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JPS6385404A - Amplifying device - Google Patents

Amplifying device

Info

Publication number
JPS6385404A
JPS6385404A JP61232257A JP23225786A JPS6385404A JP S6385404 A JPS6385404 A JP S6385404A JP 61232257 A JP61232257 A JP 61232257A JP 23225786 A JP23225786 A JP 23225786A JP S6385404 A JPS6385404 A JP S6385404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
value
converter
detector
amplification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61232257A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Hayashi
林 秀則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP61232257A priority Critical patent/JPS6385404A/en
Publication of JPS6385404A publication Critical patent/JPS6385404A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To read a measured value on the best scale by setting amplification values in a programmable gain amplifier and a multiplication type D/A converter with a full-scale value which is inputted and indicated corresponding to the rated value of a detector. CONSTITUTION:The preamplifier of an amplifying device 20 which amplifies a signal outputted by the detector 1 is composed of a programmable gain measuring amplifier 9, and the multiplication type D/A converter 8 is installed between the amplifier 9 and a postamplifier 7. Then a desired full-scale value is inputted on a keyboard 18 corresponding to the rated value of a measuring instrument 1 and then an arithmetic means 11 calculates and sets the amplification values of the converter 8 and amplifier 9 so that the full scale at the time of the maximum gain coincides with the desired full-scale value.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、検出器等から出力される電気信号を増幅する
ために用いられる増幅装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an amplification device used for amplifying an electrical signal output from a detector or the like.

[従来の技術] 検出器からの検出信号を増幅する場合、例えば第4図に
示すような増幅装置が一般に用られている。同図はスト
レインゲージタイプのセンサに用いる検出増幅装置とし
ての構成を示す。増幅装置2の励振増幅器3は、基準信
号eXにより励振信号eXoを検出器1に出力する。検
出器1からの検出信月±e8は増幅装置2の前段増幅器
5に入力され、後段増幅器7からこれら増幅器によって
増幅された信号として出力される。前段増幅器5と後段
増幅器7との間には倍率設定部6が設けられており、こ
の倍率設定部6で検出信号に対し倍率設定が設される。
[Prior Art] When amplifying a detection signal from a detector, an amplification device as shown in FIG. 4, for example, is generally used. This figure shows the configuration of a detection amplification device used in a strain gauge type sensor. The excitation amplifier 3 of the amplifier device 2 outputs an excitation signal eXo to the detector 1 based on the reference signal eX. The detected signal ±e8 from the detector 1 is input to the front-stage amplifier 5 of the amplifier 2, and is output from the rear-stage amplifier 7 as a signal amplified by these amplifiers. A magnification setting section 6 is provided between the front-stage amplifier 5 and the rear-stage amplifier 7, and the magnification setting section 6 sets a magnification for the detection signal.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら上記従来の増幅装置の倍率設定部は可変レ
ンジとして構成されているが、×1゜X2.X5.XI
Oといった系列の固定レンジのため、ある倍率の時にス
ケールオーバーする信号を記録したい場合に、レンジを
1段かえてレンジフルスケールの%とか届の値を便用し
なければならず粒度よく安定したモニター出力を得るこ
とがてきないという問題点があった。また、任意の倍率
でフルスケール値を設定することはできなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the magnification setting section of the conventional amplifier described above is configured as a variable range; X5. XI
Because of the fixed range of the O series, if you want to record a signal that scales over at a certain magnification, you have to change the range by one step and use a value such as % of the range full scale. There was a problem in that it was not possible to obtain monitor output. Furthermore, it was not possible to set the full scale value at any magnification.

そこで本発明は、レンジ比率を無段階にして増幅度を任
意に設定できる増幅袋装置を提供することを目的とする
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an amplification bag device in which the range ratio can be made stepless and the degree of amplification can be arbitrarily set.

[問題点を解決するための手段コ 上記問題点を解決するために、本発明は次のような構成
を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.

