(57)【要約】【課題】性能の低い安価なマイクロプロセッサでも、折れ線特性に基づいて入力値を出力値にデジタル演算により高速に変換する。【解決手段】例えばＴ(1)≦Ｔ＜Ｔ(2)の勾配ΔＯ(1)を予め算出して記憶しておき、Ｔ(1)≦Ｔ＜Ｔ(2)の範囲における出力値Ｏは、Ｔ＝Ｔ(1)における出力値Ｏ＝Ｏ(1)とすると、    Ｏ＝Ｏ(1)＋ΔＯ(1)×（Ｔ−Ｔ(1)）なるデジタル演算により算出する。【効果】入力値Ｔが変化する毎に算出しなければならないが、除算を含まないため、性能の低い安価なマイクロプロセッサでも高速処理することが出来る。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔ(1)，Ｔ(2)，Ｔ(3)を境界値とし、入力値Ｔ＝Ｔ(1)で出力値Ｏ＝Ｏ(1)，入力値Ｔ＝Ｔ(2)で出力値Ｏ＝Ｏ(2)，入力値Ｔ＝Ｔ(3)で出力値Ｏ＝Ｏ(3)であり、Ｔ＝Ｔ(1)からＴ＝Ｔ(2)まで勾配ΔＯ(1)で直線的に出力値Ｏが変化し、Ｔ＝Ｔ(2)からＴ＝Ｔ(3)まで勾配ΔＯ(2)で直線的に出力値Ｏが変化する折れ線特性に基づいて、少なくともＴ(1)≦Ｔ≦Ｔ(3)の入力値Ｔを出力値Ｏに変換する変換装置であって、境界値Ｔ(1)，Ｔ(2)と勾配ΔＯ(1)，ΔＯ(2)と出力値Ｏ(1)，Ｏ(2)を記憶している記憶手段と、入力値Ｔを基に前記記憶手段を検索して入力値Ｔより小さくて最も近い境界値Ｔ(n)及び勾配ΔＯ(n)及び出力値Ｏ(n)を求める検索手段と、出力値Ｏをデジタル演算Ｏ＝Ｏ(n)＋ΔＯ(n)×（Ｔ−Ｔ(n)）により求めるデジタル演算手段とを具備したことを特徴とする変換装置。
【請求項２】
Ｔ(1)，Ｔ(2)，Ｔ(3)を境界値とし、入力値Ｔ＝Ｔ(1)で出力値Ｏ＝Ｏ(1)，入力値Ｔ＝Ｔ(2)で出力値Ｏ＝Ｏ(2)，入力値Ｔ＝Ｔ(3)で出力値Ｏ＝Ｏ(3)であり、Ｔ＝Ｔ(1)からＴ＝Ｔ(2)まで勾配ΔＯ(1)で直線的に出力値Ｏが変化し、Ｔ＝Ｔ(2)からＴ＝Ｔ(3)まで勾配ΔＯ(2)で直線的に出力値Ｏが変化する折れ線特性に基づいて、少なくともＴ(1)≦Ｔ≦Ｔ(3)の入力値Ｔを出力値Ｏに変換する変換装置であって、境界値Ｔ(2)，Ｔ(3)と勾配ΔＯ(1)，ΔＯ(2)と出力値Ｏ(2)，Ｏ(3)を記憶している記憶手段と、入力値Ｔを基に前記記憶手段を検索して入力値Ｔより大きく最も近い境界値Ｔ(p)及び勾配ΔＯ(p-1)及び出力値Ｏ(p)を求める検索手段と、出力値Ｏをデジタル演算Ｏ＝Ｏ(p)−ΔＯ(p-1)×（Ｔ(p)−Ｔ）により求めるデジタル演算手段とを具備したことを特徴とする変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変換装置に関し、さらに詳しくは、性能の低い安価なマイクロプロセッサでも、折れ線特性に基づいて入力値を出力値にデジタル演算により高速に変換することが出来る変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温度ｔによる誤差をデジタル演算により補正するＡ／Ｄ変換回路が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２４４７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のＡ／Ｄ変換回路では、ｔ０≦ｔ＜ｔ１，ｔ１≦ｔ＜ｔ２，…の各温度範囲においては、補正を行うためのパラメータα１，α２，…が一定であるとしている。つまり、温度ｔに対してパラメータαが階段状に変化する階段特性を採用している。これにより、各温度範囲のパラメータα１，α２，…を予め算出して記憶しておけば、温度ｔが変化する毎にパラメータαを算出せずに済む利点がある。
【０００４】
