JP6858655B2 - How to adjust the calibrator - Google Patents

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Description

本発明は、電磁流量計の変換器を校正するキャリブレータの調整方法に関するものである。 The present invention relates to a method of adjusting a calibrator for calibrating a converter of an electromagnetic flowmeter.

電磁流量計は、たとえば、検出器および変換器を備え、流体の流速、流量などを計測することができる装置である。電磁流量計は、検出器および変換器を備えている。検出器は、流体が通過する計測管内に磁界を発生させ、流体の通過により発生する起電力に基づく信号を出力する。変換器は、検出器が出力した信号に基づいて、流量値などに変換する処理を行う。 The electromagnetic flow meter is, for example, a device provided with a detector and a converter and capable of measuring the flow velocity, flow rate, etc. of a fluid. The electromagnetic flowmeter includes a detector and a transducer. The detector generates a magnetic field in the measuring tube through which the fluid passes, and outputs a signal based on the electromotive force generated by the passage of the fluid. The converter performs a process of converting into a flow rate value or the like based on the signal output by the detector.

図4は、電磁流量計の校正について説明する図である。上述したような電磁流量計において、ゲイン調整、電流出力調整など、変換器の入出力に関する校正を行うときには、キャリブレータ600が用いられる(たとえば、特許文献1参照)。キャリブレータ600は、たとえば、検出器からの励磁電流に応じて、基準流量に対応する電圧波形の信号である基準流量信号を擬似的に発生させることができる装置である。このとき、たとえば、複数の抵抗素子を備え、抵抗素子による分圧を行うことで、複数のレンジに対応する基準流量信号を発生させることができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating calibration of the electromagnetic flowmeter. In the electromagnetic flowmeter as described above, the calibrator 600 is used when calibrating the input / output of the converter such as gain adjustment and current output adjustment (see, for example, Patent Document 1). The calibrator 600 is, for example, a device capable of generating a reference flow rate signal, which is a signal of a voltage waveform corresponding to a reference flow rate, in a pseudo manner according to an exciting current from a detector. At this time, for example, by providing a plurality of resistance elements and dividing the pressure by the resistance elements, it is possible to generate reference flow rate signals corresponding to the plurality of ranges.

特開2016−206080号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-206080

キャリブレータは、変換器の校正を行う装置であるため、数十nV〜数mVの広いレンジの電圧に係る信号を、精度が0.05%以下となるように出力するなど、複数の基準流量信号を、高い精度で発生させることが要求される。このため、キャリブレータを調整する場合には、nVオーダの計測を行うことができる高精度のデジタル電圧計、温度補償がなされた環境にすることができる設備などが必要とされていた。したがって、キャリブレータ自体の精度を高く維持するために、高いコストが費やされていた。また、キャリブレータの調整箇所を少なくするために、高精度(絶対精度が高い)抵抗素子などを用いていたが、コストが高くなっていた。 Since the calibrator is a device that calibrates the converter, it outputs a signal related to a voltage in a wide range of several tens of nV to several mV so that the accuracy is 0.05% or less, and a plurality of reference flow signals. Is required to be generated with high accuracy. Therefore, when adjusting the calibrator, a high-precision digital voltmeter capable of measuring nV orders, equipment capable of creating a temperature-compensated environment, and the like are required. Therefore, a high cost has been spent in order to maintain high accuracy of the calibrator itself. Further, in order to reduce the number of adjustment points of the calibrator, a high-precision (high absolute precision) resistance element or the like is used, but the cost is high.

本発明は、このような課題を解決するものであり、たとえば、低コストをはかりつつ、精度および安定性が高い調整を行うことができるキャリブレータの調整方法を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide, for example, an adjustment method of a calibrator capable of performing adjustment with high accuracy and stability while measuring low cost.

上述した目的を達成するため、本発明に係るキャリブレータの調整方法は、信号発生装置が発生した基準信号の極性を反転して出力する第1インバータ回路と、信号発生装置が発生した基準信号または第1インバータ回路が出力した信号のいずれか一方を選択して出力する第1マルチプレクサと、複数のレンジに対応して分圧した複数の信号を出力する第1分圧回路と、第1分圧回路が出力した複数の信号のうち、いずれか1つの信号を選択して出力する第2マルチプレクサと、第2マルチプレクサが出力した信号を分圧し、基準流量信号として出力する第2分圧回路と、第2マルチプレクサが出力した信号の極性を反転して出力する第2インバータ回路と、第2インバータ回路が出力した信号を分圧し、基準流量信号として出力する第3分圧回路とを備えるキャリブレータの調整方法であって、第1分圧回路が出力する信号のうち、最も高い電圧のレンジにおける信号により、第2分圧回路および第3分圧回路の入力端子間の電圧並びに出力端子間の電圧を計測する工程と、計測に係る電圧の値に基づいて、第2分圧回路および第3分圧回路における分圧に係る倍率をそれぞれ演算する工程とを有するものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the adjustment method of the calibrator according to the present invention includes a first inverter circuit that inverts the polarity of the reference signal generated by the signal generator and outputs the reference signal, or the reference signal generated by the signal generator or the first. 1 A first voltage divider that selects and outputs one of the signals output by the inverter circuit, a first voltage divider circuit that outputs a plurality of voltage dividers corresponding to a plurality of ranges, and a first voltage divider circuit. A second voltage divider that selects and outputs any one of the plurality of signals output by the second multiplexer, a second voltage divider circuit that divides the signal output by the second multiplexer and outputs it as a reference flow signal, and a second voltage divider circuit. 2 A method of adjusting a calibrator including a second voltage divider circuit that inverts the polarity of the signal output by the multiplexer and outputs it, and a third voltage divider circuit that divides the signal output by the second inverter circuit and outputs it as a reference flow signal. Therefore, among the signals output by the first voltage divider circuit, the voltage between the input terminals of the second voltage divider circuit and the third voltage divider circuit and the voltage between the output terminals are measured by the signals in the highest voltage range. It has a step of calculating the magnification related to the voltage dividing in the second voltage dividing circuit and the third voltage dividing circuit, respectively, based on the value of the voltage related to the measurement.

