JPH04370769A - Correction method of voltage and current signal by using a/d converter - Google Patents
Correction method of voltage and current signal by using a/d converterInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は、A/D変換器を用い
た電圧・電流信号の補正方法に関し、特に計測器又は計
量器の電圧・電流信号の値を連続的に補正可能な特に/
A/D変換器を用いた電圧・電流信号の補正方法に関す
るものである。[Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for correcting voltage and current signals using an A/D converter, and in particular, a method for correcting voltage and current signals of a measuring instrument or a measuring instrument.
The present invention relates to a method of correcting voltage/current signals using an A/D converter.
【0002】0002
【従来の技術】図3は従来のA/D変換器を用いた電圧
・電流信号の補正方法が適用される回路を示す構成図で
ある。図において、1は電圧信号Vが印加される入力端
子、2は電流信号Iが印加される入力端子、3は入力さ
れた電圧信号Vを所定の回路電圧に適合した所定のレベ
ルの電圧VVに変換する電圧変換器、4は入力された電
流信号Iを所定のレベルの電流に変換した後所定の回路
電圧に適合した電圧VIに変換する電流ー電圧変換器、
5はスイッチ5a及び5bを有し、電圧VVとVIを切
り換えて補正回路6からの補正信号としての基準電圧V
Rと共にA/D変換器7に供給するマルチプレクサ、8
はA/D変換器7からの信号を処理する中央処理装置(
CPU)である。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram showing a circuit to which a conventional voltage/current signal correction method using an A/D converter is applied. In the figure, 1 is an input terminal to which a voltage signal V is applied, 2 is an input terminal to which a current signal I is applied, and 3 is an input terminal to which the input voltage signal V is adjusted to a predetermined level voltage VV that is compatible with a predetermined circuit voltage. 4 is a current-to-voltage converter that converts the input current signal I into a current of a predetermined level and then converts it into a voltage VI suitable for a predetermined circuit voltage;
5 has switches 5a and 5b, and switches between voltages VV and VI to output a reference voltage V as a correction signal from the correction circuit 6.
A multiplexer, 8, which supplies R to the A/D converter 7;
is a central processing unit (
CPU).
【0003】次に、図3に示した従来のA/D変換器を
用いた電圧・電流信号の補正方法が適用される回路の動
作について説明する。入力端子1に印加される電圧信号
Vを補正する場合には、スイッチ5a及び5bが共に接
点a側に接続され、電圧変換器3で変換された電圧VV
が補正回路6からの基準電圧VRと共にA/D変換器7
に供給される。基準電圧VRはA/D変換器7の出力に
基ずいて手動で可変できるようにされているもので、入
力信号の最小値から最大値までの変化量の最も誤差が小
さくなるような値に設定されている。A/D変換器7は
入力された電圧VVと基準電圧VRをアナログ信号より
デジタル信号に変換し、CPU8に供給する。CPU8
には予測される電圧信号Vに対して予めプログラムされ
た真値V1が設定されおり、CPU8はこの真値V1に
対してA/D変換器7からの電圧VVが高いと、電圧V
VよりA/D変換器7からの基準電圧VRを減算して補
正された値を求め、逆に真値V1に対してA/D変換器
7からの電圧VVが低いと、電圧VVに対してA/D変
換器7からの基準電圧VRを加算して補正された値を求
める。
又、入力端子1に印加される電流信号Iを補正する場合
には、スイッチ5a及び5bが共に接点b側に接続され
、電流ー電圧変換器4で変換された電圧VIが補正回路
6からの基準電圧VRと共にA/D変換器7に供給され
る。A/D変換器7は入力された電圧VIと基準電圧V
Rをアナログ信号よりデジタル信号に変換し、CPU8
に供給する。CPU8には予測される電流信号Iに対し
て予めプログラムされた真値V2が設定されおり、CP
U8はこの真値V2に対してA/D変換器7からの電圧
VIが高いと、電圧VIよりA/D変換器7からの基準
電圧VRを減算して補正された値を求め、逆に真値V1
に対してA/D変換器7からの電圧VIが低いと、電圧
VIに対してA/D変換器7からの基準電圧VRを加算
して補正された値を求める。図4及び図5は基準電圧V
Rを電圧VVとVIに対して減算する方向の電圧とした
場合のそれぞれの電圧関係を示すもので、ΔVV、ΔV
Iはそれぞれ補正後の電圧値である。Next, the operation of the circuit to which the conventional voltage/current signal correction method using the A/D converter shown in FIG. 3 is applied will be described. When correcting the voltage signal V applied to the input terminal 1, both switches 5a and 5b are connected to the contact a side, and the voltage VV converted by the voltage converter 3 is
is applied to the A/D converter 7 together with the reference voltage VR from the correction circuit 6.
