JPH0697169B2 - センサ信号の温度補償方法 - Google Patents

センサ信号の温度補償方法

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JPH0697169B2
JPH0697169B2 JP58055355A JP5535583A JPH0697169B2 JP H0697169 B2 JPH0697169 B2 JP H0697169B2 JP 58055355 A JP58055355 A JP 58055355A JP 5535583 A JP5535583 A JP 5535583A JP H0697169 B2 JPH0697169 B2 JP H0697169B2
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    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/025—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning with temperature compensating means

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、縦軸に出力電圧をとり、横軸に測定量をとっ
て示される特性曲線が十分に直線的な特性を有し、測定
量の加わってない状態における出力電値（オフセット
値）は第１の温度係数を有し、前記特性曲線の傾きは第
２の温度係数を有し、前記２つの温度係数の商は近似的
に一定である、センサのセンサ信号の温度補償方法に関
する。
そのセンサ信号が少くとも近似的には測定値に直線的に
依存するセンサは公知である（例えばモトローラ社製
“MPX−100圧力センサ素子EE81−347,1981"）。この場
合、測定量が加わつていない状態におけるセンサ信号
は、一般にオフセツト（Offset）値信号と呼ばれる。さ
らに、この種のセンサが温度係数を有することも公知で
ある。それは、オフセツトの温度係数と、少くとも近似
的に直線的な特性曲線の傾きの温度係数とに区別され
る。
次のようにしてセンサ信号の温度依存性を補償すること
も公知である。つまり、測定回路の中に複数のポテンシ
ヨメータを設け、それによつて、上述の温度係数を補償
するような特性曲線をポテンシヨメータの中で発生する
のである。
しかしこの公知装置には、その構造が極めて複雑だとい
う欠点がある。例えば、多数の調整素子が設けられてい
るので、１つの調整素子を調整すると、別の調整素子も
調整しなければならない。そのため、正確な調整を行な
うには複雑かつ精密な制御技術上の対策を必要とする。
その他にこの装置には、その構造が複雑なために、別の
温度依存性が発生する危険もある。
発明の構成と効果 これに対して、特許請求の範囲第１項記載の特徴を有す
る本発明の方法は、長時間にわたつて安定なわずかの基
本量を知ることにより、温度に依存する測定値を正確に
検出できるという利点がある。
実施態様項には、本発明による方法の有利な態様が記載
されている。それによれば、評価の手段となる関係式を
適切に選択し、制限量を適切に供給すれば、マイクロコ
ンピユータを有する評価回路によつて極めて簡単に補償
を行なうことができる。
その他の利点については、実施例の説明において詳しく
述べる。
実施例の説明 次に図面を参照しながら本発明について詳しく説明す
る。
第１図には種々異なる温度に対するセンサの出力信号が
測定量ｘに亘って示されている。この出力信号は電圧で
あり、図ではほぼ直線的に近似している複数の特性曲線
群10,11,12,13で示されている。この出力信号は電圧で
あり、当該特性図の縦軸にＵ（X,T）で示されている。
この信号は測定量Ｘ及び周囲温度Ｔに移存して変化す
る。
当該特性図の横軸に示されているｘは、例えば圧力、
力、加速度、流量等の測定量であり、当該センサの種類
に応じて異なるものである。つまり例えば圧力センサの
場合には圧力を示す。周知のようにｘは一般的に測定量
を表す符号である。
本発明による方法に用いられるセンサは次のような特性
を有する特殊なセンサである。すなわちその出力信号が
