JPH04305168A - Method for correcting error and measuring quantity of electricity - Google Patents

Method for correcting error and measuring quantity of electricity

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JPH04305168A
JPH04305168A JP9091991A JP9091991A JPH04305168A JP H04305168 A JPH04305168 A JP H04305168A JP 9091991 A JP9091991 A JP 9091991A JP 9091991 A JP9091991 A JP 9091991A JP H04305168 A JPH04305168 A JP H04305168A
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JP
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electrical
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digital
analog
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JP9091991A
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Japanese (ja)
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Danilidis Georgios
ゲオルギオス ダニリディス
Wilhelm Fahrbach
ファールバッハ ヴィルヘルム
Dieter Hall
ディーター ハル
Werner Zimmermann
ヴェルナー ツィンマーマン
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/257Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques using analogue/digital converters of the type with comparison of different reference values with the value of voltage or current, e.g. using step-by-step method

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Abstract

PURPOSE: To make it possible to measure the quantity of electricity by correcting an error even if a reference amount is unstable in measuring by sequentially measuring the quantity of electricity and an auxiliary quantity of electricity of unknown value and substantially without drift by the same unit. CONSTITUTION: In the electronic controller of an internal combustion engine, the quantity of electricity 3 is measured at the input terminal 1 of the controller 2, supplied as an analog voltage Um, and the voltage is input to the adapter circuit 4 of the controller 2. The output 5 of the circuit 4 is connected to an A-D converter 6. An electric reference amount 7 is input to the converter 6, and the output of the converter 6 is input to a microcomputer 9. Even if the amount 7 is unstable due to a drift capable of being previously not digitized, the quantity 3 can be accurately measured by using an electric auxiliary amount 14 having to drift. To obtain the value of the amount 14, the correction coefficient of a correct value is obtained by using two known voltage, and thereby an analog electric amount is obtained as a digital value.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、電気量を誤差補正して
測定する方法、更に詳細には、アナログ電気量、特に電
圧をデジタル値として誤差補正して測定する方法であっ
て、値が既知の電気基礎量とその電気基礎量の測定値と
を比較することにより得られる差を電気量の測定結果の
補正に用いて電気量を測定する方法に関する。
[Industrial Field of Application] The present invention is a method for measuring an electrical quantity by correcting an error, and more specifically, a method for measuring an analog quantity of electricity, especially voltage, by correcting an error as a digital value. The present invention relates to a method of measuring an electrical quantity by using a difference obtained by comparing a known electrical basic quantity and a measured value of the electrical basic quantity to correct the measurement result of the electrical quantity.

【0002】0002

【従来の技術】電子技術の種々の分野では、電気量の絶
対値を求めることが必要になる。この為には、キャリブ
レートされた測定装置を用いることが要求される。この
キャリブレーションは例えば素子の許容誤差により一連
の装置の特性が等しいものとはならないことにより必要
になる。
2. Description of the Related Art In various fields of electronic technology, it is necessary to determine the absolute value of an electrical quantity. This requires the use of calibrated measuring equipment. This calibration is necessary because, for example, the characteristics of a series of devices are not equal due to component tolerances.

【0003】同様に自動車の電子技術でも電気量を正確
に求めなければならないという問題がある。特にセンサ
により得られる電気量を誤差なく検出する必要がある。 というのはこの電気量を内燃機関の運転に用いなければ
ならないからである。運転パラメータを処理し調節する
ために好ましくは自動車の内燃機関を駆動する制御装置
が用いられる。この制御装置の入力には、とりわけ運転
状態に関係した電気量が入力される。従ってこの電気量
は後の処理を考え、測定誤差なく検出しなければならな
い。測定誤差はとりわけ素子の許容誤差、ドリフト現象
(特に温度に関係した)並びに他のオフセット量により
発生する。この測定誤差をなくするために従来では制御
装置内のハードウェア的な構成によりゲイン並びにオフ
セットの調節が行われている。例えばこの調節は調節抵
抗を設定することにより行われている。しかしこのよう
な方法は大量生産時にはやっかいでありまた複雑であっ
て対応したコストが必要になる。
Similarly, in automobile electronic technology, there is a problem in that the amount of electricity must be determined accurately. In particular, it is necessary to detect the amount of electricity obtained by the sensor without error. This is because this amount of electricity must be used to operate the internal combustion engine. A control device for driving the internal combustion engine of the motor vehicle is preferably used to process and adjust the operating parameters. At the inputs of this control device, inter alia, electrical quantities that are related to the operating state are input. Therefore, this amount of electricity must be detected without measurement error, taking into consideration later processing. Measurement errors arise, inter alia, from component tolerances, drift phenomena (especially temperature-related) and other offset quantities. In order to eliminate this measurement error, gain and offset have conventionally been adjusted using a hardware configuration within a control device. For example, this adjustment is carried out by setting a regulating resistor. However, such methods are cumbersome and complex for mass production and require corresponding costs.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】DE−OS38443
33には、信号処理時素子の許容誤差を補正する方法が
記載されている。積分器の許容誤差の影響を考慮するた
めに、信号処理を誤差なく行った時既知(理論的)の積
分値になるような信号がマイクロコンピュータにより形
成される。上述した素子の許容誤差により積分器には異
なる積分値が発生する。この実際の積分値と理論的な積
分値を比較することにより誤差量を表す差値が形成され
、この差値が積分値の補正に用いられている。この積分
器の後段にはアナログ/デジタル変換器が接続されるの
で、積分値はデジタル値として得られることになる。
[Problem to be solved by the invention] DE-OS38443
No. 33 describes a method for correcting tolerances of elements during signal processing. In order to take into account the effects of integrator tolerances, a microcomputer generates a signal that, when error-free signal processing, results in a known (theoretical) integral value. Due to the above-mentioned component tolerances, the integrator will produce different integral values. By comparing the actual integral value with the theoretical integral value, a difference value representing the amount of error is formed, and this difference value is used to correct the integral value. Since an analog/digital converter is connected after this integrator, the integrated value is obtained as a digital value.

