JPH01163614A - センサ信号処理方法 - Google Patents
センサ信号処理方法Info
- Publication number
- JPH01163614A JPH01163614A JP32154387A JP32154387A JPH01163614A JP H01163614 A JPH01163614 A JP H01163614A JP 32154387 A JP32154387 A JP 32154387A JP 32154387 A JP32154387 A JP 32154387A JP H01163614 A JPH01163614 A JP H01163614A
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- Japan
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- sensor
- sensor signal
- deviation
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- signal
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- Pending
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D1/00—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
- G01D1/18—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application with arrangements for signalling that a predetermined value of an unspecified parameter has been exceeded
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はセンサ信号の処理方法に関するものである。
センサは一般にその後に続く信号処理回路に比べ悪い雰
囲気にさらされることが多（、その故障率も高い。高信
頼性が要求される計測システムにおいては、センサを複
数個用意し、それらセンサを同し条件にセントし、同時
にそれらの信号を取り込み、それらの信号のレベル比較
を行ない、或るレベル以」二のずれが検知されると異常
であるとの判断を示す信号処理方法が考えられている。
囲気にさらされることが多（、その故障率も高い。高信
頼性が要求される計測システムにおいては、センサを複
数個用意し、それらセンサを同し条件にセントし、同時
にそれらの信号を取り込み、それらの信号のレベル比較
を行ない、或るレベル以」二のずれが検知されると異常
であるとの判断を示す信号処理方法が考えられている。
Ｃ発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、」二連したような信号処理方法において
は、センサ自月の電力消費か大きく且つ電池駆動で電力
消費量に制約のあるようなシステムの場合、ｎ個のセン
サを設けることはｎ倍の電力消費になることを意味し、
上記のような方法では、信頼性は向上するものの、電池
寿命の点では好ましくない。
は、センサ自月の電力消費か大きく且つ電池駆動で電力
消費量に制約のあるようなシステムの場合、ｎ個のセン
サを設けることはｎ倍の電力消費になることを意味し、
上記のような方法では、信頼性は向上するものの、電池
寿命の点では好ましくない。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、信頼性向−トを図りながら消費
電力の増加を抑えることのできる方法を提供することに
ある。
の目的とするところは、信頼性向−トを図りながら消費
電力の増加を抑えることのできる方法を提供することに
ある。
このような目的を達成するために本発明は、ｎ個のセン
サ信号の中の１つのセンサ信号を周期的に選択入力し、
ｎ個のセンサ信号レベルの平均値を算出してその平均値
レベルを外部出力するか、あるいはｎ個のセンサ信号レ
ベルの平均値を算出してその平均値から現在信号処理中
のセンサの特性のずれを計算し、この計算されたセンサ
の特性のずれによりセンサ信号レベルを補正して外部出
力するかすると共に、個々のセンサ信号について過去か
ら現在までの或る一定期間内の平均値、標準偏差値、最
大値と最小値の差等の統計値を計算し、それらの間に或
る設定値以上のずれがある場合に警報信号を出力するよ
うにしたものである。
サ信号の中の１つのセンサ信号を周期的に選択入力し、
ｎ個のセンサ信号レベルの平均値を算出してその平均値
レベルを外部出力するか、あるいはｎ個のセンサ信号レ
ベルの平均値を算出してその平均値から現在信号処理中
のセンサの特性のずれを計算し、この計算されたセンサ
