(57)【要約】【課題】従来のような温度一定装置を使用することなく、被測定量を検出部で検出した検出値における前記温度起因ドリフトの補正が可能な安価なアナログデジタル変換装置を提供する。【解決手段】入力された被測定量をデジタル化して出力する検出部7、それぞれ検出部のその周囲温度の変化による入出力値間の偏差を見込んだ測定範囲内の互いに異なる基準測定量を出力し各々の出力がそれぞれ被測定量と時間的に重ならないように検出部に入力される第１および第２の基準測定量発生部5，6、および検出部の出力である第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値と検出部の出力である第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値とに基づいて検出部の出力である被測定量の検出値から前記偏差が生じる前の被測定量を演算して前記偏差が生じる前の被測定量の検出値として出力するＣＰＵ4を備えたものである。【選択図】図１
2014160939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された被測定量をデジタル化して出力する検出部、
それぞれ前記検出部のその周囲温度の変化による入出力値間の偏差を見込んだ測定範囲内の互いに異なる基準測定量を出力し各々の前記出力がそれぞれ前記被測定量と時間的に重ならないように前記検出部に入力される少なくとも第１および第２の基準測定量発生部、および
前記検出部の出力である前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値と前記検出部の出力である前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値とに基づいて前記検出部の出力である前記被測定量の検出値から前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するＣＰＵ
を備えたアナログデジタル変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアナログデジタル変換装置において、
前記被測定量の前記検出部による前記検出値、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出部による前記検出値、および前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出部による前記検出値の何れも記憶装置に書き込まれ、
前記記憶装置に書き込まれた前記被測定量の前記検出値、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値、および前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値を、前記ＣＰＵが前記記憶装置から読み出して、前記ＣＰＵが前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力する
ことを特徴とするアナログデジタル変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のアナログデジタル変換装置において、
前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値と第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値とを結ぶ線上の、前記被測定量の前記検出値に相当する値から、前記ＣＰＵが前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力する
ことを特徴とするアナログデジタル変換装置。
【請求項４】
請求項２に記載のアナログデジタル変換装置において、
前記被測定量の前記検出部による前記検出値の前記記憶装置への書込み回数が、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量の前記検出値の前記記憶装置への書込み回数より多くなるように、前記ＣＰＵが、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量の前記検出値の前記記憶装置への書込みを制限する処理をすることを特徴とするアナログデジタル変換装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一に記載のアナログデジタル変換装置において、
前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量は、何れも前記検出部固有の初期誤差を加味した大きさとしてある
ことを特徴とするアナログデジタル変換装置。
【請求項６】
入力された被測定量をデジタル化して出力する検出部、およびそれぞれ前記検出部のその周囲温度の変化による入出力値間の偏差を見込んだ測定範囲内の互いに異なる基準測定量を出力し各々の前記出力がそれぞれ前記被測定量と時間的に重ならないように前記検出部に入力される少なくとも第１および第２の基準測定量発生部を有するアナログデジタル変換装置、および
前記検出部の出力である前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値と前記検出部の出力である前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値とに
基づいて前記検出部の出力である前記被測定量の検出値から前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するＣＰＵ
を備えたアナログデジタル変換システム。
