JPS6161029A - 電子式圧力計 - Google Patents

電子式圧力計

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JPS6161029A
JPS6161029A JP18431184A JP18431184A JPS6161029A JP S6161029 A JPS6161029 A JP S6161029A JP 18431184 A JP18431184 A JP 18431184A JP 18431184 A JP18431184 A JP 18431184A JP S6161029 A JPS6161029 A JP S6161029A
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JP
Japan
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circuit
pressure
pressure gauge
display
signal
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Application number
JP18431184A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Nakane
中根 武司
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/08Means for indicating or recording, e.g. for remote indication
    • G01L19/083Means for indicating or recording, e.g. for remote indication electrical
    • 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
    • G01L9/02Measuring 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 ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/04Measuring 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 ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges

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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】 [産業上の利用分野1 本発明は、液体圧或いは気体圧等の流体の圧力を4測す
る圧力計に関するもので、特に、電子式圧力胴に関し、
台秤の産業用機械等の圧力計として使用できるものであ
る。
[従来の技術1 従来のバカπ1は、ブルドン管圧力削、ダイアフラムバ
カ4、ベローズ圧力計等が公知であり、また、近年、電
子式のディジタル圧力計が市販されている。これらの圧
力i1の中で、特に汎用されているのがブルドン管圧力
計である。
前記ブルドン管圧六組は、中空の管を半月状に彎曲させ
、その一端を封じ、他端から流体圧または気体圧を加え
るものである。前記中空の管は圧力が加わると伸びて直
線になろうとし、その動きをリンク機構等の拡大支持機
構に伝達させ、前記リンク機構は、ブルドン管の動きを
セクタギヤの回転どし、セクタ1゛ヤでピニオン1!ヤ
と同軸に取り付けられた#1を回動させ、ブルドン管に
与えられた圧力を表示するものである。
[発明が解決しようどする問題点] しかし、この種のブルドン管圧力計は圧力を受けるブル
ドン管及びε1を回動させるIII構の耐久性に問題が
あり、前記ブルドン管圧力計に限らず、ダイアフラム圧
力組、ベローズ圧力計等も同様であり、一般には定格圧
力の繰り返しが数十ガロ程度の耐久性を有するにすぎな
い。
また、市販のディジタル圧力計は圧力検出部とディジタ
ル表示部を一体化したものであるが、圧力計に電気的な
エネルギーを供給する配線を必要としており、その取り
付は場所に制約を受ける等の問題があった。即ち、電子
式圧力81は圧力検出部で検出した信号を増幅及び△−
り変換し、その検出部りをディジタル表示しているが、
一般に圧力検出部に必要な電流は10mΔ程度であり、
これを一次電池の250 m A I−(で供給すると
、連続して25時間程度持続できるにすぎない。そこで
、商用電源から電力を供給しているが、イの配線が[l
