JPH0215197Y2 - - Google Patents

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JPH0215197Y2
JPH0215197Y2 JP17777781U JP17777781U JPH0215197Y2 JP H0215197 Y2 JPH0215197 Y2 JP H0215197Y2 JP 17777781 U JP17777781 U JP 17777781U JP 17777781 U JP17777781 U JP 17777781U JP H0215197 Y2 JPH0215197 Y2 JP H0215197Y2
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section
processing section
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、測定量を電圧として検出した検出
信号を増幅処理し、目的とする測定量に演算する
測定回路において、増幅処理部の回路定数のバラ
ツキや経時変化等の影響を自動的に補償する機能
を有する測定回路に関する。
変位、圧力、流量、温度等の測定すべき対象の
量や状態(この明細書全体を通じて、測定量とい
う。)を電圧として検出した場合は、この検出さ
れた電圧を測定回路内の増幅処理部において増幅
処理し、その出力を演算部において演算して、目
的とする測定量を測定することができる。
第1図に示すように、例えば自動車等のエンジ
ンへの吸気管1において、外気から取り入れた吸
入空気に排気の一部を還流させ(これを排気還流
と称している。)てエンジンに供給する場合、排
気還流量を制御するために、外気の吸入空気の温
度T1(低温)と排気が混入した吸入空気の温度T2
(高温)との温度差ΔT=T2−T1を測定する必要
がある。
高温部と低温部との温度差は、周知のゼーベツ
ク効果を利用した熱電対により検出できるが、第
1図のごとく高温部と低温部に2種の金属2,3
の継目を配置すると、温度差ΔTに応じた熱起電
力が生じ、電圧(V2−V1)を得ることができる。
従来の測定回路では、この電圧(V2−V1)は増
幅処理部4で増幅されて電圧信号Eが出力され、
この出力電圧Eは演算部5において演算処理され
て所定の温度差ΔTに変換される。
第2図は増幅処理部4の回路図を示すが、図
中、6〜8は演算増幅器、R0〜R6は抵抗、ω1
ω3はそれぞれ演算部増幅器6〜8のオフセツト
電圧、V0はそのオフセツト電圧の調整電圧、u1
とu2はそれぞれA1点とA2点の電圧である。今、
回路定数としてR1/R2=R4/R3=α、R6/R5
βとすると、 u1=(1/α)(V1−V0+ω1)+V1+ω1 …(1) u2=α(V2−u1+ω2)+V2+ω2 …(2) E=(1+β)(u2+ω3) …(3) となり、(3)式に(1),(2)式を代入することにより、 E=(1+β)(1+α)(V2−V1)+(1+β)
{(1+α) (ω2−ω1)+ω3+V0} …(4) が得られる。(4)式の右辺第1項は温度差による項
で(1+β)(1+α)は増幅率、第2項はオフ
セツト電圧による項である。
しかしながら、このような従来の測定回路で
は、製作時に、増幅処理部4の入力端子に基準電
圧を与えた時に出力電圧値Eが全て同一になるよ
うに、各回路定数R1〜R6や調整電圧V0を調整し
て、(4)式の増幅率(1+β)(1+α)とオフセ
ツト電圧(1+β{(1+α)(ω2−ω1)+ω3
V0}を合わせる必要があり、この調整に多くの
回路試作工数を要すると共に、厳密な調整を行な
つたとしても、各測定回路間にバラツキが発生す
ることを阻止できないという問題点があつた。ま
た回路定数やオフセツト電圧の調整後にも、測定
回路への実装時に、例えばハンダ付け時の熱など
の影響によつて素子の特性が変化してしまう場合
があり、さらに測定回路の使用中に経時変化によ
り特性が変化し、従つて、これら種々の要因によ
り増幅処理部4の出力Eに誤差が生じ、このため
演算部5の出力値である測定値に誤差が生ずると
いう問題点があつた。
この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、従来の増幅処理部と演算部に
加えて、演算部からの指令信号により開閉される
第1のスイツチ手段と、このスイツチ手段を介し
て増幅処理部に接続され、かつ演算部に接続され
る記憶部と、演算部からの指令信号により開閉さ
