(57)【要約】【課題】  高い正確さで校正を施すことができる電−空変換装置の構成方法を提供する。【解決手段】  ポジショナフィードバックリンケージを事前設定基準位置にくるまで調整する段階と、ポジションフィードバック値を読み取り、必要なフィードバック線形値を求めて、出力／入力間の関係を線形にする段階とを含む、電−空ポジショナの線形化、並びに、初期校正シーケンス、コンフィギュレーションシーケンス、および動作シーケンスを含み、マイクロプロセッサをベースとする電−空コンバータ装置に用いる校正方法と、校正から独立したコンフィギュレーション方法。【選択図】  図６
2007212475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気入力信号を受信するマイクロプロセッサを備え且つ出力圧力信号を出す電−空変換装置に用いる、互いに独立したコンフィギュレーションおよび校正の方法であり、以下の段階から成る：
以下の手順が含まれる初期校正シーケンスの開始：
（１）基準電気入力信号および基準フィードバック信号を前記電−空変換装置へ与え、
（２）前記基準電気入力信号および基準フィードバック信号を読み取り、この読みとった信号を校正基準としてメモリへ格納し、
（３）事前に設定されたフィードバック値を得るために必要な運転出力値を求め、
（４）前記運転出力値を使って、位置決めアルゴリズムパラメータ値に対応する校正値を導き出し、
（５）前記校正値をメモリに格納する；
以下の手順が含まれるコンフィギュレーションシーケンスの開始：
（６）少なくとも、ゲイン、アクション、入力およびフィードバック範囲データのうちの一つに対応するコンフィギュレーション値を入力し、メモリに格納する；
以下の手順が含まれる動作シーケンスの開始：
（７）前記校正値およびコンフィギュレーション値を読み出し、
（８）読み出された前記校正値とコンフィギュレーション値とを使って、更新されたサーボアルゴリズムパラメータ値を導き出し、
（９）前記サーボアルゴリズムを実行する。
【請求項２】
前記初期校正シーケンスの開始のステップ（１）が、基準電気入力信号を温度に対応して前記電−空変換装置へ与えることを含んでなる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記初期校正シーケンスの開始のステップ（１）が、基準電気入力信号を電流に対応して前記電−空変換装置へ与えることを含んでなる請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記初期校正シーケンスの開始のステップ（１）が、基準電気入力信号を温度および電流に対応して前記電−空変換装置へ与えることを含んでなる請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記初期校正シーケンスの開始のステップ（１）が、基準フィードバック信号を位置に対応して前記電−空変換装置へ与えることを含んでなる請求項４記載の方法。
【請求項６】
電気入力信号を受信するマイクロプロセッサを備え且つ出力圧力信号を出す電流−圧力変換器に用いる、互いに独立したコンフィギュレーションおよび校正の方法であり、以下の段階から成る：
以下の手順が含まれる初期校正シーケンスの開始：
（１）基準電気入力信号および基準フィードバック信号を前記電流−圧力変換器へ与え、
（２）前記基準電気入力信号および基準フィードバック信号を読み取り、この読みとった信号を校正基準としてメモリへ格納し、
（３）圧力制御アルゴリズムパラメータ値に対応する校正値を導き出し、
（４）前記圧力制御アルゴリズムパラメータ値をメモリに格納する；
以下の手順が含まれるコンフィギュレーションシーケンスの開始：
（５）少なくとも、ゲイン、入力およびフィードバック範囲データのうちの一つに対するコンフィギュレーション値を入力し、メモリに格納する；
以下の手順が含まれる動作シーケンスの開始：
（６）前記校正値およびコンフィギュレーション値を読み出し、
（７）読み出された前記校正値とコンフィギュレーション値とを使って、更新されたサーボアルゴリズムパラメータ値を導き出し、
