JP6628657B2 - アナログセンサの温度補償装置 - Google Patents
アナログセンサの温度補償装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6628657B2 JP6628657B2 JP2016058095A JP2016058095A JP6628657B2 JP 6628657 B2 JP6628657 B2 JP 6628657B2 JP 2016058095 A JP2016058095 A JP 2016058095A JP 2016058095 A JP2016058095 A JP 2016058095A JP 6628657 B2 JP6628657 B2 JP 6628657B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- sensor
- drift
- ambient temperature
- digital potentiometer
- 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.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Description
本発明はアナログセンサの温度補償装置に関し、特に、マイクロコンピュータ等を用いて周囲温度に起因するアナログセンサのセンサ出力に含まれるオフセットドリフトおよびスケールドリフトを補償するアナログセンサの温度補償装置に関する。
アナログセンサとしては、特許文献１に記載されているように、受光面上の受光位置に応じて両端出力電流が変化し、両端出力電流の比率に基づき受光位置を検出可能な半導体位置検出装置（ＰＳＤ）が知られている。
このようなアナログセンサでは、一般的に、そのセンサ処理回路内に、両端出力電流をフィードバックして発光素子の発光量を調整して、受光面上における受光量が一定となるように制御する補償回路が備わっている。また、特許文献１に記載のアナログセンサ（光学式ポテンショメータ）では、検出対象の回転ディスクの回転角度とセンサ出力とのリニアリティを確保するための補償回路も備わっている。
アナログセンサにおいては、発光素子、受光素子、センサ処理回路を構成するその他の素子が、周囲温度の変化に起因して特性が変動する。内蔵の補償回路のみでは、センサ出力のばらつきを十分に補償できないことがある。
アナログセンサは一般にデジタルセンサに比べてオフセットドリフトが１０倍以上大きい。また、ＤＳスケールドリフトはほぼない。周囲温度に影響されずに精度良く検出動作を行うセンサシステムを構築するためにはデジタルセンサを用いることが望ましいが、デジタルセンサはアナログセンサに比べて高価である。
本発明の課題は、このような点に鑑みて、マイクロコンピュータ等からのデジタル制御信号を用いて簡単に温度ドリフト補償を行うことのできるアナログセンサの温度補償装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は、アナログセンサのセンサ出力に対して、周囲温度の変化に起因するスケールドリフトおよびオフセットドリフトの補償を行う温度ドリフト補償装置であって、
スケールドリフト補償用の第１デジタルポテンショメータと、
オフセットドリフト補償用の第２デジタルポテンショメータと、
オペアンプと、
前記周囲温度に対して予め設定されているスケールドリフト補償量に基づき前記第１デジタルポテンショメータを調整し、前記周囲温度に対して予め設定されているオフセットドリフト補償量に基づき前記第２デジタルポテンショメータを調整する制御部と、
を有しており、
前記オペアンプの入力には、補償前の前記センサ出力が前記第１デジタルポテンショメ
ータを介して供給され、
前記オペアンプの入力側には前記第２デジタルポテンショメータが接続されており、
前記オペアンプから、前記スケールドリフトおよび前記オフセットドリフトが補償された後の前記センサ出力が出力されることを特徴としている。
スケールドリフト補償用の第１デジタルポテンショメータと、
オフセットドリフト補償用の第２デジタルポテンショメータと、
オペアンプと、
前記周囲温度に対して予め設定されているスケールドリフト補償量に基づき前記第１デジタルポテンショメータを調整し、前記周囲温度に対して予め設定されているオフセットドリフト補償量に基づき前記第２デジタルポテンショメータを調整する制御部と、
を有しており、
前記オペアンプの入力には、補償前の前記センサ出力が前記第１デジタルポテンショメ
ータを介して供給され、
前記オペアンプの入力側には前記第２デジタルポテンショメータが接続されており、
前記オペアンプから、前記スケールドリフトおよび前記オフセットドリフトが補償された後の前記センサ出力が出力されることを特徴としている。
本発明においては、マイクロコンピュータなどのデジタル機器によって直接に調整可能なデジタルポテンショメータを用いて、センサ出力の周囲温度の変化に起因するスケールドリフトおよびオフセットドリフトを個別に補償できる。
この場合、温度センサを配置してアナログセンサの周囲温度を検出し、検出された周囲温度に基づきマイクロコンピュータ等によって構成される制御部により、温度補償を行うことができる。
例えば、アナログセンサが組み付けられたアクチュエータ等の装置の温度エージング時等において、周囲温度に対するセンサ出力の温度ドリフト量（スケールドリフト量およびオフセットドリフト量）を検出し、周囲温度に対応付けした形態でスケールドリフト補償量および前記オフセットドリフト補償量を設定し、これらを制御部に記憶させておく。実際の制御においては、温度センサによって検出された周囲温度に対応付けした温度補償量を用いて第１、第２デジタルポテンショメータを調整して、センサ出力の温度補償を行えば良い。
図１を参照して、本実施の形態に係るアナログセンサの温度補償装置を説明する。まず、アナログセンサ１は、ＬＥＤなどの発光素子２と、一次元半導体位置検出素子などの受光素子３とを備えた光学式検出部を備えている。発光素子２と受光素子３の間には、例えば、螺旋状のスリットが形成された回転スリット円盤４が配置され、回転スリット円盤４の回転に伴って、発光素子２から射出される検出光の通過位置が、受光素子３の受光面上において直線方向に移動する。受光素子３は、受光面上の検出光の受光位置に応じて、その両端の出力信号Ａ、Ｂが変化する。