しかし、連続性の観点から、パラメータαが温度ｔに対して直線状に変化する折れ線特性を採用した方が好ましい。この場合、例えばｔ１≦ｔ＜ｔ２の温度範囲におけるパラメータαは、ｔ＝ｔ１におけるパラメータα＝α１、ｔ＝ｔ２におけるパラメータα＝α２とすると、
α＝α１＋｛（α２−α１）／（ｔ２−ｔ１）｝×（ｔ−ｔ１）
により温度ｔが変化する毎に算出しなければならなくなる。しかも、これをデジタル演算で行うときには、除算が含まれているため、性能の低い安価なマイクロプロセッサでは、演算時間が長くなる問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、性能の低い安価なマイクロプロセッサでも、折れ線特性に基づいて入力値を出力値にデジタル演算により高速に変換することが出来る変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の観点では、本発明は、Ｔ(1)，Ｔ(2)，Ｔ(3)を境界値とし、入力値Ｔ＝Ｔ(1)で出力値Ｏ＝Ｏ(1)，入力値Ｔ＝Ｔ(2)で出力値Ｏ＝Ｏ(2)，入力値Ｔ＝Ｔ(3)で出力値Ｏ＝Ｏ(3)であり、Ｔ＝Ｔ(1)からＴ＝Ｔ(2)まで勾配ΔＯ(1)で直線的に出力値Ｏが変化し、Ｔ＝Ｔ(2)からＴ＝Ｔ(3)まで勾配ΔＯ(2)で直線的に出力値Ｏが変化する折れ線特性に基づいて、少なくともＴ(1)≦Ｔ≦Ｔ(3)の入力値Ｔを出力値Ｏに変換する変換装置であって、境界値Ｔ(1)，Ｔ(2)と勾配ΔＯ(1)，ΔＯ(2)と出力値Ｏ(1)，Ｏ(2)を記憶している記憶手段と、入力値Ｔを基に前記記憶手段を検索して入力値Ｔより小さくて最も近い境界値Ｔ(n)及び勾配ΔＯ(n)及び出力値Ｏ(n)を求める検索手段と、出力値Ｏをデジタル演算Ｏ＝Ｏ(n)＋ΔＯ(n)×（Ｔ−Ｔ(n)）により求めるデジタル演算手段とを具備したことを特徴とする変換装置を提供する。
上記第１の観点による変換装置では、例えばＴ(1)≦Ｔ＜Ｔ(2)の勾配ΔＯ(1)を予め算出して記憶しておき、Ｔ(1)≦Ｔ＜Ｔ(2)の範囲における出力値Ｏは、Ｔ＝Ｔ(1)における出力値Ｏ＝Ｏ(1)とすると、
Ｏ＝Ｏ(1)＋ΔＯ(1)×（Ｔ−Ｔ(1)）
なるデジタル演算により算出する。これによれば、入力値Ｔが変化する毎に算出しなければならないが、除算を含まないため、性能の低い安価なマイクロプロセッサでも高速処理することが出来る。
【０００７】
第２の観点では、本発明は、Ｔ(1)，Ｔ(2)，Ｔ(3)を境界値とし、入力値Ｔ＝Ｔ(1)で出力値Ｏ＝Ｏ(1)，入力値Ｔ＝Ｔ(2)で出力値Ｏ＝Ｏ(2)，入力値Ｔ＝Ｔ(3)で出力値Ｏ＝Ｏ(3)であり、Ｔ＝Ｔ(1)からＴ＝Ｔ(2)まで勾配ΔＯ(1)で直線的に出力値Ｏが変化し、Ｔ＝Ｔ(2)からＴ＝Ｔ(3)まで勾配ΔＯ(2)で直線的に出力値Ｏが変化する折れ線特性に基づいて、少なくともＴ(1)≦Ｔ≦Ｔ(3)の入力値Ｔを出力値Ｏに変換する変換装置であって、境界値Ｔ(2)，Ｔ(3)と勾配ΔＯ(1)，ΔＯ(2)と出力値Ｏ(2)，Ｏ(3)を記憶している記憶手段と、入力値Ｔを基に前記記憶手段を検索して入力値Ｔより大きく最も近い境界値Ｔ(p)及び勾配ΔＯ(p-1)及び出力値Ｏ(p)を求める検索手段と、出力値Ｏをデジタル演算Ｏ＝Ｏ(p)−ΔＯ(p-1)×（Ｔ(p)−Ｔ）により求めるデジタル演算手段とを具備したことを特徴とする変換装置を提供する。
上記第２の観点による変換装置では、例えばＴ(1)≦Ｔ＜Ｔ(2)の勾配ΔＯ(1)を予め算出して記憶しておき、Ｔ(1)＜Ｔ≦Ｔ(2)の範囲における出力値Ｏは、Ｔ＝Ｔ(2)における出力値Ｏ＝Ｏ(2)とすると、
Ｏ＝Ｏ(2)−ΔＯ(1)×（Ｔ(2)−Ｔ）
なるデジタル演算により算出する。これによれば、入力値Ｔが変化する毎に算出しなければならないが、除算を含まないため、性能の低い安価なマイクロプロセッサでも高速処理することが出来る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の変換装置によれば、性能の低い安価なマイクロプロセッサでも、折れ線特性に基づいて入力値を出力値にデジタル演算により高速に変換することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