【請求項７】
請求項６に記載のアナログデジタル変換システムにおいて、
前記被測定量の前記検出部による前記検出値、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出部による前記検出値、および前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出部による前記検出値の何れも記憶装置に書き込まれ、
前記記憶装置に書き込まれた前記被測定量の前記検出値、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値、および前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値を、前記ＣＰＵが前記記憶装置から読み出して、前記ＣＰＵが前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力する
ことを特徴とするアナログデジタル変換システム。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のアナログデジタル変換システムにおいて、
前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値と第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値とを結ぶ線上の、前記被測定量の前記検出値に相当する値から、前記ＣＰＵが前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力する
ことを特徴とするアナログデジタル変換システム。
【請求項９】
請求項７に記載のアナログデジタル変換システムにおいて、
前記被測定量の前記検出部による前記検出値の前記記憶装置への書込み回数が、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量の前記検出値の前記記憶装置への書込み回数より多くなるように、前記ＣＰＵが、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量の前記検出値の前記記憶装置への書込みを制限する処理をすることを特徴とするアナログデジタル変換システム。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９の何れか一に記載のアナログデジタル変換システムにおいて、
前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量は、何れも前記検出部固有の初期誤差を加味した大きさとしてある
ことを特徴とするアナログデジタル変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アナログ測定量を、増幅およびＡ／Ｄ変換する検出部を介して、デジタル化された測定量に変換するアナログデジタル変換装置およびアナログデジタル変換システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアナログデジタル変換装置ではアナログ測定量であるアナログ電圧を検出部内にある増幅器によって微小電圧を増幅し、Ａ／Ｄ変換器にてデジタル化して測定量（検出信号）を出力している。検出部の周囲温度変化の影響を受けた検出部出力（検出信号）の被測定量との偏差（温度起因ドリフト）をなくすためには、検出部の周囲温度を一定に保持する温度一定装置を検出部に取り付け、検出部の周囲温度を一定温度とすることで、検出部の周囲温度変化を抑制し、前記偏差（温度起因ドリフト）を抑制する装置としている。
また、この発明とは、発明が解決しようとする課題も課題を解決するための手段も異なるが、特開昭６３−２３３３１９号公報（特許文献１）に、複数の入力の各々に個別に検出部を設けた検出手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２３３３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアナログデジタル変換装置は以上のように構成されているので、温度一定装置を用意しなければならず、コストが高い。更に、温度一定装置を検出部に実装する必要があり生産性が悪い。
特許文献１に開示の入力手段では、複数の入力の各々に個別に検出部を設けてあるため、検出部の部品個体差が残ってしまう。別々の検出部の個体差を取り除くことは現実的に複雑な処理となる。
【０００５】
この発明は前述のような課題を解決するためになされたものであり、従来のような温度一定装置を使用することなく、被測定量を検出部で検出した検出値における前記温度起因ドリフトの補正が可能な安価なアナログデジタル変換装置およびアナログデジタル変換システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアナログデジタル変換装置は、入力された被測定量をデジタル化して出力する検出部、それぞれ前記検出部のその周囲温度の変化による入出力値間の偏差を見込んだ測定範囲内の互いに異なる基準測定量を出力し各々の前記出力がそれぞれ前記被測定量と時間的に重ならないように前記検出部に入力される少なくとも第１および第２の基準測定量発生部、および前記検出部の出力である前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値と前記検出部の出力である前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値とに基づいて前記検出部の出力である前記被測定量の検出値から前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するＣＰＵを備えたものである。
