JP2000002505A - ポジショナの補償方法および補償装置 - Google Patents
ポジショナの補償方法および補償装置Info
- Publication number
- JP2000002505A JP2000002505A JP10437499A JP10437499A JP2000002505A JP 2000002505 A JP2000002505 A JP 2000002505A JP 10437499 A JP10437499 A JP 10437499A JP 10437499 A JP10437499 A JP 10437499A JP 2000002505 A JP2000002505 A JP 2000002505A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- output data
- compensation
- positioner
- position sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】位置センサの温度補償回路、直線性補償回路を
不要とし、製造コストを低廉化することが可能なポジシ
ョナの補償方法および補償装置を提供する。 【解決手段】ポジショナ１０から出力される制御信号に
基づいて駆動されるアクチュエータ３０の出力軸の変位
量を検出した位置センサ２８の出力は、温度センサ１６
によって測定された温度ｔに基づいて決定される傾き
ａ、切片ｂの一次式によって温度補償演算がなされて、
温度補償された出力データが得られる。この温度補償さ
れた出力データは、該温度補償された出力データに基づ
いて決定される傾きｃ、切片ｄの一次式によって位置セ
ンサの非直線性を補償する直線性補償演算がなされて、
非直線性が補償された直線性補償出力データが得られ
る。この直線性補償出力データに基づいてアクチュエー
タ３０が駆動制御される。
不要とし、製造コストを低廉化することが可能なポジシ
ョナの補償方法および補償装置を提供する。 【解決手段】ポジショナ１０から出力される制御信号に
基づいて駆動されるアクチュエータ３０の出力軸の変位
量を検出した位置センサ２８の出力は、温度センサ１６
によって測定された温度ｔに基づいて決定される傾き
ａ、切片ｂの一次式によって温度補償演算がなされて、
温度補償された出力データが得られる。この温度補償さ
れた出力データは、該温度補償された出力データに基づ
いて決定される傾きｃ、切片ｄの一次式によって位置セ
ンサの非直線性を補償する直線性補償演算がなされて、
非直線性が補償された直線性補償出力データが得られ
る。この直線性補償出力データに基づいてアクチュエー
タ３０が駆動制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポジショナから出
力される制御信号に基づいて駆動される被制御機器の移
動部の変位量を検出する位置センサの温度特性および非
直線性を補正し、誤差の少ない出力を得ることが可能な
ポジショナの補償方法および補償装置に関する。
力される制御信号に基づいて駆動される被制御機器の移
動部の変位量を検出する位置センサの温度特性および非
直線性を補正し、誤差の少ない出力を得ることが可能な
ポジショナの補償方法および補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ダイアフラムモータ、シリン
ダ等の圧力流体機器を制御するためにポジショナが使用
されている。このポジショナは、例えば、電気信号、空
気圧信号等による制御指令である入力信号と、ダイアフ
ラムモータの出力軸の変位位置、シリンダのピストンの
変位位置等を検出する位置センサの出力信号との差信号
に基づいて圧力流体を制御し、前記ダイアフラムモータ
の出力軸、前記ピストン等を所定の位置に変位させるも
のである。この場合、位置センサにＭＲ素子（磁気抵抗
効果素子）等を使用すると、摺動部がないために位置セ
ンサの寿命が長くなり、また、出力信号にノイズがな
く、分解能が高くなるため、精度の高い制御が可能とな
る。
ダ等の圧力流体機器を制御するためにポジショナが使用
されている。このポジショナは、例えば、電気信号、空
気圧信号等による制御指令である入力信号と、ダイアフ
ラムモータの出力軸の変位位置、シリンダのピストンの
変位位置等を検出する位置センサの出力信号との差信号
に基づいて圧力流体を制御し、前記ダイアフラムモータ
の出力軸、前記ピストン等を所定の位置に変位させるも
のである。この場合、位置センサにＭＲ素子（磁気抵抗
効果素子）等を使用すると、摺動部がないために位置セ
ンサの寿命が長くなり、また、出力信号にノイズがな
く、分解能が高くなるため、精度の高い制御が可能とな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＭＲ素
子等の位置センサの出力信号は、環境温度に大きく依存
し、また、前記回転軸の回転角度、前記ピストンの変位
位置等に対して非直線性の出力特性を有するため、温度
補償回路および直線性補償回路が必要となり、ポジショ
ナの製造コストが高騰するという問題があった。
子等の位置センサの出力信号は、環境温度に大きく依存
し、また、前記回転軸の回転角度、前記ピストンの変位
位置等に対して非直線性の出力特性を有するため、温度
補償回路および直線性補償回路が必要となり、ポジショ
ナの製造コストが高騰するという問題があった。
【０００４】一方、特開平６−２０７６０１号公報に
は、「電−空変換装置の校正方法」が開示されている。
この方法によれば、校正のシーケンスで、複数設定され
