アナログユニット
【課題】コストアップを抑制しつつ、温度ドリフトに対する出力値を補正することが可能なアナログユニットを提供する。
【解決手段】入力値を出力値に変換する変換回路１２と、前記変換回路の温度が初期状態から定常状態に至る間の２つの時点における前記入力値と出力値との関係を示す設定値を記憶する記憶部１４と、前記記憶部に記憶された設定値に基づいて、前記変換回路の出力値を校正する校正部１３とを備え、時間経過に基づいて設定値を補間する。
【解決手段】入力値を出力値に変換する変換回路１２と、前記変換回路の温度が初期状態から定常状態に至る間の２つの時点における前記入力値と出力値との関係を示す設定値を記憶する記憶部１４と、前記記憶部に記憶された設定値に基づいて、前記変換回路の出力値を校正する校正部１３とを備え、時間経過に基づいて設定値を補間する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアナログユニットに関し、特に、アナログユニットの出力値の校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログユニットでは、チャンネルごとの変換特性のバラツキを補正するため、アナログユニットの出力値の校正が行われている。このアナログユニットの出力値の校正では、オフセット値およびゲイン値の２点分の計測を行い、この２点間を直線で近似することが一般的に行われている。
【０００３】
また、特許文献１には、Ａ／Ｄ変換時の非直線性を補償するために、Ａ／Ｄ変換装置への入力電圧範囲Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘを、中心電圧Ｖｃを境界にして領域１と領域２に２等分割し、領域１においては近似直線Ｌ１１に、領域２においては近似直線Ｌ１２にそれぞれ近似する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、Ａ／Ｄ変換ユニットのそのチャンネルにあったユーザオフセット値を、継承元の工場オフセット値、工場ゲイン値およびユーザオフセット値、不揮発性メモリに格納されている工場オフセット値および工場ゲイン値から補正算出することで、オフセット値およびゲイン値の計測を行うことなく、アナログユニットの出力値を校正する方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、基準アナログ信号をＡ／Ｄ変換部により変換された基準ディジタル値を用いて、出力すべきディジタル値に対応したＡ／Ｄ変換値をディジタル値毎に予め算出し、このＡ／Ｄ変換値と、Ａ／Ｄ変換部によりアナログ信号から変換された生ディジタル信号と比較する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０７４８２３号公報
【特許文献２】特許第３９６９３９１号公報
【特許文献３】特許第３４０３１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、オフセット値およびゲイン値の２点間を直線で近似する方法では、オフセット値およびゲイン値の２点分を計測する必要があり、工数がかかるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献１に開示された方法では、領域１においては近似直線Ｌ１１に、領域２においては近似直線Ｌ１２にそれぞれ近似するため、オフセット値およびゲイン値の３点分を計測する必要があり、工数がかかるだけでなく、校正精度のバラツキが大きいという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された方法では、アナログ信号とＡＤＣコードとの関係が直線で表される場合には、高い校正精度が得られるが、アナログ信号とＡＤＣコードとの関係が直線で表わすことができない場合には、校正精度が低下するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献３に開示された方法では、温度ドリフトなどに対する出力値の補正方法として有効であるが、Ａ／Ｄ変換値をアドレスがディジタル値に相当する形式で格納したデータテーブルや、Ａ／Ｄ変換部によりアナログ信号から変換された生ディジタル信号とデータテーブルにおけるＡ／Ｄ変換値とを比較する比較回路が必要となり、コストアップを招くという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アナログ信号とＡＤＣコードとの関係が非直線性を示す場合においても、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、出力値を校正することが可能なアナログユニットを得ることを第１の目的とする。
【００１２】
本発明は、アナログ信号とＡＤＣコードとの関係が非直線性を示す場合においても、校正精度のバラツキを低減することが可能なアナログユニットを得ることを第２の目的とする。
【００１３】
本発明は、コストアップを抑制しつつ、温度ドリフトに対する出力値を補正することが可能なアナログユニットを得ることを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のアナログユニットは、入力値を出力値に変換する変換回路と、前記変換回路の温度が初期状態から定常状態に至る間の２つの時点における前記入力値と出力値との関係を示す設定値を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された設定値に基づいて、前記変換回路の出力値を校正する校正部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、コストアップを抑制しつつ、温度ドリフトに対する出力値を補正することが可能なアナログユニットを得ることが可能という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１のアナログユニットの校正方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態２の校正方法を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態３の校正方法を示す図である。
【図５】図５は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態５の校正方法を示す図である。
【図７】図７は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態６の校正方法を示す図である。
【図８】図８は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態８の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９のアナログユニットの温度ドリフト補正方法を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態９の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１０の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、図１２のアナログユニットの温度ドリフト補正方法を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１１の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１２の校正方法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】
【００１７】
以下に、本発明に係るアナログユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、アナログユニットには、Ａ／Ｄ変換ユニットとＤ／Ａ変換ユニットとがあり、以下の説明では、主にＡ／Ｄ変換ユニットを例にとって説明するが、Ａ／Ｄ変換ユニットに限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。図１において、Ａ／Ｄ変換ユニット１１には、Ａ／Ｄ変換回路１２、スケーリング部１３、不揮発性メモリ１４、ユーザ設定値計算部１５および一時記憶メモリ１６が設けられている。
【００１９】
ここで、Ａ／Ｄ変換回路１２は、アナログ入力値ＳａをＡＤＣコード（ディジタル変換値）Ｃｄに変換することができる。なお、１つのＡ／Ｄ変換ユニット１１には、例えば、４〜８チャンネル分のＡ／Ｄ変換回路１２を搭載することができる。チャンネルとは、１つのＡ／Ｄ変換ユニット１１中にある複数のＡ／Ｄ変換回路１２のうちの１機能単位のことを言う。
【００２０】
スケーリング部１３は、ＡＤＣコードＣｄをユーザレンジに対応したディジタル出力値Ｄｏに圧縮伸長することができる。また、スケーリング部１３では、チャンネルごとにＡ／Ｄ変換特性のバラツキを補償するため、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の校正を行うことができる。なお、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の校正とは、電圧または電流などのアナログ入力値Ｓａが入力された時に、所望のディジタル出力値Ｄｏが出力されるように調整することを言う。また、スケーリング部１３は、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の校正を行う場合、不揮発性メモリ１４に記憶されているユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを参照することができる。
【００２１】
不揮発性メモリ１４は、２点分の工場設定値および２点分のユーザ設定値をユーザレンジＲ１〜Ｒｍごとに記憶することができる。なお、工場設定値は、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄ（すなわち、校正前のディジタル出力値Ｄｏ）との関係を示すことができる。また、２点分の工場設定値としては、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを与えることができる。
【００２２】
また、ユーザ設定値は、アナログ入力値Ｓａとディジタル出力値Ｄｏとの関係を示すことができる。また、２点分のユーザ設定値としては、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを与えることができる。
【００２３】
ここで、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇは、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の生産時に工場で設定することができる。この工場オフセット値Ｆｏは、スケーリングする際に用いる仕様上最も低いオフセット電圧を生産工場で印加した際に出力するＡＤＣコードである。また、工場ゲイン値Ｆｇは、スケーリングする際に用いる仕様上最も高いゲイン電圧を生産工場で印加した際に出力するＡＤＣコードである。
【００２４】
また、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇは、Ａ／Ｄ変換ユニット１１をユーザが使用する現場で設定することができる。このユーザオフセット値Ｕｏは、スケーリングする際に用いる仕様上最も低いオフセット電圧を使用現場で印加した際に出力するＡＤＣコードである。ユーザゲイン値Ｕｇは、スケーリングする際に用いる仕様上最も高いゲイン電圧を使用現場で印加した際に出力するＡＤＣコードである。
【００２５】
また、オフセット電圧とは、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の特定のチャンネルにおいて、アナログ入力値Ｓａとして入力される電圧の一番低い値で、その入力電圧値に対応してディジタル出力値Ｄｏとして最低の値、例えば０〜４０００にスケーリングされる場合にディジタル出力値Ｄｏとして０が出力される入力電圧のことである。ゲイン電圧とは、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の特定のチャンネルにおいて、アナログ入力値Ｓａとして入力される一番高い電圧の値で、その入力電圧値に対応してディジタル出力値Ｄｏとして最高の値、例えば０〜４０００にスケーリングされる場合にディジタル出力値Ｄｏとして４０００が出力される入力電圧のことである。すなわち、アナログ入力値Ｓａとして入力される電圧の範囲が０〜５Ｖの場合、オフセット電圧は０Ｖ、ゲイン電圧は５Ｖとなる。
【００２６】
ユーザ設定値計算部１５は、１点分のユーザ計測値ｕＰ１、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算し、不揮発性メモリ１４に記憶させることができる。なお、ユーザ計測値ｕＰ１は、Ａ／Ｄ変換ユニット１１をユーザが使用する現場で計測することができる。また、ユーザ計測値ｕＰ１は、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄ（すなわち、校正前のディジタル出力値Ｄｏ）との関係を示すことができる。
【００２７】
一時記憶メモリ１６は、Ａ／Ｄ変換ユニット１１をユーザが使用する現場で計測された１点分のユーザ計測値ｕＰ１を記憶することができる。なお、スケーリング部１３、不揮発性メモリ１４、ユーザ設定値計算部１５および一時記憶メモリ１６は、マイクロコンピュータにて実現することができる。
【００２８】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の生産工場において、アナログ入力値ＳａをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＣｄを計測することで、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇが測定され、不揮発性メモリ１４に記憶される。例えば、Ａ／Ｄ変換ユニット１１に０Ｖ〜１０Ｖの電圧がアナログ入力値Ｓａとして入力されるものとすると、０Ｖの電圧がアナログ入力値Ｓａとして入力された時のＡＤＣコードＣｄが工場オフセット値Ｆｏとして不揮発性メモリ１４に記憶されるとともに、１０Ｖの電圧がアナログ入力値Ｓａとして入力された時のＡＤＣコードＣｄが工場ゲイン値Ｆｇとして不揮発性メモリ１４に記憶される。
【００２９】
次に、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、アナログ入力値ＳａをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＣｄを計測することで、ユーザ計測値ｕＰ１が測定され、一時記憶メモリ１６に記憶される。例えば、５Ｖの電圧がアナログ入力値Ｓａとして入力された時のＡＤＣコードＣｄがユーザ計測値ｕＰ１として一時記憶メモリ１６に記憶される。
【００３０】
そして、ユーザ計測値ｕＰ１が一時記憶メモリ１６に記憶されると、ユーザ設定値計算部１５において、ユーザ計測値ｕＰ１、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが計算され、不揮発性メモリ１４に記憶される。
