(57)【要約】【課題】温度変化によるゼロ点シフトをより小さくした信号処理装置を実現する。【解決手段】物理量を検出器で測定信号として検出すると共にこの物理量に関連する温度を温度センサで温度信号として検出し前記測定信号に対してこの温度信号を用いて温度補償をして出力する信号処理装置において、前記物理量がゼロのときの信号に対して前記検出器が配置された場所における一定時間内の最大温度と最低温度における誤差信号を予め求め、この誤差信号をもとに前記温度補償して出力された信号を補正する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を検出器で測定信号として検出すると共にこの物理量に関連する温度を温度センサで温度信号として検出し前記測定信号に対してこの温度信号を用いて温度補償をして出力する信号処理装置において、前記物理量がゼロのときの信号に対して前記検出器が配置された場所における一定時間内の最大温度と最低温度における誤差信号を予め求め、この誤差信号をもとに前記温度補償して出力された信号を補正することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記所定時間内の最大温度と最低温度は物理量の測定が開始される前の２４時間におけるデータであることを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記物理量は差圧／圧力であることを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量を検出器で測定信号として検出すると共にこの物理量に関連する温度を温度センサで温度信号として検出し前記測定信号に対してこの温度信号を用いて温度補償をして出力する信号処理装置に係り、特に、検出器が設置された場所における温度変化による出力誤差の影響を改良した信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来の信号処理装置の構成を示すブロック図である。この場合の信号処理装置の例として２線式信号伝送器を示してある。１０はプロセス変数などの物理量を電気信号に変換して伝送する２線式信号伝送器であり、直流電源１１から負荷１２を介して電力が供給される。直流電源１１と負荷１２は受信計器１３に格納されている。
【０００３】
電気信号は伝送線Ｌ１、Ｌ２により２線式信号伝送器１０に電流信号ＩＬとして伝送され、負荷１２の両端に生じる電圧変化を検出して受信計器１３はプロセス変数を知る。
【０００４】
電流信号ＩＬは、例えば配管中の圧力に対応したレンジに設定された２線式信号伝送器１０により４〜２０ｍＡの統一電流に変換されて負荷側の受信計器１３に伝送されると共にモニタ８に例えば４桁でデジタル表示される。
【０００５】
以上の全体構成に対して、２線式信号伝送器１０は次のように構成される。１は圧力／差圧などを検出して測定信号に変換する検出器であり、変換された測定信号はアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）２でデジタル信号に変換され、マイクロプロセッサ（μＰ）３を介してメモリ４の中のランダムアクセスメモリ部分に格納される。
【０００６】
また、温度センサ５は、検出器１、或いは２線式信号伝送器１０の内部の温度を検出して、温度信号としてアナログ／デジタル変換器２に出力し、ここでデジタル信号に変換してマイクロプロセッサ３を介してメモリ４の中のランダムアクセスメモリの所定部分に格納される。
【０００７】
マイクロプロセッサ３は、これらの格納されたデジタル信号を用いてメモリ４の例えばリードオンリメモリ部分に書き込まれた演算手順によりリニアライズ、温度補償などの所定の演算を実行し、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）６を介して出力回路７に出力される。
【０００８】
一方、マイクロプロセッサ３での所定の演算結果は、内蔵のモニタ８に必要な桁数でデジタル表示される。出力回路７はデジタル／アナログ変換器６でアナログ信号に変換された電圧信号を４〜２０ｍＡの統一された電流信号ＩＬに変換して伝送線Ｌ１、Ｌ２を介して受信計器１３に伝送する。
【０００９】
また、出力回路７は電流信号ＩＬの一部を用いて２線式信号伝送器１０の内部回路の電源を作る。この場合に、例えばモニタ８には電流信号ＩＬに対応する値がデジタル表示される。
【００１０】
