JPS63167217A - センサ信号処理回路 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、指数関数的に増加するセンサ出力電圧を処理
するに適したセンサ信号処理回路に係り、特にセンサ出
力信号の小信号領域における制度向上を計るセンサ信号
処理回路に関する。

従来の技術 第３図は従来のセンサ信号処理回路のブロック図である
。センサ１の出力電圧は、ローパスフィルタ２を通して
Ａ／Ｄコンバータ３に加えられ、このＡ／Ｄコンバータ
３でＡ／Ｄ変換された後マイクロコンピュータでそのデ
ジタル量が算出される。この算出された結果によりセン
サの置かれている状態を認識して、各種制御処理を行っ
ている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような回路ではセンサ出力電圧が指数関数
的に変化する場合、その出力レベルが低い範囲でのＡ／
Ｄ変換値の精度が得にくい。例えば、センサ出力電圧の
最大値が５Ｖのものに対して８ビツトのＡ／Ｄコンバー
タを使用した場合、１ビツトの情報即ち最小分解能は５
Ｖ／２”″−２抛Ｖであるため、Ａ／Ｄ変換値には最大
２０ｍＶの検出誤差が生じ、第１表に示す如くセンサ出
力電圧が小さくなるほど検出誤差は大きくなり、２０ｍ
Ｖ未満では検知不可能となってしまう。この場合±５χ
の読み取り精度が要求されるとしたら、センサ出力電圧
が０．４　Ｖ〜５Ｖまでの範囲しか使用できない。

この検出範囲を拡大するために１０ビツトのＡ／Ｄコン
バータを使用したとすると、最小分解能は５／２”　＃
５ｍＶとなり、第１表に示す如く前記８ビツトのＡ／Ｄ
コンバータを用いた時の２Ｏｎ＋Ｖ以下の出力電圧を読
み取ることができ、±５χ精度範囲も０．１ｖ〜５ｖと
広くなるが、それでも、低い出力レベルでは検出誤差は
大きく、また±５％の精度範囲も十分に得られないとい
った問題があった。

センサ出力電圧に対する検出誤差 第１表 本発明は、このような従来の問題点を鑑みなされたもの
で、センサ出力電圧の低いレベルにおいても、ビット数
の少ないＡ／Ｄコンバータをもちいて精度を向上させる
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、増幅器により増
幅されたセンサ出力信号をＡ／ＤコンバータによりＡ／
Ｄ変換するセンサ信号処理回路において、前記センサ出
力信号のレベルを検出する検出手段と、該検出手段で検
出されたレベルに応じて前記増幅器の増幅度を可変する
手段と、前記Ａ／Ｄコンバータで変換された値を該増幅
度に応じた値で除算する手段とを設けたことを特徴とす
るセンサ信号処理回路である。

作　　　用 本発明によれば、センサ出力信号レベルが小さければ増
幅度を大きくし、レベルが大きければ増幅度を小さくし
てＡ／Ｄコンバータに入力しているため、小信号領域で
も十分な精度をもって変換できる。

発明の実施例 以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である第１図に
おいて、第３図と同等機能を有する部分には同一符号を
付した。

図に示すように、１１はセンサｌの出力レベルを検出す
る検出手段であり、コンパレータ１２．１３を有する。

コンパレータ１２．１３の夫々の基準電圧Ｅいｒ！、８
は夫々例えば０．０５Ｖ、０．５Ｖに設定される。

この基準電圧Ｅ、、　Ｅ、はセンサ出力電圧を第２図に
示すように夫々センサ出力電圧の変化が極めて小さい領
域Ａ、やや小さい領域Ｂ、大きい領域Ｃに区分するため
の基準値である。１４は検出手段１１で検出されたレベ
ルに応じて増幅器１７の増幅度を可変する増幅度調整手
段であり、トランジスタ１５．１６を有する。１８はＡ
／Ｄコンバータ、１９はポートｐ、、　ｐ、　　の状態
からセンサ出力電圧の領域を判定し、各領域ごとの増幅
度に応じた値でＡ／Ｄ変換器１８の出力から求められた
値を除算する機能を有するマイクロコンピュータである
。尚、増幅器１７の抵抗Ｒｌ＝　Ｒａは次の関係を満た
す値に設定される。

注）本実施例ではＲ，＝■ 次に、この動作について説明する。

先ず、センサ１の出力電圧がｏ、　ｏ　ｓ　ｖ以下のＡ
領域であれば、コンパレータ１２．１３の出力は共に１
Ｈ”となり、マイクロコンピュータ１９０入カポート２
０のポートｐ、、　Ｒ２に加えられると共に、トランジ
スタ１５．１６をオンさせる。これにより、増幅器１７
の増幅度は、 Ｒ重＋Ｒ４ Ｒ４ 即ち、１００倍となるためセンサ１の出力電圧は１００
倍に増幅されてＡ／Ｄコンバータ１８でＡ／Ｄ変換され
、マイクロコンピュータ１９に読み取られる。

