(57)【要約】【課題】所望の計測範囲の計測分解能を高め、精度の良い計測値を得る。【解決手段】センサ素子６からの微小電圧を広レンジ用演算増幅部１で増幅し、信号ａ０とし、入力切替部２に送る。入力切替部２と演算処理部５との間に冷水レンジ用演算増幅部３と温水レンジ用演算増幅部４を設ける。演算処理部５は、入力切替部２へ切替信号ｄを送り、信号ａ０を信号ａ１として取得し、広レンジでの計測値Ｔ１を得る。広レンジでの計測値Ｔ１が冷水計測レンジにあれば、入力切替部２に切替信号ｄを送り、信号ａ０を信号ａ２として冷水レンジ用演算増幅部３へ送り、冷水レンジ用演算増幅部３で増幅された信号ｂを取り込んで、冷水レンジでの計測値Ｔｃを得る。広レンジでの計測値Ｔ１が温水計測レンジにあれば、温水レンジ用演算増幅部４で増幅された信号ｃを取り込んで、温水レンジでの計測値Ｔｈを得る。【選択図】  図１
2012215437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定対象として入力されるアナログ信号をその計測範囲の全範囲に亘って第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、
前記第１の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号を第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、
前記第１の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号に対応する計測値を広レンジでの計測値として演算する第１の計測値演算手段と、
前記第１の計測値演算手段によって演算された広レンジでの計測値が前記計測範囲の一部として予め定められている第１の部分計測範囲に含まれている否かを判断する第１の部分計測範囲判断手段と、
前記第１の部分計測範囲判断手段によって前記第１の部分計測範囲に前記広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、前記第２の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号に対応する計測値を第１の狭レンジでの計測値として演算する第２の計測値演算手段と
を備えることを特徴とするアナログ信号計測回路。
【請求項２】
請求項１に記載されたアナログ信号計測回路において、
前記第１の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号を第３の増幅率で増幅する第３の増幅手段と、
前記第１の計測値演算手段によって演算された広レンジでの計測値が前記計測範囲の一部として予め定められている前記第１の部分計測範囲とは非連続な第２の部分計測範囲に含まれている否かを判断する第２の部分計測範囲判断手段と、
前記第２の部分計測範囲判断手段によって前記第２の部分計測範囲に前記広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、前記第３の増幅手段によって増幅されたアナログ信号に対応する計測値を第２の狭レンジでの計測値として演算する第３の計測値演算手段と
を備えることを特徴とするアナログ信号計測回路。
【請求項３】
請求項１に記載されたアナログ信号計測回路において、
前記第１の部分計測範囲判断手段によって前記第１の部分計測範囲に前記広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、前記第１の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号の入力先を前記第１の計測値演算手段から前記第２の増幅手段へ切り替える入力切替手段
を備えることを特徴とするアナログ信号計測回路。
【請求項４】
請求項２に記載されたアナログ信号計測回路において、
前記第１の部分計測範囲判断手段によって前記第１の部分計測範囲に前記広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、前記第１の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号の入力先を前記第１の計測値演算手段から前記第２の増幅手段へ切り替え、前記第２の部分計測範囲判断手段によって前記第２の部分計測範囲に前記広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、前記第１の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号の入力先を前記第１の計測値演算手段から前記第３の増幅手段へ切り替える入力切替手段
を備えることを特徴とするアナログ信号計測回路。
【請求項５】
請求項２に記載されたアナログ信号計測回路において、
前記第１および第２の部分計測範囲判断手段は、１つの計測範囲判断手段として、
