JPH0587570A - 水深計付き電子時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、水深計付電子時計において外装ケー
ス等に組み込まれた又は計時変化で発生する増幅回路の
オフセットの変動が原因による誤った水深表示の回避。 【構成】水深計付電子時計において、水深計測を行うた
めの計算式に必要な異なる２値の圧力メモリデータＤ
ａ，Ｄｂと、外装ケース等に組み込まれた後に、再度ど
ちらか一方メモリデータと同一の圧力下でＡ／Ｄ変換値
Ｄｃをとり、センサ情報データ処理回路５０でメモリデ
ータとＡ／Ｄ変換値Ｄｃを比較し、それを表示装置６に
表示する。 【効果】 外装ケース等に組み込まれた状態で増幅回路
のオフセットの確認が出来、且つ簡単に校正が可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水圧を検出する半導体
センサ組立作業又は計時的な変動による誤水深表示を防
止する水深計付き電子時計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水深計付き電子時計の構成を図６
に基づいて説明する。１はピエゾ効果を利用した半導体
圧力センサであり、圧力Ｐに対し比例した電圧Ｖｐ出力
する。以下半導体圧力センサを圧力センサと呼ぶ）２は
センサ駆動回路であり、前記圧力センサ１に定電流を流
して駆動する駆動回路である。３は増幅回路であり、該
増幅回路３は感度調整及びオフセットの調整を行わず定
まった増幅増幅率を持っている。従ってセンサー電圧Ｖ
ｓは一定倍率に増幅され増幅電圧Ｖａとして出力され
る。４はＡ／Ｄ変換回路であり後述するマイクロコンピ
ュータ５５のタイミング信号Ｓに同期して、前記増幅電
圧Ｖａを入力してＡ／Ｄ変換データＤｃを出力する。５
０はセンサー情報処理回路でりメモリ設定回路５１、第
１のメモリであるメモリＡ５２、第２のメモリであるメ
モリＢ５３、データ選択回路５４、センサ特性式算出で
あるマイクロコンピュータ５５により構成されている。
メモリ設定回路５１は、前記Ａ／Ｄ変換回路４から端子
Ｉに入力される変換データＤｃを端子Ｃに入力される外
部制御信号Ｐｃに従い、端子Ｏ１又は端子Ｏ２より出力
し、メモリＡ５２又はメモリＢ５３に記憶する。前記メ
モリ設定回路５１の端子Ｏ１より変換データＤｃが出力
されると、その変換データＤｃはメモリＡ５２にメモリ
データＤａとして記憶される。一方、端子Ｏ２より変換
データＤｃが出力されると、変換データＤｃはメモリＢ
５３にメモリデータＤｂとして記憶される。なおメモリ
Ａ５２及びメモリＢ５３は不揮発性メモリであり前記メ
モリ設定回路５１により記憶させられると電源を切って
もその内容は保持されてる。データ選択回路５４は端子
Ｃに供給されているマイクロコンピュータ５５の制御信
号により端子Ｉ１に入力されている変換データＤｃ、又
は端子Ｉ２に入力されている変換データＤａ、又は端子
Ｉ３に入力されている変換データＤｂを選択的に端子Ｏ
より出力して、マイクロコンピュータ５５に供給し、セ
ンサー情報データＤｊに変換し出力する。６は表示装置
であり、前記センサ情報データＤｊを入力し、その値を
表示する。

【０００３】上記構成を有するセンサ信号処理装置の動
作説明をする。通常この動作はセンサや回路を時計外装
ケースに組み込む前に行なうものである。先ず水深デー
タを出力するためのセンサ特性式の算出方法について説
明する。ある一定の圧力Ｐ１（例えば絶対圧１気圧）を
センサ１に加え、この状態でメモリ設定回路５１のＣ端
子に外部制御信号Ｐｃを入力し前記Ａ／Ｄ変換回路４か
ら出力されている変換データＤｃをメモリＡ５２に記憶
する。次に圧力Ｐ１より高い圧力Ｐ２（例えば絶対圧６
気圧）を圧力センサに加え、この状態でメモリ設定回路
５１の外部制御信号Ｐｃを入力し前記Ａ／Ｄ変換回路４
から出力されている変換データＤｃをメモリＢ５３に記
憶する。

