JPS6366432A

JPS6366432A - 試験用圧力発生器

Info

Publication number: JPS6366432A
Application number: JP21118886A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshioka; 隆吉岡
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1988-03-25

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、プロセス制御システムにおいて、計測用に
採用される差圧伝送器、圧力伝送器、空電変換器等、圧
力を入力する計器を現場で較正するのに使用する試験用
圧力発生器に関する。

（ロ）従来の技術現場で較正試験用に使用する従来の圧力発生器は、第３
図に示すように、逆止弁付のタンク４１に手動ポンプ等
で圧力を貯え、切替弁４２、ニードル弁４３を介して、
タンク４１内の圧力を被試験器４７に出力する。この場
合、当初、切替弁４２を実線側に切替え、ニードル弁４
３は閉にしておき、手動ポンプにより、タンク４１に圧
力を溜める。その後、ニードル弁４３を徐々に開き、出
力圧が圧力センサ４５で検出され、表示器４６に表示さ
れる。この表示される圧力は、徐々に目標値に近づく。

表示器４６のデジタル表示が目標値の近傍にきたところ
でニードル弁４３を閉める。

そして、圧が目標値に完全に合致するように、ベローズ
４４の容積をネジ４８を回して調整する。

圧を下げる時は、切替弁４３を徐々に開けていき、目標
器の近傍でニードル弁４３を閉める。そして、ベローズ
４４で精密調整を行うようにしている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記従来の試験用圧力発生器は、タンクと被試験器間に
ニードル弁とベローズを設け、粗と精の調整を行い、所
望の圧力を被試験器に供給するようにしているが、ニー
ドル弁は多回転であり、調整が極めて難しく、慣れない
と取扱いが難しいという欠点があった。

この発明は、上記に鑑み、比較的短時間で精密に所望の
圧力が調節し得る試験用圧力発生器を提供することを目
的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段この発明の試験用圧力発生器は、第１図に示すように、
操作式ポンプ１と、この操作式ポンプより供給される圧
力を貯えるタンク２と、このタンクと出力路４間に設け
られる調節弁３と、この調節弁を大気と前記タンクに切
替接続する切替弁５と、前記出力路に設けられる微圧調
整用のベローズ６と、前記出力路の出力圧を検出する圧
力検出部７と、出力圧を設定するための設定部８と、前
記圧力検出部の出力電圧Ｅ２と前記設定部の設定電圧Ｅ
＋を所定圧力に相当する電圧Ｅ３で補正した電圧を減じ
た電圧との差を演算する演算手段９と、この演算手段出
力を受け、前記差電圧に応じて前記調節弁を制御する弁
制御回路１０と、前記圧力センサの出力に対応する電圧
を出力圧として表示する表示器１１とから構成されてい
る。

（ホ）作用この試験用圧力発生器では、圧力を、例えば所定の目標
値に上昇して設定する場合には、ポンプ１でタンク２内
に圧力を供給し、その後、調節弁３を開いて被試験器１
２に空気圧を出力すると共に、圧力検出部７でその出力
圧を電気信号に変換し、出力圧に対応する電圧Ｅ２を演
算手段９に入力する。演算手段９では、設定部８で設定
される設定電圧Ｅ＋及び微小圧力に相当する電圧Ｅ３が
入力されており、設定電圧Ｅ、から所定圧力に相当する
電圧Ｅ、を減じた電圧と出力に対応する電圧Ｅ２の差Ｅ
ｚ　　Ｅ＋−Ｅ、ｌが演算される。弁制御回路１０は、
この差電圧に応じて調節弁３を制御する。出力圧が上昇
すると、差電圧Ｅｘ　　ＥｒＥ３が小さくなり、やがて
差電圧がＯになると、調節弁３の開閉動作は停止し、出
力圧は設定圧よりも所定電圧Ｅ３に相当する圧力だけ小
さい値となる。以後は、表示器１１の表示を見ながら、
微圧調整用ベローズ６の内部容量を小さくして、出力圧
を上昇させ、出力圧を設定圧力に合致させる。

逆に、設定圧を下げる場合は、上記比較的大なる設定圧
に出力圧を上昇させた状態で、設定電圧を目標とする圧
力に対応する値まで下げ、切替弁３を大気に開放してお
く。演算手段９では、設定電圧Ｅ１に所定圧力に相当す
る電圧Ｅ３を加算した電圧と出力に対応する電圧Ｅ２の
差Ｅ、−Ｅ２＋Ｅ３が演算される。弁制御回路１０は、
この差電圧に応じて調節弁３を開閉制御し、出力路４の
圧力は調節弁３、切替弁５を介して、大気に導出される
ので、出力圧が下降する。差電圧Ｅ　ＩＥ　ｚ＋ＥＪが
小さくなり、やがて差電圧がＯとなると、調節弁３の開
閉動作が停止し、この時点での出力圧は、設定圧よりも
所定電圧Ｅ３に相当する圧力だけ大きい値となる。以後
は、表示器１１の表示を見ながら、微圧調整用ベローズ
６の内部容量を大きくして、出力圧を僅かずつ下降させ
、出力圧を設定圧力に合致させる。