出力信号Ａ、Ｂは、それぞれアンプ５、６を介して増幅された後に、加算器７において加算され、予め設定されている基準電流値との差が求められる。この差は不図示のアンプを介して増幅された後に発光素子２の駆動電流にフィードバックされる。これにより、受光素子３の受光量が一定となるように制御され、したがって、その両端の出力信号Ａ、Ｂの和が一定に維持される。
このようにフィードバック制御により受光量が一定に維持された状態で、出力信号Ａ、Ｂが得られる。出力信号Ａ、Ｂはコンパレータ８においてその差が求められ、得られた差信号が、アナログセンサ１のセンサ出力Ｓ０として出力される。
アナログセンサ１のセンサ出力Ｓ０は、温度補償装置１０に供給される。温度補償装置１０は、マイクロコンピュータからなる制御部１１と、アナログセンサ１の周囲温度を検出する温度センサ１２と、制御部１１の制御の下にセンサ出力Ｓ０に対して温度補償を施す温度補償回路１３とを備えている。
温度補償回路１３は、スケールドリフト補償用の第１デジタルポテンショメータ２１と
、オフセットドリフト補償用の第２デジタルポテンショメータ２２と、２入力・１出力のオペアンプ２３とを備えている。アナログセンサ１から出力されたセンサ出力Ｓ０は、第１デジタルポテンショメータ２１を介してオペアンプ２３（反転増幅器）に入力される。オペアンプ２３の入力側には第２デジタルポテンショメータ２２が接続されている。オペアンプ２３の出力端子から温度補償後のセンサ出力Ｓ１が出力され、上位の機器（図示せず）に供給される。
、オフセットドリフト補償用の第２デジタルポテンショメータ２２と、２入力・１出力のオペアンプ２３とを備えている。アナログセンサ１から出力されたセンサ出力Ｓ０は、第１デジタルポテンショメータ２１を介してオペアンプ２３（反転増幅器）に入力される。オペアンプ２３の入力側には第２デジタルポテンショメータ２２が接続されている。オペアンプ２３の出力端子から温度補償後のセンサ出力Ｓ１が出力され、上位の機器（図示せず）に供給される。
制御部１１には温度センサ１２によって検出される周囲温度が入力される。制御部１１には、周囲温度とスケールドリフト補償量およびオフセットドリフト補償量との対応表あるいは対応関係式が保持されている。例えば、そのメモリ１１ａに、周囲温度と、スケールドリフト補償量およびオフセットドリフト補償量との対応表が記憶保持されている。また、スケールドリフト補償量、オフセットドリフト補償量は、それぞれ、第１、第２デジタルポテンショメータ２１、２２の調整値として保持される。
実際の制御動作においては、制御部１１は、検出された周囲温度を用いて対応表を参照して、第１、第２デジタルポテンショメータ２１、２２の調整値を検索し、これらの調整値となるように、第１、第２デジタルポテンショメータ２１、２２を調整する。これにより、センサ出力Ｓ０は、第１デジタルポテンショメータ２１を介して、周囲温度の変化に起因するスケールドリフトが補償されてオペアンプ２３に供給される。また、第２デジタルポテンショメータ２２を調整することにより、オペアンプ２３の出力端子からは、周囲温度の変化に起因するオフセットドリフトが補償されたセンサ出力Ｓ１が出力される。
なお、温度ドリフト補償量の設定は、事前に測定した周囲温度の変化に起因する温度ドリフト量（スケールドリフト量、オフセットドリフト量）に基づき行うことができる。例えば、回転スリット円盤が取り付けられている有限回転型モータの組立後に行う温度エージング時に、周囲温度変化に起因するセンサ出力の温度ドリフト量を測定し、これに基づき、温度ドリフト補償量を設定する。
なお、上記の例は、アナログセンサが発光素子および受光素子からなる光学式センサの場合であるが、本発明はそれ以外のアナログセンサの温度補償装置として用いることができる。
１ アナログセンサ
２ 発光素子
３ 受光素子
４ 回転スリット円盤
５、６ アンプ
７ 加算器
８ コンパレータ
１０ 温度補償装置
１１ 制御部
１１ａ メモリ
１２ 温度センサ
１３ 温度補償回路
２１ 第１デジタルポテンショメータ
２２ 第２デジタルポテンショメータ
２３ オペアンプ
Ｓ０ センサ出力
Ｓ１ センサ出力
２ 発光素子
３ 受光素子
４ 回転スリット円盤
５、６ アンプ
７ 加算器
８ コンパレータ
１０ 温度補償装置
１１ 制御部
１１ａ メモリ
１２ 温度センサ
１３ 温度補償回路
２１ 第１デジタルポテンショメータ
２２ 第２デジタルポテンショメータ
２３ オペアンプ
Ｓ０ センサ出力
Ｓ１ センサ出力
Claims (2)
- アナログセンサのセンサ出力に対して、周囲温度の変化に起因するスケールドリフトおよびオフセットドリフトの補償を行う温度ドリフト補償装置であって、
スケールドリフト補償用の第１デジタルポテンショメータと、
オフセットドリフト補償用の第２デジタルポテンショメータと、
オペアンプと、
前記周囲温度に対して予め設定されているスケールドリフト補償量に基づき前記第１デジタルポテンショメータを調整し、前記周囲温度に対して予め設定されているオフセットドリフト補償量に基づき前記第２デジタルポテンショメータを調整する制御部と、
を有しており、
前記オペアンプの入力には、補償前の前記センサ出力が前記第１デジタルポテンショメータを介して供給され、
前記オペアンプの入力側には前記第２デジタルポテンショメータが接続されており、
前記オペアンプから、前記スケールドリフトおよび前記オフセットドリフトが補償された後の前記センサ出力が出力されるアナログセンサの温度補償装置。 - 前記アナログセンサの前記周囲温度を検出する温度センサを有し、
前記制御部は、前記温度センサによって検出された前記周囲温度と、前記周囲温度に対応付けした形態で記憶保持されている前記スケールドリフト補償量および前記オフセットドリフト補償量とに基づき、前記第１、第２デジタルポテンショメータを調整する請求項１に記載のアナログセンサの温度補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016058095A JP6628657B2 (ja) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | アナログセンサの温度補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016058095A JP6628657B2 (ja) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | アナログセンサの温度補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017173073A JP2017173073A (ja) | 2017-09-28 |