【０００４】これは図６に示すように圧力Ｐ１のときの
変換データＤｃをメモリデータＤａとしてメモリＡ５２
に記憶し、圧力Ｐ２のときの変換データＤｃをメモリデ
ータＤｂとしてメモリＢ５３に記憶したことになる。次
にマイクロコンピュータ５５による、センサ特性式の算
出について説明する。マイクロコンピュータ５５はデー
タ選択回路５４の端子Ｃを制御して、メモリＡ５２に記
憶されているメモリデータＤａ（圧力Ｐ１のときの変換
データＤｃ）と、メモリＢ５２に記憶されているメモリ
データＤｂ（圧力Ｐ２のときの変換データＤｃ）を読み
込み、α、βを計算しセンサ特性式（１）を決定する。

【０００５】 Ｄｊ＝α×Ｄｃ＋β ・・・・（１） α＝（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｄｂ−Ｄａ） β＝Ｐ１−α×Ｄａ なお、このセンサ特性式（１）の決定は電源投入時、１
回だけ行えば良い。該センサ特性式（１）は、圧力セン
サに加わる圧力Ｐによって発生する変換データＤｃを表
示情報としてのセンサ情報信号Ｄｊに変換するものであ
る。そして一度センサ変換式（１）が決定されると、以
降変換データＤｃはデータ選択回路５４を介してマイク
ロコンピュータ５５に読み込まれ、センサ特性式（１）
によりセンサ情報信号にＤｊ（圧力Ｐに等しい）を算出
して表示装置６に圧力として表示する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら時計外装
ケースに組み込んだ後、あるいはユーザーが長期に使用
した場合において水深精度の変動があった。つまりメモ
リＡ５２に記憶されているメモリデータＤａ（圧力Ｐ１
のときの変換データＤｃ）及びメモリＢ５３に記憶され
ているメモリデータＤｂ（圧力Ｐ２のときの変換データ
Ｄｃ）を書き込んだ時点と時計外装ケースに組み込み時
の応力等が原因で増幅回路３のオフセット値が変化した
ためであった。上記の現象を図３及び図４を用いて説明
する。図３は圧力ＰとＡ／Ｄ変換値Ｄｃのグラフであ
り、Ｌ１は前記メモリデータＤａ，Ｄｂを書き込んだと
きの直線。Ｌ２は外装ケースに組み込み時に増幅回路３
のオフセット値が”＋”側に変化した場合の直線であ
る。Ｄｋは圧力Ｐ１下でのオフセットズレ許容範囲であ
り、増幅回路３のオフセット値が多少ズレてもＡ／Ｄ変
換回路４が通常使用上全く問題無く水深計測を行える範
囲である。Ｄｋ１は許容範囲の下限値及びＤｋ２は許容
範囲の上限値を示す。前記直線Ｌ１において圧力Ｐ１下
ではＡ／Ｄ変換値Ｄｃ（＝メモリデータＤａ）はオフセ
ットズレ許容範囲Ｄｋ内にあるため、人間が潜水可能な
最高圧力Ｐｈに対するＡ／Ｄ変換値Ｄｈ１は、Ａ／Ｄ変
換回路４が追従できる限界値であるＤｍａｘを越えるこ
となく圧力測定を行うことができる。しかし前記直線Ｌ
２におけて圧力Ｐ１時のＡ／Ｄ変換値Ｄａ’は、オフセ
ットズレ許容範囲Ｄｋの上限値Ｄｋ２を越えてしまって
いるため圧力Ｐｈの時には限界値Ｄｍａｘに至り測定が
できなくなってしまう。

