JPWO2016166824A1 - Sensor signal converter and sensor signal conversion method - Google Patents

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Abstract

センサから入力される信号の補正を行うセンサ信号変換器であって、センサ115から入力される信号に基づくアナログ信号を出力端子114へ出力するアナログ信号線111と、アナログ信号線111から得られるアナログ信号をA/D変換するA/D変換部121と、A/D変換部121によって得られたデジタル信号に基づいて補正値算出処理を行うデジタル補正回路12と、デジタル補正回路12が算出した補正値をD/A変換するD/A変換部122と、D/A変換部122によって得られた補正値アナログ信号を前記アナログ信号に加算する補正値アナログ信号線112と、を備えることにより、高い応答性と、補正処理のための回路構成の簡素化若しくは低コスト化を可能とする。A sensor signal converter that corrects a signal input from the sensor, and outputs an analog signal based on the signal input from the sensor 115 to the output terminal 114, and an analog signal obtained from the analog signal line 111. An A / D converter 121 that performs A / D conversion on the signal, a digital correction circuit 12 that performs correction value calculation processing based on the digital signal obtained by the A / D converter 121, and a correction calculated by the digital correction circuit 12 By providing a D / A converter 122 that D / A converts a value, and a correction value analog signal line 112 that adds a correction value analog signal obtained by the D / A converter 122 to the analog signal. The responsiveness and the circuit configuration for correction processing can be simplified or reduced in cost.

Description

本発明は、センサからのアナログ信号を補正、出力するセンサ信号変換器及びセンサ信号変換方法に関する。   The present invention relates to a sensor signal converter and a sensor signal conversion method for correcting and outputting an analog signal from a sensor.

各種の機器において、センサから得られた情報に基づいた制御処理をすることが行われている。センサは、それぞれの素子の特性に応じた傾向を持っていたり、環境の影響を受けてその出力値が変動する場合等があり、これらは測定したい値に対する誤差となるため、これらの補正をすることが行われている。即ち、センサ素子にはそれぞれ個体差や非直線性、温度ドリフトの問題がある為、精度の良い測定を行うには、ゼロ点補正やフルスケール補正、リニアライズ補正、温度補正等を行う必要がある。
このようなセンサ等で生じる誤差の補正に関する技術が特許文献1や2によって開示されている。
In various devices, control processing based on information obtained from sensors is performed. The sensor has a tendency according to the characteristics of each element, and the output value may fluctuate due to the influence of the environment. These are errors with respect to the value to be measured. Things have been done. In other words, each sensor element has problems such as individual differences, non-linearity, and temperature drift, so it is necessary to perform zero-point correction, full-scale correction, linearization correction, temperature correction, etc., for accurate measurement. is there.
Patent Documents 1 and 2 disclose techniques relating to correction of errors generated by such sensors and the like.

特開平9−311080号公報JP-A-9-311080 特開2005−291861号公報JP 2005-218661 A

センサで得られる信号は電圧値や抵抗値の変動として得られるアナログ信号であることが多く、このセンサからのアナログ信号を補正する場合、補正用のアナログ回路によって補正する方法と、センサからのアナログ信号をA/D変換し、デジタル回路にて補正処理をする方法がある。
補正用アナログ回路を用いる場合、応答性の面では優れているが、各種の調整や補正機能をアナログ回路のみで構築すると、一般的に回路が大きく、また、複雑になり、コスト高となる問題がある。装置そのもののコストだけでなく、開発・設計の困難性やそれに基づく開発・設計期間の長期化等の原因にもなり得る。
デジタル回路にて補正処理をする場合、補正処理はソフト的に実現することができるため、回路自体は汎用の安価なデバイスを用いることが可能であるが、ソフト的処理である補正処理の処理時間に基づく遅延が生じ、応答性が悪くなるという問題がある。応答性を高くしようとすると、性能のよいデバイスを要することとなり、コスト高及び消費電力が大きくなるという問題がある。
The signal obtained by the sensor is often an analog signal obtained as a fluctuation in voltage value or resistance value. When correcting the analog signal from this sensor, a method of correcting by an analog circuit for correction and an analog signal from the sensor There is a method in which a signal is A / D converted and corrected by a digital circuit.
When using an analog circuit for correction, it is excellent in terms of responsiveness. However, if various adjustment and correction functions are constructed with only an analog circuit, the circuit is generally large, complicated, and expensive. There is. In addition to the cost of the device itself, it can cause difficulties in development and design and prolongation of the development and design period based on it.
When correction processing is performed in a digital circuit, since the correction processing can be realized in software, a general-purpose and inexpensive device can be used for the circuit itself, but the processing time of correction processing that is software processing There is a problem that a delay based on this occurs and the responsiveness deteriorates. If an attempt is made to increase the responsiveness, a device with good performance is required, and there is a problem that the cost is increased and the power consumption is increased.

