JPH0664678B2 - Analog input device - Google Patents

Analog input device

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JPH0664678B2
JPH0664678B2 JP60041448A JP4144885A JPH0664678B2 JP H0664678 B2 JPH0664678 B2 JP H0664678B2 JP 60041448 A JP60041448 A JP 60041448A JP 4144885 A JP4144885 A JP 4144885A JP H0664678 B2 JPH0664678 B2 JP H0664678B2
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JP
Japan
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analog
digital converter
correction
input
analog signal
Prior art date
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JP60041448A
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JPS61199199A (en
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憲位 江上
保隆 堀
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はアナログ信号をディジタル信号に変換するア
ナログ入力装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an analog input device for converting an analog signal into a digital signal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は従来のこの種の装置を示すブロック図で、図に
おいて(1),(2),(6)はそれぞれアナログ信号
源、(7)はマルチプレクサ、(11)はアナログディジ
タル変換装置で、この場合のアナログディジタル変換装
置(11)は増幅器(21)、アナログディジタル変換器
(以下A/Dと略記する)(22)、データレジスタ(1
0)から構成される。(12)は通信変換装置であって、
データレジスタ(10)に一時記憶されたデータを読出し
伝送に適した信号形態にして上位制御部等へ伝送する。
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional device of this type. In FIG. 2, (1), (2) and (6) are analog signal sources, (7) is a multiplexer, and (11) is an analog-digital conversion device. In this case, the analog-digital conversion device (11) includes an amplifier (21), an analog-digital converter (hereinafter abbreviated as A / D) (22), a data register (1
0). (12) is a communication conversion device,
The data temporarily stored in the data register (10) is read out and transmitted to the host controller or the like in a signal form suitable for transmission.

アナログ信号源(1),(2),(6)はたとえば各種
のセンサであり、このセンサが熱電対のような場合に
は、上位制御部等において必要とするデータは熱電対に
よって測定した温度であるが、この温度と熱電対から出
力する電圧とは線形な関係になく、かつこの関係が熱電
対の種類により異なる。更に、増幅器(21)、A/D
(22)のゲイン、オフセットが変動し、かつ増幅器(2
1)のボリューム等でスパン調整等を行うことが必要で
ある。
The analog signal sources (1), (2), (6) are, for example, various sensors, and when these sensors are thermocouples, the data required by the host controller etc. is the temperature measured by the thermocouples. However, there is no linear relationship between this temperature and the voltage output from the thermocouple, and this relationship differs depending on the type of thermocouple. Furthermore, amplifier (21), A / D
The gain and offset of (22) fluctuate, and the amplifier (2
It is necessary to adjust the span with the volume control of 1).

信号の線形化、警報チェック、物理単位への変換演算、
シーケンス機能などは上位制御部において行われる。
Signal linearization, alarm check, conversion calculation to physical unit,
The sequence control function and the like are performed by the upper control unit.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来の装置は以上のように構成されているため、特に測
定点が多くなった場合、調整箇所が多くなり、又信号の
線形化、物理単位への変換演算等のため上位制御部の演
算負荷が大きくなり、特にアナログ信号源が熱電対であ
る場合は熱電対の種類により個別に線形化及びスパン調
整をする必要があるが、この処理が困難である等の問題
点があった。
Since the conventional device is configured as described above, the number of adjustment points increases, especially when the number of measurement points increases, and the calculation load of the host control unit is increased due to signal linearization and conversion calculation into physical units. Becomes large, and especially when the analog signal source is a thermocouple, it is necessary to perform linearization and span adjustment individually depending on the type of thermocouple, but there is a problem that this process is difficult.

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、この発明ではアナログディジタル変換装置の
ゲインオフセット補正が自動的に可能であり、信号の線
形化及びスパン調整も自動的に可能であるアナログ入力
装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems. In the present invention, gain offset correction of an analog-digital conversion device can be automatically performed, and signal linearization and span adjustment can also be automatically performed. The purpose of the present invention is to provide an analog input device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明の装置ではA/Dの後段に補正部を設け、かつ
少くとも2種類の基準電圧発生回路を置き、この基準電
圧発生回路の出力の基準電圧がアナログディジタル変換
装置に入力される場合のアナログディジタル変換装置の
出力を用いてゲイン及びオフセットの補正を施し、かつ
アナログ信号源の種類に対応してスパン補正、線形化等
を施すことにした。
In the device of the present invention, a correction unit is provided in the latter stage of the A / D, and at least two types of reference voltage generating circuits are provided, and the reference voltage of the output of this reference voltage generating circuit is input to the analog-digital converter. The output of the analog-to-digital converter is used to correct gain and offset, and span correction and linearization are applied according to the type of analog signal source.

〔作用〕 アナログディジタル変換装置のゲイン及びオフセットが
自動的に補正され、かつアナログ信号源の種類に対応し
たスパン補正、線形化等の処理が自動的に施された信号
が出力される。
[Operation] The gain and offset of the analog-to-digital converter are automatically corrected, and the signal is automatically processed for span correction and linearization corresponding to the type of the analog signal source.

