JPS62140040A - 差圧変換装置 - Google Patents
差圧変換装置Info
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- JPS62140040A JPS62140040A JP28233485A JP28233485A JPS62140040A JP S62140040 A JPS62140040 A JP S62140040A JP 28233485 A JP28233485 A JP 28233485A JP 28233485 A JP28233485 A JP 28233485A JP S62140040 A JPS62140040 A JP S62140040A
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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、差圧を静電容イ孜を介して電気信号ンて変換
する差圧変換装置に係り、特に温度および静圧の影響を
補正した差圧変換装置に関する。
する差圧変換装置に係り、特に温度および静圧の影響を
補正した差圧変換装置に関する。
〈従来の技術〉
第7図は差圧変換装置の従来の温度、静圧の変動による
ゼロ点変動、スパン変動補償の概念を説明するための構
成図である。lは一室構造の差圧変換装置の本体断面を
示し1両端面に測定すべき圧力PH1PLを受けるダイ
ヤフラム2,3がその周縁をこの本体罠溶接されて配置
されており1本体に形成された貫通孔4とこれらダイヤ
スラムで囲まれた中空室内にはシリコン油等の封液5が
満たされている。中空室中央部には拡大された電極室が
形成され、この電極室内には本体に嵌合した絶縁材6に
片側が支持された移動電極7及びこれに対向して静電容
量C1,C2を形成するだめの固定電極8,9が配置さ
れている。10は中空室を介して両ダイヤフラム2,3
の中央部を連結する口、ドで、その中央部は電極室内に
おいて移動電極7に固定されており、差圧罠応動したダ
イヤフラムの変位を移@1!L極に伝え、静電容量C1
,C2を差動的Kt換される。この信号e。は出力回路
12に導かれて、遠隔点の負荷R?!源EBの直列回路
に対し、L’ 4〜20 mAスパンの出力電流1oに変換される。1
3は本体1あるいは封fr1.5の温度Tを測定する温
度セ/す、14は封液5の圧力即ち静圧P8を測定する
圧力センサであり、これらセンサの出力は、補償電圧発
生回路15.161C導かれ、ゼロ点補償用の温度信号
ゼロ点補償用の静圧信号epに変換され。
ゼロ点変動、スパン変動補償の概念を説明するための構
成図である。lは一室構造の差圧変換装置の本体断面を
示し1両端面に測定すべき圧力PH1PLを受けるダイ
ヤフラム2,3がその周縁をこの本体罠溶接されて配置
されており1本体に形成された貫通孔4とこれらダイヤ
スラムで囲まれた中空室内にはシリコン油等の封液5が
満たされている。中空室中央部には拡大された電極室が
形成され、この電極室内には本体に嵌合した絶縁材6に
片側が支持された移動電極7及びこれに対向して静電容
量C1,C2を形成するだめの固定電極8,9が配置さ
れている。10は中空室を介して両ダイヤフラム2,3
の中央部を連結する口、ドで、その中央部は電極室内に
おいて移動電極7に固定されており、差圧罠応動したダ
イヤフラムの変位を移@1!L極に伝え、静電容量C1
,C2を差動的Kt換される。この信号e。は出力回路
12に導かれて、遠隔点の負荷R?!源EBの直列回路
に対し、L’ 4〜20 mAスパンの出力電流1oに変換される。1
3は本体1あるいは封fr1.5の温度Tを測定する温
度セ/す、14は封液5の圧力即ち静圧P8を測定する
圧力センサであり、これらセンサの出力は、補償電圧発
生回路15.161C導かれ、ゼロ点補償用の温度信号
ゼロ点補償用の静圧信号epに変換され。
Tl
加算点17.18で演算回路11の出力信号e。に加算
又は減算されて温度変動又は静圧変動に対するゼロ点の
変動が補償される。温度又は静圧変動に対してダイヤス
ラム2.3のバネ定数変化等により生ずるスパン変動が
問題になる場合は、補償電圧発生回路15.16よシ点
線で示すスパン変動補償用の温度信号、静圧信号e′、
ep を発生させ、出力回路12の電圧−電流変換利
得を変化させてスパンの変動を補償する。
又は減算されて温度変動又は静圧変動に対するゼロ点の
変動が補償される。温度又は静圧変動に対してダイヤス
ラム2.3のバネ定数変化等により生ずるスパン変動が
問題になる場合は、補償電圧発生回路15.16よシ点
線で示すスパン変動補償用の温度信号、静圧信号e′、
ep を発生させ、出力回路12の電圧−電流変換利
得を変化させてスパンの変動を補償する。
第8図は差圧変換装置の他の従来の構成を示す構成図で
ある。この差圧変換装置はその検出部19がセンサとh
A)変換部から構成されている。第8図(イ)K示すよ
