、kPa 、cmH
g、mmHg、mmH 2 O 、mH2 O 、bar 、atm 、psi 等が存
在する。測定レンジに関しても、真空領域から超高圧領
域までの範囲内で個々に選択される測定範囲は千差万別
である。従って、これらの圧力単位及び圧力レンジの組
み合わせは膨大なものであり、これが圧力計の組立・調
整の作業をコスト高にしている訳である。
Another factor that promotes the complexity of the assembling / adjusting work of this type of conventional measuring and displaying apparatus is that there are too many types of pressure units and pressure ranges to be used in the field of pressure gauges, for example. It can be mentioned. For example, in addition to the above-mentioned kgf / cm 2 and MPa as pressure units, kPa, cmH
There are g, mmHg, mmH 2 O, mH 2 O, bar, atm, psi and the like. Regarding the measurement range, the measurement ranges individually selected within the range from the vacuum region to the ultra-high pressure region are various. Therefore, the combination of these pressure units and pressure ranges is enormous, which makes the work of assembling and adjusting the pressure gauge expensive.

【0007】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、増幅器やA/D変換器を必要とせず、また組立・
調整が容易で、かつ、安価に構成しうる電子表示式測定
装置の提供を目的とするものである。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances and does not require an amplifier or an A / D converter, and can be assembled and assembled.
An object of the present invention is to provide an electronic display type measuring device which can be easily adjusted and can be constructed at low cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の電子表示式測定装置は、被検出物理量に応じた
機械的変位量を生ずる検出素子と、この検出素子の機械
的変位量をそれに対応する光の位置信号に変換する光学
系と、この光学系を介して得られる光信号を電気的デジ
タル信号に変換するリニアイメージセンサと、このリニ
アイメージセンサの出力デジタル信号をデータ処理して
被検出物理量に対応する信号を出力するマイクロコンピ
ュータと、このマイクロコンピュータの出力信号に基づ
いて被検出物理量を電子表示する表示手段とを備えたも
のである。
In order to achieve the above object, an electronic display type measuring apparatus of the present invention provides a detection element which produces a mechanical displacement amount according to a physical quantity to be detected and a mechanical displacement amount of this detection element. An optical system that converts the corresponding optical position signal, a linear image sensor that converts the optical signal obtained through this optical system into an electrical digital signal, and a data processing of the output digital signal of this linear image sensor It is provided with a microcomputer that outputs a signal corresponding to the physical quantity to be detected, and display means that electronically displays the physical quantity to be detected based on the output signal of the microcomputer.

【0009】[0009]

【作用】被検出物理量に応じた検出素子の機械的変位量
を、光学系及びリニアイメージセンサを介してデジタル
電気信号に変換し、そのデジタル信号をマイクロコンピ
ュータによりデータ処理して被検出物理量を電子表示さ
せる。こうすることにより、増幅器やA/D変換器を必
要とすることがなく、容易にデジタル信号を得て電子表
示を行わせることができる。
The mechanical displacement of the detection element according to the physical quantity to be detected is converted into a digital electric signal via the optical system and the linear image sensor, and the digital signal is processed by a microcomputer to electronically detect the physical quantity to be detected. Display it. By doing so, an amplifier or an A / D converter is not required, and a digital signal can be easily obtained and electronic display can be performed.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳
述する。
The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明を電子表示圧力計に適用した
場合の実施例の系統図を示すものである。ここでは被検
出物理量は圧力であり、検出素子としてブルドン管1が
用いられている。ブルドン管1に検出すべき圧力が加わ
ると、その管先が圧力に応じて変位する。その管先には
薄くて軽量の管先板3が取り付けられており、そのため
圧力に応じて管先板3が矢印方向に変位することにな
る。管先板3には変位方向に直角な方向に走る細いスリ
ット4が形成されている。管先板3の一方の側に光源9
が固定配置され、他方の側に管先板3の変位方向に沿っ
て配列されたCCDアレイからなるリニアイメージセン
サ5が固定配置されている。光源9からの光は管先板3
のスリット4を通過し、この通過光が管先板3の変位量
に応じた位置に存在するCCDセルを活性化し、その活
性化されたCCDセルの出力によって管先板3の変位量
すなわちブルドン管1に加えられた検出すべき圧力を知
ることができる。リニアイメージセンサ5からの出力電
気信号はマイクロコンピュータ10、特にワンチップ・
マイクロコンピュータに導入される。マイクロコンピュ
ータ10は、リニアイメージセンサ5からの入力データ
を処理してデジタル圧力信号を出力する。このデジタル
圧力信号により、検出圧力値を、例えば4桁の7セグメ
ントLEDからなるデジタルディスプレイ6にデジタル
表示させると共に、例えば51個のLEDからなる擬似
アナログディスプレイ7にバーグラフ表示させる。
FIG. 1 is a system diagram of an embodiment in which the present invention is applied to an electronic display pressure gauge. Here, the physical quantity to be detected is pressure, and the Bourdon tube 1 is used as a detection element. When the pressure to be detected is applied to the Bourdon tube 1, the tip of the tube is displaced according to the pressure. A thin and lightweight pipe tip plate 3 is attached to the pipe tip, so that the pipe tip plate 3 is displaced in the direction of the arrow in accordance with the pressure. The tube tip plate 3 is formed with a thin slit 4 running in a direction perpendicular to the displacement direction. A light source 9 is provided on one side of the tube tip plate 3.
Is fixedly arranged, and on the other side, a linear image sensor 5 composed of a CCD array arranged along the displacement direction of the tube front plate 3 is fixedly arranged. Light from the light source 9 is emitted from the tube tip plate 3
The light passing through the slit 4 activates the CCD cell existing at the position corresponding to the displacement amount of the tube tip plate 3, and the displacement amount of the tube tip plate 3, that is, the bourdon, is activated by the output of the activated CCD cell. The pressure to be detected applied to the tube 1 can be known. The output electric signal from the linear image sensor 5 is supplied to the microcomputer 10, especially one chip.
Introduced into a microcomputer. The microcomputer 10 processes the input data from the linear image sensor 5 and outputs a digital pressure signal. With this digital pressure signal, the detected pressure value is digitally displayed on the digital display 6 including, for example, a 4-digit 7-segment LED, and is also displayed on the pseudo analog display 7 including, for example, 51 LEDs in a bar graph.