【００３１】
そして、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２に入力されると、ＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力される。そして、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、不揮発性メモリ１４に記憶されたユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００３２】
例えば、アナログ入力値Ｓａが１〜５Ｖの電圧でディジタル出力値Ｄｏを０〜４０００の範囲で出力させるものとすると、オフセット電圧が１Ｖの時のＡＤＣコードＣｄと、ゲイン電圧が５Ｖの時のＡＤＣコードＣｄと、現在入力されている電圧のＡＤＣコードＣｄとから、現在入力されている電圧に相当するディジタル出力値Ｄｏを出力させることができる。
【００３３】
ここで、ＡＤＣコードＣｄをスケーリングして出力されるディジタル出力値Ｄｏの最低値をＳｏ、最大値をＳｇとすると、ディジタル出力値Ｄｏは、以下の（１）式で求めることができる。
Ｄｏ＝（Ｃｄ−Ｕｏ）／（Ｕｇ−Ｕｏ）＊Ｓｇ＋Ｓｏ ・・・（１）
【００３４】
このスケーリング部１３によるスケーリン処理によって、個々のＡ／Ｄ変換回路１２が持つ特性上のバラツキを吸収させることができる。例えば、０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力された時にＡＤＣコードＣｄ＝１００が出力され、１０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力された時にＡＤＣコードＣｄ＝８０００が出力されるチャンネルＡと、０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力された時にＡＤＣコードＣｄ＝１０５が出力され、１０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力された時にＡＤＣコードＣｄ＝８０２０が出力されるチャンネルＢがあるものとする。この場合、チャンネルＡのユーザオフセット値Ｕｏを１００、ユーザゲイン値Ｕｇを８０００とし、チャンネルＢのユーザオフセット値Ｕｏを１０５、ユーザゲイン値Ｕｇを８０２０として、０〜４０００のスケーリングを施すことにより、どちらのチャンネルＡ、Ｂでも、０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力されると、ディジタル出力値Ｄｏ＝０を出力させ、１０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力されると、ディジタル出力値Ｄｏ＝４０００を出力させることができる。
【００３５】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、１点分のユーザ計測値ｕＰ１を計測することで、Ａ／Ｄ変換ユニット１１を校正することができ、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄとの関係が非直線性を示す場合においても、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の変換精度を向上させることが可能となる。
【００３６】
図２は、図１のアナログユニットの校正方法を示すフローチャートである。図２において、アナログユニット（図１の例では、Ａ／Ｄ変換ユニット１１）の使用現場において、ユーザは、アナログユニットの１点校正モード移行を指示する（ステップＳ１）。
【００３７】
次に、ユーザは、アナログユニットのアナログ入力値Ｓａに対応するディジタル出力値Ｄｏを設定する（ステップＳ２）。例えば、ディジタル出力値Ｄｏを０〜４０００のスケールのうち２０００に設定することができる。
【００３８】
次に、ユーザは、アナログユニットのアナログ入力値Ｓａを設定する（ステップＳ３）。なお、アナログ入力値Ｓａは、温度センサなどの各種センサから出力される値を用いることができ、電圧または電流のいずれでもよい。
【００３９】
次に、ユーザは、１点校正の設定が完了したことをアナログユニットに指示する（ステップＳ４）。
【００４０】
次に、ユーザ設定値計算部１５は、不揮発性メモリ１４に記憶された工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを参照しつつ、ユーザにて設定されたアナログ入力値Ｓａ、ディジタル出力値Ｄｏに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算する（ステップＳ５）。
【００４１】
次に、ユーザ設定値計算部１５は、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを不揮発性メモリ１４に記憶させる（ステップＳ６）。
【００４２】
次に、アナログユニットは、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇの設定が完了したことをユーザに知らせる（ステップＳ７）。
【００４３】
次に、ユーザは、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇの設定の完了を確認し、別のチャンネルの設定の実施をアナログユニットに指示する（ステップＳ８）。
【００４４】
実施の形態２．
図３は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態２の校正方法を示す図である。図３において、ＡＤＣコードＣｄの出力特性が曲線であるものとする。
【００４５】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の生産工場において、オフセット電圧ＶｍｉｎをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍｉｎが工場オフセット値Ｆｏとして計測され、ゲイン電圧ＶｍａｘをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍａｘが工場ゲイン値Ｆｇとして計測される。
【００４６】
また、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、入力電圧ＶｃをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃがユーザ計測値ｕＰ１として計測され、図１の一時記憶メモリ１６に記憶される。
【００４７】
そして、ユーザ計測値ｕＰ１が一時記憶メモリ１６に記憶されると、工場オフセット値Ｆｏ、工場ゲイン値Ｆｇおよびユーザ計測値ｕＰ１との残差の２乗和が最小になる直線Ｌ２がユーザ設定値計算部１５にて算出される。そして、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが直線Ｌ２上に設定され、不揮発性メモリ１４に記憶される。
【００４８】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、１点分のユーザ計測値ｕＰ１を計測することで、レンジ範囲内の全体に対して誤差幅を均等化することができ、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の直線性の基準を緩和させることが可能となる。
【００４９】
実施の形態３．
図４は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態３の校正方法を示す図である。図４において、ＡＤＣコードＣｄの出力特性が曲線であるものとする。
【００５０】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の生産工場において、オフセット電圧ＶｍｉｎをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍｉｎが工場オフセット値Ｆｏとして計測され、ゲイン電圧ＶｍａｘをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍａｘが工場ゲイン値Ｆｇとして計測される。
【００５１】
また、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、入力電圧ＶｃをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃがユーザ計測値ｕＰ１として計測され、図１の一時記憶メモリ１６に記憶される。
【００５２】
そして、ユーザ計測値ｕＰ１が一時記憶メモリ１６に記憶されると、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを通る直線Ｌ１がユーザ設定値計算部１５にて算出される。
【００５３】
そして、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを通る直線Ｌ１が算出されると、直線Ｌ１に平行でユーザ計測値ｕＰ１を通る直線Ｌ３がユーザ設定値計算部１５にて算出される。そして、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが直線Ｌ３上に設定され、不揮発性メモリ１４に記憶される。
【００５４】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、１点分のユーザ計測値ｕＰ１を計測することで、ユーザ計測値ｕＰ１をディジタル出力値Ｄｏと一致させることができ、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、ユーザにて指定されたエリア付近の変換精度を高めることが可能となる。
【００５５】
実施の形態４．
図５は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。図５において、Ａ／Ｄ変換ユニット２１には、図１の不揮発性メモリ１４、ユーザ設定値計算部１５および一時記憶メモリ１６の代わりに不揮発性メモリ２４、ユーザ設定値計算部２５および一時記憶メモリ２６が設けられている。
【００５６】
ここで、不揮発性メモリ２４は、２点分の工場設定値および２点分のユーザ設定値をユーザレンジＲ１〜Ｒｍごとに記憶することができる。なお、２点分の工場設定値としては、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを与えることができる。また、２点分のユーザ設定値としては、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを与えることができる。
【００５７】
ユーザ設定値計算部２５は、３点以上のユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎ、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算し、不揮発性メモリ２４に記憶させることができる。なお、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎは、Ａ／Ｄ変換ユニット２１をユーザが使用する現場で計測することができる。また、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎは、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄ（すなわち、校正前のディジタル出力値Ｄｏ）との関係を示すことができる。
【００５８】
一時記憶メモリ２６は、Ａ／Ｄ変換ユニット２１をユーザが使用する現場で計測された３点以上のユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎを記憶することができる。
【００５９】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、アナログ入力値ＳａをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＣｄを計測することで、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎが測定され、一時記憶メモリ２６に記憶される。
【００６０】
そして、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎが一時記憶メモリ２６に記憶されると、ユーザ設定値計算部２５において、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎ、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが計算され、不揮発性メモリ２４に記憶される。
【００６１】
そして、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２に入力されると、ＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力される。そして、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、不揮発性メモリ２４に記憶されたユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００６２】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、３点以上のユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎを計測することで、Ａ／Ｄ変換ユニット２１を校正することができ、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄとの関係が非直線性を示す場合においても、校正精度のバラツキを低減することが可能となる。
【００６３】
実施の形態５．
図６は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態５の校正方法を示す図である。図６において、ＡＤＣコードＣｄの出力特性が曲線であるものとする。
【００６４】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の生産工場において、オフセット電圧ＶｍｉｎをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍｉｎが工場オフセット値Ｆｏとして計測され、ゲイン電圧ＶｍａｘをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍａｘが工場ゲイン値Ｆｇとして計測される。
【００６５】