（８）前記サーボアルゴリズムを実行する。
【請求項７】
前記初期校正シーケンスの開始のステップ（１）が、基準電気入力信号を温度に対応して前記電流−圧力変換器へ与えることを含んでなる請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記初期校正シーケンスの開始のステップ（１）が、基準電気入力信号を電流に対応して前記電流−圧力変換器へ与えることを含んでなる請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記初期校正シーケンスの開始のステップ（１）が、基準電気入力信号を温度および電流に対応して前記電流−圧力変換器へ与えることを含んでなる請求項６記載の方法。
【請求項１０】
前記初期校正シーケンスの開始のステップ（１）が、基準フィードバック信号を圧力に対応して前記電流−圧力変換器へ与えることを含んでなる請求項９記載の方法。
【請求項１１】
電気入力信号を受信するマイクロプロセッサを備え且つ出力圧力信号を出す電流−圧力変換器に用いる、互いに独立したコンフィギュレーションおよび校正の方法であり、以下の段階から成る：
以下の手順が含まれる初期校正シーケンスの開始：
（１）基準電気入力信号を前記電流−圧力変換器へ与え、およびこの電流−圧力変換器へ基準フィードバック状態を提供し、
（２）前記基準電気入力信号および基準フィードバック状態を読み取り、この読みとったものを校正基準としてメモリへ格納し、
（３）圧力制御アルゴリズムパラメータ値に対応する校正値を導き出し、
（４）前記圧力制御アルゴリズムパラメータ値をメモリに格納する；
以下の手順が含まれるコンフィギュレーションシーケンスの開始：
（５）少なくとも、ゲイン、入力およびフィードバック範囲データのうちの一つに対するコンフィギュレーション値を入力し、メモリに格納する；
以下の手順が含まれる動作シーケンスの開始：
（６）前記校正値およびコンフィギュレーション値を読み出し、
（７）読み出された前記校正値とコンフィギュレーション値とを使って、更新されたサーボアルゴリズムパラメータ値を導き出し、
（８）前記サーボアルゴリズムを実行する。
【請求項１２】
電気入力信号を受信するマイクロプロセッサを備え且つ出力圧力信号を出す電流−圧力変換器に用いる、互いに独立したコンフィギュレーションおよび校正の方法であり、以下の段階から成る：
以下の手順が含まれる初期校正シーケンスの開始：
（１）圧力制御アルゴリズムパラメータ値に対応する校正値を導き出し、
（２）前記圧力制御アルゴリズムパラメータ値をメモリに格納する；
以下の手順が含まれるコンフィギュレーションシーケンスの開始：
（３）少なくとも、ゲイン、入力およびフィードバック範囲データのうちの一つに対するコンフィギュレーション値を入力し、メモリに格納する；
以下の手順が含まれる動作シーケンスの開始：
（４）前記校正値およびコンフィギュレーション値を読み出し、
（５）読み出された前記校正値とコンフィギュレーション値とを使って、更新されたサーボアルゴリズムパラメータ値を導き出し、
（６）前記サーボアルゴリズムを実行する。
【請求項１３】
電気入力信号を受信するマイクロプロセッサを備え且つ出力圧力信号を出す電−空変換装置に用いる、互いに独立したコンフィギュレーションおよび校正の方法であり、以下の段階から成る：
以下の手順が含まれる初期校正シーケンスの開始：
（１）基準電気入力信号および基準フィードバック信号を前記電−空変換装置へ与え、
（２）前記基準電気入力信号および基準フィードバック信号を読み取り、この読みとった信号を校正基準としてメモリへ格納し、
（３）位置決めアルゴリズムパラメータ値に対応する校正値を導き出し、
（４）前記校正値をメモリに格納する；
以下の手順が含まれるコンフィギュレーションシーケンスの開始：
（５）少なくとも、ゲイン、入力およびフィードバック範囲データのうちの一つに対するコンフィギュレーション値を入力し、メモリに格納する；
以下の手順が含まれる動作シーケンスの開始：
（６）前記校正値およびコンフィギュレーション値を読み出し、
（７）読み出された前記校正値とコンフィギュレーション値とを使って、更新されたサーボアルゴリズムパラメータ値を導き出し、
