(57)【要約】【課題】消費電力の増加を抑制することが可能な回転数測定装置を提供する。【解決手段】互いに異なる特性を有する第１および第２領域を具備する回転板に結合され、回転板の回転数を測定する回転数測定装置であって、回転数測定装置は、回転板が回転することにより、第１領域が近接したときと、第２領域が近接したときとで、異なる信号を発生する検出回路と、検出回路により発生した信号と、参照値とを受け、参照値を基にして、信号を判定する判定回路と、第１の期間、第１の周期で実行される判定回路の判定が、第１領域に対応する信号で有ることを示す回数を求める計数回路と、第１の期間、第１の周期で実行される判定回路の判定が、第２領域に対応する信号で有ることを示す回数と、計数回路によって求めた回数との比が、第２領域と第１領域との比に等しくなるように、参照値を生成する参照値生成回路とを具備する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる特性を有する第１および第２領域を具備する回転体に結合され、前記回転体の回転数を測定する回転数測定装置であって、
前記回転体が回転することにより、前記第１領域が近接したときと、前記第２領域が近接したときとで、異なる信号を発生する検出回路と、
前記検出回路により発生した信号と、参照値とを受け、前記参照値を基にして、前記信号を判定する判定回路と、
第１の期間、第１の周期で実行される前記判定回路の判定が、前記第１領域に対応する信号で有ることを示す回数を求める計数回路と、
前記第１の期間、前記第１の周期で実行される前記判定回路の判定が、前記第２領域に対応する信号の値で有ることを示す回数と、前記計数回路によって求めた回数との比が、前記第２領域と前記第１領域との比に等しくなるように、前記参照値を生成する参照値生成回路と、
を具備し、
前記参照値生成回路により生成された参照値を用いて、前記第１の期間とは異なる第２の期間において、前記検出回路によって発生された信号を判定し、前記回転体の回転数を算出する、回転数測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転数測定装置において、
前記判定回路は、前記第２の期間において、前記第１の周期よりも長い第２の周期で、判定を実行する、回転数測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転数測定装置において、
前記検出回路は、前記回転体の中心軸において、その間の角度が所定の角度となるように配置された第１および第２センサを有し、
前記判定回路は、前記第１センサからの応答信号を受ける第１比較回路と、前記第２センサからの応答信号を受ける第２比較回路とを有し、
前記計数回路は、前記第１比較回路の出力と、前記第２比較回路の出力とを計数するカウンタを有し、
前記参照値生成回路は、前記カウンタの値に基づき、前記第１比較回路および前記第２比較回路のそれぞれに供給される参照値を定める第１制御信号および第２制御信号を生成する制御回路と、前記第１比較回路および前記第２比較回路のそれぞれを動作させるタイミングを定めるタイミング回路とを有し、
前記タイミング回路によって、前記第１および第２比較回路のそれぞれは、前記第１の期間において、前記第１の周期で動作させられ、前記第２の期間において、前記第２の周期で動作させられる、回転数測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の回転数測定装置において、
前記回転数測定装置は、前記第１比較回路および第２比較回路を動作させるタイミングに同期して、前記第１センサおよび前記第２センサに起動信号を供給する起動信号発生回路を有し、
前記参照値生成回路は、前記制御回路により生成された前記第１制御信号および前記第２制御信号を受け、前記第１比較回路および前記第２比較回路に供給される参照値を生成するデジタルアナログ変換回路を有する、回転数測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の回転数測定装置において、
前記回転数測定装置は、前記第１センサおよび前記第２センサの出力に基づいて、前記回転体の回転方向を求める、回転数測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の回転数測定装置において、
前記判定回路、前記計数回路および前記参照値生成回路は、１個の半導体集積回路装置に含まれている、回転数測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の回転数測定装置において、
前記回転体は、円盤状の回転板であり、回転板の主面の半分の領域が前記第１領域であり、残り半分の領域が前記第２領域であり、
前記参照値生成回路は、前記第１領域に対応する信号であることを示す回数と、前記第２領域に対応する信号であることを示す回数とが、等しくなるような参照値を生成する、回転数測定装置。
【請求項８】
互いに異なる特性を有する第１および第２領域を具備する回転体の回転数を測定する回転数測定方法であって、
前記回転数測定方法は、校正を行う校正期間と、前記校正期間後に測定を行う測定期間とを有し、
前記校正期間において、前記回転体が回転することにより発生する信号を、参照値を基にして、第１の周期で、前記第１領域に対応する信号か否かを判定し、前記第１領域に対応する信号の判定回数を求め、前記第１の周期で、前記参照値を基にして、前記第２領域に対応する信号か否かを判定し、前記第２領域に対応する信号の判定回数を求め、求めた前記第１領域に対応する判定回数と、求めた前記第２領域に対応する判定回数との比が、前記第１領域と前記第２領域との比に対応するように、前記参照値を校正し、
前記校正期間において、校正された参照値を基にして、前記測定期間において、前記回転体が回転することにより発生する信号を判定し、前記回転体の回転数を算出する、回転数測定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の回転数測定方法において、
前記測定期間においては、前記第１の周期よりも長い周期で、前記参照値を基にして、前記回転体が回転することにより発生する信号を判定する、回転数測定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の回転数測定方法において、
前記校正期間において、前記回転体の回転数の変化が所定範囲のとき、校正された参照値が、前記測定期間における参照値とされる、回転数測定方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転数測定方法において、
前記回転体は、円盤状の回転板であり、回転板の主面の半分が、前記第１領域で有り、残りの半分が、前記第２領域であり、
前記校正期間において、求めた前記第１領域に対応する判定回数と、求めた前記第２領域に対応する判定回数とが等しくなるように、前記参照値を校正する、回転数測定方法。
【請求項１２】
互いに異なる特性を有する第１および第２領域を具備し、流体の流れに従って回転する円盤状の回転板と、
前記回転板が回転することにより、前記第１領域が近接したときと、前記第２領域が近接したときとで、異なる信号を発生するセンサと、
前記センサにより発生した信号と、参照値とを受け、前記参照値を基にして、前記信号を判定する判定回路と、
第１の期間、第１の周期で実行される前記判定回路の判定が、前記第１領域に対応する信号で有ることを示す回数を求める計数回路と、
前記第１の期間、前記第１の周期で実行される前記判定回路の判定が、前記第２領域に対応する信号で有ることを示す回数と、前記計数回路によって求めた回数との比が、前記第２領域と前記第１領域との比に等しくなるように、前記参照値を生成する参照値生成回路と、
を具備し、
前記参照値生成回路により生成された参照値を用いて、前記第１の期間とは異なる第２の期間において、前記センサによって発生された信号を判定し、前記流体の流量を算出する、流量測定装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の流量測定装置において、
前記判定回路は、前記第２の期間において、前記第１の周期よりも長い第２の周期で、判定を実行する、流量測定装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の流量測定装置において、
前記センサは、前記回転板の中心軸において、その間の角度が所定の角度となるように配置された第１および第２センサを有し、
前記判定回路は、前記第１センサからの信号を受ける第１比較回路と、前記第２センサからの信号を受ける第２比較回路とを有し、
前記計数回路は、前記第１比較回路の出力と、前記第２比較回路の出力とを計数するカウンタを有し、
前記参照値生成回路は、前記カウンタの値に基づき、前記第１比較回路および前記第２比較回路のそれぞれに供給される参照値を定める第１制御信号および第２制御信号を生成する制御回路と、前記第１比較回路および前記第２比較回路のそれぞれを動作させるタイミングを定めるタイミング回路とを有し、
前記タイミング回路によって、前記第１比較回路および前記第２比較回路のそれぞれは、前記第１の期間において、前記第１の周期で動作させられ、前記第２の期間において、前記第２の周期で動作させられる、流量測定装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の流量測定装置において、
前記流量測定装置は、前記第１および第２比較回路を動作させるタイミングに同期して、前記第１および第２センサに起動信号を供給する起動信号発生回路を有し、
前記参照値生成回路は、前記制御回路により生成された前記第１および第２制御信号を受け、前記第１および第２比較回路に供給される参照値を生成するデジタルアナログ変換回路を有する、流量測定装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の流量測定装置において、
前記流量測定装置は、前記第１センサおよび前記第２センサの出力に基づいて、前記流体の流れる方向を求める、流量測定装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の流量測定装置において、
前記判定回路、前記計数回路および前記参照値生成回路は、１個の半導体集積回路装置に含まれている、流量測定装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の流量測定装置において、
前記回転板において、その主面の半分の領域が前記第１領域であり、残り半分の領域が前記第２領域であり、
前記参照値生成回路は、前記第１領域に対応する信号であることを示す回数と、前記第２領域に対応する信号であることを示す回数とが、等しくなるような参照値を生成する、流量測定装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の流量測定装置において、
前記流体は、水道水であり、前記流量測定装置は、水道メータである、流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転数測定装置、回転数測定方法および流量測定装置に関し、特に中央処理装置を内蔵した半導体集積回路装置を用いる回転数測定装置、回転数測定方法および流量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流量測定装置として、例えば水道管を流れる水道水の流量を測定する水道メータがある。水道メータとしては、機械的に流量を測定する測定装置と電子的に流量を測定する測定装置が知られている。電子的に流量を測定する流量測定装置としては、例えば特許文献１に示す技術がある。この特許文献１においては、水道水の流れに従って回転する円板に、金属部と絶縁部が設けられ、当該円板に近接して設けられたコイルからの電圧が、円板の金属部が近接するのか、絶縁部が近接するのかで異なることを利用して、円板の回転数を把握し、水道水の流量を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５６２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されている技術においては、コイルからの電圧は、コンパレータによって基準電圧と比較され、デジタル信号へ変換される。すなわち、基準電圧がしきい値とされ、このしきい値に基づいて、コイルからの電圧が、デジタル信号へ変換される。変換により得られたデジタル信号に対して演算処理が行われ、流量が求められる。