【0005】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、簡単な方法により基準量が測定時不安定であって
も電気量を誤差補正して測定することが可能な測定方法
を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above points, and provides a measuring method that allows error correction and measurement of electrical quantity even if the reference quantity is unstable at the time of measurement using a simple method. The task is to do so.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために、アナログ電気量、特に電圧をデジ
タル値として誤差補正して測定する方法であって、値が
既知の電気基礎量とその電気基礎量の測定された測定値
とを比較することにより得られる差を電気量の測定結果
の補正に用いて電気量を誤差補正して測定する方法にお
いて、電気量並びに値は正確には未知であるがほぼドリ
フトのない電気補助量を順次同一の装置を用いて測定し
、それを電気基準量が印加されるアナログ/デジタル変
換器によりデジタル値に変換し、各デジタル値の比を形
成することにより基準量を除去し、補正値を求めて前記
電気補助量の正確な値を求める構成を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention is a method for measuring an analog quantity of electricity, especially voltage, as a digital value with error correction. In this method, the electrical quantity is measured by correcting the error by using the difference obtained by comparing the measured value of the electrical quantity and its basic electrical quantity to correct the measurement result of the electrical quantity, and the electrical quantity and value are accurate. Electrical auxiliary quantities, which are unknown but have almost no drift, are sequentially measured using the same device, converted to digital values by an analog/digital converter to which an electrical reference quantity is applied, and the ratio of each digital value is calculated. A configuration is adopted in which the reference amount is removed by forming , and a correction value is obtained to obtain an accurate value of the electrical assistance amount.

【0007】[0007]

【作用】このような構成では、測定に必要なパラメータ
が正確に設定値に対応しておらず、例えばその絶対値が
正確に分かってない場合でも電気量を誤差なく測定する
ことが可能になる。例えば動作中基準量が不安定であり
、前もって数量化ができないドリフト現象を受けている
ような場合でも、本発明の方法によれば電気量を正確に
検出することが可能になる。本発明によれば、電気量と
ドリフトはないが大きさが正確には分かっていない電気
補助量が同一の装置を用いて直接順次測定される。
[Effect] With this configuration, it is possible to measure the amount of electricity without error even if the parameters required for measurement do not exactly correspond to the set values, for example, even if their absolute values are not accurately known. . For example, even when the reference quantity is unstable during operation and is subject to a drift phenomenon that cannot be quantified in advance, the method of the present invention makes it possible to accurately detect the electrical quantity. According to the invention, the electrical quantity and the drift-free electrical auxiliary quantity, whose magnitude is not precisely known, are measured directly one after the other using the same device.

【0008】ここで注意しなければならないことは、回
路技術的にドリフトのない電気補助量、例えば安定化さ
れた電圧を得るのは簡単ではあるが、素子の許容誤差に
よりその電気補助量の絶対的な大きさを再現するのが困
難であるということである。大量生産の装置でそれぞれ
の電気補助量が同じ値となるようにするためには、従来
技術で述べた困難な調節方法が必要になる。
What must be noted here is that although it is easy to obtain a drift-free electrical auxiliary amount, for example, a stabilized voltage, in terms of circuit technology, the absolute value of the electrical auxiliary amount may vary due to element tolerances. This means that it is difficult to reproduce the actual size. In order to ensure that each electric supplement has the same value in a mass-produced device, the difficult adjustment methods described in the prior art are required.

【0009】本発明による方法では電気補助量にドリフ
トがないという条件が必要なだけでその正確な大きさが
分かっていない時でも正確な測定が十分できるので、こ
の様な調節は不用となる。電気量と電気補助量の測定は
直接前後して行われるので、測定に必要な基準量は、こ
の量の測定時間内では一定であり、従ってドリフトはな
いと考えられる。上述したドリフト現象は通常長い時間
の期間に現れ例えば温度変動によって生じる。
[0009] The method according to the invention requires only the condition that there is no drift in the amount of electrical assistance, and since it is sufficient to make an accurate measurement even when its exact magnitude is not known, such adjustment is not necessary. Since the measurement of the electrical quantity and the electrical auxiliary quantity is carried out directly one after the other, the reference quantity required for the measurement is constant within the measurement time of this quantity, and therefore it is considered that there is no drift. The above-mentioned drift phenomenon usually appears over a long period of time and is caused, for example, by temperature fluctuations.

