JPS6224002A

JPS6224002A - 電空変換器

Info

Publication number: JPS6224002A
Application number: JP60163140A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshioka; 隆吉岡; Toshihiro Kobayashi; 俊博小林; Takahiro Fudeyasu; 筆保　隆弘
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1985-07-23
Filing date: 1985-07-23
Publication date: 1987-02-02

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、標準圧力発生器等に使用される電空変換器
に関する。

（ロ）従来の技術一般に、空気圧を入力信号とする工業計器を校正するの
に、標準圧力発生器が使用される。従来、この種の標準
圧力発生器としては、サーボ機構を用いて弁棒を動かす
もの、電歪素子フラッパとパイロット弁を用いて設定電
圧を所定の空気圧信号に変換するもの等が使用されてい
る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記従来の標準圧力発生器のうち、サーボ機構を用いた
ものは、モータやギヤ機構を要するため、構造が複雑と
なる上、摩擦やガタが生じ、高精度を出すのが困難であ
るという問題があった。また、電歪素子フラッパとパイ
ロット弁を用いたものは、構造的な不具合が少ない反面
、０圧付近の直線性が取れず、Ｏ圧付近での制御が精度
よく行えないという問題があった。

この発明は、上記に鑑み、機械的な可動部分が少なく、
出力圧０付近も含めて、高精度で信頼性の高い標準圧力
発生器を実現し得る電空変換器を提供することを目的と
している。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明の
電空変換器は、印加電圧に応じて変位する電歪素子フラ
ッパと、この電歪素子フラッパの変位部に開口する第１
のノズルと、この第１のノズルへの供給圧路に設けられ
る絞りと、前記第１のノズルに連通し、前記電歪素子フ
ラッパの変位部と第１のノズルの開口との空隙に応じた
空気圧を受け、ごの空気圧に応じて変位するダイヤフラ
ムと、このダイヤフラムの変位面をフラッパとして、こ
のフラッパに開口する第２のノズルとから構成され、第
２のノズル背圧を出力圧とするようにしている。

この電空変換器では、印加電圧に応じて電歪素子フラッ
パが変位し、この変位により、電歪素子フラッパと第１
のノズルの開口との距離が変化し、第１のノズルの背圧
が変化する。応じてダイヤフラムの変位面も変化し、ダ
イヤフラムの変位面と第２のノズルの開口との距離も変
化し、第２のノズルの背圧が変化する。つまり、出力圧
が変化する。特に、出力圧がＯとなる付近では、第２の
ノズルとダイヤフラムの変位面の距離が大きくなり、供
給圧はこの空隙から放出されるので、出力圧はこれに引
かれ、出力圧ロ付近は真空となり、印加電圧に対する出
力圧の直線性が改善される。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明の一実施例を示す電空変換器の一部
切欠側面図、第２図は同前面図である。

この電空変換器１では、本体ブロック２に口径０．２φ
程度のノズル（第１のノズル）３が設けられ、このノズ
ル３には本体ブロック２側部に設けられる供給口４、絞
り５を介して、供給圧が加えられるようになっている。

また、このノズル３にダイヤフラム６が連通されている
。

本体ブロック２の外部には、支持部７に支持された電歪
素子フラッパ８が設けられている。支持部７は、ビス９
によって本体ブロック２に固着されている。

電歪素子フラッパ８は、１対の電歪素子が貼着されてな
るものであり、貼着面と非貼着面の電極間に、リード線
１０により設定電圧Ｖが印加されるようになっている。

そして、先端部がノズル３の開口に対面するように配置
され、印加電圧の変化により電歪素子フラッパ８が変位
すると、この変位部、つまり先端部とノズル３との距離
が変化するようになっている。

一方、本体ブロック２のノズル３及び電歪素子フラッパ
８が設けられる側とは逆の側部に、ビス１１により補助
ブロック１２が固着され、この補助ブロック１２には、
供給口■３と出力口１４を有するノズル（第２のノズル
）１５が設けられている。このノズル１５の口径は２φ
程度であり、ノズル３の口径に比し、大きく選定されて
いる。