【０００５】
この場合、しきい値が適切でないと、コイルからの電圧を適切なデジタル信号へ変換することが困難になり、円板の回転位置を把握するために、サンプリングの回数を多くすることが必要となる。さらに、しきい値が適切でない場合には、サンプリングが行われず、デジタル信号への変換が行われないと言う事態も発生することが有る。この場合には、流量の測定自体ができなくなると言う事態に陥ることになる。
【０００６】
一方、しきい値は、このしきい値を生成する生成回路（素子）の温度特性、生成回路（素子）の経年変化、および／あるいは素子の特性バラツキを含む部品バラツキによって、変化する。このような部品バラツキは、例えば測定装置を出荷する前の検査により把握し、適切なしきい値をもつ測定装置のみを出荷することにより、対策することが考えられるが、この対策を行った場合、測定装置の歩留の低下に繋がる。また、生成回路（素子）の温度特性および電圧特性は、予め測定し、それを補正する特性テーブルを作成して、測定装置等に組み込んでおくことで、対策することが考えられる。この場合には、予め特性テーブルを作成する作業が要求される。また、この場合には、測定装置が稼働しているときに、特性テーブルに基づいた補正の動作を行うことが要求される。
【０００７】
特許文献１では、しきい値の変化についての考慮はされていない。勿論、しきい値が適切でない場合の対策も認識されていない。
【０００８】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施の形態においては、回転数測定装置は、互いに異なる特性を有する第１および第２領域を具備する回転体に結合され、その回転体の回転数を測定する。ここで、回転数測定装置は、回転体が回転することにより、第１領域が近接したときと、第２領域が近接したときとで、異なる信号を発生する検出回路と、検出回路により発生した信号と、しきい値（以下、参照値とも称する）とを受け、参照値を基にして、信号を判定する判定回路とを具備している。また、回転数測定装置は、第１の期間、第１の周期で実行される判定回路の判定が、第１領域に対応する信号で有ることを示す回数を求める計数回路と、第１の期間、第１の周期で実行される判定回路の判定が、第２領域に対応する信号で有ることを示す回数と、計数回路によって求めた回数との比が、第２領域と第１領域との比に等しくなるように、参照値を生成する参照値生成回路とを具備している。回転数測定装置は、参照値生成回路により生成された参照値を用いて、第１の期間とは異なる第２の期間において、検出回路によって発生した信号を判定し、回転体の回転数を算出する。
【００１０】
判定回路によって、第１領域に対応する信号と判定された回数と、第２領域に対応する信号と判定された回数との比が、第１領域と第２領域との比と等しくなるように、判定回路に供給される参照値が、参照値生成回路によって設定される。これにより、参照値は、適切な値となり、第２の期間においては、適切な参照値に基づいて、回転体の回転数を求めることが可能となる。その結果、第２の期間におけるサンプリングの回数が増加するのを防ぐことが可能となり、回転数測定装置の消費電力が増加するのを防ぐことが可能となる。
【００１１】
また、一実施の形態においては、回転数を算出するための第２の期間における判定回路の動作周期よりも、参照値を求める第１の期間における判定回路の動作周期が短くされる。これにより、第１の期間における判定回路による判定の精度を向上させることが可能となり、参照値をより適切な値とすることが可能となる。また、回転数を算出するための第２の期間に比べて、第１の期間は短くすることが可能であるため、全体として、消費電力の増加を抑制することが可能となる。
【００１２】
一実施の形態においては、回転数測定方法が提供される。回転数測定方法は、参照値を校正する校正期間と、校正期間の後で実行される回転数測定期間とを有している。この実施の形態においては、校正期間で校正された参照値が回転数測定期間において用いられるため、正確な測定結果を提供することが可能となる。校正期間においては、参照値を基にして、第１領域に対応する信号の判定回数と、第２領域に対応する信号の判定回数とを求め、求めた第１領域に対応する判定回数と、第２領域に対応する判定回数との比が、第１領域と第２領域との比に対応するように、参照値を校正する。一方、測定期間においては、校正された参照値を基にして、回転体が回転することにより発生する信号を判定し、回転体の回転数を算出する。これにより、校正期間において、参照値が適切な値へ校正され、測定期間においては、サンプリングの回数を増加させずに、正確な判定を行うことが可能となる。
【００１３】
また、回転数測定方法に係わる一実施の形態においては、回転体の回転数の変化が所定範囲のとき、参照値の校正が行われる。これにより、回転数が大きく変化していないとき、すなわち回転体が等速度で回転しているときに、参照値の校正を行うことが可能となる。
【００１４】
流量測定装置に係わる一実施の形態においては、回転体が、流体の流れに従って回転する。流量は、回転体の回転数によって求められる。この実施の形態においても、第１領域に対応する判定回数と、第２領域に対応する判定回数との比が、第１領域と第２領域との比に等しくなるように、参照値が設定される。これにより、参照値を適切な値に設定することが可能となり、サンプリングの回数が増加するのを抑制することが可能となり、消費電力の増加を抑制することが可能となる。
【００１５】
なお、本明細書において、近接あるいは近傍とは、直下も含むものと理解して頂きたい。
【発明の効果】
【００１６】
一実施の形態によれば、測定精度の向上、また消費電力の増加を抑制することが可能な回転数測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】回転数測定装置を用いて、流量の測定を行う例である水道メータの構成を示す概略図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、回転数を測定する原理を説明する説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、回転数を測定する原理を説明する説明図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、センサからの応答信号を示す波形図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、応答信号の包絡線としきい値との関係を示す説明図である。
【図６】水道管を流れる水道水の流量の変化を示すグラフである。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、しきい値の変化とサンプリング回数との関係を示す説明図である。
【図８】実施の形態に係わる水道メータの構成を示すブロック図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｇ）は、実施の形態の動作波形図である。
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態を説明するための説明図である。
【図１１】実施の形態の動作を示すフローチャート図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｆ）は、変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、原則として省略する。
【００１９】
回転数測定装置の例として、水道メータに用いる回転数測定装置を、以下実施の形態として述べる。水道メータとして用いる場合、例えば、所定時間内の回転数と１回転当たり流量を基にして、測定した回転数から水道水の流量が算出される。勿論、回転数測定装置は、水道メータに用いられるものに限定されるものではなく、種々の利用形態がある。例えば流体の流量を測定することを、適用の対象と考えた場合でも、例えばガスの流量を測定する際にも用いることが可能である。
【００２０】
理解を容易にするために、回転数測定装置を水道メータに用いる場合の基本的な構成およびその動作について、先ず説明しておく。
【００２１】
図１は、水道メータの構成を示す概略図である。同図において、１０３は水道水が流れる水道管を示している。この例では、水道管１０３内を水道水が矢印１０５の方向へ流れるものとする。水道管１０３内には、羽根車１０４が設けられており、この羽根車１０４は、水道水が流れることにより、回転する。特に制限されないが、水道管１０３は、羽根車１０４を設けることができる様に、羽根車１０４の設置部分が大きくなっている。また、羽根車１０４は、水道水がゆっくり流れたときも、回転するように、設置部分において、水道管と羽根車１０４とが密着するように、設けられている。羽根車１０４の回転軸は、水道管１０３の設置部分に設けられた円板１０２の回転軸に固定され、羽根車１０４の回転が、円板１０２に伝えられる。羽根車１０４の設置部分の上方には、円板１０１が設けられている。円板１０１と円板１０２との間には水道管の壁が存在し、円板１０１と円板１０２とは接触していない。この例においては、円板１０１と１０２は、それぞれマグネットにより構成されており、円板１０１と円板１０２とは磁気カップリングにより結合されている。そのため、円板１０１の回転に合わせて円板１０２も回転する。すなわち、羽根車１０４の回転は、円板１０２に伝えられ、さらに磁気カップリングによって、円板１０１に伝えられる。円板１０１の回転は、この円板１０１の中心に設けられた回転軸１０６に伝えられる。回転軸１０６は、回転体である回転板１００の中心に結合されている。この回転板１００は、円盤状をしており、回転軸１０６が回転することにより、回転する。このようにすることにより、水道水の流れに従って、羽根車１０４が回転し、回転板１００も、水道水の流れに従って回転することになる。このとき、回転板１００の回転数は、羽根車１０４の回転数に比例する。
【００２２】
図１には、示されていないが、回転板１００の近傍には、センサが設置され、センサからの出力に基づいて、回転板１００の所定時間内における回転数が算出される。また、算出された回転数と、回転板１００の１回転当たりの流量とに基づいて、所定時間内の水道水の流量が算出される。
【００２３】
図２および図３は、回転板１００とセンサとによって、回転板１００の回転状態を把握する原理を説明するための説明図である。つぎに、この図２および図３を用いて、回転状態を把握する原理を説明する。
【００２４】
図２（Ａ）は、上記した回転板（回転体）１００の平面図である。図２（Ａ）において、２００Ａおよび２００Ｂのそれぞれは、回転板１００の近傍に設置されたセンサを示している。図２（Ａ）では、図面を見易くするために、回転板１００の外側にセンサ２００Ａおよび２００Ｂが配置されているが、センサ２００Ａおよび２００Ｂは、具体的には、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、回転板１００の主面側に配置されている。すなわち、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、センサ２００Ａおよび２００Ｂのそれぞれは、コイルであり、回転板１００の主面上部に配置され、回転板１００の中心（中心軸１０６）において、９０度の角度を有するように、隔離されている。
【００２５】
また、この回転板１００は、その主面の半分の領域２０１に導電体（ドットで埋められた領域）が配置され、残りの半分の領域２０２に絶縁体が配置されている。この場合、回転板１００は、例えば絶縁性の材料で円板を製造し、その円板の主面において、半分の領域２０１に導電体である銅板を配置するようにしてもよい。より具体的には、絶縁性の円板の半分の領域に、銅板をプリントするようにしてもよい。
【００２６】