本発明によれば、キャリブレータを調整する際、第2分圧回路および第3分圧回路における分圧に係る倍率の演算に用いる電圧値の計測を、第1分圧回路が出力する信号のうち、最も高い電圧の前記レンジにおける信号によって計測するようにしたので、高精度の電圧計を用いた計測を行う必要がない。また、環境の温度が計測に与える影響が少なく、温度の管理を緩和することができる。このため、キャリブレータの調整に係るコストを抑えることができる。 According to the present invention, among the signals output by the first voltage divider circuit, the measurement of the voltage value used for calculating the magnification related to the voltage divider in the second voltage divider circuit and the third voltage divider circuit when adjusting the calibrator is performed. Since the measurement is performed by the signal in the above range of the highest voltage, it is not necessary to perform the measurement using a high-precision voltmeter. In addition, the temperature of the environment has little influence on the measurement, and the temperature control can be relaxed. Therefore, the cost of adjusting the calibrator can be suppressed.

本発明の実施の形態に係るキャリブレータ100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the calibrator 100 which concerns on embodiment of this invention. キャリブレータ100内の分圧例を示す図である。It is a figure which shows the example of the partial pressure in a calibrator 100. 本発明の実施の形態に係るキャリブレータ100の調整に係る手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure which concerns on the adjustment of the calibrator 100 which concerns on embodiment of this invention. 電磁流量計の校正について説明する図である。It is a figure explaining the calibration of an electromagnetic flowmeter.

実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係るキャリブレータ100の構成を示す図である。図1に示すように、本実施の形態のキャリブレータ100は、第1インバータ回路110、第1マルチプレクサ回路120、第1分圧回路130、第2マルチプレクサ回路140、第2インバータ回路150、第2分圧回路160および第3分圧回路170を備える。また、信号発生装置200、演算制御装置300、入力装置400および表示装置500を備えている。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a calibrator 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the calibrator 100 of the present embodiment includes a first inverter circuit 110, a first multiplexer circuit 120, a first voltage divider circuit 130, a second multiplexer circuit 140, a second inverter circuit 150, and a second inverter. It includes a pressure circuit 160 and a third voltage divider circuit 170. It also includes a signal generator 200, an arithmetic control device 300, an input device 400, and a display device 500.

信号発生装置200は、基準信号を発生させる装置である。信号発生装置200は、たとえば、DA(デジタル/アナログ)変換器(図示せず)またはPWM(Pulse Width Modulation)信号のパルス幅を制御して、あらかじめ定められた範囲で任意の基準信号を発生させることができる。本実施の形態においては、−2.5V〜2.5V(PWMデューティで比率0.0〜1.0)の基準信号を発生するものとする。ここで、信号発生装置200は、キャリブレータ100外の装置であってもよい。 The signal generator 200 is a device that generates a reference signal. The signal generator 200 controls, for example, the pulse width of a DA (digital / analog) converter (not shown) or a PWM (Pulse Width Modulation) signal to generate an arbitrary reference signal within a predetermined range. be able to. In the present embodiment, it is assumed that a reference signal of −2.5V to 2.5V (ratio of PWM duty is 0.0 to 1.0) is generated. Here, the signal generator 200 may be a device other than the calibrator 100.

第1インバータ回路110は、信号発生装置200から送られた基準信号の極性を反転させる。ここで、信号発生装置200から直接に送られた基準信号をプラス側信号とする。また、第1インバータ回路110が極性反転した基準信号をマイナス側信号とする。第1マルチプレクサ回路120には、プラス側信号およびマイナス側信号が入力される。そして、演算制御装置300から送られる励磁方向切替信号に基づいて、入力されたプラス側信号またはマイナス側信号のいずれか一方を選択して出力する。 The first inverter circuit 110 inverts the polarity of the reference signal sent from the signal generator 200. Here, the reference signal sent directly from the signal generator 200 is used as the plus side signal. Further, the reference signal whose polarity is inverted by the first inverter circuit 110 is used as the minus side signal. A positive side signal and a negative side signal are input to the first multiplexer circuit 120. Then, based on the excitation direction switching signal sent from the arithmetic control device 300, either the input positive side signal or the negative side signal is selected and output.

