(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも異なる検出圧力範囲を持ち、その検出圧力範囲で流体の圧力を検出し、その検出圧力値を検出信号として出力する複数種類の圧力センサのうちから選択された所定の圧力センサと、前記各種圧力センサに対応し、該各種圧力センサのうちの１つと選択的に接続されるとともに、前記検出信号に基づいて前記圧力センサの検出圧力値を所定の出力形態で出力する出力装置とを備えた圧力検出出力装置において、
前記圧力センサは、
前記検出信号を出力する検出信号出力手段と、
前記検出圧力範囲の基準値に対応した所定の基準電圧を、前記検出信号出力手段に対し出力すると共に、前記検出圧力範囲に対応した圧力センサの種別を前記出力装置に識別させるための識別信号として出力する基準電圧信号出力手段とを備え、
前記出力装置は、
前記識別信号に基づいて前記圧力センサの種別を識別する圧力センサ識別手段を備えると共に、
前記検出信号と前記識別信号の出力値の差を基に、前記圧力センサの検出圧力値を算出可能としたことを特徴とする圧力検出出力装置。
【請求項２】
所定の検出圧力範囲で流体の圧力を検出し、その検出圧力値を検出信号として出力する圧力センサにおいて、
前記検出信号を出力する検出信号出力手段と、
前記検出圧力範囲の基準値に対応した所定の基準電圧を、前記検出信号出力手段に対し出力すると共に、前記検出圧力範囲に対応した圧力センサの種別を識別させる識別信号を、前記検出信号と前記識別信号の出力値の差を元に、前記圧力センサの検出圧力値を算出可能とした出力装置に出力する基準電圧信号出力手段とを備えたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
少なくとも異なる検出圧力範囲を持ち、その検出圧力範囲で流体の圧力を検出し、その検出圧力値を検出信号として出力する複数種類の圧力センサのうちから選択された所定の圧力センサと接続されて使用されるものであり、その接続状態において前記検出信号に基づいて前記圧力センサの検出圧力値を所定の出力形態で出力する出力装置において、
前記圧力センサから前記検出圧力範囲の基準値に対応した所定の基準電圧を該圧力センサの種別を識別させるための識別信号として入力し、当該識別信号に基づいて、前記圧力センサの種別を識別する圧力センサ識別手段を備えると共に、
前記検出信号と前記識別信号の出力値の差を基に、前記圧力センサの検出圧力値を算出可能としたことを特徴とする出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧力を検出し、その検出結果に基づく検出信号を出力する圧力センサ、該圧力センサと接続されて圧力センサが出力する検出信号に基づいた検出結果を所定の出力形態で出力する出力装置、前記圧力センサと出力装置を備えた圧力検出出力装置を含む技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧力検出出力装置は、流体等の圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサが検出する圧力に基づいて所定の出力を行う出力装置とが別々に用意され、その上で両者を信号線で接続して構成したものが知られている。かかる圧力検出出力装置では、圧力センサと出力装置とを個別に構成するものであるため、以下に示すような利点がある。
【０００３】
即ち、検出する流体圧力の大きさに応じて適切な検出圧力範囲の圧力センサを選定して交換することができ、しかもその際に圧力センサと出力装置とを一体に構成したもののように全体の交換や大きな仕様変更を行う必要がない。また、出力装置として例えば圧力を表示する圧力表示装置を用いることに限定されず、例えば工業用ロボットや管理コンピュータ等とすることもでき、同じ圧力センサでも接続される相手方の出力装置を任意のものとすることができる。
【０００４】
このように、圧力センサと出力装置とを別体のものとして構成することで、両者の組合せの自由度が大幅に高く現場の状況に応じた組合せ形態を容易に実現でき、しかも表示機能や指令機能等を出力装置に持たせることで圧力センサ自体を非常に簡易かつ安価なものとすることができるという利点も生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧力センサを交換する場合には、個々の圧力センサに付記された型番等からその種類を作業者が目視により判別し、圧力表示装置等の出力装置側で新たに接続する圧力センサに応じた設定を手作業で行わなければならない。
このため、圧力センサの交換作業が面倒である。
【０００６】
上記設定は、圧力センサの検出圧力範囲等の検出特性の相違に起因して行われるものであるが、かかる設定を怠ったり或いは設定を間違えた場合には、出力装置が所望の動作を行うことができないという不都合も生じる。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、圧力センサの検出特性を出力装置側で手作業によっていちいち設定しなくても済む圧力センサ、出力装置及び圧力検出出力装置を提供することを主たる目的の一つとしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。
【０００９】