（８）前記サーボアルゴリズムを実行する。
【請求項１４】
電気入力信号を受信するマイクロプロセッサを備え且つ出力圧力信号を出す電−空変換装置に用いる、互いに独立したコンフィギュレーションおよび校正の方法であり、以下の段階から成る：
以下の手順が含まれる初期校正シーケンスの開始：
（１）基準電気入力信号を前記電−空変換装置へ与え、およびこの電−空変換装置へ基準フィードバック状態を提供し、
（２）前記基準電気入力信号および基準フィードバック状態を読み取り、この読みとったものを校正基準としてメモリへ格納し、
（３）位置決めアルゴリズムパラメータ値に対応する校正値を導き出し、
（４）前記校正値をメモリに格納する；
以下の手順が含まれるコンフィギュレーションシーケンスの開始：
（５）少なくとも、ゲイン、入力およびフィードバック範囲データのうちの一つに対するコンフィギュレーション値を入力し、メモリに格納する；
以下の手順が含まれる動作シーケンスの開始：
（６）前記校正値およびコンフィギュレーション値を読み出し、
（７）読み出された前記校正値とコンフィギュレーション値とを使って、更新されたサーボアルゴリズムパラメータ値を導き出し、
（８）前記サーボアルゴリズムを実行する。
【請求項１５】
電気入力信号を受信するマイクロプロセッサを備え且つ出力圧力信号を出す電−空変換装置に用いる、互いに独立したコンフィギュレーションおよび校正の方法であり、以下の段階から成る：
以下の手順が含まれる初期校正シーケンスの開始：
（１）位置決めアルゴリズムパラメータ値に対応する校正値を導き出し、
（２）前記校正値をメモリに格納する；
以下の手順が含まれるコンフィギュレーションシーケンスの開始：
（３）少なくとも、ゲイン、入力およびフィードバック範囲データのうちの一つに対するコンフィギュレーション値を入力し、メモリに格納する；
以下の手順が含まれる動作シーケンスの開始：
（４）前記校正値およびコンフィギュレーション値を読み出し、
（５）読み出された前記校正値とコンフィギュレーション値とを使って、更新されたサーボアルゴリズムパラメータ値を導き出し、
（６）前記サーボアルゴリズムを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電−空変換装置、特にマイクロプロセッサをベースとする電流−圧力変換器／ポジショナに関係している。
【背景技術】
【０００２】
電流−圧力変換器といった電−空変換装置は、プロセス流体を制御するためパイプラインシステム内に取り付けられる現場計器として、広く使用されている。したがって、これら装置は、いろいろな温度条件にさらされ、しかも爆発の危険性が潜む環境に取り付けられている。前記装置は一般に、可変電気入力信号（すなわち、４から２０ｍＡの間で変化する可変電流入力信号、または１から５Ｖの間で変化する可変電圧入力信号）を受け取り、それを最終的に流体制御バルブまたは他の類似制御装置のアクチュエータへ可変圧力として出力する。
【０００３】
現在使われている電流−圧力変換器では、代表的には、特定の回路コンポーネントへの温度効果を使って、他の回路コンポーネントへの温度効果に反作用させるという方法を利用した様々な温度補償回路が採用されている。この形態の温度補償はある限られた環境条件下では十分な役目を果たせるが、必要とされる補償が温度の複素関数となっているため、大半の用途ではこの形態の温度補償では不十分となっている。したがって、電流−圧力変換器やポジショナ（位置決め装置）といった電−空変換装置のあらゆる全機能について温度補償できることが望まれる。
【０００４】
加えて、前記電−空変換装置には、ある程度の静的正確さを得るため、校正を施すことが必要である。この校正段階では、前記装置をユニットへ取り付ける前に、通例、作業台上で、リンケージやポテンショメータ、またはそれらを組合せたものについての手動機械調整も必要となる。通常では、たとえば、ポジショナフィードバックリンクケージによって連結されている線形運動バルブアクチュエータアームと非線形運動位置感知装置（たとえば回転ポテンショメータ）がある。これらユニットを現場で取り付ける場合、作業台での設定と現場取り付けとの間にわずかでもずれがあると、線形性が低下し、それによって動作中の装置の正確さも低下することになる。
