(57)【要約】      （修正有）【課題】アナログ入力信号の測定値に基づきＡ／Ｄ変換器の分解能を動的に変化させるアナログ・デジタル変換器を制御する方法を提供する。【解決手段】プロセス変数トランスミッタ（１０）は、プロセス変数を測定するために用いられ、測定の際、アナログ入力信号の測定値に基づきＡ／Ｄ変換器（１８）の分解能を動的に変化させる。動的な変化は、測定されているアナログ信号の値に基づき構成可能な分解能ゲイン調整を自動で調整することによって、入力信号がＡ／Ｄ変換器（１８）の最適な分解能領域に集中するように測定されている入力信号を正規化することによって、又は、Ａ／Ｄ変換器（１８）に提供される電圧基準を調整することによって実行可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業プロセス変数を表すアナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するプロセス変数トランスミッタのアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を制御する方法であって、
工業プロセス変数を表すアナログ入力信号を受信するステップと、
アナログ入力信号の信号レベルを測定するステップと、
アナログ入力信号の測定された信号レベルを考慮して、Ａ／Ｄ変換器から獲得可能な最も高い分解能で、Ａ／Ｄ変換器がアナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するように、アナログ入力信号のための測定された信号レベルに基づいて、アナログ入力のための測定された信号レベルにＡ／Ｄ変換器の分解能設定を断続的に合致させるステップと、
合致させた分解能設定を使用してアナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するステップと、
工業プロセス変数に関連する情報を、伝送接続を介して送信するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
アナログ入力信号の測定されたレベルが複数の異なる信号範囲間で変化するときに、Ａ／Ｄ変換器から獲得可能な最も高い分解能が変化し、断続的に合致させるステップが、
アナログ入力信号の信号レベルを測定するステップと、
測定された信号レベルが、複数の異なる信号範囲の一方と、複数の異なる信号範囲のもう一方との間の境界に対応する閾値を横切る場合には、その他の複数の異なる信号範囲に対応するようにＡ／Ｄ変換器の分解能設定を変化させるステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
分解能設定を変化させるステップが、測定された信号レベルが所定の量で閾値を横切る場合に分解能設定が変化するだけのようなヒステリシスを使用して、実行される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
Ａ／Ｄ変換器の分解能設定が、Ａ／Ｄ変換器に入力される一部の電圧基準電位を表すように分解能設定点を設定する調整可能なゲイン設定を含み、分解能設定を断続的に合致させるステップが、
アナログ入力信号の測定されたレベルに基づいて分解能設定点に変化をつけるように調整可能なゲイン設定を断続的に変化させるステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
Ａ／Ｄ変換器の分解能がＡ／Ｄ変換器に印加される基準電圧に基づいて変化し、分解能設定を変化させるステップが、
Ａ／Ｄ変換器に印加される基準電圧を変化させるステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
アナログ入力信号の測定されたレベルが複数の異なる信号範囲間で変化するときに、Ａ／Ｄ変換器から獲得可能な最も高い分解能が変化し、断続的に合致させるステップが、
アナログ入力信号の信号レベルを測定するステップと、
測定された信号レベルが複数の異なる信号範囲のより高い分解能範囲と複数の異なる信号範囲のより低い分解能範囲の間の境界に対応する閾値を横切る場合には、測定された信号レベルをより高い分解能範囲に保つようにアナログ入力信号の信号レベルに信号オフセットをもたらすステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
