JPS6110735A - 気体圧力計 - Google Patents
気体圧力計Info
- Publication number
- JPS6110735A JPS6110735A JP13067684A JP13067684A JPS6110735A JP S6110735 A JPS6110735 A JP S6110735A JP 13067684 A JP13067684 A JP 13067684A JP 13067684 A JP13067684 A JP 13067684A JP S6110735 A JPS6110735 A JP S6110735A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- voltage
- piezoelectric vibrator
- control circuit
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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。
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〕
本発明は圧電振動子全利用した気体圧力計に関するもの
である。
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２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。従って、この交
流抵抗値を知ることが出来れば、それに対応する圧力を
知ることが出来る。
周波数における交流抵抗値は、第２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。従って、この交
流抵抗値を知ることが出来れば、それに対応する圧力を
知ることが出来る。
この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３図に示すような方法がある。すなわち
、発振器１は周波数ｆの交流電圧ｅｓを発生していると
共に、２は被測定集子、６は増巾器で帰還抵抗ＲＦと共
に電流−電圧変換器を構成し、その出力電圧は００であ
る。被測定素子に流れ原電流１・と帰還−抗に流れゐ電
流ＩＦは等しいような増巾器が選ばれる。この方式によ
れば、被測定素子の交流抵抗Ｚｘは（１）式によって求
まる。
な方法として第３図に示すような方法がある。すなわち
、発振器１は周波数ｆの交流電圧ｅｓを発生していると
共に、２は被測定集子、６は増巾器で帰還抵抗ＲＦと共
に電流−電圧変換器を構成し、その出力電圧は００であ
る。被測定素子に流れ原電流１・と帰還−抗に流れゐ電
流ＩＦは等しいような増巾器が選ばれる。この方式によ
れば、被測定素子の交流抵抗Ｚｘは（１）式によって求
まる。
Ｚ ｘ ＝ ＲＦ （ｅ ｓ’／ ｅ ｏ’）−・−−
−−（１）〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述の従来構成においては、圧力計のセ
ンサーとして圧電振動子を用いた場合、第４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、従来構成の第５図の構成で行なうと１発
振器１の発振周波数は常に共振周波数を探しなカ！ら測
定しなければならなく、面側で時間のかかると云う不都
合がある。
−−（１）〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述の従来構成においては、圧力計のセ
ンサーとして圧電振動子を用いた場合、第４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、従来構成の第５図の構成で行なうと１発
振器１の発振周波数は常に共振周波数を探しなカ！ら測
定しなければならなく、面側で時間のかかると云う不都
合がある。
本発明は以上のような従来の欠点上′速かに除去するた
めの極めて効果的な手段を提供することを目的とするも
のであり、特に、その手段とするところは、圧力容器内
に設けられた圧電振動子の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、圧電振動子の入力＠Ｌ接続
された周波数制御回路と、前記圧゛１振動子の出力側に
接続された電流電圧変換器と、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、電流電
圧変換器に接続された電圧計と、位相比較器に接続され
た電圧計と、位相比較器ｒ／ｃ接続されたローパスフィ
ルタと、ローパスフィルタの出力ｔｍ波数制御回路に入
力させるための入力手段とを備え７’Ｃ構成である。。
めの極めて効果的な手段を提供することを目的とするも
のであり、特に、その手段とするところは、圧力容器内
に設けられた圧電振動子の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、圧電振動子の入力＠Ｌ接続
された周波数制御回路と、前記圧゛１振動子の出力側に
接続された電流電圧変換器と、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、電流電
圧変換器に接続された電圧計と、位相比較器に接続され
た電圧計と、位相比較器ｒ／ｃ接続されたローパスフィ
ルタと、ローパスフィルタの出力ｔｍ波数制御回路に入
力させるための入力手段とを備え７’Ｃ構成である。。
以上のような構成にお込で、圧電振動子の交流電圧値に
よって前記圧電振動子の周囲気体の圧力を表示するもの
でらる。
よって前記圧電振動子の周囲気体の圧力を表示するもの
でらる。
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。
例について詳細に説明する。
第１図は本発明による気体圧力計を示す回路図であり、