図2は、キャリブレータ100内の分圧例を示す図である。キャリブレータ100内において、後述するように、演算制御装置300からレンジを切り替えるレンジ切替信号が送られると、基準信号を分圧した信号を選択して出力することができる。図2における分圧比は、おおよその値である。第1分圧回路130は、複数の分圧用抵抗素子を有し、分圧により、複数のレンジ(電圧帯)に係る信号を出力することができる。実施の形態1のキャリブレータ100の第1分圧回路130では、第1レンジR1〜第7レンジR7の7つのレンジに対応した分圧を行うことができる。ここで、第1レンジR1における信号の電圧が最も高いレンジの電圧となる。第2レンジR2、第3レンジR3、第4レンジR4、第5レンジR5、第6レンジR6の順に電圧が低くなり、第7レンジR7における信号の電圧が最も低いレンジの電圧となる。 FIG. 2 is a diagram showing an example of partial pressure in the calibrator 100. In the calibrator 100, as will be described later, when a range switching signal for switching a range is sent from the arithmetic control device 300, a signal obtained by dividing the reference signal can be selected and output. The voltage division ratio in FIG. 2 is an approximate value. The first voltage dividing circuit 130 has a plurality of voltage dividing resistor elements, and can output signals relating to a plurality of ranges (voltage bands) by the voltage dividing. In the first voltage dividing circuit 130 of the calibrator 100 of the first embodiment, the voltage dividing corresponding to the seven ranges of the first range R1 to the seventh range R7 can be performed. Here, the voltage of the signal in the first range R1 is the voltage in the highest range. The voltage decreases in the order of the second range R2, the third range R3, the fourth range R4, the fifth range R5, and the sixth range R6, and the voltage of the signal in the seventh range R7 becomes the voltage in the lowest range.

第2マルチプレクサ回路140は、後述する演算制御装置300から、レンジを切り替えるレンジ切替信号が送られると、第1分圧回路130が出力した複数の信号のうち、いずれかを選択して出力する。また、第2インバータ回路150は、第2マルチプレクサ回路140が出力した信号の極性を反転させる。第2分圧回路160は、抵抗素子を有し、第2マルチプレクサ回路140が出力した信号を分圧し、基準流量信号となる信号を出力する分圧回路R(+)を有する。第2分圧回路160における入力端子をCP1とし、出力端子をAとする。そして、第3分圧回路170は、抵抗素子を有し、第2インバータ回路150が出力した信号を分圧し、基準流量信号となる信号を出力する分圧回路R(−)を有する。第3分圧回路170における入力端子をCP3とし、出力端子をBとする。 When the range switching signal for switching the range is sent from the arithmetic control device 300 described later, the second multiplexer circuit 140 selects and outputs one of the plurality of signals output by the first voltage dividing circuit 130. Further, the second inverter circuit 150 inverts the polarity of the signal output by the second multiplexer circuit 140. The second voltage divider circuit 160 has a resistance element, and has a voltage divider circuit R (+) that divides the signal output by the second multiplexer circuit 140 and outputs a signal that becomes a reference flow signal. The input terminal in the second voltage dividing circuit 160 is CP1, and the output terminal is A. The third voltage divider circuit 170 has a resistance element, and has a voltage divider circuit R (−) that divides the signal output by the second inverter circuit 150 and outputs a signal that becomes a reference flow signal. Let CP3 be the input terminal and B be the output terminal in the third voltage divider circuit 170.

従来のキャリブレータ600は、分圧用に用いられる抵抗素子について、絶対精度が高いものを用いていた。抵抗素子の絶対精度が高ければ、たとえば、最も高い電圧のレンジにおける信号を出力するようにし、その出力に係る電圧を計測する。そして、他のレンジについては、計測した電圧から、抵抗素子の定格値を演算して導き出した値に基づき、調整を行うことができる。 The conventional calibrator 600 uses a resistance element used for voltage division with high absolute accuracy. If the absolute accuracy of the resistance element is high, for example, a signal in the highest voltage range is output, and the voltage related to the output is measured. Then, the other ranges can be adjusted based on the values derived by calculating the rated value of the resistance element from the measured voltage.

演算制御装置300は、入力された数値などに基づいて、調整、検査並びに変換器の校正およびチェックを行うときの基準流量信号となる擬似電圧出力に係る演算を行う。入力装置400は、操作者が、指示、データなどを入力するための装置である。表示装置500は、演算制御装置300からの表示信号に基づく表示を行う。 The arithmetic control device 300 performs an arithmetic related to a pseudo voltage output which becomes a reference flow rate signal when adjusting, inspecting, and calibrating and checking the converter based on the input numerical value and the like. The input device 400 is a device for the operator to input instructions, data, and the like. The display device 500 displays based on the display signal from the arithmetic control device 300.

