(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号をＡ／Ｄ変換して、アナログ信号の信号レベルに比例した大きさの中間出力値を得るアナログ−デジタル変換部と、前記アナログ信号の信号レベルと前記中間出力値との関係を示す一次直線式に、前記中間出力値を代入してアナログ信号の信号レベルを演算する演算処理部と、演算処理部の演算データを一時的に記憶するＲＡＭとを備え、
演算処理部は、外部との間で通信を行う通信手段を有し、前記一次直線式の傾き及び切片を求める校正モードで動作中に、アナログ−デジタル変換部に所定レベルのアナログ信号が入力された状態で、外部装置から送信された基準デジタル値取得コマンドを通信手段を介して受信すると、コマンド受信時における中間出力値を基準デジタル値としてＲＡＭに格納するとともに、前記基準デジタル値を応答信号として通信手段から外部装置へ送信させ、少なくとも２点の基準デジタル値および当該基準デジタル値に対応するアナログ信号の信号レベルに基づいて前記一次直線式の傾き及び切片を算出することを特徴とするＡ／Ｄ変換ユニット。
【請求項２】
前記基準デジタル値を記憶させるＦＲＯＭを備え、前記演算処理部が、前記基準デジタル値取得コマンドの受信後に、前記外部装置から送信された基準デジタル値登録コマンドを前記通信手段を介して受信すると、前記ＲＡＭに格納した基準デジタル値をＦＲＯＭに格納し、当該基準デジタル値を応答信号として通信手段から外部装置へ返送させることを特徴とする請求項１記載のＡ／Ｄ変換ユニット。
【請求項３】
前記演算処理部が、前記外部装置から送信された基準デジタル値消去コマンドを前記通信手段を介して受信すると、前記ＲＡＭおよび前記ＦＲＯＭに格納されている基準デジタル値を消去した後、消去完了を示すデータを応答信号として通信手段から外部装置へ返送させることを特徴とする請求項２記載のＡ／Ｄ変換ユニット。
【請求項４】
前記演算処理部が、前記ＦＲＯＭに前記基準デジタル値を書き込む前にＦＲＯＭ内のデータを消去する処理を、ＦＲＯＭに空き容量が無い場合のみ行うことを特徴とする請求項２記載のＡ／Ｄ変換ユニット。
【請求項５】
前記演算処理部が、前記外部装置から送信された一次直線式を算出させるための一次直線式読み出しコマンドを前記通信手段を介して受信すると、前記ＲＡＭに格納された複数の基準デジタル値と各基準デジタル値に対応するアナログ信号の信号レベルとに基づいて、前記一次直線式の傾き及び切片を算出し、算出した傾き及び切片を応答信号として通信手段から外部装置へ返送させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のＡ／Ｄ変換ユニット。
【請求項６】
前記外部装置から送信される基準デジタル値取得コマンドに、前記基準デジタル値に対応するアナログ信号の信号レベル情報が付加されており、前記演算処理部は、基準デジタル値取得コマンドに付加された信号レベル情報と、コマンド受信時に取得した基準デジタル値とをもとに、前記一次直線式の傾き及び切片を算出することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のＡ／Ｄ変換ユニット。
【請求項７】
前記校正モードにおいてアナログ−デジタル変換部に入力されるアナログ信号の信号レベルが少なくとも３通りに切り替えられ、前記アナログ信号の信号レベルが切り替えられる毎に、外部装置から基準デジタル値取得コマンドが送信されており、前記演算処理部は、基準デジタル値取得コマンドの受信時に取得した少なくとも３つの基準デジタル値および各基準デジタル値に対応するアナログ信号の信号レベルに基づいて、少なくとも３つの基準デジタル値の各区間毎にアナログ信号の信号レベルと中間出力値との関係を示す一次直線式の傾き及び切片を求めたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のＡ／Ｄ変換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａ／Ｄ変換ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力された電流或いは電圧などのアナログ信号をアナログ−デジタル変換回路によりデジタル値に変換し、デジタル値と電流或いは電圧等の物理量との関係を示す一次直線式に上記デジタル値を代入して、測定対象の物理量の大きさを示す出力値を得るＡ／Ｄ変換ユニットが提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１６（ａ）は従来のＡ／Ｄ変換ユニット１の概略構成を示すブロック図であり、マイコン１１と、アナログ−デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ変換回路と略称す。）１２と、ＲＡＭ１３と、フラッシュメモリ（以下、ＦＲＯＭと言う。）１４と、ＤＩＰスイッチ（以下、ＤＩＰＳＷと言う。）１５とを主要な構成として備えている。ＤＩＰＳＷ１５は図１６（ｂ）に示すように例えば４ビットのディップスイッチからなり、１ビット目はマイコン１１の動作モードを通常モード又は校正モードに切り替えるスイッチ、２ビット目は基準デジタル値を取得するか否かを設定するスイッチ、３ビット目は基準デジタル値をＦＲＯＭ１４に登録するか否かを設定するスイッチ、４ビット目はＦＲＯＭ１４に登録された基準デジタル値を消去するか否かを設定するスイッチである。
【０００４】
ここで、Ａ／Ｄ変換回路１２によるＡ／Ｄ変換に誤差がなければ、図１７に実線ａで示すようにＡ／Ｄ変換回路１２に入力されるアナログ信号の信号レベルＹと、変換後のデジタル値Ｘとの関係は、マイコン１１に予め組み込まれたＹ＝ａＸなる標準の一次直線式で示されることになる。例えば入力スパンが０〜５Ｖで、アナログ信号Ｙが０Ｖの時にデジタル値Ｘが０、アナログ信号Ｙが５．０Ｖの時にデジタル値Ｘが２０００であれば、Ｙ＝Ｘ／４００となり、マイコン１１ではこの一次直線式を用いて、Ａ／Ｄ変換回路１２の出力からアナログ信号Ｙの信号レベルを求めている。
【０００５】
しかしながら、実際には、Ａ／Ｄ変換回路１２で使用している個々の部品にばらつきが存在するため、アナログ信号と変換後のデジタル値が示すアナログ量との間には誤差が発生し、アナログ信号の信号レベルＹと、変換後のデジタル値Ｘとの関係は次式のように表される。
【０００６】
Ｙ＝ａ’×Ｘ＋ｂ  …（１）
例えば図１７に点線ｂで示すようにアナログ信号Ｙが０（Ｖ）の時にデジタル値Ｘが３００、アナログ信号Ｙが５．０（Ｖ）の時にデジタル値Ｘが１８００であれば、傾きａ＝１／３００、切片ｂ＝−１となり、一次直線式はＹ＝Ｘ／３００−１となる。
【０００７】
このように、Ａ／Ｄ変換回路１２によるＡ／Ｄ変換にばらつきが存在する場合は、マイコン１１に標準的に組み込まれた一次直線式の代わりに、Ａ／Ｄ変換の誤差を校正するための一次直線式（上記の式（１））を求める必要があった。
【０００８】
以下に、従来のＡ／Ｄ変換ユニット１において変換誤差を校正するための一次直線式を求める手順を図１８のフローチャートに従って説明する。Ａ／Ｄ変換ユニットに電源が投入されると（Ｓ６１）、マイコン１１が組込のプログラムを実行し、ＤＩＰＳＷ１５の１ビット目を確認する（Ｓ６２）。１ビット目のスイッチがＯＦＦであれば、マイコン１１は通常モード（入力されたアナログ値をデジタル値に変換して出力するモード）で動作し、１ビット目のスイッチがＯＮであれば、マイコン１１は校正用の一次直線式を求める校正モードで動作する。
【０００９】
