JPS5835415A - 測定装置 - Google Patents

測定装置

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JPS5835415A
JPS5835415A JP56134224A JP13422481A JPS5835415A JP S5835415 A JPS5835415 A JP S5835415A JP 56134224 A JP56134224 A JP 56134224A JP 13422481 A JP13422481 A JP 13422481A JP S5835415 A JPS5835415 A JP S5835415A
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Takeshi Yasuhara
安原 毅
Eiichi Nabeta
鍋田 栄一
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring 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
    • G01L9/12Measuring 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/248Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains by varying pulse repetition frequency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • GPHYSICS
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1071Measuring or testing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は物理的な変化を電圧値の変化に変えて一定す
る測定装置、41に検出量をディジタル量に変換し、該
ディジタル量をマイクープ胃セッサ等のディジタルJ6
珊装置によって演算、処理することにより物理量を測定
するようにした測定装置Kllするものである・ 例えば、二種の金属または半導体を二点で接金し″C影
成された熱電対を用い、該熱電対の二点をそれぞれ異な
る温度に保つことにより発生する起電力(電圧)からそ
の温度を測定することが行なわれている。か−る熱電対
にて発生したat力または電圧を測定する鳩舎は、これ
を演算増巾器等によって増申し、その出力から超電力ま
たは電圧を求めるのが一般的である。しかしながら、こ
のような測定装置はアナログ回路で構成されているため
測定誤差が生じ島く、したがって検出精度が低下すると
いう欠点があった・ この発−は上Eに鎧みなされたもので、高精度の一定が
可能で、しかも番種の補正を容JIKなし5る測定装置
を提供することを曹的とす番ものである。
上記の目的は、この発−によれば物理量の変化を電圧の
変化として検出する電圧検出部と、定電流源からの一定
電流によって充電される榔皐;ンデyすを備え餓充電々
圧が前記検出電!EK達するに1!する時間からその検
出電圧値に応じたディジタル量に変換する変換回路と、
皺変換出力にもとづいて所定の演算を行なうディジタル
演算−路とを設けるととによつ達成される。
以下、この発明の実施例を図璽を参照して説―する。
111図はこの発明の実施例の概要を示すプ曹ツク図、
第2図はこの発−の夷IIAflを詳細く示す一路図、
第3図は測定動作を説嘱するためのタイムチャートであ
る。
第4図においてlは電圧検出部、8は皺検1部1の選択
回路、3は周波数変換一路、4はカウンタ、暮はタイマ
ー、6は基準り四ツタ員−−路、7は!イク冒グロ竜ツ
を等のディジahmsw装置(以下、μm00M演算回
路ともいう、)、8は光伝送回路、会はバッテリを用い
た電榔闘賂、1Gはキーボードである。
これらの+*はさらK112図に示されるようK。
検出部1は例えば熱電対によって構成され、検出部選択
回路2は検出部1の状態を切り替えるためのXイツテ8
W2(例えば、相補、111MO8のアナジグスイッチ
またはリレー等が使用される。)より構成される。また
、周波数変換回路3は定電流源COからの一定電流によ
って充電されるコンデンサCと、該充電々圧′Bbと演
算増巾器0PIKて増巾された検出電圧B&との比較を
行ない、充電々圧すが検出電圧l!!1以上になったと
き出力を出す演算増巾器OP2と、諌演算増巾器OP!