−六晶1の取りイ・目」場所を制限することになる。
本発明は前記問題を解消すべく、JI力計の耐久性を良
くり−るとハに、電源供給配線を必要どしない電子式圧
力胴の提供をその課題とするものである。
E問題点を解決するための手段] 本発明は、圧力検出回路に間欠的に電源を供給する電力
間欠供給回路と、圧力検出回路の出力を記憶する記憶回
路から構成されることを特徴とするものである。
[作用] 斯くの如く構成した圧力検出回路に間欠的に電源を供給
する電力間欠供給回路によって、消費電力の大きい圧力
検出回路の歪ゲージへの電力供給時間を少ナクシ、また
、前記検出部への通電毎にその出力を記憶回路に記憶し
ておぎ、記憶回路の出力をもって連続した表示出力とす
るものである。
[実施例] 第2図は本発明の第一実施例の電子式圧力計のa部所面
図であり、また、第3図はイの側面の断面図である。
図において、第1ハウジング1は被検出出力を導く圧力
導入部2を右している。第2ハウジング4はプリント基
板5及び電子回路等を内蔵している。ダイアフラム3は
第1ハウジング1と第2ハウジング4との間に挾几され
ており、また、第1ハウジング1と第2ハウジング4と
の間及び第1ハウジング1とダイアフラム3どの間は封
止するためのOリングが圧接されている。前記第1ハウ
ジング1はかしめによって第2ハウジング4に固着され
ている。イ1ノで、前記ダイアフラム3には歪ゲージ及
び電極が形成されており、イれらによって圧力検出回路
を構成している。歪ゲージの検出信号は増幅器等が装着
されたプリント基板5にリード線で導かれている。前記
プリント基板5は弾性材によって第2ハウジング4内に
固定されている。表示用の第3ハウジング6は、その内
に表示部7を構成するディジタル表示用の液晶が前面の
ガラス8面に装着されている。
また、第3ハウジング6内には、一次電池10及び電力
間欠供給回路、記憶回路、表示駆動回路等からなる信号
処理回路11が収納されている。
前記信号処理回路11は、第1図の本発明の電子式圧力
計の構成図に示J様にその回路が構成される。
図において、電力間欠供給回路21は圧力検出回路22
に電力を間欠的に供給する回路で、具体的には、そのf
ニーティ比で電源供給時間を制御する発振回路と、発振
回路によってゲー1〜を開閉するアブログゲート等から
構成される。発振回路にマルチバイブレータ等の方形波
出力が得られる場合には、必ずしもアナログゲートを必
要とせず、発振回路の出力を(のまま圧力検出回路22
に導いてもよい。いずれにせよ、電源電圧IVCCまた
は定電圧を間欠的に供給できる回路であればよい。
なお、圧力検出回路22では定電圧電源等の安定した電
源からの電源の供給を前提とするから、電力間欠供給回
路21の出力が安定した定電圧でない場合には、定電圧
回路を挿入する必要がある。
圧力検出回路22は化学強化ガラス或いは部分安定強化
セラミックス等の電気的絶縁体で甲椴状に形成したダイ
アフラム3をjJ &として、モこに、アモルファス合
金等で薄膜抵抗体を、例えば、フォト下ツチング技術等
により、歪ゲージパターンを形成したものである。通常
、前記歪ゲージパターンは回路的にブリッジ回路を構成
できるものが望ましい。
圧力検出回路22の出力はアナログ的出力であるから、
その信号をA−1)!換回路23を通してディジタル信
号とし、イのディジタル信号を一時記録する必要ビット
数のメ七りを右する記憶回路24に導く。前記憶回路2
4は、電力間欠供給回路21が圧力検出回路22に電力
を供給するtOにその値をディジタル値に変換して、ラ
ッチ回路等にラッチさせるものである。ラッチしたディ
ジタル信号は、表示駆動回路25でラップ回路等の各ビ
ット信号をコード変換して、表示用の字形信号に変換す
る。字形信号変換されたイ3@は液晶表示等の消費電力
の少ない表示手段によって表示部7でディジタル表示さ
れる。
なお、圧力検出回路22の出力はアナログ的出力である
から、それをサンプリングホールドし、(の信号を八−
〇変換回路を通してディジタル値に疫換し、表示駆動回
路25を介して表示部7でディジタル表示してもよい。
以下に、本実施例の電子式圧力計の回路例を第4図に示
す。
フリップフロップFF1及びFF2は抵抗R1及びコン
デンサC1並びに抵抗R2及びコンデンサC2ど共に方
形波を発生する非安定マルチバイブレータを構成するも
ので、抵抗R1及びコンデンサC1並びに抵抗R2及び
コンデンサC2でデユーディ比を決定することができる
。例えば、表示部7のサンプリングタイムをl sec
に設定した場合、フリップフロップFF2のO端子が″
HI+になる時間、即ち、圧力検出回路22に電力供給
する時間を1m5ec〜3m5ec程度とする。一般に
、圧力計の設置された条件が、圧力変化速度が速い場合
は、前記表示部7のサンプリングタイムを1 secよ
