JPH08162952A - Ad変換器のad変換値補正装置 - Google Patents

Ad変換器のad変換値補正装置

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JPH08162952A
JPH08162952A JP29725394A JP29725394A JPH08162952A JP H08162952 A JPH08162952 A JP H08162952A JP 29725394 A JP29725394 A JP 29725394A JP 29725394 A JP29725394 A JP 29725394A JP H08162952 A JPH08162952 A JP H08162952A
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JP
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voltage
analog
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JP29725394A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Sugiyama
和弘 杉山
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Nohmi Bosai Ltd
Original Assignee
Nohmi Bosai Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログ電圧のAD変換値を補正して誤差の
無いAD変換値を得る。 【構成】 AD変換器1と、このAD変換器へ基準電圧
を供給するトランジスタ2と、アナログ電圧VAを供給
するアナログ回路8と補正用電圧VSを供給する補正用
電源9を切り換えて前記AD変換器に接続する切換回路
10と、前記AD変換器、前記トランジスタ及び前記切
換回路を制御するMPU5Aとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、AD変換器、特にそ
の基準電圧がトランジスタによって供給されるタイプの
AD変換器のAD変換値補正装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、AD変換器を使用する場合、その
消費電流を少なくする等の理由によりトランジスタを用
いてAD変換器へ基準電圧を供給する方式が多くみられ
た。図4はこのような従来方式を一部回路図で示すブロ
ック図である。図において、1は入力されたアナログ値
をデジタル値に変換して出力するAD変換器である。2
はトランジスタ例えばpnp型トランジスタであって、
そのコレクタがAD変換器1の基準電圧Vrefの供給さ
れる端子に接続され、そのエミッタが所望の基準電圧V
ref*を供給する端子に接続され、エミッタとベースの
間に抵抗3が接続され、そしてベースがまた他の抵抗4
を介して制御装置例えばMPU5の制御端子VRCに接
続されている。MPU5は、その入力端子DinがAD変
換器1の出力側に接続されている。なお、このAD変換
器1の入力側には、測定した物理量例えば煙濃度や温度
を表すアナログ電圧VAを供給するアナログ回路8例え
ば煙式火災感知器の煙検出部や熱式火災感知器のサーミ
スタを有する熱検出部が接続されている。
【0003】従来方式は上述したように構成されてお
り、MPU5がその制御端子VRCから抵抗4を通して
Lレベルの信号をトランジスタ2のベースに供給し、も
ってこのトランジスタ2をターンオンすることによりA
D変換器1に基準電圧Vrefを供給していた。その後、
アナログ回路8のアナログ電圧VAをAD変換器1に入
力してAD変換した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、AD変
換器1に実際に入力される基準電圧Vrefは、所望の基
準電圧Vref*からトランジスタ2のエミッタ・コレク
タ電圧VEC(0V〜0.3V程度)を引いた電圧(つま
り、Vref=Vref*−VEC)になる。そのため、基準電
圧Vrefは、VECの大小によって異なり、所望の基準電
圧Vref*に対して差が生じてしまい、従って基準電圧
VrefでのAD変換値と所望の基準電圧Vref*でのAD
変換値との間にも誤差が生じてしまう。また、AD変換
器1に入力される基準電圧Vrefの値が小さい程、誤差
は大きくなる。このように、従来方式では誤差を含んだ
AD変換値でしか判断できず、特に微小変化をとらえる
ことはできないという課題があった。
【0005】そこで、この発明は、このような課題を解
決するためになされたものであって、AD変換器のAD
変換値を補正して誤差を失くすAD変換値補正装置を得
