JPH0374780B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0374780B2 JPH0374780B2 JP5803284A JP5803284A JPH0374780B2 JP H0374780 B2 JPH0374780 B2 JP H0374780B2 JP 5803284 A JP5803284 A JP 5803284A JP 5803284 A JP5803284 A JP 5803284A JP H0374780 B2 JPH0374780 B2 JP H0374780B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric vibrator
- current
- frequency
- output
- voltage converter
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- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring 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
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0008—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
- G01L9/0022—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、圧電振動子を利用した気体圧力計
の新規な測定回路に関するものである。
の新規な測定回路に関するものである。
圧力容器内に置かれ屈曲振動する圧電振動子の
直列共振周波数における交流抵抗値は、第１図に
示すように圧力に応じて変化することが知られて
いる。それ故、この交流抵抗値を知ることができ
ればそれに対応する圧力を知ることができる。
直列共振周波数における交流抵抗値は、第１図に
示すように圧力に応じて変化することが知られて
いる。それ故、この交流抵抗値を知ることができ
ればそれに対応する圧力を知ることができる。
交流抵抗値の測定には種々の方法があるが、代
表的な方法として第２図に示すような方法があ
る。すなわち、発振器１は周波数の交流電圧θs
を発生していると共に、２は被測定素子、３は増
幅器で帰還抵抗RFと共に電流−電圧変換器を構
成し、その出力電圧はθoである。被測定素子に
流れる電流iXと帰還抵抗に流れる電流iFは等しい
ような増幅器が選ばれる。この方式によれば被測
定素子の交流抵抗Zxは(1)によつて求まる。
表的な方法として第２図に示すような方法があ
る。すなわち、発振器１は周波数の交流電圧θs
を発生していると共に、２は被測定素子、３は増
幅器で帰還抵抗RFと共に電流−電圧変換器を構
成し、その出力電圧はθoである。被測定素子に
流れる電流iXと帰還抵抗に流れる電流iFは等しい
ような増幅器が選ばれる。この方式によれば被測
定素子の交流抵抗Zxは(1)によつて求まる。
Zx＝RF（θs／θo） ……(1)
しかし、圧力計のセンサーとして圧電振動子を
用いた場合、第３図に示すように圧力の変化に応
じて、圧電振動子の共振周波数が変化するため
に、従来の方式である第２図の方法で行うと、発
振器１の発振周波数は常に共振周波数を探しなが
ら測定しなければならなく、面倒で時間のかかる
という不都合がある。
用いた場合、第３図に示すように圧力の変化に応
じて、圧電振動子の共振周波数が変化するため
に、従来の方式である第２図の方法で行うと、発
振器１の発振周波数は常に共振周波数を探しなが
ら測定しなければならなく、面倒で時間のかかる
という不都合がある。
本発明は、以上のような不都合のない新規な圧
電振動子を用いた気体圧力計を提供することを目
的とするもので、以下、図面と共に本発明による
気体圧力計の好適な実施例について詳細に説明す
る。
電振動子を用いた気体圧力計を提供することを目
的とするもので、以下、図面と共に本発明による
気体圧力計の好適な実施例について詳細に説明す
る。
第４図において、符号５で示されるものは周波
数制御回路であり、電圧制御発振器のように周波
数を可変できる発振器である。この周波数制御回
路５の可変周波数範囲は、圧電振動子６が測定す
る圧力範囲での共振周波数の偏移より広い周波数
範囲である。この周波数制御回路５からの出力は
圧電振動子６に与えられ、この圧電振動子６の出
力は電流−電圧変換器７に印加されている。この
電流−電圧変換器７は圧電振動子６に流れる電流
に比例する電圧を出力する。
数制御回路であり、電圧制御発振器のように周波
数を可変できる発振器である。この周波数制御回
路５の可変周波数範囲は、圧電振動子６が測定す
る圧力範囲での共振周波数の偏移より広い周波数
範囲である。この周波数制御回路５からの出力は
圧電振動子６に与えられ、この圧電振動子６の出
力は電流−電圧変換器７に印加されている。この
電流−電圧変換器７は圧電振動子６に流れる電流
に比例する電圧を出力する。
この圧電振動子６の交流抵抗、すなわちインピ
ーダンスの位相特性は、第５図に示すように共振
周波数oにおいて０度となる。それ故、周波数
制御回路５の出力電圧と電流−電圧変換器７から
の出力電圧との位相特性は、やはり共振周波数
oの点で同相となるが、圧電振動子６に流れる
電流と同相である電流−電圧変換器７の出力電圧
は、周波数制御回路５の出力電圧に対して共振周
波数より低い周波数では遅れとなる。
ーダンスの位相特性は、第５図に示すように共振
周波数oにおいて０度となる。それ故、周波数
制御回路５の出力電圧と電流−電圧変換器７から
の出力電圧との位相特性は、やはり共振周波数
oの点で同相となるが、圧電振動子６に流れる
電流と同相である電流−電圧変換器７の出力電圧
は、周波数制御回路５の出力電圧に対して共振周
波数より低い周波数では遅れとなる。
それ故、位相比較器８で周波数制御回路５の出
力電圧と電流−電圧変換器７の出力電圧との位相
差を検出する。この位相比較器８は、この２つの
位相差に比例した電圧を出力するために、この出
力電圧を周波数制御回路５の周波数制御端子に接
続し、常に圧電振動子６に印加される電圧の周波
数が共振周波数に一致するようにフイードバツ
ク・ループを形成する。符号９で示されるものは
位相比較器８に接続されたローパス・フイルター
で、通常、位相比較器８の出力の高周波成分やノ
イズを除いたり、系を安定化するために設けられ
る。常に、圧電振動子に印加されるそれの共振周
波数と等しい周波数を持つ交流電圧と、電流−電
圧変換器７の出力電圧は演算回路１０に導かれ(1)
式に従つた演算を行う。この演算回路の出力は電
圧計１１に接続すれば圧力に対応する交流抵抗値
が表示されることになり、それに対応する圧力を
電圧計の目盛に表示すれば、圧力計を構成するこ
とができる。
力電圧と電流−電圧変換器７の出力電圧との位相
差を検出する。この位相比較器８は、この２つの