すなわち、本発明にかかる増幅装置は、検出器等から出
力される信号を増幅する増幅装置であって、信号が入力
する前段に設けられるプログラマブルゲイン計測増幅器
と、該プログラマブルゲイン計測増幅器に直列に設けら
れる乗算型D/A変換器と、検出器等の定格値に対して
所望するフルスケール値を指示入力する入力手段と、該
入力手段からの指示に応じて前記プログラマブルゲイン
計測増幅器と乗算型D/A変換器に設定する増幅値を算
出し、算出した増幅値をこれらに設定する演算制御手段
とで構成されたフルスケール値設定手段を備えたことを
特徴としている。
That is, the amplification device according to the present invention is an amplification device that amplifies a signal output from a detector or the like, and includes a programmable gain measurement amplifier provided in a previous stage to which the signal is input, and a programmable gain measurement amplifier provided in series with the programmable gain measurement amplifier. a multiplication type D/A converter, an input means for inputting a desired full scale value for the rated value of the detector, etc., and a multiplication type D/A converter and a multiplication type D The present invention is characterized in that it includes a full-scale value setting means comprising calculation control means for calculating an amplification value to be set in the /A converter and setting the calculated amplification value thereto.

[作  用] 入力手段からフルスケール値を入力指示すると、演算制
御手段がプログラマブルゲイン計測増幅器および乗算型
D/A変換器にセットすべき増幅値をそれぞれ算出し、
該増幅値をそれぞれプログラマブルゲイン計測増幅器と
乗算型D/A変換器に設定する。プログラマブルゲイン
計測増幅器への増幅度設定において増幅度設定をワイド
に行な、え、かつ乗算型D/A変換器に対してはその分
解能の幅で任意に増幅度が設定できるので、検出器等の
定格に対して任意にフルスケール値を設定することがで
きる。
[Function] When a full scale value is input from the input means, the arithmetic control means calculates the amplification values to be set in the programmable gain measurement amplifier and the multiplication type D/A converter, respectively.
The amplification values are set in a programmable gain measurement amplifier and a multiplication type D/A converter, respectively. When setting the amplification level for the programmable gain measurement amplifier, the amplification level can be set widely, and for the multiplication type D/A converter, the amplification level can be set arbitrarily within the resolution range, so the detector etc. The full scale value can be set arbitrarily for the rating.

[実施例] 第1図は本発明の実施例である増幅装置を材料試験機の
ストレインゲージ式検出器の検出増幅器として適用した
場合の構成を示すブロック図で、図中同符号は従来例と
同じものを示す。
[Example] Fig. 1 is a block diagram showing the configuration when an amplifier according to an embodiment of the present invention is applied as a detection amplifier of a strain gauge type detector of a material testing machine. Show the same thing.

本発明にかかる増幅装置20は、従来の増幅装置におけ
る前段増幅器5をプログラマブルゲイン計測増幅器9と
し、増幅器9と後段増幅器7との中間に乗算型D/A変
換器8を設置し、CP U I+、並列入出力器11,
12 、 R2M17. RAM]6.キーボード18
とからなる制御部によって算出された増幅値をプログラ
マブルゲイン計測増幅器9と乗算型D/A変換器8にセ
ットするように構成されている。
The amplifier device 20 according to the present invention replaces the pre-stage amplifier 5 in the conventional amplifier device with a programmable gain measurement amplifier 9, installs a multiplication type D/A converter 8 between the amplifier 9 and the post-stage amplifier 7, and has a CPU I+ , parallel input/output device 11,
12, R2M17. RAM]6. keyboard 18
It is configured to set the amplification value calculated by the control section consisting of the programmable gain measurement amplifier 9 and the multiplication type D/A converter 8.

