JPS6146411Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば流量計、温度測定器等の各種
の測定器に利用して好適な直線性補正回路に関
し、特に入力信号のスパン０〜100％の間で発生
する非直線誤差を正確に補正することができる直
線性補正回路を提供し、その結果一つの特性を持
つリニアライザを共用して各種の非直線特性を持
つ測定を実施できるようにしたものである。

一般の温度測定或いは流量測定等の各種の測定
において測定対象の物理量と測定値が直線関係に
ないことが多い。このような非直線特性の持つ測
定値から温度値或いは流量等の物理量を求めるに
はその測定値と物理量との間の関係に対応した非
直線特性の持つリニアライザを用いて求めなけれ
ばならない。

このため従来より測定値をリニアライザに供給
し、このリニアライザより測定値を非直線化補正
し、その非直線化補正された信号により物理量を
求めるようにしている。従つて各測定対象の測定
値から物理量を正確に求めるためには各測定対象
毎にこれに適合した非直線特性を持つリニアライ
ザを用意しなければならない。また同一の計測器
においても測定量のスパンを変更することにより
そのリニアライザの特性も変更しなければならな
くなる。

例えば第１図及び第２図に示すように流路１内
に絞り２を装着し、絞り２の上流側水位Ｈから流
量を求めるパーマボウラスフリユームがある。こ
のパーマボウラスフリユームにおいては水位Ｈと
流量Ｑとは第３図に示すような非直線関係となつ
ている。水位Ｈはフロートを用いたり、或いは差
圧計を用いたり、超音波式の測距装置によつて測
定されるが、何れにしても水位Ｈから流量Ｑを求
めるには第４図に示すように仕様により決定され
た最大流量Qmaxにおける水位Hmaxと、流量ゼ
ロのときの水位Hoとの間を０〜100％の入力と
し、その間をリードオンメモリ等に記憶したデー
タにより第４図に示すように折線近似して非直線
化補正するリニアライザによつて流量出力０〜
100％を求めるようにしている。

このような場合最大流量Qmaxを変更するとき
はリニアライザの特性も変更しなければならな
い。つまり第３図に示す水位−流量特性におい
て、最大流量をQ₁に採つたときと、Q₂に採つた
ときでそれぞれの測定値Ｈから正確に流量Ｑを求
めるためには第５図に点線Ａ及びＢに示すように
互に異なる特性を持つリニアライザを用意しなけ
ればならなくなる。これを代表的な特性Ｃを持つ
リニアライザで代用すると０〜100％の間で第６
図に示すような誤差が発生する。

従つて従来は予測される各種の使用形態に対応
できるようにリードオンリメモリに各種の特性を
記憶させておき、必要に応じてその記憶された特
性の一つを用いて非直線化補正を実行するように
している。従つて各種の非直線特性を記憶しなけ
ればならないため容量の大きいリードオンメモリ
を用いなければならなくなり不経済であつた。

この考案の目的は第６図に示したような誤差を
自由に打消することができる直線性補正回路を提
供するものである。従つてこの考案によれば一つ
の特性を持つリニアライザを用いて各種異なる特
性を持つ測定対象の測定を正確に行なうことがで
きる利益が得られる。

以下にこの考案の一実施例を第７図以下を用い
て詳細に説明する。

第７図はこの考案の一実施例を示す。図中１は
入力端子を示す。入力端子１に供給された入力信
号ｖ_iは山形電圧発生回路２に供給される。この
山形電圧発生回路２は入力信号の０〜100％のス
パン内において第８図に示すようにスパンの中間
値e₁までは入力の増加と共に出力電圧ｖ_pも上昇
し、中間値e₁を過ぎると入力信号ｖ_iの増加と共
に出力電圧ｖ_pが減小し、入力信号ｖ_iのスパンの
両端、即ち０％と100％においては出力電圧ｖ_pが
ゼロとなる山形電圧ｖ_pを出力する回路である。

この山形電圧発生回路２は例えば圧電増幅器３
と、この電圧増幅器３の出力電圧と入力信号ｖ_i
との大小関係を判定する極性判定回路４と、この
判定回路４の判定結果によつて入力信号ｖ_iを選
択するか、又は電圧増幅器３の出力を選択するか
を切替る切替回路５とにより構成することができ
る。

電圧増幅器３は例えば演算増幅器が用いられ、
その極性反転入力端子に抵抗器３ａを通じて入力
信号ｖ_iが供給される。増幅器の出力側からは例
えば抵抗器３ａと同一低抗値の抵抗器３ｂによつ
て負帰還が施され利得が２の増幅器が構成され
る。演算増幅器の非反転入力端子には例えば正極
性のバイアス電圧源３ｃが接続される。

電圧増幅器３をこのように構成することにより
入力信号ｖ_iが０％のとき増幅器３の出力電圧ｖ_i
は第８図に示すように正の最大値E₁にある。入
力信号ｖ_iが増加すると増幅器３の出力電圧v₁は
第８図に点線で示すように漸次減少する。入力信
号ｖ_iがスパンの中間値e₁に達したときｖ_i＝v₁と
なるようにする。従つて極性判定回路４の出力は
入力信号ｖ_iがスパンの中間値e₁より小さいとき
と、大きいときで極性が反転し、その出力により
切替回路５を制御する。つまり判定回路４の出力
が正極性の間は切替回路５は固定接点ａ側に転接
し、極性判定回路４の出力が負極性になると、固
定接点ｂ側に転接するように構成する。固定接点
ａには入力信号ｖ_iを供給し、固定接点ｂには増
幅器３の出力電圧v₁を供給する。