【０００５】
さらに、前記電−空装置の初期校正または再校正を行うには、調整コンポーネントへアクセスできるよう装置のカバーおよび防護エレメントを取り外さなければならない。これは面倒なことで、必要な調整を行う間、防爆シールおよびジョイントを外せるよう、プラント監督者から許可を得るのに多大な努力を払わねばならない防爆設備の場合は特に不便である。もう１つ障害となり得ることとして、調整を行うごとに前記装置を再校正しなければならず、装置が設置されているプラント環境に内部コンポーネントがしばらくの間さらされることになるということである。このことはコンポーネントの劣化をもたらし、ひいては前記装置の信頼性の低下につながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、校正に適した改良型のマイクロプロセッサをベースとする電−空変換装置を提供することが求められている。さらに、再校正のための計器内部の機械調整や計器内部への侵入の必要がないように、マイクロプロセッサをベースとする電−空変換装置を遠隔校正できるようにすることが求められている。また、簡単で融通のきく前記装置の初期校正方法を提供すること、または前記装置を利用できるプロセス制御用途の広い範囲にその方法を適用できることが求められている。
【０００７】
別の要望として、前記装置を現場取り付けしたときに生ずる非線形性の可能性を補償するのに使用できる改良型のマイクロプロセッサをベースとする電−空変換装置の提供がある。
【０００８】
さらに、より高い正確さで校正を施すことができる電−空変換装置を提供し、それにより、先行技術を用いる線形化手順で現在生じているような線形化プロセスへの不正確さの付加がないことが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のマイクロプロセッサをベースとする電流−圧力変換装置またはポジショナは、校正が簡易化され、コンフィギュレーション（構成、配列）を校正から独立して行うことができる。
【００１０】
電流−圧力変換器またはポジショナは、そのあらゆる入力機能について温度補償が行われ得る。そこでは内部温度および入力機能が指定動作範囲にわたるいろいろなポイントですべて測定され、補償値がメモリに格納（記憶）される。こうして補償値表が作成され、既知の校正温度関係と共にメモリへ格納される。これによって、動作中に、あらゆる温度効果に対して計器を補正することができ、計器は他のタイプの温度補償手段を採用した類似ユニット以上の性能を発揮する。本発明のこの態様にしたがって、電気入力信号を受信するマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサへ出力フィードバック信号を送るためマイクロプロセッサへ連結された圧力センサまたはポジションセンサを備えた電−空変換装置用の温度補償方法を提供している。この温度補償方法は、次の３つのシーケンスから成る。すなわち、（１）校正シーケンス。このシーケンスでは、対応する特定の温度について、電−空変換装置であらかじめ定めた入力値に対して補正値を求める。（２）補償シーケンス。このシーケンスでは、アクティブ補正値を定め、それを特定の電気信号入力としてメモリに格納する。（３）動作シーケンス。ここでは、メモリからアクティブ補正値を読み出し、補正された入力信号を出し、それを信号入力に適用して、装置を動作させる。
【００１１】