からの所定レベル(スレツシエホールドレベル)の出力
によってセットされ、所定の時定数(抵抗にとコンデン
サCtとの積)Kよって決まる測定時間J8にリセット
される7リツプアロツプ(D廖)と、コンデンtCおよ
びCtの充放電の切り替えを行なう8Wl (aWll
、8W1りとから構成サレテイル。
なお、li来の一般的なりjllツ亨ツプアーツプを使
用する場合は、その前IIK前違のスレツs/&ホール
ドレベルを判別するための臀肩な一路、例えばシmlッ
ト閘路が必要であるが、 C−MOJ!(11補形M0
8)のフリラグ7四ツブを使用す番場舎はこのような回
路は不要で、その切り替わり電圧をそのままスレッシ為
ホールド電圧とL″Cg1用することができる。また、
スイッチIIWIは前述のスイッチ8W2と同様のもの
である。タイマー器は!JllのカウンタCT!、C’
!”Sかも構成され、声−COM演算■路一路らのす七
ツ)信号PO3の解除によって基準り田ツタ**w*g
から与えられるり胃ツク信号の計数を開始し、★ラン#
(CTI)4からのカウントアツプ(カウントUP)信
号によって計数を停止する。l5−C0M演算閣路7は
バッテリ電源−路9から電源を供給され、基準り四ツタ
発生園路舊かものタレツタ414#によりI[鋤されて
種々の演算−9制御動作を行なう0例えば、検出部選択
−路2のスイッチIW1に!−ド選択償今POI、PO
!を送出して検出電圧11を印加しない状態の一定モー
ド(以下、零測定毫−ドともいう。)、および検出電圧
]!1橢定峰−ド(以下、1191定篭−ドともい5゜
、)の選択を行な5−また、非一定時にはり七ット信−
11PO8Kよってカウンタ4およびタイマー5のすセ
ットを行ない、測定時に番1諌リセット信4!?O3を
解除してこれらに計数動作を行なわせ、カラン#4のカ
ウントUP@−Illを割込償41IRQとして受け、
タイY −5からの計数結果を端子PIO−VPIIS
を介して読取り、該読取や情報にもとづいて所定の演算
熟珊をする。声−00M演算11117には、測定誤差
が生じないよ5 K−に’Ef点およびスパンの調整を
行な5ための操作を指示するキーボード1G。
また省電力化を図るべく基準り■ツタ発生一路6または
μmC0M演算剛路7重体上間欠的に動作させるための
スタンバイモード回路12、さらには図示されない管m
m側の上位計算機との間で光による情報の授受を行なう
発光素子L:lD、受光素子FDを備えた光伝送−路8
−1および腋先伝送−路8にお号る発光素子I、IDの
異常(点灯しぎリ)検出囲路11等が接続されているが
、これらの各部はここでは轡に関係がないので、その詳
細は省略する。なお、・は第1−または′M2■の所要
の台部へ電圧を供給するためのバッテリ電源−路である
以下、測定動作について第2.s−を参照して説明する
初期状態においては、声−COM演算■路回路らは毫−
ド選択信勺pot、roaIt与えられず、リセット信
号P08によってカラy*(CTI)4およびタイマー
基はリセット状態にある。ここで、第3図ピ)の如き零
測定モード信号が与えられ、aS図←)の如くリセット
信号が解除されると、;ンデンtCが定電流回路COか
もの測定電11CI)によって第3WA(ハ)の−の如
く充電される。この零測定篭−ドの鳩舎、スイッチsW
!は111園の開示位置とは反対側に切り替わっていて
IIl走電圧電圧11加されていないので、演算増巾器
OPIの入力側には電源電圧9■が紙抗石、勤によって
分圧された所定の電圧(X3η■)が−一され、その出
力側、すなわち演算増巾器OP2の入力側にはKIKt
v卸(Ktは演算増巾器OPIのゲインである。)なる
電圧が印加されている。この電圧KIKg VDDを′
Baとし、コンデンサCKよる充電々圧を1111 と
すると、演算増巾器OP2ではこれらの電圧を比較し、
E13≧E&になると出力を出してアリツブフロップq
1をセットする(なお、電圧H&とHzとの関係は第3
図(ハ)に示されている・)、7リツプ70ツブQ1が
セットされると、その出力はカウンタ(CTI)4に与
えられるとともに、スイッチ8WIKも与えられる。そ
の結果、スイッチ5W12が開放されて抵抗にとコンデ
ンfCfとによる充電回路が形成される。なお、このと
きスイッチ8W11が第2図の図示位置とは反対側に切
り替えられ、コンデy?cの放電が行なわれる。;ンデ
ンナCtの充電々圧が第3WA(ホ)で示されるよ5に
%所定時間t6後に所定の値になると、7リツプ7Wツ
ブQlはクリアされ、その結果、クリップフqツブq1
からはtSaに)の如き一定時間中(to)の出力パル
スが得られることになる。なお、フリツプツ四ツブQl
のνセットによってアナ四ダスイッチ8W1もオツとな
るので、スイッチ−Wll。
12は#12図の図示位置E1m帰し、スイッチ8W1
1によってコンデンサCの充電回路が、またスイッチ8
W12によってコンデンサCtの放電回路がそれぞれ形
成される。充電々圧が入力一定電圧に達する迄の時間t
x(第3図のに)を参照のこと)は入力測定電圧に比例
するから、7リツプフ冨ツブQ1の出力からは測定電圧
に比例した周波数のパルス信号が得られることになる。
このパルス備考はカウンタ4によって計数され、所定値
に達すると第3図(へ)に示されるようなカウントアツ
