JPH0692986B2 - 複数計測器対応アナログ/ディジタル変換方式 - Google Patents

複数計測器対応アナログ/ディジタル変換方式

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JPH0692986B2
JPH0692986B2 JP1216319A JP21631989A JPH0692986B2 JP H0692986 B2 JPH0692986 B2 JP H0692986B2 JP 1216319 A JP1216319 A JP 1216319A JP 21631989 A JP21631989 A JP 21631989A JP H0692986 B2 JPH0692986 B2 JP H0692986B2
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【発明の詳細な説明】 (目次) ・概要 ・産業上の利用分野 ・従来の技術 第8,9図 ・発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するための手段 第1,2図 ・作用 ・実施例 第1の実施例 第3,4図 第2の実施例 第5,6図 第3の実施例 第7図 ・発明の効果 〔概要〕 複製計測器からのアナログ情報を選択して順次ディジタ
ル情報に変換する複数計測器対応アナログ/ディジタル
変換方式に関し、 コンデンサCが充電されるにに必要な最高時間を短縮す
ることにより、計測器からのデータを詳細に管理するこ
との可能な複数計測器対応アナログ/ディジタル変換方
式の提供を目的とし、 計測器の電圧測定範囲の最高電圧と最低電圧の平均電圧
を基準電圧として常時発生している基準電圧発生手段を
設け、 前記選択手段で前記複数電圧を順次選択して容量手段に
充電する際に、容量手段に一旦前記基準電圧を充電させ
てから前記計測器で計測された電圧を充電させるよう構
成するものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、複数計測器からのアナログ情報を順次選択し
てディジタル情報に変換する複数計測器対応アナログ/
ディジタル(A/Dと略す)変換方式に関する。
ビル管理システム等において、使用電力量,使用水量及
び室温等を管理する必要がある。この場合、各管理項目
の変化を一定範囲の電圧に変換しその電圧をディジタル
情報に変換してデータを取り込み管理が行われている。
ディジタル情報に変換する場合各項目ごとに変換器を用
いたのではコストが高いため、一つの変換器を用いて各
項目について順次A/D変換する複数計測器対応アナログ
/ディジタル変換方式が採用されている。
〔従来の技術〕 従来の構成図を第8図に示す。図中41は電力計測器、42
は温度計測器、43は水量計測器である。本従来例では以
上の3項目の管理を例として上げてある。またR11〜R32
は計測器側への影響を防止するための保護抵抗である。
以下第8図に示した従来例におけるタイムチャートを参
照して従来の技術を説明する。第9図の(a)はリレー
442,452の接続状態を、(b)はSW1,2のオン/オフ状態
を、(c)はコンデンサCの充電電圧状態を示す。この
コンデンサCはフライングキャパシタと呼ばれるもので
ある。
始めに、オン/オフ制御部46の制御について説明する。
オン/オフ制御部46はマルチプレクサ44,45とスイッチ
1,2(以下SW1,2とする)を交互にオン/オフさせるよう
制御するものである。マルチプレクサ44,45をオン/オ
フ制御するとは、マルチプレクサ44,45内のリレー442,4
52の接続/切断状態を意味するものである。また第9図
(a),(b)に示したように、マルチプレクサ44,45
のオン状態はT1時間またSW1,2のオン状態はT2時間であ
る。このT1時間はコンデンサCが計測器で計測された電
圧を充電するのに必要な最高充電時間である。またT2
コンデンサCの充電電圧がバッファアンプ27で増幅され
A/D変換器28でディジタル情報に変換され送信されるの
に必要な時間である。