手段１．異なる検出特性を持ち、その検出特性に基づいて流体の圧力を検出し、その検出結果を検出信号として出力する複数種類の圧力センサのうちから選択された所定の圧力センサと、前記各種圧力センサに対応し、該各種圧力センサのうちの１つと選択的に接続されるとともに、前記検出信号に基づいて前記圧力センサの検出結果を所定の出力形態で出力する出力装置とを備えた圧力検出出力装置において、前記圧力センサは、該圧力センサの持つ検出特性を前記出力装置に識別させるための識別信号を出力する識別信号出力手段を備え、前記出力装置は、前記識別信号に基づいて前記圧力センサの検出特性を識別する圧力センサ識別手段を備えたことを特徴とする圧力検出出力装置。
【００１０】
上記手段１によれば、圧力センサは、自身が有する特性に応じた識別信号を出力する。また、出力装置は識別信号に基づき圧力センサの有する特性を識別することができる。このため、作業者が圧力センサの型番等により圧力センサの特性を認識しなくとも、圧力センサを接続した出力装置は、その圧力センサの特性を認識できる。結果として、出力装置側での圧力センサの特性に応じた各種設定を機械的に行うことが可能となる。なお、圧力センサと出力装置とは別体に構成され、両者が例えば信号線を含む配線によって接続されるものである。
【００１１】
手段２．手段１において、前記出力装置は、前記圧力センサの検出結果を出力するに際して、前記圧力センサ識別手段の識別結果に基づき、前記圧力センサの検出特性に応じた出力設定を行うことを特徴とする圧力検出出力装置。
【００１２】
上記手段２によれば、出力装置は、圧力センサ識別手段の識別結果に基づいて、圧力センサにおける検出結果の出力設定を自動的に行うことができる。結果として、出力装置においての圧力センサに関する各種設定を人為的に行わなくともよい。
【００１３】
手段３．手段１又は手段２において、前記識別信号出力手段は、前記各種圧力センサの検出特性に応じた異なる電圧信号を、識別信号として出力することを特徴とする圧力検出出力装置。
【００１４】
上記手段３によれば、圧力センサは、その検出特性に応じて、異なる電圧信号を出力する。これにより、出力装置は、電圧信号の違いにより圧力センサの検出特性の違いを識別することができる。結果として、作業者が圧力センサの特性に応じた各種設定を出力装置側において人為的に行わなくともよい。
【００１５】
手段４．手段１乃至手段３のいずれかにおいて、前記圧力センサは、流体の圧力を検出可能な所定の検出圧力範囲を有し、該検出圧力範囲は少なくとも前記検出特性に含まれることを特徴とする圧力検出出力装置。
【００１６】
上記手段４によれば、圧力センサは、自身の検出圧力範囲に応じた識別信号を出力する。このため、出力装置は圧力センサの検出圧力範囲を識別することができる。結果として、作業者が圧力センサの検出圧力範囲に応じた各種設定を出力装置側において人為的に行わなくともよい。
【００１７】
手段５．手段４において、前記検出圧力範囲は、正圧力範囲、負圧力範囲及び正負両圧力域を含んだ連成圧力範囲の少なくとも１つであることを特徴とする圧力検出出力装置。
【００１８】
上記手段５によれば、いかなる検出圧力範囲の圧力センサを取り付けても、出力装置は圧力センサの検出圧力範囲を識別することができる。結果として、作業者が圧力センサの検出圧力範囲に応じた各種設定を出力装置側において人為的に行わなくともよい。
【００１９】
手段６．手段４又は手段５において、前記識別信号出力手段は、前記検出圧力範囲の基準値に対応した所定の基準信号を発生させ、該基準信号を前記識別信号として出力することを特徴とする圧力検出出力装置。
【００２０】
上記手段６によれば、圧力センサが識別信号として基準信号を出力することにより、出力装置は圧力センサの識別を行うことができるとともに、検出信号と基準信号とを比較し、実圧力値の算出が可能となる。また、検出信号と基準信号の差をとることで、圧力センサから出力装置の間で入り込むコモンモードノイズ等をキャンセルすることができる。
【００２１】
なお、連成圧用圧力センサにおいは、連成圧の０点として出力される基準信号を識別信号として利用するのが好ましい。このような構成にすれば、新たに識別信号を発生させる回路を設ける必要がなくなり、圧力センサの回路の簡略化を図ることができる。また、連成圧の０点とは別に基準となる検出圧力値を定めるとともに、その検出信号出力値を各連成圧用圧力センサ共通のものとして出力すことが好ましい。このようにすれば、出力装置側において検出圧力値を算出するに際して、各圧力センサに対応する変換係数をわざわざ記憶しておかなくても、共通の検出信号出力値と各圧力センサの基準信号出力値の違いから、その出力特性を判別し、検出圧力値を算出することができる。また、圧力センサが精密定電圧発生回路を備えている場合には、そこから発生する精密定電圧から基準電圧を生成することが好ましい。このようにすれば、他の回路部から基準電圧を生成するより、さらに精密かつ安定した基準信号を生成することができ、出力装置側における基準信号の誤識別を極力回避することができる。
【００２２】
手段７．流体の圧力を検出し、その検出結果を検出信号として出力する圧力センサにおいて、該圧力センサを識別させるための識別信号を出力する識別信号出力手段を備えたことを特徴とする圧力センサ。
【００２３】