所定の周期で、前記広レンジでの計測値が前記第１の部分計測範囲、前記第２の部分計測範囲、前記第１および第２の部分計測範囲の何れにも属さない計測範囲の何れに属しているかを判断する
ことを特徴とするアナログ信号計測回路。
【請求項６】
請求項２に記載されたアナログ信号計測回路において、
前記第２の計測値演算手段は、
自己が演算した第１の狭レンジでの計測値が前記第１の部分計測範囲に含まれているか否かを判断し、第１の狭レンジでの計測値が第１の部分計測範囲に含まれていないと判断されるまで、前記第１の狭レンジでの計測値の演算を繰り返し、
前記第３の計測値演算手段は、
自己が演算した第２の狭レンジでの計測値が前記第２の部分計測範囲に含まれているか否かを判断し、第２の狭レンジでの計測値が第２の部分計測範囲に含まれていないと判断されるまで、前記第２の狭レンジでの計測値の演算を繰り返す
ことを特徴とするアナログ信号計測回路。
【請求項７】
前記被測定対象のアナログ信号として冷温水温度を示す信号を入力し、前記狭レンジでの計測値が演算された場合にはその狭レンジでの計測値を確定された計測値とし、前記狭レンジでの計測値が演算されない場合には前記広レンジでの計測値を確定された計測値とする請求項１〜６の何れか１項に記載されたアナログ信号計測回路において、
前記確定された計測値を使用する制御機器の現在の冷暖房の制御モードを記憶する制御モード記憶手段と、
前記確定された計測値と前記制御モード記憶手段が記憶している制御モードとに基づいて前記制御機器における制御モードの一致性を判断する制御モード一致性判断手段と
を備えることを特徴とするアナログ信号計測回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷温水などの温度計測に用いて好適なアナログ信号計測回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建築建物内の熱源や空調設備を制御する制御装置では、各設備の熱交換器などに供給または排出される冷媒温度を検出して制御用または表示用として利用している。これらの設備は、夏季は冷水、冬季は温水を冷媒とするため、温度センサとして、−１０〜１００℃程度の計測レンジが必要とされる。
【０００３】
温度センサとしては、一般に、温度変化に伴い抵抗値が変化するセンサ素子（白金測温抵抗体）が用いられ、センサ素子に電流を流すことで生じる電圧を検出することによって温度計測が行われる。この場合、温度変化により生じるセンサ素子間の電圧は微小であるため、センサ素子からの電圧を装置が識別できる電圧に演算増幅器で増幅する（例えば、特許文献１参照）。ここで、従来においては、通常、演算増幅器のゲインを装置に必要な全計測レンジに合わせて決定している。この場合、出力分解能（Ｖ／℃）は計測レンジが広いほど小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−０７９９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した熱源や空調設備を制御する制御装置では、全計測レンジのうち実際に計測分解能が必要な計測レンジは冷水では５〜２５℃程度、温水では４０〜６０℃程度であるのにも拘わらず、全計測レンジに合わせて演算増幅器のゲインが定められている。このため、実際に計測分解能が必要な計測レンジにおいても出力分解能が小さいままとなり、高精度の計測値を得ることができないという問題があった。
【０００６】
なお、この問題を解決するために、（１）出力分解能が小さいままで高精度のＡ／Ｄ変換器を使用する、あるいは（２）冷水計測用と温水計測用とで入力を分けることが考えられるが、（１）の方法では部品コストが高くなってしまうし、（２）の方法では冷温水計測回路の物理的な入力が２つとなってしまうといった欠点がある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高精度のＡ／Ｄ変換器を用いることなく、また物理的な入力を２つに分けたりすることなく、所望の計測範囲の計測分解能を高め、精度の良い計測値を得ることが可能なアナログ信号計測回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために本発明は、被測定対象として入力されるアナログ信号をその計測範囲の全範囲に亘って第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号に対応する計測値を広レンジでの計測値として演算する第１の計測値演算手段と、第１の計測値演算手段によって演算された広レンジでの計測値が計測範囲の一部として予め定められている第１の部分計測範囲に含まれている否かを判断する第１の部分計測範囲判断手段と、第１の部分計測範囲判断手段によって第１の部分計測範囲に広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、第２の増幅手段によって増幅されたアナログ信号に対応する計測値を第１の狭レンジでの計測値として演算する第２の計測値演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号に対応する計測値が広レンジでの計測値として演算され、この演算された広レンジでの計測値が第１の部分計測範囲に含まれているか否かが判断され、第１の部分計測範囲に広レンジの計測値が含まれていると判断されると、第２の増幅手段によって増幅されたアナログ信号に対応する計測値が第１の狭レンジでの計測値として演算される。