直線的であり、かつ図１に示されているように出力信号
の複数の特性曲線群が一つの点で交差しているような特
性を有しているセンサである。それにより本発明の方法
は実施可能となる。
特性曲線10,11,12,13は、所謂ｙ接片値ないしオフセツ
ト値（Ｕoff）および傾きｋによつて特徴づけられる。
これは第１図の特性曲線12に例示してある。２つの値Ｕ
off′ｋはそれぞれ温度係数をもつている。従つて、温
度Ｔに応じてパラメータが変化すると、第１図に10,11,
12,13で示すような特性曲線が得られる。
任意の特性曲線について次式が成立つ。
Ｕ（x,T）＝Ｕoff＋kx 温度が△Ｔだけ変化すると、 Ｕ（x,T）′＝（Ｕoff＋TKoff△Ｔ）＋（ｋ＋TKｘ△
Ｔ）ｘ となる。ただし、TKoffはｙ接片の温度係数、TKｋは傾
きの温度係数である。２つの特性曲線の交点は次式から
求められる Ｕ′−Ｕ＝Ｏ 従つて横軸値は Ｘ＝−TKoff/TKｋ これは、オフセツトの温度係数と傾きの温度係数との商
が一定の時、上述したすべての特性曲線は１つの点で交
わる、ということを意味する。第１図に示した例でいえ
ば、この交点は、座標ＵＯ,XＯを有する点14である。
この特性は、本発明により、任意のセンサ信号Ｕ
（X,T）から対応する測定値Ｘ（Ｔ）を検出するために
利用される。第２図を用いてこの点について詳述する。
第２図は圧力センサの場合を示している。この圧力セン
サでは、圧力Ｐおよび周囲温度Ｔに依存してセンサ電圧
Ｕ（P,T）が調整される。特性曲線群の交点14は座標Ｕ
Ｏ,PＯを有しており、この座標は所定のセンサに対して
検出可能である。センサは、所定温度において電圧ＵＴ
を発生する。その測定点15ないし測定値ＰＴを検出する
ために、点15の横軸値であるＰＴが、温度に依存する傾
きｋ、点14の座標、およびセンサ信号ＵＴから求められ
る。前記傾きｋは次式から求められる。
ｋ＝ｋＯ（１＋TKｋ△Ｔ） この場合、ｋＯは基準温度における特性曲線の傾きであ
る。基準温度からの偏差値△Ｔはこの基準温度に関係し
ている。
点15の横軸値は次式から算出される。
ＰＴ＝ＰＯ＋（ＵＴ−ＵＯ）/k ないしは ＰＴ＝ＰＯ＋（ＵＴ−ＵＯ）/kＯ（１＋TKｋ△Ｔ） 第３図は、上述の方法に基いて温度補償を行なう評価回
路を示している。評価回路はマイクロコンピユータ20を
有し、それは詳しく説明しない入／出力回路21と作用接
続されている。さらにメモリ22とA/D変換器23が設けら
れている。素子20,22,23は、公知のようにデータバス24
およびアドレスバス25を介して相互接続されている。入
力量はセンサ26,27を介してA/D変換器23に供給される。
その場合、センサ26は本来の測定センサ、例えば圧力セ
ンサであり、センサ信号Ｕ（P,T）を供給する。センサ2
7は温度センサである。それは、28で示すように本来の
測定センサ26のすぐ近くに配置されている。温度センサ
27は、センサの温度に依存する信号Ｕ（Ｔ）を供給す
る。
本発明の第１の実施例では、点14の座標ＵＯ,xＯがポテ
ンシヨメータ29,30を介してA/D変換器23に供給される。
従つて、補償値の計算の度にA/D変換器23が呼出され、
温度補償にあたつて値ＵＯ,xＯが考慮される。この補償
プロセスには、後の時点、例えばセンサ26を交換する時
に、値ＵＯ,xＯを事後調整できるという利点がある。
このことは本発明の別の実施例にもあてはまる。この実
施例では、31で示すように、値ｘＯ,UＯがデジタル信号
としてマイクロコンピユータ20の切換入力側に直接に供
給される。
本発明の第３の実施例では、32で示すように、値ＵＯ,x
Ｏはメモリ22の中にフアイルされる。それにより、最小
の障害発生率でかなり速く信号にアクセスすることが可
能になる。この構成は、値ＵＯ,xＯが不変の時に利用す
ると有利である。
当然のことであるが、上述の方法およびそれに対応する
評価回路は、圧力センサだけに限定されるものではな
く、温度に依存するすべてのセンサに対して有利に利用
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は１つのセンサの複数の特性曲線を示す線図、第
２図は圧力センサのセンサ信号から測定値を求める場合
を示す線図、第３図は本発明の方法に基いて温度補償を
