(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周期で出力され近似する波形を有する第一信号と第二信号との位相差に相関する物理量を表示器に表示する物理量の計測表示方法であって、所定周期毎に第一信号と第二信号との位相差と同一時間のパルス幅を持った位相差パルス信号を生成する計測パルス生成工程と、所定周期毎に前記位相差パルス信号のパルス幅を単位時間でカウントしてカウント数を出力するデジタルカウント工程と、前記カウント数を変換して表示器に物理量を表示する物理量表示工程と、現在から過去Ｎ周期分の前記カウント数を保存する工程と、現在の前記カウント数を一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と比較する工程と、前記比較の結果、現在の前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と等しいと判断した場合には強制的に表示器の表示を特定値とするカウントゼロ表示工程と、を備えた物理量の計測表示方法。
【請求項２】
所定周期で出力され近似する波形を有する第一信号と第二信号との位相差に相関する物理量を表示器に表示する物理量の計測表示装置であって、所定周期毎に第一信号と第二信号との位相差と同一時間のパルス幅を持った位相差パルス信号を生成する計測パルス生成手段と、所定周期毎に前記位相差パルス信号のパルス幅を単位時間でカウントしてカウント数を出力するデジタルカウント手段と、前記カウント数を変換して表示器に物理量を表示する物理量表示手段と、現在から過去Ｎ周期分の前記カウント数を保存し、現在の前記カウント数を一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と比較し、前記比較の結果、現在の前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と等しいと判断した場合には強制的に表示器の表示を特定値とするカウントゼロ表示手段と、を備えた物理量の計測表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物理量の計測表示方法とその表示装置に係る。特に信号のS／Ｎ比が悪化した際の信号処理に特徴の有る物理量の計測表示方法とその計測表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機等の燃料供給配管の燃料流量を計測するために、モータレス流量トランスミッタが用いられる。
モータレス流量トランスミッタとは、配管内の流体の角運動量原理を利用し流量を測定する装置で、流量タービンと２個の電磁ピックアップで構成される。
説明の便宜のために、２個の電磁ピックアップの出力信号を第一信号、第二信号と呼ぶ。
【０００３】
最初に、第一信号２ａと第二信号２ｂの特性を説明する。図２は、第一信号と第二信号の特性図である。
第一信号２ａと第二信号２ｂとは、所定周期Ｂで同一波形信号を出力している。第一信号２ａと第二信号２ｂとはプラスとマイナスを交互に繰り返す信号である。その波形はサイン波形に類似の符号変化をする波形であり、物理量が増加すると、波高Ａが大きくなり、第二信号の第一信号に対する位相遅れΔＴが大きくなる。その位相遅れΔＴ（以下、位相差ΔＴという。）は周期Ｂよりも十分に小さい。位相差ΔＴと波高Ａとが物理量（燃料流量）と相関をもつ。例えば、位相差ΔＴと波高Ａとが物理量に比例する。
【０００４】
次に、従来のモータレス流量トランスミッタ１を使用した物理量の計測表示装置を説明する。図４は、従来の装置の概念図である。
従来の計測表示装置は、計測パルス生成回路１０とデジタルカウント回路２０と物理量表示回路３０とを備える。
【０００５】
計測パルス生成回路１０は、所定周期Ｂ毎に第一信号２ａと第二信号２ｂとの位相差ΔＴと同一時間の幅を持った矩形パルス信号４（以下、位相差パルス信号４という。）を生成する回路で、第一矩形パルス生成回路１１ａと第二矩形パルス生成回路１１ｂと位相差パルス生成回路１２とを備える。
第一矩形パルス生成回路１１ａは、第一信号２ａが所定出力（例えば、０．１５Ｖ）を越える時に立ち上がり、第一信号２ａが所定出力（例えば、０Ｖ）を下回る時に立ち下がる矩形パルス３ａ（以下、第一矩形パスル３ａという。）を周期毎に出力する。
第二矩形パルス生成回路１１ｂは、第二信号２ｂが所定出力（例えば、０．１５Ｖ）越える時に立ち上がり、所定出力（例えば、０Ｖ）を下回る時に下がる矩形パルス３ｂ（以下、第二矩形パルス３ｂという。）を周期毎に出力する。
