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JP3768545B2 - Sensor signal processing device - Google Patents
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JP3768545B2 JP30632093A JP30632093A JP3768545B2 JP 3768545 B2 JP3768545 B2 JP 3768545B2 JP 30632093 A JP30632093 A JP 30632093A JP 30632093 A JP30632093 A JP 30632093A JP 3768545 B2 JP3768545 B2 JP 3768545B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、物理情報を検知するセンサの出力信号を表示などの目的のために処理するセンサ信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近の電子時計には、本来の時刻表時機能やアラーム、クロノ等の一般に利用されている機能に加えて、気圧や水圧などの圧力や気温などの絶えず変化する物理情報をセンサを用いて測定し、信号処理回路を介して表示するセンサ機能を付加したものが商品化されている。
しかし、前記電子時計は電子回路エレメントを収納するためのスペースが限られており、またコスト低減ためにも増幅率およびオフセット等の調整用の可変抵抗器等のエレメントは出来るだけ使用せず、出来るだけ無調整化が望まれている。さらに、仕様の異なるセンサにも同一のハードウェアで対応できることが望ましい。以下上記制約条件に関する従来技術について述べる。
【0003】
図2は電池駆動の電子時計に用いられる従来のセンサ信号処理装置の一例である。
図2において、1は気圧Pに比例した気圧信号S1を出力する気圧センサ、2は気圧センサ1に定電流を流して駆動するセンサ駆動回路、3はオペアンプを用いて気圧信号S1を増幅する増幅回路、4は増幅回路3から出力される増幅された気圧信号S1’をA/D変換し変換データDcとして出力するA/D変換回路、5は変換データDcを処理してセンサ情報データDjに変換し出力するセンサ情報データ処理回路であり、メモリ設定回路5aと、第1のメモリであるAメモリ5bと、第2のメモリであるBメモリ5cと、データ選択回路5dと、センサ特性式算出手段であるマイクロコンピュータにより構成されている。
メモリ設定回路5aは、A/D変換回路4から端子Iに入力される変換データDcを外部から端子C1およびC2にそれぞれ入力される制御信号S31またはS32に従って端子O1または端子O2より出力し、Aメモリ5bまたはBメモリ5cに記憶させる。
メモリ設定回路5aの端子O1より変換データDcが出力されると、その変換データDcはAメモリ5bにメモリデータDaとして記憶される。また端子O2より変換データDcが出力されると、その変換データDcはBメモリ5cにメモリデータDbとして記憶される。なお、Aメモリ5bおよびBメモリは不輝発生メモリであり、メモリ設定回路5aにより記憶させられると電源を切ってもその内容は保持されている。
データ選択回路5dはマイクロコンピュータ5eから端子Cに入力されるの制御信号により、端子I1に入力されている変換データDcか、端子I2に入力されているAメモリ5bの記憶内容であるメモリデータDaか、または端子I3に入力されているBメモリ5cの記憶内容であるメモリデータDaかを選択的に端子Oより出力し、マイクロコンピュータ5eに供給するように構成されている。マイクロコンピュータ5eはデータ選択回路5dの端子Cを制御して、Aメモリ5bに記憶されているメモリデータDaと、Bメモリ5cに記憶されているメモリデータDbをデータ選択回路5dの端子Oより読み込み、センサ特性式を 定し、センサ情報信号Djを表示装置6に出力する。
6はセンサ情報データ処理回路5のマイクロコンピュータ5eから出力されるセンサ情報データDjに基づいて気圧値をデジタル表示する表示装置である。
【0004】
上記回路構成を有するセンサ信号処理装置は次のように動作する。
気圧センサ1はセンサ駆動回路2により定電流駆動されると気圧センサ1に加えられている気圧Pに比例した気圧信号S1を出力する。気圧信号S1は増幅回路3により増幅されて信号S1’となり、さらにこの信号S1’はA/D変換回路4によりデジタル変換データDcに変換される。デジタル変換データDcはセンサ情報データ処理回路によりセンサ情報Djに変換されるが、ここでセンサ情報データ処理回路5におけるセンサ特性式算出の仕方について説明する。
まず、ある一定の気圧P1を気圧センサ1に加え、この状態でメモリ設定回路5aの端子C1に外部から制御信号S31を入力しA/D変換回路4から出力されている変換データDcをAメモリ5bに記憶する。次に気圧P1と異なる気圧P2を気圧センサ1に加え、この状態でメモリ設定回路5aの端子C2に外部から制御信号S32を入力しA/D変換回路4から出力されている変換データDcをBメモリ5cに記憶する。