り短くする必要がある。しかし、通常の圧力計では1s
ec稈tαでよい。
フリップフロラ11:1−1及びFF2で構成される非
安定マルチバイブレータの方形波出力は、ノリツブフロ
ップ1:「2のQ端子から出力され、Q端子が′1」(
ハイレベル)″のとき、抵抗R3及びR4によってトラ
ンジスタQ1のベース電位を^め、トランジスタQ1を
オンとし、Q端子がL(ロウレベル)″のとき、トラン
ジスタQ1のベース電位を低くしてトランジスタQ1を
Aノとする。トランジスタQ1がオンとなると、1−ラ
ンジスタQ2をオンとし、定電圧回路の3端子レギユレ
ータ(例えばNJM2930)REに電源十Vccを供
給りる。即ち、アナログゲートを介して3端子レギユレ
ータRElf源十VCCを供給する。なお、前記3端子
レギコレータRFの入力側のコンデンサC3及び04は
、ノイズ防IL用である。
これらフリップフ[1ツブ[[1及び[「2で構成され
る非安定マルチバイブレータ並びに定電几回路の3端子
レギ]レータは、第1図の回路構成図からすれば電力間
欠供給回路21を構成する。
前記3端子しVユレータREの出力は圧力検出回路を構
成(る歪ゲージパターンの引張り歪検出抵抗r1及びr
2並びに圧縮歪検出抵抗r3及びr4からなるブリッジ
回路に印加する。前記ブリッジ回路は、第1図の回路構
成図からすれば圧力検出回路22を構成覆る。
前記歪ゲージの変化は、AペアンプOPによって増幅さ
れ、A−D変換器(インターシルア116)30に入力
される。なお、前記オペアンプOPの抵抗R「はフィー
ルドバック抵抗である。
今、仮(二、ダイアフラム3に圧力が加わった状態で3
端子レギ]レータREから定電圧が歪ゲージに印加され
たとすると、引張り歪検出抵抗r1及びr2の抵抗値が
大どなり、そのときの、電圧効果がAペアンブOPで増
幅されるから、オペアンプOPの出力は、圧力に比例し
て大きくなる。
1)it記△−r)変換器(インターシルア116)3
0は、通常のディシタシル1測器に使用されるICで、
入力信号のアナログ値をディジタル信号に変−11= 換すると共に、そのディジタル信号をラッチする記憶回
路とそのラッチされた信号をディジタル表示するための
]−ド変換回路等の表示か動回路を内蔵【ノている。即
/+)、本実施例で用いた前記A−D変換器(インター
シルア116)30は、第1図の回路構成図からすれば
、△−DI換回路23、記憶回路24、表示駆動回路2
5を内蔵することになる。前記△−D変換器30は非安
定マルブバイブレータのO端子の出力” H”でA−D
変換した値をラッチし、++ L ++で記憶回路の情
報の書き替えを行うもので、△−D変換器30の出力は
、所定のディジタル表示ができるように]−ド化された
出力であるから、液晶等の表示部7に導き、ディジタル
表示を行うことができる。
第一実施例では、fイジタル表示部として字形表示を図
示したが、本発明の実施は必ずしも字形表示に限定され
るものではない。
第5図は本発明の第二実施例で圧力情報を図形表示する
表示部の正面図である。本実施例の表示部は、ディジタ
ル値に応じて王の変上を同形表示したものである。
図において、圧力表示部50は圧力値に応じてその出力
を面積で表現するものである。上限圧力設定表示部51
は圧力値が所定の圧力以上に上昇したとき、fの設定面
積を式、ζ滅させるものであり、1−wA圧力設定嫡子
53を回動することによって所定の圧力に設定される。
下限圧力設定表示部52は圧力情報が所定の圧力以下に
降下したとぎ、その設定面積を点滅さけるものであり、
下限圧力設定値子54を回動することによって所定の圧
力に設定される。
なお、す[ットボタン55は、上限圧力設定表示部5)
1または下限圧力設定表示部52が点滅したとき、それ
をリセットするものである。
また、太陽電池60は圧力Aに電力を供給するもので、
バカ耐の表面やその周囲に配設するものである。
前記圧力表示部50並びに上限圧力設定表示部51及び
L限F[力設定嫡子53、下限圧力設定表示部52及び
下限圧カニ9定嫡子540回路構成は次のように行われ
る。
前記圧力表示部50はA−r)変換器30の出力をコー
ド変換して字形出力を図形出力としたものであり、第4
図の回路構成を利用するとすればコード変換回路が必要
となる。また、」下限圧力設定表示部51及び下限圧力
設定表示部52は、各々それ用に配設したカウンタの出
力をコード変換して図形出力とするものであり、第4図
の回路構成を利用するとすれば各々のカウンタ及びコー
ド変換回路が必要となる。そして、前記カウンタの出力
及びA−]〕変換器の出力を上限圧力設定表示用一致回
路及び下限圧力設定表示用一致回路に尋き、それによっ
て検出圧力舶と−に限圧力設定値及び下限圧力設定値と
