JPH0653830A - 非線形センサ接続回路の自動較正方法 - Google Patents
非線形センサ接続回路の自動較正方法Info
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- JPH0653830A JPH0653830A JP20152592A JP20152592A JPH0653830A JP H0653830 A JPH0653830 A JP H0653830A JP 20152592 A JP20152592 A JP 20152592A JP 20152592 A JP20152592 A JP 20152592A JP H0653830 A JPH0653830 A JP H0653830A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 47
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 8
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精度の調整を自動的にかつ低コストで行う
ことができる非線形センサに接続される回路の較正方法
を提供する。 【構成】 非線形性を有する非線形センサ４１に接続さ
れて非線形センサ４１の測定出力値を処理し、該処理信
号をマイクロコンピュータ３に入力する処理回路１，２
の較正を行う方法において、較正用の既知の入力値を処
理回路１，２に入力して処理回路１，２の回路特性を求
め、その回路特性から処理回路１，２の較正された入出
力関係を求め、次に処理回路１，２の較正された入出力
関係から非線形センサ４１の測定出力値に対する処理回
路１，２の較正された出力値を求め、マイクロコンピュ
ータ３により前記出力値に対して非線形センサ３と逆特
性の非線形／リニア変換を行い非線形センサ接続回路の
自動較正を行う。
ことができる非線形センサに接続される回路の較正方法
を提供する。 【構成】 非線形性を有する非線形センサ４１に接続さ
れて非線形センサ４１の測定出力値を処理し、該処理信
号をマイクロコンピュータ３に入力する処理回路１，２
の較正を行う方法において、較正用の既知の入力値を処
理回路１，２に入力して処理回路１，２の回路特性を求
め、その回路特性から処理回路１，２の較正された入出
力関係を求め、次に処理回路１，２の較正された入出力
関係から非線形センサ４１の測定出力値に対する処理回
路１，２の較正された出力値を求め、マイクロコンピュ
ータ３により前記出力値に対して非線形センサ３と逆特
性の非線形／リニア変換を行い非線形センサ接続回路の
自動較正を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非線形センサに接続さ
れる回路の較正方法に関するものである。
れる回路の較正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の非線形センサなどの出力
信号を処理するブロック図であり、図５は従来の較正方
法による回路構成図であり、また図６は従来の較正方法
の手順図である。図４，５において、１１は抵抗／電圧
変換器、１２はＡ／Ｄ変換器、１３はマイクロコンピュ
ータは、１４はセンサ抵抗、１５はゲイン調整手段、１
６はオフセット調整手段、１７はＲＯＭデータテーブ
ル、１８はスイッチ、５０は測定対象、５２は変量、５
４は電気量、５６はデジタル値、５８は測定値、６０は
センサ、６２はアナログ回路、６４はＡ／Ｄ変換回路、
６６は非線形変換回路である。
信号を処理するブロック図であり、図５は従来の較正方
法による回路構成図であり、また図６は従来の較正方法
の手順図である。図４，５において、１１は抵抗／電圧
変換器、１２はＡ／Ｄ変換器、１３はマイクロコンピュ
ータは、１４はセンサ抵抗、１５はゲイン調整手段、１
６はオフセット調整手段、１７はＲＯＭデータテーブ
ル、１８はスイッチ、５０は測定対象、５２は変量、５
４は電気量、５６はデジタル値、５８は測定値、６０は
センサ、６２はアナログ回路、６４はＡ／Ｄ変換回路、
６６は非線形変換回路である。
【０００３】従来、非線形センサなどの非線形素子の出
力の信号処理による非線形素子の信号の直線化は以下の
様にして行われる。例えば、図４は非線形センサとして
Ｐｔ１００やＮｉ５００等の測温抵抗体を用いた場合の
出力信号の処理の流れを示したものであり、温度などの
測定対象５０はセンサ６０の素子の抵抗値などの変量を
変化させる。
力の信号処理による非線形素子の信号の直線化は以下の
様にして行われる。例えば、図４は非線形センサとして
Ｐｔ１００やＮｉ５００等の測温抵抗体を用いた場合の
出力信号の処理の流れを示したものであり、温度などの
測定対象５０はセンサ６０の素子の抵抗値などの変量を
変化させる。
【０００４】この変量５２はアナログ回路６２によって
電圧や電流等のアナログ電気量に変換され、さらにＡ／
Ｄ変換回路６４によってデジタル値５６にアナログ／デ
ジタル変換される。このデジタル値５６は非線形センサ
６６自体が持っている非線形性と逆の特性の非線形変換
回路６６によって非線形変換され、線形化された測定値
５８が得られる。
電圧や電流等のアナログ電気量に変換され、さらにＡ／
Ｄ変換回路６４によってデジタル値５６にアナログ／デ
ジタル変換される。このデジタル値５６は非線形センサ
６６自体が持っている非線形性と逆の特性の非線形変換
回路６６によって非線形変換され、線形化された測定値
５８が得られる。
【０００５】前記の非線形素子の出力の信号処理におい
て、アナログ回路６２及びＡ／Ｄ変換回路６４はその回
路を構成する部品定数の誤差などによってそれらの回路
の出力値である電気量５４、及びデジタル値５６に誤差