上記手段７によれば、前記圧力センサは、自身を出力装置に識別させるための識別信号を出力する。このため、前記圧力センサを取り付けた所定の出力装置に、前記識別信号に基づいて、圧力センサを識別させることができる。結果として、作業者が圧力センサを取り付ける際の各種設定を出力装置側において人為的に行わなくともよい。
【００２４】
手段８．手段７において、前記識別信号出力手段は、前記圧力センサの特性に応じた異なる電圧信号を、識別信号として出力することを特徴とする圧力センサ。
【００２５】
上記手段８によれば、圧力センサは、その特性に応じて、異なる電圧信号を出力する。このため、前記圧力センサを取り付けた所定の出力装置に、電圧信号の違いにより圧力センサの特性の違いを識別させることができる。結果として、作業者が圧力センサの特性に応じた各種設定を出力装置側において人為的に行わなくともよい。
【００２６】
手段９．手段８において、流体の圧力を検出可能な所定の検出圧力範囲を有し、該検出圧力範囲は少なくとも前記特性に含まれることを特徴とする圧力センサ。
【００２７】
上記手段９によれば、圧力センサは、自身の検出圧力範囲に応じた識別信号を出力する。このため、前記圧力センサを取り付けた所定の出力装置に圧力センサの検出圧力範囲を識別させることができる。結果として、作業者が圧力センサの検出圧力範囲に応じた各種設定を出力装置側において人為的に行わなくともよい。
【００２８】
手段１０．手段９において、前記識別信号出力手段は、前記検出圧力範囲の基準値に対応した所定の基準信号を発生させ、該基準信号を前記識別信号として出力することを特徴とする圧力センサ。
【００２９】
上記手段１０によれば、圧力センサが識別信号として基準信号を出力することにより、前記圧力センサを取り付けた所定の出力装置は圧力センサの識別を行うことができるとともに、検出信号と基準信号とを比較し、実圧力値の算出が可能となる。
【００３０】
手段１１．異なる検出特性を持ち、その検出特性に基づいて流体の圧力を検出し、その検出結果を検出信号として出力する複数種類の圧力センサのうちから選択された所定の圧力センサと接続されて使用されるものであり、その接続状態において前記検出信号に基づいて前記圧力センサの検出結果を所定の出力形態で出力する出力装置において、前記圧力センサからの該圧力センサの種類を識別させるための識別信号を入力し、当該識別信号に基づいて、前記圧力センサの種類を識別する圧力センサ識別手段を備えたことを特徴とする出力装置。
【００３１】
上記手段１１によれば、出力装置は、その出力装置と接続される圧力センサからの識別信号に基づいて、圧力センサの種類を識別することができる。このため、作業者が圧力センサを取り付ける際の各種設定を出力装置側において人為的に行わなくともよい。
【００３２】
手段１２．手段１１において、前記圧力センサの検出結果を出力するに際して、前記圧力センサ識別手段の識別結果に基づき、前記圧力センサの種類に応じた出力設定を行うことを特徴とする出力装置。
【００３３】
上記手段１２よれば、圧力センサ識別手段の識別結果に基づいて、圧力検出装置における検出結果の出力設定を機械的に行うことができる。結果として、作業者が圧力センサに関する各種設定を出力装置側において人為的に行わなくともよい。
【００３４】
手段１３．手段１１又は手段１２において、前記圧力センサが検出した圧力値を数値化し、その圧力数値を表示可能な表示手段を備えたことを特徴とする出力装置。
【００３５】
上記手段１３によれば、出力装置において、圧力センサに関する各種設定を人為的に行わなくとも、予定した通りの圧力数値を表示することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
以下、第１の実施の形態について、図１及び図３を参照しつつ説明する。
【００３７】
図１は圧力センサ１と、出力装置としての圧力表示装置２とを接続した圧力検出出力装置の電気的構成を示すブロック図である。即ち、この実施の形態は、圧力検出出力装置として、圧力検出表示装置を例示したものである。
【００３８】
圧力センサ１は、電源回路３、精密定電圧発生回路４、定電流駆動回路５、半導体圧力センサ６、差動増幅器７及び識別信号出力手段としての圧力レンジ・機種電圧源８から構成されている。
【００３９】
電源回路３は、圧力表示装置２から電源線Ｌ１を介して供給される直流電源（例えば２４Ｖ）を降圧し、所定の直流電圧（例えば８Ｖ）を生成する回路である。電源回路３は、各種抵抗器及びコンデンサから構成され、その出力側は精密定電圧発生回路４に所定電圧を印加するよう接続されている。
【００４０】
精密定電圧発生回路４は、電源回路３から印加された直流電圧をその内部の抵抗器及びＯＰアンプ等により分圧し、精密定電圧（例えば５Ｖ）を生成して出力するものである。精密定電圧発生回路４の出力側は定電流駆動回路５及び圧力レンジ・機種電圧源８に精密定電圧を印加するよう接続されている。なお、図示しないが精密定電圧発生回路４は他の各回路部へも精密定電圧を出力する。
【００４１】
定電流駆動回路５は、精密定電圧発生回路４から印加された精密定電圧を抵抗器及びＯＰアンプ等により分圧し、所定の駆動電流を生成し出力するためのものである。定電流駆動回路５の出力側は駆動電流を半導体圧力センサ６に出力するよう接続されている。
【００４２】
