JP2530606Y2 - リニアライザー - Google Patents
リニアライザーInfo
- Publication number
- JP2530606Y2 JP2530606Y2 JP1989077880U JP7788089U JP2530606Y2 JP 2530606 Y2 JP2530606 Y2 JP 2530606Y2 JP 1989077880 U JP1989077880 U JP 1989077880U JP 7788089 U JP7788089 U JP 7788089U JP 2530606 Y2 JP2530606 Y2 JP 2530606Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- linearizer
- signal
- analyzer
- main
- output characteristics
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えばガス分析計などから出力される非
線型の信号を線型（直線）信号に変換するためのリニア
ライザーに関する。
線型の信号を線型（直線）信号に変換するためのリニア
ライザーに関する。
第３図＜イ＞は、ガス分析計ＤとリニアライザーＬと
を組み合わせて成る一般的なガス分析システムの全体概
略構成を示し、また、同図＜ロ＞がガス分析計Ｄの入出
力特性を、同図＜ハ＞はリニアライザーＬの出力特性を
それぞれ模式的に示している。
を組み合わせて成る一般的なガス分析システムの全体概
略構成を示し、また、同図＜ロ＞がガス分析計Ｄの入出
力特性を、同図＜ハ＞はリニアライザーＬの出力特性を
それぞれ模式的に示している。
すなわち、測定対象成分ガスの濃度Ｃとガス分析計Ｄ
から出力される測定信号Ｘとの関係（検量線）は、一般
に、第３図＜ロ＞に例示しているように非線型となる。
から出力される測定信号Ｘとの関係（検量線）は、一般
に、第３図＜ロ＞に例示しているように非線型となる。
そこで、ガス分析計Ｄから出力される測定信号Ｘをリ
ニアライザーＬに入力して所定の信号処理を施すことに
よって、リニアライザーＬからの出力Ｙと測定対象成分
ガスの濃度Ｃとの関係が、第３図＜ハ＞に例示している
ように線型となるように信号変換し、爾後の表示、各種
制御、解析などを行い易いようにするのである。
ニアライザーＬに入力して所定の信号処理を施すことに
よって、リニアライザーＬからの出力Ｙと測定対象成分
ガスの濃度Ｃとの関係が、第３図＜ハ＞に例示している
ように線型となるように信号変換し、爾後の表示、各種
制御、解析などを行い易いようにするのである。
ところで、上記のようなリニアライザーＬとしては、
従来から、第４図に模式的に示しているように、 Ｙ＝anXn＋an+1Xn-1＋…＋a1X＋aoなる高次多項式を用
いて信号処理する高次多項式近似方式と、第５図に模式
的に示しているように、入力信号Ｘの範囲に応じてゲイ
ン（傾き：b1，b2，…，bn-1，bn）が変化する折れ線関
数を用いて信号処理する折れ線式近似方式のものとが知
られている。
従来から、第４図に模式的に示しているように、 Ｙ＝anXn＋an+1Xn-1＋…＋a1X＋aoなる高次多項式を用
いて信号処理する高次多項式近似方式と、第５図に模式
的に示しているように、入力信号Ｘの範囲に応じてゲイ
ン（傾き：b1，b2，…，bn-1，bn）が変化する折れ線関
数を用いて信号処理する折れ線式近似方式のものとが知
られている。
そして、いずれの方式のリニアライザーＬにおいて
も、分析計Ｄの種類と測定範囲（フルスケール）が定ま
れば、分析計Ｄの平均的な検量線（標準検量線）が求め
られるので、高次多項式の係数an，an-1，…，a1，a0、
あるいは、折れ線関数の傾きb1，b2，…，bn-1，bnとし
ては、標準検量線に合わせて、例えば最小二乗法などの
手法を用いて予め固定的に決定したものが用いられるの
が普通であった。
も、分析計Ｄの種類と測定範囲（フルスケール）が定ま
れば、分析計Ｄの平均的な検量線（標準検量線）が求め
られるので、高次多項式の係数an，an-1，…，a1，a0、