制御部で算出され乗算型D/A変換器8とプログラマブ
ルゲイン計測増幅器9にセットされる増幅値について説
明する。例えば検出器1の定格が]00ton、感度e
8がImv/lonで、前段のプログラマブルゲイン計
測増幅器9の利得Xpについてレンジを X 10. 
X 20. X 50. X 100.X 200.X
 500゜X 1000とし後段増幅器7の利得X、を
10倍とする。定格出力電圧は]Ov/FSである。乗
算型D/A変換器を12ビツトとすれば、分解能が]/
4096となり、その利得Xdは最大利得が40957
4096で最小利得は零である。
The amplification values calculated by the control section and set in the multiplication type D/A converter 8 and the programmable gain measurement amplifier 9 will be explained. For example, the rating of detector 1 is ]00 tons, the sensitivity e
8 is Imv/lon, and the range for the gain Xp of the programmable gain measurement amplifier 9 in the previous stage is X10.
X 20. X 50. X 100. X 200. X
500° x 1000, and the gain X of the rear stage amplifier 7 is set to 10 times. The rated output voltage is ]Ov/FS. If the multiplication type D/A converter is 12 bits, the resolution is ]/
4096, and the maximum gain Xd is 40957
At 4096, the minimum gain is zero.

このように各部の値を設定すれば、最小利得におけるレ
ンジフルスケールはItonであり、検出器1からの検
出信号e5に対して出力e0は、eo=e、XXp X
X、1 xXr−(+)において、 x ]0= 9.9976V となる。定格出力電圧値10Vに対して誤差はわずかで
ある。
If the values of each part are set in this way, the range full scale at the minimum gain is Iton, and the output e0 for the detection signal e5 from the detector 1 is eo = e, XXp X
At X, 1 xXr-(+), x ]0=9.9976V. The error is small for the rated output voltage value of 10V.

(1)式においてxdは Xd=X  / ’4096・・・(2)(Xは乗算型
D/’A変換器8のセツティング増幅値を示す。) と表わされる。(2)式においてXは、最大利得におけ
るフルスケール値をFMとし、設定したいフルスケール
値Fs、プログラマブルゲイン計測増幅器9の設定利得
xPとすれば、 X ” (FM /FS) X (1000/XP) 
X 4096− (3)と表わされる。
In equation (1), xd is expressed as: In equation (2), X is the full scale value at the maximum gain as FM, the desired full scale value Fs, and the set gain xP of the programmable gain measurement amplifier 9. )
It is expressed as X 4096- (3).

そこで、任意のフルスケール値を例えば80ton/F
sとして、キーボード18から入力すれば、CPU11
がまずxpを決定する。いまXp=20とすれば、Xは
X = (]780) X (1000/20) X 
4096= 2560となる。c p U 10はこの
算出した増幅値XP−20とX = 2560を並列入
出力器12.13にいったんセットし、乗算型D/A変
換器8と、プログラマブルゲイン計測増幅器9へ入力さ
せる。D/A変換器8の利得Xdは、X d=2560
/4096 = 0.625となる。
Therefore, we set an arbitrary full scale value to, for example, 80 ton/F.
If you input from the keyboard 18 as s, the CPU 11
first determines xp. Now if Xp=20, then X is X = (]780) X (1000/20) X
4096=2560. The c p U 10 once sets the calculated amplification values XP-20 and X=2560 in the parallel input/output device 12.13, and inputs them to the multiplication type D/A converter 8 and the programmable gain measurement amplifier 9. The gain Xd of the D/A converter 8 is X d = 2560
/4096 = 0.625.

80ton/F、と設定した場合、検出器1からの検出
信号e5はe ll= Imv/1.on X 80t
on=80mvとなる。そのため80ton/F、のス
ケーリングでの出力e。は、(1)式よりe。= 80
mvX 20X O,625X ]0=10vとなって
、定格出力値に対し誤差は0%になる。このように、キ
ーボード18から指示された任意のフルスケール値に対
して、CP U 11が最大利得におけるフルスケール
と同じ出力を得るように乗算型D/A変換器8とプログ
ラマブルゲイン計測増幅器9の増幅値を算出しこれにセ
ットするので、任意の値をフルスケールとして設定する
ことができる。
80ton/F, the detection signal e5 from the detector 1 is ell=Imv/1. on x 80t
on=80 mv. Therefore, the output e at a scaling of 80 ton/F. From equation (1), e. = 80
mvX 20X O, 625X ]0=10v, and the error is 0% with respect to the rated output value. In this way, the multiplication type D/A converter 8 and the programmable gain instrumentation amplifier 9 are controlled so that for any full scale value instructed from the keyboard 18, the CPU 11 obtains the same output as the full scale at the maximum gain. Since the amplification value is calculated and set to this value, any value can be set as the full scale.

