JPS59154598A - 微少信号の測定装置 - Google Patents
微少信号の測定装置Info
- Publication number
- JPS59154598A JPS59154598A JP58031147A JP3114783A JPS59154598A JP S59154598 A JPS59154598 A JP S59154598A JP 58031147 A JP58031147 A JP 58031147A JP 3114783 A JP3114783 A JP 3114783A JP S59154598 A JPS59154598 A JP S59154598A
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- Japan
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- switch
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は微少信号の測定に関するものであり、特に自動
車用電子機器に要求される低価格、高精度の検出装置に
好適外ものである。さらに具体的には微少信号を検出増
幅する際に増幅器の出方に現存するオフセラトラ簡便な
る手段で自動的に除去しようとするものであって、増幅
器の製造バラツキあるいは温度特性の影響を常に除去し
２て正確な情報を提供しようとするものである。
車用電子機器に要求される低価格、高精度の検出装置に
好適外ものである。さらに具体的には微少信号を検出増
幅する際に増幅器の出方に現存するオフセラトラ簡便な
る手段で自動的に除去しようとするものであって、増幅
器の製造バラツキあるいは温度特性の影響を常に除去し
２て正確な情報を提供しようとするものである。
この種の微少信号の測定装Ｗが必要とされる自動車用機
器の一例としては、排気ガス浄化触媒の温度全検出して
過用の温度」二昇を警告あるいは抑制するための装置か
ある。現在公知の三元触媒において−は保駿のために８
００℃ないし９（）０℃が直需１の限界みされており、
しかし一方では触媒の軽済性のために限界温囲に辿る動
作音余儀なくされている。このため、触媒ないし７は触
媒り−スの中（ぺ一熱電対全設け、常に温度全監視して
おき、限界温度に達すると自動車の運転手に警信金与え
るようにしである。熱電対は直流測定のために好適なも
のであるが、出力が微少電圧であることが欠点であり、
ＣＡ形に例をとれば、１２００℃で４９川Ｖ即ち４１μ
■／℃という極めて微少な出力を発生する。一方、この
微少信号を受けてｍ）圧増幅する増幅器は、特に高価な
高精度増幅器を適用しない限り、数１１１ Ｖ代表的に
は５ｍＶ程度の入力メツセット電圧を有する。このオフ
セット全温度に換算すると５ｍＶ／４１ＡＶ／’Ｃ＝
ｉ ２２℃となる。前述したように温度上昇が限界温度
に迫る排気ガス浄化触媒の保僅のためには、このオフセ
ットによる温度誤差は容認できないものである。
器の一例としては、排気ガス浄化触媒の温度全検出して
過用の温度」二昇を警告あるいは抑制するための装置か
ある。現在公知の三元触媒において−は保駿のために８
００℃ないし９（）０℃が直需１の限界みされており、
しかし一方では触媒の軽済性のために限界温囲に辿る動
作音余儀なくされている。このため、触媒ないし７は触
媒り−スの中（ぺ一熱電対全設け、常に温度全監視して
おき、限界温度に達すると自動車の運転手に警信金与え
るようにしである。熱電対は直流測定のために好適なも
のであるが、出力が微少電圧であることが欠点であり、
ＣＡ形に例をとれば、１２００℃で４９川Ｖ即ち４１μ
■／℃という極めて微少な出力を発生する。一方、この
微少信号を受けてｍ）圧増幅する増幅器は、特に高価な
高精度増幅器を適用しない限り、数１１１ Ｖ代表的に
は５ｍＶ程度の入力メツセット電圧を有する。このオフ
セット全温度に換算すると５ｍＶ／４１ＡＶ／’Ｃ＝
ｉ ２２℃となる。前述したように温度上昇が限界温度
に迫る排気ガス浄化触媒の保僅のためには、このオフセ
ットによる温度誤差は容認できないものである。
そこで、従来よりオフセット電圧の調整が行われている
。以下、図面によって従来装置の説明を行う。
。以下、図面によって従来装置の説明を行う。
第１図は従来装置の代表例全示し、１は扶気ガス浄化触
媒、２は排気ガス浄化触媒中に設けた熱電対、３は測定