断続的に合致させるステップが、
測定された信号レベルが、複数の異なる信号範囲の一方と複数の異なる信号範囲のもう一方の間の境界周辺の領域に入っているかを決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
断続的に合致させるステップが、
測定された信号レベルが領域に入っている限り、測定された信号レベルが未だ複数の異なる信号範囲の一方の範囲内にある場合であっても、その他の複数の異なる信号範囲に対応するようにＡ／Ｄ変換器の分解能設定を変化させるステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
分解能設定を変化させるステップが、
測定された信号レベルが領域に入り、その他の複数の異なる信号範囲に近づいている限り、測定された信号レベルが未だ複数の異なる信号範囲の一方の範囲内にある場合であっても、その他の複数の異なる信号範囲に対応するようにＡ／Ｄ変換器の分解能設定を変化させるステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
測定された信号レベルの変化率を測定するステップと、
測定された信号レベルの変化率がより高い第１の率の場合には、測定された信号レベルの変化率がより低い第２の率である場合よりも速くその他の複数の異なる信号範囲に対応するように、Ａ／Ｄ変換器の分解能設定を変化させるステップと、
を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
プロセス変数を検出して、プロセス変数を表すアナログ信号レベルでセンサ入力信号を供給するセンサから、センサ入力信号を受信するプロセス変数トランスミッタであって、
センサ入力信号をある分解能でデジタル値に変換し、獲得可能な分解能が、センサ入力信号のアナログ信号レベルと、供給される基準電圧との間の所定の関係に応じて変化するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器と、
Ａ／Ｄ変換器に繋がれ、デジタル値を受信し、デジタル値に基づいてプロセス制御ループを介して情報を伝送するプロセッサであり、センサ入力信号のアナログ信号レベルを考慮して、センサ入力信号のアナログ信号レベルに分解能を合致させてＡ／Ｄ変換器が所定の分解能でデジタル値を提供するように、センサ入力信号のアナログ信号レベル又は基準電圧の少なくも１つを変化させることによってＡ／Ｄ変換器がデジタル値を提供する分解能を制御するために分解能制御信号を提供するプロセッサと、
を含むプロセス変数トランスミッタ。
【請求項１２】
Ａ／Ｄ変換器が、Ａ／Ｄ変換器に入力される一部の基準電圧に基づいてＡ／Ｄ変換器の分解能を設定する調整可能なゲイン設定を含む、請求項１１に記載のプロセス変数トランスミッタ。
【請求項１３】
アナログ入力信号の測定されたレベルに基づいて分解能に変化をつけるために、プロセッサが調整可能なゲイン設定を変化させることによってアナログ信号レベルに分解能を合致させる、請求項１２に記載のプロセス変数トランスミッタ。
【請求項１４】
Ａ／Ｄ変換器に供給される基準電圧が、プロセッサによってプログラム可能であり、センサ入力信号のデジタル値に基づいて所与の分解能を獲得するために、プロセッサが、所与の基準電圧をプログラムすることによってセンサ入力信号に分解能を合致させる、請求項１１に記載のプロセス変数トランスミッタ。
【請求項１５】
プロセッサ及びセンサに繋がれ、センサ入力信号のアナログ信号レベルにオフセットをもたらす、入力信号正規化コンポーネント
を更に含む、請求項１１に記載のプロセス変数トランスミッタ。
【請求項１６】
オフセットの採用が、オフセットがアナログ信号レベルにもたらされないＡ／Ｄ変換器の分解能を超える、Ａ／Ｄ変換器の分解能に増加させる場合には、プロセッサが、センサ入力信号のアナログ信号レベルにオフセットをもたらすように入力信号正規化コンポーネントを制御する、請求項１５に記載のプロセス変数トランスミッタ。
【請求項１７】
センサ入力信号のアナログ信号レベルを考慮して、Ａ／Ｄ変換器が最も高い可能な分解能でデジタル値を提供するように、プロセッサが、センサ入力信号のアナログ信号レベルに分解能を合致させる、請求項１１に記載のプロセス変数。