【0010】上述した基準量(基準パラメータ)は、本
実施例の場合通常比率を求めることにより動作するアナ
ログ/デジタル変換器に入力される。本発明によれば、
この基準量は検出すべき電気量と電気補助量のデジタル
値の比を形成することにより除去される。これは、測定
時間が短い場合には基準量は一定と見なすことができ、
この基準量は、比を形成することにより相殺されること
により可能になる。しかし電気補助量は大量生産の各装
置ごとに必ずしも同じ大きさになるのではなく、上述し
たようにその大きさは正確に分かっておらず、ゲイン並
びにばらつきそれにオフセット誤差により種々の値が発
生するので、電気補助量の正確な値は補正値で補正する
ことにより求められる。この補正値の求め方は公知であ
る(DE−OS3844333)。これは値が分かって
いる電気基礎量を用いその基礎量とその測定値とを比較
することを原理としている。その場合、比較により発生
する差が求められ補正値が形成され、この補正値により
補正すべき量(この場合電気補助量の測定値)が処理さ
れる。
The above-mentioned reference quantities (reference parameters) are input to an analog/digital converter which in this embodiment normally operates by determining a ratio. According to the invention,
This reference quantity is removed by forming a ratio of the digital value of the electrical quantity to be detected and the electrical auxiliary quantity. This means that if the measurement time is short, the reference amount can be considered constant;
This reference quantity is made possible by being canceled by forming a ratio. However, the amount of electrical assistance is not necessarily the same for each mass-produced device, and as mentioned above, its size is not accurately known, and various values occur due to gain, dispersion, and offset error. Therefore, the accurate value of the electrical assistance amount can be obtained by correcting it with a correction value. The method for determining this correction value is publicly known (DE-OS3844333). The principle of this is to use a basic electrical quantity whose value is known and to compare that basic quantity with its measured value. In that case, the differences occurring through the comparison are determined and a correction value is formed, with which the quantity to be corrected (in this case the measured value of the electrical assistance quantity) is processed.

【0011】この様に本発明による方法によれば、ハー
ドウェアを用いた複雑なキャリブレーション方法を用い
ることなく電気量をデジタル値として正確に検出するこ
とが可能になる。その場合必要な基準量が長期間のドリ
フトを受けても測定誤差につながることはない。これに
関して更に電気補助量が必要になるが、その値は正確に
分かっている必要はない。ドリフトがないことが条件で
あるが、これは簡単な回路技術によりほぼ良好に実現す
ることができる。この様なソフトウェアを用いたキャリ
ブレーションは所定の間隔で(自動的に)繰り返すこと
ができる。
As described above, according to the method according to the present invention, it is possible to accurately detect an electric quantity as a digital value without using a complicated calibration method using hardware. In that case, long-term drifts of the required reference quantity do not lead to measurement errors. An additional amount of electrical assistance is required for this, but its value does not have to be known exactly. The condition is that there be no drift, and this can be achieved to an almost satisfactory degree with simple circuit techniques. Calibration using such software can be repeated (automatically) at predetermined intervals.

【0012】本発明の実施例によれば電気量の正確なデ
ジタル値N_iは
According to an embodiment of the present invention, the accurate digital value N_i of the quantity of electricity is

【0013】[0013]

【数9】[Math. 9]

【0014】の式に従って求められる。但しv_iは正
確な(理想的な)比例係数であり、Nmは電気量のデジ
タル値、NHは電気補助量のデジタル値、2のn乗はア
ナログ/デジタル変換器の分解能を示す。デジタル値N
は0,1...2のn乗ー1の値だけしかとらない。と
り得る値の数、即ちアナログ/デジタル変換器の分解能
はビット数に関係している。例えば8ビットを用いる場
合には256の状態が得られる。各デジタル値には中間
値は有り得ない。上述した記述は以下に述べる全ての同
様な構成の式にあてはまる。
It is determined according to the formula: However, v_i is an accurate (ideal) proportionality coefficient, Nm is the digital value of the electrical quantity, NH is the digital value of the electrical auxiliary quantity, and 2 to the nth power indicates the resolution of the analog/digital converter. Digital value N
is 0,1. .. .. It only takes a value of 2 to the nth power - 1. The number of possible values, ie the resolution of the analog/digital converter, is related to the number of bits. For example, if 8 bits are used, 256 states are obtained. There can be no intermediate values for each digital value. The above description applies to all similarly constructed equations described below.

【0015】好ましくは電気量のデジタル値は、Preferably, the digital value of the quantity of electricity is

【00
16】
00
16]

【数10】[Math. 10]

【0017】また電気補助量のデジタル値は、[0017] Furthermore, the digital value of the electric assistance amount is

【001
8】
001
8]

【数11】[Math. 11]

【0019】により求められる。但しUH_iは電気補
助量の正確な値であり、Uref_rは実際の基準量で
ある。上記において増幅係数、オフセット並びに補正電
圧に関してはとりあえず理想的な関係が成立している。 しかし基準量には誤差が付随している。本出願では、正
確な(ないし理想的な)値は誤差のない値であり、実際
の値は誤差が有り得る値を意味する。
It is determined by: However, UH_i is the exact value of the electrical assistance amount, and Uref_r is the actual reference amount. In the above, an ideal relationship is established regarding the amplification coefficient, offset, and correction voltage. However, the reference amount is accompanied by an error. In this application, an exact (or ideal) value is a value without error, and an actual value means a value with possible errors.

