JP2003332911A5

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Publication number: JP2003332911A5
Application number: JP2003027613A
Authority: JP
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-02-04

Description

【００１６】
本発明は，従来の電気的構成素子の出力信号の非線形性を補正する方法が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，電気的構成素子，特に測定量変換器の非線形の伝達特性及び／又は温度経過の補正を改良し，特に，マップのサポート箇所間の補間を用いて，より簡単に，コストパフォーマンス良く非線形を補正することができる，新規かつ改良された電気的構成素子の出力信号の非線形性を補正する方法を提供することである。

【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，ディスクリートなサポート箇所によって定められる，マップメモリに格納されているマップを用いて，電気的構成素子の，特に測定量変換器の，電気的出力信号の非線形性を補正する方法であり，その際に電気的出力信号の非線形性を調節する少なくとも１つのアナログ信号に従ってマップの隣接するサポート箇所が求められて，サポート箇所の間に補間される際に少なくとも１つ又は各信号がマップをアドレスするためにデルタ−シグマ−変調器によってアナログ／デジタル変換される，方法において，少なくとも１つ又は各信号がデルタ−シグマ−変調器によってオーバーサンプリングされて信号内の量子化ノイズが信号周波数領域から信号周波数領域よりも高い周波数へシフトされ，マップが格納されているマップメモリがデルタ−シグマ−変調器の出力信号によってアドレスされる際に量子化ノイズに基づく信号のノイズが使用されることを特徴とする，電気的構成素子の出力信号の非線形性を補正する方法が提供される。

【００１８】
また，本発明の第２の観点によれば，電気的構成素子の電気的出力信号の非線形性を補正するための電気的構成素子の，特に測定量変換器の，デジタルのセンサ評価回路であって，その際に評価回路は，マップのディスクリートなサポート箇所が格納されるマップメモリと，マップメモリのアドレッシングによってマップに出力信号の非線形性を調節する少なくとも１つの信号を供給する手段と，マップに少なくとも１つ又は各信号を供給する前に，信号をアナログ／デジタル変換するためのデルタ−シグマ−変調器と，信号に従ってサポート箇所間の補間によってマップの出力信号を求める手段と，マップの出力信号に従って電気的構成素子の前記出力信号を補正する手段と，を備える評価回路において，デルタ−シグマ−変調器は，信号をオーバーサンプリングして信号内の量子化ノイズを信号周波数領域から信号周波数領域よりも高い周波数へシフトし，センサ評価回路は，デルタ−シグマ−変調器の出力信号を用いてマップメモリをアドレスし，その際にマップのサポート箇所間の補間が，量子化ノイズに基づく１又は各信号のノイズを用いて行われることを特徴とする，評価回路が提供される。

【００１９】
さらに，本発明の第３の観点によれば，測定量変換器の出力信号の非線形性を補正するためのデジタルのセンサ評価回路を備え，センサによって検出された物理的又は化学的な量を電気的な出力信号に変換する測定量変換器であって，その際に評価回路は，マップのディスクリートなサポート箇所が格納されるマップメモリと，マップメモリのアドレッシングによってマップに出力信号の非線形性を調節する少なくとも１つ又は各信号を供給する手段と，マップに信号を供給する前に信号をアナログ／デジタル変換するためのデルタ−シグマ−変調器と，信号に従って，マップの隣接するサポート箇所を求めるための手段と，信号に従ってサポート箇所間の補間によってマップの出力信号を求める手段と，マップの出力信号に従って電気的構成素子の出力信号を補正する手段と，を備える前記測定量変換器において，デルタ−シグマ−変調器は，少なくとも１つ又は各信号をオーバーサンプリングして信号内の量子化ノイズを信号周波数領域から信号周波数領域よりも高い周波数へシフトし，センタ評価回路は，デルタ−シグマ−変調器の出力信号を用いてマップメモリをアドレスし，その際にマップのサポート箇所間の補間が量子化ノイズに基づく信号のノイズを用いて行われることを特徴とする，測定量変換器が提供される。