【請求項１８】
Ａ／Ｄ変換器がセンサ入力信号をデジタル値に変換する度に、センサ入力信号のアナログ信号レベルを考慮して、Ａ／Ｄ変換器が最も高い可能な分解能でデジタル値を提供するように、プロセッサが、センサ入力信号のアナログ信号レベルに分解能を合致させる、請求項１１に記載のプロセス変数。
【請求項１９】
プロセス変数トランスミッタを制御する方法であって、
センサから、工業プロセス変数を表すアナログ入力信号を受信するステップと、
アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を使用して、アナログ入力信号の信号レベルを測定するステップと、
アナログ入力信号の測定された信号レベルを考慮して、Ａ／Ｄ変換器から獲得可能な最も高い分解能でアナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するようにＡ／Ｄ変換器を構成するために、アナログ入力のための測定された信号レベルに基づき、Ａ／Ｄ変換器の分解能設定に変化をつけるステップと、
変化をつけた分解能設定を使用してアナログ入力信号をデジタル出力信号に変換するステップと、
回路接続のプロセス制御ループ及び無線接続の１つを含む伝送接続を介して工業プロセス変数に関連する情報を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項２０】
分解能設定に変化をつけるステップが、
アナログ入力信号のための測定された信号レベルに基づいて、所定の量でアナログ入力信号の信号レベルを自動で変化させるステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス制御及び監視システムで使用されるプロセス変数トランスミッタに関する。より具体的には、本発明は、動作の間、Ａ／Ｄ測定の分解能を改善するための、このようなシステムでのアナログ・デジタル変換器への入力の動的な調整に関する。
【０００２】
プロセス変数トランスミッタは、プロセス制御又は監視システムでプロセスパラメータを測定するために使用される。マイクロプロセッサを用いるトランスミッタは、センサ、センサからの出力をデジタル形式に変換するアナログ・デジタル変換器、デジタル化された出力を補正するマイクロプロセッサ、及び、補正された出力を伝送する出力回路を、多くの場合、備える。現在、この伝送は、４〜２０mA制御ループなどの、プロセス制御ループ、又は、無線で、通常、行われる。
【０００３】
このようなシステムで測定される例示的なパラメータの１つは、温度であり、温度は、測温抵抗体（ＲＴＤ。白金抵抗温度計若しくはＰＲＴと呼ばれるときもある）の抵抗を測定するか、又は、熱電対により電圧出力を測定することによって、検出される。当然、温度は例示的なだけであり、多種多様の他のプロセス制御パラメータを同様に測定することができる。
【０００４】
代表的なＡ／Ｄ変換器のいくつかは、一定の電圧基準、及び、構成可能な分解能ゲイン調整によって、構成される。構成可能な分解能ゲイン調整のためのそれぞれのゲイン設定は、取り付けられた電圧基準のスカラである基準点に対応する。電圧基準は、Ａ／Ｄ変換器の分解能を（カウント当たりのボルトで）設定するために、Ａ／Ｄ変換器によって使用される。したがって、測定されているアナログ入力信号の予想信号レベルに基づいて、Ａ／Ｄ変換器の分解能を変化させることができる。
【０００５】
Ａ／Ｄ変換器が実施される従来の監視システムは、多くの場合、Ａ／Ｄ変換器が指定されたセンサの全範囲を測定できるように、構成可能な分解能ゲイン調整を設定する。すなわち、構成可能な分解能ゲイン調整は、全てのセンサ範囲に適応することができる、単一の、一定の分解能に、設定される。しかしながら、実際の入力信号は、多くの場合、Ａ／Ｄ変換器を更に高い分解能に設定することができる値を有する（又は値の範囲内で変化する）。したがって、設定された、一定の分解能にゲイン調整を設定することは、Ａ／Ｄ変換器の全機能を使用するようにチューニングされていない測定回路をもたらす。
【０００６】
概要