本実施の形態のキャリブレータ100においては、計測に係る信号および計測箇所を工夫し、高精度の電圧計で計測を行わなくても調整できるようにする。nVオーダの電圧を計測しなくてもすむことで、計測時の環境における温度管理を緩和することができる。また、キャリブレータ100に用いられる抵抗素子の絶対精度が必ずしも高くなくても、変換器の校正およびチェックを行うときの擬似電圧の精度は、絶対精度が高い高価な抵抗素子を使った場合と変わらない。 In the calibrator 100 of the present embodiment, the signal and the measurement location related to the measurement are devised so that the calibrator 100 can be adjusted without performing the measurement with a high-precision voltmeter. By not having to measure the voltage on the order of nV, it is possible to relax the temperature control in the environment at the time of measurement. Further, even if the absolute accuracy of the resistance element used in the calibrator 100 is not necessarily high, the accuracy of the pseudo voltage when calibrating and checking the converter is the same as when an expensive resistance element having high absolute accuracy is used. ..

図3は、本発明の実施の形態に係るキャリブレータ100の調整に係る手順を示す図である。図3に基づいて、キャリブレータ100の調整方法の手順について説明する。ここで、調整および演算に係る電圧値などの調整事項(パラメータ)の計測は、作業者などが行う。また、計測されたパラメータによる、調整事項の演算は、演算制御装置300が行うものとする。また、計測電圧に基づく演算が行えるのであれば、処理の順序は、図3に示す流れに限定するものではない。 FIG. 3 is a diagram showing a procedure for adjusting the calibrator 100 according to the embodiment of the present invention. The procedure of the adjustment method of the calibrator 100 will be described with reference to FIG. Here, an operator or the like performs measurement of adjustment items (parameters) such as voltage values related to adjustment and calculation. Further, the calculation control device 300 shall perform the calculation of the adjustment items based on the measured parameters. Further, the order of processing is not limited to the flow shown in FIG. 3 as long as the calculation based on the measured voltage can be performed.

まず、第1分圧回路130において、第7レンジR7に係る信号を出力させるものとする。そして、第7レンジR7におけるゼロ点に係るCP1−CP3間の電圧が、0μVとなるように調整する(ステップS1)。この調整は、たとえば、第2インバータ回路150が有するトリマによって行う。第2分圧回路160および第3分圧回路170に入力する前のCP1−CP3間における電圧は、第7レンジR7における信号の場合でも、高精度の電圧計を用いずに計測を行うことができる。 First, it is assumed that the first voltage dividing circuit 130 outputs a signal related to the seventh range R7. Then, the voltage between CP1 and CP3 related to the zero point in the 7th range R7 is adjusted to be 0 μV (step S1). This adjustment is performed by, for example, a trimmer included in the second inverter circuit 150. The voltage between CP1 and CP3 before being input to the second voltage divider circuit 160 and the third voltage divider circuit 170 can be measured without using a high-precision voltmeter even in the case of a signal in the seventh range R7. it can.

次に、第1分圧回路130において、第1レンジR1に係る信号を出力させるものとする。そして、演算制御装置300から送られる励磁方向切替信号に基づいて、信号を切り替えながら、(a)〜(d)に示す4つの事項について、電圧計により計測を行う(ステップS2)。ここで、第1レンジR1における信号の出力電圧は、A−B間においても、mVオーダでの計測であるため、高精度の電圧計を用いなくても計測を行うことができる。
(a)第1レンジR1におけるプラス側信号によるA−B間の計測電圧VPAB1
(b)第1レンジR1におけるマイナス側信号によるA−B間の計測電圧VMAB1
(c)第1レンジR1におけるプラス側信号によるCP1−CP3間の計測電圧VP1
(d)第1レンジR1におけるマイナス側信号によるCP1−CP3間の計測電圧VM1
Next, it is assumed that the first voltage dividing circuit 130 outputs a signal related to the first range R1. Then, based on the excitation direction switching signal sent from the arithmetic control device 300, while switching the signal, the four items shown in (a) to (d) are measured by the voltmeter (step S2). Here, since the output voltage of the signal in the first range R1 is measured in the order of mV even between A and B, the measurement can be performed without using a high-precision voltmeter.
(A) Measured voltage VPAB1 between AB by the positive side signal in the first range R1
(B) Measured voltage between AB by the negative signal in the first range R1 VMAB1
(C) Measured voltage VP1 between CP1 and CP3 by the positive side signal in the first range R1.
(D) Measured voltage VM1 between CP1 and CP3 by the negative side signal in the first range R1.

