KR101314193B1 - Method and apparatus for calibrating weigher of axle using arbitary waveform generation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축중기 자동 검교정 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 자세하게는 고속도로의 진입로에 설치되어 화물차의 무게를 측정하는 축중기 센서의 물리적 환경변화 및 전기적 수치차이로 인한 오차를 능동적으로 교정하는 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명은 축중기 자동 검교정 장치에 있어서, 측정대상차량의 속도를 측정하는 속도센서(11)와, 소정의 속도로 이동하는 측정대상차량으로부터 감지된 무게를 전압값으로 변환하여 출력하는 중량센서(12)를 포함하는 센서부(10); 상기 속도센서(11)에서 측정되는 속도와 상기 중량센서(12)에서 측정된 전압값을 처리하여 시간에 대한 전압변화를 나타낸 측정파형을 생성하는 측정파형생성부(20); 상기 측정파형생성부(20)에서 생성된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(30); 속도변화에 따른 무게에 대한 중량센서(12)의 출력값이 계산된 기준데이터가 저장된 주메모리부(41)를 포함하며, 상기 A/D변환부(30)에서 출력된 디지털 신호에 대응되는 정보를 상기 주메모리부(41)에서 읽고 비교하여 차이값에 대한 보정신호를 출력하는 메인처리부(40); 상기 메인처리부(40)의 보정신호를 받아 볼륨조절 기능을 수행하는 스케일조절부(60); 상기 스케일조절부를 통해 조절된 보정신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A변환부(50); 상기 D/A변환부(50)의 아날로그 신호를 통해 보정신호에 대한 보정파형을 생성하는 보정파형생성부(70); 상기 보정파형을 상기 측정파형에 반영하여 보상파형을 생성하는 보정치가산부(80); 상기 보상파형을 무게값으로 변환하여 식별가능하도록 출력하는 표시부(90);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for automatically calibrating a lifter and an apparatus thereof, and in particular, an arbitrary waveform that is installed on an access road of a highway and actively corrects an error due to a change in the physical environment and an electrical numerical difference of a lifter sensor that measures the weight of a truck. The present invention relates to a method for automatically calibrating a lifter using a generator technique and an apparatus thereof.
According to the present invention, in the automatic calibration apparatus for a weight lifter, a speed sensor 11 for measuring a speed of a measurement target vehicle and a weight sensor for converting and outputting a weight detected from a measurement target vehicle moving at a predetermined speed into a voltage value ( A sensor unit 10 including 12; A measurement waveform generation unit 20 for generating a measurement waveform indicative of a voltage change over time by processing the speed measured by the speed sensor 11 and the voltage value measured by the weight sensor 12; An A / D converter 30 for converting the signal generated by the measurement waveform generator 20 into a digital signal; The main memory unit 41 stores the reference data for calculating the output value of the weight sensor 12 for the weight according to the speed change, and includes information corresponding to the digital signal output from the A / D converter 30. A main processor 40 which reads and compares the main memory 41 and outputs a correction signal for the difference value; A scale adjusting unit 60 receiving a correction signal of the main processing unit 40 to perform a volume control function; A D / A converter 50 for converting the correction signal adjusted through the scale controller into an analog signal; A correction waveform generator 70 generating a correction waveform for the correction signal through the analog signal of the D / A converter 50; A correction value adding unit (80) for generating a compensation waveform by reflecting the correction waveform to the measurement waveform; And a display unit 90 converting the compensation waveform into a weight value and outputting the compensable waveform so as to be identified.
Description
본 발명은 축중기 자동 검교정 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 자세하게는 고속도로의 진입로에 설치되어 화물차의 무게를 측정하는 축중기 센서의 물리적 환경변화 및 전기적 수치차이로 인한 오차를 능동적으로 교정하는 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for automatically calibrating a lifter and a device thereof, and in particular, an arbitrary waveform which is installed on an access road of a highway and actively corrects an error due to a physical environment change and an electrical numerical difference of a lifter sensor that measures the weight of a truck. The present invention relates to a method for automatically calibrating a lifter using a generator technique and an apparatus thereof.
축중기는 차량의 한 쌍의 바퀴가 바닥면에 미치는 무게를 재는 기계로서, 일반적으로 고속도로의 진입로에 설치되어 화물차의 무게를 측정하여 과적 여부를 판단하는데 사용된다. 이와 같은 축중기는 전기적 센서를 사용하여 무게를 측정하게 되며, 일정 무게를 가진 차량의 경우 속도 가변시에도 일정한 무게로 측정될 수 있도록 센서의 정밀도가 요구된다.Accumulator is a machine that weighs a pair of wheels on the floor. It is generally installed in the access road of the highway and used to determine the overload by measuring the weight of the truck. Such an accumulator measures the weight using an electrical sensor, and in the case of a vehicle having a certain weight, the precision of the sensor is required so that the weight can be measured at a constant weight even when the speed is variable.
하지만, 온도, 습도 등의 물리적인 원인 및 센서의 경년변화로 인한 전기적 변화량 차이로 인해 오차가 발생하게 되므로, 이를 위해 통상적으로 한 달 간격으로 축중기의 검·교정 작업이 이루어지게 된다.However, errors occur due to physical causes such as temperature and humidity, and electrical variation due to secular variation of the sensor. Therefore, calibration and calibration operations of the accumulators are generally performed at a monthly interval for this purpose.
기존의 방법에서 축중기 검·교정 작업을 위해서는 계량이 완료된 1대의 화물차와 운전기사 그리고 오퍼레이터 및 교통 통제를 하는 교통담당자 등이 필요하며, 한 곳의 톨게이트에 설치된 축중기를 검·교정하는데 보통 짧게는 3시간에서 길게는 8시간의 작업시간이 소요된다.In the existing method, it is necessary to carry out weighing one truck and driver, and operator and traffic controller who controls traffic, and it is usually short to check and calibrate the crane installed in one toll gate. It takes 3 to 8 hours of work.
검·교정 작업에 장시간이 소요되는 이유는 통상 1km부터 30km의 범위 내에서 속도를 1km 씩 가변하면서 레퍼런스 무게를 검증해 가는 실시간 검증방식을 사용하기 때문이며, 이때 무게에 대한 속도가중치에 따른 여러 차례의 시험에 의한 5% 이내의 평균 오차값이 요구된다.The reason why it takes a long time for calibration and calibration work is because it uses a real-time verification method that verifies the reference weight while varying the speed by 1km within the range of 1km to 30km. The average error value within 5% of the test is required.
이와 같은 시험작업에서는 매번 화물차의 진입이 반복되며 측정값의 검증을 위한 반복적 시험이 요구되므로, 우리나라의 전체 톨게이트 수(240 군소; 고속도로 공사 자료 근거)에 필요한 작업 시간과 물량을 생각해보면 많은 예산과 인력 낭비를 초래되는 현실이다. In this test, every time the truck enters and repeats the test to verify the measured value. Therefore, considering the work time and quantity required for the total number of toll gates in Korea (240 places; based on the highway construction data), It is a reality that causes waste of manpower.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 임의파형 발생기법을 사용하여 차량의 무게 및 속도에 대한 기초자료의 기준파형을 생성하고, 실체 측정에 따른 측정값의 측정파형을 생성하여, 상기 기준파형과 측정파형을 비교·판단하여 차이 파형에 대한 값을 보상해 주는 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to generate a reference waveform of basic data on the weight and speed of a vehicle using an arbitrary waveform generator method, and to measure the measured value according to the actual measurement. The present invention provides a method and apparatus for automatically calibrating a condenser using an arbitrary waveform generator which generates a measurement waveform, compares and judges the reference waveform and the measurement waveform, and compensates the values for the difference waveforms.