【０００７】同様に外装ケースに組み込み時増幅回路３
のオフセット値が”−”側に変化した場合を下記に示
す。図４は図３と同様に圧力ＰとＡ／Ｄ変換値Ｄｃのグ
ラフであり、Ｌ１は前記メモリＤａ，Ｄｂを書き込んだ
ときの直線。Ｌ４は外装ケースに組み込み時に増幅回路
３のオフセット値が”−”側に変化した場合の直線であ
る。該直線Ｌ４は圧力Ｐ１下においてオフセットズレ許
容範囲Ｄｋの下限値Ｄｋ１を下回っている。又圧力Ｐ３
に至っても前記Ａ／Ｄ変換値Ｄｃが０であり、圧力Ｐ１
から圧力Ｐ３までの計測はまったくできないため、もし
潜水を行った場合センサ情報信号Ｄｊは実際より低い値
を示す。

【０００８】しかし従来の水深計付き電子時計では、外
装ケースに組み込んだままオフセットを確認及び校正す
ることができなかった為、上記欠点が見逃されるケース
があり大変危険であった。

【０００９】本発明の目的は、上記欠点を改善し、半導
体圧力センサや増幅回路等を外装ケースに組み込んだ後
でもオフセットのズレ量を確認できる水深計付電子時計
を提供する事である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に於ける構成は、次のようである。外部水圧を検
出する半導体圧力センサと、該半導体圧力センサを駆動
するためのセンサ駆動回路と、前記半導体圧力センサか
らの出力電圧を増幅する増幅回路と、該増幅回路のオフ
セット電圧を調整するための抵抗選択回路と、前記増幅
回路の増幅電圧を一定の周期でＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変
換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路からの異なる２つのＡ／Ｄ
変換データを記憶する第１のメモリと第２のメモリを有
すると共に、該２つのメモリに記憶されているデータを
基にして水深データを出力するためのセンサ特性式を算
出する第１の演算手段と、前記センサ特性式に従って前
記Ａ／Ｄ変換回路からのＡ／Ｄ変換データを水深データ
に変換する第２の演算手段とを有するセンサ情報データ
処理回路と、該水深データを表示する表示手段を有する
水深計付き電子時計おいて、前記第１のメモリ又は第２
のメモリに記憶されているデータの一方と該メモリのデ
ータが記憶された時点と同一の圧力によるＡ／Ｄ変換デ
ータを比較し、該比較データを前記表示手段で表示する
ことを特徴とする。

【００１１】

【実施例】以下図面により、本発明の水深計付き電子時
計について説明する。図１〜図５は、本発明に係わる水
深計付き電子時計の実施例を示すものである。図１はシ
ステムブロック図、図２は図１に示す構成図の増幅回路
３のオフセット量表示するための演算手段のフローチャ
アート図、図３と図４は図１に示す回路動作の圧力Ｐと
Ａ／Ｄ変換値Ｄｃを示すグラフ、図５はオフセット調整
用抵抗選択回路を示した回路図である。図１に於て、図
６と同一の要素には、同一番号を付し説明を省略する。
本発明の構成は次の通りである。

