JPH01307801A - 自動調整機能を有する計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば調節計のように外部から供給される測
定値と予め入力設定される目標値とを比較し、この比較
結果に基づいて出力されるアナログ出力値を自動的に調
整する自動調整機能を有する計器に関するものである。

［従来の技術］ この種の計器として調節計を例にとって説明すると、調
節計では外部から供給される測定値と予め入力設定され
る目標値とを比較してその差分を検出し、この検出結果
に基づいて測定値が目標値に近づくように追従制御して
いる。

そして、このような追従制御を行うにあたって従来の調
節計では、デジタル値からアナログ値に変換されて出力
される出力値の調整を、計器の出力段に設けられたアン
プに接続されたトリマの抵抗値を可変することで行って
いた。すなわち、このトリマはゼロ点（下限）用設定抵
抗とスパン点（上限）用設定抵抗を備えており、これら
設定抵抗を測定範囲に応じて各々可変することで調整が
行えるようになっていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、デジタル機器の進歩に伴い、今日使用さ
れているアナログの出力値を持つＣＰＵ搭載のデジタル
機器では、上述したトリマによる調整方法を適用した場
合、トリマの分解能や個人差による調整誤差を招くほか
、振動等の物理的条件によってその調整値が変化するの
で、調整に対する安定性、再現性、信頼性等に欠けると
いう問題があり、本来のデジタルの良さを十分に発揮す
ることができなかった。

また、上述した諸条件によって調整値が変化するため、
必要に応じてトリマによる調整を繰り返し行わなければ
ならないという問題があった。

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、従来のように繰り返し調整を行
う必要がなく調整工数を低減でき、トリマレスによるデ
ジタル的な調整により調整に対する安定性、再現性、信
頼性が高く、本来のデジタルの良さを十分に発揮できる
自動調整機能を有する計器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明による自動調整機能を
有する計器は、デジタル値を所定レベルのアナログ値に
変換して出力する機能を備えた計器において。

前記アナログ値に対応するデジタル値を測定し、この測
定されたデジタル値と該デジタル値の期待値とを比較し
てその誤差を演算し、この誤差に基づいて前記アナログ
値の調整を行う構成になることを特徴としている。

［作用］ 計器より出力されるアナログ値に対応するデジタル値が
測定されると、この測定されたデジタル値はこのデジタ
ル値の期待値と比較されて誤差としての補正値が演算さ
れる。そして、演算された補正値に基づいてアナログ値
が調整されて出力される。

［実施例］ 第１図は本発明による自動調整機能を有する計器の一実
施例を示すブロック構成図である。

この実施例による計器は、アナログ出力特性が基本的に
デジタル的に決定された出力特性にリニアに依存する点
に着目してなされ、例えば調節計のように外部から供給
される測定値と予め入力設定される目標値とを比較し、
この比較結果に基づいて測定値が目標値に近づくように
追従制御するとともに、出力値の自動調整を行っており
、計測部１、設定部２、変換部３、計測調整部４を懺え
て概略構成されている。

計測部１は外部（電気炉、焼成炉、空調等）の被制御体
において実際に制御される温度、湿度、圧力、流量等の
物理量に相当する熱電対、温抵抵抗体、直流電圧、直流
電流の何れかを入力信号として取り込み、この取り込ん
だ信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して計測
調整部４の処理部５に出力している。

処理部５は後に詳述するメモリ部７に格納された補正値
に基づいて計測部８から供給される信号を補正処理して
変換部３に出力している。

設定部２は所定の調節方式（例えばＰＩＤ方式）をもっ
て制御される被制御体の制御パターンの設定を行うとと
もに、測定値が目標値に追従するようにその出力値の調
整を行うための指令信号を処理部５に出力しており、そ
の際の設定は例えばキー操作に基づいて表示画面を目視
しながら行われるようになっている。

変換部３はＤ／Ａ変換部と増幅器を備えて構成され、処
理部５より供給されるデジタル値を所定のレベルのアナ
ログ値（電圧あるいは電流値）に変換して出力している
。

計測調整部４は上述した計測部ｌ、設定部２および変換
部３とともに同一の計器６に内蔵された処理部５および
メモリ部７と、計器６とは別体に設けられた測定部８と
演算部９によって構成されている。