この場合、第２の増幅手段によって増幅されたアナログ信号は、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号をさらに第２の増幅率で増幅したものである。このため、第１の狭レンジでの出力分解能が広レンジでの出力分解能よりも大きくなり、第１の狭レンジでの計測値の精度がアップする。
【００１０】
また、本発明では、さらに、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を第３の増幅率で増幅する第３の増幅手段と、第１の計測値演算手段によって演算された広レンジでの計測値が計測範囲の一部として予め定められている第１の部分計測範囲とは非連続な第２の部分計測範囲に含まれている否かを判断する第２の部分計測範囲判断手段と、第２の部分計測範囲判断手段によって第２の部分計測範囲に広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、第３の増幅手段によって増幅されたアナログ信号に対応する計測値を第２の狭レンジでの計測値として演算する第３の計測値演算手段とを設ける。
【００１１】
このようにすると、演算された広レンジでの計測値が第１の部分計測範囲ではなく、この第１の部分計測範囲とは非連続な第２の部分計測範囲に含まれていると判断されると、第３の増幅手段によって増幅されたアナログ信号に対応する計測値が第２の狭レンジでの計測値として演算される。この場合、第３の増幅手段によって増幅されたアナログ信号は、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号をさらに第３の増幅率で増幅したものである。このため、第２の狭レンジでの出力分解能も第１の狭レンジでの出力分解能と同様、広レンジでの出力分解能よりも大きくなり、第２の狭レンジでの計測値の精度がアップする。
【００１２】
第１の部分計測範囲と第２の部分計測範囲とを定める場合、例えば、第１の狭レンジを冷水用の計測レンジ、第２の狭レンジを温水用の計測レンジとすることが考えられる。また、第２の増幅手段での増幅を非反転増幅、第３の増幅手段での増幅を反転増幅とすることが考えられる。このようにすると、冷水用の計測レンジと温水用の計測レンジとで同じ電圧幅を使用することが可能となる。
【００１３】
また、本発明において、第１の部分計測範囲判断手段によって第１の部分計測範囲に広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号の入力先を第１の計測値演算手段から第２の増幅手段へ切り替え、第２の部分計測範囲判断手段によって第２の部分計測範囲に広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号の入力先を第１の計測値演算手段から第３の増幅手段へ切り替える入力切替手段を設けるようにしてもよい。
【００１４】
また、第１および第２の部分計測範囲判断手段を１つの計測範囲判断手段とし、所定の周期で、広レンジでの計測値が第１の部分計測範囲、第２の部分計測範囲、第１および第２の部分計測範囲の何れにも属さない計測範囲の何れに属しているかを判断させるようにしてもよく、第２の計測値演算手段によって、第１の部分計測範囲に自己が演算した第１の狭レンジでの計測値が含まれているか否かを判断させ、第１の狭レンジでの計測値が第１の部分計測範囲に含まれていないと判断されるまで、第１の狭レンジでの計測値の演算を繰り返させ、第３の計測値演算手段によって、第２の部分計測範囲に自己が演算した第２の狭レンジでの計測値が含まれているか否かを判断させ、第２の狭レンジでの計測値が第２の部分計測範囲に含まれていないと判断されるまで、第２の狭レンジでの計測値の演算を繰り返させるようにしてもよい。
【００１５】
