JP3124990B2 - 計測値−周波数変換装置 - Google Patents

計測値−周波数変換装置

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JP3124990B2 JP07207364A JP20736495A JP3124990B2 JP 3124990 B2 JP3124990 B2 JP 3124990B2 JP 07207364 A JP07207364 A JP 07207364A JP 20736495 A JP20736495 A JP 20736495A JP 3124990 B2 JP3124990 B2 JP 3124990B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジオゾンデなど
各種物理量の遠隔自動計測、その他の計測を行うために
用いられる、計測値−周波数変換装置の改良に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の計測値−周波数変換装置
の構成を示すブロック図である。計測された物理量であ
る計測値は入力手段11に入力され、データ変換手段1
2により入力された計測値に比例したデータが発生され
る。周波数出力手段13はクロック発振手段14からの
タイマ信号をデータ変換手段12において発生されるデ
ータを基に計数することにより周波数出力の周期を計算
し、これにより計測値に対応した周波数の信号として出
力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図4に示すような従来
の計測値−周波数変換装置では、タイマ信号の時間を分
解能とする周波数出力の周期が作成されるので、出力周
波数範囲が限定される場合には、特定の数の異なる周波
数の信号しか出力することができない。
【0004】そこで、通常は次式により計測値をあらか
じめ圧縮して周波数信号出力用データとしている。
【0005】 データ=計測値/定数 (1) したがって、周波数信号を出力する基となるデータは連
続ではなく階段状の値となり、あたかもA/D変換(ア
ナログ/デジタル変換)における量子化誤差に相当する
誤差が必然的に生じる。
【0006】例としてここに接近した2つの計測値があ
るものとし、計測値P1 は1000、計測値P2 は99
0(物理量の単位は省略)とする。上記(1)式の定数
を30とし、図5に示す形式のパルス状の信号を出力す
るものとする。図5において、ハイレベルの時間T2は
固定とし、ローレベルの時間T1は計測値に対応して変
化される。
【0007】いま、タイマの間隔(マイコンの割込処理
の間隔)を0.5μSとすると、出力される周波数信号
の周波数fは、T2をここでは120μSとして、 f=1/(データ×0.5μS+120μS) (2) となる。図5の信号波形においてローレベルの時間長、
すなわち、(2)式における分母第1項(時間T1に相
当)は、タイマ信号の間隔である0.5μSをデータに
対応する回数だけカウントしたことを意味する。
【0008】計測値P1 に対応するデータD1 は(1)
式より、 データD1 =1000/30=33 となるが、ここではマイクロコンピュータによる演算の
ため小数点以下は切捨てとして計算されている。このデ
ータD1 に基づく周波数信号の周波数f1 は、 f1 =1/(33×0.5μS+120μS)=732
6.01Hz 一方、計測値P2 に対応するデータD2 は同様にして、 データD2 =990/30=33 となり、したがって、データD2 に基づく周波数信号の
周波数f2 は、 f2 =1/(33×0.5μS+120μS)=732
6.01Hz となり、計測値P1 に対応した周波数出力信号と全く同
じものとなって計測値の差がマスクされて取り扱われて
しまい、すなわち、このような方法では、計測値を圧縮
する定数(本例では30)の範囲が計測値−周波数変換
における誤差の発生する範囲となってしまう。
【0009】本発明の目的は、上述の課題を解決し、計
測値読み取りの分解能を向上させることができる計測値
−周波数変換装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、計測値を定数で割り算することによりデ
ータに変換するデータ変換手段と、該データ変換手段か
ら入力される前記データを所定の対応関係にある周波数
信号に変換して出力する周波数出力手段とを備えた計測
値−周波数変換装置において、前記データ変換手段を、
計測値を複数のデータに変換する構成とし、計測値を前
記定数で割り算する際に生じる余りに応じた単位時間内
での時分割の割合で、前記複数のデータの前記周波数出
力手段への入力を切り換えるデータ切換手段を設けたこ
とを特徴とし、また、加えて、前記周波数出力手段によ
り出力される複数の周波数信号を単位時間あたりで加重
平均することにより平均化された周波数信号を演算する
演算手段を設けたことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態で
