JPS58115597A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）　　発明の技術分野 この発明は測定装置に関し、特にセンナ等の非直線形入
力素子から得られたデータを内部の記憶素子に格納しで
ある補正データを用いてデータを補正して出力するよう
にした測定装置に関する。

（２）　　技術の背景 最近、測定回路又は測定ａｍ（以下単に測定装置という
、なおこの明細書で「測定装置」とは測定回路及び測定
ｔｔｔを含めたものをいう）において、　５ｔ’１図に
示す如く、測定装置本体１００の中に制御回路１０２．
　補正用ＲＯＭ１０３を組み込み、センナ等の入出力特
性が非直線形又は直線形である入力素子（以下単に「非
線形入力素子」という）１０から得られるデータに対し
、直線化又は特殊な入出力特性等各種の補正（以下単に
「補正」という）を加えて、使用者に利用しやすい入出
力特性、数値に入力データを変えて出力端子１０４に出
力する測定方式が行われてい賜、このような場合、補正
の際に必要となる補正用データは１通常測定装置内の補
正用ＲＯＭの中に格納される。

（３）　　従来技術と問題点 この補正用ＲＯＭでλカデータを補正する方式として、
従来は次の２つの方式が用いられていた。

２１の補正方式は、補正に必要な入出力関係式が理一式
あるいは実験式として既にわかっている場合で、この場
合は測定装置の設計時に補正用ＲＯＭも同時に設計する
ことができる。

この例として例えば熱電対を用いた温度計があげられる
。熱電対の出力電圧ｅと温度ｔとの間には、基準熱起電
力表あるいは次の関係式が既に知られている。

したがって基準熱起電力表あるいは上式から電子計算機
等を利用して容易に補正用ＲＯＭに書き込むデータを得
ることができる。しかしこの方式では非線形入力素子の
個体間のバラツキあるいは経時変化を補正することがで
きないという欠点がある。

第２の補正力式は、非線形入力票子の製造上のバラツキ
が大きく補正用のデータを予め得ることかでｋない場合
で、このときは非線形入力素子の感度、直線性等の特性
を測定するための較正装置を作成し、製作した非線形入
力素子をこの較正装置にかけてその特性を測定し、この
測定値から補正用データを作って補正用ＲＯＭに書き込
み、ｌ’５１’１定の補正を行なうものである。この場
合は、非線形入力素子と補正用ＲＯＭは必らず一対とし
て扱われ１両者は同時に交換される。

この第２の方式では、非線形入力素子の経時変化を補正
できないこと、また較正装置が必要であること、各非線
形入力素子毎に補正用ＲＯＭ’）必要とするという難点
がある。さらに較正装置は比較的大型の装置となり易く
、特に生産鎗が小量であるような測定装置の場合、コス
トが高くなるという間踊が生じる。

（４）発明の目的 この発明の目的は、このような従来の非線形入力素子の
測定装置における問題点を解消することであり、特別な
較正装置を必要とすることなく。

非線形入力素子の固体間の／くラツキあるいは経時変化
を補正でき、かつ少量生産にも適した測定装置を提供す
ることにある。

（５）発明の構成 この目的を達成するためにこの発明の測定装置では非線
形入力素子から得られたデータに対し記憶素子に記入し
た補正データを作用させ前記非線形入力素子からのデー
タを補正して出力する測定ａｍにおいて、プログラム可
能なＲＯＭと、このプログラム可能なＲＯＭをプログラ
ムするためのプログラム手段と、較正位置が入力される
較正位置入力手段を具備し、測定時には前記非線形入力
素子からのデータを前記プログラム可能なＲＯＭに格納
されている補正データにより補正して出力させ測定動作
を行うとともに、較正時には非線形入力素子からのデー
タと前記較正位置入力手段から指示されたデータにもと
づき較正のための補正用データを算出し、これにもとづ
き前記プログラム可能なＲＯＭにプログラムするように
したことを特徴とする。