あるいは、折れ線関数の傾きb1，b2，…，bn-1，bnとし
ては、標準検量線に合わせて、例えば最小二乗法などの
手法を用いて予め固定的に決定したものが用いられるの
が普通であった。
ところが、分析計Ｄの検量線というものは、個々の分
析計Ｄ毎に、第６図＜イ＞に模式的に示すように、正確
な（平均的な）標準検量線のある程度上下（，）
範囲内でばらつくことは避けられず、したがって、リニ
アライザーＬから得られる直線化出力にも、第６図＜ロ
＞に模式的に示すように、平均的な直線化出力′のあ
る程度上下（′，′）に亘るばらつきが生じ、測定
誤差の原因となる。
析計Ｄ毎に、第６図＜イ＞に模式的に示すように、正確
な（平均的な）標準検量線のある程度上下（，）
範囲内でばらつくことは避けられず、したがって、リニ
アライザーＬから得られる直線化出力にも、第６図＜ロ
＞に模式的に示すように、平均的な直線化出力′のあ
る程度上下（′，′）に亘るばらつきが生じ、測定
誤差の原因となる。
そこで、このような分析計Ｄにおける検量線のばらつ
きに起因する誤差を是正するためには、各分析計Ｄごと
に、高次多項式近似方式のリニアライザーＬの場合に
は、その高次多項式の係数an，an-1，…，a1，a0を、ま
た、折れ線近似方式のリニアライザーＬの場合には、そ
の折れ線関数の傾きb1，b2，…，bn-1，bnを、それぞれ
正確に微調整し直す必要がある。
きに起因する誤差を是正するためには、各分析計Ｄごと
に、高次多項式近似方式のリニアライザーＬの場合に
は、その高次多項式の係数an，an-1，…，a1，a0を、ま
た、折れ線近似方式のリニアライザーＬの場合には、そ
の折れ線関数の傾きb1，b2，…，bn-1，bnを、それぞれ
正確に微調整し直す必要がある。
しかしながら、そのような微調整を行うためには、多
数の校正点での測定を必要とするために、多種類の校正
用ガスを用いて、しかも、非常に面倒で長時間に亘る作
業を行わねばならなかった。
数の校正点での測定を必要とするために、多種類の校正
用ガスを用いて、しかも、非常に面倒で長時間に亘る作
業を行わねばならなかった。
この考案は、上述の事柄に留意してなされたもので、
個々の分析計ごとに、あるいは、測定条件などに応じて
入出力特性を正確に微調整するに際して、ごく簡略にか
つ迅速に精度のよい調整作業を行なうことができるリニ
アライザーを提供することを目的としている。
個々の分析計ごとに、あるいは、測定条件などに応じて
入出力特性を正確に微調整するに際して、ごく簡略にか
つ迅速に精度のよい調整作業を行なうことができるリニ
アライザーを提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、この考案においては、分析
計からの出力信号を入力信号とし、この入力信号を直線
化して出力するリニアライザーにおいて、前記入力信号
を、高次多項式近似方式を用いて概略的に直線化するた
めの主直線化手段と、この主直線化手段により得られた
概略直線化出力信号を、折れ線近似方式を用いてより精
度よく直線化するための補助直線化手段とを設けたこと
を特徴としている。
計からの出力信号を入力信号とし、この入力信号を直線
化して出力するリニアライザーにおいて、前記入力信号
を、高次多項式近似方式を用いて概略的に直線化するた
めの主直線化手段と、この主直線化手段により得られた
概略直線化出力信号を、折れ線近似方式を用いてより精
度よく直線化するための補助直線化手段とを設けたこと
を特徴としている。
上記リニアライザーにおいては、高次多項式近似方式
を用いた概略調整用の主直線化手段と、折れ線近似方式
を用いた微調整用の補助直線化手段とを併せ設けるよう
にしているから、補助直線化手段における折れ線関数と
しては折れ点がごく少なく単純なもので定義すれば十分
であり、主直線化手段における高次多項式の係数は、例
えば使用する分析計の標準検量線に合わせて、予め固定
的に設定しておき、個々の分析計ごとに、あるいは、測
定条件などに応じてその入出力特性を正確に微調整する
に際しては、前記折れ点がごく少ない単純な折れ線関数
を用いた補助直線化手段における折れ線関数の数少ない