ある、計測値−周波数変換装置の構成を示すブロック図
であり、図1(a)は計測装置Mのブロック図、図1
(b)は受信装置Rのブロック図である。本実施例で
は、計測装置M側から切り換えて発信される周波数信号
を2種類として説明する。
【0012】図1(a)において、入力手段1に入力さ
れた計測値は、データ変換手段2において(3)式の演
算により周波数信号S1 に対応するデータD1 に変換さ
れ、データ切換手段3に入力される。
【0013】 データD1 =計測値/定数 (3) 一方、データ変換手段2において、データD1 に最も近
いデータD1 ′(周波数信号S1 ′に対応)が発生され
るとともに、(4)式によりデータD1 ′、すなわち周
波数信号S1 ′の出力頻度が演算され、データ切換手段
3に入力される。
【0014】 データD1 ′(周波数信号S1 ′)の出力頻度 ={(3)式の余り×10}/定数 (4) データ切換手段3では、(4)式の演算により得られた
データD1 ′の出力頻度に従って、データD1 (周波数
信号S1 )とデータD1 ′(周波数信号S1 ′)の単位
時間あたりの時分割の割合を計算して、これらを時分割
的に切り換え、周波数出力手段4に入力する。なお、
(4)式において余りに乗ずる「10」は、単位時間を
時分割する数を表す。
【0015】周波数出力手段4は、クロック発振手段5
から入力されるクロック信号を、データ変換手段2にお
いて発生され、データ切換手段3を介して入力される2
つのデータを基に計数することにより、周波数出力の周
期を計算し、これらのデータD1 およびデータD1 ′の
単位時間当たりの割合に応じて、それぞれ異なる2種類
の周波数信号S1 ,S1 ′を出力する。
【0016】データD1 ′の出力頻度は、たとえば、こ
れが5であるときは、周波数信号S1 と周波数信号S
1 ′の単位時間内の割合が半々となって計測装置Mから
出力されることになり、受信装置R側では周波数信号S
1 と周波数信号S1 ′の丁度中間の周波数が加重平均値
として検出されることになる。
【0017】一方、図1(b)において、受信装置Rの
受信手段5は計測装置Mから時分割的に発信される複数
の周波数信号を受信し、演算手段7は受信手段5により
受信された複数の周波数信号の単位時間あたりの加重平
均として1つの周波数信号をデータ逆変換手段8に対し
て出力する。データ逆変換手段8は演算手段7から出力
される周波数信号を計測値に逆変換し、出力する。
【0018】本形態では、単位時間(計測装置側と受信
装置側で同期的に定めた信号送受信のサンプリング時
間)を1秒、切換時間を100mSとすると、切り換え
る周波数信号が2種類であるから、計測値読み取り分解
能は従来の方法に比較して10倍となるが、切り換える
周波数信号の数、単位時間、切換時間の組合せにより、
計測値に正確に対応した様々な周波数信号が遠隔伝送可
能となる。
【0019】図2は、同じく計測値−周波数変換装置の
動作フローチャートである。ステップ1で入力手段1が
計測値を読み込み、データ変換手段2へ送り込む。デー
タ変換手段2はステップ2で周波数信号Siに対応する
データDiを計算するとともに、そのデータDiに最も
近いデータDi′を計算し、さらに、ステップ3でデー
タDi′の出力頻度を計算して、これらの3つの情報信
号をデータ切換手段3に入力する。
【0020】データ切換手段3は、データDi′の出力
頻度の計算結果に基づき、ステップ4〜ステップ7で1
00mSの整数倍のタイミングでデータDiおよびデー
タDi′を切り換えて周波数出力手段4に送り込む。ス
テップ8で計測装置Mおよび受信装置Rで定めているサ
ンプリング時間である1Sが経過すると周波数信号送受
信の動作が終了する。
【0021】次に、実際の計測値の例により以上の計測
値−周波数変換装置の動作を説明する。いま、計測値P
1 を1000とすると、データD1 は(3)式により、 データD1 =1000/30=33・・・余り10 であり、データD1 ′(周波数信号S1 ′)の出力頻度
は(4)式により、 データD1 ′(周波数信号S1 ′)の出力頻度=10×
10/30 =3 となる。ここで周波数信号S1 ′に対応するデータD
1 ′とは、データD1 の次に出力できる周波数信号出力
用データであるから、データD1 ′はデータD1 の33
に対応して34となり、データ切換手段3はデータD1
=33を7割、データD1 ′=34を3割の割合で切り
換えつつ、データD1 およびデータD1 ′を周波数出力
手段4に入力する。
【0022】いま、図5に示すように、パルス状の信号
のハイレベルの時間T2を120μSとし、計測値に対
応して変化するローレベルの時間T1を作成するタイマ
ーの間隔(マイコンの割込処理の間隔)を0.5μSと
すると、周波数出力手段4は単位時間1秒のうち切換時
間100mSの7割に相当する700mSについて周波
数f1 が1/(33×0.5μS+120μS)=73
26.01Hzの周波数信号S1 を出力するとともに、
単位時間1Sのうち切換時間100mSの3割に相当す
る300mSについて周波数f1 ′が1/(34×0.