うに検出部19の中央には円形のダイヤフラム20が薄
く形成され、この両側に圧力PH1九が印加される。ダ
イヤフラム20の周縁部には差圧(ΔP=PH−PL)
K対応する歪を検出するための差圧センサ21が形成さ
れ、ダイヤフラム20の外側の固定部には静圧PSを検
出するための静圧センサ22.シリコン単結晶の温度T
を検出するための温度セッサ23が形成されている。こ
れ等のセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換
するアナログ・デジタル変換部(、し勺変換部という)
24が検出部内に塔載されている。
ある。この差圧変換装置はその検出部19がセンサとh
A)変換部から構成されている。第8図(イ)K示すよ
うに検出部19の中央には円形のダイヤフラム20が薄
く形成され、この両側に圧力PH1九が印加される。ダ
イヤフラム20の周縁部には差圧(ΔP=PH−PL)
K対応する歪を検出するための差圧センサ21が形成さ
れ、ダイヤフラム20の外側の固定部には静圧PSを検
出するための静圧センサ22.シリコン単結晶の温度T
を検出するための温度セッサ23が形成されている。こ
れ等のセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換
するアナログ・デジタル変換部(、し勺変換部という)
24が検出部内に塔載されている。
これ等の複合センサからの各出力は第8図(ロ)に示す
よ5にマイクロプロセ、す25に入力される。
よ5にマイクロプロセ、す25に入力される。
ところで、各センサ21.22.23は全て半導体で形
成されているので、温度T、静圧P8の影響を受ける。
成されているので、温度T、静圧P8の影響を受ける。
例えば差圧センサ21は差圧ΔPのみに感応するのでは
なく差圧ΔPK対して感度が高いというにすぎない。従
って、差圧センサ21の出力をX6 。
なく差圧ΔPK対して感度が高いというにすぎない。従
って、差圧センサ21の出力をX6 。
静圧センサ22の出力をx、温度センサ23の出力をX
、とすると。
、とすると。
x f(ΔPIPS、T)
x=g(Δp、 Ps、 T )
(1)x=h(Δp、 Ps、 T ) と表現でき、各々のセ/すにおいてf、 g、 hの関
数がわかれば、(1)式の連立方程式を解くことKよっ
て(1)式の解が(2)式のごとく求められる。
(1)x=h(Δp、 Ps、 T ) と表現でき、各々のセ/すにおいてf、 g、 hの関
数がわかれば、(1)式の連立方程式を解くことKよっ
て(1)式の解が(2)式のごとく求められる。
ΔP ” F (Xdr Xp+ X()Ps= G
(Xd’ Xp+ Xt ) (2
)T =It (x x + x )
d’pt これ等の関数f、g、hの同定および関数F、 G、
Hを求める作業(キャクタリゼーシ、ン)は個々のセン
サごとに実施される。これ等のセンサごとの特性データ
は製造用の計算機26で求められ、 FROMメモリ
27に検出部19の固有のデータとして格納されており
、この固有のデータを用いてマイクロプロセッサ25に
より補正演算がなされる。その結果は、デジタル・アナ
ログ変換器(D/A変換器という)28によりアナログ
電圧に変換され、更に4〜20mAの直流電流として伝
送される。
(Xd’ Xp+ Xt ) (2
)T =It (x x + x )
d’pt これ等の関数f、g、hの同定および関数F、 G、
Hを求める作業(キャクタリゼーシ、ン)は個々のセン
サごとに実施される。これ等のセンサごとの特性データ
は製造用の計算機26で求められ、 FROMメモリ
27に検出部19の固有のデータとして格納されており
、この固有のデータを用いてマイクロプロセッサ25に
より補正演算がなされる。その結果は、デジタル・アナ
ログ変換器(D/A変換器という)28によりアナログ
電圧に変換され、更に4〜20mAの直流電流として伝
送される。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、第7図に示す従来の差圧変換装置では差
圧ΔPK対応する信号e。に対してゼロ点あるいはスパ
ンに対してアナログ的に補正しているので高精度の補正
ができない問題点があり、第8図に示す従来の差圧変換
装置では差圧センサ21゜静圧センサ22.温度センサ
23がいずれも半導体で形成でれているので、差圧ΔP
、靜圧p8.温度Tに対して相互に大幅に依存しく])
式で示す複雑な関係を有している。これを(2)式で示
す関数関係になる様に(1)式の連立方程式を解くこと
は複雑な演算を必要とし精度低下の要因、あるいは歩留
低下の要因をなすという問題がある。
圧ΔPK対応する信号e。に対してゼロ点あるいはスパ
ンに対してアナログ的に補正しているので高精度の補正
ができない問題点があり、第8図に示す従来の差圧変換
装置では差圧センサ21゜静圧センサ22.温度センサ
23がいずれも半導体で形成でれているので、差圧ΔP
、靜圧p8.温度Tに対して相互に大幅に依存しく])
