JPH03130636A

JPH03130636A - 圧力検出装置

Info

Publication number: JPH03130636A
Application number: JP26871989A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Shimazaki; 和典嶋崎
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-06-04

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】〔概　　要〕面倒な調整作業を伴わず省力的に製作できるようにした
圧力検出装置に関し、電圧利得調整や零点調整を殆ど必要とせずに確実に動作
する圧力検出装置を提供することを目的とし、そのために、圧力センサと該圧力センサの出力に基づく
アナログ量をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータと
前記デジタル値を読み取るコンピュータと該コンピュー
タで読み書き可能な不揮発性メモリを有し、予め前記圧
力センサに離散的標準状態の圧力を印加した際、前記Ａ
／Ｄコンバータから得られる参照用データを前記不揮発
性メモリに格納し、測定時には前記圧力センサより得た
データを前記参照用データを参照してほぼ正しいデータ
を算出するデータ処理手段を具備する圧力検出装置を構
成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は面倒な調整作業を伴わず省力的に製作できるよ
うにした圧力検出装置に関する。

〔従　来・の　技　術〕

自動車のエンジンの吸気圧の計量や大気圧の測定には圧
力センサが用いられ、圧力センサとしては半導体ストレ
ンゲージで構成したブリ・ンジ回路が一般的になってい
る。第５図はそうした圧力センサを備えた従来の圧力検
出装置の一例を示すブロック構成図である。同図におい
て、圧力センサ１の出力はオペレーショナルアンプＯＰ
１による増幅器で増幅され、該増幅器の出力はオペレー
ショナルアンプＯＰ２によるオフセット調整回路でオフ
セットが調整されるよう構成されている。前記オフセッ
ト調整回路の出力はＡ／Ｄコンバータ２のアナログ入力
端子へ入力され、該Ａ／Ｄコンバータ２でアナログ量を
例えば８ビ・ントのデジタル値に変換し、変換されたデ
ジタル値はＣＰＵを有する例えば基板コンピュータやパ
ソコン等のコンピュータ３で読み取られるようになって
いる。

こうしてコンピュータに読み取られたデジタルデータは
圧力データとして図外の表示盤に表示されたり、コンピ
ュータの出力ボート等に繋がる圧力に関わる機器等が制
御されるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記圧力センサ１は製造技術上、全く均一の
ものを得ることは困難であり、一般に特性にばらつきを
もっている。そのため、前述の圧力検出装置を正常に動
作させるには、前もって、規定圧力が前記圧力センサ１
に加わっているとき前記Ａ／Ｄコンバータが最大値を変
換するよう前記オペレーショナルアンプＯＰ１による増
幅器の利得調整を可変抵抗ＶＲＩで調整する必要がある
。

また、圧力が前記圧力センサ１に掛かつていないときに
は前記Ａ／Ｄコンバータが零を出力するよう前記オペレ
ーショナルアンプＯＰ２によるオフセット調整回路の可
変抵抗ＶＲ２を調整していわゆる零点調整をする必要が
ある。

しかしながら、前記可変抵抗ＶＲＩ、ＶＲ２の調整は相
互に相関があるため一方を調整すると他方が崩れ、双方
の調整が両立するまでには何度も何度も両立点に絞り込
んで行かなくてはならず、作業効率が悪く、時間がかか
ると云った問題がある。また、前記可変抵抗■Ｒ１、■
Ｒ２に代替する手法として前記増幅器等と共にシリコン
又はセラミック基板上に形成された膜抵抗をレーザトリ
マ等により切削して調整するトリミング法が知られてい
るが、この手法によってもまた前述した問題と同様の問
題があり、その上、トリミングのために高価な装置を必
要とすると云う問題がある。

そこで、本発明はそうした問題点に鑑み、電圧利得調整
や零点調整を殆ど必要とせずに確実に動作する圧力検出
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するために、圧力センサと該圧
力センサの出力に基づくアナログ量をデジタル値に変換
するＡ／Ｄコンバータと前記デジタル値を読み取るコン
ピュータと該コンピュータで読み書き可能な不揮発性メ
モリを有し、予め前記圧力センサに離散的標準状態の圧
力を印加した際、前記Ａ／Ｄコンバータから得られる参
照用データを前記不揮発性メモリに格納し、測定時には
前記圧力センサより得たデータを前記参照用データを参
照してほぼ正しいデータを算出するデータ処理手段を具
備する圧力検出装置を構成する。

〔作　　　用〕

組立、配線等が完了した圧力検出装置は前記データ処理
手段により工場出荷前に一度だけ参照用データが前記不
揮発性メモリに格納される。ユーザ側においては測定時
に前記データ処理手段により前記圧力センサの出力に基
づくデータを前記参照用データを参照して算出しほぼ正
しいデータに決定する。その結果、決定されたデータは
正しい圧力データとして利用できるようになる。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
述する。