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係るAD変換
器のAD変換値補正装置は、AD変換器と、このAD変
換器に接続されてその基準電圧を供給するトランジスタ
と、測定した物理量を表すアナログ電圧を供給するアナ
ログ回路及び所定の補正用電圧を供給する補正用電源
と、これらアナログ回路と補正用電源を前記AD変換器
へ切り換えて接続する切換手段と、前記AD変換器、前
記トランジスタ及び前記切換手段を制御する制御装置と
を備えたものである。
【0007】
【作用】この発明によれば所望の基準電圧が供給されて
いるAD変換器により、補正用電圧をAD変換したAD
変換値DOを予め求めておき、基準電圧が供給されてい
る前記AD変換器により、接続された補正用電源の補正
用電圧をAD変換したAD変換値DSと前記AD変換値
Oから補正関数KHを求め、そして前記基準電圧が供
給されている前記AD変換器により、接続されたアナロ
グ回路のアナログ電圧をAD変換したAD変換値DA
前記補正係数KHを乗じて補正したAD変換値DHを求
めるのである。
【0008】
【実施例】以下、この発明を添付図面に示した一実施例
について詳しく説明する。図1はこの発明に係るAD変
換器のAD変換値補正装置の一実施例を一部回路図で示
すブロック図である。図において、1〜4、及び6〜8
は図4に示したものと同じであるので、こゝでは詳しく
説明しない。9は所定の補正用電圧VS(このVSは所望
の基準電圧Vref*からトランジスタ2の最大VECを引
いた電圧より小さく設定する。)を供給する補正用電源
であり、10はアナログ回路8と補正用電源9をAD変
換器1の入力側へ切り換えて接続する切換手段例えば切
換回路、切換スイッチ等であり、そして5Aはこの切換
回路10を切り換える信号を供給する制御端子SWを有
したMPU(マイクロコンピュータ)であり、MPU5
Aの入力端子Dcntが抵抗6を介して電源Vccに接続さ
れ且つスイッチ7を介してアースされている。
【0009】アナログ回路8は例えば火災感知器の場合
では火災現象を検出してそのアナログ量を出力する火災
現象検出回路、工作機器の場合では加工する材料の位置
を検出してそのアナログ量を出力する位置検出回路、流
量測定器の場合では流量を測定してそのアナログ量を出
力する流量測定回路である。また、スイッチ7はアナロ
グ電圧を同一の補正係数で補正するか、その都度補正係
数を求めて補正するかを決定するスイッチで、前者はス
イッチ7がオフ、つまりMPU5AのDcnt入力がHレ
ベルの時で、後者はスイッチ7がオン、つまりDcnt
力がLレベルの時である。さらに、前者はその都度補正
係数を求める必要がない場合、例えばトランジスタ2の
エミッタ・コレクタ間電圧VECが変化しない短時間でア
ナログ電圧VAを取り込んでAD変換する場合であり、
後者はアナログ電圧VAを取り込む時にこのエミッタ・
コレクタ電圧VECが変化するか変化することが予想され
る時、例えばアナログ電圧VAの取り込みを1日の内で
一番温度差のある夜明け前と午後2時頃に行う場合、ま
たは長期間測定するためにこのエミッタ・コレクタ電圧
ECがどのように変化するのか予測が付かず、補正係数
を求めるとともに電圧VECを取り込んでAD変換し、確
実にAD変換値を補正したい場合である。補正を前者と
後者のいずれで行うかは測定条件例えば測定の間隔や測
定期間で測定を始める前に予め決めておき、それにした
がってスイッチ7をオンまたはオフにしておく。
【0010】次に、AD変換値補正装置の動作を、図2
に示したフローチャートに基づいて説明するまず、AD
変換器1に入力される基準電圧Vrefを所望の基準電圧
Vref*に等しくし、即ちVref=Vref*(従ってトラ
ンジスタ2のエミッタ・コレクタ電圧VEC=0)、補正
用電源9の補正用電圧VSを例えば8ビットのAD変換
器1でAD変換したAD変換値DOを下記の式(1)か
ら算出する。
【0011】 DO=INT(VS/Vref*×28) ・・・(1)
【0012】たゞし、INTはカッコ内の数値の小数点
以下を切り捨てる整数化関数である。このようにして算
出し、MPU5A内のROM(図示しない)に記憶させ
ておいたAD変換値DoをMPU5A内の図示しないR
AMに呼び出す(ステップS1)。次に入力端子Dcnt
での入力レベルをMPU内部に読み込む(ステップS
2)。
【0013】その後、MPU5Aの制御端子SWから切
換回路10へ信号を送ってAD変換器1にまず補正用電
源9を接続する(ステップS3)。MPU5Aの制御端
子VRCからトランジスタ2へLレベル信号を送ってト
ランジスタ2をオンにし、もって基準電圧VrefをAD
変換器1へ供給させる(ステップS4)。補正用電源9
から供給された補正用電圧VSをAD変換器1にて実際
にAD変換し、得られたAD変換値DSを入力端子Din