従つて入力信号ｖ_iがスパンの中間値e₁より小
さい間は切替回路５が入力電圧ｖ_iを選択して出
力するため山形電圧発生回路２からは入力信号ｖ
_iそのものが出力される。入力信号ｖ_iがスパンの
中間値以上になると切替回路５は増幅器３の出力
電圧v₁を選択して出力する。従つて中間値e₁以上
の領域では入力信号ｖ_iの変化と逆向に変化する
電圧が出力され、スパン全体としてはスパンの中
間値e₁にピーク値を持つ山形電圧ｖ_pが出力され
る。

この山形電圧ｖ_pをポテンシヨメータ６の一端
に供給すると共に極性反転回路７に供給し、極性
反転回路７の出力をポテンシヨメータ６の他端に
供給する。

従つてポテンシヨメータ６の両端には第９図に
示す互に逆特性の山形特性Ａ及びＢを持つ電圧ｖ
_pと−ｖ_pが供給され、ポテンシヨメータ６の摺動
子を適当な位置に設定することによりこの摺動子
からは山形持性Ａ及びＢの間の任意の山形持性を
持つ補正電圧ｖ_cを得ることができる。よつてポ
テンシヨメータ６の摺動子のツマミ１１に第１１
図に示すような目盛１２を附しておくことにより
直線性補正装置として使用できる。

この補正電圧ｖ_cを加減算回路８に供給し、入
力信号ｖ_iにこの補正電圧ｖ_cを加算（又は減算）
することにより、出力端子９からは第１０図に点
線で示すように入力のスパン０〜100％の間の入
力−出力特性に補正電圧ｖ_cが加算された信号を
得ることができる。よつて入力端子１の前段側又
は後段側に例えば第４図に示すような非直線特性
を持つリニアライザを接続することにより、その
非直線特性のわずかな特性の変更はポテンシヨメ
ータ６の摺動子を適当位置に設定することにより
達成することができる。

よつてこの考案の直線性補正回路によれば一つ
の特性を持つリニアライザを用いて、そのリニア
ライザの特性から大きく変化しない範囲ではリニ
アライザの特性を変更することなく、入力信号の
スパン内で発生する誤差値を打消することができ
るから一つのリニアライズ特性によつて正確な非
直線変換を行なうことができ、またその調整も容
易にできる利点が得られる。尚、測定値と物理量
が直線関係にあるような測定系も考えられる。こ
のような場合でも製作誤差或いは測定誤差により
スパンを正しく合わせても中間で誤差が発生して
しまう場合がある。このような場合にはリニアラ
イザを使用することなく、この考案による補正回
路だけで出力の誤差を除去することができる。

第１２図はこの考案の他の実施例を示す。この
例では入力信号ｖ_iが第１３図に示すように０％
のとき或る値E₂を持つような場合に適用した例
を示す。このような場合には入力端子１から切替
回路５に入力入力信号ｖ_iを供給する信号路に減
算回路１３を設け、この減算回路１３によつて入
力信号ｖ_iからその初期電圧E₂を減算し、この減
算された信号を極性判定回路４と切替回路５に供
給するように構成すればよい。

このように構成すれば極性判定回路４の一方の
入力端子及び切替回路５には第１３図にＡで示す
ように入力信号ｖ_iから初期電圧E₂が差引かれた
電圧が供給され、増幅器３からは第１３図にＢで
示すような信号が供給される。よつて入力信号ｖ
_iの中間値e₁で極性判定回路４の極性が反転し、
切替回路５は入力信号ｖ_iの中間値e₁を境に切替
動作が実行され、第７図の実施例と同様の補正電
圧ｖ_cを得ることができる。

尚、第１２図に示すように山形電圧発生回路２
の出力側にリミツタ回路１４を設けることにより
山形電圧の中間値e₁における変化に丸みを持たせ
ることができる。このようにすればより一層実際
の誤差補正値に近ずけることができる。このリミ
ツタ回路１４は第７図の実施例にも適用できる。

以上説明したようにこの考案によれば基準の特
性に対しそのスパン内において正側に発生する誤
差及び負側に発生する誤差を打消することができ
る。よつて一つのリニアライザと組合せることに
よつてそのリニアライザの持つ特性を基準にわず
かに異なる特性のリニアライザを簡単に得ること
ができ、各種特性の異なるリニアライザを安価に
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は測定値と物理量との関係が
非直線特性を持つ測定の一例を示す断面図、第３
図はその非直線特性を示すグラフ、第４図はその
非直線特性を実現した場合のリニアライザの特性
を示すグラフ、第５図はスパン変更によつて発生
する非直線誤差を説明するためのグラフ、第６図
はその誤差値の絶対量を示すグラフ、第７図はこ
の考案の一実施例を示す接続部、第８図乃至第１
０図はこの考案の動作の説明に供するグラフ、第
１１図はこの考案の補正回路に適用して好適なツ
マミと目盛の関係の一例を示す正面図、第１２図
はこの考案の他の実施例を示す接続図、第１３図
はその動作を説明するためのグラフである。 １：入力端子、２：山形電圧発生回路、４：極
性判定回路、５：切替回路、６：ポテンシヨメー
タ、７：極性反転回路、８：加減算回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力のスパンの中間値までは入力の増加と共に
   出力も増加し、入力が中間値を過ぎると入力の増
   加と共に出力も低下し入力のスパンの両端におい
   ては出力がゼロとなる山形電圧発生回路と、この
   山形電圧発生回路の出力を極性反転させる極性反
   転回路と、上記山形電圧発生回路の出力と極性反
   転回路の出力が両端に供給されたポテンシヨメー
   タと、そのポテンシヨメータの可動子に得られる
   出力を入力電圧に加算又は減算する加減算回路と
   を具備して成る直線性補正回路。