(57)【要約】  ＡＤ変換時に発生する誤差を抑制可能なＡＤ変換装置を得ることを目的とし、ＡＤ変換部（１）と、センサ（３）の出力とＡＤ変換部（１）のアナログ入力端子との間に配され、センサ（３）の出力及び複数の基準電圧線に接続可能な基準電圧切換部（２）と、基準電圧切換部（２）が複数の基準電圧線のいずれか一つとセンサ（３）の出力とに接続されることでＡＤ変換部（１）に入力される基準電圧を切り換える制御を行う制御部（６）とを備え、センサ（３）のアナログ出力値は、基準電圧切換部（２）を介してＡＤ変換部（１）のアナログ入力端子に入力されてデジタル値に変換されるＡＤ変換装置（１００）とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログデジタル変換部と、
センサの出力と前記アナログデジタル変換部のアナログ入力端子との間に配され、前記センサの出力及び複数の基準電圧線に接続可能な基準電圧切換部と、
前記基準電圧切換部が複数の前記基準電圧線のいずれか一つと前記センサの出力とに接続されることで前記アナログデジタル変換部に入力される基準電圧を切り換える制御を行う制御部とを備え、
前記センサのアナログ出力値は、前記基準電圧切換部を介して前記アナログデジタル変換部のアナログ入力端子に入力されてデジタル値に変換されることを特徴とするアナログデジタル変換装置。
【請求項２】
前記センサは、使用環境に応じて感度が変化する特性を有し、
前記基準電圧切換部は、前記センサの感度に応じて前記基準電圧が切り換わるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項３】
定電圧生成部を備え、
複数の前記基準電圧線が、第１の基準電圧である第１の基準電圧線と、前記第１の基準電圧よりも高い第２の基準電圧である第２の基準電圧線とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項４】
前記第１の基準電圧線は接地線であり、
前記第２の基準電圧線は前記定電圧生成部の出力に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項５】
前記定電圧生成部の出力値がフルスケール上限値であり、
前記基準電圧が切り換わる切換点は、前記フルスケール上限値に対するパーセンテージで設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項６】
前記センサの出力と前記第１の基準電圧線とに接続された前記アナログデジタル変換部が出力する第１のアナログデジタル変換結果と、前記センサの出力と前記第２の基準電圧線とに接続された前記アナログデジタル変換部が出力する第２のアナログデジタル変換結果とを算出し、前記フルスケール上限値に対するパーセンテージで、前記第１のアナログデジタル変換結果又は前記第２のアナログデジタル変換結果を出力することを特徴とする請求項５に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項７】
前記センサの出力と前記第１の基準電圧線とに接続された前記アナログデジタル変換部が出力する第１のアナログデジタル変換結果と、前記センサの出力と前記第２の基準電圧線とに接続された前記アナログデジタル変換部が出力する第２のアナログデジタル変換結果とを算出し、前記第１のアナログデジタル変換結果と前記第２のアナログデジタル変換結果とを計算することで変換結果を出力することを特徴とする請求項５に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項８】
前記アナログデジタル変換部の出力にゲインをかけて出力することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のアナログデジタル変換装置。
【請求項９】
センサからのアナログ出力値をデジタル値に変換して第１の基準電圧又は第２の基準電圧と比較するアナログデジタル変換方法であって、
前記センサからのアナログ出力値が予め設定された基準電圧切換しきい値以上であるか否かを判定するステップと、
前記アナログ出力値が基準電圧切換しきい値以上でない場合には基準電圧を第１の基準電圧としてアナログ出力値をデジタル値に変換するステップと、