装置、４は増幅器でその（」−）端子には熱電対２の一
方の端子が抵抗５を介して接続されている。６，７は増
幅率全設定するための抵抗である。８，９は抵抗であっ
て、５Ｊ変抵抗１０とともに十Ｅおよび−Ｅの電圧全分
割した電圧全増幅器４の（−）端子に重畳するように接
続しである。１１は増幅器４の出力音Ａ／Ｊ）変換して
ＣＰＵＩ ２にデイヅタル化した電圧信号を与えるＡ／
Ｄ 変換器である。１３はＣＰＵ１２の出力であって、
この測定装置の目的とする制（財）対象を作動させるも
のである。１４ 、１．５は熱電対２と測定装置３との
接続端子である。
媒、２は排気ガス浄化触媒中に設けた熱電対、３は測定
装置、４は増幅器でその（」−）端子には熱電対２の一
方の端子が抵抗５を介して接続されている。６，７は増
幅率全設定するための抵抗である。８，９は抵抗であっ
て、５Ｊ変抵抗１０とともに十Ｅおよび−Ｅの電圧全分
割した電圧全増幅器４の（−）端子に重畳するように接
続しである。１１は増幅器４の出力音Ａ／Ｊ）変換して
ＣＰＵＩ ２にデイヅタル化した電圧信号を与えるＡ／
Ｄ 変換器である。１３はＣＰＵ１２の出力であって、
この測定装置の目的とする制（財）対象を作動させるも
のである。１４ 、１．５は熱電対２と測定装置３との
接続端子である。
さて、増幅器４の出力Ｖｏは次のようになる。
７
Ｖｏ ＝ （ＶＩ ＋ Ｖｏｓ）Ｋ−Ｅｓ ・−ｓ
＝Ｖ■に＋ （Ｖ０６Ｋ ＥＳ ” ）８
であって、Ｒｓ〜ＲＩＯは夫々抵抗６〜１゛０の抵抗値
である。又、ＶＩ は熱電対２の出力電圧、Ｖｏ８は増
幅器４の入力換算メツセット電圧である。上式から明ら
かなように、ＥＳ を可変抵抗１０の抵抗値Ｒ１ｏｋｔ
Ｊｌ整して適正な値に設定すると、Ｖ□ ＝ ＶＩＫの
関係を得ることができ、真の熱電対２の出力に比例した
出力電圧ＶＯが得られる。しかしながら、このように可
変抵抗１０によるオフセット電圧の調整は次のような欠
点を有している。
である。又、ＶＩ は熱電対２の出力電圧、Ｖｏ８は増
幅器４の入力換算メツセット電圧である。上式から明ら
かなように、ＥＳ を可変抵抗１０の抵抗値Ｒ１ｏｋｔ
Ｊｌ整して適正な値に設定すると、Ｖ□ ＝ ＶＩＫの
関係を得ることができ、真の熱電対２の出力に比例した
出力電圧ＶＯが得られる。しかしながら、このように可
変抵抗１０によるオフセット電圧の調整は次のような欠
点を有している。
第１に、オフセット電圧ＶＯ８は温度に対して依存性を
イイしているので、自動車用電子機器に要求される広い
動作温度範囲内でのオフセット電圧調整に適していると
は言えない。第２に、可変抵抗１０の調整作業は大量生
産に馴染まず、かつ自動車の振動によって招来される調
整値のずれも懸念される。
イイしているので、自動車用電子機器に要求される広い
動作温度範囲内でのオフセット電圧調整に適していると
は言えない。第２に、可変抵抗１０の調整作業は大量生
産に馴染まず、かつ自動車の振動によって招来される調
整値のずれも懸念される。
本発明は上記した従来装置の欠点全除去するために成さ
れたものであり、増幅器の持つオフセット電圧？自動的
にほぼ完全に除去することができ、微少電圧の測定を正
確に行うことができる微少電圧の測定装置を提供するこ
と全目的とする。
れたものであり、増幅器の持つオフセット電圧？自動的
にほぼ完全に除去することができ、微少電圧の測定を正
確に行うことができる微少電圧の測定装置を提供するこ
と全目的とする。
以下、本発明の実施例全図面ととも罠説明する。
第２図において、１６は測定装置、１７．１８はアナロ
グスイッチ、１９は抵抗、２０，２］、ｌｔ夫々アナロ
グスイッチ１７．１８のゲート信号線であり、ｙ−ト信
号はＣＰＵＩ ２から供給される。
グスイッチ、１９は抵抗、２０，２］、ｌｔ夫々アナロ
グスイッチ１７．１８のゲート信号線であり、ｙ−ト信
号はＣＰＵＩ ２から供給される。
他の構成は従来と同様である。
上記装置において、熱電対２の出力はアナログスイッチ
１７および抵抗５を介して増幅器４のθ→端子に接続さ
れており、アナログスイッチ１８と抵抗Ｊ９の直列接続
体がアナログスイッチ１７と抵抗５の接続点に接続され
ている。ＣＰＵＩ ２からアナログスイッチ１７．１８
に与えられるケ゛−ト信号はアナログスイッチ１７．１
８ｉ背反するように開閉制御する。
１７および抵抗５を介して増幅器４のθ→端子に接続さ
れており、アナログスイッチ１８と抵抗Ｊ９の直列接続
体がアナログスイッチ１７と抵抗５の接続点に接続され