【0020】電気補助量の正確な値を求めるために、ま
[0020] In order to find the accurate value of the electric assistance amount, first

【0021】[0021]

【数12】[Math. 12]

【0022】の式が用いられる。次にこの様にして求め
た値は
The following formula is used. Next, the value obtained in this way is

【0023】[0023]

【数13】[Math. 13]

【0024】の式に従って補正値の補正係数k1、k2
で補正される。但し、v_rは実際の比例係数、UHは
電気補助量(補助電圧)、U_offset_rは実際
のオフセット量である。理想的なオフセット量は「0」
の値となる。比例係数並びにオフセット量により実際の
値が乗算的並びに加算的に補正される。
The correction coefficients k1, k2 of the correction value according to the formula
will be corrected. However, v_r is an actual proportionality coefficient, UH is an electrical auxiliary amount (auxiliary voltage), and U_offset_r is an actual offset amount. The ideal offset amount is "0"
The value is . The actual value is corrected multiplicatively and additively by the proportionality factor and the offset amount.

【0025】補正値は2つの既知の電圧Um1とUm2
を用いて求められる。これらの既知の電圧のデジタル値
The correction value is based on two known voltages Um1 and Um2.
It can be found using digital values of these known voltages,

【0026】[0026]

【数14】[Math. 14]

【0027】が測定され、これらの既知の正確な値are measured and these known exact values

【0
028】
0
028]

【数15】[Math. 15]

【0029】を用いて補正値Correction value using

【0030】[0030]

【数16】[Math. 16]

【0031】[0031]

【数17】[Math. 17]

【0032】が求められる。但しUref_iは正確な
基準量である。
[0032] is obtained. However, Uref_i is an accurate reference amount.

【0033】好ましくは電気量ないし電気補助量は切り
替えスイッチを介してアナログ/デジタル変換器の入力
に供給される。電気量、電気補助量、基準量は好ましく
は電圧である。
Preferably, the electrical quantity or electrical auxiliary quantity is supplied to the input of the analog/digital converter via a changeover switch. The electrical quantity, electrical auxiliary quantity and reference quantity are preferably voltages.

【0034】基準量が前もって数量化できないドリフト
現象により不安定である時でも、絶対的な値が必ずしも
正確に分かってはいないがドリフトのない電気補助量を
用いれば、電気量が正確に測定できることが理解される
。量産時個々のばらつきにより常に発生する増幅誤差並
びにオフセット誤差を除去しかつ安定であるがその絶対
的な大きさが正確には分かっていない電気補助量の正確
な値を求めるために、2つの既知の電圧を用いて比較す
る測定により補正値の補正係数が求められる。それによ
りハードウェア的な調節方法を用いることなくアナログ
の電気量をデジタル値として正確に求めることが可能に
なる。
Even when the reference quantity is unstable due to a drift phenomenon that cannot be quantified in advance, the quantity of electricity can be accurately measured by using an electrical auxiliary quantity without drift, although the absolute value is not necessarily known accurately. is understood. In order to eliminate amplification errors and offset errors that always occur due to individual variations during mass production, and to obtain the accurate value of the electrical auxiliary amount, which is stable but whose absolute size is not precisely known, two known The correction coefficient of the correction value is obtained by comparing the measurements using the voltage of . This makes it possible to accurately obtain an analog electrical quantity as a digital value without using a hardware adjustment method.

【0035】[0035]

【実施例】以下実施例を用いて本発明を詳細に説明する
EXAMPLES The present invention will be explained in detail below using examples.

【0036】内燃機関の電子制御装置、例えばディーゼ
ル噴射装置を制御する電子制御装置では、制御装置2の
入力端子1において電気量3を測定する必要がある。と
いうのはこの電気量の絶対値が制御装置2により得られ
る内燃機関の運転パラメータ(例えば噴射時間)を求め
るための制御量として用いられるからである。電気量3
はアナログ電圧Umとして供給される。このアナログ電
圧は保護機能も果たす制御装置2のアダプタ回路4に入
力される。
In an electronic control device for an internal combustion engine, for example an electronic control device for controlling a diesel injection device, it is necessary to measure an electrical quantity 3 at the input terminal 1 of the control device 2 . This is because the absolute value of this quantity of electricity is used as a control variable for determining the operating parameters (for example, injection time) of the internal combustion engine obtained by the control device 2. Electricity amount 3
is supplied as an analog voltage Um. This analog voltage is input to an adapter circuit 4 of the control device 2 which also performs a protection function.