前記アナログ出力値が基準電圧切換しきい値以上である場合には基準電圧を前記第１の基準電圧よりも高い第２の基準電圧としてアナログ出力値をデジタル値に変換するステップとを含むことを特徴とするアナログデジタル変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサが検出して出力する物理量のアナログデジタル変換時に発生する誤差が抑制されるアナログデジタル変換装置及びアナログデジタル変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アナログデジタル変換装置の高精度化又は使用環境の拡大のために、誤差を抑制する技術の開発が進められている。従来技術の一例である特許文献１には、サーミスタに対して分圧抵抗回路を接続し、線形特性に変換したデータを出力する技術が開示されている。特許文献１に開示された技術では、サーミスタが出力する電圧の温度特性に線形補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２００６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術によれば、アナログデジタル変換される前段階での誤差が抑制されるのみである。そのため、アナログデジタル変換時に発生する誤差を抑制することができない、という問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アナログデジタル変換時に発生する誤差を抑制可能なアナログデジタル変換装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のアナログデジタル変換装置は、アナログデジタル変換部と、センサの出力と前記アナログデジタル変換部のアナログ入力端子との間に配され、前記センサの出力及び複数の基準電圧線に接続可能な基準電圧切換部と、前記基準電圧切換部が複数の前記基準電圧線のいずれか一つと前記センサの出力とに接続されることで前記アナログデジタル変換部に入力される基準電圧を切り換える制御を行う制御部とを備え、前記センサのアナログ出力値は、前記基準電圧切換部を介して前記アナログデジタル変換部のアナログ入力端子に入力されてデジタル値に変換されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るアナログデジタル変換装置は、アナログデジタル変換時に発生する誤差を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係るＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換装置の一構成例を示す図
【図２】図１に示す制御部の一構成例を示す機能ブロック図
【図３】図１に示す制御部の一動作例を示すフローチャート
【図４】図１に示すセンサについて、横軸を温度とし、縦軸を感度とした感度のピークを示す図
【図５】図１に示すＡＤ変換部について、横軸をアナログ入力とし、縦軸をデジタル出力とした場合の理想値と実測値とのゲイン誤差を示す図
【図６】横軸をアナログ入力とし、縦軸をデジタル入力とし、基準電圧を０Ｖとした変換と基準電圧をフルスケール上限値とした変換とを切り換えることによりゲイン誤差を抑制可能であることを説明する図
【図７】横軸を温度とし、縦軸を誤差とし、基準電圧が０Ｖである場合の温度に対する誤差の変化を表す曲線を示す図
【図８】横軸を温度とし、縦軸を誤差とし、基準電圧が定電圧生成回路の出力電圧の５Ｖである場合の温度に対する誤差の変化を表す曲線を示す図
【図９】図７に示す曲線と図８に示す曲線とを重ねあわせた図
【図１０】実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第１の変形例を示す図
【図１１】実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第２の変形例を示す図
【図１２】実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第３の変形例を示す図
【図１３】実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第４の変形例を示す図
【図１４】実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第５の変形例を示す図
【図１５】感度のピークがフルスケールの中央付近にあるセンサについて、横軸を温度とし、縦軸を感度とした感度のピークを示す図
【図１６】感度のピークがフルスケールの１／４付近にあるセンサについて、横軸を温度とし、縦軸を感度とした感度のピークを示す図
