JPH0619697B2 - 入出力装置 - Google Patents
入出力装置Info
- Publication number
- JPH0619697B2 JPH0619697B2 JP60164162A JP16416285A JPH0619697B2 JP H0619697 B2 JPH0619697 B2 JP H0619697B2 JP 60164162 A JP60164162 A JP 60164162A JP 16416285 A JP16416285 A JP 16416285A JP H0619697 B2 JPH0619697 B2 JP H0619697B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- analog input
- input device
- temperature
- output
- analog
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はアナログ入力装置を含む入出力装置に係り、特
に高精度でしかも広い動作温度範囲を有するアナログ入
力装置を含む入出力装置に関する。
に高精度でしかも広い動作温度範囲を有するアナログ入
力装置を含む入出力装置に関する。
従来の装置は、特開昭59−114930号に記載のようにアナ
ログ入力をマルチプレクサにより選択し、ゲイン切換可
能な増幅器を介してＡ／Ｄ変換し、デジタルデータ処理
装置に供給している。しかしながら増幅器を初めとする
アナログ回路の温度及び入力振幅による利得変化の点に
ついては配慮されていない。
ログ入力をマルチプレクサにより選択し、ゲイン切換可
能な増幅器を介してＡ／Ｄ変換し、デジタルデータ処理
装置に供給している。しかしながら増幅器を初めとする
アナログ回路の温度及び入力振幅による利得変化の点に
ついては配慮されていない。
本発明の目的は、高精度でしかも広い動作温度範囲を有
するアナログ入力装置を提供するにある。
するアナログ入力装置を提供するにある。
従来のアナログ入力装置は、アナログ回路部分により生
じる誤差を回路手法又は高精度な素子を用いて補償して
いたが、この方法は複雑であり限界がある。そこで、マ
イクロプロセツサにあらかじめアナログ回路部分全体の
温度に対する入出力特性を学習させることにより、温度
影響をおさえ、広い動作範囲における高精度なアナログ
入力を可能とした。また、アナログ入力装置を独立に補
償することにより、操置の汎用性を高め、同様に独立に
補償されるセンサの互換性を可能とした。
じる誤差を回路手法又は高精度な素子を用いて補償して
いたが、この方法は複雑であり限界がある。そこで、マ
イクロプロセツサにあらかじめアナログ回路部分全体の
温度に対する入出力特性を学習させることにより、温度
影響をおさえ、広い動作範囲における高精度なアナログ
入力を可能とした。また、アナログ入力装置を独立に補
償することにより、操置の汎用性を高め、同様に独立に
補償されるセンサの互換性を可能とした。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図はアナログ入力装置の基本的な使用方法を示すもの
である。
１図はアナログ入力装置の基本的な使用方法を示すもの
である。
アナログ入力装置１２は、一般にセンサ１０が発するア
ナログ振幅信号を順次入力してＡ／Ｄ変換し、論理演算
回路１４へデジタルデータとして伝送する。デジタルデ
ータは、製造工程において記憶回路１６にあらかじめ記
憶されたプログラム及び補償用データに基づき各種の演
算補正処理され、出力・表示装置１８へ伝送される。
ナログ振幅信号を順次入力してＡ／Ｄ変換し、論理演算
回路１４へデジタルデータとして伝送する。デジタルデ
ータは、製造工程において記憶回路１６にあらかじめ記
憶されたプログラム及び補償用データに基づき各種の演
算補正処理され、出力・表示装置１８へ伝送される。
第２図はアナログ入力装置の詳細を示すものでアナログ
入力装置１２は、アナログ入力装置の温度を測定する温
度センサ２０、複数のアナログ入力から１入力を選択す
るマルチプレクサ２２、マルチプレクサ２２により選択
されたアナログ入力信号を信号の振幅に応じてＡ／Ｄ変
換器の適正レベルに増幅する可変利得増幅器２４、Ａ／
Ｄ変換器２６、マルチプレクサ２２のアナログ入力選択
を指定する入力セレクタ２８、可変利得増幅２４の利得
を指定する利得セレクタ３０、アナログ入力装置に電力
を供給する電源回路３２から構成されている。ここで精
度を低下させる要因としては、可変利得増幅器の各利得
における周囲温度とアナログ信号振幅の大きさによる利
得の変動、及び、周囲温度変化により生じるＡ／Ｄ変換
器のリフアレンス変動による変換誤差があげられる。そ
こで、アナログ入力をＶ1N、温度をＴで表わすと利得及
びリフアレンスはそれぞれＡ（Ｔ，Ｖ1N）， Ｖref （Ｔ）で表わされる。アナログ入力Ｖ1Nを理想的
にＡ／Ｄ変換した場合のデジタル量Ｄ1Nは、入力の最大
値Ｖ1Nmax ，ｎビツト精度で変換したとすれば、 で示される。また、アナログ入力Ｖ1Nが前記可変利得増
幅器を介してＡ／Ｄ変換器に入力される時の大きさＶ
