JPH0664678B2 - アナログ入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はアナログ信号をディジタル信号に変換するア
ナログ入力装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来のこの種の装置を示すブロック図で、図に
おいて（１），（２），（６）はそれぞれアナログ信号
源、（７）はマルチプレクサ、（11）はアナログディジ
タル変換装置で、この場合のアナログディジタル変換装
置（11）は増幅器（21）、アナログディジタル変換器
（以下Ａ／Ｄと略記する）（22）、データレジスタ（1
0）から構成される。（12）は通信変換装置であって、
データレジスタ（10）に一時記憶されたデータを読出し
伝送に適した信号形態にして上位制御部等へ伝送する。

アナログ信号源（１），（２），（６）はたとえば各種
のセンサであり、このセンサが熱電対のような場合に
は、上位制御部等において必要とするデータは熱電対に
よって測定した温度であるが、この温度と熱電対から出
力する電圧とは線形な関係になく、かつこの関係が熱電
対の種類により異なる。更に、増幅器（21）、Ａ／Ｄ
（22）のゲイン、オフセットが変動し、かつ増幅器（2
1）のボリューム等でスパン調整等を行うことが必要で
ある。

信号の線形化、警報チェック、物理単位への変換演算、
シーケンス機能などは上位制御部において行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の装置は以上のように構成されているため、特に測
定点が多くなった場合、調整箇所が多くなり、又信号の
線形化、物理単位への変換演算等のため上位制御部の演
算負荷が大きくなり、特にアナログ信号源が熱電対であ
る場合は熱電対の種類により個別に線形化及びスパン調
整をする必要があるが、この処理が困難である等の問題
点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、この発明ではアナログディジタル変換装置の
ゲインオフセット補正が自動的に可能であり、信号の線
形化及びスパン調整も自動的に可能であるアナログ入力
装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の装置ではＡ／Ｄの後段に補正部を設け、かつ
少くとも２種類の基準電圧発生回路を置き、この基準電
圧発生回路の出力の基準電圧がアナログディジタル変換
装置に入力される場合のアナログディジタル変換装置の
出力を用いてゲイン及びオフセットの補正を施し、かつ
アナログ信号源の種類に対応してスパン補正、線形化等
を施すことにした。

〔作用〕 アナログディジタル変換装置のゲイン及びオフセットが
自動的に補正され、かつアナログ信号源の種類に対応し
たスパン補正、線形化等の処理が自動的に施された信号
が出力される。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を図面について説明する。第１図
はこの発明の一実施例を示すブロック図であって、第２
図と同一符号は同一又は相当部分を示し、（23）は測定
点１点ごとの測定範囲等を記憶している記憶部、（24）
は補正部、（25）はインタフェイス、（26）は制御部、
（27），（28）はそれぞれ基準電圧発生回路、（31），
（32），（36）はそれぞれフィルタである。但し雑音レ
ベルが充分に低いアナログ信号源に対してはフィルタは
必要ない。

次に補正部（24）におけるゲインとオフセットの補正に
ついて説明する。アナログ信号源（１），（２），
（６）の出力電圧をそれぞれｖ_１,v_２,v_６とし、基準電
圧発生回路（27），（28）の電圧値をそれぞれＶ_{２ ７},V
_{２ ８}とし、これら電圧を増幅器（21）に入力した場合の
Ａ／Ｄ（22）の出力をそれぞれｄ_１,d_２,d_６,d_{２ ７},d_２
８とすれば、ｖ_１＝ｋ_１ｄ_１＋ａ_１…（１）、ｖ_２＝ｋ
_２ｄ_２＋ａ_２…（２）、ｖ_６＝ｋ_６ｄ_６＋ａ_６…
（３）、Ｖ_{２ ７}＝ｋ_{２ ７}ｄ_{２ ７}＋ａ_{２ ７}…（４）、Ｖ_２
８＝ｋ_{２ ８}ｄ_{２ ８}＋ａ_{２ ８}…（５）で表すことができ
る。増幅器（21）とＡ／Ｄ（22）でアナログディジタル
変換装置を構成しているとし、入力ｖ_１,v_２,v_６,
V_{２ ７},V_{２ ８}の範囲ではこのアナログディジタル変換装
置のゲインとオフセットが一定であるとすれば、ｋ_１＝
ｋ_２＝ｋ_６＝ｋ_{２ ７}＝ｋ_{２ ８}＝ｋ…（６）、ａ_１＝ａ_２
＝ａ_６＝ａ_{２ ７}＝ａ_{２ ８}＝ａ…（７）であり、式
（４），（５）からｋ＝（Ｖ_{２ ７}−Ｖ_{２ ８}）／（ｄ_{２ ７}
−ｄ_{２ ８}）…（８）、ａ＝Ｖ_{２ ８}−kd_{２ ８}…（９）を得
るので、 を得る。

