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JPS5835415A - 測定装置 - Google Patents

測定装置

Info

Publication number
JPS5835415A
JPS5835415A JP56134224A JP13422481A JPS5835415A JP S5835415 A JPS5835415 A JP S5835415A JP 56134224 A JP56134224 A JP 56134224A JP 13422481 A JP13422481 A JP 13422481A JP S5835415 A JPS5835415 A JP S5835415A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
counting
voltage
circuit
charging
measuring
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.)
Granted
Application number
JP56134224A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0228804B2 (ja
Inventor
Takeshi Yasuhara
安原 毅
Eiichi Nabeta
鍋田 栄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP56134224A priority Critical patent/JPS5835415A/ja
Priority to US06/402,377 priority patent/US4531193A/en
Priority to CA000408285A priority patent/CA1220835A/en
Priority to AU86518/82A priority patent/AU549860B2/en
Priority to BR8204472A priority patent/BR8204472A/pt
Priority to DE8484114777T priority patent/DE3279510D1/de
Priority to DE19823229010 priority patent/DE3229010A1/de
Priority to DE8282106917T priority patent/DE3274495D1/de
Priority to EP82106917A priority patent/EP0071912B1/en
Priority to EP84114777A priority patent/EP0159401B1/en
Publication of JPS5835415A publication Critical patent/JPS5835415A/ja
Publication of JPH0228804B2 publication Critical patent/JPH0228804B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring 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
    • G01L9/12Measuring 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 by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/248Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains by varying pulse repetition frequency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/252Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques using analogue/digital converters of the type with conversion of voltage or current into frequency and measuring of this frequency
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1071Measuring or testing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/60Analogue/digital converters with intermediate conversion to frequency of pulses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は物理的な変化を電圧値の変化に変えて一定す
る測定装置、41に検出量をディジタル量に変換し、該
ディジタル量をマイクープ胃セッサ等のディジタルJ6
珊装置によって演算、処理することにより物理量を測定
するようにした測定装置Kllするものである・ 例えば、二種の金属または半導体を二点で接金し″C影
成された熱電対を用い、該熱電対の二点をそれぞれ異な
る温度に保つことにより発生する起電力(電圧)からそ
の温度を測定することが行なわれている。か−る熱電対