상기와 같은 목적을 이루기 위하여 본 발명의 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치는 축중기 자동 검교정 장치에 있어서, 측정대상차량의 속도를 측정하는 속도센서와, 소정의 속도로 이동하는 측정대상차량으로부터 감지된 무게를 전압값으로 변환하여 출력하는 중량센서를 포함하는 센서부; 상기 속도센서에서 측정되는 속도와 상기 중량센서에서 측정된 전압값을 처리하여 시간에 대한 전압변화를 나타낸 측정파형을 생성하는 측정파형생성부; 상기 측정파형생성부에서 생성된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부; 속도변화에 따른 무게에 대한 중량센서의 출력값이 계산된 기준데이터가 저장된 주메모리부를 포함하며, 상기 A/D변환부에서 출력된 디지털 신호에 대응되는 정보를 상기 주메모리부에서 읽고 비교하여 차이값에 대한 보정신호를 출력하는 메인처리부; 상기 메인처리부(40)의 보정신호를 받아 볼륨조절 기능을 수행하는 스케일조절부; 상기 스케일조절부를 통해 조절된 보정신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A변환부; 상기 D/A변환부(50)의 아날로그 신호를 통해 보정신호에 대한 보정파형을 생성하는 보정파형생성부; 상기 보정파형을 상기 측정파형에 반영하여 보상파형을 생성하는 보정치가산부; 상기 보상파형을 무게값으로 변환하여 식별가능하도록 출력하는 표시부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the automatic weighing apparatus for a weight lifter using the arbitrary waveform generator method of the present invention includes a speed sensor for measuring the speed of a vehicle to be measured, and a measuring target for moving at a predetermined speed. A sensor unit including a weight sensor configured to convert the weight detected from the vehicle into a voltage value and output the converted weight; A measurement waveform generation unit for processing the speed measured by the speed sensor and the voltage value measured by the weight sensor to generate a measurement waveform indicative of a voltage change over time; An A / D converter converting the signal generated by the measurement waveform generator into a digital signal; And a main memory unit for storing reference data for calculating an output value of a weight sensor for a weight according to a speed change, and reading and comparing information corresponding to a digital signal output from the A / D converter from the main memory unit to compare the difference. A main processor for outputting a correction signal for the; A scale adjusting unit which receives a correction signal of the
이때, 상기 센서부는 온도를 측정하는 온도센서와 습도를 측정하는 습도센서를 더 포함하고, 상기 메인처리부는 온도 및 습도의 변화가 적용된 중량센서의 출력값 변동 데이터가 저장된 보조메모리부를 더 포함하여, 상기 온도센서 및 습도센서로부터의 온도 및 습도정보와 상기 A/D변환부에서 출력된 디지털 신호에 대응되는 정보를 상기 주메모리부 및 보조메모리부를 통해 읽고 비교하는 것이 바람직하다.In this case, the sensor unit further comprises a temperature sensor for measuring the temperature and the humidity sensor for measuring the humidity, the main processing unit further includes an auxiliary memory unit for storing the output value change data of the weight sensor to which the change in temperature and humidity is applied, It is preferable to read and compare temperature and humidity information from a temperature sensor and a humidity sensor and information corresponding to a digital signal output from the A / D converter through the main memory unit and the auxiliary memory unit.
또한, 상기 표시부는 상기 측정파형, 보정파형, 보상파형과 함께, 상기 보정파형을 판독가능한 수치값으로 변환한 오차값을 출력할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The display unit may be configured to output an error value obtained by converting the correction waveform into a readable numerical value together with the measurement waveform, the correction waveform, and the compensation waveform.
상기와 같은 목적을 이루기 위하여 본 발명의 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법은 축중기의 자동 검교정 방법에 있어서, 측정대상차량의 속도를 측정하는 속도센서와 측정무게를 전압값으로 변환하는 중량센서를 포함하는 센서부를 준비하고, 속도변화에 따라 측정되는 무게에 대한 중량센서의 출력값을 계산한 기준데이터를 주메모리부에 저장하는 제1단계; 측정대상차량이 소정의 속도로 상기 센서부를 통과하도록 하고 감지된 무게를 전압값으로 변환하여 출력하는 제2단계; 측정대상차량의 속도와 상기 중량센서를 통해 출력된 전압값을 이용하여 시간에 대한 전압변화를 나타낸 측정파형을 생성하는 제3단계; 상기 측정파형을 디지털신호로 변환하는 제4단계; 상기 디지털신호를 입력받고 대응되는 기준데이터를 상기 주메모리부에서 읽어 비교하여 차이값에 대한 보정신호를 출력하는 제5단계; 상기 보정신호의 스케일을 조절하는 제6단계; 스케일이 조절된 보정신호를 아날로그 신호로 변환하는 제7단계; 스케일이 조절된 아날로그 신호를 통해 보정파형을 생성하는 제8단계; 상기 보정파형을 상기 측정파형에 반영하여 보상파형을 생성하는 제9단계; 상기 보상파형을 무게값으로 변환하여 식별가능하도록 출력하는 제10단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the automatic calibration method of the accumulator using the arbitrary waveform generator method of the present invention is an automatic calibration method of the accumulator, which converts a speed sensor and a measurement weight for measuring the speed of the vehicle to be measured into voltage values. A first step of preparing a sensor unit including a weight sensor and storing reference data for calculating an output value of the weight sensor with respect to a weight measured according to a speed change; A second step of allowing a vehicle to be measured to pass through the sensor unit at a predetermined speed, converting the detected weight into a voltage value and outputting the voltage; Generating a measurement waveform indicating a voltage change with respect to time by using a speed of the vehicle to be measured and a voltage value output through the weight sensor; A fourth step of converting the measurement waveform into a digital signal; A fifth step of receiving the digital signal, reading corresponding data from the main memory unit, comparing the reference data, and outputting a correction signal for the difference value; Adjusting a scale of the correction signal; A seventh step of converting the scaled correction signal into an analog signal; An eighth step of generating a correction waveform through the scaled analog signal; A ninth step of generating a compensation waveform by reflecting the correction waveform to the measurement waveform; A tenth step of converting the compensation waveform into a weight value and outputting the discernible waveform; And a control unit.
이때, 상기 센서부는 온도를 측정하는 온도센서와 습도를 측정하는 습도센서를 더 포함하고, 상기 제1단계는 온도 및 습도의 변화가 적용된 중량센서의 출력값 변동 데이터를 보조메모리부에 저장하는 것을 더 포함하며, 상기 제5단계는 상기 온도센서 및 습도센서로부터의 온도 및 습도정보와 대응되는 정보를 상기 보조메모리부를 통해 읽는 것을 더 포함하여 이루어질 수 있다.In this case, the sensor unit further comprises a temperature sensor for measuring the temperature and the humidity sensor for measuring the humidity, wherein the first step is further to store the output value change data of the weight sensor to which the change in temperature and humidity is applied to the auxiliary memory unit The fifth step may further include reading information corresponding to temperature and humidity information from the temperature sensor and the humidity sensor through the auxiliary memory unit.