位相差パルス生成回路１２は、第一矩形パルス３ａが下がった時に立ち上がり、第二矩形パルス３ｂが下がった時に下がる矩形パルス４（以下、位相差パルス４という。）を生成する。
【０００６】
デジタルカウンタ回路２０は、位相差パルスの時間長さを単位時間でカウントし、カウント数を出力する回路である。
物理量表示回路３０は、前記カウント数５を物理量に変換して表示器に表示する回路である。
【０００７】
次に、計測表示装置を使用して行う従来の計測表示方法を、一周期分の信号の処理の手順にしたがって、説明する。
モータレス流量トランスミッタが、第一信号２ａと第二信号２ｂとを出力する。
（計測パルス生成工程）
第一信号２ａが第一矩形パルス生成回路１１ａで処理されて、第一矩形パルス３ａが出力される。
第二信号２ｂが第二矩形パルス生成回路１１ｂで処理されて、第二矩形パルス３ｂが出力される。
第一矩形パルス３ａと第二矩形パルス３ｂとが位相差パルス生成回路１２で処理されて、位相差パルス４が出力される。
【０００８】
（デジタルカウント工程）
位相差パルスがデジタルカウント回路２０で処理されて、カウント数５が出力される。
（物理量表示工程）
カウント数５がカウント表示回路３０で処理されて、物理量が表示器に表示される。
上記の信号処理が周期Ｂ毎に繰り返されて、物理量の変化にあわせて表示器の表示が変わる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の物理量の計測表示方法とその計測表示装置の場合、実際の航空機の燃料供給配管に適用した際に、航空機を停止する際に、表示器があり得ない大きな燃料流量値を表示することがあった。
発明者らが、上記現象を検討した結果、以下の現象が生じていることが判明した。
【００１０】
航空機が停止する際に、燃料供給量が徐々に低下し、最後にはゼロに近くなる。モータレス流量トランスミッタが、第一信号２ａと第二信号２ｂとを出力する。燃料供給量がゼロになりかけると、第一信号２ａと第二信号２ｂの位相差Ｂと波高Ａもゼロに近くなる。
最初に、第一信号２ａが第一矩形パルス生成回路１１ａで処理されて、第一矩形パルス３ａが出力される。
次に、第二信号２ｂが第二矩形パルス生成工回路１１ｂで処理されるが、第二信号の出力レベルが所定出力よりも小さい場合に、第二矩形パルス３ｂが生成されない。第二矩形パルス３ｂが生成されないと、位相差パルス生成回路１２では、第一矩形パルス３ａの下がるタイミングで位相差パルス４を立ち上げたまま値を維持する。以降そのまま、Ｎ周期の信号処理を行う。
【００１１】
偶然に、第二信号２ｂの出力レベルが所定出力よりも僅かに大きくなることがあり、そのタイミングで第二矩形パルス生成工程が第二矩形パルス３ｂを生成する。
生成された第二矩形パルス３ｂの下がるタイミングで、位相差パルス生成回路１２が位相差パルス４を下げる。結果として、位相差パルス４はＮ周期の時間長さをもつ矩形パルスとなる。
その位相差パルス４がデジタルカウンタ工程で処理されて、カウント数が出力され物理量が表示器に表示されるので、Ｎ周期の長さに相当する物理量が表示され、異常な流量の表示となる。
【００１２】
ところで、自然界での物理量は固有のゆらぎをもっている。古典的なアナログ計測器で自然界の物理量を測定すると、アナログ計測器のもつ固有の時定数により計測データが積分されて表示されるので、この物理量の揺らぎは目に触れることがない。この事象は、分解能の低いデジタル計測器でも同様に発生している。発明者らが使用するモータレス流量トランスミッタは極めて時間的分解能が高く、上述する揺らぎをも計測する。従って、定常運転時の流量を計測した際のカウント数は一定の流量値の周囲で常時ばらついている。図３は、そのカウント数のゆらぎの一例を示すグラフである。
【００１３】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み、発明者の上記知見に基づいて、案出されたもので、従来の所定周期で出力され近似する波形を有する第一信号と第二信号との位相差と出力とが計測対象の物理量に相関する物理量を表示器に表示する物理量の計測表示方法と計測表示装置にかわって、計測可能領域にある物理量を正確に表示器に表示して、物理量が計測不能領域に入っても表示器が正しい物理量を表示できる物理量の計測表示方法とその計測表示装置を提供しようとする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