にて発生したat力または電圧を測定する鳩舎は、これ
を演算増巾器等によって増申し、その出力から超電力ま
たは電圧を求めるのが一般的である。しかしながら、こ
のような測定装置はアナログ回路で構成されているため
測定誤差が生じ島く、したがって検出精度が低下すると
いう欠点があった・ この発−は上Eに鎧みなされたもので、高精度の一定が
可能で、しかも番種の補正を容JIKなし5る測定装置
を提供することを曹的とす番ものである。
上記の目的は、この発−によれば物理量の変化を電圧の
変化として検出する電圧検出部と、定電流源からの一定
電流によって充電される榔皐;ンデyすを備え餓充電々
圧が前記検出電!EK達するに1!する時間からその検
出電圧値に応じたディジタル量に変換する変換回路と、
皺変換出力にもとづいて所定の演算を行なうディジタル
演算−路とを設けるととによつ達成される。
以下、この発明の実施例を図璽を参照して説―する。
111図はこの発明の実施例の概要を示すプ曹ツク図、
第2図はこの発−の夷IIAflを詳細く示す一路図、
第3図は測定動作を説嘱するためのタイムチャートであ
る。
第4図においてlは電圧検出部、8は皺検1部1の選択
回路、3は周波数変換一路、4はカウンタ、暮はタイマ
ー、6は基準り四ツタ員−−路、7は!イク冒グロ竜ツ
を等のディジahmsw装置(以下、μm00M演算回
路ともいう、)、8は光伝送回路、会はバッテリを用い
た電榔闘賂、1Gはキーボードである。
これらの+*はさらK112図に示されるようK。
検出部1は例えば熱電対によって構成され、検出部選択
回路2は検出部1の状態を切り替えるためのXイツテ8
W2(例えば、相補、111MO8のアナジグスイッチ
またはリレー等が使用される。)より構成される。また
、周波数変換回路3は定電流源COからの一定電流によ
って充電されるコンデンサCと、該充電々圧′Bbと演
算増巾器0PIKて増巾された検出電圧B&との比較を
行ない、充電々圧すが検出電圧l!!1以上になったと
き出力を出す演算増巾器OP2と、諌演算増巾器OP!
からの所定レベル(スレツシエホールドレベル)の出力
によってセットされ、所定の時定数(抵抗にとコンデン
サCtとの積)Kよって決まる測定時間J8にリセット
される7リツプアロツプ(D廖)と、コンデンtCおよ
びCtの充放電の切り替えを行なう8Wl (aWll
、8W1りとから構成サレテイル。
なお、li来の一般的なりjllツ亨ツプアーツプを使
用する場合は、その前IIK前違のスレツs/&ホール
ドレベルを判別するための臀肩な一路、例えばシmlッ
ト閘路が必要であるが、 C−MOJ!(11補形M0
8)のフリラグ7四ツブを使用す番場舎はこのような回
路は不要で、その切り替わり電圧をそのままスレッシ為
ホールド電圧とL″Cg1用することができる。また、
スイッチIIWIは前述のスイッチ8W2と同様のもの
である。タイマー器は!JllのカウンタCT!、C’
!”Sかも構成され、声−COM演算■路一路らのす七
ツ)信号PO3の解除によって基準り田ツタ**w*g
から与えられるり胃ツク信号の計数を開始し、★ラン#
(CTI)4からのカウントアツプ(カウントUP)信
号によって計数を停止する。l5−C0M演算閣路7は
バッテリ電源−路9から電源を供給され、基準り四ツタ
発生園路舊かものタレツタ414#によりI[鋤されて
種々の演算−9制御動作を行なう0例えば、検出部選択
−路2のスイッチIW1に!−ド選択償今POI、PO
!を送出して検出電圧11を印加しない状態の一定モー
ド(以下、零測定毫−ドともいう。)、および検出電圧
]!1橢定峰−ド(以下、1191定篭−ドともい5゜
、)の選択を行な5−また、非一定時にはり七ット信−
11PO8Kよってカウンタ4およびタイマー5のすセ
ットを行ない、測定時に番1諌リセット信4!?O3を
解除してこれらに計数動作を行なわせ、カラン#4のカ
ウントUP@−Illを割込償41IRQとして受け、
タイY −5からの計数結果を端子PIO−VPIIS
を介して読取り、該読取や情報にもとづいて所定の演算
熟珊をする。声−00M演算11117には、測定誤差
が生じないよ5 K−に’Ef点およびスパンの調整を
行な5ための操作を指示するキーボード1G。
また省電力化を図るべく基準り■ツタ発生一路6または
μmC0M演算剛路7重体上間欠的に動作させるための
スタンバイモード回路12、さらには図示されない管m
m側の上位計算機との間で光による情報の授受を行なう
発光素子L:lD、受光素子FDを備えた光伝送−路8
−1および腋先伝送−路8にお号る発光素子I、IDの
異常(点灯しぎリ)検出囲路11等が接続されているが
、これらの各部はここでは轡に関係がないので、その詳
細は省略する。なお、・は第1−または′M2■の所要
の台部へ電圧を供給するためのバッテリ電源−路である
以下、測定動作について第2.s−を参照して説明する
初期状態においては、声−COM演算■路回路らは毫−
ド選択信勺pot、roaIt与えられず、リセット信
号P08によってカラy*(CTI)4およびタイマー
基はリセット状態にある。ここで、第3図ピ)の如き零
測定モード信号が与えられ、aS図←)の如くリセット
信号が解除されると、;ンデンtCが定電流回路COか
もの測定電11CI)によって第3WA(ハ)の−の如
く充電される。この零測定篭−ドの鳩舎、スイッチsW
!は111園の開示位置とは反対側に切り替わっていて
IIl走電圧電圧11加されていないので、演算増巾器
OPIの入力側には電源電圧9■が紙抗石、勤によって
分圧された所定の電圧(X3η■)が−一され、その出