また、被測定対象のアナログ信号として冷温水温度を示す信号を入力し、狭レンジでの計測値が演算された場合にはその狭レンジでの計測値を確定された計測値とし、狭レンジでの計測値が演算されない場合には広レンジでの計測値を確定された計測値とするアナログ信号計測回路において、確定された計測値を使用する制御機器の現在の冷暖房の制御モードを記憶させるものとし、確定された計測値と記憶している制御モードとに基づいて制御機器における制御モードの一致性を判断させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被測定対象として入力されるアナログ信号をその計測範囲の全範囲に亘って第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段とを設け、第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号に対応する計測値を広レンジでの計測値として演算する一方、この広レンジでの計測値が第１の部分計測範囲に含まれている否かを判断し、第１の部分計測範囲に広レンジの計測値が含まれていると判断された場合、第２の増幅手段によって増幅されたアナログ信号に対応する計測値を第１の狭レンジでの計測値として演算するようにしたので、第１の狭レンジの出力分解能が広レンジでの出力分解能よりも大きくなり、高精度のＡ／Ｄ変換器を用いることなく、また物理的な入力を２つに分けたりすることなく、所望の計測範囲の計測分解能を高め、精度の良い計測値を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るアナログ信号計測回路の一実施の形態を示す冷温水計測回路の要部の機能ブロック図（実施の形態１）である。
【図２】実施の形態１の冷温水計測回路における演算処理部での特徴的な処理動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１の冷温水計測回路における広レンジ用演算増幅部，冷水レンジ用演算増幅部および温水レンジ用演算増幅部の出力波形を示す図である。
【図４】実施の形態２の冷温水計測回路の要部の機能ブロック図である。
【図５】実施の形態２の冷温水計測回路における演算処理部での特徴的な処理動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態３の冷温水計測回路の要部の機能ブロック図である。
【図７】実施の形態３の冷温水計測回路における演算処理部での特徴的な処理動作を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態４の冷温水計測回路における演算処理部での特徴的な処理動作を示すフローチャートである。
【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。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るアナログ信号計測回路の一実施の形態を示す冷温水計測回路の要部の機能ブロック図（実施の形態１）である。
【００１９】
この冷温水計測回路１００は、広レンジ用演算増幅部１と、入力切替部２と、冷水レンジ用演算増幅部３と、温水レンジ用演算増幅部４と、演算処理部５とを備えている。なお、６は冷温水計測回路１００への入力部として設けられたセンサ素子である。
【００２０】
この例において、入力切替部２としてはマルチプレクサが用いられ、広レンジ用演算増幅部１，冷水レンジ用演算増幅部３および温水レンジ用演算増幅部４としてはオペアンプが用いられ、センサ素子６としては白金測温抵抗体やサーミスタなどの温度検出素子が用いられている。
【００２１】
広レンジ用演算増幅部１は、被測定対象として入力されるセンサ素子６からの微小電圧（アナログ信号）を入力とし、この微小電圧をその計測範囲の全範囲（−１０〜１００℃）に亘って第１の増幅率Ａ１で非反転増幅する。この増幅された微小電圧は信号ａ０として出力される。
【００２２】
入力切替部２は、演算処理部５からの切替信号ｄを入力とし、この切替信号ｄの指示に従って広レンジ用演算増幅部１からの信号ａ０の出力先を切り替え、第１の出力ポートＯ１から信号ａ１として出力し、第２の出力ポートＯ２から信号ａ２として出力し、第３の出力ポートＯ３から信号ａ３として出力する。
【００２３】
冷水レンジ用演算増幅部３は、入力切替部２の第２の出力ポートＯ２からの信号ａ２を入力とし、Ｔｃｍｉｎ（５℃）〜Ｔｃｍａｘ（２５℃）を温度範囲とする冷水計測レンジに対する信号ａ２のみを第２の増幅率Ａ２で非反転増幅する。この増幅された信号ａ２は信号ｂとして出力される。
【００２４】
温水レンジ用演算増幅部４は、入力切替部２の第３の出力ポートＯ３からの信号ａ３を入力とし、Ｔｈｍｉｎ（４０℃）〜Ｔｈｍａｘ（６０℃）を温度範囲とする温水計測レンジに対する信号ａ３のみを第３の増幅率Ａ３で反転増幅する。この増幅された信号ａ３は信号ｃとして出力される。
【００２５】
演算処理部５は、入力切替部２の第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１、冷水レンジ用演算増幅部３からの信号ｂ、温水レンジ用演算増幅部４からの信号ｃを入力とし、入力切替部２への切替信号ｄを生成するとともに、内部で演算し確定した計測値Ｔ（後述）を出力する。
【００２６】
演算処理部５は、ＣＰＵ、Ａ／Ｄコンバータ、メモリなどからなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して演算処理部としての各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能として切替信号ｄの生成機能および計測値Ｔの演算処理機能を備えている。なお、この例において、Ａ／ＤコンバータはＣＰＵに内蔵されている。
