アナログ信号計測回路
【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】入力切替部１と演算処理部４との間に冷水レンジ用演算増幅部２と温水レンジ用演算増幅部３を設ける。制御機器の現在の冷暖房の制御モードを選択情報ｆとして演算処理部４に与える。演算処理部４は、選択情報ｆより現在の冷暖房の状態を判定し、冷房状態と判定すれば、入力切替部１に切替信号ｄを送り、信号ａ０を信号ａ１１として冷水レンジ用演算増幅部２へ送り、冷水レンジ用演算増幅部２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。暖房状態と判定すれば、入力切替部１に切替信号ｄを送り、信号ａ０を信号ａ１２として温水レンジ用演算増幅部３へ送り、温水レンジ用演算増幅部３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。
【解決手段】入力切替部１と演算処理部４との間に冷水レンジ用演算増幅部２と温水レンジ用演算増幅部３を設ける。制御機器の現在の冷暖房の制御モードを選択情報ｆとして演算処理部４に与える。演算処理部４は、選択情報ｆより現在の冷暖房の状態を判定し、冷房状態と判定すれば、入力切替部１に切替信号ｄを送り、信号ａ０を信号ａ１１として冷水レンジ用演算増幅部２へ送り、冷水レンジ用演算増幅部２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。暖房状態と判定すれば、入力切替部１に切替信号ｄを送り、信号ａ０を信号ａ１２として温水レンジ用演算増幅部３へ送り、温水レンジ用演算増幅部３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。
【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一部として予め定められている第１の部分計測範囲に亘って第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、被測定対象として入力されるアナログ信号を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の部分計測範囲に亘って第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報を選択情報として入力とし、この選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であった場合には第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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し、選択情報が２の部分計測範囲に属する情報であった場合には第２の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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計測値演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報が選択情報とされ、この選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であった場合、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。また、その選択情報が第２の部分計測範囲に属する情報であった場合、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が第２の狭レンジでの計測値として演算される。
【００１０】
この場合、第１の増幅手段での第１の増幅率は、第１の部分計測範囲に合わせて大きく設定することができ、第２の増幅手段での第２の増幅率は、第２の部分計測範囲に合わせて大きく設定することができる。このため、第１の狭レンジおよび第２の狭レンジでの出力分解能が被測定対象の全計測範囲（広レンジ）での出力分解能よりも大きくなり、第１の狭レンジおよび第２の狭レンジでの計測値の精度がアップする。
【００１１】
本発明では、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１の増幅手段での増幅を非反転増幅、第２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。
【００１２】
また、本発明において、計測値演算手段において選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であると判断された場合、被測定対象として入力されるアナログ信号の入力先を第１の増幅手段へ切り替え、計測値演算手段において選択情報が第２の部分計測範囲に属する情報であると判断された場合、被測定対象として入力されるアナログ信号の入力先を第２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。
【００１３】
また、計測値演算手段に、自己が演算した第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した場合、第２の狭レンジでの計測値の演算に切り替え、自己が演算した第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した場合、第１の狭レンジでの計測値の演算に切り替える機能を設けるようにしてもよい。
【００１４】
また、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３の増幅率で増幅する第３の増幅手段を設け、計測値演算手段に、自己が演算した第１および第２の狭レンジでの計測値の少なくとも一方が第１および第２の部分計測範囲に含まれていないと判断した場合、第３の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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機能を設けるようにしてもよい。
【００１５】
例えば、自己が演算した第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た場合、あるいは自己が演算した第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を選択して、広レンジの計測値を演算する。
例えば、自己が演算した第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おらず、かつ自己が演算した第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を選択して、広レンジの計測値を演算する。
【００１６】
また、本発明において、被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報（選択情報）は、計測値演算手段によって演算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示す情報としたり、外気温度としたり、被測定対象に対して定められる設定値としたりすることが考えられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報を選択情報として入力とし、この選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であった場合には第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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し、選択情報が２の部分計測範囲に属する情報であった場合には第２の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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ようにしたので、第１の増幅手段での第１の増幅率を第１の部分計測範囲に合わせて大きく設定することができるようになり、また第２の増幅手段での第２の増幅率を第２の部分計測範囲に合わせて大きく設定することができるようになり、第１の狭レンジおよび第２の狭レンジでの出力分解能を被測定対象の全計測範囲（広レンジ）での出力分解能よりも大きくし、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】