れる第2のスイツチ手段を介して、増幅処理部の
入力端子に基準電圧を印加する基準電圧発生器と
を付加し、特性の補償のために、演算部からの指
令信号により第1および第2スイツチ手段を閉じ
て、基準電圧発生器からの基準電圧を増幅処理部
に印加した時の増幅処理部の出力値を記憶部に記
憶させておき、通常の測定量の測定時に、測定量
に応じた電圧信号が増幅処理部に印加された時に
は、第1および第2スイツチ手段を開いて、増幅
処理部からの出力値を演算部において記憶部に記
憶されている記憶値を用いて演算処理して、測定
量の測定を行なうことにより、各測定回路間の特
性のバラツキや特性の経時変化を自動的に補償す
る機能を持たせ、上記問題点を解決することを目
的とする。
以下、この考案を図面に基づいて説明する。
第3図は、この考案の測定回路の一実施例を示
すブロツク図である。
図において、増幅処理部4と演算部5は従来の
ものでよい。増幅処理部4に第1のスイツチ手段
9を介して記憶部10を接続し、この記憶部10
を演算部5にも接続する。さらに基準電圧発生器
11を第2のスイツチ手段12を介して増幅処理
部4の入力端子に接続する。第1および第2スイ
ツチ手段9,12は演算部5からの指令信号aに
よつて、好ましくは両者同時に開閉するようにす
る。また指令信号aは基準電圧発生器にも入力さ
れ、基準電圧の発生を制御する。
なお、スイツチ手段9は、スイツチとして独立
した素子でもよいし、あるいは演算部5または記
憶部10内に含まれたスイツチング機能を有する
ものでもよい。また、演算部5はマイクロコンピ
ユータを用いてもよいし、四則演算のできる個別
のICを組み合わせたものでもよい。
また記憶部10は、回路電源が切れても記憶内
容が破壊されないタイプのものである必要があ
る。
次に作用を説明する。
第3図において、測定量として例えば第1図に
示すように温度差ΔTを測定したい場合には、回
路特性の自動補償として、演算部5において決定
されている時期(例えば測定回路への電源投入
時、あるいはこの測定回路をエンジン用として使
用する場合には、エンジンの始動時など)に第1
および第2スイツチ手段を同時に閉とし、同時に
基準電圧発生器11から例えば温度差0℃に相当
する第1の基準電圧(0V)を増幅処理部4の入
力端子に印加し、この時の増幅処理部4の出力電
圧E0を記憶部10に記憶する。次に例えば温度
差100℃に相当する第2の基準電圧(4.1mV)を
印加して、その時の出力電圧E100を同様に記憶部
10に記憶する。このE0とE100とは、演算部5か
らの指令信号により区別して記憶すると共に、そ
れまでに既にE0とE100とが記憶されている場合
は、既存のものを今回のものを基に修正する。
通常の任意の測定したい温度差ΔTcの測定時に
は、スイツチ手段9および12を開にして、その
温度差ΔTcを電圧として検出した電圧信号を増幅
処理部4の入力端子に印加する。この時に増幅処
理部4により出力される電圧値Ecから、上述の
ように記憶部10に記憶してあるE0とE100を用い
て、演算部5において、 ΔTc=Ec−E0/E100−E0×100 …(5) という演算が行われ、EcがΔTcに変換されて、
所望の温度差ΔTcを測定することができる。
上述したようなこの考案の測定回路によれば、
各測定回路間のバラツキや実装時の素子の特性の
変化、特性の経時変化などによる測定回路の誤差
は、所定の時期に演算部5からの指令信号aによ
り、自動的に基準電圧発生器11から基準電圧を
増幅処理部4に印加し、その出力値を記憶部10
に記憶しておき、通常の測定時にこの記憶値を使
用することにより、全て自動的に補償されること
になる。そしてこの自動補償操作は、演算部5に
おいて決定されている所定の時期毎に、前回の記
憶値を書き換えて行われる。
なお、上述したような2つの基準電圧を印加し
て、E0とE100とを記憶しておくのは、増幅処理部
4の増幅度とオフセツト電圧の両者の特性の調整
が難しい場合に行うのがよい。従つて、増幅処理
部4の回路構成の仕方によつて、どちらか一方の
特性の調整が容易である場合、あるいは特性のバ
ラツキや経時変化等がそれほど大きくない場合に
は、1つの基準電圧により、E0かE100のどちらか
一方のみを書き換え、他方は一定値としておくこ
ともできる。
次に上記実施例の応用例を説明する。
第4図は、エンジンへの吸気管1へ排気を還流
させる場合に、外気から取り入れた吸入空気T1
(低温部)、排気T3(高温部)と、排気が混入した
吸入空気T2(中温部)との3点について、温度差