た温度に対する電気信号入力の補正値を求めてメモリに
格納し、次の補償シーケンスで、温度を測定し、このと
きの温度に対する電気信号入力のアクティブ補正値を求
めてメモリに格納し、動作シーケンスで、前記電気信号
入力を前記アクティブ補正値により補正し、この補正さ
れた電気信号入力を使って電−空変換装置を動作させ
る。また、線形化方法は、先ず、ポジショナフィードバ
ックリンケージを基準値に変位させてフィードバックポ
ジションセンサからポジションフィードバック値を読み
取り、次に、ポジショナ入力を変化させ、ポジショナフ
ィードバックリンケージの非直線性に合わせてポジショ
ンフィードバック線形化基準値を求めてメモリに格納す
る。
は、「電−空変換装置の校正方法」が開示されている。
この方法によれば、校正のシーケンスで、複数設定され
た温度に対する電気信号入力の補正値を求めてメモリに
格納し、次の補償シーケンスで、温度を測定し、このと
きの温度に対する電気信号入力のアクティブ補正値を求
めてメモリに格納し、動作シーケンスで、前記電気信号
入力を前記アクティブ補正値により補正し、この補正さ
れた電気信号入力を使って電−空変換装置を動作させ
る。また、線形化方法は、先ず、ポジショナフィードバ
ックリンケージを基準値に変位させてフィードバックポ
ジションセンサからポジションフィードバック値を読み
取り、次に、ポジショナ入力を変化させ、ポジショナフ
ィードバックリンケージの非直線性に合わせてポジショ
ンフィードバック線形化基準値を求めてメモリに格納す
る。
【０００５】ところが、この方法では、使用される全て
の温度および全てのポジショナ入力にわたる種々のポイ
ントにおける補償値がメモリに格納されるため、データ
の数が膨大となり、大容量のメモリが必要となる問題が
ある。
の温度および全てのポジショナ入力にわたる種々のポイ
ントにおける補償値がメモリに格納されるため、データ
の数が膨大となり、大容量のメモリが必要となる問題が
ある。
【０００６】本発明は前記の課題を解決すべくなされた
ものであって、位置センサの温度補償回路、直線性補償
回路を不要とし、メモリの容量を節約して製造コストを
低廉化することが可能なポジショナの補償方法および補
償装置を提供することを目的とする。
ものであって、位置センサの温度補償回路、直線性補償
回路を不要とし、メモリの容量を節約して製造コストを
低廉化することが可能なポジショナの補償方法および補
償装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のポジショナの補
償方法は、ポジショナから出力される制御信号に基づい
て駆動される被制御機器の移動部の変位量を位置センサ
により検出し、位置センサ出力データを得る工程と、温
度センサにより前記ポジショナの温度を検出する工程
と、前記温度センサにより検出された温度に対応して決
められた関数を用いて前記位置センサ出力データを温度
補償し、温度補償された出力データを得る工程と、前記
温度補償された出力データに対応して決められた関数を
用いて前記温度補償された出力データの非直線性を補償
し、非直線性が補償された出力データを得る工程と、を
有することを特徴とする。
償方法は、ポジショナから出力される制御信号に基づい
て駆動される被制御機器の移動部の変位量を位置センサ
により検出し、位置センサ出力データを得る工程と、温
度センサにより前記ポジショナの温度を検出する工程
と、前記温度センサにより検出された温度に対応して決
められた関数を用いて前記位置センサ出力データを温度
補償し、温度補償された出力データを得る工程と、前記
温度補償された出力データに対応して決められた関数を
用いて前記温度補償された出力データの非直線性を補償
し、非直線性が補償された出力データを得る工程と、を
有することを特徴とする。
【０００８】本発明のポジショナの補償装置は、ポジシ
ョナから出力される制御信号に基づいて駆動される被制
御機器の移動部の変位量を検出する位置センサと、前記
ポジショナの温度を検出する温度センサと、前記温度セ
ンサにより検出された温度に対応して決められた温度補
償関数を用いて前記位置センサ出力データを温度補償
し、温度補償された出力データを求める温度補償演算手
段と、前記温度補償演算手段によって求められた温度補
償された出力データに対応して決められた直線性補償関
数を用いて前記温度補償された出力データの非直線性を
補償し、非直線性が補償された出力データを求める直線
性補償演算部と、を有することを特徴とする。
ョナから出力される制御信号に基づいて駆動される被制
御機器の移動部の変位量を検出する位置センサと、前記
ポジショナの温度を検出する温度センサと、前記温度セ
ンサにより検出された温度に対応して決められた温度補
償関数を用いて前記位置センサ出力データを温度補償
し、温度補償された出力データを求める温度補償演算手
段と、前記温度補償演算手段によって求められた温度補
償された出力データに対応して決められた直線性補償関
数を用いて前記温度補償された出力データの非直線性を
補償し、非直線性が補償された出力データを求める直線
性補償演算部と、を有することを特徴とする。
【０００９】本発明のポジショナの補償方法および補償
装置によれば、ポジショナから出力される制御信号に基
づいて駆動される被制御機器の移動部の変位量が位置セ
ンサにより検出されて、位置センサから位置センサ出力
データが得られ、温度センサにより前記ポジショナの温
度が検出されて、前記温度センサにより検出された温度
に対応して決められた関数を用いて前記位置センサ出力
