(57)【要約】【課題】フォトカプラ3aを用いて入出力間の絶縁をはかるとともに、経時変化の影響を自動的に校正するアナログ信号の読取方式を提供する。【解決手段】入力信号電流1と基準電流7とを切替えるアナログスイッチ2と、第一のフォトカプラ3a、第二のフォトカプラ3b及びＣＰＵ4を用いる。ＣＰＵ4には、あらかじめ第一のフォトカプラ3bの出力特性を記憶されておく。入力信号電流1及び基準電流7は、アナログスイッチ2、第一のフォトカプラ3aを通してＣＰＵ4に入力されて比較・演算される。なお、アナログスイッチ2の切替えは、第二のフォトカプラ3bを介してＣＰＵ4によって行う。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号をフォトカプラで絶縁した後に、デジタル化してコンピュータで読み取るためのアナログ信号の読取方式であって、前記アナログ信号と基準信号とを切替えるためのスイッチと、第一のフォトカプラとを有しており、前記コンピュータには、前記第一のフォトカプラの出力特性が記憶されており、前記アナログ信号及び前記基準信号は、前記スイッチ、前記第一のフォトカプラを通して前記コンピュータに入力されており、前記アナログ信号のアナログ値は、前記コンピュータによって、前記アナログ信号、前記基準信号及び前記出力特性を用いて比較・演算されることを特徴とするアナログ信号の読取方式。
【請求項２】
前記スイッチとして、アナログスイッチを用いることを特徴とする請求項１記載のアナログ信号の読取方式。
【請求項３】
前記アナログスイッチは、第二のフォトカプラを介して、切替えられることを特徴とする請求項２記載のアナログ信号の読取方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主回路からの電圧信号や電流信号などのアナログ値を、絶縁した状態でコンピュータ（以下において、ＣＰＵと略す。）に読取るためのアナログ信号の読取方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
主回路からの電圧信号や電流信号などのアナログ値を、ＣＰＵを使用して処理する場合において、主回路側のノイズなどによってＣＰＵが暴走する場合がある。これを抑えるためには、主回路側とＣＰＵ側とを絶縁した状態で読取処理をすることが望ましい。
【０００３】
なお、電気回路の絶縁方式には、トランス、絶縁アンプ及びフォトカプラなどのいずれかを用いて行う方式が一般的である。しかし、トランスは、直流の電圧信号や電流信号の絶縁には適しておらず、絶縁アンプは高価であるという問題点がある。
【０００４】
そこで、フォトカプラを用いて主回路側とＣＰＵ側とを絶縁して処理する方式がコストなどの点で一般的には優れている。なお、フォトカプラ13を用いて絶縁する方式としては、図４に示されるようなパルス列変換方式が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この方式は、アナログスイッチ2で切り替えられた入力信号11や基準電圧12などのアナログ値を、Ｖ−パルス列変換回路5でデジタル化し、フォトカプラ13で絶縁した後に、カウンタ6でパルスを計数してＣＰＵ4に取り込む方式である。
【特許文献１】
特開平６−３１１０３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示されるようなパルス列変換方式は回路構成が複雑となることや、Ｖ−パルス列変換回路5やカウンタ6が新たに必要になるために、コスト高になるという問題点がある。
【０００６】
そこで、フォトカプラをアナログ的に用いることが考えられる。すなわち、一例として図３に示されるように、入力電流（ＩF）とコレクタ電流（ＩC）とが比例関係にある、いわゆる「比例領域」を使用する方法である。なお、図３では電流値で示してあるが、あらかじめ適当な手法でアナログ電圧信号をアナログ電流信号に変換しておけば、主回路からの出力がアナログ電圧の場合にも使用できることは、当業者にとっては言うまでもない。
しかし、フォトカプラの出力特性は経時変化をするために、入力するアナログ値と、出力されるアナログ値とを長期間にわたって一定の関係で保つことは困難である。すなわち、入力側が一定のアナログ電流値であっても、出力側のアナログ電流値が使用時間の経過とともに低下してしまうためである。この対策としては、フォトカプラの出力部分に別途、ＯＰアンプを設けておき、定期的に可変抵抗器などでＯＰアンプの増幅率の調整を行えばよい。しかしながら、この方式は煩わしいために実用上は使用されていない。
【０００７】
本発明の目的は、フォトカプラを用いて主回路側とＣＰＵ側との絶縁をはかるとともに、フォトカプラの経時変化の影響を自動的に校正することができる、低コストなアナログ信号の読取方式を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係わるアナログ信号の読取方式は、ＣＰＵを用いてフォトカプラの経時変化の影響を自動的に校正をするようにしたものである。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明では、アナログ信号をフォトカプラで絶縁した後に、デジタル化してコンピュータで読み取るためのアナログ信号の読取方式であって、前記アナログ信号と基準信号とを切替えるためのスイッチと、第一のフォトカプラとを有しており、前記コンピュータには、前記第一のフォトカプラの出力特性が記憶されており、前記アナログ信号及び前記基準信号は、前記スイッチ、前記第一のフォトカプラを通して前記コンピュータに入力されており、前記アナログ信号のアナログ値は、前記コンピュータによって、前記アナログ信号、前記基準信号及び前記出力特性を用いて比較・演算されることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記スイッチとして、アナログスイッチを用いることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記アナログスイッチは、第二のフォトカプラを介して、切替えられることを特徴としている。
