JPS61199199A - Analog input unit - Google Patents
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- JPS61199199A JPS61199199A JP4144885A JP4144885A JPS61199199A JP S61199199 A JPS61199199 A JP S61199199A JP 4144885 A JP4144885 A JP 4144885A JP 4144885 A JP4144885 A JP 4144885A JP S61199199 A JPS61199199 A JP S61199199A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は微小な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丸のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an analog input device that converts minute analog signals into digital signals.
第2図は従来のこの種装置を示すブロック図で、図にお
いて(11、[21、+61はそれぞれ微小なアナログ
信号源、(7)はマルチプレクサ、(1っけアナログデ
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(以下ルΦと略記する) (22)、データレジ
スタ(lのから構成される。(12)は通信変換装置で
あって、データレジスタ(1の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。Figure 2 is a block diagram showing a conventional device of this type. The analog-to-digital conversion device (11) is composed of an amplifier (21), an analog-to-digital converter (hereinafter abbreviated as Φ) (22), and a data register (1). (12) is a communication conversion device. , the data temporarily stored in the data register (1) is read out, converted into a signal form suitable for transmission, and transmitted to the upper control unit, etc.
アナログ信号源+1) 、 +2) 、 +61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。The analog signal sources +1), +2), and +61 are, for example, various sensors, and if this sensor is a thermocouple, the data required by the upper control unit etc. is the temperature measured by the thermocouple. 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.
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(21)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 gain and offset of the amplifier (21) and A/D (22) fluctuate, and it is necessary to adjust the span and the like with the volume of the amplifier (21).
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 checking, conversion operations to physical units,
Sequence functions and the like are performed in the upper control section.
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
算負荷が大きくなシ、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
点があっ友。Since conventional devices are configured as described above, especially when the number of measurement points increases, the number of adjustment points increases, and the calculation load on the upper control unit due to signal linearization, conversion calculations to physical units, etc. If the analog signal source is a thermocouple, it is necessary to perform linearization and span adjustment individually depending on the type of thermocouple, but 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。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and the invention automatically makes it possible to correct the gain offset of an analog-to-digital converter, and also automatically makes it possible to linearize the signal and adjust the span. The purpose is to provide an analog input device that is
この発明の装置ではkつ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 section is provided at the subsequent stage of k, and at least two types of reference voltage generation circuits are provided, and when the reference voltage output from the reference voltage generation circuit is input to the analog-to-digital conversion device, the analog-to-digital converter is We decided to perform gain and offset correction using the output of the converter, and also perform span correction, linearization, etc. in accordance with the type of analog signal source.
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。The gain and offset of the analog-to-digital converter are automatically corrected, and a signal is output that has been automatically subjected to processes such as span correction and linearization corresponding to the type of analog signal source.
以下この発明の実施例を図面について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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−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) 、 (3
6)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。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same or corresponding parts, and (23
) is a storage unit that stores the measurement range for each measurement point, (24) is a correction unit, (25) is an interface,
(26) is a control unit, (27) and (28) are reference voltage generation circuits, respectively, (31), (32), and (3
6) are each a filter. However, a filter is not necessary for analog signal sources 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[11、+21 。Next, the correction of gain and offset in the correction section (24) will be explained. Analog signal source [11, +21.
(6)の出力電圧をそれぞれVt # V2 e ’I
s とし、基準電圧発生回路(71) 、 (28)
の電圧値をそれぞれv27゜V2B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□e dg t d、 #d27. dz
sとすれば、 vl =に1 d l + al−(1
)、72 =に2(12+ 82 +*+ (2)、
Vs = kadg +a6 ・=(3)、v27=に
27d27 ” ’27”” (4)、v28=に28
d28+a28・・―(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v1 # v2 p
v6 p V27 m V2B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□= k2= k、、= k27=に2g
=k”・161、al”’2=’6 =”27 =’2
g =’・・・(7)であり、式(4)、C5)からに
=(v27−v28)/(d27−d28)・・・(8
)、’ =V28− kd2g ”” (9)を得るの
で、d2− d28
v2= −曙τ;−(V27− V2B ) +V2g
−(11)、V 、V は既知であるので、d
、d t−測定すれば、d、 、 d2. d6
の値から式(10) 、 (11) 。The output voltage of (6) is Vt # V2 e 'I
s, the reference voltage generation circuit (71), (28)
Let the voltage values of each be v27°V2B, and the output of the A/D (22) when these voltages are input to the amplifier (21) are d□e dg t d, #d27. dz
s, then vl = 1 d l + al-(1
), 72 = 2(12+ 82 +*+ (2),
Vs = kadg +a6 ・= (3), 27d27 to v27 ``'27'''' (4), 28 to v28=
It can be expressed as d28+a28...-(5). Assume that the amplifier (21) and A/D (22) constitute an analog-to-digital converter, and the inputs v1 # v2 p
v6 p V27 m If the gain and offset of this analog-to-digital converter are constant in the range of V2B, k□= k2= k, , = k27= 2g
=k"・161, al"'2='6 ="27 ='2
g ='...(7), and from equation (4), C5) = (v27-v28)/(d27-d28)...(8
),' =V28- kd2g ``'' (9) is obtained, so d2- d28 v2= -Akebono τ;-(V27- V2B ) +V2g
−(11), since V and V are known, d
, d t-If measured, d, , d2. d6
From the values of Equations (10) and (11).