を含むことになる。そこで、従来図５に示す様な回路構
成によって図６の手順に従い前記誤差の較正を行ってい
る。
て、アナログ回路６２及びＡ／Ｄ変換回路６４はその回
路を構成する部品定数の誤差などによってそれらの回路
の出力値である電気量５４、及びデジタル値５６に誤差
を含むことになる。そこで、従来図５に示す様な回路構
成によって図６の手順に従い前記誤差の較正を行ってい
る。
【０００６】図５において、センサ抵抗１４の出力はス
イッチ１８を介して抵抗／電圧変換器１１に接続され、
その出力電圧はＡ／Ｄ変換回路１２によってにアナログ
／デジタル変換されてデジタル値となり、マイクロコン
ピュータ１３に入力される。このマイクロコンピュータ
１３には、ＲＯＭデータテーブル１７が接続されてい
る。また、抵抗／電圧変換器１１には前記誤差を補正す
るためにゲイン調整手段１５及びオフセット調整手段１
６が設けられている。
イッチ１８を介して抵抗／電圧変換器１１に接続され、
その出力電圧はＡ／Ｄ変換回路１２によってにアナログ
／デジタル変換されてデジタル値となり、マイクロコン
ピュータ１３に入力される。このマイクロコンピュータ
１３には、ＲＯＭデータテーブル１７が接続されてい
る。また、抵抗／電圧変換器１１には前記誤差を補正す
るためにゲイン調整手段１５及びオフセット調整手段１
６が設けられている。
【０００７】以下、非線形素子として測温抵抗体を用い
た例によって説明を行うが、他の非線形素子についても
同様に行うことができる。センサ抵抗１４は温度により
抵抗値が変化するがこの変化の様子は線形ではない。例
えば、図６のグラフ１に示す様に温度変化に対する抵抗
値の変化は線形な特性ではなく、非線形素子が有する非
直線特性となる。この変化の非直線特性はセンサ固有の
ものであらかじめ決定しており既知のものである。
た例によって説明を行うが、他の非線形素子についても
同様に行うことができる。センサ抵抗１４は温度により
抵抗値が変化するがこの変化の様子は線形ではない。例
えば、図６のグラフ１に示す様に温度変化に対する抵抗
値の変化は線形な特性ではなく、非線形素子が有する非
直線特性となる。この変化の非直線特性はセンサ固有の
ものであらかじめ決定しており既知のものである。
【０００８】マイクロコンピュータ１３はセンサ入力指
示信号によってスイッチ１８を操作し、センサ抵抗１４
の抵抗値を抵抗／電圧変換器１１に入力する。そして、
抵抗／電圧変換器１１は該抵抗値を電圧に変換する。こ
の抵抗／電圧変換は図６のグラフ２に示されるものであ
る。しかしながら、図６のグラフ２に示される様に、こ
の抵抗／電圧変換器１１及び次のＡ／Ｄ変換器１２はと
もにゲイン調整及びオフセット調整を行って、回路の特
性を所定の特性に変更する必要がある。これは、抵抗／
電圧変換器１１及び次のＡ／Ｄ変換器１２を構成する回
路定数にばらつきがあり、設定値からの誤差を有してい
るからである。ここでは、抵抗／電圧特性はゲイン調整
手段１５及びオフセット調整手段１６等のボリューム調
整によって調整される。
示信号によってスイッチ１８を操作し、センサ抵抗１４
の抵抗値を抵抗／電圧変換器１１に入力する。そして、
抵抗／電圧変換器１１は該抵抗値を電圧に変換する。こ
の抵抗／電圧変換は図６のグラフ２に示されるものであ
る。しかしながら、図６のグラフ２に示される様に、こ
の抵抗／電圧変換器１１及び次のＡ／Ｄ変換器１２はと
もにゲイン調整及びオフセット調整を行って、回路の特
性を所定の特性に変更する必要がある。これは、抵抗／
電圧変換器１１及び次のＡ／Ｄ変換器１２を構成する回
路定数にばらつきがあり、設定値からの誤差を有してい
るからである。ここでは、抵抗／電圧特性はゲイン調整
手段１５及びオフセット調整手段１６等のボリューム調
整によって調整される。
【０００９】入力された抵抗値は較正された特性によっ
て電圧に変換され、次にＡ／Ｄ変換される（図６のグラ
フ３参照）。このデジタル値がマイクロコンピュータ１
３に入力される。マイクロコンピュータ１３は、このデ
ジタル値に対して図６のグラフ４に示すような非線形素
子の温度／抵抗特性と逆特性の非線形特性を持つデータ
テーブル１７（ＲＯＭなどに実装しておくことができ
る）を参照し、リニア変換して計測した温度値を得るも
のである。
て電圧に変換され、次にＡ／Ｄ変換される（図６のグラ
フ３参照）。このデジタル値がマイクロコンピュータ１
３に入力される。マイクロコンピュータ１３は、このデ
ジタル値に対して図６のグラフ４に示すような非線形素
子の温度／抵抗特性と逆特性の非線形特性を持つデータ
テーブル１７（ＲＯＭなどに実装しておくことができ
る）を参照し、リニア変換して計測した温度値を得るも
のである。
【００１０】次に、前記抵抗／電圧変換器１１及びＡ／
Ｄ変換器１２における較正について説明する。図７はア
ナログ信号入力をアナログ／デジタル変換（以下、「Ａ
／Ｄ変換」という、）し、マイクロコンピュータに入力
するシステムの構成を示すブロック図である。
Ｄ変換器１２における較正について説明する。図７はア
ナログ信号入力をアナログ／デジタル変換（以下、「Ａ
／Ｄ変換」という、）し、マイクロコンピュータに入力
するシステムの構成を示すブロック図である。
【００１１】図において、アナログ入力はアナログ入力
接続スイッチ１８を介してアナログ回路１０に入力さ
れ、ここで所定のレベルに変換され、Ａ／Ｄ変換器１２
でデジタル値に変換され、マイクロコンピュータ１３に
入力される。ここで、アナログ回路１０とＡ／Ｄ変換器
１２とによって構成される部分をＡ／Ｄ変換回路とす
る。なお、アナログ入力接続スイッチ１８はアナログ入
力が複数個ある場合にそれらを選択するもので、図７に
おいては省略することもできる。
接続スイッチ１８を介してアナログ回路１０に入力さ