supplied to The reference voltage VR can be manually varied based on the output of the A/D converter 7, and is set to a value that minimizes the error in the amount of change from the minimum value to the maximum value of the input signal. It is set. The A/D converter 7 converts the input voltage VV and reference voltage VR from analog signals to digital signals, and supplies the digital signals to the CPU 8. CPU8
A pre-programmed true value V1 is set for the predicted voltage signal V, and the CPU 8 determines that if the voltage VV from the A/D converter 7 is higher than the true value V1, the voltage V
A corrected value is obtained by subtracting the reference voltage VR from the A/D converter 7 from V. Conversely, if the voltage VV from the A/D converter 7 is lower than the true value V1, the Then, the reference voltage VR from the A/D converter 7 is added to obtain a corrected value. Further, when correcting the current signal I applied to the input terminal 1, both switches 5a and 5b are connected to the contact b side, and the voltage VI converted by the current-voltage converter 4 is output from the correction circuit 6. It is supplied to the A/D converter 7 together with the reference voltage VR. The A/D converter 7 receives the input voltage VI and the reference voltage V.
Convert R from analog signal to digital signal, CPU8
supply to. A true value V2 programmed in advance for the predicted current signal I is set in the CPU 8, and the CPU 8 has a true value V2 programmed in advance for the predicted current signal I.
If the voltage VI from the A/D converter 7 is higher than the true value V2, U8 subtracts the reference voltage VR from the A/D converter 7 from the voltage VI to obtain a corrected value, and vice versa. True value V1
On the other hand, if the voltage VI from the A/D converter 7 is low, the reference voltage VR from the A/D converter 7 is added to the voltage VI to obtain a corrected value. 4 and 5 are reference voltage V
This shows the voltage relationship when R is a voltage in the direction of subtraction from voltages VV and VI, and ΔVV, ΔV
I is a voltage value after each correction.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】従来のA/D変換器を
用いた電圧・電流信号の補正方法は以上のように、単に
一定の基準電圧を加算、減算して誤差を少なくするよう
にしているので、図4、図5からも分かるように誤差を
ある範囲内に入れることしかできず、真値に対して必ず
しも誤差が一定でなく、精度の良い補正ができないとい
う問題点があった。この発明は上記のような問題点を解
決するためになされたもので、高精度の補正が可能なA
/D変換器を用いた電圧・電流信号の補正方法を得るこ
とを目的とする。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the conventional method of correcting voltage and current signals using an A/D converter is to simply add or subtract a constant reference voltage to reduce errors. Therefore, as can be seen from FIGS. 4 and 5, the error can only be kept within a certain range, and the error is not necessarily constant with respect to the true value, making it impossible to perform accurate correction. This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to perform highly accurate correction.