（へ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第２図は、この発明の一実施例を示す較正用の試験用圧
力発生器のブロック図である。

同図において、逆止弁付タンク２には、手動ポンプ１に
より空気圧が供給され、貯えられるようになっており、
タンク２内の圧力は、電磁弁（調節弁）３°を経て、出
力路４より出力圧が被試験器１２に供給されるようにな
っている。また、調節用の電磁弁３とタンク２間には、
電磁弁３をタンク２と大気側に切替接続する切替弁５が
設けられている。電磁弁３は、弁制御回路１０より出力
されるパルスにより、開閉比が制御されるようになって
いる。

出力路４には、出力圧を電気信号に変換する圧力センサ
７及び出力圧を微小変化させるためのベローズ６が設け
られている。圧力センサ７の出力信号は、信号増幅器７
２で増幅され、出力圧に相当する電圧Ｅ２として、演算
回路９０に入力されている。

設定部８は、出力圧を設定する設定器８１、この設定器
８１の電圧を信号変換して、出力圧に相当する設定電圧
Ｅ１を演算回路９０に入力する信号変換器８２、設定（
ＳＥＴ）と測定（ＭＥＡＳ）を切替えるスイッチ８３及
びセットスイッチ８４等を備えている。スイッチ８３は
、信号増幅器７２の出力Ｅ２、あるいは信号変換器８２
の出力Ｅ。

を、切替選択により表示部１１に入力している。

表示部１１は、Ａ／Ｄ変換器１１１、ドライバ１１２及
びデジタル表示器１１３から構成されている。

演算回路９０には、設定電圧Ｅ８、出力圧に相当する電
圧Ｅｘの他に、ベローズ６で圧力調整が可能な程度の微
小圧力に相当する圧力Ｅ、が入力されており、ＥＩ　　
　ＥＸ　　Ｅ３　　（あるいはＥＩ　　　Ｅ２十Ｅ３）
が演算され、その演算された電圧が、弁制御回路１０に
入力されている。

弁制御回路１０は、演算回路９０より入力される差電圧
に応じた周波数のパルス信号を出力する電圧／周波数変
換回路１０１、この電圧／周波数変換回路１０１よりの
パルス信号を電磁弁３を開するのに十分な程度の期間の
幅信号に変換して出力するワンショット回路１０２、ゲ
ート回路１０３、演算回路９０よりＥ、−ＥＺ−Ｅ３を
受け、ＥＩ　　ＥＸ　　Ｅ：ｌ＜Ｏでハイ信号を出力す
る比較器１０４及びスイッチ８４のオンでセントされ、
比較器１０４の出力でリセットされ、そのセント出力で
ゲート回路１０３を開くフリップフロップ１０５から構
成されている。

次に、この実施例圧力発生器の動作について説明する。

出力圧を上げる場合、例えば、出力路４の圧力がＯｍｍ
ＨｚＯから１０００ｍｍＨｚＯに設定する場合には、タ
ンク２内に手動ポンプ１により、設定圧よりかなり大な
る圧力を貯えておく。そして、切替弁５をタンク２側に
切替え、スイッチ８３をＳＥＴ側に倒し、設定部８によ
り、１０００ｍｍＨｚＯを設定人力する。信号変換器８
２からは、この設定圧力に相当する電圧Ｅ１が出力され
、スイッチ８３、Ａ／Ｄ変換器１１１を経て、デジタル
表示器１１２に、Ｉ　Ｑ　００ｍｍＨｚＯが表示される
。

演算回路９０では、今、Ｅ：１＝５０、つまり５Ｑ　ｍ
ｍＨ２Ｏの圧力に相当する電圧であると、Ｅｌ　−２２
−Ｅ、＝１０００−０−５０＝９５０が出力され、この
偏差電圧が電圧／周波数変換器１０１でパルス信号に変
換され、ワンショット回路１０２に入力される。ここで
は、偏差電圧が大なるほどパルス周波数が大であり、従
って、ワンショット回路１０２の出力には、デユーティ
の大なるパルス信号が導出される。しかし、ゲート回路
１０３が開かれていないので、電磁弁３は開かれない。

次に、スイッチ８３をＭＥＡＳ側に倒すと共に、スイッ
チ８４をオンする。これにより、出力路４の圧力がスイ
・ノチ８３を経てＡ／Ｄ変換器１１１に入力され、デジ
タル表示器１１３に表示される。

また、フリップフロップ１０５がセントされ、ワンショ
ット回路１０２のパルス出力がゲート回路１０３を経て
、電磁弁３をデユーティに応じて開閉する。そのため、
タンク２内の圧力が切替弁５、電磁弁３を通して出力路
４に送出され、被試験器１２に供給される。当初、出力
路４の圧力が低く、ゲート回路１０３からのパルス信号
のジューティが大なので、電磁弁３は高頻度に開閉され
るから、出力圧は急上昇してゆく。そのため、演算回路
９０より出力される偏差電圧Ｅ＋　　ＥＸ　　Ｅ３は減
少してゆく。出力圧の上昇が続き、やがて９５０ｍｍ１
（ｚｏを越えると、偏差電圧Ｅｌ　−ＥＸ−Ｅ：ｌが０
よりも小さくなり、比較器１０４の出力がハイに立上り
、フリップフロップ１０５がリセットされる。これによ
り、出力路４にはタンク２よりそれ以上の圧力の供給が
なくなる。そのため、出力圧は９５０ｍｍ１ｌ□０を越
えた時点で上界が停止し、デジタル表示器１１３には、
９５０ｍｍＨｚＯを越えた値が静止的に表示される。