半導体圧力センサ６は、印加される流体の圧力に応じた検出信号を差動増幅器７に出力するものである。半導体圧力センサ５は、流体に接するシリコン樹脂製等のダイヤフラムを備えており、そのダイヤフラムには歪み抵抗器等から構成されたブリッジ回路が設けられている。そして、半導体圧力センサ５は、流体圧力により生じるブリッジ回路の変形（歪み抵抗器の抵抗値の変化）に基づき、流体圧力を電気信号に変換し、その電気信号を差動増幅器７に出力する。
【００４３】
差動増幅器７は、複数のＯＰアンプを用いた差動増幅回路により、半導体圧力センサ６から出力された信号を増幅し、増幅された信号をアナログ電圧信号として出力するものである。また、差動増幅器７には、図示しないゼロ調整及びスパン調整用の可変抵抗器が接続されており、ここでゼロ調整及びスパン調整を行うことができるようになっている。差動増幅器７の出力側は信号線Ｌ２に接続されており、信号線Ｌ２を介して圧力表示装置２に前記アナログ電圧信号を出力する。
【００４４】
圧力レンジ・機種電圧源８は、精密定電圧発生回路４から印加された精密定電圧に基づき、圧力レンジ（検出圧力範囲）に対応した機種固有の所定電圧（圧力レンジ・機種電圧信号）を生成し出力するものである。具体的には、圧力レンジ・機種電圧源８は分圧抵抗を備えており、その分圧抵抗によって精密定電圧（５Ｖ）を圧力センサ１の機種や特性に応じた所定の電圧値に分圧することにより、前記圧力レンジ・機種電圧信号を生成している。圧力レンジ・機種電圧源８の出力側は、信号線Ｌ３に接続されており、信号線Ｌ３を介して圧力表示装置２に圧力レンジ・機種電圧信号を出力する。
【００４５】
圧力表示装置２は、電源回路１０、圧力センサ識別手段としてのマイコン部１１、アナログ電圧変換器１２、圧力レンジ・機種電圧変換器１３、Ａ／Ｄ変換器１４、数値表示器１５等から構成されている。
【００４６】
電源回路１０は、交流商用電源から所定の直流電圧（例えば２４Ｖ）を前記圧力センサ１に供給し、かつ、交流商用電源から所定の直流電圧（例えば５Ｖ）を生成しマイコン部１１に供給するものである。
【００４７】
アナログ電圧変換器１２は、差動増幅器７から出力されたアナログ電圧信号を信号線Ｌ２を介して入力し、マイコン部１１に適した所定のアナログ電圧信号に変換するものである。又、圧力レンジ・機種電圧変換器１３は、圧力レンジ・機種電圧源８から出力された圧力レンジ・機種電圧信号を信号線Ｌ３を介して入力し、マイコン部１１に適した所定のアナログ電圧信号に変換するものである。
【００４８】
Ａ／Ｄ変換器１４は、アナログ電圧変換器１２、圧力レンジ・機種電圧変換器１３で変換された各アナログ電圧信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をマイコン部１１に出力するものである。
【００４９】
マイコン部１１は、Ａ／Ｄ変換器１４からの入力デジタル信号に基づいて、実圧力を演算し、演算結果を数値表示器１５に表示可能なように変換し、その変換結果を数値表示器１５に出力するものである。マイコン部１１は、制御プログラム等を記憶させておくＲＯＭ、その制御プログラムに従って演算処理を行うためのＣＰＵ及びその演算結果を記憶するＲＡＭによって構成される。前記ＲＯＭには各種圧力センサ情報等が予め記憶されており、前記ＣＰＵはこの圧力センサ情報を参照し、圧力レンジ・機種電圧信号から接続された圧力センサ１を識別する。また、前記圧力センサ情報には各圧力センサの出力特性情報も含まれており、マイコン部１１は、この特性情報を参照し、アナログ電圧信号に基づいた実圧力値を算出する。
【００５０】
数値表示器１５は、例えば複数桁の数値を表示可能な７セグメントＬＥＤから構成され、マイコン部１１から出力された変換結果に基づいて実圧力数値を表示するものである。なお、実圧力数値以外にも、所定の設定圧力値を越えた場合にその旨を表示するといった各種表示機能をもたせてもよい。
【００５１】
さて、前記圧力検出装置は、圧力センサ１と圧力表示装置２とが別々に構成されているため、圧力表示装置２に対して圧力センサ１が交換可能となっている。
【００５２】
従って、検出する流体の圧力に応じて、圧力センサ１の検出圧力範囲が適切なものに変更できる。例えば、圧力センサ１には、正圧力範囲（例えば、０〜１，０００ｋＰａ、０〜３００ｋＰａといった圧力範囲）のみを測定可能なもの、負圧力範囲（例えば、０〜−１００ｋＰａといった圧力範囲）のみを測定可能なもの等がある。
【００５３】
しかし、上記のような異なる検出圧力範囲をもつ各種圧力センサ１の出力側では、その出力電圧が所定の出力範囲（例えば１Ｖ〜５Ｖ）で固定されている。つまり、各圧力センサ１のアナログ電圧信号のもつ出力特性は、圧力センサ１の圧力レンジによって異なるものとなっている。
【００５４】
ここで、圧力表示装置２に例えば図３（ａ）〜（ｃ）のグラフにてその特性を示した３種類の異なる圧力レンジをもつ圧力センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを接続する場合における、そのアナログ電圧信号出力特性について、圧力センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを比較しながら説明する。
【００５５】
なお、図３（ａ）〜（ｃ）は、横軸に流体の実圧力値（ｋＰａ）、縦軸に差動増幅器７から出力されるアナログ電圧信号の電圧値（Ｖ）を設定し、圧力値とアナログ電圧信号の電圧値との関係（アナログ電圧出力特性）を示した図である。
