JPS6219689B2 - - Google Patents

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JPS6219689B2
JPS6219689B2 JP54027726A JP2772679A JPS6219689B2 JP S6219689 B2 JPS6219689 B2 JP S6219689B2 JP 54027726 A JP54027726 A JP 54027726A JP 2772679 A JP2772679 A JP 2772679A JP S6219689 B2 JPS6219689 B2 JP S6219689B2
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JP
Japan
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output signal
error
filter
slope
time
Prior art date
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JP54027726A
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Japanese (ja)
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JPS55121108A (en
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Masashi Yoshida
Juji Senda
Haruki Inoe
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Nippon Steel Corp
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアナログデータ測定方式に係り、特に
外乱防止用フイルターにより発生する動的誤差の
補正方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an analog data measurement system, and more particularly to a method for correcting dynamic errors caused by a disturbance prevention filter.

第1図は現在用いられているアナログ測定装置
の一般的構成例である。プロセスより検出器1を
通してデータが取り込まれ、ノイズフイルター2
を通過後、プリアンプ3により適当なレベルまで
増幅され、A―D変換器4によりデイジタル変換
が行なわれ、最終的にデータ読取器5で取り込ま
れる。但し、6はタイミング信号を与えるデコー
ダーである。
FIG. 1 shows a general configuration example of an analog measuring device currently in use. Data is captured from the process through detector 1, and noise filter 2
After passing through, the signal is amplified to an appropriate level by a preamplifier 3, digitally converted by an AD converter 4, and finally captured by a data reader 5. However, 6 is a decoder that provides a timing signal.

この一連のブロツクの流れ全体を通過した信号
の精度評価は誤差率Esで、一般的には次式で与
えられる。
The accuracy evaluation of the signal that has passed through this entire series of blocks is the error rate Es , which is generally given by the following equation.

s=E1+E2+E3+E4+E5 ここでEi(i=1〜5)は各装置単体で発生
する誤差率を示している。これらを静的誤差と呼
び、入力波形の時間的変化に関係なく各ブロツク
の入出力特性で、あらかじめ算出できる性質のも
のである。
E s =E 1 +E 2 +E 3 +E 4 +E 5 where Ei (i=1 to 5) indicates the error rate occurring in each device alone. These errors are called static errors, and can be calculated in advance from the input/output characteristics of each block, regardless of temporal changes in the input waveform.

例えばプリアンプ3において内在する誤差発生
要因としては、入出力非直線性、入出力ゲイン特
性、初期ドリフト、電源電圧変動等、A―D変換
器4においては量子化誤差、ランダムノイズ等が
考えられる。ノイズフイルター2は第2図に示す
様に抵抗R1,R2とコンデンサーCにより構成さ
れる。主目的は外乱防止であり、60dB程度のノ
イズリダクシヨンを持つ。このノイズフイルター
の静特性は入力に一定値を与えた場合直線性を示
す為一般にE2=0と評価される。現在の技術レ
ベルはこの総合静的誤差率Esを1%以内に抑え
ることをを可能としている。
For example, possible error generating factors inherent in the preamplifier 3 include input/output nonlinearity, input/output gain characteristics, initial drift, power supply voltage fluctuation, etc., and in the AD converter 4, quantization errors, random noise, etc. are considered. The noise filter 2 is composed of resistors R 1 and R 2 and a capacitor C as shown in FIG. The main purpose is to prevent external disturbances, and it has a noise reduction of about 60 dB. The static characteristic of this noise filter is generally evaluated as E 2 =0 because it shows linearity when a constant value is given to the input. The current level of technology makes it possible to suppress this total static error rate E s to within 1%.