れ、ここで所定のレベルに変換され、Ａ／Ｄ変換器１２
でデジタル値に変換され、マイクロコンピュータ１３に
入力される。ここで、アナログ回路１０とＡ／Ｄ変換器
１２とによって構成される部分をＡ／Ｄ変換回路とす
る。なお、アナログ入力接続スイッチ１８はアナログ入
力が複数個ある場合にそれらを選択するもので、図７に
おいては省略することもできる。
【００１２】このシステムにおいて、アナログ入力に対
応する正確なデジタル値をマイクロコンピュータ１３に
入力するためには、アナログ回路１０におけるレベル変
換及びＡ／Ｄ変換器１２におけるＡ／Ｄ変換を高精度に
行うことが必要である。ところが、アナログ回路１０及
びＡ／Ｄ変換器１２には、それらを構成する部品定数の
ばらつき誤差による出力の誤差があるため、それらを補
正する必要がある。以下、この点について説明する。
応する正確なデジタル値をマイクロコンピュータ１３に
入力するためには、アナログ回路１０におけるレベル変
換及びＡ／Ｄ変換器１２におけるＡ／Ｄ変換を高精度に
行うことが必要である。ところが、アナログ回路１０及
びＡ／Ｄ変換器１２には、それらを構成する部品定数の
ばらつき誤差による出力の誤差があるため、それらを補
正する必要がある。以下、この点について説明する。
【００１３】図８はアナログ回路１０とＡ／Ｄ変換器１
２とを含めたＡ／Ｄ変換回路の入出力特性図である。図
において、破線は部品定数のばらつき誤差がない理想的
な入出力特性を示すものであり、アナログ入力をｘ、デ
ジタル出力をｆ1 （ｘ）とすると、 ｆ1 （ｘ）＝ａ1 ｘ＋ｂ1 …（１） で表される。つまり、アナログ入力をｘとしたときのＡ
／Ｄ変換値をｆ（ｘ）としたときは、Ａ／Ｄ変換値はア
ナログ入力の一次式で表すことができる。（この関係が
得られるのは、アナログ入力が低周波信号の場合などア
ナログ入力とＡ／Ｄ変換出力の関係がリニアの場合を対
象としているためである。）しかしながら、部品定数に
はばらつき誤差があるため、実際には、実線に示すよう
な理想の特性とは異なる入出力特性となる。この特性
は、 ｆ2 （ｘ）＝ａ2 ｘ＋ｂ2 …（２） で表される。
２とを含めたＡ／Ｄ変換回路の入出力特性図である。図
において、破線は部品定数のばらつき誤差がない理想的
な入出力特性を示すものであり、アナログ入力をｘ、デ
ジタル出力をｆ1 （ｘ）とすると、 ｆ1 （ｘ）＝ａ1 ｘ＋ｂ1 …（１） で表される。つまり、アナログ入力をｘとしたときのＡ
／Ｄ変換値をｆ（ｘ）としたときは、Ａ／Ｄ変換値はア
ナログ入力の一次式で表すことができる。（この関係が
得られるのは、アナログ入力が低周波信号の場合などア
ナログ入力とＡ／Ｄ変換出力の関係がリニアの場合を対
象としているためである。）しかしながら、部品定数に
はばらつき誤差があるため、実際には、実線に示すよう
な理想の特性とは異なる入出力特性となる。この特性
は、 ｆ2 （ｘ）＝ａ2 ｘ＋ｂ2 …（２） で表される。
【００１４】ここで、ａ1 ，ａ2 は増幅率、ｂ1 ，ｂ2
はオフセット値である。図８から増幅率がａ1 、オフセ
ット値がｂ1 が理想の値であるが、実際には、増幅率は
ａ2、オフセット値はｂ2 となることが分かる。また、
アナログ入力に対して正確なＡ／Ｄ変換値を得るには、
ａ2 →ａ1 、ｂ2 →ｂ1 の修正を行えばよいことが分か
る。
はオフセット値である。図８から増幅率がａ1 、オフセ
ット値がｂ1 が理想の値であるが、実際には、増幅率は
ａ2、オフセット値はｂ2 となることが分かる。また、
アナログ入力に対して正確なＡ／Ｄ変換値を得るには、
ａ2 →ａ1 、ｂ2 →ｂ1 の修正を行えばよいことが分か
る。
【００１５】図９は従来のＡ／Ｄ変換回路の較正方法を
説明するブロック図であり、Ａ／Ｄ変換器１２の入力側
において可変抵抗器１５´によって増幅率をａ2 からａ
1 に調節し、可変電圧電源１６´によってオフセット値
をｂ2 からｂ1 に調節する。
説明するブロック図であり、Ａ／Ｄ変換器１２の入力側
において可変抵抗器１５´によって増幅率をａ2 からａ
1 に調節し、可変電圧電源１６´によってオフセット値
をｂ2 からｂ1 に調節する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来の非線形センサに接続される回路の較正方法では以
下のような問題点を有している。従来の非線形センサに
接続される回路における抵抗／電圧変換及びＡ／Ｄ変換
において所定の変換を行うには、部品定数の誤差等を補
正するためにゲイン調整やオフセット調整を行う必要が
ある。この調整には人手を必要とするため、省力化や調
整精度の点において問題がある。
従来の非線形センサに接続される回路の較正方法では以
下のような問題点を有している。従来の非線形センサに
接続される回路における抵抗／電圧変換及びＡ／Ｄ変換
において所定の変換を行うには、部品定数の誤差等を補
正するためにゲイン調整やオフセット調整を行う必要が
ある。この調整には人手を必要とするため、省力化や調
整精度の点において問題がある。
【００１７】本発明は、前記問題点を解決して、高精度
の調整を自動的にかつ低コストで行うことができる非線
形センサに接続される回路の較正方法を提供することを
目的とする。
の調整を自動的にかつ低コストで行うことができる非線
形センサに接続される回路の較正方法を提供することを
目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は非線形性を有する非線形センサに接続さ
れて前記非線形センサの測定出力値を処理し、該処理信
号をマイクロコンピュータに入力する処理回路の較正を
行う方法において、較正用の既知の入力値を前記処理回
路に入力して処理回路の回路特性を求め、その処理回路