また、この発明に係るアナログデジタル変換システムは、入力された被測定量をデジタル化して出力する検出部およびそれぞれ前記検出部のその周囲温度の変化による入出力値間の偏差を見込んだ測定範囲内の互いに異なる基準測定量を出力し各々の前記出力がそれ
ぞれ前記被測定量と時間的に重ならないように前記検出部に入力される少なくとも第１および第２の基準測定量発生部を有するアナログデジタル変換装置、および前記検出部の出力である前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値と前記検出部の出力である前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値とに基づいて前記検出部の出力である前記被測定量の検出値から前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するＣＰＵを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、入力された被測定量をデジタル化して出力する検出部、それぞれ前記検出部のその周囲温度の変化による入出力値間の偏差を見込んだ測定範囲内の互いに異なる基準測定量を出力し各々の前記出力がそれぞれ前記被測定量と時間的に重ならないように前記検出部に入力される少なくとも第１および第２の基準測定量発生部、および前記検出部の出力である前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値と前記検出部の出力である前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値とに基づいて前記検出部の出力である前記被測定量の検出値から前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するＣＰＵを備えているので、従来のような温度一定装置を使用することなく、被測定量を検出部で検出した検出値の前記検出部の周囲温度変化による温度起因ドリフトの補正が可能な安価なアナログデジタル変換装置を提供でき、しかも検出部を、被測定量と第１および第２の基準測定量発生部がそれぞれ発生する各基準測定量とに対して共通の一つの検出部とすることで、検出部の個体差を限りなく小さくできる効果がある。
また、この発明には、入力された被測定量をデジタル化して出力する検出部およびそれぞれ前記検出部のその周囲温度の変化による入出力値間の偏差を見込んだ測定範囲内の互いに異なる基準測定量を出力し各々の前記出力がそれぞれ前記被測定量と時間的に重ならないように前記検出部に入力される少なくとも第１および第２の基準測定量発生部を有するアナログデジタル変換装置、および前記検出部の出力である前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値と前記検出部の出力である前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値とに基づいて前記検出部の出力である前記被測定量の検出値から前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するＣＰＵを備えているので、従来のような温度一定装置を使用することなく、被測定量を検出部で検出した検出値の前記検出部の周囲温度変化による温度起因ドリフトの補正が可能な安価なアナログデジタル変換装置を提供でき、しかも検出部を、被測定量と第１および第２の基準測定量発生部がそれぞれ発生する各基準測定量とに対して共通の一つの検出部とすることで、検出部の個体差を限りなく小さくできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、アナログデジタル変換装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、測定量に対する検出値の特性および実施の形態１の概念の説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す図で、動作をフローチャートで例示する動作説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２を示す図で、フローチャートで例示する動作説明図である。
【図５】この発明の実施の形態３を示す図で、アナログデジタル変換装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３を示す図で、測定量に対する検出値の特性および実施の形態２の概念の説明図である。
【図７】この発明の実施の形態３を示す図で、フローチャートで例示する動作説明図である。
【図８】この発明の実施の形態４を示す図で、アナログデジタル変換装置の構成の更に他の例を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態４を示す図で、測定量に対する検出値の特性および実施の形態４の概念の説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態４を示す図で、フローチャートで例示する動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は本実施の形態のアナログデジタル変換装置の構成の一例を示すブロック図、図２は測定量に対する検出値の特性および本実施の形態の概念の説明図、図３は本実施の形態の動作をフローチャートで例示する動作説明図である。
【００１０】
図１において、本実施の形態のアナログデジタル変換装置は、切替スイッチ1、アナロ