の特性のずれによりセンサ信号レベルを補正して外部出
力するかすると共に、個々のセンサ信号について過去か
ら現在までの或る一定期間内の平均値、標準偏差値、最
大値と最小値の差等の統計値を計算し、それらの間に或
る設定値以上のずれがある場合に警報信号を出力するよ
うにしたものである。
本発明による方法においては、電力消費が小さく、かつ
信頼性が高い。
信頼性が高い。
第１図は本発明に係わるセンサ信号処理方法の一実施例
を説明するためのセンサ信号処理系統を示す系統図であ
り、第２図はその動作を説明するためのタイムチャート
である。本実施例はセンサ２個の場合を示している。第
１図において、Ａ。
を説明するためのセンサ信号処理系統を示す系統図であ
り、第２図はその動作を説明するためのタイムチャート
である。本実施例はセンサ２個の場合を示している。第
１図において、Ａ。
Ｂはセンサ、Ｓｌ、Ｓ２はセンサＡ、Ｂへの供給電源を
オン・オフするスイッチ、Ｓ３，３４は信号処理回路を
構成する増幅器１．Δ／Ｄ変換器２およびマイクロコン
ピュータ３ヘセンサＡ、Ｂの信号ａ、ｂを出力するため
のスイッチであり、スイッチ５ｌ−３４はマイクロコン
ピュータ３からの制御信号Ｃにより制御Ｈされる。また
、第２図において、（ａｌ、 （ｂ）は各スイッチのオ
ン・オフを示し、（Ｃ１はセンサＡ、Ｂから信号処理回
路への入力信号と時刻ｔ１〜ｔ５におけるそのサンプリ
ングデータａｌ、ｂｌ、 ・・・を示し、（ｄｌはマ
イクロコンピュータ３から出力される測定値信号ｄを示
す。
オン・オフするスイッチ、Ｓ３，３４は信号処理回路を
構成する増幅器１．Δ／Ｄ変換器２およびマイクロコン
ピュータ３ヘセンサＡ、Ｂの信号ａ、ｂを出力するため
のスイッチであり、スイッチ５ｌ−３４はマイクロコン
ピュータ３からの制御信号Ｃにより制御Ｈされる。また
、第２図において、（ａｌ、 （ｂ）は各スイッチのオ
ン・オフを示し、（Ｃ１はセンサＡ、Ｂから信号処理回
路への入力信号と時刻ｔ１〜ｔ５におけるそのサンプリ
ングデータａｌ、ｂｌ、 ・・・を示し、（ｄｌはマ
イクロコンピュータ３から出力される測定値信号ｄを示
す。
このようにセンサを複数個使用し、各センサの電源供給
と信号出力とを短時間のパルスにより時分割的に行なわ
せることにより、複数個のセンサを使用しても、電力消
費を増加させることなく、各センサの信号も得ることが
できる。
と信号出力とを短時間のパルスにより時分割的に行なわ
せることにより、複数個のセンサを使用しても、電力消
費を増加させることなく、各センサの信号も得ることが
できる。
次に、上記測定値信号ｄの２つの出力方法について説明
する。第１の方法は、今回取り込んだセンサデータと前
回取り込んだセンサデータとの平均値を出力するもので
ある。今回取り込んだセンサデータがセンサＡからのも
のであれば、前回取り込んだセンサデータはセンサＢか
らのものとなる。第２図（ｄｌの点線はその出力結果ｂ
１′ （時刻ｔ２・１３間）、ａ２“ （時刻ｔ３・ｔ
４間）。
する。第１の方法は、今回取り込んだセンサデータと前
回取り込んだセンサデータとの平均値を出力するもので
ある。今回取り込んだセンサデータがセンサＡからのも
のであれば、前回取り込んだセンサデータはセンサＢか
らのものとなる。第２図（ｄｌの点線はその出力結果ｂ
１′ （時刻ｔ２・１３間）、ａ２“ （時刻ｔ３・ｔ
４間）。
・・・を示ずものである。ｂｌ’、ａ２“は次式％式％
次に第２の方法について説明する。この方法は、センサ
ＡとセンサＢについて過去から現在までの或る一定時間
（例えばサンプリング数１００回）のデータを各々平均
してこれをａ、ｂとし、全体の平均値（ａｌｂを２で割
ったもの）からのａまたはｂの差を補正値とし、新しく
取り込んだセンサデータから上記補正値を引いて出ツノ
するというものである。この出力結果ａ１“、ｂｌ “
、・・・は第２図Ｆｄｌの実線で示されている。ａ１″
、ｂｌ“は次式のようになる。
ＡとセンサＢについて過去から現在までの或る一定時間
（例えばサンプリング数１００回）のデータを各々平均
してこれをａ、ｂとし、全体の平均値（ａｌｂを２で割
ったもの）からのａまたはｂの差を補正値とし、新しく
取り込んだセンサデータから上記補正値を引いて出ツノ
するというものである。この出力結果ａ１“、ｂｌ “
、・・・は第２図Ｆｄｌの実線で示されている。ａ１″
、ｂｌ“は次式のようになる。
ａｌ ’＝ａｌ −（ａ −（ａｌｂ）／２）ｂ １
’ ＝ｂ １− （ｂ−（ａｌｂ） ／２）第１の方法
は応答性に難点があるが、演算が簡単で出力のあばれが
少ない。また、第２の方法は出力のあばれが多く演算が
複雑であるが、応答性は良い。従って、この２つの方法
を条件に応じて適宜選択して使用することになる。
’ ＝ｂ １− （ｂ−（ａｌｂ） ／２）第１の方法
は応答性に難点があるが、演算が簡単で出力のあばれが
少ない。また、第２の方法は出力のあばれが多く演算が
複雑であるが、応答性は良い。従って、この２つの方法
を条件に応じて適宜選択して使用することになる。
