JPS6319005A - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
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- JPS6319005A JPS6319005A JP16434486A JP16434486A JPS6319005A JP S6319005 A JPS6319005 A JP S6319005A JP 16434486 A JP16434486 A JP 16434486A JP 16434486 A JP16434486 A JP 16434486A JP S6319005 A JPS6319005 A JP S6319005A
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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。
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〕
本発明はセンサ入力部のA/D変換の分解能を向上させ
るようにした制御装置に関するものである。
るようにした制御装置に関するものである。
本発明による制御装置は、入力センサから得られる入力
電圧範囲を2nに等分割し夫々の電圧範囲を2n個の演
算増幅器を用いて増幅し、センサからの入力信号を夫々
の演算増幅器によってA/D変換器のフルスケールまで
増幅してA/D変換すると共に、A/D変換値に選択さ
れた演算増幅器に対応するnビットを付加することによ
って高精度のA/D変換出力を得るようにしたものであ
る。
電圧範囲を2nに等分割し夫々の電圧範囲を2n個の演
算増幅器を用いて増幅し、センサからの入力信号を夫々
の演算増幅器によってA/D変換器のフルスケールまで
増幅してA/D変換すると共に、A/D変換値に選択さ
れた演算増幅器に対応するnビットを付加することによ
って高精度のA/D変換出力を得るようにしたものであ
る。
(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。
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。
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。
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A/D変換器は分解能が高くな
るに従ってその価格が急激に上昇するため、汎用型のA
/D変換器を用いて高い分解能のA/D変換出力を得る
ことが困難であった。
/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A/D変換器は分解能が高くな
るに従ってその価格が急激に上昇するため、汎用型のA
/D変換器を用いて高い分解能のA/D変換出力を得る
ことが困難であった。
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、通常のA/D変換器を用いて分解
能を向上させるようにすることを技術的課題とする。
されたものであって、通常のA/D変換器を用いて分解
能を向上させるようにすることを技術的課題とする。
(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部と、
制御対象に制御操作を行う出力部、及び酸センサ入力部
の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図及び第4図に示すよう
に、センサ入力部は、制御量を電圧信号として検出する
センサと、A/D変換器と、センサの入力電圧範囲を2
” (nは自然数)に等分割し各範囲の下端電圧を基
準電圧として夫々分割された範囲のセンサ入力電圧をA
/D変換器のフルレンジ電圧に増幅する2n個の演算増
幅器と、を有するものであり、制御部は、A/D変換器
の出力に基づいてA/D変換器の入力を切換え、A/D
変換出力の上位nビットに選択された演算増幅器に対応
するビットを付加してA/D変換出力を得て出力部を制
御するものであることを特徴とするものである。
制御対象に制御操作を行う出力部、及び酸センサ入力部
の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図及び第4図に示すよう
に、センサ入力部は、制御量を電圧信号として検出する
センサと、A/D変換器と、センサの入力電圧範囲を2
” (nは自然数)に等分割し各範囲の下端電圧を基
準電圧として夫々分割された範囲のセンサ入力電圧をA
/D変換器のフルレンジ電圧に増幅する2n個の演算増
幅器と、を有するものであり、制御部は、A/D変換器
の出力に基づいてA/D変換器の入力を切換え、A/D
変換出力の上位nビットに選択された演算増幅器に対応
するビットを付加してA/D変換出力を得て出力部を制
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、センサからの
入力電圧範囲を2nに等分割し分割された各センサ電圧
範囲に対応して設けられた2n個の演算増幅器によって
夫々の範囲で入力電圧をA/D変換器のフルスケール電
圧にまで増幅するようにしている。そしてセンサからの
入力電圧に基づいて演算増幅器を切換えることによって
A/D変換出力を得ている。
入力電圧範囲を2nに等分割し分割された各センサ電圧
範囲に対応して設けられた2n個の演算増幅器によって
夫々の範囲で入力電圧をA/D変換器のフルスケール電
圧にまで増幅するようにしている。そしてセンサからの
