(57)【要約】【課題】本発明は、複数の圧力変換器を較正するためのシステムに関する。【解決手段】このシステムは、装着手段（１２）上に装着され、圧力源（１１）から中空シリンダ（１４）を介して圧力入力を受け、この圧力を全ての圧力変換器に均等に分配する複数の圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）を備え、これら複数の圧力変換器が、装着手段上に装着され、かつそれらの圧力変換器の温度を変えるために容器（１５）内に置かれ、前記圧力源が、その温度が圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）の温度と同一レベルに維持された標準圧力変換器（１７）にも接続されている。
2005521050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧力変換器を較正するためのシステムであって、装着手段（１２）上に装着され、
圧力源（１１）から中空シリンダ（１４）を介して圧力入力を受けて、この圧力を全ての圧力変換器に均等に分配する複数の圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）を備え、
該複数の圧力変換器が、前記装着手段上に装着され、かつ該圧力変換器の温度を変えるために容器（１５）内に置かれ、
前記圧力源が、その温度が前記圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）の温度と同一レベルに維持された標準圧力変換器（１７）にも接続されている、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）を装着するための手段（１２）が、圧力を受けるために連結部材（３１）とアダプタ（３２）とを介して前記中空シリンダ（１４）に接続された入力チャネル（３０）を有する円筒状本体を含み、
該円筒状本体が、全ての前記圧力変換器に圧力を均等に分配するために、その半径に沿って延びその周縁部において終わる複数のチャネル（２６．１乃至２６．ｎ）を持つように成形され、
該チャネルが、前記圧力変換器の入口を収容するために前記円筒体の中心から等距離位置にスロット（２９．１乃至２９．ｎ）を備え、かつプラグ（２７．１乃至２７．ｎ）と漏れ防止ワッシャ（２８．１乃至２８．ｎ）とを用いて前記周縁部において閉鎖されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）の各入口は、前記圧力源（１１）により供給される圧力が前記チャネル（２６．１乃至２６．ｎ）を介して可能な限り最短時間で全ての該圧力変換器の入口に均等に伝達されるように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
較正しようとする前記圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）の入口が、前記スロット（２９．１乃至２９．ｎ）の底部で交差していることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記圧力変換器に供給される圧力が、前記入力圧力を変化させた後に全ての前記圧力変換器を同時に安定化させることができるように、初めに前記入力チャネル（３０）を介して前記円筒体の中心に向けられ、次いで前記チャネル（２６．１乃至２６．ｎ）を介して前記圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）の入口に向けられることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記圧力源（１１）が、圧力伝達媒体を保持し、かつ該圧力伝達媒体内に圧力を生じさせるためにその頂部に標準分銅が載せられるチャンバと、前記圧力伝達媒体内の圧力を微調整するために、一方の端部にハンドルを介してブリード用ハンドルが取り付けられ、他方の端部に前記チャンバに装着された調節可能なピストンとを備えていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記圧力伝達媒体が液体であることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記液体がオイル又は水であることを特徴とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記複数の圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）が、該圧力変換器からの圧力出力を表示又は記録するための表示又は記録媒体（２０）に