次に警報信号ｅの出力方法について説明する。
この方法は、各センサ毎に過去から現在までの或る一定
期間のデータの統計値を取り、互いに比較を行ない、そ
の差または比が予め決められた或る設定レベルを越える
と、どちらかのセンサが異常であると判断して警報信号
Ｃを出力するものである。統計値としては、平均値、標
準偏差値又は最大値と最小値の差といったものが考えら
れ、測定対象に応していずれか１つあるいは複数を組め
合わせて使う。
期間のデータの統計値を取り、互いに比較を行ない、そ
の差または比が予め決められた或る設定レベルを越える
と、どちらかのセンサが異常であると判断して警報信号
Ｃを出力するものである。統計値としては、平均値、標
準偏差値又は最大値と最小値の差といったものが考えら
れ、測定対象に応していずれか１つあるいは複数を組め
合わせて使う。
警報信号ｅの出力方法は上１本の通りであるが、センサ
の数により信号処理回路の対応が異なる。
の数により信号処理回路の対応が異なる。
すなわち、センサが２個の場合には、異常であるセン・
す゛がどれであるか特定することが困難であり、また異
常と判断された以降の測定値は無効になる。
す゛がどれであるか特定することが困難であり、また異
常と判断された以降の測定値は無効になる。
これに対し、センサを３個以上用いると、多数決により
異常なセンサを特定することが可能であり、さらに、異
常が出た後も、残りの正常なセンサを用いて継続測定が
可能になる。
異常なセンサを特定することが可能であり、さらに、異
常が出た後も、残りの正常なセンサを用いて継続測定が
可能になる。
本実施例ではセンサ２個の場合について説明したが、セ
ンサが３個又はそれ以上の場合にも本発明は同様に適用
できるものである。
ンサが３個又はそれ以上の場合にも本発明は同様に適用
できるものである。
以上説明したように本発明は、時分割的に複数個のセン
サの電源供給と信号出力とを行ない、各センサ信号を用
いて信号処理回路で演算を施すことにより、センサに消
費される電力を増加させることな（、センサ故障に対す
る検出が可能になると共に測定値精度が向」二する効果
がある。
サの電源供給と信号出力とを行ない、各センサ信号を用
いて信号処理回路で演算を施すことにより、センサに消
費される電力を増加させることな（、センサ故障に対す
る検出が可能になると共に測定値精度が向」二する効果
がある。
第１図は本発明に係わるセンサ信号処理方法の一実施例
を説明するためのセンサ信号処理系統を示す系統図、第
２図はその動作を説明するためのタイムチャートである
。 Ａ、Ｂ・・・センサ、Ｓ１〜Ｓ４・・・スイッチ、■・
・・増幅器、２・・・Ａ／Ｄ変換器、３・・・マイクロ
コンピュータ。
を説明するためのセンサ信号処理系統を示す系統図、第
２図はその動作を説明するためのタイムチャートである
。 Ａ、Ｂ・・・センサ、Ｓ１〜Ｓ４・・・スイッチ、■・
・・増幅器、２・・・Ａ／Ｄ変換器、３・・・マイクロ
コンピュータ。
Claims (1)
- （１）ｎ個のセンサ信号の中の１つのセンサ信号を周期
的に選択入力し、ｎ個のセンサ信号レベルの平均値を算
出してその平均値レべルを外部出力すると共に、個々の
センサ信号について過去から現在までの或る一定期間内
の平均値、標準偏差値、最大値と最小値の差等の統計値
を計算し、それらの間に或る設定値以上のずれがある場
合に警報信号を出力することを特徴とするセンサ信号処
理方法。（２）ｎ個のセンサ信号の中の１つのセンサ信
号を周期的に選択入力し、ｎ個のセンサ信号レベルの平
均値を算出してその平均値から現在信号処理中のセンサ
の特性のずれを計算し、この計算されたセンサの特性の
ずれによりセンサ信号レベルを補正して外部出力すると
共に、個々のセンサ信号について過去から現在までの或
る一定期間内の平均値、標準偏差値、最大値と最小値の
差等の統計値を計算し、それらの間に或る設定値以上の
ずれがある場合に警報信号を出力することを特徴とする
センサ信号処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32154387A JPH01163614A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | センサ信号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32154387A JPH01163614A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | センサ信号処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01163614A true JPH01163614A (ja) | 1989-06-27 |
Family
