JPH08265070A - アンプのゲイン自動補正装置およびゲイン自動補正方法 - Google Patents

アンプのゲイン自動補正装置およびゲイン自動補正方法

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JPH08265070A
JPH08265070A JP6112895A JP6112895A JPH08265070A JP H08265070 A JPH08265070 A JP H08265070A JP 6112895 A JP6112895 A JP 6112895A JP 6112895 A JP6112895 A JP 6112895A JP H08265070 A JPH08265070 A JP H08265070A
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JP
Japan
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gain
amplifier
switching
input
output
Prior art date
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JP6112895A
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Hajime Ota
肇 太田
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基準電圧をアンプに入力し、このときのゲイ
ンの切り換えによる出力から正確なゲインを求め、この
ゲインを用いてゲイン補正を実施可能にする。 【構成】 アンプ10のゲインを切り換えるゲイン切換
手段11と、上記アンプ10に対し基準入力を選択的に
切り換え入力する入力切換手段Sと、上記基準入力を入
力したときの該アンプ10のゲインおよび出力と上記ゲ
イン切換手段11によるゲイン切換後の上記アンプ10
の出力とにもとづいて、ゲイン切換後のアンプ10のゲ
インを求めるマイクロプロセッサ13とを設けて、記憶
手段15に上記アンプ10のゲインおよび出力を記憶さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ガスクロマトグラフ
等を構成するアンプのゲインを自動補正するのに用いる
アンプのゲイン自動補正装置およびゲイン自動補正方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のアンプのゲイン切換装置を
示し、同図において、21は入力電圧V3 を一方の入力
端子に受け、これを増幅して出力電圧V4 として出力す
るオペアンプとしてのアンプで、このアンプ1の他方の
入力端子および出力端子間には、これらの間の抵抗値を
切り換えるためのスイッチS1 ,S2 ,S3 ,S4 およ
び複数のゲイン抵抗R1 ,R2 ,R3 ,R4 が接続され
ている。
【0003】なお、上記各スイッチS1 ,S2 ,S3
4 がマイクロプロセッサなどの制御回路からの制御指
令によってオン,オフ制御されるようになっている。
【0004】かかるゲイン切換装置では、上記各スイッ
チS1 ,S2 ,S3 ,S4 の選択的なオン,オフ制御に
よって、上記アンプ21の上記他方の入力端子に接続さ
れるゲイン抵抗を選択的に切り換えることで、アンプ2
1のゲインを任意に調整可能にしている。しかし、この
ゲインは上記ゲイン抵抗の精度によってばらつきが生じ
る。
【0005】そこで、このようなゲイン抵抗のばらつき
を補正するために、図5に示すような回路を用いて、製
品出荷時に実際のゲインを測定して、その値を記憶して
おく方法がとられている。これは、製造用のマイクロプ
ロセッサ22の制御下で、アンプ21の一方の入力端子
に定電圧発生器23からの定電圧を入力し、ゲイン切換
装置24により上記アンプ21のゲインを切り換えなが
ら、アンプ21の出力をデジボル25で読み取るという
ものである。
【0006】そして、この読み取り結果をマイクロプロ
セッサ22内のPROMなどの記憶装置に書き込んでお
き、この値を用いて出力値の補正を行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のゲイン補正装置にあっては、ゲイン補正用のデー
タ(特性)を上記アンプ等を持つ電気回路の製造時や出
荷時に測定して上記PROMなどに書き込むことが必要