【００５６】
図３（ａ）は圧力レンジが０〜１，０００ｋＰａの正圧用圧力センサ１Ａ、図３（ｂ）は圧力レンジが０〜３００ｋＰａの正圧用圧力センサ１Ｂ、図３（ｃ）は圧力レンジが０〜−１００ｋＰａの負圧用圧力センサ１Ｃの出力特性を示したものである。また、各圧力センサ１Ａ〜１Ｃから出力されるアナログ電圧信号はそれぞれ１Ｖ〜５Ｖの範囲で出力されるよう構成されている。
【００５７】
詳しくは、アナログ電圧信号の出力値が１Ｖの場合、各圧力センサ１Ａ〜１Ｃの検出した圧力値は０ｋＰａを示す。アナログ電圧信号の出力値が５Ｖの場合、圧力センサ１Ａでは１，０００ｋＰａの圧力値を示し、圧力センサ１Ｂでは３００ｋＰａの圧力値を示し、圧力センサ１Ｃでは−１００ｋＰａの圧力値を示す。なお、各圧力センサ１Ａ〜１Ｃの示す圧力値とアナログ電圧信号の出力値とは正比例関係にある。つまり、各圧力センサ１Ａ〜１Ｃでは、アナログ電圧信号が同じ出力値でも、異なる検出圧力値を示すこととなる。
【００５８】
これに対して、各圧力センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、圧力センサ自身の特性を識別させるために圧力レンジ・機種電圧源８からそれぞれ３Ｖ，２Ｖ，１Ｖの互いに異なる圧力レンジ・機種電圧信号を出力するように構成されている。即ち、本実施の形態では、精密定電圧発生回路４からは５Ｖの精密定電圧が圧力レンジ・機種電圧源８に供給されているので、圧力センサ１Ａにおいては圧力レンジ・機種電圧源８において精密定電圧である５Ｖを分圧して３Ｖの圧力レンジ・機種電圧信号を生成し、同様に圧力センサ１Ｂ，１Ｃでは圧力レンジ・機種電圧源８において分圧比率を変更することでそれぞれ２Ｖ，１Ｖの圧力レンジ・機種電圧信号を生成している。
【００５９】
さて、圧力表示装置２に例えば上記圧力センサ１Ａを接続する場合について説明する。
【００６０】
圧力表示装置２に圧力センサ１Ａを接続すると、圧力センサ１Ａの圧力レンジ・機種電圧源８は、精密定電圧発生回路４から印加された精密定電圧に基づき、３Ｖの圧力レンジ・機種電圧信号を生成し、信号線Ｌ３を介して圧力表示装置２に出力する。
【００６１】
また、半導体圧力センサ６に実圧力が印加されると、その圧力が所定の電圧値に変換され、差動増幅器７に出力される。差動増幅器７では、その電圧信号を１Ｖ〜５Ｖの電圧信号に増幅し、信号線Ｌ２を介して圧力表示装置２にアナログ出力する。
【００６２】
圧力表示装置２側では、前記各電圧信号が各電圧変換器１２，１３及びＡ／Ｄ変換器１４を介してマイコン部１１に適した所定のデジタル信号に変換され、マイコン部１１に入力される。
【００６３】
マイコン部１１は、圧力レンジ・機種電圧信号に基づいたデジタル信号から圧力表示装置２に接続された圧力センサが圧力センサ１Ａであることを識別する。続いて、マイコン部１１は、圧力センサ１Ａのアナログ電圧特性を考慮し、アナログ電圧信号に基づいたデジタル信号から実圧力を演算する。そして、演算結果を数値表示器１５に表示できるように変換し、その変換結果を数値表示器１５に出力する。
【００６４】
また、圧力表示装置２に上記圧力センサ１Ｂ，１Ｃを接続した場合、各圧力センサ１Ｂ，１Ｃの圧力レンジ・機種電圧源８からは、精密定電圧発生回路４から印加された精密定電圧に基づき、それぞれ２Ｖ，１Ｖの圧力レンジ・機種電圧信号が生成され、信号線Ｌ３を介して圧力表示装置２に出力される。そして、圧力表示装置２のマイコン部１１は、圧力レンジ・機種電圧信号に基づいたデジタル信号から圧力表示装置２に接続された圧力センサが圧力センサ１Ｂ，１Ｃであることを識別する。
【００６５】
従って、圧力表示装置２は、各圧力センサ１Ａ〜１Ｃの出力する圧力レンジ・機種電圧信号の違いから、各圧力センサ１Ａ〜１Ｃの違いを識別し、各圧力センサ１Ａ〜１Ｃに応じた設定処理を行う。このため、作業者は圧力表示装置２に取り付けた圧力センサ１に関する設定作業を圧力表示装置２側において人為的に行う必要がない。その結果、各種圧力センサ１に対応した圧力表示装置２における圧力センサ１の交換作業が簡素化される。
【００６６】
また、圧力レンジ・機種電圧源８は、精密定電圧発生回路４からの精密定電圧を分圧して圧力レンジ・機種電圧信号を生成するものであるため、他の回路から圧力レンジ・機種電圧信号を生成する場合に比べて当該電圧信号が安定した値を示すこととなる。その結果、圧力レンジ・機種電圧信号に基づくマイコン部１１での圧力センサ１Ａ〜１Ｃの誤識別を極力回避することができる。
【００６７】
〔第２の実施の形態〕
以下、第２の実施の形態について、図２及び図４を参照しつつ説明する。
【００６８】
図２は圧力センサ２１と、出力装置としての圧力表示装置２とを接続した圧力検出出力装置の電気的構成を示すブロック図である。なお、圧力表示装置２の構成において、第１の実施の形態と同一部分についての説明は省略する。
【００６９】
圧力センサ２１は、電源回路２２、精密定電圧発生回路２３、定電流駆動回路２４、半導体圧力センサ２５、差動増幅器２６、識別信号出力手段としてのオフセット電圧回路２７等から構成されている。
【００７０】