図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、この実施の形態においては、センサ２００Ａおよび２００Ｂのそれぞれは、コイルである。このコイル（センサ２００Ａ、２００Ｂ）に、例えば矩形のパルス状信号を起動信号として供給すると、そのときコイルに近接している回転板１００の領域が、導電体の領域２０１か絶縁体の領域２０２なのかに従って、起動信号に応答して発生する応答信号の電圧減衰に要する時間が異なる。すなわち、そのとき近接している領域が、絶縁体の領域２０２であれば、この領域とコイルとの間で共振を起こさせることが可能となり、応答信号の減衰が遅くなる。これに対して、近接している領域が、導電体の領域２０１であれば、共振は起こらないため、応答信号の減衰は早くなる。これは、近接している領域が、導電体の領域２０１であれば、その導電体の部分で、渦電流が流れることにより、応答信号の減衰が早くなると言うように理解することもできる。
【００２７】
この実施の形態においては、センサ２００Ａおよび２００Ｂの間の角度差が、中心軸１０６において９０度とされ、回転板１００の半分の領域が導電体の領域２０１で、残りの半分の領域が絶縁体の領域２０２とされている。そのため、センサ２００Ａおよび２００Ｂによって、回転板１００の回転を４個の状態（４現象）に識別することが可能となる。この４個の状態は、図３（Ａ）〜（Ｄ）として示されている。なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。
【００２８】
すなわち、図３（Ａ）は、回転板１００が回転し、センサ２００Ａの近傍（その直下を含む、以下同様）に、回転板１００の導電体の領域２０１が存在し、センサ２００Ｂの近傍（その直下を含む、以下同様）に、回転板１００の絶縁体の領域２０２が存在するときの状態を示している。この状態（Ｓｔａｔｅ  ａ）では、起動信号によって、センサ２００Ｂと回転板１００の領域２０２の間で共振が起こる。一方、センサ２００Ａと回転板１００の領域２０１との間では共振が起こらない。その結果、センサ２００Ａからの応答信号Ｓ１は早い時点で減衰する。一方、センサ２００Ｂからの応答信号Ｓ２は、共振によりその減衰が遅くなる。
【００２９】
同様に、図３（Ｃ）は、センサ２００Ａの近傍に、回転板１００の領域（絶縁体）２０２が存在し、センサ２００Ｂの近傍に、回転板１００の領域（導電体）２０１が存在している状態を示している。この状態（Ｓｔａｔｅ  ｃ）では、起動信号によって、センサ２００Ａと領域２０２との間で共振が起こり、センサ２００Ａからの応答信号Ｓ１の減衰は遅くなる。一方、センサ２００Ｂは共振を起こさないため、センサ２００Ｂからの応答信号Ｓ２は、早い時点で減衰する。
【００３０】
また、図３（Ｂ）は、センサ２００Ａおよび２００Ｂのそれぞれの近傍に、回転板１００の領域（導電体）２０１が存在しているときの状態を示している。この状態（Ｓｔａｔｅ  ｂ）では、起動信号を供給したとき、センサ２００Ａおよび２００Ｂのそれぞれと、回転板１００の領域２０１との間で共振が起きないため、センサ２００Ａおよび２００Ｂのそれぞれからの応答信号Ｓ１、Ｓ２は、早い時点で減衰する。同様に、図３（Ｄ）は、センサ２００Ａおよび２００Ｂのそれぞれの近傍に、回転板１００領域（絶縁体）２０２が存在しているときの状態を示している。この状態（Ｓｔａｔｅ  ｄ）では、それぞれのセンサ２００Ａ、２００Ｂと回転板１００の領域（絶縁体）２０２との間で共振が起こり、それぞれのセンサ２００Ａ、２００Ｂからの応答信号Ｓ１、Ｓ２の減衰は遅くなる。
【００３１】
図３においては、共振が起こり、電圧の減衰が遅くなっている応答信号のデジタル値を「１」と表しており、共振が起こらず、電圧の減衰が早い応答信号のデジタル値を「０」と表している。すなわち、図３（Ａ）の状態では、応答信号Ｓ１、Ｓ２は、デジタル値「０、１」となり、図３（Ｂ）では、応答信号Ｓ１、Ｓ２は、デジタル値「０、０」となり、図３（Ｃ）では、応答信号Ｓ１、Ｓ２は、デジタル値「１、０」となり、図３（Ｄ）では、応答信号Ｓ１、Ｓ２は、デジタル値「１、１」となる。応答信号Ｓ１，Ｓ２は、この実施の形態においては、起動信号に応答して発生する電圧信号であり、絶縁体とセンサであるコイルとが共振を起こしても、時間の経過とともに減衰する。減衰すると言う観点では、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示したどの状態においても、応答信号Ｓ１、Ｓ２は、減衰信号（Ｄａｍｐｅｄ）であるが、図３においては、共振により減衰が遅延することを明示するために、共振しているときの応答信号を非減衰信号（Ｕｎｄａｍｐｅｄ）として示している。
【００３２】
また、図３（Ａ）〜（Ｄ）において、矢印は、回転板１００の回転方向を示している。この図においては、回転板１００は、反時計方向に回転しており、図３（Ａ）から図３（Ｄ）へ向かって、状態が遷移する。勿論、回転しているので、図３（Ｄ）の後は、図３（Ａ）の状態となり、以降繰り返される。
【００３３】
図２（Ｄ）には、上記した回転板１００が回転している状態が模式的に示されている。また、図２（Ｂ）および（Ｃ）には、センサ２００Ａおよび２００Ｂからの応答信号Ｓ１、Ｓ２の電圧波形が、デジタル値として示されている。なお、図２（Ｄ）では、センサ２００Ａは、「Ａ」として示されており、センサ２００Ｂは、「Ｂ」として示されている。また、図２（Ｂ）〜（Ｄ）において、横軸は時間を示しており、同図において、時間は右から左へと変わっている状態を示している。すなわち、時間ｔ１から時間ｔ７へと変わる。この場合、時間ｔ１、ｔ５における回転板１００の状態は、図３（Ｃ）に対応し、時間ｔ２、ｔ６における回転板１００の状態は、図３（Ｄ）に対応し、時間ｔ３、ｔ７における回転板１００の状態は、図３（Ａ）に対応し、時間ｔ４における回転板１００の状態は、図３（Ｂ）に対応する。また、図２（Ｂ）において、○で囲んだ数字は、応答信号Ｓ１、Ｓ２のデジタル値を示している。なお、図２（Ｄ）にも、回転板１００の回転方向が矢印で示されている。
【００３４】
図４は、応答信号Ｓ１、Ｓ２の電圧波形を示す波形図であり、図４（Ａ）には、絶縁体の領域２０２が近接したセンサから出力された応答信号の電圧波形が示されており、図４（Ｂ）には、導電体の領域２０１が近接したセンサから出力された応答信号の電圧波形が示されている。図４において、横軸は時間ｔを示し、それぞれの縦軸は電圧を示している。センサから出力される応答信号は、導電体の領域２０１が近接していても、絶縁体の領域２０２が近接していても、発生し、減衰する。異なるのは、絶縁体の領域が近接している場合、共振が起こり、減衰量が減り、減衰に要する時間が長くなることである。
【００３５】
そのため、この実施の形態においては、特に制限されないが、応答信号が発生した後の所定時間後に、サンプリング期間ｔｓを設け、このサンプリング期間ｔｓにおいて、しきい値（参照値）Ｖｒｅｆの電圧と応答信号の電圧を比較する。この比較において、しきい値Ｖｒｅｆを超える電圧を有する応答信号であれば、その応答信号を発生しているセンサは、絶縁体の領域２０２に近接していると判定する。一方、しきい値Ｖｒｅｆを超える電圧が、比較において検出されなかったときには、その応答信号を発生しているセンサは、導電体の領域２０１に近接していると判定する。
【００３６】
図５は、図４（Ａ）および（Ｂ）に示したように、サンプリング期間ｔｓで、応答信号の電圧としきい値Ｖｒｅｆの電圧とを比較するようにしたときの説明図である。同図において、横軸は時間ｔを表している。図５（Ａ）において、内部に矢印の付いた○は、回転板１００を模式的に示している。ここで、矢印の頂点は、回転板１００の特定の位置を示しており、時間ｔの経過とともに、特定の位置が回転していることを示している。図５（Ｂ）は、応答信号の電圧波形の例を示している。応答信号の測定は、離散的に行われる、ここでは、同図において、左側から右側に向かって、サンプリング期間ｔｓ１〜ｔｓ８が設けられ、各サンプリング期間において、図４に示した比較動作が行われる。
【００３７】
図５（Ｃ）は、上記したしきい値Ｖｒｅｆとして、しきい値電圧Ｖｒｅｆａが示されている。また、図５（Ｃ）には、各サンプリング期間ｔｓ１〜ｔｓ８において応答信号の最大値を曲線で結んだ応答信号の電圧包絡線Ｓ’が示されている。また、図５（Ｄ）は、しきい値Ｖｒｅｆとして、しきい値電圧Ｖｒｅｆａよりも電圧値の低いしきい値電圧Ｖｒｅｆｂと、図５（Ｃ）に示した応答信号の電圧包絡線Ｓ’とが示されている。これらの図５（Ｃ）および（Ｄ）において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表している。
【００３８】
図５（Ｃ）に示した応答信号の電圧包絡線Ｓ’が、しきい値電圧Ｖｒｅｆａを超えたとき、応答信号は、センサが絶縁体の領域２０２に近接していることを表すことになる。一方、応答信号の電圧包絡線Ｓ’が、しきい値電圧Ｖｒｅｆａを超えていないとき、センサは導電体の領域２０１に近接していることを表すことになる。このようにして、回転板１００の位置を特定した場合、サンプリング期間ｔｓ４、ｔｓ５およびｔｓ６において、応答信号の電圧包絡線Ｓ’が、しきい値電圧Ｖｒｅｆａを超え、デジタル値「１」となる。一方、残りのサンプリング期間ｔｓ１〜ｔｓ３、ｔｓ７およびｔｓ８においては、しきい値電圧Ｖｒｅｆａを超えていないと判定され、デジタル値は「０」となる。この例では、８回のサンプリング期間において、デジタル値「１」と判定される回数は、３回であり、デジタル値「０」と判定される回数は、５回となる。このデジタル値「１」の回数から判定した場合、導電体の領域２０１であると判定される領域は、回転板１００の半分（１／２）よりも少ない領域となる。この例では、回転板１００の、３／８の領域が、絶縁体の領域２０２ａと判定され、残りの５／８の領域が導電体の領域２０１ａと判定されることになる。
【００３９】
すなわち、回転板１００の半分（１／２）の領域を導電体の領域２０１とし、残りの半分（１／２）の領域を絶縁体の領域２０２として、設定したのにもかかわらず、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値が適切でないと、デジタル値「１」と「０」とを基にした場合、正確に導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２とを判定することが困難になってしまう。この実施の形態においては、応答信号としきい値Ｖｒｅｆとを比較して、所定の期間に得られたデジタル値「１」の回数とデジタル値「０」の回数との比が、回転板１００において、導電体と設定した領域２０１と絶縁体として設定した領域２０２との比と等しくなるように、しきい値Ｖｒｅｆの値が校正される。
【００４０】
図５の例においては、しきい値Ｖｒｅｆの校正によって、図５（Ｄ）に示すように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧が、しきい値電圧Ｖｒｅｆａよりも低いしきい値電圧Ｖｒｅｆｂへ変更される。このように、しきい値Ｖｒｅｆの値を低下させることにより、例えば、サンプリング期間ｔｓ３においては、応答信号の電圧包絡線Ｓ’は、しきい値電圧Ｖｒｅｆｂを超えることになり、サンプリング期間ｔｓ３での比較の結果は、デジタル値が「０」から「１」へと変わる。これにより、絶縁体の領域として判定される領域が増加する。さらに、この操作を繰り返すことにより、しきい値Ｖｒｅｆはさらに低下され、例えば、サンプリング期間ｔｓ７における比較において、デジタル値は「０」から「１」へ変わるようになる。その結果として、デジタル値「１」と「０」と判定した判定回数においても、図５（Ｄ）の右側に示したように、回転板１００の半分に相当する領域が導電体の領域２０１ｂと判定され、残りの半分の領域が絶縁体の領域２０２ｂと判定されるようになる。このようにして、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値を校正することにより、正確に導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２とを判定することが可能となる。
【００４１】
例えば水道水の場合、時間の変化に対して、流量が一定している期間が、比較的多い。図６は、時間の経過に対する水道水の流量を示すグラフである。水道メータにおける回転板１００の回転数は、流量に比例しているため、図６において、縦軸は水道水の流量と回転板１００の回転数を表している。また、横軸は時間ｔを表している。図６に示すように、時刻ｔ１〜ｔ３において、水道水を使うと、水道管を流れる流量が増加する。これにより、水道メータの回転板１００の回転数も増加する。しかしながら、水道水を使っている期間でも、短期間（例えば、時刻ｔ１からｔ２の間、時刻ｔ２〜ｔ３の間）では、水道水の流量はほぼ一定である。すなわち、回転板１００の回転数はほぼ一定である。この水道水の流量（回転板１００の回転数）が、ほぼ一定となっている期間において、図５において説明したしきい値Ｖｒｅｆの校正を行うようにすれば、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値を、回転板１００に設けた導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２の比に整合した値に調整することが可能となる。