を通してMPU5A内部のRAM(図示しない)に記憶
させる(ステップS5)。MPU5AのRAMに記憶さ
れているAD変換値DOとRAMに記憶されているAD
変換値DSとを呼び出し、補正係数KHを下記の式
(2)から算出する。
【0014】KH=DO/DS ・・・(2)
【0015】このようにして算出された補正係数KHを
RAMに記憶させる(ステップS6)。
【0016】次に、MPU5Aの制御端子SWから切換
回路10へ信号を送ってAD変換器1にアナログ回路8
を接続する(ステップS7)。アナログ回路8から供給
されたアナログ電圧VAをAD変換器1にて実際にAD
変換し、得られたAD変換値DAをMPU5Aに入力さ
せる(ステップS8)。この入力されたAD変換値DA
にRAMから呼び出した補正係数KHを乗じて補正した
AD変換値DHを求める(ステップS9)。この補正し
たAD変換値DHをMPU5AのRAMに記憶させる
(ステップS10)。
【0017】その後、ステップS11にて、これで動作
が終了かどうかを判断し、もし終了ならステップS12
にてMPU5Aの制御端子VRCからトランジスタ2へ
Hレベル信号を送ってトランジスタ2をオフにし、そし
てステップS13にて終了となる。しかしながら、ステ
ップS11での判断が終了でないならば、ステップS1
4にてMPU5Aの入力端子Dcntでの入力レベルがH
レベル(“1”)であるか或はLレベル(“0”)であ
るかを判断し、前者ならばステップS8に戻ってアナロ
グ電圧VAをもう一度(連続して)取り込み、AD変換
し、同一の補正係数KHで補正することができる。後者
ならば、ステップS15にてトランジスタ2をオフにし
た後にステップS3に戻り、もう一度補正用電圧VS
取り込んでAD変換し、その都度求めた補正係数KHで
ステップS8にて求めたアナログ電圧のAD変換値VA
を補正することができる。
【0018】次に、AD変換値補正装置の動作を、図3
に示した実例に基づいて説明する。 A.所望の基準電圧Vref*=2.5V、最大エミッタ・
コレクタ電圧VEC=0.3Vそして補正用電圧VS=2.
0Vの場合にアナログ電圧VAを2.0V、1.5V、1.
0Vに変えた例についてまず説明する。AD変換値DO
は式(1)より2.0V/2.5V×256=204.8
→204となる。(なお、この時はVEC=0でVref=
Vref*である。) AD変換値DSは2.0V/(2.5V−0.3V)×25
6=232.7→232となる。そして補正係数KHは
式(2)より204/232となる。AD変換値DA
それぞれ2.0V/(2.5V−0.3V)×256=2
32.7→232、1.5V/(2.5V−0.3V)×2
56=174.5→174、1.0V/(2.5V−0.3
V)×256=116.3→116となる。これらAD
変換値DAに上述した補正係数KHを乗じると、それぞ
れ補正したAD変換値DH=204,153,102が
得られる。最後に、Vref=Vref*時の、アナログ電圧
AのAD変換値D*を求めると、それぞれ204,1
53,102となり、補正したAD変換値DHと一致
し、この補正が正確になされたことが分かる。
【0019】B.所望の基準電圧Vref*=1.5V、最
大エミッタ・コレクタ電圧VEC=0.3Vそして補正用
電圧VS=1.0Vの場合に、アナログ電圧VAを1.0
V、0.7V、0.5Vに変えた例を次に説明する。AD
変換値DOは式(1)より1.0V/1.5V×256=
170.6→170となる。(なお、この時はVEC=0
でVref=Vref*である。) AD変換値DSは1.0V/(1.5V−0.3V)×25
6=213.3→213となる。そして補正係数KHは
式(2)より170/213となる。AD変換値DA
それぞれ1.0V/(1.5V−0.3V)×256=2
13.3→213、0.7V/(1.5V−0.3V)×2
56=149.3→149、0.5V/(1.5V−0.3
V)×256=106.6→106となる。これらAD
変換値DAに上述した補正係数KHを乗じると、それぞ
れ補正したAD変換値DH=170,118,84が得
られる。最後に、Vref=Vref*時の、アナログ電圧V
AのAD変換値D*を求めると、それぞれ170,11
9,85となり、補正したAD変換値DHと良く一致
し、この補正が正確になされたことが分かる。
【0020】また、AD変換器1に入力される基準電圧
Vref=2.2V、アナログ電圧VA=1.0V時のAD変
換値DAとその補正したAD変換値DHとの差が14であ
るのに対し、Vref=1.2V、アナログ電圧VA=1.0
Vの時のDAとDHの差は22であって、これからVref
の値が小さい程誤差は大きくなることも分かる。なお、
本実施例ではAD変換器とMPUとを別個のものとして
用いたが、AD変換器内蔵のMPU(図示しない)を用
いてもよい。
【0021】
【発明の効果】この発明はAD変換器と、このAD変換