また、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ１をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ１がユーザ計測値ｕＰ３として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。また、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ２をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ２がユーザ計測値ｕＰ４として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。さらに、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ３をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ３がユーザ計測値ｕＰ５として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。
【００６６】
そして、ユーザ計測値ｕＰ３〜ｕＰ５が一時記憶メモリ２６に記憶されると、工場オフセット値Ｆｏ、工場ゲイン値Ｆｇおよびユーザ計測値ｕＰ３〜ｕＰ５との残差の２乗和が最小になる直線Ｌ４がユーザ設定値計算部２５にて算出される。そして、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが直線Ｌ４上に設定され、不揮発性メモリ２４に記憶される。
【００６７】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、３点以上のユーザ計測値ｕＰ３〜ｕＰ５を計測することで、レンジ範囲全体に対して誤差幅を小さくすることができ、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄとの関係が非直線性を示す場合においても、Ａ／Ｄ変換ユニット２１のレンジ範囲全体の変換精度を一定の基準に保つことができる。
【００６８】
なお、図６の例では、工場オフセット値Ｆｏ、工場ゲイン値Ｆｇおよび３点分のユーザ計測値ｕＰ３〜ｕＰ５との残差の２乗和が最小になる直線Ｌ４を求める方法について説明したが、工場オフセット値Ｆｏ、工場ゲイン値Ｆｇおよび４点以上のユーザ計測値との残差の２乗和が最小になる直線を求めるようにしてもよい。
【００６９】
実施の形態６．
図７は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態６の校正方法を示す図である。図７において、ＡＤＣコードＣｄの出力特性が曲線であるものとする。
【００７０】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の生産工場において、オフセット電圧ＶｍｉｎをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍｉｎが工場オフセット値Ｆｏとして計測され、ゲイン電圧ＶｍａｘをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍａｘが工場ゲイン値Ｆｇとして計測される。
【００７１】
また、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ６をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ６がユーザ計測値ｕＰ６として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。また、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ７をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ７がユーザ計測値ｕＰ７として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。
【００７２】
そして、ユーザ計測値ｕＰ６、ｕＰ７が一時記憶メモリ２６に記憶されると、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを通る直線Ｌ１がユーザ設定値計算部２５にて算出される。そして、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを通る直線Ｌ１が算出されると、直線Ｌ１に平行でユーザ計測値ｕＰ６を通る直線Ｌ６がユーザ設定値計算部２５にて算出されるとともに、直線Ｌ１に平行でユーザ計測値ｕＰ７を通る直線Ｌ７がユーザ設定値計算部２５にて算出される。そして、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが直線Ｌ６、Ｌ７上に設定され、不揮発性メモリ２４に記憶される。
【００７３】
そして、図５のスケーリング部１３は、アナログ入力値Ｓａに応じてユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが設定された直線Ｌ６、Ｌ７を切り替えて校正に用いることができる。
【００７４】
これにより、ユーザ計測値ｕＰ６、ｕＰ７をディジタル出力値Ｄｏと一致させることができ、ユーザにて指定されたエリア付近の変換精度を高めることが可能となる。
【００７５】
なお、図７の例では、２点分のユーザ計測値ｕＰ６、ｕＰ７をそれぞれ通る直線Ｌ６、Ｌ７を求め、アナログ入力値Ｓａに応じて直線Ｌ６、Ｌ７を切り替えて校正に用いる方法について説明したが、３点以上のユーザ計測値をそれぞれ通る直線を求め、アナログ入力値Ｓａに応じてこれらの直線を切り替えて校正に用いるようにしてもよい。
【００７６】
実施の形態７．
図８は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。図８において、Ａ／Ｄ変換ユニット３１には、図５のユーザ設定値計算部２５の代わりに複数のユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃが設けられるとともに、不揮発性メモリ２４にはパラメータＰａが別途記憶されている。
【００７７】
ここで、ユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃは、１点以上のユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎ、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、互いに異なる計算方法を用いることでユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算することができる。例えば、ユーザ設定値計算部２５ａは、図３の方法でユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算し、ユーザ設定値計算部２５ｂは、図６の方法でユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算し、図７の方法でユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算することができる。
【００７８】
パラメータＰａは、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算するユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃを指定することができる。
【００７９】
そして、パラメータＰａにてユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃが指定されると、ユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃにてユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが計算され、不揮発性メモリ２４に記憶される。
【００８０】
これにより、パラメータＰａを設定することで、測定にかかる工数を減らしたり、レンジ範囲内の全体に対して誤差幅を均等化したり、ユーザにて指定されたエリア付近の変換精度を高めたりすることができ、使用現場の状況に応じた多様な使用方法を実現することができる。
【００８１】
実施の形態８．
図９は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態８の概略構成を示すブロック図である。図９において、Ａ／Ｄ変換ユニット３１には、図１の不揮発性メモリ１４、ユーザ設定値計算部１５および一時記憶メモリ１６の代わりに不揮発性メモリ３４、設定値線形補間部３５およびタイマ３６が設けられている。
【００８２】
ここで、不揮発性メモリ３４は、２点分の工場設定値および２点分のユーザ設定値をメモリ領域Ｒ１１に記憶することができる。なお、メモリ領域Ｒ１１に記憶される２点分の工場設定値としては、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを与えることができる。また、メモリ領域Ｒ１１に記憶される２点分のユーザ設定値としては、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを与えることができる。ここで、ユーザオフセット値Ｕｏは、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時にオフセット電圧を使用現場でＡ／Ｄ変換回路１２に印加した際に出力されるＡＤＣコードを用いることができる。ユーザゲイン値Ｕｇは、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時にゲイン電圧を使用現場でＡ／Ｄ変換回路１２に印加した際に出力されるＡＤＣコードを用いることができる。
【００８３】
また、不揮発性メモリ３４は、２点分のユーザ設定値をメモリ領域Ｒ１２に記憶することができる。なお、メモリ領域Ｒ１２に記憶される２点分のユーザ設定値としては、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´を与えることができる。ここで、ユーザオフセット値Ｕｏ´は、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時にオフセット電圧を使用現場でＡ／Ｄ変換回路１２に印加した際に出力されるＡＤＣコードを用いることができる。ユーザゲイン値Ｕｇ´は、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時にゲイン電圧を使用現場でＡ／Ｄ変換回路１２に印加した際に出力されるＡＤＣコードを用いることができる。
【００８４】
なお、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時としては、例えば、Ａ／Ｄ変換ユニット３１の電源をオンした直後を挙げることができる。
【００８５】
設定値線形補間部３５は、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態から定常状態に至る間のユーザ設定値を補間することができる。ここで、設定値線形補間部３５には、オフセット値線形補間値計算部３５ａおよびゲイン値線形補間値計算部３５ｂが設けられている。そして、オフセット値線形補間値計算部３５ａは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザオフセット値Ｕｏ´との間のユーザオフセット値Ｕｏ´´を線形補間することができる。ゲイン値線形補間値計算部３５ｂは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザゲイン値Ｕｇとユーザゲイン値Ｕｇ´との間のユーザゲイン値Ｕｇ´´を線形補間することができる。
【００８６】
タイマ３６は、Ａ／Ｄ変換ユニット３１の電源がオンされた後の時間の経過を計時することができる。なお、スケーリング部１３、不揮発性メモリ３４、設定値線形補間部３５およびタイマ３６は、マイクロコンピュータにて実現することができる。
【００８７】
そして、時刻Ｔ１において、Ａ／Ｄ変換ユニット３１の電源がオンされると、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２にてＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力されるとともに、タイマ３６にて計時動作が開始される。そして、時刻Ｔ１においては、オフセット値線形補間値計算部３５ａを介してユーザオフセット値Ｕｏ´がスケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値線形補間値計算部３５ｂを介してユーザゲイン値Ｕｇ´がスケーリング部１３に入力される。
【００８８】
そして、時刻Ｔ１において、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´が参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００８９】
そして、時刻Ｔ２において、タイマ３６により計時動作が進むと、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザオフセット値Ｕｏ´との間のユーザオフセット値Ｕｏ´´がオフセット値線形補間値計算部３５ａにて線形補間されるとともに、ユーザゲイン値Ｕｇとユーザゲイン値Ｕｇ´との間のユーザゲイン値Ｕｇ´´がゲイン値線形補間値計算部３５ｂにて線形補間され、スケーリング部１３に入力される。
【００９０】
そして、時刻Ｔ２において、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏ´´およびユーザゲイン値Ｕｇ´´が参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００９１】
そして、時刻Ｔ３において、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断されると、オフセット値線形補間値計算部３５ａを介してユーザオフセット値Ｕｏがスケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値線形補間値計算部３５ｂを介してユーザゲイン値Ｕｇがスケーリング部１３に入力される。
【００９２】
そして、時刻Ｔ３において、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００９３】
これにより、スケーリング部１３、不揮発性メモリ３４、設定値線形補間部３５およびタイマ３６をマイクロコンピュータにて実現した場合、部品を追加することなく、温度ドリフトに対するディジタル出力値Ｄｏを補正することが可能となり、Ａ／Ｄ変換ユニット３１のコストアップを抑制しつつ、Ａ／Ｄ変換ユニット３１のＡ／Ｄ変換精度を向上させることができる。
【００９４】
図１０は、図９のアナログユニットの温度ドリフト補正方法を示す図である。図１０において、直線Ｌ１１は、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザゲイン値Ｕｇを通り、直線Ｌ１２は、ユーザオフセット値Ｕｏ´とユーザゲイン値Ｕｇ´を通るものとする。そして、Ａ／Ｄ変換ユニット３１の電源が時刻Ｔ１にオンされたものとする。そして、時刻Ｔ１において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃ´がスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´が参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃ´がスケーリングされる。