1N(AD)は Ｖ1N(AD)＝Ａ（Ｔ，Ｖ1N）・Ｖ1N …(2) で示される。そして、Ｖ1N(AD)によるＡ／Ｄ変換器のデ
ジタル出力ＤOUT は、ｎビツト精度で変換したとすれ
ば、 で示される。以上３式より理想デジタル変換量Ｄ1Nとア
ナログ入力装置を介して得られるデジタル変換量ＤOUT
の関係は次のように示される。
入力装置１２は、アナログ入力装置の温度を測定する温
度センサ２０、複数のアナログ入力から１入力を選択す
るマルチプレクサ２２、マルチプレクサ２２により選択
されたアナログ入力信号を信号の振幅に応じてＡ／Ｄ変
換器の適正レベルに増幅する可変利得増幅器２４、Ａ／
Ｄ変換器２６、マルチプレクサ２２のアナログ入力選択
を指定する入力セレクタ２８、可変利得増幅２４の利得
を指定する利得セレクタ３０、アナログ入力装置に電力
を供給する電源回路３２から構成されている。ここで精
度を低下させる要因としては、可変利得増幅器の各利得
における周囲温度とアナログ信号振幅の大きさによる利
得の変動、及び、周囲温度変化により生じるＡ／Ｄ変換
器のリフアレンス変動による変換誤差があげられる。そ
こで、アナログ入力をＶ1N、温度をＴで表わすと利得及
びリフアレンスはそれぞれＡ（Ｔ，Ｖ1N）， Ｖref （Ｔ）で表わされる。アナログ入力Ｖ1Nを理想的
にＡ／Ｄ変換した場合のデジタル量Ｄ1Nは、入力の最大
値Ｖ1Nmax ，ｎビツト精度で変換したとすれば、 で示される。また、アナログ入力Ｖ1Nが前記可変利得増
幅器を介してＡ／Ｄ変換器に入力される時の大きさＶ
1N(AD)は Ｖ1N(AD)＝Ａ（Ｔ，Ｖ1N）・Ｖ1N …(2) で示される。そして、Ｖ1N(AD)によるＡ／Ｄ変換器のデ
ジタル出力ＤOUT は、ｎビツト精度で変換したとすれ
ば、 で示される。以上３式より理想デジタル変換量Ｄ1Nとア
ナログ入力装置を介して得られるデジタル変換量ＤOUT
の関係は次のように示される。
温度を表すデジタル量をＤT とし、またＶ1Nは （１）式に示されるようにＤ1Nを用いて表わされるか
ら、上述は次のように書ける。
ら、上述は次のように書ける。
アナログ入力装置が理想状態であるとき となりＤOUT ＝Ｄ1Nとなる。しかし、実際には ＤOUT＝ｆ（ＤT,Ｄ1N） ……(6) なる関数で示される。したがってＤOUT ，ＤT を得るこ
とにより Ｄ1N＝ｇ（ＤT，ＤOUT） ……(7) としてＤ1Nを得ることが可能である。以上よりＤ1N,
ＤT，ＤOUT に関してあらかじめマイクロプロセツサが
学習することにより、アナログ入力装置のデジタルデー
タ出力OUTを補正できる。
とにより Ｄ1N＝ｇ（ＤT，ＤOUT） ……(7) としてＤ1Nを得ることが可能である。以上よりＤ1N,
ＤT，ＤOUT に関してあらかじめマイクロプロセツサが
学習することにより、アナログ入力装置のデジタルデー
タ出力OUTを補正できる。
第３図に基づいて、学習の方法を説明する。まず、恒温
槽３４によりアナログ入力装置１２の温度を一定温度に
保ち、高精度な可変電圧源３６によつて、プロダクシヨ
ンコンピユータ３８が指定したＤ1Nにより（１）式を用
いて定められる Ｖ1Nをアナログ入力装置１２へ供給す
る。アナログ入力装置１２はプロダクシヨン・コンピユ
ータ３８の指示によりアナログ入力装置１２上の温度セ
ンサ出力、及びアナログ入力Ｖ1Nを順次取り入れてＡ／
Ｄ変換しＤT，ＤOUTをプロダクシヨン・コンピユータ３
８へ伝送する。プロダクシヨン・コンピユータ３８はＤ
1Nと組合せ、（Ｄ1N，ＤT，ＤOUT） のデータ組として
メモリ４０に記憶する。
槽３４によりアナログ入力装置１２の温度を一定温度に
保ち、高精度な可変電圧源３６によつて、プロダクシヨ
ンコンピユータ３８が指定したＤ1Nにより（１）式を用
いて定められる Ｖ1Nをアナログ入力装置１２へ供給す
る。アナログ入力装置１２はプロダクシヨン・コンピユ
ータ３８の指示によりアナログ入力装置１２上の温度セ
ンサ出力、及びアナログ入力Ｖ1Nを順次取り入れてＡ／
Ｄ変換しＤT，ＤOUTをプロダクシヨン・コンピユータ３
８へ伝送する。プロダクシヨン・コンピユータ３８はＤ
1Nと組合せ、（Ｄ1N，ＤT，ＤOUT） のデータ組として
メモリ４０に記憶する。
この方法により、Ｄ1N、恒温槽温度を変化させ、必要精
度が得られるまで各利得において測定する。図示したよ
うに、この作業は複数のアナログ入力装置を同時に行う
ことが可能である。ここで、 Ｄ1Nに対応するＶ1Nは高
精度が要求され、ノイズ等外乱影響を除くためシールド
などの措置が必要である。
度が得られるまで各利得において測定する。図示したよ
うに、この作業は複数のアナログ入力装置を同時に行う
ことが可能である。ここで、 Ｄ1Nに対応するＶ1Nは高
精度が要求され、ノイズ等外乱影響を除くためシールド
などの措置が必要である。
第４図は学習により得た、ある利得における ＤT，Ｄ
OUT，Ｄ1Nのデータを示す。このデータ組をあらかじ
め、第１図に示される記憶回路１６へ記憶させておくこ
とにより、アナログ入力装置から得られるＤT，ＤOUTか
ら、補間計算により理想デジタル量Ｄ1Nが得られる。
OUT，Ｄ1Nのデータを示す。このデータ組をあらかじ
め、第１図に示される記憶回路１６へ記憶させておくこ