（６）　　発明の実施例 この発明の一実織例を第２図〜″；Ｉｖ８図にもとづき
説明する。

第２図はこの発明の一実施例構成凶、第３図はこの発明
の実施例に使用される制（社）回路の構成図。

第４図はタブレット板上の位相分布状態説明図。

第５図は較正治具、７６図は較正治具使用状態説明図、
オフ図は測定動作説明図、第８図は較正動作説明図であ
る。

ｆｆ２図において、１１はタブレット板（ディジタイザ
等の位を測定値［）、１２は検出ペンでありタブレット
１１と検出ペン１２とによりｆｆ１図におけるセンサ、
すなわち非線形入力素子１（１構成している。２０は測
定装置本体、３０は較正パネルであって非線形入力素子
ｌＯを較正するときに必要な指示を与える各種スイッチ
３１等を有する。

測定装置本体２０において、２０５はダプレツト板駆動
回路、２０６はＡＤ変換操作を行う位置信号変換回路、
２０２は制御回路、２０３はプログラム可能なＦＲＯＭ
からなる補正用ＲＯＭ。

２０７は補正用ＲＯＭ２０３に書込みを行うＲＯＭブｐ
グラム用回路、２０１は位置信号入力端子。

２０４は出力端子、２０８は較正信号入力端子。

２０９はタブレット板駆動端子である。

第３＠において、２２０は全体の動作制御を行うマイク
ロプロセッサであっχ、その制御用プログラムは制御Ｒ
ＯＭ２２３に格納されている。この制御ＲＯＭ２２３は
、大別すると、第１図と同様に、非線形入力素子ｌＯか
らの位置信号データを補正用ＲＯＭ２０３から読出され
た補正用データで補正して所定の補正特性をもった測定
データを出力する本来の測定動作を制御する測定プログ
ラムを格納する測定プログラム区分２２４と、非線形入
力素子１０’）較正する・：際に使用する較正プログラ
ムを格納する較正プログラム区分２２５からなる。２２
１は入出力インタフェイスで、入出力ボート２２２を通
じて第２図の位置信号変換回路２０６．補正用ＲＯＭ２
０３．ＲＯＭプログラム用回路２０７．較正パネル３０
．出力端子２０４等トマイクｐブρセッサ２２０間の各
種信号のやりとりを仲介するものである。またタブレッ
ト板駆動回路２０５１位置信号変換回路２０６はいずれ
も従来の此種装置で公知のものである。

次に第２図の動作について説明する。

■　測定装置としての本来の測定動作を行う場合。

タブレット板１１はタブレット板駆動回路２０５により
常に駆動されている。この結果タブレット板１１上では
、電界あるいは磁界の位相量、あるいは電圧値がタブレ
ット板１１上の位置によって変化するようになる。

第４図はＸ軸方向の座標２と位相量θの関係を例にとっ
て示したものである。第４図の実線に示すように０位相
量θ（電圧値の場合も同様である）は、一般に位置２に
対して直線関係にはならないので、この位相量を検出し
一定の比例定数を乗じて位１１＝ｃの値としたのでは、
その点線で示すような関係になり、誤差を生じることに
なる。

そこで検出ペン１２から出力された位相量０（アナログ
ｔ）を位置信号変換回路２０６でディジタル量に変換し
た後に制御回路２０２に印加する。制御回路２０２は、
検出された位相量をもとに補正用ＲＯＭ２０３を参照す
る。この補正用ＲＯＭ２０３にはあらかじめ位相量θと
位Ｉｌｔｍが所望の関係０例えば位置と出力値が比例関
係となるような補正用データが位相量０をアドレスとし
て格納されている。したがって制御回路２０２で位相の
検出値をもとに補正用ＲＯＭ２０３を参照すると、補正
用ＲＯＭ２０３からは位置に比例するように補正された
データが読み出されて出力端子２０４に出力する。