【００９５】
また、時刻Ｔ２において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃ´´がスケーリング部１３に入力されると、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザオフセット値Ｕｏ´との間のユーザオフセット値Ｕｏ´´が線形補間されるとともに、ユーザゲイン値Ｕｇとユーザゲイン値Ｕｇ´との間のユーザゲイン値Ｕｇ´´が線形補間されることで、直線Ｌ１１、Ｌ１２の間の直線Ｌ１３が求まる。
【００９６】
そして、スケーリング部１３において、ユーザオフセット値Ｕｏ´´およびユーザゲイン値Ｕｇ´´が参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃ´´がスケーリングされる。
【００９７】
また、時刻Ｔ３において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃがスケーリングされる。
【００９８】
実施の形態９．
図１１は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態９の概略構成を示すブロック図である。図１１において、Ａ／Ｄ変換ユニット４１には、図９の不揮発性メモリ３４の代わりに不揮発性メモリ４４が設けられるとともに、不揮発性メモリ４４にはタイマ設定値Ｐｂが別途記憶されている。
【００９９】
ここで、タイマ設定値Ｐｂは、Ａ／Ｄ変換ユニット４１の電源がオンされてからＡ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になるまでの時間を指定することができる。
【０１００】
そして、タイマ設定値ＰｂにてＡ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になるまでの時間が指定されると、タイマ３６にて計時された時間がタイマ設定値Ｐｂに達したかどうかが判断される。そして、タイマ３６にて計時された時間がタイマ設定値Ｐｂに達するまでは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザオフセット値Ｕｏ´との間のユーザオフセット値Ｕｏ´´がオフセット値線形補間値計算部３５ａにて線形補間されるとともに、ユーザゲイン値Ｕｇとユーザゲイン値Ｕｇ´との間のユーザゲイン値Ｕｇ´´がゲイン値線形補間値計算部３５ｂにて線形補間され、スケーリング部１３に入力される。
【０１０１】
そして、タイマ３６にて計時された時間がタイマ設定値Ｐｂに達すると、オフセット値線形補間値計算部３５ａを介してユーザオフセット値Ｕｏがスケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値線形補間値計算部３５ｂを介してユーザゲイン値Ｕｇがスケーリング部１３に入力される。
【０１０２】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット４１の電源がオンされてからＡ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になるまでの時間が使用環境に応じて異なる場合においても、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になったかどうかの判断を精度よく行わせることができ、温度ドリフトに対する補正精度を向上させることができる。
【０１０３】
実施の形態１０．
図１２は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１０の概略構成を示すブロック図である。図１２において、Ａ／Ｄ変換ユニット５１には、図９の設定値線形補間部３５の代わりに設定値選択部５５が設けられている。
【０１０４】
この設定値選択部５５は、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時のユーザ設定値またはＡ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時のユーザ設定値を選択することができる。ここで、設定値選択部５５には、オフセット値選択部５５ａおよびゲイン値選択部５５ｂが設けられている。そして、オフセット値選択部５５ａは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時のユーザオフセット値ＵｏまたはＡ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時のユーザオフセット値Ｕｏ´を選択することができる。また、ゲイン値選択部５５ｂは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時のユーザゲイン値ＵｇまたはＡ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時のユーザゲイン値Ｕｇ´を選択することができる。
【０１０５】
そして、時刻Ｔ１１において、Ａ／Ｄ変換ユニット５１の電源がオンされると、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２にてＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力されるとともに、タイマ３６にて計時動作が開始される。そして、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断されるまでは、オフセット値選択部５５ａにてユーザオフセット値Ｕｏ´が選択され、スケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値選択部５５ｂにてユーザゲイン値Ｕｇ´が選択され、スケーリング部１３に入力される。
【０１０６】
そして、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断されるまでは、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´が参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【０１０７】
そして、時刻Ｔ１２において、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断されると、オフセット値選択部５５ａにてユーザオフセット値Ｕｏが選択され、スケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値選択部５５ｂにてユーザゲイン値Ｕｇが選択され、スケーリング部１３に入力される。
【０１０８】
そして、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断された後は、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【０１０９】
これにより、スケーリング部１３、不揮発性メモリ３４、設定値選択部５５およびタイマ３６をマイクロコンピュータにて実現した場合、部品を追加することなく、温度ドリフトに対するディジタル出力値Ｄｏを補正することが可能となり、Ａ／Ｄ変換ユニット５１のコストアップを抑制しつつ、Ａ／Ｄ変換ユニット５１のＡ／Ｄ変換精度を向上させることができる。
【０１１０】
図１３は、図１２のアナログユニットの温度ドリフト補正方法を示す図である。図１３において、直線Ｌ２１は、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザゲイン値Ｕｇを通り、直線Ｌ２２は、ユーザオフセット値Ｕｏ´とユーザゲイン値Ｕｇ´を通るものとする。そして、Ａ／Ｄ変換ユニット５１の電源が時刻Ｔ１１にオンされたものとする。そして、時刻Ｔ１１において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃ´がスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´が参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃ´がスケーリングされる。
【０１１１】
また、時刻Ｔ１２において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃがスケーリングされる。
【０１１２】
なお、図１２のＡ／Ｄ変換ユニット５１においても、図１１の実施の形態と同様にタイマ設定値Ｐｂを不揮発性メモリリ４４に記憶させ、Ａ／Ｄ変換ユニット５１の電源がオンされてからＡ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になるまでの時間を指定できるようにしてもよい。
【０１１３】
実施の形態１１．
図１４は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１１の概略構成を示すブロック図である。図１４において、Ａ／Ｄ変換ユニット６１には、図１２のタイマ３６の代わりに切り替え部６２が設けられている。
【０１１４】
この切り替え部６２は、外部トリガに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏまたはユーザオフセット値Ｕｏ´をオフセット値選択部５５ａに選択させるとともに、ユーザゲイン値Ｕｇまたはユーザゲイン値Ｕｇ´をゲイン値選択部５５ｂに選択させることができる。
【０１１５】
そして、時刻Ｔ２１において、Ａ／Ｄ変換ユニット６１の電源がオンされると、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２にてＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力される。そして、オフセット値選択部５５ａにてユーザオフセット値Ｕｏ´が選択され、スケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値選択部５５ｂにてユーザゲイン値Ｕｇ´が選択され、スケーリング部１３に入力される。
【０１１６】
そして、時刻Ｔ２２において、外部トリガが切り替え部６２に入力されると、オフセット値選択部５５ａにてユーザオフセット値Ｕｏが選択され、スケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値選択部５５ｂにてユーザゲイン値Ｕｇが選択され、スケーリング部１３に入力される。
【０１１７】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット６１の温度が定常状態にある時にＡ／Ｄ変換ユニット６１の再起動が行われた場合においても、Ａ／Ｄ変換ユニット６１の電源がオンされてから時間の経過を待つことなく、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇをスケーリング部１３に入力させることができ、温度ドリフトに対する補正精度を向上させることができる。
【０１１８】
実施の形態１２．
図１５は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１２の校正方法を示すフローチャートである。図１５において、アナログユニット（この例では、Ｄ／Ａ変換ユニット）の使用現場において、ユーザは、アナログユニットの１点校正モード移行を指示する（ステップＳ１１）。
【０１１９】
次に、ユーザは、アナログユニットのアナログ出力値に対応するディジタル入力値を設定する（ステップＳ１２）。例えば、ディジタル入力値を０〜４０００のスケールのうち２０００に設定することができる。
【０１２０】
次に、ユーザは、アナログユニットのアナログ出力値を設定する（ステップＳ１３）。なお、アナログ出力値は、温度センサなどの各種センサから出力される値を用いることができ、電圧または電流のいずれでもよい。
【０１２１】
次に、ユーザは、１点校正の設定が完了したことをアナログユニットに指示する（ステップＳ１４）。
【０１２２】
次に、アナログユニットは、不揮発性メモリに記憶された工場オフセット値および工場ゲイン値を参照しつつ、ユーザにて設定されたアナログ出力値、ディジタル入力値に基づいて、ユーザオフセット値およびユーザゲイン値を計算する（ステップＳ１５）。
【０１２３】
次に、アナログユニットは、ユーザオフセット値およびユーザゲイン値を不揮発性メモリに記憶させる（ステップＳ１６）。
【０１２４】
次に、アナログユニットは、ユーザオフセット値およびユーザゲイン値の設定が完了したことをユーザに知らせる（ステップＳ１７）。
【０１２５】
次に、ユーザは、ユーザオフセット値およびユーザゲイン値の設定の完了を確認し、別のチャンネルの設定の実施をアナログユニットに指示する（ステップＳ１８）。
【０１２６】
これにより、アナログユニットとしてＤ／Ａ変換ユニットを用いた場合においても、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、Ｄ／Ａ変換ユニットの変換精度を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上のように本発明に係るアナログユニットは、コストアップを抑制しつつ、温度ドリフトに対する出力値を補正することが可能なアナログユニットの出力値を校正する方法に適している。
【符号の説明】
【０１２８】
１１，２１，３１，４１，５１，６１ Ａ／Ｄ変換ユニット、１２ Ａ／Ｄ変換回路、１３ スケーリング部、１４，２４，４４ 不揮発性メモリ、１５，２５，２５ａ〜２５ｃ ユーザ設定値計算部、１６，２６ 一時記憶メモリ、３５ 設定値線形補間部、３５ａ オフセット値線形補間値計算部、３５ｂ ゲイン値線形補間値計算部、３６ タイマ、５５ 設定値選択部、５５ａ オフセット値選択部、５５ｂ ゲイン値選択部、６２ 切り替え部。
【技術分野】
【０００１】
本発明はアナログユニットに関し、特に、アナログユニットの出力値の校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログユニットでは、チャンネルごとの変換特性のバラツキを補正するため、アナログユニットの出力値の校正が行われている。このアナログユニットの出力値の校正では、オフセット値およびゲイン値の２点分の計測を行い、この２点間を直線で近似することが一般的に行われている。
【０００３】
また、特許文献１には、Ａ／Ｄ変換時の非直線性を補償するために、Ａ／Ｄ変換装置への入力電圧範囲Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘを、中心電圧Ｖｃを境界にして領域１と領域２に２等分割し、領域１においては近似直線Ｌ１１に、領域２においては近似直線Ｌ１２にそれぞれ近似する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、Ａ／Ｄ変換ユニットのそのチャンネルにあったユーザオフセット値を、継承元の工場オフセット値、工場ゲイン値およびユーザオフセット値、不揮発性メモリに格納されている工場オフセット値および工場ゲイン値から補正算出することで、オフセット値およびゲイン値の計測を行うことなく、アナログユニットの出力値を校正する方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、基準アナログ信号をＡ／Ｄ変換部により変換された基準ディジタル値を用いて、出力すべきディジタル値に対応したＡ／Ｄ変換値をディジタル値毎に予め算出し、このＡ／Ｄ変換値と、Ａ／Ｄ変換部によりアナログ信号から変換された生ディジタル信号と比較する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０７４８２３号公報