【００１２】Ｓ１はデータ比較要求端子であり、前記マ
イクロコンピュータ５５に入力されている。１００はオ
フセット調整用抵抗選択回路であり、端子Ａ、Ｂを介し
前記増幅回路３に接続されている。該オフセット調整用
抵抗選択回路１００の構成は図５の如く１０１及び１０
２はプルダウン抵抗であり、プルダウン抵抗１０１は片
側をグランドもう片側を”＋”及びＴ１端子に接続され
ている。プルダウン抵抗１０２は片側をグランドもう片
側を”＋”及びＴ２端子に接続されている。１０５、１
０６及び１０７は２入力ＡＮＤゲートであり（以下ＡＮ
ＤゲートをＡＮＤと記載する）、該ＡＮＤ１０５の一方
の入力はＴ１端子に接続され、もう一方の入力はＴ２端
子に接続されている。ＡＮＤ１０６の一方の入力はイン
バータ１０３を介し（以下インバータをＩＮＶと記載す
る）Ｔ１端子に接続され、もう一方の入力はＴ２端子に
接続されている。ＡＮＤ１０７の一方の入力はＴ１端子
に接続され、もう一方の入力はＩＮＶ１０４を介しＴ２
端子に接続されている。１１１，１１２及び１１３はト
ランスミッションゲート（以下トランスミッションゲー
トをＴＧと記載する）であり、コントロール信号が”
Ｈ”レベルで”ＯＮ”、”Ｌ”レベルで”ＯＦＦ”とな
る。該ＴＧ１１１のコントロール信号は、前記ＡＮＤ１
０５に接続され、一方の端子１１１ａは端子Ａに、他方
の端子１１１ｂは抵抗Ｒｍを介し端子Ｂに接続されてい
る。ＴＧ１１２のコントロール信号は、前記ＡＮＤ１０
６に接続され、一方の端子１１２ａは端子Ａに、他方の
端子１１２ｂは抵抗ＲＳを介し端子Ｂに接続されてい
る。ＴＧ１１３のコントロール信号は、前記ＡＮＤ１０
７に接続され、一方の端子１１３ａは端子Ａに、他方の
端子１１３ｂは抵抗Ｒｂを介し端子Ｂに接続されてい
る。なお抵抗ＲＳ、抵抗Ｒｂ、抵抗Ｒｍの抵抗値の関係
は、抵抗Ｒｂ＞抵抗Ｒｍ＞抵抗ＲＳである。

【００１３】上記構成を有する本発明による水深計付電
子時計の動作を図１、図２及び図３に基づいて説明をす
る。図１に示すデータ比較要求端子Ｓ１を”Ｈ”にする
とマイクロコンピュータ５５はデータ選択回路５４の端
子Ｃを制御し、メモリＡの内容のデータＤａを取り込
む。次にマイクロコンピュータ５５は、タイミング信号
Ｓを出力し、圧力Ｐ１時の変換データＤｃを入力する。
更に下記に示すオフセット式（２）によりオフセット量
Ｄｊ１を算出し、

【００１４】 Ｄｊ１ ＝α（Ｄｃ−Ｄａ） ・・・・（２） α ＝（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｄｂ−Ｄａ） 続いてマイクロコンピュータ５５は下限値表示データ式
（３）及び上限値表示データ式（４）を算出する。 Ｄｊ２ ＝α（Ｄａ−Ｄｋ１） ・・・・（３） Ｄｊ３ ＝α（Ｄｋ２−Ｄａ） ・・・・（４） 上記オフセット式（２）によりオフセット量Ｄｊ１が正
になった場合マイクロコンピュータ５５は表示装置６に
センサ情報信号Ｄｊとしてオフセット量Ｄｊ１及び上限
値表示データＤｊ３を送る。又負になった場合マイクロ
コンピュータ５５は表示装置６にセンサー情報信号Ｄｊ
としてオフセット量Ｄｊ１及び下限値表示データＤｊ２
を送る。

【００１５】もしオフセット量Ｄｊ１＞上限値表示デー
タＤｊ３の場合下記のような補正を行う。図３の示され
たＬ３は外装ケースに組み込み時に増幅回路３のオフセ
ット値が”＋”側に変化した場合の直線Ｌ２を校正した
ときの直線である。この場合の校正方法は、図５の抵抗
選択回路１００において、通常端子Ｔ１及び端子Ｔ２に
は”Ｈ”レベルが供給されておりＡＮＤ１０５のみ”
Ｈ”レベルが出力されておりＴＧ１１１が”ＯＮ”状態
にある。よて端子Ａ、Ｂ間は抵抗Ｒｍが接続されてい
る。端子Ｔ１に供給されている”Ｈ”レベル側接続をカ
ットし”Ｌ”レベルにする。するとＡＮＤ１０５は”
Ｌ”レベルになり、ＴＧ１１１は”ＯＦＦ”する。代わ
りにＡＮＤ１０６は”Ｈ”レベルになり、ＴＧ１１２
は”ＯＮ”し端子Ａ，Ｂ間には抵抗ＲＳが接続される。
つまり端子Ａ，Ｂ間に抵抗ＲＳを接続することで前記増
幅回路３のオフセット値が下がり直線Ｌ２が直線Ｌ３に
移動したことになる。直線Ｌ３の場合は圧力Ｐ１下での
オフセットズレ許容範囲Ｄｋ内にあり、人間が潜水可能
な圧力Ｐｈに至っても限界Ａ／Ｄ変換値Ｄｍａｘを越え
ることなくＡ／Ｄ変換値Ｄｈ１’として圧力測定を行う
ことができる。