第１図は本発明の圧力検出装置の一例を示すブロック構
成図である。

以下、同図において、従来技術の欄で説明した部材と同
じ部材には同じ番号を付して説明する。

圧力検出装置にはブリッジ構成の圧力センサ１があり、
該圧力センサ１の出力は一定利得の増幅器４へ抵抗Ｒ＋
、Ｒｚを介して入力している。なお、抵抗Ｒ３は帰還用
の固定抵抗である。

前記増幅器４の出力はＡ／Ｄコンバータ２のアナログ入
力端子へ入力され、ｍＡ／Ｄコンバータ２でアナログ量
を例えば８ビツトのデジタル値に変換し、変換されたデ
ジタル値はＣＰＵを有する例えば基板コンピュータやパ
ソコン等のコンピュータ３で読み取られるようになって
いる。こうしてコンピュータに読み取られたデジタルデ
ータは圧力データとして図外の表示盤に表示されたり、
コンピュータの出力ボート等に繋がる圧力に関わる機器
等が制御されるようになっている。

一方、前記コンピュータ３は人力ボートを備えており、
ボー１−Ｐ。にはスイッチ５と抵抗Ｒ４の一端を接続し
てあり、該抵抗Ｒ４の他端は図示を省略しているがプラ
ス電源線に接続しである。また、前記スイッチ５の他端
は接地しである。そして、このスイッチ５を操作するこ
とによって後記の校正モードと測定モードを切り換える
ことができるようにしである。

ボートＰ＋にも前記ボートＰａと同様にスイッチ６と抵
抗Ｒ５による操作回路を構成してあり、後記の校正モー
ド時に前記スイッチ６を操作して階段的に参照用データ
を選択する際、データ取り込みを前記コンピュータ３に
指示する。

前記コンピュータ３は通常のコンピュータと同様にＲＯ
Ｍ及びＲＡＭを有しているが、これらの他に不揮発性Ｒ
ＡＭ７を有している。なお、前記コンピュータ３のＣＰ
Ｕ自体に不揮発性ＲＡＭを内蔵している場合には、この
不揮発性ＲＡＭが前記不揮発性ＲＡＭ７となり、外付け
、内蔵の別を問わずそれを用いることができる。また、
該不揮発性ＲＡＭ７としてはＥＥＰＲＯＭやＯＴＰＲＯ
Ｍを好適に使用できる。

而して、組立、配線等が完了した本発明に係る圧力検出
装置は工場出荷前に以下の手順で校正される。

先ず、圧力検出装置を校正モードとするため、前記スイ
ッチ５を操作する（図示の場合には閉成する）。すると
、前記入力ボートの状態が“Ｈ”から“Ｌ”に変わる。

その結果、前記コンピュータ内のＣＰＵは前記ＲＯＭに
書き込まれている校正用のプログラムの実行に入る。そ
の後、前記圧力センサｌに離数的標準状態の圧力を印加
して行きその都度ミ圧力に対する前記Ａ／Ｄコンバータ
２の出力データ（デジタル変換値）を前記ＣＰＵに読み
出させる。それにより、該ＣＰＵは前記プログラムに従
って各々の圧力に対するデータの対応表を前記不揮発性
ＲＡＭ７に作成する。即ち、第２図を参照して、Ｐｏ　
、Ｐ＋　、Ｐ２〜Ｐｓの如く一定の圧力差を採ってこれ
を順次前記圧力センサ１に印加して行く。そして、これ
ら圧力の一つ一つに対応する前記Ａ／Ｄコンバータ２の
出力データＤｏ　、Ｄｒ　、Ｄ２〜Ｄｓを前記ＣＰＵに
読み出させる。その際、各圧力に対する各データを読み
出させるに当たり、圧力が前記圧力センサ１に印加され
て状態が安定した時点に前記スイッチ６を操作（閉成）
する。その結果、前記ボートＰ０の状態が“Ｈ”から“
Ｌ″に変わる。この状態変化に前記ＣＰＵが応動して前
記Ａ／Ｄコンバータ２の出力データを取り込み、それを
前記不揮発性ＲＡＭ７に前記圧力に対応させつつ書き込
んで行く。かくして、前記不揮発性ＲＡＭ７の所定領域
には第３図に示す如き関係の圧力に対するデジタルデー
タの対応表ができ上がる。こうして得られたデータは後
記の測定モードで正しい圧力を得るために参照される参
照用データとして用いられる。

以上のように、前記不揮発性ＲＡＭ７に参照用データが
書き込まれて工場から出荷され、ユーザの手元に引き渡
される。なお、前記スイッチ５及び前記スイッチ６はそ
のいずれも開成状態（測定モード）で工場から出荷され
る。

