JPH02226074A

JPH02226074A - 計測装置

Info

Publication number: JPH02226074A
Application number: JP1045135A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakayama; 隆史中山; Koji Yokoyama; 横山　晃次
Original assignee: KANETSUU KOGYO KK
Current assignee: KANETSUU KOGYO KK
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-09-07

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。

Description

【発明の詳細な説明】（１７１業上の利用分野）本発明は、電流、圧力、光度、光量、周波数、磁束、磁
束密度のような物理量を電気的に計測する装置に関する
。

（従来の技術）磁束密度計のような物理量計測装置の１つとして、物理
量を検出する検出器の出カイ８号を増幅回路で増幅し、
増幅された信号を信号処理回路で処理した後、検出され
た物理量に対応する値を表示し、記録しまたは記憶する
装置がある。

この種の物理量計測装置Ｃおいて、ｌか６１０００以上
の広範囲の物理量を計測する装置は、一般に、信号処理
回路１表示回路、記録回路、記憶回路等を構成する素子
の特性、増幅回路への入力信号の範囲等に応じて、計測
装置のレンジを切り換えるレンジ切換え回路を備えてい
る。

この種のレンジ切換え回路の１つとして、演算増幅器を
用いた増幅回路の帰還抵抗または入力抵抗の値を切換え
るものがある。

（解決しようとする課題）しかし、これらのレンジ切換え回路は、帰還抵抗または
入力抵抗の値が変化すると、演算増幅器のバイアス電流
が変化することまたはオフセット？！流により発生する
電圧が変化することに起因して、増幅回路のオフセット
電圧が変化し、その結果増幅回路の出力信号か検出回路
の出カイ３号に比例しなくなる。

このような課題を解決するために、レンジを切り換える
たびに増幅回路のオフセット電圧を調節することが考え
られる。しかし、これでは、レンジを切り換えるたびに
、オフセット電圧を調節しなければならないから、その
作業が面倒である。

本発明は、レンジを切り換えても、オフセット電圧が変
動しない、レンジ切換え装置を提供することを目的とす
る。

（解決手段、作用、効果）本発明の物理量計測装置は、物理量を検出して検出値に
対応する電気信号を出力する検出手段と、該検出手段の
出力信号を増幅する複数の増幅回路を備える増幅手段で
あフて１前記増幅回路の増幅度が互いに異なる増幅手段
と、前記増幅回路の出カイ３号を受けるように配置され
、前記物理Ｖに対応する信号を出力すべく前記増幅回路
の１つを選択し、前記選択した増幅回路の出力信号を基
に、前記選択した増幅回路の増幅度を考慮して、前記物
理量に対応する信号を出力する（２号処理手段とを含む
。

なお、本発明でいう「物理量」とは、電流、圧力、光度
、光量、周波数、磁束、磁束密度のような物象の量をい
う。

検出手段の出力信号は、増幅手段の増幅回路に供給され
て該増幅回路においてその増幅度に応じて増幅される。

このため、増幅回路の出力信号の値は、互いに異なる。

増幅回路の出力信号は、信号処理手段に並列的に供給さ
れる。信号処理手段は、所定のレベル範囲の信号を出力
している増幅回路を選択することにより、レンジを切り
換え、選択された増幅回路の出力信号を基に、その増幅
回路の増幅度を考慮して、物理量に対応する信号を出力
する。

本発明によれば、増幅度が異なる複数の増幅回路の出力
信号を信号処理手段において選択することにより、装置
のレンジを切り換えるから、レンジなＩＪＪり換えても
、増幅回路のオフセット電圧が変動せず、したがって広
範囲の物理量を正確に計測することができる。

イ、１号処理手段における増幅回路の選択は、所定の値
の４５号を出力している増幅回路を７１定することによ
り、行うことができる。

また２イ、菟号処理：Ｆ段における増幅回路の選択は、
物理ら１に対応する１９号の出力に用いる増幅回路の切
換え指令を信号処理手段に入力する指令ｆ。

段を設け、切換え指令が信号処理手段に入力されたとき
に行うようにしてもよい。この場合、信号処理手段は、
切換え指令が与えられたときに、物理；４に対応する信
号の出力に用いる増幅回路を他の増幅回路に切り換える
ことにより、増幅回路を選択する。

