JPS6319004A - 制御装置 - Google Patents

制御装置

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JPS6319004A
JPS6319004A JP16434286A JP16434286A JPS6319004A JP S6319004 A JPS6319004 A JP S6319004A JP 16434286 A JP16434286 A JP 16434286A JP 16434286 A JP16434286 A JP 16434286A JP S6319004 A JPS6319004 A JP S6319004A
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JP
Japan
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Pending
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JP16434286A
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English (en)
Inventor
Toshio Yomo
四方 敏雄
Masanori Matsumoto
松本 真則
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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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】 〔発明の分野〕 本発明は温度調節装置等の制御対象を設定値に制御する
制御装置に関し、特にその入力部に用いられるA/D変
換回路に特徴を有する制御装置に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明による制御装置は、現在値と設定値との差が所定
範囲を越える場合は入力センサ回路から得られる信号を
そのままA/D変換して制御部に与えると共に、現在値
が設定値近傍となればA/D変換出力をD/A変換器に
与えて再びアナログ信号とし、入力電圧との差を増幅し
てA/D変換器を用いて量子化誤差をA/D変換するこ
とによって上位ビット及び下位ビットの高精度のA/D
変換出力を得て制御対象を精密に制御するようにしたも
のである。
〔従来技術とその問題点〕
(従来技術) 従来の制御装置、例えば温度調節装置等ではセンサとし
て熱電対や白金抵抗線等が用いられる。
熱電対を用いたセンサ入力回路1は例えば第2図に示す
ように抵抗R1,冷接点補償抵抗R2及び抵抗R3,R
4によってブリッジ回路が形成され、その一端に熱電対
2が接続されて演算増幅器3によって電圧信号に変換さ
れる。又白金抵抗線を用いたセンサ入力回路4は、例え
ば第3図に示すように白金抵抗線5を含んで抵抗R5,
R6,R7によってブリッジ回路が形成され、その両端
の電圧変化が演算増幅器6によって増幅され電圧信号と
して出力される。
このような電圧信号をマイクロコンピュータを用いた制
御回路に温度データとして与える場合には、A/D変換
器が用いられる。A/D変換器は動作速度や分解能等に
よって種々の形式のものが実用化されている。従来の温
度調節装置は1つのA/D変換器の素子を用いて入力回
路の電圧信号をデジタル量に変換して制御回路に温度デ
ータを与えていた。そして温度調節装置では入力回路に
用いるA/D変換器によって入力の分解能が定まるため
、A/D変換器によって温度調節装置の性能が決定され
る。従って温度調節装置では制御対象を精密に温度制御
するためには分解能の高いA/D変換器を用いる必要が
ある。
(発明が解決しようとする問題点) そのため1つのA/D変換器を用いた制御装置では、A
/D変換器によってその性能が定まってしまうという問
題点があった。しかるに制御装置では設定値付近では高
精度が必要であるが、現在値が設定値と大きく離れてい
る場合にはあまり高精度でA/D変換する必要がない。
しかしながら1つのA/D変換器を用いているため現在
値の値にかかわらず固定された精度のA/D変換信号し
か得られず、高精度のA/D変換器を用いれば価格が大
幅にを上昇したり応答速度が遅くなることがあるという
問題点があった。
〔発明の目的〕
本発明はこのような従来の制御装置の問題点に鑑みてな
されたものであって、汎用のA/D変換器を用いて必要
な制御量では高精度を得ることができるようにすること
を技術的課題とする。
〔発明の構成と効果〕
(発明の構成) 本発明は制御対象の制御量を検出するセンサ入力回路と
、制御対象に制御操作を行う出力部、及びセンサ入力信
号に基づいて該出力部を制御する制御部と、を有する制
御装置であって、第1図に示すように、センサ入力回路
の入力信号をデジタル値に変換するA/D変換器、A/
D変換器と同一のビット数を有するD/A変換器、該D
/A変換器と入力信号との減算をするアナログ減算回路
、該アナログ減算回路の出力を増幅し該A/D変換器に
与える増幅器を有するA/D変換回路を具備し、制御部
は、A/D変換回路のA/D変換器からの入力信号を設
定値と比較しその差が所定範囲を越えるときにその入力
信号に基づいて出力部を制御すると共に、入力信号が所
定範囲内にあるときにA/D変換器の上位ビットの変換
信号をD/A変換器に与え、増幅された量子化誤差のA
/D変換出力によって下位ビットのA/D変換信号を得