Ａ／Ｄ変換ユニットの使用開始時に一次直線式の校正処理を行う場合、ユーザはＤＩＰＳＷ１５の１ビット目をＯＮにした状態で電源を投入しており、Ｓ５２の判定の結果、マイコン１１の動作が校正モードに切り替えられる。校正モードにおいて、マイコン１１は、先ずＤＩＰＳＷ１５の２ビット目を確認し（Ｓ６３）、２ビット目のスイッチがＯＮにセットされていれば、Ａ／Ｄ変換回路１２の出力を基準デジタル値として取得する処理ルーチンを実行した後（Ｓ６６）、ステップＳ６２に戻る。また２ビット目のスイッチがＯＦＦにセットされていた場合、マイコン１１は、ＤＩＰＳＷ１５の３ビット目を確認し（Ｓ６４）、３ビット目のスイッチがＯＮにセットされていれば、基準デジタル値を登録する処理ルーチンを実行した後（Ｓ６７）、ステップＳ６２に戻る。また３ビット目のスイッチがＯＦＦにセットされていた場合、マイコン１１は、ＤＩＰＳＷ１５の４ビット目を確認し（Ｓ６５）、４ビット目のスイッチがＯＦＦにセットされていれば、ステップＳ６２に戻り、４ビット目のスイッチがＯＮにセットされていれば、基準デジタル値を消去する処理ルーチンを実行した後（Ｓ６８）、ステップＳ６２に戻る。而して、校正モードを実行する場合、ユーザは先ずＤＩＰスイッチの２ビット目をＯＮ、３，４ビット目をＯＦＦにした状態で、取得ルーチンを実行させて、基準デジタル値を取り込んだ後、ＤＩＰスイッチの３ビット目をＯＮ、２，４ビット目をＯＦＦにして、登録ルーチンを実行させ、取り込んだ基準デジタル値をＦＲＯＭ１４に登録させるのである。また校正モードにおいて、ユーザがＤＩＰスイッチの４ビット目をＯＮ、２，３ビット目をＯＦＦにすると、消去ルーチンが実行され、ＦＲＯＭ１４に登録された基準デジタル値が消去されるようになっている。
【００１０】
ここで、基準デジタル値の取得ルーチン、登録ルーチン、および、消去ルーチンについて図１９〜図２１を参照して説明する。
【００１１】
図１９は基準デジタル値を取得する処理ルーチンのフローチャートであり、基準デジタル値として２点の出力Ｄ０、Ｄ１を取り込むようになっている。出力Ｄ０，Ｄ１に対応するアナログ信号レベルは予め決められており、例えば出力Ｄ０はアナログ信号が０．０Ｖの時、出力Ｄ１はアナログ信号が５．０Ｖの時の出力である。マイコン１１が取得ルーチンを開始すると、マイコン１１はＡ／Ｄ変換回路１２から出力（デジタル値）を読み込み（Ｓ８１）、基準デジタル値Ｄ０がクリアされているか否かを判定し（Ｓ８２）、クリアされていれば、取得したデジタル値を基準デジタル値Ｄ０とし（Ｓ８３）、取得ルーチンを終了する。一方、Ｓ８２の判定において基準デジタル値Ｄ０がクリアされていなければ、マイコン１１は、基準デジタル値Ｄ１がクリアされているか否かを判定し（Ｓ８４）、クリアされていれば、取得したデジタル値を基準デジタル値Ｄ１とし（Ｓ８５）、取得ルーチンを終了する。一方、Ｓ８４の判定において基準デジタル値Ｄ１がクリアされていなければ、マイコン１１は、基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１の取り込みが完了したものと判断し、取得ルーチンを終了する。尚、ユーザは取得ルーチンを実行させる場合、ＤＩＰＳＷ１５の２ビット目をＯＮする前に、基準デジタル値Ｄ０又はＤ１に対応したアナログ信号をＡ／Ｄ変換回路１２の入力端に印加しておくものとし、例えば、基準デジタル値Ｄ０に対応したアナログ信号を入力した状態で、上記取得ルーチンを実行することによって基準デジタル値Ｄ０が取り込まれ、その後、基準デジタル値Ｄ１に対応したアナログ信号を入力した状態で、上記取得ルーチンを実行することによって基準デジタル値Ｄ１が取り込まれるのである。
【００１２】
また、図２０（ａ）は基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１を登録する処理ルーチンのフローチャートを示し、同図（ｂ）はＦＲＯＭ１４の初期状態のメモリマップを、同図（ｃ）はＦＲＯＭ１４に１データが書き込まれた状態のメモリマップをそれぞれ示している。尚、図中の○はＦＲＯＭ１４のアドレス１４ａのうち、データが未書込でアドレス番号が最小のアドレス（先頭アドレス）を示し、斜線を付したアドレスはデータ書込済みのアドレスをそれぞれ示している。マイコン１１が登録ルーチンを開始すると、図２０（ｂ）に示すようにマイコン１１はＦＲＯＭ１４のデータを消去し（Ｓ８６）、ＦＲＯＭ１４の書き込みポインタを先頭アドレスに移動させた後（Ｓ８７）、図２０（ｃ）に示すように取得ルーチンで取得した基準デジタル値Ｄ０およびＤ１を１データとしてＦＲＯＭ１４に書き込み（Ｓ８８）、登録ルーチンを終了する。
【００１３】
また図２１（ａ）は基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１を消去する処理ルーチンのフローチャート、図２１（ｂ）はＦＲＯＭ１４のメモリマップをそれぞれ示し、図中の○はＦＲＯＭ１４の先頭アドレスを示している。マイコン１１が消去ルーチンを開始すると、マイコン１１はＦＲＯＭ１４に格納されたデータを消去するとともに（Ｓ８９）、基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１をクリアした後（Ｓ９０）、消去ルーチンを終了する。
【００１４】
校正モードの処理を終え、ユーザがＤＩＰＳＷ１５の１ビット目をＯＦＦにすると、マイコン１１は、図１８のＳ６２の判定の結果、動作モードを通常モードに切り替え、校正モードで求めた基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１を用いて一次直線式を設定する処理ルーチンを実行する（Ｓ６９）。
【００１５】
図２２（ａ）は一次直線式を設定する処理ルーチンのフローチャート、同図（ｂ）はＦＲＯＭ１４の初期状態のメモリマップ、同図（ｃ）はＦＲＯＭ１４に１データが書き込まれている状態のメモリマップをそれぞれ示している。マイコン１１は、一次直線式を設定する処理ルーチンを開始すると、ＦＲＯＭ１４に書き込まれたデータの有無を確認し（Ｓ９１）、図２２（ｃ）に示すように書き込みデータがあれば、ＦＲＯＭ１４の読み出しポインタを先頭アドレスに移動させ（Ｓ９２）、ＦＲＯＭ１４から１データを読み出して、基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１とし、基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１をＲＡＭ１３に記憶させる（Ｓ９３）。そして、マイコン１１では、基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１の値とそれに対応するアナログ信号の信号レベルから、一次直線式の傾きａ’と切片ｂとを演算により求めた後、アナログ−デジタル変換回路５１の出力からアナログ信号の信号レベルを求める一次直線式を設定し（Ｓ９４）、処理ルーチンを終了する。またＳ９１の判定の結果、図２２（ｂ）に示すように書き込みデータがなければ、マイコン１１は、予め組み込まれている標準の一次直線式を使用する一次直線式に設定した後（Ｓ９５）、処理ルーチンを終了する。
【００１６】
通常モードにおいて一次直線式の設定処理（Ｓ６９）が終了すると、マイコン１１は、所定の演算周期（サンプリング周期）に達したか否かを判断し（Ｓ７０）、演算周期に達していれば、Ａ／Ｄ変換回路１２から中間出力値（デジタル値）を取り込み（Ｓ７１）、Ｓ６９で設定した一次直線式に中間出力値を代入してアナログ信号の信号レベルを演算により求めた後（Ｓ７２）、算出した信号レベル（アナログ値）を外部装置に出力する（Ｓ７３）。