〔実施例〕〔Example〕

以下この発明の実施例を図面について説明する。第1図
はこの発明の一実施例を示すブロック図であって、第2
図と同一符号は同一又は相当部分を示し、(23)は測定
点1点ごとの測定範囲等を記憶している記憶部、(24)
は補正部、(25)はインタフェイス、(26)は制御部、
(27),(28)はそれぞれ基準電圧発生回路、(31),
(32),(36)はそれぞれフィルタである。但し雑音レ
ベルが充分に低いアナログ信号源に対してはフィルタは
必要ない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
The same reference numerals as those in the figure indicate the same or corresponding portions, (23) is a storage unit that stores the measurement range and the like for each measurement point, (24)
Is a correction unit, (25) is an interface, (26) is a control unit,
(27) and (28) are reference voltage generating circuits, (31) and
(32) and (36) are filters, respectively. However, a filter is not necessary for an analog signal source whose noise level is sufficiently low.

次に補正部(24)におけるゲインとオフセットの補正に
ついて説明する。アナログ信号源(1),(2),
(6)の出力電圧をそれぞれv,v,vとし、基準電
圧発生回路(27),(28)の電圧値をそれぞれV ,V
とし、これら電圧を増幅器(21)に入力した場合の
A/D(22)の出力をそれぞれd,d,d,d ,d
とすれば、v=k+a…(1)、v=k
+a…(2)、v=k+a
(3)、V =k +a …(4)、V
=k +a …(5)で表すことができ
る。増幅器(21)とA/D(22)でアナログディジタル
変換装置を構成しているとし、入力v,v,v,
V ,V の範囲ではこのアナログディジタル変換装
置のゲインとオフセットが一定であるとすれば、k
=k=k =k =k…(6)、a=a
=a=a =a =a…(7)であり、式
(4),(5)からk=(V −V )/(d
−d )…(8)、a=V −kd …(9)を得
るので、 を得る。
Next, the correction of the gain and the offset in the correction section (24) will be described. Analog signal source (1), (2),
The output voltages of (6) are v 1 , v 2 , and v 6 , respectively, and the voltage values of the reference voltage generating circuits (27) and (28) are V 2 7 and V, respectively.
And 2 8, respectively d 1 output in the case of entering these voltages to the amplifier (21) A / D (22 ), d 2, d 6, d 2 7, d 2
If it is 8 , v 1 = k 1 d 1 + a 1 (1), v 2 = k
2 d 2 + a 2 ... ( 2), v 6 = k 6 d 6 + a 6 ...
(3), V 2 7 = k 2 7 d 2 7 + a 2 7 (4), V 2
8 = k 2 8 d 2 8 + a 2 8 (5) It is assumed that the amplifier (21) and the A / D (22) constitute an analog-digital conversion device, and inputs v 1 , v 2 , v 6 ,
If the gain and offset of this analog-to-digital converter are constant in the range of V 2 7 and V 2 8 , k 1 =
k 2 = k 6 = k 2 7 = k 2 8 = k ... (6), a 1 = a 2
= A 6 = a 2 7 = a 2 8 = a ... (7), and k = (V 2 7 −V 2 8 ) / (d 2 7 ) from equations (4) and (5).
-D 2 8 ) ... (8), a = V 2 8 -kd 2 8 (9) To get

,V は既知であるので、d ,d を測定す
れば、d,d,dの値から式(10),(11),(12)
によってv,v,vを算出することができる。
Since V 2 7 and V 2 8 are known, if d 2 7 and d 2 8 are measured, the values of d 1 , d 2 and d 6 can be used to calculate equations (10), (11) and (12).
V 1 , v 2 and v 6 can be calculated by

また、記憶部(23)には各アナログ信号入力に対応し、
測定したい電圧の下限値VAと上限値VB、及びVA,VBにそ
れぞれ対応するA/D(22)を記憶しておけばスパン補
正は の演算によって行うことができる。
In addition, the storage unit (23) corresponds to each analog signal input,
If you store the lower limit value V A and the upper limit value V B of the voltage you want to measure, and the A / D (22) corresponding to V A and V B respectively, span correction will be performed. Can be performed by

また、補正部(24)に線形化の機能を付加することも可
能である。たとえば、熱電対発生電圧対温度の変換デー
タテーブルをROMの形で記憶部(23)に記憶し、ゲイン
及びオフセットの補正を行った後の発生電圧のデータに
よって記憶部(23)内のデータテーブルを検索して温度
を表すディジタル数を得ることができる。
It is also possible to add a linearization function to the correction section (24). For example, the conversion data table of thermocouple generated voltage vs. temperature is stored in the storage unit (23) in the form of ROM, and the data table in the storage unit (23) is stored according to the generated voltage data after correction of gain and offset. Can be searched to obtain a digital number representing the temperature.