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記表示又は記録媒体（２０）が、コンピュータ又はその他任意の従来型の表示装置であることを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記圧力変換器の温度を変えるために、前記容器（１５）が温水／冷水を供給するための手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記容器（１５）が、前記水の温度を正確に測定するための温度測定手段（１６）と、該水の温度を正確に表示するための温度表示手段（２２）とを任意選択的に備えていることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記温度測定手段（１６）が温度計であることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記温度表示手段（２２）は、デジタル表示装置又はアナログ表示装置とすることができることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記標準圧力変換器が較正済みであることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記標準圧力変換器が、高い精度を有する圧電変換器又はその他任意の従来型の変換器であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記標準圧力変換器が、容器（１８）内に保持され、かつ中空管（２１）を介して前記圧力源に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記標準圧力変換器の温度を変えるために、前記容器（１８）が温水／冷水を供給するための手段を備えていることを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記容器（１８）が、前記水の温度を正確に測定するための温度測定手段（２３）と、該水の温度を正確に表示するための温度表示手段（２４）とを任意選択的に備えていることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記温度測定手段（２３）が温度計であることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記温度表示手段（２４）は、デジタル表示装置又はアナログ表示装置とすることができることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記標準圧力変換器（１７）が、前記圧力出力を表示又は記録するための表示又は記録媒体（１９）に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記管（１４及び２１）の長さが、較正しようとする前記圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）に供給される圧力が前記標準圧力変換器（１７）にも供給されるような長さであることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
分銅圧力試験器から前記標準圧力変換器までの圧力チャネルの全距離と、前記分銅圧力試験器から較正しようとする前記圧力変換器までの圧力チャネルの全距離とが同一であることを特徴とする、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記管（１４及び２１）の長さは、前記入力圧力を段階的に変化させた後に最短の安定化時間が得られるような長さであることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）を含む、該複数の圧力変換器を較正するためのシステムに関する。より具体的には、本発明は、複数の圧力変換器の温度依存感度を検討することを可能にするシステムに関し、このシステムは、それと対比して圧力変換器が較正される標準圧力変換器の温度感度の影響を回避するための手段を設けることにより較正精度を改善する。更に、このシステムは、接近した圧力間隔で圧力変換器を較正する手段を設けることにより較正分解能を改善し、また圧力変換器における圧力入力の安定化時間を最短化し、それによって較正に要する時間を短縮する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力変換器を較正するためのこれまでに知られたシステム（Ｐ．Ｎ．Ｍｏｄｉ及びＳ．Ｍ．