【００４２】
しきい値Ｖｒｅｆの電圧値は、予め定めておき、測定装置を出荷する際に設定することが考えられる。しかしながら、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値は、例えば測定装置に給電される電源電圧の電圧変化、装置の使用環境における温度変化、あるいは／および経年変化により、変化する。
【００４３】
実施の形態においては、図２（Ａ）において説明したように、回転板１００の半分の領域が、デジタル値「１」として判定される絶縁体の領域２０２とされ、残りの半分の領域が、デジタル値「０」として判定される導電体の領域２０１とされている。見方を変えると、回転板１００の中心（中心軸１０６）において、導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２のそれぞれが１８０度の角度を有するようにされている。
【００４４】
このように回転板１００における導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２とを設定した状態で、実際に測定装置を使用しているときに、電圧変化、温度変化あるいは／および経年変化により、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値が変化した場合を考えると、次に例示するように、適切な測定を行うためには、センサからの応答信号を測定する最小回数（最小サンプリング回数）を多く設定することが要求される。
【００４５】
すなわち、上記した理由により、しきい値Ｖｒｅｆの電圧が変化し、図７（Ｂ）に示すように、絶縁体の領域２０２が、１８０度ではなく、９０度に相当するように判定されるような場合を想定すると、この９０度の状態を、常に正確に判定することが可能となるようにするためには、最小サンプリング回数は、予め３６０度／９０度／回転周期とすることが要求される。ここで、回転周期は、回転板１００の回転周期を示している。これに対して、この実施の形態においては、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値が変化しても、図５において説明したように、図７（Ａ）に示すように絶縁体の領域２０２と導電体の領域２０１のそれぞれが１８０度と判定されるように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値が校正される。そのため、最小サンプリング回数は、予め３６０度／１８０度／回転周期とすることが可能となる。
【００４６】
このように、実際の測定のときに、電圧変化、温度変化あるいは／および経年変化によってしきい値Ｖｒｅｆが変化するとしても、この実施の形態においては、予め設定する最小サンプリング回数を低く設定することが可能となる。これにより、測定装置が動作する時間（サンプリング動作時間）を短くすることが可能となり、消費電流の増加を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、しきい値Ｖｒｅｆが、比較的大きく変化すると、実際の測定においては、応答信号の電圧が、この変化したしきい値Ｖｒｅｆの電圧値を超えないようなことが生じる。この場合には、デジタル値は、常に「０」と判定されることになり、回転板１００は実際には回転しているが、回転していないものと判定されることになる。すなわち、水道メータにおいては、流量を測定することができなくなる。この場合にも、実施の形態では、しきい値Ｖｒｅｆは、図５で述べたように、変更されるため、流量の測定を行うことが可能となる。
【００４８】
図８は、この実施の形態に係わる水道メータの構成を示すブロック図である。水道メータ８１０は、回転板１００と、センサＡ、センサＢおよびマイクロコントローラ８００とを具備している。この実施の形態においては、マイクロコントローラ（以下、ＭＣＵと称する）８００は、１個の半導体集積回路装置によって構成されている。
【００４９】
回転板１００は、既に図２（Ａ）等で説明したように、水道水の流れに従って回転する円盤状の回転板である。回転板の中心は、中心軸１０６に固定され、この中心軸１０６が水道水の流れに従って回転し、回転板１００が回転する。回転板１００の主面には、回転板１００の中心（中心軸１０６）において、１８０度の角度を有するように配置された導電体の領域２０１と、同じく１８０度の角度を有するように配置された絶縁体の領域２０２とが設けられている。導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２とは、互いに重ならないように設けられている。これにより、回転板１００の半分に導電体の領域２０１が設けられ、残りの半分に絶縁体の領域２０２が設けられている。
【００５０】
センサＡおよびＢは、互いに同じ構成にされているので、先ず、センサＡについて詳細に説明する。センサＡは、ＭＣＵ８００からの起動信号Ｉ１を受ける入力ノードＮＡ１と、ＭＣＵ８００へ応答信号Ｓ１を出力する出力ノードＮＡ２と、回転板１００の主面の上側に配置されたコイル２００Ａと、抵抗素子ＲＡと、容量素子ＣＡとを有している。コイル２００Ａは、回転板１００の主面とは接触しないように、離間して、回転板１００の主面の上側に配置されている。
【００５１】
容量素子ＣＡはコイル２００Ａと並列接続されるように、その両方の端子が、コイル２００Ａの端子ＬＡ１、ＬＡ２に接続されている。容量素子ＣＡとコイル２００Ａとによって構成された並列回路は、パッシブな共振回路として機能する。この場合、この共振回路の共振周波数は、コイル２００Ａの近傍（直下を含む）に、回転板１００の絶縁体の領域２０２が回転移動したとき、絶縁体の領域２０２との間で共振するような値とされている。コイル２００Ａの一方の端子ＬＡ１は、入力ノードＮＡ１に接続され、他方の端子ＬＡ２は、抵抗素子ＲＡを介して出力ノードＮＡ２に接続されている。ここで抵抗素子ＲＡは、電流制限用の抵抗素子であり、ＭＣＵ８００から起動信号Ｉ１が、入力ノードＮＡ１に供給されたとき、過渡的に大電流が、共振回路（コイル２００Ａおよび容量素子ＣＡ）を流れるのを制限し、共振回路が破壊されるのを防ぐように機能する。
【００５２】
センサＢは、入力ノードＮＢ１と、出力ノードＮＢ２と、コイル２００Ｂと、容量素子ＣＢと、抵抗素子ＲＢとを有している。センサＢは、上記したように、センサＡと同様な構成を有しており、上記した入力ノードＮＢ１は、入力ノードＮＡ１に、出力ノードＮＢ２は、上記した出力ノードＮＡ２に、コイル２００Ｂは、コイル２００Ａに、容量素子ＣＢは、容量素子ＣＡに、抵抗素子ＲＢは、抵抗素子ＲＡに、それぞれ対応している。センサＡとセンサＢとで異なる点は、コイル２００Ｂは、コイル２００Ａに対して、回転板１００の中心において、９０度離れて配置されている点である。なお、センサＢの入力ノードに供給されるＭＣＵ８００からの起動信号はＩ２であり、出力ノードＮＢ２からＭＣＵ８００へ供給されるセンサＢの応答信号はＳ２である。
【００５３】
後で説明するが、図８において、センサＡおよびセンサＢのそれぞれの部分には、起動信号Ｉ１、Ｉ２および応答信号Ｓ１、Ｓ２のそれぞれの電圧波形も描かれている。
【００５４】
ＭＣＵ８００は、１個の半導体集積回路装置に形成された複数の機能ブロックを具備している。同図には、実施の形態に関係する機能ブロックのみが示されている。同図に示した機能ブロックは、センサＡに対応した機能ブロック部分と、センサＢに対応した機能ブロック部分と、センサＡおよびＢに共通した機能ブロック部分とに分けることができる。センサＡに対応した機能ブロック部分とセンサＢに対応した機能ブロック部分とは、互いに同じ構成を有している。
【００５５】
センサＡに対応した機能ブロック部分は、入出力回路（Ｉ／Ｏ）８０３Ａ、タイミング回路８０２Ａ、比較回路（ＣＭＰ）８０４Ａおよびデジタルアナログ変換回路（ＤＡＣ、以下ＤＡ変換回路と称する）８０５Ａを有している。センサＢに対応した機能ブロック部分は、入出力回路（Ｉ／Ｏ）８０３Ｂ、タイミング回路８０２Ｂ、比較回路（ＣＭＰ）８０４ＢおよびＤＡ変換回路（ＤＡＣ）８０５Ｂを有している。ここで、符号の末尾に付されている「Ａ」および「Ｂ」を除いて、同じ符号が付されている機能ブロックは、互いに対応しており、同じ構成を有している。また、末尾に付されている「Ａ」は、センサＡに対応した機能ブロックであり、「Ｂ」は、センサＢに対応した機能ブロックであることを示している。例えば、入出力回路８０３Ａと８０３Ｂは、互いに対応しており、同じ構成を有している。また８０３Ａは、センサＡに対応した機能ブロックであり、８０３Ｂは、センサＢに対応した機能ブロックであることを示している。
【００５６】
センサＡおよびセンサＢに共通となる機能ブロック部分は、中央処理装置（以下、ＣＰＵと称する）８０１、回転数カウンタ８０６、回転数ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）８０７、時計カウンタ８０８、および１秒測定タイマ８０９を有している。
【００５７】
ＣＰＵ８０１は、同図には示されていないメモリに格納されたプログラムに従って、後で図１１を用いて説明する処理を実行する。ＣＰＵ８０１が図１１に示す処理を実行することにより、校正期間においてはしきい値Ｖｒｅｆの校正が行われ、測定期間においては、水道水の流量の測定が行われる。また、ＣＰＵ８０１は、プログラムを実行する際に、複数のレジスタを用いる。これらの複数のレジスタのうち、図８には、４個のレジスタ（ＲＧＡ１、ＲＧＡ２、ＲＧＢ１、ＲＧＢ２）が示されている。ＣＰＵ８０１による処理については、図１１で説明するので、ここでは、各機能ブロックの概要のみを説明する。
【００５８】
入出力回路８０３Ａ（８０３Ｂ）は、ＣＰＵ８０１からの指示に従って、起動信号Ｉ１（Ｉ２）をセンサＡ（Ｂ）の入力ノードＮＡ１（ＮＢ１）へ供給する起動信号発生回路として機能する。比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）は、その一方の入力に、センサＡ（Ｂ）の出力ノードＮＡ２（ＮＢ２）からの応答信号Ｓ１（Ｓ２）を受け、その他方の入力に、ＤＡ変換回路８０５Ａ（８０５Ｂ）からの電圧を受け、判定回路として機能する。ここで、ＤＡ変換回路８０５Ａから出力される電圧が、センサＡに対するしきい値Ｖｒｅｆの電圧となる。同様に、ＤＡ変換回路８０５Ｂから出力される電圧が、センサＢに対するしきい値Ｖｒｅｆの電圧となる。ＤＡ変換回路８０５Ａ（８０５Ｂ）のそれぞれには、ＣＰＵ８０１からしきい値Ｖｒｅｆに対応したデジタル信号（第１制御信号、第２制御信号）が供給され、ＤＡ変換回路８０５Ａ（８０５Ｂ）は、供給されたデジタル信号（制御信号）をアナログのしきい値Ｖｒｅｆの電圧として出力する。すなわち、この実施の形態においては、しきい値Ｖｒｅｆに対応したデジタル信号がＣＰＵ８０１によって生成され、ＤＡ変換回路８０５Ａ（８０５Ｂ）によって、アナログのしきい値Ｖｒｅｆの電圧に変換され、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）に供給される。言い換えるならば、制御回路として機能するＣＰＵ８０１とＤＡ変換回路８０５Ａ（８０５Ｂ）とによって、しきい値Ｖｒｅｆ（参照値）を生成する参照値生成回路が構成されていると見なすことができる。
【００５９】
ＣＰＵ８０１のレジスタＲＧＡ１（ＲＧＢ１）とレジスタＲＧＡ２（ＲＧＢ２）は、ＤＡ変換回路８０５Ａ（８０５Ｂ）へ供給されるデジタル信号の供給元となるレジスタである。レジスタＲＧＡ１（ＲＧＢ１）とＲＧＡ２（ＲＧＢ２）とは選択的に切り替えて、デジタル信号をＤＡ変換器８０５Ａ（８０５Ｂ）へ供給する。すなわち、水道水の流量を測定する測定期間においては、レジスタＲＧＡ１（ＲＧＢ１）に保持されているデジタル信号がＤＡ変換回路８０５Ａ（８０５Ｂ）に供給され、このデジタル信号に対応したアナログ電圧がしきい値Ｖｒｅｆの電圧となる。これに対して、レジスタＲＧＡ２（ＲＧＢ２）は、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値を校正する際に、デジタル信号を保持し、ＤＡ変換回路８０５Ａ（８０５Ｂ）へ供給する。