以下に、たとえばポジショナといった電−空変換装置のための、取り付け後線形化方法（“取り付け後”とは、機械的組立てまたはバルブアクチュエータへのポジショナの取り付け後を意味する）を説明する。具体的には、バルブアクチュエータステムの線形運動に対応して通常非線形運動する回転ポテンショメータに連結されているフィードバックセンサの出力を線形化する取り付け後線形化方法を提供している。ここでは、フィードバックセンサポテンショメータとバルブステムは、ポジショナフィードバックリンケージによって相互接続されている。特に、本発明の線形化方法では、ポジショナフィードバックリンケージの一方の端を非線形運動するフィードバックポジションセンサへ、ポジショナフィードバックリンケージの他方の端を線形運動するバルブステムへ取り付ける。その後、フィードバックリンケージのポジションを、あらかじめ定めた基準位置にくるよう調整する。次にフィードバックポジションセンサからポジションフィードバック値を読み取り、フィードバックリンケージ非線形性に合せて補償アルゴリズムを十分に調整できるようポジションフィードバック線形化基準値を定め、しかもメモリ内へ保存された基準値を用いてコンフィギュレーションを線形化できるようにする。必要な補償アルゴリズムは指定のフィードバックリンケージジオメトリー（幾何）により定まり、しかもそのアルゴリズムは当業者が容易に導き出すことができる。
【００１２】
ポジショナフィードバックリンケージのあらかじめ定めた基準位置への調整は、電気信号入力を利用してポジショナ出力圧力を前記リンケージが前記のあらかじめ定めた基準位置に達するまで漸増することによって行うか、または、ポジショナフィードバックリンケージがあらかじめ定めた基準位置にくるまで、アクチュエータへの独立圧力源を調整することによって行うか、または、ポジショナフィードバックリンケージがあらかじめ定めた基準位置にくるよう機械的に調整することによって行う。
【００１３】
別の方法として、線形化は、最初に事前設定したポジションフィードバック線形化値をメモリへ格納してから、ポジショナをアクチュエータに取り付け、ポジショナ電気信号入力を変化させながら、別個にアクチュエータポジションを測定して線形性を求め、必要に応じてポジションフィードバック線形化データを調整して、これらの値をメモリへ格納するという方法で行うことができる。
【００１４】
本発明の態様にしたがって、校正が簡単で、しかも校正から独立してコンフィギュレーションを行えるポジショナまたは変換器を提供する。特に、通常の電気入力信号範囲を校正済み出力圧力信号範囲に変換できるよう、簡素化された校正方法を採用した電−空ポジショナを提供する。特に、本発明の校正方法にしたがって、電気信号入力をＩ/ Ｐ変換器／ポジショナに適用し、対応する信号入力値と圧力出力値をメモリに格納する。事前設定したフィードバック値に到達するため必要な値を基に駆動値を決め、前記情報からポジショニング（位置決め）アルゴリズムを導き出して、メモリに格納する。このプロセスは制御信号を使って装置を効果的に、しかも機械コンポーネント調整の必要なしに遠隔手段によって校正することができる。
【００１５】
本発明のコンフィギュレーションから独立した校正方法では、電−空変換装置は空気出力圧力又は位置を制御するのに使用する電気信号を受信する。ここでは、前記装置に再校正を施すことなく、入力信号範囲または空気出力圧力又は位置範囲を変更することができる。特に、電−空変換装置の入力信号と出力との間の既知の校正関係を数値表に表すことができる。この数値表は、入力値と出力値との関係を既知の校正関係を変更することなくスケーラ（計数装置）を使って修正するといった方法で、ユーザーが操作できる数値表である。さらに、前記装置の空気出力圧力又は位置の制御に使用するアルゴリズムのゲインを、制御装置を再校正する必要なく変更することができる。
【００１６】
特に、先に上記で説明したように、ポジショナまたは変換器の校正を終えた後、コンフィギュレーションシーケンスで、特定装置のゲイン、アクション、入力、およびフィードバック範囲値を挿入し、記憶させる。動作シーケンスでは、校正シーケンスで格納した校正値およびコンフィギュレーションシーケンスで格納したコンフィギュレーション値が読み出され、これら校正値から、アクティブサーボアルゴリズムパラメータが導き出されて、使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は添付図面に関する以下の説明を参照することにより、最も良く理解できると思われる。図面では、類似参照番号は、複数の図面の中の類似エレメントを指す。
【００１８】