ている。ＣＰＵＩ ２からアナログスイッチ１７．１８
に与えられるケ゛−ト信号はアナログスイッチ１７．１
８ｉ背反するように開閉制御する。
まス、アナログスイッチ１７が導通、アナログスイッチ
１８が遮断の第１の状態においては、熱電対２の出力電
圧ｖ■ が増幅器４に力えられ、増幅器４の出力電圧Ｖ
（、は Ｖｏ ＝′−（ＶＩ 十ｖｏｓ ）Ｋ −＝ｉ
ｌｌ７ と表わされる。ただし、Ｋ −−−＋ １−７１’ある
。こ６ の出力電圧ＶｏはＡ／Ｄ 変換器１１によって変換した
後、ＣＰＵ１ｚＶこ読取られる。
１８が遮断の第１の状態においては、熱電対２の出力電
圧ｖ■ が増幅器４に力えられ、増幅器４の出力電圧Ｖ
（、は Ｖｏ ＝′−（ＶＩ 十ｖｏｓ ）Ｋ −＝ｉ
ｌｌ７ と表わされる。ただし、Ｋ −−−＋ １−７１’ある
。こ６ の出力電圧ＶｏはＡ／Ｄ 変換器１１によって変換した
後、ＣＰＵ１ｚＶこ読取られる。
次にアナログスイッチ１７が遮断、アナログスイッチｆ
１８が導通の第２の状態においては、熱電対２の出力
型、圧は解放され、増幅器４には零が入力される。この
状態は（１）式においてＶＩ＝Ｏとした場合に相当し、 ｖｏ＝ ｖｏ Ｓｌ（・＝ ＝−ｆ２１と表わされる。
１８が導通の第２の状態においては、熱電対２の出力
型、圧は解放され、増幅器４には零が入力される。この
状態は（１）式においてＶＩ＝Ｏとした場合に相当し、 ｖｏ＝ ｖｏ Ｓｌ（・＝ ＝−ｆ２１と表わされる。
この出力電圧Ｖｏ も同様にＣＰＵ１２に読取られる。
次ＫＣＰＵ１２の動作を第３図の機能ブロックにより説
明する。同図において、２２はメモリで、［１１式に対
応するディソタル信号金記憶保持するように制御ブ【コ
ック２３によって制御されている。
明する。同図において、２２はメモリで、［１１式に対
応するディソタル信号金記憶保持するように制御ブ【コ
ック２３によって制御されている。
この制御は図示のようにダート伯号吉同期して行われる
。即ち、メモリ２２は前ｄｃ：第１の状態で記憶内容全
更新し、それ以外の状、ゆでは配置意内容を保持する。
。即ち、メモリ２２は前ｄｃ：第１の状態で記憶内容全
更新し、それ以外の状、ゆでは配置意内容を保持する。
メモリ２２の内容ＡはＡ−（ＶＴ＋ ’ＶＯ８）Ｋとな
っている。一方、Ａ／Ｄ変換器１１の第２の状態におけ
る出力ＢはＢ二ＶＯ８Ｋとなっている。
っている。一方、Ａ／Ｄ変換器１１の第２の状態におけ
る出力ＢはＢ二ＶＯ８Ｋとなっている。
そこで、減算器２４においてこの両者の減ｎｔ行うと、
Ａ −Ｂ ＝ （ＶＩ十ＶＱｓ）Ｋ−ＶＯ８Ｋ ＝ Ｖ
ＩＫ 乏なる。この減算はメモリ２２が保持状態にある
ときに行う。減算器２４の出力はＶＩ 即ち熱電対２の
出力電圧に真に比例し、増幅器４のオフセット電圧ＶＯ
８が除去されるので正しい測定値が得られる。
Ａ −Ｂ ＝ （ＶＩ十ＶＱｓ）Ｋ−ＶＯ８Ｋ ＝ Ｖ
ＩＫ 乏なる。この減算はメモリ２２が保持状態にある
ときに行う。減算器２４の出力はＶＩ 即ち熱電対２の
出力電圧に真に比例し、増幅器４のオフセット電圧ＶＯ
８が除去されるので正しい測定値が得られる。
尚、上記実施例に）いては、アナログスイッチ１８と抵
抗１９の直列体を用いたが、これは熱電対２が有する内
部抵抗値と等しい抵抗（ｍの抵抗〕９を介して増幅器４
の（＋）端子を接地することにより、増幅器４の入カオ
フセッｈ電Ｒにょっで発生するオフセット電圧の影響を
第１の状態と第２の状態とで等しくするためてあり、本
発明の効果を完全なものにしている。しかしながら、熱
電対２は内部抵抗が低く、抵抗５に対して無視可能であ
るので、抵抗１９を省略しても差支えない。又、増幅器
４が高入力抵抗形である場合においては、入力オフセッ
ト電流が極めて微少であるので、アナログスイッチ１８
全省略して抵抗１９のみとしでも同様の効果を得ること
ができる。この場合には抵抗１９の護抗値（ま熱電対２
の負荷となるので適度に大きな値とすることが望ましい
。又、増幅器４の出力電圧をデイソタル化した後にＣＰ
Ｕ１２によって１１；憶保持するようにしているが、サ
ンプルホールド回路を使って記憶保持し、かつ演算増幅
器によって減算を行うことも可能である。また、アナロ
グスイッチ１７ 、１８７．Ｈ使用したが、リレー等の
他のスイッチ手段を用いても同等の効果を得ることがで
きる。さらに、第１の状態における増幅器４の出力を記
憶するようにしているが、第２の状態における増幅器４
の出力全記憶するようにしても良い。この場合には、第
１の状部におけるＡ／Ｄ 変換器１１の出力Ａとの間に
減算を行う。
抗１９の直列体を用いたが、これは熱電対２が有する内
部抵抗値と等しい抵抗（ｍの抵抗〕９を介して増幅器４
の（＋）端子を接地することにより、増幅器４の入カオ
フセッｈ電Ｒにょっで発生するオフセット電圧の影響を
第１の状態と第２の状態とで等しくするためてあり、本
発明の効果を完全なものにしている。しかしながら、熱
電対２は内部抵抗が低く、抵抗５に対して無視可能であ
るので、抵抗１９を省略しても差支えない。又、増幅器
４が高入力抵抗形である場合においては、入力オフセッ
ト電流が極めて微少であるので、アナログスイッチ１８
全省略して抵抗１９のみとしでも同様の効果を得ること
ができる。この場合には抵抗１９の護抗値（ま熱電対２
の負荷となるので適度に大きな値とすることが望ましい
。又、増幅器４の出力電圧をデイソタル化した後にＣＰ
Ｕ１２によって１１；憶保持するようにしているが、サ
ンプルホールド回路を使って記憶保持し、かつ演算増幅
器によって減算を行うことも可能である。また、アナロ
グスイッチ１７ 、１８７．Ｈ使用したが、リレー等の
他のスイッチ手段を用いても同等の効果を得ることがで
きる。さらに、第１の状態における増幅器４の出力を記
憶するようにしているが、第２の状態における増幅器４
の出力全記憶するようにしても良い。この場合には、第
１の状部におけるＡ／Ｄ 変換器１１の出力Ａとの間に
減算を行う。
以上のように本発明においては、微少信号入力全スイッ
チで開閉制鋼）するようにして、増幅器に正規の人力が
与えられる第１の状態と増幅器の入力を接地する第２の
状態全発生し、第１又は第２の状粋における増幅器の出
力電圧全保持する記憶手段を設け、この記憶手段の出力
と異る状態における増幅手段の出力との差を得るように
しており、増幅器の持つオフセット電圧全自動的に除去
することができる。従って、増幅器の初期公差を調整す
るといった生産付全阻害する要因を除去することができ
、１だオフセット電圧が環境温１隻によって変動しても
何ら支障なく正確な測定値全′得ることができる。この
ため、限界温度近くまで使用することの多い排気ガス浄
化触媒の過熱保護のための温１ｆｉｌｌｌｌ定装置金始
め、ディーゼルエンジンの・ｅ−ティキュレイト捕捉フ
ィルタの再生燃焼システムなど熱電対の出力電圧？取扱
う他のシステムにおいても極めて大＠な効果を奏する。
チで開閉制鋼）するようにして、増幅器に正規の人力が
与えられる第１の状態と増幅器の入力を接地する第２の
状態全発生し、第１又は第２の状粋における増幅器の出
力電圧全保持する記憶手段を設け、この記憶手段の出力
と異る状態における増幅手段の出力との差を得るように
しており、増幅器の持つオフセット電圧全自動的に除去
することができる。従って、増幅器の初期公差を調整す
るといった生産付全阻害する要因を除去することができ
、１だオフセット電圧が環境温１隻によって変動しても
何ら支障なく正確な測定値全′得ることができる。この
ため、限界温度近くまで使用することの多い排気ガス浄
化触媒の過熱保護のための温１ｆｉｌｌｌｌ定装置金始
め、ディーゼルエンジンの・ｅ−ティキュレイト捕捉フ
ィルタの再生燃焼システムなど熱電対の出力電圧？取扱
う他のシステムにおいても極めて大＠な効果を奏する。
又、燃料制御システムにおける酸素センサなどの微少重
圧を取扱う装置にも有効に適用することができる。
圧を取扱う装置にも有効に適用することができる。
第１図は従来装置の構成図、第２図は本発明装置の構成
図、第３図は本発明例係るＣＰＵの動作説明のための機
能ブロック図である。 ２・・・熱電対、４・・・増幅器、１１・・・Ａ／Ｄ
変換器、１２・・・ＣＰＵ、１６・・・測定装置、１７
．１８・・・アナログスイッチ、１９・・・抵抗、２２
・・・メモリ、２３・・・制御ブロック、２４・・・減
算器。 尚、図中同一符号は同−又は相尚部分金示す。 代理人 葛 野 信 −
図、第３図は本発明例係るＣＰＵの動作説明のための機
能ブロック図である。 ２・・・熱電対、４・・・増幅器、１１・・・Ａ／Ｄ
変換器、１２・・・ＣＰＵ、１６・・・測定装置、１７
．１８・・・アナログスイッチ、１９・・・抵抗、２２
・・・メモリ、２３・・・制御ブロック、２４・・・減
算器。 尚、図中同一符号は同−又は相尚部分金示す。 代理人 葛 野 信 −
Claims (2)
- （１）自動車の動作パラメータ検出器にその出力を開閉
