JPS62274419A - アナログ入力装置 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は制御用計算機のアナログ入力装置に係り、特に
周囲温度による影響が無視できないセンサ信号に好適な
アナログ入力装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のアナログ入力装置では、たとえば特開昭５５−１
２９８３１号公報に記載のようにアナログ入力信号と測
定物理量たとえば温度との非直線性に対しては補正する
方法がとられていた。しかしアナログ入力信号の周囲温
度により影響の点については補正を行なう配慮がされて
いなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術はアナログ入力信号の周囲温度条件につい
ては配慮されておらず、制御用計算機が別途に周囲温度
測定信号を取り込み、計算機内のソフトウェアにより周
囲温度の影響を補正していた。そのためソフトウェアが
繁雑となり、特に多数のセンサ信号を取り扱うシステム
では処理速度を制限するなどの問題点があった。

本発明の目的はアナログ入力装置側でアナログ入力信号
の周囲温度による影響を補正することにより、計算機の
ソフトウェアの負担を軽減できるアナログ入力装置を提
供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、周囲温度測定用センサからの信号を取り込
む手段と、その周囲温度測定信号に基づき周囲温度の影
響を受ける検出器からのアナログ入力信号のデータを補
正するための温度補正データを予め設けた温度補正デー
タ記憶回路（変換用記憶回路）から選択するなどして求
め、このデータと上記アナログ信号のデータと補正演算
することにより、アナログ信号の周囲温度による影響を
補正したデータをうる手段とを有するアナログ入力装置
により達成される。

〔作用〕 上記手段のアナログ入力装置では、周囲温度測定信号に
基づきアナログ入力信号の周囲温度による影響を補正し
たデータを入力装置側でうろことができる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を第１図ないし第７図により説
明する。

まず第２図は本発明によるアナログ入力装置の一実施例
を示す制御用計算機システムの全体構成図である。第２
図において、１，２は従来のアナログ入力装置、３は任
意の物理量測定用検出器（センサ）、４は周−囲温度測
定用検出器（センサ）、５は中央処理装置、６は本発明
による温度補償付きアナログ入力装置である。

この構成で、アナログ入力袋［１，２，６は検出器３．
４からのアナログ信号１ｏ〜１．、Ｉｏ’〜工、ｌを図
示のようにそれぞれ取り込み、Ａ／Ｄ変換によりディジ
タル値に変換する。ついで中央処理装置１！５からのア
ドレス・バスの信号によるデータ転送要求時に、アナロ
グ入力装置１，２．６からデータ・バスにＡ／Ｄ変換デ
ータを送出する。

また中央処理装置５からアナログ入力袋［１，２゜６へ
データをセットする場合には、アドレス・バスの信号に
より任意のアナログ入力装置１，２゜６が選択され、デ
ータ・バスの信号がセットされる。これらのデータの流
れは中央処理装置５の制御信号によって決定される。検
出器３は任意の物理量測定用の検出器（センサ）であり
、検出器４は周囲温度測定用の検出器（センサ）である
、同図に説明上から付加する従来技術ではアナログ入力
装置１．２から別途に取り込んだ任意の物理量測定用検
出器３のアナログ信号Ｉｏ＝１．のデータと、周囲温度
測定用検出器４の周囲温度測定信号Ｉｏ’〜Ｉｌｌ′の
データとから中央処理袋［５のソフトウェアにより温度
補正演算を行なっている。

これに対し本発明によればアナログ入力装置ｉ！６から
取り込んだ任意の物理量（たとえば温度など）測定用検
出器３のアナログ信号工ｏ−Ｉｎのデータと、周囲温度
測定用検出器４の周囲温度測定信号Ｉｏ’のデータとか
らアナログ入力袋５！６により温度補正演算を行ない、
温度補正されたデータをデータ・バスに送出する。