データが温度補償されて温度補償された出力データが得
られて、前記温度補償された出力データに対応して決め
られた関数を用いて前記温度補償された出力データの非
直線性が補償された出力データが得られる。
装置によれば、ポジショナから出力される制御信号に基
づいて駆動される被制御機器の移動部の変位量が位置セ
ンサにより検出されて、位置センサから位置センサ出力
データが得られ、温度センサにより前記ポジショナの温
度が検出されて、前記温度センサにより検出された温度
に対応して決められた関数を用いて前記位置センサ出力
データが温度補償されて温度補償された出力データが得
られて、前記温度補償された出力データに対応して決め
られた関数を用いて前記温度補償された出力データの非
直線性が補償された出力データが得られる。
【００１０】したがって、本発明のポジショナの補償方
法および補償装置によれば、温度補償回路、直線性補償
回路を用いることがなく、位置センサ出力に温度補償お
よび直線性補償が施される。
法および補償装置によれば、温度補償回路、直線性補償
回路を用いることがなく、位置センサ出力に温度補償お
よび直線性補償が施される。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係るポジショナの補償方
法および補償装置について、好適な実施の形態を挙げ、
添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
法および補償装置について、好適な実施の形態を挙げ、
添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１２】図１および図２において、参照符号１０
は、本実施の形態に係る補償方法および補償装置に使用
されるポジショナを示す。この実施例では圧力流体機器
がシリンダであって、該シリンダのピストンがポジショ
ナ１０によって駆動される場合を例示している。なお、
以下の説明においては、シリンダをアクチュエータとも
記している。
は、本実施の形態に係る補償方法および補償装置に使用
されるポジショナを示す。この実施例では圧力流体機器
がシリンダであって、該シリンダのピストンがポジショ
ナ１０によって駆動される場合を例示している。なお、
以下の説明においては、シリンダをアクチュエータとも
記している。
【００１３】このポジショナ１０はケーシング１２を有
し、ケーシング１２の内部にはプリント基板１４が配設
される。プリント基板１４には温度センサ１６、表示器
２２、複数のスイッチ２４等が設けられる。前記ケーシ
ング１２にはフィードバックシャフト２６が軸支され、
フィードバックシャフト２６の一端部には位置センサ２
８が連結される。また、フィードバックシャフト２６の
他端部には、このポジショナ１０によって制御されるア
クチュエータ３０の変位を回転に変換した回転軸（以
下、単にアクチュエータ３０の回転軸とも記す）３２が
連結される。
し、ケーシング１２の内部にはプリント基板１４が配設
される。プリント基板１４には温度センサ１６、表示器
２２、複数のスイッチ２４等が設けられる。前記ケーシ
ング１２にはフィードバックシャフト２６が軸支され、
フィードバックシャフト２６の一端部には位置センサ２
８が連結される。また、フィードバックシャフト２６の
他端部には、このポジショナ１０によって制御されるア
クチュエータ３０の変位を回転に変換した回転軸（以
下、単にアクチュエータ３０の回転軸とも記す）３２が
連結される。
【００１４】位置センサ２８は、図３に示すように、ケ
ーシング３４を有し、このケーシング３４にはフィード
バックシャフト２６に連結されるセンサシャフト３６が
回転自在に挿通する。このセンサシャフト３６の一端部
には断面略半円形状の磁石３８が固着される。前記ケー
シング３４の内部にはスタッド４０を介して基板４２が
固定され、基板４２には磁石３８に対向してＭＲ素子４
４ａ、４４ｂが固着される。ＭＲ素子４４ａ、４４ｂ
は、図４に示すように、それぞれ半円弧状に形成され、
センサシャフト３６の軸芯を中心に配設される。ＭＲ素
子４４ａ、４４ｂの一方の端子は入力端子４５ａ、４５
ｂとして形成され、他方の端子は互いに接続されて出力
端子４７として形成されて、いわゆるポテンショメータ
接続される。
ーシング３４を有し、このケーシング３４にはフィード
バックシャフト２６に連結されるセンサシャフト３６が
回転自在に挿通する。このセンサシャフト３６の一端部
には断面略半円形状の磁石３８が固着される。前記ケー
シング３４の内部にはスタッド４０を介して基板４２が
固定され、基板４２には磁石３８に対向してＭＲ素子４
４ａ、４４ｂが固着される。ＭＲ素子４４ａ、４４ｂ
は、図４に示すように、それぞれ半円弧状に形成され、
センサシャフト３６の軸芯を中心に配設される。ＭＲ素
子４４ａ、４４ｂの一方の端子は入力端子４５ａ、４５
ｂとして形成され、他方の端子は互いに接続されて出力
端子４７として形成されて、いわゆるポテンショメータ
接続される。
【００１５】前記ケーシング１２には圧縮空気供給源か
ら出力される圧縮空気が導入される供給路４６、この供
給路４６に供給される圧縮空気を制御信号に基づいて制
御し、この制御された圧縮空気をアクチュエータ３０に
供給するための入出路４８、５０が形成され、供給路４
６、入出路４８、５０にはそれぞれ圧力計５２ａ乃至５
２ｃが設けられる。また、ケーシング１２にはプリント
基板１４に接続されたケーブルコネクタ５４が配設され
る。
ら出力される圧縮空気が導入される供給路４６、この供
給路４６に供給される圧縮空気を制御信号に基づいて制
御し、この制御された圧縮空気をアクチュエータ３０に