力側、すなわち演算増巾器OP2の入力側にはKIKt
v卸(Ktは演算増巾器OPIのゲインである。)なる
電圧が印加されている。この電圧KIKg VDDを′
Baとし、コンデンサCKよる充電々圧を1111 と
すると、演算増巾器OP2ではこれらの電圧を比較し、
E13≧E&になると出力を出してアリツブフロップq
1をセットする(なお、電圧H&とHzとの関係は第3
図(ハ)に示されている・)、7リツプ70ツブQ1が
セットされると、その出力はカウンタ(CTI)4に与
えられるとともに、スイッチ8WIKも与えられる。そ
の結果、スイッチ5W12が開放されて抵抗にとコンデ
ンfCfとによる充電回路が形成される。なお、このと
きスイッチ8W11が第2図の図示位置とは反対側に切
り替えられ、コンデy?cの放電が行なわれる。;ンデ
ンナCtの充電々圧が第3WA(ホ)で示されるよ5に
%所定時間t6後に所定の値になると、7リツプ7Wツ
ブQlはクリアされ、その結果、クリップフqツブq1
からはtSaに)の如き一定時間中(to)の出力パル
スが得られることになる。なお、フリツプツ四ツブQl
のνセットによってアナ四ダスイッチ8W1もオツとな
るので、スイッチ−Wll。
12は#12図の図示位置E1m帰し、スイッチ8W1
1によってコンデンサCの充電回路が、またスイッチ8
W12によってコンデンサCtの放電回路がそれぞれ形
成される。充電々圧が入力一定電圧に達する迄の時間t
x(第3図のに)を参照のこと)は入力測定電圧に比例
するから、7リツプフ冨ツブQ1の出力からは測定電圧
に比例した周波数のパルス信号が得られることになる。
このパルス備考はカウンタ4によって計数され、所定値
に達すると第3図(へ)に示されるようなカウントアツ
プ(カウントUP)出力を発してタイ!−5を第811
())の如く計数停止させる。タイマー5は先のリセッ
ト信号P03の僻除とともにパルス員生一路6かラック
ロックパルスを計数しているが、計数伸止とともにその
計歇曽果がカラン#4からのカラン)UP傷信号受けた
μmC0M演算■賂7により端子PIO〜P115を介
して醜取られる。
こ−で、演算層中@opsの+側入力端子へ与えられる
電圧をBa、−側入力端子に与えられる電圧(コンデン
すCの充電々圧)を為とすると、電圧Baおよびbはそ
れぞれ、 Ba = Kt Kt VDI) として表わされる。ここに、Iは=ンデンfcK供給さ
れる電流値(一定)であり、K1.Kzは前述の如き定
数である。したがって、1a=l’bとなる時間をtl
とすると、 ■ −* tl =KI Kz VDD であるから、したがって11は tl m−Kt K鵞V卸==・(I)■ として求めることができる。
一方、プンデンサCt、抵抗RfKよる放電時間t0は
一定であり、この時間内にコンデンtCの放電が行なわ
れるようにしておけば、;ンデンサCの充、放電動作を
allカウントする迄の基準り四ツタ発生回路6からの
り四ツクパルスを計数するととによってコンデンサCK
よる充放電時間〒1を測定することができる(なお、一
定され番のは厳密には充電時間だけである)、この充放
電時四′r1は第311に)からも―らかなよ5に、充
電(tl)はn閘であるのく対して放電(to)はm−
1−で1纂から Ti ! It tl + (a−1) t6    
  ・−−−−−−−(If)として求めることがで館
る。なお、このよ5Kll鴎カクントするのは時岡測定
★ウン#(C’l’!。
CTC)の分解能を上げるためであり、その歇罵は基準
タ四ツク発生回路6の出力周識黴また線コンデンtCの
容量値41FK応じて適宜通訳される。
このよ5KしてコンデンサCの充放電時−テ1を求めた
後、声−COM演算園路γは毫−ド選択償奇POI 、
PO2によってスイッチJI!雪を匍り讐えてIh四定
モードとし、上記と同様にして=yデンナCの充放電時
間テ意を一意する。この壜台の動作態様は上記と金(同
様であや、そのタイムチャートは第sliの右半分側に
1lllff!毫−ドとして示されている。この場舎、
゛演算増*5eptの入力側電圧l&には測定電JEI
Iが一加婁れるととになるから、その充電時間t3は上
記のCI)式と同様にを意g=−Kt(K雪Vx)十B
1)   ・#+11ei161111・・・ωわ■ として表わされる。したがって、その充放電時間T!も
(If)式と同様に Tt w m tl + (n−1) to    ”
”・・・” (EV)Σなり、上me (II) 、 
Qv)式で表わされゐ充放電時間Tz 、Ttの差をと
ると、 Tx−T1厘m−Ktls=K]it となる。つまり、B1測定モードおよび零測定篭−ドに
おゆる=ンデyfcの充放電時間の差T*−71゜から
その入力w走電圧を求め5ることがわかる。
μmC0M演算圏路γtは上記の如き差の演算を行なう
とと−に、所定の換算をするととによって電圧値、すな
わち物理量を測定する。
以上のよ5に、この発llKよれば◆物理的な変化を電
圧の変化に変えて測定を行なうものKおいズ、電圧値に
応じた馬腋歓償4#に変換した後、さらに所定のディジ
タル備考に変換し、該ゲイジタル量にもとづいて所定の
演算を行な5ととにより物理量を一定するよ5Kしたか
ら、m*精度が向上するとともに、ゼー・スパン調によ
る補正はもとより温度補正等の各種の補正演算を単にプ
■グツムを変更するだけで容易になし5る利点を有する
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を概略的に示すブロック図、
第2図はこの発明の実施例を詳細に示す一路図、第3図
は測定動作を説明するためのタイムチャートである。 符漫説明