第１図は本発明によるアナログ入力装置６の一実施例を
示す全体構成図である。第１図において。

１０１はノイズ除去用のフィルタ回路、１ｏ２はアナロ
グ信号を選択するアナログマルチプレクサ回路１０３は
可変増幅回路、１ｏ４はＡ／Ｄ変換回路、１０５は温度
補正用加算回路（演算回路）、１０６は物理量との直線
性補正データを格納するＲＯＭ回路（変換用記憶回路）
、１０７は周囲温度データをラッチするレジスタ、１０
８は周囲温度補正データを格納するＲＯＭ回路（変換用
記憶回路）１０９はデータ記憶回路、１１０は検出器３
の種類の番号に対応する指定モード記憶回路、１１１は
データ記憶回路１０９の読出しアドレス用ゲート回路、
１１２は走査制御回路、１１３はメモリ制御回路、１１
４はデータ記憶回路１０９の書込みアドレス用ゲート回
路である。

この構成で、任意の物理量（たとえば温度）測定用の検
出器３からのアナログ入力信号Ｉｏ〜工、と周囲温度測
定用検出器４からの周囲温度測定信号Ｉｏ’はアナログ
入力装置ｉ１６のフィルタ回路１０１によりノイズ成分
を除去され、アナログマルチプレクサ１０２により順次
に選択される。この選択された信号は増幅回路１０３に
より検出器３の種類（特性）に応じてたとえば入力電力
が最大数１０ｍＶのレベルからＡ／Ｄ変換回路１０４の
フルスケール１０ｖのレベルまで増幅されたのち、増幅
された信号はＡ／Ｄ変換回路１０４によりディジタル値
に変換される。変換されたアナログ入力信号工。〜工、
のデータは加算回路１０５に送られ、変換された周囲温
度測定信号Ｉｏ’のデータはレジスタ回路１０７にセッ
トされる。加算回路１０５は送られたアナログ入力信号
Ｉｏ〜工。のデータとレジスタ回路１０７にセットされ
た周囲温度測定信号Ｉｏ’のデータに対応するＲＯＭ回
路１０８の周囲温度補正データとを加算して周囲温度の
影響分を補正する０周囲温度補正後のデータはＲＯＭ回
路１０６により測定物理量と直線的関係にある最終ディ
ジタル値に変換され、データ記憶回路１０９にセットさ
れる。

第３図は第１図の走査制御回路１１２の走査制御のタイ
ムチャートである。上記一連の動作は走査制御回路１１
２によりタイミング制御される。

まず走査アドレス信号Ｓ＾によりアナログマルチプレク
サ回路１０２を介してアナログ入力信号Ｉｏ〜工。およ
び周囲温度測定信号Ｉｏ’が順次に選択されると同時に
、指定モード記憶回路１１０に予め検出器３の種類（特
性）に応じて設定されたデータにより可変増幅回路１０
３のゲインが設定される。ついで選択されたアナログ入
力信号Ｉ。

〜エイおよび周囲温度測定信号工′が安定した時点が変
換スタート信号Ｓｔが出力され、変換スタート信号ＳＴ
によりＡ／Ｄ変換回路１０４を介してアナログ入力信号
Ｉｏ’＝Ｉｆｉおよび周囲温度測定信号Ｉｏ’が順次に
ディジタル値に変換開始される。

ついでＡ／Ｄ本換が終了したのち指定モード記憶回路１
１０からの検出器３の種類の番号に対応する指定モード
のデータとＡ／Ｄ変換データとに基づき、Ａ／Ｄ＊換デ
ータとＲＯＭ回路１０８からの周囲温度補正データとが
加算回路１０５を介して加算され、得られた周囲温度補
正済みのＡ／Ｄ変換データからさらにＲＯＭ回路１０６
を介して測定物理量との直線化補正された最終ディジタ
ル値のデータが得られた時点で、変換終了信号Ｓ２が順
次にメモリ制御回路１１３に出力される。変換終了信号
ＳＥに基づきメモリ制御回路１１３はゲート回路１１４
を開き、走査アドレス信号Ｓ＾に対応したデータ記憶回
路１０９内の領域にＲＯＭ回路１０６からの最終ディジ
タル値をセットする。ただし周囲温度測定信号Ｉｏ’が
選択された時には走査制御回路１１２からの信号Ｓｃに
よりＡ／Ｄ変換回路１０４からのＡ／Ｄ変換データがレ
ジスタ１０７にセットされる。また中央処理袋！！ｆ５
からのアドレス・バスの信号によるデータ転送要求があ
る時には、メモリ制御回路１１３は中央処理袋Ｗｔ５か
らの制御信号に基づいてゲート回路１１１を開き、該当
アドレスに対応するデータ記憶回路１０９内の最終ディ
ジタル値のデータをデータ・バスに送出する。さらに中
央処理装置５から指定モード記憶回路１１０内に指定モ
ードのデータをセットする場合には、メモリ制御回路１
１３はアドレス・バスの信号に対応する指定モード記憶
回路１１０内の領域にデータ・バスの信号をセットする
よう動作する。

