信号入力回路
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、温度、圧力、流量などの工業プロセス量を測定するのに使用される信号入力回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の信号入力回路は、電圧、電流、温度などの多種のアナログ信号をそれぞれ個別に入力に受けて測定し、これをデジタル信号に変換して、マイクロプロセッサ等のデータ処理装置に伝送している。そして、これらのアナログの信号入力回路のゼロオフセット（ゼロ補正）やゲイン（スパン補正）の調整は、可変抵抗器（ボリューム）により行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の信号入力回路では、ゼロオフセットやゲインの調整を可変抵抗器で行っているが、この調整は熟練を要し、調整に手間がかかる。その上、可変抵抗器は、信頼性がそれほど高くないので、しばしば故障の原因となるという問題があった。
【０００４】この発明は、上記問題点に着目してなされたものであって、故障が少なく、ゼロ補正やスパン補正の容易な信号入力回路を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明の信号入力回路は、各々がそれぞれ個別に入力信号を測定し、その結果をアナログ／デジタル変換してデジタルデータとしてデータ処理装置に伝送する複数の信号入力回路において、各信号入力回路は、シリアル伝送可能なＡ／Ｄコンバータと、シリアル伝送可能な不揮発性記憶手段とを備え、同一シリアル伝送線でデータ処理装置とデータの送受を行い、かつそれぞれのゼロ補正値、スパン補正値を前記不揮発性記憶手段に記憶するようにしている。
【０００６】この信号入力回路では、校正時に０〔％〕と１００〔％〕レンジの入力を与え、その時の出力信号を、データ処理装置に伝送し、データ処理装置で、０〔％〕と１００〔％〕点における誤差を算出し、ゼロ補正値及びスパン補正値を算出し、その入力信号回路に伝送し、不揮発性記憶手段に記憶しておく。測定時に、データ処理装置で、入力信号回路の不揮発性記憶手段から、ゼロ補正値とスパン補正値を読出し、またＡ／Ｄコンバータからの測定データを受取り、測定データに対し、ゼロ補正、及びスパン補正の演算を行う。
【０００７】
【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施例システムを示すブロック図である。この実施例システムは、複数の信号入力回路１-1、１-2、…とデータ処理部２とから構成されている。データ処理部２には、例えばワンチップマイクロプロセッサが使用される。信号入力回路１-1、１-2、…には、それぞれ個別に、測定対象の温度、圧力、流量、電圧、等に応じた入力信号１、２、…が入力される。
【０００８】信号入力回路１-1は、入力信号を受けて増幅する増幅回路１１と、この増幅回路１１の出力をアナログからデジタルに変換し、そのデータをシリアルに出力するシリアルインタフェース付Ａ／Ｄコンバータ１２と、フォトカプラ１３と、シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４とを備えている。フォトカプラ１３は、データ処理部２と電気的にアイソレートするために設けられており、両者間はＡ／Ｄ制御信号線１５と、シリアル伝送信号線１６で接続されている。シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４は、ゼロ補正値、スパン補正値等を記憶するために設けており、データ処理部２とは、シリアル伝送信号線１６と、ＥＥＰＲＯＭ制御信号線１７に接続されている。
【０００９】他の信号入力回路１-2、…も信号入力回路１-1と、同様の回路を備え、データ処理部２と、同様の態様で接続されている。各信号入力回路１-1、１-2、…からシリアル伝送信号線１１を経て、データ処理部２に、時分割で、測定信号がシリアルに伝送され、またデータ処理部２からの指令により、シリアル伝送信号線１６を介して、データがシリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４に書込まれ、また読出されるようになっている。
【００１０】次に上記実施例システムの動作について説明する。実施例システムにおいて、信号の測定に先立ち、信号入力回路１（１-1、１-2、…）の校正を行う。まず、入力レンジ０〔％〕に相当する信号を入力信号として印加し、これを増幅回路１１、シリアルインタフェース付Ａ／Ｄコンバータ１２、フォトカプラ１３、シリアル伝送信号線１６を通してデータ処理部２に取込み、データ処理部２で、信号入力回路１の入力０〔％〕における誤差を計測する。
【００１１】次に、入力レンジ１００〔％〕に相当する信号を入力信号として印加し、同様に信号入力回路１の入力１００〔％〕点における誤差をデータ処理部２で計測する。次に、この２つの測定結果を用いて、データ処理部２で演算を行い、入力信号回路１のゼロ補正値とスパン補正値を算出し、シリアル伝送信号線１６を通して、シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４に書込み、記憶する。この記憶された校正値は、電源を切断してもＥＥＰＲＯＭに保存されているので、一度校正を行えば即座に測定に入ることができる。
【００１２】測定時には、データ処理部２より、シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４に、ＥＥＰＲＯＭ制御信号線１７により、指令を出し、シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４から、ゼロ補正値とスパン補正値を読み出す。その後、増幅回路１１、シリアルインタフェース付Ａ／Ｄコンバータ１２を経て、フォトカプラ１３、シリアル伝送信号線１６を通して測定データを、データ処理部２に受取る。そしてデータ処理部２で測定データにゼロ補正値とスパン補正値を演算し、ゼロ補正及びスパン補正を行う。これにより、増幅回路及びＡ／Ｄコンバータのゼロオフセット及びゲインエラーを補正する。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、信号入力回路に不揮発性記憶手段を備え、この信号入力回路のゼロ補正値、スパン補正値を記憶するので、信号入力回路を、別のものに交換しても再校正なしに同一精度が得られる。またＡ／Ｄコンバータと不揮発性記憶手段とをシリアルインタフェースとし、同一シリアル伝送信号線に接続できるので１チャンネルの通信線で多点データ計測が可能となる。またシリアル伝送信号線でデータを伝送するので、アイソレーションが容易である。その上、ゼロ補正、スパン補正がデジタル演算で行えるので、校正が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１-1、１-2、… 信号入力回路