【図１７】図１に示す制御部を実現するハードウェアの一構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係るアナログデジタル変換装置及びアナログデジタル変換方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例を示す図である。図１に示すＡＤ変換装置１００は、ＡＤ変換部１と、基準電圧切換部２と、センサ３と、抵抗４と、定電圧生成部５と、制御部６と、表示部７とを備える。図１に示す制御部６にはＡＤ変換部１の入力値又はＡＤ変換部１の変換値が入力され、制御部６に入力された値をもとに、第１の基準電圧値を基準としたＡＤ変換と第２の基準電圧値を基準としたＡＤ変換とを制御部６が切り換えることを可能としている。ここで、第１の基準電圧値には接地電圧である０Ｖを例示することができ、第２の基準電圧値には定電圧生成部５の出力電圧を例示することができる。定電圧生成部５の出力電圧は、フルスケール上限値であり、５Ｖを例示することができる。なお、フルスケール上限値とは測定可能な最大値をいう。なお、図１における矢印は、信号又はデータの流れを示すものであり、実際の配線を示すものではない。
【００１１】
ＡＤ変換部１は、ＲＥＦＩＮ（＋）と表される正のリファレンス入力端子と、ＲＥＦＩＮ（−）と表される負のリファレンス入力端子と、ＡＩＮ（＋）と表される正のアナログ入力端子と、ＡＩＮ（−）と表される負のアナログ入力端子とを有する。正のアナログ入力端子ＡＩＮ（＋）と負のアナログ入力端子ＡＩＮ（−）とは差動入力部を構成している。正のリファレンス入力端子ＲＥＦＩＮ（＋）は定電圧生成部５の出力に接続され、負のリファレンス入力端子ＲＥＦＩＮ（−）は接地されている。
【００１２】
基準電圧切換部２は、スイッチ２ａと、スイッチ２ｂと、スイッチ２ｃと、スイッチ２ｄとを備える。スイッチ２ａ及びスイッチ２ｃがオンするとともに、スイッチ２ｂ及びスイッチ２ｄがオフすると、接地電圧０Ｖである接地線がＡＤ変換部１の負のアナログ入力端子ＡＩＮ（−）に接続されるとともにセンサ３の出力がＡＤ変換部１の正のアナログ入力端子ＡＩＮ（＋）に接続され、正のアナログ入力端子ＡＩＮ（＋）と負のアナログ入力端子ＡＩＮ（−）との電圧差として基準電圧を０Ｖとしたセンサ出力電圧値がＡＤ変換部１に入力される。また、スイッチ２ｂ及びスイッチ２ｄがオンするとともに、スイッチ２ａ及びスイッチ２ｃがオフすると、定電圧生成部５の出力に接続された定電圧線がＡＤ変換部１の正のアナログ入力端子ＡＩＮ（＋）に接続されるとともにセンサ３の出力がＡＤ変換部１の負のアナログ入力端子ＡＩＮ（−）に接続され、正のアナログ入力端子ＡＩＮ（＋）と負のアナログ入力端子ＡＩＮ（−）との電圧差として基準電圧をＡＤ変換装置１００のフルスケール上限値としたセンサ出力電圧値がＡＤ変換部１に入力される。
【００１３】
センサ３は、物理量を検出するセンサであり、接地線と抵抗４との間に配されている。ここで、物理量には、温度、抵抗値及び圧力を例示することができる。本実施の形態では、センサ３にはサーミスタを例示し、検出する物理量は温度である。従って、図１に示すＡＤ変換装置１００には、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器に搭載されるＡＤ変換装置を例示することができ、センサ３は、生産工程における製品の温度管理のために用いられるサーミスタ又は生産工程に加熱工程を含む場合の加熱を行うヒーターの温度管理のために用いられるサーミスタを例示することができる。なお、ＡＤ変換装置１００で得られた物理量である温度値は、ＦＡ機器を制御するプログラマブルコントローラに出力され、工程制御に反映される。
【００１４】
抵抗４は、分圧用抵抗素子であり、定電圧線とセンサ３との間に配されている。
【００１５】
定電圧生成部５は、一定の電圧を生成する定電圧生成回路である。定電圧生成部５の出力には定電圧線が接続されており、定電圧生成部５には、ＡＤ変換装置１００の電源回路の電源線を例示することができる。ここでは、一例として、定電圧生成部５が生成して出力する電圧を５Ｖとする。
【００１６】
制御部６は、センサ３のアナログ出力が入力されて、基準電圧切換部２に基準電圧切換信号を出力し、ＡＤ変換部１に指令を出力し、ＡＤ変換部１から結果が入力されて表示部７に表示データを出力する。制御部６は、一例としてマイコンにより実現することができる。
【００１７】
なお、表示部７は、制御部６からの表示データに基づいて表示を行う表示部である。
【００１８】
なお、図１には、ＡＤ変換部１と、基準電圧切換部２と、センサ３と、抵抗４と、定電圧生成部５と、制御部６と、表示部７とを備えるＡＤ変換装置１００を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＡＤ変換装置１００は、少なくともＡＤ変換部１と、基準電圧切換部２と、制御部６とを備え、その他の構成はＡＤ変換装置１００に接続された外部機器により実現されていてもよい。
