JPS6362040B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6362040B2 JPS6362040B2 JP55150416A JP15041680A JPS6362040B2 JP S6362040 B2 JPS6362040 B2 JP S6362040B2 JP 55150416 A JP55150416 A JP 55150416A JP 15041680 A JP15041680 A JP 15041680A JP S6362040 B2 JPS6362040 B2 JP S6362040B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- feedback
- signal
- span
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、圧力、変位、張力、温度、光量等
の物理量を電気信号に変換する物理量変換装置に
関し、特に物理量対出力信号との間の非直線特性
を直線化補正すると共にスパンの設定と連動して
その補正量も変化させ、スパンの設定と同時に適
正補正量をも得ることができる物理量変換装置を
提供しようとするものである。
の物理量を電気信号に変換する物理量変換装置に
関し、特に物理量対出力信号との間の非直線特性
を直線化補正すると共にスパンの設定と連動して
その補正量も変化させ、スパンの設定と同時に適
正補正量をも得ることができる物理量変換装置を
提供しようとするものである。
各種の物理量を電気信号に変換する方法は、各
種考えられている。これらを大別すれば検出素子
の違いにより可変容量式、可変抵抗式、可変イン
ダクタンス式、光電変換素子を利用した方式等に
分けることができる。更にこれら各方式におい
て、一対の検出素子のインピーダンス値が互いに
差動的に変化する形式のものと、固定素子と可変
素子の組合せから成る単一可変インピーダンス形
式のものとに分けることができる。
種考えられている。これらを大別すれば検出素子
の違いにより可変容量式、可変抵抗式、可変イン
ダクタンス式、光電変換素子を利用した方式等に
分けることができる。更にこれら各方式におい
て、一対の検出素子のインピーダンス値が互いに
差動的に変化する形式のものと、固定素子と可変
素子の組合せから成る単一可変インピーダンス形
式のものとに分けることができる。
この発明はこれらのどの方式の変換装置にも適
用できるものであるが、ここでは差圧、圧力検出
器に極く一般的に用いられている差動容量式を例
示して説明することとする。
用できるものであるが、ここでは差圧、圧力検出
器に極く一般的に用いられている差動容量式を例
示して説明することとする。
第１図に従来の差動容量式の変換器を示す。図
中１１１は例えば差圧、圧力検出器のような検出
器を示す。検出器１１１には検出素子１１２，１
１３が内蔵されている。ここでは先にも説明した
ように差動容量式の検出器の場合を示すもので、
この可動容量式の検出器は一般に差圧又は圧力に
よつて変位される可動電極と、その可動電極の両
面に対向して一対の固定電極が配置され、これら
可動電極と固定電極により一対の可変容量素子が
構成され、この可変容量素子が検出素子１１２，
１１３として示されるものである。
中１１１は例えば差圧、圧力検出器のような検出
器を示す。検出器１１１には検出素子１１２，１
１３が内蔵されている。ここでは先にも説明した
ように差動容量式の検出器の場合を示すもので、
この可動容量式の検出器は一般に差圧又は圧力に
よつて変位される可動電極と、その可動電極の両
面に対向して一対の固定電極が配置され、これら
可動電極と固定電極により一対の可変容量素子が
構成され、この可変容量素子が検出素子１１２，
１１３として示されるものである。
１１４は整流回路である。この整流回路１１４
は検出素子１１２，１１３と直列接続され、その
直列回路に電源１１５から交流電圧が印加され
る。整流回路１１４を構成するダイオード１１
６，１１７は正方向の電流を取出すダイオードで
あり１１８，１１９は負方向の電流を取出すダイ
オードである。ダイオード１１６，１１７で取出
された正方向の電流は、抵抗器１２０，１２１を
通じて共通の抵抗器１２２に流れる。負方向の電
流は抵抗器１２３を共通に流れる。従つて抵抗器
１２０と１２１にはそれぞれ検出素子１１２，１
１３の値に比例した電圧が発生し、抵抗器１２２
には検出素子１１２，１１３を流れる正方向の電
流の和に対応した電圧が発生する。
は検出素子１１２，１１３と直列接続され、その
直列回路に電源１１５から交流電圧が印加され
る。整流回路１１４を構成するダイオード１１
６，１１７は正方向の電流を取出すダイオードで
あり１１８，１１９は負方向の電流を取出すダイ
オードである。ダイオード１１６，１１７で取出
された正方向の電流は、抵抗器１２０，１２１を
通じて共通の抵抗器１２２に流れる。負方向の電
流は抵抗器１２３を共通に流れる。従つて抵抗器
１２０と１２１にはそれぞれ検出素子１１２，１
１３の値に比例した電圧が発生し、抵抗器１２２