기존의 축중기 시스템에 본 발명을 적용함으로 측정기준차량 및 인력을 통한 검교정작업 없이도 자동으로 축중기의 측정값을 보정할 수 있어 축중기의 검·교정작업에 소요되는 시간 및 노력을 현저하게 줄이게 된다.By applying the present invention to the existing crane system, it is possible to automatically correct the measured value of the crane without the calibration work through the measurement reference vehicle and manpower, thereby significantly reducing the time and effort required for the inspection and calibration of the crane. do.
또한, 축중기 시스템을 갖추지 않더라도 본 발명의 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치는 기준파형 정보를 통한 축중기의 이상적인 시뮬레이션을 제공함으로 신뢰성 있는 축중기 시스템 구축에 효과적으로 이용될 수 있다.In addition, even without an accumulator system, the auto-calibrator of the accumulator using the arbitrary waveform generator method of the present invention can be effectively used for constructing a reliable accumulator system by providing an ideal simulation of the accumulator through reference waveform information.
도 1은 본 발명 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치의 설치 개념도,
도 2는 본 발명 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 기준파형과 측정파형의 개념을 나타낸 참조도,
도 4는 A/D 변환시 발생하는 오차를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a conceptual diagram illustrating the installation of an automatic crane calibration device using an arbitrary waveform generator according to the present invention;
2 is a block diagram showing the configuration of an automatic crane calibration device using an arbitrary waveform generator according to the present invention;
3 is a reference diagram illustrating the concept of a reference waveform and a measurement waveform of the present invention;
4 is a graph showing an error occurring during A / D conversion;
5 is a flowchart illustrating a method for automatically calibrating a condenser using an arbitrary waveform generator according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치의 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the automatic lift calibration device using a random waveform generator method of the present invention.
도 1은 본 발명 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치의 설치 개념도, 도 2는 본 발명 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치의 구성을 나타낸 블록도, 도 3은 본 발명의 기준파형과 측정파형의 개념을 나타낸 참조도이다.1 is a conceptual diagram illustrating the installation of an automatic crane calibration apparatus using a random waveform generator according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an automatic crane calibration apparatus using an arbitrary waveform generator according to the present invention. FIG. Reference diagram showing the concept of waveforms and measurement waveforms.
본 발명은 축중기 시스템에 적용되어 스스로 환경변화로 인한 오차를 보정하는 역할을 하게 되므로 축중기 시스템을 구성하는 기본 구성인 속도센서(11)와 중량센서(12)를 포함한 센서부(10)가 구비된다. The present invention is applied to a livestock lifter system to serve to correct the error due to environmental changes on its own, so that the
축중기는 주로 고속도로의 톨게이트에 설치되어 고속도로에 진입하는 차량의 무게를 측정하게 되며 상기 중량센서(12)를 통해 감지된 무게를 전압값으로 변환하여 처리한다. 주로 차량이 소정의 속도로 이동하는 상태에서 무게측정이 이루어지며 측정대상차량의 속도가 중량센서(12)의 출력값에 영향을 미치게 된다. 그러므로 센서부(10)를 통과하는 측정대상차량의 속도와 함께 속도에 대한 전압값을 측정하여 차량의 무게를 산출하게 된다.The accumulator is mainly installed in the toll gate of the highway and measures the weight of the vehicle entering the highway, and converts the weight detected by the
이때, 측정대상차량과 적재된 화물이 10톤이라고 가정하면 측정대상차량의 속도가 변하더라도 축중기 시스템에서는 동일하게 10톤의 값이 산출되어야한다. 하지만, 대부분 전자시스템으로 이루어지는 축중기 시스템은 환경적인 요인 즉, 온도, 습도, 메커니즘의 경년 변화 및 외부에서 유입되는 노이즈, 전자파, 자기특성 등으로 각 전자소자의 전기적인 변동치가 발생하게 되므로 주기적인 검교정이 필요하다. In this case, assuming that the vehicle to be measured and the loaded cargo are 10 tons, even if the speed of the vehicle to be measured changes, the value of 10 tons should be calculated in the same way in the condenser system. However, most of the accumulator system, which consists of electronic systems, periodically generates electrical fluctuations of each electronic device due to environmental factors such as temperature, humidity, aging change of mechanism, noise from outside, electromagnetic waves, magnetic characteristics, etc. Recalibration is required.
특히 아날로그부분의 전자소자가 갖는 기본적인 특성들은 축중기 시스템 성능에 많은 영향을 미치게 되며, 아날로그 회로에서의 전자 소자가 갖는 오차 특성을 세부적으로 살펴보면 다음과 같다. In particular, the basic characteristics of the analog device have a lot of influence on the performance of the condenser system, and the error characteristics of the electronic device in the analog circuit will be described in detail as follows.
1. 환경요인에 의한 변화1. Change due to environmental factors
중량센서에서 전달되어 온 신호는 전압, 혹은 전류의 아날로그 신호가 A/D(Analog to Digital Converter) 변환을 통해 디지털 값으로 정확히 변환되었다 하더라도 주변의 환경적인 요인에 의한 오차분의 변화를 갖는다. 대부분의 전자소자는 25도에서 정상적인 파라메터의 값을 갖도록 설계되며, 온도 1℃ 변화에 따른 소자의 저항 변화에 따라 전기적인 전달계수가 달라질 수 있다. 따라서 가해지는 전압 및 전류도 이에 따른 변화를 갖는다. 이를 소자의 온도 드리프트 특성이라 하며 아날로그 부분의 회로에서는 이에 따라 시스템의 정밀도가 좌우되는 경우가 많다. 이뿐 아니라 습도, 주변의 전자파 및 전자기 유도현상, 전파간섭 등 심지어는 우주에서 오는 우주파에도 영향을 받을 수 있다.The signal transmitted from the weight sensor has a change in error due to environmental factors, even if the analog signal of voltage or current is converted to digital value through A / D (Analog to Digital Converter) conversion. Most electronic devices are designed to have normal parameter values at 25 degrees, and the electrical transfer coefficient may vary according to the resistance change of the device according to the temperature change of 1 ° C. Therefore, the applied voltage and current also change accordingly. This is called the temperature drift characteristic of the device, and in the circuit of the analog part, the accuracy of the system is often influenced. In addition, it can be affected by humidity, ambient electromagnetic and electromagnetic induction, radio interference, and even cosmic waves from space.
2. 분해능2. Resolution
축중기 시스템의 분해능은 A/D 변환기에서 식별 가능한 최소 입력의 아날로그 값을 가리키며, 바이너리 n비트의 변환기에서는 아날로그 풀스케일 값을 2n 으로 나눈 값, 즉 1 LSB에 해당되는 아날로그 값과 동일한 값이 된다. 16비트를 지원하는 A/D 변환기의 분해능력은 1/216=1/65536의 값이 된다. 시스템의 정밀도를 고려해서 A/D파트는 16급 이상 D/A(Digital to Analog Converter) 파트는 18Bit 이상의 소자가 사용된다.The resolution of the accumulator system refers to the analog value of the minimum input identifiable by the A / D converter.In the binary n-bit converter, the analog full-scale value divided by 2 n is equal to the analog value corresponding to 1 LSB. do. The resolution of an A / D converter supporting 16 bits is 1/2 16 = 1/65536. Considering the precision of the system, the A / D part is used for the 16th class or higher D / A (Digital to Analog Converter) part.