傾きを調整すればよい。したがって、その調整のための
校正測定点がごく少なくて済む。その結果、使用する校
正用ガスの種類や作業に要する手間や時間を大幅に削減
することができるようになった。
を用いた概略調整用の主直線化手段と、折れ線近似方式
を用いた微調整用の補助直線化手段とを併せ設けるよう
にしているから、補助直線化手段における折れ線関数と
しては折れ点がごく少なく単純なもので定義すれば十分
であり、主直線化手段における高次多項式の係数は、例
えば使用する分析計の標準検量線に合わせて、予め固定
的に設定しておき、個々の分析計ごとに、あるいは、測
定条件などに応じてその入出力特性を正確に微調整する
に際しては、前記折れ点がごく少ない単純な折れ線関数
を用いた補助直線化手段における折れ線関数の数少ない
傾きを調整すればよい。したがって、その調整のための
校正測定点がごく少なくて済む。その結果、使用する校
正用ガスの種類や作業に要する手間や時間を大幅に削減
することができるようになった。
以下、この考案の具体的な実施例を第１図および第２
図に基づいて説明する。
図に基づいて説明する。
第１図＜イ＞は、第１実施例に係るリニアライザーを
用いて構成されたガス分析システムの全体概略構成を示
し、図示しているように、測定対象成分ガスの濃度Ｃを
測定するためのものであって、第１図＜ロ＞に模式的に
示すような入出力特性を有するガス分析計Ｄに対して、
その測定信号Ｘを直線化した信号Ｙ（最終出力信号）を
出力させるためのリニアライザーＬが接続されている。
用いて構成されたガス分析システムの全体概略構成を示
し、図示しているように、測定対象成分ガスの濃度Ｃを
測定するためのものであって、第１図＜ロ＞に模式的に
示すような入出力特性を有するガス分析計Ｄに対して、
その測定信号Ｘを直線化した信号Ｙ（最終出力信号）を
出力させるためのリニアライザーＬが接続されている。
前記リニアライザーＬは、入力信号（ガス分析計Ｄか
ら出力される測定信号）Ｘを、 Ｙ＝a4X4＋a3X3＋a2X2＋a1X＋a0なる高次（この例で
は四次）多項式を用いて、第１図＜ハ＞に模式的に示す
ように概略的に直線化した信号Ｙ′を出力する主直線化
手段Ｉと、この主直線化手段Ｉにより得られた配置直線
化出力信号Ｙ′を、さらに、数個（ごく少数で十分であ
り、この例ではp,qの２個としているが１個でもよい）
の折れ点を有する折れ線関数（入力信号Ｙ′の範囲に応
じて傾きがb1，b2，b3と変化する）を用いて、第１図＜
ニ＞に模式的に示すようにより精度よく直線化した信号
（最終出力信号）Ｙを出力する補助直線化手段IIとを、
その順に直列的に接続して構成されている。
ら出力される測定信号）Ｘを、 Ｙ＝a4X4＋a3X3＋a2X2＋a1X＋a0なる高次（この例で
は四次）多項式を用いて、第１図＜ハ＞に模式的に示す
ように概略的に直線化した信号Ｙ′を出力する主直線化
手段Ｉと、この主直線化手段Ｉにより得られた配置直線
化出力信号Ｙ′を、さらに、数個（ごく少数で十分であ
り、この例ではp,qの２個としているが１個でもよい）
の折れ点を有する折れ線関数（入力信号Ｙ′の範囲に応
じて傾きがb1，b2，b3と変化する）を用いて、第１図＜
ニ＞に模式的に示すようにより精度よく直線化した信号
（最終出力信号）Ｙを出力する補助直線化手段IIとを、
その順に直列的に接続して構成されている。
次に、上記のように構成されたリニアライザーＬを備
えたガス分析システムの使用例と動作について詳述す
る。
えたガス分析システムの使用例と動作について詳述す
る。
まず、リニアライザーＬの主直線化手段Ｉにおける高
次多項式の係数a4，a3，a2，a1，a0を、このガス分析シ
ステムで使用されるガス分析計Ｄとそのフルスケールに
より定まっている標準検量線に合わせて、最小二乗法な
どの手法を用いて予め固定的に設定しておく。
次多項式の係数a4，a3，a2，a1，a0を、このガス分析シ
ステムで使用されるガス分析計Ｄとそのフルスケールに
より定まっている標準検量線に合わせて、最小二乗法な
どの手法を用いて予め固定的に設定しておく。
そして、個々の測定時、つまり、そのときに使用され