位相差に比例した電圧を出力するために、この出
力電圧を周波数制御回路５の周波数制御端子に接
続し、常に圧電振動子６に印加される電圧の周波
数が共振周波数に一致するようにフイードバツ
ク・ループを形成する。符号９で示されるものは
位相比較器８に接続されたローパス・フイルター
で、通常、位相比較器８の出力の高周波成分やノ
イズを除いたり、系を安定化するために設けられ
る。常に、圧電振動子に印加されるそれの共振周
波数と等しい周波数を持つ交流電圧と、電流−電
圧変換器７の出力電圧は演算回路１０に導かれ(1)
式に従つた演算を行う。この演算回路の出力は電
圧計１１に接続すれば圧力に対応する交流抵抗値
が表示されることになり、それに対応する圧力を
電圧計の目盛に表示すれば、圧力計を構成するこ
とができる。
回路をより簡略化するために、周波数制御回路
の出力電圧を常に一定にし、交流抵抗値の代りに
交流抵抗の逆数であるアドミツタンスを圧力を示
す量として利用すれば第４図の演算回路を省略す
ることができる。
の出力電圧を常に一定にし、交流抵抗値の代りに
交流抵抗の逆数であるアドミツタンスを圧力を示
す量として利用すれば第４図の演算回路を省略す
ることができる。
このように、常に圧電振動子の共振周波数と等
しい周波数を持つ交流電圧を印加するように、圧
電振動子に流れる電流の位相と、印加電圧を位相
が等しくなるようにフエーズ・ロツク・ループを
形成することにより、共振周波数を探しだすとい
う、やつかいな作業が不要となり、操作性の良い
圧力計を構成することができる。
しい周波数を持つ交流電圧を印加するように、圧
電振動子に流れる電流の位相と、印加電圧を位相
が等しくなるようにフエーズ・ロツク・ループを
形成することにより、共振周波数を探しだすとい
う、やつかいな作業が不要となり、操作性の良い
圧力計を構成することができる。
第１図および第２図は従来構成を示すもので、
第１図は特性図、第２図は回路図、第３図〜第５
図は本発明による気体圧力計を示すもので、第３
図は特性図、第４図はブロツク図、第５図は特性
図である。 ５……周波数制御回路、６……圧電振動子、７
……電流電圧変換器、８……位相比較器、９……
ローパスフイルタ、１０……演算回路、１１……
電圧計。
第１図は特性図、第２図は回路図、第３図〜第５
図は本発明による気体圧力計を示すもので、第３
図は特性図、第４図はブロツク図、第５図は特性
図である。 ５……周波数制御回路、６……圧電振動子、７
……電流電圧変換器、８……位相比較器、９……
ローパスフイルタ、１０……演算回路、１１……
電圧計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧力容器内に設けられた圧電振動子の共振周
波数における交流抵抗値からその圧力を計測する
気体圧力計において、 前記圧電振動子の入力側に接続された周波数制
御回路と、前記圧電振動子の出力側に接続された
電流電圧変換器と、前記周波数制御回路および電
流電圧変換器の出力に接続された位相比較器と、
前記電流電圧変換器に接続された電圧計と、 前記位相比較器に接続されたローパスフイルタ
と、前記ローパスフイルタの出力を前記周波数制
御回路に入力させるための入力手段とを備え、前
記圧電振動子の共振周波数における交流電圧値に
よつて前記圧電振動子の周囲気体の圧力を表示す
るように構成したことを特徴とする気体圧力計。 ２ 電流電圧変換器と電圧計との間に、周波数制
御回路の出力と電流電圧変換器の出力より圧電振
動子の共振周波数における交流抵抗値を演算する
演算回路を設けたことを特徴とする１項記載の気
体圧力計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5803284A JPS60201225A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 気体圧力計 |
| EP85301893A EP0157533B1 (en) | 1984-03-26 | 1985-03-19 | Pressure measuring apparatus, e.g. a barometer |
| DE8585301893T DE3583055D1 (de) | 1984-03-26 | 1985-03-19 | Druckmessgeraet, z.b. ein barometer. |
| US06/715,496 US4597288A (en) | 1984-03-26 | 1985-03-25 | Barometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5803284A JPS60201225A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 気体圧力計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60201225A JPS60201225A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0374780B2 true JPH0374780B2 (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=13072602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5803284A Granted JPS60201225A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 気体圧力計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60201225A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6110735A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-18 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 気体圧力計 |
| US20150011899A1 (en) * | 2012-01-23 | 2015-01-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device and method for monitoring variation of animal respiration and/or heartbeat |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP5803284A patent/JPS60201225A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60201225A (ja) | 1985-10-11 |
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