これは図3に示すように、気圧P1の時の変換データDcをメモリデータDaとしてAメモリ5bに記憶し、気圧P2の時の変換データDcをメモリデータDbとしてBメモリ5cに記憶したことになる。すなわち、気圧センサ1の特性と増幅回路3の特性とを総合した気圧変換特性をAメモリ5bとBメモリ5cに記憶したことになる。
次にマイクロコンピュータ5eによるセンサ特性式の算出について説明する。マイクロコンピュータ5eはデータ選択回路5dの端子Cを制御して、Aメモリ5bに記憶されているメモリデータDa(気圧P1のときの変換データDc)と、Bメモリ5cに記憶されているメモリデータDb(気圧P2のときの変換データDc)を読み込み、αおよびβを計算しセンサ情報信号Djを決定するための次の数1で示されるセンサ特性式を決定する。
【0005】
【数1】
Dj=α×Dc+β
α=(P2−P1)/(Db−Da)
β=P1−α×Da
【0006】
なお、このセンサ特性式のαおよびβの決定は電源投入時に前記不輝発生メモリに記憶されているメモリデータDa、Dbに基づいて1回だけ行えばよい。
そして一度数1のセンサ特性式が決定されると、それ以後変換データDcはデータ選択回路5dを介してマイクロコンピュータ5eに読み込まれ、数1のセンサ特性式によりセンサ情報信号Dj(気圧Pを表す)が算出される。
さて、こうして決定されたセンサ特性式を有するセンサ情報データ処理回路5にA/D変換回路4からデジタル変換データDcが入力されると、センサ特性式に従って演算されたセンサ情報信号Djがマイクロコンピュータ5eから出力される。表示装置6はこのセンサ情報信号Djに基づいて気圧値(たとえば1013hPa)を表示する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、センサ特性式を各センサ信号処理装置ごとに、その気圧センサの特性および増幅回路の特性に適合するごとく算出して決定するため、機械的な調整もなく正確に気圧の表示を行うことが出来る。
しかしながら、実際に使用するセンサでは感度およびオフセットのバラつきが大きく、従来のセンサ信号処理装置ではセンサ単体での調整を強いられ、規格外のものは不良扱となりセンサ完成歩留りを落し、かつセンサの持つ感度およびオフセットのバラつきを考慮して、計測したい気圧の上限値PmaxにおいてもA/D変換の上限値であるDmaxを越えぬようあるいは計測したい気圧の下限値PminにおいてもA/D変換の下限値である0とならぬように、図4(a)に示すがごとく増幅回路3の増幅率の設定を、図4(b)に示すがごとくオフセットの設定をそれぞれ行わなければならないため、図4(a)(b)に示すようにダイナミックレンジを有効に使うことが出来ず単位気圧当たりの分解能を上げることが困難であった。また、異なった仕様のセンサを使用する場合いちいちそのセンサの特性に合わせて増幅回路3の増幅率およびオフセットの再設定を行わなければならず、仕様変更の際の対応が困難であった。
本発明の目的は、上記センサ単体での調整の廃止および異なる仕様センサを共通のハードウェアで対応できるセンサ信号処理装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、物理情報を検出する線型性のセンサと、
該センサを駆動するセンサ駆動回路と、
前記センサから出力するセンサ信号を入力して増幅する増幅回路と、
該増幅回路で処理された増幅出力値をデジタル情報に変換するA/D変換回路と、
該A/D変換回路から出力されるデジタル情報からセンサ情報データを作成するデータ処理回路と、
該データ処理回路はA/D変換回路から出力される2つの異なるデジタル情報データをそれぞれ記憶する第1のメモリおよび第2のメモリと、
該2つのメモリに記憶されている2つのデジタル情報データに基づいてセンサ特性式を算出するセンサ特性式算出手段とを有し、
該センサ特性式算出手段により算出したセンサ特性式に従って前記A/D変換回路から出力されるデジタル情報データをセンサ情報データに変換するセンサ信号処理装置において、
増幅率調整メモリと増幅率切り替え回路により構成され、前記増幅回路の増幅率を増幅率調整メモリに記憶されたデジタル増幅率調整データに基づいて調整する増幅率調整回路と、
オフセット調整メモリとオフセット調整D/A変換回路により構成され、前記増幅回路のオフセット電圧値をオフセット調整メモリに記憶されたデジタルオフセット調整データに基づいて調整するオフセット調整回路を備え、前記増幅率調整回路と前記オフセット調整回路を用いて前記増幅回路の増幅率とオフセット電圧値を粗く調整した後、前記センサ特性式算出手段で前記センサ特性式を算出することを特徴とする。
【0009】
【実施例】
以下図面に基づいて本発明の実施例を詳述する。