本発明は、上記の点に鑑み、センサから入力される信号の補正を行うセンサ信号変換器であって、補正処理のための回路構成の簡素化若しくは低コスト化と、応答性能の維持が図られたセンサ信号変換器を提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention is a sensor signal converter that corrects a signal input from a sensor, and simplifies or reduces the cost of a circuit configuration for correction processing and maintains response performance. An object of the present invention is to provide a sensor signal converter.

(構成1)
センサから入力される信号に基づくアナログ信号を出力端子へ出力するアナログ信号線と、前記アナログ信号線から得られるアナログ信号をA/D変換するA/D変換部と、前記A/D変換部によって得られたデジタル信号に基づいて補正値算出処理を行うデジタル補正回路と、前記デジタル補正回路が算出した補正値をD/A変換するD/A変換部と、前記D/A変換部によって得られた補正値アナログ信号を前記アナログ信号に加算する補正値アナログ信号線と、を備えることを特徴とするセンサ信号変換器。
(Configuration 1)
An analog signal line that outputs an analog signal based on a signal input from a sensor to an output terminal, an A / D converter that performs A / D conversion on the analog signal obtained from the analog signal line, and the A / D converter A digital correction circuit that performs correction value calculation processing based on the obtained digital signal, a D / A conversion unit that D / A converts the correction value calculated by the digital correction circuit, and the D / A conversion unit. And a correction value analog signal line for adding the correction value analog signal to the analog signal.

(構成2)
前記デジタル補正回路が、リニアライズ補正処理を行うことを特徴とする構成1に記載のセンサ信号変換器。
(Configuration 2)
The sensor signal converter according to Configuration 1, wherein the digital correction circuit performs linearization correction processing.

(構成3)
前記デジタル補正回路が、前記センサの近傍の温度を測定する温度検出部からの温度情報に基づき、センサの温度特性補正処理を行うことを特徴とする構成1又は構成2に記載のセンサ信号変換器。
(Configuration 3)
The sensor signal converter according to Configuration 1 or Configuration 2, wherein the digital correction circuit performs temperature characteristic correction processing of the sensor based on temperature information from a temperature detection unit that measures a temperature in the vicinity of the sensor. .

(構成4)
回路部近傍の温度を測定する温度検出部を備え、当該温度検出部からの温度情報に基づき、前記デジタル補正回路が、回路部の温度特性補正処理を行うことを特徴とする構成1から構成3の何れかに記載のセンサ信号変換器。
(Configuration 4)
A temperature detection unit that measures a temperature in the vicinity of the circuit unit, and the digital correction circuit performs a temperature characteristic correction process of the circuit unit based on temperature information from the temperature detection unit; The sensor signal converter according to any one of the above.

(構成5)
前記デジタル補正回路が、ゼロ点補正処理又はフルスケール補正処理の少なくとも何れかを行い、前記補正値アナログ信号とは別系統で、前記アナログ信号にゼロ点補正値アナログ信号を加算する、又は、倍率変更することを特徴とする構成1から構成4の何れかに記載のセンサ信号変換器。
(Configuration 5)
The digital correction circuit performs at least one of a zero point correction process and a full scale correction process, and adds a zero point correction value analog signal to the analog signal in a system different from the correction value analog signal, or a magnification. The sensor signal converter according to any one of Configurations 1 to 4, wherein the sensor signal converter is changed.

(構成6)
センサから入力される信号に基づくアナログ信号を出力端子へ出力し、前記センサからのアナログ信号をA/D変換することによって得られたデジタル信号に基づいてデジタル補正回路にて補正値算出処理を行い、前記算出された補正値デジタル信号をD/A変換することによって得られた補正値アナログ信号を前記アナログ信号に加算することを特徴とするセンサ信号変換方法。
(Configuration 6)
An analog signal based on a signal input from the sensor is output to an output terminal, and a correction value calculation process is performed by a digital correction circuit based on a digital signal obtained by A / D converting the analog signal from the sensor. A sensor signal conversion method comprising: adding a correction value analog signal obtained by D / A converting the calculated correction value digital signal to the analog signal.

(構成7)
前記デジタル補正回路が、リニアライズ補正処理を行うことを特徴とする構成6に記載のセンサ信号変換方法。
(Configuration 7)
7. The sensor signal conversion method according to Configuration 6, wherein the digital correction circuit performs linearization correction processing.

(構成8)
前記デジタル補正回路が、前記センサの近傍の温度を測定する温度検出部からの温度情報に基づき、センサの温度特性補正処理を行うことを特徴とする構成6又は構成7に記載のセンサ信号変換方法。
(Configuration 8)
8. The sensor signal conversion method according to Configuration 6 or Configuration 7, wherein the digital correction circuit performs temperature characteristic correction processing of the sensor based on temperature information from a temperature detection unit that measures a temperature in the vicinity of the sensor. .