【0012】図2は図1の電子表示圧力計の構造例を示
すものであって、同図(a)は一部を切り欠いて示した
正面図、(b)はその内部構成を示す側面図である。前
面に透明カバー31を有するケーシング30の内部にリ
ング状のブルドン管1が配置されている。ブルドン管1
には検出すべき圧力が導入され、その圧力に応じて管先
2に変位を生ずる。ブルドン管1の管先2には薄くて軽
量の管先板3が取り付けられている。管先板3の重量
は、例えば0.2g程度である。従って管先2への重量
負担はほとんど無視することができ、ブルドン管1の管
先変位量に悪影響を及ぼすことはほとんど無い。リング
状のブルドン管1の内側に光源9が配置されている。ケ
ーシング30内には、さらにケーシング裏面側に第1の
プリント基板11が配置され、ブルドン管1の前面側に
第2のプリント基板12が配置されている。プリント基
板11上にワンチップ・マイクロコンピュータ10が配
設され、さらに管先板3の背面直後に位置するようにリ
ニアイメージセンサ5が配設されている。プリント基板
12上にはデジタルディスプレイ6及び擬似アナログデ
ィスプレイ7が配設されている。擬似アナログディスプ
レイ7は目盛板8と協働して検出圧力を表示する。なお
プリント基板12上には、後述のスケーリング(指示調
整作業)を行うときのためにRS−232C(入出力イ
ンタフェースに関する米国EIA規格)ケーブル接続用
のコネクタ13も配設されている。
2A and 2B show an example of the structure of the electronic display pressure gauge of FIG. 1. FIG. 2A is a front view with a part cut away, and FIG. 2B is a side view showing its internal structure. It is a figure. The ring-shaped Bourdon tube 1 is arranged inside a casing 30 having a transparent cover 31 on the front surface. Bourdon tube 1
A pressure to be detected is introduced into the pipe, and the pipe tip 2 is displaced according to the pressure. A thin and lightweight tube tip plate 3 is attached to the tube tip 2 of the Bourdon tube 1. The weight of the tube tip plate 3 is, for example, about 0.2 g. Therefore, the weight burden on the tube tip 2 can be almost ignored, and the tube tip displacement amount of the Bourdon tube 1 is hardly adversely affected. A light source 9 is arranged inside the ring-shaped Bourdon tube 1. Inside the casing 30, a first printed circuit board 11 is further arranged on the rear surface side of the casing, and a second printed circuit board 12 is arranged on the front surface side of the Bourdon tube 1. A one-chip microcomputer 10 is provided on a printed circuit board 11, and a linear image sensor 5 is provided so as to be located immediately after the rear surface of the tube front plate 3. A digital display 6 and a pseudo analog display 7 are arranged on the printed circuit board 12. The pseudo analog display 7 cooperates with the scale plate 8 to display the detected pressure. A connector 13 for connecting an RS-232C (US EIA standard for input / output interface) cable is also provided on the printed circuit board 12 for performing scaling (instruction adjustment work) described later.

