JP2006170780A - Sensor output value detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサ出力値検出装置に関する。 The present invention relates to a sensor output value detection device.
従来、マイコンによりセンサの出力を読み取る(検出する)場合、マイコンの読み取りゲインの誤差を解消するため、可変抵抗を設け、可変抵抗の抵抗値を調整する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
しかし、従来では、センサ毎に、可変抵抗の抵抗値を調整する必要があり、調整に多大な手間を要していた。 However, conventionally, it has been necessary to adjust the resistance value of the variable resistor for each sensor, which requires a great deal of time for adjustment.
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、調整に要する手間を軽減させることができるセンサ出力値検出装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a sensor output value detection device capable of reducing the labor required for adjustment.
本発明のセンサ出力値検出装置は、検出量に応じた電圧値を出力するセンサと、該センサの出力電圧に基づいて、前記検出量を検出する検出手段とを備えたものである。このセンサ出力値検出装置は、さらに基準電圧発生手段、算出手段、及び補正手段を備えている。基準電圧発生手段は、基準となる基準電圧を出力するものである。算出手段は、基準電圧発生手段からの基準電圧と、予め記憶した基準電圧の理想値とを比較して、両者のズレの割合を算出するものである。補正手段は、センサからの電圧の値を、算出手段により算出されたズレの割合に応じて補正するものである。 The sensor output value detection device of the present invention includes a sensor that outputs a voltage value corresponding to a detection amount, and detection means that detects the detection amount based on the output voltage of the sensor. The sensor output value detection apparatus further includes a reference voltage generation unit, a calculation unit, and a correction unit. The reference voltage generating means outputs a reference voltage as a reference. The calculating means compares the reference voltage from the reference voltage generating means with the ideal value of the reference voltage stored in advance, and calculates the deviation ratio between them. The correcting means corrects the value of the voltage from the sensor in accordance with the deviation ratio calculated by the calculating means.
本発明によれば、基準電圧の検出量と基準電圧の検出量の理想値とを比較して、両者のズレの割合を算出する。このため、マイコン等により基準電圧を読み取るときの読み取り(検出)ゲインの誤差を明らかとすることができる。また、求めたズレの割合に基づいて、センサの出力電圧の検出量を補正している。このため、基準電圧の検出量をもとにして得られた読み取りゲインの誤差に基づいて、センサの出力電圧の検出量を補正することとなる。このように、マイコン等の読み取り(検出)ゲインの誤差が調整されるため、可変抵抗を設けて可変抵抗の抵抗値を調整する必要がなくなる。従って、調整に要する手間を軽減させることができる。 According to the present invention, the detected amount of the reference voltage is compared with the ideal value of the detected amount of the reference voltage, and the ratio between the two is calculated. For this reason, an error in reading (detection) gain when the reference voltage is read by a microcomputer or the like can be clarified. Further, the detection amount of the output voltage of the sensor is corrected based on the obtained deviation rate. For this reason, the detection amount of the output voltage of the sensor is corrected based on the error of the read gain obtained based on the detection amount of the reference voltage. As described above, since the error of the reading (detection) gain of the microcomputer or the like is adjusted, there is no need to provide a variable resistor and adjust the resistance value of the variable resistor. Therefore, the labor required for adjustment can be reduced.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態によるセンサ出力値検出装置の詳細構成図である。同図に示すように、センサ出力値検出装置1は、センサの出力を読み取るときの読み取り誤差を解消する機能を有し、センサ10と基準電圧発生回路(基準電圧発生手段)20とマイコン(検出手段)30とからなっている。