を比較し、両者が一致したとき、発振回路出力を受【J
て、−1−限几力設定表示または下限圧力設定表示を点
滅さけるものである。
また、太陽電池60は、本発明の圧力計は消費電力を極
力押えたものであるから、−吹雪しI!に替えて太陽電
池60にすることも可能である。特に、自然光が圧力計
まで到来しているもの、或い(ま、スポット照明等で圧
力計の照明を得ている場合等においては、アモルファス
太陽電池を用いることにより、数自TrLW以上の電力
が得られるから小形二次電池と共に使用すると効果的で
ある。
[発明の効果] 以上の様に本発明の電子式圧力計は、圧力を受圧して圧
力信号を電気的な圧力検出信号に変換する圧力検出回路
の出力をディジタル信号に変換するA−r)変換回路と
、変換されたディジタル信号を一時記憶する記憶回路と
、前記記憶回路の出力を表示する表示部と、前記圧力検
出回路に間欠的に電源を供給する電力間欠供給回路から
構成されるものであるから、圧力計を構成する回動部分
を電子回路に置き替えたものであるから、圧力計の耐久
性を良くすると共に、消費電力の大きい歪ゲージを有す
る圧力検出回路に間欠的に電源を供給することによって
、一次電池の使用を可能とし、電源供給配線を必要とし
ないから、そのi!l置場所が限定されない等の効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一実施例の電子式圧力計の構成を示
す構成図、第2図は本発明の第一実施例の電子式圧力計
の要部断面図、第3図tま第2図の側面の断面図、第4
図は本発明の第一実施例の電子式圧力J1の回路例を示
す回路図。第5図は本発明の第二実施例で検出圧力を図
形表示する表示部の正面図である。 図において、 7・・・表示部、 10・・・一次電池、 21・・・電力間欠供給回路、 22・・・圧力検出回路、 23・・・A−D変換回路、 24・・・記憶回路、 25・・・表示駆動回路、 51・・・上限圧力設定表示部、 52・・・下限圧力設定表示部、 60・・・太陽電池、 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一よたは相当
部分を示す。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧力を受圧して圧力信号を電気的な圧力検出信号
    に変換する圧力検出回路と、前記圧力検出信号をディジ
    タル信号に変換するA−D変換回路と、変換されたディ
    ジタル信号を一時記憶する記憶回路と、前記記憶回路の
    出力を表示する表示部と、前記圧力検出回路に間欠的に
    電源を供給する電力間欠供給回路からなることを特徴と
    する電子式圧力計。
  2. (2)前記電力間欠供給回路は、方形波発生回路と、ア
    ナログゲートと、定電圧回路から構成したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の電子式圧力計。
  3. (3)前記表示部の表示は、液晶表示としたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載の電子
    式圧力計。
  4. (4)前記液晶表示は、字形表示としたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項に記載の電子式圧力計。
  5. (5)前記液晶表示は、図形表示としたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項に記載の電子式圧力計。
  6. (6)前記表示部の表示は、上限及び下限圧力設定表示
    を具備することを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第4項のいずれかに記載の電子式圧力計。
  7. (7)前記電力間欠供給回路に供給する電源は、一次電
    池としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第5項のいずれかに記載の電子式圧力計。
  8. (8)前記電力間欠供給回路に供給する電源は、太陽電
    池としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第5項のいずれかに記載の電子式圧力計。
  9. (9)前記電力間欠供給回路に供給する電源は、太陽電
    池及び二次電池としたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項ないし第5項のいずれかに記載の電子式圧力計。
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