グ入力信号（被測定量）を増幅する増幅器2とＡ／Ｄ変換器3とを有する検出部7、Ａ／Ｄ変換器3でデジタル化された信号が入力されるＣＰＵ4、測定範囲内の第１の基準測定量Aを発生する第１の基準測定量発生部5、および測定範囲内の前記第１の基準測定量より大きな第２の基準測定量Bを発生する第２の基準測定量発生部6、ＣＰＵ4における演算に使用するデータを一時的に記憶する揮発性記憶装置であるＲＡＭ等の記憶装置8（以下、ＲＡＭ8と記載する）で構成されている。
【００１１】
ＣＰＵ4は、切替スイッチ1を切り替え、少なくとも２つの基準測定量A、基準測定量Bを選択し、検出部7の出力の検出部7での温度起因ドリフトを補正する補正用の信号を取得する。本実施の形態では、基準測定量を２つ（A，B）としてあり、アナログ入力スパン（被測定量を測定する測定範囲）の最小値付近と最大値付近の値としてある。
ＣＰＵ4は、後述のＣＰＵ4での演算に使用するデータをＲＡＭ8に格納する。また、ＣＰＵ4は、温度起因ドリフトを補正した後の計測量のデータXを監視装置、制御装置、監視制御装置、等の上位装置9に伝達する。
【００１２】
図１に例示のアナログデジタル変換装置の動作について、図２、図３を参照しながら説明する。
まず、前提として温度変化は測定頻度と比べて時間的にゆるやかに変化するものである。
【００１３】
図２において、横軸に例えばアナログ電圧値等の測定量Xを、縦軸にＡ／Ｄ変換器3の出力である検出値（デジタル値）Yをとる。基準測定量A、Bに対応する検出値が設計基準値としてはA0、B0であったとする。なお、この値は検出値を表すとともに、この座標面上の点を表すものとする。すなわち、測定量に対応する検出値の特性図は、設計基準としては点A0とB0を結んだ直線L0である。
なお、この場合、スパン（測定範囲）はS0(B0-A0)で表わされる。この特性図が周囲温度変化に起因して、実際にL1の直線に変化したとする。すなわち、基準測定量A、Bに対応する検出値はA1（＝A0＋a）、B1（＝B0＋b）である。なお、例えば設計基準直線L0の周囲温度を20℃、温度起因ドリフトL1の周囲温度を50℃とする。
【００１４】
ある測定量Xに対応する検出値は、直線L0の特性によれば、点Pの縦座標Y0に、また、直線L1の特性によれば、点Qの縦座標Y1になる。
逆に、検出値Y1を入力したとして、これに対応する測定量は、直線L1の特性によれば、点Qの横座標Xになり、また直線L0の特性によれば点P0の横座標Xeとなる。
【００１５】
基準測定量A,Bを検出する機能がない従来装置の場合は、測定量Xに対して本来の検出値はY0であるが、検出部7の周囲温度変化に起因してY1という値を入力することになる。すなわち、検出値Y1に対して測定量Xとすべきを測定量Xeと誤って検出することになる。
【００１６】
基準測定量A,Bを検出する機能がある場合は、基準測定量A,Bを取得することができるため、ＣＰＵ4でL1の直線を演算し、検出値Y1に対して測定量Xと補正することができる。
検出値Y1に対して正しい測定量Xを得ることが「測定量検出部の温度起因ドリフト補正」である。
したがって、測定量検出部の温度起因ドリフト補正は、基準測定量A,B、被計測量の各
検出量（検出部7の出力（デジタル化出力））を取得し、補正演算をすることで正しい測定量を逆算する過程をとる。
【００１７】
ある一定周期ごとに基準測定量A，B、実際の測定量（被測定量）の検出部7からのデジタル出力A1，B1，YをＣＰＵ4入力し実際の測定量XをＣＰＵ4で演算する。なお本実施の形態では基準測定量Aは測定範囲の最小値、基準測定量Bは測定範囲の最大値を選択する。
演算式による場合、直線L1の方程式
Y＝A1＋(B1−A1)(X−XA)／(XB−XA)
において、Y＝Y1と置いて
X＝XA＋(XB−XA)(Y1−A1)／(B1-A1)
を得る。
【００１８】
以上のような過程をＣＰＵ4にとらせるときの動作を図3のフローチャートにて図1を補助的にそれぞれ参照しながら説明する。
【００１９】
図３においてまず、ステップS1〜S3では基準測定量A，Bおよび実際の入力測定量（被測定量）の各々の検出値（検出部7の出力（デジタル化出力））A1，B1，YをＣＰＵ4に入力する。基準測定量A，Bおよび実際の入力測定量（被測定量）の各々の検出値A1，B1，Yは、ＣＰＵ4に同時には入力できないため、切替スイッチ１の切り替えにより、
ＣＰＵ4に段階的に入力する。ここではS1〜S3の入力順序は問わない。また、入力した演算用のデータを一時的に記憶するため、ステップを移行する際に一時的な記憶装置であるＲＡＭ8にデータ（Ａ／Ｄ変換後のA1，B1，Yのデジタル値）を格納する。ステップS4でA1,B1,YをＲＡＭ8から読み出し、ステップS5にて次の演算が行われる。
X＝XA＋(XB−XA)(Y−A1)／(B1-A1)
ステップS6で、この得られた測定量Xを出力し、一定の周期で以下同様に繰り返される。
【００２０】
さて、一般的にマイクロプロセッサでの処理時間は周囲温度が変化する時間と比較して高速であることからA1からB1を取得するまでのあいだに、温度が大きく変化することはない。このため一定周期で図３の処理が行われている限り検出部7の周囲温度変化に起因する検出部7の出力の温度起因ドリフトは補正されることとなる。また、この発明の特徴は基準測定量が、被測定量が処理される検出部7（増幅回路2およびＡ／Ｄ変換器3）で被測定量と同様にされることであり、これによって被測定量の検出部7での温度起因ドリフトを補正することができる。また、ＣＰＵにより周囲温度変化に起因する前記温度起因ドリフトを自動的に補正することができる。
以上より、本実施の形態によれば、従来装置と比較して、温度一定装置を使用する必要がなく、温度一定装置の検出部への取り付けも必要でなくなることから、生産性の向上、コスト低減等が可能で、且つ前記検出部での検出値の温度起因ドリフトの補正ができるアナログデジタル変換装置を実現できる。