FIG. 1 is a detailed configuration diagram of a sensor output value detection apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the sensor output value detection device 1 has a function of eliminating a reading error when reading the output of the sensor, and includes a
このセンサ出力値検出装置1は、センサ10の出力電圧Vsを入力する一方で、基準電圧発生回路20からの基準電圧Vaを入力し、基準電圧Vaをもとにマイコン30の読み取り誤差を求め、この誤差に基づきセンサ10の出力電圧Vsを補正するものである。また、センサ出力値検出装置1は、補正後の電圧値を示す信号(以下、補正電圧という)Vsrを、外部の機器や装置に出力するようになっている。以下、各要素について詳細に説明する。
The sensor output value detection device 1 receives the output voltage Vs of the
センサ10は、例えば電圧センサや電流センサ等の検出量に応じた電圧値をアナログ信号として出力するものであって、マイコン30のA/Dポートに直接に接続されている。このため、アナログ信号のセンサ10の出力電圧Vsは、従来技術のように出力値補正用の回路などを介することなく、マイコン30に直接入力されることとなる。
The
基準電圧発生回路20は、基準となるアナログ信号の基準電圧Vaを出力するものであって、ツェナーダイオード21、抵抗22、定電流回路23とからなっている。ツェナーダイオード21は、アノードが接地され、カソードが抵抗22に接続されている。抵抗22は、ツェナーダイオード21が接続される反対側に定電流回路23が接続されている。定電流回路23は、上記の接続関係により、ツェナーダイオード21に一定の電流を流すようになる。また、ツェナーダイオード21のカソードはマイコン30に接続されている。そして、ツェナーダイオード21のカソード側の電圧が基準電圧Vaとしてマイコン30に出力される。
The reference
また、基準電圧発生回路20は、センサ10の近傍に設けられセンサ10と略同じ温度環境にさらされるようになっている。なお、ここでいう近傍とは、センサ10と基準電圧発生回路20とが略同じ温度環境にさらされる程度の距離をいう。
The reference
さらに、基準電圧発生回路20は、出力する基準電圧Vaの温度特性がセンサ10と略同じ温度特性を有するように設定されている。より具体的に説明すると、基準電圧発生回路20は、ツェナーダイオード21のツェナー電流を適切な値に設定することで、センサ10と同じ温度特性を有するように設定可能となっている。
Further, the reference
図2は、ツェナーダイオード21のツェナー電流とツェナー電圧との関係を示すグラフである。なお、図2において、横軸はツェナー電流(mA)を示し、縦軸は温度に対するツェナー電圧の増減割合(%/℃)を示している。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the Zener current of the Zener
同図に示すように、ツェナーダイオード21はツェナー電流に応じて温度環境への影響度が異なるようになっている。具体的にツェナー電流が4mAの場合、1℃温度が上昇するに従ってツェナー電圧が0.002%減じられるようになっている。また、ツェナーダイオード21は、ツェナー電流が7mAの場合、温度による影響を受けず、ツェナー電流が9mAの場合、1℃温度が上昇するに従ってツェナー電圧が0.0005%増加するようになっている。
As shown in the figure, the Zener
このため、図2に示すようなツェナーダイオード21の特性を利用してツェナー電流を設定すれば、基準電圧発生回路20とセンサ10との温度特性と略同じにすることができる。なお、図2に示す関係は、周囲温度が−25℃〜75℃の範囲内で成り立つものである。
For this reason, if the Zener current is set using the characteristics of the Zener
マイコン30は、基準電圧入力部31と、補正係数算出部(算出手段、異常検出手段)32と、センサ出力検出部33と、補正部(補正手段)34とを有している。
The
基準電圧入力部31は、基準電圧発生回路20からの基準電圧Vaを読み込んで、A/D変換(アナログ/デジタル変換)し、読み込んだ基準電圧Vaに対応する検出量Vadをデジタル信号として補正係数算出部32に送信する構成となっている。
The reference
補正係数算出部32は、基準電圧入力部31からの基準電圧Vaに対応する検出量Vadと、予め記憶した基準電圧に対応する検出量の理想値である理想検出量Vatとを比較して補正係数K(両者のズレの割合)を算出するものである。具体的に補正係数算出部32は、補正係数K=検出量Vad/理想検出量Vatなる式から、補正係数Kを求める。そして、補正係数算出部32は、補正係数Kの情報を補正部34に送信する。
The correction
また、補正係数算出部32は、基準電圧発生回路20の異常を検出するものとしても機能する。ここで、補正係数算出部32は、基準電圧発生回路20の異常を検出するにあたり、基準電圧Vaの値が予め定められた所定電圧範囲外であるか否かを判断するようになっている。すなわち、補正係数算出部32は、基準電圧入力部31からの検出量Vadに基づいて基準電圧Vaの値が、通常では考えられない程度に達していると判断される場合に、基準電圧発生回路20の異常を検出する。
The correction
センサ出力検出部33は、センサ10の出力電圧Vsを読み込んでA/D変換し、読み込んだ主力電圧Vsに対応する検出量Vsdをデジタル信号として補正部34に送信するものである。
The sensor
補正部34は、センサ出力検出部33からの出力電圧Vsに対応する検出量Vsdを、補正係数算出部32により算出された補正係数Kに応じて補正し、補正検出量Vsrを得るものである。具体的に補正部34は、補正検出量Vsr=検出量Vsd×補正係数Kなる式から、補正検出量Vsrを求めるようになっている。
