(57)【要約】【課題】  デジタル圧力計に自己調整機能と調整履歴管理機能を追加し、ユーザ所有の標準器に沿った圧力特性にできるようにするともに、調整費用の削減と、調整による品質劣化の弊害を防いだデジタル圧力計を実現する。【解決手段】  圧力センサの出力信号と予め設定された補正係数に基づいて圧力を測定するデジタル圧力計において、  所定の標準圧力が前記圧力センサに印加されたときの出力信号に基づいて前記補正係数を演算し、記憶手段に格納する補正係数演算手段と、  前記補正係数の履歴情報を作成し、前記記憶手段に格納する履歴作成手段と、を設けた構成である。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサの出力信号と予め設定された補正係数に基づいて圧力を測定するデジタル圧力計において、
所定の標準圧力が前記圧力センサに印加されたときの出力信号に基づいて前記補正係数を演算し、記憶手段に格納する補正係数演算手段と、
前記補正係数の履歴情報を作成し、前記記憶手段に格納する履歴作成手段と、
を設けたことを特徴とするデジタル圧力計。
【請求項２】
初期設定された補正係数と演算された補正係数とが、区別されて前記記憶手段に格納されることを特徴とする請求項１に記載のデジタル圧力計。
【請求項３】
前記記憶手段は複数のメモリを有し、初期設定された補正係数と演算された補正係数とが、別々のメモリに格納されることを特徴とする請求項１に記載のデジタル圧力計。
【請求項４】
前記補正係数は、ゼロ、スパン、リニアリティ、静圧および周囲温度の少なくとも１つの補正を行う係数であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のデジタル圧力計。
【請求項５】
前記履歴情報は、前記標準圧力を測定する際の設定条件、調整日および調整用圧力測定データの附属情報の少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のデジタル圧力計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル圧力計に関し、詳しくは、自己調整機能と履歴管理機能による高品質な圧力測定を行うための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧力標準における国際間の相互承認に向け、国家間の相互比較試験に関する研究が進行している。研究の作業効率向上等の目的で比較試験用のトランスファーとしてデジタル圧力計が使用されている。
【０００３】
国内では、従来の重錘形圧力天秤以外の圧力計にもＪＣＳＳ（計量法トレーサビリティ制度）よる認定が認められ、高精度を要求する圧力測定にデジタル圧力計が採用され、製品の実力レベルで使用されている。今後、より高精度対応のデジタル圧力計の要求が想定される。
【０００４】
それ以外にも、高精度品の例えば海外などの遠隔地におけるサービス対応がある。遠隔地で圧力調整の必要が生じた場合、製造元に返却する必要があり、時間および費用がかかる。ここで、従来のデジタル圧力計に関連した先行技術文献には以下のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−６６２１０号公報
【０００６】
図３は従来のデジタル圧力計の調整（校正）体系を示した説明図である。
図３において、標準デジタル圧力計１ａまたは重錘形圧力天秤１ｂは二次標準器である。二次標準器１は国家標準局より供給される圧力標準（一次標準器）をもとに調整（値付け）がされている。
【０００７】
このような二次標準器１と同じ圧力特性になるように調整対象３のデジタル圧力計に対してゼロ調整、スパン調整、リニアリティ補正、温度校正などを行っている。調整は、外部のパーソナルコンピュータ４（以下、ＰＣという。）による通信により行われる。
【０００８】
具体的には、標準デジタル圧力計１ａで所定の圧力を測定し、調整対象３で同じ圧力を測定した時の表示値が同じになるようにＰＣ４で補正係数を算出して、この補正係数を調整対象３に通信により入力する。
【０００９】
または、重錘形圧力天秤１ｂで既知の圧力を調整対象３に出力し、ＰＣ４で調整対象の表示が既知の圧力値と等しくなるように補正係数を算出し、この補正係数を通信により調整対象３に入力する。
【００１０】
図４は従来のデジタル圧力計の一例を示した構成図である。
図４において、圧力センサ５は、入力された圧力を電気信号に変換する。例えば、シリコンレゾナント圧力センサを用いて圧力を固有振動数の電気信号に変換する。制御手段６はＣＰＵ（中央演算装置）とプログラムで実現され、デジタル圧力計全体の制御を司り、圧力センサ５から出力された信号の振動数を計数し、予め設定された補正係数を用いた演算により圧力を算出し、液晶パネルやＣＲＴなどの表示手段７に圧力値を表示させる。
【００１１】
入力手段８はキーパネルやタッチパネルで構成され、ユーザからの操作を受け付けて制御手段６に対して操作信号を出力する。通信手段９は、ＰＣ４との間でデータのやりとりを行い、制御手段６は、この通信手段９を介してＰＣ４で計算した補正係数をデジタル圧力内に取り込んでメモリである記憶手段１０に格納し、圧力測定に際し、この補正係数を用いて圧力を算出する。
【００１２】
補正係数の算出に係る内部処理は以下の通りである。