電源回路２２は、圧力表示装置２から電源線Ｌ１を介して供給される直流電源（例えば２４Ｖ）を降圧し、所定の直流電圧（例えば８Ｖ）を生成する回路である。電源回路２２は、各種抵抗器及びコンデンサから構成され、その出力側は精密定電圧発生回路２３に所定電圧を印加するよう接続されている。
【００７１】
精密定電圧発生回路２３は、電源回路２２から印加された直流電圧をその内部の抵抗器及びＯＰアンプ等により分圧し、精密定電圧（例えば５Ｖ）を生成して出力するものである。精密定電圧発生回路２３の出力側は定電流駆動回路２４及びオフセット電圧回路２７に精密定電圧を印加するよう接続されている。なお、図示しないが精密定電圧発生回路２３は他の各回路部へも精密定電圧を出力する。
【００７２】
定電流駆動回路２４は、精密定電圧発生回路２３から印加された精密定電圧を抵抗器及びＯＰアンプ等により分圧し、所定の駆動電流を生成し出力するためのものである。定電流駆動回路２４の出力側は駆動電流を半導体圧力センサ２５に出力するよう接続されている。
【００７３】
半導体圧力センサ２５は、印加される流体の圧力に応じた検出信号を差動増幅器２６に出力するものである。半導体圧力センサ２６は、流体に接するシリコン樹脂製等のダイヤフラムを備えており、そのダイヤフラムには歪み抵抗器等から構成されたブリッジ回路が設けられている。そして、半導体圧力センサ２５は、流体圧力により生じるブリッジ回路の変形（歪み抵抗器の抵抗値の変化）に基づき、流体圧力を電気信号に変換し、その電気信号を差動増幅器２６に出力する。
【００７４】
差動増幅器２６は、複数のＯＰアンプを用いた差動増幅回路により、半導体圧力センサ２５から出力された信号を増幅し、増幅された信号をアナログ電圧信号として出力するものである。また、差動増幅器２６はオフセット電圧回路２７に接続されており、ここからオフセット電圧が入力される。さらに、差動増幅器７には、図示しないゼロ調整及びスパン調整用の可変抵抗器が接続されており、ここでゼロ調整及びスパン調整を行うことができるようになっている。差動増幅器２６の出力側は信号線Ｌ２に接続されており、信号線Ｌ２を介して圧力表示装置２に前記アナログ電圧信号を出力する。
【００７５】
オフセット電圧回路２７は、精密定電圧発生回路２３から印加された精密定電圧を抵抗器により分圧し、大気圧に相当する所定電圧を生成し、この所定電圧を基にＯＰアンプ等により差動増幅器２６に対するオフセット電圧（基準電圧）を生成し出力するものである。また、オフセット電圧回路２７は、オフセット電圧を圧力レンジに対応した圧力センサの機種を判別する信号（圧力レンジ・機種電圧信号）として出力する。オフセット電圧回路２７の出力側は信号線Ｌ３に接続されており、信号線Ｌ３を介して圧力表示装置２に圧力レンジ・機種電圧信号を出力する。ここで、圧力レンジ・機種電圧信号は、オフセット電圧回路２７から差動増幅器２６へ出力されるオフセット電圧（基準電圧）と同一のものが使用されており、圧力レンジ・機種電圧信号を専用のものとして生成しているのではない。
【００７６】
さて、前記圧力検出出力装置は、圧力センサ２１と圧力表示装置２とが別々に構成されているため、圧力表示装置２に対して圧力センサ２１が交換可能となっている。
【００７７】
従って、検出する流体の圧力に応じて、圧力センサ２１の検出圧力範囲が適切なものに変更できる。例えば、圧力センサ２１には、正圧力範囲（例えば、０〜１，０００ｋＰａ、０〜３００ｋＰａといった圧力範囲）のみを測定可能なもの、負圧力範囲（例えば、０〜−１００ｋＰａといった圧力範囲）のみを測定可能なもの、正負両圧力範囲（例えば、−１００〜１，０００ｋＰａ、−１００〜３００ｋＰａ、−１００〜１００ｋＰａといった連成圧力範囲）を測定可能なもの等がある。
【００７８】
しかし、上記のような異なる検出圧力範囲をもつ各種圧力センサ２１の出力側では、その出力電圧が所定の出力範囲（例えば１Ｖ〜５Ｖ）で固定されている。つまり、各圧力センサ２１のアナログ電圧信号のもつ出力特性は、圧力センサ２１の圧力レンジによって異なるものとなっている。
【００７９】
ここで、圧力表示装置２に例えば図４（ａ）〜（ｃ）のグラフにその特性を示した３種類の異なる圧力レンジをもつ圧力センサ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを接続し、そのアナログ電圧信号出力特性について、圧力センサ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを比較しながら説明する。
【００８０】
なお、図４（ａ）〜（ｃ）は、横軸に流体の実圧力値（ｋＰａ）、縦軸に差動増幅器２６から出力されるアナログ電圧信号の電圧値（Ｖ）を設定し、圧力値とアナログ電圧信号の電圧値との関係（アナログ電圧出力特性）を示した図である。
【００８１】
図４（ａ）は圧力レンジが−１００〜１，０００ｋＰａの連成圧用圧力センサ２１Ａ、図４（ｂ）は圧力レンジが−１００〜３００ｋＰａの連成圧用圧力センサ２１Ｂ、図４（ｃ）は圧力レンジが−１００〜１００ｋＰａの連成圧用圧力センサ２１Ｃの出力特性を示したものである。また、各圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃから出力されるアナログ電圧信号はそれぞれ１Ｖ〜５Ｖの範囲で出力されるよう構成されいる。
【００８２】