るガス分析計Ｄおよび温度測定条件などに応じてリニア
ライザーＬの入出力特性を正確に微調整するに際して
は、前記折れ点がごく少ない単純な折れ線関数を用いた
補助直線化手段IIにおける折れ線関数の数少ない傾き
b1，b2，b3を調整するために、各折れ点p,qおよびフル
スケールｒに相当する濃度を有する校正用ガスを用いて
校正測定を行い、最終出力Ｙが実質的に直線になるよう
に、それら傾きb1，b2，b3を決定するゲインを調節する
のである。このように、調整のための校正測定点がごく
少数（この例では３点）であるため、使用する校正用ガ
スの種類が少なくて（３種類）済むとともに、作業に要
する手間や時間も非常に少なくて済み、経済的かつ能率
的に精度よい調整を行うことができる。
るガス分析計Ｄおよび温度測定条件などに応じてリニア
ライザーＬの入出力特性を正確に微調整するに際して
は、前記折れ点がごく少ない単純な折れ線関数を用いた
補助直線化手段IIにおける折れ線関数の数少ない傾き
b1，b2，b3を調整するために、各折れ点p,qおよびフル
スケールｒに相当する濃度を有する校正用ガスを用いて
校正測定を行い、最終出力Ｙが実質的に直線になるよう
に、それら傾きb1，b2，b3を決定するゲインを調節する
のである。このように、調整のための校正測定点がごく
少数（この例では３点）であるため、使用する校正用ガ
スの種類が少なくて（３種類）済むとともに、作業に要
する手間や時間も非常に少なくて済み、経済的かつ能率
的に精度よい調整を行うことができる。
第２図＜イ＞は、第２実施例に係るリニアライザーを
用いて構成されたガス分析システムの全体概略構成を示
している。
用いて構成されたガス分析システムの全体概略構成を示
している。
この第２実施例においては、リニアライザーＬにおけ
る主直線化手段Ｉと補助直線化手段IIとを、互いに並列
的に接続してある。
る主直線化手段Ｉと補助直線化手段IIとを、互いに並列
的に接続してある。
すなわち、この場合、補助直線化手段IIは、ガス分析
計Ｄからの測定信号Ｘがそのまま入力されるので、第２
図＜ホ＞に模式的に示すような出力特性を有しており、
第２図＜ハ＞に模式的に示すような出力特性を有する主
直線化手段Ｉからの出力信号Ｙ′と、補助直線化手段II
からの出力信号Ｙ″とが、加算部Ｍにおいて加算される
ことによって、最終的に直線化された信号Ｙが出力され
るように構成されているものである。
計Ｄからの測定信号Ｘがそのまま入力されるので、第２
図＜ホ＞に模式的に示すような出力特性を有しており、
第２図＜ハ＞に模式的に示すような出力特性を有する主
直線化手段Ｉからの出力信号Ｙ′と、補助直線化手段II
からの出力信号Ｙ″とが、加算部Ｍにおいて加算される
ことによって、最終的に直線化された信号Ｙが出力され
るように構成されているものである。
この第２実施例の場合におけるその他の構成、使用法
および動作などについても、上記第１実施例の場合と同
様であるからその説明は省略する。
および動作などについても、上記第１実施例の場合と同
様であるからその説明は省略する。
以上詳述したように、この考案のリニアライザーにお
いては、分析計からの出力信号を入力信号とし、この入
力信号を、高次多項式近似方式を用いて概略的に直線化
するための主直線化手段と、主直線化手段により得られ
た概略直線化出力を、折れ線近似方式を用いてより精度
よく直線化するための補助直線化手段とを設けてあるの
で、補助直線化手段における折れ線関数としては折れ点
がごく少ない単純なもので定義すれば十分である。
いては、分析計からの出力信号を入力信号とし、この入
力信号を、高次多項式近似方式を用いて概略的に直線化
するための主直線化手段と、主直線化手段により得られ
た概略直線化出力を、折れ線近似方式を用いてより精度
よく直線化するための補助直線化手段とを設けてあるの
で、補助直線化手段における折れ線関数としては折れ点
がごく少ない単純なもので定義すれば十分である。
そして、主直線化手段における高次多項式の係数は、
例えば、使用する分析計の標準検量線に合わせて予め固
定的に設定しておき、個々の分析計ごとに、その入出力