次に接点制御部441,451の制御について説明する。ここ
での制御は第9図(a)に示したように、オン/オフ制
御部46の制御に従い、リレー442,452をオン状態とする
場合は図の如く接点1,接点2,接点3,接点1,接点2,接点3
・・・と順次切替えて接続制御を行うものである。
以上2つの制御部の制御に従って、まずリレー442,452
は接点1に接続されコンデンサCに電力計測器からの電
圧V1が充電される。この時SW1,2はオフ状態である。T1
時間後には、リレー442,452がオフ状態となりSW1,2がオ
ン状態となる。すると充電電圧値がバッファアンプ27を
介した後A/D変換器28によりディジタル情報として送信
される。次にSW1,2がオフ状態となり、リレー442,452が
接続点2に接続され温度計測器22からの電圧V2がコンデ
ンサCに充電される。この場合のコンデンサCの充電電
圧変化を(c)に示してある。こうして各項目の電圧が
ディジタル化され順次送信されることになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記の従来の技術における複数計測器対応アナログ/デ
ィジタル変換方式ではリレー一接点へのの接続時間をコ
ンデンサCが計測器からの電圧を充電するのに必要な最
長の時間T1としている。これは計測器の電圧測定範囲内
でコンデンサCが充電される電圧が最大に変化する場合
に対処可能とするためである。例えば計測器で計測され
る最高電圧をVmax、最低電圧をVmin、コンデンサCの充
電電圧をv0とすると、コンデンサCの充電電圧v0の最大
の変化は(Vmax−Vmin)となり、それに必要とする最長
充電時間T1は、 となる。ここで をA/D変換器の精度ηとして表せば、 T1=−C×R×lnη となる。抵抗Rは計測器側への影響を与えないための保
護抵抗である。
このため例えば電力計測器のデータをA/D変換器から送
信した後、次の電力計測器のデータを送信するまでに時
間がかかり、時々刻々変化する計測器のデータを詳細に
管理することができないという問題を生じていた。
そこで本発明では、コンデンサCが充電されるのに必要
な最高時間を短縮することにより、計測器からのデータ
を詳細に管理することの可能な複数計測器対応アナログ
/ディジタル変換方式の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の第1の手段の原理図を第1図に示す。図中K1
Knは計測器、11,12は選択手段、13は基準電圧発生手
段、14は容量手段である。
本発明は前記目的を達成する第1の手段として、計測器
K1〜Knの電圧測定範囲の最高電圧と最低電圧の平均電圧
を基準電圧として常時発生している基準電圧発生手段
13を設ける。そして、選択手段11,12で複数電圧v1〜vn
を順次選択して容量手段14に充電する際に、容量手段14
に一旦前記基準電圧を充電させてから前記計測器K1
Knで計測された電圧v1〜vnを充電させるよう構成するも
のである。
次に本発明の第2の手段の原理図を第2図に示す。図中
第1図と同一部材は同一符号を付す。また48はディジタ
ル/アナログ(D/A)変換部、49はA/D変換部28の変換結
果を計測器毎に記憶するメモリ部である。
本発明は前記目的を達成する第2の手段として、アナロ
グ/ディジタル変換部28の変換結果を計測器毎に記憶す
るメモリ部49と、該メモリ部49からの信号を変換するデ
ィジタル/アナログ変換部48を設ける。そして、前記選
択手段11,12で前記複数電圧を順次選択して容量手段14
に充電する際に、選択された電圧に対応する計測器の前
回の計測値を前記メモリ手段49から読みだし、ディジタ
ル/アナログ変換部48を介してアナログ変換して容量手
段14に一旦前回の計測電圧を充電させてから今回計測器
で計測された電圧を充電させるよう構成するものであ
る。
〔作用〕
前記第1の手段により計測器からの電圧を容量手段が充
電する際の、先に容量に充電されている電圧は常に基準
電圧となる。よって充電電圧の変化は最高でも(Vmax