Ｓｅｔｈによる、「流体圧力とその測定」、Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ  ａｎｄ  Ｆｌｕｉｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃｓの１３９２頁（１９８１年）に記載）は、Ｄｅａｄ−Ｗｅｉｇｈｔ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｇａｕｇｅ（分銅圧力試験器）であり、これは、オイルで満たされた垂直中空シリンダ内で円柱状プランジャが滑動するようになっている。較正しようとする圧力変換器は、分銅圧力試験器と平行にセットされる。粘性のあるオイルがシリンダ内に（そして較正しようとする圧力変換器の圧力入口内に）ゆっくりと送り込まれる。加圧下でシリンダ内に入ったオイルは、プランジャに力を作用させてこれを押し上げ、該プランジャをオイル圧とバランスさせる。この力はプランジャの頂部に載せた分銅とバランスする。オイル圧と分銅とがバランスした時、プランジャの直径と分銅とからオイル圧が分かる。オイルの圧力がこのようにして分かるから、装着した圧力変換器を較正することができる。プランジャには様々な既に重量の知られている分銅を載せることができるから、対応する圧力値と対比して圧力変換器を較正できる。このシステムの不利な点は、シリンダ内でのプランジャの動きに作用する摩擦抵抗が原因して、推定オイル圧に誤差が含まれることである。プランジャが許容できる最小限のクリアランスでシリンダ内に嵌合するよう注意深く研磨されている場合には、この誤差は最小化できるが、完全には除くことができない。更に、読み値を得る前に、システム全体を手動で回転させる必要がある。もう１つの欠点は、分銅圧力試験器に使用できる較正済み分銅の数が限られているから、このことが近接した圧力間隔での圧力変換器の較正を妨げる。
【０００３】
上記とは異なるシステム（Ｔ．Ｇ．Ｂｅｃｋｗｉｔｈ及びＮ．Ｌ．Ｂｕｃｋによる、「圧力測定」、Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ発行のＭｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓの６４２頁（１９６９年）に記載）は、較正目的のために一般に静圧源として使用される分銅圧力試験器であり、このシステムは、基本的には圧力発生及び圧力測定システムであって、得られた圧力は、既に知られているピストンの断面積と使用した分銅とから推定される。このシステムにおいては、較正しようとする圧力変換器は、ある種のポンプと逃がし弁とによりその圧力を調節できる流体（オイル）で満たされたチャンバに接続される。このチャンバはまた、様々な標準分銅が載せられる垂直ピストン−シリンダにも接続される。ピストンと分銅とが「浮動」して見えるようになるまで、圧力がゆっくり高められ、その時点で、流体の「ゲージ」圧（すなわち、大気圧より高い圧力）は、（ピストンで支持された分銅の重量）÷（ピストン断面積）に等しいことになる。この方法の欠点は、高度に正確な結果を得るためには、数多くの改善と補正を必要とすることである。シリンダとピストンとの間の摩擦力は、最小限度まで減少され及び／又は補正されなくてはならない。もう１つの欠点は、ピストン及びシリンダの断面積に対する温度の影響、空気と圧力媒体の浮力の影響、局部重力状態、及びピストン下端部と較正しようとする圧力変換器の基準点との高さの差を補正する必要があることである。更に、ピストンアセンブリ自体に重量があるから、従来型の分銅圧力試験器はピストンの重量／断面積比よりも低い圧力を測ることはできない。
【０００４】
別のシステム（Ｅ．Ｏ．Ｄｏｅｂｅｌｉｎによる、「圧力及び音響測定」、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｓｉｇｎ（第３版、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔｕｄｅｎｔ  Ｅｄｉｔｉｏｎ）の４０４〜４６２頁（１９８３年）に記載）は、Ｕ字管圧力計であり、このＵ字管圧力計の作動は、よく知られた式Ｐ＝ｈρｇ（ここで、ｈは管内の液柱の高さ、ρは液体の密度）に基づいた、未知圧力（Ｐ）の重力（ｇ）との比較に基づいている。管の断面積（一様でない場合でも）は何らの影響も及ぼさない。任意の位置（任意のｇの値）において、感度は圧力計流体の密度にのみ依存する。このシステムの利点は、該システムが自己バランス形であって、階段的な出力ではなく連続的な出力を有することである。しかしながら、このシステムの不利な点は、該システムが含む長い液柱の故に、高い圧力においては取扱いが難しくなることである。更に、圧力計で可能な高い精度を実現するためには、多くの場合数多くの補正を行なう必要がある。高さｈを目で読み取る場合には、刻まれた目盛りの温度による膨張を考慮に入れなければならない。温度による圧力計流体のρ値の変化が補正され、ｇの局部値が求められなくてはならない。管が垂直でないこと、及び毛管現象によって形成されるメニスカスにより読み取りが困難であることも、付加的な誤差の原因であることが判った。