の回路特性から処理回路の較正された入出力関係を求
め、次に処理回路の較正された入出力関係から非線形セ
ンサの測定出力値に対する処理回路の較正された出力値
を求め、マイクロコンピュータにおいて、処理回路の較
正された出力値に対して非線形センサと逆特性の非線形
／リニア変換を行うことによって非線形センサ接続回路
の自動較正を行うものである。
めに、本発明は非線形性を有する非線形センサに接続さ
れて前記非線形センサの測定出力値を処理し、該処理信
号をマイクロコンピュータに入力する処理回路の較正を
行う方法において、較正用の既知の入力値を前記処理回
路に入力して処理回路の回路特性を求め、その処理回路
の回路特性から処理回路の較正された入出力関係を求
め、次に処理回路の較正された入出力関係から非線形セ
ンサの測定出力値に対する処理回路の較正された出力値
を求め、マイクロコンピュータにおいて、処理回路の較
正された出力値に対して非線形センサと逆特性の非線形
／リニア変換を行うことによって非線形センサ接続回路
の自動較正を行うものである。
【００１９】そして、処理回路はアナログ回路やＡ／Ｄ
変換器を含むものとすることができ、較正用の既知の入
力値及び非線形センサの測定出力値の処理回路への入力
制御は、マイクロコンピュータによって行うものであ
る。また、非線形／リニア変換は非線形の特性を記憶し
た記憶手段によって行うことができる。
変換器を含むものとすることができ、較正用の既知の入
力値及び非線形センサの測定出力値の処理回路への入力
制御は、マイクロコンピュータによって行うものであ
る。また、非線形／リニア変換は非線形の特性を記憶し
た記憶手段によって行うことができる。
【００２０】
【作用】本発明によれば、以上のような非線形センサに
接続されて前記非線形センサの測定出力値を処理し、該
処理信号をマイクロコンピュータに入力する処理回路の
較正を行う方法を採用することで、従来手作業によって
行っている処理回路の較正をマイクロコンピュータを用
いた自動較正とすることができる。
接続されて前記非線形センサの測定出力値を処理し、該
処理信号をマイクロコンピュータに入力する処理回路の
較正を行う方法を採用することで、従来手作業によって
行っている処理回路の較正をマイクロコンピュータを用
いた自動較正とすることができる。
【００２１】これにより、非線形センサ信号を入力信号
とする回路においても回路の自動較正を行うことができ
る。
とする回路においても回路の自動較正を行うことができ
る。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例による非
線形センサに接続される回路の較正方法を説明するブロ
ック図であり、図２は本発明の実施例による非線形セン
サに接続される回路のＡ／Ｄ変換回路の較正方法を説明
するブロック図である。
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例による非
線形センサに接続される回路の較正方法を説明するブロ
ック図であり、図２は本発明の実施例による非線形セン
サに接続される回路のＡ／Ｄ変換回路の較正方法を説明
するブロック図である。
【００２３】図において、１は抵抗／電圧変換器、２は
Ａ／Ｄ変換器、３はマイクロコンピュータ、１０はアナ
ログ回路、１１〜１３は接続スイッチ、４１はセンサ抵
抗、４２は基準抵抗α、４３は基準抵抗β、４４〜４６
は接続スイッチである。以下本発明の構成を説明する。
図１において、本発明の構成は非線形センサの部分４１
〜４３と該非線形センサからの出力信号を処理する回路
部分１〜３とに分けることができる。
Ａ／Ｄ変換器、３はマイクロコンピュータ、１０はアナ
ログ回路、１１〜１３は接続スイッチ、４１はセンサ抵
抗、４２は基準抵抗α、４３は基準抵抗β、４４〜４６
は接続スイッチである。以下本発明の構成を説明する。
図１において、本発明の構成は非線形センサの部分４１
〜４３と該非線形センサからの出力信号を処理する回路
部分１〜３とに分けることができる。
【００２４】この区分における非線形センサの部分は図
６においてグラフ１に対応するものであり、また非線形
センサからの出力信号を処理する回路部分は図６におい
てグラフ２〜４に対応するものである。始めに、図２に
よって非線形センサからの出力信号を処理する回路部分
によって本発明のリニア信号のアナログ自動較正の方法
の原理について説明する。図２は図１における抵抗／電
圧変換器１をアナログ回路１０とし、該アナログ回路１
０への入力を非線形センサからの出力信号から切り離し
て一般的な入力信号としたものである。
６においてグラフ１に対応するものであり、また非線形
センサからの出力信号を処理する回路部分は図６におい
てグラフ２〜４に対応するものである。始めに、図２に
よって非線形センサからの出力信号を処理する回路部分
によって本発明のリニア信号のアナログ自動較正の方法
の原理について説明する。図２は図１における抵抗／電
圧変換器１をアナログ回路１０とし、該アナログ回路１
０への入力を非線形センサからの出力信号から切り離し
て一般的な入力信号としたものである。
【００２５】図８の入出力特性図において、前記した様
に以下の関係が導かれる。図において、破線は部品定数
のばらつき誤差がない理想的な入出力特性を示すもので
あり、アナログ入力をｘ、デジタル出力をｆ1 （ｘ）と
すると、 ｆ1 （ｘ）＝ａ1 ｘ＋ｂ1 …（１） で表される。つまり、アナログ入力をｘとしたときのＡ
／Ｄ変換値をｆ（ｘ）としたときは、Ａ／Ｄ変換値はア
ナログ入力の一次式で表すことができる。（この関係が
得られるのは、アナログ入力が低周波信号の場合などア
ナログ入力とＡ／Ｄ変換出力の関係がリニアの場合を対
象としているためである。）しかしながら、部品にはば