また、特許文献１のように、複数の入力の各々に個別に検出部を設け場合、検出部の部
品個体差が残ってしまう。別々の検出部の個体差を取り除くことは現実的に複雑な処理となる。これに対し、この本実施の形態１では、被測定量と第１および第２の基準測定量発生部がそれぞれ発生する各基準測定量とに対して共通の一つの検出部とすることで、検出部の個体差を限りなく小さくできる。
従って、本実施の形態１によれば、検出部の個体差を限りなく小さくできるだけでなく、温度起因のドリフトも補正することができ、周囲温度変化に対し信頼性の高いアナログデジタル変換装置、アナログデジタル変換システムを提供できる。
【００２１】
実施の形態２．
実施の形態１において、図３の動作では、短い時間での温度起因ドリフトの補正毎に、補正基準信号である基準測定量A、Bの検出値（検出部7のデジタル出力）A1、B1の取り込みをステップS1、S2の処理で毎回行うため、基準測定量A、Bを切替スイッチ1で選択する回数が多い。また２点の基準測定量A、Bを選択している期間は被測定量（図１のアナログ入力）を選択入力することができない。実際、基準測定量A、Bは一定であるため、被測定量と比較して変化することはない。また、周囲温度変化は時間的にゆるやかであることと、温度でしか変化しない基準点の基準測定量A、Bを頻繁に測定する必要がない。
このため、実施の形態２では基準電圧等の基準測定量A，Bの測定頻度を減らし、アナログ量である被測定量の測定頻度を増やすことで、被測定量をよりリアルタイムに正確に測定できるようにしたアナログデジタル変換装置としてあり、図４のフローチャートを参照しながら以下に本実施の形態のＣＰＵ4の動作を説明する。
【００２２】
まずステップS11にてYの値を入力する。ステップS12にてYの入力回数に従って、基準測定量の検出値A1、B1を入力するステップS13もしくは基準測定量の検出値A1、B1を入力しないステップS15に進むか判断する。Nを例えば3から始まる奇数とすれば(N＝3、5、・・・nとすれば)A1、B1を入力する回数を1回間引くことができる。
ステップS16以降のステップは、実施の形態１における図３のステップS5以降と同様である。
上記動作により、基準測定量の検出値A1、B1の入力回数を選択可能とする、すなわち、Nの関数を指定することで、基準測定量の検出値A1、B1のＣＰＵへの入力回数を極力少なくすることができ、測定量の前記補正に対する精度を上げることができる。
【００２３】
実施の形態３．
実施の形態１の別の実施例として、基準測定点を２点から増やすことによって、検出部7の出力の温度起因ドリフトの補正の精度を向上することができる。実施の形態１では基
準を２点A1，B1とし、検出部の温度起因ドリフトを補正していたが、本実施の形態３では、図５のとおり基準電圧等の基準測定量C1を追加することにより、補正に対する精度を向上するものであり、以下、本実施の形態３を図５〜７によって説明する。
図５には実施の形態３の一例である、基準点を３点とした場合のブロック図を示す。図１との違いは、基準測定量C1を発生する第３の基準測定量発生部10を追加したのみである。なお、本実施の形態では、基準測定量A1，B1，C1の大きさの関係を、A1＜C1＜B1とした事例である。
【００２４】
図６に実施の形態３の一例である基準点３点とした場合の特性図、図７に実施の形態３の一例である基準点３点とした場合のＣＰＵ4の動作フローチャートを示す。
図６の特性をもつ場合のＣＰＵ4による動作を図７のフローチャートを参照しながら説
明する。
ステップS21からS24で基準測定量A，B，Cの検出値A1、B1、C1、被測定量の検出値Yが入力され、ステップS25で被測定量の検出値Yが、基準測定量A，B，Cの検出値A1，B1，C1を結ぶ直線のどの直線部分にあるか判断される。つまり、ステップS25で被測定量の検出値Yが基準測定量の検出値C1未満かどうか判断され、YESなら基準測定量の検出値A1と基準測
定量の検出値C1とを結ぶ直線部分L0であるとわかる。したがって、ステップS26で、この直線部分の始点と終点とに相当する基準測定量A，Cの検出値A1，C1がＲＡＭ8から読み出され、ステップS27で演算(1)をおこなう。この演算(1)は図３のステップS5に準ずる。
【００２５】
ステップS25にてNOなら基準測定量Cの検出値C1と基準測定量Bの検出値B1とを結ぶ直線部分L1であるとわかるため、次のステップS28でこの直線部分の始点と終点とに相当する基準測定量C1、B1がＲＡＭ8から読み出され、ステップS29で演算(2)をおこなう。この演算(2)は図３のステップS5に準ずる。ステップS30にて演算(1)，(2)のそれぞれの演算結果である求めるべき測定量Xを出力し、以後同様に繰り返す。
【００２６】
実施の形態３において、基準点を３点ではなく無限大に増やせることができれば、補正用の直線はすべて点で表わすことができ、理論上、検出部７の出力への検出部7での温度起因ドリフトの影響をなくすことができる。
【００２７】
実施の形態４．
一般的にアナログデジタル変換装置は増幅器及びＡ／Ｄ変換器の特性のバラツキ(初期
誤差)を調整するために、アナログ量調整用のボリウム抵抗を実装し、初期誤差の調整を
行う。具体的にはゼロ点（測定範囲の最小点）、スパン点（測定範囲の最大点）に相当する測定量をアナログ入力として模擬入力し、ゼロ点に対応する模擬入力の場合のデジタル値がゼロ点時の設計値となるように調整し、ついでスパン点に対応する模擬入力を入力し、スパン点時の設計値となるようにボリウムを調整する。この場合、ゼロ点とスパン点のボリウム抵抗は共通であり、複数回ゼロ点、スパン点を調整する必要があり、調整に時間がかかる。
【００２８】
実施の形態４では上記特性のバラツキ(初期誤差)を考慮した、温度起因ドリフト補正機能を有する装置を例示するものであり、以下、本実施の形態を図８から図１０を参照しながら説明する。