【０００５】
更に別のシステム（Ｓ．Ｖａｍａｇｙによる、「圧力較正システム及び制御バルブアセンブリ」と題された米国特許第４，６９８，９９８号（Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡されている）に記載）は、高圧変換器及びゲージシステムを較正するための圧力較正システムである。この圧力較正システムは、充填口を介して圧縮窒素ガスで満たされた圧力シリンダが組み込まれている。圧力シリンダは、「圧力ケーブル」ホースと複数の圧力調整弁、圧力遮断弁、逃がし弁、逃がし遮断弁、側方ポート、末端ポート、微調整バランス管路、及びノブとを介して気体接続することにより、外部の圧縮窒素タンクから充填される。圧力較正システムのフロントパネル上に装着された「供給圧力」ゲージが、内部貯蔵タンク内の圧力を表示する。圧力較正システムのフロントパネル上に設けられた試験用ポートが、較正しようとする圧力システムを接続するための手段を提供する。圧力変換器／ゲージの較正は、自己較正式圧力変換器と対比して行なわれる。この発明のシステムの利点は、該システムが自蔵式で携帯可能であり、かつ制御弁と遮断弁とが組み込まれており、それによって極めて低いトルク操作と組み合わされて較正圧力の手動による微調整を可能にするポジティブ遮断を行なえることである。このシステムのもう１つの利点は、真空から１０，０００ｐｓｉまでの作動範囲で圧力較正を行なうことができることである。しかしながら、このシステムの不利な点は、それに対比して圧力較正が行なわれる圧力標準器の温度感度により、その較正精度が限定されることである。このシステムのもう１つの限界は、較正しようとする圧力変換器の温度依存性を検討するための手段を持たないことである。このシステムの更に別の不利な点は、同時に較正できる圧力変換器の数が２つに限定されることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主たる目的は、複数の圧力変換器を同時に較正するためのシステムを提供することである。
本発明の別の目的は、較正しようとする全ての圧力変換器が同一の圧力を同時に受けるように、圧力を一様に分配するための機構を有する装着手段を提供することである。
本発明の更に別の目的は、任意の組の入力圧力値の間は、任意の所望の値でその温度を一定に維持することができ、較正中の必要に応じて、後続する組の入力圧力値の間は、その温度を異なる一定の温度値へと変えることができる媒体内に、圧力変換器をそれらの共通の装着手段と共に置くことにより、圧力変換器の温度依存感度を検討することを可能にするシステムを提供することである。
【０００７】
本発明の更に別の目的は、それと対比して圧力変換器が較正される標準圧力変換器の温度感度の影響を回避し、それによってシステムの較正精度を改善するための手段を備えたシステムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、圧力変換器を接近した圧力間隔で較正し、それによって較正分解能を改善する手段を備えたシステムを提供することである。
本発明の更にもう１つの目的は、入力圧力が安定化されるのに要する時間を最短化し、それによって較正のために費やせる時間を増加させる手段を備えたシステムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、複数の圧力変換器を較正するためのシステムを提供し、このシステムは、装着手段は、圧力源（１１）から中空シリンダ（１４）を介して圧力入力を受けて、その圧力を全ての圧力変換器に均等に分配する装着手段（１２）上に装着される複数の圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）を含む。この複数の圧力変換器は、装着手段上に装着され、該複数の圧力変換器の温度を変えるために容器（１５）内に置かれる。前記圧力源は、その温度が圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）の温度と同一レベルに維持された標準圧力変換器（１７）にも接続されている。
【０００９】
本発明の一実施形態においては、圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）を装着するための装着手段（１２）は、圧力を受けるために連結部材（３１）とアダプタ（３２）とを介して中空シリンダ（１４）に接続された入力チャネル（３０）を有する円筒状本体を含む。この円筒状本体は、全ての圧力変換器に圧力を均等に分配するために、その半径に沿って延びその周縁部において終わる複数のチャネル（２６．１乃至２６．ｎ）を持つように成形されている。これらのチャネルは、圧力変換器の入口を収容するために、円筒体の中心から等距離位置にスロット（２９．１乃至２９．ｎ）を備え、かつプラグ（２７．１乃至２７．ｎ）と漏れ防止ワッシャ（２８．１乃至２８．ｎ）とを用いて周縁部において閉鎖されている。