The
ここで、補正係数Kは、基準電圧Vaの検出量とその理想検出量Vatとのズレの割合を表すものであって、マイコン30の読み取り誤差を表すものといえる。従って、補正部34は、基準電圧Vaの検出量をもとにして得られた読み取り(検出)ゲインの誤差に基づいて、センサ10の出力電圧Vsの読み取り(検出)誤差を補正することとなる。このため、マイコン30の読み取り誤差は調整され、従来のように可変抵抗の抵抗値を調整する必要がなくなっている。故に、調整に要する手間を軽減されていると言える。
Here, the correction coefficient K represents the ratio of deviation between the detected amount of the reference voltage Va and the ideal detected amount Vat, and can be said to represent the reading error of the
また、補正部34は、補正係数算出部32により基準電圧発生回路20の異常が検出された場合、補正係数Kに応じた補正を実行しない構成となっている。基準電圧発生回路20に異常がある場合、求められた補正係数Kはマイコン30の読み取り誤差を的確に反映しているとは言えず、このような補正係数Kに基づいて補正を行うと、補正後の電圧Vsrは、真の値とかけ離れたものとなってしまうからである。
The
次に、本実施形態に係るセンサ出力値検出装置1の動作を説明する。図3は、本実施形態に係るセンサ出力値検出装置1の動作を示すフローチャートである。まず、本装置1の電源が投入されると、マイコン30は基準電圧発生回路20からの基準電圧Vaを読み込む(ST1)。そして、基準電圧入力部31は基準電圧Vaを読み込んで、基準で案津Vaに対応する検出量としてVadを出力する。次いで、マイコン30の補正係数算出部32は、検出量Vadに基づいて、基準電圧Vaの値が所定電圧範囲外か否かを判断することにより、基準電圧発生回路20が正常か否かを判断する(ST2)。
Next, the operation of the sensor output value detection apparatus 1 according to this embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the sensor output value detection apparatus 1 according to this embodiment. First, when the apparatus 1 is turned on, the
ここで、基準電圧発生回路20が正常であると判断した場合(ST2:YES)、補正係数算出部32は、基準電圧Vaの検出量Vadの値と理想検出量Vatから、補正係数Kを算出する(ST3)。そして、マイコン30は、センサ10の出力電圧Vsを読み込み(ST4)、センサ出力検出部33は、出力電圧Vsに対応した検出量Vsdを出力する。
Here, when it is determined that the reference
次いで、補正部34は、検出量Vsdと、補正係数Kとから、補正検出量Vsrを求める(ST5)。そして、処理はステップST1に戻る。
Next, the
また、基準電圧発生回路20が異常であると判断した場合(ST2:NO)、マイコン30は、センサ10の出力電圧Vsを読み込み(ST6)、センサ出力検出部33は、出力電圧Vsに対応した検出量Vsdを出力する。次いで、補正係数算出部32は、基準電圧発生回路20が異常である旨を補正部34に通知する(ST7)。これにより、補正部34は、補正係数Kによる補正を実行しないこととなる。すなわち、検出量Vsdがそのまま補正検出量Vsr出力されることとなる。その後、処理はステップST1に戻る。
If it is determined that the reference
以上、ステップST1〜ST7の処理は、本装置1の電源がオフされるまで繰り返される。なお、電源がオフされるまで処理が繰り返されるため、補正係数Kは繰り返し求められることとなり、補正係数Kを1度だけ求める場合に比べると、補正検出量Vsrの精度を高められることとなる。 The processes in steps ST1 to ST7 are repeated until the power of the apparatus 1 is turned off. Since the process is repeated until the power is turned off, the correction coefficient K is repeatedly obtained, and the accuracy of the correction detection amount Vsr can be improved as compared with the case where the correction coefficient K is obtained only once.
このようにして、本実施形態に係るセンサ出力値検出装置1によれば、基準電圧Vaの検出量と基準電圧Vatの検出量の理想値とを比較して、両者のズレの割合を算出する。このため、マイコン30により基準電圧Vaを読み取るときの読み取り(検出)ゲインの誤差を明らかとすることができる。また、求めたズレの割合に基づいて、センサ10の出力電圧Vsの検出量を補正している。このため、基準電圧Vaの検出量をもとにして得られた読み取りゲインの誤差に基づいて、センサの出力電圧Vsの検出量を補正することとなる。このように、マイコン30の読み取り(検出)ゲインの誤差が調整されるため、可変抵抗を設けて可変抵抗の抵抗値を調整する必要がなくなる。
In this way, according to the sensor output value detection apparatus 1 according to the present embodiment, the detected amount of the reference voltage Va and the ideal value of the detected amount of the reference voltage Vat are compared, and the ratio of the deviation between them is calculated. . For this reason, an error in reading (detection) gain when the
従って、調整に要する手間を軽減させることができる。 Therefore, the labor required for adjustment can be reduced.