供給するための入出路４８、５０が形成され、供給路４
６、入出路４８、５０にはそれぞれ圧力計５２ａ乃至５
２ｃが設けられる。また、ケーシング１２にはプリント
基板１４に接続されたケーブルコネクタ５４が配設され
る。
【００１６】次に、このポジショナ１０について、図５
のブロック図を参照して説明する。
のブロック図を参照して説明する。
【００１７】ポジショナ１０のプリント基板１４には演
算部として機能するＣＰＵ５６が設けられる。該ＣＰＵ
５６にはケーブルコネクタ５４に調節器から出力される
制御指令信号が入力信号として供給される。また、ＣＰ
Ｕ５６には不揮発性メモリ５８が接続される。ＣＰＵ５
６の出力は電空変換部６０に入力される。該電空変換部
６０は圧縮空気供給源６２から供給路４６を通じて供給
される圧縮空気の圧力をＣＰＵ５６からの出力信号に対
応する圧力に変換して入出力路４８、５０を通じてアク
チュエータ３０に供給する。
算部として機能するＣＰＵ５６が設けられる。該ＣＰＵ
５６にはケーブルコネクタ５４に調節器から出力される
制御指令信号が入力信号として供給される。また、ＣＰ
Ｕ５６には不揮発性メモリ５８が接続される。ＣＰＵ５
６の出力は電空変換部６０に入力される。該電空変換部
６０は圧縮空気供給源６２から供給路４６を通じて供給
される圧縮空気の圧力をＣＰＵ５６からの出力信号に対
応する圧力に変換して入出力路４８、５０を通じてアク
チュエータ３０に供給する。
【００１８】前記圧力に基づいて駆動されるアクチュエ
ータ３０の回転軸３２の回転角度は前記位置センサ２８
によって電気信号に変換され、この電気信号はオペアン
プ６４によって増幅される。この信号は入力側にアナロ
グマルチプレクサ６８を備えたＡ／Ｄ変換器６６によっ
てデジタル信号に変換されてＣＰＵ５６に入力される。
また、Ａ／Ｄ変換器６６は温度センサ１６の出力信号を
デジタル信号に変換してＣＰＵ５６に入力する。
ータ３０の回転軸３２の回転角度は前記位置センサ２８
によって電気信号に変換され、この電気信号はオペアン
プ６４によって増幅される。この信号は入力側にアナロ
グマルチプレクサ６８を備えたＡ／Ｄ変換器６６によっ
てデジタル信号に変換されてＣＰＵ５６に入力される。
また、Ａ／Ｄ変換器６６は温度センサ１６の出力信号を
デジタル信号に変換してＣＰＵ５６に入力する。
【００１９】ＣＰＵ５６は位置センサ２８の温度特性を
補償するための温度補償演算部５６１と位置センサ２８
の非直線性を補償するための直線性補償演算部５６２と
を機能的に備え、アナログマルチプレクサ６８を制御し
てオペアンプ６４にて増幅された位置センサ２８の出力
信号をＡ／Ｄ変換器６６に導いてＡ／Ｄ変換し、次いで
温度センサ１６の出力信号をＡ／Ｄ変換器６６に導いて
Ａ／Ｄ変換して、不揮発性メモリ５８のデータを参照し
て温度補償演算部５６１にて位置センサ２８の出力信号
の温度補償を行い、不揮発性メモリ５８のデータを参照
して、温度補償された位置センサ２８の出力信号の非直
線性を直線性補償演算部５６２にて直線性特性に補償し
て温度補償および非直線性が補償された位置センサの出
力信号とする。
補償するための温度補償演算部５６１と位置センサ２８
の非直線性を補償するための直線性補償演算部５６２と
を機能的に備え、アナログマルチプレクサ６８を制御し
てオペアンプ６４にて増幅された位置センサ２８の出力
信号をＡ／Ｄ変換器６６に導いてＡ／Ｄ変換し、次いで
温度センサ１６の出力信号をＡ／Ｄ変換器６６に導いて
Ａ／Ｄ変換して、不揮発性メモリ５８のデータを参照し
て温度補償演算部５６１にて位置センサ２８の出力信号
の温度補償を行い、不揮発性メモリ５８のデータを参照
して、温度補償された位置センサ２８の出力信号の非直
線性を直線性補償演算部５６２にて直線性特性に補償し
て温度補償および非直線性が補償された位置センサの出
力信号とする。
【００２０】前記ポジショナ１０は、以上のように構成
されるものであり、次に、本実施の形態に係るポジショ
ナ１０の補償方法および補償装置による補償について説
明する。
されるものであり、次に、本実施の形態に係るポジショ
ナ１０の補償方法および補償装置による補償について説
明する。
【００２１】位置センサ２８の入力端子４５ａと４５ｂ
には所定の電圧が印加されている（図４参照）。アクチ
ュエータ３０の回転軸３２が基準の位置（このときの回
転角度を０°とする。）にあるとき、磁石３８がＭＲ素
子４４ａと４４ｂに対して対称な位置に設定されるもの
とする。このとき、ＭＲ素子４４ａと４４ｂとの抵抗値
は等しくなる。このため、出力端子４７には入力端子４
５ａと４５ｂに印加された電圧の１／２の電圧が出力さ
れる。
には所定の電圧が印加されている（図４参照）。アクチ
ュエータ３０の回転軸３２が基準の位置（このときの回
転角度を０°とする。）にあるとき、磁石３８がＭＲ素
子４４ａと４４ｂに対して対称な位置に設定されるもの
とする。このとき、ＭＲ素子４４ａと４４ｂとの抵抗値
は等しくなる。このため、出力端子４７には入力端子４
５ａと４５ｂに印加された電圧の１／２の電圧が出力さ
れる。
【００２２】アクチュエータ３０の回転軸３２が回転す
ると、図４に示すように、磁石３８のＭＲ素子４４ａ、
４４ｂに対する位置関係が非対称となる。このとき、Ｍ
Ｒ素子４４ａと４４ｂに対する磁界の強さが変化し、Ｍ
Ｒ素子４４ａ、４４ｂの抵抗値が変化する。このため、
出力端子４７の電圧が変化する。
ると、図４に示すように、磁石３８のＭＲ素子４４ａ、
４４ｂに対する位置関係が非対称となる。このとき、Ｍ
Ｒ素子４４ａと４４ｂに対する磁界の強さが変化し、Ｍ
Ｒ素子４４ａ、４４ｂの抵抗値が変化する。このため、