さらに、第1分圧回路130において、第2レンジR2〜第7レンジR7に関して、それぞれ(e)〜(j)に示す6つの事項について、計測を行う(ステップS3)。信号が第2分圧回路160および第3分圧回路170に入力する前のCP1−CP3間における電圧は、第7レンジR7における信号の場合でも、mVオーダでの計測である。このため、高精度の電圧計を用いなくても計測を行うことができる。
(e)第2レンジR2におけるプラス側信号によるCP1−CP3間の計測電圧VP2
(f)第3レンジR3におけるプラス側信号によるCP1−CP3間の計測電圧VP3
(g)第4レンジR4におけるプラス側信号によるCP1−CP3間の計測電圧VP4
(h)第5レンジR5におけるプラス側信号によるCP1−CP3間の計測電圧VP5
(i)第6レンジR6におけるプラス側信号によるCP1−CP3間の計測電圧VP6
(j)第7レンジR7におけるプラス側信号によるCP1−CP3間の計測電圧VP7
Further, in the first voltage dividing circuit 130, measurement is performed for each of the six items shown in (e) to (j) with respect to the second range R2 to the seventh range R7 (step S3). The voltage between CP1 and CP3 before the signal is input to the second voltage divider circuit 160 and the third voltage divider circuit 170 is measured in mV order even in the case of the signal in the seventh range R7. Therefore, the measurement can be performed without using a high-precision voltmeter.
(E) Measured voltage VP2 between CP1 and CP3 by the positive side signal in the second range R2
(F) Measurement voltage VP3 between CP1 and CP3 by the positive side signal in the third range R3
(G) Measured voltage VP4 between CP1 and CP3 by the positive side signal in the 4th range R4
(H) Measurement voltage VP5 between CP1 and CP3 by the positive side signal in the 5th range R5.
(I) Measurement voltage VP6 between CP1 and CP3 by the positive side signal in the 6th range R6
(J) Measurement voltage VP7 between CP1 and CP3 by the positive side signal in the 7th range R7

ここで、信号発生装置200が発生させる信号は、PWMに基づくものである。たとえば、1回の計測における瞬時値により決定した計測電圧には、リップルによる誤差が含まれている可能性が大きい。そこで、ステップS2およびステップS3において、計測を行う際、各事項に対し、10秒以上で30回以上、電圧を計測する。そして、各事項における電圧の平均値を算出し、最終的にそれぞれの事項において得られる計測電圧とする。 Here, the signal generated by the signal generator 200 is based on PWM. For example, the measured voltage determined by the instantaneous value in one measurement is likely to include an error due to ripple. Therefore, in step S2 and step S3, when the measurement is performed, the voltage is measured 30 times or more in 10 seconds or more for each item. Then, the average value of the voltage in each item is calculated, and the measured voltage finally obtained in each item is used.

計測電圧は、たとえば、操作者により、入力装置400を介してデータとして入力される。演算制御装置300は、他の調整事項を、入力装置400を介して入力されたデータに基づいて演算する。演算制御装置300は、たとえば、ステップS2において計測した(a)および(c)の計測電圧VPAB1および計測電圧VP1に基づき、次式(1)のように、第2分圧回路160における倍率GPを算出する(ステップS4)。 The measured voltage is input as data by the operator via the input device 400, for example. The calculation control device 300 calculates other adjustment items based on the data input via the input device 400. The arithmetic control device 300, for example, based on the measured voltage VPAB1 and the measured voltage VP1 of (a) and (c) measured in step S2, determines the magnification GP in the second voltage dividing circuit 160 as in the following equation (1). Calculate (step S4).

GP=VP1/VPAB1 …(1) GP = VP1 / VPAB1 ... (1)

また、ステップS2において計測した(b)および(d)の計測電圧VMAB1および計測電圧VM1に基づいて、次式(2)に示すように、第3分圧回路170における倍率GMを算出する(ステップS5)。 Further, based on the measured voltage VMAB1 and the measured voltage VM1 of (b) and (d) measured in step S2, the magnification GM in the third voltage dividing circuit 170 is calculated as shown in the following equation (2) (step). S5).

GM=VM1/VMAB1 …(2) GM = VM1 / VMAB1 ... (2)

さらに、第1レンジR1〜第7レンジR7におけるゼロ点の電圧の値を、次式(3)〜(9)により算出する(ステップS6)。ここで、第1レンジR1におけるゼロ点VZ1は、計測電圧VP1と計測電圧VM1の中点となる。そして、第2レンジR2〜第7レンジR7におけるゼロ点VZ2〜ゼロ点VZ7の電圧は、第1レンジR1におけるゼロ点VZ1に、各分圧抵抗の分圧比を乗算することにより算出する。
VZ1=VP1+VM1 …(3)
VZ2=VZ1×VP2/VP1 …(4)
VZ3=VZ1×VP3/VP1 …(5)
VZ4=VZ1×VP4/VP1 …(6)
VZ5=VZ1×VP5/VP1 …(7)
VZ6=VZ1×VP6/VP1 …(8)
VZ7=VZ1×VP7/VP1 …(9)
Further, the value of the voltage at the zero point in the first range R1 to the seventh range R7 is calculated by the following equations (3) to (9) (step S6). Here, the zero point VZ1 in the first range R1 is the midpoint between the measured voltage VP1 and the measured voltage VM1. Then, the voltage of the zero point VZ2 to the zero point VZ7 in the second range R2 to the seventh range R7 is calculated by multiplying the zero point VZ1 in the first range R1 by the voltage dividing ratio of each voltage dividing resistor.
VZ1 = VP1 + VM1 ... (3)
VZ2 = VZ1 x VP2 / VP1 ... (4)
VZ3 = VZ1 x VP3 / VP1 ... (5)
VZ4 = VZ1 x VP4 / VP1 ... (6)
VZ5 = VZ1 x VP5 / VP1 ... (7)
VZ6 = VZ1 x VP6 / VP1 ... (8)
VZ7 = VZ1 x VP7 / VP1 ... (9)