The purpose of this invention is to obtain a method for correcting voltage and current signals using a /D converter.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明に係るA/D変
換器を用いた電圧・電流信号の補正方法は、基準信号を
測定し、該測定値を所定の真値から各点の誤差を求める
ステップと、上記各点の誤差から近似曲線を算出し、該
近似曲線から入力信号に対して各区間毎に補正値を求め
るステップと、入力信号が上記各区間のいずれに該当す
るかを判定し、その該当する区間の上記補正値を選択す
るステップと、上記入力信号の値が上記所定の真値より
高いか又は低いかに応じて上記入力信号に対して上記補
正値を減算又は加算するステップとを含むものである。[Means for Solving the Problems] A voltage/current signal correction method using an A/D converter according to the present invention measures a reference signal and calculates the error at each point from a predetermined true value of the measured value. calculating an approximate curve from the error at each point, and calculating a correction value for each interval for the input signal from the approximate curve; and determining which of the above intervals the input signal corresponds to. a step of selecting the correction value for the corresponding section; and a step of subtracting or adding the correction value to the input signal depending on whether the value of the input signal is higher or lower than the predetermined true value. This includes:
【0006】[0006]
【作用】この発明においては、予め誤差の少ない基準信
号に基ずいて回路の誤差を求める。この誤差を数点各々
基準信号の大きさを変えて得た後、誤差の近似曲線を計
算する。予め区間を決めておき、近似曲線から各区間毎
の平均値を求め、これを補正値とする。そして、入力信
号の値が所定の真値より高いときは入力信号に対して補
正値を減算し、低いときは入力信号に対して補正値を加
算して補正された信号を得る。[Operation] In the present invention, the circuit error is determined in advance based on a reference signal with a small error. After obtaining this error by changing the magnitude of the reference signal at several points, an approximate curve of the error is calculated. The sections are determined in advance, and the average value for each section is determined from the approximate curve, and this is used as the correction value. Then, when the value of the input signal is higher than a predetermined true value, the correction value is subtracted from the input signal, and when it is lower, the correction value is added to the input signal to obtain a corrected signal.
【0007】[0007]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例を示すフローチャート
、図2はこの発明が適用される回路の構成図であり、図
2において、1〜4、7は前述と同様のものである。
図2において、5Aは電圧変換器3及び電流ー電圧変換
器4からの各電圧を切り替えてA/D変換器7に供給す
るマルチプレクサ、8AはA/D変換器7の出力に基ず
いて種々の演算処理を行う中央処理装置(CPU)、9
はCPU8Aで求められた誤差や補正値等を記憶する例
えばRAMやE2PROMを用いたメモリである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a circuit to which the present invention is applied. In FIG. 2, 1 to 4 and 7 are the same as described above. In FIG. 2, 5A is a multiplexer that switches each voltage from the voltage converter 3 and the current-voltage converter 4 and supplies it to the A/D converter 7, and 8A is a multiplexer that switches the voltages from the voltage converter 3 and the current-voltage converter 4 and supplies them to the A/D converter 7. a central processing unit (CPU) that performs arithmetic processing, 9
is a memory using, for example, RAM or E2PROM, which stores errors, correction values, etc. determined by the CPU 8A.
【0008】次に、この発明の一実施例の動作について
説明する。まず、補正の準備について図1(a)及び図
2を参照しながら説明する。ステップ1において、基準
となる電圧信号V、基準となる電流信号Iをそれぞれ入
力端子1及び2に印加する。この基準となる電圧信号V
及び電流信号Iは出来る限り誤差のない信号とする。ス
テップ12において、電圧信号Vは電圧変換器3で回路
電圧に適合した所定のレベルの電圧に変換され、マルチ
プレクサ5Aを介してA/D変換器7に供給されてA/
D変換され、更にCPU8Aに供給されて測定され、そ
の測定値がメモリ9に一時的に記憶される。又、電流信
号Iについても同様に電流ー電圧変換器4で回路電圧に
適合した所定のレベルの電圧に変換され、マルチプレク
サ5Aを介してA/D変換器7に供給されてA/D変換
され、更にCPU8Aに供給されて測定され、その測定
値がメモリ9に一時的に記憶される。例えば、基準とな
る電圧信号を0〜15Vまでの中で3点(例えば、0V
、7V、15V)取った場合には、おのおの(0+E0
)V、(7+E7)V、(15+E15)VがCPU8
Aで測定され、メモリ9に記憶される。ここで、E0、
E7、E15は各基準となる電圧信号を印加したときの
主としてA/D変換器7以前の回路で決まる誤差分であ
る。ステップ13において、CPU8Aはメモリ9に記
憶されている各測定値を読みだし、その各測定値から予
測される入力信号に対して予めプログラムされている真
値(例えば、0V、7V、15V)を減算してそれぞれ
誤差を求め、ステップ14において、その各誤差をメモ
リ9に記憶する。即ち、ステップ13において、CPU
8Aは、例えばメモリ9より測定値(0+E0)Vを読
みだし、これより真値0Vを減算してその誤差E0を求
め、この誤差E0を、ステップ14においてメモリ9に
記憶する。他の測定値についても同様である。ステップ
15において、CPU8Aはメモリ9に記憶されている
各誤差を読みだし、これらの誤差からn次曲線による近
似を行い、所定の近似曲線を算出する。ステップ16に
おいて、CPU8Aは算出した近似曲線から入力信号に
対しての区間毎の補正値を決定する。即ち、CPU8A
は近似曲線からある区間毎の誤差も求められるから、例
えば区間を4区間として0〜3V、4〜7V、8〜11
V、12〜15Vとすると、これら各区間毎の平均誤差
を求め、これを補正値とする。ステップ17において、
CPU8Aは決定した各区間毎の補正値をメモリ9に記
憶し、これで補正の準備を完了する。Next, the operation of an embodiment of the present invention will be explained. First, preparation for correction will be explained with reference to FIGS. 1(a) and 2. In step 1, a reference voltage signal V and a reference current signal I are applied to input terminals 1 and 2, respectively. This reference voltage signal V
and the current signal I are made to be as error-free as possible. In step 12, the voltage signal V is converted by the voltage converter 3 into a voltage at a predetermined level suitable for the circuit voltage, and is supplied to the A/D converter 7 via the multiplexer 5A to provide the A/D converter 7.