特性を正確に微調整するに際しては、前記折れ点がごく
少ない単純な折れ線関数を用いた補助直線化手段におけ
る折れ線関数の数少ない傾きを調整すればよいから、そ
の調整のための校正測定点がごく少なくて済む。
例えば、使用する分析計の標準検量線に合わせて予め固
定的に設定しておき、個々の分析計ごとに、その入出力
特性を正確に微調整するに際しては、前記折れ点がごく
少ない単純な折れ線関数を用いた補助直線化手段におけ
る折れ線関数の数少ない傾きを調整すればよいから、そ
の調整のための校正測定点がごく少なくて済む。
したがって、使用する校正用ガスの種類や作業に要す
る手間や時間を大幅に削減することができ、非常に経済
的でしかも能率的な作業を行うだけで、その入出力特性
をほぼ所望の状態に精度よく調整することができるよう
になり、各分析計ごとの検量線のばらつきに起因する測
定誤差を可及的に小さくして測定精度の向上を図ること
ができ、またそれ故に、各分析計における検量線のばら
つきの許容幅を大きくできるのでその製品の歩留りも向
上させることができる。
る手間や時間を大幅に削減することができ、非常に経済
的でしかも能率的な作業を行うだけで、その入出力特性
をほぼ所望の状態に精度よく調整することができるよう
になり、各分析計ごとの検量線のばらつきに起因する測
定誤差を可及的に小さくして測定精度の向上を図ること
ができ、またそれ故に、各分析計における検量線のばら
つきの許容幅を大きくできるのでその製品の歩留りも向
上させることができる。
第１図はこの考案の第１実施例を示し、同図＜イ＞はリ
ニアライザーを用いて構成されたガス分析システムの全
体概略構成図、同図＜ロ＞はガス分析計の入出力特性を
表すグラフ、同図＜ハ＞は前記リニアライザーにおける
主直線化手段の出力特性を表すグラフ、同図＜ニ＞は前
記リニアライザーにおける補助直線化手段の出力特性
（最終出力特性）を表すグラフである。 第２図はこの考案の第２実施例を示し、同図＜イ＞はリ
ニアライザーを用いて構成されたガス分析システムの全
体概略構成図、同図＜ロ＞はガス分析計の入出力特性を
模式的に表すグラフ、同図＜ハ＞は前記リニアライザー
における主直線化手段の出力特性を表すグラフ、同図＜
ニ＞は前記リニアライザーにおける補助直線化手段の出
力特性を表すグラフ、同図＜ホ＞は前記リニアライザー
全体としての最終的な出力特性を表すグラフである。 第３図〜第６図はこの考案の技術的背景ならびに従来技
術の問題点を説明するための図で、第３図＜イ＞は、一
般的なガス分析システムの全体概略構成図、同図＜ロ＞
はガス分析計の入出力特性を表すグラフ、同図＜ハ＞は
リニアライザーの出力特性を表すグラフであり、第４図
は従来の高次多項式近似方式を用いたリニアライザーに
よる信号処理の説明用グラフであり、第５図は従来の折
れ線近似方式を用いたリニアライザーによる信号処理の
説明用グラフであり、第６図＜イ＞，＜ロ＞はそれぞれ
従来問題の説明用グラフである。 Ｌ…リニアライザー、Ｉ…主直線化手段、II…補助直線
化手段。
ニアライザーを用いて構成されたガス分析システムの全
体概略構成図、同図＜ロ＞はガス分析計の入出力特性を
表すグラフ、同図＜ハ＞は前記リニアライザーにおける
主直線化手段の出力特性を表すグラフ、同図＜ニ＞は前
記リニアライザーにおける補助直線化手段の出力特性
（最終出力特性）を表すグラフである。 第２図はこの考案の第２実施例を示し、同図＜イ＞はリ
ニアライザーを用いて構成されたガス分析システムの全
体概略構成図、同図＜ロ＞はガス分析計の入出力特性を
模式的に表すグラフ、同図＜ハ＞は前記リニアライザー
における主直線化手段の出力特性を表すグラフ、同図＜
ニ＞は前記リニアライザーにおける補助直線化手段の出
力特性を表すグラフ、同図＜ホ＞は前記リニアライザー
全体としての最終的な出力特性を表すグラフである。 第３図〜第６図はこの考案の技術的背景ならびに従来技
術の問題点を説明するための図で、第３図＜イ＞は、一
般的なガス分析システムの全体概略構成図、同図＜ロ＞
はガス分析計の入出力特性を表すグラフ、同図＜ハ＞は
リニアライザーの出力特性を表すグラフであり、第４図
は従来の高次多項式近似方式を用いたリニアライザーに