5μS+120μS)=7299.27Hzの周波数信
号S1 ′を時分割的にシリアルに出力する。以上の様子
を本計測値−周波数変換方法における周波数信号の出力
形式を示す図である図3に示す。
【0023】受信装置Rでは、これらの2つの周波数S
1 ,S1 ′を時分割的に受信し、演算装置7において、
それらの周波数f1 ,f1 ′の加重平均値f1mを計算す
ると、 f1m=1 /{(33×0.5μS+120μS)×7 +(34×0.5μS+120μS)×3 }×10 =7317.97Hz として検出されるので、これをデータ変換手段8に入力
して計測値に逆変換することにより、受信装置R側で計
測値P1 として1000が得られる。
【0024】次に、計測値P2 として990とすると、
データD2 は(3)式により、 データD2 =990/30=33・・・余り0 であり、データD2 ′(周波数信号S2 ′)の出力頻度
は(4)式により、 データD2 ′(周波数信号S2 ′)の出力頻度=10×
0/30=0 となるから、周波数出力手段4は、単位時間1Sのうち
切換時間100mSの10割に相当する1S全部につい
て周波数f2 が1/(33×0.5μS+120μS)
=7326.01Hzの周波数信号S2 を出力する。
【0025】受信装置Rでも、当然、演算手段7におい
て、 f2m=1 /{(33×0.5μS+120μS)×10 +(34×0.5μS+120μS)×0}×10 =7326.01Hz として検出されるので、これをデータ逆変換手段8によ
り計測値に逆変換することにより、受信装置R側で計測
値P2 として990を得る。
【0026】さらに、計測値P3 として980を取り扱
う場合、データD3 は(3)式により、 データD3 =980/30=32・・・余り20 であり、データD3 ′の出力頻度は(4)式により、 データD3 ′の出力頻度=10×20/30=6 となる。ここで周波数信号S3 ′に対応するデータD
3 ′とは、データD3 の次に出力できる周波数信号出力
用データであるから、この場合のデータD3 ′は33と
なり、データ切換手段3はデータD3 =32を4割、デ
ータD3 ′=33を6割の割合で切り換えつつ、データ
3 およびデータD3 ′を周波数出力手段4に入力す
る。
【0027】周波数出力手段4は、単位時間1Sのうち
切換時間100mSの4割に相当する400mSについ
て周波数f3 が1/(32×0.5μS+120μS)
=7352.94Hzの周波数信号S3 を出力し、単位
時間1Sのうち切換時間100mSの6割に相当する6
00mSについて周波数f3 ′が1/(33×0.5μ
S+120μS)=7326.01Hzの周波数信号S
3 ′を時分割的に出力する。
【0028】受信装置Rでは、これらの2つの周波数信
号S3 ,S3 ′を時分割的に受信し、演算手段8におい
て、 f3m=1 /{(32×0.5μS+120μS)×4 +(33×0.5μS+120μS)×6}×10 =7336.76Hz として検出されるので、これをデータ逆変換手段8によ
り計測値に逆変換することにより、受信装置R側で計測
値P3 として980を得る。
【0029】同様に、計測値P4 として1005を取り
扱うものとすると、 データD4 =1005/30=33・・・余り15 であり、データD4 ′の出力頻度は(4)式により、 データD4 ′の出力頻度=15×10/30=5 となる。この場合のデータD4 ′は34となり、データ
切換手段3はデータD4=33を5割、データD4 ′=
34を5割の割合で切り換えつつ、データD4 およびデ
ータD4 ′を周波数出力手段4に入力する。
【0030】周波数出力手段4は、単位時間1Sのうち
切換時間100mSの5割に相当する500mSについ
て周波数f4 が1/(33×0.5μS+120μS)
=7326.01Hzの周波数信号S4 を出力し、単位
時間1Sのうち切換時間100mSの5割に相当する5
00mSについて周波数f4 ′が1/(34×0.5μ
S+120μS)=7299.27Hzの周波数信号S
4 ′を時分割的に出力する。
【0031】受信装置Rでは、これらの2つの周波数信
号S4 ,S4 ′を時分割的に受信し、演算手段7におい