ΔT21=T2−T1とΔT32=T3−T2を求め、その比
R=ΔT21/ΔT32=(T2−T1)/(T3−T2)を得
る応用例である。
第4図は従来の応用例を示すが、2種の金属
2,3の継目を図示のごとく低温部、中温部、高
温部に配置すると、温度差ΔT21,ΔT32に応じた
熱起電力が生じ、電圧(V2−V1),(V3−V2)が
並列の増幅処理部4a,4bの入力端子に入力さ
れる。増幅処理部4a,4bの回路構成はそれぞ
れ第2図に示したものと同様であり、増幅処理部
4a,4bの出力値Ea,Ebは前述の(4)式と同様
に得られる。そして、この増幅処理部4a,4b
には、回路定数の調整に手間が掛ること、回路間
で特性にバラツキがあり、特性が経時変化するこ
と等の問題があり、従つてこのEa,Ebに基づい
て演算部5aで演算され出力されるRの値にも誤
差が生ずるという問題があることは、前述の実施
例と同様である。
そこでこの考案では、第5図に示すように、2
つの増幅処理部4a,4bにそれぞれ第1スイツ
チ手段9a,9bを介して記憶部10aを接続
し、この記憶部10aを演算部5aにも接続す
る。さらに基準電圧発生器11を第2スイツチ手
段12を介して増幅処理部4a,4bの入力端子
に接続する。第1スイツチ手段9a,9b、第2
スイツチ手段12は、演算部5aからの指令信号
aによつて開閉するようにする。指令信号aは基
準電圧発生器11にも入力され、基準電圧の発生
を制御する。
次に上記応用例の作用を説明する。
測定回路を自動的に補償する作用は、演算部5
aに予め決められている時期(例えば電源投入
時、エンジン始動時等)に演算部5aから指令信
号aが発せられ、第1スイツチ手段9a,9bと
第2スイツチ手段12とが同時に閉じ、基準電圧
発生器11から基準電圧が増幅処理部4a,4b
に印加され、そしてその時の増幅処理部4a,4
bの出力値Ea,Ebが記憶される記憶部10aの
格納場所が指定される。
先ず、基準電圧発生器11から温度差0℃に相
当する第1基準電圧(0V)が増幅処理部4a,
4bに印加され、この時の出力値Ea0,Eb0が記憶
部10aの指定された場所に記憶される。次に温
度差200℃に相当する第2基準電圧が増幅処理部
4a,4bに印加され、この時の出力値Ea200
Eb200が記憶部10aの別の指定された場所に記
憶される。そして、それまでに既にEa0,Eb0
Ea200,Eb200が記憶されている場合は、既存のも
のを今回のものを基に修正する。
通常のRの測定の際には、第1スイツチ手段9
a9bと第2スイツチ手段12とは開いている。
温度差(T2−T1)=ΔT21cと(T3−T2)=ΔT32c
を電圧として検出した電圧信号(V2−V1)cと
(V3−V2)cを増幅処理部4a,4bにそれぞれ
印加する。この時の出力値EacとEbcとから記憶部
10aに記憶してあるEa0,Eb0,Ea200,Eb200
用いて、演算部5aにおいて、 ΔT21c=Eac−Ea0/Ea200−Ea200×200 …(6) ΔT32c=Ebc−Eb0/Eb200−Eb0×200 …(7) R=ΔT21c/ΔT32c …(8) という演算が行われ、Eac,Ebcが温度差ΔT21c
ΔT32cに変換され、かつ所望の比Rを測定するこ
とができる。
なお、上記(6)式の関係は第6図と第7図aに(7)
式の関係は第6図と第7図bにそれぞれ示され
る。
上述の応用例でも、各測定回路間のバラツキや
実装時の素子の特性の変化、特性の経時変化など
による測定回路の誤差が、演算部5aに予め決め
られている時期毎に、自動的に補償されることに
なる。
上述した実施例および応用例では、測定量の一
例として温度差を測定する場合について説明した
が、冒頭に述べたように、この考案の測定回路
は、電圧として検出した測定量であれば、演算部
によりそれに応じて目的とする測定量に変換して
測定することができるので、温度差に限らず、変
位、圧力、流量等、種々の測定量に対して適用で
きることは明らかであろう。
以上説明したように、この考案によれば、測定
回路内の演算部において予め決められている時期
に、増幅処理部に自動的に基準電圧を印加して、
その時の増幅処理部の出力値を記憶部に記憶して
おき、通常の測定時には、この記憶値を用いて演
算処理して目的とする測定量を測定するようにし
たので、測定回路の製作時に回路定数を厳密に調
整することが不必要になつて、調整の工数が低減
でき、製作時の特性のバラツキや特性の経時変化
なども随時自動的に補償されるので、常に正確な