このノズル１５の開口は、ダイヤフラム６の変位面に対
面し、ダイヤフラム６の変位面は、ノズル１５のフラッ
パの役目をなしている。

この電空変換器１において、２本のリード線１０．１０
間に直流電圧■を印加すると、その極性により一対の電
歪素子は伸縮し、電歪素子フラ。

バ８は変位し、ノズル３と電歪素子フラッパ８の間隔は
、広くなったり狭くなったりする。

供給口４より入力される供給圧は、絞り５を介してノズ
ル３とダイヤフラム６に与えられる。もし、ノズル３と
電歪素子フラッパ８の間隔が狭まるとノズル背圧が上が
り、応じてダイヤフラム室の圧も上がり、ダイヤフラム
６も膨らむ。これにより、ダイヤフラム６とノズル１５
の間隔が狭くなる。そしてノズル１５の背圧が大きくな
り、出力口１４からの出力圧が高くなる。

一方、ノズル３と電歪素子フラッパ８の間隔が広がると
、上記とは逆に、ノズル３の背圧が下がり、ダイヤフラ
ム６のノズル１５の間隔が広がる。

そのため、ノズル１５の空気圧は、広くなった開口部よ
り放出される。この場合、供給口１３に対しノズル■５
の口径が大きいので、出力口１４付近の空気圧もノズル
１５の開口部に引かれ、出力口１４の真空状態となる。

今、供給圧を３５００　ｍｍＨｚｏとし、印加電圧Ｖと
出力圧との関係を図示すると、第３図に示す通りとなる
。理想的には、破線ａのように完全な比例関係であるが
、実際には実線すのように負圧側で若干なまった特性と
なる。しかし、負圧側まで出力圧が変わるので、０から
３０００ｍｍ１ｌ□０の圧力を容易に発生させることが
出来る。供給圧、ノズル３、ノズル１５の口径を適当に
選定することにより、さらに必要な空気圧を発生させる
ことができる。

この実施例電空変換器１を用いて、第４図に示すように
、標準圧力発生器２０を実現できる。この標準圧力発生
器２０は、電空変換器１と、この電空変換器１よりの出
力空気圧を電気信号に変換する信号変換器２１を、設定
電源２２の設定電圧■と、信号変換器２１よりの信号を
受けて、その差電圧を電空変換器１の電歪素子フラッパ
８に印加する比較回路２３とから構成されている。空気
出力圧を精度よく信号変換できる圧力センサを用いれば
、設定電圧に精度よく対応した出力圧が得られる。この
標準圧力発生器２０の設定電圧Ｖ−出力圧特性を示すと
、第５図の通りとなり、０．１％以上の変換精度を得る
ことができる。

（へ）発明の効果この発明によれば、電歪素子フラッパを用いて印加電圧
に応じた出力圧を得るようにしているので、機械的な可
動部分が少ないから、機械的摩擦やガタに起因する精度
低下がなく、またパイロンＩ・弁を使用せず、２個のノ
ズルとダイヤフラムを用いて出力空気圧を得るようにし
ているので、０圧付近でも精度のよい出力圧を得ること
が出来、ごの電空変換器を用いれば、精度のよい標準圧
力発生器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す電空変換器の一部
切欠側面図、第２図は、同電空変換器の前面図、第３図
は、同電空変換器の電圧−出力圧特性を示す図、第４図
は、同電空変換器を含む標準圧力発生器のブロック図、
第５図は、同標準圧力発生器の設定電圧−出力圧特性を
示す図である。１：電空変換器、　　　　３：ノズル（第１）、５：絞
り、　　　　　　　６：ダイヤフラム、８：電歪素子フ
ラッパ、１５：ノズル（第２）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）印加電圧に応じて変位する電歪素子フラッパと、
この電歪素子フラッパの変位部に開口する第１のノズル
と、この第１のノズルへの供給圧路に設けられる絞りと
、前記第１のノズルに連通し、前記電歪素子フラッパの
変位部と第１のノズルの開口との空隙に応じた空気圧を
受け、この空気圧に応じて変位するダイヤフラムと、こ
のダイヤフラムの変位面をフラッパとして、このフラッ
パに開口する第２のノズルとを備え、この第２のノズル
背圧を出力とするようにした電空変換器。