(構成9)
前記デジタル補正回路が、回路部近傍の温度を測定する温度検出部からの温度情報に基づき、回路部の温度特性補正処理を行うことを特徴とする構成6から構成8の何れかに記載のセンサ信号変換方法。
(Configuration 9)
9. The sensor according to any one of Configurations 6 to 8, wherein the digital correction circuit performs temperature characteristic correction processing of the circuit unit based on temperature information from a temperature detection unit that measures a temperature in the vicinity of the circuit unit. Signal conversion method.

(構成10)
前記デジタル補正回路が、ゼロ点補正処理又はフルスケール補正処理の少なくとも何れかを行い、前記補正値アナログ信号とは別系統で、前記アナログ信号にゼロ点補正値アナログ信号を加算する、又は、倍率変更することを特徴とする構成6から構成9の何れかに記載のセンサ信号変換方法。
(Configuration 10)
The digital correction circuit performs at least one of a zero point correction process and a full scale correction process, and adds a zero point correction value analog signal to the analog signal in a system different from the correction value analog signal, or a magnification. 10. The sensor signal conversion method according to any one of Configuration 6 to Configuration 9, wherein the sensor signal conversion method is changed.

本発明のセンサ信号変換器またはセンサ信号変換方法によれば、補正処理についてはデジタル補正回路によってソフト的に行うことが可能であるため、補正処理のための回路構成の簡素化若しくは低コスト化ができ、且つ、センサから入力される信号に基づくアナログ信号自体は直接出力端子から出力されるため、応答性を高くすることができる。   According to the sensor signal converter or the sensor signal conversion method of the present invention, the correction process can be performed in software by a digital correction circuit, so that the circuit configuration for the correction process can be simplified or reduced in cost. In addition, since the analog signal itself based on the signal input from the sensor is directly output from the output terminal, the responsiveness can be enhanced.

実施形態1のセンサ信号変換器を示すブロック図The block diagram which shows the sensor signal converter of Embodiment 1. 実施形態2のセンサ信号変換器を示すブロック図The block diagram which shows the sensor signal converter of Embodiment 2.

以下、本発明の実施態様について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施態様は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is one form at the time of actualizing this invention, Comprising: This invention is not limited within the range.

<実施形態1>
図1は、本発明に係る実施形態1のセンサ信号変換器を示すブロック図である。
センサ信号変換器1は、センサ素子から得られる信号を増幅・補正して出力するものであり、より具体的には、押出成形機において溶融樹脂等の圧力を計測する圧力センサからの信号を増幅・補正して出力するものである。
図1に示されるように、大まかには、センサ素子115から得られるアナログ信号を扱うアナログ回路11と、各種補正演算処理等を行うデジタル回路12と、回路部の温度を計測する回路部温度センサ(温度検出部)13と、出力端子14と、を備える。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a sensor signal converter according to a first embodiment of the present invention.
The sensor signal converter 1 amplifies and corrects the signal obtained from the sensor element and outputs the signal. More specifically, the sensor signal converter 1 amplifies the signal from the pressure sensor that measures the pressure of the molten resin or the like in the extruder. -Correct and output.
As shown in FIG. 1, roughly, an analog circuit 11 that handles an analog signal obtained from the sensor element 115, a digital circuit 12 that performs various correction calculation processes, and a circuit unit temperature sensor that measures the temperature of the circuit unit. (Temperature detector) 13 and an output terminal 14 are provided.

アナログ回路11は、センサ素子115(前述のごとく本実施形態では圧力センサ素子)と、当該センサ素子115付近の温度を測るセンサ部温度センサ(温度検出部)116と、センサ素子115からのアナログ信号を増幅するセンサ信号変換回路113と、当該アナログ信号を伝送するアナログ信号線111と、当該アナログ信号線111のアナログ信号に対して後に説明する補正値アナログ信号を加算するための補正値アナログ信号線112と、最終的に出力値としての調整をするアナログ出力生成部114と、等を備える。   The analog circuit 11 includes a sensor element 115 (a pressure sensor element in the present embodiment as described above), a sensor part temperature sensor (temperature detection part) 116 that measures the temperature in the vicinity of the sensor element 115, and an analog signal from the sensor element 115. Sensor signal conversion circuit 113 for amplifying signal, analog signal line 111 for transmitting the analog signal, and correction value analog signal line for adding a correction value analog signal to be described later to the analog signal of analog signal line 111 112, an analog output generation unit 114 that finally adjusts the output value, and the like.

