JPS5819995A - Battery built-in digital displacement measuring apparatus - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電池によって駆動されるディジタル式の変位
測定装置を用いて中央管理家内の処理装置との間で丸に
よる情報の伝送を行な％Ａ５みようにし九電池内蔵形ゲ
イジタル式変位測定装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses a battery-driven digital displacement measuring device to transmit information by circle to a processing device in a central controller. This invention relates to a gage-type displacement measuring device.

従来、かかる機械的な変位を静電容量中抵抗尋のインピ
ーダンスに変換して検出し、該検出結果を差動増巾器等
を用いて増巾、演算することにより変位を測定するよう
にし光変位測定装置が周知で６る・しかじ、このような
測定装置においては、一般にアナ■グ回路を使用してい
る九め、必然的にノイズ中温度等の外乱による変動が大
暑（、シ良がって、検出精度には一定の際界があり九。Conventionally, such mechanical displacement is detected by converting it into an impedance with medium capacitance and resistance, and the displacement is measured by amplifying and calculating the detection result using a differential amplifier or the like. Displacement measuring devices are well known, however, since such measuring devices generally use analog circuits, fluctuations due to external disturbances such as noise and temperature are inevitable. Therefore, there is a certain limit to detection accuracy9.

オた、これらの測定結果を例えば遠隔の中央管理室へ伝
送するよう表場合には、これ迄の殆んどのものが電気信
号を利用するものである虎め、ノイズやデージ等の影響
を受は品（、したがって検出精度が低下するという欠点
を有してい九〇　、この発明は上記に僑みなされたもの
て、上記の如きノイズ、温度またはデージ等の影響を余
参受けず、しかも測定精度を向上させることができる一
足装置を提供することを目的とするものである・この発
明の特徴は、機械的な変位をインピーダンス、電圧オた
は周波数等の物理量に変換して測定する変位測定装置を
ディジタル化することによって電池の使用を可能ならし
めるとともに、光−電気！良は電気−光変換器を設ける
ことくよって中央管理室内の上位ａｌｌｌｌ上置間で光
によゐ情報伝送を可能ならしめた点ＫＴｏる。し九がっ
て、測定装置のディジタル化と、光へ送によるノイズや
サージ等の回避による相乗効果によって測定精度がさら
に一段と向上するとともに、爆発等の危険な雰囲気下で
０使用をも可能にしうる利点を有するものである・ 以下、この発明１）＠施例をａ面を参照して説明する。Additionally, if these measurement results are to be transmitted to a remote central control room, for example, most methods to date use electrical signals, which are susceptible to noise, damage, etc. However, this invention has the disadvantage of reducing the detection accuracy (90).However, this invention has the drawback of reducing the detection accuracy. The purpose of this invention is to provide a one-leg device that can improve accuracy.The feature of this invention is displacement measurement that converts mechanical displacement into physical quantities such as impedance, voltage, or frequency. By digitizing the equipment, we will be able to use batteries, and by installing optical-to-electrical converters, we will be able to transmit information by light between all upper levels in the central control room. As a result, the synergistic effect of digitizing the measuring device and avoiding noise and surges caused by optical transmission has further improved measurement accuracy, and it has also been improved in hazardous atmospheres such as explosions. This invention has the advantage of being able to be used even at zero.Hereinafter, this invention 1)@Example will be described with reference to side a.

第１図はこの発明の実施例の概要を示すブロック図、ｌ
Ｉ２１１はこの発明の実施例の詳細を示す構成図、１１
３図は機械的な変位量を静電答量値に変換して検出する
Ｍ理を説明するえめ０原ｍｓａ、第１１１８Ｋ＞いて、
１は検出部、２は皺検出部ｌＯ選択胞路、３は周波数変
換回路、４はカウンタ、５Ｆ！タイマー、６は基準クロ
ツタ発生回路、γはマイクログロセッ？（以下、μｍ０
０Ｍ演算回路ともいう、）、８は光伝送回路、９はバッ
テリを用いた電源回路、１０はキーブードである。パッ
チシミ源回路９は測定装置内Ｏ所ｌ！の各部へ電源を供
給するもので、例えばリチウム電池、太陽電池とＮｉＣ
ｄ　　（ニッケルーカド電つム）電池とによる自動充電
式のもの、または光パワーの供給を受けて動作するＮＩ
　Ｃｄ電池式のもの等が使用可能である。FIG. 1 is a block diagram showing an overview of an embodiment of the present invention, l
I211 is a configuration diagram showing details of an embodiment of this invention, 11
Figure 3 explains the M principle of converting and detecting the amount of mechanical displacement into an electrostatic response value.
1 is a detection section, 2 is a wrinkle detection section lO selection channel, 3 is a frequency conversion circuit, 4 is a counter, 5F! Timer, 6 is reference blackout generator circuit, γ is microgrosset? (Hereinafter, μm0
), 8 is an optical transmission circuit, 9 is a power supply circuit using a battery, and 10 is a keypad. Patch stain source circuit 9 is located in the measuring device! It supplies power to various parts of the device, such as lithium batteries, solar cells, and NiC
d (nickel-cadmium) batteries, which are automatically rechargeable, or NI devices that operate by receiving optical power.
A Cd battery type or the like can be used.