であるほか、該電気回路の稼動時にゲインが異常になっ
てもまたは経年変化によっても、上記マイクロプロセッ
サ22はそのゲインのシフトに対応できず、十分なゲイ
ン補正が行えないなどの問題点があった。
【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、基準電圧をアンプに入力
し、このときのゲインの切り換えによる出力から正確な
ゲインを求め、このゲインを用いてゲイン補正を実施で
きるアンプのゲイン自動補正装置を得ることを目的とす
る。
【0009】また、この発明はマイクロプロセッサによ
るアンプの入出力電圧およびゲインから切り換え後のゲ
インを求めて、このゲインを用いてゲイン補正を実施で
きるアンプのゲイン自動補正方法を得ることを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るア
ンプのゲイン自動補正装置は、入力信号を増幅するアン
プのゲインを切り換えるゲイン切換手段と、上記アンプ
に対し上記入力信号または基準入力を選択的に切り換え
入力する入力切換手段と、上記アンプに対して上記基準
入力を入力したときの該アンプのゲインおよび出力と上
記ゲイン切換手段によるゲイン切換後の上記アンプの出
力とにもとづいて、上記ゲイン切換後の上記アンプのゲ
インを求めるマイクロプロセッサとを設けて、記憶装置
に上記アンプのゲインおよび出力を記憶させるようにし
たものである。
【0011】請求項2の発明に係るアンプのゲイン自動
補正方法は、ゲイン切り換え可能なアンプに基準入力を
与え、マイクロプロセッサに、ゲイン切り換え前の上記
アンプのゲインと、ゲイン切り換え後の上記アンプの出
力を上記ゲイン切り換え前のアンプの出力で除算した値
との乗算結果から、上記ゲイン切り換え後のゲインを演
算させ、この演算結果を記憶手段に記憶させるようにし
たものである。
【0012】
【作用】請求項1の発明におけるアンプのゲイン自動補
正装置は、通常の入力を増幅するアンプに、その入力に
代えて定期的に基準入力を入力し、このアンプのゲイン
をマイクロプロセッサの制御下でゲイン切換手段によっ
て切り換えることで、ゲイン切り換え後の正確なゲイン
を求め、これを記憶手段に記憶させて、定期的にゲイン
補正を行うことで、常に正しいゲインを維持可能にす
る。
【0013】請求項2の発明におけるアンプのゲイン自
動補正方法は、アンプの基準入力を与えて、このときの
アンプのゲインおよび出力とゲイン切り換え後のアンプ
の出力とからゲイン切り換え後の正しいゲインを、マイ
クロプロセッサにおいて演算により求め、これを記憶手
段に記憶させておく。
【0014】
【実施例】以下に、この発明の一実施例を図について説
明する。図1はこの発明をベースライン電圧の補正を可
能としたガスクロマトグラフに応用した場合の具体例を
示すブロック図である。
【0015】同図において、1はガスなどの混合試料で
あるサンプルガス、2はサンプルガス1の濃度に応じた
温度を検出して、電圧信号として出力する温度センサ
(TCDセンサ)、3は温度センサ2の出力を増幅する
アンプである。
【0016】また、4は入力切換手段Sを構成する第1
のスイッチ、5は第1のスイッチ4を介して上記アンプ
3の出力側に一方の入力端子が接続された引算回路であ
る。
【0017】さらに、6は基準入力(電圧)発生用の基
準電圧源、7は引算回路5の上記一方の入力端子と上記
基準電圧源6との間に接続された入力切換手段Sを構成
する第2のスイッチ、8,9はフィルタ回路Fを構成す
る抵抗およびコンデンサである。
【0018】10は上記フィルタ回路Fを介して引算回
路5の出力側に一方の入力端子が接続されたアンプ、1
1はこのアンプ10の他方の入力端子と出力端子との間
に接続されたゲイン切換手段であり、後述のマイクロプ
ロセッサによりゲイン抵抗の切り換えが行われる。
【0019】12は上記アンプ10の出力をディジタル
変換するアナログ/ディジタル変換器、13は上記アン
プ10の出力およびゲインとにもとづいて、ゲイン切り
換え後のアンプのゲインなどを演算するマイクロプロセ
ッサである。
【0020】また、14はマイクロプロセッサ13から
の後述のベースライン補正信号をアナログ変換して、上
記引算回路5の他方の入力端子に入力するディジタル/
アナログ変換器である。
【0021】なお、15,16,17はマイクロプロセ
ッサ13に接続されて、これの処理動作に必要な各種デ
ータやプログラム等を記憶させるためのEEPROM,
ROM,RAMなどの記憶手段である。