)又は(−Vmin)である。従来、通常の場合各計
測器からの計測電圧にはバラツキがあり変化電圧の大き
いもの(Vmax−Vmin)に充電電圧時間を合わせるのに比
べ、計測器からの計測電圧を充電するのに要する時間は
短縮されることになる。
また容量手段を基準電圧に充電する場合は、計測器から
の電圧充電とは違い、基準電圧を与えるループ回路内に
保護抵抗等が存在しないため瞬時に充電を完了できる。
従って各計測器からの計測電圧を順次短時間にディジタ
ル変換し送信することが可能となり、各項目について敏
速な管理を行うことができる。
また第2の手段では、選択された計測器に対応する前回
の計測電圧が充電手段に先に充電されることになる。こ
の充電に要する時間は第1の手段同様に、前回の電圧値
を充電するループ回路内に保護抵抗等がないために短時
間で行える。
また本手段は特に計測値に変動が少ない場合に、予め今
回の計測器の電圧値の充電のための設定時間を短く設定
することができ、今回の計測電圧値を充電するのに要す
る時間は極めて短縮されることになる。
〔実施例〕
(第1の実施例) 本発明の一実施例の構成図を第3図に示す。本実施例で
は従来例同様に電力計測器21,温度計測器22及び水量計
測器23の3項目を例として上げる。また第2図の接点制
御部241,251及びリレー242,252は第1図の選択手段11,1
2に、第3図の電源は第1図の基準電圧発生手段13に
それぞれ対応するものである。ここで電源の値は =(Vmax+Vmin)/2 Vmax:計測器の最高測定電圧 Vmin:計測器の最低測定電圧 である。以下第4図の実施例のタイムチャートを参照し
て実施例を詳細に説明する。また第4図の(a)はリレ
ー242,252の接続状態を、(b)はSW1,2のオン/オフ状
態を、(c)はコンデンサCの充電状態を示す。
まず、オン/オフ制御部26及び接点制御部241,251の制
御について説明する。オン/オフ制御部26はまずT13
間接点制御部241,251をオン状態に,SW1,2をオフ状態に
制御する。その後逆にT12時間接点制御部241,251をオフ
状態に,SW1,2をオン状態に制御する。以下その繰り返し
の制御を行う。前記T13時間とはコンデンサCが計測器
からの電圧を充電されるのに必要な最長時間である。接
点制御部241,251の制御は第3図(a)示した如くオン
/オフ制御部26の制御に従って、接点1,接点4,接点2,接
点4,接点3,接点4,接点1というように接点1,2,3を順次
切替える際に接点4にT14時間接続した後に切替えるも
のである。
以上の制御に従ってシステムが運用される。まずリレー
242,252が接点1に接続される。この時SW1,2はオフ状態
である。電力計測器21で計測された電圧V1がコンデンサ
Cに充電される。その後リレー242,252がオフ制御され
逆にSW1,2がオン制御される。そして充電電圧値に従っ
てA/D変換されデータが送信されることになる。次に再
びSW1,2がオフ制御されリレーが接点4に接続される。
接点4に接続されるとコンデンサCは基準電圧である
に充電されることになる。次にリレー242,252は接点2
に接続され温度計測器22で計測された電圧V2がコンデン
サCに充電される。以下同様にして制御され、電力計測
器21,温度計測器22,水量計測器23の順にディジタルデー
タを送信されることになる。
上記に述べた制御における各時間T12,T13,T14について
説明する。時間T12は従来の技術と同様のコンデンサC
の充電電圧値をバッファアンプ27で増幅しA/D変換して
送信するのに必要な時間である。またT13は前記に述べ
たようにコンデンサCが計測器からの電圧を充電される
のに必要な最長時間である。つまり、この時間は計測器
からの電圧を充電しはじめる電圧から最高電圧Vmaxま
たは最低電圧Vminに充電電圧が到達するのに必要な最長
時間である。よってこの場合の時間T13は、 であるから、 となる。従って従来に比べリレーが一接点に連続して接
続する時間は同一精度ならばln2だけ短くなる。また時
間T14は電源がコンデンサCにに充電する時間であ