ある任意の基準圧を圧力センサに入力し、圧力センサから出力されてくる周波数信号を測定する。この工程を任意の温度ポイントにて行い、そのデータに基づいて圧力補正式（行列式）により圧力センサ個々の補正係数が求められる。その結果、入力圧の周波数信号とセンサ個々の補正係数により圧力値が求まる。
補正係数の中に、ある温度環境下（例えば２３℃）において、ゼロ、スパン、リニアリティを改善する補正項があり、微調整を行うことにより圧力特性を変えることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、デジタル圧力計の調整は、一次標準器を用いてニ次標準器を校正し、この二次標準器を用いて製品であるデジタル圧力計を校正するというのが一般的な流れになっている。
調整、検査時において、ある幅の許容値をもって行うため下位側の製品はどうしても絶対誤差は大きくなる。測定誤差を補正する場合は、デジタル圧力計に補正係数を求める機能が無いため、ユーザ所有の標準器の圧力値をもとに製品の表示値に作業者が補正をかけて測定値を算出しているのが現状である。
【００１４】
また、例えば海外などの遠隔地で圧力調整の必要が生じた場合、現地で調整ができなく、製造元に返却する必要がある。これにより、輸送時間および費用が発生する。
一方で、ユーザが調整作業を行うことが可能となった場合、高精度に値付けできる環境あるいは設備を所有しているとは限らず、むやみに調整することによって品質が悪化するという問題がある。
【００１５】
本発明は、このような従来のデジタル圧力計が有していた問題を解決しようとするものであり、デジタル圧力計に自己調整機能と調整履歴管理機能を追加し、ユーザ所有の標準器に沿った圧力特性にできるようにするともに、調整費用の削減と、調整による品質劣化の弊害を防いだデジタル圧力計を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は次の通りの構成になったデジタル圧力計である。
【００１７】
（１）圧力センサの出力信号と予め設定された補正係数に基づいて圧力を測定するデジタル圧力計において、
所定の標準圧力が前記圧力センサに印加されたときの出力信号に基づいて前記補正係数を演算し、記憶手段に格納する補正係数演算手段と、
前記補正係数の履歴情報を作成し、前記記憶手段に格納する履歴作成手段と、
を設けたことを特徴とするデジタル圧力計。
【００１８】
（２）初期設定された補正係数と演算された補正係数とが、区別されて前記記憶手段に格納されることを特徴とする（１）に記載のデジタル圧力計。
【００１９】
（３）前記記憶手段は複数のメモリを有し、初期設定された補正係数と演算された補正係数とが、別々のメモリに格納されることを特徴とする（１）に記載のデジタル圧力計。
【００２０】
（４）前記補正係数は、ゼロ、スパン、リニアリティ、静圧および周囲温度の少なくとも１つの補正を行う係数であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のデジタル圧力計。
【００２１】
（５）前記履歴情報は、前記標準圧力を測定する際の設定条件、調整日および調整用圧力測定データの附属情報の少なくともいずれか１つであることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のデジタル圧力計。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、以下のような効果がある。
【００２３】
請求項１、請求項４および請求項５に記載の発明によれば、デジタル圧力計において補正係数を算出して記憶することにより、ユーザ所有の標準器に沿った圧力特性にできる。
また、遠隔地でユーザが圧力調整を行えることにより、調整に伴う時間および費用を削減できる。
さらに、補正係数の演算ためのＰＣを必要とせず、作業が簡略化できる。
加えて、調整時の履歴管理を行うことにより、同じ条件での調整や異なる条件での調整が実施できる。
【００２４】
請求項２および請求項３に記載の発明によれば、初期の補正係数と新しい補正係数とが区別してメモリに格納されるため、不適切な調整が行われた場合にも初期状態に復元することができる。従って、品質劣化を防いだデジタル圧力計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】
【００２５】
図１は本発明の一実施例を示した構成図である。なお、前出の図と同様のものには同様の符号を付けてその部分の説明は省略する。
図１において、圧力センサにある任意の圧力ポイントにおける標準圧力（例えば重錘形圧力天秤からの圧力）を圧力センサに供給する。
【００２６】
制御手段６ａはＣＰＵとプログラムで実現され、デジタル圧力計全体の制御を司り、圧力センサ５から出力された信号の振動数を計数し、予め設定された補正係数を用いた演算により圧力を算出し、液晶パネルやＣＲＴなどの表示手段７に圧力値を表示させる。このとき、測定に関する条件である安定した圧力を得るためのサンプリング時間、移動平均時間および測定時間の設定は、予め入力手段８より入力しておく。その後、供給圧力を変え同じ操作を繰り返し、圧力補正演算に必要な調整用圧力測定データを採取する。
【００２７】