る所定周期で出力され近似する波形を有する第一信号と第二信号との位相差に相関する物理量を表示器に表示する物理量の計測表示方法であって、所定周期毎に第一信号と第二信号との位相差と同一時間のパルス幅を持った位相差パルス信号を生成する計測パルス生成工程と、所定周期毎に前記位相差パルス信号のパルス幅を単位時間でカウントしてカウント数を出力するデジタルカウント工程と、前記カウント数を変換して表示器に物理量を表示する物理量表示工程と、現在から過去Ｎ周期分の前記カウント数を保存する工程と、現在の前記カウント数を一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と比較する工程と、前記比較の結果、現在の前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と等しいと判断した場合には強制的に表示器の表示を特定値とするカウントゼロ表示工程と、を備えたものとした。
【００１５】
上記本発明の構成により、計測パルス生成工程で所定周期毎に第一信号と第二信号との位相差と同一時間のパルス幅を持った位相差パルス信号を生成し、デジタルカウント工程で所定周期毎に前記位相差パルス信号のパルス幅を単位時間でカウントしてカウント数を出力し、物理量表示工程で前記カウント数を変換して表示器に物理量を表示し、現在から過去Ｎ周期分の前記カウント数を保存し、現在の前記カウント数を一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と比較し、カウントゼロ表示工程で、前記比較の結果、現在の前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と等しいと判断した場合には強制的に表示器の表示を特定値とするので、物理量を測定不能になった時の真の物理量を特定値として設定しておくと、物理量と相関をもつ位相差を計測して正確な物理量を表示でき、物理量を測定不能となった時も正確な物理量を表示できる。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係る所定周期で出力され近似する波形を有する第一信号と第二信号との位相差に相関する物理量を表示器に表示する物理量の計測表示装置であって、所定周期毎に第一信号と第二信号との位相差と同一時間のパルス幅を持った位相差パルス信号を生成する計測パルス生成手段と、所定周期毎に前記位相差パルス信号のパルス幅を単位時間でカウントしてカウント数を出力するデジタルカウント手段と、前記カウント数を変換して表示器に物理量を表示する物理量表示手段と、現在から過去Ｎ周期分の前記カウント数を保存し、現在の前記カウント数を一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と比較し、前記比較の結果、現在の前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と等しいと判断した場合には強制的に表示器の表示を特定値とするカウントゼロ表示手段と、を備えたものとした。
【００１７】
上記本発明の構成により、計測パルス生成回路が所定周期毎に第一信号と第二信号との位相差と同一時間のパルス幅を持った位相差パルス信号を生成し、デジタルカウント回路が所定周期毎に前記位相差パルス信号のパルス幅を単位時間でカウントしてカウント数を出力し、物理量表示回路が前記カウント数を変換して表示器に物理量を表示し、カウントゼロ表示回路が、現在から過去Ｎ周期分の前記カウント数を保存し、現在の前記カウント数を一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と比較し、前記比較の結果、現在の前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と等しいと判断した場合には強制的に表示器の表示を特定値とするので、物理量を測定不能になった時の真の物理量を特定値として設定しておくと、物理量と相関をもつ位相差を計測して正確な物理量を表示でき、物理量を測定不能となった時も正確な物理量を表示できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
本発明の実施形態に係る物理量の計測表示装置の構造を説明する。図１は、本発明の実施形態の概念図である。
【００２０】