デジタル回路12は、アナログ信号線111のアナログ信号をA/D変換するA/D変換部121と、センサ部温度センサ116からの温度情報信号(アナログ値)をA/D変換し、これに基づいてセンサ素子115の温度特性を補正する処理を行うセンサ部温度A/D変換値補正部123と、回路部温度センサ13からの温度情報信号(アナログ値)をA/D変換し、これに基づいて回路部(アナログ回路11、デジタル回路12)の温度特性を補正する処理を行う回路部温度A/D変換値補正部124と、リニアライズ補正処理を行うリニアライズ補正部125と、補正前の波形と補正後の波形との差分である補正量を算出する補正量算出処理部126と、当該補正量算出処理部126によって算出された補正値をD/A変換した補正値アナログ信号を、補正値アナログ信号線112へ出力するD/A変換部122と、を備える。
なお、センサ部温度A/D変換値補正部123、回路部温度A/D変換値補正部124、リニアライズ補正部125、補正量算出処理部126によってデジタル補正回路が構成されるものであり、ブロック図としてはそれぞれハードとしての個別の回路が存在するような記載であるが、汎用のMCU(Micro Controller Unit)等にてソフト的に構成されるものである。ただし、一部若しくは全部がハード的に構成されるものであってもよい。
The digital circuit 12 performs A / D conversion on the A / D conversion unit 121 that performs A / D conversion on the analog signal of the analog signal line 111 and the temperature information signal (analog value) from the sensor unit temperature sensor 116, and based on this. The sensor unit temperature A / D conversion value correction unit 123 that performs processing for correcting the temperature characteristics of the sensor element 115 and the temperature information signal (analog value) from the circuit unit temperature sensor 13 are A / D converted, and based on this A circuit unit temperature A / D conversion value correction unit 124 that performs processing for correcting the temperature characteristics of the circuit units (analog circuit 11 and digital circuit 12), a linearization correction unit 125 that performs linearization correction processing, and a pre-correction A correction amount calculation processing unit 126 that calculates a correction amount that is a difference between the waveform and the corrected waveform, and a correction value obtained by D / A conversion of the correction value calculated by the correction amount calculation processing unit 126 The analog signal comprises a D / A converter 122 to output to the correction value analog signal line 112, a.
The sensor unit temperature A / D conversion value correction unit 123, the circuit unit temperature A / D conversion value correction unit 124, the linearization correction unit 125, and the correction amount calculation processing unit 126 constitute a digital correction circuit. In the block diagram, there is a description in which individual circuits as hardware exist, but they are configured in software by a general-purpose MCU (Micro Controller Unit) or the like. However, a part or all of them may be configured in hardware.

上記構成を備えるセンサ信号変換器1の動作について説明する。
センサ素子115が測定対象(本実施形態では押出成形機における溶融樹脂等の圧力)をセンシングすることにより得られる信号は通常信号レベルが小さいので、これをセンサ信号変換回路113によって増幅する。なお、図1中に、各所の信号のイメージ図を付している。
増幅されたアナログ信号は、A/D変換部121へ入力されると共に、アナログ信号線111によって、アナログ出力生成部114を介して出力端子14へと出力される。即ち、センサ素子115からの信号に対して、センサ信号変換回路113における増幅やアナログ出力生成部114における出力調整(出力端子14に接続される指示計や制御器で取り込める電流や電圧に調整)をしただけのアナログ信号がベースとして出力端子14から出力される。
Operation | movement of the sensor signal converter 1 provided with the said structure is demonstrated.
Since the signal obtained by sensing the sensor element 115 by the sensor element 115 (in this embodiment, the pressure of the molten resin or the like in the extrusion molding machine) usually has a low signal level, the signal is amplified by the sensor signal conversion circuit 113. In addition, the image figure of the signal of each place is attached | subjected in FIG.
The amplified analog signal is input to the A / D conversion unit 121 and output to the output terminal 14 via the analog output generation unit 114 by the analog signal line 111. That is, with respect to the signal from the sensor element 115, amplification in the sensor signal conversion circuit 113 and output adjustment in the analog output generation unit 114 (adjustment to current and voltage that can be captured by an indicator or controller connected to the output terminal 14). An analog signal that has just been output is output from the output terminal 14 as a base.