式で示す複雑な関係を有している。これを(2)式で示
す関数関係になる様に(1)式の連立方程式を解くこと
は複雑な演算を必要とし精度低下の要因、あるいは歩留
低下の要因をなすという問題がある。
〈問題点を解決するための手段〉
この発明は、差動各音センサと固定容量セ/すと温度セ
ンサという温度・静圧相互の依存性の少ないセンサを用
いながら差圧出力に対して簡琳なデジタルの補正演算を
施して前記のような問題点がない高精度の差圧変換装置
を得るようにしたもので、その構成は移動電極に対して
第1電極と第2電極が対向して設けられこれ等の間に封
入液が満されて検出すべき差圧〈応じて差動的に変fヒ
する第1および第2静電容量を形成する差動容量センサ
と、封液の中に形成された固定容量を検出する固定容量
センサと封入液の温度を検出する温度センサとが設けら
れた検出部と、第1および第2静電容量に対応する差動
容1と固定容量に対応する固定容量信号と温度に対応す
る温度信号とをデジタル信号に変換して演算処理するマ
イクロコノピユータユニットと、このマイクロコンピー
タユニットでの演算結果をアナログ信号に変換するデジ
タル・アナログ変換手段とを有する差圧変換装置であっ
て、マイクロコンピュータユニットによシ第1および第
2静電容量の和分の差を演算して差圧に対応し7’c第
1差圧信号を出力する差圧演算手段と、温度信号と固定
容量信号とを用いて封入液に印加される静圧を算出する
静圧演算手段と。
ンサという温度・静圧相互の依存性の少ないセンサを用
いながら差圧出力に対して簡琳なデジタルの補正演算を
施して前記のような問題点がない高精度の差圧変換装置
を得るようにしたもので、その構成は移動電極に対して
第1電極と第2電極が対向して設けられこれ等の間に封
入液が満されて検出すべき差圧〈応じて差動的に変fヒ
する第1および第2静電容量を形成する差動容量センサ
と、封液の中に形成された固定容量を検出する固定容量
センサと封入液の温度を検出する温度センサとが設けら
れた検出部と、第1および第2静電容量に対応する差動
容1と固定容量に対応する固定容量信号と温度に対応す
る温度信号とをデジタル信号に変換して演算処理するマ
イクロコノピユータユニットと、このマイクロコンピー
タユニットでの演算結果をアナログ信号に変換するデジ
タル・アナログ変換手段とを有する差圧変換装置であっ
て、マイクロコンピュータユニットによシ第1および第
2静電容量の和分の差を演算して差圧に対応し7’c第
1差圧信号を出力する差圧演算手段と、温度信号と固定
容量信号とを用いて封入液に印加される静圧を算出する
静圧演算手段と。
この静圧に対応する静圧信号と温度信号とを用いて第1
差圧信号の静圧および温度による影響を補正して第2差
圧信号を出力する補正演算手段とを形成して、この第2
差圧信号をアナログ信号として出力するようにしたもの
である。
差圧信号の静圧および温度による影響を補正して第2差
圧信号を出力する補正演算手段とを形成して、この第2
差圧信号をアナログ信号として出力するようにしたもの
である。
〈実施例〉
以下1本発明の実施例について図面に基づき説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すプロ。
り図である。尚、従来と同一の機能を有する部分には同
一の符号を付し適宜に説明を省略する。
一の符号を付し適宜に説明を省略する。
29は検出部であり、第7図における本体lと機械的に
1体として結合されている部分とほぼ同一のものである
。30はマイクロコンビーータユニ。
1体として結合されている部分とほぼ同一のものである
。30はマイクロコンビーータユニ。
トである。31は静電容量CI 、C2および固定容量
cKを対応する時間信号に変換する容量/時間変換器で
あり、32は時間信号をデジタル値に変換するタイマカ
ウンタであり、これ等でアナログ/デジタル変換器33
を構成している。検出部29の中の温度センサ13から
の温度信号Tはアナログ/デジタル変換器34によりデ
ジタル値に変換される。35はRAM (ランダムアク
セスメモリ)、36はROM (リードオンリーメモリ
)でありこれ等のアドレス指定ハcpu(プロセッサ)
37がらバス38.ラッチ・デコーダ39を介してなさ
れる。4oはデータバスである。タイマカウンタ32.
アナログ/デジタル変換器34からの出力データはRA
M35へ格納される。
cKを対応する時間信号に変換する容量/時間変換器で
あり、32は時間信号をデジタル値に変換するタイマカ
ウンタであり、これ等でアナログ/デジタル変換器33
を構成している。検出部29の中の温度センサ13から
の温度信号Tはアナログ/デジタル変換器34によりデ
ジタル値に変換される。35はRAM (ランダムアク
セスメモリ)、36はROM (リードオンリーメモリ
)でありこれ等のアドレス指定ハcpu(プロセッサ)
37がらバス38.ラッチ・デコーダ39を介してなさ
れる。4oはデータバスである。タイマカウンタ32.