【0013】以上の構成により、ブルドン管1に被検出
圧力が加わると、その圧力に応じてブルドン管1の管先
2すなわち管先板3が変位し、その変位量に応じてリニ
アイメージセンサ5に対する管先板3のスリット4の位
置が変化する。リニアイメージセンサ5においては、ス
リット位置の変化に応じ、光源9からの光により異なる
CCDセルが活性化され、その活性化されたCCDセル
から電気信号が出力される。リニアイメージセンサ5の
出力電気信号は、すでに述べたようにマイクロコンピュ
ータ10でデータ処理され、圧力値に変換される。その
結果得られた検出圧力はデジタルディスプレイ6にデジ
タル表示され、また擬似アナログディスプレイ7にバー
グラフ表示される。
With the above structure, when the pressure to be detected is applied to the Bourdon tube 1, the tube tip 2 of the Bourdon tube 1, that is, the tube front plate 3 is displaced according to the pressure, and the linear image sensor 5 is displaced according to the displacement amount. The position of the slit 4 of the tube tip plate 3 with respect to is changed. In the linear image sensor 5, different CCD cells are activated by the light from the light source 9 according to the change in the slit position, and an electric signal is output from the activated CCD cell. The output electric signal of the linear image sensor 5 is data-processed by the microcomputer 10 and converted into a pressure value as described above. The detected pressure obtained as a result is digitally displayed on the digital display 6 and also displayed on the pseudo analog display 7 as a bar graph.

【0014】スケーリング時には、図3に示すように一
端がセッティングボックス14に接続されたRS−23
2Cケーブル15の他端をコネクタ13に接続して行
う。セッティングボックス14には液晶表示器(LC
D)16のほかに、MODE(モード)キー17、NE
XT(ネクスト)キー18、ENTER(エンター)キ
ー19等が配置されており、以下のようにスケーリング
(指示調整作業)は対話形式で行う。
At the time of scaling, one end of the RS-23 connected to the setting box 14 as shown in FIG.
This is done by connecting the other end of the 2C cable 15 to the connector 13. The setting box 14 has a liquid crystal display (LC
D) 16, MODE key 17, NE
An XT (next) key 18, an ENTER key 19 and the like are arranged, and scaling (instruction adjustment work) is performed interactively as described below.

【0015】まず、MODEキー17を押して「設定モ
ード」を選択し、次いで測定単位、測定レンジ、ブルド
ン管特性の順にマイクロコンピュータ10に入力する。
設定モードを選択すると、測定単位は「単位」と表示さ
れ、NEXTキー18を押す毎に kgf/cm2 、-cmHg +k
gf/cm2 、MPa 、kPa 、-MPa +MPa 、-kPa +kPa 、…が
繰り返し表示され、設定しようとする測定単位が表示さ
れたときにENTERキー19を押して確定表示させ
る。測定単位の確定後、測定レンジの設定のために「レ
ンジ」の表示欄に、NEXTキー18を押す毎に、0〜
1.00、0〜2.00、…、0〜500 のように繰り返し表示さ
れるので、設定しようとする測定レンジが表示されたと
きにENTERキー19を押して確定させる。すでに設
定した測定単位及び測定レンジにおけるブルドン管1の
特性カーブが異なるときは、予め番号を付けて(例え
ば、直径60mm用ブルドン管は「01」、直径100mm 用ブル
ドン管は「02」というように)管理してあるものの中か
ら、該当する特性のものを選択して設定する。その場
合、MODEキー17を用いて「ブルドン管特性:」を
表示させ、NEXTキー18を押すと、押す毎に01、0
2、…と繰り返し表示されるので、設定したいブルドン
管特性表示のときにENTERキー19を押すことによ
り、所望のブルドン管特性を設定することができる。こ
のように、すでに入力しておいたブルドン管特性の中か
ら所要のブルドン管特性を選択するようにすることによ
り作業が簡単化される。
First, the MODE key 17 is pressed to select the "setting mode", and then the measurement unit, the measurement range, and the Bourdon tube characteristic are input to the microcomputer 10 in this order.
When the setting mode is selected, the unit of measurement is displayed as “unit”, and each time the NEXT key 18 is pressed, kgf / cm 2 , -cmHg + k
When gf / cm 2 , MPa, kPa, -MPa + MPa, -kPa + kPa, ... are repeatedly displayed and the unit of measurement to be set is displayed, press the ENTER key 19 to confirm. After confirming the measurement unit, 0 to 0 each time the NEXT key 18 is pressed in the "range" display field for setting the measurement range.
Since it is repeatedly displayed as 1.00, 0 to 2.00, ..., 0 to 500, when the measurement range to be set is displayed, press the ENTER key 19 to confirm. If the characteristic curves of the Bourdon tube 1 in the already set measurement unit and measurement range are different, number them in advance (for example, "01" for a Bourdon tube for a diameter of 60 mm and "02" for a Bourdon tube for a diameter of 100 mm). ) Select and set the one with the applicable characteristics from the managed ones. In that case, use the MODE key 17 to display "Bourdon tube characteristics:" and press the NEXT key 18 to select 01, 0
Since 2 and so on are repeatedly displayed, a desired Bourdon tube characteristic can be set by pressing the ENTER key 19 when the desired Bourdon tube characteristic is displayed. In this way, the work is simplified by selecting a desired Bourdon tube characteristic from the already input Bourdon tube characteristics.