第2図および第3図は上記CP U IIにおける処理
手順を示すフローチャートである。まずRAM16がバ
ッテリー17によってバックアップされていれば、その
内容がチェックされる。RAM]6にデータが書き込ま
れてなければ、検出器1の定格値を入力し、さらにプロ
グラマブルゲイン計測増幅器9の設定値Xいと乗算型D
/A変換器8の増幅値Xdのデフォルト値を書き込む。
FIGS. 2 and 3 are flowcharts showing the processing procedure in the CPU II. First, if the RAM 16 is backed up by the battery 17, its contents are checked. RAM] 6, input the rated value of the detector 1, and then input the setting value X of the programmable gain measurement amplifier 9 and the multiplication type D.
/Write the default value of the amplification value Xd of the A converter 8.

次に設定値xpと増幅値XdをRA M 16から読み
取ってそれぞれ並列入出力器12.13にセットする。
Next, the set value xp and the amplified value Xd are read from the RAM 16 and set in the parallel input/output devices 12 and 13, respectively.

スケーリング変更指示の有無を判断し、変更があればフ
ルスケール値FSを入力してFsに対してXpを決定し
、最大利得時のフルスケール値FMとフルスケール値F
sとXpとからxdの値を求め、Xp、Xdの値をRA
 M 16に書き替えるとともに、この値がそれぞれ並
列入出力器12.13にセットされ、新たな増幅値xp
とXdがプログラマブルゲイン計測増幅器9と乗算型D
/A変換器8にセットされる。この第2図のフローチャ
ートにおける処理20の詳細を第3図のフローチャート
に示す。すなわち、キーボード18より設定指示された
フルスケール値Fsが検出器の検出範囲を越える指示か
否かが判断され、越える場合は入力エラーとしてエラー
処理が行なわれる。検出範囲内であれば、フルスケール
の設定指示に応じてxpのレンジが XIO,X20.
 X500、X 1000として決定されるとともに、
FMの算出式が決定され検出器の定格値の場合はX =
 4095とし、その他の場合はX = 4096X 
(FM/Fs)として算出され、Xdが求められる。
Determine whether or not there is a scaling change instruction, and if there is a change, input the full scale value FS, determine Xp for Fs, and calculate the full scale value FM and full scale value F at maximum gain.
Find the value of xd from s and Xp, and use the values of Xp and Xd as RA
M 16, this value is set to the parallel input/output device 12.13, and a new amplification value xp
and Xd are programmable gain measurement amplifier 9 and multiplication type D
/A converter 8. Details of the process 20 in the flowchart of FIG. 2 are shown in the flowchart of FIG. 3. That is, it is determined whether or not the full scale value Fs instructed to be set via the keyboard 18 exceeds the detection range of the detector, and if it does, error processing is performed as an input error. If it is within the detection range, the xp range changes to XIO, X20, etc. according to the full scale setting instruction.
As well as being determined as X500 and X1000,
If the FM calculation formula is determined and the detector is at the rated value, then X =
4095, otherwise X = 4096X
(FM/Fs), and Xd is obtained.

」二記のように、キーボード゛18からフルスケール値
を指示するだけで、任意の値をレンジフルスケールとし
て読み込むことができるので従来のようにレンジ比率を
配慮したレンジ選択が不要になる。また、任意の値をフ
ルスケールとして測定でき記録計との整合が容易になる
。ざらにモータ出力か常に最大限で使用でき、SN比が
向上し測定精度を向上することができる。
2, any value can be read as the range full scale simply by specifying the full scale value from the keyboard 18, so there is no need to select a range in consideration of the range ratio as in the past. Additionally, any value can be measured as a full scale, making it easier to match it with a recorder. The motor output can always be used at its maximum, improving the signal-to-noise ratio and improving measurement accuracy.