ここで、センサ10が電圧センサや電流センサである場合には出力電圧Vsは温度により影響を受けて変動することが知られている。本実施形態において、基準電圧発生回路20はセンサ10と略同じ温度特性を有すると共に、センサ10の近傍に設けられてセンサ10と略同じ温度環境にさらされている。このため、センサ10の出力電圧Vsと基準電圧Vaは同じように温度の影響を受けて出力する電圧値が変動することとなる。従って、温度センサ等によりセンサ10の周囲温度をセンシングしてマイコン30の処理負荷を増大させることなく、温度ドリフトを除去することができる。
Here, when the
また、基準電圧発生回路20は、ツェナーダイオード21と、ツェナーダイオード21に一定電流を流す定電流回路23とを有している。このため、ツェナーダイオード21のツェナー電流を設定することにより、センサ10と基準電圧発生回路20との温度特性を同じにできることとなる。従って、両者の温度特性を容易に略同じに設定することができる。
The reference
また、基準電圧発生回路20の異常を検出した場合、補正部34は、補正係数Kによる補正を行わないこととしている。ここで、基準電圧発生回路20に異常がある場合、求められた補正係数Kはマイコン30の読み取り誤差を的確に反映しているとは言えず、このような補正係数Kに基づいて補正を行うと、補正後の検出量Vsrは、真の値とかけ離れたものとなってしまう。従って、上記の如く補正しないことで、著しく誤った検出量Vsrを得ないようにすることができる。
Further, when an abnormality of the reference
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、本実施形態において基準電圧発生回路20は基準電圧を発生する構成であれば、他の構成であっても構わない。
As described above, the present invention has been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, the reference
1…センサ出力値検出装置
10…センサ
20…基準電圧発生回路(基準電圧発生手段)
21…ツェナーダイオード
22…抵抗
23…定電流回路
30…マイコン(検出手段)
31…基準電圧入力部
32…補正係数算出部(算出手段,異常検出手段)
33…センサ出力検出部
34…補正部(補正手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor output
21 ...
31: Reference voltage input unit 32: Correction coefficient calculation unit (calculation means, abnormality detection means)
33 ... Sensor
Claims (5)
基準となる基準電圧を出力する基準電圧発生手段と、
前記基準電圧発生手段から出力される基準電圧に応じた検出量と、予め記憶した基準電圧に対応した理想検出量とを比較して、両者のズレの割合を算出する算出手段と、
前記センサから出力された電圧値に基づいて前記検出手段によって検出された検出量を、前記算出手段により算出されたズレの割合に応じて補正する補正手段と、
を備えることを特徴とするセンサ出力値検出装置。 In a sensor output value detection apparatus comprising: a sensor that outputs a voltage value according to a detection amount; and a detection unit that detects the detection amount based on an output voltage of the sensor.
A reference voltage generating means for outputting a reference voltage as a reference;
A calculation unit that compares a detection amount corresponding to a reference voltage output from the reference voltage generation unit with an ideal detection amount corresponding to a reference voltage stored in advance, and calculates a ratio of the deviation between the two;
Correction means for correcting the detection amount detected by the detection means based on the voltage value output from the sensor in accordance with the ratio of deviation calculated by the calculation means;
A sensor output value detection device comprising:
前記補正手段は、前記異常検出手段により前記基準電圧発生手段の異常が検出された場合、前記算出手段により算出されたズレの割合に応じた補正を行わない
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のセンサ出力値検出装置。 An abnormality detection means for detecting an abnormality of the reference voltage generation means;
The correction means does not perform correction according to the deviation ratio calculated by the calculation means when the abnormality detection means detects an abnormality of the reference voltage generation means. Item 4. The sensor output value detection device according to any one of Items 3 to 4.
The abnormality detection means determines that the reference voltage generation means is abnormal when the value of the voltage from the reference voltage generation means is outside a predetermined voltage range. 5. The sensor output value detection device according to 4.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
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JP2013044620A (en) * | 2011-08-23 | 2013-03-04 | Alpine Electronics Inc | Power monitoring system for vehicle mounted equipment |
CN109212318A (en) * | 2017-07-04 | 2019-01-15 | 重庆无线绿洲通信技术有限公司 | Resistance value measuring circuit and method, device for monitoring temperature, battery pack and management system |
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2004
- 2004-12-15 JP JP2004363232A patent/JP2006170780A/en active Pending
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CN109212318A (en) * | 2017-07-04 | 2019-01-15 | 重庆无线绿洲通信技术有限公司 | Resistance value measuring circuit and method, device for monitoring temperature, battery pack and management system |
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