【００１０】
本発明のもう１つの実施形態においては、圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）の各入口は、圧力源（１１）により供給される圧力が、チャネル（２６．１乃至２６．ｎ）を介して可能な限り最短時間で全ての圧力変換器の入口に均等に伝達されるように配置されている。
本発明の更に別の実施形態においては、較正しようとする圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）の入口は、スロット（２９．１乃至２９．ｎ）の底部で交差している。
本発明の更に別の実施形態においては、圧力変換器に供給される圧力は、入力圧力を変化させた後に全ての圧力変換器を同時に安定化させることができるように、初めに入力チャネル（３０）を介して円筒体の中心に向けられ、次いでチャネル（２６．１乃至２６．ｎ）を介して圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）の入口に向けられる。
【００１１】
本発明の更に別の実施形態においては、圧力源（１１）は、圧力伝達媒体を保持し、かつこの圧力伝達媒体内に圧力を生じさせるためにその頂部に標準分銅が載せられるチャンバと、圧力伝達媒体内の圧力を微調整するために、一方の端部に、ハンドルを介してブリード用ハンドルが取り付けられ、他方の端部でチャンバに装着された調節可能なピストンとを含む。
本発明の更にもう１つの実施形態においては、圧力伝達媒体は液体である。
本発明のもう１つの実施形態においては、上記液体はオイル又は水である。
【００１２】
本発明の一実施形態においては、複数の圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）は、該圧力変換器からの圧力出力を表示又は記録するための表示又は記録媒体（２０）に接続されている。
本発明のもう１つの実施形態においては、表示又は記録媒体（２０）は、コンピュータ又はその他任意の従来型の表示システムである。
【００１３】
本発明の別の実施形態においては、圧力変換器の温度を変えるために、容器（１５）は温水／冷水を供給するための手段を備えている。
本発明の更に別の実施形態においては、容器（１５）は、水の温度を正確に測定するための温度測定手段（１６）と、該水の温度を正確に表示するための温度表示手段（２２）とを任意選択的に備えている。
本発明の別の実施形態においては、温度測定手段（１６）は温度計である。
本発明の更に別の実施形態においては、温度表示手段（２２）は、デジタル表示システム又はアナログ表示システムとすることができる。
本発明の別の実施形態においては、標準圧力変換器は較正済みである。
【００１４】
本発明の一実施形態においては、標準圧力変換器は、高い精度を有する圧電変換器又はその他任意の従来型の変換器である。
本発明の別の実施形態においては、標準圧力変換器は、容器（１８）内に保持され、かつ中空管（２１）を介して圧力源に接続されている。
本発明の更に別の実施形態においては、標準圧力変換器の温度を変えるために、容器（１８）は温水／冷水を供給するための手段を備えている。
【００１５】
本発明の更に別の実施形態においては、容器（１８）は、水の温度を正確に測定するための温度測定手段（２３）と、該水の温度を正確に表示するための温度表示手段（２４）とを任意選択的に備えている。
本発明の別の実施形態においては、温度測定手段（２３）は温度計である。
本発明の更に別の実施形態においては、温度表示手段（２４）は、デジタル表示システム又はアナログ表示システムとすることができる。
本発明の別の実施形態においては、標準圧力変換器（１７）は、圧力出力を表示又は記録するための表示又は記録媒体（１９）に接続されている。
本発明の一実施形態においては、管（１４及び２１）の長さは、較正しようとする圧力変換器（１３．１乃至１３．ｎ）に供給される圧力が、標準圧力変換器（１７）にも供給されるような長さである。
本発明の別の実施形態においては、分銅圧力試験器から標準圧力変換器までの圧力チャネルの全距離と、分銅圧力試験器から較正しようとする圧力変換器までの圧力チャネルの全距離とは同一である。
本発明の更に別の実施形態においては、管（１４及び２１）の長さは、入力圧力を段階的に変化させた後に最短の安定化時間が得られるような長さである。
【００１６】
本発明による圧力変換器を較正するための改良されたシステムは、以下のように構成されている。