第４図は第１図のＲＯＭ回路１０８およびＲＯＭ回路１
０６のアドレスマツプ図である。上記ＲＯＭ回路１０８
にはアナログ入力信号工０〜工、に対する周囲温度の影
響を補正するための周囲温度補正データが第４図に示す
ように予め書き込まれている。ただしこの場合のアドレ
スＡ／Ｄ変換データは周囲温度測定信号Ｉｏ’に対応す
るレジスタ回路１０７内のデータである。またＲＯＭ回
路１０６には最終ディジタル値が測定物理量と直線的関
係になるように変換するためのアナログ入力信号工０〜
工、に対する測定物理量との直線化補正する直線性補正
データが同じく第４図に示すように予め書き込まれてい
る。ただしこの場合のアドレスのＡ／Ｄ変換データは加
算回路１０５の出力データに対応するデータである。第
４図におイＹ−ＲＯＭ　回路１０８（またはＲＯＭ回路
１０６）の指定モードのデータおよびＡ／Ｄ変換データ
のレジスタ回路１０７のデータ（または加算回路１０５
の出力データ）に対応するアドレス領域Ｘ０ＯＯＯＸＦ
ＦＦＦ内に６４＃Ｏ’７−ドの周［温度補正データ（ま
たは測定物理量との直線性補正データ）の情報が予め書
き込まれる。ただし１ワードは１２ビツト構成である。

これより指定モード記憶回路１１０からの指定モードの
データにより任意の４キロワードの指定モードｘＯ〜Ｘ
Ｆ対応の補正データ（変換データ）＃Ｏ〜＃Ｆの周囲温
度補正データ（または測定物理量との直線性補正データ
）が選択され、かつＡ／Ｄ変換データのレジスタ回路１
０７のデータ（または加算回路１０５の出力データ）に
より上記４キロワード内の任意の１ワードのＡ／Ｄ変換
データのレジスタ回路１０７のデータ（または加算回路
の出力データ）に対応した周囲温度補正データ（または
測定物理量との直線性補正データ）が選択される。した
がって第４図のＲＯＭ回路１０８およびＲＯＭ回路１０
６の例では検出器３の１６種類の脱性に対して周囲温度
の影響を補正する特性変換および測定物理量との直線化
補正する特性変換が可能である。

第５図は第１図（第２図）の検出器３が測定物理量とし
て温度を検出する熱電対の場合の各種熱電対の熱起電力
特性表を例示する説明図である。

第５図において８種類の各種熱電対の周囲温度が０”Ｃ
の場合の測定温度Ｔ”Ｃに対する熱起電力（ｍＶ）の特
性表が例示されている。この場合、可変増幅回路１０３
のゲイン設定にはフルスケールＩＯＶのＡ／Ｄ変換回路
１０４により効率よいデータ変換を可能にすべく、図中
の■の出力レベル１０ｍＶ程度の熱電対に対してはゲイ
ン１０００倍、■の出力レベル２０ｍＶ程度の熱電対に
対してはゲイン５００倍、■の出力レベル４０〜５０　
ｍ　Ｖ程度の熱電対に対してはゲイン２００倍の３種類
のゲイン設定を行なえばよい。

第６図は第１図（第２図）の検出器３が第５図に示す特
性の各種熱電対の場合の指定モード記憶回路１１０の指
定モード設定内容を例示する説明図である。第６図にお
いて、第５図の起電力特性の８種類の熱電対に対して、
熱電対の種類の番号１〜８に対応する指定モードＸ０−
Ｘ７を設定し。

指定モードＸ０−Ｘ７に対応して上記増幅回路１０３（
７３３種類のゲイン１ＯＯ０，５００，２００倍を熱雷
対の出力レベルに基づき設定するとともに、指定モード
ｘＯ〜ｘ７に対応して上記ＲＯＭ回路１０８およびＲＯ
Ｍ回路１０６のアドレスＸ０ＯＯＯ−Ｘ７ＦＦＦを設定
する。