また、熱電対におけるゼロ点補償は端子の温度に対応し
た電圧をマルチプレクサの切換により増幅器(21)に入
力して上述の方法と同様の方法によって補正を行うこと
ができる。この目的のために基準電圧発生回路(27),
(28)の外に更に1個の基準電圧発生回路が設けられ
る。したがって、マルチプレクサ(20)を経て入力され
るアナログ信号が熱電対の発生電圧である場合、補正部
(24)が行なう演算処理は次のとおりになる。
Further, in the zero point compensation in the thermocouple, the voltage corresponding to the temperature of the terminal can be input to the amplifier (21) by switching the multiplexer and the correction can be performed by the same method as described above. For this purpose, a reference voltage generation circuit (27),
In addition to (28), another reference voltage generating circuit is provided. Therefore, when the analog signal input via the multiplexer (20) is the voltage generated by the thermocouple, the calculation process performed by the correction section (24) is as follows.

(イ) A/D(22)の出力がdであるとき熱電対の真
の発生電圧vは式(10)に対応し によって算出され、 (ロ)発生電圧vに対応する温度Tは T=f(v)+TO …(15) によって算出される。但しf(v)は記憶部(23)内の
データテーブルから得られる。TOはゼロ点補償として用
いる基準接点の温度である。
(B) When the output of A / D (22) is d, the true voltage v of the thermocouple corresponds to the equation (10). Calculated by, is calculated by (b) the temperature T corresponding to the generated voltage v is T = f (v) + T O ... (15). However, f (v) is obtained from the data table in the storage unit (23). T O is the temperature of the reference junction used for zero compensation.

(ハ)更に式(13)に対応するスパン補正を の演算により行う。制御部(26)はたとえばプログラム
制御によりA/D(22)、補正部(24)、インタフエイ
ス(25)の動作を制御する。
(C) Furthermore, perform span correction corresponding to equation (13). Is calculated. The control section (26) controls the operations of the A / D (22), the correction section (24) and the interface (25) by program control, for example.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のようにこの発明によれば、アナログ信号電圧を増
幅後ディジタル信号に変換し、ゲイン、オフセット補正
を行い、必要な場合は線形化処理及びアナログ信号電圧
が熱電対の発生電圧である場合は冷点補償処理を行った
上、更に必要な場合スパン補正を行うという処理を自動
的に済せたデータを出力するので、上位制御部で用いる
に適した形のデータが正確に得られるという効果があ
る。
As described above, according to the present invention, an analog signal voltage is converted into a digital signal after amplification, gain and offset corrections are performed, linearization processing is performed if necessary, and if the analog signal voltage is a thermocouple generated voltage. After the cold spot compensation process is performed, the span correction is automatically performed if necessary, and the data is automatically output, so that the data suitable for the host controller can be obtained accurately. There is.

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

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は従来の装置を示すブロック図である。 図において、(1),(2),(6)はそれぞれアナロ
グ信号源、(20)はマルチプレクサ、(21)は増幅器、
(22)はA/D、(23)は記憶部、(24)は補正部、
(25)はインタフェイス、(26)は制御部、(26),
(27)はそれぞれ基準電圧発生回路である。 尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a conventional device. In the figure, (1), (2) and (6) are analog signal sources, (20) is a multiplexer, (21) is an amplifier,
(22) is an A / D, (23) is a storage section, (24) is a correction section,
(25) is an interface, (26) is a control unit, (26),
Each of (27) is a reference voltage generating circuit. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のアナログ信号及び少なくとも2種類
の基準電圧発生回路の出力のうちから任意の一つを選択
してアナログディジタル変換装置の入力として接続する
マルチプレクサ、上記2種類の基準電圧発生回路の出力
が各々上記アナログディジタル変換装置の入力として接
続された場合の上記アナログディジタル変換装置の二つ
の出力、及び上記複数のアナログ信号のうちから選択し
た任意の一つのアナログ信号が上記アナログディジタル
変換装置の入力として接続された場合の上記アナログデ
ィジタル変換装置の出力から上記アナログディジタル変
換装置のゲイン及びオフセットが一定に保たれているも
のとして上記任意の一つのアナログ信号に対する上記ア
ナログディジタル変換装置の出力にゲイン補正及びオフ
セット補正を施す補正部を備えたことを特徴とするアナ
ログ入力装置。
1. A multiplexer for selecting any one of a plurality of analog signals and outputs of at least two types of reference voltage generating circuits and connecting the selected one as an input of an analog-digital converter, said two types of reference voltage generating circuits. Two outputs of the analog-to-digital conversion device when each of them is connected as an input of the analog-to-digital conversion device, and any one analog signal selected from the plurality of analog signals is the analog-to-digital conversion device. From the output of the analog-to-digital converter when connected as the input of the analog-to-digital converter to the output of the analog-to-digital converter with respect to the arbitrary one analog signal assuming that the gain and offset of the analog-to-digital converter are kept constant. Apply gain correction and offset correction Analog input device comprising the Tadashibu.
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