上記実施例では、乗算型D/A変換器の利得を1以下に
したが、これを1以上にすれば後段増幅器の負担を軽減
し若しくは不要にすることができる。また、検出器と増
幅装置の検出増幅器との整合を図る際、全体の非線形等
による誤差を数点取り込み、その補正関数をCPUであ
らかじめ計算しておき増幅値算出時にこの補正関数を用
いることによって検出器を含む総合的な誤差補正も可能
となる。
In the above embodiment, the gain of the multiplication type D/A converter is set to 1 or less, but by setting the gain to 1 or more, the burden on the subsequent stage amplifier can be reduced or eliminated. In addition, when matching the detector and the detection amplifier of the amplifier, it is possible to incorporate several errors due to overall nonlinearity, calculate the correction function in advance on the CPU, and use this correction function when calculating the amplification value. Comprehensive error correction including the detector is also possible.

[発明の効果] 上記説明から明らかなように、本発明にかかる増幅装置
は、増幅器のレンジを段階にして任意の増幅値を設定で
き、記録計において測定値を最も適切なスケールで読み
取ることができるようになった。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, the amplifier according to the present invention can set the range of the amplifier in stages to set an arbitrary amplification value, and can read the measured value on the most appropriate scale with the recorder. Now you can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例である増幅装置を材料試験機の
ストレインゲージ式検出器の検出増幅器として適用した
場合の構成を示すブロック図、第2図および第3図はC
PUでの処理手順を示すフローチャート、第4図は従来
例の構成を示すブロック図である。 1・・・検出器     7・・・後段増幅器8・・・
乗算型D/A変換器 9・・・プログラマブルゲイン計測増幅器11・・・C
P U      12,13・・・並列入出力器15
・・・ROM      16−・・RAM特許出願人
 株式会社 島津製作所 代理人  弁理士  菅 原 弘 志 第1図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration when an amplifier according to an embodiment of the present invention is applied as a detection amplifier of a strain gauge type detector of a material testing machine, and FIGS. 2 and 3 are C
A flowchart showing the processing procedure in the PU, and FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional example. 1...Detector 7...Late stage amplifier 8...
Multiplying D/A converter 9...Programmable gain measurement amplifier 11...C
P U 12, 13...Parallel input/output device 15
...ROM 16-...RAM patent applicant Shimadzu Corporation Agent Patent attorney Hiroshi Sugawara Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)検出器等から出力される信号を増幅する増幅装置
であつて、プログラマブルゲイン計測増幅器と、該プロ
グラマブルゲイン計測増幅器に直列に設けられる乗算型
D/A変換器と、検出器等の定格値に対して所望するフ
ルスケール値を指示入力する入力手段と、該入力手段か
らの指示に応じて前記プログラマブルゲイン計測増幅器
と乗算型D/A変換器に設定する増幅値を算出し、算出
した増幅値をこれらに設定する演算制御手段とで構成さ
れたフルスケール値設定手段を備えたことを特徴とする
増幅装置。
(1) An amplifier device that amplifies the signal output from a detector, etc., which includes a programmable gain measurement amplifier, a multiplication type D/A converter installed in series with the programmable gain measurement amplifier, and the ratings of the detector, etc. an input means for inputting a desired full-scale value for the value; and an amplification value to be set in the programmable gain measurement amplifier and the multiplication type D/A converter in accordance with the instructions from the input means. 1. An amplification device comprising: full scale value setting means; and arithmetic control means for setting amplification values.
JP61232257A 1986-09-30 1986-09-30 Amplifying device Pending JPS6385404A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61232257A JPS6385404A (en) 1986-09-30 1986-09-30 Amplifying device

Applications Claiming Priority (1)

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JP61232257A JPS6385404A (en) 1986-09-30 1986-09-30 Amplifying device

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JPS6385404A true JPS6385404A (en) 1988-04-15

Family

ID=16936431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61232257A Pending JPS6385404A (en) 1986-09-30 1986-09-30 Amplifying device

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JP (1) JPS6385404A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313593B1 (en) 1999-07-12 2001-11-06 Fanuc Ltd. Motor controller

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313593B1 (en) 1999-07-12 2001-11-06 Fanuc Ltd. Motor controller

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