これに対し、実際のデータを入力値とした場合
発生する誤差を動的誤差と定める。現実のアナロ
グ波形は上記精度評価の様に一定値ではなく、時
間に対して非常に変化の激しいものである。第3
図a,bの11で示されるアナログ値はアナログ
データのスポツト測定波形の代表例であり、温度
測定、流量測定等にしばしば見られるものでaは
急激な立上り波形、bは急激な立下り波形を示し
たものである。動的誤差発生の要因をこの第3図
の11の波形により、説明する。動的誤差とは、
変化波形への追従特性の良否で決定される。第1
図のブロツクダイアグラム中で主に発生すると考
えられるのはノイズフイルター2、プリアンプ3
である。プリアンプ3の動的誤差は、それを構成
する半導体素子及び容量素子により決定される
が、前者はアナログデータの変化率(周波数)に
対しては十分な高周波特性が得られる半導体素子
が多種開発されており、又後者に対しては、信号
ラインに容量素子を含まない、直流増幅形式
(DCアンプ)を採用することで両者共に動的誤差
要因としては無視することが可能である。
On the other hand, the error that occurs when actual data is used as an input value is defined as a dynamic error. The actual analog waveform does not have a constant value as in the accuracy evaluation above, but changes very rapidly over time. Third
The analog values shown by 11 in Figures a and b are typical examples of spot measurement waveforms of analog data, which are often seen in temperature measurement, flow rate measurement, etc., where a is a sharp rising waveform and b is a sudden falling waveform. This is what is shown. The causes of dynamic error occurrence will be explained with reference to waveform 11 in FIG. What is dynamic error?
It is determined by the quality of the tracking characteristics to the changing waveform. 1st
In the block diagram shown in the figure, the noise filter 2 and preamplifier 3 are thought to mainly occur.
It is. The dynamic error of the preamplifier 3 is determined by the semiconductor elements and capacitive elements that make up the preamplifier 3, but for the former, many types of semiconductor elements have been developed that can obtain sufficient high frequency characteristics for the rate of change (frequency) of analog data. For the latter, both can be ignored as dynamic error factors by adopting a direct current amplification type (DC amplifier) that does not include a capacitive element in the signal line.

これに対しノイズフイルター2はその本来の目
的が外乱防止である為に、一定レベル以上のノイ
ズリダクシヨンを得ようとすると必然的に大きな
時定数を持つことになる。この時定数が動的誤差
の主要因である。第3図の11の波形をこのノイ
ズフイルターに通した時の応答を解析して動的誤
差要因について説明する。
On the other hand, since the original purpose of the noise filter 2 is to prevent disturbances, it inevitably has a large time constant when trying to obtain noise reduction above a certain level. This time constant is the main cause of dynamic errors. The dynamic error factors will be explained by analyzing the response when the waveform No. 11 in FIG. 3 is passed through this noise filter.

第2図のフイルターにノイズリダクシヨン
60dBを持たせる為、次の値を選定する。
Noise reduction in the filter shown in Figure 2
In order to have 60dB, select the following value.

R1=R2=1.5(kΩ) C=100(μF) これより本回路の時定数Tは下記の通りとな
る。
R 1 = R 2 = 1.5 (kΩ) C = 100 (μF) From this, the time constant T of this circuit is as follows.

T=C×(R1+R2)=300(ms) 一方第3図14の波形を時間の関数で表わすと OUT(0―t2);t=0〜t2間の値(第3図1
4) a;t0→t1の傾き T;時定数 u(t―ti);ユニツト関数 となる。これより動的誤差δは次式となる。
T = C × (R 1 + R 2 ) = 300 (ms) On the other hand, if the waveform in Figure 3 14 is expressed as a function of time, v OUT (0-t 2 ); value between t = 0 and t 2 (Fig. 3 1
4) a: slope of t 0 → t 1 T: time constant u(t-t i ): becomes a unit function. From this, the dynamic error δ becomes the following equation.

この式より誤差は、傾きa、時定数T、時間t
の関数で表わされることが解る。傾きaが大であ
る(すなわち急激に変化する)程、時定数Tが大
である(すなわち応答遅れが大である)程、動的
誤差は大きくなる。
From this formula, the error is: slope a, time constant T, time t
It can be seen that it is expressed as a function. The larger the slope a (that is, it changes rapidly) and the larger the time constant T (that is, the larger the response delay), the larger the dynamic error becomes.

ここで a=1 T=0.3 t0=0 t1=1 とした時のt1の時点での誤差率Edを求めてみ
る。
Let us now calculate the error rate E d at time t 1 when a=1 T=0.3 t 0 =0 t 1 =1.

d=δ/viot1≒30(%) viot1;t1の時点での真値(第3図13) 測定者が第3図11波形中t1〜t2の値、すなわ
ちaを得ようとする時非常に大きな誤差が発生す
ることがわかる。Ed(第3図15)はt1におけ
る誤差である。
E d = δ/v io t 1 ≒ 30 ( % ) v io t 1 ; true value at the time of t 1 (Fig. 3, 13). That is, it can be seen that a very large error occurs when trying to obtain a. E d (FIG. 3, 15) is the error at t 1 .

最近の高度なシステムにおいては、アナログデ
ータを実時間かつ高精度に得たいという強い要求
がある。しかし従来の測定法ではこの動的誤差に
対する対策が行なわれていなかつたのみならず、
見過ごされている場合が多かつた。
In recent advanced systems, there is a strong demand for obtaining analog data in real time and with high precision. However, conventional measurement methods not only do not take measures against this dynamic error, but also
It was often overlooked.