The signal is converted into D and further supplied to the CPU 8A for measurement, and the measured value is temporarily stored in the memory 9. Similarly, the current signal I is converted by the current-voltage converter 4 to a voltage at a predetermined level suitable for the circuit voltage, and is supplied to the A/D converter 7 via the multiplexer 5A for A/D conversion. , is further supplied to the CPU 8A and measured, and the measured value is temporarily stored in the memory 9. For example, set the reference voltage signal to 3 points from 0 to 15V (for example, 0V
, 7V, 15V), each (0+E0
)V, (7+E7)V, (15+E15)V are CPU8
A and stored in the memory 9. Here, E0,
E7 and E15 are errors mainly determined by the circuits before the A/D converter 7 when each reference voltage signal is applied. In step 13, the CPU 8A reads out each measurement value stored in the memory 9, and sets the true value (for example, 0V, 7V, 15V) programmed in advance for the input signal predicted from each measurement value. Each error is determined by subtraction, and in step 14, each error is stored in the memory 9. That is, in step 13, the CPU
8A reads out the measured value (0+E0)V from, for example, the memory 9, subtracts the true value 0V from it to obtain its error E0, and stores this error E0 in the memory 9 in step 14. The same applies to other measured values. In step 15, the CPU 8A reads each error stored in the memory 9, performs approximation using an n-th order curve from these errors, and calculates a predetermined approximate curve. In step 16, the CPU 8A determines a correction value for each section for the input signal from the calculated approximate curve. That is, CPU8A
Since the error for each section can be found from the approximate curve, for example, assuming 4 sections, 0 to 3V, 4 to 7V, 8 to 11
V, 12 to 15 V, calculate the average error for each of these sections, and use this as the correction value. In step 17,
The CPU 8A stores the determined correction value for each section in the memory 9, and completes the preparation for correction.
【0009】次に、実際の補正時の動作を図1(b)及
び図2を参照しながら説明する。ステップ21において
、誤差の不定な入力信号が入力端子1又は2からA/D
変換器7等を介して入力されると、CPU8Aは、ステ
ップ22において、入力信号の値が各区間のいずれに該
当するかを判定し、ステップ23において、その該当す
る区間の補正値をメモリ9より読みだし、ステップ24
において、入力信号の値が上記所定の真値より高いか又
は低いかに応じて入力信号の値に対して該当する区間の
補正値を減算又は加算して補正された値を得る。即ち、
CPU8Aは、ステップ24において、入力信号の値が
真値より高ければ入力信号の値から該当する区間の補正
値を減算し、低ければ入力信号の値に該当する区間の補
正値を加算して所望の補正された信号を得る。そして、
ステップ25において、所望の補正された信号を外部へ
出力する。Next, the operation during actual correction will be explained with reference to FIGS. 1(b) and 2. In step 21, an input signal with an undefined error is input to the A/D from input terminal 1 or 2.