らつき誤差があるため、実際には、実線に示すような理
想の特性とは異なる入出力特性となる。この特性は、 ｆ2 （ｘ）＝ａ2 ｘ＋ｂ2 …（２） で表される。
に以下の関係が導かれる。図において、破線は部品定数
のばらつき誤差がない理想的な入出力特性を示すもので
あり、アナログ入力をｘ、デジタル出力をｆ1 （ｘ）と
すると、 ｆ1 （ｘ）＝ａ1 ｘ＋ｂ1 …（１） で表される。つまり、アナログ入力をｘとしたときのＡ
／Ｄ変換値をｆ（ｘ）としたときは、Ａ／Ｄ変換値はア
ナログ入力の一次式で表すことができる。（この関係が
得られるのは、アナログ入力が低周波信号の場合などア
ナログ入力とＡ／Ｄ変換出力の関係がリニアの場合を対
象としているためである。）しかしながら、部品にはば
らつき誤差があるため、実際には、実線に示すような理
想の特性とは異なる入出力特性となる。この特性は、 ｆ2 （ｘ）＝ａ2 ｘ＋ｂ2 …（２） で表される。
【００２６】ここで、ａ1 ，ａ2 は増幅率、ｂ1 ，ｂ2
はオフセット値である。図８から増幅率がａ1 、オフセ
ット値がｂ1 が理想の値であるが、実際には、増幅率は
ａ2、オフセット値はｂ2 となることが分かる。また、
アナログ入力に対して正確なＡ／Ｄ変換値を得るには、
ａ2 →ａ1 、ｂ2 →ｂ1 の修正を行えばよいことが分か
る。
はオフセット値である。図８から増幅率がａ1 、オフセ
ット値がｂ1 が理想の値であるが、実際には、増幅率は
ａ2、オフセット値はｂ2 となることが分かる。また、
アナログ入力に対して正確なＡ／Ｄ変換値を得るには、
ａ2 →ａ1 、ｂ2 →ｂ1 の修正を行えばよいことが分か
る。
【００２７】前記関係式において、 ｘ＝０のとき ｆ2 （０）＝ｂ2 …（３） ｘ＝αのとき ｆ2 （α）＝ａ2 α＋ｂ2 …（４） となる。前記式（３），（４）から回路の特性を示すａ
2 、ｂ2 は、 ａ2 ＝｛ｆ2 （α）−ｆ2 （０）｝／α …（５） ｂ2 ＝ｆ2 （０） …（６） となる。
2 、ｂ2 は、 ａ2 ＝｛ｆ2 （α）−ｆ2 （０）｝／α …（５） ｂ2 ＝ｆ2 （０） …（６） となる。
【００２８】ｆ2 （ｘ）がＡ／Ｄ変換器２の出力値とし
て判明しているときの入力ｘの値は、式（２）から ｘ＝｛ｆ2 （ｘ）−ｂ2 ｝／ａ2 …（７） となる。ここで、式（５），（６）の回路特性値ａ2 、
ｂ2 を式（７）に代入するとｘは ｘ＝α｛ｆ2 （ｘ）−ｆ2 （０）｝／｛ｆ2 （α）−ｆ2 （０）｝ …（８） となる。
て判明しているときの入力ｘの値は、式（２）から ｘ＝｛ｆ2 （ｘ）−ｂ2 ｝／ａ2 …（７） となる。ここで、式（５），（６）の回路特性値ａ2 、
ｂ2 を式（７）に代入するとｘは ｘ＝α｛ｆ2 （ｘ）−ｆ2 （０）｝／｛ｆ2 （α）−ｆ2 （０）｝ …（８） となる。
【００２９】つまり、Ａ／Ｄ変換値ｆ2 （０），ｆ
2 （α）及びα、並びにＡ／Ｄ変換器２の出力値ｆ
2 （ｘ）からそのときのアナログの入力値ｘを求めるこ
とができる。このアナログの入力値ｘを部品のばらつき
誤差がない理想の入出力特性式（２）に代入すると、 ｆ1 （ｘ）＝ａ1 α｛ｆ2 （ｘ）−ｆ2 （０）｝／｛ｆ2 （α）−ｆ2 （０）｝ ＋ｂ1 …（９） となり、入力値ｘに対して回路の誤差を較正したＡ／Ｄ
変換値ｆ1 （ｘ）を得ることができる。
2 （α）及びα、並びにＡ／Ｄ変換器２の出力値ｆ
2 （ｘ）からそのときのアナログの入力値ｘを求めるこ
とができる。このアナログの入力値ｘを部品のばらつき
誤差がない理想の入出力特性式（２）に代入すると、 ｆ1 （ｘ）＝ａ1 α｛ｆ2 （ｘ）−ｆ2 （０）｝／｛ｆ2 （α）−ｆ2 （０）｝ ＋ｂ1 …（９） となり、入力値ｘに対して回路の誤差を較正したＡ／Ｄ
変換値ｆ1 （ｘ）を得ることができる。
【００３０】つまり、アナログ入力Ａ／Ｄ変換出力の較
正用の基準値入力０，αに対するそれぞれの出力ｆ
2 （０），ｆ2 （α）が得られれば、任意のアナログ入
力に対する理想変換値を逆算することができる。この逆
算には、前記式（９）にこの任意のアナログ入力値ｘに
対するＡ／Ｄ変換値ｆ2 （ｘ）を代入して計算すればよ
く、アナログ回路やＡ／Ｄ変換回路における部品定数の
ばらつき誤差に起因するオフセット値や増幅率の誤差を
吸収することができる。
正用の基準値入力０，αに対するそれぞれの出力ｆ
2 （０），ｆ2 （α）が得られれば、任意のアナログ入
力に対する理想変換値を逆算することができる。この逆
算には、前記式（９）にこの任意のアナログ入力値ｘに
対するＡ／Ｄ変換値ｆ2 （ｘ）を代入して計算すればよ
く、アナログ回路やＡ／Ｄ変換回路における部品定数の
ばらつき誤差に起因するオフセット値や増幅率の誤差を
吸収することができる。
【００３１】前記計算は、Ａ／Ｄ変換した値をマイクロ
コンピュータなどを用いて計算することができる。ま
た、較正用の０の入力やαの入力の指示もマイクロコン
ピュータによって行うことができる。図３は本発明の実
施例におけるリニア信号のアナログ自動較正の方法を示
すフローチャートである。
コンピュータなどを用いて計算することができる。ま
た、較正用の０の入力やαの入力の指示もマイクロコン
ピュータによって行うことができる。図３は本発明の実
施例におけるリニア信号のアナログ自動較正の方法を示
すフローチャートである。
【００３２】本発明のリニア信号のアナログ自動較正の
方法は以下のステップによって行われる。 ステップＳ１：まず、マイクロコンピュータ３はＡ／Ｄ
変換器２にＡ／Ｄ変換指示を与える。ここでは、第１基
準値を入力する接続スイッチ１２をオンにしてアナログ
回路１０に基準値αに相当する電圧を入力する。
方法は以下のステップによって行われる。 ステップＳ１：まず、マイクロコンピュータ３はＡ／Ｄ
変換器２にＡ／Ｄ変換指示を与える。ここでは、第１基