には検出素子１１２，１１３を流れる正方向の電
流の和に対応した電圧が発生する。
１２４は電源１１５の出力振幅を制御する制御
回路を示す。この制御回路１２４は差動増幅器に
よつて構成され、その一方の入力端子に抵抗器１
２２に発生した和電圧e3を与える。他方の入力端
子には抵抗器１２５，１２６で分圧した一定電圧
を与える。従つてこの制御回路１２４を構成する
差動増幅器の利得が充分大きいものとすれば、検
出素子１１２，１１３と整流回路１１４、制御回
路１２４、電源１１５によつて構成されるループ
は抵抗器１２２に発生する和電圧e3が一定値とな
るように制御される。このようにして温度変動に
より検出素子１１２，１１３の容量値が変化して
も又は電源電圧が変動しても和電圧e3を一定値と
なるように制御し検出素子１１２，１１３に一定
電圧を与えるように動作するものである。
回路を示す。この制御回路１２４は差動増幅器に
よつて構成され、その一方の入力端子に抵抗器１
２２に発生した和電圧e3を与える。他方の入力端
子には抵抗器１２５，１２６で分圧した一定電圧
を与える。従つてこの制御回路１２４を構成する
差動増幅器の利得が充分大きいものとすれば、検
出素子１１２，１１３と整流回路１１４、制御回
路１２４、電源１１５によつて構成されるループ
は抵抗器１２２に発生する和電圧e3が一定値とな
るように制御される。このようにして温度変動に
より検出素子１１２，１１３の容量値が変化して
も又は電源電圧が変動しても和電圧e3を一定値と
なるように制御し検出素子１１２，１１３に一定
電圧を与えるように動作するものである。
１２７は出力回路である。この出力回路１２７
は検出する１１２，１１３の値の差に対応した信
号を抵抗器１２８，１２９によつて取出し、その
差の量に比例した出力信号を発信する回路であ
る。この例では出力信号を電流信号として発信
し、その電流信号を２線式伝送路１３０，１３１
を通じて受信部１３２に伝送するようにした場合
を示す。即ち、抵抗器１２０，１２１に発生する
電圧e1，e2を抵抗器１２８，１２９で取出しそれ
ぞれを差動増幅器１３３の両入力端子に供給す
る。差動増幅器１３３は電圧e1，e2の偏差値を出
力し、その偏差電圧をトランジスタ１３４によつ
て電圧―電流変換し、偏差電圧に比例した電流信
号を２線式伝送路１３０，１３１に発信するもの
である。尚１３５は２線式伝送路１３０，１３１
を通じて受信部１３１から供給される電圧を安定
化して変換装置の回路に定電圧を供給するための
定電圧ダイオードであり１３６は定電流素子であ
る。
は検出する１１２，１１３の値の差に対応した信
号を抵抗器１２８，１２９によつて取出し、その
差の量に比例した出力信号を発信する回路であ
る。この例では出力信号を電流信号として発信
し、その電流信号を２線式伝送路１３０，１３１
を通じて受信部１３２に伝送するようにした場合
を示す。即ち、抵抗器１２０，１２１に発生する
電圧e1，e2を抵抗器１２８，１２９で取出しそれ
ぞれを差動増幅器１３３の両入力端子に供給す
る。差動増幅器１３３は電圧e1，e2の偏差値を出
力し、その偏差電圧をトランジスタ１３４によつ
て電圧―電流変換し、偏差電圧に比例した電流信
号を２線式伝送路１３０，１３１に発信するもの
である。尚１３５は２線式伝送路１３０，１３１
を通じて受信部１３１から供給される電圧を安定
化して変換装置の回路に定電圧を供給するための
定電圧ダイオードであり１３６は定電流素子であ
る。
このような回路において従来より出力信号を出
力回路１２７の入力側に負帰還させ、出力信号を
安定化すると共に、その帰還量を調整してスパン
の設定を行なつている。１３７は出力信号から帰
還信号を取出すための帰還電圧発生用抵抗器であ
り、１３８はその帰還電圧の適当量を取り出して
出力回路１２７の入力側に帰還させるスパン設定
手段を示す。また１３９はゼロ点設定用バイアス
源であり、このバイアス源の電圧により最小出力
電流値が決定され、ゼロ点が設定される。
力回路１２７の入力側に負帰還させ、出力信号を
安定化すると共に、その帰還量を調整してスパン
の設定を行なつている。１３７は出力信号から帰
還信号を取出すための帰還電圧発生用抵抗器であ
り、１３８はその帰還電圧の適当量を取り出して
出力回路１２７の入力側に帰還させるスパン設定
手段を示す。また１３９はゼロ点設定用バイアス
源であり、このバイアス源の電圧により最小出力
電流値が決定され、ゼロ点が設定される。
従来はこのように検出素子１１２，１１３の値
の偏差値に対応した出力を発振するように作られ
るものであるが、第２図に曲線２１１に示すよう
に物理量Ｐ対容量値Ｃの変化は必ずしも直線的に
変化しない場合が多い。これは例えば圧力を変位
量に変換する受圧素子のバネ定数の特性或は可動
電極と固定電極間の固定容量分等が原因とされて
いる。
の偏差値に対応した出力を発振するように作られ
るものであるが、第２図に曲線２１１に示すよう
に物理量Ｐ対容量値Ｃの変化は必ずしも直線的に
変化しない場合が多い。これは例えば圧力を変位
量に変換する受圧素子のバネ定数の特性或は可動