なお、ここで行なわれる補正としては、前記のように単
に補正用ＲＯＭ２０３の出力をそのまま出力するように
してもよいしまた検出値と補正用ＲＯＭ２０３の出力と
の間で各種演算を行って出力するようにしてもよい０以
上の測定動作は、制御回路２０２内の洞室用プログラム
区分２２４に格納されるプログラムとマイクロブーセッ
サ２２０により制御されるものであり、オフ図はその測
定制御動作のフローチャートを示したものである。

オフ図において、測定動作が開始されると、オｌ処理段
階において位置信号変換回路２０６から検出ペン１２の
位置信号を受取り操作が行なわれる１次に第２処理段階
において、伝達されたこの検出ペン１２の位置信号の値
をアドレスにして補正用ＲＯＭ２０３をアクセスする。

第３処理段階において、補正用ＲＯＭ２０３の出力を検
出ペン１２の補正済位置として出力端子２０４に出力す
る。この′；Ｉｒ１３処理段階の操作が終了すると、再
びｉ１処理段階にもどり１次の検出ペン１２の位置信号
の受信操作に移り、前記操作を繰返す、このような手順
により検出ペン１２で検出された位相量すなわち位置信
号が連続的に補正されて出力端子２０４に出力すること
になる。

■　較正動作を行う場合 タブレット板１１は、ｉｊ前記■の本来の測定動作時と
同様に、タブレット板駆動回路２０５により駆動される
。同様に検出ペン１２により検出された位相量θは０位
置値号変換回路２０６によってディジタル量に変換され
た後、制御回路２０２に印加される。ただしこの較正動
作の場合には、検出ペン１２は予め定められた位置にお
いて検出スるように、較正パネル３０上の各種スイッチ
３１によって指示される。

較正パネル３０上のスイッチ３１の指示通りのタブレッ
ト板１１上の位置に検出ペン１２’）位置させるために
、２５１１Ａ及びオ６図に示すような較正用治具４０が
使用される。この較正用治具４０はタブレット板１１と
同じ大きさの絶縁性の平板からなり、予め定められた位
置に、検出ペン１２が挿入できる大きざの貫通孔４０１
．４０２・・・が設けられている。この貫通孔４０１．
４０２・・・の位置及び個数は１位相量０と位＠ｙｔの
関係を示す特性、所望補正特性、タブレット板の均−性
等に応じて選定される。

この較正用治具４（１，５？’６Ｉａに示すように。

タブレット板ｌｌ上に正しく重ね１貫通孔４０１゜４０
２．４０３・・・に検出ペン１２を挿入すれば。

その貫通孔の位置にあたるタブレット板１１の位置が検
出されることになる１位置の指定方法は。

例えば較正用治具４０上の各貫通孔４０１．４０２・・
・・・・に番号階１０階２・・・・・・を割付けておき
、この番１Ｎｎ１．Ｎｎ２・・・・・をスイッチ３１で
入力する方法や、各貫通孔４０１．４０２・・・・・・
の座Ｉ！（Ｘ。

Ｙ）を較正パネル３０から入力する方法等がある。

番号を入力する方法は指示が簡単であるが１貫通孔４０
１．４０２・・・・　の位ｔを予め制御回路２０２にも
記憶させておく必要があり位置の変更が困難である。ま
た座標を入力する方法は指示すべざ数値が多くなる点で
は不利があるが１貫通孔４０１゜４０２・・・・・の位
置に柔軟性がある。

較正パネル３０上の各種スイッチ３１の操作により検出
ペン１２の現在位置指示信号が較正信号用入力端子２０
８を経由して制御回路２０２に伝達されたとき、これに
もとづき制御回路２０２は較正動作を開始するとともに
較正パ半ル３０から伝達された検出ペン１２のこの現在
位置を記憶する。一方、検出ペン１２からは検出された
位相量−のディジタル変換値が制御回路２０２に伝達さ
れるので、制御回路２０２には検出ペン１２の位置と、
そのときの検出ペン１２で検出された位相量を示す信号
が関連づけられ記憶される。較正／（ネル３０上の各種
スイッチ３１の指示に従って検出ペン１２の位１１Ｉｌ
を変えながら前記の操作を繰返すと、較正に必要な数の
検出ペン位置と検出位相量を示す信号値が得られて制御
回路２０２に記憶される。