【００１９】
図２は、図１に示す制御部６の一構成例を示す機能ブロック図である。図２に示す制御部６は、入力部６１と、記憶部６２と、監視部６３と、変換部６４と、結果格納部６５と、出力部６６とを備える。入力部６１は、センサ３の出力値を取得する。具体的には、入力部６１は、図１に示す定電圧生成部５により生成された定電圧を抵抗４とセンサ３とにより分圧し、この分圧した電圧値をセンサ３の出力値として取得する。記憶部６２は、基準電圧切換点である予め設定された基準電圧切換しきい値を記憶する。なお、以下の説明において、基準電圧切換点は、単に切換点とも記載する。監視部６３は、入力部６１からのセンサ３の出力値と、記憶部６２に予め設定された基準電圧切換しきい値とを比較して監視結果を出力する。変換部６４は、監視部６３からの監視結果に応じて基準電圧切換部２に指令を出力する。結果格納部６５は、ＡＤ変換部１における変換結果を格納する。出力部６６は、結果格納部６５に格納された、ＡＤ変換部１における変換結果に応じて表示データを表示部７に出力する。
【００２０】
図３は、図１に示す制御部６の一動作例を示すフローチャートである。まず、処理をスタートし、監視部６３は、センサ３の出力値であるアナログ値が基準電圧切換しきい値以上か否かを判定する（Ｓ１）。アナログ値が基準電圧切換しきい値以上である場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）には、変換部６４は、基準電圧を第２の基準電圧であるフルスケール上限値に設定する（Ｓ２）。アナログ値が基準電圧切換しきい値以上でない場合（Ｓ１：Ｎｏ）には、変換部６４は、基準電圧を第１の基準電圧である接地電圧０Ｖに設定する（Ｓ３）。そして、基準電圧設定後、変換部６４はＡＤ変換部１に指令を出力し、ＡＤ変換部１からの変換結果が結果格納部６５に格納される（Ｓ４）。その後、結果格納部６５に格納された結果は出力部６６から表示データとして表示部７に出力されて（Ｓ５）、処理をエンドする。
【００２１】
図２に示す制御部６は、センサ３の出力値と基準電圧切換しきい値とを比較してセンサ３の出力値に応じて基準電圧を切り換えることで、ＡＤ変換部１のゲイン誤差の大きい領域とセンサ３の感度の低い領域とが重ならないようにし、フルスケールにおけるゲイン誤差由来の計測誤差の最大値を抑制することができる。
【００２２】
図４は、図１に示すセンサ３について、横軸を温度とし、縦軸を感度とした感度のピークを示す図である。図４では、フルスケールの中央付近に感度のピークが存在する。
【００２３】
図５は、図１に示すＡＤ変換部１について、横軸をアナログ入力とし、縦軸をデジタル出力とした場合の理想値と実測値とのゲイン誤差を示す図である。図４に示す感度のピークを有するセンサ３と図５に示すゲイン誤差を有するＡＤ変換部１とを用いて、計測対象の値が大きいほどアナログ入力が大きくなる系でＡＤ変換を行う場合には、感度のピーク位置に対応するＡＤ変換部１の入力値又はＡＤ変換部１の変換結果が変換のしきい値となるようにし、ピークより低温の領域、すなわちアナログ入力が小さい側の領域を使用する変換では基準電圧を０Ｖとした変換結果を使用し、ピークより高温の領域、すなわちアナログ入力が大きい側の領域を使用する変換では基準電圧をフルスケール上限値とした変換結果を使用することで、ＡＤ変換部１のゲイン誤差が大きい領域とセンサ３の低感度領域が重なることを防ぐことができる。図４に示す感度のピークを有するセンサを使用して計測対象の値が小さいほどアナログ入力が大きくなる系で行う場合も、計測対象の値が小さい領域、すなわちピークより左側の、アナログ入力が大きくなる領域で基準をフルスケール上限値として変換を行い、計測対象の値が大きい領域、すなわちピークより右側の、アナログ入力が小さくなる領域で基準を０Ｖとして変換を行うと、ゲイン誤差が大きい領域とセンサの低感度領域が重なるのを防ぐことができる。また、変換の切り換えを行う基準値である基準電圧切換点は、使用するセンサの仕様に応じて、後述のエンジニアリングツールを用いてユーザによる設定が可能である。
【００２４】
図６は、横軸をアナログ入力とし、縦軸をデジタル入力とし、基準電圧を０Ｖとした変換と基準電圧をフルスケール上限値とした変換とを切り換えることによりゲイン誤差を抑制可能であることを説明する図である。図６に示す黒丸は基準電圧切換点である。基準電圧が０Ｖのときには、アナログ入力値が大きくなるとゲイン誤差が大きくなり、逆に、基準電圧がフルスケール上限値のときには、アナログ入力値が小さくなるとゲイン誤差が大きくなる。そこで、図６に示すように、アナログ入力値が小さい領域では基準電圧を０Ｖとし、アナログ入力値が大きい領域では基準電圧をフルスケール上限値とするように制御することで、ゲイン誤差を抑制することができる。