一方、デジタル回路12のA/D変換部121へ入力されたアナログ信号(センサ素子115からの信号を増幅したもの)は、A/D変換部121によってA/D変換され、センサ部温度A/D変換値補正部123と回路部温度A/D変換値補正部124によって、センサ素子115の温度特性及び回路部(アナログ回路11、デジタル回路12)の温度特性に基づいた補正が行われる。即ち、センサ部温度センサ116によって測定されるセンサ素子115付近の温度情報に基づいて、センサ素子115の温度特性を補正し、回路部温度センサ13によって測定される回路部(アナログ回路11、デジタル回路12)付近の温度情報に基づいて、回路部の温度特性を補正するものである。なお、各素子や回路の温度特性補正処理自体は従来の各方式を利用することができる。
上記によって温度特性を補正された信号に対し、リニアライズ補正部125によって、入力(本実施形態では圧力)の変化に対するセンサ信号の変化に線形性が無い場合に、線形性を有するように変換する処理であるリニアライズ補正処理を行う。リニアライズ補正処理についても、補正処理自体は従来の各方式を利用することができる。
これらによって、温度補正及びリニアライズ補正が行われた補正後の信号と、補正前の信号(A/D変換部121によってA/D変換されただけの信号)と、の差分である補正量が補正量算出処理部126によって算出される。
補正量算出処理部126によって算出された補正値は、D/A変換部122によってD/A変換されて補正値アナログ信号として補正値アナログ信号線112へ出力され、アナログ信号線111に加算される。即ち、センサ信号変換回路113において増幅されたベースとなるアナログ信号に、補正値アナログ信号が加算されることで、信号の補正が行われる。
On the other hand, the analog signal (amplified signal from the sensor element 115) input to the A / D conversion unit 121 of the digital circuit 12 is A / D converted by the A / D conversion unit 121, and the sensor unit temperature A / D The D conversion value correction unit 123 and the circuit unit temperature A / D conversion value correction unit 124 perform correction based on the temperature characteristics of the sensor element 115 and the temperature characteristics of the circuit units (analog circuit 11 and digital circuit 12). That is, based on the temperature information around the sensor element 115 measured by the sensor unit temperature sensor 116, the temperature characteristics of the sensor element 115 are corrected, and the circuit unit (analog circuit 11, digital circuit measured by the circuit unit temperature sensor 13). 12) The temperature characteristic of the circuit unit is corrected based on the temperature information in the vicinity. It should be noted that each conventional method can be used for the temperature characteristic correction processing itself of each element or circuit.
The signal whose temperature characteristics have been corrected by the above is converted by the linearize correction unit 125 so as to have linearity when the change of the sensor signal with respect to the change of the input (pressure in this embodiment) is not linear. A linearize correction process is performed. As for the linearization correction processing, the conventional methods can be used for the correction processing itself.
As a result, the correction amount, which is the difference between the corrected signal that has been subjected to temperature correction and linearization correction, and the signal that has not been corrected (the signal that has just been A / D converted by the A / D converter 121) is obtained. It is calculated by the correction amount calculation processing unit 126.
The correction value calculated by the correction amount calculation processing unit 126 is D / A converted by the D / A conversion unit 122, output as a correction value analog signal to the correction value analog signal line 112, and added to the analog signal line 111. . That is, the correction of the signal is performed by adding the correction value analog signal to the base analog signal amplified in the sensor signal conversion circuit 113.

以上のごとく、本実施形態のセンサ信号変換器1によれば、センサ素子115から入力される信号に基づくアナログ信号自体は、随時出力端子14から出力されるため、補正処理等による遅延が生じない。且つ、補正処理についてはデジタル回路12によってソフト的に行うことが可能であるため、補正処理のための回路構成の簡素化及び低コスト化が可能である。
また、従来のごとくデジタル回路にて補正処理を行う場合、応答性を高くするためにはデジタル回路(MCU等)のクロック周波数を上げる必要があり、これに応じて消費電力も高くなってしまうものであるが、本実施形態のセンサ信号変換器1によれば、前述のごとく、センサ素子115から入力される信号に基づくアナログ信号自体には遅延は生じないため、応答性を高めるためにMCU等のクロック周波数を上げる必要は無い。従って、消費電力の少ないMCU等を用いることができ、高い応答性を有しつつ低消費電力とすることができる。
なお、入力が大きく変動した場合、即ちセンサ測定値が大きく変動した場合、デジタル回路12におけるソフト的な処理による遅延に基づき、出力に補正値が加算されるまでタイムラグが生じるが、入力の変動に追従してアナログ出力は変動している為、大きく出力値が異なる事はない。センサに対する入力が急峻に変動することはあり得、これに対する応答性は求められるが、一般的に、センサや回路が置かれている環境温度が急峻に変動することはそれほどなく、線形性の特性も急峻に変動することは無いと言えるため、温度補正やリニアライズ補正の補正値自体に高い応答性が求められることは稀と言える。従って、本実施形態のセンサ信号変換器1によれば、高い応答性を有しつつ、各種の補正を簡素な回路及び低コストにて問題無く実現できるものである。
As described above, according to the sensor signal converter 1 of the present embodiment, the analog signal itself based on the signal input from the sensor element 115 is output from the output terminal 14 at any time, so that a delay due to correction processing or the like does not occur. . In addition, since the correction process can be performed in software by the digital circuit 12, the circuit configuration for the correction process can be simplified and the cost can be reduced.
In addition, when correction processing is performed by a digital circuit as in the past, it is necessary to increase the clock frequency of the digital circuit (MCU, etc.) in order to increase responsiveness, and power consumption increases accordingly. However, according to the sensor signal converter 1 of the present embodiment, as described above, there is no delay in the analog signal itself based on the signal input from the sensor element 115. There is no need to increase the clock frequency. Therefore, an MCU or the like with low power consumption can be used, and low power consumption can be achieved while having high responsiveness.
When the input fluctuates greatly, that is, when the sensor measurement value fluctuates greatly, a time lag occurs until a correction value is added to the output based on a delay caused by software processing in the digital circuit 12, but the input fluctuation Since the analog output fluctuates following it, the output value does not differ greatly. The input to the sensor can fluctuate abruptly and response to this is required, but in general, the ambient temperature in which the sensor or circuit is placed does not fluctuate abruptly, and the linearity characteristics However, it can be said that high responsiveness is required for the correction values of the temperature correction and the linearize correction themselves. Therefore, according to the sensor signal converter 1 of the present embodiment, various corrections can be realized without problems with a simple circuit and low cost while having high responsiveness.