【0016】スケーリングは、MODEキー17によっ
て「調整モード」を選択することにより、まず図4
(a)の表示例20のように最低圧力スケーリング画面
が表示されるので、測定レンジの最低圧力をブルドン管
1に加えてENETRキー19を押す。これにより、最
低圧力のスケーリングが終了する。最低圧力のスケーリ
ングが終了すると、図4(b)の表示例21のように測
定レンジの最高圧力スケーリング画面が表示されるの
で、ブルドン管1に最高圧力を加えてENETRキー1
9を押すことにより最高圧力スケーリングが完了する。
For the scaling, first, by selecting the "adjustment mode" with the MODE key 17, first, referring to FIG.
Since the minimum pressure scaling screen is displayed as in the display example 20 of (a), the minimum pressure in the measurement range is added to the Bourdon tube 1 and the ENETR key 19 is pressed. This completes the scaling of the lowest pressure. When the scaling of the minimum pressure is completed, the maximum pressure scaling screen of the measurement range is displayed as shown in the display example 21 of FIG. 4B. Therefore, apply the maximum pressure to the Bourdon tube 1 and press the ENETR key 1
Pressing 9 completes maximum pressure scaling.

【0017】以上のようにして、管先板3の変位量に多
少のバラツキがあっても、バラツキの範囲内で測定単位
や、測定レンジ、ブルドン管特性に合わせてマイクロコ
ンピュータ10により自動的にデータ処理するため、圧
力を電子表示させる際のスケーリングを容易に行うこと
ができる。
As described above, even if there is some variation in the displacement amount of the tube tip plate 3, the microcomputer 10 automatically adjusts the measurement unit, the measurement range, and the characteristics of the Bourdon tube within the variation range. Since the data is processed, scaling can be easily performed when the pressure is electronically displayed.

【0018】スケーリング終了後、すべての設定事項を
マイクロコンピュータ10に記憶させる。然る後、コネ
クタ13(図2(b))とセッティングボックス14
(図3(b))とを接続しているRS−232Cケーブ
ルを取り外し、図5に示す電子表示式測定装置22とし
て使用することができる。
After the scaling is completed, all the setting items are stored in the microcomputer 10. After that, the connector 13 (Fig. 2 (b)) and the setting box 14
The RS-232C cable that is connected to (FIG. 3 (b)) can be removed and used as the electronic display type measurement device 22 shown in FIG.

【0019】電子表示式測定装置のプリント基板12に
は一般に接点機能を付加することができるように構成さ
れているため、そのような接点機能を付加することによ
り図6に示すような接点付電子表示式測定装置23とす
ることができる。図6の電子表示式測定装置23におい
ては、モードスイッチ24によって下限及び上限設定の
選択を行い、設定スイッチ25を押すことにより、デジ
タルディスプレイ6及び擬似アナログディスプレイ7の
表示値を変えることができるので、設定しようとする表
示値となったときに設定スイッチ25を離して表示値を
停止させ、モードスイッチ24を押すことにより、容易
に設定値を確定させることができる。下限及び上限設定
値に達するとそれぞれ下限設定値用動作表示灯26及び
上限設定値用動作表示灯27が点灯し、接点動作状態を
確認することができる。なおその場合、接点出力を無接
点型にすることにより、安定かつ長寿命のスイッチング
を行わせることができる。
Since the printed circuit board 12 of the electronic display type measuring device is generally constructed so that a contact function can be added, by adding such a contact function, an electronic device with a contact as shown in FIG. The display-type measuring device 23 can be used. In the electronic display type measuring apparatus 23 of FIG. 6, since the lower limit and the upper limit setting are selected by the mode switch 24 and the setting switch 25 is pressed, the display values of the digital display 6 and the pseudo analog display 7 can be changed. When the display value to be set is reached, the setting value can be easily fixed by releasing the setting switch 25 to stop the display value and pressing the mode switch 24. When the lower limit and upper limit set values are reached, the lower limit set value operation indicator lamp 26 and the upper limit set value indicator lamp 27 light up, respectively, and the contact operation state can be confirmed. In that case, by making the contact output a non-contact type, stable and long-life switching can be performed.