3. 직선성3. Straightness
변환범위(예를 들어 0에서 풀스케일 값까지의 스케일 값)의 양단을 잇는 직선에서의 전달특성의 최대 편차를 의미한다. 직선성은 풀스케일 값의 백분율(%) 또는 1 LSB에 대한 분수로 나타낸다. 일반적으로 직선성이 좋은 변환기의 조건은 규정값이 0.5 LSB 이내를 보증하는 디바이스를 의미하며, 본 특허에 명기된 시스템은 무손실에 가까운 A/D 와 D/A가 사용된다.It means the maximum deviation of the transmission characteristics in a straight line connecting both ends of the conversion range (eg scale value from 0 to full scale value). Linearity is expressed as a percentage of full scale value or as a fraction of 1 LSB. In general, the condition of a good linear converter means a device that guarantees a specified value within 0.5 LSB. The system specified in this patent uses lossless A / D and D / A.
4. 상대정밀도4. Relative precision
오프셋 오차와 이득오차가 제로가 되도록 조정했을 때, 변환기의 입출력의 직선성에 관한 것으로 상대 정밀도가 좋은 변환기는 직선성의 오차가 0.5 LSB 이내에 들어 있는 것을 의미한다. 축중기 시스템에 사용된 A/D의 정밀도는 0.5 LSB의 이내를 사용한다.When the offset error and the gain error are adjusted to zero, the linearity of the input and output of the converter is related. The converter with good relative accuracy means that the linearity error is within 0.5 LSB. The accuracy of A / D used in the crane system should be within 0.5 LSB.
5. 양자화 오차5. Quantization Error
양자화 오차란 0.5LSB의 불확정성에 관한 것으로 A/D 변환기에서는 피할 수 없는 오차이다. 일반적으로 디지털코드는 1LSB의 중간을 가리키게 된다. 양자화 오차를 작게 하기 위해서는 분해능을 높이는 것이 좋은 방법 중 하나이다. 1LSB 이내를 보장하고 있으나 고속A/D 변환기에서 2LSB까지 양자화 오차를 갖는 변환기도 사용되고 있다. 하지만, 이것보다는 디지털적인 노이즈로 인하여 이보다 더 정밀도를 낮은 경우가 많다. 하지만, 축중기 시스템은 필터회로의 보강으로 1LSB 이내가 되도록 설계된다. The quantization error is related to the uncertainty of 0.5LSB, which is inevitable in the A / D converter. In general, the digital code indicates the middle of the 1LSB. In order to reduce the quantization error, it is a good idea to increase the resolution. Although guaranteed to be within 1LSB, converters with quantization errors from high-speed A / D converters to 2LSBs are also used. However, it is often lower than this due to digital noise rather than this. However, the accumulator system is designed to be within 1LSB by reinforcement of the filter circuit.
6. 미분 비직선성 오차6. Differential nonlinearity error
변환 범위의 임의의 점에 있어서 어떤 비트 사이즈와 이론상의 비트 사이즈와의 차로 정의된다. 따라서 0.5 LSB의 미분 비직선성을 규정하고 있는 A/D 변환기에서는 비트사이즈가 변환출력의 어느 점을 취하여도 0.5LSB 혹은 1LSB 내에 들어 있게 된다.It is defined as the difference between any bit size and the theoretical bit size at any point in the conversion range. Therefore, in the A / D converter that defines the differential nonlinearity of 0.5 LSB, the bit size is within 0.5LSB or 1LSB at any point of the conversion output.
7. 단조증가성 오차7. Monotonic increase error
전 변환범위에 걸쳐서 연속적으로 입력을 증가 또는 감소시킬 때 출력도 따라서 연속적으로 증가 또는 감소하는 것을 말한다. 이러한 단조증가성을 만족시키려면 미분 비직선성이 1LSB 보다 작은 것이 필요하다.When the input is increased or decreased continuously over the entire conversion range, the output also increases or decreases accordingly. To satisfy this monotonic increase, it is necessary that the differential nonlinearity is less than 1LSB.
8. 오프셋 오차8. Offset error
A/D 변환기에서 아날로그 입력이 제로인 경우 D/A 변환기에서는 디지털 입력이 제로인 경우에서도 변환기의 내부요인이나 전원전압이 원인이 되어 출력이 제로가 되지 않는 경우에서 출력의 풀스케일 값에 대한 백분율(%)을 말한다. 오프셋 오차는 A/D 뿐만 아니라 아날로그 소자회로에서는 거의 존재하는 에러이므로 오프셋 오차가 나지 않도록 전원 그라운드 설계 및 오프셋 오차가 적은 소자를 선택하여 설계하는 기법이 요구된다. 이러한 오프셋 오차가 발생할 경우는 아날로그 적으로 보정을 하거나 펌웨어에서 알고리즘에 의한 소프트웨어적 보정을 필요로 한다. 축중기 시스템의 오프셋 오차는 30uV 이내를 보증한다.Analog input is zero in A / D converter In D / A converter, even if digital input is zero, the percentage of the full scale value of the output when the output does not become zero due to the internal factors of the converter or the power supply voltage. Say). The offset error is an error that almost exists not only in A / D but also in analog device circuits. Therefore, a method of designing a power supply ground and a device having a small offset error is required to prevent an offset error. If this offset error occurs, it is necessary to perform analog correction or software correction by algorithm in firmware. The offset error of the accumulator system is guaranteed to be within 30uV.
9. 이득오차9. Gain Error
A/D 변환기에서 디지털 출력이 풀스케일 값이 되기 위한 입력전압의 오차율을 말한다. 일반적으로 이득 앰프의 오차분과 이것을 증폭하기 위한 배율저항에서 오는 오차분을 피할 수 없다. 따라서 정도가 좋은 소자를 이용한 설계가 필요하며, 축중기 시스템의 오차는 하드웨어와 펌웨어에 의해서 이득 오차분을 제거한다. In A / D converter, the error rate of input voltage for digital output to become full scale value. In general, the error from the gain amplifier and the scaling factor to amplify it cannot be avoided. Therefore, it is necessary to design with high precision devices, and the error of the accumulator system eliminates the gain error by hardware and firmware.
도 4는 A/D 변환시 발생하는 오차를 나타낸 그래프이다. 도 4에 나타난 바와 같이 오프셋오차, 직선성 오차 및 이득오차가 A/D 변화기의 성능을 좌우하는 가장 큰 요인으로 작용한다.4 is a graph illustrating an error occurring during A / D conversion. As shown in FIG. 4, offset error, linearity error, and gain error are the biggest factors that influence performance of the A / D changer.
10. A/D 변환시간10. A / D conversion time
A/D 변환시간은 신호가 선택되고 변환시작 신호가 주어진 후 모든 디지털 출력이 완료될 때까지 걸리는데 필요한 시간을 말한다. 축차 비교형 A/D 변환기의 경우 A/D 변환이 클럭에 동기되어 처리되기 위해서는 스타트 후 MSB에서 LSB의 비트가 출력에 나타난 후 EOC(End of Conversion)의 상태 출력이 나타날 때까지의 과정을 나타낸다.The A / D conversion time is the time required for all digital outputs to complete after the signal is selected and the conversion start signal is given. In case of successive comparison A / D converter, in order for A / D conversion to be processed in synchronization with the clock, it shows the process until the status output of End of Conversion (EOC) appears after the bit of LSB is displayed at the MSB after the start. .