電極と固定電極間の固定容量分等が原因とされて
いる。
この非直線特性は検出素子が差動的に変化ある
ものに限られるものでなく単一可変素子形式の検
出器にも発生するものである。また容量式のみな
らず、その他の各種素子を利用した検出器にも発
生し、非直線特性を直線化補正することが実用上
要望されている。
ものに限られるものでなく単一可変素子形式の検
出器にも発生するものである。また容量式のみな
らず、その他の各種素子を利用した検出器にも発
生し、非直線特性を直線化補正することが実用上
要望されている。
この直線化補正の方法は従来も各種考えられて
いるものであるが、その殆んどはその補正量とス
パンとの間の関係が連動関係になつているものが
なく、スパン設定と共に直線化補正のための調整
も行なわれなければならないものばかりであつ
た。
いるものであるが、その殆んどはその補正量とス
パンとの間の関係が連動関係になつているものが
なく、スパン設定と共に直線化補正のための調整
も行なわれなければならないものばかりであつ
た。
換言すれば、第２図に示す物理量の入力スパン
Ａの場合の適性補正量をε1とすれば、スパンをＢ
に変更させるとそのときの適正補正量はε2にな
る。従つてスパンを変化させた場合は設定された
スパンに対し、直線化補正のための補正量も調整
しなければならない。従つてその調整が面倒とな
つている。
Ａの場合の適性補正量をε1とすれば、スパンをＢ
に変更させるとそのときの適正補正量はε2にな
る。従つてスパンを変化させた場合は設定された
スパンに対し、直線化補正のための補正量も調整
しなければならない。従つてその調整が面倒とな
つている。
この発明の目的はスパンの設定と連動して直線
化補正のための補正量も変化し、スパンの設定と
同時に直線化のための補正量も規定できる物理量
変換装置を提供するにある 第３図にこの発明の一実施例を示す。図中第１
図に対応する部分には同一符号を附しその重複説
明は省略するが、この発明においてはスパン設定
手段１３８によつて取出された帰還信号を帰還抵
抗器１４０を通じて制御回路１２４又は出力回路
１２７に帰還するように構成するものである。こ
の第３図の例では抵抗器３１１を通じて制御回路
１２４に帰還させた場合を示す。帰還信号の帰還
点はＡとＢの２通りの場合がある。この帰還点の
違いは補正しようとする非直線特性の極性に応じ
て選定するものである。帰還点Ａを選択した場合
には、第４図に曲線４１１として示すように下に
凸の直線化補正特性が得られる。また帰還点Ｂを
選択した場合には、第４図に曲線４１２として示
すように上に凸の直線化補正特性を得ることがで
きる。
化補正のための補正量も変化し、スパンの設定と
同時に直線化のための補正量も規定できる物理量
変換装置を提供するにある 第３図にこの発明の一実施例を示す。図中第１
図に対応する部分には同一符号を附しその重複説
明は省略するが、この発明においてはスパン設定
手段１３８によつて取出された帰還信号を帰還抵
抗器１４０を通じて制御回路１２４又は出力回路
１２７に帰還するように構成するものである。こ
の第３図の例では抵抗器３１１を通じて制御回路
１２４に帰還させた場合を示す。帰還信号の帰還
点はＡとＢの２通りの場合がある。この帰還点の
違いは補正しようとする非直線特性の極性に応じ
て選定するものである。帰還点Ａを選択した場合
には、第４図に曲線４１１として示すように下に
凸の直線化補正特性が得られる。また帰還点Ｂを
選択した場合には、第４図に曲線４１２として示
すように上に凸の直線化補正特性を得ることがで
きる。
つまり帰還点Ａを選択した場合は正帰還として
作用し、出力信号の増加と共に電源１１５の出力振
幅は帰還信号により大きくなる方向に制御され
る。従つて出力回路１２７から発信される出力信号
は補正され第４図に曲線４１１に示すような補正特
性を得ることができる。この補正特性は変換器１
１１が上に凸の非直線特性を持つときに適用され、
上に凸の非直線特性を直線化することができる。
作用し、出力信号の増加と共に電源１１５の出力振
幅は帰還信号により大きくなる方向に制御され
る。従つて出力回路１２７から発信される出力信号
は補正され第４図に曲線４１１に示すような補正特
性を得ることができる。この補正特性は変換器１
１１が上に凸の非直線特性を持つときに適用され、
上に凸の非直線特性を直線化することができる。
帰還点Ｂを選択した場合には負帰還として作用
する。この負帰還により出力回路１２７の出力の
増加に伴なつて電源１１５の出力振幅は帰還信号
により小さくなる方向に制御される。従つて出力
回路１２７から発信される出力信号は補正され、
第４図に曲線４１２に示すような補正特性を得る
ことができる。この補正特性は変換器１１１が下
に凸の非直線特性を持つときに適用され、その下
に凸の非直線特性を直線化することができる。
する。この負帰還により出力回路１２７の出力の
増加に伴なつて電源１１５の出力振幅は帰還信号
により小さくなる方向に制御される。従つて出力
回路１２７から発信される出力信号は補正され、
第４図に曲線４１２に示すような補正特性を得る
ことができる。この補正特性は変換器１１１が下