そしてこれらの信号値から較正に必要な補正用データが
算出されるが、この算出は例えば測定動作時の補正を次
の０式に従って行う場合には次の０式に示す逆演算によ
って算出することができる。

測定出力＝（検出ペン１２により検出された測定時の信
号値十補正用ＲＯＭの出力） ・・・・・・・・・■ 補正用データ＝（検出ペン１２の較正時の位置−検出ペ
ン１２により検出され た較正時の信号値）　　・・・・・・・・・■ざらに、
較正用治具４０上の貫通孔４０１．４０：・・・・・・
の位置以外の各貫通孔間も、直線近似あるいは曲線近似
等の手段によって補正用データが算出される。

補正用データの算出が完了すると、制御回路２０２はＲ
ＯＭブーグラム回路２０７を動作させて、補正用データ
を補正用ＲＯＭ２０３を構成するＦＲＯＭにプログラム
する。

このような較正動作は制御（ロ）路２０２内の較正プロ
グラム区分２２５に格納された較正プログラムとマイク
−プルセラ”ｖ−２２０によって制御される。

なお前記の較正動作は補正用データを全部準備してから
補正用ＲＯＭ２０３をプログラムする方式であるが、補
正用データｆ１つづつ算出する毎に補正用ＲＯＭ２０３
にプログラムするようにしてもよい。

オ８図はこの場合の較正制御動作のフローチャートを示
したものである。

オ８図において、較正動作が開始されると・第２　１判
断段階において較正パネル３０から「較正」の指示があ
ったか否かを判断し、「較正」の指示がないときは、再
び最初にもどって「較正」指示の有無の判断を行う、そ
して「較正」の指示があればこれを判断してオｌ処理段
階に移行する。オｌ処理段階では較正パネル３０の各種
スイッチ３１からの検出ペン１２の正確な位置信号が制
御回路２０２に伝達されるので、制御回路２０２はこれ
を記憶する。第２処理役階では１位置信号変換回路２０
６から前記各種スイッチ３１によって指定された位置に
おける検出ペン１２によって検出された位置信号が伝達
される０次の第３処理段階では０位置信号変換Ｎ路２０
６から受は取った位置信号をアドレスとして補正用ＲＯ
Ｍ２０３を構成するＦＲＯＭに５ＩＦｌｆｉ場段階で記
憶した位置信号を検出ペン１２の正確な位置データとし
て書き込む。

第２判新設階ではすべての較正点（４０１，４０２゜・
・・・・−）での較正を終了したか否かを判断する。ま
だ終了していないときは再び最初の５ｔ’１判断段階に
もどって次の較正点についての較正操作を実行する。こ
のようにしてすべての較正点での較正が終了すると１次
の第４処理段階に移行する。第４処理段階では、各較正
点での補正用ＲＯＭ２０３のアドレスデータを基にして
、較正点（４０１，４０２・・・・・・）以外の補正用
ＲＯＭ２０３の７ドレスに補正用データを算出して書き
込む、このデータは１例えば直線補間法等の方法で算出
する。そしてこの第４処理段階が終了すると較正動作の
終了が指示され、較正が完了する。

以上の測定動作と較正動作の切換は、較正を比較的頻繁
に行う必要がある場合には測定装置のパネル面に切換ス
イッチ等を設けておけばよく、また較正は製造時だけや
ればよい場合には制御回路２０２中にこのスイッチを設
ければよい、いずれの場合でも製造後にまず較正動作を
実行して必要な補正データを補正用ＲＯＭ２０３にプロ
グラムした後、はじめて測定装置として使用する。