て前記出力部を制御するものであることを特徴とするも
のである。
(作用) このような特徴を有する本発明によれば、センサ入力回
路からの入力信号をA/D変換器でA/D変換して制御
部に伝えると共に、その出力と設定値との差が小さい範
囲ではそのA/D変換出力をD/A変換器に与え、入力
信号とのアナログ減算を行って再びA/D変換して量子
化誤差分のアナログ出力をA/D変換して下位ビットの
出力としている。
(効果) そのため本発明によれば、設定値と制御量が大きく異な
る部分では通常のA/D変換器のみの変換信号でA/D
変換時間を遅くすることなく制御を行っている。又設定
値と現在値がほぼ等しい領域では逐次にA/D変換器よ
り上位ビット及び下位ビットの出力を得ることができる
。そのためあまり高い分解能を有しない汎用型のA/D
変換器を用いても必要な領域だけで極めて高い分解能の
A/D変換出力を得ることができ、制御対象を精密に制
御することができる。
〔実施例の説明〕
(実施例の構成) 第1図は本発明の一実施例による温度調節装置を示すブ
ロック図である。本図において第2図及び第3図に示し
た熱電対や白金線等を用いたセンサ入力回路1,4の出
力がA/D変換すべきアナログ信号としてA/D変換回
路10に与えられる。
A/D変換回路10は入力端に与えられたアナログ信号
を一時保持するサンプルホールド回路11を有しており
、その出力端がA/D変換器12の一方の入力端12a
に与えられる。A/D変換器12は2つの入力端12a
、12bを有し制御部16からの制御信号によっていず
れの入力を選択するかを切換えるマルチ入力型のA/D
変換器であって、制御部16からの制御出力に応じて上
位のみ及び上位と下位のA/D変換値を出力するもので
ある。又A/D変換回路10にはA/D変換器12と同
一のビット数を有するD/A変換器13を有している。
D/A変換器13は制御部16からのデジタル出力をア
ナログ信号に変換してアナログ減算回路14に与えるも
のである。アナログ減算回路14にはサンプルホールド
回路11より入力アナログ電圧が与えられている。そし
てその差が減算されて量子化誤差のみが後段の増幅器1
5に与えられる。増幅器15はA/D変換器12の分解
能のビット数(nビット)に対応した増幅率(2・)を
有するものとする。例えばA/D変換器12が8ビツト
の分解能を有する場合には増幅器15の増幅率は256
倍とし、A/D変換器12が6ビツトの分解能を有する
場合には64倍の増幅率を有するものとする。そして増
幅器15の出力はA/D変換器12の他方の入力端12
bに与えられる。
一方制御部16には制御対象の設定値等の操作を行う設
定器17.制御対象の設定温度や現在温度等を表示する
表示部18が接続され、更にヒータ等から成り制御対象
19を直接制御する出力部20が設けられる。制御部1
6は中央演算装置(以下CPUという)から成り記憶手
段としてり−ドオンリメモリ (以下ROMという)及
びランダムアクセスメモリ (以下RAMという)から
成るメモリ21が接続される。制御部16は現在値と設
定値との差が所定範囲を越えるときにはA/D変換器1
2からのA/D変換出力に基づいてそのまま制御対象1
9を制御し、その差が所定範囲内になればA/D変換回
路10より量子化誤差を再びA/D変換することによっ
て高い精度で得られたA/D変換出力に基づいて制御対
象19を制御するものである。メモリ21内のROMは
制御部16の演算処理手順を記憶しており、RAMは設
定器17やA/D変換回路10から与えられる各種の制
御データを記憶する領域を有している。
(実施例の動作) 次に本実施例の動作についてタイムチャート及びフロー
チャートを参照しつつ説明する。第4図のフローチャー
トにおいて引出線を用いて示す番号は制御部16のCP
Uの動作ステップ又は処理ルーチンを示している。動作
を開始するとまず制御部16よりA/D変換器12に入
力切換信号が与えられ、その入力を12aにセットする
(ステップ31)。制御対象19にはセンサ入力回路1
又は4が接続されているため、その温度が電圧信号に変
換されサンプルホールド回路11に与えられる。制御部
16よりホールド信号が出力されると(ステップ32)
、そのアナログ入力が保持されてA/D変換器12の入
力端子12aに与えられる。
従ってA/D変換器12よりA/D変換信号が制御部1
6に与えられることとなる(ステップ33)。
そしてあらかじめ設定器17より設定された設定値と読
込んだ現在値との差を算出し、その差が所定値により大
きければステップ34を介してルーチン35に進んでそ
のままのA/D変換(単精度A/D変換)による変換デ
ータを用いて現在値に基づいた温度制御を行う。
第5図に示すように温度制御の開始時に設定温度Wと現
在温度との差が大きければA/D変換器12のそのまま
のビット数の分解能で現在値が読込まれ、それに基づい
て温度制御が行われる(ルーチン35)。そしてステッ
プ31からルーチン35のループを繰り返して制御を行
うことによって制御量が急速に上昇して設定温度近傍と
なる。設定値と現在値との差が所定値以下となればステ
ップ34よりステップ36に進んでA/D変換器12の
入力を12bにセットする。そしてステップ33で取込
んだA/D変換信号の上位ビットをD/A変換器13に
与える (ステップ37)。そうすればD/A変換器1
3は量子化誤差を含んだデジタル信号をそのままアナロ
グ信号に変換してアナログ減算回路14に与える。従っ
て量子化誤差分が増幅器15によって増幅されてA/D
変換器12の入力端子12bに与えられる。制御部16
はステップ38においてA/D変換器12のA/D変換