図1は本発明によるセンサ信号処理装置の一実施例を示しており、ここに例示したセンサ信号処理装置は大気を表示するように設計されたものである。以下この図を参照して本発明を説明する。図中図2と同一要素には、同一番号を付し説明を省略する。
7はオフセット調整回路であり、オフセット調整メモリ7aと、オフセット調整D/A変換回路7bにより構成されている。
オフセット調整メモリ7aは、外部より入力されるデジタル値で表されるオフセット調整データDoを記憶し、オフセット調整データDoをオフセット調整D/Aコンバータ7bに出力する。
オフセット調整D/Aコンバータ7bは、オフセット調整データDoを基にオフセット調整信号Soを発生し増幅部4に供給する。
8は増幅率調整回路であり、増幅率調整メモリ8aと、増幅率切り替え回路7bにより構成されている。
増幅率調整メモリ8aは、外部より入力されるデジタル増幅率調整データDgを記憶し、増幅率調整データDgを増幅率切り替え回路8bに出力する。
増幅率切り替え回路8bは、増幅率調整データDgを基に増幅率調整信号Sgを発生し増幅回路3に供給する。増幅回路3は増幅率調整信号Sgを基にオペアンプの入力または帰還抵抗値を切り替え、増幅率を決定する。
なお、オフセット調整メモリ7aおよび増幅率調整メモリ8aは不輝発メモリであり、データを記憶した後電源を切ってもその内容は保持されている。
【0010】
次に上記構成を有する本発明によるセンサ信号処理装置の動作について説明する。
いま、オフセット値が大き過ぎ感度の低すぎる気圧センサを用いた場合のA/D変換値のグラフを図5(a)に示す。図5(a)の状態では、オフセット値が大きすぎるために測定したい上限値Pmaxが測定限界の上限値Dmaxを上回っている。このため、所望の測定範囲を得られないばかりか気圧センサ1の感度が低すぎるために変換値Dcの1ビット当たりの重み付けが大きすぎ測定分解能が荒くなってしまう。
上記センサ信号処理装置を調整するための手順を以下に説明する。まず、気圧P1を気圧センサ1に加え、この状態でオフセット調整メモリ7aに外部からオフセット調整データDoのオフセット減パターンを入力しオフセット調整D/A変換回路7bから出力されているオフセット調整信号Soを減らす。すると、増幅回路3でのオフセット電圧値が減り、気圧P1およびP2におけるA/D変換値のグラフは図5(b)に示すようになる。次に、気圧P2を気圧センサ1に加え、この状態で増幅率調整メモリ8aに外部から増幅率調整データDgの増幅率増パターンを入力し増幅率切り替え回路8bから出力されている増幅率調整信号Sgを増やす。すると、増幅回路3での増幅率が増え、気圧P1およびP2におけるA/D変換値のグラフは図5(c)に示すようになる。
【0011】
上記のようにセンサ信号処理装置を粗く調整した後、従来の技術で前述したごとく、気圧P1を気圧センサ1に加え、この状態でメモリ設定回路5aの端子C1に外部から制御信号S31を入力しA/D変換回路4から出力されている変換データDcをAメモリ5bに記憶する。次に気圧P2を気圧センサ1に加え、この状態でメモリ設定回路5aの端子C2に外部から制御信号S32を入力しA/D変換回路4から出力されている変換データDcをBメモリ5cに記憶する。そしてマイクロコンピュータ5eはデータ選択回路5dの端子Cを制御して、Aメモリ5bに記憶されているメモリデータDa(気圧P1のときの変換データDc)と、Bメモリ5cに記憶されているメモリデータDb(気圧P2のときの変換データDc)を読み込み、αおよびβを計算しセンサ情報信号Djを決定するための次の数1で示されるセンサ特性式を決定する。 こうして決定されたセンサ特性式を有するセンサ情報データ処理回路5にA/D変換回路4からデジタル変換データDcが入力されると、センサ特性式に従って演算されたセンサ情報信号Djがマイクロコンピュータ5eから出力される。表示装置6はこのセンサ情報信号Djに基づいて気圧値(たとえば1013hPa)を表示する。
【0012】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、オフセット調整回路および増幅率調整回路を設けることにより感度およびオフセットのバラつきが大きなセンサでもセンサ単体での調整を必要とせずセンサ完成歩留りを向上し、かつ異なった仕様のセンサを使用する場合でも共通のハードウェアで対応することが可能となり、調整工程の簡素化およびコストの低減に大なる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセンサ処理装置を示す回路ブロック図である。
【図2】従来のセンサ処理装置を示す回路ブロック図である。
【図3】従来例の気圧に対するA/D変換値を示すグラフ図である。
【図4】従来例の気圧に対するA/D変換値を示すグラフ図である。
【図5】本発明の気圧に対するA/D変換値を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 気圧センサ
2 センサ駆動回路