【００２５】
図７は、横軸を温度とし、縦軸を誤差とし、基準電圧が０Ｖである場合の温度に対する誤差の変化を表す曲線７１を示す図である。図８は、横軸を温度とし、縦軸を誤差とし、基準電圧が定電圧生成回路の出力電圧の５Ｖである場合の温度に対する誤差の変化を表す曲線７２を示す図である。図７ではフルスケールの中央よりも低温側で誤差が小さく、フルスケールの中央よりも高温側では誤差が大きいのに対し、図８では、フルスケールの中央よりも高温側で誤差が小さく、フルスケールの中央よりも低温側では誤差が大きい。
【００２６】
図９は、図７に示す曲線７１と図８に示す曲線７２とを重ねあわせた図である。図９に示す切換点よりも低温側では基準電圧を０Ｖとして曲線７１を採用し、切換点よりも高温側では基準電圧を５Ｖとして曲線７２を採用するように基準電圧を切り換えることで、基準電圧の切り換えを行わない図７，８の場合よりも誤差が抑制される温度範囲を拡大することができる。従って、ＡＤ変換装置１００の検出精度を高く維持することができる温度範囲を拡大することができる。また、図７の高温側及び図８の低温側のように誤差が非常に大きい領域が採用されないため、誤差の最大値を抑制することも可能である。なお、図７から図９に示す誤差は変換誤差である。
【００２７】
なお、図９に示す基準電圧の切換点の設定は、エンジニアリングツールにより行えばよく、このエンジニアリングツールにより、記憶部６２に記憶されている値を変更可能である。ユーザは、エンジニアリングツールを操作することで、フルスケールからのパーセンテージの数値を入力し、又は操作画面上でフルスケールからのパーセンテージをポインティングデバイスによって操作することで切換点の設定を行えばよい。センサの感度のピーク位置又は使用温度範囲に従って基準電圧の切換点を設定すると、誤差の最大値を抑制することが可能である。
【００２８】
また、入力値に対して０Ｖを基準としたときの第１のＡＤ変換結果と、フルスケール上限値である５Ｖを基準としたときの第２のＡＤ変換結果の双方を取得し、２つのＡＤ変換の結果のいずれかを採用する構成としてもよい。このとき、具体的には、設定した切替点となるフルスケールからのパーセンテージの数値をもとに、条件に合致する方が自動的に採用される構成とする。
【００２９】
また、入力値に対して０Ｖを基準としたときの第１のＡＤ変換結果と、フルスケール上限値である５Ｖを基準としたときの第２のＡＤ変換結果の双方を取得し、２つのＡＤ変換の結果を計算して変換結果を算出するようにしてもよい。これにより、入力値に関わらず、一律の処理で変換結果を算出することが可能となる。
【００３０】
以上説明したように、図１に示す構成によれば、ＡＤ変換のゲイン誤差が大きくなる領域とセンサの低感度領域とが重ならないようにして、回路規模を拡大することなく、フルスケールで使用する際の誤差を抑制することが可能なＡＤ変換装置を得ることができる。
【００３１】
ただし、本発明は、図１に示す構成に限定されるものではない。以下に、本実施の形態におけるＡＤ変換装置の変形例を示す。
【００３２】
図１０は、本発明の実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第１の変形例を示す図である。図１０に示すＡＤ変換装置１００ａは、図１に示すＡＤ変換装置１００のセンサ３の位置に抵抗４を配し、抵抗４の位置にセンサ３を配したものである。図１０に示すＡＤ変換装置１００ａによっても図１に示すＡＤ変換装置１００と同様に本発明を実現することができ、同様の効果を得ることができる。
【００３３】
図１１は、本発明の実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第２の変形例を示す図である。図１１に示すＡＤ変換装置１００ｂは、図１に示すＡＤ変換装置１００のセンサ３と並列に抵抗８を接続したものである。図１１に示すＡＤ変換装置１００ｂによっても図１に示すＡＤ変換装置１００と同様に本発明を実現することができ、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
図１２は、本発明の実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第３の変形例を示す図である。図１２に示すＡＤ変換装置１００ｃは、図１に示すＡＤ変換装置１００の抵抗４と並列に抵抗９を接続したものである。図１２に示す構成によっても図１に示す構成と同様に本発明を実現することができ、同様の効果を得ることができる。