このように構成されるこの発明によるｍ定Ｉ装置の各部
は、さらに第２図（示畜れるように、検出部１はと＼で
は２つのコンデンサ０１　＊　Ｃ２より構成され、検出
部選択回路２はコンダン？　Ｃ１ａ　Ｃ２シよび測温用
のコンダン？ｃ８、ナー電スタＲ８の選択を行なうＣ−
ＭＯ８タイプのアナログスイッチ１１Ｗ２（５１Ｗ２１
　、８Ｗ２２）　！　ＤＪＩＩｆｆ”ｇし、容ｔ−ａｍ
数変換回路３はコンダンｔｃ１．ｃＨの充放電の切換え
訃よび７ｖツグ７置ツブＱ１のクツアオたはリセットを
行なうアナはグスイッチＩＩＷＩ　（ＩＩＷＩ　１　。Each part of the m-constant I device according to the present invention constructed in this way is further constructed as shown in FIG. C1a C1a C2, temperature measuring capacitor C8, and temperature sensor R8 selection C-
MO8 type analog switch 11W2 (51W21
,8W22)! DJIIff"g and user t-am
The number conversion circuit 3 is a conductor tc1. The switch IIWI (IIWI 1) is used to switch between charging and discharging the chH and to reset or reset the 7v switch 7 setting switch Q1.

ａｗ１２）　と、コンダン？０１−１えはＣ，の充電々
圧ｔｌｌＷｔｆＭＯ電Ｅレベル（スレッシェホールドレ
ベル）を超ええとｌｌ−４Ｅツトされ、所定の時定数（
抵抗Ｒｆ　、：ｙンデン？ｅｆ　）によって決する一定
時間後Ｋｖ七フトされるフリッグ７ＷッグＱｌ（ＤＩＥ
）とから構成畜れている。なお、従来の一般的なり形７
リツグ７Ｗッグを使用する場合は、その前液にスレツシ
エホールドレベルを判別する大めの回路（例えば、Ｆ＆
ζット回路）が必要となるが、Ｃ−ＭＯＪＩ形の７リツ
プ７四ツグを使用する場合はこのような回路を必要とせ
ず、その切ｐ替ゎｐ電圧をそのｔｔＶａ−レッＶ＆ホー
ルド電圧として使用することがで龜る・同様に、タイマ
ー５は２段のカウンタＣ！意、ＣＴＩから構成され％声
−ＣＯＭ演Ｓａ路７からのシセット信号ＰＯ３０解除に
よって基準クロック発生回路６から与えられるタ薗ツク
信号の計数を開始し、カウンタ（ＣＴ１）４からのカウ
ントアツプ信号によって計数を停止する。μｍ００Ｍ演
算回路γは基準り■ツク発生回路６からのクロック備考
によって駆動され種々の演算、制御動作を行なう・例え
ば、検出部選択回路２のアナログスイッチ８Ｗ２　Ｋモ
ード選択信号Ｐｏｔ　、　ＰＯ２を送出してコンデンサ
Ｃ１測定モード、：ｆｙデンナＣｚｌｌｌＢ！毫−ドオ
たけ温度測定モード（抵抗Ｒ８、コンダンｔｃ＠による
測定）の選択を行ない、非測定時にはカウンタ４および
タイ！−５に対してシセット信号ＰＯ３を与えてこれら
のｌノセットを行なうとともに％測定時には鋏リセット
信号Ｐ０３を解除して計数動作を行なわせ、カウンタ４
からのカウントアツプ信号を割込信号ＩＲＱとして受け
、タイ！−５からの計数出力を端子ＰＩＯ〜Ｐ１１５　
を介して読敗ｊ）、Ｆ５’ｉ足の演算処理を行なう。μ
ｍ００Ｍ演算回路７には、測定誤差を回避すべくゼロ点
またはスパンの調整を行なうための操作を指示するキー
ボード１０、重要省電力化を図るべく基準クロック発生
回路６まえはμｍ００Ｍ演算回路γを間欠的に動作させ
る丸めのスタンバイモード回路１２、さらには管理室側
の上位計算機との間で光による情報の授受を行なうため
の光伝送回路８および該１路８における発光ダイオード
ＬＩＤの異常検出囲路１１等が接続されている拳光伝送
１路８は主に上位処理装置ま九は計算機からの光信号を
受信するフォトダイオードＰＤＴｈよび上位麩理装置へ
光信号を伝送する発光ダイオードＬ鵞りから構成され、
これによって上位処１１鋏置との光による情報伝送が可
能となるものでｓする。aw12) And Condan? 01-1 is set to exceed the charging voltage tllWtfMO electric level (threshold level) of C, and the predetermined time constant (
Resistance Rf: yenden? After a certain period of time determined by
) and is composed of damn. In addition, the conventional general shape 7
When using Rig 7W, a larger circuit for determining the threshold hold level (for example, F&
However, when using a C-MOJI type 7-lip 7-four, such a circuit is not required, and the switching p voltage is changed to its ttVa-res V & hold voltage. Similarly, timer 5 can be used as a two-stage counter C! When the reset signal PO30, which is composed of the CTI, is released from the COM circuit 7, counting of the count signal given from the reference clock generation circuit 6 is started, and counting is started by the count-up signal from the counter (CT1) 4. Stop counting. The μm00M arithmetic circuit γ is driven by the clock from the reference clock generation circuit 6 and performs various calculations and control operations.For example, the analog switch 8W2 of the detection section selection circuit 2 sends out the K mode selection signals Pot and PO2. Capacitor C1 measurement mode: fy Denna CzllllB! Selects the temperature measurement mode (measurement using resistor R8 and conductor tc@), and when not measuring, counter 4 and tie! -5, the reset signal PO3 is applied to perform these resets, and at the time of % measurement, the scissor reset signal P03 is canceled to perform counting operation, and the counter 4
Receives the count up signal from as the interrupt signal IRQ and ties! -5 count output from terminal PIO to P115
The arithmetic processing of F5'i foot is performed via F5'i. μ
The m00M arithmetic circuit 7 has a keyboard 10 that instructs operations for adjusting the zero point or span to avoid measurement errors, and the reference clock generation circuit 6 has an intermittent input to the μm00M arithmetic circuit γ to save power. A rounded standby mode circuit 12 that operates in a regular manner, an optical transmission circuit 8 for transmitting and receiving information by light with a host computer on the control room side, and an abnormality detection circuit for the light emitting diode LID in the first path 8. The optical transmission line 8 to which 11, etc. are connected is mainly from a photodiode PDTh that receives an optical signal from a computer, and a light emitting diode L that transmits an optical signal to an upper processing device. configured,
This makes it possible to transmit information by light to the higher-level scissor device.