アナログ/デジタル変換器34からの出力データはRA
M35へ格納される。
ROM36には所定の演算プログラムおよび初期データ
が格納されており、CPU37の制御のもとにROM3
6に格納された演算手順に従って演算された結果はRA
M 35に格納される。なお、コントロールパスの図示
は省略しである。
が格納されており、CPU37の制御のもとにROM3
6に格納された演算手順に従って演算された結果はRA
M 35に格納される。なお、コントロールパスの図示
は省略しである。
最終の演算結果は、タイマ/カラ/り41 Kよりデー
ティ信号に変換され、デユティ信号はデーティ/アナロ
グ変換器42でアナログ信号に変換されて出力端43に
出力する。タイマ/カウンタ41とデユティ/アナログ
変換器42でデジタル/アナログ変換器44を構成する
。
ティ信号に変換され、デユティ信号はデーティ/アナロ
グ変換器42でアナログ信号に変換されて出力端43に
出力する。タイマ/カウンタ41とデユティ/アナログ
変換器42でデジタル/アナログ変換器44を構成する
。
第2図は第1図における容量/時間変換器31のうちの
静電容ic1.C2を時間に変換する差動容量/時間変
換部31aの構成を示すプロ、り図である。
静電容ic1.C2を時間に変換する差動容量/時間変
換部31aの構成を示すプロ、り図である。
移t!hW1甑7と共通電位点COMとの間には浮遊容
肴C8lが形成されており、移動1唖7はインバータG
1の入力端に接続されている。インバータG1の出力端
はインバータG2を介してカウンタcT1の入力端CL
に接続されている。ナントゲートG3の入力の一端はカ
ウンタcT1の出力端Qと接続され。
肴C8lが形成されており、移動1唖7はインバータG
1の入力端に接続されている。インバータG1の出力端
はインバータG2を介してカウンタcT1の入力端CL
に接続されている。ナントゲートG3の入力の一端はカ
ウンタcT1の出力端Qと接続され。
ナントゲートG4の入力の一端はカウンタCT、のnビ
ットの出力端Q。とインバータG5を介して接鏝されて
いる。ナンドゲルトG3.G4の人力の他端はインバー
タG1の出力端と各々接続され、これ等の出力端はそれ
ぞれ固定j1極9,8と接続きれている。
ットの出力端Q。とインバータG5を介して接鏝されて
いる。ナンドゲルトG3.G4の人力の他端はインバー
タG1の出力端と各々接続され、これ等の出力端はそれ
ぞれ固定j1極9,8と接続きれている。
また、ナツトゲートG3.G4の出力端の間にはナント
ゲートG6の各入力端が接続されその出力端は双方向定
電流回路CC1を介してインバータG1の入力端に接続
されている。なお、各素子は例えばCMO8で形成され
ている。
ゲートG6の各入力端が接続されその出力端は双方向定
電流回路CC1を介してインバータG1の入力端に接続
されている。なお、各素子は例えばCMO8で形成され
ている。
カウンタCT1の出力端Q。が負(ローレベル)ニ保持
されている期間Tけす/ドゲートG4.静電容*C1,
インバータG1で構成される正帰還ループが形成される
。このため、ナントゲートG4の出力端の電位が正の電
源電圧+E()−イレペル)のときは併重容量C1が充
電されインバータG1の入力電圧が上昇しスレ、ショル
ド電圧vTHに達するとインバータG1の出力端の電位
は垂直に立下り負の電源電圧−E(ローレベル)となる
。従って、ナントゲートG4の出力端はハイレベルとな
り、ナントゲートG3の出力端はカウンタCT1の出力
端Qnがローレベルに保持されている限りハイレベルに
なっているので、ナントゲートG6の出力端はローレベ
ルになり双方向定電流回路CC1より一定の電流値iで
静電容tC1の電荷を放電し始める。従ってインバータ
G1の入力端の電位は一定の割合で減少しスレッン、ル
ド電圧V T HK達するとインノ(−タG1の出力端
の電位が・・イレベルに反転する。インノ(−タG1の
入力電圧の立下りから双方向定電流回路CC1の放電に
よるヌレッショルド電圧vTHに達するまでの時間1、
は静電容量C1に比例する。
されている期間Tけす/ドゲートG4.静電容*C1,
インバータG1で構成される正帰還ループが形成される
。このため、ナントゲートG4の出力端の電位が正の電
源電圧+E()−イレペル)のときは併重容量C1が充
電されインバータG1の入力電圧が上昇しスレ、ショル
ド電圧vTHに達するとインバータG1の出力端の電位
は垂直に立下り負の電源電圧−E(ローレベル)となる
。従って、ナントゲートG4の出力端はハイレベルとな
り、ナントゲートG3の出力端はカウンタCT1の出力
端Qnがローレベルに保持されている限りハイレベルに
なっているので、ナントゲートG6の出力端はローレベ
ルになり双方向定電流回路CC1より一定の電流値iで
静電容tC1の電荷を放電し始める。従ってインバータ
G1の入力端の電位は一定の割合で減少しスレッン、ル
ド電圧V T HK達するとインノ(−タG1の出力端
の電位が・・イレベルに反転する。インノ(−タG1の
入力電圧の立下りから双方向定電流回路CC1の放電に
よるヌレッショルド電圧vTHに達するまでの時間1、
は静電容量C1に比例する。
次に、インバータG1の出力端の電位が〕−イレベルに
なるとす/ドゲートG4の出力端の電位はローレベルと
なり静電容量C1は逆方向に充電される。
なるとす/ドゲートG4の出力端の電位はローレベルと
なり静電容量C1は逆方向に充電される。
この場合にはナントゲートG6の出力端の電位は71イ
レベルとなり双方向定電流回路CC1より静電容量C1
が一定の電流値iで充電され、インノ〈−タG1の入力
端の電位が一定の割合で増加しヌレツショルド電圧vT