図８は実施の形態４の一例を適用した場合の装置構成図であり、実施の形態１である図１と比較して、例えばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶装置11を追加している。また、初期誤差調整用の演算を実施するか判断するために、上位制御装置9から判断用の信号を入力できるようにしている。ＥＥＰＲＯＭ11へは特性のバラツキ(初期誤差)を補正するためのデータを格納する。
【００２９】
図９は特性図を示しており、特性のバラツキ(初期誤差)を補正する際の特性図および温度起因ドリフトを補正する際の特性図を示す。
検出部7の特性のバラツキは基準測定量A，Bの検出値A1，B1のバラツキよりはるかに大きいとして、以下に説明する。
図９において、実施形態１の図２と同様に、測定量（アナログ値）を横軸に、検出量（検出部7の出力であるデジタル値）を縦軸にとる。測定量の２つの基準値Xa、Xbに対応する信号が、設計基準値としてはA0，B0であったとする。この場合A0，B0の２点を通る直線L0が設計基準直線となる。
【００３０】
設計基準を例えば周囲温度25℃とする場合、実際に装置の周囲温度を25℃とした状態で、測定量の基準Xa（測定範囲の最小値），Xb（測定範囲の最大値）を入力し、それらの検出器7の出力値がA1，B1でありこれらA1，B1の２点をとおる直線が直線L1であったとする。測定範囲の最小点および最大点における直線L1の、設計基準A0，B0からの特性のバラツキに起因する偏差量はそれぞれa(＝A1−A0)、b(＝B1−B0)で表わされる。
【００３１】
ある周囲温度にて基準XA、XBをそれぞれ入力した場合、検出値がそれぞれA2、B2となった場合、特性のバラツキによる偏差量をa、bを加味したA3、B3における直線L2を基に前述
の温度起因ドリフト補正用の演算をすることで、特性のバラツキを考慮した温度起因ドリフト補正による正しい測定量の測定をおこなうことができる。したがって、特性のバラツキを考慮した温度起因ドリフト補正には、（１）「補正量a、bを得ること」、（２）「基準測定量A,B、被測定量Yを取得し、補正演算をすること」、で正しい測定量を逆算する２つの過程をとる。
【００３２】
（１）「補正量a，bを得ること」に対しては、周囲温度を設計基準とした状態で設計値のA0、B0に対する特性のバラツキに起因する基準検出値A1，B1を取得し、特性のバラツキによる偏差量a，bを得る。基準A、Bはそれぞれ被測定量の最小値、最大値を入力する。
【００３３】
（２）「基準測定量A,B,被測定量Yを取得し、補正演算をすること」に対しては、図式的には、点A2，B2に偏差量a、bを加味したA3，B3を結ぶ直線L2上で、測定信号Yに対応する測定量Xを求める。また演算によるなら、
直線L2の方程式y = A3 ＋ (B3−A3)(x−XA)／(XB−XA)
において、y＝Yと置いてX = XA ＋ (XB−XA)(Y−A3)／(B3−A3)
を得る。
【００３４】
以上のような過程をＣＰＵ4にとらせるときの動作を図１０のフローチャートを主に、
図８、図９を補助的にそれぞれ参照しながら説明する。
図１０において、開始後まずステップS31で特性のバラツキに起因する補正量を求めるかの操作指令Ｔの有無を判断する。つまり上位装置9から補正データの取り込み指令Tがあれば１をなければ０をとる。この指令Tは製作者側での調整時および使用者側での定期点検や修理後の調整時におこなわれるのみである。YES、つまり指令Tが１の状態であればステップS32に、NO、つまり指令Tが０の状態であればステップS37にそれぞれ移行する。
【００３５】
ステップS32からS36では、前述の（１）に対応する周囲温度を設計基準とした状態で設計値のA0、B0に対する特性のバラツキに起因する基準検出値A1、B1を取得し、特性のバラツキによる偏差量a、bを得る。
ステップS33にて検出部7の特性のバラツキを含んだA1を入力し、ステップS33にて特性のバラツキ偏差量であるaを演算し、求める。続いて、ステップS34において特性のバラツキを含んだB1を入力し、ステップS35にて特性のバラツキ偏差量であるbを演算する。ステップS36にてこれらの偏差量a、bを偏差量記憶装置であるＥＥＰＲＯＭ11に格納する。ここまでが前述の（１）に対応する。
【００３６】
以下は前述の（２）の段階になる。ステップS37〜S39までは図３のS4〜S6の動作に準拠し、ＣＰＵ4は、基準測定量A、B、被測定量の検出値であるA2、B2、Yをそれぞれ入力し、一時的な記憶装置であるＲＡＭ8に格納する。ステップS40では偏差量a、bおよび実際の測定量に対応する検出値A2、B2、Yをそれぞれ記憶装置から読み出す。
これで補正演算用の準備が完了し、ステップS41にて次の演算がおこなわれる。
X = XA ＋ (XB−XA)(Y−A3)／(B3−A3)
[X = XA ＋ (XB−XA){Y−(A2−a)}／{(B2−b)−(A2−a)}]
ステップS42でこの得られた測定量Xを出力し、一定の周期で同様に繰り返される。
【００３７】
実施の形態４により、増幅回路に実装されていたボリウム抵抗を無くすことができ、コストダウンをはかれるだけでなく、調整も自動で行えるため、調整時間の短縮などすぐれている。
【００３８】
前述のように、本実施の形態１〜４は何れも、従来のような温度一定装置を使用することなく、測定範囲内の第１の基準測定量を発生する第１の基準測定量発生部と測定範囲内の前記第１の基準測定量より大きな第２の基準測定量を発生する第２の基準測定量発生部
とＣＰＵとを用いて温度起因ドリフトを自動補正することができる安価なアナログデジタル変換装置を提供することができる。
【００３９】