詳しくは、アナログ電圧信号の出力値が１Ｖの場合、各圧力センサ１Ａ〜１Ｃの検出した圧力値は−１００ｋＰａを示す。アナログ電圧信号の出力値が５Ｖの場合、圧力センサ２１Ａでは１，０００ｋＰａの圧力値を示し、圧力センサ２１Ｂでは３００ｋＰａの圧力値を示し、圧力センサ２１Ｃでは１００ｋＰａの圧力値を示す。なお、各圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃの示す圧力値とアナログ電圧信号の出力値とは正比例関係にある。つまり、各圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃでは、アナログ電圧信号が同じ出力値でも、異なる検出圧力値を示すこととなる。
【００８３】
これに対して、各圧力センサ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、圧力センサ自身の特性を識別させるためにオフセット電圧回路２７からそれぞれ１．３６Ｖ，２Ｖ，３Ｖの互いに異なる圧力レンジ・機種電圧信号を出力するように構成されている。
【００８４】
なお、図４に示した圧力センサ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは全て連成圧用であるが、これはオフセット電圧回路２７を備えたものでは、基本的にはオフセット電圧（基準電圧）と同一電圧が差動増幅器２６から出力されるポイントが、検出圧力の正負の反転ポイント、即ち０ｋＰａとなるように設定されているのが普通だからである。
【００８５】
さて、圧力表示装置２に例えば上記圧力センサ２１Ａを接続する場合について説明する。
【００８６】
圧力表示装置２に圧力センサ２１Ａを接続すると、圧力センサ２１Ａのオフセット電圧回路２７は、精密定電圧発生回路２３から印加された精密定電圧に基づき、大気圧に対応する１．３６Ｖのオフセット電圧及び圧力レンジ・機種電圧信号を生成し、オフセット電圧を差動増幅器２６へ出力し、圧力レンジ・機種電圧信号を信号線Ｌ３を介して圧力表示装置２に出力する。
【００８７】
また、半導体圧力センサ２５に実圧力が印加されると、その圧力が所定の電圧値に変換され、差動増幅器２６に出力される。差動増幅器２６は、オフセット電圧回路２７から入力したオフセット電圧を基にオフセットを行い、半導体圧力センサ２５から入力された電圧信号を１Ｖ〜５Ｖの電圧信号に増幅し、信号線Ｌ２を介して圧力表示装置２にアナログ出力する。
【００８８】
圧力表示装置２側では、前記各電圧信号が各電圧変換器１２，１３及びＡ／Ｄ変換器１４を介してマイコン部１１に適した所定のデジタル信号に変換され、マイコン部１１に入力される。
【００８９】
マイコン部１１は、圧力レンジ・機種電圧信号に基づいたデジタル信号から圧力表示装置２に接続された圧力センサが圧力センサ２１Ａであることを識別する。続いて、マイコン部１１は、圧力センサ２１Ａのアナログ電圧特性を考慮し、アナログ電圧信号に基づいたデジタル信号から実圧力を演算する。そして、演算結果を数値表示器１５に表示可能なように変換し、その変換結果を数値表示器１５に出力する。
【００９０】
また、圧力表示装置２に上記圧力センサ２１Ｂ，２１Ｃを接続した場合、各圧力センサ２１Ｂ，２１Ｃのオフセット電圧回路２７からは、精密定電圧発生回路２３から印加された精密定電圧に基づき、それぞれ２Ｖ，３Ｖの圧力レンジ・機種電圧信号が生成され、信号線Ｌ３を介して圧力表示装置２に出力される。そして、圧力表示装置２のマイコン部１１は、圧力レンジ・機種電圧信号に基づいたデジタル信号から圧力表示装置２に接続された圧力センサが圧力センサ２１Ｂ，２１Ｃであることを識別する。
【００９１】
ここでは、マイコン部１１はアナログ電圧信号と圧力レンジ・機種電圧信号の出力値の差に各圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃ固有の所定変換係数を掛けることにより実圧力値を算出している。例えば、アナログ電圧信号の電圧をＥｐ１（Ｖ）、圧力レンジ・機種電圧信号の電圧をＥｐ２（Ｖ）とすると、圧力数値Ｄｐ（ｋＰａ）は、次のような変換式で求めることができる。
【００９２】
圧力センサ２１Ａの場合：Ｄｐ＝（Ｅｐ１−Ｅｐ２）×２７５
圧力センサ２１Ｂの場合：Ｄｐ＝（Ｅｐ１−Ｅｐ２）×１００
圧力センサ２１Ｃの場合：Ｄｐ＝（Ｅｐ１−Ｅｐ２）×５０
従って、圧力表示装置２は、各圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃの出力する圧力レンジ・機種電圧信号の違いから、各圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃの違いを識別し、各圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃに応じた設定を内部処理によって自動的に行う。このため、作業者は圧力表示装置２に取り付けた圧力センサ２１に関する設定作業を圧力表示装置２側において人為的に行う必要がない。その結果、各種圧力センサ２１に対応した圧力表示装置２における圧力センサ２１の交換作業が簡素化される。
【００９３】
また、オフセット電圧回路２７は、精密定電圧発生回路４からの精密定電圧を分圧して圧力レンジ・機種電圧信号を生成するものであるため、他の回路から圧力レンジ・機種電圧信号を生成する場合に比べて当該電圧信号が安定した値を示すこととなる。その結果、圧力レンジ・機種電圧信号に基づくマイコン部１１での圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃの誤識別を極力回避することができる。