１．較正しようとする全ての圧力変換器に対して同一の圧力が同時に加わるように、圧力を均等に分配する機構を有する装着手段上に圧力変換器を配置することにより、複数の圧力変換器を同時に較正するための手段を備えている。本発明のシステムは円形の装着手段を備えており、その平坦な表面上に等間隔に設けられた多数のスロットが、較正しようとする圧力変換器の圧力入口を配置するために使用される。これらのスロットは、該システムの側壁から中心軸へと半径方向に穿孔された内部チャネルを介して、この円形装着手段の中心軸に液圧的に接続されており、該中心軸は、次に別の内部チャネルを介して液圧的に圧力源に接続されている。
【００１７】
２．任意の組の入力圧力値の間は、任意の所望の値でその温度を一定に維持することができる媒体内に、圧力変換器をそれらの共通の装着手段と共に置くことにより、複数の圧力変換器の温度感度を検討することができる。圧力変換器はそれらの共通な装着手段と共に、適当なサイズの容器内に置かれ、該容器内には圧力変換器を所望のレベルまで浸して、それによって該圧力変換器を所望の一定温度に維持するのに十分な水が溜められている。全ての圧力変換器を囲む水媒体の温度は、視誤差なしに温度を読み取るための較正されたデジタル温度計で監視され、適量の冷却／加熱された水を加えて活発に撹拌することにより、所定の較正期間を通じて所望の一定温度に保たれる。異なる組の較正は、様々な所望の一定温度で行なうことができる。
【００１８】
３．圧力変換器がそれと対比して較正される圧力標準器の温度感度の影響を回避するための手段を設けることにより較正精度の改善を可能にする。現在利用可能な圧力標準器の中で最も精密な圧力分解能を備えているのは、Ｊ．Ｍ．Ｐａｒｏｓ（「デジタル圧力変換器」と題された米国特許第４，４５５，８７４号（１９８４年）において）によって報告されているような、及びＲ．Ｂ．Ｗｅａｍ，Ｊｒ．とＪ．Ｍ．Ｐａｒｏｓ（「高分解能の水晶圧力変換器を用いた分銅圧力試験器性能の測定」、Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａの８頁（１９８８年）において）によって更に報告されているような、最適な一定の周囲温度で作動されるクォーツ圧力変換器である。本発明によるシステムの較正精度は、クォーツ圧力変換器が最善の結果を発揮する最適温度でその温度を一定に維持できる流体媒体（水）内に該クォーツ圧力変換器（圧力標準器）を置くことにより改善される。
【００１９】
４．接近した圧力間隔で１つ又はそれ以上の圧力変換器を較正するための手段を設けることにより較正分解能を改善することができる。本発明のシステムにおいては、圧力標準器は、その出力がデジタル形式であり、Ｊ．Ｍ．Ｐａｒｏｓ（「デジタル圧力変換器」、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ＆  Ｄａｔａ、Ｖｏｌ．１０、Ｎｏ．２の６頁（１９７６年）において）、Ｄ．Ｗ．Ｂｕｓｓｅ（「空気データアプリケーションにおけるデジタルクォーツ圧力変換器」、Ｖ−７−１乃至Ｖ−７−１５頁（１９７８年）において）、Ｒ．Ｂ．Ｗｅａｍ，Ｊｒ．とＮ．Ｇ．Ｌａｒｓｏｎ（「デジタルクォーツ圧力変換器の感度及びドリフトの測定」、Ｄｅｅｐ−Ｓｅａ  Ｒｅｓ．、Ｖｏｌ．２９Ａの１１１〜１３４頁（１９８２年）において）、Ｄ．Ｗ．Ｂｕｓｓｅ（「圧力下で精度のあるクォーツ変換器」、Ｍｅｃｈ．Ｅｎｇ．、Ｖｏｌ．１０９、Ｎｏ．５の５頁（１９８７年）において）、及びＴ．Ｓｃｈａａｄ（「気圧計の長期安定性についての１１年間にわたる試験」、www.paroscientific.com/11yeartest.htm(2000)において）によって報告されているような精密な圧力分解能とその出力をデジタル表示するための能力とを備えるクォーツ圧力変換器である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に添付の図面を参照して本発明を詳細に説明するが、この添付の図面は、本発明を理解する目的のためのみに示しているのであって、従って如何なる状態においても本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではない。
図１は、圧力変換器を較正するために使用さる、従来技術による従来型の分銅圧力試験器システムの典型的な設計例を表している。このシステムは主として、チャンバ１と、垂直シリンダ２と、一般的な圧力伝達媒体であるオイル５内に圧力を生じさせるために様々な標準分銅４が載せられるピストン３と、オイルの圧力を表示するダイヤルゲージ６と、較正しようとする圧力変換器７と、ハンドル９を備えた調節可能なピストン８と、オイル圧力を微調節するための逃がし弁１０とを含む。
【００２１】