換言すれば、本実施の形態１〜４は何れも、従来のような温度一定装置をなくし、検出部内の増幅回路、Ａ／Ｄ変換器の温度起因ドリフトの影響を除外するため、装置内に２つの基準電圧発生器および、切替スイッチ、ＣＰＵ、記憶装置であるＲＡＭを設け、ＣＰＵによって、補正をおこなう。ＣＰＵは切替スイッチにて２つの基準、被測定量のデジタル値を入力する。２つの基準および被測定量を同時に選択することができないため、一時的な記憶装置に入力データを格納する。２つの基準デジタル値は検出部内の増幅回路、Ａ／Ｄ変換器の温度に起因する偏差量を含んだ値となる。被測定信号も同様の増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路にてデジタル値に変換されるため、この２点の基準点を結ぶ直線上にあることとなる。２つの基準点を結んだ直線に準じて、被測定デジタル量から被測定アナログ量を逆算することで、増幅器およびＡ／Ｄ変換器を有する検出部の周囲温度の変化に伴う検出部で検出の計測量の温度起因ドリフトを補正し、正しい測定量を得るものである。
【００４０】
一般的に上位装置9は監視装置、制御装置等のＣＰＵ及び記憶装置を有する場合が多い。このため、本実施の形態１〜４の何れにおいても、前述の温度起因ドリフト補正演算を上位装置9等のＣＰＵで行うようにしたアナログデジタル変換システムとすることも可能である。
【００４１】
前述の実施の形態１〜４は、例えば、以下のような特徴１〜４を有している。
特徴１：微小なアナログ電圧を検出部内にある増幅器によって微小電圧を増幅し、Ａ／Ｄ変換器にてデジタル化した数値を得るようなアナログデジタル変換装置またはアナログデジタル変換システムにおいて、増幅器およびＡ／Ｄ変換器の周囲温度変化による、特性の変化を補正するため、同装置内に２つの基準電圧発生器，切替スイッチ，ＣＰＵ，揮発性記憶装置であるＲＡＭを設け、２つの基準電圧と被測定入力電圧を交互にデジタル変換することで測定し、同装置内のＣＰＵにて２つの基準電圧値を結ぶ直線を基準に被測定電圧アナログ量を逆算することで、増幅器およびＡ／Ｄ変換器の周囲温度変化に対する偏差（温度起因ドリフト）を補正し、正しい測定量を得るようにしたアナログデジタル変換装置またはアナログデジタル変換システムである。
特徴２：特徴１の装置またはシステムにおいて、２つの基準電圧値を切替スイッチで選択入力する際、基準電圧の選択回数、すなわち入力回数を間引くことによって、本来の測定対象である被測定電圧入力回数を多くすることができるため、よりリアルタイムで正確なアナログ電圧を得るようにしたアナログデジタル変換装置またはアナログデジタル変換システムである。
特徴３：特徴１の装置またはシステムにおいて、基準電圧値の点数を追加することによって、周囲温度変化に対する偏差に対する分解能を高くすることで精度を向上し、正しい測定量を得るようにしたアナログデジタル変換装置またはアナログデジタル変換システムである。
特徴４：特徴１の装置またはシステムにおいて、不揮発性記憶装置であるＥＥＰＲＯＭを設け、増幅器およびＡ／Ｄ変換器固有のバラツキ(初期誤差)を考慮した、正しい測定量を得るようにしたアナログデジタル変換装置またはアナログデジタル変換システムである。
【００４２】
また、観点を変えて、前述の実施の形態１〜４は、例えば、以下のような上位概念としての特徴１〜１０を有している。
上位概念としての特徴１：入力された被測定量をデジタル化して出力する検出部、それぞれ前記検出部のその周囲温度の変化による入出力値間の偏差を見込んだ測定範囲内の互いに異なる基準測定量を出力し各々の前記出力がそれぞれ前記被測定量と時間的に重ならないように前記検出部に入力される少なくとも第１および第２の基準測定量発生部、およ
び前記検出部の出力である前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値と前記検出部の出力である前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値とに基づいて前記検出部の出力である前記被測定量の検出値から前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するＣＰＵを備えたアナログデジタル変換装置である。
上位概念としての特徴２：上位概念としての特徴１に記載のアナログデジタル変換装置において、前記被測定量の前記検出部による前記検出値、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出部による前記検出値、および前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出部による前記検出値の何れも記憶装置に書き込まれ、前記記憶装置に書き込まれた前記被測定量の前記検出値、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値、および前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値を、前記ＣＰＵが前記記憶装置から読み出して、前記ＣＰＵが前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するアナログデジタル変換装置である。
上位概念としての特徴３：上位概念としての特徴１または２に記載のアナログデジタル変換装置において、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値と第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値とを結ぶ線上の、前記被測定量の前記検出値に相当する値から、前記ＣＰＵが前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するアナログデジタル変換装置である。