Ｖ_{２ ７},V_{２ ８}は既知であるので、ｄ_{２ ７},d_{２ ８}を測定す
れば、ｄ_１,d_２,d_６の値から式（10），（11），（12）
によってｖ_１,v_２,v_６を算出することができる。

また、記憶部（23）には各アナログ信号入力に対応し、
測定したい電圧の下限値V_Aと上限値V_B、及びV_A,V_Bにそ
れぞれ対応するＡ／Ｄ（22）を記憶しておけばスパン補
正は の演算によって行うことができる。

また、補正部（24）に線形化の機能を付加することも可
能である。たとえば、熱電対発生電圧対温度の変換デー
タテーブルをROMの形で記憶部（23）に記憶し、ゲイン
及びオフセットの補正を行った後の発生電圧のデータに
よって記憶部（23）内のデータテーブルを検索して温度
を表すディジタル数を得ることができる。

また、熱電対におけるゼロ点補償は端子の温度に対応し
た電圧をマルチプレクサの切換により増幅器（21）に入
力して上述の方法と同様の方法によって補正を行うこと
ができる。この目的のために基準電圧発生回路（27），
（28）の外に更に１個の基準電圧発生回路が設けられ
る。したがって、マルチプレクサ（20）を経て入力され
るアナログ信号が熱電対の発生電圧である場合、補正部
（24）が行なう演算処理は次のとおりになる。

（イ） Ａ／Ｄ（22）の出力がｄであるとき熱電対の真
の発生電圧ｖは式（10）に対応し によって算出され、 （ロ）発生電圧ｖに対応する温度Ｔは Ｔ＝ｆ（ｖ）＋T_O …（15） によって算出される。但しｆ（ｖ）は記憶部（23）内の
データテーブルから得られる。T_Oはゼロ点補償として用
いる基準接点の温度である。

（ハ）更に式（13）に対応するスパン補正を の演算により行う。制御部（26）はたとえばプログラム
制御によりＡ／Ｄ（22）、補正部（24）、インタフエイ
ス（25）の動作を制御する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、アナログ信号電圧を増
幅後ディジタル信号に変換し、ゲイン、オフセット補正
を行い、必要な場合は線形化処理及びアナログ信号電圧
が熱電対の発生電圧である場合は冷点補償処理を行った
上、更に必要な場合スパン補正を行うという処理を自動
的に済せたデータを出力するので、上位制御部で用いる
に適した形のデータが正確に得られるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は従来の装置を示すブロック図である。 図において、（１），（２），（６）はそれぞれアナロ
グ信号源、（20）はマルチプレクサ、（21）は増幅器、
（22）はＡ／Ｄ、（23）は記憶部、（24）は補正部、
（25）はインタフェイス、（26）は制御部、（26），
（27）はそれぞれ基準電圧発生回路である。 尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のアナログ信号及び少なくとも２種類
   の基準電圧発生回路の出力のうちから任意の一つを選択
   してアナログディジタル変換装置の入力として接続する
   マルチプレクサ、上記２種類の基準電圧発生回路の出力
   が各々上記アナログディジタル変換装置の入力として接
   続された場合の上記アナログディジタル変換装置の二つ
   の出力、及び上記複数のアナログ信号のうちから選択し
   た任意の一つのアナログ信号が上記アナログディジタル
   変換装置の入力として接続された場合の上記アナログデ
   ィジタル変換装置の出力から上記アナログディジタル変
   換装置のゲイン及びオフセットが一定に保たれているも
   のとして上記任意の一つのアナログ信号に対する上記ア
   ナログディジタル変換装置の出力にゲイン補正及びオフ
   セット補正を施す補正部を備えたことを特徴とするアナ
   ログ入力装置。