さらに、信号処理手段における増幅回路の選択は、物理
量に対応する信号の出力に用いる増幅回路の切換え指令
を信号処理手段に入力する第１および第２の指令手段を
設け、切換え指令が信号処理手段に入力されたときに行
うようにしてもよい。この場合、信号処理手段は、第１
の指令手段から前記切換え指令が入力されたときは、所
定の値の信号を出力している増幅回路を選択し、第２の
指令手段により前記切換え指令が入力されたときは、物
理量に対応する信号の出力に用いる増幅回路を他の増幅
回路に切り換えることにより、増幅回路を選択する。

（実施例）なお、本発明は、以下の実施例に示す磁束密度計以外に
　＠流計、圧力計、光度計、光量計、周波数計、磁束計
等地の物理量を電気的に計測する装置に通用することが
できる。

第１図を参照するに、磁束密度計１０は、磁束密度に比
例した電気信号を出力する検出装置１２と、晟検出装置
の出力信号を増幅する増幅装置１４と、該増幅装置の出
力信号を基に磁束密度を求める信号処理装置１６と、該
信号処理装置の出力信号を基に計測した磁束密度を表示
する表示装置１８とを含む。

検出装置１２は、磁束密度検出素子として作用するホー
ル素子２０を備える。ホール素子２０には、　一定の電
流が定電流回路２２から供給されている。ホール素子の
検出信号は、差動増幅器を用いた増幅回路２４で増幅さ
れた後、増幅装置１４へ供給される。

増幅装置１４は、増幅度が１１いに異なる複数の増幅回
路２６，２８．３０を備える。増幅回路２６，２８．３
０のそれぞれは、演算増幅器を用いており、また、検出
装置１２の出力信号を増幅した袂、信号処理装置１６へ
出力する。増幅回路２６．２８および３０の増幅度は、
それぞれ、１００．１０および１である。

なお、図示の例では、増幅装置１４は、３つの増幅回路
を備えるが、磁束密度計１０のレンジに応じて２以上の
増幅回路を用いることができる。

信号処理装置１６は、増幅回路２６，２８゜３０の出力
信号が並列的に入力されるマルチプレクサ３２と、該マ
ルチプレクサから出力されるアナログ信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄコンバータ３４と、該Ａ／Ｄコンバ
ータの出力信号を基に表示すべき＋／？報を作成する演
算回路３６とを備える。このような信号処理装置１６と
しては、たとえば、Ａ／Ｄコンバータ付の多入力のマイ
クロコンピュータを用いることができる。

表示装置１８としては、磁束密度を数値またはバーグラ
フで表示する、液晶を用いた表示装置を用いることがで
きる。

演算回路３６には、レンジの切換えを指令する一対のス
イッチ３８．４０が接続されている。

スイッチ３８は、開および閉に設定可能の切換えスイッ
チであり、レンジの自動切換えを演算回路３６へ指令す
るスイッチとして用いられる。これに対し、スイッチ４
０は、押し釦スィッチであリ、レンジの手動切換えを演
算回路３６へ指令するスイッチとして用いられる。

なお、ホール素子２０および増幅回路２４のオフセット
電圧を調節するための可変抵抗器を増幅回路２４の入力
端に設けることが好ましい。これにより、ホール素子２
０および増幅回路２４のオフセット電圧の粗調整をする
ことができる。同様の理由から、増幅回路２６．２８，
３０、特に増幅度の大きい増幅回路２６の入力側にオフ
セット電圧調節用の可変抵抗器を設けることが好ましい
。これらの可変抵抗器は、こわを１度調節すれば、たと
え磁束密度計１０のレンジを切り換えても、再度調節す
る必要がない。増幅回路２６゜２８．３０特に２６とし
て、オフセット電圧調節用の端子を有する増幅回路を用
いることもできる。