ζ−で、機械的な変位量を静電容量Ｋ１ｍ換して検出す
る場合の検出原理について説明する・第３図に）には、
２つの固定電極ＩＬＦ関に可動電極１１．Ｙが配置され
、該可動電極冨には圧力等の物理量まえは機械量の変位
に応じて図の左、右（矢印Ｒ参照）方向に移動する。こ
の場合、各電極間の容量Ｃム１．Ｃム［は一方が増大す
れば他方は減少する、つまり差動的に変化する。こζで
、各電極０Ｉｉｉ積を８％電極間Ｏｌｌ電車を８．可動
電極ｗｈｙと固定電極ＩＬｙとの間隔をｄとし、例えば
岡１１（Ａ）の点線で示される如く可動電極ＩＬｙがΔ
ｄｆｅけ変位したと＠ｏ容量Ｃム１．ＣＡ２は ＣＡ、暉６ム／（ｄ−）ｄ） ｃａ４−　＃°ム／（ｄ＋ｊｄ） として求められる。こ＼で、これら容量の和および差を
考えると、 ＣＡｌ＋ＣＡｌ−砿ム・３ｄ／（ｄ”−（〕ｄ）２）Ｃ
Ａ１−ｃａ４−ｇ＊＊ｚノｄ／（ｄ”−（Δｄメ）とな
り、し喪がってその比をとると、 （ＣＡ１−ＣＡ、）／（Ｃムｌ＋ｃＡｌ）−Δｄ／ｄが
得られ、変位量Δ礁を容量値（ＣＡＩ−ＣＡｇ）／（Ｃ
Ａｌ＋Ｃム２）によって求めることができる・同様にし
て、第３図（イ）では２つの固定電極ＩＬＦに対して可
動電極ＥＬｖが図の如く配置され、外部からの変位によ
って図の点線位置にノｄだけ変位した場合は次のように
なる。この場合、容量ＣＡ１は固定、ＣＡ２は可変であ
って、その値は上記と同様にして、 ＣＡｌ■Ｃム／ｄ　、　ＣＡ２５ｌム／（櫨＋Δｄ）と
表わすことができる・そとで、これらの差を考えると、 ＣＡ１−ＣＡ、−＃ム＠ｊｄ／ｌ（１＋Δｄ）であり、
したがってＣＡ１−ＣＡ２とＣＡｔとの比をとると、 （ＣＡ１−ＣＡ４　）／ＣＡ４鴫Δｄ／纏となり、変位
量ノｄを静電容量値の変化として検出することがで自る
・ 以下、このような検出１［１１にもとづいて機械的な便
位量を醐定するこの発明による測定装置の動作について
、第２．４園を参照して説明すみ。To explain the detection principle when converting the amount of mechanical displacement into capacitance K1m and detecting it with ζ- (see Figure 3),
A movable electrode 11 is connected to the two fixed electrodes ILF. Y is arranged, and the movable electrode moves in the left and right directions (see arrow R) in the figure in response to the displacement of a mechanical quantity such as pressure. In this case, the capacitance between each electrode Cmu1. When one increases, the other decreases, that is, it changes differentially. With this ζ, the product of each electrode is 8%, and the Oll train between the electrodes is 8. Let the distance between the movable electrode why and the fixed electrode ILy be d, and for example, as shown by the dotted line of Oka 11 (A), the movable electrode ILy is Δ
When dfe is displaced, @o capacitance C 1. CA2 is determined as CA, 溉6mu/(d-)d) ca4-#°mu/(d+jd). ＼Now, considering the sum and difference of these capacitances, we get: CAl+CAl−箿朶・3d/(d”−(〕d)2)C
A1-ca4-g**znod/(d”-(Δdme)), and when we take the ratio after a while, we get (CA1-CA,)/(Cml+cAl)-Δd/d. and the displacement Δ reef is expressed as the capacitance value (CAI-CAg)/(C
Similarly, in FIG. 3(a), the movable electrode ELv is arranged as shown in the figure with respect to the two fixed electrodes ILF, and the node is moved to the dotted line position in the figure by external displacement. In the case of displacement by d, the result is as follows. In this case, the capacitance CA1 is fixed and CA2 is variable, and the values can be expressed as CAl■Cm/d and CA25lm/(Ha + Δd) in the same way as above. Considering the difference, CA1-CA, -#mu@jd/l(1+Δd),
Therefore, if we take the ratio of CA1-CA2 and CAt, we get (CA1-CA4)/CA4Δd/Matto, and the displacement amount d can be detected as a change in capacitance value. The operation of the measuring device according to the present invention for determining the mechanical toilet amount based on the detection 1 [11] will now be explained with reference to Section 2.4.