入力電圧に基づいて演算増幅器を切換えることによって
A/D変換出力を得ている。
(効果)
そのため本発明によれば、A/D変換器から得られるA
/D変換信号の上位に、用いられる演算増幅器に対応さ
せてnビットを付加することにより分解能をより向上さ
せたデジタル信号を得ることができる。それ故汎用型の
A/D変換器を用いてもその分解能を越える分解能で制
御量を検出することができ、制御対象を精密に制御する
ことができる。
/D変換信号の上位に、用いられる演算増幅器に対応さ
せてnビットを付加することにより分解能をより向上さ
せたデジタル信号を得ることができる。それ故汎用型の
A/D変換器を用いてもその分解能を越える分解能で制
御量を検出することができ、制御対象を精密に制御する
ことができる。
(実施例の構成)
第4図は本発明の一実施例による温度調節装置の構成を
示すブロック図である。本図において温度調節装置は制
御対象の制御量を制御する設定器11.設定値や制御対
象の制御量を表示する表示部12.制御対象13の温度
を検知しデジタル信号に変換するセンサ入力部14.設
定器11より設定される設定値をメモリ15に記憶しセ
ンサ入力部14より与えられる制御量によって制御対象
13を制御する制御部16と、ヒータ等から成り制御部
16に接続された制御対象13を直接制御する出力部1
7が設けられる。制御部16は中央演算装置(以下CP
Uという)から成り、メモリ15はリードオンリメモリ
(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)が設けられている。
示すブロック図である。本図において温度調節装置は制
御対象の制御量を制御する設定器11.設定値や制御対
象の制御量を表示する表示部12.制御対象13の温度
を検知しデジタル信号に変換するセンサ入力部14.設
定器11より設定される設定値をメモリ15に記憶しセ
ンサ入力部14より与えられる制御量によって制御対象
13を制御する制御部16と、ヒータ等から成り制御部
16に接続された制御対象13を直接制御する出力部1
7が設けられる。制御部16は中央演算装置(以下CP
Uという)から成り、メモリ15はリードオンリメモリ
(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)が設けられている。
第1図はセンサ入力部14の詳細な構成を示す回路図で
ある。センサ入力部14は第2図又は第3図に示した熱
電対や白金線をセンサとして接続することができるが、
本実施例では熱電対を用いた入力回路について説明して
いる。即ち基準電圧Vrefが供給される電源端に抵抗
R1,冷接点補償抵抗R2が接続され、その中点に熱電
対2の一端が接続されている。熱電対2は温度変化を電
圧信号に変換する温度センサである。そして基準電圧源
には更に抵抗R8,R9と抵抗RIO,R11の直列体
が夫々接続されている。抵抗R8,R9の中点aと抵抗
R10,R11の中点すの電圧を夫々V、、V、とする
と、熱電対2からのセンサ入力に対してV、はその下限
電圧、■3は熱電対2からのフルスケールの電圧■。と
電圧■、の中間の電圧とする。点a及び点すは夫々演算
増幅器21.22の反転入力端子に接続される。演算増
幅器21.22の非反転入力端子は入力抵抗を介して夫
々共通接続されて熱電対2の一端に接続されている。第
5図に示すように演算増幅器21は電圧■、から入力セ
ンサ電圧のフルスケールの電圧■。までの範囲を、演算
増幅器22は電圧■5から■3までの範囲をA/D変換
器23のフルレンジの電圧に増幅する増幅器であって、
夫々の出力はA/D変換器230入力端子23a、23
bに与えられる。A/D変換器23は制御部16からの
制御信号によって入力を選択的に切換えるマルチ入力型
のA/D変換器であって、A/D変換出力を制御部16
に与えている。
ある。センサ入力部14は第2図又は第3図に示した熱
電対や白金線をセンサとして接続することができるが、
本実施例では熱電対を用いた入力回路について説明して
いる。即ち基準電圧Vrefが供給される電源端に抵抗
R1,冷接点補償抵抗R2が接続され、その中点に熱電
対2の一端が接続されている。熱電対2は温度変化を電
圧信号に変換する温度センサである。そして基準電圧源
には更に抵抗R8,R9と抵抗RIO,R11の直列体
が夫々接続されている。抵抗R8,R9の中点aと抵抗
R10,R11の中点すの電圧を夫々V、、V、とする
と、熱電対2からのセンサ入力に対してV、はその下限
電圧、■3は熱電対2からのフルスケールの電圧■。と
電圧■、の中間の電圧とする。点a及び点すは夫々演算
増幅器21.22の反転入力端子に接続される。演算増
幅器21.22の非反転入力端子は入力抵抗を介して夫
々共通接続されて熱電対2の一端に接続されている。第
5図に示すように演算増幅器21は電圧■、から入力セ
ンサ電圧のフルスケールの電圧■。までの範囲を、演算
増幅器22は電圧■5から■3までの範囲をA/D変換
器23のフルレンジの電圧に増幅する増幅器であって、
夫々の出力はA/D変換器230入力端子23a、23
bに与えられる。A/D変換器23は制御部16からの
制御信号によって入力を選択的に切換えるマルチ入力型
のA/D変換器であって、A/D変換出力を制御部16
に与えている。
(実施例の動作)
次に本実施例の動作について第6図のフローチャートを
参照しつつ説明する。第6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の動作ステップ又
は処理ルーチンである。動作を開始すると、まず制御部
16はA/D変換器23の入力を23bにセットしてA
/D変換器23からのA/D変換出力を読込む(ステッ
プ31゜32)。そしてステップ33に進んでA/D変