以上のように、本実施の形態のキャリブレータ100によれば、(a)〜(j)までの計測を行い、また、(1)式〜(9)式の演算を行うことにより、ゼロ点の微小な電圧を測定することなく、キャリブレータ100の調整を行うことができる。第1レンジR1に係る信号の電圧および第2分圧回路160および第3分圧回路170の入力側における電圧を計測するため、高精度でない電圧計でも計測することができる。そして、温度補償された環境設備などを用意しなくても、調整を行うことができる。キャリブレータ100の第1分圧回路130、第2分圧回路160および第3分圧回路170における抵抗素子の絶対精度が高くなくても、本調整を行うことで、変換器の校正およびチェックを行うときの擬似電圧の精度は、絶対精度が高い高価な抵抗素子を使った場合と変わらない。したがって、抵抗素子のコストを抑えることができる。また、キャリブレータ100自身の校正においても、高精度のデジタル電圧計、温度補償された環境設備などを用意しなくても調整を行うことができるので、調整に関わるコストを抑制することができる。 As described above, according to the calibrator 100 of the present embodiment, the zero point is reached by measuring (a) to (j) and performing the calculations of equations (1) to (9). The calibrator 100 can be adjusted without measuring a minute voltage. Since the voltage of the signal related to the first range R1 and the voltage on the input side of the second voltage dividing circuit 160 and the third voltage dividing circuit 170 are measured, it can be measured even with a voltmeter that is not highly accurate. Then, the adjustment can be performed without preparing temperature-compensated environmental equipment or the like. Even if the absolute accuracy of the resistance elements in the first voltage divider circuit 130, the second voltage divider circuit 160, and the third voltage divider circuit 170 of the calibrator 100 is not high, the converter can be calibrated and checked by performing this adjustment. The accuracy of the pseudo voltage at this time is the same as when an expensive resistance element with high absolute accuracy is used. Therefore, the cost of the resistance element can be suppressed. Further, even in the calibration of the calibrator 100 itself, the adjustment can be performed without preparing a high-precision digital voltmeter, temperature-compensated environmental equipment, and the like, so that the cost related to the adjustment can be suppressed.

次に、調整したキャリブレータ100に関する疑似電圧に係る正しく調整されているかの検査または変換器の校正およびチェックを行うときに擬似電圧出力する場合について説明する。A−B間に発生させたい電圧をVとすると、CP1−CP3間電圧は、V×(GP+GM)/2となる。このとき、レンジ番号と基準信号の元となるPWMのパルス幅デューティ(比率0.0〜1.0)との関係は、次のように設定される。 Next, a case where the pseudo voltage is output when the pseudo voltage of the adjusted calibrator 100 is inspected for correct adjustment or the converter is calibrated and checked will be described. Assuming that the voltage to be generated between AB is V, the voltage between CP1 and CP3 is V × (GP + GM) / 2. At this time, the relationship between the range number and the PWM pulse width duty (ratio 0.0 to 1.0) that is the source of the reference signal is set as follows.

VP1≧V×(GP+GM)/2>VP2であれば第1レンジR1となる。このとき、
PWM=0.5+0.5×{V×(GP+GM)/2−VZ1}
/(VP1−VZ1) …(10)
VP2≧V×(GP+GM)/2>VP3であれば第2レンジR2となる。このとき、
PWM=0.5+0.5×{V×(GP+GM)/2−VZ2}
/(VP2−VZ2) …(11)
VP3≧V×(GP+GM)/2>VP4であれば第3レンジR3となる。このとき、
PWM=0.5+0.5×{V×(GP+GM)/2−VZ3}
/(VP3−VZ3) …(12)
VP4≧V×(GP+GM)/2>VP5であれば第4レンジR4となる。このとき、
PWM=0.5+0.5×{V×(GP+GM)/2−VZ4}
/(VP4−VZ4) …(13)
VP5≧V×(GP+GM)/2>VP6であれば第5レンジR5となる。このとき、
PWM=0.5+0.5×{V×(GP+GM)/2−VZ5}
/(VP5−VZ5) …(14)
VP6≧V×(GP+GM)/2>VP7であれば第6レンジR6となる。このとき、
PWM=0.5+0.5×{V×(GP+GM)/2−VZ6}
/(VP6−VZ6) …(15)
VP7≧V×(GP+GM)/2であれば第7レンジR7となる。このとき、
PWM=0.5+0.5×{V×(GP+GM)/2−VZ7}
/(VP7−VZ7) …(16)
If VP1 ≧ V × (GP + GM) / 2> VP2, the first range R1 is obtained. At this time,
PWM = 0.5 + 0.5 × {V × (GP + GM) /2-VZ1}
/ (VP1-VZ1) ... (10)
If VP2 ≧ V × (GP + GM) / 2> VP3, the second range R2 is obtained. At this time,
PWM = 0.5 + 0.5 × {V × (GP + GM) /2-VZ2}
/ (VP2-VZ2) ... (11)
If VP3 ≧ V × (GP + GM) / 2> VP4, the third range R3 is obtained. At this time,
PWM = 0.5 + 0.5 × {V × (GP + GM) /2-VZ3}
/ (VP3-VZ3) ... (12)
If VP4 ≧ V × (GP + GM) / 2> VP5, the fourth range R4 is obtained. At this time,
PWM = 0.5 + 0.5 × {V × (GP + GM) /2-VZ4}
/ (VP4-VZ4) ... (13)
If VP5 ≧ V × (GP + GM) / 2> VP6, the fifth range R5 is obtained. At this time,
PWM = 0.5 + 0.5 × {V × (GP + GM) /2-VZ5}
/ (VP5-VZ5) ... (14)
If VP6 ≧ V × (GP + GM) / 2> VP7, the sixth range R6 is obtained. At this time,
PWM = 0.5 + 0.5 × {V × (GP + GM) /2-VZ6}
/ (VP6-VZ6) ... (15)
If VP7 ≧ V × (GP + GM) / 2, the 7th range R7 is obtained. At this time,
PWM = 0.5 + 0.5 × {V × (GP + GM) /2-VZ7}
/ (VP7-VZ7) ... (16)