補正係数演算手段６１は制御手段６ａ内に設けられ、採取した調整用圧力測定データに基づいて、補正係数を算出し、メモリである記憶手段１０に書き込む。ただし、出荷時の補正係数（初期設定値）は差別化し、同一メモリの別の領域か、メモリを複数設けておき別々のメモリに書き込んでおき、必要に応じて操作手段８からの操作により出荷時の圧力特性に復帰できるようにする。
【００２８】
履歴作成手段６２は制御手段６ａ内に設けられ、新たに調整（補正係数の演算）を行った場合、調整日、調整用圧力測定データの附属情報（圧力調整ポイント、調整時の圧力変化量、温度等）、装置の設定条件（サンプリング時間、移動平均回数、サンプリング数等）等の履歴を記憶手段１０の同一メモリ内か別途設けた他のメモリに格納しておく。
【００２９】
図２は、本発明における自己調整機能の工程の一例を示したフローチャートである。
図２に示した順序に従って各工程を説明する。
【００３０】
（Ｓ１）フロントパネル上のキー操作により、ユーザが設定した暗証番号を入力することで調整モードに入る。（暗証番号は、限定した作業者による調整を可能にすることを目的とする。）
（Ｓ２）ゼロ、スパン調整、リニアリティ調整、その他調整を選択する。
（Ｓ３）ゼロ、スパン調整時は、測定レンジの０％，１００％の入力標準圧を印加し、リニアリティ調整時は中間の任意圧を印加するため、入力標準圧を設定する。
（Ｓ４）デジタル圧力計にレンジの０％，１００％に相当する標準圧を重錘形圧力天秤等
により入力する。
【００３１】
（Ｓ５）フロントキーパネル上のキー操作により、データ採取の開始および終了を自動的に行う。このとき、予め以下の条件を設定しておく。
・サンプリング時間
・移動平均回数
・サンプリング数（あるいは測定時間）
【００３２】
（Ｓ６）採取したデータの正常/異常の判定を行う。具体的には以下の値を算出し、規定内にあることを確認する。
・採取したデータのバラツキ（標準偏差）
・測定中に伴う圧力変化（圧力降下量）
・誤操作による標準圧の入力（設定した入力標準圧との差）
判定結果がＮＧであれば工程（Ｓ５）の処理を行い、ＯＫであれば工程（Ｓ７）の処理を行う。
【００３３】
（Ｓ７）補正係数を演算するために必要な調整用圧力測定データの採取を完了したかを判断し、ＮＧであれば工程（Ｓ３）の処理を行い、ＯＫであれば工程（Ｓ８）の処理を行う。
（Ｓ８）採取した調整用圧力測定データを用いて補正係数を演算する。
（Ｓ９）演算した補正係数をメモリに書き込む。
【００３４】
なお、本実施例は、ゼロ、スパン、リニアリティ調整機能に対応する内容であるが、それ以外にも、デジタル圧力計には、様々な補正機能がある。例えば、差圧測定における静圧補正がある。詳しくは、Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈ側の入力口に同じ圧力を入れ、圧力センサからの信号をもとに数値計算を行い、静圧の影響を少なくすることができる。
【００３５】
また、ある設定温度範囲における圧力測定データを採取して、これから温度特性を測定する。これを基に、デジタル圧力計に内蔵された温度センサの測定温度に対して、ある温度範囲においては圧力測定特性をフラットにする補正係数を求める。これにより圧力測定値がある周囲温度範囲では影響されない圧力計にすることができる。これは、温度校正と呼ばれる。これらについても、同様の自己調整機能として応用が可能である。
【００３６】
さらに、本発明は、デジタル圧力計だけでなく、ある調整パラメータを持ち、ある標準器からの値付けを必要とする高精度測定器に対して適用できると考えられる。
【００３７】
以上のように、ゼロ、スパン，リニアリティ調整により、デジタル圧力計をユーザ所有の標準器に沿った圧力特性にできる。
また、遠隔地でユーザが圧力計の調整を行えることにより、調整に伴う時間および費用を削減できる。  
さらに、一連の調整用圧力測定データ採取と複雑な補正係数の演算処理をパネル操作だけで可能としたため、ＰＣが不要になり、作業の簡略化が実現できる。
【００３８】
加えて、個々のデジタル圧力計をユーザの希望に即した特性に設定できるため、他のデジタル圧力計との差別化が可能である。
そして、出荷時の補正係数とユーザが調整で得た補正係数を区別することにより、不適切なユーザ調整から出荷時の状態を復元できるため、調整に対する品質の境界を明確にできる。
【００３９】
なお、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、変形をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】本発明における自己調整機能の工程の一例を示したフローチャートである。
【図３】従来のデジタル圧力計の調整（校正）体系を示した説明図である。
【図４】従来のデジタル圧力計の一例を示した構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
５  圧力センサ
６ａ  制御手段
７  表示手段
８  入力手段
９  通信手段
１０  記憶手段
６１  補正係数演算手段
６２  履歴作成手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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