出力端子４７の電圧が変化する。
【００２３】この出力端子４７の電圧はオペアンプ６４
にて増幅され、アナログマルチプレクサ６８を介してＡ
／Ｄ変換器６６に入力されＡ／Ｄ変換器６６によりデジ
タル値に変換され、ＣＰＵ５６において、位置センサ出
力データＸ1 として検出される。同様に、温度センサ１
６の出力はアナログマルチプレクサ６８を介してＡ／Ｄ
変換器６６に入力されＡ／Ｄ変換器６６によりデジタル
値に変換されてＣＰＵ５６に入力されることにより、温
度センサ１６の該出力に基づき、ＣＰＵ５６により温度
ｔが実質的に検知される。
にて増幅され、アナログマルチプレクサ６８を介してＡ
／Ｄ変換器６６に入力されＡ／Ｄ変換器６６によりデジ
タル値に変換され、ＣＰＵ５６において、位置センサ出
力データＸ1 として検出される。同様に、温度センサ１
６の出力はアナログマルチプレクサ６８を介してＡ／Ｄ
変換器６６に入力されＡ／Ｄ変換器６６によりデジタル
値に変換されてＣＰＵ５６に入力されることにより、温
度センサ１６の該出力に基づき、ＣＰＵ５６により温度
ｔが実質的に検知される。
【００２４】ここで、位置センサ出力データＸ1 は、図
６の曲線７０、７２に示すように、温度依存性があり、
また、図７の曲線７４に示すように、回転角度に対して
非直線性を有している。そこで、位置センサ出力データ
Ｘ1 に対して温度補償および直線性補償を行う。
６の曲線７０、７２に示すように、温度依存性があり、
また、図７の曲線７４に示すように、回転角度に対して
非直線性を有している。そこで、位置センサ出力データ
Ｘ1 に対して温度補償および直線性補償を行う。
【００２５】先ず、基準温度２５℃における位置センサ
出力データＸ1 となるように一次式で近似した温度補償
関数ｆ１（Ｘ1 ）のパラメータである傾きａと切片ｂを
決定する。この傾きａ、切片ｂは、表１および図８に示
すように、ＭＲ素子４４ａ、４４ｂ毎に測定して不揮発
性メモリ５８に記憶されており、所定の温度範囲毎に一
次式を用いて求める。
出力データＸ1 となるように一次式で近似した温度補償
関数ｆ１（Ｘ1 ）のパラメータである傾きａと切片ｂを
決定する。この傾きａ、切片ｂは、表１および図８に示
すように、ＭＲ素子４４ａ、４４ｂ毎に測定して不揮発
性メモリ５８に記憶されており、所定の温度範囲毎に一
次式を用いて求める。
【００２６】
【表１】
【００２７】例えば、温度ｔが１２℃の場合、表１から
ｔ＝１０℃のときの傾き ａ（１０）＝１．００３２ …（１） と、ｔ＝１５℃のときの傾き ａ（１５）＝１．００００ …（２） とを結ぶ直線７８（図８参照）から、傾きａの一次式 ａ（ｔ）＝（ａ（１５）−ａ（１０））／（１５−１０）×（ｔ−１０） ＋ａ（１０） ＝−０．０００６４ｔ＋１．００９６ …（３） を求める。
ｔ＝１０℃のときの傾き ａ（１０）＝１．００３２ …（１） と、ｔ＝１５℃のときの傾き ａ（１５）＝１．００００ …（２） とを結ぶ直線７８（図８参照）から、傾きａの一次式 ａ（ｔ）＝（ａ（１５）−ａ（１０））／（１５−１０）×（ｔ−１０） ＋ａ（１０） ＝−０．０００６４ｔ＋１．００９６ …（３） を求める。
【００２８】この（３）式に温度ｔ＝１２℃を代入する
と、このときの傾き ａ（１２）＝１．００１９２ …（４） が求められる。
と、このときの傾き ａ（１２）＝１．００１９２ …（４） が求められる。
【００２９】また、切片ｂについても、同様に、表１か
らｔ＝１０℃のときの切片 ｂ（１０）＝−０．１５８４ …（５） と、ｔ＝１５℃のときの切片 ｂ（１５）＝０．００３０ …（６） とを結ぶ直線８０（図８参照）から、切片ｂの一次式 ｂ（ｔ）＝（ｂ（１５）−ｂ（１０））／（１５−１０）×（ｔ−１０） ＋ｂ（１０） ＝０．０３２２８ｔ−０．４８１２ …（７） を求める。
らｔ＝１０℃のときの切片 ｂ（１０）＝−０．１５８４ …（５） と、ｔ＝１５℃のときの切片 ｂ（１５）＝０．００３０ …（６） とを結ぶ直線８０（図８参照）から、切片ｂの一次式 ｂ（ｔ）＝（ｂ（１５）−ｂ（１０））／（１５−１０）×（ｔ−１０） ＋ｂ（１０） ＝０．０３２２８ｔ−０．４８１２ …（７） を求める。
【００３０】この（７）式に温度ｔ＝１２℃を代入する
と、 ｂ（１２）＝−０．０９３８４ …（８） が求められる。
と、 ｂ（１２）＝−０．０９３８４ …（８） が求められる。
【００３１】このようにして求められた傾きａと切片ｂ
を温度補償関数ｆ１（Ｘ1 ）のパラメータとし、温度補
償出力データＸ2 を求める。すなわち、 Ｘ2 ＝ｆ１（Ｘ1 ）＝ａ（ｔ）×Ｘ1 ＋ｂ（ｔ） ＝１．００１９２×Ｘ1 −０．０９３８４ …（９） となる。
を温度補償関数ｆ１（Ｘ1 ）のパラメータとし、温度補
償出力データＸ2 を求める。すなわち、 Ｘ2 ＝ｆ１（Ｘ1 ）＝ａ（ｔ）×Ｘ1 ＋ｂ（ｔ） ＝１．００１９２×Ｘ1 −０．０９３８４ …（９） となる。
【００３２】この場合、温度補償出力データＸ2 は、図
６中、直線８２、８４、８６に示すように、基準温度２
５℃を基準として温度補償されているが、その直線性は
補償されていない。
６中、直線８２、８４、８６に示すように、基準温度２
５℃を基準として温度補償されているが、その直線性は
補償されていない。
【００３３】そこで、次に、この温度補償出力データＸ
2 に対して直線性補償を行う。この場合、先ず、一次式
で近似した直線性補償関数ｆ２（Ｘ2 ）のパラメータで
ある傾きｃと切片ｄとを決定する。この傾きｃ、切片ｄ
は、表２および図９に示すように、ＭＲ素子４４ａ、４
４ｂ毎に測定して不揮発性メモリ５８に記憶されてお