に凸の非直線特性を持つときに適用され、その下
に凸の非直線特性を直線化することができる。
補正量εは帰還抵抗器３１１の抵抗値により適
当な値に初期設定すればよく、爾後はスパン設定
手段１３８の設定変更に連動して補正量εが設定
される。スパン設定手段１３８から取出す帰還信
号の電圧をV0とすると、V0が大きい程出力回路
１２７には大きな負帰還が掛けられる。よつて
V0が大きいときは、入力スパンは広い。つまり
第２図Ａのスパンとなる。帰還信号の電圧V0が
大きいときは、制御回路１２４に対する帰還量も
大きくなる。この結果補正量εも大きくなり、ス
パンの広さと補正量εは比例関係を保つて変化す
ることとなる。
当な値に初期設定すればよく、爾後はスパン設定
手段１３８の設定変更に連動して補正量εが設定
される。スパン設定手段１３８から取出す帰還信
号の電圧をV0とすると、V0が大きい程出力回路
１２７には大きな負帰還が掛けられる。よつて
V0が大きいときは、入力スパンは広い。つまり
第２図Ａのスパンとなる。帰還信号の電圧V0が
大きいときは、制御回路１２４に対する帰還量も
大きくなる。この結果補正量εも大きくなり、ス
パンの広さと補正量εは比例関係を保つて変化す
ることとなる。
これを以下に数式を使つて説明する。
ここでＰ：入力物理量、Ｋ：比例定数、
C1，C2：検出素子１１２，１１３の容量値、
C0：Ｐ＝０のときの初期容量、α：スパン設定
手段１３８の抵抗分割比、I0：出力回路１２７の
出力電流、R1：抵抗器１２０，１２１の抵抗値、
R0：抵抗器１３７の抵抗値である。
C0：Ｐ＝０のときの初期容量、α：スパン設定
手段１３８の抵抗分割比、I0：出力回路１２７の
出力電流、R1：抵抗器１２０，１２１の抵抗値、
R0：抵抗器１３７の抵抗値である。
帰還信号を帰還点Ａに帰還させた場合
C1＝C0１／１−KP，C2＝C0１／１＋KP
は物理量Ｐに対して差動的に変化し、出力電流I0
は I0＝V1／R0＋e3・KP（２＋R1／Rf）／R0α（１−KP・
R1／Rf）≒V1／R0＋e3（２＋R1／Rf）／R0・α｛KP＋R1
／R（KP）2｝……(1) （∵KPR1／R≪１） したがつてI0は物理量Ｐに対して第４図に曲線
４１１で示した下に凸の特性を示す。すなわち、
マイナスの非直線性を示す。
は I0＝V1／R0＋e3・KP（２＋R1／Rf）／R0α（１−KP・
R1／Rf）≒V1／R0＋e3（２＋R1／Rf）／R0・α｛KP＋R1
／R（KP）2｝……(1) （∵KPR1／R≪１） したがつてI0は物理量Ｐに対して第４図に曲線
４１１で示した下に凸の特性を示す。すなわち、
マイナスの非直線性を示す。
直線特性からの偏差ε（補正量）は、次の式で
あらわされる。
あらわされる。
ε＝I0（KPmax）×KP／KPmax−I0（KP）＝e3（２＋R1／
Rf）／R0α｛KPmax＋R1／R（KPmax）2｝ ×KP／KPmax−e3（２＋R1／Rf）／R0α｛KP＋R1／R（
KP）2｝＝e3（２＋R1／Rf）／R0α ｛R1／R・KP・KPmax−R1／R（KP）2｝＝e3（２＋R1
／Rf）／R0α・R1／R・K2｛Ｐ・Pmax−P2｝……(2) 第２式はdε／dP＝０なるＰで、εは最大となる。
Rf）／R0α｛KPmax＋R1／R（KPmax）2｝ ×KP／KPmax−e3（２＋R1／Rf）／R0α｛KP＋R1／R（
KP）2｝＝e3（２＋R1／Rf）／R0α ｛R1／R・KP・KPmax−R1／R（KP）2｝＝e3（２＋R1
／Rf）／R0α・R1／R・K2｛Ｐ・Pmax−P2｝……(2) 第２式はdε／dP＝０なるＰで、εは最大となる。
dε／dP＝e3（２＋R1／Rf）／R0・α×R1／RK2（Pm
ax−2P）＝０ ∴Ｐ＝１／２Pmaxでεは最大となる。（第４図参 照）したがつて εmax＝e3（２×R1／Rf）／R0α・R1／R×K2（１／
２PmaxPmax−１／４P2max） ＝e3（２＋R1／Rf）／R0α×R1／R×K2×
１／４・P2max……(3) さらに、αとPmaxの関係は第４式であらわさ
れる Pmax＝Ｃ・α……(4) Ｃ：比例定数 第３式に第４式を代入すると εmax＝e3（２＋R1／Rf）／R0×R1／R×K2・１／４
×C2α＝e3／R0（２＋R1／R）×R1／R×K2／４・C2
×α……(5) となり εmax∝α となる。
ax−2P）＝０ ∴Ｐ＝１／２Pmaxでεは最大となる。（第４図参 照）したがつて εmax＝e3（２×R1／Rf）／R0α・R1／R×K2（１／
２PmaxPmax−１／４P2max） ＝e3（２＋R1／Rf）／R0α×R1／R×K2×
１／４・P2max……(3) さらに、αとPmaxの関係は第４式であらわさ
れる Pmax＝Ｃ・α……(4) Ｃ：比例定数 第３式に第４式を代入すると εmax＝e3（２＋R1／Rf）／R0×R1／R×K2・１／４
×C2α＝e3／R0（２＋R1／R）×R1／R×K2／４・C2
×α……(5) となり εmax∝α となる。
したがつて設定スパンにより非直線性補償量ε
も対応して変化するので第２図に示すような特性