| JP6628657B2 true JP6628657B2 (ja) | 2020-01-15 |
Family
ID=59971877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016058095A Active JP6628657B2 (ja) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | アナログセンサの温度補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6628657B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108809351B (zh) * | 2018-06-19 | 2023-07-07 | 天津七一二移动通信有限公司 | 一种具备功率温补的450m通信单元及其实现方法 |
| CN113703512B (zh) * | 2021-11-01 | 2022-03-08 | 宁波中车时代传感技术有限公司 | 一种霍尔传感器温度补偿电路及其补偿方法 |
| DE102022128419B4 (de) | 2022-10-27 | 2024-05-08 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Wellgetriebe für einen Roboter sowie Roboter mit einem Wellgetriebe |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1118693C (zh) * | 1997-09-22 | 2003-08-20 | 西铁城钟表股份有限公司 | 辐射温度计及其调节方法 |
| JP4559805B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2010-10-13 | シチズンホールディングス株式会社 | 物理量センサ |
| CN103765230A (zh) * | 2011-08-31 | 2014-04-30 | 本田技研工业株式会社 | 电流检测电路模块 |
| JP2013148372A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Nippon Instrument Kk | 水銀原子吸光分析装置および水銀分析システム |
-
2016
- 2016-03-23 JP JP2016058095A patent/JP6628657B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017173073A (ja) | 2017-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6628657B2 (ja) | アナログセンサの温度補償装置 | |
| JP3956877B2 (ja) | センサ用温度補正装置およびセンサの温度補正方法 | |
| JP2019053035A5 (ja) | ||
| US9705462B2 (en) | Sensor signal output circuit and method for adjusting it | |
| CN110709712A (zh) | 电流传感器以及电流传感器的制造方法 | |
| KR102470721B1 (ko) | 모터 시스템 | |
| US10001388B2 (en) | Circuit arrangement and method for controlling a displacement measurement sensor | |
| US11536590B2 (en) | Offset correction device and position measuring device | |
| JP2020076897A5 (ja) | ||
| JP6237453B2 (ja) | 物理量検出装置 | |
| US5361637A (en) | Temperature compensation circuitry employing a single temperature compensation element | |
| JP2009145172A (ja) | パッシブプローブ装置 | |
| KR101101882B1 (ko) | 유압 서보밸브 제어장치 | |
| KR101306407B1 (ko) | 압력저항 센서를 이용한 온도측정방법 및 온도측정장치 | |
| US5396241A (en) | Method and apparatus for digitally controlled linearization of an analog signal | |
| JP5440521B2 (ja) | 感度温特補正回路 | |
| JP2009053110A (ja) | センサ装置 | |
| JP2020016621A (ja) | Ｔｍｒセンサの出力補正方法 | |
| KR101942724B1 (ko) | 오프셋 보정시스템 및 그 제어방법 | |
| JP2019138735A (ja) | 電流検出装置、電流検出システム、及び電流検出装置の校正方法 | |
| JP2014095656A (ja) | 磁気センサ装置 | |
| JP6756655B2 (ja) | 面圧センサ | |
| JP2714317B2 (ja) | 温度補償装置 | |
| JPH11194061A (ja) | 圧力センサ駆動回路 | |
| KR101969293B1 (ko) | 온도 측정 기능을 자체 구비한 홀 센서 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181126 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191016 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191203 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6628657 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |