JPS5920865A

JPS5920865A - 電流計測装置

Info

Publication number: JPS5920865A
Application number: JP13074282A
Authority: JP
Inventors: Keiki Yamaguchi; 山口　珪紀; Tadashi Ogawa; 小川　規; Hideaki Uno; 宇野　英明
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1982-07-27
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1984-02-02
Also published as: JPH0522872B2

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】本発明は入力の信号電流を一旦コンデンサにチャージし
、このチャージ電圧を後に読み出して信号電流を計測す
る装置に関する。

Ｘ　線ＣＴ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　Ｔｏｍｏｇ
ｒａｐｈｙ　）装置において（ハ、測定物にＸ線を照射
しその透過Ｘ線を多数の電離箱で検知し、その信号に基
づき測定物に関する投影データを得るように構成してい
る。どの場合、その装置には多チャンネルの電離箱の出
力電流をそれぞれ計測する電流計測装置が用いられてい
る。従来の電流計測装置では、Ｘ線電離箱より得られる
透過Ｘ線強度に応じた電離電流を、チャンネルごとに電
流・電圧変換し、これをアナログデジタル変換器（以下
ＡＤ変換器と略す）でデジタル化している。この場合、
電流・電圧変換のために用いられているコンデンサには
漏れ電流が流れ込む可能性があり、寸だ、このコンデン
サのチャージ電圧を増幅する増幅器には無視できないオ
フセットがあるので、高精度計測を期待するためＫはこ
れらの誤差要素の補正が必要である。

以上の点に基づいて、測定対象の信号電流以外の不用な
要素（以下、これらの誤差要素をオフセットと総称する
）を取り除く手段を本出願人は特願昭５６−１！Ｊ７９
１２号にて開示しだが、本発明は、この手段を更に改良
したものである。

特願昭５６−１９７９１２号で開示した手段の動作を以
下に記す。

信号電流をチャージ（積分）するためのコンデンサは時
刻ｔ工で放電され待機している。このような状態で信号
電流がコンデンサへ入力し、これを積分してそのままホ
ールドする。そして時刻ｔ２でこの積分電圧を次段に読
み出すが、この読み出した積分電圧は、信号電流分の他
に時刻ｔ工からｔ２の間にコンデ／すへ流入出した漏れ
電ら；ｃなどのオフセット分を含んだものである。そこ
で、信号電流を含むコンデンサ電圧の測定を行なった後
に、直ちにコンデンサを放電させ、次に信号電流を含ま
ない、すなわち、オフセット分のみの積分を時刻ｔ１か
らｔ２の間と等しい時間幅だけ行なう。そして、先に測
定したオフセット分を含む信号電流の測定値から、この
オフセット分のみの積分値を減算するようにして、真の
信号電流を得ている。そして、この１オフセ、トを含む
信号電流の測定１と１オフセツトのみの測定１を交互に
繰り返えす動作を行なうようにしている。

以上のような装置においては、次の点が判明した０（イ）　１つの信号電流を得るために、１オフセツトを
含む信号電流の測定ｌＷと１オフセツトのみの測定を１
対で行なう必要があり、従って測定時間が長くなる。す
なわち、電流計測装置の応答性が悪い。

（ロ）オフセントの変動は、時間的にゆるやかなもので
あるため、毎回オフセットの測定をする必ＴＦ５はない
。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものでろり応答性
の速い電流計測装置を提供しようとするものである。

本発明に係る電流計測装置の動作を要約すると、オす、
オフセット（測定対象の信号電流を含まない）のみを期
間Ｔだけ積分し、この積分値をメモりに格納しておく。

次にオフセットを含む信号電流を期間Ｔ□に亘って測定
し、この値から前記メモ、りに格納したオフセット値を
読み出してこれを減算し、真の信号電流を得る。以下、
オフセットを含む信号電流を期間Ｔに戸って測定するた
びに、この値から予めメモリて格納しである前記オフセ
ット値を読み出して、これを減算する動作を繰り返見す
。すなわち、オフセットの測定回数を非常に減らすこと
により装置の応答性を速めるようにしたものである。

以下図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る電流計側装置の一実施例を示す要
部構成図である。また第２図は、第１図装置の各部の時
間的動作関係を示すタイムチルヤードである。第１図に
おいて、ＩＩ〜工。は、信号電流を表わしＸ線ＣＴ装置
で言えば、透過Ｘ線強度に応じた電離電流である。この
ように１第１図の装置は、多チャンネルからなる多点電
流計測装置の１例である。０１〜Ｃｎは各信号電流工□
〜工。を電圧に変換するコンデンサである。ｓ−８はサ
ンプリングｎスイッチを表わし各コンデンサＣ□〜ｃｎの電圧を選択
して次段へ伝えるものである。なお、このサンプリング
スイッチは１１図に示した複数個のスイッチの代りにマ
ルチプレクサで置き代えても良い。