前述したように、第2分圧回路160における倍率GP、第3分圧回路170における倍率GM、ゼロ点VZ1〜ゼロ点VZ7は、演算によって得られた値である。演算制御装置300は、発生させたい電圧Vの値を表示装置500に表示するとともに、(10)式〜(16)式による演算に基づいて、PWMのパルス幅デューティとレンジ番号に変換する。そして、パルス幅デューティを信号発生装置200が有する記憶装置(図示せず)に書き込む。また、レンジ番号を第2マルチプレクサ回路140が有する記憶装置(図示せず)に書き込むことで、正確な電圧Vを、A−B間に出力することができる。 As described above, the magnification GP in the second voltage dividing circuit 160, the magnification GM in the third voltage dividing circuit 170, and the zero point VZ1 to the zero point VZ7 are values obtained by calculation. The arithmetic control device 300 displays the value of the voltage V to be generated on the display device 500, and converts it into a PWM pulse width duty and a range number based on the calculations according to the equations (10) to (16). Then, the pulse width duty is written in a storage device (not shown) included in the signal generator 200. Further, by writing the range number to a storage device (not shown) included in the second multiplexer circuit 140, an accurate voltage V can be output between AB.

以上のように、本実施の形態におけるキャリブレータ100によれば、入力装置400で発生させたい電圧Vを指定すると、表示装置500にその電圧を表示するとともに、(10)式〜(16)式に基づいてPWMのパルス幅デューティとレンジ番号とを決定し、正確な電圧VをA−B間に出力することができるようにした。また、実際に変換器を校正およびチェックするときは、流量および流量レンジに対する%値、流速など、流量に関する値で入力することで、演算制御装置300が電圧Vに変換し、さらにPWMのパルス幅デューティとレンジ番号とに変換することができるので、正確な電圧VをA−B間に出力することができる。さらに、変換器からの励磁電流を測定して、極性の切り替え、励磁電流の変化などがあったときは、第1マルチプレクサ回路120で励磁方向を切り替え、励磁電流によって変化する信号の電圧Vを計算し直して、信号発生装置200と第2マルチプレクサ回路140に書き込むことで、実際の検出器における計測に近い基準流量信号を作り出すことができる。 As described above, according to the calibrator 100 in the present embodiment, when the voltage V to be generated by the input device 400 is specified, the voltage is displayed on the display device 500 and the equations (10) to (16) are displayed. Based on this, the PWM pulse width duty and the range number were determined so that an accurate voltage V could be output between AB. Further, when actually calibrating and checking the converter, the arithmetic control device 300 converts the voltage into V by inputting values related to the flow rate such as% value and flow velocity with respect to the flow rate and the flow rate range, and further, the pulse width of PWM. Since it can be converted into a duty and a range number, an accurate voltage V can be output between AB. Further, the exciting current from the converter is measured, and when the polarity is switched or the exciting current is changed, the exciting direction is switched by the first multiplexer circuit 120, and the voltage V of the signal changed by the exciting current is calculated. By rewriting and writing to the signal generator 200 and the second multiplexer circuit 140, it is possible to create a reference current flow signal that is close to the measurement in the actual detector.

100,600…キャリブレータ、110…第1インバータ回路、120…第1マルチプレクサ回路、130…第1分圧回路、140…第2マルチプレクサ回路、150…第2インバータ回路、160…第2分圧回路、170…第3分圧回路、200…信号発生装置、300…演算制御装置、400…入力装置、500…表示装置。 100, 600 ... Calibrator, 110 ... 1st inverter circuit, 120 ... 1st multiplexer circuit, 130 ... 1st voltage divider circuit, 140 ... 2nd multiplexer circuit, 150 ... 2nd inverter circuit, 160 ... 2nd voltage divider circuit, 170 ... 3rd voltage divider circuit, 200 ... signal generator, 300 ... arithmetic control device, 400 ... input device, 500 ... display device.