換出力がA/D変換器23のフルスケールを越えている
かどうかをチェックする。A/D変換器23よりフルス
ケールの出力が得られる場合には、ステップ34に進ん
でA/D変換器23の入力を23aにセントする。そし
て演算増幅器21の増幅出力のA/D変換値を読込む。
参照しつつ説明する。第6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の動作ステップ又
は処理ルーチンである。動作を開始すると、まず制御部
16はA/D変換器23の入力を23bにセットしてA
/D変換器23からのA/D変換出力を読込む(ステッ
プ31゜32)。そしてステップ33に進んでA/D変
換出力がA/D変換器23のフルスケールを越えている
かどうかをチェックする。A/D変換器23よりフルス
ケールの出力が得られる場合には、ステップ34に進ん
でA/D変換器23の入力を23aにセントする。そし
て演算増幅器21の増幅出力のA/D変換値を読込む。
この場合には熱電対2のセンサ電圧の%以上のレベルを
A/D変換器のフルスケールに拡大してA/D変換して
いるため、演算増幅器値の最上位(MSB)に「1」の
ビットを付加して現在値データを作成する(ステップ3
6)。
A/D変換器のフルスケールに拡大してA/D変換して
いるため、演算増幅器値の最上位(MSB)に「1」の
ビットを付加して現在値データを作成する(ステップ3
6)。
又ステップ33においてA/D変換出力がフルスケール
でなければステップ38に進んで現在値データを作成す
る。この場合にはセンサ電圧の2以下の電圧をA/D変
換器23のフルスケール人力に拡大しているため、A/
D変換値の最上位(MSB)に「0」のビットを付加し
て現在値データを作成する。こうしてルーチン37に進
んでステップ36又は38で得られた現在値データに基
づいて温度制御を行う。こうすれば1つのA/D変換器
を用いてセンサ入力電圧を分割してA/D変換している
ため、制御量を高い分解能で検知して制御対象を制御す
ることができる。
でなければステップ38に進んで現在値データを作成す
る。この場合にはセンサ電圧の2以下の電圧をA/D変
換器23のフルスケール人力に拡大しているため、A/
D変換値の最上位(MSB)に「0」のビットを付加し
て現在値データを作成する。こうしてルーチン37に進
んでステップ36又は38で得られた現在値データに基
づいて温度制御を行う。こうすれば1つのA/D変換器
を用いてセンサ入力電圧を分割してA/D変換している
ため、制御量を高い分解能で検知して制御対象を制御す
ることができる。
尚本実施例は温度センサとして熱電対について説明した
が、第3図に示した白金抵抗線を温度センサとし複数の
演算増幅器を用いて構成することも可能である。この場
合には白金抵抗線に抵抗を介して基準電圧を与えてその
抵抗値変化を電圧信号に変換して演算増幅器に与えるよ
うにする。
が、第3図に示した白金抵抗線を温度センサとし複数の
演算増幅器を用いて構成することも可能である。この場
合には白金抵抗線に抵抗を介して基準電圧を与えてその
抵抗値変化を電圧信号に変換して演算増幅器に与えるよ
うにする。
又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すセンサ入力部に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。
は温度調節装置に限らすセンサ入力部に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。
更に本実施例は熱電対のセンサ電圧を2等分割して上下
夫々のセンサ電圧を異なる演算増幅器によって増幅する
ようにしているが、センサ電圧を2n (nは自然数
)に等分割し2n個の演算増幅器を用いて夫々その電圧
をA/D変換のフルスケールの電圧に増幅するようにす
ることもできる。
夫々のセンサ電圧を異なる演算増幅器によって増幅する
ようにしているが、センサ電圧を2n (nは自然数
)に等分割し2n個の演算増幅器を用いて夫々その電圧
をA/D変換のフルスケールの電圧に増幅するようにす
ることもできる。
この場合にはA/D変換値に用いられる演算増幅器に対
応させてnビットを上位に付加して正しいA/D変換値
を得るようにすることはいうまでもない。
応させてnビットを上位に付加して正しいA/D変換値
を得るようにすることはいうまでもない。
第1図は本発明の一実施例による温度調節装置のセンサ
入力部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図は本実施例の温度調節装置の全体構成を示
すブロック図、第5図はセンサ入力電圧と増幅出力との
関係を示すグラフ、第6図は本実施例の動作を示すフロ
ーチャートである。 1.4−一−−−センサ入力回路 2−−−−−−熱
電対14−−−−−−−センサ入力部 16−−−−
−制御部 21 、 22−一一一一−−演算増幅器
23−−−−A / D変換器 R1〜R11−
−−−一−−抵抗特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜(他1名) 第1図 コ 2−一−−−−−−処を片 21.22・−一−−攬IF増幅器 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 開始 A/Dl器 31 λ+)23b l:h−yト 1!槽輻器22リ 32 D東撓値誂込 フ1しスケーノLが N 34/峠撓器 カ23a Isセ・ソト 3F。 27一
入力部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図は本実施例の温度調節装置の全体構成を示
すブロック図、第5図はセンサ入力電圧と増幅出力との