初期状態においては、μｍ００Ｍ演算回路７からは毫−
ド選択信勺ＰＯＩ　、　ＰＯ２は与えられず、リセット
信号Ｐ０３　Ｋよってカウンタ（ＣＴＩ）４訃よびタイ
マー５［４ツト状園にある。こ＼で、第４園０の如きコ
ンデンナ゛Ｃ工の測定モード信号が与えられ、第４図（
ロ）の如くＶセット信号ＰＯ３が解除されると、コンダ
ンｔｅｌ、スイッチ１ｉＷ２１　、８Ｗ１１、抵抗翼、
電源ＶＤＤ　する径路が形成されるので、コンデンサＣ
１が第４８０（−）で示されるように充電される。ｔ１
時間後にこの充電々圧が７ｖツグ７ａツグＱ１のスレッ
シエ＊−ルド電圧ＶＴＨ−を超えると、該ツリラグフロ
ップＱ１がセット畜れ、その出力端子Ｑより出力が得ら
れる。この出力は抵抗Ｒ，および→ンデンｆＣｆＫ与え
られるとともに、アナログスイッチｇＷＩＫも与えられ
る。その結果、スイッチＢＷ１２が開放されて抵抗Ｒ４
とコンデンサＣｆＫよる充電回路が形成される。なお、
このときスイッチａＷ１１が点ｉｌの位置へ切替えられ
、コンデンサＣ１の放電が行１にわ九る。コンデンサＣ
ｆの充電々圧が第４図（へ）で示畜れるように、所足時
間ｔｃ　ｉｉＫ所定の値になると、７リツグ７ＷツブＱ
ｌはクリアされ、その結果、７リツグ７ａツブＱ１から
は第４図に）の如き一定幅（ｔＣ）の出力パルスか得ら
れる。なお、７９ツグ７０ツグｑ１のリセットによって
アナログスイッチ８Ｗ１もオフとなるので、スイッチ１
１Ｗ１２は第２５１２０如き状態に復帰し、コンダンｔ
ｃ１の放電回路を形成する。In the initial state, the μm00M arithmetic circuit 7 outputs a
The mode selection signals POI and PO2 are not given, and the reset signal P03K causes counter (CTI) 4 and timer 5 to remain in the 4 state. Here, the measurement mode signal of the condenser C work such as No. 4 Garden 0 is given, and the signal shown in Fig. 4 (
When the V set signal PO3 is released as shown in b), the conductor tel, switches 1iW21, 8W11, resistance blades,
Since a path to the power supply VDD is formed, the capacitor C
1 is charged as shown at 480 (-). t1
After a period of time, when this charging voltage exceeds the threshold voltage VTH- of the 7V switch 7A switch Q1, the trigger flop Q1 is set and an output is obtained from its output terminal Q. This output is provided with a resistor R and fCfK, as well as an analog switch gWIK. As a result, switch BW12 is opened and resistor R4
A charging circuit is formed by the capacitor CfK and the capacitor CfK. In addition,
At this time, the switch aW11 is switched to the position il, and the capacitor C1 is discharged to the row 1. Capacitor C
As the charging pressure of f reaches a predetermined value as shown in Fig.
1 is cleared, and as a result, an output pulse of constant width (tC) as shown in FIG. 4 is obtained from the 7-rig 7a tube Q1. Note that analog switch 8W1 is also turned off by resetting 79 tsug 70 tsug q1, so switch 1
1W12 returns to the state like No. 25120, and the conductor t
A discharge circuit of c1 is formed.

上記の時間ｔ１はコンダンｔｅｌおよび抵抗Ｅ。At the above time t1, the conductor tel and the resistor E.

