JPS6385405A - 増幅装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、検出器等から出力される電気信号を増幅する
のに用いられる増幅装置に関する。

［従来の技術］ 検出器からの検出信号を増幅する場合、例えば第３図に
示すような増幅装置が一般に用られている。同図はスト
レインゲージタイプのセンサに用いる検出増幅装置とし
ての構成を示す。増幅装置２の励振増幅器３は、基準信
号ｅＸにより励振信号ｅ８ｏを検出器１に出力する。検
出器１からの検出信号±ｅ８は増幅装置２の前段増幅器
５に入力され、後段増幅器７からこれら増幅器によって
増幅された信号として出力される。前段増幅器５と後段
増幅器７との間には倍率設定部６が設けられており、こ
の倍率設定部２で検出信号に対し倍率増幅設定が施され
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記従来の増幅装置の倍率設定部は可変レ
ンジとして構成されているが、×１゜Ｘ２．Ｘ５．ＸＩ
Ｏといった系列の固定レンジのため、ある倍率の時にス
ケールオーバーする信号を記録したい場合に、レンジを
１段′かえてレンジフルスケールの坏とか局の値を使用
しなければならず精度よく安定したモニタ出力を得るこ
とができないという問題点があった。また、操作者の好
みによって任意の倍率でフルスケール値を設定すること
はできなかった。

そこで本発明は、レンジ比率を無段階にして増幅度を任
意に設定できる増幅装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、本発明は次のような構成
を採用した。

すなわち、本発明にかかる増幅装置は、検出器等から出
力される信号を増幅する増幅器を備えた増幅装置であっ
て、検出器等の定格値に対して所望する増幅値を指示入
力する入力手段と、該入力手段からの指示に応じて増幅
値を算出する演算手段と、該演算手段によって算出され
た増幅値がセットされる乗算型Ｄハ変換器とで構成され
た増幅値設定手段を備えたことを特徴としている。

［作　　用］ 入力手段から所望の増幅値を指示すると、演算手段が乗
算型Ｄ／Ａ変換器にセットすべき増幅値を算出し、乗算
型Ｄ／Ａ変換器は増幅信号に対しセットされた該増幅値
を乗算して増幅信号を出力する。この増幅値は乗算型Ｄ
／Ａ変換器の分解能の幅で任意にセットできるのて、検
出器等の定格に対して任意に増幅度を設定することがて
きる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例である増幅装置を材料試験機の
ストレインゲージ式検出器の検出増幅器として適用した
場合の構成を示すブロック図で、図中同符号は従来例と
同じものを示す。

本発明にかかる増幅装置２０は、従来の増幅装置におけ
る前段増幅器５と後段増幅器７との中間に乗算型Ｄハ変
換器８を設定し、ＣＰ　Ｕ　１０．並列入出力器１１．
　ＲＯＭ、］２．　ＲＡＭｌ３．キーボード１６とから
なる制御部によって算出された増幅値を乗算型Ａ／Ｄ変
換器８にセットするように構成されている。

制御部で算出され乗算型Ａ／Ｄ変換器８にセットされる
増幅値について説明する。例えば検出器１１の定格が１
ｏｔｏｎ、感度が１ｍｖ／ｌｏｎで、測定できるレンジ
フルスケール幅を　］Ｏｔ、ｏｎ　（１００％）から目
０ｎ（１０％）とする。また、前段増幅器５の利得を１
０００倍、後段増幅器７の利得をフルスケール幅に合せ
て１０倍とする。乗算型Ａ／Ｄ変換器を１４ビツトの変
換器とすれば、分解能がｌ／１６３８４となり、その利
得は最大利得が１６３８３７１６３８４でフルスケール
幅］ｔ、ｏｎに対応し、最小利得は零であるが、フルス
ケール幅をＩＯ’ｔ、ｏｎに対応させるため］［ｉ３８
／］　６３８４とする。

このように各部の値を設定すれば、最大利得におけるレ
ンジフルスケールはＩｔｏｎであり、検出器１からの検
出信号ｅＳに対して出力ｅ。は、次式％式％（１） （Ａは乗算型Ｄ／Ａ変換器８の利得を示し、この場合は
１６３８３／１６３８４　＞ （１）式よりｅ。は、 となる。定格出力電圧値ＩＯＶ　　（ｅ　ｏ＝　Ｉｍｖ
　Ｘ　１０００×１０）に対して誤差はわずかである。

（１）式においてＡｘは Ａｘ＝　　Ｘ　　／　１６３８１＋−（２）（Ｘは乗算
型Ｄ／Ａ変換器８のセツティング増幅値を示す。）と表
わされる。（２）式においてＸは、最大利得におけるフ
ルスケール値をＦＭとし、設定したいフルスケール値を
ＦＳとすれば、Ｘ＝　　１６３８４　　Ｘ　（ＦＭ　／
　ＦＳ　）　＝・（３）と表わされる。