図２は、圧力変換器を較正するための本発明の改良されたシステムの斜視図である。このシステムは主として、図１に示したのと同様な、ダイヤルゲージ２５を備えた分銅圧力試験器１１と、複数の圧力変換器１３．１．．．１３．ｎを収容できる圧力変換器装着手段１２と、この装着手段１２に圧力を伝達するための中空シリンダ１４と、較正しようとする多数の圧力変換器の周りに温度制御された水を保持する容器１５と、この容器１５内の水の温度を感知するための温度計１６と、容器１５内の水の温度をデジタル表示するための温度表示システム２２と、圧力標準器として使用される高精度圧力変換器１７と、この圧力標準器１７の周りに温度制御された水を保持する容器１８と、圧力標準器１７の圧力出力を表示／記録する表示／記録媒体１９と、容器１８内の水の温度を感知するための温度計２３と、容器１８内の水の温度をデジタル表示するための温度表示システム２４と、同時に較正しようとする多数の圧力変換器の出力を表示／記録するコンピュータ手段２０とを含む。本発明のシステムにおいては、分銅圧力試験器１１は、圧力較正器としてではなく、流体圧力を変化させるための道具としてのみ使用される。それぞれ圧力標準器（つまり圧力較正器）として使用される高精度圧力変換器１７と圧力変換器装着手段１２とに対する圧力チャネルを形成する管１４及び２１の長さは、分銅圧力試験器から圧力較正器までの圧力チャネルの全距離と、分銅圧力試験器から較正しようとする圧力変換器までの圧力チャネルの全距離とが互いに近似し、それによって入力圧力を段階的に変化させた後に最短の安定化時間が得られるような長さである。
【００２２】
図３は、本発明の圧力変換器装着手段１２の中央平面における断面を示す斜視図である。この装着手段１２においては、多数の圧力変換器１３．１．．．１３．ｎを、圧力がこれら全ての圧力変換器に対して、チャネル２６．１．．．２６．ｎを介して可能な限り最短時間で均等に伝達され、それによって入力圧力を段階的に変化させた後に最短の安定化時間が得られるように、配置することができる。これらのチャネルは、銅ワッシャ２８．１．．．２８．ｎを用いて漏れ防止されたプラグ２７．１．．．２７．ｎを使用して、圧力変換器装着手段１２の周縁部において閉鎖される。較正しようとする圧力変換器１３．１．．．１３．ｎの圧力入口は、圧力変換器装着手段１２上に配置されたスロット２９．１．．．２９．ｎの底部において交差する。連結部材３１とアダプタ３２とは協働して、圧力管１４と圧力変換器装着手段１２との間を圧力に対して良好に気密連結するのを可能にする。圧力変換器装着手段１２内において、圧力は、チャネル３０を介して初めに中央部分に向けられ、次いで装着手段の中央部分から等距離にある各圧力変換器の圧力入口内へ向けられ、それによって全ての圧力変換器が同時に安定化されることが可能になる。
【００２３】
図４は、圧力変換器を較正するための本発明による改善されたシステムの有用性を説明する典型的な一例を示している。この例においては、２つの圧力変換器の温度感度が、昇順の入力圧力段階での６つの異なる周囲温度における同時的な較正により得られた。これらの圧力変換器は、Ａ．Ｊｏｓｅｐｈ（「現代の海面レベル測定技術」、ニューヨークのＭａｒｃａｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．発行のＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．２３の３１９〜３４４頁（１９９９年）において）によって記載されているような歪みゲージ形式のものであり、かつ部分的に温度補償されたものであるが、その他のあらゆる形式の圧力変換器の使用も、本発明の範囲に含まれる。
図５は、本発明の較正システムを降順の入力圧力段階で使用しての６つの異なる周囲温度における同時的な較正から得られた、２つの歪みゲージ式圧力変換器の温度依存性を示している。
【００２４】
本発明は、圧力変換器を較正するための改良されたシステムを提供する。このシステムは、ダイヤルゲージ２５を備えた分銅圧力試験器１１と、複数の圧力変換器１３．１．．．１３．ｎを収容できる圧力変換器装着手段１２と、この装着手段１２に圧力を伝達するための中空シリンダ１４と、較正しようとする複数の圧力変換器の周りに温度制御された水を保持する容器１５と、この容器１５内の水の温度を感知するための温度計１６と、容器１５内の水の温度をデジタル表示するための温度表示システム２２と、圧力標準器として使用される高精度圧力変換器１７と、この圧力標準器１７の周りに温度制御された水を保持する容器１８と、圧力標準器の圧力出力を表示／記録する表示／記録媒体１９と、容器１８内の水の温度を感知するための温度計２３と、容器１８内の水の温度をデジタル表示するための温度表示システム２４と、同時に較正しようとする複数の圧力変換器の出力を表示／記録するコンピュータ２０とを含む。分銅圧力試験器１１は、圧力較正器としてではなく、流体圧力を変化させるための道具としてのみ使用される。