A/D 변환기간은 A/D의 액세스 타임과 같은 내용으로 시스템 설계 시 고려하여야할 가장 중요한 요소 중 하나이다. 일반적인 내용에 있어서 A/D 변환기의 속도가 빠르면 정밀도가 낮아지고 반대로 A/D 변환기의 속도가 느리면 고정밀 비트변환을 가져갈 수 있다는 것이 통념이다. 이것은 속도에 따른 디지털 노이즈 증가 및 전원에서 근본적으로 존재하는 그라운드 노이즈 등 신호라인 리프렉션 효과 발생으로 인하여 상호 반비례적인 요소를 갖기 때문이다. 축중기 시스템에 사용된 방법은 하드웨어적인 회로와 알고리즘을 이용한 소프트웨어 필터를 이용하여 디지털 회로에 따른 노이즈를 최소화하였다. Between A / D converters is the same as A / D access time, which is one of the most important factors to consider in system design. In general, the faster the speed of the A / D converter, the lower the accuracy. On the contrary, the slower the speed of the A / D converter, the higher the precision bit conversion is possible. This is because they have inverse proportional factors due to signal line selection effects such as digital noise increase with speed and ground noise inherent in the power supply. The method used in the condenser system minimizes the noise caused by digital circuits by using software filters using hardware circuits and algorithms.
본 발명에서는 측정파형생성부(20)를 통해 측정대상차량의 속도와 측정된 무게가 변환된 전압값을 이용하여 시간에 대한 전압변화를 나타낸 파형을 생성한다. 이때, 상기 측정파형생성부(20)는 임의파형 생성기법을 이용하여 파형을 생성하게 되며 측정대상차량으로부터 측정되는 속도는 결국 시간에 대한 함수가 되므로, 속도에 대한 중량센서의 전압값은 시간의 변동에 대한 전압변화값을 의미한다. 이는 측정대상차량으로부터 생성된 파형이므로 측정파형이라 한다. In the present invention, using the
이때 중량센서(12)에서 출력되는 전압값은 실제 무게값이 변환된 전압값 외에 오차값을 포함하게 되므로 상기 측정파형 또한 오차값을 포함하게 된다. 상기 오차값을 정확하게 파악하여, 중량센서(12)의 출력값(전압값)을 상기 오차값 만큼 보정하는 작업이 본 발명에서 이루어지게 된다. 즉, 도 3에서와 같이 중량센서(12)의 이론적인 출력값을 정확하게 산출하여 이에 대한 기준파형을 생성하고, 상기 측정파형과 기준파형을 비교하여 오차값을 파악할 수 있다.In this case, since the voltage value output from the
이때, 축중기 시스템 검교정의 기준데이터가 되는 기준파형에 대한 정보는 주메모리부(41)에 미리 저장된다. 상기 기준파형에 대한 정보는 초기 상태의 중량센서 즉, 무게값을 인지한 중량센서로부터 출력되는 전압값을 정확한 계산에 의해 산출한 정보로 이는 경년변화 또는 환경에 따른 오차값이 없는 정확한 계산에 의해 산출된 출력값이며, 상기 기준파형에 대한 정보는 오차값을 가지고 있지 않다.At this time, the information on the reference waveform which is the reference data of the decompression machine system calibration is stored in the
측정파형이 갖는 오차값을 정확히 파악하는 과정은 실시간 신호처리를 고려하여 DSP(Digital Signal Processor) 프로세서를 사용한 메인처리부(40)를 통해 이루어진다. 이때, 상기 주메모리부(41)은 상기 메인처리부(40)에 포함된다.The process of accurately determining the error value of the measurement waveform is performed through the
상기 DSP 프로세서를 이용한 처리를 위해, 아날로그 파형인 상기 측정파형은 A/D변환부(30)를 통해 디지털신호로 변환된다.For the processing using the DSP processor, the measurement waveform, which is an analog waveform, is converted into a digital signal through the A /
이후, A/D변환부(30)를 통해 출력된 디지털신호는 메인처리부(40)로 보내지고, 상기 메인처리부(40)는 상기 디지털신호에 대응되는 기준데이터 정보를 상기 주메모리부(41)를 통해 읽어, 상기 디지털신호과 기준데이터를 비교하여 차이값을 산출하게 된다. 디지털신호는 측정파형에 대응되고, 상기 기준데이터는 기준파형에 대응되어 비교하여 오차값을 파악하되, 이 모든 과정이 디지털회로를 통해 이루어지는 것이다. 상기 메인처리부(40)는 상기 디지털신호와 기준데이터의 차이값에 해당되는 오차값에 대한 보정신호를 출력하게 된다.Thereafter, the digital signal output through the A /
상기 보정신호는 스케일조절부(60)를 통해 적합한 크기의 볼륨으로 조절된다. 상기 스케일 조절부는 소정의 값을 갖는 다수의 저항을 조합하여 이루어지며, 메인처리부(40)를 통해 출력되는 보정신호의 크기를 아날로그 신호로 변환하기에 적합하게 조절하는 기능을 수행한다.The correction signal is adjusted to a volume of a suitable size through the
상기 스케일조절부(60)를 통해 볼륨 조절이 이루어진 보정신호는 D/A변환부를 통해 아날로그 신호로 변환되고, 보정파형생성부(70)를 통해 오차값에 대한 보정파형이 생성된다. The correction signal having the volume control through the
상기 보정파형은 보정치가산부(80)를 통해 측정파형에 가산되어, 상기 측정파형에서 오차값이 제거된 보상파형이 생성된다. The correction waveform is added to the measurement waveform through the correction
상기 보상파형은 무게값으로 변환되어 표시부(90)를 통해 식별가능하도록 출력됨으로 오차값이 보정된 정확한 차량의 무게가 산출되어 나타난다.The compensation waveform is converted into a weight value and outputted to be distinguishable through the
이때, 온도와 습도의 변화 또한 전기적인 변동치가 영향을 미치는 요소가 될 수 있으므로, 더욱 정확한 오차값의 보정을 위해 온도 및 습도의 변화를 반영하는 것이 바람직하다.At this time, the change in temperature and humidity may also be a factor influencing the electric fluctuation value, it is preferable to reflect the change in temperature and humidity for more accurate correction of the error value.