【００３５】
図１３は、本発明の実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第４の変形例を示す図である。図１３に示すＡＤ変換装置１００ｄは、図１１に示すＡＤ変換装置１００ｂの抵抗４の位置に定電流源１０を設けたものである。図１３に示す構成によっても図１に示す構成と同様に本発明を実現することができ、同様の効果を得ることができる。なお、図１３に示すＡＤ変換装置１００ｄは、定電流モードでの動作が可能である。
【００３６】
図１４は、本発明の実施の形態に係るＡＤ変換装置の一構成例である第５の変形例を示す図である。図１４に示すＡＤ変換装置１００ｅは、図１に示すＡＤ変換装置１００の定電圧生成部５の出力に接続された定電圧線とスイッチ２ｄとの間に抵抗１１を追加し、接地線とスイッチ２ａとの間に抵抗１２を追加したものである。図１４に示すＡＤ変換装置１００ｅによっても図１に示すＡＤ変換装置１００と同様に本発明を実現することができ、同様の効果を得ることができる。なお、図１４に示すＡＤ変換装置１００ｅは、抵抗１１及び抵抗１２により基準電圧を０Ｖからフルスケール上限値の間の他の値とすることが可能である。すなわち、抵抗１１及び抵抗１２による電圧降下がいずれも１Ｖであるとすると、スイッチ２ｄがオンしたときのＡＤ変換部１のＡＩＮ（＋）の電圧は４Ｖであり、スイッチ２ａがオンしたときのＡＤ変換部１のＡＩＮ（−）の電圧は１Ｖである。
【００３７】
なお、本実施の形態において、ＡＤ変換部１と基準電圧切換部２とは、同一のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）内に設けられていてもよいし、異なるＩＣに設けられていてもよい。
【００３８】
なお、本実施の形態において、ＡＤ変換に際してゲインをかけていてもよい。図１５は、感度のピークがフルスケールの中央付近にあるセンサ３について、横軸を温度とし、縦軸を感度とした感度のピークを示す図である。図１５に示すように、感度のピークがフルスケールの中央付近にあるセンサ３を使用する場合には、０Ｖを基準としたＡＤ変換と、フルスケール上限値を基準としたＡＤ変換とで、ゲインの設定は１又は２とすることが可能である。
【００３９】
図１６は、感度のピークがフルスケールの１／４付近にあるセンサ３について、横軸を温度とし、縦軸を感度とした感度のピークを示す図である。図１６に示すように、感度のピークがフルスケールの１／４付近にあるセンサ３を使用する場合には、０Ｖを基準電圧とするときにはゲインの設定は１、２又は４とすることが可能であり、フルスケール上限値である５Ｖを基準電圧とするときにはゲインの設定は１とすることが可能である。図１５，１６に示すように、ＡＤ変換に際してゲインをかける場合には、センサの感度のピーク位置に従ってゲインを設定すればよい。
【００４０】
最後に、図１に示す制御部６を実現するためのハードウェア構成について説明する。図１７は、図１に示す制御部６を実現するハードウェアの一構成例を示す図である。図１７には、インターフェイスであるＩＦ６０１、プロセッサ６０２及び記憶回路６０３が示されている。プロセッサ６０２は、プログラムの実行及び演算を行い、代表的にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。記憶回路６０３は、プロセッサ６０２が実行するプログラムを記憶し、且つプロセッサ６０２がプログラムの実行及び演算を行うに際して必要なデータの記憶を行う。ＩＦ６０１は、制御部６の外部入出力を実現する構成である。なお、ＩＦ６０１、プロセッサ６０２及び記憶回路６０３は、各々複数設けられていてもよい。
【００４１】
以上、本実施の形態によれば、ＡＤ変換時に発生する誤差を抑制することができる。そのため、ＡＤ変換装置を高精度化することができ、また、ＡＤ変換装置の使用環境を拡大することができる。
【００４２】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ＡＤ変換部、２  基準電圧切換部、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  スイッチ、３  センサ、４，８，９，１１，１２  抵抗、５  定電圧生成部、６  制御部、７  表示部、１０  定電流源、６１  入力部、６２  記憶部、６３  監視部、６４  変換部、６５  結果格納部、６６  出力部、７１，７２  曲線、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ  ＡＤ変換装置、６０１  ＩＦ、６０２  プロセッサ、６０３  記憶回路。