Ｓはリセットスイッチを表わしコンデンサｃ１〜ｃｎの
電荷を放電させる機能を有する。Ｕは増幅器を表わし高
入力インピーダンスでコンデンサｃ１〜Ｃｎの電圧を受
けるとともに、これらの電圧を適切な大きさにして次段
へ伝えるものである。３はアナログ信号をデジタル信号
に変換するΔ・Ｄ変換器、５と７はＡ−Ｄ変換器３から
のデジタル信号を記憶するメモリである。９と１１は演
算器であり、演算器９は、メモリＺ内のデータを複数個
取り出し、その平均値を算出する機能を有し、演算器１
１はメモリ５と７のデータを取り出し１、その加減算を
行なう機能を有する。なお、第１図をＸ線ＣＴ、装置と
して見り、ば、信号電流工、〜Ｉｎの部分はＸ線検出器
１内に構成されている。

コンデンサＣ１〜Ｃｏは各入カヂャンネルと回路アース
間に接続さｈる。各コンデンサＣ−Ｃの電圧ｎば、サンプリングスイッチＳ−３を介して増幅器ｎＵへ導入さｉするとともに、リセットスイッチｓｒの接
点を経由して回路アースに接続される。増幅器Ｕの出力
は、Ａ−Ｄ　変換器３を介して各メモリ５と７へ格納さ
れる。メモリ５と７の内容は適宜演算器１１−１／ｉ：
取り出されて所定の演算が行なわれ、演算器１１の出力
からオフセソ）の除去された各信号電流１１〜Ｉｎ力Ｘ
得られる。なお、各コンデンサ０１〜Ｃｎへ並列に加え
られている　　゛は漏れ電流を表わ１１〜１ｎす。

以上のように構成された第１図装置の動作を第２図を参
照しながら説明する。

まず、信号電流工〜Ｉが入力しない前の期間に　　　ｎおいて、各チャンネルにおけるオフセット分を以下のよ
うな順序で計測する。なお、第２図において、各スイッ
チの動作を示す波形のうち１ハイルベルの期間はスイッ
チがオンであり、１０−ルベルの期間はオフになってい
るものとする。

■　第２図に示す如く、リセットスイッチＳｒがｐｌに
てオンになると同時に各サンプリングスイッチＳ、、−
８も皆オンに動作する。従って各コンデｎンサＣ□〜Ｃｎにチャージされていた電荷は放電されコ
ンデンサの電圧はゼロとなる。

■　次に、スイッチＳｒ及び８１〜Ｓｎは皆オフとなり
、各コンデンサ０１〜Ｃｎには、オフセットに基づく電
流が流れ込み積分される。

■　各コンデンサＣ工〜Ｃｎが放電されてから時間Ｔ１
後にオずサンプリングスイッチＳ１がオンとなり、コン
デンサＣ□の電圧が読み出され増幅器ＵとＡ・Ｄｉ換器
５を介して、メモリ７に格納される。

■　次に、各コンデンサ０１〜Ｃｎが放電されてから時
間Ｔ２後にサンプリングスイッチｓ２がオンとなは、１
述と同様な経路を介してメモリ７に格納さｈる。

（リ　以下、上述と同様な動作により、各コンデンサＣ
３〜Ｃｎの電圧は総てメモリ７に格納されるＱ（６）　
　次に、再びリセットスイッチＳｒがｐ２にてオンにな
ると同時に各サンプリングスイッチＳ□〜Ｓｎも皆オン
に動作し、コンデン０１〜Ｃｎの電圧はゼロとなる。

Ｑ）　以下、■〜（漫の動作を繰り返えして、メモリ７
には、各チャンネルにおけるオフセットのデータが次々
と格納される。

■　以上の動作を繰り返えすことにより、メモリ７には
、コンデンサ０１〜ｃｏが放電してから各コンテンツご
とに定められた一定時間（Ｔ□、Ｔ２゜８．Ｔ）におけ
る各チャンネルのオフセットデータが格納される。

に）　次に、このメモリ７に格納されたデータを各チャ
ンネルごとに取り出し、演算器９　ＶＣで、その平均値
を出す。例えば、コンデンサＣ工から得たデータばかり
を取り出して、その平均値を出し、この第１チヤンネル
のオフセット分の平均値を改めてメモリ７に格納する。