電流−圧力変換器／ポジショナを含む好ましい１実施態様と関連して、本発明を図解し、説明する。本書における教示を、本発明によって解決される問題と類似の他の電−空変換装置の問題を解決するため、他の電−空変換装置に同様に適用できることを理解すべきである。したがって、本発明の詳細な説明は、本発明の好ましい実施態様を説明するためだけに行われたものであって、特許請求項において発明の範囲を限定するものではないと理解すべきである。ゆえに、本発明と特許請求の範囲には、本書における教示と一致する広い解釈が与えられるものとする。
【００１９】
ここで、図１および２を参照すると、１つの部分で中空内部１４を限定するエンクロージャを形作るハウジング１２が備った電流−圧力変換器／ポジショナが描かれている。ハウジング１２には、たとえばプロセスをモニタできるよう、分配制御システムからの電流制御信号を受信するための電気信号ケーブルへの接続に適した磁界端子１８を含む磁界端子ボックス部分１６が含まれている。エンドキャップ２０は、端子１８へケーブルを適切に接続配線できるよう、ハウジングから取り外すことができる。
【００２０】
ハウジング１２にはまた、空気圧力供給源からの供給圧力を受け取るためのインレット２２、および出力圧力をポジショナへ適切に伝えるか、または直接バルブアクチュエータへ伝えるアウトレットポート２４がある。代表的には、４−２０ｍＡ可変電流制御信号に応答して、電流−圧力変換器／ポジショナ１０は、アウトレット２４で可変圧力出力を出す。
【００２１】
装置１０には、電流−圧力変換器／ポジショナとして装置作動に必要な電気コンポーネントと空圧コンポーネントが含まれている。代表的には、その装置１０は、たとえば、可変電流制御信号入力を可変ノズル圧力信号に変換するためのフラッパを備えたＩ／Ｐノズルブロック４６、可変ノズル圧力信号を受信してアウトレット２４で可変圧力出力を出す圧力リレー４８、供給圧力をモニタするインレットポート２２へ連結された圧力ゲージ５０、アウトレットポート２４で圧力出力をモニタする第二圧力ゲージ５２、および圧力センサや電気信号を必要に応じて処理する回路を備えたプリント回路板といった電子装置から成る電流−圧力変換装置である。
【００２２】
フィードバックポジションセンサポテンショメータ２６には、ポジショナフィードバックリンケージ３０へ連結されたシャフト２８があり、そのポジショナフィードバックリンケージは、バルブアクチュエータ３４により駆動するバルブステムのポジションを検出するため、流体バルブステム３２へ連結されている。図３（ａ）と図３（ｂ）は、マイクロプロセッサ３６、Ｉ／Ｐコンバータの出力ポート２４で圧力出力信号を出すか、またはＩ／Ｐポジショナのバルブステム３２でポジション出力信号を出すためのアナログ−デジタルコンバータ３８、およびデジタル−アナログコンバータ４０付きの電流−圧力ポジショナ／変換器の全体コンフィギュレーションをそれぞれ図示したブロック図である。
【００２３】
図４では、変換器またはポジショナのあらゆる入力機能に対する温度補償方法を図示している。この方法には、指定の動作範囲にわたるさまざまなポイントでのさまざまな入力値ならびに内部温度の測定方法、および動作中に装置があらゆる温度作用を補正できるよう補償値を記憶させる方法が含まれている。
【００２４】
特に、図４では、校正シーケンス、補償シーケンス、および動作シーケンスが示されている。校正シーケンスでは、最初（第１）の温度がＡ／Ｄコンバータ３８に伝えられ、あらかじめ定めた電流および圧力の既知入力値もＡ／Ｄコンバータに伝えられる。次に、実際の温度を検出し、読み取る。次の段階では、さまざまな入力および記憶された値について補正値を求める。１からＮまでの各入力（すなわち、電流、圧力など）について補正値を求める好ましい方法では、現在温度での入力値と基準温度での入力値との間で比較を行ない、補正値または差を計算して、この補正値をメモリに格納する。この補正値を求めるサブシーケンスが、図４の校正シーケンスで図示したとおり、次の（第２の）温度に適用され、すべての温度について完了するまで継続される。したがって、これにより特定装置の補正値と既知の校正温度の関係を示す表が作成される。
【００２５】