プロセス変数トランスミッタは、プロセス変数を測定するために用いられ、測定の際、アナログ入力信号の測定値に基づきＡ／Ｄ変換器の分解能を動的に変化させる。動的な変化は、測定されているアナログ信号の値に基づき構成可能な分解能ゲイン調整を自動で調整することによって、入力信号がＡ／Ｄ変換器の最適な分解能領域に集中するように測定されている入力信号を正規化することによって、又は、Ａ／Ｄ変換器に提供される電圧基準を調整することによって、実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】センサに繋がれたプロセス変数トランスミッタの簡略化されたブロック図である。
【図２】入力電圧と分解能のグラフである。
【図３】Ａ／Ｄ変換器が構成可能な分解能設定を有する、図１に示されるシステムの簡略化されたブロック図である。
【図４】入力信号が正規化される一実施形態の簡略化されたブロック図である。
【図５Ａ】入力信号を正規化する一実施態様の概略図である。
【図５Ｂ】入力信号を正規化する一実施態様の概略図である。
【図６】Ａ／Ｄ変換器への電圧基準を変化させることによってＡ／Ｄ分解能を動的に変化させる一実施形態の簡略化されたブロック図である。
【図７】システムの動作の一実施形態を例示する簡略化されたフローチャートである。
【０００８】
発明の詳細な説明
図１は、一実施形態によるトランスミッタ１０の簡略化されたブロック図である。トランスミッタ１０は、図１に示される実施形態では、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１８、プロセッサ２０及びプログラム可能な分解能コンポーネント２２を備える。トランスミッタ１０は、センサ１２に接続されて示され、センサは、矢印１４で表されるプロセス制御パラメータを検出する。トランスミッタ１０は、また、２線式プロセス制御ループ１６に接続されて示されるが、代替又は追加として、無線伝送接続に接続することができる。一実施形態では、プロセス制御ループ１６は、トランスミッタ１０に電力を提供する。プロセッサ２０は、プロセス制御ループ１６を介して情報を伝送し、そして、同様にプロセス制御ループ１６を介して、他の回路又はシステムから情報を受信する。例えば、プロセス制御ループ１６は、例示的には、４〜２０mAプロセス制御ループとすることができ、適切な通信プロトコルを使用して動作することができる。代替として、プロセス制御ループ１６を、様々な無線技術又は構成を用いて無線で情報を伝送する、無線接続と置き換えることができ、又は、無線接続に加えて使用することができる。
【０００９】
センサ１２は、例示的には、検出されているプロセスから入力１４を受信するプロセス変数センサである。センサ１２は、例示的には、圧力、温度、pH、流れなどを検出するセンサとすることができる。センサ１２は、例示的には、検出されたパラメータを表す、アナログ出力２４をＡ／Ｄ変換器１８に提供する。
【００１０】
本説明では、センサ１２は、温度センサとして説明される。しかしながら、任意の他の適切なセンサも同様に使用することができ、温度は検出可能な変数又はパラメータのほんの一例である。
【００１１】
センサ１２からの出力２４は、適宜、アナログセンサ信号を増幅し、アナログセンサ信号にフィルタをかける回路（図示せず）に、例示的に供給可能であることに注意すべきである。この回路は、センサ１２の一部、又は、別個の回路とすることができる。いずれにせよ、増幅され、そして、フィルタをかけられた信号２４は、その後Ａ／Ｄ変換器１８に供給される。Ａ／Ｄ変換器１８は、プロセッサ２０にデジタル化された出力を供給する。デジタル化された出力は、センサ１２によって供給されたアナログ信号２４のデジタル表現である。プロセッサ２０は、当然、例示的に、メモリ及びクロック回路を関連づけ、プロセス制御ループ１６を介して、検出されたパラメータに関する情報を供給する。プロセッサ２０が入出力（Ｉ／Ｏ）回路を備えることができるか、又は、Ｉ／Ｏ回路を別個に用意することができ、Ｉ／Ｏ回路が、ループ１６上にデジタルフォーマットで、又は、ループ１６を通過する電流の流れを制御することによってアナログフォーマットで、情報を伝送することに注意すべきである。いずれにせよ、検出されたパラメータに関連する情報が、トランスミッタ１０により、プロセス制御ループ１６を介して提供される。
【００１２】