の検出器と組合せた場合、いかなる測定レンジに
切換えても適切な非直線補償が再調整せずに可能
である。
も対応して変化するので第２図に示すような特性
の検出器と組合せた場合、いかなる測定レンジに
切換えても適切な非直線補償が再調整せずに可能
である。
次に帰還信号を帰還点Ｂに帰還した場合、出力
電流I0は I0＝V1／R0＋２・V8・KP／R0α｛２＋（１＋2KP）R1／R
f）≒V1／R0＋2RV0／R0・α（2R＋R0）｛KP−2R1／
2R＋R1（KP）2＋……｝ したがつてI0は物理量Ｐに対して第４図に曲線
４１２に示すように上に凸の特性となる。すなわ
ち、プラスの非直線性を示す。先と同様に直線特
性からの補正量εを求めると次の様になる。
電流I0は I0＝V1／R0＋２・V8・KP／R0α｛２＋（１＋2KP）R1／R
f）≒V1／R0＋2RV0／R0・α（2R＋R0）｛KP−2R1／
2R＋R1（KP）2＋……｝ したがつてI0は物理量Ｐに対して第４図に曲線
４１２に示すように上に凸の特性となる。すなわ
ち、プラスの非直線性を示す。先と同様に直線特
性からの補正量εを求めると次の様になる。
ε＝I0（KPmax）×KP／KPmax−I0（KP）＝2RV0／R0
α（2R＋R1）〔｛KPmax2R1／2R＋R1（KPmax）2｝ ×KP／KPmax−KP＋2R1／2R＋R1（KP）2〕＝4R1RV
0／R0α（2R＋R1）2K2P（Ｐ−Pmax） εが最小となるＰの値を求めると dε／dP＝4R1RV0／R0α（2R＋R1）2K2（2P−Pmax
）＝０ ∴Ｐ＝１／２Pmax したがつて εmin＝4R1RV0／R0α（2R＋R1）2K2（１／２Pmax
−Pmax）・１／２Pmax＝−R1RV0／R0α（2R＋R1）2
K2Pmax2 Pmax＝Ｃ・αを代入して εmin＝−R1RV0C2／R0（2R＋R1）2K2α ∴
ε∝αとなる。
α（2R＋R1）〔｛KPmax2R1／2R＋R1（KPmax）2｝ ×KP／KPmax−KP＋2R1／2R＋R1（KP）2〕＝4R1RV
0／R0α（2R＋R1）2K2P（Ｐ−Pmax） εが最小となるＰの値を求めると dε／dP＝4R1RV0／R0α（2R＋R1）2K2（2P−Pmax
）＝０ ∴Ｐ＝１／２Pmax したがつて εmin＝4R1RV0／R0α（2R＋R1）2K2（１／２Pmax
−Pmax）・１／２Pmax＝−R1RV0／R0α（2R＋R1）2
K2Pmax2 Pmax＝Ｃ・αを代入して εmin＝−R1RV0C2／R0（2R＋R1）2K2α ∴
ε∝αとなる。
従つて補正量εが正の場合も負の場合も測定レ
ンジに対応した補正量εを設定することができ、
測定レンジの変更に伴なつて補正量εを調整しな
くて済み取扱が容易となる。
ンジに対応した補正量εを設定することができ、
測定レンジの変更に伴なつて補正量εを調整しな
くて済み取扱が容易となる。
第５図はこの発明の他の実施例を示す。この例
では検出素子１１２，１１３を流れる電流の和信
号e3を出力回路１２７に入力し、差信号を制御回
路１２４に供給し、スパン設定手段１３８で取出
した帰還信号を制御回路１２４に帰還した構成の
変換器にこの発明を適用した場合を示す。
では検出素子１１２，１１３を流れる電流の和信
号e3を出力回路１２７に入力し、差信号を制御回
路１２４に供給し、スパン設定手段１３８で取出
した帰還信号を制御回路１２４に帰還した構成の
変換器にこの発明を適用した場合を示す。
即ち抵抗器１２０，１２１に発生する電圧e1，
e2を抵抗器５１１，５１２を通じて制御回路１２
４を構成する差動増幅器の両入力端子に与え、そ
の差の量が常に一定値となるように電源１１５の
出力振幅を制御する。一方出力回路では和信号e3
が差動増幅器１３３の反転入力端子に与えられ、
非反転入力端子には抵抗器５１３，５１４によつ
て分圧した一定電圧eSを与える。スパン設定手段
１３８で取出した帰還信号を抵抗器１４０を通じ
て制御回路１２４の非反転入力端子に帰還するよ
うに構成したものである。
e2を抵抗器５１１，５１２を通じて制御回路１２
４を構成する差動増幅器の両入力端子に与え、そ
の差の量が常に一定値となるように電源１１５の
出力振幅を制御する。一方出力回路では和信号e3
が差動増幅器１３３の反転入力端子に与えられ、
非反転入力端子には抵抗器５１３，５１４によつ
て分圧した一定電圧eSを与える。スパン設定手段
１３８で取出した帰還信号を抵抗器１４０を通じ
て制御回路１２４の非反転入力端子に帰還するよ
うに構成したものである。
このように構成することにより検出素子１１
２，１１３の値が差動的に変化すると制御回路１
２３にはその差に比例した信号が入力され、電源
１１５の出力振幅を制御する。この出力振幅の変
化により検出素子１１２と１１３を流れる電流が
変化する。この電流変化は差信号を元の値に戻す
方向に変化する。制御回路１２４を構成する差動
増幅器の利得が充分大きいものとすれば、検出素
子１１２，１１３を流れる電流の差が常に一定値
となるように制御される。
２，１１３の値が差動的に変化すると制御回路１