り、所定の温度補償出力データＸ2 毎に一次式を用いて
求める。
2 に対して直線性補償を行う。この場合、先ず、一次式
で近似した直線性補償関数ｆ２（Ｘ2 ）のパラメータで
ある傾きｃと切片ｄとを決定する。この傾きｃ、切片ｄ
は、表２および図９に示すように、ＭＲ素子４４ａ、４
４ｂ毎に測定して不揮発性メモリ５８に記憶されてお
り、所定の温度補償出力データＸ2 毎に一次式を用いて
求める。
【００３４】
【表２】
【００３５】例えば、温度ｔ＝１２℃において位置セン
サ出力データＸ1 ＝６０［％Ｖｉｎ］の場合、これを
（９）式に代入して、 Ｘ2 ＝ｆ１（６０） ＝１．００１９２×６０−０．０９３８４ ＝６０．０２１３６ …（１０） が得られる。
サ出力データＸ1 ＝６０［％Ｖｉｎ］の場合、これを
（９）式に代入して、 Ｘ2 ＝ｆ１（６０） ＝１．００１９２×６０−０．０９３８４ ＝６０．０２１３６ …（１０） が得られる。
【００３６】そこで、この温度補償出力データＸ2 から
表２を参照して傾きｃ＝０．９７２９７、切片ｄ＝１．
２８６２２が得られる。この傾きｃと切片ｄを直線性補
償関数ｆ２（Ｘ2 ）に代入し、直線性補償出力データＸ
3 を求める。すなわち、 Ｘ3 ＝ｆ２（Ｘ2 ）＝ｃ×Ｘ2 ＋ｄ ＝０．９７２９７×Ｘ2 ＋１．２８６２２ …（１１） となる。
表２を参照して傾きｃ＝０．９７２９７、切片ｄ＝１．
２８６２２が得られる。この傾きｃと切片ｄを直線性補
償関数ｆ２（Ｘ2 ）に代入し、直線性補償出力データＸ
3 を求める。すなわち、 Ｘ3 ＝ｆ２（Ｘ2 ）＝ｃ×Ｘ2 ＋ｄ ＝０．９７２９７×Ｘ2 ＋１．２８６２２ …（１１） となる。
【００３７】この（１１）式に（１０）式で求めた温度
補償出力データＸ2 ＝６０．０２１３６を代入すると、 Ｘ3 ＝ｆ２（６０）＝５９．６８５１８２０２６４ が求められる。
補償出力データＸ2 ＝６０．０２１３６を代入すると、 Ｘ3 ＝ｆ２（６０）＝５９．６８５１８２０２６４ が求められる。
【００３８】このようにして得られた直線性補償出力デ
ータＸ3 は、図７中、直線９０に示すように、回転角度
に対して直線的に変化する。
ータＸ3 は、図７中、直線９０に示すように、回転角度
に対して直線的に変化する。
【００３９】このようにして温度補償がなされたうえ、
直線性補償がなされる。この直線性補償がなされたデー
タを直線性補償出力データＸ3 と記している。
直線性補償がなされる。この直線性補償がなされたデー
タを直線性補償出力データＸ3 と記している。
【００４０】そして、ＣＰＵ５６では、さらにこの直線
性補償出力データＸ3 と、ケーブルコネクタ５４から入
力された目標値データとの差を演算し、この差の値にＰ
ＩＤ制御等の制御演算を施して電空変換部６０に制御出
力として出力する。この電空変換部６０では圧縮空気供
給源６２から供給される圧縮空気を前記制御出力に対応
してアクチュエータ３０に導入し、またはアクチュエー
タ３０から圧縮空気を排出する。このため、アクチュエ
ータ３０が作動し、回転軸３２が目標値データに一致す
るように回転する。
性補償出力データＸ3 と、ケーブルコネクタ５４から入
力された目標値データとの差を演算し、この差の値にＰ
ＩＤ制御等の制御演算を施して電空変換部６０に制御出
力として出力する。この電空変換部６０では圧縮空気供
給源６２から供給される圧縮空気を前記制御出力に対応
してアクチュエータ３０に導入し、またはアクチュエー
タ３０から圧縮空気を排出する。このため、アクチュエ
ータ３０が作動し、回転軸３２が目標値データに一致す
るように回転する。
【００４１】位置センサ２８は、再びこの回転軸３２の
回転角度を測定し、前述のように温度補償および直線性
補償を施して制御に供される。
回転角度を測定し、前述のように温度補償および直線性
補償を施して制御に供される。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るポジ
ショナの補償方法および補償装置によれば、位置センサ
の出力に対して演算により温度補償、直線性補償が施さ
れるため、温度補償回路、直線性補償回路が不要とな
り、ポジショナの製造コストを低廉化することが可能と
なる。また、位置センサの出力データの精度が向上する
ため、このポジショナによって精度の高い制御が可能と
なるという効果が得られる。
ショナの補償方法および補償装置によれば、位置センサ
の出力に対して演算により温度補償、直線性補償が施さ
れるため、温度補償回路、直線性補償回路が不要とな
り、ポジショナの製造コストを低廉化することが可能と
なる。また、位置センサの出力データの精度が向上する
ため、このポジショナによって精度の高い制御が可能と
なるという効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態に係る補償方法に使用され
るポジショナを示す横断面図である。
るポジショナを示す横断面図である。
【図２】図１のポジショナを示す縦断面図である。
【図３】図１のポジショナに使用される位置センサを示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図４】図３の位置センサを示す回路図である。
【図５】図１のポジショナを示すブロック図である。
【図６】位置センサの温度と出力信号データおよび温度
補償出力データとの関係を示すグラフである。
補償出力データとの関係を示すグラフである。
【図７】位置センサの角度と温度補償出力データおよび
直線性補償出力データの関係を示すグラフである。
直線性補償出力データの関係を示すグラフである。
【図８】位置センサの温度と温度補償関数の傾きおよび