図１は、近接センサ１０を示す説明図である。
この近接センサ１０は、非磁性導電体または磁性体の近接を検出するためのセンサコイル１と、熱電対の測温接点２ｈとを、ステンレス製の円筒ケース３に収容し、樹脂モールドした構成である。
センサコイル１は、銅線をドーナツ状に巻回し、樹脂モールドしたものであり、中央に空孔を有している。
熱電対の測温接点２ｈは、ドーナツ形のセンサコイル１の空孔内に位置している。
【００１１】
図２は、位置及び温度検出装置１００を示す説明図である。
この位置及び温度検出装置１００は、近接センサ１０と、センサコイル１を励磁しセンサコイル１のインダクタンスの変化に応じた位置信号Ｐｓをデジタル出力する励磁・検出回路４と、熱電対２の測温接点２ｈの温度を検出し温度差信号Ｔｓをデジタル出力する差温検出回路７と、熱電対２の基準接点温度Ｔｂを検出しデジタル出力する温度センサ８と、温度差信号Ｔｓおよび基準接点温度Ｔｂから測温接点２ｈの温度をデジタル演算で算出し温度出力Ｔｃとしてデジタル出力すると共に温度出力Ｔｃに基づいて位置信号Ｐｓをデジタル演算で温度補正し位置出力Ｐｃとしてデジタル出力する変換装置６とを具備してなる。
変換装置６は、マイクロプロセッサである。
【００１２】
図３は、変換装置６が記憶しているオフセット値テーブル６１の概念図である。
オフセット値テーブル６１には、次の値が保持されている。
・Ｔｃ＜Ｔo(1)の範囲では、当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔo(1)と、当該範囲でオフセット値が変化する直線の勾配ΔＯ(0)と、当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔo(1)に対応するオフセット境界値Ｏ(1)
・Ｔo(1)，Ｔo(2)，Ｔo(3)，Ｔo(4)で区切られた各範囲では、各範囲の小さい方の温度境界値Ｔo(n)と、各範囲でオフセット値Ｏが変化する直線の勾配ΔＯ(n)と、各範囲の小さい方の温度境界値Ｔo(n)に対応するオフセット境界値Ｏ(n)
図４は、オフセット値テーブル６１の内容を表した折れ線グラフである。
【００１３】
図５は、変換装置６に記憶されているゲイン値テーブル６２の概念図である。
ゲイン値テーブル６２には、次の値が保持されている。
・Ｔｃ＜Ｔg(1)の範囲では、当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔg(1)と、当該範囲でゲイン値Ａが変化する直線の勾配ΔＡ(0)と、当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔg(1)に対応するゲイン境界値Ａ(1)
・Ｔg(1)，Ｔg(2)，Ｔg(3)，Ｔg(4)で区切られた各範囲では、各範囲の小さい方の温度境界値Ｔg(n)と、各範囲でゲイン値が変化する直線の勾配ΔＡ(n)と、各範囲の小さい方の温度境界値Ｔg(n)に対応するゲイン境界値Ａ(n)
図６は、ゲイン値テーブル６２の内容を表した折れ線グラフである。
【００１４】
図７は、変換装置６による温度出力処理を示すフロー図である。
ステップＳ１では、温度差信号Ｔｓと、基準接点温度Ｔｂと、記憶していた基準温度時における基準接点温度Ｔbbおよび冷接点補償係数ｋとから、次式により温度出力Ｔｃを算出し、出力する。
Ｔｃ＝Ｔｓ−ｋ×（Ｔbb−Ｔｂ）
【００１５】
図８は、変換装置６による位置出力処理を示すフロー図である。