２３にはその差に比例した信号が入力され、電源
１１５の出力振幅を制御する。この出力振幅の変
化により検出素子１１２と１１３を流れる電流が
変化する。この電流変化は差信号を元の値に戻す
方向に変化する。制御回路１２４を構成する差動
増幅器の利得が充分大きいものとすれば、検出素
子１１２，１１３を流れる電流の差が常に一定値
となるように制御される。
一方、検出素子１１２，１１３の値が差動的に
変化し、その変化により電源１１５の出力振幅が
変化すると、抵抗器１２２を流れる和電流が変化
する。よつて和信号e3が変化する。この和信号e3
の変化は一定電圧eSと比較され、その偏差値がト
ランジスタ１３４により電流信号として発信され
る。その電流出力I0の変化はスパン設定手段１３
８により帰還信号として取出され、この帰還信号
が抵抗器１４０を通じて制御回路１２４に帰還さ
れる。この帰還により電源１１５の出力振幅が補
正される。ここで制御回路１２４と差動増幅器１
３３の利得が充分大きいものとすれば、電源１１
５の出力振幅は和信号e3が一定電圧eSと等しくな
る状態で安定する。
変化し、その変化により電源１１５の出力振幅が
変化すると、抵抗器１２２を流れる和電流が変化
する。よつて和信号e3が変化する。この和信号e3
の変化は一定電圧eSと比較され、その偏差値がト
ランジスタ１３４により電流信号として発信され
る。その電流出力I0の変化はスパン設定手段１３
８により帰還信号として取出され、この帰還信号
が抵抗器１４０を通じて制御回路１２４に帰還さ
れる。この帰還により電源１１５の出力振幅が補
正される。ここで制御回路１２４と差動増幅器１
３３の利得が充分大きいものとすれば、電源１１
５の出力振幅は和信号e3が一定電圧eSと等しくな
る状態で安定する。
このように出力回路１２７の出力信号を制御回
路１２４に帰還することにより全ての回路が閉ル
ープに含まれることとなり、どの回路部分に外来
雑音が混入してもその外来雑音が出力信号として
出力されないように動作し、外来雑音により測定
誤差が発生しない変換器を得ることができる。
路１２４に帰還することにより全ての回路が閉ル
ープに含まれることとなり、どの回路部分に外来
雑音が混入してもその外来雑音が出力信号として
出力されないように動作し、外来雑音により測定
誤差が発生しない変換器を得ることができる。
このように構成された変換器においてもスパン
設定手段１３８で取出した帰還信号を帰還抵抗器
３１１を通じてこの例では出力回路１２７に帰還
させることによりスパン設定と連動して直線化の
ための補正量を設定することができる。
設定手段１３８で取出した帰還信号を帰還抵抗器
３１１を通じてこの例では出力回路１２７に帰還
させることによりスパン設定と連動して直線化の
ための補正量を設定することができる。
この場合も帰還点Ａは正帰還点でありＢは負帰
還点であり、その選択により第３図の場合と同様
に負及び正極性の直線化補正特性を得ることがで
きる。
還点であり、その選択により第３図の場合と同様
に負及び正極性の直線化補正特性を得ることがで
きる。
第６図の例では電源１１５の出力をトランス６
１１を介して検出素子１１２，１１３に与えるよ
うにし、検出素子１１２，１１３を流れる電流
i1，i2によつて端子６１２と６１３間に電流i1とi2
の和信号e3を得るようにし、その和信号e3を制御
回路１２４に入力して電源１１５の出力振幅を制
御するようにし、抵抗器６１４に検出素子１１２
と１１３を流れる電流の差に相当する電圧を取出
し、差信号を出力回路１２７に入力し、出力回路
１２７の出力を自身の入力側に負帰還させた場合
を示す。尚６１５はゼロ点設定用ポテンシヨメー
タである。
１１を介して検出素子１１２，１１３に与えるよ
うにし、検出素子１１２，１１３を流れる電流
i1，i2によつて端子６１２と６１３間に電流i1とi2
の和信号e3を得るようにし、その和信号e3を制御
回路１２４に入力して電源１１５の出力振幅を制
御するようにし、抵抗器６１４に検出素子１１２
と１１３を流れる電流の差に相当する電圧を取出
し、差信号を出力回路１２７に入力し、出力回路
１２７の出力を自身の入力側に負帰還させた場合
を示す。尚６１５はゼロ点設定用ポテンシヨメー
タである。
このような構成の変換器でも帰還点ＡとＢにス
パン設定手段１３８で取出した帰還信号を帰還抵
抗器３１１を通じて帰還することにより第３図の
場合と同様にスパン調整と連動して変化する負及
び正極性の直線化補正特性を得ることができる。
パン設定手段１３８で取出した帰還信号を帰還抵
抗器３１１を通じて帰還することにより第３図の
場合と同様にスパン調整と連動して変化する負及
び正極性の直線化補正特性を得ることができる。
第７図の例では変換器を動作させる電源を別に
用意し出力は電圧信号として発信するようにした
変換器にこの発明を適用した場合を示す。このよ
うな変換器は一般に４線式変換器と呼ばれてい
る。７１１は変換器を動作させる直流電源であ
り、出力回路１２７は差動増幅器１３３だけで構
成される。そしてこの場合には差動増幅器１３３
の出力側にスパン設定手段１３８が並列接続さ