<実施形態2>
図2は、本発明に係る実施形態2のセンサ信号変換器を示すブロック図である。
本実施形態のセンサ信号変換器2は、実施形態1と同様に、センサ素子から得られる信号を増幅・補正して出力するもの、具体的には押出成形機において溶融樹脂等の圧力を計測する圧力センサからの信号を増幅・補正して出力するものであり、実施形態1と同様の構成については同一の符号を使用し、ここでの説明を省略若しくは簡略化する。
<Embodiment 2>
FIG. 2 is a block diagram showing a sensor signal converter according to the second embodiment of the present invention.
As in the first embodiment, the sensor signal converter 2 of the present embodiment amplifies and corrects a signal obtained from the sensor element, and specifically measures the pressure of the molten resin or the like in an extruder. The signal from the pressure sensor is amplified and corrected and output. The same reference numerals are used for the same components as in the first embodiment, and the description thereof is omitted or simplified.

本実施形態のセンサ信号変換器2は、ゼロ点調整とフルスケール調整をさらに行うものである。   The sensor signal converter 2 of this embodiment further performs zero point adjustment and full scale adjustment.

センサ信号変換器2のデジタル回路12は、ゼロ点調整値算出処理部129と、D/A変換部128と、フルスケール調整値算出処理部127と、を備える。
なお、ゼロ点調整値算出処理部129と、フルスケール調整値算出処理部127もデジタル補正回路を構成するものであり、ブロック図としてはそれぞれハードとして個別に存在するような記載であるが、汎用のMCU(Micro Controller Unit)等にてソフト的に構成されるものである。ただし、一部若しくは全部がハード的に構成されるものであってもよい。
The digital circuit 12 of the sensor signal converter 2 includes a zero point adjustment value calculation processing unit 129, a D / A conversion unit 128, and a full scale adjustment value calculation processing unit 127.
Note that the zero point adjustment value calculation processing unit 129 and the full scale adjustment value calculation processing unit 127 also constitute a digital correction circuit, and each block diagram is described as existing individually as hardware. This is configured by software such as an MCU (Micro Controller Unit). However, a part or all of them may be configured in hardware.

ゼロ点調整値算出処理部129は、基準値、即ちある規準となる入力に対するセンサ素子115若しくはセンサ信号変換回路113又はアナログ出力生成部114の基準出力にズレがある場合に、これを調整するためのものであり、工場出荷前の調整時等に設定される値に基づいて、補正値を出力する。この補正値がD/A変換部128によってD/A変換され、センサ素子115の出力信号に対して加算される。これにより、センサ素子115の出力信号のゼロ点調整が行われる。なお、A/D変換部121の入力点からゼロ点調整値算出処理部129へと接続される線は、工場出荷前の調整時等の設定値の算出処理にのみ使用されるものであり、調整処理動作自体には使用されない。   The zero point adjustment value calculation processing unit 129 adjusts the reference value, that is, when there is a deviation in the reference output of the sensor element 115 or the sensor signal conversion circuit 113 or the analog output generation unit 114 with respect to an input as a reference. The correction value is output based on the value set at the time of adjustment before shipment from the factory. This correction value is D / A converted by the D / A converter 128 and added to the output signal of the sensor element 115. Thereby, the zero point adjustment of the output signal of the sensor element 115 is performed. The line connected from the input point of the A / D conversion unit 121 to the zero point adjustment value calculation processing unit 129 is used only for the calculation processing of the set value during adjustment before factory shipment. It is not used for the adjustment processing operation itself.