プ(カウントUP)出力を発してタイ!−5を第811
())の如く計数停止させる。タイマー5は先のリセッ
ト信号P03の僻除とともにパルス員生一路6かラック
ロックパルスを計数しているが、計数伸止とともにその
計歇曽果がカラン#4からのカラン)UP傷信号受けた
μmC0M演算■賂7により端子PIO〜P115を介
して醜取られる。
こ−で、演算層中@opsの+側入力端子へ与えられる
電圧をBa、−側入力端子に与えられる電圧(コンデン
すCの充電々圧)を為とすると、電圧Baおよびbはそ
れぞれ、 Ba = Kt Kt VDI) として表わされる。ここに、Iは=ンデンfcK供給さ
れる電流値(一定)であり、K1.Kzは前述の如き定
数である。したがって、1a=l’bとなる時間をtl
とすると、 ■ −* tl =KI Kz VDD であるから、したがって11は tl m−Kt K鵞V卸==・(I)■ として求めることができる。
一方、プンデンサCt、抵抗RfKよる放電時間t0は
一定であり、この時間内にコンデンtCの放電が行なわ
れるようにしておけば、;ンデンサCの充、放電動作を
allカウントする迄の基準り四ツタ発生回路6からの
り四ツクパルスを計数するととによってコンデンサCK
よる充放電時間〒1を測定することができる(なお、一
定され番のは厳密には充電時間だけである)、この充放
電時四′r1は第311に)からも―らかなよ5に、充
電(tl)はn閘であるのく対して放電(to)はm−
1−で1纂から Ti ! It tl + (a−1) t6    
  ・−−−−−−−(If)として求めることがで館
る。なお、このよ5Kll鴎カクントするのは時岡測定
★ウン#(C’l’!。
CTC)の分解能を上げるためであり、その歇罵は基準
タ四ツク発生回路6の出力周識黴また線コンデンtCの
容量値41FK応じて適宜通訳される。
このよ5KしてコンデンサCの充放電時−テ1を求めた
後、声−COM演算園路γは毫−ド選択償奇POI 、
PO2によってスイッチJI!雪を匍り讐えてIh四定
モードとし、上記と同様にして=yデンナCの充放電時
間テ意を一意する。この壜台の動作態様は上記と金(同
様であや、そのタイムチャートは第sliの右半分側に
1lllff!毫−ドとして示されている。この場舎、
゛演算増*5eptの入力側電圧l&には測定電JEI
Iが一加婁れるととになるから、その充電時間t3は上
記のCI)式と同様にを意g=−Kt(K雪Vx)十B
1)   ・#+11ei161111・・・ωわ■ として表わされる。したがって、その充放電時間T!も
(If)式と同様に Tt w m tl + (n−1) to    ”
”・・・” (EV)Σなり、上me (II) 、 
Qv)式で表わされゐ充放電時間Tz 、Ttの差をと
ると、 Tx−T1厘m−Ktls=K]it となる。つまり、B1測定モードおよび零測定篭−ドに
おゆる=ンデyfcの充放電時間の差T*−71゜から
その入力w走電圧を求め5ることがわかる。
μmC0M演算圏路γtは上記の如き差の演算を行なう
とと−に、所定の換算をするととによって電圧値、すな
わち物理量を測定する。
以上のよ5に、この発llKよれば◆物理的な変化を電
圧の変化に変えて測定を行なうものKおいズ、電圧値に
応じた馬腋歓償4#に変換した後、さらに所定のディジ
タル備考に変換し、該ゲイジタル量にもとづいて所定の
演算を行な5ととにより物理量を一定するよ5Kしたか
ら、m*精度が向上するとともに、ゼー・スパン調によ
る補正はもとより温度補正等の各種の補正演算を単にプ
■グツムを変更するだけで容易になし5る利点を有する
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を概略的に示すブロック図、
第2図はこの発明の実施例を詳細に示す一路図、第3図
は測定動作を説明するためのタイムチャートである。 符漫説明

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 物理量の変化を電圧の変化として検出する電圧検出部と
    、定電流源からの一意電流によって充電される:1yデ
    ンナを有し、WII!充電電圧が前記検出電圧に達する
    に要する時間からその検出電圧値に応じた周波数のパル
    ス信号に麦換する周液歇蜜換關路と、該変換回路からの
    パルス数を計数し、諌計歇値が所定の値に遺したと會計
    徴出力を出す館1の計数回路と、前記コンデンtの充電
    −鎗とと4にり謬ツク41奇源からのり買ツクパルスの
    計数を開始し、前記第1の計数回路からの計数出力によ
    って該クーツクパルスの計数な停止する第2の計数回路
    と、第1の計徽調路からの計数出力を受けて諌第2の計
    数−路の計款曽果を読取り、賦曽果にもとづいて所定の
    演算を行なうディジ#ル演算回路とを備え、該演算結果
    から物理量を一定するようにしたことを4I黴とする一
    511礁置。
JP56134224A 1981-07-30 1981-08-28 測定装置 Granted JPS5835415A (ja)

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