本発明の目的は、上述のごとくアナログデータ
測定時に発生する動的誤差を逐次補正して高精度
なアナログ値をとりこめる装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide an apparatus that can capture highly accurate analog values by sequentially correcting dynamic errors that occur during analog data measurement as described above.

補正は動的誤差が大の部分について行わせる様
にする。補正の考え方の要点は次の通りである。
Correction is performed for the portion where the dynamic error is large. The main points of the amendment concept are as follows.

アナログ波形は不特定の曲線である。よく知ら
れている様に全ての曲線はランプ関数の集合とし
て表現可能である。又アナログデータの性格とし
て、立ち上がり、立ち下がりの急激な変化時一次
関数に近似するという性質がある。(検出器等の
特性による)。これらの条件から、デイジタル変
換後のデータに対しその波形を学習・記憶し波形
安定時より逐次補正するという手法が可能であ
る。
Analog waveforms are unspecified curves. As is well known, all curves can be expressed as a set of ramp functions. Also, a characteristic of analog data is that it approximates a linear function when there is a sudden change in rise or fall. (Depending on the characteristics of the detector, etc.) From these conditions, it is possible to learn and store the waveform of data after digital conversion, and to perform corrections sequentially from when the waveform is stable.

主に本発明では急激変化点に注目し、測定法で
はスポツト的測定法を前提としている。
The present invention mainly focuses on abrupt change points, and the measurement method is based on a spot measurement method.

第4図は本発明の補正装置7の一実施例を示
し、第6図のごとくA―D変換器4とデータ読取
装置5の中間に配置される。装置は第4図におい
て傾き検出タイミング記憶装置21、誤差算出装
置22、補正装置23により構成される。前述の
式(1)のとおり、傾きと時定数により動的誤差は決
定されるから補正要個所認識の定数として定数
C1を次式で定める。
FIG. 4 shows an embodiment of the correction device 7 of the present invention, which is placed between the AD converter 4 and the data reading device 5 as shown in FIG. The apparatus is comprised of a tilt detection timing storage device 21, an error calculation device 22, and a correction device 23 in FIG. As shown in equation (1) above, the dynamic error is determined by the slope and time constant, so a constant is used as a constant for recognizing the correction points.
Define C1 using the following formula.

C1=a×T 但しa:傾き T;時定数 傾き検出装置21では一定ピツチで入力するデ
イジタル値の各サンプリングポイント間の差分
(Δvi)より傾きを求める。
C1=a×T where a: slope T: time constant In the slope detection device 21, the slope is determined from the difference (Δv i ) between each sampling point of the digital values input at a constant pitch.

a=Δvi/tp 但しtp;サンプリングピツチ この時 a×ti>C1 ならばサンプリングポイント(ti)を ti〕0(補正要因学習開始) として記憶する。こうして毎回傾き計算を行いな
がら、安定点を探していく(第5図のt6)。t6が得
られた段階より誤差計算装置22が動作し誤差を
次式により算出する。
a=Δv i /t p where t p ;sampling pitch If a×t i >C1 at this time, the sampling point (t i ) is stored as t i ]0 (correction factor learning start). In this way, we search for a stable point while calculating the slope each time (t 6 in Figure 5). From the stage when t 6 is obtained, the error calculation device 22 starts operating and calculates the error using the following equation.

但しt0;補正要因学習開始タイミング 続いて補正装置23が動作し入力値に対し誤差値
を加え出力vpを得る。
However, t 0 : Correction factor learning start timing Subsequently, the correction device 23 operates and adds an error value to the input value to obtain an output v p .

p=vio+δi 但しvio;デイジタル変換後アナログ入力値補
正終了タイミングは C2;終了タイミング用定数 とし、動的誤差の影響が無視しうる状態とする。
本装置はハードウエアによる構成、ソフトウエア
による構成いづれも比較的簡単に実現可能であ
る。
v p = v io + δ i However, v io ; The end timing of analog input value correction after digital conversion is C2: A constant for end timing, so that the influence of dynamic errors can be ignored.
This device can be realized relatively easily in both hardware and software configurations.

以上の様な装置を測定系に挿入することにより
第4図の波形でt6以降のデータの誤差は折線近似
によるものだけとなり精度は格段に向上する。
By inserting the above-mentioned device into the measurement system, the error in the data after t 6 in the waveform of FIG. 4 is only due to the broken line approximation, and the accuracy is greatly improved.