【００２９】
そのため，測定量変換器１１には，信号評価回路１２が設けられており，この信号評価回路は，上記の電気的な信号１８を編集して，編集した信号２０をアナログ又はデジタルのインターフェイスを介して制御装置９へ伝達する。この信号評価回路１２は，例えば感度，オフセット及び温度経過を部分固有に補正することができる。評価回路１２は，補正値ｙｉを求め，出力信号２０として出力する。

【００３０】
図３は，アナログの入力信号ｘ１，…，ｘＮ（Ｎ＝２まで図示）と出力信号ｙ１，…，ｙＭ（Ｍ＝２まで図示）を有するＭ−倍Ｎ−次元のマップ描写の場合における測定量変換器１１のための本発明の実施形態に基づく信号評価回路１２の原理的な構造を示している。入力信号ｘ１，…，ｘＮは，測定量変換器１１から来るアナログの電気量である。入力信号ｘｉは，測定量変換器１１の出力信号１８の非線形性を調節する信号である。

【００３１】
図１において，測定量変換器１１の出力における電気的な量１８も入力信号ｘｉの１つである。それによって，電気的な量１８に依存する補正値ｙｉを求めることができる。入力量ｘｉの他の例としては，例えば周囲温度，又は媒体あるいは構成部分の温度等の温度であって，その物理的あるいは化学的な量１０が測定される。

【００４４】
マップメモリ２の出力においては，データは同様に，これらサポート点に対応づけられているマップ１３の数値（測定値）間で時間的に変化する。ここでは，時間的な平均値は，サポート点の間で補間された値を表す。サポート箇所の単位内の値ｘｉを中心とするノイズの振幅は，使用されるノイズ形成の次数に依存する。すなわち，より高次の補間も可能である。補間をもたらす時間的な平均値形成は，マップメモリ２の後段でローパスフィルタ５によって実行することができる。通常ここでは，さらにまたサンプリングレートがｆ_Ｓ２からｆ_Ｓ３へ引き下げられ，そのための他のデシメーションフィルタ６が必要とされる。

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のセンサの測定量変換器における本発明の可能な使用の例を示している。
【図２】マップ校正を説明するための２次元のマップを示している。
【図３】本発明の第１の好適な実施形態に基づく，Ｎ−次元，Ｍ−倍のマップのマップ校正を有する測定量変換器のブロック図である。
【図４】図４（ａ）は，図３に基づく測定量変換器のデシメーションフィルタのブロック図であり，図４（ｂ）は，図３に基づく測定量変換器のデジタルのデルタ−シグマ−変調器のブロック図である。
【図５】本発明の他の好適な実施形態に基づく，Ｎ−次元，Ｍ−倍のマップのマップ校正を有する測定量変換器のブロック図である。
【図６】図６（ａ）は，図５の測定量変換器のデシメーション変調器を示す第１のブロック図であり，図６（ｂ）は，図５の測定量変換器のデシメーション変調器を示す第２のブロック図である。
【図７】本発明の他の好適な実施形態に基づく，Ｎ−次元，Ｍ−倍のマップのマップ校正を有する本発明に基づく測定量変換器のブロック図である。
【図８】図７に基づく測定量変換器のバイパスのブロック図である。