【0037】アダプタ回路4の出力5はアナログ/デジ
タル変換器6に接続される。このアナログ/デジタル変
換器は比率を求めることによって動作する。このアナロ
グ/デジタル変換器6には電気基準量7が入力される。 この基準量は基準電圧Urefにより形成される。アナ
ログ/デジタル変換器の出力8はプログラマブルメモリ
10と接続されたマイクロコンピュータ9に入力される
。 メモリ10は好ましくはEEPROMとして構成される
。データ線11を介してマイクロコンピュータ9が直列
インターフェイス11’に接続され、このインターフェ
イスに外部検査コンピュータ12が接続される。図示し
てないが他の実施例としてこの検査コンピュータ12の
機能をマイクロコンピュータ9により行うことができる
ので、その場合には検査コンピュータ12は省略できる
The output 5 of the adapter circuit 4 is connected to an analog/digital converter 6. This analog-to-digital converter works by determining a ratio. An electrical reference quantity 7 is input to this analog/digital converter 6 . This reference quantity is formed by the reference voltage Uref. The output 8 of the analog/digital converter is input to a microcomputer 9 connected to a programmable memory 10. Memory 10 is preferably configured as an EEPROM. The microcomputer 9 is connected via a data line 11 to a serial interface 11', to which an external test computer 12 is connected. Although not shown, in another embodiment, the functions of the inspection computer 12 can be performed by the microcomputer 9, and in that case, the inspection computer 12 can be omitted.

【0038】図1の回路の動作は以下の通りである。The operation of the circuit of FIG. 1 is as follows.

【0039】アナログ電圧Umを正確に(すなわち誤差
なく)デジタル値として求めるために、測定値が補正値
で補正され、例えば量産時の個々のばらつきに起因して
発生する誤差が除去される。理想的、すなわち誤差がな
い場合には、電圧Umはアダプタ回路4を介してアナロ
グ/デジタル変換器6に入力され、それによりデジタル
In order to obtain the analog voltage Um accurately (that is, without error) as a digital value, the measured value is corrected with a correction value to remove errors caused by individual variations during mass production, for example. In an ideal case, i.e. without any errors, the voltage Um is input to the analog/digital converter 6 via the adapter circuit 4, thereby converting the digital value

【0040】[0040]

【数18】[Math. 18]

【0041】に変換される。但し、N_i=0、1、2
、…2のn乗ー1である。アナログ/デジタル変換器6
の分解能、すなわちそのビット数に従い可能なデジタル
値の数が定まる。例えば8ビットの場合には、256の
デジタル値が可能になる。上記式でv_iは理想的な比
例係数であり、Uref_iは、理想的な基準量7の絶
対値である。しかし、上述した測定誤差につながる個々
のばらつきがあるので、理想的な値でなく、実際の値を
問題にしなければならない。通常、乗算的並びに加算的
な誤差が発生する。従ってデジタル値N_iは正確でな
く、実際のデジタル値は、
It is converted to However, N_i=0, 1, 2
,...2 to the nth power -1. Analog/digital converter 6
The number of possible digital values is determined according to the resolution, that is, the number of bits. For example, with 8 bits, 256 digital values are possible. In the above formula, v_i is an ideal proportionality coefficient, and Uref_i is the absolute value of the ideal reference amount 7. However, since there are individual variations that lead to the measurement errors mentioned above, the actual values, rather than the ideal values, must be considered. Multiplicative as well as additive errors usually occur. Therefore, the digital value N_i is not accurate, and the actual digital value is

【0042】[0042]

【数19】[Math. 19]

【0043】となる(U_offset_i=0)。乗
算並びに加算的な偏差により測定精度は信頼性のないも
のになる。これまで従来技術では、制御装置2内のハー
ドウェア的な処理により、例えば調節抵抗を設定するこ
とにより増幅並びにオフセット調整を行なってきた。
(U_offset_i=0). Multiplication as well as additive deviations make the measurement accuracy unreliable. Until now, in the prior art, amplification and offset adjustment have been performed by hardware processing within the control device 2, for example, by setting an adjustment resistor.

【0044】本発明では、このようなハードウェア的な
処理は不必要になる。このために調節(キャリブレーシ
ョン)モードでは制御装置2の入力1に順次2つの既知
の電圧Um1、Um2が入力される。これらの電圧は、
According to the present invention, such hardware processing becomes unnecessary. For this purpose, in the calibration mode, two known voltages Um1, Um2 are input one after the other to input 1 of the control device 2. These voltages are

【0045】[0045]

【数20】[Math. 20]

【0046】のデジタル値に変換される。指標「r」は
、実際の値を意味し、指標「i」は、正確で理想的な値
を意味する。デジタル値N_r1、N_r2に対応する
既知の理想値は、
It is converted into a digital value of . The index "r" means the actual value, and the index "i" means the exact ideal value. The known ideal values corresponding to the digital values N_r1 and N_r2 are:

【0047】[0047]

【数21】[Math. 21]

【0048】となる。実際の値から理想の値を求めるた
めには、補正係数k1、k2からなる補正値をマイクロ
コンピュータ9あるいは検査コンピュータ12を用いて
計算する。これらの補正係数は以下のようになる。
[0048] In order to obtain the ideal value from the actual value, a correction value consisting of correction coefficients k1 and k2 is calculated using the microcomputer 9 or the inspection computer 12. These correction coefficients are as follows.

【0049】[0049]

【数22】[Math. 22]

【0050】これらの補正係数を求めたら、調節モード
を離れ通常の動作に戻りる。続いて、
Once these correction coefficients have been determined, the adjustment mode is exited and normal operation is resumed. continue,

【0051】[0051]

【数23】[Math. 23]

【0052】の関係に従って全ての測定値N_rを補正
する。このようにして個々のばらつきの影響を除去する
ことが可能になる。
All measured values N_r are corrected according to the relationship: In this way it becomes possible to eliminate the influence of individual variations.