【特許文献２】特許第３９６９３９１号公報
【特許文献３】特許第３４０３１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、オフセット値およびゲイン値の２点間を直線で近似する方法では、オフセット値およびゲイン値の２点分を計測する必要があり、工数がかかるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献１に開示された方法では、領域１においては近似直線Ｌ１１に、領域２においては近似直線Ｌ１２にそれぞれ近似するため、オフセット値およびゲイン値の３点分を計測する必要があり、工数がかかるだけでなく、校正精度のバラツキが大きいという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された方法では、アナログ信号とＡＤＣコードとの関係が直線で表される場合には、高い校正精度が得られるが、アナログ信号とＡＤＣコードとの関係が直線で表わすことができない場合には、校正精度が低下するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献３に開示された方法では、温度ドリフトなどに対する出力値の補正方法として有効であるが、Ａ／Ｄ変換値をアドレスがディジタル値に相当する形式で格納したデータテーブルや、Ａ／Ｄ変換部によりアナログ信号から変換された生ディジタル信号とデータテーブルにおけるＡ／Ｄ変換値とを比較する比較回路が必要となり、コストアップを招くという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アナログ信号とＡＤＣコードとの関係が非直線性を示す場合においても、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、出力値を校正することが可能なアナログユニットを得ることを第１の目的とする。
【００１２】
本発明は、アナログ信号とＡＤＣコードとの関係が非直線性を示す場合においても、校正精度のバラツキを低減することが可能なアナログユニットを得ることを第２の目的とする。
【００１３】
本発明は、コストアップを抑制しつつ、温度ドリフトに対する出力値を補正することが可能なアナログユニットを得ることを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のアナログユニットは、入力値を出力値に変換する変換回路と、前記変換回路の温度が初期状態から定常状態に至る間の２つの時点における前記入力値と出力値との関係を示す設定値を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された設定値に基づいて、前記変換回路の出力値を校正する校正部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、コストアップを抑制しつつ、温度ドリフトに対する出力値を補正することが可能なアナログユニットを得ることが可能という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１のアナログユニットの校正方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態２の校正方法を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態３の校正方法を示す図である。
【図５】図５は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態５の校正方法を示す図である。
【図７】図７は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態６の校正方法を示す図である。
【図８】図８は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態８の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９のアナログユニットの温度ドリフト補正方法を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態９の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１０の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、図１２のアナログユニットの温度ドリフト補正方法を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１１の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１２の校正方法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】
【００１７】
以下に、本発明に係るアナログユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、アナログユニットには、Ａ／Ｄ変換ユニットとＤ／Ａ変換ユニットとがあり、以下の説明では、主にＡ／Ｄ変換ユニットを例にとって説明するが、Ａ／Ｄ変換ユニットに限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。図１において、Ａ／Ｄ変換ユニット１１には、Ａ／Ｄ変換回路１２、スケーリング部１３、不揮発性メモリ１４、ユーザ設定値計算部１５および一時記憶メモリ１６が設けられている。
【００１９】
ここで、Ａ／Ｄ変換回路１２は、アナログ入力値ＳａをＡＤＣコード（ディジタル変換値）Ｃｄに変換することができる。なお、１つのＡ／Ｄ変換ユニット１１には、例えば、４〜８チャンネル分のＡ／Ｄ変換回路１２を搭載することができる。チャンネルとは、１つのＡ／Ｄ変換ユニット１１中にある複数のＡ／Ｄ変換回路１２のうちの１機能単位のことを言う。
【００２０】
スケーリング部１３は、ＡＤＣコードＣｄをユーザレンジに対応したディジタル出力値Ｄｏに圧縮伸長することができる。また、スケーリング部１３では、チャンネルごとにＡ／Ｄ変換特性のバラツキを補償するため、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の校正を行うことができる。なお、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の校正とは、電圧または電流などのアナログ入力値Ｓａが入力された時に、所望のディジタル出力値Ｄｏが出力されるように調整することを言う。また、スケーリング部１３は、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の校正を行う場合、不揮発性メモリ１４に記憶されているユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを参照することができる。
【００２１】
不揮発性メモリ１４は、２点分の工場設定値および２点分のユーザ設定値をユーザレンジＲ１〜Ｒｍごとに記憶することができる。なお、工場設定値は、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄ（すなわち、校正前のディジタル出力値Ｄｏ）との関係を示すことができる。また、２点分の工場設定値としては、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを与えることができる。
【００２２】
また、ユーザ設定値は、アナログ入力値Ｓａとディジタル出力値Ｄｏとの関係を示すことができる。また、２点分のユーザ設定値としては、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを与えることができる。
【００２３】
ここで、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇは、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の生産時に工場で設定することができる。この工場オフセット値Ｆｏは、スケーリングする際に用いる仕様上最も低いオフセット電圧を生産工場で印加した際に出力するＡＤＣコードである。また、工場ゲイン値Ｆｇは、スケーリングする際に用いる仕様上最も高いゲイン電圧を生産工場で印加した際に出力するＡＤＣコードである。
【００２４】
また、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇは、Ａ／Ｄ変換ユニット１１をユーザが使用する現場で設定することができる。このユーザオフセット値Ｕｏは、スケーリングする際に用いる仕様上最も低いオフセット電圧を使用現場で印加した際に出力するＡＤＣコードである。ユーザゲイン値Ｕｇは、スケーリングする際に用いる仕様上最も高いゲイン電圧を使用現場で印加した際に出力するＡＤＣコードである。
【００２５】
また、オフセット電圧とは、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の特定のチャンネルにおいて、アナログ入力値Ｓａとして入力される電圧の一番低い値で、その入力電圧値に対応してディジタル出力値Ｄｏとして最低の値、例えば０〜４０００にスケーリングされる場合にディジタル出力値Ｄｏとして０が出力される入力電圧のことである。ゲイン電圧とは、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の特定のチャンネルにおいて、アナログ入力値Ｓａとして入力される一番高い電圧の値で、その入力電圧値に対応してディジタル出力値Ｄｏとして最高の値、例えば０〜４０００にスケーリングされる場合にディジタル出力値Ｄｏとして４０００が出力される入力電圧のことである。すなわち、アナログ入力値Ｓａとして入力される電圧の範囲が０〜５Ｖの場合、オフセット電圧は０Ｖ、ゲイン電圧は５Ｖとなる。
【００２６】
ユーザ設定値計算部１５は、１点分のユーザ計測値ｕＰ１、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算し、不揮発性メモリ１４に記憶させることができる。なお、ユーザ計測値ｕＰ１は、Ａ／Ｄ変換ユニット１１をユーザが使用する現場で計測することができる。また、ユーザ計測値ｕＰ１は、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄ（すなわち、校正前のディジタル出力値Ｄｏ）との関係を示すことができる。
【００２７】
一時記憶メモリ１６は、Ａ／Ｄ変換ユニット１１をユーザが使用する現場で計測された１点分のユーザ計測値ｕＰ１を記憶することができる。なお、スケーリング部１３、不揮発性メモリ１４、ユーザ設定値計算部１５および一時記憶メモリ１６は、マイクロコンピュータにて実現することができる。
【００２８】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の生産工場において、アナログ入力値ＳａをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＣｄを計測することで、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇが測定され、不揮発性メモリ１４に記憶される。例えば、Ａ／Ｄ変換ユニット１１に０Ｖ〜１０Ｖの電圧がアナログ入力値Ｓａとして入力されるものとすると、０Ｖの電圧がアナログ入力値Ｓａとして入力された時のＡＤＣコードＣｄが工場オフセット値Ｆｏとして不揮発性メモリ１４に記憶されるとともに、１０Ｖの電圧がアナログ入力値Ｓａとして入力された時のＡＤＣコードＣｄが工場ゲイン値Ｆｇとして不揮発性メモリ１４に記憶される。
【００２９】
次に、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、アナログ入力値ＳａをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＣｄを計測することで、ユーザ計測値ｕＰ１が測定され、一時記憶メモリ１６に記憶される。例えば、５Ｖの電圧がアナログ入力値Ｓａとして入力された時のＡＤＣコードＣｄがユーザ計測値ｕＰ１として一時記憶メモリ１６に記憶される。
【００３０】
そして、ユーザ計測値ｕＰ１が一時記憶メモリ１６に記憶されると、ユーザ設定値計算部１５において、ユーザ計測値ｕＰ１、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが計算され、不揮発性メモリ１４に記憶される。
【００３１】
そして、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２に入力されると、ＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力される。そして、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、不揮発性メモリ１４に記憶されたユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００３２】
例えば、アナログ入力値Ｓａが１〜５Ｖの電圧でディジタル出力値Ｄｏを０〜４０００の範囲で出力させるものとすると、オフセット電圧が１Ｖの時のＡＤＣコードＣｄと、ゲイン電圧が５Ｖの時のＡＤＣコードＣｄと、現在入力されている電圧のＡＤＣコードＣｄとから、現在入力されている電圧に相当するディジタル出力値Ｄｏを出力させることができる。
【００３３】
ここで、ＡＤＣコードＣｄをスケーリングして出力されるディジタル出力値Ｄｏの最低値をＳｏ、最大値をＳｇとすると、ディジタル出力値Ｄｏは、以下の（１）式で求めることができる。
Ｄｏ＝（Ｃｄ−Ｕｏ）／（Ｕｇ−Ｕｏ）＊Ｓｇ＋Ｓｏ ・・・（１）
【００３４】
このスケーリング部１３によるスケーリン処理によって、個々のＡ／Ｄ変換回路１２が持つ特性上のバラツキを吸収させることができる。例えば、０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力された時にＡＤＣコードＣｄ＝１００が出力され、１０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力された時にＡＤＣコードＣｄ＝８０００が出力されるチャンネルＡと、０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力された時にＡＤＣコードＣｄ＝１０５が出力され、１０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力された時にＡＤＣコードＣｄ＝８０２０が出力されるチャンネルＢがあるものとする。この場合、チャンネルＡのユーザオフセット値Ｕｏを１００、ユーザゲイン値Ｕｇを８０００とし、チャンネルＢのユーザオフセット値Ｕｏを１０５、ユーザゲイン値Ｕｇを８０２０として、０〜４０００のスケーリングを施すことにより、どちらのチャンネルＡ、Ｂでも、０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力されると、ディジタル出力値Ｄｏ＝０を出力させ、１０Ｖの電圧がＡ／Ｄ変換回路１２に入力されると、ディジタル出力値Ｄｏ＝４０００を出力させることができる。