【００２７】
以下、図２に示すフローチャートに従って、演算処理部５が有する切替信号ｄの生成機能および計測値Ｔの演算処理機能について説明する。
【００２８】
演算処理部５は、所定周期毎に、計測処理を行う。この場合、計測周期に入ると（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、入力切替部２へ信号ａ１の選択を指示する切替信号ｄを出力する（ステップＳ１０２）。
【００２９】
この時、広レンジ用演算増幅部１は、センサ素子６からの微小電圧（アナログ信号）をその計測範囲の全範囲に亘って第１の増幅率Ａ１で非反転増幅し、信号ａ０として出力している。
【００３０】
図３（ａ）に広レンジ用演算増幅部１の出力波形を示す。Ｔｍｉｎは計測範囲の下限値（−１０℃）、Ｔｍａｘは計測範囲の上限値（１００℃）であり、下限値Ｔｍｉｎを示すセンサ素子６からの微小電圧は増幅率Ａ１で非反転増幅されて電圧値Ｖｍｉｎの信号ａ０とされ、上限値Ｔｍａｘを示すセンサ素子６からの微小電圧は増幅率Ａ１で非反転増幅されて電圧値Ｖｍａｘの信号ａ０とされる。
【００３１】
入力切替部２は、演算処理部５からの切替信号ｄを受けると、広レンジ用演算増幅部１からの信号ａ０を取り込み、第１の出力ポートＯ１から信号ａ１として出力する。この入力切替部２の第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１は演算処理部５の第１の入力ポートＩ１に与えられる。
【００３２】
演算処理部５は、この第１の入力ポートＩ１に与えられる信号ａ１を取り込み、この取り込んだ信号ａ１をＣＰＵ内蔵のＡ／Ｄ変換器によってデジタル値に変換し、この変換したデジタル値から信号ａ１に対応する計測値を求め、この求めた計測値を広レンジでの温度計測値Ｔ１とする（ステップＳ１０３）
【００３３】
そして、演算処理部５は、この広レンジでの温度計測値Ｔ１が冷水計測レンジ（図３（ａ）に示すＴｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘの温度範囲Ｈ１（第１の部分計測範囲））に含まれているのか、温水計測レンジ（図３（ａ）に示すＴｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘの温度範囲Ｈ２（第２の部分計測範囲））に含まれているのか、それ以外のレンジ（温度範囲Ｈ１，Ｈ２以外の温度範囲）に含まれているのかを判断する。
【００３４】
ここで、広レンジでの温度計測値Ｔ１が冷水計測レンジに入っていれば（Ｔｃｍｉｎ≦Ｔ１≦Ｔｃｍａｘ）、演算処理部５は、入力切替部２へ信号ａ２の選択を指示する切替信号ｄを出力する（ステップＳ１０５）。
【００３５】
入力切替部２は、演算処理部５からの切替信号ｄを受けると、広レンジ用演算増幅部１からの信号ａ０の出力先を切り替え、第２の出力ポートＯ２から信号ａ２として出力する。この入力切替部２の第２の出力ポートＯ２からの信号ａ２は、冷水レンジ用演算増幅部３において増幅率Ａ２で非反転増幅され、信号ｂとして演算処理部５の第２の入力ポートＩ２に与えられる。
【００３６】
図３（ｂ）に冷水レンジ用演算増幅部３の出力波形を示す。冷水レンジ用演算増幅部３では、図３（ａ）に示した温度範囲Ｈ１（Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘ）の信号ａ２（ａ０）に対してのみ増幅率Ａ２での非反転増幅が行われ、冷水計測レンジの下限値Ｔｃｍｉｎに対応する信号ａ２は電圧値Ｖｂｍｉｎの信号ｂとされ、冷水計測レンジの上限値Ｔｃｍａｘに対応する信号ａ２は電圧値Ｖｂｍａｘの信号ｂとされる。
【００３７】
演算処理部５は、この第２の入力ポートＩ２に与えられる信号ｂを取り込み、この取り込んだ信号ｂをＣＰＵ内蔵のＡ／Ｄ変換器によってデジタル値に変換し、この変換したデジタル値から信号ｂに対応する計測値を求め、この求めた計測値を冷水計測レンジでの温度計測値Ｔｃとする（ステップＳ１０６）。この温度計測値Ｔｃは確定された計測値Ｔとして出力される（ステップＳ１０９）。
【００３８】
この場合、冷水レンジ用演算増幅部３によって増幅された信号ｂは、広レンジ用演算増幅部１によって増幅された信号ａ０をさらに第２の増幅率Ａ２で増幅したものである。このため、冷水計測レンジでの出力分解能が広レンジでの出力分解能よりも大きくなり、冷水計測レンジでの計測値の精度がアップする。
【００３９】
一方、演算処理部５は、広レンジでの温度計測値Ｔ１が温水計測レンジに入っていれば（Ｔｈｍｉｎ≦Ｔ１≦Ｔｈｍａｘ）、入力切替部２へ信号ａ３の選択を指示する切替信号ｄを出力する（ステップＳ１０７）。
【００４０】