よる信号処理の説明用グラフであり、第５図は従来の折
れ線近似方式を用いたリニアライザーによる信号処理の
説明用グラフであり、第６図＜イ＞，＜ロ＞はそれぞれ
従来問題の説明用グラフである。 Ｌ…リニアライザー、Ｉ…主直線化手段、II…補助直線
化手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 津村 宗郎 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−59312（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−142215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−219408（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−21880（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】分析計からの出力信号を入力信号とし、こ
の入力信号を直線化して出力するリニアライザーにおい
て、前記入力信号を、高次多項式近似方式を用いて概略
的に直線化するための主直線化手段と、この主直線化手
段により得られた概略直線化出力信号を、折れ線近似方
式を用いてより精度よく直線化するための補助直線化手
段とを設けてあることを特徴とするリニアライザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989077880U JP2530606Y2 (ja) | 1989-07-01 | 1989-07-01 | リニアライザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989077880U JP2530606Y2 (ja) | 1989-07-01 | 1989-07-01 | リニアライザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317511U JPH0317511U (ja) | 1991-02-21 |
| JP2530606Y2 true JP2530606Y2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=31620662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989077880U Expired - Lifetime JP2530606Y2 (ja) | 1989-07-01 | 1989-07-01 | リニアライザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2530606Y2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604404B2 (ja) * | 1974-08-15 | 1985-02-04 | 松下電器産業株式会社 | デイジタルリニアライザ |
| JPS5559312A (en) * | 1978-10-30 | 1980-05-02 | Mitsubishi Electric Corp | Linearizer |
| JPS58219408A (ja) * | 1982-06-16 | 1983-12-20 | Hitachi Ltd | 非直線演算回路 |
| JP2507875B2 (ja) * | 1986-12-05 | 1996-06-19 | 工業技術院長 | 多変数多項式型測定値較正器 |
-
1989
- 1989-07-01 JP JP1989077880U patent/JP2530606Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0317511U (ja) | 1991-02-21 |
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