そこで、任意のフルスケール値を例えば４　ｔｏｎ／　
Ｆ　Ｓとして、キーボード１６から入力すれば、ＣＰ　
Ｕ　１０はまず（３）式よりＸを算出する。ＸはＸ　＝
　１６３８４　Ｘ　（１ｔｏｎ　／　４ｔｏｎ　）　４
４０９６となり、ＣＰ　Ｕ　］０はこの乗算値４０９６
を並列入出力器１１にいったんセットし、乗算型Ｄ／Ａ
変換器８へ入力させる。Ｄ／Ａ変換器８の利得ＡＸは、
ＡＸ＝４０９６７１６３８４＝　０．２５となる。４　
ｔｏｎ　／　Ｆ　ｓと設定した場合、検出器１からの検
出信号ｅｓはｅ　、　＝　（］　ｍｖ／ｌｏｎ　）　Ｘ
　　４１：ｏｎ＝　　４　ｍｖとなる。

そのため４ｔｏｎ／Ｆ　ｓのスケーリングでの出力ｅ。

は、（１）式よりｅ。＝　　４　ｍｖ　Ｘ　１００ＯＸ
　（４０９６／１６３８４　）　Ｘ　ＩＯ＝　］Ｏｖと
なって、誤差は０％になる。このように、キーボード１
６から指示された任意のフルスケール値に対してＣＰ　
Ｕ　１０が、最大利得におけるフルスケールと同じ出力
を得るように乗算型Ｄ／Ａ変換器８の増幅値を算出しこ
れにセットするので、任意の値をフルスケールとして設
定することができる。

第３図はト記ＣＰ　Ｕ　１０における処理手順を示すフ
ローチャートである。まずＲＡＭ＋３がバッテリー１５
によってバックアップされていれば、その内容がヂエッ
クされる。ＲＡＭ＋３にデータが書き込まれてなければ
、検出器１の定格値を入力し、さらに乗算型Ｄ／Ａ変換
器８の増幅値Ｘのデフォルト値を書き込む。次に増幅値
ＸをＲＡＭ＋３から読み取って並列入出力器１１にセラ
°卜する。スケーリング変更指示の有無を判断し変更が
あれば、フルスケール値ＦＳを入力し、最大利得時のフ
ルスケール値ＦＭと設定されたフルスケール値Ｆｓとか
らＸの値を求め、Ｘの値をＲＡＭ＋３に書き替えるとと
もにこれが並列入出力器１１にセットされ、新たな増幅
値Ｘが乗算型Ｄ／Ａ変換器８にセットされる。

」二記のように、キーボード１６からフルスケール値を
指示するだけで、任意の値をレンジフルスケールとして
読み込むことができるので従来のようにレンジ比率を配
慮したレンジ選択が不要になる。また、任意の値をフル
スケールとして測定でき記録計との整合が容易になる。

ざらにモータ出力が常に最大限で使用できるので、ＳＮ
比が向上し測定精度を向上することができる。

上記実施例では、乗算型Ｄハ変換器の利得を１以下にし
たが、これを１以上にすれば後段増幅器の負担を軽減し
若しくは不要にすることができる。また、検出器と増幅
装置の検出増幅器との整合を図る際、全体の非線形等に
よる誤差を数点取り込み、その補正関数をＣＰＵであら
かじめ計算しておき増幅値算出時にこの補正関数を用い
ることによって検出器を含む総合的な誤差補正も可能と
なる。

［発明の効果〕 上記説明から明らかなように、本発明にかかる増幅装置
は、増幅器のレンジを段階にして任意の増幅度を設定で
き、記録計において測定値を最も適切なスケールで読み
取ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である増幅装置を材料試験機の
ストレインゲージ式検出器の検出増幅器として適用した
場合の構成を示すブロック図、第２図はＣＰＵでの処理
手順を示すフローチャート、第３図は従来例の構成を示
すブロック図である。 １・・・検出器　　　　　５・・・前段増幅器７・・・
後段増幅器　　　８・・・乗算型Ｄハ変換器ＩＯ・・・
Ｃ　Ｐ　Ｕ　　　　　　ＩＩ・・・並列入出力器１２・
・・　ＲＯＭ　　　　　　　　　　　　＋３・・・　Ｒ
ＡＭ特許出願人　株式会社　島津製作所 代理人　　弁理上　　菅　原　弘　志 第１図 ｎ 第２図 間作 ＼゛′′ツ２アアＲＡＭ の内路１＋工・ンク ＹＥＳ　　　ｏ　Ｋ？ Ｎ。 灸詩１１入力 の１七）【イｄを（Ｘ）の テ゛７オルトイ！？ＲＡＭ １Ｃ名く の仙をＲＡＭ？７．読 と１Ｆ２７″Ｚ、ＰＩＯＫ七ツ ト ＵＴ スケーＩル２゛慶更 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出器等から出力される信号を増幅する増幅器を
   備えた増幅装置であって、検出器等の定格値に対して所
   望する増幅値を指示入力する入力手段と、該入力手段か
   らの指示に応じて増幅値を算出する演算手段と、該演算
   手段によって算出された増幅値がセットされる乗算型Ｄ
   ／Ａ変換器とで構成された増幅値設定手段を備えたこと
   を特徴とする増幅装置。