3 増幅回路
4 A/D変換回路
6 表示装置
7 オフセット調整回路
8 増幅率調整回路
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a sensor signal processing apparatus that processes an output signal of a sensor that detects physical information for the purpose of display or the like.
[0002]
[Prior art]
Modern electronic watches use sensors to measure constantly changing physical information such as pressure and temperature, such as atmospheric pressure and water pressure, in addition to the original timetable function, alarm, chrono and other commonly used functions. However, products with a sensor function for displaying via a signal processing circuit have been commercialized.
However, the electronic timepiece has a limited space for storing electronic circuit elements, and in order to reduce costs, elements such as variable resistors for adjusting amplification factor and offset can be used as much as possible. Only non-adjustment is desired. Furthermore, it is desirable that sensors with different specifications can be handled with the same hardware. The prior art related to the above constraint conditions will be described below.
[0003]
FIG. 2 shows an example of a conventional sensor signal processing apparatus used in a battery-driven electronic timepiece.
In FIG. 2, 1 is an atmospheric pressure sensor that outputs an atmospheric pressure signal S1 proportional to the atmospheric pressure P, 2 is a sensor driving circuit that is driven by passing a constant current through the atmospheric pressure sensor 1, and 3 is an amplification that amplifies the atmospheric pressure signal S1 using an operational amplifier. A circuit 4 is an A / D conversion circuit that A / D converts the amplified atmospheric pressure signal S1 ′ output from the amplification circuit 3 and outputs it as conversion data Dc, and 5 processes the conversion data Dc into sensor information data Dj. A sensor information data processing circuit for converting and outputting, a memory setting circuit 5a, an A memory 5b as a first memory, a B memory 5c as a second memory, a data selection circuit 5d, and a sensor characteristic equation calculation It is comprised by the microcomputer which is a means.