オペレータは、今度はデジタル表示器１１３の表示を見
ながら、ベローズ６の変位調節器１３を調節して、ベロ
ーズ６の容積を小さくし、出力路４内の圧力を上げ、デ
ジタル表示器１１３の表示が１０００ｍｍＨ□０となる
までこの操作を続け、表示が１０００ｍｍＨｚＯとなる
と、それが目標とする設定圧力である。

出力圧を下げる場合、例えば設定圧を１０００ｍｍ１０
０Ｏから８００ｍｍＦＩｚＯに落とす場合には、切替弁
５を大気側に切替える。一方、スイッチ８３をＳＥＴ側
に倒し、設定部８によりデジタル表示器１１３に８００
ｍｍＨ２Ｏの表示がなされるように設定入力する。

演算回路９０では、　　（ＥＩ　　ＥＩ　＋Ｅ：Ｉ）の
演算結果が出力されるように符号変換を行う。この演算
値は、−（８００−１０００＋５９）＞０となる。ここ
でスイッチ８４をオンすると、フリップフロップ１０５
がセットされ、ゲート回路１０３が開かれる。そのため
、電磁弁３が上記と同様にして開閉され、出力路４内の
圧力は電磁弁３、切替弁５を通して大気に逃がされる。

これにより、出力圧は下降してゆく。やがて出力圧が８
５０ｍｍＨ，０になると、　　（ＥＩ　−Ｅｘ　＋　２
３）＝　　（８００−８５０＋５０）＝０となり、これ
より出力圧が小さくなると−（Ｅｔ　−ＥＩ　＋２３）
＜Ｏとなる。

そのため、比較器１０４の出力がハイとなり、フリップ
フロップ１０５がリセットされ、ゲート回路１０３は閉
じられ、応じて電磁弁３も閉じられる。これにより、出
力路４の圧力の大気への逃がしは停止するので、デジタ
ル表示器１１３には８５０ｍｍ）ｂＯが表示される。オ
ペレータは、この表示を見ながらベローズ６の変位調節
器１３を調節して、ベローズ６の容積を大きくして出力
路４内の圧力を下げ、デジタル表示器１１３の表示が８
００ｍｍＨｚＯとなるまでこの操作を続け、表示が８０
０　ｍｍＨｚＯとなると、それが目標とする設定圧力で
ある。

なお、上記実施例において、ポンプ１として手動ポンプ
を使用したが、これに代えて、足踏み式ポンプを用いて
もよい。

（ト）発明の効果この発明によれば、タンク内の圧力を被試験器に供給す
る量を調節し、あるいは大気に開放して出力圧を調節す
る調節弁の開閉を、設定圧力よりも調節前の出力圧に微
小圧だけ近い圧力に相当する電圧と出力圧に相当する電
圧の偏差に応じて制御し、出力圧を近似設定圧力まで自
動的に調整し、その後は手動変位調節手段により、ベロ
ーズの容積を変化させて、設定圧力のＲｉＢＩＪを行う
ものであるから、調節弁の開閉制御が自動的になせ、従
来のニードル弁による調節のように、多回転による回転
数の確認等の煩わしさがない。それでいて、設定圧力の
微調は、手動変位調節手段で行うものであるから、構成
が簡易であり、前便・安価な試験用圧力発生器を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の試験用圧力発生器の構成を示すブ
ロック図、第２図は、実施例試験用圧力発生器のブロッ
ク図、第３図は、従来の試験用圧力発生器を示すブロッ
ク図である。に手動ポンプ、　　２：逆止弁付タンク、３：電磁弁、
　　　　　４：出力路、５：切替弁、　　　　　６：ベローズ、７：圧力センサ
、　　８：設定部、９：演算部、　　　　１０：電磁弁制御回路、１１：表
示部、　　　　１２：被試験器、１３：手動変位調節器
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）操作式ポンプと、この操作式ポンプより供給され
る圧力を貯えるタンクと、このタンクと出力路間に設け
られる調節弁と、この調節弁を大気と前記タンクに切替
接続する切替弁と、前記出力路に設けられる微圧調整用
のベローズと、前記出力路の出力圧を検出する圧力検出
部と、出力圧を設定するための設定部と、前記圧力検出
部の出力電圧と前記設定部の設定電圧を所定圧力に相当
する電圧で補正した電圧との差を演算する演算手段と、
この演算手段出力を受け、前記差電圧に応じて前記調節
弁を制御する弁制御回路と、前記圧力検出部の出力に対
応する電圧を出力圧として表示する表示器とからなる試
験用圧力発生器。