次に、第２図および第３図を参照して磁束密度計ｌＯの
動作を説明する。

ホール素子２０は、これに作用する磁束密度すなわち被
計測箇所の磁束密度に比例した電圧値の１３号を出力す
る。ホール素子２０の出力信号は、増幅回路２４で増幅
された後、次段の増幅回路２６．２８．３０で再度増幅
される。増幅回路２６，２８．３０の増幅度が互いに異
なるから、増幅回路２６．２８．３０の出力信号は、そ
の順に大きい値を有する。増幅回路２６，２８゜３０の
出カイ３号は、信号処理装置１６のマルチプレクサ３２
へ並列的に供給される。マルチプレクサ３２の出力信号
は、Ａ／Ｄコンバータ３４に供給され、該Ａ／Ｄコンバ
ータにおいてアナログ値に対応したデジタル信号に変換
される。変換された１３号は、演算回路３６へ供給され
る。

レンジ自・動切換えルーチン演算回路３６は、第２図に示すように、スイッチ３８が
役人されているか否かすなわちレンジの自動切換え指令
が入力しているか否かを判定する。この判定の結果が自
動切換えであると、演算回路３６は、第２図に示すレン
ジ自動切換えルーチンを実行する。

レンジ自動切換えルーチンにおいて、演算回路３６は、
先ず、増幅回路２６に対応するレンジに切り換える指令
すなわち増幅回路２６を選択させる指令をマルチプレク
サ３２へ出力する。これにより、マルチプレクサ３２は
増幅回路２６の出力信号をＡ／Ｄコンバータ３４へ出力
し、演算回路３６は増幅回路２６の出力信号に対応する
信号をＡ／Ｄコンバータ３４から受ける。

次いで、演算回路３６は、Ａ／Ｄコンバータ３４から出
力されるデジタル信号が所定の値たとえばＩＯＶ未満で
あるか否かを判定し、その結果、所定の値未満のときは
表示のフルレンジを１００ガウスとする表示データを作
成し、該表示データを表示装置１８へ出力する。これに
より、被計測箇所の磁束密度が表示装置１８に数値また
はバーグラフで表示される。

しかし、Ａ／Ｄコンバータ３４から出力されるデジタル
信号が所定の値以上であると、ｆ４算回路３６は、増幅
回路２８に対応するレンジに切り換える指令すなわち増
幅回路２８を選択させる指令をマルチプレクサ３２へ出
力する。これにより、マルチプレクサ３２は増幅回路２
８の出力信号をＡ／Ｄコンバータ３４へ出力し、演算回
路３６は増幅回路２８の出力信号に対応する信号をＡ／
Ｄコンバータ３４から受ける。

ここで、演算回路３６は、再度、Ａ／Ｄコンバータ３４
から出力されるデジタル信号が所定の値未満であるか否
かをｆｌ定し、その結果、所定の値未構のときは表示の
フルレンジを１０００ガウスとする表示データを作成し
、該表示データを表示装置１８へ出力する。これにより
、被計測箇所の磁束密度が表示装置１８に数値またはバ
ーグラフで表示される。

また、増幅回路２８を選択したにもかかわらず、Ａ／Ｄ
コンバータ３４から出力されるデジタル信号が所定の値
以上であると、演算回路３６は、増幅器３０に対応する
レンジに切り換える指令すなわち増幅回路３０を選択さ
せる指令をマルチプレクサ３２へ出力する。これにより
、マルチプレクサ３２は増幅回路３０の出力信号をＡ／
Ｄコンバータ３４へ出力し、演算回路３６は増幅；碧３
０の出力信号に対応する信号をＡ／Ｄコンバータ３４か
ら受ける。

ここで、演算回路３６は、さらに、Ａ／Ｄコンバータ３
４から出力されるデジタル信号が所定の値未満であるか
否かをテ１］定し、その結果、所定の値未満のときは表
示のフルレンジをｉ　ｏｏｏｏガウスとする表示データ
を作成し、話表示データを表／バ装置１８へ出力する。