The memory setting circuit 5a outputs the conversion data Dc input from the A / D conversion circuit 4 to the terminal I from the terminal O1 or the terminal O2 according to the control signal S31 or S32 input from the outside to the terminals C1 and C2, respectively. The data is stored in the memory 5b or the B memory 5c.
When the conversion data Dc is output from the terminal O1 of the memory setting circuit 5a, the conversion data Dc is stored as memory data Da in the A memory 5b. When the conversion data Dc is output from the terminal O2, the conversion data Dc is stored in the B memory 5c as memory data Db. Note that the A memory 5b and the B memory are non-brightness generation memories, and when they are stored by the memory setting circuit 5a, their contents are retained even when the power is turned off.
The data selection circuit 5d uses the control signal input to the terminal C from the microcomputer 5e, or the conversion data Dc input to the terminal I1 or the memory data Da that is stored in the A memory 5b input to the terminal I2. Alternatively, the memory data Da, which is the storage content of the B memory 5c input to the terminal I3, is selectively output from the terminal O and supplied to the microcomputer 5e. The microcomputer 5e controls the terminal C of the data selection circuit 5d to read the memory data Da stored in the A memory 5b and the memory data Db stored in the B memory 5c from the terminal O of the data selection circuit 5d. the sensor characteristic equation to determine to output the sensor information signal Dj to the display device 6.
Reference numeral 6 denotes a display device that digitally displays an atmospheric pressure value based on sensor information data Dj output from the microcomputer 5e of the sensor information data processing circuit 5.
[0004]
The sensor signal processing apparatus having the above circuit configuration operates as follows.
When the atmospheric pressure sensor 1 is driven at a constant current by the sensor driving circuit 2, it outputs an atmospheric pressure signal S 1 proportional to the atmospheric pressure P applied to the atmospheric pressure sensor 1. The atmospheric pressure signal S1 is amplified by the amplifier circuit 3 to become a signal S1 ′, and this signal S1 ′ is further converted into digital conversion data Dc by the A / D conversion circuit 4. The digital conversion data Dc is converted into sensor information Dj by the sensor information data processing circuit. Here, how to calculate the sensor characteristic formula in the sensor information data processing circuit 5 will be described.
First, a certain atmospheric pressure P1 is applied to the atmospheric pressure sensor 1, and in this state, the control signal S31 is input from the outside to the terminal C1 of the memory setting circuit 5a, and the conversion data Dc output from the A / D conversion circuit 4 is stored in the A memory. Store in 5b. Next, an atmospheric pressure P2 different from the atmospheric pressure P1 is applied to the atmospheric pressure sensor 1, and in this state, the control signal S32 is input from the outside to the terminal C2 of the memory setting circuit 5a, and the conversion data Dc output from the A / D conversion circuit 4 is converted to B. Store in the memory 5c.
As shown in FIG. 3, the conversion data Dc at the atmospheric pressure P1 is stored in the A memory 5b as the memory data Da, and the conversion data Dc at the atmospheric pressure P2 is stored in the B memory 5c as the memory data Db. Become. In other words, the atmospheric pressure conversion characteristics obtained by integrating the characteristics of the atmospheric pressure sensor 1 and the characteristics of the amplifier circuit 3 are stored in the A memory 5b and the B memory 5c.
Next, calculation of the sensor characteristic formula by the microcomputer 5e will be described. The microcomputer 5e controls the terminal C of the data selection circuit 5d, and the memory data Da (conversion data Dc at the time of the atmospheric pressure P1) stored in the A memory 5b and the memory data Db stored in the B memory 5c. (Conversion data Dc at the time of atmospheric pressure P2) is read, α and β are calculated, and a sensor characteristic equation represented by the following equation 1 for determining the sensor information signal Dj is determined.