前記実施例ではマイクロプロセッサ２２０を使用して制
御しているので、動作の切換は容易に行えるものである
。なおこの発明が前記実施例以外の非直線入力素子の補
正及び較正にも適用できることは勿論である。

（７）　　発明の効果 この発明によれば以下の様なすぐれた効果がある。

■　測定装置に較正動作を内蔵しているため別に較正装
置を必要としない、このことは測定装置の生産量が少な
い場合、較正装置のコストの負担がなくなり、ｍ定装皺
のコストを低下させることができる０反面この発明によ
り測定装置内にＲＯＭプログラム用回路較正パネル等を
用意する必要があるが、ＲＯＭプログラム用回路は簡単
な回路で済むし、また較正用パネルは本来の測定動作用
のためのパネルと兼用させることもできるので、実際の
コストアップは少な（、総合的には測定装置が安価にで
きる。

■　また別の較正装置が不要であるという点は。

短期間における測定装置のモデルチェンジに対してもメ
リットとなる。測定装置の機種を変える毎に較正装置ｔ
設計製作する手間が不要となる。また旧型となった機種
でもその測定装置が動作している限りその機種の較正が
可能となり、保守性がよい、この発明では測定装置によ
っては較正用に簡単な治具が必要であるが、この治具は
装置のモデルチェンジがあっても通常は変更する必要が
ない。

■　前記実施例のように入力部分にアナログ／ディジタ
ルの変換を行う回路（この例では位置信号変換回路２０
６）がある場合、この種の回路には通常、非直線性やオ
フセット等がつきものであるが、この発明では較正時も
測定時も同一の回路を使用するために、これらの回路の
非直線性やオフセットもセンサの非直線性と一緒に較正
されてしまう、したがって予めこれらの回路を調整して
おく必要がなく、調整の手間が省略できる。

■　較正を測定装置のあるところで簡単に行うこ−とが
できるため、測定動作の合い間をみながら定期的に補正
することが可能となり、センサ等の特性の経時変化によ
る測定精度の悪化を防ぐことができる。また較正のため
の測定装置を較正装置のある場所まで輸送する手間や時
間も省ける。

【図面の簡単な説明】

第１因は従来の画定ｓｉｔ補正動作の説明図、第２因は
この発明の一実施例構成因、第３悶はこの発明の実施例
に使用される制御回路の構成図、第４図はタブレット板
上の位相分布状態説明図、第５図は較正治具、第６因は
較正用治具使用状態説明図、２７（３）は測定動作説明
用フローチャート。 第８因は較正動作説明用７ｐ−チャートである。 丙申、１０は非線形入力素子、１１はタブレット板、１
２は検出ペン、２０は測定装置本体、３０は較正パネル
、３１は各種スイッチ、２０１は入力端子、２０２は制
御回路、２０３は補正用ＲＯＭ、２０４は出力端子、２
０５はタブレット板駆動回路、２０６は位置信号変換回
路、２０７はＲＯＭプμグラム用回路、２０８は較正信
号入力端子、２０９はタブレット板駆動端子、２２１は
インタフェイス、２２０はマイク−プロセッサをそれぞ
れ示す。 ト→χ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　非線形入力素子から得られたデータに対し記
   憶素子に記入した補正データを作用させ前記非線形入力
   素子からのデータを補正して出力する測定装置において
   、プログラム可能なＲＯＭと、このブーグラム可能なＲ
   ＯＭをプログラムするためのプログラム手段と、較正位
   置が入力される較正位置入力手段を真備し、測定時には
   前記非線形入力素子からのデータを前記プログラム可能
   なＲＯＭに格納されている補正データにより補正して出
   力させ測定動作を行うとともに、較正時には非線形入力
   素子からのデータと前記較正位置入力手段から指示され
   たデータにもとづき較正のための補正用データを算ｔｍ
   ｉ、、　　これにもとづｔ前記プログラム可能なＲＯＭ
   にプログラムするようにしたことを特徴とする測定装置
   。