入力切替部２は、演算処理部５からの切替信号ｄを受けると、広レンジ用演算増幅部１からの信号ａ０の出力先を切り替え、第３の出力ポートＯ３から信号ａ３として出力する。この入力切替部２の第３の出力ポートＯ３からの信号ａ３は、温水レンジ用演算増幅部４において増幅率Ａ３で反転増幅され、信号ｃとして演算処理部５の第３の入力ポートＩ３に与えられる。
【００４１】
図３（ｃ）に温水レンジ用演算増幅部４の出力波形を示す。温水レンジ用演算増幅部４では、図３（ａ）に示した温度範囲Ｈ２（Ｔｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘ）の信号ａ３（ａ０）に対してのみ増幅率Ａ３での反転増幅が行われ、温水計測レンジの下限値Ｔｈｍｉｎに対応する信号ａ３は電圧値Ｖｃｍａｘの信号ｃとされ、温水計測レンジの上限値Ｔｈｍａｘに対応する信号ａ３は電圧値Ｖｃｍｉｎの信号ｃとされる。
【００４２】
なお、温水レンジ用演算増幅部４において、信号ａ３を増幅率Ａ３で非反転増幅するようにしてもよいが、信号ａ３を増幅率Ａ３で反転増幅するようにすると、冷水用の計測レンジと温水用の計測レンジとして同じ電圧幅を使用することができるので、都合がよい。
【００４３】
演算処理部５は、この第３の入力ポートＩ３に与えられる信号ｃを取り込み、この取り込んだ信号ｃをＣＰＵ内蔵のＡ／Ｄ変換器によってデジタル値に変換し、この変換したデジタル値から信号ｃに対応する計測値を求め、この求めた計測値を温水計測レンジでの温度計測値Ｔｈとする（ステップＳ１０８）。この温度計測値Ｔｈは確定された計測値Ｔとして出力される（ステップＳ１０９）。
【００４４】
この場合、温水レンジ用演算増幅部４によって増幅された信号ｃは、広レンジ用演算増幅部１によって増幅された信号ａ０をさらに第３の増幅率Ａ３で増幅したものである。このため、温水計測レンジでの出力分解能が広レンジでの出力分解能よりも大きくなり、温水計測レンジでの計測値の精度がアップする。
【００４５】
演算処理部５は、広レンジでの温度計測値Ｔ１が冷水計測レンジ（Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘ）にも温水計測レンジ（Ｔｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘ）にも含まれていなければ、すなわち冷水計測レンジおよび温水計測レンジ以外のレンジの温度範囲に含まれていれば（Ｔ１＜Ｔｃｍｉｎ、Ｔｃｍａｘ＜Ｔ１＜Ｔｈｍｉｎ、Ｔｈｍａｘ＜Ｔ１）、広レンジでの温度計測値Ｔ１をそのまま確定された計測値Ｔとして出力する（ステップＳ１０９）。
【００４６】
以下、同様にして、演算処理部５は、計測周期に入る毎に（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、上述したステップＳ１０２〜Ｓ１０９の処理動作を繰り返す。
【００４７】
このようにして、本実施の形態では、演算処理部５のＣＰＵに内蔵されたＡ／Ｄ変換器を有効に利用し、高精度のＡ／Ｄ変換器を用いることなく、また冷温水計測回路１００の物理的な入力を２つに分けたりすることなく、冷水計測レンジおよび温水計測レンジの計測分解能を高め、精度の良い計測値を得ることができるようになる。
【００４８】
なお、この実施の形態１において、広レンジ用演算増幅部１が本発明でいう第１の増幅手段に相当し、冷水レンジ用演算増幅部３が第２の増幅手段に相当し、温水レンジ用演算増幅器４が第３の増幅手段に相当し、入力切替部２が入力切替手段に相当する。また、演算処理部５においてステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理を行う部分が第１の計測値演算手段に相当し、ステップＳ１０４の処理を行う部分が第１の部分計測範囲判断手段および第２の部分計測範囲判断手段に相当し、ステップＳ１０５，Ｓ１０６の処理を行う部分が第２の計測値演算手段に相当し、ステップＳ１０７，Ｓ１０８の処理を行う部分が第３の計測値演算手段に相当する。
【００４９】
〔実施の形態２〕
上述した実施の形態１の冷温計測回路１００では、演算処理部５が３つの入力ポートＩ１〜Ｉ３を備え、第１の入力ポートＩ１に信号ａ１が与えられ、第２の入力ポートＩ２に信号ｂが与えられ、第３の入力ポートＩ３に信号ｃが与えられるものとした。
【００５０】
これに対し、実施の形態２の冷温計測回路１０１（図４）では、１つの入力ポートＩ１しか有さない演算処理部５を用い、この演算処理部５の前段に第２の入力切替部２−２を設け、演算処理部５からの第１の入力切替部２−１への切替信号ｄを分岐して第２の入力切替部２−２へも与えるようにしている。
【００５１】
図５にこの冷温計測回路１０１における図２に対応するフローチャートを示す。この場合、ステップＳ１０２において、第２の入力切替部２−２が入力切替部２−１からの信号ａ１を選択して、演算処理部５の第１の入力ポートＩ１に与える。また、ステップＳ１０５において、第２の入力切替部２−２が冷水レンジ用演算増幅部３からの信号ｂを選択して、演算処理部５の第１の入力ポートＩ１に与える。また、ステップＳ１０７において、第２の入力切替部２−２が温水レンジ用演算増幅部４からの信号ｃを選択して、演算処理部５の第１の入力ポートＩ１に与える。