【００３５】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、１点分のユーザ計測値ｕＰ１を計測することで、Ａ／Ｄ変換ユニット１１を校正することができ、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄとの関係が非直線性を示す場合においても、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の変換精度を向上させることが可能となる。
【００３６】
図２は、図１のアナログユニットの校正方法を示すフローチャートである。図２において、アナログユニット（図１の例では、Ａ／Ｄ変換ユニット１１）の使用現場において、ユーザは、アナログユニットの１点校正モード移行を指示する（ステップＳ１）。
【００３７】
次に、ユーザは、アナログユニットのアナログ入力値Ｓａに対応するディジタル出力値Ｄｏを設定する（ステップＳ２）。例えば、ディジタル出力値Ｄｏを０〜４０００のスケールのうち２０００に設定することができる。
【００３８】
次に、ユーザは、アナログユニットのアナログ入力値Ｓａを設定する（ステップＳ３）。なお、アナログ入力値Ｓａは、温度センサなどの各種センサから出力される値を用いることができ、電圧または電流のいずれでもよい。
【００３９】
次に、ユーザは、１点校正の設定が完了したことをアナログユニットに指示する（ステップＳ４）。
【００４０】
次に、ユーザ設定値計算部１５は、不揮発性メモリ１４に記憶された工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを参照しつつ、ユーザにて設定されたアナログ入力値Ｓａ、ディジタル出力値Ｄｏに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算する（ステップＳ５）。
【００４１】
次に、ユーザ設定値計算部１５は、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを不揮発性メモリ１４に記憶させる（ステップＳ６）。
【００４２】
次に、アナログユニットは、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇの設定が完了したことをユーザに知らせる（ステップＳ７）。
【００４３】
次に、ユーザは、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇの設定の完了を確認し、別のチャンネルの設定の実施をアナログユニットに指示する（ステップＳ８）。
【００４４】
実施の形態２．
図３は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態２の校正方法を示す図である。図３において、ＡＤＣコードＣｄの出力特性が曲線であるものとする。
【００４５】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の生産工場において、オフセット電圧ＶｍｉｎをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍｉｎが工場オフセット値Ｆｏとして計測され、ゲイン電圧ＶｍａｘをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍａｘが工場ゲイン値Ｆｇとして計測される。
【００４６】
また、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、入力電圧ＶｃをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃがユーザ計測値ｕＰ１として計測され、図１の一時記憶メモリ１６に記憶される。
【００４７】
そして、ユーザ計測値ｕＰ１が一時記憶メモリ１６に記憶されると、工場オフセット値Ｆｏ、工場ゲイン値Ｆｇおよびユーザ計測値ｕＰ１との残差の２乗和が最小になる直線Ｌ２がユーザ設定値計算部１５にて算出される。そして、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが直線Ｌ２上に設定され、不揮発性メモリ１４に記憶される。
【００４８】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、１点分のユーザ計測値ｕＰ１を計測することで、レンジ範囲内の全体に対して誤差幅を均等化することができ、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の直線性の基準を緩和させることが可能となる。
【００４９】
実施の形態３．
図４は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態３の校正方法を示す図である。図４において、ＡＤＣコードＣｄの出力特性が曲線であるものとする。
【００５０】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の生産工場において、オフセット電圧ＶｍｉｎをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍｉｎが工場オフセット値Ｆｏとして計測され、ゲイン電圧ＶｍａｘをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍａｘが工場ゲイン値Ｆｇとして計測される。
【００５１】
また、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、入力電圧ＶｃをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃがユーザ計測値ｕＰ１として計測され、図１の一時記憶メモリ１６に記憶される。
【００５２】
そして、ユーザ計測値ｕＰ１が一時記憶メモリ１６に記憶されると、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを通る直線Ｌ１がユーザ設定値計算部１５にて算出される。
【００５３】
そして、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを通る直線Ｌ１が算出されると、直線Ｌ１に平行でユーザ計測値ｕＰ１を通る直線Ｌ３がユーザ設定値計算部１５にて算出される。そして、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが直線Ｌ３上に設定され、不揮発性メモリ１４に記憶される。
【００５４】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット１１の使用現場において、１点分のユーザ計測値ｕＰ１を計測することで、ユーザ計測値ｕＰ１をディジタル出力値Ｄｏと一致させることができ、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、ユーザにて指定されたエリア付近の変換精度を高めることが可能となる。
【００５５】
実施の形態４．
図５は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。図５において、Ａ／Ｄ変換ユニット２１には、図１の不揮発性メモリ１４、ユーザ設定値計算部１５および一時記憶メモリ１６の代わりに不揮発性メモリ２４、ユーザ設定値計算部２５および一時記憶メモリ２６が設けられている。
【００５６】
ここで、不揮発性メモリ２４は、２点分の工場設定値および２点分のユーザ設定値をユーザレンジＲ１〜Ｒｍごとに記憶することができる。なお、２点分の工場設定値としては、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを与えることができる。また、２点分のユーザ設定値としては、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを与えることができる。
【００５７】
ユーザ設定値計算部２５は、３点以上のユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎ、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算し、不揮発性メモリ２４に記憶させることができる。なお、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎは、Ａ／Ｄ変換ユニット２１をユーザが使用する現場で計測することができる。また、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎは、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄ（すなわち、校正前のディジタル出力値Ｄｏ）との関係を示すことができる。
【００５８】
一時記憶メモリ２６は、Ａ／Ｄ変換ユニット２１をユーザが使用する現場で計測された３点以上のユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎを記憶することができる。
【００５９】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、アナログ入力値ＳａをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＣｄを計測することで、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎが測定され、一時記憶メモリ２６に記憶される。
【００６０】
そして、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎが一時記憶メモリ２６に記憶されると、ユーザ設定値計算部２５において、ユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎ、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが計算され、不揮発性メモリ２４に記憶される。
【００６１】
そして、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２に入力されると、ＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力される。そして、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、不揮発性メモリ２４に記憶されたユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００６２】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、３点以上のユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎを計測することで、Ａ／Ｄ変換ユニット２１を校正することができ、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄとの関係が非直線性を示す場合においても、校正精度のバラツキを低減することが可能となる。
【００６３】
実施の形態５．
図６は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態５の校正方法を示す図である。図６において、ＡＤＣコードＣｄの出力特性が曲線であるものとする。
【００６４】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の生産工場において、オフセット電圧ＶｍｉｎをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍｉｎが工場オフセット値Ｆｏとして計測され、ゲイン電圧ＶｍａｘをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍａｘが工場ゲイン値Ｆｇとして計測される。
【００６５】
また、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ１をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ１がユーザ計測値ｕＰ３として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。また、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ２をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ２がユーザ計測値ｕＰ４として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。さらに、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ３をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ３がユーザ計測値ｕＰ５として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。
【００６６】
そして、ユーザ計測値ｕＰ３〜ｕＰ５が一時記憶メモリ２６に記憶されると、工場オフセット値Ｆｏ、工場ゲイン値Ｆｇおよびユーザ計測値ｕＰ３〜ｕＰ５との残差の２乗和が最小になる直線Ｌ４がユーザ設定値計算部２５にて算出される。そして、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが直線Ｌ４上に設定され、不揮発性メモリ２４に記憶される。
【００６７】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、３点以上のユーザ計測値ｕＰ３〜ｕＰ５を計測することで、レンジ範囲全体に対して誤差幅を小さくすることができ、アナログ入力値ＳａとＡＤＣコードＣｄとの関係が非直線性を示す場合においても、Ａ／Ｄ変換ユニット２１のレンジ範囲全体の変換精度を一定の基準に保つことができる。
【００６８】
なお、図６の例では、工場オフセット値Ｆｏ、工場ゲイン値Ｆｇおよび３点分のユーザ計測値ｕＰ３〜ｕＰ５との残差の２乗和が最小になる直線Ｌ４を求める方法について説明したが、工場オフセット値Ｆｏ、工場ゲイン値Ｆｇおよび４点以上のユーザ計測値との残差の２乗和が最小になる直線を求めるようにしてもよい。
【００６９】
実施の形態６．
図７は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態６の校正方法を示す図である。図７において、ＡＤＣコードＣｄの出力特性が曲線であるものとする。
【００７０】