【００６０】
測定装置の出荷時等に、レジスタＲＧＡ１（ＲＧＢ１）には、適切なしきい値Ｖｒｅｆの電圧に対応するようなデジタル値が設定される。しきい値Ｖｒｅｆの値を校正する校正期間においては、ＣＰＵ８０１は、校正する電圧に対応したデジタル信号を、レジスタＲＧＡ２（ＲＧＢ２）へ格納する。レジスタＲＧＡ２（ＲＧＢ２）に格納されたデジタル信号は、校正期間において、ＤＡ変換回路８０５Ａ（８０５Ｂ）に供給され、変更されたしきい値Ｖｒｅｆの電圧として、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）に供給される。この実施の形態においては、１回の校正期間においては、複数回に渡り、しきい値Ｖｒｅｆの電圧が変更される。レジスタＲＧＡ２（ＲＧＢ２）には、変更毎に、ＣＰＵ８０１から変更後のしきい値Ｖｒｅｆの電圧に対応したデジタル信号が供給される。
【００６１】
校正期間において、変更したしきい値Ｖｒｅｆの電圧値を、校正した電圧値として測定期間に反映させるために、校正期間において格納されたジスタＲＧＡ２（ＲＧＢ２）のデジタル値は、レジスタＲＧＡ１（ＲＧＢ１）に移される。これにより、校正された電圧が、しきい値Ｖｒｅｆの電圧として、測定期間において用いられる。一方、校正期間において変更したしきい値Ｖｒｅｆの電圧を、校正されたしきい値Ｖｒｅｆの電圧として反映させない場合には、レジスタＲＧＡ２（ＲＧＢ２）のデジタル信号は、レジスタＲＧＡ１（ＲＧＢ１）へ移されない。これにより、測定期間においては、校正期間に移る以前の測定期間において用いていたしきい値Ｖｒｅｆの電圧を用いることができるようになる。すなわち、以前の測定期間において用いられていたレジスタＲＧＡ１（ＲＧＢ２）のデジタル値が、継続して用いられるようにすることができる。
【００６２】
タイミング回路８０２Ａ（８０２Ｂ）は、ＣＰＵ８０１からの指示に従って、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）を動作させるタイミングを指示する。例えば、校正期間においては、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）を動作させる周期を、所定の第１周期で動作させ、測定期間においては、所定の第１周期よりも長い第２周期で、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）を動作させる。比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）は、タイミング回路８０２Ａ（８０２Ｂ）から動作の指示を受けると、一方の入力に供給されている応答信号Ｓ１（Ｓ２）と、他方の入力に供給されている電圧（しきい値Ｖｒｅｆの電圧）とを比較し、比較の結果を、計数回路である回転数カウンタ８０６へ供給する。
【００６３】
回転数カウンタ８０６は、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）から供給されている比較の結果を、ＣＰＵ８０１によって指示されている期間カウントする。例えば、しきい値Ｖｒｅｆの電圧よりも、応答信号Ｓ１（Ｓ２）の電圧値が高い場合、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）は、デジタル値「１」を比較の結果として出力し、しきい値Ｖｒｅｆの電圧よりも、応答信号Ｓ１（Ｓ２）の電圧値が低い場合、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）は、デジタル値「０」を比較の結果として出力する。回転数カウンタ８０６は、ＣＰＵ８０１によって指示された期間におけるデジタル値「１」と「０」の回数を計測する。
【００６４】
回転数ＲＡＭ８０７は、回転数を測定する際に用いられる一時的なメモリとして用いられる。時計カウンタ８０８および１秒測定タイマ８０９については、図１１おいて説明する。
【００６５】
図８において、センサＡおよびセンサＢのそれぞれの部分には、起動信号Ｉ１およびＩ２の波形が、起動信号Ｉ１波形および起動信号Ｉ２波形として描かれている。同様に、センサＡおよびセンサＢの部分には、応答信号Ｓ１およびＳ２の波形が、応答信号Ｓ１波形および応答信号Ｓ２波形として描かれている。これらの起動信号Ｉ１波形、起動信号Ｉ２波形、応答信号Ｓ１波形および応答信号Ｓ２波形のそれぞれにおいて、横軸は、時間を示しており、縦軸は電圧を示している。また、応答信号Ｓ１波形および応答信号Ｓ２波形のそれぞれにおいて、Ｖｒｅｆは、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を示しており、ＣＯＭは、基準電圧を示している。
【００６６】
この基準電圧ＣＯＭは、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）の入力におけるバイアス電圧等を考慮して定められる。例えば、基準電圧ＣＯＭは、回路の接地電圧であってもよい。さらに、応答信号Ｓ１波形および応答信号Ｓ２波形のそれぞれにおいて、時刻ｔｓは、特に制限されないが、応答信号Ｓ１（Ｓ２）の値を測定する時刻を示している。すなわち、時刻ｔｓにおいて、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）は、しきい値Ｖｒｅｆの電圧と応答信号Ｓ１（Ｓ２）の電圧値とを比較する。なお、図８に示した応答信号Ｓ１波形および応答信号Ｓ２波形においては、図面が複雑になるのを避けるために、時刻ｔｓは、１点で示しているが、図４に示したように所定の時間幅を有するサンプリング期間ｔｓであると理解されたい。
【００６７】
入出力回路８０３Ａ（８０３Ｂ）は、ＣＰＵ８０１からの指示に従って、図８の起動信号Ｉ１波形（起動信号Ｉ２波形）に示すように、負電圧に変化する矩形のパルスを、起動信号Ｉ１（Ｉ２）として、センサＡ（センサＢ）の入力ノードＮＡ１（ＮＢ１）に供給する。特に制限されないが、入出力回路８０３Ａ（８０３Ｂ）は、矩形のパルスを発生したあと、入力ノードＮＡ１（ＮＢ１）がハイインピーダンス状態となるようにする。これは、入出力回路８０３Ａ（８０３Ｂ）において、入力ノードＮＡ１（ＮＢ１）と電源電圧および回路の接地電圧との間に接続されているトランジスタをオフすることにより、達せられる。なお、同図では、ハイインピーダンスの状態が破線で示されている。
【００６８】
矩形のパルスが、起動信号Ｉ１（Ｉ２）として、入力ノードＮＡ１（ＮＢ１）に供給されると、容量素子ＣＡ（ＣＢ）およびコイル２００Ａ（２００Ｂ）によって構成された共振回路は、この起動信号Ｉ１（Ｉ２）に応答して、応答信号Ｓ１（Ｓ２）を生成し、抵抗素子ＲＡ（ＲＢ）を介して、出力ノードＮＡ２（ＮＢ２）へ供給する。このときの応答信号Ｓ１（Ｓ２）は、共振回路の出力であるため、図８の応答信号Ｓ１波形（応答信号Ｓ２波形）に示されているように、基準電圧ＣＯＭを中心の電圧として、上下に振動しながら減衰する。このときの減衰する量は、コイル２００Ａ（２００Ｂ）と容量素子ＣＡ（ＣＢ）とによって構成されている共振回路と、このときコイル２００Ａ（２００Ｂ）に近接して存在する回転板１００の領域とが共振するか否かによって変わる。
【００６９】
この実施の形態においては、共振回路は絶縁体の領域２０２との間で共振するように設定している。図８では、絶縁体の領域２０２が、センサＢのコイル２００Ｂの近傍（直下）に存在しているため、センサＢの共振回路（容量素子ＣＢおよびコイル２００Ｂ）と絶縁体の領域２０２との間で共振が起こる。これにより、センサＢの出力ノードＮＢ２における応答信号Ｓ２の減衰量は低下する。一方、センサＡのコイル２００Ａの近傍（直下）には、導電体の領域２０１が存在している。そのため、センサＡの共振回路（容量素子ＣＡとコイル２００Ａ）と導電体の領域２０１との間では共振は起こらず、むしろ、エネルギーは、導電体の領域２０１において渦電流として消費される。これにより、センサＡの出力ノードＮＡ２における応答信号Ｓ１の減衰量は増大する。結果として、図８に示した例では、応答信号Ｓ１は、応答信号Ｓ２に比べて減衰量が大きく、その電圧値は、応答信号Ｓ２に比べて早く低下する。
【００７０】
センサＡ（Ｂ）内のコイル２００Ａ（２００Ｂ）は、回転板１００との間に隙間があり、直接的にコイル２００Ａ（２００Ｂ）と回転板１００とは接続していない。しかしながら、回転板１００において互いに異なる特性（実施の形態では導電体と絶縁体）を有する領域２０１、２０２が、コイル２００Ａ（２００Ｂ）に近接することにより、センサＡ（Ｂ）は、近接する領域の特性に従った信号（減衰量／減衰時間が異なる）を発生する。そのため、センサＡ（Ｂ）は、回転板１００に結合されていると見なすことができる。また、センサＡ（Ｂ）は、回転板１００の回転を検出する検出回路と見なすことができる。
【００７１】
特に制限されないが、この実施の形態においては、応答信号Ｓ１（Ｓ２）が発生した時刻ｔ１から所定時間ｔｐ経過した時刻における期間ｔｓにおいて、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）が、しきい値Ｖｒｅｆの電圧と応答信号Ｓ１（Ｓ２）の電圧とを比較し、比較結果を回転数カウンタ８０６へ供給する。
【００７２】
次に、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値を校正する校正期間と水道水の流量を測定する測定期間との関係を、図９を用いて説明する。図９は、校正期間と測定期間における起動信号Ｉ１、Ｉ２と応答信号Ｓ１、Ｓ２の電圧波形を示す波形図である。図９（Ａ）〜（Ｇ）において、横軸は時間を示し、図９（Ｂ）〜（Ｇ）のそれぞれの縦軸は電圧を示す。
【００７３】
図９（Ａ）は、校正期間ＴＭＭと測定期間ＴＳＳの関係を示している。しきい値Ｖｒｅｆの校正と測定とは排他的に実施される。図９（Ａ）には、校正を実施した後に、測定を実施する例が示されており、校正期間ＴＭＭの後に、測定期間ＴＳＳが設けられている。校正は図６において説明したように、水道水の流量がほぼ一定となっている期間に実施する。そのため、例えば予め設定した校正期間ＴＭＭにおいて、水道水の流量が一定していない場合には、その校正期間ＴＭＭにおいて実施した校正の結果は、測定に反映されない。
【００７４】
図９（Ａ）に示した１回の測定期間ＴＳＳにおいて、測定装置は、水道水の流量を複数回測定している。すなわち、起動信号Ｉ１、Ｉ２が複数回発生し、センサＡ、Ｂに供給し、センサＡ、Ｂからの応答信号Ｓ１、Ｓ２をサンプリングし、回転板１００の回転数を測定し、流量を算出している。この複数回の測定のうち、１回の起動信号Ｉ１、Ｉ２の発生に対応した波形が、図９（Ｂ）および（Ｃ）に示されている。すなわち、図９（Ｂ）および（Ｃ）に示すような波形が、図９（Ａ）に示した測定期間ＴＳＳにおいて、複数回発生している。同様に、図９（Ａ）に示した１回の校正期間ＴＭＭにおいても、起動信号Ｉ１、Ｉ２が複数回発生し、センサＡ、Ｂに供給され、センサＡ、ＢからはＭＣＵ８００へ、応答信号Ｓ１、Ｓ２が複数回供給される。すなわち、図９（Ａ）に示した１回の校正期間ＴＭＭにおいて、図９（Ｅ）〜（Ｇ）に示すような繰り返しの波形が、複数回発生している。
【００７５】
この実施の形態においては、測定期間ＴＳＳに比べて校正期間ＴＭＭを十分に短くし、校正の精度を向上させるために、校正期間ＴＭＭにおいて、発生するサンプリング期間ｔｓの周期ＴＭＭ２（図９（Ｆ）、（Ｇ））が、測定期間において発生するサンプリング期間ｔｓの周期ＴＳＳ２（図９（Ｃ）、（Ｄ））に比べて短くなるようにされている。これに伴い、起動信号Ｉ１、Ｉ２の発生する周期も、校正期間における周期ＴＭＭ１（図９（Ｅ）が、測定期間における周期ＴＳＳ１（図９（Ｂ））に比べて短くされている。
【００７６】
図９（Ｂ）には、起動信号Ｉ１、Ｉ２の電圧波形が示されている。時刻ｔ１およびｔ２において、起動信号Ｉ１、Ｉ２が発生している。すなわち、時刻ｔ１と時刻ｔ２において、起動信号Ｉ１、Ｉ２は、負電圧の矩形パルス状に変化している。このそれぞれの矩形パルスに応答して、センサＡは、図９（Ｃ）に示すように、基準電圧ＣＯＭを基準として、電圧値が上下に振動する応答信号Ｓ１を発生し、ＭＣＵ８００（図８）の比較回路８０４Ａへ供給する。同様に、矩形パルスに応答して、センサＢは、図９（Ｄ）に示すように、基準電圧ＣＯＭを基準として、振動する応答信号Ｓ２を発生し、ＭＣＵ８００の比較回路８０４Ｂへ供給する。それぞれの比較回路８０４Ａ、８０４Ｂは、サンプリング期間ｔｓにおいて、供給されている応答信号Ｓ１、Ｓ２の電圧と、ＤＡ変換回路８０５Ａ、８０５Ｂからのしきい値Ｖｒｅｆの電圧とを比較し、比較結果を回転数カウンタ８０６へ供給する。