ＩＦＣ９はハンドヘルドターミナル（図示省略）とデータ通信をするためのインターフエイスであり、伝送線Ｌ１、Ｌ２とマイクロプロセッサ３との間に接続され、伝送線Ｌ１、Ｌ２からのデジタル信号を並列データとしてマイクロプロセッサ３に伝送し、逆にマイクロプロセッサ３からのデータを直列信号として伝送線Ｌ１、Ｌ２側に伝送する機能をもつ。
【００１１】
なお、差圧／圧力検出器に温度補償を施した先行技術としては下記の特許文献が知られている。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−２５９６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のような２線式信号伝送器１０は、検出器１の測定信号に対して温度補償が実行されている。即ち、差圧／圧力伝送器の温度補正は、製造工程内で差圧／圧力伝送器を恒温槽に入れて恒温槽の温度を変化させ、その際のデータを使用して誤差温度補正を実施している。
【００１４】
しかしながら、差圧／圧力伝送器が使用されている環境は、製造工程内の温度補正時の温度環境とは大きく異なっている。よって、実際の使用環境で温度分布が発生した場合は、出力誤差が発生してしまうという問題があった。
従って本発明は、実際の使用環境での最大・最小温度ポイントで測定したゼロ点データを用いて補正を行うことにより、温度変化によるゼロ点シフトをより小さくした信号処理装置を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、請求項１に記載の信号処理装置の発明においては、
物理量を検出器で測定信号として検出すると共にこの物理量に関連する温度を温度センサで温度信号として検出し前記測定信号に対してこの温度信号を用いて温度補償をして出力する信号処理装置において、前記物理量がゼロのときの信号に対して前記検出器が配置された場所における所定時間内の最大温度と最低温度における誤差信号を予め求め、この誤差信号をもとに前記温度補償して出力された信号を補正することを特徴とする。
【００１６】
請求項２においては、請求項１に記載の信号処理装置の発明において、
前記所定時間内の最大温度と最低温度は物理量の測定が開始される前の２４時間におけるデータであることを特徴とする。
【００１７】
請求項３においては、請求項１または２に記載の信号処理装置の発明において、
前記物理量は差圧／圧力であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したことから明らかなように本発明の請求項１乃至３によれば、実際の使用環境での最大・最小温度ポイントで測定したゼロ点データを用いて補正を行うことにより、温度変化によるゼロ点シフトをより小さくした信号処理装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明の実施形態の一例を示すブロック構成図である。なお、図４に示す従来の信号処理装置としての２線式信号伝送器と同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜にその説明を省略する。本発明についても信号処理装置として２線式信号伝送器を例にとって説明する。
【００２０】
２線式信号伝送器２０は、検出器１、温度センサ５、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）２、マイクロプロセッサ１３、モニタ８、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）６、出力回路７、インターフエイス回路（ＩＦＣ）９などを有している点は、２線式信号伝送器１０と同一であるが、メモリ２１が追加されている。
【００２１】
このメモリ２１には、メモリ４とは異なった内容の演算プログラムが格納されている。これにより、マイクロプロセッサ（μＰ）１３による演算が従来とは異なった演算内容となる。以下、これ等について図２に示すフローチャート図を用いて説明する。
【００２２】
図２のステップ１において、使用箇所へ検出器を設置した後、電源をいれて処理が開始される。このとき入力圧はたとえば大気圧とされる。次にステップ２に移行する。ここで、温度センサ５からの温度信号Ｔおよび検出器１からの測定信号ＯＵＴは、Ａ／Ｄ変換器２を介してデジタル信号に変換され、マイクロプロセッサ（μＰ）１３の制御のもとに所定のタイミングでメモリ２１の所定領域に格納される。
【００２３】
メモリ２１には最大温度を記憶する領域Ｔ１、最小温度を記憶する領域Ｔ２、最大温度のときの検出器１の測定信号ＯＵＴを記憶する領域Ｏ１及び最小温度のときの測定信号ＯＵＴを記憶する領域Ｏ２が設けられている。