Claims (4)

信号発生装置が発生した基準信号の極性を反転して出力する第1インバータ回路と、
前記基準信号または該第1インバータ回路が出力した信号のいずれか一方を選択して出力する第1マルチプレクサと、
複数のレンジに対応して分圧した複数の信号を出力する第1分圧回路と、
該第1分圧回路が出力した前記複数の信号のうち、いずれか1つの信号を選択して出力する第2マルチプレクサと、
該第2マルチプレクサが出力した信号を分圧し、基準流量信号として出力する第2分圧回路と、
前記第2マルチプレクサが出力した信号の極性を反転して出力する第2インバータ回路と、
該第2インバータ回路が出力した信号を分圧し、前記基準流量信号として出力する第3分圧回路とを備えるキャリブレータの調整方法であって、
前記第1分圧回路が出力する信号のうち、最も高い電圧の前記レンジにおける信号により、前記第2分圧回路および前記第3分圧回路の入力端子間の電圧並びに出力端子間の電圧を計測する工程と、
計測に係る電圧の値に基づいて、前記第2分圧回路および前記第3分圧回路における分圧に係る倍率をそれぞれ演算する工程と
を有し、調整事項の調整を行うキャリブレータの調整方法。
The first inverter circuit that inverts the polarity of the reference signal generated by the signal generator and outputs it,
A first multiplexer that selects and outputs either the reference signal or the signal output by the first inverter circuit, and
A first voltage divider circuit that outputs multiple signals that have been divided for multiple ranges,
A second multiplexer that selects and outputs any one of the plurality of signals output by the first voltage dividing circuit, and
A second voltage divider circuit that divides the signal output by the second multiplexer and outputs it as a reference flow rate signal.
A second inverter circuit that inverts the polarity of the signal output by the second multiplexer and outputs it.
It is a method of adjusting a calibrator including a third voltage dividing circuit that divides the signal output by the second inverter circuit and outputs it as the reference flow rate signal.
Among the signals output by the first voltage divider circuit, the voltage between the input terminals and the output terminals of the second voltage divider circuit and the third voltage divider circuit is measured by the signal in the range having the highest voltage. And the process to do
A method for adjusting a calibrator, which comprises a step of calculating a magnification related to the divided voltage in the second voltage dividing circuit and the third voltage dividing circuit, respectively, based on the value of the voltage related to the measurement, and adjusts the adjustment items.
前記第1分圧回路が出力する複数の前記レンジに対応する信号により、前記第2分圧回路および前記第3分圧回路の入力端子間の電圧をそれぞれ計測する工程と、
計測に係る電圧の値に基づいて、複数の前記レンジのゼロ点における電圧を演算する工程と
をさらに有する請求項1に記載のキャリブレータの調整方法。
A step of measuring the voltage between the input terminals of the second voltage divider circuit and the third voltage divider circuit by the signals corresponding to the plurality of ranges output by the first voltage divider circuit, and the step of measuring the voltage between the input terminals of the third voltage divider circuit, respectively.
The method for adjusting a calibrator according to claim 1, further comprising a step of calculating a voltage at a plurality of zero points in the range based on a voltage value related to measurement.
(a)前記基準信号に係る、前記最も高い電圧の前記レンジにおける信号による前記第2分圧回路および前記第3分圧回路の入力端子間の電圧
(b)前記基準信号に係る、前記最も高い電圧の前記レンジにおける信号による前記第2分圧回路および前記第3分圧回路の出力端子間の電圧
(c)前記第インバータ回路が出力した信号に係る、前記最も高い電圧の前記レンジにおける信号による前記第2分圧回路および前記第3分圧回路の入力端子間の電圧
(d)前記第インバータ回路が出力した信号に係る、前記最も高い電圧の前記レンジにおける信号による前記第2分圧回路および前記第3分圧回路の出力端子間の電圧
を計測する請求項1または請求項2に記載のキャリブレータの調整方法。
(A) Voltage between the input terminals of the second voltage divider circuit and the third voltage divider circuit by the signal in the range of the highest voltage related to the reference signal (b) The highest voltage related to the reference signal. Voltage between the output terminals of the second voltage divider circuit and the third voltage divider circuit due to the signal in the range of voltage (c) The signal in the range of the highest voltage related to the signal output by the first inverter circuit. Voltage between the input terminals of the second voltage divider circuit and the third voltage divider circuit (d) The second voltage divider by the signal in the range of the highest voltage related to the signal output by the first inverter circuit. The method for adjusting a calibrator according to claim 1 or 2, wherein the voltage between the circuit and the output terminal of the third voltage dividing circuit is measured.
演算制御装置と表示装置とを備え、
前記演算制御装置は、計測および演算に係る電圧の値および前記分圧に係る倍率に基づいて、前記第2分圧回路および前記第3分圧回路の前記出力端子間の電圧を演算し、前記表示装置に表示させる請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のキャリブレータの調整方法。
Equipped with an arithmetic control device and a display device
The arithmetic control device calculates the voltage between the output terminals of the second voltage divider circuit and the third voltage divider circuit based on the voltage value related to the measurement and the calculation and the magnification related to the voltage division, and the calculation is performed. The method for adjusting a calibrator according to any one of claims 1 to 3, which is displayed on a display device.
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