(57)【要約】【課題】広いダイナミックレンジを有する圧力センサであっても、狭い範囲の圧力値を高精度に知る。【解決手段】圧力センサ１は、所定範囲の圧力を計測するセンサ素子１１とセンサマイコン１２を含む。センサマイコン１２は、センサ素子１１により計測可能な所定範囲の圧力のうち、圧力値として出力可能な範囲を設定するゼロ点設定部と、計測圧力値とゼロ点設定部により設定された出力可能な範囲に含まれる出力圧力値との対応テーブルを記憶するテーブル記憶部と、計測圧力値がゼロ点設定部により設定された出力可能な範囲である場合に、対応テーブルを参照して、計測圧力値を出力圧力値に変換する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定範囲の圧力を計測するセンサ部と、
前記センサ部により計測可能な所定範囲の圧力のうち、圧力値として出力可能な範囲を設定するゼロ点設定部と、
前記センサ部により計測された計測圧力値と前記ゼロ点設定部により設定された出力可能な範囲に含まれる出力圧力値との対応テーブルを記憶するテーブル記憶部と、
前記センサ部により計測した圧力値が前記ゼロ点設定部により設定された出力可能な範囲である場合に、前記テーブル記憶部に記憶した対応テーブルを参照して、前記センサ部により計測した計測圧力値を出力圧力値に変換する変換部と、
前記変換部により変換された出力圧力値を出力する出力部と
を備えることを特徴とする圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水圧等を検出する圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、計測した圧力値を変換する技術としては、下記の特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、センサのゼロ点補正を適正に行うために、エンジンの吸気負圧を利用してブレーキペダルの操作により発生した操作力を高めて伝達するブレーキブースタと、ブレーキブースタにより高められた操作力で発生したマスタシリンダ圧力を制動力として出力するマスタシリンダと、マスタシリンダから吸い込んだ作動油を加圧して発生した加圧圧力を制動力として出力可能な油圧ポンプを設け、ブレーキＥＣＵは、エンジンの停止状態でブレーキブースタの負圧が予め設定された判定値以下のときにストロークセンサ及びマスタシリンダ圧センサのゼロ点補正を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０６１９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された技術を始めとして、圧力センサでは、広いダイナミックレンジのうち所定範囲の狭い範囲の圧力値を知りたい場合に、当該広いダイナミックレンジの範囲で当該狭い範囲の圧力を監視する必要があった。その結果、監視したい狭い範囲の圧力値の細かい変化を知ることができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、広いダイナミックレンジを有する圧力センサであっても、狭い範囲の圧力値を高精度に知ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決する発明に係る圧力センサは、所定範囲の圧力を計測するセンサ部と、前記センサ部により計測可能な所定範囲の圧力のうち、圧力値として出力可能な範囲を設定するゼロ点設定部と、前記センサ部により計測された計測圧力値と前記ゼロ点設定部により設定された出力可能な範囲に含まれる出力圧力値との対応テーブルを記憶するテーブル記憶部と、前記センサ部により計測した圧力値が前記ゼロ点設定部により設定された出力可能な範囲である場合に、前記テーブル記憶部に記憶した対応テーブルを参照して、前記センサ部により計測した計測圧力値を出力圧力値に変換する変換部と、前記変換部により変換された出力圧力値を出力する出力部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、センサ部により計測可能な所定範囲の圧力のうち、圧力値として出力可能な範囲を設定し、センサ部により計測した圧力値がゼロ点設定部により設定された出力可能な範囲である場合に、対応テーブルを参照して、センサ部により計測した計測圧力値を出力圧力値に変換するので、広いダイナミックレンジを有する圧力センサであっても、狭い範囲の圧力値を高精度に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態として示す圧力センサが使用される状況を説明するため断面図である。