切片の関係を示すグラフである。
切片の関係を示すグラフである。
【図９】位置センサの角度と直線性補償関数の傾きおよ
び切片の関係を示すグラフである。
び切片の関係を示すグラフである。
１０…ポジショナ １６…温度センサ ２８…位置センサ ３０…アクチュエー
タ ３２…回転軸 ３８…磁石 ４４ａ、４４ｂ…ＭＲ素子 ５６…ＣＰＵ ５８…不揮発性メモリ
タ ３２…回転軸 ３８…磁石 ４４ａ、４４ｂ…ＭＲ素子 ５６…ＣＰＵ ５８…不揮発性メモリ
Claims (7)
- 【請求項１】ポジショナから出力される制御信号に基づ
いて駆動される被制御機器の移動部の変位量を位置セン
サにより検出し、位置センサ出力データを得る工程と、 温度センサにより前記ポジショナの温度を検出する工程
と、 前記温度センサにより検出された温度に対応して決めら
れた関数を用いて前記位置センサ出力データを温度補償
し、温度補償された出力データを得る工程と、 前記温度補償された出力データに対応して決められた関
数を用いて前記温度補償された出力データの非直線性を
補償し、非直線性が補償された出力データを得る工程
と、 を有することを特徴とするポジショナの補償方法。 - 【請求項２】請求項１記載のポジショナの補償方法にお
いて、 前記温度に対応して決められた関数は、位置センサ出力
データの一次式で設定され、前記一次式で形成される直
線の傾きと切片が前記温度に対応して設定されることを
特徴とするポジショナの補償方法。 - 【請求項３】請求項１記載のポジショナの補償方法にお
いて、 前記温度補償出力データに対応して決められた関数は、
位置センサ出力データの一次式で設定され、前記一次式
で形成される直線の傾きと切片が前記温度補償出力デー
タに対応して設定されることを特徴とするポジショナの
補償方法。 - 【請求項４】ポジショナから出力される制御信号に基づ
いて駆動される被制御機器の移動部の変位量を検出する
位置センサと、 前記ポジショナの温度を検出する温度センサと、 前記温度センサにより検出された温度に対応して決めら
れた温度補償関数を用いて前記位置センサ出力データを
温度補償し、温度補償された出力データを求める温度補
償演算手段と、 前記温度補償演算手段によって求められた温度補償され
た出力データに対応して決められた直線性補償関数を用
いて前記温度補償された出力データの非直線性を補償
し、非直線性が補償された出力データを求める直線性補
償演算部と、 を有することを特徴とするポジショナの補償装置。 - 【請求項５】請求項４記載のポジショナの補償装置にお
いて、 位置センサは、直列接続された第１および第２の磁気抵
抗素子と、前記移動部の変位に基づき第１および／また
は第２磁気抵抗素子に対向して移動する磁石とを備え、
第１の磁気抵抗素子と第２の磁気抵抗素子との共通接続
点から出力を得ることを特徴とするポジショナの補償装
置。 - 【請求項６】請求項４記載のポジショナの補償装置にお
いて、 温度補償演算手段は、 温度に対応して決められた温度補償関数を位置センサ出
力データの一次式として、該一次式で形成される直線の
傾きと切片を前記温度に対して予め格納した記憶手段
と、 該記憶手段に格納された傾きと切片とを温度センサによ
って検出された温度を参照して読み出し、読み出された
傾きと切片とに基づいて温度補償出力データを求める温
度補償演算部とを備えたことを特徴とするポジショナの
補償装置。 - 【請求項７】請求項４記載のポジショナの補償装置にお
いて、 直線性補償演算手段は、 温度補償された出力データに対応して決められた直線性
補償関数を温度補償出力データの一次式として、該一次
式で形成される直線の傾きと切片が位置センサから出力
された位置センサ出力データと温度補償出力データに対
して予め格納した記憶手段と、 該記憶手段に格納された傾きと切片とを位置センサから
出力された位置センサ出力データと温度補償出力データ
を参照して読み出し、読み出された傾きと切片とに基づ
いて位置センサの非直線性が補償された出力データを求
める直線性補償演算部とを備えたことを特徴とするポジ
ショナの補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10437499A JP2000002505A (ja) | 1998-04-13 | 1999-04-12 | ポジショナの補償方法および補償装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10161098 | 1998-04-13 | ||
| JP10-101610 | 1998-04-13 | ||
| JP10437499A JP2000002505A (ja) | 1998-04-13 | 1999-04-12 | ポジショナの補償方法および補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000002505A true JP2000002505A (ja) | 2000-01-07 |
Family
ID=26442467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10437499A Pending JP2000002505A (ja) | 1998-04-13 | 1999-04-12 | ポジショナの補償方法および補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000002505A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002182704A (ja) * | 2000-09-16 | 2002-06-26 | Robert Bosch Gmbh | 電気的負荷を制御するための方法および装置 |