이를 위해 상기 센서부(10)는 측정대상차량이 위치한 장소의 현재 대기의 온도와 습도를 측정하는 온도센서(13)와 습도센서(14)를 포함하여 이루어진다. 또한, 기준데이터에도 온도와 습도의 변화에 대한 변화값이 적용되어야 하므로 상기 메인처리부(40)에는 온도 및 습도의 변화가 적용된 중량센서의 출력값 변동 데이터가 저장된 보조메모리부(42)가 추가로 구비된다. 상기 보조메모리부(42)의 데이터 또한 계산에 의해 정확히 산출된 데이터이며, 실제 중량센서(12)로부터 전달되어 A/D변환부를 통해 출력된 디지털신호는 상기 주메모리부(41) 및 보조메모리부(42)에서 읽은 기준데이터와 비교가 이루어지되, 메인처리부(40)에서는 보조메모리부(42)의 데이터를 읽기 전 상기 온도센서(13) 및 습도센서(14)의 신호를 참조하여 현재 온도 및 습도가 적용된 데이터를 불러온다.To this end, the
오차값에 대한 센서부(10)의 교정이 실질적으로 이루어지기 위해서는 오차값이 수치로 출력되어야 한다. 이를 위해 상기 표시부(90)는 상기 측정파형, 보정파형, 보상파형과 함께 보상파형을 변환하여 오차값을 판독할 수 있는 수치값으로 출력하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 오차값은 전압값으로 나타나게 될 것이며, 전압값으로 나타난 오차값을 센서부 (구체적으로 중량센서)에 반영하여 교정작업을 수행한다.In order for the
상기 DSP 프로세서에서 출력값을 산출하기 위해서는 2단계의 적분주기를 갖는 방식을 사용한다. 1단계 적분시간에서는 S1=ON 상태로 되어 입력전압을 일정시간 T1 시간만큼 적분한다. 이때 적분기출력 Vt1 은 다음 식 (1.1)과 같다.In order to calculate an output value in the DSP processor, a method having an integration period of two stages is used. In the one-step integration time, S1 = ON state is integrated and the input voltage is integrated by a predetermined time T1 time. At this time, the integrator output Vt1 is given by the following equation (1.1).
(1.1) (1.1)
다음 단계로 2단계는 T1시간 경과 후, 내부 스위치 S1=OFF이 상태로 되고 입력전압 Vin과는 역극성의 기준전압 Vref을 입력에 인가한다. 그리고 적분기 출력이 0 V가 되는 시간 T2를 계산한다. In the next step, after the time T1 has elapsed, the internal switch S1 = OFF is turned on, and a reference voltage Vref of reverse polarity to the input voltage Vin is applied to the input. The time T2 at which the integrator output becomes 0 V is calculated.
(1.2) (1.2)
제 1, 2 적분시간의 식으로부터 Vin을 계산하면 다음과 같다.Calculating V in from the formulas of the first and second integration times is as follows.
(1.3) 단, 적분상수 RC (1.3) Integral constant RC
입력전압 Vin은 T1과 T2의 시간비로 입력된 센서의 입력신호로서 Vref에 의해서 결정된다. 이렇게 얻어진 데이터는 중량센서(12)에서의 기준값을 정하는 오프셋치로 사용된다. 이 오프셋치는 물리적인 스케일 값이 0인 경우와, 최고치의 값 그리고 오차를 고려해서 중간값이 사용된다. The input voltage Vin is determined by V ref as the input signal of the sensor input at the time ratio T1 and T2. The data thus obtained is used as an offset value for defining a reference value in the
여기서 얻은 레퍼러스값 Vad에 실험을 통해 얻은 K 상수값과 보간공식으로 얻은 보간치 M이 계산돼서 최종 보정치의 오프셋인 Vk가 구해진다.The K constant value obtained through the experiment and the interpolation value M obtained by the interpolation formula are calculated from the obtained reference value Vad, and Vk, which is the offset of the final correction value, is obtained.
(1.3) (1.3)
단, only,
이렇게 얻어진 보정치 Vk는 스케일 팩터 값의 변환을 거쳐 D/A로 출력이 이루어지게 된다. 식 (1.4) 는 출력데이터 연산식이다. The correction value Vk thus obtained is output to D / A through conversion of the scale factor value. Equation (1.4) is an output data calculation expression.
(1.4) (1.4)
이때, Ra, Rb는 스케일 조정값이다.
At this time, Ra and Rb are scale adjustment values.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법을 실시예에 따라 자세히 설명한다.With reference to the accompanying drawings will be described in detail according to the embodiment of the automatic lift calibration method of the accumulator using the arbitrary waveform generator method of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method for automatically calibrating a condenser using an arbitrary waveform generator according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법의 실시예에서는 제1단계(S110)로 측정대상차량의 속도를 측정하는 속도센서와 측정대상차량으로부터 감지된 무게를 전압값으로 변환하는 중량센서를 포함하는 센서부가 준비된다. 이때, 일반적으로 측정대상차량은 소정의 속도로 이동하며 상기 센서부를 통과하게 되므로 속도변화에 따라 측정되는 무게에 대한 중량센서의 출력값을 계산에 의해 산출한 기준데이터를 주메모리부에 미리 저장하게 된다.In the embodiment of the automatic lift calibration method using the arbitrary waveform generator according to the present invention, a speed sensor for measuring the speed of the vehicle under measurement and a weight sensor for converting the weight detected from the vehicle under measurement to a voltage value in a first step S110. Sensor unit comprising a is prepared. In this case, in general, the vehicle to be measured moves at a predetermined speed and passes through the sensor unit, so that the reference data calculated by calculating the output value of the weight sensor for the weight measured according to the speed change is prestored in the main memory unit. .
상기 기준데이터는 축중기 시스템 검교정의 기준정보가 되는 것으로 경년변화 또는 환경에 따른 오차값을 포함하지 않는 정확한 산출에 의해 계산된 출력값이다.The reference data is the output value calculated by accurate calculation that is used as reference information of the weight lifter system calibration and does not include an error value according to the secular variation or the environment.
제2단계(S120)에서는 측정대상차량이 소정의 속도로 센서부를 통과하여 속도센서(11)를 통한 속도측정과 함께 중량센서(12)를 통한 무게 측정이 이루어지며, 중량센서(12)를 통해 감지된 무게가 전압값으로 변환되어 출력된다.In the second step (S120), the measurement target vehicle passes through the sensor unit at a predetermined speed, and the weight measurement is performed through the
제3단계(S130)에서는 측정대상차량의 속도와 상기 중량센서를 통해 출력된 전압값을 이용하여 시간에 대한 전압변화를 나타낸 측정파형을 생성한다.In a third step (S130), a measurement waveform showing a voltage change with respect to time is generated by using the speed of the vehicle to be measured and the voltage value output through the weight sensor.
상기 측정파형은 측정대상차량의 속도와 측정된 무게로부터 변환된 전압값을 통해 임의파형 생성기법을 이용하여 생성된다. 이때 측정대상차량으로부터 중량센서를 통해 출력되는 전압값은 실제 무게에 대한 전압값 외에 오차값을 포함하게 되므로 상기 측정파형은 오차값을 포함하고 있다.The measurement waveform is generated using an arbitrary waveform generation technique through a voltage value converted from the speed and the measured weight of the vehicle to be measured. In this case, since the voltage value output from the vehicle under measurement includes the error value in addition to the voltage value for the actual weight, the measurement waveform includes the error value.
제4단계(S140)에서는 아날로그 파형인 상기 측정파형을 A/D변환부를 통해 디지털신호로 변환한다.In the fourth step S140, the measurement waveform, which is an analog waveform, is converted into a digital signal through an A / D converter.
측정파형이 갖는 오차값을 정확히 파악하는 과정은 실시간 신호처리를 고려하여 DSP(Digital Signal Processor) 프로세서를 사용하여 디지털 신호로 이루어지므로 상기 DSP 프로세서를 이용한 처리를 위해, 아날로그 파형인 상기 측정파형을 디지털신호로 변환한다.Since the process of accurately determining the error value of the measurement waveform is made of a digital signal using a DSP (Digital Signal Processor) processor in consideration of real time signal processing, the measurement waveform, which is an analog waveform, is digitally processed for processing using the DSP processor. Convert to a signal.