フルスケール調整値算出処理部127は、出力のスケールを調整するものであり、工場出荷前の調整時等に設定される値、即ち、ある規準となる入力に対するセンサ素子115若しくはセンサ信号変換回路113又はアナログ出力生成部114の出力が100%となる倍率に基づいて、センサ信号変換回路113における増幅率を制御する。これにより、フルスケール調整が行われる。なお、アナログ出力生成部114の入力点からフルスケール調整値算出処理部127へと接続される線は、工場出荷前の調整時等の設定値の算出処理にのみ使用されるものであり、調整処理動作自体には使用されない。   The full scale adjustment value calculation processing unit 127 adjusts the scale of the output, and is a value set at the time of adjustment before factory shipment, for example, a sensor element 115 or a sensor signal conversion circuit 113 for an input as a certain standard. Alternatively, the amplification factor in the sensor signal conversion circuit 113 is controlled based on the magnification at which the output of the analog output generation unit 114 becomes 100%. Thereby, full scale adjustment is performed. Note that the line connected from the input point of the analog output generation unit 114 to the full scale adjustment value calculation processing unit 127 is used only for the calculation process of the set value at the time of adjustment before shipment from the factory. It is not used for the processing operation itself.

以上のごとく、本実施形態のセンサ信号変換器2によれば、ゼロ点調整やフルスケール調整をデジタル回路によって行うため、回路構成の簡素化及び低コスト化が可能である。即ち、ゼロ点調整、フルスケール調整をアナログ回路で構成した場合、ボリュームなど手動で調整を行う必要があり、製造工程で工数が掛ってしまう。且つ、ボリュームは幾何的部品であるため信頼性も低く、ゼロ点調整、フルスケール調整に使用する温度ドリフト性能のよいボリュームを使用する場合はコストが高くなってしまうものであるが、本実施形態によればこのような問題を回避できる。
また、リニアライズ補正等の遅延が生じがちな補正値を算出するラインとは別系統としているため、ゼロ点調整やフルスケール調整を高速にて行うことができる。
As described above, according to the sensor signal converter 2 of the present embodiment, the zero point adjustment and the full scale adjustment are performed by the digital circuit, so that the circuit configuration can be simplified and the cost can be reduced. That is, when the zero point adjustment and the full scale adjustment are configured by an analog circuit, it is necessary to manually adjust the volume and the like, and man-hours are required in the manufacturing process. In addition, since the volume is a geometric part, the reliability is low, and when a volume with good temperature drift performance used for zero point adjustment and full scale adjustment is used, the cost becomes high. Therefore, such a problem can be avoided.
In addition, since the system is different from the line for calculating a correction value that tends to cause delay such as linearization correction, zero point adjustment and full scale adjustment can be performed at high speed.

各実施形態では、押出成形機において溶融樹脂等の圧力を計測する圧力センサからの信号を増幅・補正して出力するものを例としているが、本発明をこれに限るものではなく、各種のセンサに対して利用することが可能である。   In each of the embodiments, an example is one in which a signal from a pressure sensor that measures the pressure of a molten resin or the like is amplified and corrected in an extruder, and is output, but the present invention is not limited to this, and various sensors Can be used.

また、各実施形態では、センサ信号変換器としてセンサ素子やセンサ部温度センサを備えているものを例として説明したが、センサ信号変換器とセンサが別体であり、センサからの信号が入力される入力部をセンサ信号変換器が有するようなものであってもよい。   In each embodiment, the sensor signal converter includes a sensor element or a sensor temperature sensor as an example. However, the sensor signal converter and the sensor are separate, and a signal from the sensor is input. The sensor signal converter may have an input unit.

1...センサ信号変換器
11...アナログ回路
111...アナログ信号線
112...補正値アナログ信号線
115...センサ素子
116...センサ部温度センサ(温度検出部)
12...デジタル回路
121...A/D変換部
122...D/A変換部
123...センサ部温度A/D変換値補正部(デジタル補正回路)
124...回路部温度A/D変換値補正部(デジタル補正回路)
125...リニアライズ補正部(デジタル補正回路)
126...補正量算出処理部(デジタル補正回路)
13...回路部温度センサ(温度検出部)
14...出力端子
2...センサ信号変換器
127...フルスケール調整値算出処理部(デジタル補正回路)
128...D/A変換部
129...ゼロ点調整値算出処理部(デジタル補正回路)
1. . . Sensor signal converter 11. . . Analog circuit 111. . . Analog signal line 112. . . Correction value analog signal line 115. . . Sensor element 116. . . Sensor part temperature sensor (temperature detection part)
12 . . Digital circuit 121. . . A / D converter 122. . . D / A converter 123. . . Sensor unit temperature A / D conversion value correction unit (digital correction circuit)
124. . . Circuit temperature A / D conversion value correction unit (digital correction circuit)
125. . . Linearization correction unit (digital correction circuit)
126. . . Correction amount calculation processing unit (digital correction circuit)
13. . . Circuit temperature sensor (temperature detector)
14 . . Output terminal . . Sensor signal converter 127. . . Full scale adjustment value calculation processing unit (digital correction circuit)
128. . . D / A converter 129. . . Zero point adjustment value calculation processing unit (digital correction circuit)

Claims (10)