【0053】基準電圧Urefで形成されるアナログ/
デジタル変換器6に必要な基準量7は、前もって数量化
できないドリフト現象により通常安定していない。しか
し、図2に示した方法により測定すべきアナログの電気
量を正確にデジタル値として求めることができる。この
ためには、図2では、図1に示した構成の他にアダプタ
回路4とアナログ/デジタル変換器6間に切り換えスイ
ッチ13が設けられる。それにより、測定すべき電圧U
mあるいは電気補助量14がアナログ/デジタル変換器
6の入力に印加される。電気補助量14は、好ましくは
補助電圧UHにより形成される。
Analog / formed by reference voltage Uref
The reference quantity 7 required for the digital converter 6 is usually not stable due to drift phenomena that cannot be quantified in advance. However, the method shown in FIG. 2 allows the analog quantity of electricity to be measured to be accurately determined as a digital value. To this end, in FIG. 2, in addition to the configuration shown in FIG. 1, a changeover switch 13 is provided between the adapter circuit 4 and the analog/digital converter 6. Thereby, the voltage to be measured U
m or an electrical supplementary quantity 14 is applied to the input of the analog/digital converter 6. Electrical auxiliary quantity 14 is preferably formed by an auxiliary voltage UH.

【0054】上述した方法は、基準電圧Urefの大き
さが正確であることが前提になっているが、補助電圧U
Hはそうではない。補助電圧UHは、ドリフトがあって
はならないが、その絶対値は必ずしも正確にわかってい
る必要はない。通常は、このような電圧は電圧安定化回
路により簡単に実現できる。このような電圧は、実質的
にドリフトのない絶対値が得られるが、例えば量産時の
素子のばらつきにより必ずしも絶対値は同一にならない
The method described above is based on the premise that the magnitude of the reference voltage Uref is accurate, but the auxiliary voltage Uref
H is not like that. The auxiliary voltage UH must be free of drift, but its absolute value does not necessarily have to be known exactly. Normally, such voltages can be easily achieved with voltage stabilization circuits. Although such a voltage can have an absolute value with substantially no drift, the absolute value is not necessarily the same due to, for example, variations in elements during mass production.

【0055】本方法は、2段に分けて行なわれる。まず
上述したように、電圧Umが測定され、その直後電圧U
Hが測定される。その場合、基準電圧Urefは前後し
て直接行なわれる両測定間で変化しないものとする。増
幅係数、オフセット並びに補助電圧に対する関係が理想
的な場合、絶対的な測定値は、
The method is carried out in two stages. First, as described above, the voltage Um is measured, and immediately after that, the voltage Um
H is measured. In that case, it is assumed that the reference voltage Uref does not change between the two measurements directly performed one after the other. If the relationship for amplification factor, offset and auxiliary voltage is ideal, the absolute measured value is:

【0056】[0056]

【数24】[Math. 24]

【0057】となる。[0057]

【0058】[0058]

【数25】[Math. 25]

【0059】の測定値(デジタル値)からFrom the measured value (digital value) of

【0060】[0060]

【数26】[Math. 26]

【0061】が得られる。The following is obtained.

【0062】量産の場合上述したように個々のばらつき
により増幅並びにオフセット誤差が発生し、また補助電
圧UHは安定であるがその絶対値は必ずしも正確に分か
っていないので、この様にして求めた測定値は、上述し
た測定値Umに対するものと同様に、通常更に対応した
補正値により補正しなければならない。これは、まず調
節モードで対応した補正係数k1、k2を求め、続いて
理想の値を得るために補正が行われることを意味する。
In the case of mass production, as mentioned above, amplification and offset errors occur due to individual variations, and although the auxiliary voltage UH is stable, its absolute value is not necessarily known accurately. The values, like those for the measured values Um mentioned above, usually also have to be corrected by corresponding correction values. This means that first the corresponding correction coefficients k1, k2 are determined in the adjustment mode, and then correction is performed to obtain the ideal value.

【0063】次に本発明の方法を図3の流れ図を参照し
て説明する。開始ステップ15の後ステップ16におい
て調節モード(アルゴリズムモード)Aあるいは通常モ
ードNoで動作を行うかどうかが判断される。調節モー
ドAの場合にはステップ17において値が既知の電圧U
m1が入力される。ステップ18で対応するデジタル値
N_r1が測定される。続いてステップ19で第2の既
知の電圧Um2が制御装置2の入力1に入力される。ス
テップ20で対応するデジタル値N_r2が測定され、
続いてステップ21で補正係数k1、k2が求められる
。補正係数k1、k2はステップ22において制御装置
2のメモリ10に格納される。次に通常の動作Noにな
り、そこでステップ23において実際の値N_rが測定
され、次のステップ24において補正係数k1、k2を
用いることにより補正が行われる。
The method of the present invention will now be described with reference to the flowchart of FIG. After starting step 15, in step 16 it is determined whether to operate in adjustment mode (algorithm mode) A or normal mode No. In the case of regulation mode A, in step 17 the voltage U whose value is known is
m1 is input. In step 18 the corresponding digital value N_r1 is measured. Subsequently, in step 19, a second known voltage Um2 is input to input 1 of control device 2. The corresponding digital value N_r2 is measured in step 20;
Subsequently, in step 21, correction coefficients k1 and k2 are determined. The correction coefficients k1, k2 are stored in the memory 10 of the control device 2 in step 22. Next, a normal operation No. is entered, whereupon the actual value N_r is measured in step 23 and corrected in the next step 24 by using correction coefficients k1, k2.