するように一端を接続された第１のスイッチ手段、第１
のスイッチ手段の他端に一端全接続されるとともに他端
全前記検出器の基準レベルに接続された第２のスイッチ
手段又は抵抗又は第２のスイッチ手段と抵抗の直列接続
体、第１のスイッチ手段の他端に入力側を接続された増
幅手段、第１および第２のスイッチ手段（存在する場合
）を開閉制御する制御手段、第１のスイッチ手段が導通
状明で第２のスイッチ手段（存在する場合）が遮断状態
の第１の状態のとき又は第１のスイッチ手段が遮断状態
で第２のスイッチ手段（存在する場合）が導通状態の第
２の状態のときの増幅手段の出力を記憶吏る記憶手段、
記憶手段が第１０状頭全記瞳している場合には記憶手段
の出力と第２の状態のときの増幅手段の出力との差金出
力し記憶手段が第２の状態を記憶している場合には記憶
手段の出力と第１の状態のときの増幅手段の出方との差
金出力する演算手段金偏えたこと全特徴とする微少信号
の測定装置。 - （２）増幅手段はＡ／Ｄ変換器を含むとともに記憶手段
はディジタルメモリから成り、かつ演ｑ手段はディジタ
ル演算全行うものであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の微少信号の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031147A JPS59154598A (ja) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | 微少信号の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031147A JPS59154598A (ja) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | 微少信号の測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59154598A true JPS59154598A (ja) | 1984-09-03 |
Family
ID=12323318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58031147A Pending JPS59154598A (ja) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | 微少信号の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59154598A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63209311A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Yokogawa Electric Corp | 増幅装置 |
| JPH0478826U (ja) * | 1990-11-21 | 1992-07-09 | ||
| JPH05110350A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-04-30 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 入力オフセツト電圧補正装置 |
-
1983
- 1983-02-23 JP JP58031147A patent/JPS59154598A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63209311A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Yokogawa Electric Corp | 増幅装置 |
| JPH0478826U (ja) * | 1990-11-21 | 1992-07-09 | ||
| JPH05110350A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-04-30 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 入力オフセツト電圧補正装置 |
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