符号５で示されるものに周波数制御回路であり、電圧制
御発振器のように周波数金町変できる発振器で、常に一
足の電圧全出力している。
符号５で示されるものに周波数制御回路であり、電圧制
御発振器のように周波数金町変できる発振器で、常に一
足の電圧全出力している。
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＋６に与えられ、この圧電振動＋６の出力は電流−
電圧変換器７１Ｃ印加されている。
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＋６に与えられ、この圧電振動＋６の出力は電流−
電圧変換器７１Ｃ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
比例する電圧全出力する。
比例する電圧全出力する。
この圧電振動子６の交流抵抗、すなわちインビダンスの
位相特性は、第５図に示すように共振周波数ｆＯ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ｆ。
位相特性は、第５図に示すように共振周波数ｆＯ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ｆ。
０点で同相となるが、圧電振動＋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。
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れば
、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、この出力電圧全周波数制御回路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ィード
バック・ループを形成する。符号９で示されるものは位
相比較器８Ｖｃ接続さｎたローパス・フィルターで、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。
電流−電圧変換器７の出力電圧との位相差を検出すれば
、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、この出力電圧全周波数制御回路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ィード
バック・ループを形成する。符号９で示されるものは位
相比較器８Ｖｃ接続さｎたローパス・フィルターで、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。
つ１９、電流−電圧変換器７の出力は前記（１）式によ
れば次の（２）式のように表わされる。
れば次の（２）式のように表わされる。
ｔｏ ＝ ｔａ＠Ｒｙ／ Ｚｘ −−（２）式８日は
常に一定であるように構成し、Ｒ，は抵抗であるため、
ｅｓｅＲｙは定数（ｅ ｓ ＊ Ｒｙ＝ Ｋ ）とナク
、インピーダンスＺｘの逆数をアドξッタンスＹＸ と
すれば（８）式のようになる。
常に一定であるように構成し、Ｒ，は抵抗であるため、
ｅｓｅＲｙは定数（ｅ ｓ ＊ Ｒｙ＝ Ｋ ）とナク
、インピーダンスＺｘの逆数をアドξッタンスＹＸ と
すれば（８）式のようになる。
ｔｏ＝に＊Ｙｘ ・・・・・・・・・・・・ （８
）式この出力′ｔ−電圧計１０に接続すれば、圧力に対
応したアドミッタンスを知ることが出来、それによって
圧力を検出する気体圧力計を構成することが出来るもの
である。
）式この出力′ｔ−電圧計１０に接続すれば、圧力に対
応したアドミッタンスを知ることが出来、それによって
圧力を検出する気体圧力計を構成することが出来るもの
である。
第６図は、本発明の他の実施例を示す図である。
第６図において、７′は、圧電振動子６に直列に接続さ
れた抵抗器であり、前記圧電振動子を流れる共振電流は
前記抵抗器７′ヲ流れる時にその両端に電位全発生する
。１１は前記抵抗器の端子電圧全必要な程度ＶＣまで大
きくする増幅器であり、その出力電圧の一部は前記位相
比較器８に入力され、他の一部は、増幅器１２に入力さ
れる。前記抵抗器の端子電圧は前記増幅器１２で更に増
幅され電圧計１０の針を振らせる。従って前記電圧計の
針の振れ角は前記圧電振動子の共振電流に比例するので
、前記電圧計の針の振れ角から前記圧電振動子の周囲の
気体圧力を知ることができる。なお、本実施例の詳細は
明記しなかったが、前記増幅器１２内に整流回路を設け
ておけば、前記電圧計は直流電圧計もしくは直流電流計
が使用できるので安価となる利点があることは言うまで
もない。
れた抵抗器であり、前記圧電振動子を流れる共振電流は
前記抵抗器７′ヲ流れる時にその両端に電位全発生する
。１１は前記抵抗器の端子電圧全必要な程度ＶＣまで大
きくする増幅器であり、その出力電圧の一部は前記位相
比較器８に入力され、他の一部は、増幅器１２に入力さ
れる。前記抵抗器の端子電圧は前記増幅器１２で更に増
幅され電圧計１０の針を振らせる。従って前記電圧計の
針の振れ角は前記圧電振動子の共振電流に比例するので
、前記電圧計の針の振れ角から前記圧電振動子の周囲の
気体圧力を知ることができる。なお、本実施例の詳細は
明記しなかったが、前記増幅器１２内に整流回路を設け
ておけば、前記電圧計は直流電圧計もしくは直流電流計
が使用できるので安価となる利点があることは言うまで
もない。
従って、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の位相とが等しくなるようにフェー
ズΦロック・ループヲ形成することにより、共振周波数
を探すと云う困難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出来る。
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の位相とが等しくなるようにフェー
ズΦロック・ループヲ形成することにより、共振周波数