【特許文献１】特開２００５−５７４６８号公報（段落［０００７］−［０００９］、及び、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述のＡ／Ｄ変換ユニットでは、Ａ／Ｄ変換回路１２の中間出力値（デジタル値）から入力されたアナログ量の信号レベル（大きさ）を演算するために用いる一次直線式の傾き及び切片を求める際に、ＤＩＰＳＷ１５を操作して動作モードを校正モードに切り替えるとともに、ＤＩＰＳＷ１５を操作して、校正モードにおける各処理ルーチンを実行させていた。したがって、Ａ／Ｄ変換ユニットの基板にＤＩＰＳＷ１５のようなユーザが手で操作するためのスイッチを実装する必要があり、このようなスイッチは人の手で操作できる程度の大きさに形成されているので、基板の小型化に限界があった。
【００１８】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、Ａ／Ｄ変換のばらつきを補正することが可能な小型のＡ／Ｄ変換ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、アナログ信号をＡ／Ｄ変換して、アナログ信号の信号レベルに比例した大きさの中間出力値を得るアナログ−デジタル変換部と、アナログ信号の信号レベルと中間出力値との関係を示す一次直線式に、中間出力値を代入してアナログ信号の信号レベルを演算する演算処理部と、演算処理部の演算データを一時的に記憶するＲＡＭとを備え、演算処理部は、外部との間で通信を行う通信手段を有し、一次直線式の傾き及び切片を求める校正モードで動作中に、アナログ−デジタル変換部に所定レベルのアナログ信号が入力された状態で、外部装置から送信された基準デジタル値取得コマンドを通信手段を介して受信すると、コマンド受信時における中間出力値を基準デジタル値としてＲＡＭに格納するとともに、基準デジタル値を応答信号として通信手段から外部装置へ送信させ、少なくとも２点の基準デジタル値および当該基準デジタル値に対応するアナログ信号の信号レベルに基づいて一次直線式の傾き及び切片を算出することを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、基準デジタル値を記憶させるＦＲＯＭを備え、演算処理部が、基準デジタル値取得コマンドの受信後に、外部装置から送信された基準デジタル値登録コマンドを通信手段を介して受信すると、ＲＡＭに格納した基準デジタル値をＦＲＯＭに格納し、当該基準デジタル値を応答信号として通信手段から外部装置へ返送させることを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、演算処理部が、外部装置から送信された基準デジタル値消去コマンドを通信手段を介して受信すると、ＲＡＭおよびＦＲＯＭに格納されている基準デジタル値を消去した後、消去完了を示すデータを応答信号として通信手段から外部装置へ返送させることを特徴とする請求項２記載のＡ／Ｄ変換ユニット。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、演算処理部が、ＦＲＯＭに基準デジタル値を書き込む前にＦＲＯＭ内のデータを消去する処理を、ＦＲＯＭに空き容量が無い場合のみ行うことを特徴とする。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの発明において、演算処理部が、外部装置から送信された一次直線式を算出させるための一次直線式読み出しコマンドを通信手段を介して受信すると、ＲＡＭに格納された複数の基準デジタル値と各基準デジタル値に対応するアナログ信号の信号レベルとに基づいて、一次直線式の傾き及び切片を算出し、算出した傾き及び切片を応答信号として通信手段から外部装置へ返送させることを特徴とする。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの発明において、外部装置から送信される基準デジタル値取得コマンドに、基準デジタル値に対応するアナログ信号の信号レベル情報が付加されており、演算処理部は、基準デジタル値取得コマンドに付加された信号レベル情報と、コマンド受信時に取得した基準デジタル値とをもとに、一次直線式の傾き及び切片を算出することを特徴とする。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかの発明において、校正モードにおいてアナログ−デジタル変換部に入力されるアナログ信号の信号レベルが少なくとも３通りに切り替えられ、アナログ信号の信号レベルが切り替えられる毎に、外部装置から基準デジタル値取得コマンドが送信されており、演算処理部は、基準デジタル値取得コマンドの受信時に取得した少なくとも３つの基準デジタル値および各基準デジタル値に対応するアナログ信号の信号レベルに基づいて、少なくとも３つの基準デジタル値の各区間毎にアナログ信号の信号レベルと中間出力値との関係を示す一次直線式の傾き及び切片を求めたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明によれば、演算処理部が校正モードで動作中に、アナログ−デジタル変換部に所定レベルのアナログ信号が入力された状態で、外部装置からの基準デジタル値取得コマンドを通信手段を介して受信すると、コマンド受信時における中間出力値を基準デジタル値としてＲＡＭに格納しているおり、少なくとも２点の基準デジタル値および当該基準デジタル値に対応したアナログ信号の信号レベルに基づいて一次直線式の傾き及び切片を算出しているので、アナログ−デジタル変換部のばらつきによる変換誤差を低減することができる。したがって、従来のＡ／Ｄ変換ユニットのようにＤＩＰスイッチなどの機械的なスイッチを用いて、校正モードに切り替えたり、基準デジタル値を取得させたりする必要が無く、ＤＩＰスイッチなどの機械的なスイッチが不要になるから、Ａ／Ｄ変換のばらつきを補正することが可能な小型のＡ／Ｄ変換ユニットを実現できる。さらに、演算処理部では、基準デジタル値取得コマンドの受信時に取得した基準デジタル値を外部装置に返送しているので、一次直線式の傾きや切片を求めるために使用する基準デジタル値を外部装置側で確認することができ、アナログ信号の信号レベルに合致した基準デジタル値を取得できているか否かで、一次直線式の校正が良好に行えるか否かを校正時に推測できる。したがって、基準デジタル値が対応するアナログ信号の信号レベルに合致していない場合は、外部装置側で基準デジタル値取得コマンドを再送することによって適切な基準デジタル値を取得させることができ、校正モードの終了後に正常に行えなかったことが判明して再度校正をやり直すといった事態を防止できるから、一次直線式の校正作業にかかる時間を短縮することができる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、演算処理部が、基準デジタル値登録コマンドの受信時にＦＲＯＭに格納する基準デジタル値を外部装置に返送しているので、ＦＲＯＭに格納された基準デジタル値を外部装置側で確認することができ、アナログ信号の信号レベルに合致した基準デジタル値を取得できているか否かで、一次直線式の校正が良好に行えるか否かを校正時に推測できるという効果がある。
【００２８】