とにより、アナログ入力装置から得られるＤT，ＤOUTか
ら、補間計算により理想デジタル量Ｄ1Nが得られる。
第２図に示されるように受圧部は、差圧センサ・静圧セ
ンサ・温度センサより成りこれらのセンサは複合センサ
として一体化されている。差圧伝送器が目的とする差圧
の検出は、差圧センサにより行なわれるが、差圧センサ
出力には静圧力及び温度の影響があるため、これらを補
償するために静圧及び温度を各々検出し、マイクロプロ
セツサにより補正処理を行う。この場合も、通常、あら
かじめ製造工程において周囲条件に対する各センサ出力
を学習することによつて補償を行う。差圧伝送器がフイ
ールドで使用される時には、一般に、センサ部の温度と
アナログ入力装置の温度は異なつているが、本発明によ
るアナログ入力装置は独立に温度補償されているため、
この影響を無視でき、マイクロプロセツサはセンサ本来
の出力に比例したデジタルデータを得られる。
ンサ・温度センサより成りこれらのセンサは複合センサ
として一体化されている。差圧伝送器が目的とする差圧
の検出は、差圧センサにより行なわれるが、差圧センサ
出力には静圧力及び温度の影響があるため、これらを補
償するために静圧及び温度を各々検出し、マイクロプロ
セツサにより補正処理を行う。この場合も、通常、あら
かじめ製造工程において周囲条件に対する各センサ出力
を学習することによつて補償を行う。差圧伝送器がフイ
ールドで使用される時には、一般に、センサ部の温度と
アナログ入力装置の温度は異なつているが、本発明によ
るアナログ入力装置は独立に温度補償されているため、
この影響を無視でき、マイクロプロセツサはセンサ本来
の出力に比例したデジタルデータを得られる。
本実施例によれば、差圧伝送器のフイールドでの使用時
に受圧部とアナログ入力装置間において温度差が生じて
も、独立な温度補償によりアナログ入力装置の温度・入
力による利得影響を無視できた。また、独立に学習した
差圧・静圧・温度センサより成る複合センサは、学習内
容即ち学習データを交換することによつて、受圧部のセ
ンサの交換を容易に行うことが可能となつた。そして、
本発明によるアナログ入力装置と、マイクロプロセツサ
により補正処理されたデータを出力する出力装置を合わ
せもつ入出力装置をＬＳＩ化した場合、前記入出力ＬＳ
Ｉ（以下Ｉ／Ｏと略す）は、様々な温度下にあるセンサ
出力を、Ｉ／ＯＬＳＩの温度条件によらず広い温度範囲
で高精度に入力可能であり、汎用性が高い。
に受圧部とアナログ入力装置間において温度差が生じて
も、独立な温度補償によりアナログ入力装置の温度・入
力による利得影響を無視できた。また、独立に学習した
差圧・静圧・温度センサより成る複合センサは、学習内
容即ち学習データを交換することによつて、受圧部のセ
ンサの交換を容易に行うことが可能となつた。そして、
本発明によるアナログ入力装置と、マイクロプロセツサ
により補正処理されたデータを出力する出力装置を合わ
せもつ入出力装置をＬＳＩ化した場合、前記入出力ＬＳ
Ｉ（以下Ｉ／Ｏと略す）は、様々な温度下にあるセンサ
出力を、Ｉ／ＯＬＳＩの温度条件によらず広い温度範囲
で高精度に入力可能であり、汎用性が高い。
本発明によれば、アナログ入力装置の周囲温度による入
出力特性が補償されるために、広い動作範囲において高
精度を有するアナログ入力装置とすることができる。
出力特性が補償されるために、広い動作範囲において高
精度を有するアナログ入力装置とすることができる。
第１図はアナログ入力装置の使用例を示したブロツク
図、第２図はアナログ入力装置の詳細図、第３図はアナ
ログ入力装置の学習方法を示す概略図、第４図はアナロ
グ入力装置の入出力データを示す３次元グラフである。 １０……センサ、１２……アナログ入力装置、１４……
論理演算回路、１６……記憶回路、１８……出力・表示
装置、２０……温度センサ、２２……マルチプレクサ、
２４……可変利得増幅器、２６……Ａ／Ｄ変換器、３２
……電源回路、３４……恒温槽、３６……可変電圧源、
３８……プロダクシヨンコンピユータ、４０……メモ
リ。
図、第２図はアナログ入力装置の詳細図、第３図はアナ
ログ入力装置の学習方法を示す概略図、第４図はアナロ
グ入力装置の入出力データを示す３次元グラフである。 １０……センサ、１２……アナログ入力装置、１４……
論理演算回路、１６……記憶回路、１８……出力・表示
装置、２０……温度センサ、２２……マルチプレクサ、
２４……可変利得増幅器、２６……Ａ／Ｄ変換器、３２
……電源回路、３４……恒温槽、３６……可変電圧源、
３８……プロダクシヨンコンピユータ、４０……メモ
リ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小堀 重幸 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 清水 康司 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所那珂工場内 (56)参考文献 特開 昭58−34623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−58912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173398（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−7918（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−23352（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】アナログ入力を選択するマルチプレクサ、