【００５２】
〔実施の形態３〕
図６に図１に示した冷温水計測回路１００の演算処理部５に冷房暖房状態（以下、冷暖状態と呼ぶ）の不一致検出機能を設けた例を実施の形態３として示す。この実施の形態３の冷温水計測回路１０２において、演算処理部５は冷暖状態入力部５−１と冷暖状態不一致検出部５−２と警報出力部５−３とを備えている。冷暖状態入力部５−１には、演算処理部５からの計測値Ｔを使用する制御機器（図示せず）の現在の冷暖房の制御モードが入力され、記憶される。
【００５３】
図７にこの冷温水計測回路１０２における演算処理部５での冷暖状態不一致検出機能を含む処理動作のフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理は図２に示したフローチャートにおける対応するステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理と同じであるので、その説明は省略する。
【００５４】
演算処理部５は、計測値Ｔが確定されると（ステップＳ１０９）、その計測値Ｔが冷水計測レンジでの計測値Ｔｃであるのか、温水計測レンジでの計測値Ｔｈであるのか、それ以外のレンジでの計測値であるのかを判断する（ステップＳ１１０）。
【００５５】
ここで、計測値Ｔが冷水計測レンジでの計測値Ｔｃであれば、冷暖状態入力部５−１に記憶されている冷暖房の制御モードが冷房状態であるか否か、すなわち計測値Ｔと冷暖房の制御モードが「冷房」で一致しているか否かを判断する（ステップＳ１１１）。ここで、「冷房」で一致していなければ（ステップＳ１１１のＮＯ）、冷暖不一致であると判断し（ステップＳ１１３）、冷暖不一致の警報を出力する（ステップＳ１１４）。
【００５６】
また、計測値Ｔが温水計測レンジでの計測値Ｔｈであれば、冷暖状態入力部５−１に記憶されている冷暖房の制御モードが暖房状態であるか否か、すなわち計測値Ｔと冷暖房の制御モードが「暖房」で一致しているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。ここで、「暖房」で一致していなければ（ステップＳ１１２のＮＯ）、冷暖不一致であると判断し（ステップＳ１１３）、冷暖不一致の警報を出力する（ステップＳ１１４）。
【００５７】
このフローチャートにおいて、ステップＳ１１１での冷房判断、ステップＳ１１２での暖房判断、ステップＳ１１３での冷暖不一致の検出は冷暖状態不一致検出部５−２で行われ、冷暖不一致の警報出力は警報出力部５−３で行われる。この実施の形態３では、冷暖状態不一致検出部５−２が本発明でいう制御モード一致性判断手段に相当し、冷暖状態入力部５−１が制御モード記憶手段に相当する。
【００５８】
なお、この例では、演算処理部５に冷暖不一致検出機能を設けたが、通信にて外部で実現するようにしてもよい。また、この例では、図１に示した冷温水計測回路１００の演算処理部５に冷暖不一致検出機能を設けた例として示したが、図４に示した冷温水計測回路１０１の演算処理部５にも同様にして冷暖不一致検出機能を設けるようにしてもよい。
【００５９】
〔実施の形態４〕
上述した実施の形態１〜３では、所定周期毎に広レンジでの温度計測値Ｔ１を求め、この広レンジでの温度計測値Ｔ１が冷水計測レンジに含まれているのか、温水計測レンジに含まれているのか、あるいは何れのレンジにも含まれていないのかを判断するようにしたが、必ずしも所定周期毎に広レンジでの温度計測値Ｔ１を求めて判断するようにしなくてもよい。
【００６０】
例えば、広レンジでの温度計測値Ｔ１が冷水計測レンジに含まれていると判断した場合、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃがその冷水計測レンジの温度範囲Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘに含まれていないと判断されるまで、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃの演算を繰り返し、広レンジでの温度計測値Ｔ１が温水計測レンジに含まれていると判断した場合、温水計測レンジでの計測値Ｔｈが温水計測レンジの温度範囲Ｔｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘに含まれていないと判断されるまで、温水計測レンジでの計測値Ｔｈの演算を繰り返すようにしてもよい。
【００６１】
このような機能を付加した冷温水計測回路１００（図１）を実施の形態４とし、この実施の形態４における演算処理部５での処理動作のフローチャートを図８に示す。
【００６２】