[0005]
[Expression 1]
Dj = α × Dc + β
α = (P2−P1) / (Db−Da)
β = P1−α × Da
[0006]
It should be noted that the determination of α and β in this sensor characteristic equation need only be performed once based on the memory data Da and Db stored in the non-brightness generation memory when the power is turned on.
Once the equation (1) of the sensor characteristic is determined, the converted data Dc is thereafter read into the microcomputer 5e via the data selection circuit 5d, and the sensor information signal Dj (representing the atmospheric pressure P) is represented by the equation (1). ) Is calculated.
When the digital conversion data Dc is input from the A / D conversion circuit 4 to the sensor information data processing circuit 5 having the sensor characteristic equation thus determined, the sensor information signal Dj calculated according to the sensor characteristic equation is converted into the microcomputer 5e. Is output from. The display device 6 displays an atmospheric pressure value (for example, 1013 hPa) based on the sensor information signal Dj.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the sensor characteristic equation is calculated and determined for each sensor signal processing device so that it matches the characteristics of the atmospheric pressure sensor and the amplifier circuit. Can be done.
However, the sensor used actually has a large variation in sensitivity and offset, and the conventional sensor signal processing device is forced to adjust the sensor alone, non-standard ones are handled as defective, and the sensor completion yield is reduced. In consideration of variations in sensitivity and offset, the upper limit value Pmax of the atmospheric pressure to be measured does not exceed Dmax, which is the upper limit value of A / D conversion, or the lower limit value of the A / D conversion is also lower than the lower limit value Pmin of the atmospheric pressure to be measured. As shown in FIG. 4A, the amplification factor of the amplifier circuit 3 must be set as shown in FIG. 4A, and the offset must be set as shown in FIG. (A) As shown in (b), the dynamic range could not be used effectively, and it was difficult to increase the resolution per unit atmospheric pressure. Further, when using sensors with different specifications, it is necessary to reset the amplification factor and offset of the amplifier circuit 3 in accordance with the characteristics of each sensor, and it is difficult to cope with changes in specifications.
An object of the present invention is to provide a sensor signal processing apparatus that can eliminate the adjustment of the sensor alone and can handle different specification sensors with common hardware.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
That is, a linear sensor that detects physical information;
A sensor driving circuit for driving the sensor;
An amplifier circuit for inputting and amplifying a sensor signal output from the sensor;
An A / D converter circuit for converting the amplified output value processed by the amplifier circuit into digital information;
A data processing circuit for creating sensor information data from digital information output from the A / D conversion circuit;
The data processing circuit includes a first memory and a second memory respectively storing two different digital information data output from the A / D conversion circuit;
Sensor characteristic equation calculating means for calculating a sensor characteristic equation based on two digital information data stored in the two memories,
In a sensor signal processing device for converting digital information data output from the A / D conversion circuit into sensor information data according to a sensor characteristic equation calculated by the sensor characteristic equation calculating means,
An amplification factor adjustment circuit configured by an amplification factor adjustment memory and an amplification factor switching circuit, and adjusting the amplification factor of the amplification circuit based on digital amplification factor adjustment data stored in the amplification factor adjustment memory;
Is constituted by the offset adjustment memory and offset adjustment D / A conversion circuit includes an offset adjusting circuit for adjusting, based on the digital offset adjustment data stored in the offset adjustment memory offset voltage of the amplifying circuit, the amplification factor adjusting circuit The sensor characteristic equation is calculated by the sensor characteristic equation calculating means after coarsely adjusting the amplification factor and the offset voltage value of the amplifier circuit using the offset adjusting circuit .
[0009]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
Figure 1 shows one embodiment of a sensor signal processing apparatus according to the present invention, illustrated sensor signal processing apparatus herein are those designed to display the atmospheric pressure. The present invention will be described below with reference to this figure. In the figure, the same elements as those in FIG.
Reference numeral 7 denotes an offset adjustment circuit, which includes an offset adjustment memory 7a and an offset adjustment D / A conversion circuit 7b.