出力、即ち下位のビットを取込む。こうして上位ビット
と下位ビットとを合わせてビット数が倍となる倍精度の
A/D変換信号を得ることができる。そしてルーチン3
5に進んで得られた倍精度の現在値に基づいて温度制御
を行う。以後第5図に示すように設定値と現在値との差
が所定の範囲内にある限りステップ31〜34を及びス
テップ36〜38において倍精度のA/D変換値を算出
して温度制御が行われる。又設定値が変えられて現在値
との差が太き(なればステップ31から35のループに
切換わって単精度のA/D変換によって温度制御が行わ
れることはいうまでもない。このようにすれば現在値と
設定値とが大きく異なる範囲では分解能は小さくても応
答性が速いA/D変換出力が得られ、設定値と現在値が
近い場合には高い精度でA/D変換出力を得ることがで
きる。
尚本実施例は温度調節装置について説明したが、本発明
は温度調節装置に限らず入力部にA/D変換回路を有す
る他の種々の制御装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による温度調節装置の構成を
示すブロック図、第2図は熱電対を用いたセンサ入力回
路、第3図は白金線を用いたセンサ入力回路、第4図は
本実施例の動作を示すフローチャート、第5図は設定値
と制御量の変化を示すタイムチャートである。 1.4−−−−センサ入力回路  10−−−−−−−
A / D変換回路  11−−−−−−サンプルホー
ルド回路  12−−−−−−A / D変換器  1
3=〜−−−−D / A変換器14−−−−アナログ
減算回路  15−−−〜−−−増幅器16−−−−−
−−制御部  17−−−−−−一般定器  19−一
〜−−−−制御対象  20−−−−−−一出力部  
21−−−−−メモリ特許出願人   立石電機株式会
社 代理人 弁理士 岡本官喜(他1名) z 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)制御対象の制御量を検出するセンサ入力回路と、
    制御対象に制御操作を行う出力部、及びセンサ入力信号
    に基づいて該出力部を制御する制御部と、を有する制御
    装置であって、 前記センサ入力回路の入力信号をデジタル値に変換する
    A/D変換器、前記A/D変換器と同一のビット数を有
    するD/A変換器、該D/A変換器と入力信号との減算
    をするアナログ減算回路、該アナログ減算回路の出力を
    増幅し該A/D変換器に与える増幅器を有するA/D変
    換回路を具備し、 前記制御部は、前記A/D変換回路のA/D変換器から
    の入力信号を設定値と比較しその差が所定範囲を越える
    ときにその入力信号に基づいて前記出力部を制御すると
    共に、入力信号が所定範囲内にあるときに前記A/D変
    換器の上位ビットの変換信号をD/A変換器に与え、増
    幅された量子化誤差のA/D変換出力によって下位ビッ
    トのA/D変換信号を得て前記出力部を制御するもので
    あることを特徴とする制御装置。
JP16434286A 1986-07-11 1986-07-11 制御装置 Pending JPS6319004A (ja)

Priority Applications (1)

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JP16434286A JPS6319004A (ja) 1986-07-11 1986-07-11 制御装置

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JP16434286A JPS6319004A (ja) 1986-07-11 1986-07-11 制御装置

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JPS6319004A true JPS6319004A (ja) 1988-01-26

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ID=15791346

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JP16434286A Pending JPS6319004A (ja) 1986-07-11 1986-07-11 制御装置

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JP (1) JPS6319004A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04289412A (ja) * 1991-03-01 1992-10-14 Rigaku Denki Kogyo Kk 塗装膜の付着量測定方法および装置
US5579362A (en) * 1991-09-19 1996-11-26 Rigaku Industrial Corp. Method of and apparatus for the quantitative measurement of paint coating

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04289412A (ja) * 1991-03-01 1992-10-14 Rigaku Denki Kogyo Kk 塗装膜の付着量測定方法および装置
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