第７図は第１図（第２図）の検出器３が第５図（第６図
）に示す熱電対の場合の加算回路１０５およびＲＯＭ回
路１０８による周囲温度補正方法を例示する説明図であ
る。第７図において、任意の熱電対の種類の周囲温度が
０℃の場合に測定温度Ｔ”Ｃに対する熱起電力Ｖｔ（ｍ
Ｖ）の特性が示されている。いま実際の検出器（熱電対
）３による測定温度Ｔ’Ｃの検出時には、周囲温度測定
用検出器４からの周囲温度側定信号Ｉｏ’により周囲温
度Ｔａのデータが得られてレジスタ回路１０７に設定さ
れる。指定モード記憶回路１１０からの熱電対の種類の
番号に対応する指定モードと上記レジスタ回路１０７の
周囲温度Ｔ＆に対応のデータに基づき熱電対の周囲温度
Ｔａにおける熱起電力ΔＶａのデータがＲＯＭ回路１０
８により得られる。このとき実際の検出器（熱電対）３
からのアナログ入力信号Ｉｏ〜工、により得られる熱起
電力Ｖのデータは周囲温度ＴａのためＶ＝（Ｖｒ−ΔＶ
ａ）となっている。したがって加算回路１０５により周
囲温度Ｔ＆における測定温度Ｔ”Ｃの実際の熱起電力Ｖ
のデータと周囲温度Ｔ＆における熱起電力ΔＶ＆のデー
タの和（Ｖ＋ΔＶａ）＝Ｖｔが演算され、周囲温度の影
響を補正した熱起電力ＶＴのデータが得られる。得られ
た熱起電力ＶＴのデータをＲＯＭ回路１０６を介して特
性変換することにより熱起電力７丁データの測定温度（
ｉｍ定物理量）Ｔ’Ｃに対する非直線性が補正され、最
終ディジタル値として測定物理量である温度Ｔとの直線
性を補正して直線近似したデータを得ることができる。

上記実施例では、予め検出器の種類（特性）に応じて指
定モードおよびゲインを設定しておき、Ａ／Ｄ変換動作
はサイクリックに行なうため、ソフトウェアの常時処理
はデータ取り込み処理のみなので、ソフトウェアの負担
が大幅に低減される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、周囲温度の影響を無視できないアナロ
グ入力を予めアナログ入力装置側で補正できるので、ソ
フトウェアの繁雑さおよび負担が大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアナログ入力装置の一実施例を示
す構成図、第２図は同じくシステム構成図、第３図は第
１図の走査制御タイムチャート、第４図は第１図のＲＯ
Ｍ回路内アドレスマツプ図。 第５図は第１図（第２図）の検出１１ｔ（熱電対）の出
力（熱起電力）特性側図、第６図は同じく指定モード設
定説明図、第７Ｉ！ｌは同じく周囲温度補正説明図であ
る。 ３・・・検出器、４・・・周囲温度測定用検出器、５・
・・中央処理装置、６・・・温度補償付きアナログ入力
装置。 １０３・・・増幅回路、１０４・・・Ａ／Ｄ変換回路。 １０５−・・加算回路、１０６，１０８・ＲＯＭ回路（
変換用記憶回路）、１０７・・・レジスタ回路。 １０９・・・データ記憶回路、１１０・・・指定モード
記憶回路、１１２・・・走査制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周囲温度による影響を受ける検出器からのアナログ
   信号を取り込む手段と、取り込んだアナログ信号をディ
   ジタル信号に変換する手段とからなるアナログ入力装置
   において、上記検出器の周囲温度を検出する温度検出器
   からの周囲温度測定信号を取り込む手段と、取り込んだ
   周囲温度測定信号に基づき上記アナログ信号のデータの
   周囲温度による影響を補正するための周囲温度補正デー
   タを求め上記アナログ信号のデータと補正演算すること
   により上記アナログ信号の周囲温度による影響を補正し
   たデータをうる手段とを有するアナログ入力装置。 ２、上記周囲温度補正データは予め設けた周囲温度補正
   データを格納する変換用記憶回路内のデータより選択す
   るようにした特許請求の範囲第１項記載のアナログ入力
   装置。