【0020】図7は図1の系統図をより詳細に表現した
ブロック図である。図1のものと同一もしくは対応する
部品には同一符号が付されている。図1,2のマイクロ
コンピュータ10はマイクロプロセッサ100を中心と
し、それに圧力変換パラメータ記憶用不揮発性メモリ1
01及び種々の設定を行うための設定スイッチ102を
含んで構成されている。不揮発性メモリ101は例えば
2 PROMによって構成される。リニアイメージセン
サ5はマイクロプロセッサ100により制御されるリニ
アイメージセンサ駆動回路103によって駆動される。
駆動回路103はロジック回路からなっており、これは
光源9及び管先板3と協働してセンサ出力を発生させ
る。リニアイメージセンサ5を構成するCCDセルの出
力は基本的にはアナログ信号であり、これを信号処理回
路50により2値化した上でマイクロプロセッサ100
に導入する。マイクロプロセッサ100は信号処理回路
50からの入力信号にメモリ101の記憶内容を適宜参
照しながらデータ処理を施し圧力値を得る。このように
して得られた圧力値はバーグラフLED駆動回路70を
介してバーグラフディスプレイ7上にバーグラフ表示さ
れ、7セグメントLED駆動回路60を介してデジタル
ディスプレイ7上に数値表示され、また、2値接点出力
回路80を駆動する。
FIG. 7 is a block diagram showing the system diagram of FIG. 1 in more detail. The same or corresponding parts as those of FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The microcomputer 10 shown in FIGS. 1 and 2 is mainly composed of a microprocessor 100, and has a nonvolatile memory 1 for storing pressure conversion parameters.
01 and a setting switch 102 for performing various settings. The nonvolatile memory 101 is composed of, for example, an E 2 PROM. The linear image sensor 5 is driven by a linear image sensor driving circuit 103 controlled by the microprocessor 100.
The drive circuit 103 comprises a logic circuit, which cooperates with the light source 9 and the tube tip plate 3 to generate a sensor output. The output of the CCD cell constituting the linear image sensor 5 is basically an analog signal, which is binarized by the signal processing circuit 50 and then the microprocessor 100.
To be introduced. The microprocessor 100 performs data processing on the input signal from the signal processing circuit 50 while appropriately referring to the stored contents of the memory 101 to obtain a pressure value. The pressure value thus obtained is displayed as a bar graph on the bar graph display 7 via the bar graph LED drive circuit 70, and as a numerical value on the digital display 7 via the 7 segment LED drive circuit 60. The binary contact output circuit 80 is driven.

【0021】図8はマイクロプロセッサ100を中心と
するマイクロコンピュータ10によって実行される処理
の流れを示すものである。測定開始により、まず必要な
初期化処理が行われ(ステップS1)、不揮発性メモリ
101から圧力変換パラメータをマイクロプロセッサ1
00にロードする(ステップS2)。次いでリニアイメ
ージセンサ走査開始タイマ割込みの有無をチェックする
(ステップS3)。割込み無しなら、設定スイッチから
の入力処理を行った(ステップS4)後、LED表示す
なわちディスプレイ処理を行い(ステップS5)、かつ
接点出力処理を行って(ステップS6)、チェックステ
ップS3へ戻る。ステップS3において割込み有りの場
合は、走査カウンタをスタートさせ(ステップS7)、
ブルドン管管先位置検出(圧力検出)割り込みの有無を
チェックする(ステップS8)。ここで割り込みが無け
れば、そのまま待機し、割り込みが生じたら、走査カウ
ンタをストップし(ステップS9)、位置データを演算
し(ステップS10)、圧力データ変換処理を行って
(ステップS11)ステップS3へ戻る。
FIG. 8 shows the flow of processing executed by the microcomputer 10 centering on the microprocessor 100. Upon the start of measurement, necessary initialization processing is first performed (step S1), and the pressure conversion parameter is read from the nonvolatile memory 101 by the microprocessor 1
00 (step S2). Next, it is checked whether or not there is a linear image sensor scan start timer interrupt (step S3). If there is no interruption, after input processing from the setting switch is performed (step S4), LED display, that is, display processing is performed (step S5), contact output processing is performed (step S6), and the process returns to the check step S3. If there is an interrupt in step S3, the scanning counter is started (step S7),
It is checked whether or not there is a Bourdon tube tip position detection (pressure detection) interruption (step S8). If there is no interrupt here, it waits as it is, and if an interrupt occurs, the scanning counter is stopped (step S9), position data is calculated (step S10), pressure data conversion processing is performed (step S11), and step S3 is performed. Return.

【0022】以上の説明はブルドン管式電子表示圧力計
の実施例についてのものであるが、圧力検出素子として
は、圧力に応動して機械的変位量を生ずる他の検出素
子、例えば周知のダイヤフラム式やベローズ式のもので
あってもよい。
Although the above description is of the embodiment of the Bourdon tube type electronic display pressure gauge, the pressure detecting element may be another detecting element which produces a mechanical displacement in response to pressure, for example, a well-known diaphragm. Type or bellows type may be used.

【0023】さらにまた本発明における被検出物理量は
圧力に限られることなく、検出出力が機械的変位量とし
て得られるものであれば、他の物理量ないし検出素子で
あってもよい。例えばブルドン管式温度計やバイメタル
式温度計、毛髪式湿度計、圧力板式流量計、フロート式
液面計、重量計などにも本発明は適用可能である。
Furthermore, the physical quantity to be detected in the present invention is not limited to the pressure, and may be another physical quantity or detection element as long as the detection output can be obtained as the mechanical displacement. For example, the present invention can be applied to a Bourdon tube type thermometer, a bimetal type thermometer, a hair type hygrometer, a pressure plate type flow meter, a float type liquid level gauge, a weight scale and the like.