【0022】次に動作について説明する。まず、カラム
から移送されてくるサンプルガス1の各成分が上記TC
Dセンサ2により検出され、この検出信号である電圧信
号V1 がアンプ3で増幅された後、マイクロプロセッサ
13により閉とされている第1のスイッチ4を介して引
算回路5の一方の入力端子に入力される。
【0023】この引算回路5ではその電圧信号V1 と、
上記ディジタル/アナログ変換器14を介してマイクロ
プロセッサ13から入力される後述のベースライン電圧
補正用の電圧信号V2 との差をとり、ベースライン電圧
を除去して電圧信号V3 =V1 −V2 を得て、これをア
ンプ10の一方の入力端子に送出する。
【0024】一方、上記アンプ10では上記電圧信号V
3 をゲイン切換手段11から出力されるゲイン値に応じ
て増幅し、この増幅した電圧信号V4 をアナログ/ディ
ジタル変換器12によりディジタル変換してマイクロプ
ロセッサ13に入力する。
【0025】マイクロプロセッサ13では上記電圧信号
4 のディジタルデータを読み込んで、サンプルガス1
中の所定の成分が検出されたと判断する。
【0026】ここで、上記サンプルガス1の成分によっ
ては、その電圧信号V4 のピーク電圧に高低差が生じ、
十分に検出できない場合がある。このため、マイクロプ
ロセッサ13では各成分の電圧信号のピーク電圧を測定
する直前に、アンプ10の出力をもとにゲイン切換手段
11を切換制御して上記電圧信号V4 を増幅し、検出可
能な電圧信号V4 として出力可能にしている。
【0027】一方、上記マイクロプロセッサ13はカラ
ム中に一定の周期でキャリアガスのみを流すことにより
発生する電圧信号に対し、所定の分析用シーケンスでゲ
イン切換手段11を切換制御することにより、様々なゲ
イン切り換えを行ったり、カラム側のアナライザバルブ
の切り換えにより、この間に検出される電圧信号レベル
をベースライン電圧値として記憶する。
【0028】すなわち、カラム中に定期的にキャリアガ
スのみを流入させ、キャリアガスのみが流れているとき
の分析周期内における一連のベースライン変動値を数分
析周期に亘って計測し、図2に示すように、この計測値
の平均値Aを遂一マイクロプロセッサ13を通じてEE
PROMなどの記憶手段15に記憶させる。
【0029】この結果、そのベースライン電圧の平均値
を基準としてキャリアガス中の各成分1a,1b,1c
のピーク電圧VP1,VP2,VP3の高さや面積が測定で
き、ゲイン切り換え等によりベースライン電圧が変動し
ても、これに影響されない正確な測定を行うことができ
る。
【0030】また、上記ゲイン切換手段のゲイン抵抗は
上記のように一般にばらつきを生じているため、この発
明では基準電圧の上記アンプ10への入力により各ゲイ
ンの切り換え時の出力を読み取ることにより、正確なゲ
インを演算により求め、記憶させ、このゲインを利用し
てアンプ10のゲイン補正を行っている。
【0031】すなわち、このゲイン補正では、上記第1
のスイッチ4を開にし、かつ上記第2のスイッチ7を閉
にして、基準入力を引算回路5を介してアンプ10の一
方の入力端子に入力する。
【0032】次にゲイン切換手段11のゲイン抵抗を上
記マイクロプロセッサ13からの指令により切り換え
て、例えば図3に示すように、ゲイン1〜4について、
電圧信号V3 に対応するアンプ10の出力側電圧信号V
a 〜Vf を測定する。
【0033】そして、ゲイン1=1.0、ゲイン2=ゲ
イン1×(Vb /Va )、ゲイン3=ゲイン2×(Vb
/Vc )、ゲイン4=ゲイン3×(Vf /Ve )とし
て、それぞれ実際のゲインを計算して、これをEEPR
OM15に書き込む。
【0034】例えば、いま、ゲイン抵抗によるゲイン切
り換え可能なアンプ10の入力に上記基準入力を与え、
このときのアンプ10の出力をV0、ゲインをG0と
し、ゲイン切り換え後の出力をV1としたとき、上記ア
ンプ10にゲイン切り換え時の入力を与え、切り換え前
の出力V0と切り換え後の出力V1を記憶し、G1=G
0×V1/V0を記憶して、これを切り換え後のゲイン
として記憶させておく。従って、この補正されたゲイン
を用いてTCDセンサ2からの通常入力を増幅できる。
【0035】従って、この実施例ではゲインの異常を自
己診断でき、機器異常時の不具合箇所を特定でき、ま
た、定期的にゲインを自動測定することで、ゲインの経
年変化を自動補正することができる。
【0036】すなわち、この実施例ではゲインを切り換
える入力電圧V3 は適当な値を決めておくことで、この