これにより、被計測箇所の磁束密度が表示装置１８に数
値またはバーグラフで表示される。

さらに、増幅回路３０を選択したにもかかわらず、Ａ／
Ｄコンバータ３４から出力されるデジタル（７に号が所
定の領置」−であると、演算回路３６は、磁束密度か高
すぎて表示不能であることを、０味する表示データたと
えばｒＯＶＥＲ」を作成し、該表示データを表示装置１
８へ供給する。

なお、第２図において、増幅回路の選択を逆にすなわち
３０→２８→２６の順にしてもよい。この場合、Ａ／Ｄ
コンバータ３４から出力されるデジタル信号が所定の値
以にである場合に表示データを作成し、未満である場合
に増幅回路の選択指令を出力するようにすればよい。

レンジ手動切換えルーチンスイッチ３８が投入されていないと、演算回路３６は、
第３図に示すレンジ手動切換えルーチンを実行する。

このレンジ手動切換えルーチンにおいて、演算回路３６
は、先ず、スイッチ４０が圧下されたか否かを判定する
。

次いで、演算回路３６は、スイッチ４０か圧トされない
と、現在いずれの増幅器が選択されているか否かを判定
する。この判定は、たとえば。

第３図に示す実施例のように、現在選択されている増幅
回路が２６であるか否かを判定し、２６でない場合に再
度現在選択されている増幅回路が２８であるか否かを判
定し、２８でない場合にさらに現在選択されている増幅
回路が３０であるか否かを判定することにより、実行す
ることができる。

現在増幅回路２６が選択されていると、増幅回路２６の
出力信号かマルチプレクサ３２から出力されていること
になるから、Ａ／Ｄコンバータ３４から演算回路３６へ
供給される信壮は、増幅回路２６の出力信号に対応する
信号となる。

そこで、演算回路３６は、Ａ／Ｄコンバータ３４から出
力されるデジタル信号が所定の値たとえばＩＯＶ未満で
あるか否かを判定し、その結果。

所定の値未満のときは表示のフルレン、ジをたとえば１
００ガウスとする表示データを作成し、該表示データを
表示装置１８へ出力する。こねにより、被計測箇所の磁
束密度か表示装置１８に数値またはバーグラフで表示さ
れる。

同様に、増幅器２８または３０が選択されていると、増
幅回路２８または３０の出力信号がマルチプレクサ３２
から出力されていることになるから、Ａ／Ｄコンバータ
３４から演算回路３６へ供給される１３号は５増幅器２
８または３０の出力信号に対応する信号となる。そこで
、演算回路３６は、Ａ／Ｄコンバータ３４から出力され
るデジタル信号が所定の値未満であるか否かを判定し、
その結果、所定の値未満のときは表示のフルレンジをた
とえば１ｏｏｏまたは１００００ガウスとする表示デー
タを作成し、該表示データを表示装置１８へ出力する。

しかし、Ａ／Ｄコンバータ３４から出力されるデジタル
信号が所定の領置Ｆであると、演算回路３６は、磁束密
度か高すぎて表示不能であることを７位味する表示デー
タたとえば１ＯＶ　Ｅ　ＲＪを作成し、該表示データを
表示装置１８へ供給する。

スイッチ３８が役人されていないときにスイッチ４０が
圧下されると、演算回路３６は、現在選択されている増
幅回路を次の増幅回路に切り換える指令をマルチプレク
サ３２へ供給した後、前記のレンジ手動切換えルーチン
を実行する。これにより、レンジが手動で切り換えられ
る。

スイッチ４０が圧下されたときの増幅回路の切換え順序
は、２６→２８→３０→２６の順であってもよいし、こ
れと逆すなわち３０→２８→２６→３０の順であっても
よい。いずれの場合も、スイッチ４０が圧下されるたび
に、レンジが切り換えられる。

なお、レンジの切換えは、自動および手動のいずれか一
方であってもよい。自動切換えのみの場合はスイッチ３
８．４０が不要であり５手動切換えのみの場合はスイッ
チ３８は不要である。また、自動切換えのみの場合は、
第２図におけるレンジの切換えが自動であるか否かを判
定するステップが不要である。