【0024】図9は本発明を圧力板式流速計に適用した
場合の実施例を示すものである。矢印Pで示されている
流体の流れにほぼ垂直位置をとるように圧力板34の受
圧部35が流体中に配置される。圧力板34は軸37を
中心として回動可能であり、流速に応じて生ずる受圧部
35の変位が反対側の変位伝達部36を介してスリット
板38に伝達される。スリット板38には変位方向に対
して直角な方向に細いスリット39を明けている。スリ
ット板38の一方の側には光源9が固定配置され、他方
の側にはリニアイメージセンサ5が固定配置される。リ
ニアイメージセンサ5の出力側には、すでに図1及び図
2を参照して述べたマイクロコンピュータ10が接続さ
れる。なお、変位伝達部36には、それをゼロ流速位置
の方向に復帰させるように作用する復帰バネ42が設け
られており、受圧部35への受圧時には復帰バネ42の
バネ力に抗して圧力板34が変位する。この実施例にお
いても、被検出物理量たる流速が機械的変位量として得
られ、この機械的変位量が光学系(9,38)及びリニ
アイメージセンサ5を介して電気的デジタル信号に変換
され、さらにマイクロコンピュータ10を介してデータ
処理され、デジタルディスプレイ及び擬似アナログディ
スプレイに表示されることになる。
FIG. 9 shows an embodiment in which the present invention is applied to a pressure plate type velocity meter. The pressure receiving portion 35 of the pressure plate 34 is arranged in the fluid so as to take a position substantially perpendicular to the fluid flow indicated by the arrow P. The pressure plate 34 is rotatable around a shaft 37, and the displacement of the pressure receiving portion 35 generated according to the flow velocity is transmitted to the slit plate 38 via the displacement transmitting portion 36 on the opposite side. A thin slit 39 is formed in the slit plate 38 in a direction perpendicular to the displacement direction. The light source 9 is fixedly arranged on one side of the slit plate 38, and the linear image sensor 5 is fixedly arranged on the other side. The output side of the linear image sensor 5 is connected to the microcomputer 10 already described with reference to FIGS. 1 and 2. The displacement transmitting portion 36 is provided with a return spring 42 that acts so as to return it to the direction of the zero flow velocity position. When pressure is applied to the pressure receiving portion 35, pressure is applied against the spring force of the return spring 42. The plate 34 is displaced. Also in this embodiment, the flow velocity as the physical quantity to be detected is obtained as the mechanical displacement amount, and this mechanical displacement amount is converted into an electric digital signal via the optical system (9, 38) and the linear image sensor 5, and further, The data is processed through the microcomputer 10 and displayed on a digital display and a pseudo analog display.

【0025】図10はスリット板を省略しうるようにし
た、言わば、光源移動型の実施例を示すものである。こ
の実施例においては、光源及び集光レンズを内蔵し、軽
量の光導管46、例えば光ファイバを取り付けた光学箱
45が設けられ、その光導管46が被検出圧力に応動す
る変位検出端47に連結されている。変位検出端47
は、例えばブルドン管式圧力計におけるブルドン管1の
管先でありうる。この実施例の場合、被検出圧力に応じ
て変位検出端47が変位し、それに応じて光導管46の
先端位置が例えば破線位置Qにまで変位し、リニアイメ
ージセンサ5の活性セルが変化する。
FIG. 10 shows an embodiment in which the slit plate can be omitted, that is, a light source moving type. In this embodiment, a light pipe 46 having a light source and a condenser lens built therein and a light weight, for example, an optical box 45 to which an optical fiber is attached is provided, and the light pipe 46 is provided at a displacement detecting end 47 which responds to a pressure to be detected. It is connected. Displacement detection end 47
Can be the tip of the Bourdon tube 1 in a Bourdon tube pressure gauge, for example. In the case of this embodiment, the displacement detecting end 47 is displaced according to the pressure to be detected, the tip position of the optical conduit 46 is displaced to, for example, the broken line position Q, and the active cell of the linear image sensor 5 changes.

【0026】図11は図10における光導管46をも省
略しうるようにした実施例を示すものである。この実施
例の場合、変位検出端47にレンズ付光源48を直接取
り付けているのが特徴である。この実施例によれば、図
10の実施例と実質的に同一の機能を達成しつつ、光導
管46の省略により、より安価な製品を提供することが
できる。
FIG. 11 shows an embodiment in which the light pipe 46 in FIG. 10 can also be omitted. The feature of this embodiment is that the light source 48 with a lens is directly attached to the displacement detecting end 47. According to this embodiment, it is possible to provide a cheaper product by omitting the light pipe 46 while achieving substantially the same function as the embodiment of FIG.