本発明の最も有効な利用法はスポツト的測定で
あり、具体的には熱電対を用いた高温測定、流量
測定、ガス濃度測定等、非常に幅広い範囲にわた
る。これらの測定波形はこほとんどが第5図の様
な曲線を示し、本装置未実装の測定系では最大数
10%の総合誤差が発生するであろう。
The most effective method of utilizing the present invention is spot measurement, which covers a very wide range of applications, including high temperature measurement using thermocouples, flow rate measurement, and gas concentration measurement. Most of these measured waveforms show curves like those shown in Figure 5, and the maximum number of waveforms in the measurement system not equipped with this device is
A total error of 10% will occur.

第5図は本発明のときの波形を示すもので、3
1は元入力、32は折線近似波形、33はフイル
ター通過後波形、34は補正後波形を示してい
る。
FIG. 5 shows waveforms in the case of the present invention.
1 represents the original input, 32 represents the waveform approximated by a broken line, 33 represents the waveform after passing through the filter, and 34 represents the waveform after correction.

本発明はアナログ測定全般に適用できるのみな
らず、応答おくれを含む系における補正方法を示
しており適用は多岐にわたる。
The present invention is not only applicable to analog measurements in general, but also describes a correction method for a system including response lag, and has a wide variety of applications.

具体的応用例としては、製鋼プロセスにおける
溶鋼温度測定、同プロセスにおける酸素流量制御
トンネル換気における排ガス測定等がある。
Specific application examples include molten steel temperature measurement in the steelmaking process and exhaust gas measurement in oxygen flow rate controlled tunnel ventilation in the same process.

本発明の結果、動特性に優れたより高精度のア
ナログ測定系を実現することができた。
As a result of the present invention, a more accurate analog measurement system with excellent dynamic characteristics could be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来行なわれてきたアナログデータ測
定ブロツクダイアグラム、第2図はノイズフイル
ター回路例、第3図はノイズフイルター通過によ
る動的誤差、第4図はアナログデータ動的誤差補
正装置実施例、第5図は第3図の波形を拡大した
もので動的誤差補正原理説明図、第6図はアナロ
グデータ動的誤差補正付測定装置ブロツクダイア
グラム。 1……検出器、2……ノイズフイルター、3…
…プリアンプ、4……A―D変換器、5……デー
タ読取器、6……タイミングデコーダー、7……
動的誤差補正装置。
Fig. 1 is a block diagram of a conventional analog data measurement, Fig. 2 is an example of a noise filter circuit, Fig. 3 is a dynamic error caused by passing through a noise filter, Fig. 4 is an example of an analog data dynamic error correction device, Fig. 5 is an enlarged waveform of Fig. 3 and is a diagram explaining the principle of dynamic error correction, and Fig. 6 is a block diagram of a measuring device with analog data dynamic error correction. 1...detector, 2...noise filter, 3...
...Preamplifier, 4...A-D converter, 5...Data reader, 6...Timing decoder, 7...
Dynamic error correction device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 アナログフイルタの出力信号の補正方法にお
いて、該フイルタの入力信号に対する出力信号を
あらかじめ定められたサンプリング周期でサンプ
リングし、該サンプリング周期ごとに該出力信号
の傾きaを演算し、該傾きと該フイルタの時定数
Tとの積があらかじめ定められた値C1よりも大
きくなつた時点から該出力信号の補正を開始さ
せ、当該時点の該出力信号の傾きを表わす直線と
該フイルタの入力信号の定常値を表わす直線との
2直線近似された値との差分をサンプリング時点
ごとに演算し、該出力信号の補正をおこなうこと
を特徴とするアナログ信号の動的誤差補正方法。
1 In a method for correcting an output signal of an analog filter, the output signal corresponding to the input signal of the filter is sampled at a predetermined sampling period, the slope a of the output signal is calculated for each sampling period, and the slope and the filter are The correction of the output signal is started from the time when the product of the time constant T and the time constant T becomes larger than a predetermined value C1 , and the straight line representing the slope of the output signal at that time and the steady state of the input signal of the filter are A method for correcting dynamic errors in analog signals, characterized in that the difference between a straight line representing a value and a value approximated by two straight lines is calculated at each sampling time point, and the output signal is corrected.
JP2772679A 1979-03-12 1979-03-12 Dynamic error correcting method for analog signal Granted JPS55121108A (en)

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JPS55121108A JPS55121108A (en) 1980-09-18
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63163599U (en) * 1987-04-09 1988-10-25
JPH0637316U (en) * 1992-10-23 1994-05-17 カルタス株式会社 Waist protection

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63163599U (en) * 1987-04-09 1988-10-25
JPH0637316U (en) * 1992-10-23 1994-05-17 カルタス株式会社 Waist protection

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