ステップ３においては、最大温度を記憶する領域Ｔ１及び最小温度を記憶する領域Ｔ２に同じ温度が記憶され、測定信号ＯＵＴを記憶する領域Ｏ１及び最小温度のときの測定信号ＯＵＴを記憶する領域Ｏ２にも同じ測定値が記憶される。
【００２４】
次に所定時間（例えば１秒）経過後ステップ４に移行し、温度センサ５からの信号実測値Ｔと検出器１からの実測値ＯＵＴを読み取る。
次にステップ５に移行し、ステップ４で読み取った温度Ｔがステップ３で記憶された最大温度値より大きいか否かが判断される。そして、ステップ４で読み取った温度Ｔがステップ３に記憶された最大温度値よりも大きければＹＥＳとなってステップ６に移行する。  そして、ステップ５で読み取った温度Ｔを最大温度を記憶する領域に記憶された温度Ｔ１のメモリに上書きする。同時にそのときの検出器１の測定値ＯＵＴをＯ１の記憶領域に書き込む。
【００２５】
ステップ５において、ステップ４で読み取った温度Ｔがステップ３に記憶された最小温度値よりも小さいか同じの場合はＮＯとなってステップ７に移行する。そして、ステップ５で読み取った温度Ｔを最小温度Ｔ２のメモリに上書きし、同時にそのときの検出器１の測定値ＯＵＴをＯ２の記憶領域に書き込む。
【００２６】
更に所定時間経過後、再度、温度信号Ｔおよび検出器１の測定信号ＯＵＴを読み込み、ステップ４〜８の動作を行う。
ステップ４〜８の動作を繰返しを行い、ステップ９において一定時間（２４時間）経過したか否かを判断する。一定時間（２４時間）経過した後ステップ１０に移行し、補正係数α及びｃ算出のための測定は終了となる。
その結果、メモリ２１には２４時間にわたる最大最小温度（Ｔ１，Ｔ２）とその温度に対応した検出器１の出力が記憶される。
【００２７】
その後、記憶された数値がμＰ１３に送られ、
補正係数α＝(ＯＵＴ１−ＯＵＴ２)／(Ｔ１−Ｔ２)
補正係数ｃ＝ＯＵＴ１−(ＯＵＴ１−ＯＵＴ２)／(Ｔ１−Ｔ２)×Ｔ１
の算出を行う。
算出された補正係数αおよびｃは、μＰ１３の所定のメモリ領域に記録される。
【００２８】
次に信号処理装置は測定モードに移行し、上記補正係数を用いてμＰ１３は下式に基づいて差圧／圧力出力の補正を行う。
補正された出力＝補正前出力−（αＴ＋ｃ）
【００２９】
図３はゼロ点ずれ量（縦軸）と温度（横軸）の関係を示す説明図である。
図３によれば、最大温度Ｔ１のときにゼロ点がプラス側にずれ、最小温度Ｔ２のときにゼロ点がマイナス側にずれている。このずれ量は０点シフト補正係数（αＴ＋ｃ）を用いて補正される。即ち、実際の使用環境での最大・最小温度ポイントで測定したゼロ点データを用いて補正を行うことにより、ゼロ点シフトをより小さくすることができる。
【００３０】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。例えば実施例では補正係数算出のための一定時間を２４時間としたが、２４時間に限ることなく長くても短くてもよい。また、メモリ２１はμＰ１３内に格納されていてもよい。従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の信号処理装置の実施形態の一例を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示す実施例を実行するための演算手順を示すフローチャート図である。
【図３】ゼロ点ずれ量（縦軸）と温度（横軸）の関係を示す説明図である。
【図４】従来の２線式信号伝送器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１        検出器
２        アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）
３，１３  マイクロプロセッサ（μＰ）
４，２１  メモリ
５        温度センサ
６        デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）
７        出力回路
８        モニタ
９        ＩＦＣ（インタフェース）
１０，２０  ２線式信号伝送器
１１      直流電源
１２      負荷
１３      受信計器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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