前記アナログ入力をその振幅に応じて増幅する可変利得
増幅器、該可変利得増幅器により増幅された前記アナロ
グ入力をデジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器、前記マル
チプレクサの入力を変更又は指定する入力セレクタ、前
記可変増幅器の利得を変更又は指定する利得セレクタ、
及び電力を供給する電源回路を有するアナログ入力装置
と、前記アナログ入力装置自体の温度変化と前記温度変
化による前記アナログ入力装置の入出力特性との関係を
予め記憶させた記憶装置と、前記記憶装置のデータに基
づき前記アナログ入力装置からの出力値の補正演算を行
う演算回路と、前記演算回路により補正されたデータを
出力する出力装置とを備えていることを特徴とする入出
力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60164162A JPH0619697B2 (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 入出力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60164162A JPH0619697B2 (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 入出力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6225317A JPS6225317A (ja) | 1987-02-03 |
| JPH0619697B2 true JPH0619697B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=15787904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60164162A Expired - Lifetime JPH0619697B2 (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 入出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619697B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2627572B2 (ja) * | 1990-06-11 | 1997-07-09 | 富士写真フイルム株式会社 | バーニング前処理剤及びそれを用いる製版方法 |
| US5319370A (en) * | 1992-08-31 | 1994-06-07 | Crystal Semiconductor, Inc. | Analog-to-digital converter with a continuously calibrated voltage reference |
| JP6238514B2 (ja) * | 2012-10-12 | 2017-11-29 | 三菱電機株式会社 | サーボ弁の監視制御システム |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5834623A (ja) * | 1981-08-25 | 1983-03-01 | Toshiba Corp | アナログ入力装置 |
| JPS5958912A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Toshiba Corp | アナログ入力装置 |
| JPS617918A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-14 | Fuji Electric Co Ltd | 多点アナログ入力装置 |
| JPS61173398A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-05 | 株式会社チノー | 入力取込装置 |
| JPS6223352U (ja) * | 1985-07-25 | 1987-02-12 |
-
1985
- 1985-07-26 JP JP60164162A patent/JPH0619697B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6225317A (ja) | 1987-02-03 |
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