測定値を得ることができ、また特性のバラツキや
経時変化があつても特に問題がなく、寿命も長く
なり、信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の測定回路を温度差測定に適用し
た場合の構成図、第2図は第1図の増幅処理部の
回路図、第3図はこの考案による自動補償機能を
有する測定回路の実施例のブロツク図、第4図は
従来の応用例の構成図、第5図はこの考案の応用
例のブロツク図、第6図は第5図の応用例におけ
る演算部の増幅処理を説明する図、第7図a,b
は第6図の詳細図である。 4,4a,4b……増幅処理部、5,5a……
演算部、9,9a,9b……第1スイツチ手段、
10,10a……記憶部、11……基準電圧発生
器、12……第2スイツチ手段、T1,T2,T3
…温度、ΔT,ΔT21,ΔT32,ΔT21c,ΔT32c……
温度差、E,E0,E100,Ea,Eb,Ea0,Eb0
Ea200,Eb200,Eac,Ebc……増幅処理部の出力値、
a……指令信号。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 任意の測定量を電圧として検出した電圧信号を
    入力して増幅する増幅処理部と、該増幅処理部の
    出力値を演算処理して目的とする測定量の測定値
    に変換する演算部とを有する測定回路において、
    前記増幅処理部に第1スイツチ手段を介して記憶
    部を接続しかつ該記憶部を前記演算部に接続する
    と共に、基準電圧発生器を第2スイツチ手段を介
    して前記増幅処理部の入力端子に接続して構成
    し、前記演算部において予め定められた時期に該
    演算部から自動的に発生される指令信号により、
    前記第1スイツチ手段および前記第2スイツチ手
    段を閉にし、かつ前記基準電圧発生器からの基準
    電圧を前記増幅処理部に印加し、この時の該増幅
    処理部の出力値を前記記憶部に記憶させ、測定す
    べき測定量に応じた電圧信号が前記増幅処理部に
    印加された時には、前記第1スイツチ手段および
    前記第2スイツチ手段を開にし、該増幅処理部の
    出力値を前記演算部において前記記憶部に記憶さ
    れた記憶値を用いて演算することにより、目的と
    する測定量を測定することを特徴とする自動補償
    機能付き測定回路。
JP17777781U 1981-12-01 1981-12-01 自動補償機能付き測定回路 Granted JPS5885299U (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17777781U JPS5885299U (ja) 1981-12-01 1981-12-01 自動補償機能付き測定回路
US06/442,291 US4672566A (en) 1981-12-01 1982-11-17 Device for measuring variable with automatic compensation for offset
DE19823243921 DE3243921A1 (de) 1981-12-01 1982-11-26 Messgeraet mit automatischer verschiebungsfehlerkompensation
GB08234137A GB2110383B (en) 1981-12-01 1982-11-30 Measuring variable with automatic compensation for offset error

Applications Claiming Priority (1)

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JP17777781U JPS5885299U (ja) 1981-12-01 1981-12-01 自動補償機能付き測定回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5885299U JPS5885299U (ja) 1983-06-09
JPH0215197Y2 true JPH0215197Y2 (ja) 1990-04-24

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ID=29971969

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