When inputted via the converter 7 or the like, the CPU 8A determines in step 22 which of the sections the value of the input signal corresponds to, and in step 23 stores the correction value of the corresponding section in the memory 9. Read more, step 24
Depending on whether the value of the input signal is higher or lower than the predetermined true value, the correction value of the corresponding section is subtracted or added to the value of the input signal to obtain a corrected value. That is,
In step 24, the CPU 8A subtracts the correction value of the corresponding section from the value of the input signal if the value of the input signal is higher than the true value, and if it is lower than the true value, adds the correction value of the section corresponding to the value of the input signal to obtain the desired value. Obtain the corrected signal. and,
In step 25, the desired corrected signal is output to the outside.
【0010】0010
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、基準信
号を測定し、該測定値を所定の真値から各点の誤差を求
めるステップと、上記各点の誤差から近似曲線を算出し
、該近似曲線から入力信号に対して各区間毎に補正値を
求めるステップと、入力信号が上記各区間のいずれに該
当するかを判定し、その該当する区間の上記補正値を選
択するステップと、上記入力信号の値が上記所定の真値
より高いか又は低いかに応じて上記入力信号に対して上
記補正値を減算又は加算するステップとを含み、入力信
号の各区間毎に補正を行っているので、広範囲にわたっ
てあたかも連続して補正しているかのように高精度の電
圧・電流信号を得ることができ、しかもA/D変換器の
解像度が上がれば上がるほどその精度を向上できるとい
う効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there are the steps of measuring a reference signal, calculating the error at each point from a predetermined true value of the measured value, and calculating an approximate curve from the error at each point. , a step of determining a correction value for each section of the input signal from the approximate curve, and a step of determining which of the above-mentioned sections the input signal corresponds to and selecting the above-mentioned correction value for the corresponding section. , subtracting or adding the correction value to the input signal depending on whether the value of the input signal is higher or lower than the predetermined true value, and performing the correction for each section of the input signal. Therefore, it is possible to obtain highly accurate voltage and current signals over a wide range as if they were being continuously corrected, and the effect is that the accuracy can be improved as the resolution of the A/D converter increases. be.
【図1】この発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of the present invention.
【図2】この発明が適用される回路を示す構成図である
。FIG. 2 is a configuration diagram showing a circuit to which the present invention is applied.
【図3】従来のA/D変換器を用いた電圧・電流信号の
補正方法が適用される回路を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a circuit to which a conventional voltage/current signal correction method using an A/D converter is applied.
【図4】図3の動作説明に供するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of FIG. 3;
【図5】図3の動作説明に供するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of FIG. 3;
3 電圧変換器 4 電流ー電圧変換器 5A マルチプレクサ 7 A/D変換器 8A 中央処理装置(CPU) 9 メモリ 3 Voltage converter 4 Current-voltage converter 5A Multiplexer 7 A/D converter 8A Central processing unit (CPU) 9. Memory
Claims (1)
真値から各点の誤差を求めるステップと、上記各点の誤
差から近似曲線を算出し、該近似曲線から入力信号に対
して各区間毎に補正値を求めるステップと、入力信号が
上記各区間のいずれに該当するかを判定し、その該当す
る区間の上記補正値を選択するステップと、上記入力信
号の値が上記所定の真値より高いか又は低いかに応じて
上記入力信号に対して上記補正値を減算又は加算するス
テップとを含むことを特徴とするA/D変換器を用いた
電圧・電流信号の補正方法。Claim 1: A step of measuring a reference signal, calculating an error at each point from the measured value to a predetermined true value, calculating an approximate curve from the error at each point, and calculating an approximate curve from the approximate curve to the input signal. a step of obtaining a correction value for each section; a step of determining which of the above-mentioned sections the input signal corresponds to; and a step of selecting the above-mentioned correction value for the corresponding section; A method for correcting a voltage/current signal using an A/D converter, comprising the step of subtracting or adding the correction value to the input signal depending on whether the input signal is higher or lower than the true value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3147487A JPH04370769A (en) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | Correction method of voltage and current signal by using a/d converter |
Applications Claiming Priority (1)
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JP3147487A JPH04370769A (en) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | Correction method of voltage and current signal by using a/d converter |
Publications (1)
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ID=15431506
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JP (1) | JPH04370769A (en) |
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1991
- 1991-06-19 JP JP3147487A patent/JPH04370769A/en active Pending
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