제5단계(S150)에서는 상기 디지털신호와 이에 대응되는 기준데이터를 주메모리로부터 읽어 상기 디지털신호와 기준데이터를 비교하고 차이값을 산출한다. 즉, 도 4에서와 보여지는 것과 같이 디지털신호는 측정파형에 대한 데이터이고 기준데이터는 기준파형에 대한 데이터로 둘이 차이값인 오차값을 보정하는 보정신호를 생성하고 출력한다.In a fifth step S150, the digital signal and the reference data corresponding thereto are read from the main memory, and the digital signal and the reference data are compared and a difference value is calculated. That is, as shown in FIG. 4, the digital signal is data for a measurement waveform and the reference data is data for a reference waveform, and generates and outputs a correction signal for correcting an error value that is a difference value.
제6단계(S160)에서는 상기 보정신호를 적합한 스케일로 조절한다. 스케일 조절은 소정의 값을 갖는 다수의 저항을 조합하여 이루어지며, 상기 보정신호의 크기를 아날로그 신호로 변환하기에 적합하게 조절하는 기능을 수행한다.In the sixth step S160, the correction signal is adjusted to an appropriate scale. The scale adjustment is performed by combining a plurality of resistors having a predetermined value, and performs a function of adjusting the size of the correction signal to be suitable for converting into an analog signal.
제7단계(S170)에서는 스케일이 조절된 보정신호를 아날로그 신호로 변환하고, 제8단계(S180)에서는 스케일 조절을 마친 상기 아날로그 신호를 통해 보정파형을 생성한다. 이 과정은 측정파형을 디지털 데이터로 변환하는 과정의 역과정으로 이루어진다.In the seventh step S170, the correction signal with the scale adjusted is converted into an analog signal, and in the eighth step S180, the correction waveform is generated through the analog signal after the scale adjustment. This process is the reverse of the process of converting measurement waveforms into digital data.
제9단계(S190)에서는 상기 측정파형에 상기 보정파형을 가산하여 보상파형을 생성한다. 즉 오차값을 포함하는 측정파형에서 상기 오차값에 해당하는 역 보정파형을 가산함으로 오차값이 제거된 보상파형이 생성되는 것이다.In a ninth step S190, a compensation waveform is generated by adding the correction waveform to the measurement waveform. That is, by adding an inverse correction waveform corresponding to the error value from the measurement waveform including the error value, a compensation waveform from which the error value is removed is generated.
제10단계(S200)에서는 상기 보상파형을 무게값으로 변환하여 사용자가 식별가능하도록 출력하여, 오차값이 보정된 정확한 차량의 무게가 출력된다.In the tenth step S200, the compensation waveform is converted into a weight value to be output by the user so as to be identified, and the weight of the vehicle in which the error value is corrected is output.
이때, 대기의 온도와 습도의 변화 또한 전기적인 변동치가 영향을 미치는 요소가 될 수 있으므로, 더욱 정확한 오차값의 보정을 위해 온도 및 습도의 변화를 반영하는 것이 바람직하다.At this time, the change in the temperature and humidity of the atmosphere may also be a factor influencing the electric fluctuation value, it is preferable to reflect the change in temperature and humidity for more accurate correction of the error value.
이를 위해 상기 센서부(10)는 측정대상차량이 위치한 장소의 현재 대기의 온도와 습도를 측정하는 온도센서(13)와 습도센서(14)를 포함하여 이루어진다. 또한, 기준데이터에도 온도와 습도의 변화에 대한 변화값이 적용되어야 하므로 상기 제1단계는 상기 메인처리부(40)에는 온도 및 습도의 변화가 적용된 중량센서의 출력값 변동 데이터가 저장된 보조메모리부(42)가 추가로 구비된다. 상기 보조메모리부(42)의 데이터 또한 계산에 의해 정확히 산출된 데이터이다.To this end, the
이때, 상기 제5단계는 A/D변환부를 통해 출력된 디지털신호는 상기 주메모리부(41) 및 보조메모리부(42)에서 읽은 기준데이터와 비교가 이루어지되, 상기 온도센서(13) 및 습도센서(14)의 신호를 참조하여 현재 온도 및 습도가 적용된 데이터를 불러온다.At this time, in the fifth step, the digital signal output through the A / D converter is compared with reference data read from the
산출된 오차값에 대한 센서부(10)의 교정이 실질적으로 이루어지기 위해서는 상기 오차값이 수치로 출력되어야 한다. 이를 위해 상기 측정파형, 보정파형, 보상파형과 함께 보상파형을 변환하여 오차값을 판독할 수 있는 수치값으로 출력하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 오차값은 전압값으로 나타나게 될 것이며, 전압값으로 나타난 오차값을 센서부(구체적으로 중량센서)에 반영하여 교정작업을 수행한다.In order to substantially calibrate the
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiment, but is capable of many modifications and variations within the scope of the appended claims. It is self-evident.
10: 센서부 11: 속도센서
12: 중량센서 13: 온도센서
14: 습도센서 20: 측정파형생성부
30: A/D변환부 40: 메인처리부
41: 주메모리부 42: 보조메모리부
50: D/A변환부 60: 스케일조절부
70: 보정파형생성부 80: 보정치가산부
90: 표시부10: sensor unit 11: speed sensor
12: Weight sensor 13: Temperature sensor
14: humidity sensor 20: measurement waveform generation unit
30: A / D conversion unit 40: main processing unit
41: main memory section 42: auxiliary memory section
50: D / A converter 60: scale control unit
70: correction waveform generating unit 80: correction value adding unit
90: display unit
Claims (5)
측정대상차량의 속도를 측정하는 속도센서(11)와, 소정의 속도로 이동하는 측정대상차량으로부터 감지된 무게를 전압값으로 변환하여 출력하는 중량센서(12)를 포함하는 센서부(10);
상기 속도센서(11)에서 측정되는 속도와 상기 중량센서(12)에서 측정된 전압값을 처리하여 시간에 대한 전압변화를 나타낸 측정파형을 생성하는 측정파형생성부(20);
상기 측정파형생성부(20)에서 생성된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(30);
속도변화에 따른 무게에 대한 중량센서(12)의 출력값이 계산된 기준데이터가 저장된 주메모리부(41)를 포함하며, 상기 A/D변환부(30)에서 출력된 디지털 신호에 대응되는 정보를 상기 주메모리부(41)에서 읽고 비교하여 차이값에 대한 보정신호를 출력하는 메인처리부(40);
상기 메인처리부(40)의 보정신호를 받아 볼륨조절 기능을 수행하는 스케일조절부(60);
상기 스케일조절부를 통해 조절된 보정신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A변환부(50);
상기 D/A변환부(50)의 아날로그 신호를 통해 보정신호에 대한 보정파형을 생성하는 보정파형생성부(70);
상기 보정파형을 상기 측정파형에 반영하여 보상파형을 생성하는 보정치가산부(80);
상기 보상파형을 무게값으로 변환하여 식별가능하도록 출력하는 표시부(90);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치.