The offset adjustment memory 7a stores offset adjustment data Do represented by a digital value input from the outside, and outputs the offset adjustment data Do to the offset adjustment D / A converter 7b.
The offset adjustment D / A converter 7 b generates an offset adjustment signal So based on the offset adjustment data Do and supplies it to the amplifier 4.
Reference numeral 8 denotes an amplification factor adjustment circuit, which includes an amplification factor adjustment memory 8a and an amplification factor switching circuit 7b.
The amplification factor adjustment memory 8a stores digital amplification factor adjustment data Dg input from the outside, and outputs the amplification factor adjustment data Dg to the amplification factor switching circuit 8b.
The amplification factor switching circuit 8b generates an amplification factor adjustment signal Sg based on the amplification factor adjustment data Dg and supplies it to the amplification circuit 3. The amplifier circuit 3 switches the input of the operational amplifier or the feedback resistance value based on the amplification factor adjustment signal Sg, and determines the amplification factor.
The offset adjustment memory 7a and the amplification factor adjustment memory 8a is Futeruhatsu volatile memory, the contents of which are retained even when the power is turned off after storing the data.
[0010]
Next, the operation of the sensor signal processing apparatus according to the present invention having the above configuration will be described.
FIG. 5A shows a graph of the A / D conversion value when a barometric pressure sensor whose offset value is too large and sensitivity is too low is used. In the state of FIG. 5A, since the offset value is too large, the upper limit value Pmax to be measured exceeds the upper limit value Dmax of the measurement limit. For this reason, the desired measurement range cannot be obtained, and the sensitivity of the atmospheric pressure sensor 1 is too low, so that the weight per bit of the converted value Dc is too large and the measurement resolution becomes rough.
A procedure for adjusting the sensor signal processing apparatus will be described below. First, the atmospheric pressure P1 is added to the atmospheric pressure sensor 1, and in this state, an offset reduction pattern of the offset adjustment data Do is input from the outside to the offset adjustment memory 7a, and the offset adjustment signal So output from the offset adjustment D / A conversion circuit 7b is used. cut back. Then, the offset voltage value in the amplifier circuit 3 decreases, and the graph of the A / D conversion values at the atmospheric pressures P1 and P2 becomes as shown in FIG. Next, the atmospheric pressure P2 is applied to the atmospheric pressure sensor 1, and in this state, an amplification factor increase signal of the amplification factor adjustment data Dg is input from the outside to the amplification factor adjustment memory 8a, and the amplification factor adjustment signal output from the amplification factor switching circuit 8b. Increase Sg. Then, the amplification factor in the amplifier circuit 3 increases, and the graph of the A / D conversion values at the atmospheric pressures P1 and P2 is as shown in FIG.
[0011]
After roughly adjusting the sensor signal processing device as described above, the atmospheric pressure P1 is added to the atmospheric pressure sensor 1 as described in the prior art, and in this state, the control signal S31 is input from the outside to the terminal C1 of the memory setting circuit 5a. The conversion data Dc output from the A / D conversion circuit 4 is stored in the A memory 5b. Next, the atmospheric pressure P2 is applied to the atmospheric pressure sensor 1, and in this state, the control signal S32 is input from the outside to the terminal C2 of the memory setting circuit 5a, and the conversion data Dc output from the A / D conversion circuit 4 is stored in the B memory 5c. To do. The microcomputer 5e controls the terminal C of the data selection circuit 5d, and the memory data Da stored in the A memory 5b (conversion data Dc at the atmospheric pressure P1) and the memory data stored in the B memory 5c. Db (conversion data Dc at the time of atmospheric pressure P2) is read, α and β are calculated, and a sensor characteristic equation expressed by the following equation 1 for determining the sensor information signal Dj is determined. When the digital conversion data Dc is input from the A / D conversion circuit 4 to the sensor information data processing circuit 5 having the sensor characteristic formula thus determined, the sensor information signal Dj calculated according to the sensor characteristic formula is output from the microcomputer 5e. Is done. The display device 6 displays an atmospheric pressure value (for example, 1013 hPa) based on the sensor information signal Dj.