請求項３の発明によれば、演算処理部が、基準デジタル値消去コマンドの受信時にＲＡＭおよびＦＲＯＭに格納されている基準デジタル値を消去すると、消去完了を示すデータを外部装置に返送させているので、外部装置側でＲＡＭおよびＦＲＯＭに格納された基準デジタル値が正常に消去できたか否かをその場で確認することができる。したがって、外部装置側では、消去完了を示すデータを受信できない場合に、基準デジタル値消去コマンドを再度送信することで、ＲＡＭおよびＦＲＯＭに格納された基準デジタル値を確実に消去させることができる。
【００２９】
請求項４の発明によれば、ＦＲＯＭに空き容量がある場合は、ＦＲＯＭ内のデータを消去する処理が行われないので、データを消去する時間を省いて、データの書き込みに要する時間を短縮することができる。またＦＲＯＭの寿命は消去回数に依存するため、消去回数を減らすことで、ＦＲＯＭの寿命を延ばすことができる。
【００３０】
請求項５の発明によれば、演算処理部が、一次直線式の傾き及び切片を算出した結果を外部装置に返送しているので、演算処理部がどのような一次直線式を用いてアナログ信号の信号レベルを求めているのかを外部装置側で把握することができる。したがって、演算処理部が使用している一次直線式の傾き及び切片が不適切な場合には、外部装置側から基準デジタル値取得コマンドや基準デジタル値登録コマンドや一次直線式読み出しコマンドをＡ／Ｄ変換ユニットに送信することで、一次直線式の傾き及び切片を算出する処理を再度実行させることができる。
【００３１】
請求項６の発明によれば、外部装置から基準デジタル値取得コマンドと共に送られたアナログ信号の信号レベル情報と、コマンド受信時に取得した基準デジタル値とを用いて、一次直線式の切片及び傾きを算出することができるので、入出力の仕様や測定対象のアナログ信号の信号レベルに合わせて、基準デジタル値を取得する際に与えるアナログ信号の信号レベルを途中で変更することができ、個々のＡ／Ｄ変換ユニット毎に使用形態に合わせた最適な一次直線式を設定することができる。
【００３２】
ここで、アナログ信号の信号レベルと中間出力値との関係が一次直線式で表せない場合、中間出力値を一つの一次直線式に代入してアナログ信号の信号レベルを求めると、一次直線式を用いて算出した信号レベルと実際の信号レベルとの間に誤差が発生するが、請求項７の発明によれば、少なくとも３つの基準デジタル値の各区間毎にアナログ信号の信号レベルと中間出力値との関係を示す一次直線式の傾き及び切片を求め、各区間毎に求めた一次直線式を用いて中間出力値からアナログ信号の信号レベルを算出しているので、一次直線式を用いて算出した信号レベルと実際の信号レベルとの誤差を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
（実施形態１）
図１は本実施形態のＡ／Ｄ変換ユニット１の概略構成を示すブロック図であり、演算処理部としてのマイコン１１と、アナログ−デジタル変換回路１２（アナログ−デジタル変換部）と、ＲＡＭ１３と、ＦＲＯＭ１４とを主要な構成として備え、マイコン１１は、拡張バス３を介して外部装置たる制御装置２との間で通信を行う通信ポート１１ａ（通信手段）を有している。このＡ／Ｄ変換ユニット１では、入力されたアナログ信号をアナログ−デジタル変換回路１２によりＡ／Ｄ変換して、アナログ信号の信号レベルに比例した大きさの中間出力値を得た後、マイコン１１が、アナログ−デジタル変換回路１２から入力された中間出力値を、中間出力値とアナログ信号の信号レベルとの関係を示す一次直線式に代入してアナログ信号の信号レベルを演算により求めており、演算により求めた信号レベルのデータを通信ポート１１ａから拡張バス３を介してＰＬＣなどの制御装置２（外部装置）へ送信している。尚、アナログ−デジタル変換回路１２に入力されるアナログ信号の信号レベルをＹ、変換後の中間出力値（デジタル値）をＸとすると、上述の一次直線式はＹ＝ａ×Ｘ＋ｂと表される。
【００３５】
このＡ／Ｄ変換ユニット１の動作を図２のフローチャートに従って説明する。Ａ／Ｄ変換ユニット１に電源が投入されると（Ｓ１）、マイコン１１が組込のプログラムを実行し、電源投入後２秒以内に制御装置２からのコマンドを受信したか否かを判定する（Ｓ２）。ここで、電源投入後２秒以内に制御装置２からのコマンドを受信した場合は、マイコン１１の動作モードが、校正用の一次直線式（傾きａ及び切片ｂ）を求める校正モードに切り替えられ、コマンドを受信していない場合は、入力されたアナログ信号のＡ／Ｄ変換を行う通常モードに切り替えられる。
【００３６】
先ず、通常モードでの動作について説明する。Ｓ２においてコマンドを受信していないと判断された場合、マイコン１１は、後述の校正モードにおいて傾き及び切片が算出された一次直線式を設定した後（Ｓ１３）、所定の演算周期（サンプリング周期）に達したか否かを判断し（Ｓ１４）、演算周期に達していれば、アナログ−デジタル変換回路１２から中間出力値（デジタル値）を取り込み（Ｓ１５）、Ｓ１３で設定した一次直線式にＳ１５で取り込んだ中間出力値を代入してアナログ信号の信号レベル（アナログ値）を演算により求めた後（Ｓ１６）、算出した信号レベルを拡張バス３を介して制御装置２に出力する（Ｓ１７）。この時、制御装置２では、Ａ／Ｄ変換ユニット１から拡張バス３を介して入力された信号レベルのデータをもとに、フィードバック制御やデータ蓄積などを行うようになっており、例えばＡ／Ｄ変換ユニット１にアナログ信号として温度センサの出力（電流値又は電圧値）が入力される場合には、制御装置２が温度センサの信号レベルに基づいて温度制御や温度データの蓄積などを行うことができる。
【００３７】
次に、校正モードでの動作について説明する。Ｓ２においてコマンドを受信したと判断された場合、マイコン１１は、受信したコマンドが基準デジタル値取得コマンドであるか否かを判定し（Ｓ３）、基準デジタル値取得コマンドであれば、基準デジタル値を取得する処理ルーチンを実行する（Ｓ７）。また基準デジタル値取得コマンドでなければ、マイコン１１は、受信したコマンドが基準デジタル値登録コマンドであるか否かを判定し（Ｓ４）、基準デジタル値登録コマンドであれば、基準デジタル値を登録する処理ルーチンを実行する（Ｓ８）。また基準デジタル値登録コマンドでなければ、マイコン１１は、受信したコマンドが基準デジタル値消去コマンドであるか否かを判定し（Ｓ５）、基準デジタル値消去コマンドであれば、基準デジタル値を消去する処理ルーチンを実行する（Ｓ９）。また基準デジタル値消去コマンドでなければ、マイコン１１は、受信したコマンドが一次直線式読み出しコマンドであるか否かを判定し（Ｓ６）、一次直線式読み出しコマンドであれば、一次直線式を算出する処理ルーチンを実行し（Ｓ１０）、一次直線式読み出しコマンドでなければ、ステップＳ３に戻って処理を繰り返す。また、ステップＳ７〜Ｓ１０で各処理ルーチンを実行すると、マイコン１１は、受信したコマンドに対する応答信号（レスポンス）を作成し（Ｓ１１）、通信ポート１１ａを介して制御装置２に返送する。
【００３８】
ここで、基準デジタル値の取得ルーチン、登録ルーチン、消去ルーチンおよび一次直線式の算出ルーチンについて図３〜図６を参照して説明する。
【００３９】