測定部８は変換部３より出力される所定レベルのアナロ
グ値を計測してデジタル値に変換するもので１例えばデ
ジタルマルチメータによって構成されており、この測定
結果で得られるデジタル値を演算部９である電子計算機
に出力している。

演算部９は測定部８から供給されるデジタル値とこのデ
ジタル値の期待値、すなわち本来、変換部が出力すべき
アナログ値に対応するデジタル値とを比較して出力値を
調整するための補正値（誤差）を算出しており、この算
出された補正値によるデータは、例えばＥ２１’ｌＯＭ
のメモリ部７に書き込み格納されるようになっている。

次に、上記のように構成された計器の動作について説明
する。

なお、以下に示す動作では、２点（ゼロ点、スパン点）
間におけるアナログ値の出力調整を行う場合を例にとっ
て説明している。

処理部５から変換部３に対してゼロ点およびスパン点に
対応するデジタル値が出力されると、変換部３ではこの
デジタル値をＤ／Ａ変換して出力する。なお、このとき
に出力されるアナログ値をＡＩ、Ａ２とする。そして、
計測部８は変換部３が出力するアナログ値Ａ　＋　　、
　Ａ　２を測定しデジタル値ＤＩ、Ｄ２に変換して演算
部９に出力する。

演算部９では計測部８が測定したデジタル値Ｄ１　、Ｄ
２と期待値としてのデジタル値Ｄ＋’、Ｄ２′とを各々
比較して出力値を調整するための補正値の演算を行う、
すなわち、ここではＤｌ　′＝ａ　ｐ　１　＋　ｂ　ｈ
　Ｄ　２　°＝ａＤ２＋ｂの連立方程式を解析して補正
値ａ、ｂを算出しており、この算出↓ された補正値ａ、ｂはメモリ部に書き込み格納される。

そして、処理部５ではメモリ部７に格納された補正値ａ
、ｂに基づいて計測部８からの測定値（デジタル値）に
対する補正処理が行われ、これにより、変換部３から本
来期待されるアナログ値を出力させることができる。

ところで、上述した実施例において、出力値の測定およ
び出力値を調整するための補正値ａ、ｂは、本体をなす
計器６とは別体に構成されたデジタルマルチメータ（測
定部８）と演算機能を有する機器である電子計算機（演
算部９）で行う構成としたが、第２図に示すように上記
の機能を計器６本体側（処理部５）に持たせれば、外部
との情報交換を行わなくても出力値の自動的な調整およ
び校正を計器単体で行うことができる。また、この際変
換部３におけるＤ／Ａ変換器の分解能を高めれば、より
構成度な調整および校正を行うことができる。なお、処
理部に補正値を算出する演算機能を持たせ、変換部のア
ナログ出力値を測定する測定部のみを本体をなす計器と
別体に設ける構成としてもよい。

さらに、上述した実施例では２点におけるアナログ出力
値を測定し、出力値を調整するための補正式を１次式で
近似した場合を例によって説明したが、この補正式を多
次元近似式にすれば、ノンリニアな出力値の調整および
構成にも対処することができる。

また、出力値の調整および校正を行う計器として上述し
た実施例では調節計を例にとって説明したが、出力値の
調整および校正が必要な計器、例えば設定された信号を
外部の機器に出力する設定器や入力された信号を所定レ
ベルに変換して出力する変換器等にも対応でき、この場
合にも上述した場合と同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による自動調整機能を有す
る計器は、フィードバック機能により出力値の調整およ
び校正を自動的に、しかもデジタル的に行うことができ
、従来のアナログ的な調整によるトリマのような綴り返
し調整を行う必要がなく調整工数を低減できる。従って
、調整に対する安定性、再現性、信頼性が高く、本来の
デジタルの良さを十分に発揮できる。

器の一実施例を示すブロック構成図、第２図は同機能を
有する計器の他の一実施例を示すブロック構成図である
。

１・・・計測部、２・・・設定部、３・・・変換部、４
・・・計測調整部、５・・・処理部、６・・・計器、７
・・・メモリ部、８・・・測定部、９・・・演算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 デジタル値を所定レベルのアナログ値に変換して出力す
   る機能を備えた計器において、 前記アナログ値に変換された信号に対応するデジタル値
   を測定し、この測定されたデジタル値と該デジタル値の
   期待値とを比較してその誤差を演算し、この誤差に基づ
   いて前記アナログ値の調整を行う構成になることを特徴
   とする自動調整機能を有する計器。