| JP2003532095A (ja) * | 2000-05-01 | 2003-10-28 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 縦方向に移動するアクチュエータの位置を検出するための強化された方法 |
| WO2013145482A1 (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | オリンパス株式会社 | 位置検出装置及び位置制御装置 |
-
1999
- 1999-04-12 JP JP10437499A patent/JP2000002505A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003532095A (ja) * | 2000-05-01 | 2003-10-28 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 縦方向に移動するアクチュエータの位置を検出するための強化された方法 |
| JP4795609B2 (ja) * | 2000-05-01 | 2011-10-19 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 縦方向に移動するアクチュエータの位置を検出するための強化された方法 |
| JP2002182704A (ja) * | 2000-09-16 | 2002-06-26 | Robert Bosch Gmbh | 電気的負荷を制御するための方法および装置 |
| WO2013145482A1 (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | オリンパス株式会社 | 位置検出装置及び位置制御装置 |
| US9678493B2 (en) | 2012-03-28 | 2017-06-13 | Olympus Corporation | Position detection apparatus and position control apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3978238B2 (ja) | 電−空変換装置の温度補償方法 | |
| EP0830563B1 (en) | Smart linear angular position sensor | |
| US7577539B2 (en) | Sensor interface and sensor calibration technique | |
| JP4550276B2 (ja) | センサの非線形領域に対する補正機能を具備した位置検出装置 | |
| US6674280B1 (en) | Position detection apparatus with distributed bridge sensor | |
| US20040190592A1 (en) | Remotely programmable integrated sensor transmitter | |
| JP2006284375A (ja) | 物理量検出方法及びセンサ装置 | |
| US6996488B2 (en) | Sensor signal conditioner | |
| CN113951859B (zh) | 一种颅内压传感器信号调理方法 | |
| US6279374B1 (en) | Compensating method and compensating apparatus for positioner | |
| WO2001004582A1 (en) | System and method for sensor response linearization | |
| JP2579143B2 (ja) | プロセス変数センサのディジタル補正の方法およびそのためのプロセス変数発信器 | |
| JP2000002505A (ja) | ポジショナの補償方法および補償装置 | |
| WO2000039529A9 (en) | Sensor signal conditioner with calibration | |
| JP2009174863A (ja) | トランスデューサ | |
| JP7440270B2 (ja) | センサー装置及びセンサー装置の動作方法 | |
| JP2003241838A (ja) | 位置決め装置 | |
| JP2006078379A (ja) | 圧力センサおよびその製造方法 | |
| JP3075072B2 (ja) | 温度変換器 | |
| CN114577378B (zh) | 一种用于桥式传感器的非理想因素矫正系统 | |
| JP3076993U (ja) | ひずみゲージ式変換器装置 | |
| KR100305001B1 (ko) | 자동차용 제어 장치 | |
| WO2022245328A1 (en) | Sensor compensation | |
| JPH0653830A (ja) | 非線形センサ接続回路の自動較正方法 | |
| Chen et al. | Spline-based sensor signal processing and its applications to thermal environment monitor |