【図２】本発明の実施形態として示す圧力センサ及びユーザマイコンの機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】センサマイコンにおける機能的な構成を示すブロック図である。
【図４】圧力センサのダイナミックレンジ全体における圧力値と電圧値との関係を示す図である。
【図５】圧力センサのゼロ点を中心とした圧力値と電圧値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
本発明の実施形態として示す圧力センサ１は、例えば図１に示すように構成された給湯システムに備えられる。この給湯システムは、地上に設置された給湯器内に圧力センサ１を備える。この圧力センサ１は、給湯器から家庭内の浴槽に供給された湯量の水位を検出する水位センサとして機能する。この給湯システムは、家庭内における浴槽の設置位置が２階、１階、地下階の何れに設置されても、浴槽の目標水位を検出するために、圧力センサ１により水圧を検出する。給湯システムは、各階ごとに設定されたゼロ点［ｋＰａ］を設定し、当該ゼロ点に対して所定範囲（±０．２ｋＰａ）の圧力が圧力センサ１によって検出された場合に、浴槽の目標水位まで給湯されたことを検出できる。この圧力の所定範囲の±０．２ｋＰａは、目標水位の±２ｃｍの範囲に相当する。この圧力センサ１は、どの階に浴槽が設置されても目標水位を検出できるよう、測定圧力レンジが−２０〜５０ｋＰａの範囲を含むようダイナミックレンジが設計されている。
【００１１】
この圧力センサ１は、圧力値を知りたいユーザが操作する機器に内蔵されるユーザマイコン２と接続される。圧力センサ１は、例えば、給湯タンクにおける水圧を計測するものである。この給湯タンクは、例えば浴槽目標湯量の２倍以上の湯量を蓄積可能なものであり、ユーザの設定によって、例えば、浴槽目標湯量の２倍又は３倍まで湯量が蓄積する。圧力センサ１は、浴槽目標湯量の２倍又は３倍まで湯量が蓄積したかを、圧力値によって計測して、ユーザマイコン２に通知する。したがって、圧力センサ１は、浴槽目標湯量の２倍又は３倍の何れかに設定されたかによって、異なる圧力範囲を監視する必要がある。
【００１２】
圧力センサ１は、センサ素子１１、センサマイコン１２を含む。
【００１３】
センサ素子１１は、圧力に応じて加わる応力に基づいて変形する。このセンサ素子１１の変形に応じて、センサマイコン１２は、圧力を検出する。圧力センサ１は、センサ素子１１の変形に応じて電圧値が変化するピエゾ型のものであっても良く、センサ素子１１の変形に応じて静電容量が変化する静電容量型のものなどであっても良い。
【００１４】
センサマイコン１２は、センサ素子１１により検出している圧力値をユーザマイコン２に供給する。
【００１５】
ユーザマイコン２は、ゼロ点操作部２１、出力部２２を含む。
【００１６】
ゼロ点操作部２１は、ユーザの操作に応じて、圧力センサ１のゼロ点を設定する。ゼロ点操作部２１によるゼロ点の設定処理は、浴槽の設置時において、作業者によってユーザマイコン２に対してゼロ点を入力する操作（階数を選択するボタン操作、数値入力操作）がされることに応じて、ゼロ点指示信号を生成する。
【００１７】
図１に示すように、２階に浴槽が設置された場合、ゼロ点操作部２１は、５０ｋＰａをゼロ点に設定するゼロ点指示信号を生成する。また、１階に浴槽が設置された場合、ゼロ点操作部２１は、０ｋＰａをゼロ点に設定するゼロ点指示信号を生成する。地下階に浴槽が設置された場合、ゼロ点操作部２１は、−２０ｋＰａをゼロ点に設定するゼロ点指示信号を生成する。そして、ユーザマイコン２は、ゼロ点指示信号を、出力部２２から圧力センサ１に出力する。
【００１８】
ユーザマイコン２は、圧力センサ１から出力圧力値が供給される。２階に浴槽が設置され、５０ｋＰａをゼロ点に設定した場合、ユーザマイコン２は、当該５０ｋＰａを中心とし、±０．２ｋＰａの範囲の出力圧力値が供給される。１階に浴槽が設置され、０ｋＰａをゼロ点に設定した場合、ユーザマイコン２は、当該０ｋＰａを中心とし、±０．２ｋＰａの範囲の出力圧力値が供給される。地下階に浴槽が設置され、−２０ｋＰａをゼロ点に設定した場合、ユーザマイコン２は、当該−２０ｋＰａを中心とし、±０．２ｋＰａの範囲の出力圧力値が供給される。
【００１９】
この圧力センサ１は、ユーザマイコン２からのゼロ点指示信号に応じて、ダイナミックレンジのうち、どの圧力値がゼロ点かが設定される。圧力センサ１は、ゼロ点に設定された圧力値を中心とした圧力値を出力する。このために、センサマイコン１２は、図３に示すような機能的な構成を有する。
【００２０】