器に接続されてその基準電圧を供給するトランジスタ
と、測定した物理量を表すアナログ電圧を供給するアナ
ログ回路及び所定の補正用電圧を供給する補正用電源
と、これらアナログ回路と補正用電源を前記AD変換器
へ切り換えて接続する切換手段と、前記AD変換器、前
記トランジスタ及び前記切換手段を制御する制御装置と
を備え、この制御装置は、所望の基準電圧が供給されて
いる前記AD変換器により、前記補正用電圧をAD変換
したAD変換値DOを予め求めておく第1の制御手段
と、前記基準電圧が供給されている前記AD変換器によ
り、接続された前記補正用電源の補正用電圧をAD変換
したAD変換値DSと前記AD変換値DOから補正係数K
Hを求める第2の制御手段と、前記基準電圧が供給され
ている前記AD変換器により、接続された前記アナログ
回路のアナログ電圧をAD変換したAD変換値DAに前
記補正係数KHを乗じて補正したAD変換値DHを求め
る第3の制御手段とを含んでいるので、アナログ電圧の
補正したAD変換値DHがVref=Vref*時のAD変換
値D*に極めて良く一致し、誤差が全く無いと云っても
過言ではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を一部回路図で示すブロッ
ク図である。
【図2】この発明の動作説明用フローチャートである。
【図3】この発明の実例を説明する図である。
【図4】従来方式を一部回路図で示すブロック図である
【符号の説明】
1 AD変換器 2 トランジスタ 5A MPU 8 アナログ回路 9 補正用電源 10 切換回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AD変換器と、このAD変換器に接続さ
    れてその基準電圧を供給するトランジスタと、測定した
    物理量を表すアナログ電圧を供給するアナログ回路及び
    所定の補正用電圧を供給する補正用電源と、これらアナ
    ログ回路と補正用電源を前記AD変換器へ切り換えて接
    続する切換手段と、前記AD変換器、前記トランジスタ
    及び前記切換手段を制御する制御装置とを備え、 この制御装置は、 所望の基準電圧が供給されている前記AD変換器によ
    り、前記補正用電圧をAD変換したAD変換値DOを予
    め求めておく第1の制御手段と、 前記基準電圧が供給されている前記AD変換器により、
    接続された前記補正用電源の補正用電圧をAD変換した
    AD変換値DSと前記AD変換値DOから補正係数KHを
    求める第2の制御手段と、 前記基準電圧が供給されている前記AD変換器により、
    接続された前記アナログ回路のアナログ電圧をAD変換
    したAD変換値DAに前記補正係数KHを乗じて補正し
    たAD変換値DHを求める第3の制御手段と、を含むこ
    とを特徴とするAD変換器のAD変換値補正装置。
  2. 【請求項2】 前記AD変換値DOは、前記AD変換器
    が8ビット変換器である場合に、式DO=INT(Vs
    /Vref*×28)に基づいて算出される(たゞし、IN
    Tはカッコ内の数値の小数点以下を切り捨てる整数化関
    数であり、Vsは前記補正用電圧、そしてVref*は前
    記所望の基準電圧である。)ことを特徴とする請求項1
    のAD変換器のAD変換値補正装置。
  3. 【請求項3】 前記補正係数は式KH=DO/DSに基づ
    いて算出される(たゞし、DO及びDSは前記AD変換値
    である。)ことを特徴とする請求項1のAD変換器のA
    D変換値補正装置。
  4. 【請求項4】 前記制御装置は、前記アナログ電圧を次
    々に取り込んでAD変換し、同一の補正係数KHで前記
    AD変換値DAを補正する第4の制御手段を更に含むこ
    とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかのAD変換
    器のAD変換値補正装置。
  5. 【請求項5】 前記制御装置は、前記補正用電圧及び前
    記アナログ電圧を交互に取り込んでAD変換し、その都
    度求めた補正係数KHで前記アナログ電圧をAD変換し
    た前記AD変換値DAを補正する第5の制御手段を更に
    含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかのA
    D変換器のAD変換値補正装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007078465A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 Seiko Epson Corp 電圧算出装置
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