大ｌｌｌ１５に比例するから、フシツブ７ｗッグＱｌの
出力からはコンダン？０１０容量に比例し九周波数のパ
ルス信号が得られることになる・このバルス信号はカウ
ンタ４によって計数され、所定数に達すると１１１４図
（へ）に示畜れる如きパルス（カラン）　ＵＰ出力）を
発してタイマー６を第４図（吟の如（計数停止させる。Since it is proportional to large lll15, is it condensed from the output of Fushitsubu 7wg Ql? 010 A pulse signal with 9 frequencies proportional to the capacitance will be obtained. This pulse signal is counted by the counter 4, and when it reaches a predetermined number, a pulse (UP output) as shown in Figure 1114 (F) is generated. Then, the timer 6 stops counting as shown in Figure 4 (Gin-no-nyo).

′タイマー５は先のＶセット信号ＰＯ３の牌除とと％に
パルス発生回路６かものクロックパルスを計数して訃９
、鋏計数結果がカウンタ４からのカラン）ＵＰ信考を受
けたμｍ００Ｍ演算回路７により端子ＰＩＧ〜Ｐ１１５
を介して読散られる。'The timer 5 counts the clock pulses of the pulse generation circuit 6 in proportion to the number of tiles of the previous V set signal PO3,
, the scissors counting result is sent to the terminals PIG to P115 by the μm00M arithmetic circuit 7 which receives the UP message from the counter 4.
be disseminated through.

こ＼で、上記７Ｖツグ７０ツ゛グＱＩＤスレツシエホー
ルド電圧を７判とすれば １ ｖｉｎ−ｖＤｎ（１−＊−”　） として表わされ、シ九がってコンダンｔｃｌ　Ｏ充電時
間４１　　（第４図に）を参照）は、の如（表わされる
。Here, if the above 7V to 70 tog QID threshold hold voltage is set to 7, it is expressed as 1 vin-vDn (1-*-"), and the condenser TCL O charging time is 41 ( (see FIG. 4) is represented as (see FIG. 4).

として表わされる。なお、Ｒｆ、Ｃｆの値は知られてい
るから、上記時間ｔ（Ｆ！一定に選ばれる。It is expressed as Note that since the values of Rf and Cf are known, the above-mentioned time t(F! is selected to be constant).

したがつヤ、コンデンサｃｌの充、放電動作をｎ回カウ
ントする迄の基準クロック発生回路６からのクロックパ
ルスを数えることＫより、すなわちタイマー５からの出
力によってコンダンｔＣ１による充放電時間〒１を求め
ることができる。この充放電時間丁ｌ＃ｉ第４図に）か
らも明らかなように１充電（ｔｌ）Ｆｉｎ回であるのに
対して放電（ｔＣ）は（鳳−１）回であるから Ｔ１−ａｔｔ＋（ｎ−１）ｔｃ　　−＝−・”＝＝−（
１）として求めることができる・なお、εのようＫｍ回
カウントするのは、時間測定カウンタ（Ｃｆ２　。Therefore, by counting the clock pulses from the reference clock generation circuit 6 until the charging and discharging operations of the capacitor Cl are counted n times, the charging and discharging time by the capacitor tC1 is determined by the output from the timer 5. You can ask for it. As is clear from this charging/discharging time (Fig. 4), one charge (tl) is Fin times, whereas the discharge (tC) is (Otori-1) times, so T1-att+( n-1) tc −=-・”==-(
1) It is the time measurement counter (Cf2) that counts Km times as ε.

Ｃｆ３）の分解能を上げるためであり、そのａａｔｉ基
準クロック発生回路６の出力周波数、抵抗Ｒの抵抗値ま
たはコンデンサＣ１の容量値等に応じて適宜選択される
。Cf3), and is appropriately selected depending on the output frequency of the aati reference clock generation circuit 6, the resistance value of the resistor R, the capacitance value of the capacitor C1, etc.

このようＫして、１ンデシサＣ１の充放電時間Ｔを求め
た後、声−ＣＱＭ演算回路７ｔｊ信号ＰＯＩまたはＰＯ
２によってスイッチＪｉＷ２１を切換えてコンデンサＣ
ＩＣ）検出モードとし、コンダン？Ｃ２の充放電時間！
ｔを測定する。この場合の動作態様は上記と全く同様で
めり％十のタイムチャートは第４図の右半分に示されて
いる。なお、充放電時間Ｔ２は（１）式と同様にして 〒１−ａｔｔ＋（ａ　　１）ｔｃ　　＝・”・・・・・
・−＝−−ｍとなる。After calculating the charging/discharging time T of one decimal sensor C1 in this manner, the voice-CQM calculation circuit 7tj signal POI or PO
2, switch JiW21 and connect capacitor C.
IC) Detection mode and Conden? C2 charge/discharge time!
Measure t. The operating mode in this case is exactly the same as above, and the time chart for the accuracy is shown in the right half of FIG. Note that the charging/discharging time T2 is determined by formula (1) as follows: 1-att+(a 1)tc=・”・・・・・・
・−=−−m.