図３は基準デジタル値を取得する処理ルーチンのフローチャートであり、本実施形態では基準デジタル値として２点の中間出力値Ｄ０、Ｄ１を取り込むようになっている。中間出力値Ｄ０，Ｄ１に対応するアナログ信号レベルは予め決められており、例えば中間出力値Ｄ０はアナログ信号が０．０Ｖの時、中間出力値Ｄ１はアナログ信号が５．０Ｖの時の中間出力値である。なお、制御装置２から基準デジタル値取得コマンドを送信する前に所定レベルのアナログ信号がアナログ−デジタル変換回路１２に入力されているものとする。マイコン１１が取得ルーチンを開始すると、マイコン１１はアナログ−デジタル変換回路１２から中間出力値（デジタル値）を読み込み（Ｓ２１）、受信した基準デジタル値取得コマンドに対応する基準デジタル値の種別を判定する（Ｓ２２）。すなわち、基準デジタル値取得コマンドには取得する基準デジタル値の種別（Ｄ０又はＤ１）を示す情報が付加されており、基準デジタル値の種別がＤ０であれば、マイコン１１は、Ｓ２１で読み込んだ中間出力値を基準デジタル値Ｄ０としてＲＡＭ１３に格納し（Ｓ２３）、処理ルーチンを終了する。一方、基準デジタル値の種別がＤ１であれば、マイコン１１は、Ｓ２１で読み込んだ中間出力値を基準デジタル値Ｄ１としてＲＡＭ１３に格納し（Ｓ２４）、処理ルーチンを終了する。またマイコン１１は、基準デジタル値の取得ルーチンを終了すると、ＲＡＭ１３に格納した基準デジタル値を応答信号として、通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００４０】
次に、ＲＡＭ１３に格納された基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１をＦＲＯＭ１４に登録する処理ルーチンを図４（ａ）に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、図４（ｂ）は初期状態のＦＲＯＭ１４のメモリマップ、同図（ｃ）は１データが書き込まれた状態のメモリマップ、同図（ｄ）は２データが書き込まれた状態のメモリマップ、同図（ｅ）は６データが書き込まれた状態のメモリマップであり、複数のアドレス１４ａの内、斜線を付したアドレスは書き込み済みのアドレスを示し、○は未書き込みのアドレスの内、アドレス番号が最小のアドレスを、●は書き込み済みのアドレスのうちアドレス番号が最大のアドレスをそれぞれ示している。マイコン１１が登録ルーチンを開始すると、マイコン１１は、ＦＲＯＭ１４に空き容量があるか否かを判定し（Ｓ３１）、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように空き容量がある場合には、ＦＲＯＭ１４の書き込みポインタを未書き込みのアドレスのうちアドレス番号が最小のアドレス（○のアドレス）に移動させ（Ｓ３２）、基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１を１データとしてＦＲＯＭ１４に書き込み（Ｓ３４）、書込ルーチンを終了する。また、Ｓ３１の判定の結果、図４（ｅ）に示すようにＦＲＯＭ１４に空き容量が無い場合、マイコン１１は、ＦＲＯＭ１４内のデータを全て消去した後（Ｓ３３）、Ｓ３２に移行し上述と同様の処理を行う。そして、マイコン１１は、基準デジタル値の登録ルーチンを終了すると、ＦＲＯＭ１４に格納した基準デジタル値を応答信号として、通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００４１】
また、ＲＡＭおよびＦＲＯＭに格納された基準デジタル値を消去する処理ルーチンを図５（ａ）のフローチャートに従って説明する。尚、図５（ｂ）はＦＲＯＭ１４のメモリマップをそれぞれ示し、○は未書き込みのアドレスの内、アドレス番号が最小のアドレスを示している。マイコン１１が消去ルーチンを開始すると、図５（ｂ）に示すようにＦＲＯＭ１４内のデータを全て消去した後（Ｓ４１）、ＲＡＭ１３内に格納された基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１を消去して（Ｓ４２）、消去ルーチンを終了する。そして、マイコン１１は、基準デジタル値の消去ルーチンを終了すると、基準デジタル値の消去完了を示すデータを応答信号として通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００４２】
次に、一次直線式を算出する処理ルーチンについて図６（ａ）のフローチャートを参照して説明する。尚、図６（ｂ）〜（ｅ）はＦＲＯＭ１４のメモリマップをそれぞれ示し、斜線を付したアドレスは書き込み済みのアドレスを示し、○は未書き込みのアドレスの内、アドレス番号が最小のアドレスを、●は書き込み済みのアドレスのうちアドレス番号が最大のアドレスをそれぞれ示している。マイコン１１は、一次直線式の算出ルーチンを開始すると、先ずＦＲＯＭ１４に書き込まれたデータの有無を判定する（Ｓ５１）。ここで、図５（ｃ）〜（ｅ）に示すようにＦＲＯＭ１４内に書込データがあれば、マイコン１１は、ＦＲＯＭ１４の読み出しポインタを、アドレス番号が最大の書き込み済みアドレスに移動させた後（Ｓ５２）、ＦＲＯＭ１４から１データを読み出して、基準デジタル値Ｄ０、Ｄ１とし（Ｓ５３）、読み出した基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１と各基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１に対応するアナログ信号の信号レベルＡ０，Ａ１とを用いて、一次直線式Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂの傾きａ＝（Ａ０−Ａ１）／（Ｄ０−Ｄ１）と、切片ｂ＝（Ａ０・Ｄ１−Ａ１・Ｄ０）／（Ｄ１−Ｄ０）とを算出して、ＲＡＭ１３に格納した後（Ｓ５４）、処理ルーチンを終了する。また、Ｓ５１の判定の結果、図５（ｂ）に示すようにＦＲＯＭ１４に書込データがなければ、マイコン１１は、予め設定されている標準の傾き及び切片を一次直線式に設定し（Ｓ５５）、処理ルーチンを終了する。そして、マイコン１１は、一次算出式の傾き及び切片の設定値を応答信号として通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００４３】
校正モードにおけるマイコン１１の動作は以上の通りであり、マイコン１１が校正モードで動作中に、アナログ−デジタル変換回路１２に所定レベルのアナログ信号が入力された状態で、制御装置２からの基準デジタル値取得コマンドを通信ポート１１ａを介して受信すると、コマンド受信時における中間出力値を基準デジタル値としてＲＡＭ１３に格納している。そして、一次直線式の設定ルーチンでは、マイコン１１が、少なくとも２点の基準デジタル値および当該基準デジタル値に対応したアナログ信号の信号レベルに基づいて、一次直線式の傾き及び切片を算出しているので、アナログ−デジタル変換回路１２のばらつきによる変換誤差を低減することができる。したがって、従来のＡ／Ｄ変換ユニットのようにＤＩＰスイッチなどの機械的なスイッチを用いて、校正モードに切り替えたり、基準デジタル値を取得させたりする必要が無く、ＤＩＰスイッチなどの機械的なスイッチが不要になるから、Ａ／Ｄ変換のばらつきを補正することが可能な小型のＡ／Ｄ変換ユニット１を実現できる。さらに、マイコン１１は、基準デジタル値取得コマンドの受信時に取得した基準デジタル値を制御装置２に返送しているので、一次直線式の傾きや切片を求めるために使用する基準デジタル値を制御装置２側で確認することができ、アナログ信号の信号レベルに合致した基準デジタル値を取得できているか否かで、一次直線式の校正が良好に行えるか否かを校正時に推測できる。したがって、基準デジタル値が対応するアナログ信号の信号レベルに合致していない場合は、制御装置２側で基準デジタル値取得コマンドを再送することによって適切な基準デジタル値を取得させることができ、校正モードの終了後に一次直線式の校正が正常に行えなかったことが判明して再度校正をやり直すといった事態を防止できるから、一次直線式の校正作業にかかる時間を短縮することができる。
【００４４】