【００１６】同様に外装ケースに組み込み時増幅回路３
のオフセット値が”−”側に変化し、下限値表示データ
Ｄｊ２＞｜オフセット量Ｄｊ１｜の場合下記のような補
正を行う。図４の如くＬ５はＬ４は外装ケースに組み込
み時の応力等が原因で増幅回路３のオフセット値が”
−”側に変化した場合の直線Ｌ４を校正したときの直線
である。この場合の校正方法は、第５図の抵抗選択回路
１００において、端子Ｔ２に供給されている”Ｈ”レベ
ル側接続をカットし”Ｌ”レベルにする。するとＡＮＤ
１０５は”Ｌ”レベルになり、ＴＧ１１１は”ＯＦＦ”
する。代わりにＡＮＤ１０７は”Ｈ”レベルになり、Ｔ
Ｇ１１３は”ＯＮ”し端子Ａ，Ｂ間には抵抗ＲＳが接続
される。つまり端子Ａ，Ｂ間に抵抗Ｒｂを接続すること
で前記増幅回路３のオフセット値が上がり直線Ｌ４が直
線Ｌ５に移動したことになる。直線Ｌ５の場合は圧力Ｐ
１下でのオフセットズレ許容範囲Ｄｋ内にあり、Ａ／Ｄ
変換値は０になることなくＡ／Ｄ変換値Ｄａ”として圧
力測定を行うことができる。

【００１７】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、外装への組み込み時における増幅回路のオフ
セット擦れがあった場合でも、外装への組み込んだ状態
でオフセット擦れを確認することができ、かつ上記原因
による誤った水深計測を回避する水深計付き時計を提供
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路構成図である。

【図２】本発明のフローチャート図である。

【図３】本発明の回路動作の圧力Ｐに対するＡ／Ｄ変換
値Ｄｃを示すグラフである。

【図４】本発明の回路動作の圧力Ｐに対するＡ／Ｄ変換
値Ｄｃを示すグラフである。

【図５】本発明のオフセット調整用抵抗選択回路図であ
る。

【図６】従来例の回路構成図である。

【符号の説明】

１ 圧力センサ ２ センサ駆動回路 ３ 増幅回路 ４ Ａ／Ｄ変換回路 ６ 表示装置 ５０センサ情報データ処理回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部水圧を検出する半導体圧力センサ
   と、該半導体圧力センサを駆動するためのセンサ駆動回
   路と、前記半導体圧力センサからの出力電圧を増幅する
   増幅回路と、該増幅回路のオフセット電圧を調整するた
   めの抵抗選択回路と、前記増幅回路の増幅電圧を一定の
   周期でＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換
   回路からの異なる２つのＡ／Ｄ変換データを記憶する第
   １のメモリと第２のメモリを有すると共に、該２つのメ
   モリに記憶されているデータを基にして水深データを出
   力するためのセンサ特性式を算出する第１の演算手段
   と、前記センサ特性式に従って前記Ａ／Ｄ変換回路から
   のＡ／Ｄ変換データを水深データに変換する第２の演算
   手段とを有するセンサ情報データ処理回路と、該水深デ
   ータを表示する表示手段を有する水深計付き電子時計お
   いて、前記第１のメモリ又は第２のメモリに記憶されて
   いるデータの一方と該メモリのデータが記憶された時点
   と同一の圧力によるＡ／Ｄ変換データを比較し、該比較
   データを前記表示手段で表示することを特徴とする水深
   計付き電子時計。