センサマイコン１２は、入力部３１、圧力値変換部３２、変換テーブル３３、出力部３４を含む。
【００２１】
入力部３１は、センサ素子１１と接続され、当該センサ素子１１に加わった圧力に応じて変化する圧力信号（計測圧力値）を検出する。入力部３１は、Ａ／Ｄ変換等を行って当該圧力信号を圧力値変換部３２に供給する。
【００２２】
圧力値変換部３２は、圧力信号を変換する。圧力値変換部３２は、変換テーブル３３に記憶された変換テーブルを参照し、入力部３１から供給された圧力信号が所定範囲内の圧力値を示している場合に、当該圧力値を変換テーブルに従って変換する。
【００２３】
出力部３４は、圧力値変換部３２により変換された圧力値を、出力圧力値としてユーザマイコン２に供給する。
【００２４】
圧力値変換部３２は、センサ素子１１により計測可能な所定範囲の圧力のうち、圧力値として出力可能な範囲を設定するゼロ点設定処理を行う。このとき、圧力値変換部３２は、ユーザマイコン２から供給されたゼロ点指示信号により指定されたゼロ点としての圧力値を中心とした所定範囲の圧力値を、変換テーブルによって変換して出力圧力値として出力する設定を行う。この所定範囲は、例えば、図１に示したように、浴槽の設置位置を中心とした±０．２ｋＰａの範囲である。
【００２５】
圧力値変換部３２は、ゼロ点指示信号により指定されたゼロ点としての圧力値を中心とした所定範囲（±０．２ｋＰａ）の出力圧力値と、センサ素子１１により計測された計測圧力値との対応テーブルを、変換テーブルとして作成する。圧力値変換部３２は、当該変換テーブルを、変換テーブル３３として記憶させる。
【００２６】
例えば、２階に浴槽が設置され、５０ｋＰａをゼロ点に設定した場合、当該５０ｋＰａを中心とし、±０．２ｋＰａの範囲の出力圧力値に変換する変換テーブルを作成する。１階に浴槽が設置され、０ｋＰａをゼロ点に設定した場合、当該０ｋＰａを中心とし、±０．２ｋＰａの範囲の出力圧力値に変換する変換テーブルを作成する。地下階に浴槽が設置され、−２０ｋＰａをゼロ点に設定した場合、当該−２０ｋＰａを中心とし、±０．２ｋＰａの範囲の出力圧力値に変換する変換テーブルを作成する。
【００２７】
更に具体的には、図４に示すように、例えばセンサ素子１１によって０．５〜４．５Ｖの電圧を検出して、０ｋＰａ〜１００ｋＰａまでのダイナミックレンジを有する圧力センサ１の場合に、ゼロ点を８０ｋＰａとしたいとする。この場合、変換テーブルは、図５に示すように、当該ゼロ点の８０ｋＰａを中心とし、所定範囲として１０ｋＰａを設定して、７０ｋＰａ時には０．５Ｖを出力し、９０ｋＰａ時には４．５Ｖを出力するようにする。これにより、圧力センサ１からユーザマイコン２に対して０．５Ｖの出力圧力値を出力した場合にはユーザマイコン２によって７０ｋＰａと認識でき、圧力センサ１からユーザマイコン２に対して４．５Ｖの出力圧力値を出力した場合にはユーザマイコン２によって９０ｋＰａと認識できる。
【００２８】
これにより、圧力センサ１は、広いダイナミックレンジでは、０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲内で０ｋＰａ〜１００ｋＰａを表現する必要があるのに対して、０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲内で７０ｋＰａ〜００ｋＰａを表現することができる。これにより、ゼロ点を中心として細かい圧力値をセンサマイコン１２により計測して、細かい圧力値を出力圧力値として出力できる。
【００２９】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第２実施形態に係る圧力センサ１によれば、センサ素子１１により計測可能な所定範囲の圧力のうち、圧力値として出力可能な範囲を設定し、センサ素子１１により計測した圧力値が予め設定された出力可能な範囲である場合に、変換テーブル３３を参照して、センサ素子１１により計測した計測圧力値を出力圧力値に変換するので、広いダイナミックレンジを有する圧力センサであっても、狭い範囲の圧力値を高精度に知ることができる。
【００３０】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
１  圧力センサ
２  ユーザマイコン
１１  センサ素子
１２  センサマイコン
２１  ゼロ点操作部
２２  出力部
３１  入力部
３２  圧力値変換部
３３  変換テーブル
３４  出力部
【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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