物理量の計測表示装置は、所定周期で出力され近似する波形を有する第一信号と第二信号との位相差に相関する物理量を表示器に表示するものであって、計測パルス生成回路１０（計測パルス生成手段に相当する。）とデジタルカウント回路２０（デジタルカウント手段に相当する。）とカウントゼロ表示回路４０（カウントゼロ表示手段に相当する。）と物理量表示回路３０（物理量表示手段に相当する。）とを備える。
【００２１】
計測パルス生成回路１０は、所定周期Ｂ毎に第一信号２ａと第二信号２ｂとの位相差ΔＴと同一時間の幅を持った矩形パルス信号４（以下、位相差パルス信号４という。）を生成する回路で、第一矩形パルス生成回路１１ａと第二矩形パルス生成回路１１ｂと位相差パルス生成回路１２とを備える。
第一矩形パルス生成回路１１ａは、第一信号２ａが所定出力（例えば、０．１５Ｖ）を越える時に立ち上がり、第一信号２ａが所定出力（例えば、０Ｖ）を下回る時に立ち下がる矩形パルス３ａ（以下、第一矩形パスル３ａという。）を周期毎に出力する。
第二矩形パルス生成回路１１ｂは、第二信号２ｂが所定出力（例えば、０．１５Ｖ）越える時に立ち上がり、所定出力（例えば、０Ｖ）を下回る時に下がる矩形パルス３ｂ（以下、第二矩形パルス３ｂという。）を周期毎に出力する。
位相差パルス生成回路１２は、第一矩形パルス３ａが下がった時に立ち上がり、第二矩形パルス３ｂが下がった時に下がる矩形パルス４（以下、位相差パルス４という。）を生成する。
【００２２】
デジタルカウンタ回路２０は、位相差パルスの時間長さを単位時間でカウントし、カウント数を出力する回路である。
【００２３】
カウントゼロ表示回路４０は、前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前のカウント数と等しくなったら強制的に表示器の表示を特定値とする回路であり、前回値比較ロジック回路４１と表示切替回路４２と特定値出力回路４３と信号スイッチ回路とを備える。
前回値比較ロジック回路４１は、現在から過去Ｎ周期分のカウント数を保存し、そのＮ個のカウント数を比較し、差が全くないか差が少ない場合は、物理量が計測不能領域（例えば、流量ゼロ）に入ったと判断してＯＮ信号を出力し、差がある場合は物理量が計測可能領域に入っていると判断してＯＦＦ信号を出力する。
表示切替回路４２は、信号スイッチ回路４４を駆動する。表示切替回路４２は、前回値比較ロジック回路４１がＯＦＦ信号を出力すると、デジタルカウント回路２０の出力を物理量表示回路４４へ入力させる。前回値比較ロジック回路４１がＯＮ信号を出力すると、特定値出力回路４３の出力を物理量表示回路４４へ入力させる。
特定値出力回路４３は、予め設定される特定値を出力する。特定値は、前回値比較ロジック回路４１がＯＮ信号を出す状態での真の物理量（例えば、流量ゼロ）に相当するカウント数である。
【００２４】
物理量表示回路３０は、前記カウント数５を変換して表示器に物理量を表示する回路である。
【００２５】
次に、本発明の実施形態の計測表示装置を使用して行う計測表示方法を、一周期分の信号の処理の手順にしたがって、説明する。
モータレス流量トランスミッタが、第一信号２ａと第二信号２ｂとを出力する。
（計測パルス生成工程）
第一信号２ａが第一矩形パルス生成回路１１ａで処理されて、第一矩形パルス３ａが出力される。
第二信号２ｂが第二矩形パルス生成回路１１ｂで処理されて、第二矩形パルス３ｂが出力される。
第一矩形パルス３ａと第二矩形パルス３ｂとが位相差パルス生成回路１２で処理されて、位相差パルス４が出力される。
（デジタルカウント工程）
位相差パルスがデジタルカウント回路２０で処理されて、カウント数５が出力される。
【００２６】
（ゼロカウント表示工程）
ゼロカウント表示回路４０に処理されて、前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前のカウント数と等しくなったら強制的に物理量表示器の表示を特定値とする。たとえば、過去３周期分のカウント数がすべて同一であると判断すると、物理量表示器の表示を流量ゼロとする。
（カウント表示工程）
カウント数５がカウント表示回路３０で処理されて、物理量が表示器に表示される。
上記の信号処理が周期Ｂ毎に繰り返されて、物理量の変化にあわせて表示器の表示が変わる。まれに、Ｎ周期分のカウント値に異常な値があると、その異常な値に相当する物理量を表示するが、しばらく立つと正常な値に戻る。
例えば、定常運転の際には、物理量表示器３０には正確な流量値が表示され、流量が低下してゼロになると、物理量表示器３０にはゼロが表示される。
【００２７】