上位概念としての特徴４：上位概念としての特徴２に記載のアナログデジタル変換装置において、前記被測定量の前記検出部による前記検出値の前記記憶装置への書込み回数が、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量の前記検出値の前記記憶装置への書込み回数より多くなるように、前記ＣＰＵが、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量の前記検出値の前記記憶装置への書込みを制限する処理をするアナログデジタル変換装置である。
上位概念としての特徴５：上位概念としての特徴１〜４の何れか一に記載のアナログデジタル変換装置において、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量は、何れも前記検出部固有の初期誤差を加味した大きさとしてあるアナログデジタル変換装置である。
上位概念としての特徴６：入力された被測定量をデジタル化して出力する検出部およびそれぞれ前記検出部のその周囲温度の変化による入出力値間の偏差を見込んだ測定範囲内の互いに異なる基準測定量を出力し各々の前記出力がそれぞれ前記被測定量と時間的に重ならないように前記検出部に入力される少なくとも第１および第２の基準測定量発生部を有するアナログデジタル変換装置、および前記検出部の出力である前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値と前記検出部の出力である前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の検出値とに基づいて前記検出部の出力である前記被測定量の検出値から前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力するＣＰＵを備えたアナログデジタル変換システムである。
上位概念としての特徴７：上位概念としての特徴６に記載のアナログデジタル変換システムにおいて、前記被測定量の前記検出部による前記検出値、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出部による前記検出値、および前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出部による前記検出値の何れも記憶装置に書き込まれ、前記記憶装置に書き込まれた前記被測定量の前記検出値、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値、および前記第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値を、前記ＣＰＵが前記記憶装置から読み出して、前記ＣＰＵが前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力することを特徴とするアナログデジタル変換システムである。
上位概念としての特徴８：上位概念としての特徴６または７に記載のアナログデジタル変換システムにおいて、前記第１の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値
と第２の基準測定量発生部が発生した基準測定量の前記検出値とを結ぶ線上の、前記被測定量の前記検出値に相当する値から、前記ＣＰＵが前記偏差が生じる前の前記被測定量を演算して前記偏差が生じる前の前記被測定量の検出値として出力することを特徴とするアナログデジタル変換システムである。
上位概念としての特徴９：上位概念としての特徴７に記載のアナログデジタル変換システムにおいて、前記被測定量の前記検出部による前記検出値の前記記憶装置への書込み回数が、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量の前記検出値の前記記憶装置への書込み回数より多くなるように、前記ＣＰＵが、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量の前記検出値の前記記憶装置への書込みを制限する処理をすることを特徴とするアナログデジタル変換システムである。
上位概念としての特徴１０：上位概念としての特徴６〜９の何れか一に記載のアナログデジタル変換システムにおいて、前記第１および第２の基準測定量発生部が発生した各基準測定量は、何れも前記検出部固有の初期誤差を加味した大きさとしてあることを特徴とするアナログデジタル変換システムである。
【００４３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００４４】
１    切替スイッチ、        ２    増幅回路、        ３    Ａ／Ｄ変換器、
４    ＣＰＵ、  ５    第１の基準測定量発生部、  ６    第２の基準測定量発生部、
７    検出部、        ８    ＲＡＭ（記憶装置）、    ９    上位装置、
１０    第３の基準測定量発生部、            １１    ＥＥＰＲＯＭ（記憶装置）。
【図１】
2014160939.tif 000003
【図２】
2014160939.tif 000004
【図３】
2014160939.tif 000005
【図４】
2014160939.tif 000006
【図５】
2014160939.tif 000007
【図６】
2014160939.tif 000008
【図７】
2014160939.tif 000009
【図８】
2014160939.tif 000010
【図９】
2014160939.tif 000011
【図１０】
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