JPS60151502A - 歪みゲ−ジセンサデ−タ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数の歪みゲージセンサからの力／電気変換
信号を順次ディジタルデータに変換し、データ処理装置
に出力する歪みゲージセンサデータ変換装置に関する。

〔発明の背景〕

一般に、歪みゲージセンサのデータ変換装置は、複数の
歪みゲージセンサの力／電気変換信号を、複数の増幅回
路で増幅し、この増幅出力をアナログマルチプレクサ回
路で切換選択し、サンプルホールドした後、Ａ／Ｄ変換
し一処理する構成をとっている。このような従来回路の
場合、歪みゲージセンサ１つに専用の増幅回路を１つ対
応させているので次の欠点がある。

産業用ロボットの手先に装着する力センサのように、耐
雑音の点からセンサと増幅回路を一体で搭載する必要が
あり、その搭載スペースが極度に限定されるような場合
、従来の回路構成では歪みゲージセンサの数だけ増幅回
路が必要となり、センサの数とともに回路量が増大し問
題となる。

また力検出のための歪みゲージセンサは、その検出機構
、感度、のばらつきにより、必らず較正してから使用す
る必要がある。このため従来は、歪みゲージセンサの感
度を対応した増幅回路の利得調整ボリウムで較正してい
た。この較正操作は手動によらなければｔ：らず、赤な
りの時間を要していた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来技術の欠点をなくし、回路量が少
なく、歪みゲージセンサの感度の較正が自動で行なえる
歪みゲージセンサデータ変換装置を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明は、複数の歪みゲージセンサに共通の一つの可変
利得増幅回路を設け、不揮発性メモリにあらかじめ記憶
しておいた利得較正データによりこれを制御し、歪みゲ
ージの感度を補正することを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

第１図により本発明の具体的な一実施例を詳述する。本
実施例における歪みゲージセンサデータ変換装置は次の
回路要素から構成される。

複数個からなる歪みゲージセンサ５〜４け、センサに加
わった物理的な歪みを電気信号に変換する素子である。

アナログマルチプレクサ回路５はこの方／電気変換信号
ａ　−ｂから一つのアナログ出力Ｃを選択する回路であ
り、可変利得増幅回路６はこのアナログ出力Ｃをうケ、
塑作制御回路９の指示りに従った利得で増幅する回路で
あり、サンプルホールド回路７は増幅されたアナログ出
力ｄをうけこれをサンプル保持する回路であり、Ａ／Ｄ
変換回路８はこのサンプル保持されたアナログ出力Ｃを
うけ、これをディジタルデータｆに変換する回路である
。゛一方動作制御回路９はアナログマルチプレクサ回路
５に対して力／電気変換信号の切換えを゛指示する信号
ｇを、可変利得増幅回路６に対してはその利得を可変す
る信号りを、サンプルホールド回路７ｉこ対してはサン
プル保持指令信号ｉを、Ａ／Ｄ変換回路８に対してはＡ
／Ｄ変換開始指−ｂｊを発生しＡ／Ｄ変換終了報告信号
にとともにディジタルデータｆを受ける。　・また不揮
発性メモリ１０は動作制御回路９の指示によシデータを
読み書きする。

次に第１図の回路動作について説明する。回。

路動作は次の２つに大別される。

（１）　キャリブレーション動作 （２）　データ変換動作 まず歪みゲージセンサの感度のキャリプレー７３ンを行
なうために、動作を開始する前に各々のセンサに標準と
なる一定の歪みを加えておく。次に動作制御回路９はキ
ャリブレーション動作開始信号をうけ、一番目の歪みゲ
ージセンサ３を選択すると同時に歪みゲージセンサのば
らつきからあらかじめ予想し記憶しておいた利得較正標
準データを可変利得増幅回路６に加える。そして増幅出
力ｄが安定した時刻にサンプルホールド回路７に保持指
令ｉを加え、アナログ保持出力ｅが保持安定した時刻に
Ａ／Ｄ変換回路８に対して変換開始指令ｊを加える。動
作制御回路９は変換終了報告信号ｋを検知するとＡ／Ｄ
変換回路８から変換ディジタルデータを読みとる。そし
てとのデータｆがあらかじめ予想された標準データに対
して大きい場合には、可変利得増幅回路６に加えるデー
タｈを小さくし、標準データｌと対して小さい場合には
、データｈを大きく設定する。そして再び前述したサン
プリング保持動作、Ａ／Ｄ変換動作を行ないデータｆが
標準データにほぼ一致するまで上記動作を続け、最終的
なデータｈを利得較正データとして不揮発性メモリ１０
に記憶させる。これらの動作を歪みゲージセンサ４まで
ｎ個のセンサニついて順次行ないキャリブレーション動
作を終了する。

通常のデータ変換動作はデータ処理装擺２からの指示の
もとて動作を開始する。すなわち動作制御回路９は指定
された歪みゲージセンサの力／Ｍ気変換信号を選択し、
キャリブレーション動作で不揮発性メモリに記憶してお
いた利得較正データの中から選択したセンサに対応した
データを続み出し可変利得増幅器６に加える。

そして増幅出力ｄが安定した後サンプルホールド回路７
に保持指令Ｉを加え、アナログ保持比ゴ力ｅが保持安定
した後Ａ／Ｄ変換回路８に対して変換開始指＋ｊを加え
る。そして動作制御回路９は変換終了報告ｋを検知する
とＡ／Ｄ変換回路８から変換ディジタルデータを読みと
シ、これをデータ処理装置に送りデータ変換動作を終了
する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数の歪みゲージセンサに対して、一
つの可変利得増幅回路で対応でき、従来に比較し回路量
を減少できる。

また従来、個々の歪みゲージセンサに対して、増幅回路
の利得を可変抵抗器等で調整していたキャリブレーショ
ン動作を自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す歪みゲージセンサデー
タ変換装置の機能ブロック図であるｇｌ・・歪みゲージ
センサデータ変換装置、２・・−データ処理装置、 ３・・歪みゲージセンサ１≠、 ４・・・歪みゲージセンサｎ≠、 ５・・・アナログマルチプレクサ回路、６・・・可変利
得増幅回路、。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　複数の歪みゲージセンサからの力／電気変換信号
   のうちいずれかの１つを選択切換えするアナログマルチ
   プレクサ回路、その出力を増幅する可変利得増幅回路、
   その増幅出力をサンプル保持するサンプルホールド回路
   、増幅保持されたアナログ信号をディジタルデー１りに
   変換するＡ／Ｄ変換回路およびこれら回路を制御し、前
   記力／電気変換信号を順次ディジタルデータに変換し、
   これらディジタルデータを読み取り、データ処理装置に
   出力する動作制御回路よりなる歪みゲージセンサデータ
   変換装置において、前記動作制御回路に不揮発性メモリ
   を付加し、前記歪ゲージセンサの各々に一定力を加え、
   これに従って発生する力／電気変換信号の増幅出力をあ
   る一定のディジタルデータになるように前記可変利得増
   幅回路を前記動作制御回路から制御し、このときの利得
   較正データを前記不揮発性メモリに記憶しておき、力検
   出動作すなわち前記複数の歪みゲージセンサの力／電気
   変換信号を順次ディジタルデータに変換しデータ処理装
   置に送出する動作において、この記憶しておいた利得較
   正データにより前記可変利得増幅回路の利得を制御し歪
   みゲージの感度を補正することを特徴とする歪みゲージ
   センサデータ変換装置。