【００７７】
ここで、起動信号Ｉ１、Ｉ２の電圧を矩形パルスに変化させるタイミング、すなわち、起動信号Ｉ１、Ｉ２を発生するタイミングは、ＣＰＵ８０１が、入出力回路８０３Ａ、８０３Ｂに起動信号の発生を指示するタイミングによって定められる。この起動信号Ｉ１、Ｉ２は、測定期間ＴＳＳにおいては、一定の周期ＴＳＳ１で発生するように、ＣＰＵ８０１によって設定されている。サンプリング期間ｔｓは、起動信号Ｉ１、Ｉ２の発生に応答して発生する。すなわち、起動信号Ｉ１、Ｉ２が発生（矩形パルス）したときから所定時間経過したときに、サンプリング期間ｔｓが発生するように、ＣＰＵ８０１とタイミング回路８０２Ａ、８０２Ｂによって制御されている。そのため、測定期間ＴＳＳにおいて、サンプリング期間ｔｓは、一定の周期ＴＳＳ２で、複数回発生する。言い換えるならば、起動信号Ｉ１、Ｉ２と比較回路８０４Ａ、８０４Ｂを動作させるタイミングとは、同期している。
【００７８】
図９（Ｅ）〜（Ｇ）には、校正期間ＴＭＭにおける起動信号Ｉ１、Ｉ２と応答信号Ｓ１、Ｓ２の電圧波形が示されている。校正期間ＴＭＭにおいては、ＣＰＵ８０１から入出力回路８０３Ａ、８０３Ｂへ指示される起動信号Ｉ１、Ｉ２の周期が、測定期間ＴＳＳに比べて短くされる。これにより、入出力回路８０３Ａ、８０３Ｂは、測定期間ＴＳＳにおける起動信号Ｉ１、Ｉ２の周期ＴＳＳ１に比べて短い周期ＴＭＭ１で、図９（Ｅ）に示すように、負電圧へ変化する矩形パルスを、起動信号Ｉ１、Ｉ２として、複数回発生する。
【００７９】
ＣＰＵ８０１は、起動信号Ｉ１、Ｉ２の発生する周期を短くするのに合わせて、サンプリング期間ｔｓを発生させる周期ＴＭＭ２も、測定期間ＴＳＳにおいて発生するサンプリング期間ｔｓの周期ＴＳＳ２に比べて短くする。これにより、校正期間ＴＭＭにおいては、短い周期ＴＭＭ１で起動信号Ｉ１、Ｉ２（矩形パルス）が複数回発生し、この起動信号Ｉ１、Ｉ２に応答して、センサＡ、Ｂは複数回の応答信号Ｓ１、Ｓ２を発生する。センサＡ、Ｂによって発生した複数回の応答信号Ｓ１、Ｓ２は、短い周期ＴＭＭ２で発生する複数回のサンプリング期間ｔｓにおいて、しきい値Ｖｒｅｆの電圧と比較される。比較の結果は、測定期間ＴＳＳのときと同様に、回転数カウンタ８０６へ供給される。なお、図９においても、図面が複雑になるのを避けるために、サンプリング期間ｔｓは、１つの点として描いているが、図４に示したように、所定の期間を有しているものと理解して頂きたい。
【００８０】
校正期間ＴＭＭにおいては、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値が校正される。次に図１０を用いて、この校正の動作を述べる。図１０（Ａ）は、校正期間ＴＭＭにおける応答信号Ｓ１（Ｓ２）の最大値Ｓ１’（Ｓ２’）の電圧包絡線と短い周期ＴＭＭ２で発生するサンプリング期間ｔｓとの関係を示す波形図であり、図１０（Ｂ）は、校正によるしきい値Ｖｒｅｆの変更による判定結果（絶縁体の領域２０２：「１」に相当、および導電体の領域２０１：「０」に相当）の変化を示す図である。
【００８１】
図１０（Ａ）において、Ｓ１’（Ｓ２’）は、センサＡ（Ｂ）からの応答信号Ｓ１（Ｓ２）の最大値を結んだ電圧包絡線であり、時間の経過に伴って変化している。電圧包絡線Ｓ１’（Ｓ２’）は、回転板１００の角度を表しているとも見なせるので、同図の縦軸は、電圧／角度と示してある。また、Ｖｒｅｆは、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）に供給されるしきい値Ｖｒｅｆの電圧を示している。回転板１００は、校正期間ＴＭＭにおいて、複数回、回転している。図１０には、特定の１回転とその前後における電圧包絡線Ｓ１’（Ｓ２’）の変化が示されている。１回転しているか否かは、電圧包絡線Ｓ１’（Ｓ２’）の電圧が、例えば上昇しながら一致しているか、あるいは下降しながら一致しているかを判定することにより、特定することが可能である。図１０（Ａ）では、特定の１回転をしている期間が、ＴＭＭ−１として示されている。
【００８２】
校正期間ＴＭＭにおいては、図９で述べたように、短い周期ＴＭＭ２で、サンプリング期間ｔｓが発生する。すなわち、周期ＴＭＭ２で、応答信号Ｓ１（Ｓ２）のサンプリングが行われる。同図には、周期ＴＭＭ２で発生するサンプリング期間ｔｓが、上向きの矢印で示されており。サンプリング期間ｔｓにおいてサンプリングされた応答信号としきい値Ｖｒｅｆの電圧とを比較した結果が、デジタル値「０」あるいは「１」として、対応する上向き矢印の下側に示されている。例えば、図１０（Ａ）において、最も左側の上向き矢印で示したサンプリング期間ｔｓの比較結果は、デジタル値「０」であり、最も右側の上向き矢印で示したサンプリング期間ｔｓの比較結果は、デジタル値「１」である。なお、図１０（Ａ）では、図面を見易くするために、しきい値Ｖｒｅｆと比較される電圧として、応答信号Ｓ１（Ｓ２）の電圧ではなく、当該応答信号Ｓ１（Ｓ２）の最大値の電圧包絡線Ｓ１’（Ｓ２’）が、示されている。
【００８３】
この実施の形態においては、回転板１００が１回転したときに、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）から出力された比較結果に従って、しきい値Ｖｒｅｆの電圧が維持あるいは変更される。すなわち、１回転したときに、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）から出力されたデジタル値「１」の回数と、デジタル値「０」の回数とが、同じ値になるようにしきい値Ｖｒｅｆの電圧が校正される。勿論、デジタル値「１」とデジタル値「０」とが、同じ回数であれば、しきい値Ｖｒｅｆの電圧は変更されず、維持される。
【００８４】
図１０（Ａ）では、特定の１回転の期間ＴＭＭ−１における、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）から出力されるデジタル値「１」と「０」の数（回数）が、求められる。この例では、１回転に対応する期間ＴＭＭ−１において、期間ＴＭＭ−１−１では、比較回路８０４Ａ（あるいは８０４Ｂ）からデジタル値「１」が出力され、期間ＴＭＭ−１−２では、比較回路８０４Ａ（あるいは８０４Ｂ）からデジタル値「０」が出力されている。同図の例では、期間ＴＭＭ−１−１の間にデジタル値「１」が、６回出力され、期間ＴＭＭ−１−２の間にデジタル値「０」が、１０回出力されている。勿論、期間ＴＭＭ−１−１とＴＭＭ−１−２の長さは、その合計が、回転板１００の１回転に対応する期間ＴＭＭ−１と一致する範囲で、そのときの応答信号と、しきい値Ｖｒｅｆの電圧により変わる。
【００８５】
図１０（Ａ）のように、１回転の期間において、デジタル値「１」と、デジタル値「０」の回数が異なると言うことは、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）の比較結果（デジタル値）から回転板１００の主面における位置を推定した場合、デジタル値「０」と判定されるべき導電体の領域２０１（図１）と、デジタル値「１」と判定されるべき絶縁体の領域２０２（図１）との大きさが異なっていることを意味している。すなわち、デジタル値「０」の回数が、デジタル値「１」の回数よりも多い場合には、図１０（Ｂ）の左側に示すように、導電体の領域２０１が、絶縁体の領域２０２よりも大きいと推定される。言い換えるならば、回転板１００の中心（中心軸１０６）において、絶縁体の領域２０２の角度は１８０度未満であると推定される。
【００８６】
一方、回転板１００の主面には、中心において、それぞれ１８０度となるように、導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２が配置されている。すなわち、導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２との領域比は１対１である。これに対して、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）の比較結果であるデジタル値「０」とデジタル値「１」の回数比は、１０対６である。この回数比が、領域比と等しくなるように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値が校正される。この場合、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を上昇させると、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）から出力されるデジタル値「０」が増加し、デジタル値「１」が減少する。一方、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を低下させると、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）から出力されるデジタル値「１」が増加し、デジタル値「０」が減少する。そこで、図１０（Ａ）に示した例においては、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を低下させる。これにより、１回転の期間ＴＭＭ−１において、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）から出力されるデジタル値「１」の回数が増加し、デジタル値「０」の回数が減少し、１対１の領域比に近づくことになる。
【００８７】
特に制限されないが、この実施の形態においては、回転板１００が、１回転する期間ＴＭＭ−１においてしきい値Ｖｒｅｆの電圧を変更する電圧の範囲が決められている。そのため、１回転の期間ＴＭＭ−１において求めたデジタル値「０」と「１」の回数比が、１回の校正によるしきい値Ｖｒｅｆの電圧変更では、領域比と等しくならないことがある。この場合には、校正期間ＴＭＭにおける次の１回転に対応する期間ＴＭＭ−１で、回数比を求め、さらにしきい値Ｖｒｅｆの電圧を変更する。この動作を以降繰り返して、回数比と領域比が等しくなるように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を変更し、図１０（Ｂ）の右側に示すように、比較回路の比較結果から推定する領域２０２と領域２０１の比が等しくなるようにする。なお、この実施の形態においては、導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２とが同じであるため、デジタル値「０」とデジタル値「１」の回数が同等になるように校正する。
【００８８】
なお、図１０では、比較回路８０４Ａ（８０４Ｂ）の比較結果が、デジタル値「０」の回数が多い場合を説明したが、デジタル値「１」の回数が多い場合にも、同じように、領域比と回数比とが等しくなるように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を上昇させる。
【００８９】
図１１は、図８に示したＣＰＵ８０１によって実行される処理を示すフローチャート図である。センサＡおよびセンサＢのそれぞれに対するＣＰＵ８０１の処理は、同じである。そのため、ここでは、センサＡを例として、ＣＰＵ８０１の処理を、図８、図９および図１１を主に用いて説明する。
【００９０】
先ず、ステップＳＴ１においては、水道水の流量が測定されている。すなわち、測定期間ＴＳＳの処理が行われている。ステップＳＴ１において、ＣＰＵ８０１は、周期ＴＳＳ１で、入出力回路８０３Ａに対して起動信号Ｉ１を発生するように指示をする。この指示に応答して、入出力回路８０３Ａは、周期ＴＳＳ１で起動信号Ｉ１をセンサＡの入力ノードＮＡ１に供給する。この起動信号Ｉ１に応答して、センサＡは、そのときの回転板１００の領域２０１、２０２の回転位置に対応した応答信号Ｓ１を発生し、出力ノードＮＡ２から、比較回路８０４Ａに供給する。比較回路８０４Ａは、供給されている応答信号Ｓ１とＤＡ変換回路８０５Ａから供給されているしきい値Ｖｒｅｆの電圧とを、サンプリング期間ｔｓにおいて比較する。この比較によって生成されたデジタル値は、回転数カウンタ８０６に供給される。