【図１】
2018078823.tif 000003
【図２】
2018078823.tif 000004
【図３】
2018078823.tif 000005
【図４】
2018078823.tif 000006
【図５】
2018078823.tif 000007
【図６】
2018078823.tif 000008
【図７】
2018078823.tif 000009
【図８】
2018078823.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月2日(2018.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログデジタル変換部と、
センサの出力と前記アナログデジタル変換部のアナログ入力端子との間に配され、前記センサの出力及び複数の基準電圧線に接続可能な基準電圧切換部と、
前記基準電圧切換部が複数の前記基準電圧線のいずれか一つと前記センサの出力とに接続されることで前記アナログデジタル変換部に入力される基準電圧を切り換える制御を行う制御部とを備え、
前記センサのアナログ出力値は、前記基準電圧切換部を介して前記アナログデジタル変換部のアナログ入力端子に入力されてデジタル値に変換されることを特徴とするアナログデジタル変換装置。 
【請求項２】
前記センサは、使用環境に応じて感度が変化する特性を有し、
前記基準電圧切換部は、前記センサの感度に応じて前記基準電圧が切り換わるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のアナログデジタル変換装置。 
【請求項３】
定電圧生成部を備え、
複数の前記基準電圧線が、第１の基準電圧である第１の基準電圧線と、前記第１の基準電圧よりも高い第２の基準電圧である第２の基準電圧線とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアナログデジタル変換装置。 
【請求項４】
前記第１の基準電圧線は接地線であり、
前記第２の基準電圧線は前記定電圧生成部の出力に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のアナログデジタル変換装置。 
【請求項５】
前記定電圧生成部の出力値がフルスケール上限値であり、
前記基準電圧が切り換わる切換点は、前記フルスケール上限値に対するパーセンテージで設定されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のアナログデジタル変換装置。 
【請求項６】
前記センサの出力と前記第１の基準電圧線とに接続された前記アナログデジタル変換部が出力する第１のアナログデジタル変換結果と、前記センサの出力と前記第２の基準電圧線とに接続された前記アナログデジタル変換部が出力する第２のアナログデジタル変換結果とを算出し、前記フルスケール上限値に対するパーセンテージで、前記第１のアナログデジタル変換結果又は前記第２のアナログデジタル変換結果を出力することを特徴とする請求項５に記載のアナログデジタル変換装置。 
【請求項７】
前記センサの出力と前記第１の基準電圧線とに接続された前記アナログデジタル変換部が出力する第１のアナログデジタル変換結果と、前記センサの出力と前記第２の基準電圧線とに接続された前記アナログデジタル変換部が出力する第２のアナログデジタル変換結果とを算出し、前記第１のアナログデジタル変換結果と前記第２のアナログデジタル変換結果とを計算することで変換結果を出力することを特徴とする請求項５に記載のアナログデジタル変換装置。 
【請求項８】
前記アナログデジタル変換部の出力にゲインをかけて出力することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のアナログデジタル変換装置。 
【請求項９】
センサからのアナログ出力値をデジタル値に変換するアナログデジタル変換方法であって、
前記アナログ出力値が予め設定された基準電圧切換しきい値以上であるか否かを判定するステップと、
前記アナログ出力値が前記基準電圧切換しきい値以上でない場合には基準電圧を第１の基準電圧として前記アナログ出力値をデジタル値に変換するステップと、
前記アナログ出力値が前記基準電圧切換しきい値以上である場合には基準電圧を前記第１の基準電圧よりも高い第２の基準電圧として前記アナログ出力値をデジタル値に変換するステップとを含むことを特徴とするアナログデジタル変換方法。
【国際調査報告】
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