■　以下、同様な動作により、各チャンネルごとのオフ
セット分の平均値を算出して、この平均値をメモリ７へ
格納する。

このようにして、本発明においては、信号電流■１〜工
。が入力しない期間の各チャンネルごとのオフセット分
の平均値を算出して、この値をメモリに格納しておく。

一方　信号電流工□〜ｌｎは次のようにして１ｌｔｌｌ
定する。

■　第２図に示す如く、リセットスイッチＳｒがＰ３に
てオンになると同時に各サンプリングスイッチＳ□〜Ｓ
ｎも皆オンに動作して各コンデンサＣ□〜Ｃは放電され
る。

す９　次に、第２図に示す如く、各信号電流■１〜工。

が各チャンネルのコンデンサＣ１〜ＣｎＶＣ流れ込み電
圧に変換さｉする。

■　コンデンサＣ□〜Ｃｎが放電されてから時間Ｔ後に
スイッチＳ□がオンとなり、コンデンサＣ１の電圧デー
タが増幅器ＵとＡ’Ｄ変換器５を介してメモリ５へ格納
される。

■　次に時間Ｔ２後にサンプリングスイッチＳ２がオン
となり、コンデンサＣ２の電圧が読み出され、その値は
、■と同様な経路を介してメモリ５へ格納される。

に）以下、■、　、１４）と同様な動作により、各コン
デンサ０３〜Ｃｎの電圧は総べてメモリ５に格納される
。

■）　このメモｌＪ５に格納された各チャンネルの測定
データと、メモリ７に格納された各チャンネルのオフセ
ット分は、演算器１１に取り込才れ、そこで、演算処理
をされて、オフセット分が除去された真の信号電流が取
り出される。

■　以下、各チャンネルの信号電流工〜Ｉが流れｎ込むごとに、予めメモリ７に格納されているオフセット
分を用いて、その補正演算を行なうような動作を繰り返
見す。

なお、上述の説明では、メモリ５と７の内容を取り出し
て減算する演算器１１は、デジタル演算器の如く説明し
たが、アナログ的な演算器でも本発明は成立する。もっ
とも、この場合には、演算器１１の前段に、デジタル信
号をアナログ信号へ変換するためのＤ°Δ変換器を設け
る必要がある。

また、上述の説明では、メモリを２個別々に備えるとし
て説明したが、アドレスを分けて使えば、１個のメモリ
とすることもできる。

以上述べたように、本発明によれば、各チャンネルのオ
フセット分を予め測定して記憶しておき、信号電流を測
定するごとに、この記憶しであるオフセット分を補正泪
算用に用いているので、従来の手段と比べ電流の計測時
間を１７２に短縮することができ、その結果、応答性の
速い電流計測装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧係る電流計測装置の一実施例を示す要
部栴成図、第２図は第１図装置の各部の時間的動作関係
を示すタイムチャートである。 ■１〜工。・・・信号電流、ｃ１〜ｃｎ・・・コンデン
サ、８１〜Ｓ・・・サンプリングスイッチ、Ｓ・・・リ
セットスイッチ、Ｕ・・・増幅器、３・・・Ａ−Ｄ変換
器、５，７・・・メモリ、９．１１・・演算器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　放電された各コンデンサのそれぞれへ各チャ
ンネルに流れる電流を一旦チャージして、この各チャー
ジ電圧を前記放電から一定時間（Ｔ□、Ｔ２、、、Ｔ）
後罠順に読み出すことにより各チャンネルに流れた電流
を計測する装置において、下記（、）に記す各チャンネ
ルのオフセット分をメモリに一旦記憶させ、各チャンネ
ルで測定対象の信号電流を含んだ測定値を得るごとにそ
の測定値からそのチャンネルにおける前記オフセット分
を除去するように演算した電流計測装置。（ａ）　　Ｍ記各チャンネルのオフセ、）分の定義測定
対象の信号電流が入力しない期間において、各チャンネ
ルのコンデンサを放電させ、との放電後から各コンデン
サごとに定められた前記一定時間（・ｒ　　’ｒ　　、
、、’ｒ）と実質的に等しい期１’　　　２’　　　　
　　ｎ間前記信号電流以外の成分を各コンデンサに印加する。そして前記一定時間（Ｔ　　Ｔ　　、、、Ｔ）後１１　
　２１　　　　　　ｎにこのコンデンサ電圧をサンプリングし、このようなサ
ンプリング動作を複数回繰り返えして得た場合の各チャ
ンネルごとのコンデンサ電圧の平均値。