Hに達するとインバータG1の出力端の電位がローレベ
ルに反転する。このイ/ノく一タG1が反転するまでの
時間1 、 /も静電容量C1に比例している。以上の
動作をカウンタCT1がnビット計数するまで繰シ返す
。従ってカウンタCT1の出力端Qの電位がローレベル
に保持されている期間T1け静電容量C1に比例した値
となる。
レベルとなり双方向定電流回路CC1より静電容量C1
が一定の電流値iで充電され、インノ〈−タG1の入力
端の電位が一定の割合で増加しヌレツショルド電圧vT
Hに達するとインバータG1の出力端の電位がローレベ
ルに反転する。このイ/ノく一タG1が反転するまでの
時間1 、 /も静電容量C1に比例している。以上の
動作をカウンタCT1がnビット計数するまで繰シ返す
。従ってカウンタCT1の出力端Qの電位がローレベル
に保持されている期間T1け静電容量C1に比例した値
となる。
カウンタCT1がnビットを計数するとその出力端Qの
電位がハイレベルに反転し、ナントゲートG3.静電容
tc2.インバータG1で構成される正帰還ループが選
択され、カウンタCT1の出力端がローレベルに保持さ
れている場合と同じようにして発振する。従って、カラ
/りCT1の出力端Qがハイレベルに保持されている期
間T2は静電容量C2に比例する。
電位がハイレベルに反転し、ナントゲートG3.静電容
tc2.インバータG1で構成される正帰還ループが選
択され、カウンタCT1の出力端がローレベルに保持さ
れている場合と同じようにして発振する。従って、カラ
/りCT1の出力端Qがハイレベルに保持されている期
間T2は静電容量C2に比例する。
以上の如くして、差動容!t/時間変換部31aは静電
容量CCを時間TI 、T2 K周期的に変換する。
容量CCを時間TI 、T2 K周期的に変換する。
1’ 2
変換された時間T1.T2はタイマカウンタ32でデジ
タル値に変換され、温度信号T Vi、A/D ′R換
器34でデジタル値に変換される。
タル値に変換され、温度信号T Vi、A/D ′R換
器34でデジタル値に変換される。
第3図は第1図における容量/時間変換器31のうちの
固定客″iCKを時間に変換する固定客f1′/時間変
換部31bの構成を示すブロック図である。
固定客″iCKを時間に変換する固定客f1′/時間変
換部31bの構成を示すブロック図である。
静圧P8の変動を検出する固定客iIt′CKの一端と
共通電位点COMとの接続点はインバータG7の入力端
に接続され、その出力端と入力端の間に双方向定電流回
路CC2が接続されている。インバータG8の入力端は
インバータG7の出力端と接続され、その出力端は固定
容量CKの他端に接続されると共Knビットのカウンタ
CT2の入力端CLと接続されている。カウンタCT2
の出力端Qnより固定客1吐を時間叛に変換した時間信
号を得る。
共通電位点COMとの接続点はインバータG7の入力端
に接続され、その出力端と入力端の間に双方向定電流回
路CC2が接続されている。インバータG8の入力端は
インバータG7の出力端と接続され、その出力端は固定
容量CKの他端に接続されると共Knビットのカウンタ
CT2の入力端CLと接続されている。カウンタCT2
の出力端Qnより固定客1吐を時間叛に変換した時間信
号を得る。
インバータG7の入力端がそのスレ、ショルド電圧vT
Hを越えて急激にノ・イレペルになるとその出力端はロ
ーレベルになる。従って、双方向定電流回路CCKより
インバータG7の入力端から出力端に向って一定電流i
で放電を開始する。放電が進ミインバータG7のスレッ
シ、ルド電圧vTHに達するとその出力端は急激に・・
イレベルになり固定客aCKの他端はローレベルになる
。この結果、インバータG7の入力端はローレベル、出
力端はI・イレベルになり、双方向定電流回路CC2よ
り固定容量へを一定電流1で充電する。充電の結果、イ
ンノ々−タG7の入力端の電圧がスレ、ショルド電圧V
THに達するとその出力端のレベルが反転する。以上の
動作を操り返して発振が継続されるが、この放電時1i
ftおよび充電時間は固定客ryccKに比例した値と
なるので、カウンタCT 2の出力端Q。には固定容今
籏に比例した時間信号が得られる。
Hを越えて急激にノ・イレペルになるとその出力端はロ
ーレベルになる。従って、双方向定電流回路CCKより
インバータG7の入力端から出力端に向って一定電流i
で放電を開始する。放電が進ミインバータG7のスレッ
シ、ルド電圧vTHに達するとその出力端は急激に・・
イレベルになり固定客aCKの他端はローレベルになる
。この結果、インバータG7の入力端はローレベル、出
力端はI・イレベルになり、双方向定電流回路CC2よ
り固定容量へを一定電流1で充電する。充電の結果、イ
ンノ々−タG7の入力端の電圧がスレ、ショルド電圧V
THに達するとその出力端のレベルが反転する。以上の
動作を操り返して発振が継続されるが、この放電時1i
ftおよび充電時間は固定客ryccKに比例した値と
なるので、カウンタCT 2の出力端Q。には固定容今
籏に比例した時間信号が得られる。
第1図におけるこれ等の変換されたデジタル値の処理に
ついて第4図に示すフローチャート図を用いて次に説明
する。
ついて第4図に示すフローチャート図を用いて次に説明
する。
先ず、静電窓−1c1.c2と補正前の差圧ΔPfxど
との関係について説明する。差圧ΔPがゼロのときの各
静電容量CCの値をC8,移動電極7のバ1’ 2 ネ定数をKとすれば、静電窓1tc1. C2はとして
現わせる。これ等の式から、差圧ΔPはと々る。
との関係について説明する。差圧ΔPがゼロのときの各
静電容量CCの値をC8,移動電極7のバ1’ 2 ネ定数をKとすれば、静電窓1tc1. C2はとして