れ、このスパン設定手段１３８で取出した帰還信
号をその差動増幅器１３３の反転入力端子に負帰
還し出力の安定性をはかつている。
用意し出力は電圧信号として発信するようにした
変換器にこの発明を適用した場合を示す。このよ
うな変換器は一般に４線式変換器と呼ばれてい
る。７１１は変換器を動作させる直流電源であ
り、出力回路１２７は差動増幅器１３３だけで構
成される。そしてこの場合には差動増幅器１３３
の出力側にスパン設定手段１３８が並列接続さ
れ、このスパン設定手段１３８で取出した帰還信
号をその差動増幅器１３３の反転入力端子に負帰
還し出力の安定性をはかつている。
この４線式の場合もスパン設定手段１３８で取
出した帰還信号を帰還抵抗器３１１を通じて帰還
点Ａ又はＢに帰還することにより、上述の同様の
作用効果が得られる。
出した帰還信号を帰還抵抗器３１１を通じて帰還
点Ａ又はＢに帰還することにより、上述の同様の
作用効果が得られる。
尚第８図に示すようにスパン設定手段１３８で
取出した帰還信号をポテンシヨメータ８１１に与
え、ポテンシヨメータ８１１の可動子から帰還抵
抗器３１１を通じて帰還点Ａ又はＢに帰還するよ
うに構成すれば帰還量を適当値に設定する作業が
容易に行なうことができる。この構成は上述の第
３図，第５図，第６図，第７図の全ての実施例に
適用できる。
取出した帰還信号をポテンシヨメータ８１１に与
え、ポテンシヨメータ８１１の可動子から帰還抵
抗器３１１を通じて帰還点Ａ又はＢに帰還するよ
うに構成すれば帰還量を適当値に設定する作業が
容易に行なうことができる。この構成は上述の第
３図，第５図，第６図，第７図の全ての実施例に
適用できる。
また第９図に示すように、帰還点Ａ、Ｂ間にポ
テンシヨメータ９１１を接続し、このポテンシヨ
メータ９１１の摺動子に帰還抵抗器３１１を通じ
て帰還信号を与えることによりポテンシヨメータ
９１１を調整すれば、補正量の極性及びその補正
量を正から負の範囲で任意に設定でき、直線化補
正のための調整作業を容易に行なうことができ
る。尚第９図の例では直線化補正のための帰還を
出力回路１２７に帰還した場合を示したが、制御
回路１２４に帰還する場合も同様にしてポテンシ
ヨメータ９１１を設けることができる。
テンシヨメータ９１１を接続し、このポテンシヨ
メータ９１１の摺動子に帰還抵抗器３１１を通じ
て帰還信号を与えることによりポテンシヨメータ
９１１を調整すれば、補正量の極性及びその補正
量を正から負の範囲で任意に設定でき、直線化補
正のための調整作業を容易に行なうことができ
る。尚第９図の例では直線化補正のための帰還を
出力回路１２７に帰還した場合を示したが、制御
回路１２４に帰還する場合も同様にしてポテンシ
ヨメータ９１１を設けることができる。
以上説明したように、この発明によればスパン
調整に連動して直線化補正のための補正量も変化
するように構成できる。よつて、設定されたスパ
ンに対し最適補正量が得られるように作ることが
でき、どのスパンつまりどの測定レンジに切換え
ても常に正しい直線に補正状態が得られる。従つ
て実用上においては単にレンジ切換を行なうだけ
で済むから取扱が容易となりその効果は頗る大で
ある。
調整に連動して直線化補正のための補正量も変化
するように構成できる。よつて、設定されたスパ
ンに対し最適補正量が得られるように作ることが
でき、どのスパンつまりどの測定レンジに切換え
ても常に正しい直線に補正状態が得られる。従つ
て実用上においては単にレンジ切換を行なうだけ
で済むから取扱が容易となりその効果は頗る大で
ある。
尚上述では、この発明は差動容量形の検出器に
適合する変換器に応用した例を説明したが単一容
量式の場合にも応用できる。また検出素子が抵抗
素子、インダクタンス素子、光電変換素子の場合
の同様にこの発明を応用できることは容易に理解
できよう。
適合する変換器に応用した例を説明したが単一容
量式の場合にも応用できる。また検出素子が抵抗
素子、インダクタンス素子、光電変換素子の場合
の同様にこの発明を応用できることは容易に理解
できよう。
第１図は従来の差動容量式の物理量変換装置を
説明するための接続図、第２図は検出器における
測定スパンと非直線特性の非直線量との関係を説
明するためのグラフ、第３図はこの発明の一実施
例を示す接続図、第４図はこの発明の動作を説明
すためのグラフ、第５図乃至第９図はこの発明の
他の実施例を示す接続図である。 １１１：検出器、１１２，１１３：検出素子、
１１４：整流回路、１１５：電源、１２４：制御
回路、１２７：出力回路、１３８：スパン設定手
段、３１１：帰還抵抗器、Ａ，Ｂ：帰還点。
説明するための接続図、第２図は検出器における
測定スパンと非直線特性の非直線量との関係を説
明するためのグラフ、第３図はこの発明の一実施
例を示す接続図、第４図はこの発明の動作を説明
すためのグラフ、第５図乃至第９図はこの発明の
他の実施例を示す接続図である。 １１１：検出器、１１２，１１３：検出素子、
１１４：整流回路、１１５：電源、１２４：制御
回路、１２７：出力回路、１３８：スパン設定手
段、３１１：帰還抵抗器、Ａ，Ｂ：帰還点。
Claims (1)