図２は、基準電圧に対する入力電圧とＡ／Ｄ変換器１８の分解能の間の関係を例示するグラフである。図２は、Ａ／Ｄ変換器１８が、３つの異なる分解能ゾーンで、出力を供給できることを示す。分解能ゾーンは、比較的高い分解能ゾーン、（高い分解能ゾーンより低い分解能であるカウント当たりのボルトの分解能でデジタル値を出力する）中間の分解能ゾーン、及び、（中間の分解能ゾーンより更に低い分解能である分解能でデジタル値を出力する）比較的低い分解能ゾーンを備える。Ａ／Ｄ変換器１８が動作することができる特定の分解能ゾーンは、一例では、アナログ信号２４の信号レベル、及び、測定する際にＡ／Ｄ変換器１８によって使用される基準電圧Ｖrefとアナログ信号の信号レベルの関係に基づく。図２に示される例示的な実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１８は、信号２４が＋Ｖref／３と−Ｖref／３の間にある場合には、高い分解能ゾーンで動作可能である。Ａ／Ｄ変換器１８は、信号２４が＋／−Ｖref／３と＋／−Ｖref／２の間にある場合には、中間の分解能ゾーンで動作可能であり、Ａ／Ｄ変換器１８は、信号２４が＋／−Ｖref／２と＋／−Ｖrefの間にある場合には、低い分解能ゾーンだけで動作可能である。当然、図２に示される関係及びＶref／ｘの特定の値は、例に過ぎない。
【００１３】
多くの従来のシステムでは、センサ１２の全ての指定された動作範囲に適応することができる一定の分解能ゾーンで動作するように、Ａ／Ｄ変換器１８は構成された。すなわち、センサ１２が、温度を検出し、−Ｖrefと＋Ｖref／３の間で出力信号２４を供給できる場合には、Ａ／Ｄ変換器１８は、最も低い分解能でその出力を提供するように構成された。この構成は、センサ１２の指定された全動作範囲に適応するために必要なものであった。
【００１４】
しかしながら、通常、図２で特定される範囲３０のような、大幅に狭い範囲で、センサ１２が動作する場合がある。この場合、最も低い分解能ゾーンである分解能ゾーンにＡ／Ｄ変換器１８を設定することは、不要な分解能誤差をもたらす。デバイス確度仕様が厳しくされるとき、入力信号を考慮して、可能な最大分解能設定を使用しないことによる誤差は、全体のシステム誤差の大きな要因となる。
【００１５】
そのため、図１は、トランスミッタ１０がプログラム可能な分解能コンポーネント２２も備えることを示す。プログラム可能な分解能コンポーネント２２は、Ａ／Ｄ変換器１８の分解能設定を変化させるＡ／Ｄ変換器１８に出力を供給する。コンポーネント２２は、測定された入力信号２４の値に基づいて、プロセッサ２０によって制御される。その結果、信号２４の値が（図２に示される）新しい分解能ゾーンに対応する値に近づくとき、プロセッサ２０は新しい分解能ゾーンに合致するようにＡ／Ｄ変換器１８の分解能を動的に調整する。したがって、センサ１２が（図２に示される）範囲３０内に出力２４を供給するとき、プロセッサ２０は、高い分解能ゾーンにＡ／Ｄ変換器１８を保つように、コンポーネント２２を制御する。
【００１６】
しかしながら、センサ１２によって供給される出力信号２４が（図２に同様に示される）高い分解能ゾーンの両側の中間の分解能ゾーンのどちらかに近づくとき、分解能が中間の分解能ゾーンとなるように、プロセッサ２０はコンポーネント２２を制御してＡ／Ｄ変換器１８の分解能を動的に調整する。同様に、信号２４が別のゾーンへ移動するとき、プロセッサ２０はコンポーネント２２を制御して、Ａ／Ｄ変換器１８の分解能を再び動的に調整することができる。したがって、（入力信号２４を考慮して獲得可能な最善の分解能と分解能ゾーンが合致するという点で）Ａ／Ｄ変換器１８の分解能設定は、常に適切なゾーンにある。その結果、１つの固定した分解能設定を有するシステムの分解能以上に、Ａ／Ｄ変換器１８がプロセッサ２０に出力を供給する際の全体の分解能が増加する。したがって、センサの全ての動作範囲２４が高い分解能ゾーン外のエリアを備える場合であっても、トランスミッタ１０は、Ａ／Ｄ変換１８の比較的高い分解能ゾーンをうまく利用する。更に、測定値２４がより低い分解能ゾーンに近づく場合には、Ａ／Ｄ変換１８の分解能はより低い分解能ゾーンと合致するように簡単に調整される。
【００１７】