【0064】図2の場合のように電気補助量14(補助
電圧UH)を用いて動作する場合には、図3に図示した
ように開始ステップ25に続いて、ステップ26で電圧
Umが入力され、対応するデジタル値Nmがステップ2
7で測定される。その後電圧UHがアナログ/デジタル
変換器6に入力される(ステップ28)。続いてステッ
プ29で対応するデジタル値NHが測定される。上述し
た補助電圧UHの補正は既に説明したステップ17〜2
2に従って行われる。
When operating with the electrical auxiliary quantity 14 (auxiliary voltage UH) as in the case of FIG. 2, the voltage Um is input in step 26 following the start step 25 as shown in FIG. , the corresponding digital value Nm is determined in step 2
Measured at 7. Voltage UH is then input to analog/digital converter 6 (step 28). Subsequently, in step 29, the corresponding digital value NH is measured. The above-mentioned correction of the auxiliary voltage UH is performed in steps 17 to 2 described above.
2.

【0065】この様にして上述した方法により、装置の
内部で操作を行う必要のないソフトウェアによる調節が
行われる。この方法は装置製造時に使用できるだけでな
く、例えば後でのキャリブレーションのために保守の時
でもあるいは装置の運転時正確に調べている測定電圧を
有する動作点が得られる場合、例えば測定電圧により制
御回路の位置測定信号が得られ、機械的なストッパーに
より正確に知られる動作点が設定できる場合には、通常
の運転時にも用いることが可能になる。
[0065] The method described above thus provides for software adjustments that do not require any internal manipulation of the device. This method can be used not only during the manufacture of the device, but also during maintenance, for example for later calibration, or during operation of the device, if an operating point with the measured voltage being investigated is obtained, e.g. controlled by the measured voltage. If a position measurement signal of the circuit is available and a mechanical stop allows setting a precisely known operating point, it can also be used during normal operation.

【0066】この様に本発明によれば比率を求めること
により動作するアナログ/デジタル変換器6並びにマイ
クロコンピュータ9を有する制御装置において絶対的に
測定すべき電圧値を正確に検出することが可能になり、
オフセット並びに増幅誤差はソフトウェア的に実施され
る調節により除去することができる。このために既に説
明したように制御装置2の入力に既知の2つの電圧Um
1とUm2が入力されそれから実際の測定値が求められ
る。対応する理想的な値と比較することにより乗算的並
びに加算的な補正値が求められ、実際の測定値が理想的
な測定値に変換される。補正値の補正係数はプログラム
可能な制御装置2のメモリ10に格納され、以後の測定
値の補正に用いられる。アナログ/デジタル変換器6の
基準電圧Urefにドリフトが現れる場合には、絶対的
な電圧値は正確には分かっていないがドリフトのない補
助電圧源UHが用いられる。この電圧源は簡単な手段で
実現できる。補助電圧の正確な値を求めるために上述し
た方法が用いられ、測定誤差の除去が上述した通りに行
われる。
As described above, according to the present invention, it is possible to accurately detect the voltage value that should be absolutely measured in the control device having the analog/digital converter 6 and the microcomputer 9 that operate by determining the ratio. Become,
Offset as well as amplification errors can be removed by software-implemented adjustments. For this purpose, as already explained, two known voltages Um are applied to the inputs of the control device 2.
1 and Um2 are input and then the actual measured value is determined. Multiplicative and additive correction values are determined by comparison with the corresponding ideal values, and the actual measured values are converted into ideal measured values. The correction coefficient of the correction value is stored in the memory 10 of the programmable control device 2 and used for correction of subsequent measured values. If a drift appears in the reference voltage Uref of the analog/digital converter 6, an auxiliary voltage source UH free from drift is used, although the absolute voltage value is not accurately known. This voltage source can be realized by simple means. The method described above is used to determine the exact value of the auxiliary voltage, and the removal of measurement errors is performed as described above.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
、電気量並びに値が正確には未知でほぼドリフトのない
電気補助量を順次同一の装置を用いて測定し、それを電
気基準量が印加されるアナログ/デジタル変換器により
デジタル値に変換し、各デジタル値の比を形成すること
により基準量を除去し、補正値を求めて前記電気補助量
の正確な値を求めるようにしているので、基準量が前も
って数量化できないドリフト現象により不安定である時
でも、絶対的な値が必ずしも正確に分かってはいないが
ドリフトのない電気補助量を用いることにより電気量が
正確に測定できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
, the electrical quantities and values are precisely unknown and electrical auxiliary quantities with almost no drift are sequentially measured using the same device, and converted into digital values by an analog/digital converter to which an electrical reference quantity is applied; By forming a ratio of each digital value, the reference quantity is removed and a correction value is obtained to obtain the accurate value of the electric auxiliary quantity, so that the reference quantity is unstable due to a drift phenomenon that cannot be quantified in advance. Even at certain times, the electrical quantity can be measured accurately by using a drift-free electrical auxiliary quantity, although the absolute value is not necessarily known exactly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】図1は、本発明の方法が用いられる装置のブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus in which the method of the invention is used.