関係を示すグラフ、第6図は本実施例の動作を示すフロ
ーチャートである。 1.4−一−−−センサ入力回路 2−−−−−−熱
電対14−−−−−−−センサ入力部 16−−−−
−制御部 21 、 22−一一一一−−演算増幅器
23−−−−A / D変換器 R1〜R11−
−−−一−−抵抗特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜(他1名) 第1図 コ 2−一−−−−−−処を片 21.22・−一−−攬IF増幅器 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 開始 A/Dl器 31 λ+)23b l:h−yト 1!槽輻器22リ 32 D東撓値誂込 フ1しスケーノLが N 34/峠撓器 カ23a Isセ・ソト 3F。 27一
Claims (2)
- (1)制御対象の制御量を検出するセンサ入力部と、制
御対象に制御操作を行う出力部、及び該センサ入力部の
入力信号に基づいて該出力部を制御する制御部と、を有
する制御装置において、前記センサ入力部は、 制御量を電圧信号として検出するセンサと、A/D変換
器と、 前記センサの入力電圧範囲を2^n(nは自然数)に等
分割し各範囲の下端電圧を基準電圧として夫々分割され
た範囲のセンサ入力電圧を前記A/D変換器のフルレン
ジ電圧に増幅する2^n個の演算増幅器と、を有するも
のであり、 前記制御部は、前記A/D変換器の出力に基づいてA/
D変換器の入力を切換え、A/D変換出力の上位nビッ
トに選択された演算増幅器に対応するビットを付加して
A/D変換出力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。 - (2)前記A/D変換器は、マルチ入力型A/D変換器
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16434486A JPS6319005A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16434486A JPS6319005A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6319005A true JPS6319005A (ja) | 1988-01-26 |
Family
ID=15791383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16434486A Pending JPS6319005A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6319005A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02275308A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-09 | Mitsubishi Motors Corp | 走行ガイドシステム |
| JP2007101317A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Yazaki Corp | 電圧測定方法および電圧測定装置 |
| JP2011191139A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Omron Corp | 温度制御装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5866869A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-21 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | ディジタル電圧計 |
| JPS6178227A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-21 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 信号の高分解能デイジタル化方法と装置 |
| JPS61110002A (ja) * | 1984-11-02 | 1986-05-28 | Dainippon Printing Co Ltd | 光学濃度/網点面積率測定装置における自動レンジ制御方法 |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP16434486A patent/JPS6319005A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JPS61110002A (ja) * | 1984-11-02 | 1986-05-28 | Dainippon Printing Co Ltd | 光学濃度/網点面積率測定装置における自動レンジ制御方法 |
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| JP2007101317A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Yazaki Corp | 電圧測定方法および電圧測定装置 |
| JP2011191139A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Omron Corp | 温度制御装置 |
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