一実施形態では、プロセッサ２０は、分解能ゾーン間の各境界周辺の値の領域を使用する。信号２４が、分解能ゾーン境界に近づき、領域に入るとき、新しいゾーンに適応するように、プロセッサ２０は前もってＡ／Ｄ変換器１８の分解能を変化させることができるか、又は、分解能を変化させる前に、信号２４が実際に境界を横切るまでプロセッサ２０は待機することができる。別の実施形態では、プロセッサ２０は、信号が境界に近づくときに、信号２４の変化率を測定することもでき、そして、すばやく分解能を変化させる方法を決定するために変化率を使用することもできる。同様に、プロセッサ２０は、異なる分解能設定間の移行のためのヒステリシス幅を実施することができる。その結果、測定されるセンサ入力信号２４が１つの分解能設定から次の設定まで移行する移行領域周辺をうろついている場合には、ヒステリシスはプロセッサ２０が望ましくない方法でＡ／Ｄ変換器１８の分解能設定を連続的に変化させないようにする。所与の領域の大きさ、ヒステリシス幅、又は、使用される特定の変化率は、特定の実施態様によって変化をつけることができる。当然、他の修正も同様に行うことができる。
【００１８】
図１の説明のために、プログラム可能な分解能コンポーネント２２がＡ／Ｄ変換器１８とは別個のコンポーネントとして示されていることに注意すべきである。しかしながら、プロセッサ２０がＡ／Ｄ変換器１８の分解能設定入力に制御出力を簡単に供給することができるように、いくらかの現在のＡ／Ｄ変換器１８は、コンポーネント２２を内部に組み込む。図３は、このような実施形態の簡略化されたブロック図を示す。
【００１９】
図３に示される項目は、図１に示される項目と同類であり、同類の項目には同じように番号がつけられる。しかしながら、Ａ／Ｄ変換器１８の分解能を変化させるために使用される別個のプログラム可能な分解能コンポーネント２２を有する代わりに、分解能設定入力４０を単純に有するＡ／Ｄ変換器１８によって、トランスミッタ１０が実施されていることが分かる。したがって、プロセッサ２０は、Ａ／Ｄ変換器１８の分解能を動的に調整するために、Ａ／Ｄ変換器１８の分解能設定入力４０に、分解能制御出力を単純に供給する。その結果、Ａ／Ｄ変換器１８の分解能設定が変化する。
【００２０】
図４は、更に別の実施形態による別のトランスミッタ１０の簡略化されたブロック図である。図４に示される実施形態では、トランスミッタ１０は、Ａ／Ｄ変換器１８及びプロセッサ２０を備える。しかしながら、（図３に示される４０のような）分解能設定入力を有するＡ／Ｄ変換器１８の代わりに、トランスミッタ１９は、入力信号正規化コンポーネント４２を備える。
【００２１】
図４に示される実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１８は、特定の入力電圧測定に集中した高い分解能ゾーンを有する。例えば、図２に示される分解能ゾーンのような、分解能ゾーンでＡ／Ｄ変換器１８が動作すると考えられる。そのため、入力信号２４が＋／−Ｖref／３内にある限り、Ａ／Ｄ変換器１８は、Ａ／Ｄ変換器１８によって獲得可能な最も高い分解能を使用して、高い分解能ゾーンで入力信号の変換を行うことができる。Ａ／Ｄ変換器１８の分解能を再設定する代わりに、入力信号正規化コンポーネント４２は、Ａ／Ｄ変換器１８の高い分解能領域内に入力信号を例示的に保つように入力信号２４を正規化する。すなわち、コンポーネント４２は、Ａ／Ｄ変換器１８の高い分解能ゾーン内に信号を保つように、信号２４にオフセットをもたらす。
【００２２】
図５Ａは、部分的な概略図の形で入力信号正規化コンポーネント４２の一実施形態を示す簡略図である。図５Ａはまた、一例として、センサ１２が抵抗サーマルデバイス（ＲＴＤ）５０又は熱電対５２を備えることを示す。図５Ａに示される実施形態では、コンポーネント４２は、プロセッサ２０によって制御される一組のスイッチ５４及び５６を備える。コンポーネント４２はまた、ツェナーダイオード６６と共に、抵抗５８、６０、６２及び６４の抵抗回路網を備える。
【００２３】
図５Ａに示される実施形態では、コンポーネント４２が、センサ１２により出力されるゼロ点を所定の値分、低い方へ移行するのを効果的に可能にする。センサ１２によって提供される信号が許容可能な高い分解能ゾーン内にある場合には、図５Ａに示されるように、スイッチ５４を閉じ、スイッチ５６を開くように、プロセッサ２０はスイッチ５４及び５６を操作する。その結果、矢印６８によって表される第１経路に沿って流れるように、センサ電流Ｉｓｅｎｓｏｒがもたらされる。Ａ／Ｄ変換器１８は、最も高い分解能で、変換を行い、そして、測定され変換された出力をプロセッサ２０に提供することができる。