現わせる。これ等の式から、差圧ΔPはと々る。
次に、静圧P8と固定容量録および温度Tとの関係につ
いて説明する。@度Tが上昇すると封液5の誘電率Cの
減少に伴い固定客tCKが減少し、静圧P8が増加する
と透電518Xgの増加に伴い固定客lCが増加するの
で、a、bを定数とすると、固定に 容情領は次式で示される。
いて説明する。@度Tが上昇すると封液5の誘電率Cの
減少に伴い固定客tCKが減少し、静圧P8が増加する
と透電518Xgの増加に伴い固定客lCが増加するの
で、a、bを定数とすると、固定に 容情領は次式で示される。
CK= aPs−bT (6)
この関係から、静圧P8を求めると 1 b (7)PS−7C
K+〒T となる。α、βをそれぞれへ、Tに対する補正係数とす
ると、、 (8)式けα=1/a、β= −b/aとし
てPs”αCK−βT(8) となる。
この関係から、静圧P8を求めると 1 b (7)PS−7C
K+〒T となる。α、βをそれぞれへ、Tに対する補正係数とす
ると、、 (8)式けα=1/a、β= −b/aとし
てPs”αCK−βT(8) となる。
一方、差圧ΔPは(5)式で示されるが、この(5)式
は理想的な場合、即ち固定電極8,9.移動電極7相互
間が平行でかつバネ定数にも一定であるような場合につ
いて成立する式である。しかし、実際には静圧P8ある
いは温度Tが変化すると1本体1が変形するなどして(
5)式で得られた差圧ΔPが変化する。そこで、差圧Δ
Pを補正する必要がある。静圧P8に対する補正係数を
に1. 温度に対する補正係数をに2とすると、補正さ
れた差圧ΔPCは次のようになる。
は理想的な場合、即ち固定電極8,9.移動電極7相互
間が平行でかつバネ定数にも一定であるような場合につ
いて成立する式である。しかし、実際には静圧P8ある
いは温度Tが変化すると1本体1が変形するなどして(
5)式で得られた差圧ΔPが変化する。そこで、差圧Δ
Pを補正する必要がある。静圧P8に対する補正係数を
に1. 温度に対する補正係数をに2とすると、補正さ
れた差圧ΔPCは次のようになる。
ΔP =ΔP(]+klps+に2T )
(9)マイクロコンピュータ二二、ト30は以
上の点全考慮して演算される。演算に先立って、ROM
36には初期データとしてステ、プ■で示すように静圧
PS、温度Tが設定され、更にステ、プ■で(5) 、
(8) 。
(9)マイクロコンピュータ二二、ト30は以
上の点全考慮して演算される。演算に先立って、ROM
36には初期データとしてステ、プ■で示すように静圧
PS、温度Tが設定され、更にステ、プ■で(5) 、
(8) 。
(9)の各式の演算手順が格納される。RAM 35
Kは。
Kは。
補正係数としてに1.に2.α、β、バネ定数Kがステ
、プ■で設定される。
、プ■で設定される。
以上の状態において、CPU37の制御のもとに検出部
29より静電窓flk CI 、C2が読込まれ(ステ
、プ■)RAM35に格納される。格納されたデータを
用いてROM36に格納されている演算プログラムによ
り(5)式に示す差圧演算を実行しRAM35に格納す
る。
29より静電窓flk CI 、C2が読込まれ(ステ
、プ■)RAM35に格納される。格納されたデータを
用いてROM36に格納されている演算プログラムによ
り(5)式に示す差圧演算を実行しRAM35に格納す
る。
次に、初期値としてステ、プ■で設定した静圧Ps、湛
度温度よび(5)式の差圧演算で得たΔPのデータを用
いてROM36に格納されている演算プログラムにより
(9)式に示す差圧演算(ステ、プ■)を実行する。演
算結果は、デジタル/アナログ変換器44を介して出力
される。
度温度よび(5)式の差圧演算で得たΔPのデータを用
いてROM36に格納されている演算プログラムにより
(9)式に示す差圧演算(ステ、プ■)を実行する。演
算結果は、デジタル/アナログ変換器44を介して出力
される。
温度T、静圧P8は短時間では変化しないので。
(5)式における差圧ΔPの演算サイクルに比べて(9
)式に示す差圧ΔPoの差圧ΔPに対する補正項ば11
5〜1/10のサイクルで温度T、静圧P8を読込んで
補正しても良い。そこで、ステ、プ■でこの補正周期の
判断をする。所定の補正周期になっていないならば静電
容量C1,C2の読みを繰り返して行なう。所定の補正
周期に達したときは、ステップ■に移行して固定容量C
Kを読込む。次に、ステ。
)式に示す差圧ΔPoの差圧ΔPに対する補正項ば11
5〜1/10のサイクルで温度T、静圧P8を読込んで
補正しても良い。そこで、ステ、プ■でこの補正周期の
判断をする。所定の補正周期になっていないならば静電
容量C1,C2の読みを繰り返して行なう。所定の補正
周期に達したときは、ステップ■に移行して固定容量C
Kを読込む。次に、ステ。
プa)で湯度Tを読込み、(8)式で示す静圧P8の演
算を実行しくステップ■)、ステップ■に戻る。
算を実行しくステップ■)、ステップ■に戻る。
次回のステ、プq)での演算は、ステ、ブ■で読込んだ
温度T、ステ、プ■で得た静圧Psを用いて実行する。
温度T、ステ、プ■で得た静圧Psを用いて実行する。
以下、同様にして繰返す。
第5図は第2図および第3図で示した差動容量/時間変
換部31aおよび固定容量/時間変換部31bを1体の
ものとして容量/時間変換器31を構成したブロック図
である。
換部31aおよび固定容量/時間変換部31bを1体の
ものとして容量/時間変換器31を構成したブロック図
である。
端子45に制御信号上を印加することにより第2図に示
す差動容量/時間変換部31a、あるいは第3図に示す
固定容量/時間変換部31bのいずれかに切換え、得ら