り、電源,リレー242,252及びコンデンサCによるルー
プ回路には保護抵抗等が存在しないことから瞬時に充電
が完了する。従って時間T12,T13,T14の関係は、 T13≧T12>>T14 の関係にある。よって、計測器からのデータが送信され
た後、同計測器からのデータが再び送信される総合的時
間も従来に比べ極めて短縮されることになる。
(第2の実施例) 次に本発明の第2の実施例を第5図に示す。図中第2,3
図と同一部材には同一符号を付すものとする。以下第6
図の本実施例におけるタイムチャートを参照して本実施
例を説明する。また第5図の(a)は242,252の接続状
態を、(b)はSW1,2のオン/オフ状態を、(c)はコ
ンデンサCの充電状態を示す。
本第2の実施例での各機能の制御動作は、コンデンサC
への充電の制御を除き第1の実施例と同等の制御が行わ
れるものである。このとき時間T12はT22に、T13はT
23に、T14はT24に対応するが、T13,T23についてはその
時間長が異なる。更に異なる動作としては、ディジタル
変換毎にメモリ部49の計測器に対応したアドレスにディ
ジタル値を記憶すること、また選択手段の接点が接点4
に制御された場合にメモリ部49に記憶されていた前回測
定の電圧値のディジタル信号がD/A変換部48でアナログ
信号に変換されコンデンサCに充電されるものである。
この一連の動作について第6図を参照して説明する。
まず、接点1において電力計測器21での電圧値が時間T
23でコンデンサCに電圧V11が充電され、時間T22で該値
がA/D変換部28でディジタル化され送信されるとともに
メモリ部49の電力計測器21に対応したアドレスに記憶さ
れる。次に接点が4になると同時に温度計測器22に対応
したメモリ部49のアドレスから前回の計測ディジタル値
が出力されるとともに、D/A変換部48でアナログ値V20
変換されコンデンサCに時間T24で充電される。ここで
この充電に要する時間は計測器からの充電時間に比べ、
第1の実施例同様、充電回路ループに保護抵抗等を含ま
ないため短時間に行うことができる。
続いて接点が2に変わると温度計測器22の今回の計測電
圧値V21が充電される。以後同様にして各計測器の前回
の電圧、今回の電圧と順次充電、ディジタル化及び送信
されることになる。
次に第6図のタイムチャートのT22、T23、TT24時間につ
いて説明する。
ここでjは接点に対応し、nは今回の値、n−1は前回
の値に対応するものであり、vjnは接点jに対応した計
測器の今回の計測値を表すものである。本実施例では前
記(vjn−Vjn-1)=ΔV、つまり各計測器での値の変化
が小さい程前記Δvが小さくなるから計測器での今回の
電圧値の充電に要する時間T13を短くすることができ
る。更に具体的に述べると、 (Vmax−)>(Vjn−Vjn-1) として時間T23を設定することにより充電時間を短縮す
ることができる。逆にいうと本実施例は計測記での計測
器の変化が小さいものに対し有効であるといえる。従っ
て、本発明はΔvが小さい計測器に対応させることによ
り第1の実施例以上に充電時間を短縮することができ
る。
(第3の実施例) 本発明の第3の実施例を第7図に示す。本実施例は予め
計測器毎に一日の時間的な計測値の変化推移等を調査し
ておくことにより、より効率のよい方式を提供するもの
である。
例えば電力計測器21では夜間と昼間での計測値の時間的
変化量が全く異なる場合(夜間は変化量が少なく、昼間
は変化量が大きい)、夜間については第2の実施例の方
式を、昼間は第1実施例の方式を採用する等切替えて使
用するものである。その再の制御としてはオン/オフ制
御部46内に、予め各測定器毎の時間的データの変換推移
に基づいてオン/オフ制御(接点制御)を設定すること
により容易に行える。
この場合には図の如く基準電圧用の接点4と前回電圧用
の接点5を設けて、接点制御することで行うことにな
る。更にどちらの変換方式を用いるかにより計測値の充
電時間を変化させておくことが必要となる。
また、計測器毎に第1及び第2の実施例の変換方式別々
の方式を用いることも可能である。その場合は各接点に