【００９１】
なお、ＣＰＵ８０１は、起動信号Ｉ１の発生を指示した後の所定時間後に、サンプリング期間ｔｓが発生するように、タイミング回路８０２Ａを用いて、比較回路８０４Ａを制御する。例えば、起動信号Ｉ１の発生の指示が、タイミング回路８０２Ａによって所定時間遅延され、遅延された信号によって、比較回路８０４Ａは、比較動作を開始する。タイミング回路８０２Ａは、遅延した信号を発生した後、所定時間後に、比較回路８０４Ａに対して比較動作を停止させる信号を供給する。これにより、比較回路８０４Ａは、起動信号Ｉ１の周期ＴＳＳ１に対応した周期ＴＳＳ２で、サンプリング期間ｔｓの間に、比較動作を行う。
【００９２】
ステップＳＴ１においては、センサＡと同様に、センサＢに対しても起動信号Ｉ２が供給され、応答信号Ｓ２が比較回路８０４Ｂに供給され、比較回路８０４Ｂからのデジタル値が回転数カウンタ８０６に供給される。
【００９３】
回転数カウンタ８０６は、比較回路８０４Ａおよび８０４Ｂからのデジタル値を、所定時間、カウントし、ＣＰＵ８０１へ供給する。ＣＰＵ８０１は、回転数カウンタ８０６から供給された回転数と、例えば１回転当たりの流量とに基づいて、水道水の流量を算出する。特に制限されないが、この流量は、水道メータ８１０に表示あるいは／および水道メータ８１０の外部へ出力される。
【００９４】
ステップＳＴ２においては、校正時間に到達したか否かの判定が行われる。特に制限されないが、この実施の形態においては、時計カウンタ８０８が、所定の時間経過すると、ＣＰＵ８０１に対して割り込み信号を発生する。この所定の時間としては、例えば１時間が、時計カウンタ８０８に設定される。ステップＳＴ２においては、時計カウンタ８０８から割り込み信号が供給されたか否かを判断している。校正時間に到達していなければ（Ｎ）、ステップＳＴ１に戻り、水道水の流量の測定を継続する。
【００９５】
ステップＳＴ２において、時計カウンタ８０８からの割り込み信号が供給されていると判定した場合（Ｙ）、次にステップＳＴ３が実行される。
【００９６】
ステップＳＴ３においては、水道水の流量の測定を１秒間停止（ウェイト）する。この１秒間は、１秒測定タイマ８０９を用いて時間の計測を行う。すなわち、ステップＳＴ２において、割り込み信号の供給を判定したら、１秒測定タイマ８０９を起動し、１秒の測定を開始する。また、ステップＳＴ３では、１秒の測定を開始するとともに、回転数カウンタ８０６により、比較回路８０４Ａからのデジタル値のカウントを行う。このステップＳＴ３での１秒間停止は、回転数カウンタ８０６によってカウントした値を、水道水の流量の測定に用いないことを意味しており、この１秒間停止の間も、ステップＳＴ１で述べた起動信号Ｉ１の供給および比較回路８０４Ａによって応答信号Ｓ１に対応したデジタル値を求める動作は継続して実施されている。従って、このステップＳＴ３においても、回転数カウンタ８０６は、回転板１００の回転に基づいて生成されるデジタル値「１」と「０」を、１秒間カウントする。
【００９７】
ステップＳＴ３におけるカウントにより求めたカウント数は、ステップＳＴ４において、ＣＰＵ８０１により、回転数ＲＡＭ８０７へ転送され、回転数ＲＡＭ８０７に保持される。次に、ステップＳＴ５が実行される。ステップＳＴ５においては、ステップＳＴ３と同様に、水道水の流量の測定を１秒間停止（ウェイト）する。このステップＳＴ５も、ステップＳＴ３と同じで、センサＡへの起動信号Ｉ１の供給およびセンサＡからの応答信号Ｓ１に基づいたデジタル値の取得は継続して行われている。応答信号Ｓ１に基づいたデジタル値は、回転数カウンタ８０６によって、カウントされる。このステップＳＴ５でカウントされた回転数カウンタ８０６の値は、水道水の流量の測定に用いられないのも、ステップＳＴ３と同じである。
【００９８】
次のステップＳＴ６において、ＣＰＵ８０１は、ステップＳＴ５におけるカウントで求めたカウント値と、回転数ＲＡＭ８０７に保持されているカウント値とを比較する。すなわち、ステップＳＴ３で求めた１秒間の回転板１００の回転数に対応するカウント値と、ステップＳＴ５で求めた１秒間の回転板１００の回転数に対応するカウント値との比較が、このステップＳＴ６において行われる。勿論、ここでの１秒間は、例であって、これに限定されるものではない。
【００９９】
ステップＳＴ６での比較では、回転板１００の回転数が、±１回転の範囲にあるか否かを、回転数ＲＡＭ８０７に保持されているカウント値とステップＳＴ５において求めたカウント値との差から求める。この比較によって、回転板１００の回転数の差が、±１回転の範囲内であれば（Ｙ）、次にステップＳＴ７を実行し、±１回転の範囲を超えている場合には（Ｎ）、ステップＳＴ８を次に実行する。
【０１００】
ステップＳＴ７では、回転数ＲＡＭ８０７に保持されていたカウント値が、回転板１００が２回転以上回転したときのカウント値に相当するか否かの判定を行う。ここでも、２回転は、一例であって、これに限定されるものではない。ステップＳＴ７において、２回転以上であった場合には（Ｙ）、次にステップＳＴ１１を実行し、２回転未満の場合には（Ｎ）、次にステップＳＴ８を実行する。
【０１０１】
上記したステップＳＴ６における比較は、回転板が、図６において述べたように、ほぼ一定の速度で回転しているか否かを判定するために、実行されている。また、ステップＳＴ７の比較は、一定の速度で回転していると判断したときに、回転板１００が回転している状態で、判断したのか、および一定の速度で回転していると判断したときの回転数が適切な回転数の状態のときに判断したのかを判定するために実施されている。そのため、回転数がほぼ一定の速度になっていない場合（ステップＳＴ６で（Ｎ））、あるいは回転板１００の回転数が適切でない場合（ステップＳＴ７で（Ｎ））に、ステップＳＴ８が実行されることになる。
【０１０２】
このステップＳＴ８では、５分間、流量の測定を停止（ウェイト）する。このステップＳＴ８は、ステップＳＴ３あるいはＳＴ５と同様に、流量の測定を、５分間停止する。この５分間停止している期間においては、ステップＳＴ３あるいはＳＴ５と異なり、起動信号Ｉ１の発生、応答信号に対応したデジタル値の生成および回転数カウンタ８０６におけるカウントの動作を実施しなくてもよいし、実施してもよい。また、ここでの５分間も一例であり、これに限定されるものではない。なお、５分間の計測は、１秒測定タイマ８０９を流用してもよいし、他のタイマ（図示しない）を用いて、計測するようにしてもよい。
【０１０３】
ステップＳＴ８で、５分間停止した後、ステップＳＴ９が実行される。ステップＳＴ９では、校正回数カウンタ（図示しない）のカウントをアップ（カウントアップ）する。この校正回数カウンタは、例えばＣＰＵ８０１に設けられた図示しないカウンタ回路を用いてもよいし、ＭＣＵ８００内の図示しないメモリの特定アドレスをカウンタとして用いてもよい。
【０１０４】
ステップＳＴ９の後に、ステップＳＴ１０が実行される。ステップＳＴ１０では、校正回数カウンタのカウント値が、５に達したか否かの判定を行う。すなわち、校正回数が５回済んだか否かを判定する。校正回数が、５回に達していなければ（Ｎ）、ステップＳＴ３に戻り、５回に達していれば（Ｙ）、ステップＳＴ１に戻る。ステップＳＴ１へ戻るときには、校正回数カウンタをリセットし、次の校正に備える。これにより、校正の動作が所定の回数（この例では５回）に達するまでは、ステップＳＴ３からステップＳＴ１０が繰り返され、所定の回数に達した場合には、次の１時間まで、校正動作が行われない。このように校正回数に上限を設けることにより、不要に校正期間が長くなることを防ぐことが可能となる。なお、ステップＳＴ８における５分間およびステップＳＴ１０における５回は、それぞれ一例であり、これに限定されるものではない。
【０１０５】
ステップＳＴ３からステップＳＴ７によって、回転板１００の回転速度が、２回転以上測定して、ほぼ一定であると判断された場合、ステップＳＴ１１が実行されることになる。ステップＳＴ１１においては、高速サンプリングを行い、回転板１００の１回転中のデジタル値「１」と「０」の数を測定する。
【０１０６】
ステップＳＴ１１において、ＣＰＵ８０１は、起動信号Ｉ１を発生させる指示の周期を、測定期間に比べて短くする。すなわち、ステップＳＴ１において、ＣＰＵ８０１が発生する起動信号Ｉ１の指示に比べて、指示の周期を短くする。これにより、図９において説明したように、入出力回路８０３Ａは、周期ＴＭＭ１で矩形パルスを発生する。
【０１０７】
また、ＣＰＵ８０１からタイミング回路８０２Ａへ供給される指示も、起動信号Ｉ１の指示と同様に、短い周期とされる。これにより、タイミング回路８０２Ａからは、図９において説明したように、短い周期ＴＭＭ２で、サンプリング期間ｔｓが発生するように、比較回路８０４Ａに対して制御信号が供給される。これにより、同じく図９において説明したように、比較回路８０４Ａは、短い周期ＴＭＭ２で生じるサンプリング期間ｔｓの間、応答信号Ｓ１とＤＡ変換回路８０５Ａからのしきい値Ｖｒｅｆの電圧とを比較する。なお、このときの応答信号Ｓ１は、短い周期ＴＭＭ１で発生する矩形パルスの起動信号Ｉ１に応答して発生している。
【０１０８】
短い周期ＴＭＭ１で発生した矩形パルスの起動信号Ｉ１に基づいて発生した応答信号Ｓ１は、比較回路８０４Ａによって、しきい値Ｖｒｅｆの電圧と比較されることにより、デジタル値「１」、「０」へ変換される。回転数カウンタ８０６は、変換されたデジタル値「１」と「０」のそれぞれをカウントする。ＣＰＵ８０１は、回転数カウンタ８０６から、回転板１００が１回転する期間ＴＭＭ−１（図１０）におけるデジタル値「１」の回数と、デジタル値「０」の回数とを取得する。
【０１０９】
ステップＳＴ１２において、ＣＰＵ８０１は、ステップＳＴ１１において取得したデジタル値「１」の回数とデジタル値「０」の回数との差が、所定の範囲か否かを判定する。この例では、所定の範囲は、±２となっている。すなわち、デジタル値「１」と判定した回数とデジタル値「０」と判定した回数との差が±２の範囲内にあるか否かを判定する。判定の結果、±２の範囲を超えていた場合（Ｎ）、次にステップＳＴ１３を実行し、±２の範囲内の場合（Ｙ）には、次にステップＳＴ１４を実行する。
【０１１０】
ステップＳＴ１３においては、図１０において説明したように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を変更する。この実施の形態においては、しきい値Ｖｒｅｆの電圧は、ＤＡ変換回路８０５Ａによって生成されている。そのため、ＣＰＵ８０１は、変更するしきい値Ｖｒｅｆの電圧に対応したデジタル信号を生成し、レジスタＲＧＡ２に格納し、ＤＡ変換回路８０４Ａに供給されるデジタル信号の発生元を、レジスタＲＧＡ１からＲＧＡ２へ変更する。これにより、しきい値Ｖｒｅｆの電圧の校正案が作成され、レジスタＲＧＡ２に格納され、校正案に対応した電圧を有するしきい値Ｖｒｅｆが、ＤＡ変換回路８０５Ａから比較回路８０４Ａに供給される。
【０１１１】
校正案に対応した電圧のしきい値Ｖｒｅｆが、比較回路８０４Ａに供給した状態で、再びステップＳＴ１１が実行される。ステップＳＴ１１では、短い周期ＴＭＭ１で起動信号を生成し、短い周期ＴＭＭ２でサンプリングが行われ、１回転に対応する期間ＴＭＭ−１におけるデジタル値「１」と「０」のそれぞれの回数がカウントされる。その後、ステップＳＴ１２において、再びデジタル値「１」の判定回数と、デジタル値「０」の判定回数との差が、所定の範囲にあるか否かの判定が行われる。ここでも、所定の範囲にないと判定された場合には、ステップＳＴ１３において、しきい値Ｖｒｅｆの校正案が作成され、レジスタＲＧＡ２に格納される。この場合、ＤＡ変換回路８０５Ａの供給元のレジスタは、既にレジスタＲＧＡ２に切り替えられているため、レジスタの切替は行われない。このようにして、デジタル値「１」と「０」の回数の差が所定の範囲に納まるまで、ステップＳＴ１１からＳＴ１３が繰り返される。これにより、図１０で説明したように、回転板１００の領域２０２と領域２０１との領域比と、デジタル値「０」と「１」との回数比が、所定の範囲に納まるように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧が校正される。この実施の形態では、領域比が１対１であるため、回数比は、±２の範囲に納まるように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧が校正される。なお、ここでは、所定の範囲として±２を例として説明したが、これに限定されるものではない。また、領域比と回数比とが等しくなるまで、しきい値Ｖｒｅｆの値を校正するようにしてもよい。