また、マイコン１１では、基準デジタル値登録コマンドの受信時にＦＲＯＭ１４に格納する基準デジタル値を制御装置２に返送しているので、ＦＲＯＭ１４に格納された基準デジタル値を制御装置２側で確認することができ、アナログ信号の信号レベルに合致した基準デジタル値を取得できているか否かで、一次直線式の校正が良好に行えるか否かを校正時に推測できる。
【００４５】
また更に、マイコン１１は、基準デジタル値消去コマンドの受信時にＲＡＭ１３およびＦＲＯＭ１４に格納されている基準デジタル値を消去すると、消去完了を示すデータを制御装置２に返送させているので、外部装置側２でＲＡＭ１３およびＦＲＯＭ１４に格納された基準デジタル値が正常に消去できたか否かをその場で確認することができる。したがって、制御装置２側では、消去完了を示すデータを受信できない場合に、基準デジタル値消去コマンドを再度送信することで、ＲＡＭ１３およびＦＲＯＭ１４に格納された基準デジタル値を確実に消去させることができる。
【００４６】
また、マイコン１１は、制御装置２から送信された基準デジタル値登録コマンドに基づいて、ＦＲＯＭ１４に基準デジタル値を書き込む前にＦＲＯＭ１４内のデータを消去する処理を、ＦＲＯＭ１４に空き容量が無い場合のみ行っており、ＦＲＯＭ１４に空き容量がある場合は、ＦＲＯＭ１４内のデータを消去する処理が行われないので、データを消去する時間を省いて、データの書き込みに要する時間を短縮することができる。またＦＲＯＭ１４の寿命は消去回数に依存するため、消去回数を減らすことで、ＦＲＯＭ１４の寿命を延ばすことができる。
【００４７】
また更に、マイコン１１は、一次直線式の設定ルーチンの実行後、一次直線式の傾き及び切片を算出した結果を外部装置に返送しているので、Ａ／Ｄ変換ユニット１のマイコン１１がどのような一次直線式を用いてアナログ信号の信号レベルを求めているのかを制御装置２側で把握することができる。したがって、Ａ／Ｄ変換ユニット１が使用している一次直線式の傾き及び切片が不適切な場合には、制御装置２側から基準デジタル値取得コマンドや基準デジタル値登録コマンドや一次直線式読み出しコマンドをＡ／Ｄ変換ユニット１に送信することで、一次直線式の傾き及び切片を算出する処理を再度実行させることができる。
【００４８】
（実施形態２）
本発明の実施形態２を図７〜図１０に基づいて説明する。尚、Ａ／Ｄ変換ユニット１の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には、同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４９】
実施形態１では、基準デジタル値を取得する際にアナログ−デジタル変換回路１２に入力するアナログ信号の信号レベルが予め決められているのに対して、本実施形態ではアナログ信号の信号レベルを任意に変更できるようにしてあり、制御装置２からＡ／Ｄ変換ユニット１へ基準デジタル値取得コマンドと共に、基準デジタル値を取得する際に印加するアナログ信号の信号レベル情報を送信するようにし、Ａ／Ｄ変換ユニット１のマイコン１１では、基準デジタル値取得コマンドに付加された信号レベル情報と、コマンド受信時にアナログ−デジタル変換回路１２から取得した基準デジタル値とをもとに、一次直線式の傾き及び切片を算出している。
【００５０】
以下に本実施形態のＡ／Ｄ変換ユニット１の動作を図７〜図１０のフローチャートに従って説明する。尚、基準デジタル値の取得ルーチン、登録ルーチン、消去ルーチン、一次直線式の設定ルーチン以外の動作は実施形態１と同様であるので、共通する動作については説明を省略し、異なる動作についてのみ以下に説明する。
【００５１】
図７は基準デジタル値を取得する処理ルーチンのフローチャートであり、本実施形態においても基準デジタル値として２点の中間出力値Ｄ０、Ｄ１を取り込むようになっており、基準デジタル値取得コマンドを送信する前に所定レベルのアナログ信号がアナログ−デジタル変換回路１２に入力されているものとする。マイコン１１が取得ルーチンを開始すると、マイコン１１はアナログ−デジタル変換回路１２から中間出力値（デジタル値）を読み込み（Ｓ２１）、受信した基準デジタル値取得コマンドに対応する基準デジタル値の種別を判定する（Ｓ２２）。すなわち、基準デジタル値取得コマンドには取得する基準デジタル値の種別（Ｄ０又はＤ１）を示す情報が付加されており、基準デジタル値の種別がＤ０であれば、マイコン１１は、Ｓ２１で読み込んだ中間出力値を基準デジタル値Ｄ０としてＲＡＭ１３に格納するとともに（Ｓ２３）、基準デジタル値取得コマンドに付加された信号レベル情報を基準アナログ値Ａ０としてＲＡＭ１３に格納した後（Ｓ２５）、処理ルーチンを終了する。一方、Ｓ２２の判定の結果、基準デジタル値の種別がＤ１であれば、マイコン１１は、Ｓ２１で読み込んだ中間出力値を基準デジタル値Ｄ１としてＲＡＭ１３に格納するとともに（Ｓ２４）、基準デジタル値取得コマンドに付加された信号レベル情報を基準アナログ値Ａ１としてＲＡＭ１３に格納した後（Ｓ２６）、処理ルーチンを終了する。またマイコン１１は、基準デジタル値の取得ルーチンを終了すると、ＲＡＭ１３に格納した基準デジタル値を応答信号として、通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００５２】
次に、ＲＡＭ１３に格納された基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１をＦＲＯＭ１４に登録する処理ルーチンを図８に示すフローチャートに基づいて説明する。マイコン１１が登録ルーチンを開始すると、マイコン１１は、ＦＲＯＭ１４に空き容量があるか否かを判定し（Ｓ３１）、空き容量がある場合には、ＦＲＯＭ１４の書き込みポインタを未書き込みのアドレスのうちアドレス番号が最小のアドレスに移動させ（Ｓ３２）、基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１と基準アナログ値Ａ０，Ａ１を１データとしてＦＲＯＭ１４に書き込み（Ｓ３４）、書込ルーチンを終了する。また、Ｓ３１の判定の結果、ＦＲＯＭ１４に空き容量が無い場合、マイコン１１は、ＦＲＯＭ１４内のデータを全て消去した後（Ｓ３３）、Ｓ３２に移行し上述と同様の処理を行う。そして、マイコン１１は、基準デジタル値の登録ルーチンを終了すると、ＦＲＯＭ１４に格納した基準デジタル値（または基準デジタル値と基準アナログ値）を応答信号として、通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００５３】
また、ＲＡＭおよびＦＲＯＭに格納された基準デジタル値及び基準アナログ値を消去する処理ルーチンを図９のフローチャートに従って説明する。マイコン１１が消去ルーチンを開始すると、ＦＲＯＭ１４内のデータを全て消去した後（Ｓ４１）、ＲＡＭ１３内に格納された基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１を消去するとともに（Ｓ４２）、ＲＡＭ１３内に格納された基準アナログ値Ａ０，Ａ１を消去して（Ｓ４３）、消去ルーチンを終了する。そして、マイコン１１は、基準デジタル値および基準デジタル値の消去ルーチンを終了すると、基準デジタル値および基準デジタル値の消去完了を示すデータを応答信号として通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００５４】