２ データ処理部
１２ シリアルインタフェース付Ａ／Ｄコンバータ
１４ シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ
１６ シリアル伝送信号線
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、温度、圧力、流量などの工業プロセス量を測定するのに使用される信号入力回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の信号入力回路は、電圧、電流、温度などの多種のアナログ信号をそれぞれ個別に入力に受けて測定し、これをデジタル信号に変換して、マイクロプロセッサ等のデータ処理装置に伝送している。そして、これらのアナログの信号入力回路のゼロオフセット（ゼロ補正）やゲイン（スパン補正）の調整は、可変抵抗器（ボリューム）により行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の信号入力回路では、ゼロオフセットやゲインの調整を可変抵抗器で行っているが、この調整は熟練を要し、調整に手間がかかる。その上、可変抵抗器は、信頼性がそれほど高くないので、しばしば故障の原因となるという問題があった。
【０００４】この発明は、上記問題点に着目してなされたものであって、故障が少なく、ゼロ補正やスパン補正の容易な信号入力回路を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明の信号入力回路は、各々がそれぞれ個別に入力信号を測定し、その結果をアナログ／デジタル変換してデジタルデータとしてデータ処理装置に伝送する複数の信号入力回路において、各信号入力回路は、シリアル伝送可能なＡ／Ｄコンバータと、シリアル伝送可能な不揮発性記憶手段とを備え、同一シリアル伝送線でデータ処理装置とデータの送受を行い、かつそれぞれのゼロ補正値、スパン補正値を前記不揮発性記憶手段に記憶するようにしている。
【０００６】この信号入力回路では、校正時に０〔％〕と１００〔％〕レンジの入力を与え、その時の出力信号を、データ処理装置に伝送し、データ処理装置で、０〔％〕と１００〔％〕点における誤差を算出し、ゼロ補正値及びスパン補正値を算出し、その入力信号回路に伝送し、不揮発性記憶手段に記憶しておく。測定時に、データ処理装置で、入力信号回路の不揮発性記憶手段から、ゼロ補正値とスパン補正値を読出し、またＡ／Ｄコンバータからの測定データを受取り、測定データに対し、ゼロ補正、及びスパン補正の演算を行う。
【０００７】
【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施例システムを示すブロック図である。この実施例システムは、複数の信号入力回路１-1、１-2、…とデータ処理部２とから構成されている。データ処理部２には、例えばワンチップマイクロプロセッサが使用される。信号入力回路１-1、１-2、…には、それぞれ個別に、測定対象の温度、圧力、流量、電圧、等に応じた入力信号１、２、…が入力される。
【０００８】信号入力回路１-1は、入力信号を受けて増幅する増幅回路１１と、この増幅回路１１の出力をアナログからデジタルに変換し、そのデータをシリアルに出力するシリアルインタフェース付Ａ／Ｄコンバータ１２と、フォトカプラ１３と、シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４とを備えている。フォトカプラ１３は、データ処理部２と電気的にアイソレートするために設けられており、両者間はＡ／Ｄ制御信号線１５と、シリアル伝送信号線１６で接続されている。シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４は、ゼロ補正値、スパン補正値等を記憶するために設けており、データ処理部２とは、シリアル伝送信号線１６と、ＥＥＰＲＯＭ制御信号線１７に接続されている。
【０００９】他の信号入力回路１-2、…も信号入力回路１-1と、同様の回路を備え、データ処理部２と、同様の態様で接続されている。各信号入力回路１-1、１-2、…からシリアル伝送信号線１１を経て、データ処理部２に、時分割で、測定信号がシリアルに伝送され、またデータ処理部２からの指令により、シリアル伝送信号線１６を介して、データがシリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４に書込まれ、また読出されるようになっている。
【００１０】次に上記実施例システムの動作について説明する。実施例システムにおいて、信号の測定に先立ち、信号入力回路１（１-1、１-2、…）の校正を行う。まず、入力レンジ０〔％〕に相当する信号を入力信号として印加し、これを増幅回路１１、シリアルインタフェース付Ａ／Ｄコンバータ１２、フォトカプラ１３、シリアル伝送信号線１６を通してデータ処理部２に取込み、データ処理部２で、信号入力回路１の入力０〔％〕における誤差を計測する。
【００１１】次に、入力レンジ１００〔％〕に相当する信号を入力信号として印加し、同様に信号入力回路１の入力１００〔％〕点における誤差をデータ処理部２で計測する。次に、この２つの測定結果を用いて、データ処理部２で演算を行い、入力信号回路１のゼロ補正値とスパン補正値を算出し、シリアル伝送信号線１６を通して、シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４に書込み、記憶する。この記憶された校正値は、電源を切断してもＥＥＰＲＯＭに保存されているので、一度校正を行えば即座に測定に入ることができる。