【００１２】
【実施例】
以下において、本発明に係わるアナログ電流などの入力信号電流1を読取る方式の実施例について図ｌ〜３を用いて詳細に説明する。
【００１３】
上述したように、本発明ではフォトカプラをアナログ的に用いることを特徴としている。すなわち、フォトカプラで入出力間を絶縁するとともに、図３に示されるようにフォトカプラの入力電流（ＩF）とコレクタ電流（ＩC）とが比例関係にある、いわゆる「比例領域」を使用して入力電流（ＩF）のアナログ値をＣＰＵに読み取る方式である。
【００１４】
なお、図３では入出力の関係をアナログ電流値（ＩF、ＩC）で示されている。しかし、アナログ電圧信号とアナログ電流信号とは適当な手法で相互に変換することができる。したがって、主回路からの出力がアナログ電圧信号の場合にも同様に使用することができることは、いわゆる当業者にとっては言うまでもない。そこで、以下の実施例においては、入力信号電流1及び基準電流7をアナログ電流値として説明する。
図１は、本発明に係わるアナログ信号の読取方式のブロック図である。すなわち、入力信号電流1や基準電流7などのアナログ信号は、アナログスイッチ2で切替えられ、第一のフォトカプラとして、フォトカプラ3aを通してＣＰＵ4に読み込まれる。ここで、アナログスイッチ2を使用するとリレーなどを使用した場合に比べて、安価で、消費電力を低減することができる。
【００１５】
なお、詳細な図は省略されているが、一般的にはフォトカプラ3aからの出力電流は、適当な手法で電圧に変換されてからＡＤコンバータを通してデジタル化した後にＣＰＵ4に読み込まれる。
そして、ＣＰＵ4は第二のフォトカプラとして、フォトカプラ3bを通してアナログスイッチ2を作動させて、ＣＰＵ4への入力を入力信号電流1側から基準信号となる基準電流7側に切替える。ここで、フォトカプラ3bを通してアナログスイッチ2を作動させることによって、ＣＰＵ4とアナログスイッチ2とは絶縁できる。なお、基準電流7は常に一定の電流値を出力できる回路であり、入力信号電流1と同様の手法でＣＰＵ4に読み込まれる。
次に、図２を用いて本発明に係わるアナログ信号の読取方式についてより詳細に説明する。
ステップ10では、入力信号電流1は上記した手法でＣＰＵ4に読み込まれて記憶される。
ステップ20では、入力信号電流1と同様に、基準電流7もＣＰＵ4に読み込まれて記憶される。
ステップ30では、入力信号電流1のアナログ電流値が基準電流7から比較・演算して決定される。ここで、入力信号電流1のアナログ電流値を基準電流7から決定する手法としては、図３に示される「比例領域」を一定の曲線、たとえば直線等で近似して決定する手法や、図３に示される「比例領域」をあらかじめテーブルにして記憶しておいて、そのテーブルの値と順次比較して決定する手法などを用いることができる。
ステップ40では、決定された入力信号電流1のアナログ値をＣＰＵ40のメモリに記憶する。そして、ＣＰＵ40に記憶されたアナログ信号値は、別途、主回路などの機器制御に用いることができる。
ここで、本発明に係わるアナログ信号の読取方式を用いると、入力信号電流1などのアナログ信号は、常時、基準電流7などの基準信号と比較して演算されて決定される。したがって、フォトカプラの経時変化の影響を自動的に校正して読取ることが可能となるとともに、使用する部品数を少なくでき、回路構成も簡単にすることができる。したがって、低コストなアナログ信号の読取方式を提供することができる。
【００１６】
【発明の効果】
上述したように本発明を用いると、フォトカプラを用いて入出力間の絶縁をはかることができるとともに、フォトカプラの経時変化の影響を自動的に校正して読取ることができる。加えて、回路構成も簡単にすることができ、低コストなアナログ信号の読取方式を提供することができるために工業上優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるアナログ信号の読取回路のブロック図である。
【図２】本発明に係わるアナログ信号の読取回路のフローチャートである。
【図３】一般的なフォトカプラの入力電流−コレクタ電流の関係図である。
【図４】従来のアナログ信号の読取回路のブロック図である。
【符号の説明】
1：入力信号電流、2：アナログスイッチ、3a,b：フォトカプラ、4：ＣＰＵ、
5：Ｖ−パルス列変換回路、6：カウンタ、7：基準電流、11：入力信号、
12：基準電圧、13：フォトカプラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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