In the crane automatic calibration device,
A sensor unit 10 including a speed sensor 11 for measuring a speed of the measurement target vehicle and a weight sensor 12 for converting and outputting a weight detected from the measurement target vehicle moving at a predetermined speed into a voltage value;
A measurement waveform generation unit 20 for generating a measurement waveform indicative of a voltage change over time by processing the speed measured by the speed sensor 11 and the voltage value measured by the weight sensor 12;
An A / D converter 30 for converting the signal generated by the measurement waveform generator 20 into a digital signal;
The main memory unit 41 stores the reference data for calculating the output value of the weight sensor 12 for the weight according to the speed change, and includes information corresponding to the digital signal output from the A / D converter 30. A main processor 40 which reads and compares the main memory 41 and outputs a correction signal for the difference value;
A scale adjusting unit 60 receiving a correction signal of the main processing unit 40 to perform a volume control function;
A D / A converter 50 for converting the correction signal adjusted through the scale controller into an analog signal;
A correction waveform generator 70 generating a correction waveform for the correction signal through the analog signal of the D / A converter 50;
A correction value adding unit (80) for generating a compensation waveform by reflecting the correction waveform to the measurement waveform;
And a display unit (90) for converting the compensation waveform into a weight value and outputting the discernible waveform to be distinguishable.
상기 센서부(10)는 온도를 측정하는 온도센서(13)와 습도를 측정하는 습도센서(14)를 더 포함하고,
상기 메인처리부(40)는 온도 및 습도의 변화가 적용된 중량센서의 출력값 변동 데이터가 저장된 보조메모리부(42)를 더 포함하여,
상기 온도센서(13) 및 습도센서(14)로부터의 온도 및 습도정보와 상기 A/D변환부(30)에서 출력된 디지털 신호에 대응되는 정보를 상기 주메모리부(41) 및 보조메모리부(42)를 통해 읽고 비교하는 것을 특징으로 하는 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치.
The method of claim 1,
The sensor unit 10 further includes a temperature sensor 13 measuring a temperature and a humidity sensor 14 measuring humidity.
The main processor 40 further includes an auxiliary memory unit 42 in which output value variation data of a weight sensor to which temperature and humidity changes are applied are stored.
Temperature and humidity information from the temperature sensor 13 and the humidity sensor 14 and information corresponding to the digital signal output from the A / D conversion unit 30 are stored in the main memory unit 41 and the auxiliary memory unit ( 42) Automatic calibration device for a weight lifter using an arbitrary waveform generator method, characterized in that for reading and comparing through.
상기 표시부(90)는 상기 측정파형, 보정파형, 보상파형과 함께,
상기 보정파형을 판독가능한 수치값으로 변환한 오차값을 출력할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 장치.
In the first aspect,
The display unit 90, together with the measurement waveform, correction waveform, compensation waveform,
And an automatic calibration device using an arbitrary waveform generator, characterized in that for outputting an error value obtained by converting the correction waveform into a readable numerical value.
측정대상차량의 속도를 측정하는 속도센서(11)와 측정무게를 전압값으로 변환하는 중량센서(12)를 포함하는 센서부(10)를 준비하고, 속도변화에 따라 측정되는 무게에 대한 중량센서(12)의 출력값을 계산한 기준데이터를 주메모리부(41)에 저장하는 제1단계(S110);
측정대상차량이 소정의 속도로 상기 센서부(10)를 통과하도록 하고 감지된 무게를 전압값으로 변환하여 출력하는 제2단계(S120);
측정대상차량의 속도와 상기 중량센서(12)를 통해 출력된 전압값을 이용하여 시간에 대한 전압변화를 나타낸 측정파형을 생성하는 제3단계(S130);
상기 측정파형을 디지털신호로 변환하는 제4단계(S140);
상기 디지털신호를 입력받고 대응되는 기준데이터를 상기 주메모리부(41)에서 읽어 비교하여 차이값에 대한 보정신호를 출력하는 제5단계(S150);
상기 보정신호의 스케일을 조절하는 제6단계(S160);
스케일이 조절된 보정신호를 아날로그 신호로 변환하는 제7단계(S170);
스케일이 조절된 아날로그 신호를 통해 보정파형을 생성하는 제8단계(S180);
상기 보정파형을 상기 측정파형에 반영하여 보상파형을 생성하는 제9단계(S190);
상기 보상파형을 무게값으로 변환하여 식별가능하도록 출력하는 제10단계(S200); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법.
In the automatic calibration method of the crane,
Preparing a sensor unit 10 including a speed sensor 11 for measuring the speed of the vehicle to be measured and a weight sensor 12 for converting the measured weight into a voltage value, the weight sensor for the weight measured in accordance with the speed change A first step (S110) of storing the reference data, the output value of which is calculated at (12), in the main memory unit 41;
A second step (S120) of allowing a measurement target vehicle to pass through the sensor unit 10 at a predetermined speed and converting the detected weight into a voltage value;
A third step (S130) of generating a measurement waveform indicating a voltage change with respect to time by using the speed of the vehicle to be measured and the voltage value output through the weight sensor 12;
A fourth step (S140) of converting the measurement waveform into a digital signal;
A fifth step (S150) of receiving the digital signal, reading corresponding data from the main memory unit 41, comparing the corresponding reference data, and outputting a correction signal for the difference value;
A sixth step (S160) of adjusting the scale of the correction signal;
A seventh step S170 of converting the scaled correction signal into an analog signal;
An eighth step S180 of generating a correction waveform through the scaled analog signal;
A ninth step (S190) of generating a compensation waveform by reflecting the correction waveform to the measurement waveform;
A tenth step (S200) of converting the compensation waveform into a weight value and outputting the discernible waveform; Automatic crane calibration method using a random waveform generator, characterized in that comprises a.
상기 센서부(10)는 온도를 측정하는 온도센서(13)와 습도를 측정하는 습도센서(14)를 더 포함하고,
상기 제1단계(S110)는 온도 및 습도의 변화가 적용된 중량센서(12)의 출력값 변동 데이터를 보조메모리부(42)에 저장하는 것을 더 포함하며,
상기 제5단계(S150)는 상기 온도센서(13) 및 습도센서(14)로부터의 온도 및 습도정보와 대응되는 정보를 상기 보조메모리부(42)를 통해 읽는 것을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임의파형 발생기법을 이용한 축중기 자동 검교정 방법.5. The method of claim 4,
The sensor unit 10 further includes a temperature sensor 13 measuring a temperature and a humidity sensor 14 measuring humidity.
The first step S110 may further include storing, in the auxiliary memory unit 42, output value variation data of the weight sensor 12 to which the temperature and humidity changes are applied.
The fifth step S150 may further include reading information corresponding to temperature and humidity information from the temperature sensor 13 and the humidity sensor 14 through the auxiliary memory unit 42. Automatic Calibration Method of Accumulator Using Arbitrary Waveform Generator Technique.
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---|---|---|---|
KR1020110122854A KR101314193B1 (en) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | Method and apparatus for calibrating weigher of axle using arbitary waveform generation |
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Citations (3)
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JPH09113346A (en) * | 1995-10-16 | 1997-05-02 | Ishida Co Ltd | Method and apparatus for measurement |
JPH11148852A (en) * | 1997-11-14 | 1999-06-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Measuring method and device for vehicle weight |
KR20110102067A (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-16 | 박제우 | Weightmeasuring system for automobile and thereof measuring method |
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2011
- 2011-11-23 KR KR1020110122854A patent/KR101314193B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20110102067A (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-16 | 박제우 | Weightmeasuring system for automobile and thereof measuring method |
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