- １ 検出すべき物理量に応じて電気的値が変化す
る検出素子と、この検出素子に出力を与え検出素
子にその電気的値に応じた電流を流す電源と、上
記検出素子を流れる電流量に応じて上記電源の出
力を制御する制御回路と、上記検出素子を流れる
電流量に応じた出力信号を発信する出力回路と、
この出力回路から発信される信号量に比例した信
号を上記制御回路又は出力回路の何れか一方に負
帰還し、その帰還量を設定して上記物理量と出力
信号との比を規定するスパン設定手段と、このス
パン設定手段から得られる上記帰還信号を帰還抵
抗器を通じて、上記出力回路又は制御回路に帰還
し上記物理量と出力信号との間の変換特性をスパ
ン設定と連動して補正する特性補正手段とを具備
して成る変位変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55150416A JPS5773495A (en) | 1980-10-27 | 1980-10-27 | Physical amount converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55150416A JPS5773495A (en) | 1980-10-27 | 1980-10-27 | Physical amount converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5773495A JPS5773495A (en) | 1982-05-08 |
| JPS6362040B2 true JPS6362040B2 (ja) | 1988-12-01 |
Family
ID=15496457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55150416A Granted JPS5773495A (en) | 1980-10-27 | 1980-10-27 | Physical amount converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5773495A (ja) |
-
1980
- 1980-10-27 JP JP55150416A patent/JPS5773495A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5773495A (en) | 1982-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4263068B2 (ja) | 定電圧回路 | |
| US4362060A (en) | Displacement transducer | |
| JP3620998B2 (ja) | 導電性物体の端部検出装置 | |
| US4914357A (en) | Temperature compensated foldback current limiting | |
| JPS6362040B2 (ja) | ||
| JP3858209B2 (ja) | 電圧−電流変換回路 | |
| US4390879A (en) | Apparatus for converting physical quantities | |
| EP1118842B1 (en) | Air meter | |
| US4302668A (en) | Variably biased photoelectric circuit | |
| JPS5832646B2 (ja) | 圧力伝送器 | |
| KR100331982B1 (ko) | 송신기의 출력전력 검출회로 | |
| JPH04330812A (ja) | Ｖｃａ回路 | |
| JPS5818678B2 (ja) | 変位電気信号変換装置 | |
| JP3105697B2 (ja) | 定電流発生回路 | |
| US4853644A (en) | Differential amplifier circuit | |
| JP3751822B2 (ja) | 電源装置 | |
| US5189380A (en) | Integrated circuit for transducers | |
| US4797774A (en) | Signal conditioning circuit | |
| US6208152B1 (en) | Redundant resistor matching detector with constant percentage threshold | |
| JPS5830321Y2 (ja) | 検波回路 | |
| JPH0310413A (ja) | 電圧振幅制限回路 | |
| JPS6315926Y2 (ja) | ||
| JPH0128324B2 (ja) | ||
| RU2028630C1 (ru) | Преобразователь изменения сопротивления в напряжение | |
| JPH0122679B2 (ja) |