声−ＣＯＭ５１算回路γでは、上記（１）、α）式よｐ
次の如き演算を行なう。In the Voice-COM51 arithmetic circuit γ, p
Perform the following calculations.

〒１＋’ｒ２−２（１ｍ−１）ｔｃ との厘式は先の原理霧における説明からも明らかなよう
に変位量に比例するから、声−００Ｍ演算−路？７ｃは
上記の如き演算を行表うことによってその変位量を知る
ことがで龜る。Since the formula of 〒1+'r2-2(1m-1)tc is proportional to the amount of displacement, as is clear from the explanation of the principle fog above, the expression -00M calculation-path? 7c, it is difficult to know the amount of displacement by performing the above calculation.

なお、上記では；ンデンｔ　Ｃ１ｅ　Ｃ２の容量を差動
的に変化させることにより機械的な変位量、例えば差圧
ノＰを測定するようにし九が、第！Ｓｔ！ＩＩＫ示され
ゐように、コンデン？〇一方（Ｃ２）を固定とし、他方
（Ｃ１）を可変とするも〇についても同様に適用しうろ
ことは、先のｘｍｓａの説明からも明らかである。えだ
し、この場合は上記Ｏ差圧ＪＰのかわりに圧６ｐを求め
ることとなり、その演算式は上記と同様にして次のよう
に表わされる。In the above example, the amount of mechanical displacement, for example, the differential pressure P, is measured by differentially changing the capacitance of C1e and C2. St! As shown in IIK, Condens? It is clear from the previous explanation of xmsa that one (C2) is fixed and the other (C1) is variable, but the same applies to (0). However, in this case, the pressure 6p is calculated instead of the O differential pressure JP, and the calculation formula is expressed as follows in the same way as above.

壜た、検出部は静電容量のかわやに抵抗１周波数または
電圧が変化するタイプのものでもよい。Alternatively, the detection section may be of a type in which the frequency or voltage changes depending on the capacitance or resistance.

すなわち、１ｇ６１Ｎは検出１ｉｉｃｔ＊の実施例を示
す回路図で、抵抗が変化する場合の例である。この場合
の検出原理はいずれも容量の場合と全く同一であって、
充放電時間が抵抗とコンデｙ？との積に比例することを
利用して、ζ＼ではその抵抗値を検出するようにしたも
のである鳴し良がって、同図（＆）〜（・）において示
される；ンデン？Ｃはその容量値が既知の固定コンゾン
デでるｐ％Ｈｚａｍ１および−２がＩｌ定抵抗で６９、
ＲＣは抵抗値が既知の抵抗である。ｔえ、８Ｗ１１ｓ？
よび８ｗ２１は先のｊｌＩ！ＩＩＫ示され喪ものと同様
のスイッチであり、Ｑｌは７ｖッグ７回ッグである。っ
オ１１．ＰＩ図（畠）に示されるものは、８Ｗ２１　が
図示の状態にあると曹Ｋ１１ｌ定抵抗ｍｚ　Ｋよる充放
電時間Ｔ工　を、盲九スイッチａＷ２１が図示の反対側
に切ｐ替り九ときに固定抵抗１ｃ　Ｋよ為充放電時間！
２をそれぞれ求め。That is, 1g61N is a circuit diagram showing an embodiment of detection 1iict*, and is an example in which the resistance changes. The detection principle in this case is exactly the same as in the case of capacitance,
Is the charging/discharging time due to the resistance and the capacitor? Using the fact that it is proportional to the product of ζ\, the resistance value is detected. C is a fixed consonde whose capacitance value is known. p%Hzam1 and -2 are Il constant resistances 69,
RC is a resistor whose resistance value is known. What, 8W11s?
and 8w21 is the previous jlI! It is a switch similar to the one shown in IIK, and Ql is 7vg and 7g. Oh 11. What is shown in the PI diagram (Hata) is that when 8W21 is in the state shown, the charging and discharging time T due to constant resistance mz K is fixed when the blind switch aW21 switches to the opposite side as shown. Resistor 1c K, so charging/discharging time!
Find 2 for each.

なる演算によりてＲＸＯ抵抗値を求めるも〇である・開
園伽）Ｋ示されるものはツイン抵抗ｎｌが変動する場合
であって、スイッチ８Ｗ２１を順次切〕替えて抵抗１ｍ
！＋２ＲＬシよびＲＣＫよる充放電時間Ｔ１ｅＴ２＞よ
び！、をそれヤれ求め、なる演算によってＩＩｃを求め
る０オ友、同図（＠）に示されるものは、この発ＶＳＯ
実施例におけるコンデンｔｃｔ抵抗ＲＫおきか見たもの
と全く同様であって、その演算式も次式の如く表わされ
る・第７ｓは検出部のさらに他の実施例を示す回路図で
、周波数が変化する場合である。The RXO resistance value is calculated by the following calculation, but the result is 〇.The case shown is the case where the twin resistance nl changes, and the resistance 1m is set by sequentially switching the switches 8W21.
! +2 Charge/discharge time T1eT2 by RL and RCK> and! , and calculate IIc by the operation, what is shown in the same figure (@) is this VSO
The condenser tct resistance RK in the embodiment is exactly the same as the one seen, and its calculation formula is expressed as the following equation. 7s is a circuit diagram showing still another embodiment of the detection section, and the frequency changes. This is the case.