準値を入力する接続スイッチ１２をオンにしてアナログ
回路１０に基準値αに相当する電圧を入力する。
【００３３】ステップＳ２：次に、マイクロコンピュー
タ３はＡ／Ｄ変換器２にＡ／Ｄ変換指示を与える。Ａ／
Ｄ変換器２は基準値αに対するＡ／Ｄ変換出力ｆ
2 （α）を出力する。 ステップＳ３：次に、マイクロコンピュータ３は第２基
準値を入力するスイッチ１１に基準値０の入力指示を与
える。こでは、第２基準値入力スイッチ１１をオンにし
て、アナログ回路１０の入力をアースする。
タ３はＡ／Ｄ変換器２にＡ／Ｄ変換指示を与える。Ａ／
Ｄ変換器２は基準値αに対するＡ／Ｄ変換出力ｆ
2 （α）を出力する。 ステップＳ３：次に、マイクロコンピュータ３は第２基
準値を入力するスイッチ１１に基準値０の入力指示を与
える。こでは、第２基準値入力スイッチ１１をオンにし
て、アナログ回路１０の入力をアースする。
【００３４】ステップＳ４：次に、マイクロコンピュー
タ３はＡ／Ｄ変換器２にＡ／Ｄ変換指示を与える。Ａ／
Ｄ変換器２は基準値０に対するＡ／Ｄ変換出力ｆ
2 （０）を出力する。 ステップＳ５：次に、マイクロコンピュータ３はアナロ
グ入力を接続するスイッチ１３にアナログ入力ｘの入力
指示を与える。
タ３はＡ／Ｄ変換器２にＡ／Ｄ変換指示を与える。Ａ／
Ｄ変換器２は基準値０に対するＡ／Ｄ変換出力ｆ
2 （０）を出力する。 ステップＳ５：次に、マイクロコンピュータ３はアナロ
グ入力を接続するスイッチ１３にアナログ入力ｘの入力
指示を与える。
【００３５】ステップＳ６：次に、マイクロコンピュー
タ３はＡ／Ｄ変換器２にＡ／Ｄ変換指示を与える。Ａ／
Ｄ変換器２はアナログ入力ｘに対するＡ／Ｄ変換出力ｆ
2 （ｘ）を出力する。 ステップＳ７：次に、マイクロコンピュータ３はｆ
2 （ｘ）を前記較正値の演算式（９）を用いてｆ
1 （ｘ）に較正する。
タ３はＡ／Ｄ変換器２にＡ／Ｄ変換指示を与える。Ａ／
Ｄ変換器２はアナログ入力ｘに対するＡ／Ｄ変換出力ｆ
2 （ｘ）を出力する。 ステップＳ７：次に、マイクロコンピュータ３はｆ
2 （ｘ）を前記較正値の演算式（９）を用いてｆ
1 （ｘ）に較正する。
【００３６】以上の説明においては、説明を分かりやす
くするために既値の較正値として０とαとを用いている
が、０の代わりに任意の既知の値βでも同様に求めるこ
とができ、この場合の較正演算式ｆ1 （ｘ）は ｆ1 （ｘ）＝ａ1 ［（β−α）ｆ2 （Ｘ）−｛βｆ2 （α）−αｆ2 （β）｝］ ／｛ｆ2 （β）−ｆ2 （α）｝＋ｂ1 …（１０） となり、この較正演算式によって真値を計算できる。
くするために既値の較正値として０とαとを用いている
が、０の代わりに任意の既知の値βでも同様に求めるこ
とができ、この場合の較正演算式ｆ1 （ｘ）は ｆ1 （ｘ）＝ａ1 ［（β−α）ｆ2 （Ｘ）−｛βｆ2 （α）−αｆ2 （β）｝］ ／｛ｆ2 （β）−ｆ2 （α）｝＋ｂ1 …（１０） となり、この較正演算式によって真値を計算できる。
【００３７】以上アナログ入力は電圧を想定して説明し
たが、電流あるいは抵抗値でも同様に扱うことができ
る。前記説明による本発明のリニア信号のアナログ自動
較正の方法は、図２において接続スイッチ１１〜１３に
よってアナログ回路１０に信号を切り換えて入力するも
のであるが、この方法は同様にして図１の本発明の非線
形センサからの出力信号を処理する回路部分において適
用することができる。
たが、電流あるいは抵抗値でも同様に扱うことができ
る。前記説明による本発明のリニア信号のアナログ自動
較正の方法は、図２において接続スイッチ１１〜１３に
よってアナログ回路１０に信号を切り換えて入力するも
のであるが、この方法は同様にして図１の本発明の非線
形センサからの出力信号を処理する回路部分において適
用することができる。
【００３８】図１においては、非線形センサとしてセン
サ抵抗を適用したものであり、図２の基準値入力０、基
準値入力α、及びアナログ入力としてそれぞれ基準抵抗
β４３、基準抵抗α４２、及びセンサ抵抗ｒ４１からの
抵抗値を入力するものである。この実施例においては、
非線形センサとしてセンサ抵抗を用いているが、その他
の非線形センサを適用することもできる。
サ抵抗を適用したものであり、図２の基準値入力０、基
準値入力α、及びアナログ入力としてそれぞれ基準抵抗
β４３、基準抵抗α４２、及びセンサ抵抗ｒ４１からの
抵抗値を入力するものである。この実施例においては、
非線形センサとしてセンサ抵抗を用いているが、その他
の非線形センサを適用することもできる。
【００３９】前記基準抵抗β４３、基準抵抗α４２、及
びセンサ抵抗ｒ４１の抵抗／電圧変換器１への入力の選
択はマイクロコンピュータ３からの基準値１入力指示、
基準値２入力指示、及びセンサ入力指示の指示信号を、
各基準抵抗α４２、基準抵抗β４３、及びセンサ抵抗ｒ
４１に設けられる接続スイッチ４４〜４６に入力するこ
とによって行われる。
びセンサ抵抗ｒ４１の抵抗／電圧変換器１への入力の選
択はマイクロコンピュータ３からの基準値１入力指示、
基準値２入力指示、及びセンサ入力指示の指示信号を、
各基準抵抗α４２、基準抵抗β４３、及びセンサ抵抗ｒ
４１に設けられる接続スイッチ４４〜４６に入力するこ
とによって行われる。
【００４０】なお、図１の非線形センサ入力回路は概略
を示したものであり、実際の測定回路においては非線形
センサ４１及び基準抵抗４２，４３と抵抗／電圧変換器
１との間のケーブル抵抗による影響を補正するために図
１０のような回路構成をとるが、この説明においては図
１によって説明する。マイクロコンピュータ３は基準値
として既知の基準抵抗α４２、基準抵抗β４３及び測定
対象であるセンサ抵抗ｒ４１に対して順次入力指示し、
抵抗／電圧変換器１及びＡ／Ｄ変換器２を介してそれに