その後、電−空変換装置を現場に取り付けた後、図４に示した補償シーケンスで補償を実行し、それによって現在温度で装置を校正することができる。図４で図示したように、補償シーケンスでは、現在温度が検出され、読み取られる。次に、現在温度でのさまざまな入力に対する補正値が表から求められ、後で使用できるよう、さまざまな入力に対するアクティブ補正値が記憶される。現在温度での特定入力に対する補正値を求める１つの方法として、現在温度に最も近い２つの温度についてメモリに記憶された補正値を読み出し、現在温度のアクティブ補正値を補間するという方法がある。
【００２６】
図４に示した動作シーケンスでは、必要な入力に関して、補償シーケンスで求めて、格納したアクティブ補正値をメモリから読み出し、補正した入力値を使って変換／ポジショナ装置を動作させることができるよう、そのアクティブ補正値を適用する。
【００２７】
図５を図３と共に参照すると、バルブステムの運動に対応するため、フィードバックセンサの出力を線形化する方法が示されている。たとえば、図３（ａ）を見ると、出力ポート２４での圧力出力は、バルブアクチュエータ３４を作動させ、このバルブアクチュエータが図で描かれているように、バルブステム３２を直線運動させる。バルブステム３２の運動がポジションフィードバックリンケージ３０によってフィードバックポテンショメータ２６のシャフト２８へ伝えられ、それによってＡ／Ｄコンバータ３８内にポジション値が表示される。図３（ａ）で示したように、フィードバックリンケージにより非線形運動が生じるため、なんらかの形で線形化することが必要になる。本装置では、先行技術による装置と比較して、前記線形化が容易に行えるだけでなく、最小限の労力で行うことができ、全体的なセットアップ時間の短縮につながる。
【００２８】
図５では、（ａ）〜（ｄ）まで４つの方法を図解した。好ましい方法を示した図５（ａ）では、第１段階はポジショナをアクチュエータへ取り付ける段階で、これにはバルブアクチュエータ３４およびバルブステム３２とフィードバックリンケージ３０およびフィードバックポテンショメータ２６との相互接続が含まれる。次の段階は、ポジショナフィードバックリンケージ３０がバルブステムに対して９０度の位置となるあらかじめ定めた基準位置にくるまで、入力電流信号を変化させて、ライン２４での圧力出力を高める。あらかじめ定めた基準位置に対応する基準軸線を、図３（ａ）の直線４２のように印しておく。
【００２９】
ポジションセンサがポジションフィードバック値を検出し、正確な線形化値を求めることができるようその値をメモリに格納する。ポジションフィードバック線形化値は、ポジショナフィードバックリンケージの処理済み出力が実際のバルブ位置の正確な線形示度となって現れるよう、フィードバックリンケージの非線形性に対し線形化アルゴリズムの調整を加える。
【００３０】
図５（ｂ）と図５（ｃ）は、リンケージが図３で示したとおりあらかじめ定めた基準位置にくるまで、ポジションフィードバックリンケージを調整するのに用いる別の方法を示している。図５（ａ）の方法で述べたように、ポジショナの出力圧力を増やすのではなく、図５（ｂ）では、独立した圧力源を用いて調整を行っている。図５（ｃ）では、ポジショナフィードバックリンケージの調整は、機械的調整によって行われている。
【００３１】
図５（ｄ）で示す線形化のもう１つの方法は、最初に事前設定したポジションフィードバック線形化値をメモリへ格納し、次にポジショナをフィードバックリンケージと共にアクチュエータへ取り付ける。その後、ポジショナ入力を変化させ、アクチュエータポジションを独立して別に測定し、線形性を求める。測定した非線形性から、補正補償値−ポジションフィードバック線形化値を求めることができ、それによって、事前設定値を調整し、その値をメモリに格納する。
【００３２】
図５（ａ）の線形化方法は、好ましい例として示されているが、特定用途に、要望どおりの特定利点を提供するということで、図５（ｂ）〜図５（ｄ）で示した代替線形化方法を選択することもできると理解べきである。
【００３３】