ステップＳ１１では、温度出力Ｔｃをパラメータとしてオフセット値テーブル６１を検索し、温度出力Ｔｃが属する範囲に保持されている温度境界値Ｔｏ(n)と、オフセット勾配値ΔＯ(n)と、オフセット境界値Ｏ(n)とを求める。
ステップＳ１２では、次式により温度出力Ｔｃにおけるオフセット値Ｏを算出する。
Ｏ＝Ｏ(n)＋ΔＯ(n)×（Ｔｃ−Ｔo(n)）
例えば、Ｔｃ＜Ｔo(1)の範囲なら、Ｏ＝Ｏ(1)＋ΔＯ(0)×（Ｔｃ−Ｔo(1)）となる。
また、Ｔo(1)≦Ｔｃ＜Ｔo(2)の範囲なら、Ｏ＝Ｏ(1)＋ΔＯ(1)×（Ｔｃ−Ｔo(1)）となる。
【００１６】
ステップＳ１３では、温度出力Ｔｃをパラメータとしてゲイン値テーブル６２を検索し、温度出力Ｔｃが属する範囲に保持されている温度境界値Ｔg(n)と、ゲイン勾配値ΔＡ(n)と、ゲイン境界値Ａ(n)とを求める。
ステップＳ１４では、次式により温度出力Ｔｃにおけるゲイン値Ａを算出する。
Ａ＝Ａ(n)＋ΔＡ(n)×（Ｔｃ−Ｔg(n)）
例えば、Ｔｃ＜Ｔo(1)の範囲なら、Ａ＝Ａ(1)＋ΔＡ(0)×（Ｔｃ−Ｔg(1)）となる。
また、Ｔo(1)≦Ｔｃ＜Ｔo(2)の範囲なら、Ａ＝Ａ(1)＋ΔＡ(1)×（Ｔｃ−Ｔg(1)）となる。
【００１７】
ステップＳ１５では、次式により位置信号Ｐｓにオフセット補正およびゲイン補正を施し、位置出力Ｐｃを得る。
Ｐｃ＝Ａ×（Ｐｓ−Ｏ）
【００１８】
実施例１に係る変換装置６によれば、加減算と乗算だけでオフセット補正およびゲイン補正が出来るので、性能が低い安価なマイクロプロセッサでも高速処理が可能になる。
【実施例２】
【００１９】
実施例１では、Ｔｃ＜Ｔo(1)の範囲では当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔo(1)およびそれに対応するオフセット値Ｏ(1)を用いてオフセット値Ｏを求め、Ｔo(1)≦Ｔｃの各範囲では各範囲の小さい方の温度境界値Ｔo(n)およびそれに対応するオフセット値Ｏ(n)を用いてオフセット値Ｏを求めたが、逆に、Ｔｃ＞Ｔo(4)の範囲では当該範囲の下限を規定する温度境界値Ｔo(4)およびそれに対応するオフセット値Ｏ(4)を用いてオフセット値Ｏを求め、Ｔｃ＜Ｔo(4)の各範囲では各範囲の大きい方の温度境界値Ｔo(n)およびそれに対応するオフセット値Ｏ(n)を用いてオフセット値Ｏを求めてもよい。
同様に、ゲイン値Ａを求めてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の変換装置は、例えば温度補正回路に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】近接センサを示す斜視図および分解斜視図である。
【図２】位置および温度検出装置を示す構成説明図である。
【図３】実施例１に係るオフセット値テーブルの概念図である。
【図４】実施例１に係るオフセット値テーブルの内容を表す折れ線グラフである。
【図５】実施例１に係るゲイン値テーブルの概念図である。
【図６】実施例１に係るゲイン値テーブルの内容を表す折れ線グラフである。
【図７】実施例１に係る温度出力処理を示すフロー図である。
【図８】実施例１に係る位置出力処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２２】
１          センサコイル
２          熱電対
２ｈ        測温接点
６          変換装置
１０        近接センサ
６１        オフセット値テーブル
６２        ゲイン値テーブル
１００      位置及び温度検出装置
【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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