ユーザは使用に当たって未知の圧力Ｐｘを前記圧力セン
サ１に印加する。前記ＣＰＵは前記Ａ／Ｄコンバータか
らその時のデジタルデータＤｘを読み込み、それをレジ
スタ或いはＲＡＭに保存する。そして、前記未知の圧力
Ｐｘを算出するために、前記不揮発性ＲＡＭ７に作成さ
れている前記対応表を参照し、前記Ｄ　ｏ　＝　Ｄ　Ｈ
の内から比較により前記デジタルデータＤｘに至近の大
小二個のデータを選゛出する。いま、これらのデータの
うち小さい方をＤｎ１大きい方をＤｎや、とじこれらに
それぞれ対応する圧力をＰ、、Ｐ、、。１とすると、Ｄ
ｘ　　　　　Ｄ− Ｐｘ　　−Ｘ　　（Ｐｎ−＋　　　ｐｎ　　）　　＋　
ＰｎＤ　ｎ　＊　Ｉ　　　Ｄ　ｎｆ表すことができる。これらの関係を分かり易くするた
めグラフ化して第４図に示している。

前記コンピュータ３のＲＯＭ内には常法により前式の計
算を為すプログラムが書き込まれており、前記ＣＰＵは
このプログラムを実行する。その結果、前記未知の圧力
Ｐｘが決定し、これを外部の表示装置や制御装置に送出
したり、前記コンピユータ３自体が各種装置を制御する
ためのデータとして用いることができるようになる。

前述の校正モードにおける例では、圧力Ｐ０、Ｐ、、Ｐ
２〜Ｐｓとこれらのそれぞれに対応するデータデータＤ
ｏ、Ｄ、、Ｄ、〜ＤＮを前記不揮発性ＲＡＭ７に書き込
んで測定モード時に前述の如く参照しているが、前記圧
力とデータの関係よりｐ＝ｃｏ　＋ＣＩ　Ｄ　（Ｃ（ｌ
は定数、ＣＩは一次の係数）のような−次回掃拭を予め
計算して前記Ｃ０及びＣ１を求め、これらを前記不揮発
性ＲＡＭ７に書き込んでおき、測定時に求まったデータ
Ｄに対する圧力Ｐを算出するようにもできる。この場合
には保存しておくべき参照データを少なくできメモリー
領域の節約になる。また、より精度を向上させるために
、前記圧力とデータの関係よりＰ＝Ｃｏ　＋Ｃ＋　Ｄ＋
Ｃｚ　Ｄ２　（Ｃｏは定数、Ｃ。

は−次の係数、Ｃ２は二次の係数）のような二次回帰式
を予め計算して前述した一次回帰式の場合と同様に算出
結果を前記不揮発性ＲＡＭ７に書き込んでおき、これら
を測定時に利用するようにもできる。

前述の説明では便宜上、前記校正モードにおいて調整者
自身が前記スイッチ５やスイッチ６を操作するように説
明したが、これらスイッチの操作をマイクロコンピュー
タやシーケンサ或いはプログラマブルコントローラを用
いることにより、標準圧力発生器より自動的にタイミン
グをとって前記圧力センサ１に前記ＰＧ−ＰＭの圧力を
印加して自動校正が行えるようになる。しかも、−度に
数十台を併せて自動調整することができる。従って、調
整には殆ど時間を要しない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、データ処
理手段により予め正しい圧力を決定するための参照用デ
ータを不揮発性メモリに保存し、測定時に前記参照用デ
ータを参照してほぼ正しいデータを算出するよう構成し
たから面倒な調整作業を伴わず省力的に製作できる圧力
検出装置を提供することができ、経済的にも有利なり、
コストダウンを実現できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧力検出装置の一例を示すブロック構
成図、第２図は本発明に係る圧力検出装置の校正モードを説明
するための説明図、第３図は本発明に係る圧力検出装置の校正モードで得た
データと圧力の対応関係を示す説明図、第４図は測定モ
ード時に得た未知の圧力を校正モード時に得た参照デー
タを用いて決定する様子を示す説明図、第５図は従来の圧力検出装置の一例を示すブロック構成
図である。１・・・・圧力センサ、２・・・・Ａ／Ｄコンバータ、３・・・・コンピュータ、５・・・・スイッチ、６・・・・スイッチ、７・・・・不揮発性ＲＡＭ。

Claims

【特許請求の範囲】

圧力センサと該圧力センサの出力に基づくアナログ量を
デジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータと前記デジタル
値を読み取るコンピュータと該コンピュータで読み書き
可能な不揮発性メモリを有し、予め前記圧力センサに離
散的標準状態の圧力を印加した際、前記Ａ／Ｄコンバー
タから得られる参照用データを前記不揮発性メモリに格
納し、測定時には前記圧力センサより得たデータを前記
参照用データを参照してほぼ正しいデータを算出するデ
ータ処理手段を具備することを特徴とする圧力検出装置
。