次に、一次直線式を算出する処理ルーチンについて図１０のフローチャートを参照して説明する。マイコン１１は、一次直線式の算出ルーチンを開始すると、先ずＦＲＯＭ１４に書き込まれたデータの有無を判定する（Ｓ５１）。ここで、ＦＲＯＭ１４内に書込データがあれば、マイコン１１は、ＦＲＯＭ１４の読み出しポインタを、アドレス番号が最大の書き込み済みアドレスに移動させた後（Ｓ５２）、ＦＲＯＭ１４から１データを読み出して、基準デジタル値Ｄ０、Ｄ１、基準アナログ値Ａ０、Ａ１とする（Ｓ５３’）。そして、これらの基準デジタル値Ｄ０、Ｄ１、基準アナログ値Ａ０、Ａ１から、一次直線式Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂの傾きａ＝（Ａ０−Ａ１）／（Ｄ０−Ｄ１）と、切片ｂ＝（Ａ０・Ｄ１−Ａ１・Ｄ０）／（Ｄ１−Ｄ０）とを算出して、ＲＡＭ１３に格納した後（Ｓ５４’）、処理ルーチンを終了する。また、Ｓ５１の判定の結果、ＦＲＯＭ１４に書込データがなければ、マイコン１１は、予め設定されている標準の傾き及び切片を一次直線式に設定し（Ｓ５５）、処理ルーチンを終了する。そして、マイコン１１は、一次算出式の傾き及び切片の設定値を応答信号として通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００５５】
校正モードにおけるマイコン１１の動作は以上の通りであり、本実施形態では、制御装置２から基準デジタル値取得コマンドと共に送られたアナログ信号の信号レベル情報と、コマンド受信時に取得した基準デジタル値とを用いて、一次直線式の傾きａ及び切片ｂを算出しているので、入出力の仕様や測定対象のアナログ信号の信号レベルに合わせて、基準デジタル値を取得する際に与えるアナログ信号の信号レベルを途中で変更することができ、個々のＡ／Ｄ変換ユニット毎に使用形態に合わせた最適な一次直線式を設定することができる。
【００５６】
（実施形態３）
本発明の実施形態３を図１１〜図１５に基づいて説明する。尚、Ａ／Ｄ変換ユニット１の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には、同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５７】
上述の実施形態２では、２点の基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１と、基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１に対応する基準アナログ値Ａ０，Ａ１とを用いて一次直線式の傾き及び切片を算出しているが、アナログ信号の信号レベルと中間出力値との関係が一つの一次直線式で表せない場合、一つの一次直線式に中間出力値を代入してアナログ信号の信号レベルを求めると、一次直線式を用いて算出した信号レベルと実際の信号レベルとの間に誤差が発生するが、本実施形態によれば、（ｎ＋１）個（ｎは２以上の整数）の基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎの各区間毎にアナログ信号の信号レベルＡ０，Ａ１，…，Ａｎと基準デジタル値Ａ０，Ａ１，…，Ａｎとの関係を示す一次直線式の傾き及び切片を求め、各区間毎に求めた一次直線式を用いて中間出力値からアナログ信号の信号レベルを算出しているので、一次直線式を用いて算出した信号レベルと実際の信号レベルとの誤差を小さくすることができる。図１３は基準デジタル値を５個取り込んだ場合を示しており、基準デジタル値の各区間（−１０００〜０、０〜１０００、１０００〜２０００、２０００〜３０００）毎に４つの一次直線式ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４を求めているので、各区間毎に対応する一次直線式ｆ１〜ｆ４を用いることで、一次直線式を用いて算出した信号レベルと実際の信号レベルとの誤差を小さくすることができる。
【００５８】
本実施形態のＡ／Ｄ変換ユニット１の動作を図１１，図１２，図１４および図１５のフローチャートに従って説明する。尚、基準デジタル値の取得ルーチン、登録ルーチン、消去ルーチン、一次直線式の設定ルーチン以外の動作は実施形態２と同様であるので、共通する動作については説明を省略し、異なる動作についてのみ以下に説明する。
【００５９】
図１１は基準デジタル値を取得する処理ルーチンのフローチャートであり、本実施形態では基準デジタル値として（ｎ＋１）点の中間出力値Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎを取り込むようになっており、基準デジタル値取得コマンドを送信する前に所定レベルのアナログ信号がアナログ−デジタル変換回路１２に入力されているものとする。マイコン１１が取得ルーチンを開始すると、マイコン１１はアナログ−デジタル変換回路１２から中間出力値（デジタル値）を読み込み（Ｓ２１）、受信した基準デジタル値取得コマンドに対応する基準デジタル値の種別を判定する（Ｓ２２）。すなわち、基準デジタル値取得コマンドには取得する基準デジタル値の種別（Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎ）を示す情報が付加されており、基準デジタル値の種別がＤ０であれば、マイコン１１は、Ｓ２１で読み込んだ中間出力値を基準デジタル値Ｄ０としてＲＡＭ１３に格納するとともに（Ｓ２３）、基準デジタル値取得コマンドに付加された信号レベル情報を基準アナログ値Ａ０としてＲＡＭ１３に格納した後（Ｓ２５）、処理ルーチンを終了する。また、基準デジタル値の種別がＤ１であれば、マイコン１１は、Ｓ２１で読み込んだ中間出力値を基準デジタル値Ｄ１としてＲＡＭ１３に格納するとともに（Ｓ２４）、基準デジタル値取得コマンドに付加された信号レベル情報を基準アナログ値Ａ１としてＲＡＭ１３に格納した後（Ｓ２６）、処理ルーチンを終了する。さらに、基準デジタル値の種別がＤｎであれば、マイコン１１は、Ｓ２１で読み込んだ中間出力値を基準デジタル値ＤｎとしてＲＡＭ１３に格納するとともに（Ｓ２７）、基準デジタル値取得コマンドに付加された信号レベル情報を基準アナログ値ＡｎとしてＲＡＭ１３に格納した後（Ｓ２８）、処理ルーチンを終了する。またマイコン１１は、基準デジタル値の取得ルーチンを終了すると、ＲＡＭ１３に格納した基準デジタル値（または基準デジタル値と基準アナログ値）を応答信号として、通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００６０】
次に、ＲＡＭ１３に格納された基準デジタル値Ｄ０〜Ｄｎおよび基準アナログ値Ａ０〜ＡｎをＦＲＯＭ１４に登録する処理ルーチンを図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。マイコン１１が登録ルーチンを開始すると、マイコン１１は、ＦＲＯＭ１４に空き容量があるか否かを判定し（Ｓ３１）、空き容量がある場合には、ＦＲＯＭ１４の書き込みポインタを未書き込みのアドレスのうちアドレス番号が最小のアドレスに移動させ（Ｓ３２）、基準デジタル値Ｄ０〜Ｄｎと基準アナログ値Ａ０〜Ａｎを１データとしてＦＲＯＭ１４に書き込み（Ｓ３４）、書込ルーチンを終了する。また、Ｓ３１の判定の結果、ＦＲＯＭ１４に空き容量が無い場合、マイコン１１は、ＦＲＯＭ１４内のデータを全て消去した後（Ｓ３３）、Ｓ３２に移行し上述と同様の処理を行う。そして、マイコン１１は、基準デジタル値の登録ルーチンを終了すると、ＦＲＯＭ１４に格納した基準デジタル値を応答信号として、通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００６１】