上述の実施形態の物理量の計測表示方法とその計測表示装置を用いれば、正しい値を物理量表示器に表示でき、あり得ない値が表示に表示されることを防止できる。
【００２８】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
計測パルス生成手段、デジタルカウント手段、物理量表示手段又はカウントゼロ表示手段は、回路であると説明したがこれに限定されず、例えば、ソフトウエアで実現してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の所定周期で出力され近似する波形を有する第一信号と第二信号との位相差に相関する物理量を表示器に表示する物理量の計測表示方法は、その構成により、以下の効果を有する。計測パルス生成工程で所定周期毎に第一信号と第二信号との位相差と同一時間のパルス幅を持った位相差パルス信号を生成し、デジタルカウント工程で所定周期毎に前記位相差パルス信号のパルス幅を単位時間でカウントしてカウント数を出力し、物理量表示工程で前記カウント数を変換して表示器に物理量を表示し、現在から過去Ｎ周期分の前記カウント数を保存し、現在の前記カウント数を一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と比較し、カウントゼロ表示工程で、前記比較の結果、現在の前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と等しいと判断した場合には強制的に表示器の表示を特定値とするので、物理量を測定不能になった時の真の物理量を特定値として設定しておくと、物理量と相関をもつ位相差を計測して正確な物理量を表示でき、物理量を測定不能となった時も正確な物理量を表示できる。
【００３０】
また、本発明の所定周期で出力され近似する波形を有する第一信号と第二信号との位相差に相関する物理量を表示器に表示する物理量の計測表示装置は、その構成により、以下の効果を有する。計測パルス生成回路が所定周期毎に第一信号と第二信号との位相差と同一時間のパルス幅を持った位相差パルス信号を生成し、デジタルカウント回路が所定周期毎に前記位相差パルス信号のパルス幅を単位時間でカウントしてカウント数を出力し、物理量表示回路が前記カウント数を変換して表示器に物理量を表示し、カウントゼロ表示回路が、現在から過去Ｎ周期分の前記カウント数を保存し、現在の前記カウント数を一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と比較し、前記比較の結果、現在の前記カウント数が一周期前乃至Ｎ周期前の前記カウント数と等しいと判断した場合には強制的に表示器の表示を特定値とするので、物理量を測定不能になった時の真の物理量を特定値として設定しておくと、物理量と相関をもつ位相差を計測して正確な物理量を表示でき、物理量を測定不能となった時も正確な物理量を表示できる。従って、所定周期で出力され近似する波形を有する第一信号と第二信号との位相差に相関する物理量を表示器に表示する物理量の計測表示方法と計測表紙装置であって、計測可能領域にある物理量を正確に表示器に表示して、物理量が計測不能領域に入っても表示器が正しい物理量を表示できる物理量の計測表示方法とその計測表示装置を提供できる。
【００３１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の概念図である。
【図２】第一信号と第二信号の特性図である。
【図３】そのカウント数のゆらぎの一例を示すグラフである。
【図４】従来の装置の概念図である。
【符号の説明】
１    モータレス流量トランスミッタ
２ａ  第一信号
２ｂ  第二信号
３ａ  第一矩形パルス
３ｂ  第二矩形パルス
４    位相差パルス
５    カウント数
６    特定値カウント数
７    表示カウント
１０    計測パルス生成回路
１１ａ  第一矩形パルス生成回路
１１ｂ  第二矩形パルス生成回路
１２    位相差パルス生成回路
２０    デジタルカウント回路
３０    物理量表示回路
４０    カウントゼロ表示回路
４１    前回値比較ロジック回路
４２    表示切替回路
４３    特定値出力回路
４４    信号スイッチ回路
【図１】
0004048470.tif 000002
【図２】
0004048470.tif 000003
【図３】
0004048470.tif 000004
【図４】
0004048470.tif 000005