図６では、本発明の別の１態様にしたがった電−空ポジショナまたは変換器の校正手順およびコンフィギュレーション（校正からは独立した）手順を図示している。図６は、図３（ａ）および図３（ｂ）で示したマイクロプロセッサをベースとする電流−圧力変換器／ポジショナ１０を用いる場合の初期校正シーケンスを図解している。最初に、基準入力電流などを加えると、センサ入力が読み取られ、メモリに格納される。次に、そのユニットが事前設定したフィードバック値に達するために必要な駆動値を求める。これら駆動値から、位置決めまたは圧力アルゴリズムパラメータを導き出し、メモリに格納する。ユニットの校正が済めば、コンフィギュレーション値を特定ゲイン、および動作のために必要な範囲値に合わせて調節することができる。適宜、必要なゲイン、アクション、入力およびフィードバック範囲値を伝え、メモリへ格納する。
【００３４】
次に、本発明のもう１つ別の態様にしたがって、動作中にコンフィギュレーションデータと校正データを独立して使用することができる。図６に示すとおり、最初に、校正値およびコンフィギュレーション値をメモリから読み出す。次に、校正値とコンフィギュレーション値を使ってサーボアルゴリズムパラメータを導き出し、サーボアルゴリズムパラメータをメモリに格納する。その後、先の段階で得られたパラメータを使用してサーボアルゴリズムを実施する。
【００３５】
本発明のこの態様にしたがって、入力信号範囲または空気出力圧やポジション範囲を制御装置の再校正なしに変更することができる。加えて、空気出力圧または空気出力位置を制御するのに使用されるサーボアルゴリズムのゲインを、制御装置を再校正する必要なしに変更することができる。図６から分かるように、これは、図６の校正シーケンスで最初に求めて、メモリへ格納した入力と出力の間の校正関係を示す既知の値の表によって可能になる。ユーザーは、コンフィギュレーションシーケンスで既知の校正関係を変えることなくコンフィギュレーション値を操作することができる。たとえば、図６に示す動作シーケンスで必要なサーボアルゴリズムパラメータを導き出すことによって、再校正する必要なしに、入力−出力関係の範囲を変更することができる。
【００３６】
上述の詳細な説明は、本発明の内容を明瞭に理解するためだけに行われたものであって、本発明は必ずしも本書の内容によって限定されるわけではない。技術に熟練した者にとって、本発明の改善は自明だからである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電流−圧力変換器／ポジショナの正面立面図である。
【図２】図１に示した電流−圧力変換器の横断線２−２に沿った断面図である（図を分りやすくするため或るコンポーネントが省かれている）。
【図３】図３（ａ）は、本発明の原理にしたがった電流−圧力ポジショナの概要ブロック図であり、図３（ｂ）は、本発明の原理にしたがった電流−圧力変換器の概要ブロック図である。
【図４】本発明の一態様にしたがった電流−圧力変換器／ポジショナの温度補償に含まれる手段の情報流れ図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）は、それぞれ本発明の別の態様にしたがった取り付け後線形化を行う別の方法に含まれる手段を示す情報流れ図である。
【図６】本発明のさらに別の態様にしたがった電流−圧力変換器／ポジショナの校正および自動再校正の手段を示す情報流れ図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…装置
１２…ハウジング
１４…中空内部
１６…磁界端子ボックス部分
１８…磁界端子
２０…エンドキャップ
２２…インレット
２４…アウトレットポート
２６…ポテンショメータ
２８…シャフト
３０…ポジショナフィードバックリンケージ
３２…バルブシステム
３４…バルブアクチュエータ
３６…マイクロプロセッサ
３８…アナログ−デジタルコンバータ
４０…デジタル−アナログコンバータ
４２…直線
４６…ノズルブロック
４８…圧力リレー
５０…圧力ゲージ
５２…第二圧力ゲージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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