を探すと云う困難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出来る。
又、本発明によれば、従来例の（１）式のような演算を
行なうには、回路が複雑で高価となるため、発振器の出
力電圧を常に一定電圧となるように構成し、圧力を検出
する方法を交流抵抗値、すなわち、インピーダンスの逆
数であるアドミッタンスで検出しているため回路は極め
て簡略化されるものである。
行なうには、回路が複雑で高価となるため、発振器の出
力電圧を常に一定電圧となるように構成し、圧力を検出
する方法を交流抵抗値、すなわち、インピーダンスの逆
数であるアドミッタンスで検出しているため回路は極め
て簡略化されるものである。
第１図は本発明による気体圧力計を示すための回路ブロ
ック図、第２図に一般の圧電振動子の圧力に対する特性
図、第５図は従来における電流−電圧変換回路を示す回
路図、第４図は一般の圧電振動子の共振周波数の圧力依
存特性図、第９図は一般の圧電振動子のインピーダンス
の位相特性図、第６図は本発明による気体圧力計の他の
実施例を示すための回路ブロック図である。 ５は周波数制御回路、６は圧電振動子 ７は電流電圧変換器、７′は抵抗器 ８は位相比較器、９はローパスフィルタ１０は電圧計、
１１．１２は増巾器である。 以 上 出願人 セイコー電子工業株式会社 第１図 第４図
ック図、第２図に一般の圧電振動子の圧力に対する特性
図、第５図は従来における電流−電圧変換回路を示す回
路図、第４図は一般の圧電振動子の共振周波数の圧力依
存特性図、第９図は一般の圧電振動子のインピーダンス
の位相特性図、第６図は本発明による気体圧力計の他の
実施例を示すための回路ブロック図である。 ５は周波数制御回路、６は圧電振動子 ７は電流電圧変換器、７′は抵抗器 ８は位相比較器、９はローパスフィルタ１０は電圧計、
１１．１２は増巾器である。 以 上 出願人 セイコー電子工業株式会社 第１図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 圧力容器内に設けられた圧電振動子の交流抵抗値からそ
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ィルタと、前記
ローパスフィルタの出力を前記周波数制御回路５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）前記圧電振動子を流れる共振電流を、前記圧電振
動子に直列に接続された抵抗の端子電圧によつて検出し
、前記抵抗の端子電圧を増幅する増幅器を有し、前記増
幅器の出力電圧によつて、前記圧電振動子の周囲の気体
圧力を表示するように構成し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 |
|---|---|---|---|
| JP13067684A JPS6110735A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP13067684A JPS6110735A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 気体圧力計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6110735A true JPS6110735A (ja) | 1986-01-18 |
Family
ID=15039947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13067684A Pending JPS6110735A (ja) | 1984-03-26 | 1984-06-25 | 気体圧力計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6110735A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62184325A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 水晶式気体圧力計 |
| US4960000A (en) * | 1988-11-02 | 1990-10-02 | Asulab, S.A. | Device for measuring a physical quantity |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60201225A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-11 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 気体圧力計 |
-
1984
- 1984-06-25 JP JP13067684A patent/JPS6110735A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60201225A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-11 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 気体圧力計 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62184325A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 水晶式気体圧力計 |
| US4960000A (en) * | 1988-11-02 | 1990-10-02 | Asulab, S.A. | Device for measuring a physical quantity |
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