て、 f4m=1 /{(33×0.5μS+120μS)×5 +(34×0.5μS+120μS)×5}×10 =7312.64Hz として検出されるので、これをデータ逆変換手段8によ
り計測値に逆変換することにより、受信装置R側で計測
値P4 として1005を得る。
【0032】以上の結果より、 計測値P4 :1005→7312.64Hz 計測値P1 :1000→7317.97Hz 計測値P2 : 990→7326.01Hz 計測値P3 : 980→7336.76Hz と計測値読み取りの分解能が10倍向上し、計測値に対
応した周波数出力が計測装置Mと受信装置Rとの間で送
受信される。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
計測値を定数で割り算することにより複数のデータに変
換し、計測値を前記定数で割り算する際に生じる余りに
応じた単位時間内での時分割の割合で、前記複数のデー
タを所定の対応関係にある周波数信号に変換して出力す
るようにし、また、これら複数の周波数信号を単位時間
あたりで加重平均することにより平均化された周波数信
号を演算するようにしたから、計測値読み取りの分解能
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態である、計測値−周波数
変換装置の構成を示すブロック図である。
【図2】同じく計測値−周波数変換装置の動作フローチ
ャートである。
【図3】同じく計測値−周波数変換装置における周波数
信号の出力形式を示す図である。
【図4】従来の計測値−周波数変換装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図5】従来から用いられている周波数信号の波形の一
例を示す図である。
【符号の説明】
1 入力手段 2 データ変換手段 3 データ切換手段 4 周波数出力手段 5 クロック発振手段 6 受信手段 7 演算手段 8 データ逆変換手段 M 計測装置 R 受信装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 計測値を定数で割り算することによりデ
    ータに変換するデータ変換手段と、該データ変換手段か
    ら入力される前記データを所定の対応関係にある周波数
    信号に変換して出力する周波数出力手段とを備えた計測
    値−周波数変換装置において、前記データ変換手段を、
    計測値を複数のデータに変換する構成とし、計測値を前
    記定数で割り算する際に生じる余りに応じた単位時間内
    での時分割の割合で、前記複数のデータの前記周波数出
    力手段への入力を切り換えるデータ切換手段を設けたこ
    とを特徴とする計測値−周波数変換装置。
  2. 【請求項2】 前記周波数出力手段により出力される複
    数の周波数信号を単位時間あたりで加重平均することに
    より平均化された周波数信号を演算する演算手段を設け
    たことを特徴とする請求項1記載の計測値−周波数変換
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008013023A1 (fr) * 2006-07-24 2008-01-31 Oval Corporation Procédé de traitement dans un système d'exploitation, convertisseur de débit et débitmètre de coriolis

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008013023A1 (fr) * 2006-07-24 2008-01-31 Oval Corporation Procédé de traitement dans un système d'exploitation, convertisseur de débit et débitmètre de coriolis
JP2008027263A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Oval Corp 演算システムでの処理方法、流量変換器、及びコリオリ流量計

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