この場合は、周波数そのものが変化するから、第２ｍの
実施例の如く周波数−換をする必要がなく、し九がって
検出部の出力を増中部を介して直接カウンメヘ導入する
ようにする。この場合、カウンタの計゛数値をＮとし、
タイマーの出力値を！とすれば、その周波数Ｆはルクで
表ｔｙ−ｇれる。In this case, since the frequency itself changes, there is no need to convert the frequency as in the second mth embodiment, and the output of the detection section is directly introduced into the counter via the multiplication section. In this case, let the total value of the counter be N,
The output value of the timer! Then, the frequency F is given by ty-g.

ａＳＷＪは検出部の別の実施例を示す一路図で、電圧が
変化する場合である。aSWJ is a line diagram showing another embodiment of the detection section, in which the voltage changes.

同ａＫｋけるｓｙデンｔ　Ｃｅ　Ｊ　イ’／　ｆ　！Ｉ
ＷＩ　ｉ　＊８Ｗ２１およびフリップ７０ツグＱ１はこ
れ迄の図に示されるものと同様で６３１．ＯＰｌ、０Ｐ
２Ｆｉ演算増中器である・演算増巾器ＯＰＩによって増
巾され良被測定電圧Ｅ１は、演算増巾５ｏｐｚＫ訃いて
、コンデンサＣＫよる一定電流０積分値に比例する喪と
き７ｖツプフ■ツグＱ１を竜ツトする。り宜り、１１２
図にかいて説明したスレシエホールドレベルが被測定電
圧に応じて変化することｋなるから、容量中抵抗のＩｌ
定Ｏ場場合同様に、入力電圧に応じ良時間儒号を得るこ
とがで龜る・な訃、この場合の演算式は次式の如く表わ
される。Same aKk keru sy dent Ce J I'/f! I
WI i *8W21 and flip 70 tug Q1 are similar to those shown in the previous figures and 631. OPl, 0P
It is a 2Fi operational amplifier.The measured voltage E1 is amplified by the operational amplifier OPI, and the voltage E1 to be measured is amplified by the operational amplifier OPI. Dragon tsut. Riri, 112
Since the threshold hold level explained in the figure changes depending on the voltage to be measured, Il of the resistance in the capacitance
Similarly to the case of a constant O field, it is difficult to obtain a good time signal according to the input voltage.The arithmetic expression in this case is expressed as the following equation.

Ｃｘ１ｅｌ／Ｉ−’ｒ、シ１ Ｘ＆か、上式において１１は被測定電圧、ＣＩはフンデ
ンｔＣの容量値、！はツンデンｔＣに充電畜れる電流値
（一定）、！１はスイッチ８Ｗ！１を図示とは反対側に
切ｐ換え大場合０ＩＩＩ定時聞％？２Ｆｉ図示の秋１１
にある場合の測定時間である。＆訃、−ずれの検出方法
を用い大場合でも、ζＯ発明によれば適宜なグａダツム
を選択するだけで容易に対鵡することがで自る。Cx1el/I-'r, C1X&, In the above equation, 11 is the voltage to be measured, CI is the capacitance value of Funden tC, is the current value (constant) that can be charged to the Sunden TC. 1 is switch 8W! Switch 1 to the opposite side from the one shown in the diagram.If it is large, 0III Regular time %? 2Fi Illustrated Autumn 11
This is the measurement time when Even if a large deviation detection method is used, according to the ζO invention, it can be easily counteracted by simply selecting an appropriate gap.

こＯようにして一定された測定結果は、必ｌ！に応じて
光伝送回路８０発光ダイオードＩＪＤＫよって上位計算
機へ伝達畜れる・この場合の光伝送方式としては、従来
周知のｈｔ（パルス巾変調）方式盲九はＰＣＭ　（パル
スコード変調）方式によってもよく、盲たは阜に所定の
周波数あるいは波長の光信号を伝送するようにしてもよ
く、さらに複数の測定装置を接続する場合には多重化し
て伝送することができる。Consistent measurement results in this way are a must! According to the optical transmission circuit 80, the light emitting diode IJDK transmits the information to the host computer.In this case, the optical transmission method is the conventionally well-known HT (pulse width modulation) method. Alternatively, an optical signal of a predetermined frequency or wavelength may be transmitted blindly or indirectly, and furthermore, when a plurality of measuring devices are connected, it can be multiplexed and transmitted.