より接続時間を変化させることにより最適の計測値の充
電時間を確保することができる。よって更に最短時間で
の計測値充電が行えることになる。
以上本発明を実施例に従って説明してきたが、計測器等
他にも多種類存在するが、その計測変化を一定範囲内の
電圧に変換する方法をとるものであればどの様なもので
も本発明に適用される。
〔発明の効果〕
以上述べたとおり本発明により、計測器からの計測電圧
をコンデンサに充電するために、リレーを一接点に接続
しておく時間が大幅に短縮されることになり、基準電圧
を充電する時間を考えたとしても、総合的に計測値をコ
ンデンサに充電しディジタル化し送信する総時間を短縮
することができる。従って、各項目につき短い時間間隔
で詳細なデータが得られることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の手段の原理図、 第2図は本発明の第2の手段の原理図、 第3図は本発明の第1の実施例構成図、 第4図は第1の実施例におけるタイムチャート、 第5図は本発明の第2の実施例構成図、 第6図は第2の実施例におけるタイムチャート、 第7図は第3の実施例構成図、 第8図は従来の構成図、 第9図は従来におけるタイムチャートである。 図中 K1〜Kn……計測器 R11〜Rn1……保護抵抗 11,12……選択手段 13……基準電圧発生手段 14……容量手段 46オン/オフ制御部 48……D/A変換部 49……メモリ部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数計測器でそれぞれ計測された複数電圧
    を、選択手段(11,12)により順次選択し容量手段(1
    4)に充電して、該容量手段(14)の充電値(V)をデ
    ィジタル情報に変換して送信する複数計測器対応アナロ
    グ/ディジタル変換方式に於いて、 前記計測器の電圧測定範囲の最高電圧と最低電圧の平均
    電圧を基準電圧()として常時発生している基準電圧
    発生手段(13)を設け、 前記選択手段(11,12)で前記複数電圧を順次選択して
    容量手段(14)に充電する際に、容量手段(14)に一旦
    前記基準電圧を充電させてから前記計測器で計測された
    電圧を充電させることを特徴とする複数計測器対応アナ
    ログ/ディジタル変換方式。
  2. 【請求項2】複数計測器でそれぞれ計測された複数電圧
    を、選択手段(11,12)により順次選択し容量手段(1
    4)に充電して、該容量手段(14)の充電値(V)をデ
    ィジタル情報に変換して送信する複数計測器対応アナロ
    グ/ディジタル変換方式に於いて、 アナログ/ディジタル変換部(28)の変換結果を計測器
    毎に記憶するメモリ部(49)と、 該メモリ部(49)からの信号をアナログに変換するディ
    ジタル/アナログ変換部(48)を設け、 前記選択手段(11,12)で前記複数電圧を順次選択して
    容量手段(14)に充電する際に、選択された電圧に対応
    する計測器の前回の計測値を前記メモリ部(49)から読
    みだし、ディジタル/アナログ変換部(48)を介してア
    ナログ変換して容量手段(14)に一旦前回の計測電圧を
    充電させてから、今回計測器で計測された電圧を充電さ
    せることを特徴とする複数計測器対応アナログ/ディジ
    タル変換方式。
  3. 【請求項3】前記複数計測器のうちの一部の計測器は前
    記請求項1記載の変換方式を、他の計測器は前記請求項
    2記載の変換方式を用いることを特徴とする複数計測器
    対応アナログ/ディジタル変換方式。
  4. 【請求項4】前記複数計測器のうちの一部の計測器につ
    いて、時刻により前記請求項1記載の変換方式又は前記
    請求項2記載の変換方式を選択して用いることを特徴と
    する複数計測器対応アナログ/ディジタル変換方式。
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