また、ＲＡＭおよびＦＲＯＭに格納された基準デジタル値及び基準アナログ値を消去する処理ルーチンを図１４のフローチャートに従って説明する。マイコン１１が消去ルーチンを開始すると、ＦＲＯＭ１４内のデータを全て消去した後（Ｓ４１）、ＲＡＭ１３内に格納された基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎを消去するとともに（Ｓ４２）、ＲＡＭ１３内に格納された基準アナログ値Ａ０，Ａ１，…，Ａｎを消去して（Ｓ４３）、消去ルーチンを終了する。そして、マイコン１１は、基準デジタル値及び基準アナログ値の消去ルーチンを終了すると、基準デジタル値及び基準アナログ値の消去完了を示すデータを応答信号として通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００６２】
次に、一次直線式を算出する処理ルーチンについて図１５のフローチャートを参照して説明する。マイコン１１は、一次直線式の算出ルーチンを開始すると、先ずＦＲＯＭ１４に書き込まれたデータの有無を判定する（Ｓ５１）。ここで、ＦＲＯＭ１４内に書込データがあれば、マイコン１１は、ＦＲＯＭ１４の読み出しポインタを、アドレス番号が最大の書き込み済みアドレスに移動させた後（Ｓ５２）、ＦＲＯＭ１４から１データを読み出して、基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎ、および、基準アナログ値Ａ０，Ａ１，…，Ａｎとする（Ｓ５３’）。そして、これらの基準デジタル値Ｄ０〜Ｄｎおよび基準アナログ値Ａ０〜Ａｎから、隣接する基準デジタル値の区間毎に一次直線式Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂの傾きａ及び切片ｂを算出して、ＲＡＭ１３に格納した後（Ｓ５４）、処理ルーチンを終了する。尚、基準デジタル値の区間（Ｄ０，Ｄ１）では、傾きａ＝（Ａ０−Ａ１）／（Ｄ０−Ｄ１）、切片ｂ＝（Ａ０・Ｄ１−Ａ１・Ｄ０）／（Ｄ１−Ｄ０）となる。また、Ｓ５１の判定の結果、ＦＲＯＭ１４に書込データがなければ、マイコン１１は、予め設定されている標準の傾き及び切片を一次直線式に設定し（Ｓ５５）、処理ルーチンを終了する。そして、マイコン１１は、一次算出式の傾き及び切片の設定値を応答信号として通信ポート１１ａから制御装置２へ返送させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００６３】
校正モードにおけるマイコン１１の動作は以上の通りであり、本実施形態では、マイコン１１が、少なくとも３つの基準デジタル値の各区間毎にアナログ信号の信号レベルと中間出力値との関係を示す一次直線式の傾き及び切片を求め、各区間毎に求めた一次直線式を用いて中間出力値からアナログ信号の信号レベルを算出しているので、一次直線式を用いて算出した信号レベルと実際の信号レベルとの誤差を小さくすることができる。
【００６４】
尚、本実施形態では実施形態２のＡ／Ｄ変換ユニット１において、少なくとも３点の基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎの各区間毎にアナログ信号の信号レベルと中間出力値との関係を示す一次直線式の傾き及び切片を求めているが、実施形態１のＡ／Ｄ変換ユニット１において、少なくとも３点の基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎの各区間毎に、予め設定されたアナログ信号の信号レベルＡ０，Ａ１，…，Ａｎと基準デジタル値Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎとの関係を示す一次直線式の傾き及び切片を求め、各区間毎に求めた一次直線式を用いて中間出力値からアナログ信号の信号レベルを算出するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施形態１のＡ／Ｄ変換ユニットの概略的なブロック図である。
【図２】同上の全体の動作を説明するフローチャートである。
【図３】同上の基準デジタル値の取得ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は同上の基準デジタル値の登録ルーチンを示すフローチャート、（ｂ）〜（ｅ）は同上に用いるＦＲＯＭの記憶領域を示す説明図である。
【図５】（ａ）は同上の基準デジタル値の消去ルーチンを示すフローチャート、（ｂ）は同上に用いるＦＲＯＭの記憶領域を示す説明図である。
【図６】（ａ）は同上の一次直線式の設定ルーチンを示すフローチャート、（ｂ）〜（ｅ）は同上に用いるＦＲＯＭの記憶領域を示す説明図である。
【図７】実施形態２の基準デジタル値の取得ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】同上の基準デジタル値の登録ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】同上の基準デジタル値の消去ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】同上の一次直線式の設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】実施形態３の基準デジタル値の取得ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】同上の基準デジタル値の登録ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】同上に入力されるアナログ信号の信号レベルと、Ａ／Ｄ変換後のデジタル値の関係を示す説明図である。
【図１４】同上の基準デジタル値の消去ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】同上の一次直線式の設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】（ａ）は従来のＡ／Ｄ変換ユニットの概略的なブロック図、（ｂ）は同上に用いるＤＩＰＳＷの外観図である。
【図１７】同上に入力されるアナログ信号の信号レベルと、Ａ／Ｄ変換後のデジタル値の関係を示す説明図である。
【図１８】同上の全体の動作を説明するフローチャートである。
【図１９】同上の基準デジタル値の取得ルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】（ａ）は同上の基準デジタル値の登録ルーチンを示すフローチャート、（ｂ）（ｃ）は同上に用いるＦＲＯＭの記憶領域を示す説明図である。
【図２１】（ａ）は同上の基準デジタル値の消去ルーチンを示すフローチャート、（ｂ）は同上に用いるＦＲＯＭの記憶領域を示す説明図である。
【図２２】（ａ）は同上の一次直線式の設定ルーチンを示すフローチャート、（ｂ）（ｃ）は同上に用いるＦＲＯＭの記憶領域を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  Ａ／Ｄ変換ユニット
２  制御装置
３  拡張バス
１１  マイコン（演算処理部）
１１ａ  通信ポート（通信手段）
１２  アナログ−デジタル変換回路（アナログ−デジタル変換部）
１３  ＲＡＭ
１４  ＦＲＯＭ
【図１】
0004891869.tif 000002
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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