れた信号を出力端子46から得る。
す差動容量/時間変換部31a、あるいは第3図に示す
固定容量/時間変換部31bのいずれかに切換え、得ら
れた信号を出力端子46から得る。
インバータG9の入力端は、端子45.ナントゲート6
4′、03′の各入力端と接続され、その出力端はナン
トゲート08′の入力の一端に接続されている。ナント
ゲートG8′の出力端は固定客tCKの他端およびす/
ドゲートG6′の入力の一端にそれぞれ接続され、第3
図におけるインバータG8と同様な機能をもつ。静電容
J1kC1,C2および固定容量CKの一端は浮遊容f
C83で共通電位点COMと結合されている。ナントゲ
ートG3′、04′は第2図におけるG3.G4と同様
に機能する。
4′、03′の各入力端と接続され、その出力端はナン
トゲート08′の入力の一端に接続されている。ナント
ゲートG8′の出力端は固定客tCKの他端およびす/
ドゲートG6′の入力の一端にそれぞれ接続され、第3
図におけるインバータG8と同様な機能をもつ。静電容
J1kC1,C2および固定容量CKの一端は浮遊容f
C83で共通電位点COMと結合されている。ナントゲ
ートG3′、04′は第2図におけるG3.G4と同様
に機能する。
次に第6図に示す波形図を用いて第5図に示す容量/時
間変換器31の動作について説明する。
間変換器31の動作について説明する。
制御信号S。をハイレベル(第6図(イ))にしたとき
は、ナントゲートG′、04′は第2図に示すすンドゲ
ートG3.G4と同じ機能をもつ。また、このときはナ
ントゲート08′はオフに保持され機能しない。また、
す/トゲー)G6’はナントゲート08′の出力がハイ
レベルに保持されているので。
は、ナントゲートG′、04′は第2図に示すすンドゲ
ートG3.G4と同じ機能をもつ。また、このときはナ
ントゲート08′はオフに保持され機能しない。また、
す/トゲー)G6’はナントゲート08′の出力がハイ
レベルに保持されているので。
第2図におけるす/ドゲートG6と同じ機能をもつ。
従って、制御信号Scがハイレベルの期間では、第2図
に示すフロック図と同じになり、第6図(ロ)。
に示すフロック図と同じになり、第6図(ロ)。
(ハ)で示すように出力端子46にはそのハイレベルで
は静電容fC1に対応した時間T1が、ローレベルでは
静電容量C2に対応した時間T2がそれぞれ得られる。
は静電容fC1に対応した時間T1が、ローレベルでは
静電容量C2に対応した時間T2がそれぞれ得られる。
次に、制御信号S。をローレベル(第6図(イ))にし
たときは、ナントゲート03′、04′の出力端がハイ
レベルとなりナントゲート06′の出力端はナントゲー
トG8′を介してインバータG1の出力端のレベルと同
相のレベル変化をする。従って、制御信号S。がローレ
ベルの期間では、第3図に示すブが得られる。
たときは、ナントゲート03′、04′の出力端がハイ
レベルとなりナントゲート06′の出力端はナントゲー
トG8′を介してインバータG1の出力端のレベルと同
相のレベル変化をする。従って、制御信号S。がローレ
ベルの期間では、第3図に示すブが得られる。
以上の説明においては、第2図および第3図に示すよう
に静電容it ct 、C2および固定容引靴に対応す
る時間TTおよびTKとして出力信号を得て1’
2 タイマカウンタ32でデジタル信号としてデータをマイ
クロコンビーータユニット30に取入れたが。
に静電容it ct 、C2および固定容引靴に対応す
る時間TTおよびTKとして出力信号を得て1’
2 タイマカウンタ32でデジタル信号としてデータをマイ
クロコンビーータユニット30に取入れたが。
これはこれに限ることはなくアナログ信号をデジタル信
号に変換できるものであれば良い。
号に変換できるものであれば良い。
また、(9)式において静圧p8.m度TK対して直線
的な補正をしたが、必要があれば非直線(2次あるいは
3次)補正をしても良い。
的な補正をしたが、必要があれば非直線(2次あるいは
3次)補正をしても良い。
〈発明の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明した様に本発明によ
れば、相互依存性の少ない差圧容量セ/すと固定容量セ
ンサと温度センサを用いてデジタル演算で若干の補正を
する構成としたので、補正演算が従来に比べて簡単にな
り、しかも高精度の補正ができる。
れば、相互依存性の少ない差圧容量セ/すと固定容量セ
ンサと温度センサを用いてデジタル演算で若干の補正を
する構成としたので、補正演算が従来に比べて簡単にな
り、しかも高精度の補正ができる。
第1図は本発明の一実施例を示すプロ、り図。
第2図は@1図における容量/時間変換器の一部の構成
を示すプロ、り図、第3図は第1図における容量/時間
変換器の他の一部の構成をブロック図、第4図は第1図
における演算手順を示すフローチャート図、第5図は第
1図における容量/時間変換※の他の構成を示すプロ、
り図、第6図は第5図における実施例の動作を説明する
波形図、第7図は従来の差圧変換装置の構成を示す構成
図。 第8図は従来の他の差圧変換装置の構成を示す構成図で
ある。 1・・・本体、5・・・封液、7・・・移動電極、8,
9・・・固定電極、 11・・・演算回路、 19 、
29・・・検出部、20・・・ダイヤフラム、 21・
・・差圧センサ、22・・・静圧センサ。 23・・・温度セン?、30・・・マイクロコンピュー
タユニット、31・・・容量/時間変換器、 33.3
4・・・アナログ/デジタル変換器、35・・・RAM
、 36・・・ROM、37・・・CPU、44・・
・デジタル/アナログ変換器、 CIl C2・・・静
電容量、C・・・固定客11. CC、CC2・・・双