【図2】図2は、本発明の方法が用いられる電気補助量
を用いて動作する装置のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a device operating with an electrically auxiliary quantity in which the method of the invention is used.

【図3】図3は、本発明の方法を説明する流れ図である
FIG. 3 is a flowchart illustrating the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2  制御装置 3  電気量 4  アダプタ回路 7  基準量 9  マイクロコンピュータ 10  メモリ 12  検査コンピュータ 14  電気補助量 2 Control device 3 Amount of electricity 4 Adapter circuit 7 Standard amount 9. Microcomputer 10 Memory 12 Inspection computer 14 Electricity subsidy amount

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  アナログ電気量、特に電圧をデジタル
値として誤差補正して測定する方法であって、値が既知
の電気基礎量とその電気基礎量の測定された測定値とを
比較することにより得られる差を電気量の測定結果の補
正に用いて電気量を誤差補正して測定する方法において
、電気量並びに値は正確には未知であるがほぼドリフト
のない電気補助量を順次同一の装置を用いて測定し、そ
れを電気基準量が印加されるアナログ/デジタル変換器
によりデジタル値に変換し、各デジタル値の比を形成す
ることにより基準量を除去し、補正値を求めて前記電気
補助量の正確な値を求めることを特徴とする電気量を誤
差補正して測定する方法。
[Claim 1] A method for measuring an analog electrical quantity, especially voltage, as a digital value with error correction, by comparing a basic electrical quantity whose value is known and a measured value of the basic electrical quantity. In a method of error-correcting and measuring electrical quantities by using the obtained difference to correct the electrical quantity measurement results, the electrical quantities and values are unknown exactly, but electrical supplementary quantities with almost no drift are sequentially measured using the same device. , convert it into a digital value by an analog/digital converter to which an electrical reference quantity is applied, remove the reference quantity by forming a ratio of each digital value, and obtain a correction value to calculate the electrical reference quantity. A method of measuring an electrical quantity with error correction, characterized by obtaining an accurate value of an auxiliary quantity.
【請求項2】  v_iを正確な比例係数、Nmを電気
量のデジタル値、NHを電気補助量のデジタル値、2の
n乗をアナログ/デジタル変換器の分解能として、電気
量の正確なデジタル値(N_i)を 【数1】 に従って求めることを特徴とする請求項1に記載の方法
[Claim 2] An accurate digital value of the electrical quantity, where v_i is an accurate proportionality coefficient, Nm is the digital value of the electrical quantity, NH is the digital value of the electrical auxiliary quantity, and 2 to the nth power is the resolution of the analog/digital converter. The method according to claim 1, characterized in that (N_i) is determined according to the following equation.
【請求項3】  UH_iを電気補助量の正確な値、U
ref_rを実際の基準量として、電気量のデジタル値
を【数2】 として求め、また電気補助量のデジタル値を【数3】 として求めることを特徴とする請求項1または2に記載
の方法。
[Claim 3] Let UH_i be the exact value of the electrical assistance amount, U
The method according to claim 1 or 2, characterized in that, with ref_r as an actual reference quantity, the digital value of the electrical quantity is determined as Equation 2; and the digital value of the electrical auxiliary quantity is obtained as Equation 3.
【請求項4】  v_rを実際の比例係数、UHを電気
補助量、U_offset_rを実際のオフセット量と
して、電気補助量の正確な値を求めるために、まず【数
4】 に従って、NH_rを求め 【数5】 の式に従い補正係数k1、k2でNH_rを補正するこ
とを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記
載の方法。
4. In order to obtain an accurate value of the electrical assistance amount, where v_r is the actual proportionality coefficient, UH is the electrical assistance amount, and U_offset_r is the actual offset amount, NH_r is first determined according to the following equation: 5. The method according to claim 1, wherein NH_r is corrected using correction coefficients k1 and k2 according to the formula:
【請求項5】  2つの既知の電圧Um1とUm2のデ
ジタル値 【数6】 を求め、Uref_iを正確な基準量としてこれらのデ
ジタル値をその正確な値 【数7】 と比較し、その比較値から補正係数k1、k2【数8】 を求めることを特徴とする請求項1から4までのいずれ
か1項に記載の方法。
[Claim 5] Find the digital values [Equation 6] of the two known voltages Um1 and Um2, use Uref_i as an accurate reference quantity, compare these digital values with their exact values [Equation 7], and use the comparison value as 5. The method according to claim 1, further comprising determining correction coefficients k1, k2 from the following equations.
【請求項6】  電気量ないし補助量が切り換えスイッ
チを介してアナログ/デジタル変換器に入力されること
を特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載
の方法。
6. The method as claimed in claim 1, wherein the electrical quantity or the auxiliary quantity is input to the analog/digital converter via a changeover switch.
【請求項7】  電気量、電気補助量、基準量が電圧で
あることを特徴とする請求項1から6までのいずれか1
項に記載の方法。
[Claim 7] Any one of claims 1 to 6, wherein the amount of electricity, the amount of auxiliary electricity, and the reference amount are voltages.
The method described in section.
JP9091991A 1990-04-25 1991-04-23 Method for correcting error and measuring quantity of electricity Pending JPH04305168A (en)

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