Claims

ディスクリートなサポート箇所によって定められる，マップメモリに格納されているマップを用いて，電気的構成素子の，特に測定量変換器の，電気的出力信号の非線形性を補正する方法であり，
その際に前記電気的出力信号の非線形性を調節する少なくとも１つのアナログ信号に従って前記マップの隣接するサポート箇所が求められて，
該サポート箇所の間に補間される際に少なくとも１つ又は各信号がマップをアドレスするためにデルタ−シグマ−変調器によってアナログ／デジタル変換される，出力信号補正方法において；
前記少なくとも１つ又は各信号が前記デルタ−シグマ−変調器によってオーバーサンプリングされて前記信号内の量子化ノイズが信号周波数領域から前記信号周波数領域よりも高い周波数へシフトされ，
前記マップが格納されている前記マップメモリが前記デルタ−シグマ−変調器の出力信号によってアドレスされる際に前記量子化ノイズに基づく前記信号のノイズが前記マップのサポート箇所間の補間に使用されることを特徴とする，出力信号補正方法。
前記量子化ノイズの大部分がローパスフィルタリングによって前記マップの出力信号から除去されることを特徴とする，請求項１に記載の出力信号補正方法。
前記ローパスフィルタリングのためにデシメーションフィルタが使用されることを特徴とする，請求項２に記載の出力信号補正方法。
前記デルタ−シグマ−変調器によってオーバーサンプリングされた前記１又は各信号は，前記マップがアドレスされる前に，他のデルタ−シグマ−変調器を通ることを特徴とする，請求項１から３のいずれか１項に記載の出力信号補正方法。
前記マップの出力信号が，前記電気的構成素子の補正された出力信号として使用されることを特徴とする，請求項１から４のいずれか１項に記載の出力信号補正方法。
電気的構成素子の電気的出力信号の非線形性を補正するための前記電気的構成素子の，特に測定量変換器の，デジタルのセンサ評価回路であって，その際に前記センサ評価回路は，
−マップのディスクリートなサポート箇所が格納されるマップメモリと，
−前記マップメモリのアドレッシングによって前記マップに前記出力信号の非線形性を調節する少なくとも１つの信号を供給する手段と，
−前記マップに少なくとも１又は各信号を供給する前に，前記信号をアナログ／デジタル変換するためのデルタ−シグマ−変調器と，
−前記信号に従って前記マップの隣接するサポート箇所を求める手段と，
−前記信号に従って前記サポート箇所間の補間によって前記マップの出力信号を求める手段と，
−前記マップの前記出力信号に従って前記電気的構成素子の前記出力信号を補正する手段と，
を備える前記センサ評価回路において；
前記デルタ−シグマ−変調器は，前記信号をオーバーサンプリングして前記信号内の量子化ノイズを信号周波数領域から前記信号周波数領域よりも高い周波数へシフトし，
前記センサ評価回路は，前記デルタ−シグマ−変調器の出力信号を用いてマップメモリをアドレスし，その際に前記マップの前記サポート箇所間の補間が，前記量子化ノイズに基づく１または各信号のノイズを用いて行われることを特徴とする，センサ評価回路。
前記センサ評価回路は，請求項２から５のいずれか１項に記載の方法を実行する手段を備えることを特徴とする，請求項６に記載のセンサ評価回路。
測定量変換器の出力信号の非線形性を補正するためのデジタルのセンサ評価回路を備え，センサによって検出された物理的又は化学的な量を電気的な出力信号に変換する測定量変換器であって，
その際に前記センサ評価回路は，
−マップのディスクリートなサポート箇所が格納されるマップメモリと，
−前記マップメモリのアドレッシングによって前記マップに前記出力信号の非線形性を調節する少なくとも１つ又は各信号を供給する手段と，
−前記マップに前記信号を供給する前に前記信号をアナログ／デジタル変換するためのデルタ−シグマ−変調器と，
−前記信号に従って前記マップの隣接するサポート箇所を求める手段と，
−前記信号に従って前記サポート箇所間の補間によって前記マップの出力信号を求める手段と，
−前記マップの出力信号に従って電気的構成素子の出力信号を補正する手段と，
を備える前記測定量変換器において；
前記デルタ−シグマ−変調器は，前記少なくとも１つ又は各信号をオーバーサンプリングして前記信号内の量子化ノイズを信号周波数領域から前記信号周波数領域より高い周波数へシフトし，
前記センサ評価回路は，前記デルタ−シグマ−変調器の出力信号を用いて前記マップメモリをアドレスし，その際に前記マップの前記サポート箇所間の補間が前記量子化のノイズに基づく前記信号のノイズを用いて行われることを特徴とする，測定量変換器。
前記評価回路は，請求項２から５のいずれか１項に記載の方法を実施する手段を備えていることを特徴とする，請求項８に記載の測定量変換器。
計算機上，特にマイクロプロセッサ上で実行可能なコンピュータプログラムにおいて，
該コンピュータプログラムは，前記計算機上で実行された場合に，請求項１から５のいずれか１項に記載の方法を実行するのに好適であることを特徴とする，コンピュータプログラム。
前記コンピュータプログラムは，メモリ素子上に格納されていることを特徴とする，請求項１０に記載のコンピュータプログラム。