方同定に1 電流回路、CT1.CT2・・・カウンタ。 第2図 31a差tIJ容量78青間t′を交祁第3図 31b固定官量/詩間豐授郭 第4図
を示すプロ、り図、第3図は第1図における容量/時間
変換器の他の一部の構成をブロック図、第4図は第1図
における演算手順を示すフローチャート図、第5図は第
1図における容量/時間変換※の他の構成を示すプロ、
り図、第6図は第5図における実施例の動作を説明する
波形図、第7図は従来の差圧変換装置の構成を示す構成
図。 第8図は従来の他の差圧変換装置の構成を示す構成図で
ある。 1・・・本体、5・・・封液、7・・・移動電極、8,
9・・・固定電極、 11・・・演算回路、 19 、
29・・・検出部、20・・・ダイヤフラム、 21・
・・差圧センサ、22・・・静圧センサ。 23・・・温度セン?、30・・・マイクロコンピュー
タユニット、31・・・容量/時間変換器、 33.3
4・・・アナログ/デジタル変換器、35・・・RAM
、 36・・・ROM、37・・・CPU、44・・
・デジタル/アナログ変換器、 CIl C2・・・静
電容量、C・・・固定客11. CC、CC2・・・双
方同定に1 電流回路、CT1.CT2・・・カウンタ。 第2図 31a差tIJ容量78青間t′を交祁第3図 31b固定官量/詩間豐授郭 第4図
Claims (1)
- 移動電極に対して第1電極と第2電極が対向して設けら
れこれ等の間に封入液が満されて検出すべき差圧に応じ
て差動的に変化する第1および第2静電容量を形成する
差動容量センサと前記封入液の中に形成された固定容量
を検出する固定容量センサと前記封入液の温度を検出す
る温度センサとが設けられた検出部と、前記第1および
第2静電容量に対応する差動容量と前記固定容量に対応
する固定容量信号と前記温度に対応する温度信号とをデ
ジタル信号に変換して演算処理するマイクロコンピュー
タユニットと、このマイクロコンピュータユニットでの
演算結果をアナログ信号に変換するデジタル・アナログ
変換手段とを有する差圧変換装置であって、前記マイク
ロコンピュータユニットにより前記第1および第2静電
容量の和分の差を演算して前記差圧に対応した第1差圧
信号を出力する差圧演算手段と、前記温度信号と前記固
定容量信号とを用いて前記封入液に印加される静圧を算
出する静圧演算手段と、この静圧に対応する静圧信号と
前記温度信号とを用いて前記第1差圧信号の前記静圧お
よび前記温度による影響を補正して第2差圧信号を出力
する補正演算手段とを形成して、この第2差圧信号を前
記アナログ信号として出力する差圧変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28233485A JPS62140040A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 差圧変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28233485A JPS62140040A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 差圧変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140040A true JPS62140040A (ja) | 1987-06-23 |
Family
ID=17651059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28233485A Pending JPS62140040A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 差圧変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62140040A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03210446A (ja) * | 1989-10-06 | 1991-09-13 | Endress & Hauser Gmbh & Co | 差圧測定装置 |
| JP2010127633A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Yamatake Corp | 計測機器 |
| JP2013524215A (ja) * | 2010-03-30 | 2013-06-17 | ローズマウント インコーポレイテッド | 共鳴周波数に基づく圧力センサ |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP28233485A patent/JPS62140040A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03210446A (ja) * | 1989-10-06 | 1991-09-13 | Endress & Hauser Gmbh & Co | 差圧測定装置 |
| JP2010127633A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Yamatake Corp | 計測機器 |
| JP2013524215A (ja) * | 2010-03-30 | 2013-06-17 | ローズマウント インコーポレイテッド | 共鳴周波数に基づく圧力センサ |
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