センサから入力される信号に基づくアナログ信号を出力端子へ出力するアナログ信号線と、
前記アナログ信号線から得られるアナログ信号をA/D変換するA/D変換部と、
前記A/D変換部によって得られたデジタル信号に基づいて補正値算出処理を行うデジタル補正回路と、
前記デジタル補正回路が算出した補正値をD/A変換するD/A変換部と、
前記D/A変換部によって得られた補正値アナログ信号を前記アナログ信号に加算する補正値アナログ信号線と、
を備えることを特徴とするセンサ信号変換器。
An analog signal line for outputting an analog signal based on the signal input from the sensor to the output terminal;
An A / D converter for A / D converting an analog signal obtained from the analog signal line;
A digital correction circuit that performs a correction value calculation process based on the digital signal obtained by the A / D converter;
A D / A converter for D / A converting the correction value calculated by the digital correction circuit;
A correction value analog signal line for adding the correction value analog signal obtained by the D / A converter to the analog signal;
A sensor signal converter comprising:
前記デジタル補正回路が、リニアライズ補正処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のセンサ信号変換器。   The sensor signal converter according to claim 1, wherein the digital correction circuit performs a linearization correction process. 前記デジタル補正回路が、前記センサの近傍の温度を測定する温度検出部からの温度情報に基づき、センサの温度特性補正処理を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のセンサ信号変換器。   The sensor signal according to claim 1, wherein the digital correction circuit performs a temperature characteristic correction process of the sensor based on temperature information from a temperature detection unit that measures a temperature in the vicinity of the sensor. converter. 回路部近傍の温度を測定する温度検出部を備え、当該温度検出部からの温度情報に基づき、前記デジタル補正回路が、回路部の温度特性補正処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載のセンサ信号変換器。   A temperature detection unit for measuring a temperature in the vicinity of the circuit unit is provided, and the digital correction circuit performs a temperature characteristic correction process for the circuit unit based on temperature information from the temperature detection unit. Item 4. The sensor signal converter according to Item 3. 前記デジタル補正回路が、ゼロ点補正処理又はフルスケール補正処理の少なくとも何れかを行い、前記補正値アナログ信号とは別系統で、前記アナログ信号にゼロ点補正値アナログ信号を加算する、又は、倍率変更することを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載のセンサ信号変換器。   The digital correction circuit performs at least one of a zero point correction process and a full scale correction process, and adds a zero point correction value analog signal to the analog signal in a system different from the correction value analog signal, or a magnification. The sensor signal converter according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor signal converter is changed. センサから入力される信号に基づくアナログ信号を出力端子へ出力し、
前記センサからのアナログ信号をA/D変換することによって得られたデジタル信号に基づいてデジタル補正回路にて補正値算出処理を行い、
前記算出された補正値デジタル信号をD/A変換することによって得られた補正値アナログ信号を前記アナログ信号に加算することを特徴とするセンサ信号変換方法。
An analog signal based on the signal input from the sensor is output to the output terminal.
A correction value calculation process is performed in a digital correction circuit based on a digital signal obtained by A / D converting an analog signal from the sensor,
A sensor signal conversion method comprising: adding a correction value analog signal obtained by D / A converting the calculated correction value digital signal to the analog signal.
前記デジタル補正回路が、リニアライズ補正処理を行うことを特徴とする請求項6に記載のセンサ信号変換方法。   The sensor signal conversion method according to claim 6, wherein the digital correction circuit performs a linearization correction process. 前記デジタル補正回路が、前記センサの近傍の温度を測定する温度検出部からの温度情報に基づき、センサの温度特性補正処理を行うことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のセンサ信号変換方法。   The sensor signal according to claim 6 or 7, wherein the digital correction circuit performs a temperature characteristic correction process of the sensor based on temperature information from a temperature detection unit that measures a temperature in the vicinity of the sensor. Conversion method. 前記デジタル補正回路が、回路部近傍の温度を測定する温度検出部からの温度情報に基づき、回路部の温度特性補正処理を行うことを特徴とする請求項6から請求項8の何れかに記載のセンサ信号変換方法。   9. The digital characteristic correction circuit according to claim 6, wherein the digital correction circuit performs temperature characteristic correction processing of the circuit unit based on temperature information from a temperature detection unit that measures a temperature in the vicinity of the circuit unit. Sensor signal conversion method. 前記デジタル補正回路が、ゼロ点補正処理又はフルスケール補正処理の少なくとも何れかを行い、前記補正値アナログ信号とは別系統で、前記アナログ信号にゼロ点補正値アナログ信号を加算する、又は、倍率変更することを特徴とする請求項6から請求項9の何れかに記載のセンサ信号変換方法。   The digital correction circuit performs at least one of a zero point correction process and a full scale correction process, and adds a zero point correction value analog signal to the analog signal in a system different from the correction value analog signal, or a magnification. 10. The sensor signal conversion method according to claim 6, wherein the sensor signal conversion method is changed.
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