また、センサ１の出力電圧がｏ、　ｏ　ｓ　ｖ以上で０
゜５Ｖ以下のＢ　ｊｌ域であれば、コンパレータ１２の
出力は“Ｌ”、コンパレータ１３の出力は“Ｈ”となり
、マイクロコンピュータ１９の入力ボート２０のボート
Ｐ１、Ｒ２にそれぞれ加えられると共に、トランジスタ
１５をオフ、トランジスタ１６をオンさせる。

これにより増幅器１７の増幅度は、 ＲＩ＋Ｒｆｆｉ＋Ｉ？４ Ｒ＋＋Ｒｚ 即ち、１０倍となるためセンサ１の出力電圧は１０倍に
増幅されてＡ／Ｄコンバータ１８でＡ／Ｄ！換され、マ
イクロコンピュータ１９に読み取られる。

また、センサ１の出力電圧が０．５ｖ以上の０Ｍ域であ
れば、コンパレータ１２．１３の出力は共に“Ｌ”とな
り、マイクロコンピュータ１９の入力ポート２０のボー
トＰＩ、Ｐ２にそれぞれ加えられると共に、トランジス
タ１５．１６をオフにする。これにより増幅器１７の増
幅度は、 Ｒ１＋　Ｒ２＋　Ｒ３＋　Ｒ２ Ｈ，＋Ｒ，−１Ｒ。

即ち、１倍となるためセンサ１の出力電圧は、そのまま
Ａ／Ｄコンバータ１８でＡ／Ｄ変換されてマイクロコン
ピュータ１９に読み取られる。

一方、マイクロコンピュータ１９はボートＰＩＳＰ２の
状態からセンサｌの出力電圧領域を判別し、各領域に応
じてＡ／Ｄコンバータ１８から読み取った値を除算する
。例えば、センサ出力電圧がＡ領域であればＡ／Ｄ変換
値を百分の−とし、Ｂ領域であれば同じ（十分の−とし
、またＣ領域であれば同じく一分の−とする。

従って、センサ出力電圧が非常に低い値、例えば０．Ｏ
Ｉ　Ｖ　（Ａｔｌ域）を示しているときには増幅器１７
で１００倍に増幅されて１ｖとしてＡ／Ｄ変換されるが
マイクロコンピュータ１９では、該出力電圧がＡ％ｐ域
であることを判別し、該変換値を１００で除算して０．
ＯＩＶとして検出することができる。

本実施例におけるセンサ出力電圧と検出誤差について、
従来例の第１表と対比すると、第２表に示すように、８
ビツトＡ／Ｄコンバータを用いた場合センサ出力電圧が
小さくなっても検出誤差は小さく、±５％の読み取り精
度は０．００４〜５ｖとなり、１０ビツトＡ／Ｄコンバ
ータを用いた場合は前期８ビツトＡ／Ｄコンバータを用
いた場合に比して、更に検出誤差は小さくなり、±５％
読み取り精度も広くなる。

センサ出力電圧に対する検出誤差 第２表 本実施例では、入力領域Ａ、Ｂ、Ｃの３領域に分割した
例を示したが必要により領域を増減してもよく、また各
領域の増幅度及びそれに対応する除算値も任意に設定可
能である。

発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明によればＡ／Ｄコ
ンバータのビット数を増加させることなくセンサ出力電
圧の低いレベルにおける精度の向上を計ることができ、
精度範囲も広くなる。　　−

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図はセンサの
出力電圧特性、第３図は従来のブロック図である。図に
おいて、１はセンサ、２はローパスフィルタ、３はＡ／
Ｄコンバータ、４はマイクロコンピュータ、１１は検出
手段、１２．１３ハコンパレータ、１４は増幅度調整手
段、１５．１６はトランジスタ、１７は増幅器、１８は
Ａ／Ｄコンバータ、１９はマイクロコンピュータ、Ｖｃ
ｃは直流電圧、ＥｌはＡ領域の基準電圧、Ｅ２はＢ領域
の基準電圧である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 増幅器により増幅されたセンサ出力信号をＡ／Ｄコンバ
   ータによりＡ／Ｄ変換するセンサ信号処理回路において
   、前記センサ出力信号のレベルを検出する検出手段と、
   該検出手段で検出されたレベルに応じて前記増幅器の増
   幅度を可変する手段と、前記Ａ／Ｄコンバータで変換さ
   れた値を該増幅度に応じた値で除算する手段とを設けた
   ことを特徴とするセンサ信号処理回路。