行なう評価回路のブロツク図である。 20……マイクロコンピユータ、21……入／出力回路、22
……メモリ、23……A/D変換器、24……データバス、25
……アドレスバス、26……測定センサ、27……温度セン
サ、29,30……ポテンシヨメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンフレ−ト・シエンク ドイツ連邦共和国フエルバツハ・ネツカル シユトラ−セ12 (72)発明者 ハンス−イエルク・シユミツト ドイツ連邦共和国ランゲナウ・ウンテレ・ ベルクシユトラ−セ12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】縦軸に出力電圧（Ｕ（X,T））をとり、横
    軸に測定量（Ｘ（Ｔ））をとって示される特性曲線（1
    0,11,12,13）が十分に直線的な特性を有し、 測定量の加わってない状態における出力電圧値（オフセ
    ット値）（Ｕoff）は第１の温度係数（TKoff）を有し、 前記特性曲線（11,12,13,14）の傾き（Ｋ）は第２の温
    度係数（TKＫ）を有し、 前記２つの温度係数（TKoff,TKＫ）の商は近似的に一定
    である、センサのセンサ信号の温度補償方法において、 異なるセンサ温度（Ｔ）で得られる複数の特性曲線（1
    0,11,12,13）の交点（14）の座標（ＵＯ,XＯ）と、セン
    サ信号（Ｕ（X,T））と、センサ温度（Ｔ）を求め、 センサ信号（Ｕ（X,T））と、センサ温度の基準温度か
    らの偏差値（ΔＴ）と、交点（14）の座標（ＵＯ,XＯ）
    と、基準温度における特性曲線の傾き（Ｋ０）と、温度
    係数（TKoff,TKＫ）から測定値（Ｘ（Ｔ））を決定する
    ことを特徴とする、センサ信号の温度補償方法。
  2. 【請求項２】前記測定値は圧力値（Ｐ（Ｔ））であり、
    この圧力値が次式に従って決定され、 （Ｐ（Ｔ））＝ＰＯ＋（Ｕ（P,T）−ＵＯ）/k0（１＋TK
    ＫΔＴ） その際k0が基準温度における特性曲線の傾きである特許
    請求の範囲第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】少なくとも１つのマイクロコンピュータ
    （20）およびA/D変換器（23）を有する評価回路によっ
    て温度補償を行ない、その場合に前記交点（14）の座標
    をポテンショメータ（29,30）を介してA/D変換器（23）
    に供給する特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
    法。
  4. 【請求項４】少なくとも１つのマイクロコンピュータ
    （20）およびA/D変換器（23）を有する評価回路によっ
    て温度補償を行い、その場合に前記点（14）の座標をデ
    ジタル信号（31）として直接マイクロコンピュータ（2
    0）に供給する特許請求の範囲第１項または第２項に記
    載の方法。
  5. 【請求項５】少なくとも１つのマイクロコンピュータ
    （20）、A/D変換器（23）およびメモリ（22）を有する
    評価回路によって温度補償を行い、その際点（14）の座
    標が固定値（32）としてメモリ（22）の中にファイルさ
    れている特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方
    法。
JP58055355A 1982-04-05 1983-04-01 センサ信号の温度補償方法 Expired - Lifetime JPH0697169B2 (ja)

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DE32126115 1982-04-05
DE3212611.5 1982-04-05

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JPS59660A JPS59660A (ja) 1984-01-05
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