【００２５】
それぞれ圧力標準器（つまり圧力較正器）として使用される高精度圧力変換器１７と圧力変換器装着手段１２とに対する圧力チャネルを形成する管１４及び２１の長さは、分銅圧力試験器から圧力較正器までの圧力チャネルの全距離と、分銅圧力試験器から較正しようとする圧力変換器までの圧力チャネルの全距離とが互いに近似し、それによって入力圧力を段階的に変化させた後に最短の安定化時間が得られるような長さである。
【００２６】
複数の圧力変換器１３．１．．．１３．ｎは、圧力がチャネル２６．１．．．２．ｎを介して可能な限り最短時間で全ての圧力変換器に均等に伝達され、それによって入力圧力を段階的に変化させた後に最短の安定化時間が得られるように配置される。これらのチャネルは、銅ワッシャ２８．１．．．２８．ｎを用いて漏れ防止されたプラグ２７．１．．．２７．ｎを使用して、圧力変換器装着手段１２の周縁部において閉鎖される。較正しようとする圧力変換器１３．１．．．１３．ｎの圧力入口は、圧力変換器装着手段１２上に配置されたスロット２９．１．．．２９．ｎの底部において交差する。連結部材３１とアダプタ３２とは協働して、圧力管１４と圧力変換器装着手段１２との間を圧力に対して良好に気密連結するのを可能にする。
【００２７】
圧力変換器装着手段１２内において、圧力はチャネル３０を介して初めに中央部分に向けられ、次いで装着手段の中央部分から等距離にある各圧力変換器の圧力入口内へ向けられ、それによって全ての圧力変換器が同時に安定化されることが可能になる。
本発明のシステムは、海面レベルゲージで使用される歪みゲージ式圧力変換器を較正するために成功裏に用いられてきたが、その他のあらゆる形式の圧力変換器の使用も本発明の範囲に含まれる。この場合、それぞれの組の較正は、これらの圧力変換器の温度感度を検討するために、前もって計画された様々な温度で実行された。本発明のシステムが何らの問題もなく効率よく作動することが観察された。
【００２８】
【発明の効果】
１．本発明は、圧力を均等に分配するための機構を有する装着手段上に複数の圧力変換器を配置することにより、該複数の圧力変換器を同時に較正するための手段を提供する。
２．本発明は、任意の組の入力圧力値の間は、任意の所望の値でその温度を一定に維持することができ、較正中の必要に応じて、次の組の入力圧力値の間は、その温度を異なる一定の温度値へと変えることができる媒体内に、圧力変換器をそれらの共通の装着手段と共に置くことにより、圧力変換器の温度感度を検討することを可能にする。
３．本発明は、圧力標準器を、それが最善の結果を発揮する最適温度で、その温度を一定に維持できる媒体内に置くことにより、それと対比して圧力変換器が較正される圧力標準器の温度感度の影響を回避するための手段を設けることにより、較正精度を改善する。
４．本発明は、精密な圧力分解能とその出力をデジタル表示する能力とを有する高精度の圧力標準器の使用による、近接した圧力間隔で圧力変換器を較正するための手段を設けることにより、較正分解能を改善する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
圧力変換器を較正するための従来型のシステムを示した図である。
【図２】
圧力変換器を較正するための本発明の改良されたシステムの斜視図である。
【図３】
本発明の圧力変換器装着手段の中央平面における断面を示す斜視図である。
【図４】
本発明の較正システムを昇順の入力圧力段階で使用しての６つの異なる周囲温度における同時的な較正により得られた、２つの圧力変換器の温度感度を表している。
【図５】
本発明の較正システムを降順の入力圧力段階で使用しての６つの異なる周囲温度における同時的な較正により得られた、２つの圧力変換器の温度感度を表している。
【符号の説明】
１１  圧力源
１２  圧力変換器装着手段
１３．１〜１３．ｎ  圧力変換器
１４  中空シリンダ
１５、１８  容器
１６、２３  温度測定手段
１７  標準圧力変換器
１９、２０  表示又は記録媒体
２１  中空パイプ
２２、２４  温度表示手段
２５  ダイヤルゲージ
２６．１〜２６．ｎ  チャネル
２７．１〜２７．ｎ  プラグ
２８．１〜２８．ｎ  漏れ防止ワッシャ
２９．１〜２９．ｎ  スロット
３０  入力チャネル
【図１】
2005521050.tif 000003
【図２】
2005521050.tif 000004
【図３】
2005521050.tif 000005
【図４】
2005521050.tif 000006
【図５】
2005521050.tif 000007
【国際調査報告】
2005521050.tif 000008
2005521050.tif 000009