以上のように１この発明によれば、測定装置をディジタ
ル化するようにし九から、ノイズ中温度等の影響を回避
することがでキ、シ良がって測定精度を向上させること
が可能になるとともに、消費電力を節約することができ
る・また、ＩＩ！Ｉ５Ｒ装置と上位計算機との間で光に
よる情報伝送を可能とじ九ためノイズやｔ−ジ等の影響
を受けず、シ九がって、この点からも測定精度の向上を
図ることができるとともに１爆発勢の恐れのある雰囲下
でも使用することができる利点を有するものである。As described above, 1. According to the present invention, since the measuring device is digitized, it is possible to avoid the effects of noise, temperature, etc., and thereby improve measurement accuracy. At the same time, you can save power consumption. Also, II! Since information can be transmitted by light between the I5R device and the host computer, it is not affected by noise, distortion, etc., and from this point of view as well, it is possible to improve measurement accuracy. It has the advantage that it can be used even in an atmosphere where there is a risk of one explosion.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明の実施例の概要を示すプａツク図、１
に２Ｉｌ！Ｉはこの発明の実施例を詳ｍＰｃ示す構成図
、第３ｒＩＡは機械的な変位量を静電容量値に変換して
検出する原理を説明する大めの鳳履図、第４図はこの発
明による動作を説明するためのタイムチャート、第５ｍ
は容、量検出部の他の実施Ｓｔ示す回路図、第６Ｉｉ３
は抵抗検出部の実施例を示す回路図、ＩＮ７図は周波数
検出部の実施例を示す回路図、ｌｌｌ５図は電圧検出部
の実施例を示す回路図である。 符号説明 １・−検出５１２−検出部遍択胞路、３−容量一周波数
費換回路％４−カウン！、５．・−タイマー、６・−基
準り■ツタ発生回路％７・・・μｍ００Ｍ演算回路、８
−光伝送回路、９・−バッテリ電源回路、１０−・キー
ボード、１１−Ｌｍ！：Ｄ異常検出回路、１２−スタン
バイ毫−ドー路ｓ　Ｃ１ｍ　Ｃ２＋　ＣＢ　”・コンデ
ン？、Ｑｌ−７リツグ７ａツブ、１９Ｗ１　、　ｇＷ２
−アナーグスイッチ、ＣＴＩ〜ＣＴ３−　カウンタ代理
人　弁理士　道、木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　清FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an embodiment of the present invention.
2Il! I is a detailed block diagram showing an embodiment of this invention, No. 3 rIA is a larger screwdriver diagram explaining the principle of converting mechanical displacement into a capacitance value, and FIG. 4 is a diagram showing this invention. Time chart for explaining the operation of the 5th m.
is a circuit diagram showing another embodiment of the capacitance/quantity detection section, No. 6Ii3
is a circuit diagram showing an embodiment of the resistance detecting section, FIG. IN7 is a circuit diagram showing an embodiment of the frequency detecting section, and FIG. 115 is a circuit diagram showing an embodiment of the voltage detecting section. Code explanation 1 - Detection 512 - Detection unit uniform cell path, 3 - Capacity - Frequency cost conversion circuit %4 - Count! ,5.・-Timer, 6・-Reference ■Ivy generation circuit %7...μm00M calculation circuit, 8
-Optical transmission circuit, 9.-Battery power supply circuit, 10-.Keyboard, 11-Lm! :D abnormality detection circuit, 12-standby mode-do path C1m C2+ CB ”・Condenser?, Ql-7 rig 7a tube, 19W1, gW2
-Anarg Switch, CTI~CT3- Counter agent Patent attorney Akio Michi Kiyoshi Patent attorney Kiyoshi Matsuzaki

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 機械約１ｋｌ！’位量をインピーダンス、電圧オたは周
波数尋Ｏ物理量に変換して検出する検出部と、該検出部
からＯ出力をその物理量に応じ九ディジタル備考に変換
すゐディジタル変換部と、該費換都からの出力にもとづ
いて所定の演算を行なうディジタル演算回路部と、腋演
算結果を光信号に変換する光゛−電気変換器および外Ｓ
からの光信号を電気信号に変換すゐ電気−光変換器を備
えた伝送１路鶴と、前記４）部へ電源を供給するバッテ
リ電源とを有してする電池内票形ディジタル式変位測ｙ
ｉ！装置で６って、該測定装置を前記伝送鵡路部を介し
て上位の処理装置へ績続することにより、誼他珊装置と
の間で光による情報伝送を行ないうるようにしたことを
４Ｉ像とする光による情報伝送が可能な電池内蔵形ディ
ジメル式変位１ＩＩｌ定装置。Machine approximately 1kl! a detection unit that converts the quantity into a physical quantity such as impedance, voltage, or frequency and detects it; a digital conversion unit that converts the output from the detection unit into a digital note according to the physical quantity; A digital arithmetic circuit section that performs predetermined arithmetic operations based on the output from the Tokyo Metropolitan Government, an optical-to-electrical converter that converts the axillary operation results into optical signals, and an external S
A digital displacement measurement device with a battery inside the battery, which has a transmission line equipped with an electric-to-optical converter that converts the optical signal from the y
i! In accordance with 4I, the measuring device is connected to a higher-level processing device via the transmission path, so that information can be transmitted by light between the device and other devices. Digimel type displacement device with built-in battery that can transmit information using light as an image.