【0027】上述の実施例においては被検出物理量とし
て圧力及び流速を例示したが、それ以外にも、被検出物
理量に応じた機械的変位量を生ずるものであれば、本発
明は他の検出対象にも応用することができる。例えば、
被検出物理量は温度検出用ブルドン管やバイメタルによ
って検出される温度であってもよい。
In the above-mentioned embodiment, the pressure and the flow velocity are exemplified as the physical quantity to be detected, but in addition to this, the present invention is not limited to the above as long as a mechanical displacement amount corresponding to the physical quantity to be detected is generated. It can also be applied to. For example,
The physical quantity to be detected may be a temperature detected by a temperature detecting Bourdon tube or a bimetal.

【0028】本発明の電子表示式測定装置に係るデジタ
ル化された検出出力信号は光ケーブルやGP−IB(デ
ータ受け渡し用信号線に関する米国IEEE規格)バス
を用いてプラント関係におけるプロセス量の集中管理の
ために遠隔伝送をしたりするのに応用することもでき
る。
The digitized detection output signal relating to the electronic display type measuring apparatus of the present invention is used for centralized control of the process amount in the plant by using an optical cable or GP-IB (American IEEE standard for signal line for data transfer) bus. Therefore, it can be applied to remote transmission.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、被検出物理量に応じた
検出素子の変位量を直接デジタル信号として取り出しデ
ジタル表示するものであるため、増幅器やA/D変換器
を不要とすることができ、また組立・調整が容易で、し
かも安価な電子表示式測定装置を提供することができ
る。
According to the present invention, since the displacement amount of the detection element according to the physical quantity to be detected is directly taken out as a digital signal and displayed digitally, an amplifier and an A / D converter can be eliminated. Further, it is possible to provide an inexpensive electronic display type measuring device which is easy to assemble and adjust.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を電子表示圧力計に適用した場合の一実
施例を示す系統図。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment when the present invention is applied to an electronic display pressure gauge.

【図2】(a)は図1の電子表示圧力計の一部を切り欠
いた正面図、(b)はその内部構成を示す側面図。
2A is a front view in which a part of the electronic display pressure gauge of FIG. 1 is cut away, and FIG. 2B is a side view showing an internal configuration thereof.

【図3】スケーリング時に使用するセッティングボック
スの正面図。
FIG. 3 is a front view of a setting box used for scaling.

【図4】(a)は最低圧力スケーリング時のセッティン
グボックスの表示画面例を示す図、(b)は最高圧力ス
ケーリング時のセッティングボックスの表示画面例を示
す図。
FIG. 4A is a diagram showing an example of a setting box display screen at the time of minimum pressure scaling, and FIG. 4B is a diagram showing an example of a setting box display screen at the time of maximum pressure scaling.

【図5】本発明を電子表示圧力計に適用した場合の一実
施例の構造を示す正面図。
FIG. 5 is a front view showing the structure of an embodiment when the present invention is applied to an electronic display pressure gauge.

【図6】接点付電子表示圧力計の一例を示す正面図。FIG. 6 is a front view showing an example of an electronic display pressure gauge with contacts.

【図7】図1の系統図をより詳細に表現したブロック
図。
FIG. 7 is a block diagram showing the system diagram of FIG. 1 in more detail.

【図8】マイクロコンピュータによって行われる処理の
流れを示すフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of processing performed by a microcomputer.

【図9】本発明を圧力板式流量計に適用した実施例の要
部を示す斜視図。
FIG. 9 is a perspective view showing a main part of an embodiment in which the present invention is applied to a pressure plate type flow meter.

【図10】本発明の装置における光学系に関する異なる
実施例を示す原理図。
FIG. 10 is a principle diagram showing a different embodiment of the optical system in the apparatus of the present invention.

【図11】本発明の装置における光学系に関するさらに
異なる実施例を示す原理図。
FIG. 11 is a principle view showing still another embodiment relating to the optical system in the apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ブルドン管 2 管先 3 管先板 4 スリット 5 リニアイメージセンサ 6 デジタルディスプレイ 7 擬似アナログディスプレイ 8 目盛板 9 光源 10 マイクロコンピュータ 11,12 プリント基板 34 圧力板 35 受圧部 36 変位伝達部 37 軸 38 スリット板 39 スリット 42 復帰バネ 45 光学箱 46 光導管 47 変位検出端 48 レンズ付光源 1 Bourdon tube 2 Tube tip 3 Tube tip plate 4 Slit 5 Linear image sensor 6 Digital display 7 Pseudo analog display 8 Scale plate 9 Light source 10 Microcomputer 11, 12 Printed circuit board 34 Pressure plate 35 Pressure receiving part 36 Displacement transmitting part 37 Shaft 38 Slit Plate 39 slit 42 return spring 45 optical box 46 optical conduit 47 displacement detection end 48 light source with lens