[0012]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, by providing an offset adjustment circuit and an amplification factor adjustment circuit, even a sensor with large variations in sensitivity and offset does not require adjustment with a single sensor, and the sensor completion yield is improved. In addition, even when sensors with different specifications are used, it is possible to cope with common hardware, which has a great effect on simplification of the adjustment process and cost reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a sensor processing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a conventional sensor processing apparatus.
FIG. 3 is a graph showing A / D conversion values with respect to atmospheric pressure in a conventional example.
FIG. 4 is a graph showing A / D conversion values with respect to atmospheric pressure in a conventional example.
FIG. 5 is a graph showing A / D conversion values with respect to atmospheric pressure according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Barometric pressure sensor 2 Sensor drive circuit 3 Amplification circuit 4 A / D conversion circuit 6 Display apparatus 7 Offset adjustment circuit 8 Amplification rate adjustment circuit

Claims (1)

物理情報を検出する線型性のセンサと、
該センサを駆動するセンサ駆動回路と、
前記センサから出力するセンサ信号を入力して増幅する増幅回路と、
該増幅回路で処理された増幅出力値をデジタル情報に変換するA/D変換回路と、
該A/D変換回路から出力されるデジタル情報からセンサ情報データを作成するデータ処理回路と、
該データ処理回路はA/D変換回路から出力される2つの異なるデジタル情報データをそれぞれ記憶する第1のメモリおよび第2のメモリと、
該2つのメモリに記憶されている2つのデジタル情報データに基づいてセンサ特性式を算出するセンサ特性式算出手段とを有し、
該センサ特性式算出手段により算出したセンサ特性式に従って前記A/D変換回路から出力されるデジタル情報データをセンサ情報データに変換するセンサ信号処理装置において、
増幅率調整メモリと増幅率切り替え回路により構成され、前記増幅回路の増幅率を増幅率調整メモリに記憶されたデジタル増幅率調整データに基づいて調整する増幅率調整回路と、
オフセット調整メモリとオフセット調整D/A変換回路により構成され、前記増幅回路のオフセット電圧値をオフセット調整メモリに記憶されたデジタルオフセット調整データに基づいて調整するオフセット調整回路を備え、前記増幅率調整回路と前記オフセット調整回路を用いて前記増幅回路の増幅率とオフセット電圧値を粗く調整した後、前記センサ特性式算出手段で前記センサ特性式を算出することを特徴とするセンサ信号処理装置。
A linear sensor for detecting physical information;
A sensor driving circuit for driving the sensor;
An amplifier circuit for inputting and amplifying a sensor signal output from the sensor;
An A / D converter circuit for converting the amplified output value processed by the amplifier circuit into digital information;
A data processing circuit for creating sensor information data from digital information output from the A / D conversion circuit;
The data processing circuit includes a first memory and a second memory respectively storing two different digital information data output from the A / D conversion circuit;
Sensor characteristic equation calculating means for calculating a sensor characteristic equation based on two digital information data stored in the two memories,
In a sensor signal processing device for converting digital information data output from the A / D conversion circuit into sensor information data according to a sensor characteristic equation calculated by the sensor characteristic equation calculating means,
An amplification factor adjustment circuit configured by an amplification factor adjustment memory and an amplification factor switching circuit, and adjusting the amplification factor of the amplification circuit based on digital amplification factor adjustment data stored in the amplification factor adjustment memory;
Is constituted by the offset adjustment memory and offset adjustment D / A conversion circuit includes an offset adjusting circuit for adjusting, based on the digital offset adjustment data stored in the offset adjustment memory offset voltage of the amplifying circuit, the amplification factor adjusting circuit A sensor signal processing apparatus , wherein the sensor characteristic equation is calculated by the sensor characteristic equation calculating means after coarsely adjusting an amplification factor and an offset voltage value of the amplifier circuit using the offset adjusting circuit .
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