対応するＡ／Ｄ変換値ｆ2 （α）、ｆ 2 （β）、及びｆ
2 （ｒ）を得る。
を示したものであり、実際の測定回路においては非線形
センサ４１及び基準抵抗４２，４３と抵抗／電圧変換器
１との間のケーブル抵抗による影響を補正するために図
１０のような回路構成をとるが、この説明においては図
１によって説明する。マイクロコンピュータ３は基準値
として既知の基準抵抗α４２、基準抵抗β４３及び測定
対象であるセンサ抵抗ｒ４１に対して順次入力指示し、
抵抗／電圧変換器１及びＡ／Ｄ変換器２を介してそれに
対応するＡ／Ｄ変換値ｆ2 （α）、ｆ 2 （β）、及びｆ
2 （ｒ）を得る。
【００４１】入力ｒに対する理想のＡ／Ｄ変換値をｆ1
（ｒ）とすると、ｆ1 （ｒ）は前記式（１）から以下の
様に表される。 ｆ1 （ｒ）＝ａ1 ｒ＋ｂ1 …（１１） よって較正演算式（１０）からｆ1 （ｒ）は、 ｆ1 （ｒ）＝ａ1 ［（β−α）ｆ2 （Ｘ）−｛βｆ2 （α）−αｆ2 （β）｝］ ／｛ｆ2 （β）−ｆ2 （α）｝＋ｂ1 …（１２） と表すことができる。
（ｒ）とすると、ｆ1 （ｒ）は前記式（１）から以下の
様に表される。 ｆ1 （ｒ）＝ａ1 ｒ＋ｂ1 …（１１） よって較正演算式（１０）からｆ1 （ｒ）は、 ｆ1 （ｒ）＝ａ1 ［（β−α）ｆ2 （Ｘ）−｛βｆ2 （α）−αｆ2 （β）｝］ ／｛ｆ2 （β）−ｆ2 （α）｝＋ｂ1 …（１２） と表すことができる。
【００４２】前記式（１２）によって得られるＡ／Ｄ変
換値ｆ1 （ｒ）は抵抗ｒに対して線形な値とすることが
できる。しかしながら、このＡ／Ｄ変換値ｆ1 （ｒ）は
本来計測しようとしている温度に対しては、そのセンサ
の持つ非線形性によって線形な値となっていない。この
非線形な値を線形な温度にもどすには、従来と同様の手
法を適用することができる。つまり、マイクロコンピュ
ータ３は較正されたＡ／Ｄ変換値ｆ1 （ｒ）に対応する
温度を記したＲＯＭなどのデータテーブルを参照するこ
とによって、対応する温度を読出して測定温度を得るこ
とができる。
換値ｆ1 （ｒ）は抵抗ｒに対して線形な値とすることが
できる。しかしながら、このＡ／Ｄ変換値ｆ1 （ｒ）は
本来計測しようとしている温度に対しては、そのセンサ
の持つ非線形性によって線形な値となっていない。この
非線形な値を線形な温度にもどすには、従来と同様の手
法を適用することができる。つまり、マイクロコンピュ
ータ３は較正されたＡ／Ｄ変換値ｆ1 （ｒ）に対応する
温度を記したＲＯＭなどのデータテーブルを参照するこ
とによって、対応する温度を読出して測定温度を得るこ
とができる。
【００４３】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図１１は本発明の本発明の非線形センサに接続さ
れる回路の較正方法を説明する第２の実施例のブロック
図である。図１の第１の実施例においては、抵抗／電圧
変換器１への入力として接続スイッチ４４〜４６により
センサ抵抗ｒ４１、基準抵抗α４２、及び基準抵抗β４
３を選択して入力しているが、図１１に示す第２の実施
例においてはセンサ抵抗ｒ４を抵抗／電圧変換器１に接
続したままとし、該センサ抵抗ｒ４によって測定される
測定対象そのものを変更するものである。この測定対象
そのものの変更は、マイクロコンピュータ３からの測定
値入力指示、基準値１入力指示、及び基準値２入力指示
によって行われる。
する。図１１は本発明の本発明の非線形センサに接続さ
れる回路の較正方法を説明する第２の実施例のブロック
図である。図１の第１の実施例においては、抵抗／電圧
変換器１への入力として接続スイッチ４４〜４６により
センサ抵抗ｒ４１、基準抵抗α４２、及び基準抵抗β４
３を選択して入力しているが、図１１に示す第２の実施
例においてはセンサ抵抗ｒ４を抵抗／電圧変換器１に接
続したままとし、該センサ抵抗ｒ４によって測定される
測定対象そのものを変更するものである。この測定対象
そのものの変更は、マイクロコンピュータ３からの測定
値入力指示、基準値１入力指示、及び基準値２入力指示
によって行われる。
【００４４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非線形センサに接続されて該非線形センサの測定出力値
を処理し、該処理信号をマイクロコンピュータによる処
理回路の較正を行う方法を採用することで、以下に記載
した効果を奏する。 （１）本発明によれば非線形センサ信号に対しても、そ
の入力部からＡ／Ｄ変換出力までをマイクロコンピュー
タなどにより自動較正できるので省略化できコストを低
下させることができる。 （２）また、人手を省くことによって調整精度をあげる
ことができる。
非線形センサに接続されて該非線形センサの測定出力値
を処理し、該処理信号をマイクロコンピュータによる処
理回路の較正を行う方法を採用することで、以下に記載
した効果を奏する。 （１）本発明によれば非線形センサ信号に対しても、そ
の入力部からＡ／Ｄ変換出力までをマイクロコンピュー
タなどにより自動較正できるので省略化できコストを低
下させることができる。 （２）また、人手を省くことによって調整精度をあげる
ことができる。
【図１】本発明の実施例による非線形センサに接続され
る回路の較正方法を説明するブロック図である。
る回路の較正方法を説明するブロック図である。
【図２】本発明の実施例による非線形センサに接続され
る回路のＡ／Ｄ変換回路の較正方法を説明するブロック
図である。
る回路のＡ／Ｄ変換回路の較正方法を説明するブロック
図である。
【図３】本発明の実施例におけるリニア信号のアナログ
自動較正の方法を示すフローチャートである。
自動較正の方法を示すフローチャートである。
【図４】従来の非線形センサなどの出力信号を処理する