【００９４】
また、オフセット電圧回路２７は、本来はオフセット電圧（基準電圧）を生成して連成圧の０点となるポイントを示すために用いられるが、このオフセット電圧が圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃの圧力レンジ等の特性に応じて異なることに着目して、そのまま圧力レンジ・機種電圧信号としてそのまま利用した。従って、圧力レンジ・機種電圧信号を専用に生成する回路が不要であって、回路構成の複雑化を極力防止することができる。
【００９５】
更に、上記実圧力値を算出する変換式より明らかなように、オフセット電圧回路２７からの圧力レンジ・機種電圧信号と、検出圧力に基づく差動増幅器２６からのアナログ電圧信号との差をとって実圧力値を算出するものである。従って、圧力表示装置２における出力（表示）は、圧力センサ２１と圧力表示装置２との間で入り込むコモンモードノイズをキャンセルしたものとなり、信号線Ｌ２及び信号線Ｌ３に共通に混入するノイズによって出力（表示）に悪影響を及ぼす不都合が解消される。なお、この効果を一層高めるには両信号線Ｌ２，Ｌ３を一体化しておくことが好ましく、更に接続コネクタで一括接続するようにしておけば接続作業も簡素化できる。
【００９６】
以上説明した実施の形態において、例えば、次のように構成の一部を適宜変更して実施することも可能である。勿論、以下において例示しない他の変更例も当然可能である。
【００９７】
本実施の形態においては、出力装置として圧力表示装置を使用したが、圧力制御機器等にスイッチ出力を行う圧力スイッチ等の出力装置を使用することとしてもよい。例えば、検出圧力が所定圧以上になった場合に動作を開始するための制御信号を出力する圧力スイッチ等である。
【００９８】
また、圧力レンジ・機種電圧信号に代えて、又は、加えて圧力センサに関する所定の情報（例えば、機種、レンジ、精度、温度補償値、補正値、シリアル番号、点検管理番号、自己診断情報等）をシリアル信号として出力するシリアル出力手段を設けてもよい。このとき、前記圧力センサが接続される出力装置は前記シリアル信号を識別可能な識別手段を備えていることとする。
【００９９】
第２の実施の形態において、オフセット電圧は大気圧基準としているが、絶対圧を測定する圧力センサの場合には、真空基準とするのが好ましい。
【０１００】
また、上記第２の実施の形態において、圧力センサ２１Ａ〜２１Ｃの検出圧力が０ｋＰａとなるポイント以外に基準となる圧力値を定めるとともに、それに対応する基準となるアナログ電圧信号出力値を各圧力センサに共通のものとして設定し、かつ、各種圧力センサの圧力レンジ・機種電圧信号の出力値を大気圧に相当する出力電圧値として定めることとしてもよい。例えば、図４に示すように検出圧力値が−１００ｋＰａのとき出力されるアナログ電圧信号の出力値を各圧力センサに共通とした１Ｖに設定し、かつ、各圧力センサの圧力レンジ・機種電圧信号出力値を大気圧に相当する出力電圧値（検出圧力値が０ｋＰａのとき出力されるアナログ電圧信号の出力電圧値）と定めことにより、圧力数値Ｄｐ（ｋＰａ）は、次のような変換式で求めることができる。ここで検出圧力値に対応するアナログ電圧信号の電圧をＥｐ１（Ｖ）、圧力レンジ・機種電圧信号の電圧をＥｐ２（Ｖ）とする。
【０１０１】
Ｄｐ＝（Ｅｐ１−Ｅｐ２）×１００／（Ｅｐ２−１）
このようにすれば、各出力値の関係から各圧力センサに対応する変換係数をマイコン部１１が記憶していなくとも、各圧力センサのアナログ電圧信号出力値及び圧力レンジ・機種電圧信号出力値から実圧力値を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態に係る圧力検出出力装置（圧力センサ１と圧力表示装置２）の構成を示すブロック図である。
【図２】  第２の実施の形態に係る圧力検出出力装置（圧力センサ２１と圧力表示装置２）の構成を示すブロック図である。
【図３】  第１の実施の形態に係り、（ａ）は圧力センサ１Ａのアナログ電圧出力特性を示す図、（ｂ）は圧力センサ１Ｂのアナログ電圧出力特性を示す図、（ｃ）は圧力センサ１Ｃのアナログ電圧出力特性を示す図である。
【図４】  第２の実施の形態に係り、（ａ）は圧力センサ２１Ａのアナログ電圧出力特性を示す図、（ｂ）は圧力センサ２１Ｂのアナログ電圧出力特性を示す図、（ｃ）は圧力センサ２１Ｃのアナログ電圧出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１，２１…圧力センサ、２…出力装置としての圧力表示装置、６，２４…半導体圧力センサ、７，２６…差動増幅器、８…識別信号出力手段としての圧力レンジ・機種電圧源、１１…圧力センサ識別手段としてのマイコン部、１３…圧力レンジ・機種電圧変換器、１５…表示手段としての数値表示器、２７…識別信号出力手段としてのオフセット電圧回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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