【０１１２】
ステップＳＴ１２において、回数の差が、±２の範囲に納まった場合、ステップＳＴ１４が実行される。ステップＳＴ１４においては、特に制限されないが、ステップＳＴ３、ＳＴ５と同様に、流量の測定を１秒間停止し、回転板１００の回転数を求める。特に制限されないが、この実施の形態においては、このステップＳＴ１４は、起動信号Ｉ１の周期およびサンプリングの周期が、短い状態で、回転板１００の回転数が求められる。回転板１００の１回転は、図１０において説明したように、応答信号Ｓ１から求めることが可能であり、ステップＳＴ１４において、回転板１００の回転数が求められる。このとき、応答信号Ｓ１をデジタル値に変換するために比較回路８０４Ａに供給されるしきい値Ｖｒｅｆの電圧値は、校正された電圧である。すなわち、レジスタＲＧＡ２に保持されているデジタル信号に対応した電圧が、校正された電圧として、比較回路８０４Ａに供給されている。
【０１１３】
次に、ステップＳＴ１５が実行される。ステップＳＴ１５において、ＣＰＵ８０１は、起動信号Ｉ１の発生を指示する周期を、ステップＳＴ１と同じにする。これにより、入出力回路８０３Ａからは、周期ＴＳＳ１で、矩形パルスを有する起動信号Ｉ１を生成し、センサＡに供給することになる。起動信号Ｉ１の周期が、周期ＴＳＳ１と長くされることに伴い、ＣＰＵ８０１は、タイミング回路８０２Ａに供給する指示の周期も長くされる。これにより、タイミング回路８０２Ａは、長い周期ＴＳＳ２でサンプリング期間ｔｓが発生する制御信号を形成し、比較回路８０４Ａに供給する。このようにすることにより、起動信号Ｉ１の周期およびサンプリングの周期が、ステップＳＴ１における状態に戻される（サンプリング速度を通常に変更）。
【０１１４】
次に、ステップＳＴ１６が実行される。ステップＳＴ１６においては、ステップＳＴ１４において求めた回転板１００の回転数のカウント値と回転数ＲＡＭ８０７に保持されている回転数のカウント値とを比較する。この比較により、この２つのカウント値の間の差が、±１回転以内か否かを判定する。
【０１１５】
ここで、差が、±１回転を超えていた場合（Ｎ）、回転板１００の回転速度は、ほぼ一定ではなかったと判断し、ステップＳＴ８を実行する。また、この場合には、ＤＡ変換回路８０５Ａへデジタル信号を供給する供給元が、レジスタＲＧＡ２からレジスタＲＧＡ１へ変更される。これにより、レジスタＲＧＡ１の保持されているデジタル信号に基づいて、しきい値Ｖｒｅｆの電圧が、ＤＡ変換回路８０５Ａによって形成されることになる。次に、ステップＳＴ９により、校正回数がカウントアップされ、ステップＳＴ１０により、校正回数の比較が行われる。ここで、校正回数が、５回に達していなければ、再度ステップＳＴ３から実行され、校正回数が５回に達していれば、校正は次回まで待たされる。
【０１１６】
一方、ステップＳＴ１６において、差が±１回転以内であると判定された場合（Ｙ）、次にステップＳＴ１７が実行される。ステップＳＴ１７においては、しきい値Ｖｒｅｆ校正案で校正が行われる。すなわち、レジスタＲＧＡ２に格納されているデジタル値が、レジスタＲＧＡ１に移され、ＤＡ変換回路８０５Ａに供給されるデジタル信号の供給元として、レジスタＲＧＡ２からＲＧＡ１を選択する。これにより、校正されたところの適切なしきい値Ｖｒｅｆの電圧が、ＤＡ変換回路８０５Ａから出力されるようになる。次に、ステップＳＴ１に戻り、水道水の流量の測定が開始される。このときには、応答信号Ｓ１と比較されるしきい値Ｖｒｅｆの電圧として、校正された電圧が用いられることになる。
【０１１７】
ここでは、センサＡについて説明したが、センサＢについても、上記したステップＳＴ１からＳＴ１７が実行され、しきい値Ｖｒｅｆの電圧値が校正される。
【０１１８】
また、この実施の形態においては、ステップＳＴ１５において、サンプリング速度を通常に変更する前に、ステップＳＴ１４において、校正した電圧をしきい値Ｖｒｅｆの電圧として、回転数を求めていた。しかしながら、ステップＳＴ１４とＳＴ１５は入れ替えてもよい。すなわち、先にサンプリング速度を通常に変更し、その後、１秒間回転数をカウントするようにしてもよい。このようにしても、校正の動作を行っている校正期間において、回転板１００の回転速度が想定以上に変化した否かを判定することができ、変化している場合には、校正案が適用されないように、することが可能となる。
【０１１９】
レジスタＲＧＡ１（ＲＧＢ１）には、例えば測定装置を出荷する際に適切な値を設定しておけば、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を校正する動作により、電圧変化、特性変化、経時変化によりしきい値Ｖｒｅｆの電圧値が変化しても、適切な電圧値へ校正させることが可能である。
【０１２０】
この実施の形態においては、センサＡとセンサＢのそれぞれにおいて、応答信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて、領域比と回数比とが整合するように、しきい値Ｖｒｅｆを校正している。そのため、それぞれのセンサＡ、Ｂの特性の変化に合わせて、しきい値Ｖｒｅｆを校正することが可能である。
【０１２１】
また、２個のセンサを用いているため、センサＡ、センサＢのそれぞれの出力に基づいて、回転板１００の回転方向が反時計回りで回転しているのか、時計回りで回転しているのかを、把握することができる。これにより、水道管の水漏れあるいは／および急激な水道水の停止により、回転板１００が所望の方向ではない方向に回転したことを検出することが可能となり、水道メータの測量の信頼性を向上させることが可能となる。
【０１２２】
＜変形例＞
実施の形態として、導電体の領域と絶縁体の領域が配置された回転板と、コイルを用いたセンサを例に説明したが、これに限定されない。例えば、図１２（Ａ）および（Ｂ）に示すようなセンサであってもよい。この場合、回転板１００は、半円のコイル部１２０１ａと、このコイル部１２０１ａと同じ面に配置され、半円のコイル部１２０１ａとの間で絶縁領域を挟んで配置された半円のコイル部１２０１ｂとを有する。また、センサは、半円のコイル部１２０２ａと、このコイル部１２０２ａと同じ面に配置され、半円のコイル部１２０２ａとの間で絶縁領域を挟んで配置された半円のコイル部１２０２ｂとを有している。
【０１２３】
回転板１００を構成する半円のコイル部１２０１ａと１２０１ｂは、水道水の流れに従って回転する。半円のコイル部１２０１ａおよび１２０１ｂのそれぞれは、容量素子Ｃ１に接続されており、それぞれのコイル部１２０１ａ、１２０１ｂと容量素子Ｃ１とが並列接続され、共振回路１２０１を構成する。センサにおける半円のコイル部１２０２ａと１２０２ｂのそれぞれも容量素子Ｃ２が接続され、それぞれのコイル部と容量素子Ｃ２とが並列接続され、共振回路１２０２を構成する。この場合、容量素子Ｃ１、Ｃ２は、寄生の容量素子を用いてもよい。
【０１２４】
図１２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、上側の回転板が回転することにより、図１２（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、回転板の半円のコイル部１２０１ａ（１２０１ｂ）とセンサの半円のコイル部１２０２ａ（１２０２ｂ）との間の電磁カップリングが、ノーカップリング、ハイカップリングと変わる。センサの半円のコイル部１２０２ａ（１２０２ｂ）に周期的に起動信号を供給することにより、ハイカップリングの状態であれば共振が発生し、ノーカップリングの状態であれば共振が発生しないようにすることができる。
【０１２５】
共振が発生しているか否かにより、応答信号の電圧振幅は変わる。この応答信号の振幅を、しきい値Ｖｒｅｆの電圧と比較することにより、デジタル値「１」と「０」に判定する。図１２（Ｅ）には、共振が発生しておらず、その振幅が減衰し、しきい値Ｖｒｅｆの電圧よりも低くなっているときの応答信号の波形が示されている。例えば、この状態が、デジタル値「０」と判定される。また、図１２（Ｆ）には、共振が発生し、その振幅が高くなり、しきい値Ｖｒｅｆの電圧よりも高くなっているときの応答信号の波形が示されている。この状態が、デジタル値「１」と判定される。
【０１２６】
この場合においても、デジタル値「１」と判定される回数と、デジタル値「０」と判定される回数が等しくなるように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を調整することにより、適切なしきい値Ｖｒｅｆの電圧に設定することが可能となる。なお、この変形例の場合には、応答信号の振幅が、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を超えるか否かを判定すればよいため、応答信号をサンプリングする期間に関する設定が容易になる。
【０１２７】
実施の形態においては、回転板１００において、半分の領域を導電体の領域２０１とし、残りの半分の領域を絶縁体の領域２０２としたが、これに限定されない。例えば、回転板１００において、１／３の領域を導電体の領域２０１とし、残りの２／３の領域を絶縁体の領域２０２として設定するようにしてもよい。この場合には、導電体の領域２０１と絶縁体の領域２０２との間の領域比が、１対２となるため、デジタル信号「０」と「１」の判定回数の比が、１対２に近づくように、しきい値Ｖｒｅｆの電圧を校正すればよい。勿論、導電体の領域２０１が、デジタル値「１」と判定され、絶縁体の領域２０２が、デジタル値「０」と判定されるようにしてもよい。
【０１２８】
また、図１１では、１時間毎に校正期間を設けるように説明したが、この時間に制限されるものではない。水道メータでは温度変化が少ないため、例えば１日に１回のみ校正期間を設けるようにしてもよい。また、水道メータの場合には、毎月の集金の際に、集金担当者が、スイッチあるいは通信装置により、水道メータに対して校正を行うように指示をするようにしてもよい。さらには、１ヶ月以上のような長期間校正が行われておらず。測定が開始されたときに、校正が行われるようにしてもよい。
【０１２９】
測定対象が、温水のような場合、すなわち温水の流量を測定する温水メータの場合には、温度変化が多く発生することが考えられるため、例えば温度センサによって温度差が２０度以上発生したとき、校正を実施するようにしてもよい。この場合、温度センサは温水メータに予め設けられていれば、それを流用してもよいし、新たに温度センサを設けるようにしてもよい。
【０１３０】
実施の形態においては、回転板が回転することにより、共振が発生するか否かをセンサにより検出している。従って、センサは共振の有無を応答信号として出力していると見なすこともできる。
【０１３１】
図１１に示した実施の形態においては、回転板の１回転において、回数比を求めていたが、複数回転において、デジタル値「１」と「０」の回数比を求めるようにしてもよい。また、起動信号発生回路として機能する入出力回路８０３Ａ（８０３Ｂ）は、起動信号をセンサＡ、Ｂへ供給すればよいため、出力回路であってもよい。さらに、起動信号Ｉ１、Ｉ２として負へ変化する矩形パルスを例に説明したが、これに限定されるものでは無く、例えば正へ変化する矩形パルスであってもよい。
【０１３２】
また、図１において説明した円板１０１は、水道管１０３の外部に設けられた歯車としてもよい。この場合、円板１０２も歯車とし、歯車（円板）１０１と歯車（円板）１０２とが係合するようにしてもよい。
【０１３３】
以上本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１００  回転板
２０１  導電体の領域
２０２  絶縁体の領域
２００Ａ、２００Ｂ  コイル
８００  ＭＣＵ
８０１  ＣＰＵ
８０２Ａ、８０２Ｂ  タイミング回路
８０３Ａ、８０３Ｂ  入出力回路
８０４Ａ、８０４Ｂ  比較回路
８０５Ａ、８０５Ｂ  ＤＡ変換回路
８０６  回転数カウンタ
８０７  回転数ＲＡＭ
８０８  時計カウンタ
ＲＧＡ１、ＲＧＡ２、ＲＧＢ１、ＲＧＢ２  レジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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