ID=18133730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32154387A Pending JPH01163614A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | センサ信号処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01163614A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04321398A (ja) * | 1991-04-20 | 1992-11-11 | Nec Corp | 遠隔データ計測処理方式 |
| JP2011237429A (ja) * | 2010-05-05 | 2011-11-24 | Mitsutoyo Corp | 光学式エンコーダおよび位置測定方法 |
| JP2013217756A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-24 | Hitachi Ltd | 変位計測用センサノード、および、変位計測用センサノードによる変位量計測方法 |
| JP2013217779A (ja) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Shimadzu Corp | 磁気計測装置 |
| JP2013217755A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-24 | Hitachi Ltd | 変位センサ及びセンサノード並びに自動張力計測方法 |
| JP2014006059A (ja) * | 2012-06-21 | 2014-01-16 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | センサ信号処理装置およびセンサ信号処理方法 |
| JP2019505888A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-02-28 | バイエル、アクチエンゲゼルシャフトＢａｙｅｒ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 少なくとも２つの冗長センサを監視する方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52120857A (en) * | 1976-04-05 | 1977-10-11 | Hitachi Ltd | Malfunction detector for many parallel drive devices |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP32154387A patent/JPH01163614A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52120857A (en) * | 1976-04-05 | 1977-10-11 | Hitachi Ltd | Malfunction detector for many parallel drive devices |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04321398A (ja) * | 1991-04-20 | 1992-11-11 | Nec Corp | 遠隔データ計測処理方式 |
| JP2011237429A (ja) * | 2010-05-05 | 2011-11-24 | Mitsutoyo Corp | 光学式エンコーダおよび位置測定方法 |
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| JP2013217755A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-24 | Hitachi Ltd | 変位センサ及びセンサノード並びに自動張力計測方法 |
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| JP2014006059A (ja) * | 2012-06-21 | 2014-01-16 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | センサ信号処理装置およびセンサ信号処理方法 |
| JP2019505888A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-02-28 | バイエル、アクチエンゲゼルシャフトＢａｙｅｒ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 少なくとも２つの冗長センサを監視する方法 |
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