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 物理量の変化を電圧の変化として検出する電圧検出部と
    、定電流源からの一意電流によって充電される:1yデ
    ンナを有し、WII!充電電圧が前記検出電圧に達する
    に要する時間からその検出電圧値に応じた周波数のパル
    ス信号に麦換する周液歇蜜換關路と、該変換回路からの
    パルス数を計数し、諌計歇値が所定の値に遺したと會計
    徴出力を出す館1の計数回路と、前記コンデンtの充電
    −鎗とと4にり謬ツク41奇源からのり買ツクパルスの
    計数を開始し、前記第1の計数回路からの計数出力によ
    って該クーツクパルスの計数な停止する第2の計数回路
    と、第1の計徽調路からの計数出力を受けて諌第2の計
    数−路の計款曽果を読取り、賦曽果にもとづいて所定の
    演算を行なうディジ#ル演算回路とを備え、該演算結果
    から物理量を一定するようにしたことを4I黴とする一
    511礁置。
JP56134224A 1981-07-30 1981-08-28 測定装置 Granted JPS5835415A (ja)

Priority Applications (10)

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JP56134224A JPS5835415A (ja) 1981-08-28 1981-08-28 測定装置
US06/402,377 US4531193A (en) 1981-07-30 1982-07-27 Measurement apparatus
CA000408285A CA1220835A (en) 1981-07-30 1982-07-28 Measurement apparatus
AU86518/82A AU549860B2 (en) 1981-07-30 1982-07-28 Measurement apparatus
BR8204472A BR8204472A (pt) 1981-07-30 1982-07-29 Aparelho para medir uma quantidade fisica e fornecer dados de medicao correspondentes
DE8484114777T DE3279510D1 (en) 1981-07-30 1982-07-30 Measurement apparatus
DE19823229010 DE3229010A1 (de) 1981-07-30 1982-07-30 Digitale messeinrichtung fuer eine physikalische groesse
DE8282106917T DE3274495D1 (en) 1981-07-30 1982-07-30 Measurement apparatus
EP82106917A EP0071912B1 (en) 1981-07-30 1982-07-30 Measurement apparatus
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JPH0228804B2 JPH0228804B2 (ja) 1990-06-26

Family

ID=15123317

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