そして、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の生産工場において、オフセット電圧ＶｍｉｎをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍｉｎが工場オフセット値Ｆｏとして計測され、ゲイン電圧ＶｍａｘをＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｍａｘが工場ゲイン値Ｆｇとして計測される。
【００７１】
また、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ６をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ６がユーザ計測値ｕＰ６として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。また、Ａ／Ｄ変換ユニット２１の使用現場において、入力電圧Ｖｃ７をＡ／Ｄ変換回路１２に入力した時のＡＤＣコードＤｃ７がユーザ計測値ｕＰ７として計測され、図５の一時記憶メモリ２６に記憶される。
【００７２】
そして、ユーザ計測値ｕＰ６、ｕＰ７が一時記憶メモリ２６に記憶されると、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを通る直線Ｌ１がユーザ設定値計算部２５にて算出される。そして、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを通る直線Ｌ１が算出されると、直線Ｌ１に平行でユーザ計測値ｕＰ６を通る直線Ｌ６がユーザ設定値計算部２５にて算出されるとともに、直線Ｌ１に平行でユーザ計測値ｕＰ７を通る直線Ｌ７がユーザ設定値計算部２５にて算出される。そして、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが直線Ｌ６、Ｌ７上に設定され、不揮発性メモリ２４に記憶される。
【００７３】
そして、図５のスケーリング部１３は、アナログ入力値Ｓａに応じてユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが設定された直線Ｌ６、Ｌ７を切り替えて校正に用いることができる。
【００７４】
これにより、ユーザ計測値ｕＰ６、ｕＰ７をディジタル出力値Ｄｏと一致させることができ、ユーザにて指定されたエリア付近の変換精度を高めることが可能となる。
【００７５】
なお、図７の例では、２点分のユーザ計測値ｕＰ６、ｕＰ７をそれぞれ通る直線Ｌ６、Ｌ７を求め、アナログ入力値Ｓａに応じて直線Ｌ６、Ｌ７を切り替えて校正に用いる方法について説明したが、３点以上のユーザ計測値をそれぞれ通る直線を求め、アナログ入力値Ｓａに応じてこれらの直線を切り替えて校正に用いるようにしてもよい。
【００７６】
実施の形態７．
図８は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態７の概略構成を示すブロック図である。図８において、Ａ／Ｄ変換ユニット３１には、図５のユーザ設定値計算部２５の代わりに複数のユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃが設けられるとともに、不揮発性メモリ２４にはパラメータＰａが別途記憶されている。
【００７７】
ここで、ユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃは、１点以上のユーザ計測値ｕＰ１〜ｕＰｎ、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇに基づいて、互いに異なる計算方法を用いることでユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算することができる。例えば、ユーザ設定値計算部２５ａは、図３の方法でユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算し、ユーザ設定値計算部２５ｂは、図６の方法でユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算し、図７の方法でユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算することができる。
【００７８】
パラメータＰａは、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを計算するユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃを指定することができる。
【００７９】
そして、パラメータＰａにてユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃが指定されると、ユーザ設定値計算部２５ａ〜２５ｃにてユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが計算され、不揮発性メモリ２４に記憶される。
【００８０】
これにより、パラメータＰａを設定することで、測定にかかる工数を減らしたり、レンジ範囲内の全体に対して誤差幅を均等化したり、ユーザにて指定されたエリア付近の変換精度を高めたりすることができ、使用現場の状況に応じた多様な使用方法を実現することができる。
【００８１】
実施の形態８．
図９は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態８の概略構成を示すブロック図である。図９において、Ａ／Ｄ変換ユニット３１には、図１の不揮発性メモリ１４、ユーザ設定値計算部１５および一時記憶メモリ１６の代わりに不揮発性メモリ３４、設定値線形補間部３５およびタイマ３６が設けられている。
【００８２】
ここで、不揮発性メモリ３４は、２点分の工場設定値および２点分のユーザ設定値をメモリ領域Ｒ１１に記憶することができる。なお、メモリ領域Ｒ１１に記憶される２点分の工場設定値としては、工場オフセット値Ｆｏおよび工場ゲイン値Ｆｇを与えることができる。また、メモリ領域Ｒ１１に記憶される２点分のユーザ設定値としては、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇを与えることができる。ここで、ユーザオフセット値Ｕｏは、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時にオフセット電圧を使用現場でＡ／Ｄ変換回路１２に印加した際に出力されるＡＤＣコードを用いることができる。ユーザゲイン値Ｕｇは、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時にゲイン電圧を使用現場でＡ／Ｄ変換回路１２に印加した際に出力されるＡＤＣコードを用いることができる。
【００８３】
また、不揮発性メモリ３４は、２点分のユーザ設定値をメモリ領域Ｒ１２に記憶することができる。なお、メモリ領域Ｒ１２に記憶される２点分のユーザ設定値としては、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´を与えることができる。ここで、ユーザオフセット値Ｕｏ´は、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時にオフセット電圧を使用現場でＡ／Ｄ変換回路１２に印加した際に出力されるＡＤＣコードを用いることができる。ユーザゲイン値Ｕｇ´は、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時にゲイン電圧を使用現場でＡ／Ｄ変換回路１２に印加した際に出力されるＡＤＣコードを用いることができる。
【００８４】
なお、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時としては、例えば、Ａ／Ｄ変換ユニット３１の電源をオンした直後を挙げることができる。
【００８５】
設定値線形補間部３５は、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態から定常状態に至る間のユーザ設定値を補間することができる。ここで、設定値線形補間部３５には、オフセット値線形補間値計算部３５ａおよびゲイン値線形補間値計算部３５ｂが設けられている。そして、オフセット値線形補間値計算部３５ａは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザオフセット値Ｕｏ´との間のユーザオフセット値Ｕｏ´´を線形補間することができる。ゲイン値線形補間値計算部３５ｂは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザゲイン値Ｕｇとユーザゲイン値Ｕｇ´との間のユーザゲイン値Ｕｇ´´を線形補間することができる。
【００８６】
タイマ３６は、Ａ／Ｄ変換ユニット３１の電源がオンされた後の時間の経過を計時することができる。なお、スケーリング部１３、不揮発性メモリ３４、設定値線形補間部３５およびタイマ３６は、マイクロコンピュータにて実現することができる。
【００８７】
そして、時刻Ｔ１において、Ａ／Ｄ変換ユニット３１の電源がオンされると、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２にてＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力されるとともに、タイマ３６にて計時動作が開始される。そして、時刻Ｔ１においては、オフセット値線形補間値計算部３５ａを介してユーザオフセット値Ｕｏ´がスケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値線形補間値計算部３５ｂを介してユーザゲイン値Ｕｇ´がスケーリング部１３に入力される。
【００８８】
そして、時刻Ｔ１において、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´が参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００８９】
そして、時刻Ｔ２において、タイマ３６により計時動作が進むと、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザオフセット値Ｕｏ´との間のユーザオフセット値Ｕｏ´´がオフセット値線形補間値計算部３５ａにて線形補間されるとともに、ユーザゲイン値Ｕｇとユーザゲイン値Ｕｇ´との間のユーザゲイン値Ｕｇ´´がゲイン値線形補間値計算部３５ｂにて線形補間され、スケーリング部１３に入力される。
【００９０】
そして、時刻Ｔ２において、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏ´´およびユーザゲイン値Ｕｇ´´が参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００９１】
そして、時刻Ｔ３において、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断されると、オフセット値線形補間値計算部３５ａを介してユーザオフセット値Ｕｏがスケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値線形補間値計算部３５ｂを介してユーザゲイン値Ｕｇがスケーリング部１３に入力される。
【００９２】
そして、時刻Ｔ３において、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【００９３】
これにより、スケーリング部１３、不揮発性メモリ３４、設定値線形補間部３５およびタイマ３６をマイクロコンピュータにて実現した場合、部品を追加することなく、温度ドリフトに対するディジタル出力値Ｄｏを補正することが可能となり、Ａ／Ｄ変換ユニット３１のコストアップを抑制しつつ、Ａ／Ｄ変換ユニット３１のＡ／Ｄ変換精度を向上させることができる。
【００９４】
図１０は、図９のアナログユニットの温度ドリフト補正方法を示す図である。図１０において、直線Ｌ１１は、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザゲイン値Ｕｇを通り、直線Ｌ１２は、ユーザオフセット値Ｕｏ´とユーザゲイン値Ｕｇ´を通るものとする。そして、Ａ／Ｄ変換ユニット３１の電源が時刻Ｔ１にオンされたものとする。そして、時刻Ｔ１において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃ´がスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´が参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃ´がスケーリングされる。
【００９５】
また、時刻Ｔ２において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃ´´がスケーリング部１３に入力されると、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザオフセット値Ｕｏ´との間のユーザオフセット値Ｕｏ´´が線形補間されるとともに、ユーザゲイン値Ｕｇとユーザゲイン値Ｕｇ´との間のユーザゲイン値Ｕｇ´´が線形補間されることで、直線Ｌ１１、Ｌ１２の間の直線Ｌ１３が求まる。
【００９６】
そして、スケーリング部１３において、ユーザオフセット値Ｕｏ´´およびユーザゲイン値Ｕｇ´´が参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃ´´がスケーリングされる。
【００９７】
また、時刻Ｔ３において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃがスケーリングされる。
【００９８】
実施の形態９．
図１１は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態９の概略構成を示すブロック図である。図１１において、Ａ／Ｄ変換ユニット４１には、図９の不揮発性メモリ３４の代わりに不揮発性メモリ４４が設けられるとともに、不揮発性メモリ４４にはタイマ設定値Ｐｂが別途記憶されている。
【００９９】
ここで、タイマ設定値Ｐｂは、Ａ／Ｄ変換ユニット４１の電源がオンされてからＡ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になるまでの時間を指定することができる。
【０１００】
そして、タイマ設定値ＰｂにてＡ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になるまでの時間が指定されると、タイマ３６にて計時された時間がタイマ設定値Ｐｂに達したかどうかが判断される。そして、タイマ３６にて計時された時間がタイマ設定値Ｐｂに達するまでは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザオフセット値Ｕｏ´との間のユーザオフセット値Ｕｏ´´がオフセット値線形補間値計算部３５ａにて線形補間されるとともに、ユーザゲイン値Ｕｇとユーザゲイン値Ｕｇ´との間のユーザゲイン値Ｕｇ´´がゲイン値線形補間値計算部３５ｂにて線形補間され、スケーリング部１３に入力される。