【００１２】測定時には、データ処理部２より、シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４に、ＥＥＰＲＯＭ制御信号線１７により、指令を出し、シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ１４から、ゼロ補正値とスパン補正値を読み出す。その後、増幅回路１１、シリアルインタフェース付Ａ／Ｄコンバータ１２を経て、フォトカプラ１３、シリアル伝送信号線１６を通して測定データを、データ処理部２に受取る。そしてデータ処理部２で測定データにゼロ補正値とスパン補正値を演算し、ゼロ補正及びスパン補正を行う。これにより、増幅回路及びＡ／Ｄコンバータのゼロオフセット及びゲインエラーを補正する。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、信号入力回路に不揮発性記憶手段を備え、この信号入力回路のゼロ補正値、スパン補正値を記憶するので、信号入力回路を、別のものに交換しても再校正なしに同一精度が得られる。またＡ／Ｄコンバータと不揮発性記憶手段とをシリアルインタフェースとし、同一シリアル伝送信号線に接続できるので１チャンネルの通信線で多点データ計測が可能となる。またシリアル伝送信号線でデータを伝送するので、アイソレーションが容易である。その上、ゼロ補正、スパン補正がデジタル演算で行えるので、校正が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１-1、１-2、… 信号入力回路
２ データ処理部
１２ シリアルインタフェース付Ａ／Ｄコンバータ
１４ シリアルインタフェースＥＥＰＲＯＭ
１６ シリアル伝送信号線
【特許請求の範囲】
【請求項１】各々がそれぞれ個別に入力信号を測定し、その結果をアナログ／デジタル変換してデジタルデータとしてデータ処理装置に伝送する複数の信号入力回路において、各信号入力回路は、シリアル伝送可能なＡ／Ｄコンバータと、シリアル伝送可能な不揮発性記憶手段とを備え、同一シリアル伝送線でデータ処理装置とデータの送受を行い、かつそれぞれのゼロ補正値、スパン補正値を前記不揮発性記憶手段に記憶するようにしたことを特徴とする信号入力回路。
【請求項１】各々がそれぞれ個別に入力信号を測定し、その結果をアナログ／デジタル変換してデジタルデータとしてデータ処理装置に伝送する複数の信号入力回路において、各信号入力回路は、シリアル伝送可能なＡ／Ｄコンバータと、シリアル伝送可能な不揮発性記憶手段とを備え、同一シリアル伝送線でデータ処理装置とデータの送受を行い、かつそれぞれのゼロ補正値、スパン補正値を前記不揮発性記憶手段に記憶するようにしたことを特徴とする信号入力回路。
【図１】
【特許番号】第２５４１４３８号
【登録日】平成８年（１９９６）７月２５日
【発行日】平成８年（１９９６）１０月９日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−３２３６３
【出願日】平成５年（１９９３）２月２３日
【公開番号】特開平６−２４１８２７
【公開日】平成６年（１９９４）９月２日
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【参考文献】
【文献】特開平６−５０２７２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平６−１２５９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２１５５６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２１５５６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２０９７６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２０９７５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２０３４６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平２−１８３１１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１−１９９１９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平４−２６９００（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特公平３−１３５３５（ＪＰ，Ｂ２）
【登録日】平成８年（１９９６）７月２５日
【発行日】平成８年（１９９６）１０月９日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）２月２３日
【公開番号】特開平６−２４１８２７
【公開日】平成６年（１９９４）９月２日
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【参考文献】
【文献】特開平６−５０２７２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平６−１２５９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２１５５６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２１５５６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２０９７６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２０９７５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５−２０３４６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平２−１８３１１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１−１９９１９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平４−２６９００（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特公平３−１３５３５（ＪＰ，Ｂ２）
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