時の値をアンプ10に与えてゲインを切り換えてみてV
a 〜Vf を求めるという操作を行うことになる。つま
り、ゲインの切り換え時点で出力の誤差がどの程度生じ
るかが分かる。
【0037】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、入力信号を増幅するアンプのゲインを切り換えるゲ
イン切換手段と、上記アンプに対し上記入力信号または
基準入力を選択的に切り換え入力する入力切換手段と、
上記アンプに対して上記基準入力を入力したときの該ア
ンプのゲインおよび出力と上記ゲイン切換手段によるゲ
イン切換後の上記アンプの出力とにもとづいて、上記ゲ
イン切換後の上記アンプのゲインを求めるマイクロプロ
セッサとを設けて、記憶装置に上記アンプのゲインおよ
び出力を記憶させるように構成したので、ゲインの異常
を自己診断しながらそのゲインの補正を実施できるとと
もに、定期的なゲインの自動補正によってゲインの経年
変化に対応できるものが得られる効果がある。
【0038】また、このようなゲイン補正を定期的また
は常時行う場合には、何らかの故障が発生した場合で
も、どこが故障したかを容易に特定できるという効果が
得られる。
【0039】請求項2の発明によれば、ゲイン切り換え
可能なアンプに基準入力を与え、マイクロプロセッサ
に、ゲイン切り換え前の上記アンプのゲインと、ゲイン
切り換え後の上記アンプの出力を上記ゲイン切り換え前
のアンプの出力で除算した値との乗算結果から、上記ゲ
イン切り換え後のゲインを演算させ、この演算結果を記
憶手段に記憶させるように構成したので、マイクロプロ
セッサによるアンプの出力およびゲインの演算処理によ
って正確なゲインを得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例によるアンプのゲイン自動
補正装置を示すブロック図である。
【図2】この発明におけるガスクロマトグラフによるサ
ンプルガスの各種成分の測定値を示す電圧波形図であ
る。
【図3】この発明におけるアンプの複数のゲイン切り換
え時の入出力電圧を示す電圧波形図である。
【図4】従来のアンプのゲイン切換装置を示す回路図で
ある。
【図5】従来のアンプのゲイン補正装置を示すブロック
図である。
【符号の説明】
S 入力切換手段 10 アンプ 11 ゲイン切換手段 13 マイクロプロセッサ 15 記憶手段(EEPROM)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を増幅するアンプと、該アンプ
    のゲインを切り換えるゲイン切換手段と、上記アンプに
    対し上記入力信号または基準入力を選択的に切り換え入
    力する入力切換手段と、上記アンプに対して上記基準入
    力を入力したときの該アンプのゲインおよび出力と上記
    ゲイン切換手段によるゲイン切換後の上記アンプの出力
    とにもとづいて、上記ゲイン切換後の上記アンプのゲイ
    ンを求めるマイクロプロセッサと、上記アンプのゲイン
    および出力を記憶する記憶手段とを備えたアンプのゲイ
    ン自動補正装置。
  2. 【請求項2】 ゲイン切り換え可能なアンプに基準入力
    を与え、ゲイン切り換え前の上記アンプのゲインと、ゲ
    イン切り換え後の上記アンプの出力を上記ゲイン切り換
    え前のアンプの出力で除算した値との乗算結果から、上
    記ゲイン切り換え後のゲインをマイクロプロセッサにて
    演算し、この演算結果を記憶手段に記憶させるアンプの
    ゲイン自動補正方法。
JP6112895A 1995-03-20 1995-03-20 アンプのゲイン自動補正装置およびゲイン自動補正方法 Pending JPH08265070A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006352793A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Hochiki Corp 信号増幅器の調整システム
JP2010035075A (ja) * 2008-07-31 2010-02-12 Kenwood Corp 無線機
JP2012185074A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Denso Corp アルコール濃度検出装置

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