【０１０１】
そして、タイマ３６にて計時された時間がタイマ設定値Ｐｂに達すると、オフセット値線形補間値計算部３５ａを介してユーザオフセット値Ｕｏがスケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値線形補間値計算部３５ｂを介してユーザゲイン値Ｕｇがスケーリング部１３に入力される。
【０１０２】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット４１の電源がオンされてからＡ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になるまでの時間が使用環境に応じて異なる場合においても、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になったかどうかの判断を精度よく行わせることができ、温度ドリフトに対する補正精度を向上させることができる。
【０１０３】
実施の形態１０．
図１２は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１０の概略構成を示すブロック図である。図１２において、Ａ／Ｄ変換ユニット５１には、図９の設定値線形補間部３５の代わりに設定値選択部５５が設けられている。
【０１０４】
この設定値選択部５５は、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時のユーザ設定値またはＡ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時のユーザ設定値を選択することができる。ここで、設定値選択部５５には、オフセット値選択部５５ａおよびゲイン値選択部５５ｂが設けられている。そして、オフセット値選択部５５ａは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時のユーザオフセット値ＵｏまたはＡ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時のユーザオフセット値Ｕｏ´を選択することができる。また、ゲイン値選択部５５ｂは、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態にある時のユーザゲイン値ＵｇまたはＡ／Ｄ変換回路１２の温度が初期状態にある時のユーザゲイン値Ｕｇ´を選択することができる。
【０１０５】
そして、時刻Ｔ１１において、Ａ／Ｄ変換ユニット５１の電源がオンされると、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２にてＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力されるとともに、タイマ３６にて計時動作が開始される。そして、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断されるまでは、オフセット値選択部５５ａにてユーザオフセット値Ｕｏ´が選択され、スケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値選択部５５ｂにてユーザゲイン値Ｕｇ´が選択され、スケーリング部１３に入力される。
【０１０６】
そして、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断されるまでは、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´が参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【０１０７】
そして、時刻Ｔ１２において、タイマ３６にて計時された時間の経過に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断されると、オフセット値選択部５５ａにてユーザオフセット値Ｕｏが選択され、スケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値選択部５５ｂにてユーザゲイン値Ｕｇが選択され、スケーリング部１３に入力される。
【０１０８】
そして、ＡＤＣコードＣｄがスケーリング部１３に入力されると、Ａ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態に達したと判断された後は、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＣｄがディジタル出力値Ｄｏにスケーリングされる。
【０１０９】
これにより、スケーリング部１３、不揮発性メモリ３４、設定値選択部５５およびタイマ３６をマイクロコンピュータにて実現した場合、部品を追加することなく、温度ドリフトに対するディジタル出力値Ｄｏを補正することが可能となり、Ａ／Ｄ変換ユニット５１のコストアップを抑制しつつ、Ａ／Ｄ変換ユニット５１のＡ／Ｄ変換精度を向上させることができる。
【０１１０】
図１３は、図１２のアナログユニットの温度ドリフト補正方法を示す図である。図１３において、直線Ｌ２１は、ユーザオフセット値Ｕｏとユーザゲイン値Ｕｇを通り、直線Ｌ２２は、ユーザオフセット値Ｕｏ´とユーザゲイン値Ｕｇ´を通るものとする。そして、Ａ／Ｄ変換ユニット５１の電源が時刻Ｔ１１にオンされたものとする。そして、時刻Ｔ１１において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃ´がスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏ´およびユーザゲイン値Ｕｇ´が参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃ´がスケーリングされる。
【０１１１】
また、時刻Ｔ１２において、入力電圧Ｖｃに対してＡＤＣコードＵｃがスケーリング部１３に入力されると、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇが参照されることにより、ＡＤＣコードＵｃがスケーリングされる。
【０１１２】
なお、図１２のＡ／Ｄ変換ユニット５１においても、図１１の実施の形態と同様にタイマ設定値Ｐｂを不揮発性メモリリ４４に記憶させ、Ａ／Ｄ変換ユニット５１の電源がオンされてからＡ／Ｄ変換回路１２の温度が定常状態になるまでの時間を指定できるようにしてもよい。
【０１１３】
実施の形態１１．
図１４は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１１の概略構成を示すブロック図である。図１４において、Ａ／Ｄ変換ユニット６１には、図１２のタイマ３６の代わりに切り替え部６２が設けられている。
【０１１４】
この切り替え部６２は、外部トリガに基づいて、ユーザオフセット値Ｕｏまたはユーザオフセット値Ｕｏ´をオフセット値選択部５５ａに選択させるとともに、ユーザゲイン値Ｕｇまたはユーザゲイン値Ｕｇ´をゲイン値選択部５５ｂに選択させることができる。
【０１１５】
そして、時刻Ｔ２１において、Ａ／Ｄ変換ユニット６１の電源がオンされると、アナログ入力値ＳａがＡ／Ｄ変換回路１２にてＡＤＣコードＣｄに変換され、スケーリング部１３に入力される。そして、オフセット値選択部５５ａにてユーザオフセット値Ｕｏ´が選択され、スケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値選択部５５ｂにてユーザゲイン値Ｕｇ´が選択され、スケーリング部１３に入力される。
【０１１６】
そして、時刻Ｔ２２において、外部トリガが切り替え部６２に入力されると、オフセット値選択部５５ａにてユーザオフセット値Ｕｏが選択され、スケーリング部１３に入力されるとともに、ゲイン値選択部５５ｂにてユーザゲイン値Ｕｇが選択され、スケーリング部１３に入力される。
【０１１７】
これにより、Ａ／Ｄ変換ユニット６１の温度が定常状態にある時にＡ／Ｄ変換ユニット６１の再起動が行われた場合においても、Ａ／Ｄ変換ユニット６１の電源がオンされてから時間の経過を待つことなく、ユーザオフセット値Ｕｏおよびユーザゲイン値Ｕｇをスケーリング部１３に入力させることができ、温度ドリフトに対する補正精度を向上させることができる。
【０１１８】
実施の形態１２．
図１５は、本発明に係るアナログユニットの実施の形態１２の校正方法を示すフローチャートである。図１５において、アナログユニット（この例では、Ｄ／Ａ変換ユニット）の使用現場において、ユーザは、アナログユニットの１点校正モード移行を指示する（ステップＳ１１）。
【０１１９】
次に、ユーザは、アナログユニットのアナログ出力値に対応するディジタル入力値を設定する（ステップＳ１２）。例えば、ディジタル入力値を０〜４０００のスケールのうち２０００に設定することができる。
【０１２０】
次に、ユーザは、アナログユニットのアナログ出力値を設定する（ステップＳ１３）。なお、アナログ出力値は、温度センサなどの各種センサから出力される値を用いることができ、電圧または電流のいずれでもよい。
【０１２１】
次に、ユーザは、１点校正の設定が完了したことをアナログユニットに指示する（ステップＳ１４）。
【０１２２】
次に、アナログユニットは、不揮発性メモリに記憶された工場オフセット値および工場ゲイン値を参照しつつ、ユーザにて設定されたアナログ出力値、ディジタル入力値に基づいて、ユーザオフセット値およびユーザゲイン値を計算する（ステップＳ１５）。
【０１２３】
次に、アナログユニットは、ユーザオフセット値およびユーザゲイン値を不揮発性メモリに記憶させる（ステップＳ１６）。
【０１２４】
次に、アナログユニットは、ユーザオフセット値およびユーザゲイン値の設定が完了したことをユーザに知らせる（ステップＳ１７）。
【０１２５】
次に、ユーザは、ユーザオフセット値およびユーザゲイン値の設定の完了を確認し、別のチャンネルの設定の実施をアナログユニットに指示する（ステップＳ１８）。
【０１２６】
これにより、アナログユニットとしてＤ／Ａ変換ユニットを用いた場合においても、測定にかかる工数の増大を抑制しつつ、Ｄ／Ａ変換ユニットの変換精度を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上のように本発明に係るアナログユニットは、コストアップを抑制しつつ、温度ドリフトに対する出力値を補正することが可能なアナログユニットの出力値を校正する方法に適している。
【符号の説明】
【０１２８】
１１，２１，３１，４１，５１，６１ Ａ／Ｄ変換ユニット、１２ Ａ／Ｄ変換回路、１３ スケーリング部、１４，２４，４４ 不揮発性メモリ、１５，２５，２５ａ〜２５ｃ ユーザ設定値計算部、１６，２６ 一時記憶メモリ、３５ 設定値線形補間部、３５ａ オフセット値線形補間値計算部、３５ｂ ゲイン値線形補間値計算部、３６ タイマ、５５ 設定値選択部、５５ａ オフセット値選択部、５５ｂ ゲイン値選択部、６２ 切り替え部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力値を出力値に変換する変換回路と、
前記変換回路の温度が初期状態から定常状態に至る間の２つの時点における前記入力値と出力値との関係を示す設定値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された設定値に基づいて、前記変換回路の出力値を校正する校正部とを備えることを特徴とするアナログユニット。
【請求項２】
電源がオンされた後の時間の経過を計時するタイマと、
前記タイマにて計時された時間の経過に基づいて、前記記憶部に記憶された２つの時点における設定値を補間する設定値線形補間部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のアナログユニット。
【請求項３】
電源がオンされた後の時間の経過を計時するタイマと、
前記タイマにて計時された時間の経過に基づいて、前記記憶部に記憶された２つの時点における設定値の中から、前記校正に使用される設定値を選択する設定値選択部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のアナログユニット。
【請求項４】
前記変換回路の温度が定常状態になるまでの時間に対応したタイマ設定値を切り替えて前記タイマに出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアナログユニット。
【請求項５】
外部からのトリガー入力に基づいて、前記校正に使用される設定値を前記変換回路の温度が定常状態になった時の設定値に切り替える切り替え部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアナログユニット。
【請求項１】
入力値を出力値に変換する変換回路と、
前記変換回路の温度が初期状態から定常状態に至る間の２つの時点における前記入力値と出力値との関係を示す設定値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された設定値に基づいて、前記変換回路の出力値を校正する校正部とを備えることを特徴とするアナログユニット。
【請求項２】
電源がオンされた後の時間の経過を計時するタイマと、
前記タイマにて計時された時間の経過に基づいて、前記記憶部に記憶された２つの時点における設定値を補間する設定値線形補間部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のアナログユニット。
【請求項３】
電源がオンされた後の時間の経過を計時するタイマと、
前記タイマにて計時された時間の経過に基づいて、前記記憶部に記憶された２つの時点における設定値の中から、前記校正に使用される設定値を選択する設定値選択部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のアナログユニット。
【請求項４】
前記変換回路の温度が定常状態になるまでの時間に対応したタイマ設定値を切り替えて前記タイマに出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアナログユニット。
【請求項５】
外部からのトリガー入力に基づいて、前記校正に使用される設定値を前記変換回路の温度が定常状態になった時の設定値に切り替える切り替え部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアナログユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−４８４７１（Ｐ２０１３−４８４７１Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３５０６３（Ｐ２０１２−２３５０６３）
【出願日】平成２４年１０月２４日（２０１２．１０．２４）
【分割の表示】特願２０１１−５１５８２３（Ｐ２０１１−５１５８２３）の分割
【原出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月２４日（２０１２．１０．２４）
【分割の表示】特願２０１１−５１５８２３（Ｐ２０１１−５１５８２３）の分割
【原出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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