【００２４】
しかしながら、センサ１２によってＡ／Ｄ変換器１８に出力される信号がより低い分解能ゾーンへと移動する場合には、プロセッサ２０は、図５Ｂに示されるようにスイッチ５４及び５６を制御することができ、その結果、スイッチ５４は開かれ、スイッチ５６は閉じられる。これにより、矢印７０によって表される第２経路に沿って流れるように、電流Ｉｓｅｎｓｏｒがもたらされる。その結果、センサ入力０点が、図２に示されるような高い分解能ゾーン電圧領域内となるように、センサ入力０点が効果的に低下する。当然、追加的な抵抗分割器及びスイッチが他のセンサ範囲に同様に適応するために追加可能であることに気づくであろう。示された抵抗分割器及びスイッチは例示的なものに過ぎない。
【００２５】
図６は、更に別の実施形態の簡略化されたブロック図である。図６では、前の図に示された項目と同類の項目に、同じように番号がつけられる。Ａ／Ｄ変換器１８が、測定のための異なる分解能ゲインを選択するために、いかなる手段も備えない実施形態を、図６は例示する。この場合には、トランスミッタ１０は、Ａ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器１８の基準電圧として使用されるＶref入力に、入力を提供するプログラム可能な基準電圧８０を備える。Ａ／Ｄ変換器１８が比較的高い分解能ゾーンで動作し続けることができるように、プロセッサ２０は、センサ入力信号２４の測定値に基づきプログラム可能な基準電圧８０を制御する。この実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１８に提供される異なる電圧基準値が、Ａ／Ｄ変換器１８に、異なる量子化レベルで変換をさせる。したがって、Ｖrefを変化させることによって、プロセッサ２０は、Ａ／Ｄ変換器１８により使用される分解能レベルを変化させることができる。
【００２６】
そのため、図６に示される実施形態では、プログラム可能な基準電圧８０は、例示的に、プロセッサ２０によって選択することができる複数の異なる、選択可能な電圧タップからなる。それぞれのタップは、選択される場合にＡ／Ｄ変換器１８へのＶref入力として提供される異なる電圧レベルに対応する。この方法で、プロセッサ２０は、測定された入力信号２４の値に基づいて、Ａ／Ｄ変換器１８が動作する量子化レベル（分解能）を動的に調整することができる。
【００２７】
図７は、トランスミッタ１０の動作の一実施形態を例示する簡略化されたフローチャートである。図７に示される実施形態では、トランスミッタ１０は、センサ入力２４の入力信号レベルを最初に測定する。この動作は、ブロック９０によって表される。次に、信号２４がどの分解能ゾーンに分類されるか決定することによって、プロセッサ２０が、測定されたセンサ入力信号レベルに基づく適切な分解能設定を決定する。この動作は、ブロック９２によって表される。次に、プロセッサ２０が、ブロック９２で決定をした分解能ゾーンと合致する分解能設定に、Ａ／Ｄ変換器の分解能を設定する。この動作は、ブロック９４によって表される。Ａ／Ｄ変換器１８の分解能を動的に調整するためにプロセッサ２０がトランスミッタ１０を制御する特定の方法は、その調整のために使用される特定の実施形態に依存する。多くの例示的な実施形態が、図１から図６に関して上で述べられる。図７がトランスミッタ１０を動作するほんの１つの例示的な方法であることはいうまでもない。
【００２８】
本発明が好ましい実施形態を参照にして説明されたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく形式及び細部で変更が可能であることを当業者は認識するであろう。
【図１】
2015208028.tif 000003
【図２】
2015208028.tif 000004
【図３】
2015208028.tif 000005
【図４】
2015208028.tif 000006
【図５Ａ】
2015208028.tif 000007
【図５Ｂ】
2015208028.tif 000008
【図６】
2015208028.tif 000009
【図７】
2015208028.tif 000010
【外国語明細書】
2015208028000001.pdf