(12)によってV□# 72 t Vs を算出す
ることができる。V□# 72 t Vs can be calculated by (12).
また、記憶部(23)には各アナログ信号入力に対応し
、測定し九い電圧の下限値7人 と上限値vB1・・・
(13)の演算によって行うことがヤきる。In addition, the storage unit (23) stores the lower limit value of the measured voltage (7 people) and the upper limit value (vB1) corresponding to each analog signal input.
This can be done by calculating (13).
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りな後の発生電圧のデ
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, a conversion data table of thermocouple generated voltage versus temperature is stored in the storage unit (23) in the form of ROM,
A digital number representing the temperature can be obtained by searching the data table in the storage section (23) using the generated voltage data after the gain and offset have been corrected.
また、熱電対における冷点補償は端子の温度に対応し比
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, cold spot compensation in a thermocouple can be performed by inputting the specific voltage corresponding to the temperature of the terminal to the amplifier (21) by switching the multiplexer, and performing correction by a method similar to the method described above. For this purpose, a reference voltage generation circuit (27)
, (28), one more reference voltage generation circuit is provided. Therefore, when the analog signal input via the multiplexer (20) is the voltage generated by a thermocouple, the computation processing 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
−d2g
’ =d2.−、128(’i’27− v28) ”
v′28°−(14)によって算出され、
(ロ)発生電圧マに対応する温度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。T、は冷点補償として
用いる基準接点の温度である。b) When the output of the A/D (22) is d, the true generated voltage V of the thermocouple corresponds to equation (10), and -d2g' = d2. -, 128 ('i'27- v28)"
(b) The temperature T corresponding to the generated voltage M is calculated as T = f (v) + To = (15). However, f (v) is obtained from the data table in the storage unit (23). T is the temperature of the reference junction used as cold spot compensation.
(ハ)更に式(13)に対応するスパン補正をT−TA
D=TB−TA(D、−DA)・DA ・・・(16
)の演算によシ行う。制御部(あ)はたとえばプログラ
ム制御により A/D (η)、補正部(24)’ 、
インタフェイス(25)の動作を制御する。(c) Furthermore, the span correction corresponding to equation (13) is T-TA D=TB-TA(D,-DA)・DA...(16
). The control section (A), for example, is programmed to control the A/D (η), the correction section (24)',
Controls the operation of the interface (25).
以上のようにこの発明によれば、微小麦アナログ信号電
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
号電圧が熱電対め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, a fine analog signal voltage is amplified and converted into a digital signal, gain and offset correction is performed, linearization processing is performed if necessary, and the analog signal voltage is a thermocouple generated voltage. If necessary, cold spot compensation processing is performed and, if necessary, span correction processing is automatically performed to output data, so data in a format suitable for use by the host control unit can be obtained accurately. There is an effect.
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) 、 (21、(61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)はルΦ、(23)は記憶部、(
24)は補正部、(25)はインタフェイス% (2
6)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−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), (21, and (61) are respectively analog signal sources, (20) is a multiplexer, and (21
) is the amplification unit, (22) is the Φ, (23) is the storage unit, (
24) is the correction section, (25) is the interface% (2
6) is a control section; (26) and (27) are reference voltage generation circuits, respectively. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.
Claims (4)
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、上記基準電圧発生回路の出力が上記アナログデ
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補正を施して出力する補正部を
備えたアナログ入力装置。(1) A multiplexer that selects any one of a plurality of analog signals and the outputs of at least two types of reference voltage generation circuits and connects it as an input to an analog-to-digital converter, and the output of the reference voltage generation circuit is The output of the analog-to-digital converter when connected as an input to the analog-to-digital converter and the output of the analog-to-digital converter when any one analog signal selected from the plurality of analog signals is connected as the input to the analog-to-digital converter. An analog input device comprising a correction section that corrects the output of the analog-to-digital converter for any one of the analog signals from the output of the analog-to-digital converter and outputs the result.
任意の一つのアナログ信号に対し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
ト補正を施すことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のアナログ入力装置。(2) The correction unit calculates the above-mentioned value for the output of the two types of reference voltage generation circuits and the analog-to-digital converter for the arbitrary one analog signal, assuming that the gain and offset of the analog-to-digital converter are kept constant for the output of the two types of reference voltage generation circuits and for the arbitrary one analog signal. 2. The analog input device according to claim 1, wherein gain correction and offset correction are applied to the output of the analog-to-digital conversion device.
して接続されるアナログ信号の種類に従ってスパン補正
を施す手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のアナログ入力装置。(3) The analog input device according to claim 1, wherein the correction section includes means for performing span correction according to the type of analog signal connected as an input to the analog-to-digital conversion device.
して接続されるアナログ信号の種類に従って線形化処処
理を施す手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のアナログ入力装置。(4) The analog input device according to claim 1, wherein the correction section includes means for performing linearization processing according to the type of analog signal connected as an input to the analog-to-digital conversion device.
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JP60041448A JPH0664678B2 (en) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Analog input device |
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JPH0664678B2 JPH0664678B2 (en) | 1994-08-22 |
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ID=12608654
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JP60041448A Expired - Lifetime JPH0664678B2 (en) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Analog input device |
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