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】従来の較正方法による回路構成図である。
【図６】従来の較正方法の手順図である。
【図７】アナログ信号入力をＡ／Ｄ変換しマイクロコン
ピュータに入力するブロック図である。
ピュータに入力するブロック図である。
【図８】Ａ／Ｄ変換回路の入出力特性図である。
【図９】従来のＡ／Ｄ変換回路の較正方法を説明するブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１０】非線形センサによる測定回路図である。
【図１１】本発明の本発明の非線形センサに接続される
回路の較正方法を説明する第２の実施例のブロック図で
ある。
回路の較正方法を説明する第２の実施例のブロック図で
ある。
１ 抵抗／電圧変換器 ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ マイクロコンピュータ ４ センサ抵抗 １０ アナログ回路 １１〜１３ 接続スイッチ ４１ センサ抵抗 ４２ 基準抵抗α ４３ 基準抵抗β ４４〜４６ 接続スイッチ
Claims (5)
- 【請求項１】 非線形性を有する非線形センサに接続さ
れて前記非線形センサの測定出力値を処理し、該処理信
号をマイクロコンピュータに入力する処理回路の較正を
行う方法において、 （ａ）較正用の既知の入力値を前記処理回路に入力して
前記処理回路の回路特性を求め、 （ｂ）前記処理回路の回路特性から前記処理回路の較正
された入出力関係を求め、 （ｃ）前記処理回路の較正された入出力関係から前記非
線形センサの測定出力値に対する前記処理回路の較正さ
れた出力値を求め、 （ｄ）前記マイクロコンピュータにおいて、前記処理回
路の較正された出力値に対して前記非線形センサと逆特
性の非線形／リニア変換を行うことを特徴とする非線形
センサ接続回路の自動較正方法。 - 【請求項２】 前記処理回路はアナログ回路を含む回路
である請求項１記載の非線形センサ接続回路の自動較正
方法。 - 【請求項３】 前記処理回路はＡ／Ｄ変換回路を含む回
路である請求項１記載の非線形センサ接続回路の自動較
正方法。 - 【請求項４】 前記較正用の既知の入力値及び前記非線
形センサの測定出力値の前記処理回路への入力制御は、
前記マイクロコンピュータによって行われる請求項１記
載の非線形センサ接続回路の自動較正方法。 - 【請求項５】 前記非線形／リニア変換は前記非線形の
特性を記憶した記憶手段によって行われる請求項１記載
の非線形センサ接続回路の自動較正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20152592A JPH0653830A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 非線形センサ接続回路の自動較正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20152592A JPH0653830A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 非線形センサ接続回路の自動較正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653830A true JPH0653830A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16442493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20152592A Pending JPH0653830A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 非線形センサ接続回路の自動較正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653830A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017079418A (ja) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | 日本電信電話株式会社 | センサインタフェースキャリブレーション装置 |
| CN109388858A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-26 | 西安航空电子科技有限公司 | 基于头脑风暴优化算法的非线性传感器校正方法 |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP20152592A patent/JPH0653830A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017079418A (ja) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | 日本電信電話株式会社 | センサインタフェースキャリブレーション装置 |
| CN109388858A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-26 | 西安航空电子科技有限公司 | 基于头脑风暴优化算法的非线性传感器校正方法 |
| CN109388858B (zh) * | 2018-09-17 | 2023-04-07 | 西安航空电子科技有限公司 | 基于头脑风暴优化算法的非线性传感器校正方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001003 |