さらに、スイッチ３８として、押し釦スィッチを用いる
ことができる。この場合、演算回路３６にスイッチ３８
に対応するフラグを用意し、スイッチ３日が圧下された
とき該フラグをセットし１次にスイッチ３８が圧下され
たときにフラグをリセットするように、フラグのセット
およびリセットをスイッチ３８が圧下されるたびに交互
に縁り返し、フラグがセットされているときレンジ自動
切換えルーチンを実行させ、フラグがリセットされてい
るとき、スイッチ４０が圧下されるたびにレンジ手動切
換えルーチンを実行させればよい。

計測した磁束密度等の物理量は、メモリに記憶しまたは
プリンタで記録してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気回路のブロック図
、第２図および第３図は動作を説明するための図である
。１０：磁束密度計、　　１２：検出装置。１４：増幅装置、　　　１６：信号処理装置。１８：表示装置。２６．２８，３０：増幅回路、３２；マルチプレクサ。３４：Ａ／Ｄコンバータ、３６：演算回路、３８．４０：切換え指令用スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）物理量を検出して検出値に対応する電気信号を出
力する検出手段と、該検出手段の出力信号を増幅する複
数の増幅回路を備える増幅手段であって前記増幅回路の
増幅度が互いに異なる増幅手段と、前記増幅回路の出力
信号を受けるように配置され、前記物理量に対応する信
号を出力すべく前記増幅回路の１つを選択し、前記選択
した増幅回路の出力信号を基に、前記選択した増幅回路
の増幅度を考慮して、前記物理量に対応する信号を出力
する信号処理手段とを含む、物理量計測装置。
（２）物理量を検出して検出値に対応する電気信号を出
力する検出手段と、該検出手段の出力信号を増幅する複
数の増幅回路を備える増幅手段であって前記増幅回路の
増幅度が互いに異なる増幅手段と、前記増幅回路の出力
信号を受けるように配置され、所定の値の信号を出力し
ている増幅回路を判定し、判定した増幅回路の出力信号
を基に、判定した増幅回路の増幅度を考慮して、前記物
理量に対応する信号を出力する信号処理手段とを含む、
物理量計測装置。
（３）物理量を検出して検出値に対応する電気信号を出
力する検出手段と、該検出手段の出力信号を増幅する複
数の増幅回路を備える増幅手段であって前記増幅回路の
増幅度が互いに異なる増幅手段と、前記増幅回路の出力
信号を受けるように配置され、前記増幅回路の出力信号
を基に前記物理量に対応する信号を出力する信号処理手
段と、前記物理量に対応する信号の出力に用いる増幅回
路の切換え指令を前記信号処理手段に入力する指令手段
とを含み、前記信号処理手段は、前記指令手段により前
記切換え指令が与えられたことにより、前記物理量に対
応する信号の出力に用いる増幅回路を他の増幅回路に切
り換えて、切換えられた増幅回路の出力信号を基に、そ
の増幅回路の増幅度を考慮して、前記物理量に対応する
信号を出力する、物理量計測装置。
（４）物理量を検出して検出値に対応する電気信号を出
力する検出手段と、該検出手段の出力信号を増幅する複
数の増幅回路を備える増幅手段であって前記増幅回路の
増幅度が互いに異なる増幅手段と、前記増幅回路の出力
信号を受けるように配置され、前記増幅回路の出力信号
を基に前記物理量に対応する信号を出力する信号処理手
段と、前記物理量に対応する信号の出力に用いる増幅回
路の切換え指令を前記信号処理手段に入力する第１およ
び第２の指令手段とを含み、前記信号処理手段は、前記
第１の指令手段から前記切換え指令が入力されたときは
、所定の値の信号を出力している増幅回路を判定し、判
定された増幅回路の出力信号を基に、判定された増幅回
路の増幅度を考慮して前記物理量に対応する信号を出力
し、また、前記第２の指令手段により前記切換え指令が
入力されたときは、前記物理量に対応する信号の出力に
用いる増幅回路を他の増幅回路に切り換えて、切換えら
れた増幅回路の出力信号を基に、その増幅回路の増幅度
を考慮して、前記物理量に対応する信号を出力する、物
理量計測装置。