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被検出物理量に応じた機械的変位量を生ず
る検出素子と、 この検出素子の機械的変位量をそれに対応する光の位置
信号に変換する光学系と、 この光学系を介して得られる光信号を電気的デジタル信
号に変換するリニアイメージセンサと、 このリニアイメージセンサの出力デジタル信号をデータ
処理して前記被検出物理量に対応する信号を出力するマ
イクロコンピュータと、 このマイクロコンピュータの出力信号に基づいて前記被
検出物理量を電子表示する表示手段とを備えた電子表示
式測定装置。
1. A detection element for producing a mechanical displacement amount according to a physical quantity to be detected, an optical system for converting the mechanical displacement amount of the detection element into a position signal of light corresponding thereto, and via this optical system. A linear image sensor that converts the obtained optical signal into an electrical digital signal, a microcomputer that processes the output digital signal of this linear image sensor and outputs a signal corresponding to the physical quantity to be detected, and the output of this microcomputer An electronic display type measuring apparatus comprising: a display unit that electronically displays the detected physical quantity based on a signal.
【請求項2】圧力を受けることによってその圧力に応じ
た機械的変位を生ずる圧力検出素子と、 この圧力検出素子の機械的変位量に応動するスリット付
薄板と、 このスリット付薄板の一側に固定配置された光源と、 上記スリット付薄板の他側に固定配置され、上記光源か
ら発せられ上記スリットを通過した光に応動して上記機
械的変位量に応じたデジタル信号を出力するリニアイメ
ージセンサと、 このリニアイメージセンサの出力デジタル信号をデータ
処理して前記圧力に対応する圧力信号を出力するマイク
ロコンピュータと、 このマイクロコンピュータの出力圧力信号に基づいて圧
力を電子表示する表示手段とを備えた電子表示式測定装
置。
2. A pressure detecting element which generates a mechanical displacement according to the pressure when receiving a pressure, a thin plate with a slit which responds to the amount of mechanical displacement of the pressure detecting element, and one side of the thin plate with the slit. A linear image sensor fixedly arranged on the other side of the thin plate with a slit and fixedly arranged on the other side of the thin plate with a slit, and outputting a digital signal corresponding to the mechanical displacement amount in response to light emitted from the light source and passing through the slit. And a microcomputer for processing the output digital signal of the linear image sensor to output a pressure signal corresponding to the pressure, and a display means for electronically displaying the pressure based on the output pressure signal of the microcomputer. Electronic display type measuring device.
【請求項3】圧力を受けることによってその圧力に応じ
た機械的変位を生ずる圧力検出素子と、 この圧力検出素子の機械的変位量に応動する光源と、 この光源から発せられた光に応動しその光源の変位位置
に応じたデジタル信号を出力するリニアイメージセンサ
と、 このリニアイメージセンサの出力デジタル信号をデータ
処理して前記圧力に対応する圧力信号を出力するマイク
ロコンピュータと、 このマイクロコンピュータの出力圧力信号に基づいて圧
力を電子表示する表示手段とを備えた電子表示式測定装
置。
3. A pressure detecting element which produces a mechanical displacement according to the pressure when receiving the pressure, a light source which responds to the amount of mechanical displacement of the pressure detecting element, and a light source which responds to the light emitted from the light source. A linear image sensor that outputs a digital signal corresponding to the displacement position of the light source, a microcomputer that processes the output digital signal of the linear image sensor and outputs a pressure signal corresponding to the pressure, and an output of this microcomputer An electronic display type measuring device comprising a display means for electronically displaying a pressure based on a pressure signal.
【請求項4】前記表示手段は、デジタルディスプレイ及
び擬似アナログディスプレイの少なくとも一方からなっ
ている請求項1ないし3のいずれかに記載の電子表示式
測定装置。
4. The electronic display type measuring apparatus according to claim 1, wherein the display means comprises at least one of a digital display and a pseudo analog display.
【請求項5】前記圧力検出素子はブルドン管、ダイヤフ
ラム、ベローズ、及び流速測定用圧力板の中から選択さ
れたいずれかからなっている請求項1ないし4のいずれ
かに記載の電子表示式測定装置。
5. The electronic display type measurement according to claim 1, wherein the pressure detecting element is made of any one selected from a Bourdon tube, a diaphragm, a bellows and a pressure plate for measuring a flow velocity. apparatus.
JP15139395A 1995-06-19 1995-06-19 Electronic display-type measuring apparatus Pending JPH095117A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7721455B2 (en) 2007-11-05 2010-05-25 Mitutoyo Corporation Measuring instrument
JP2021523361A (en) * 2018-05-09 2021-09-02 エム ケー エス インストルメンツ インコーポレーテッドMks Instruments,Incorporated Partial pressure detector and method

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