この場合、演算処理部５は、計測周期に入ると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、入力切替部２へ信号ａ１の選択を指示する切替信号ｄを出力し（ステップＳ２０２）、入力切替部２の第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１を取り込み、広レンジでの温度計測値Ｔ１を得る（ステップＳ２０３）。そして、この広レンジの温度計測値Ｔが冷水計測レンジに含まれているのか、温水計測レンジに含まれているのか、その何れのレンジにも含まれていないのかを判断する（ステップＳ２０４）。
【００６３】
ここで、広レンジでの温度計測値Ｔ１が冷水計測レンジに入っていれば（Ｔｃｍｉｎ≦Ｔ１≦Ｔｃｍａｘ）、演算処理部５は、入力切替部２へ信号ａ２の選択を指示する切替信号ｄを出力し（ステップＳ２０５）、冷水レンジ用演算増幅部３からの信号ｂを取り込み、冷水計測レンジでの温度計測値Ｔｃを求め（ステップＳ２０６）、その求めた冷水計測レンジでの温度計測値Ｔｃを計測値Ｔとして確定する（ステップＳ２０７）。
【００６４】
そして、その確定した計測値Ｔが冷水計測レンジの温度範囲に含まれていることを確認しながら（Ｔｃｍｉｎ≦Ｔ≦Ｔｃｍａｘ）、信号ｂからの冷水計測レンジでの温度計測値Ｔｃの演算を繰り返す（ステップＳ２０６〜Ｓ２０８）。
【００６５】
この冷水計測レンジでの温度計測値Ｔｃの演算の繰り返し中、確定した計測値ＴがＴ＜ＴｃｍｉｎあるいはＴｃｍａｘ＜Ｔとなり（ステップＳ２０８のＮＯ）、その状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ２０９のＹＥＳ）、演算処理部５は、冷水計測レンジでの温度計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘを外れたと判断し、ステップＳ２０１へ戻る。これにより、所定周期毎の広レンジでの温度計測値Ｔ１の演算が再開され、その求めた広レンジでの温度計測値Ｔ１に基づく計測レンジの判断が繰り返される。
【００６６】
これに対し、広レンジでの温度計測値Ｔ１が温水計測レンジに入っていれば（Ｔｈｍｉｎ≦Ｔ１≦Ｔｈｍａｘ）、演算処理部５は、入力切替部２へ信号ａ３の選択を指示する切替信号ｄを出力し（ステップＳ２１０）、温水レンジ用演算増幅部４からの信号ｃを取り込み、温水計測レンジでの温度計測値Ｔｈを求め（ステップＳ２１１）、その求めた温水計測レンジでの温度計測値Ｔｈを計測値Ｔとして確定する（ステップＳ２１２）。
【００６７】
そして、その確定した計測値Ｔが温水計測レンジの温度範囲に含まれていることを確認しながら（Ｔｈｍｉｎ≦Ｔ≦Ｔｈｍａｘ）、信号ｃからの温水計測レンジでの温度計測値Ｔｈの演算を繰り返す（ステップＳ２１１〜Ｓ２１３）。
【００６８】
この温水計測レンジでの温度計測値Ｔｈの演算の繰り返し中、確定した計測値ＴがＴ＜ＴｈｍｉｎあるいはＴｈｍａｘ＜Ｔとなり（ステップＳ２１３のＮＯ）、その状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ２１４のＹＥＳ）、温水計測レンジでの温度計測値Ｔｈが温水計測レンジの温度範囲Ｔｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘを外れたと判断し、ステップＳ２０１へ戻る。これにより、所定周期毎の広レンジでの温度計測値Ｔ１の演算が再開され、その求めた広レンジでの温度計測値Ｔ１に基づく計測レンジの判断が繰り返される。
【００６９】
この実施の形態４では、ステップＳ２０４〜Ｓ２０９の処理を行う部分が本発明でいう第２の計測値演算手段に相当し、ステップＳ２０４，Ｓ２１０〜Ｓ２１４の処理を行う部分が第３の計測値演算手段に相当する。
【００７０】
また、上述した実施の形態１〜４では、センサ素子６によって温度を検出するものとしたが、すなわち被測定対象を温度としたが、被測定対象は温度に限られるものではなく、センサ６によって湿度を検出するものとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のアナログ信号計測回路は、冷温水の温度計測などを高精度で行うアナログ信号計測回路として、建築建物内の熱源や空調設備を制御する制御装置などの装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１…広レンジ用演算増幅部、２，２−１，２−２…入力切替部、Ｏ１〜Ｏ３…出力ポート、３…冷水レンジ用演算増幅部、４…温水レンジ用演算増幅部、５…演算処理部、Ｉ１〜Ｉ３…入力ポート、５−１…冷暖状態入力部、５−２…冷暖不一致検出部、５−３…警報出力部、６…センサ素子、１００，１０１，１０２…冷温水計測回路。
【図１】
2012215437.tif 000003
【図２】
2012215437.tif 000004
【図３】
2012215437.tif 000005
【図４】
2012215437.tif 000006
【図５】
2012215437.tif 000007
【図６】
2012215437.tif 000008
【図７】
2012215437.tif 000009
【図８】
2012215437.tif 000010