【００１８】
【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７】実施の形態４の冷温水計測回路の要部の機能ブロック図である。
【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。
【図９】図８のフローチャートにおいて計測値エラーが確定された場合に実行される広レンジでの計測値の演算処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態５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】
【００１９】
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。
【００２０】
この冷温水計測回路１００は、入力切替部１と、冷水レンジ用演算増幅部２と、温水レンジ用演算増幅部３と、演算処理部４と、冷房／暖房状態入力部５とを備えている。なお、６は冷温水計測回路１００への冷温水の計測信号（アナログ信号）の入力部として設けられたセンサ素子である。
【００２１】
この例において、入力切替部１としてはマルチプレクサが用いられ、冷水レンジ用演算増幅部２および温水レンジ用演算増幅部３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。
【００２２】
入力切替部１は、演算処理部４からの切替信号ｄを入力とし、この切替信号ｄの指示に従ってセンサ素子６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ａ１１として出力し、第２の出力ポートＯ２から信号ａ１２として出力する。
【００２３】
冷水レンジ用演算増幅部２は、入力切替部１の第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１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ａ１１のみを有効な出力となるように第１の増幅率Ａ１で非反転増幅する。この増幅された信号ａ１１は信号ｂとして出力される。
【００２４】
温水レンジ用演算増幅部３は、入力切替部１の第２の出力ポートＯ２からの信号ａ１２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ａ１２のみを有効な出力となるように第２の増幅率Ａ２で反転増幅する。この増幅された信号ａ１２は信号ｃとして出力される。
【００２５】
演算処理部４は、冷水レンジ用演算増幅部２からの信号ｂ、温水レンジ用演算増幅部３からの信号ｃを入力とし、内部で演算し確定した計測値Ｔ（後述）を出力する。冷房／暖房状態入力部５には、演算処理部４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。この冷房／暖房状態入力部５が記憶する現在の冷暖房の制御モードが本発明でいう選択情報（被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報）に相当する。また、演算処理部４は、この冷房／暖房状態入力部５に記憶されている現在の冷暖房の制御モードを選択情報ｆとして入力し、入力切替部１への切替信号ｄを生成する。
【００２６】
演算処理部４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４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４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）、冷房／暖房状態入力部５に記憶されている冷暖房の制御モードを選択情報ｆとして取り込み、演算処理部４からの計測値Ｔを使用する制御機器の現在の冷暖房の状態を判定する（ステップＳ１０２）。この例では、選択情報ｆがｆ＝１であれば冷房状態であると判定し、ｆ＝０であれば暖房状態であると判定する。
【００２９】
ここで、演算処理部４は、冷房状態であると判定すると（ステップＳ１０３の「冷房（信号ｆ＝１）」）、入力切替部１へ信号ａ１１の選択を指示する切替信号ｄを出力する（ステップＳ１０４）。この時、入力切替部１には、センサ素子６からの微小電圧（アナログ信号）が信号ａ０として入力されている。
【００３０】
入力切替部１は、演算処理部４からの切替信号ｄを受けると、センサ素子６からの信号ａ０を取り込み、第１の出力ポートＯ１から信号ａ１１として出力する。この入力切替部１の第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１は、冷水レンジ用演算増幅部２において増幅率Ａ１で非反転増幅され、信号ｂとして演算処理部４の第１の入力ポートＩ１に与えられる。
【００３１】
図３（ａ）に冷水レンジ用演算増幅部２の出力波形を示す。冷水レンジ用演算増幅部２は、図３（ｃ）に示す温度範囲Ｈ１（Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘ）の信号ａ１１（ａ０）に対してのみ、増幅率Ａ１で非反転増幅を行う。これにより、冷水計測レンジの下限値Ｔｃｍｉｎに対応する信号ａ１１が電圧値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ａ１１が電圧値Ｖｂｍａｘの信号ｂとされる。
【００３２】
演算処理部４は、この第１の入力ポートＩ１に与えられる信号ｂを取り込み（ステップＳ１０５）、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Ｔｃを求める（ステップＳ１０６）。
【００３３】
そして、演算処理部４は、ステップＳ１０５で取得した信号ｂの値を確認し（ステップＳ１０７）、信号ｂがＶｂｍｉｎ＜ｂ＜Ｖｂｍａｘであれば、ステップＳ１０６で求めた計測値Ｔｃを冷水計測レンジでの計測値Ｔとして確定する（ステップＳ１０８）。この確定された冷水計測レンジでの計測値Ｔは演算処理部４から出力される。
【００３４】
この場合、冷水レンジ用演算増幅部２での増幅率Ａ１は、冷水計測レンジの温度範囲Ｈ１（Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘ）に合わせて大きく設定されている。このため、冷水計測レンジでの出力分解能が被測定対象として入力される信号ａ０の全計測範囲（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。
【００３５】
なお、演算処理部４は、信号ｂがｂ＝Ｖｂｍｉｎであれば、ステップＳ１０６で求めた計測値Ｔｃを計測値Ｔｃｍｉｎとし（ステップＳ１０９）、この計測値Ｔｃｍｉｎを冷水計測レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１１３）、信号ｂの取得および取得した信号ｂからの計測値Ｔｃの演算を繰り返す（ステップＳ１０５〜Ｓ１０７、ステップＳ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１３）。
【００３６】
この計測値Ｔｃの演算の繰り返し中、ｂ＝Ｖｂｍｉｎの状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、演算処理部４は、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘを外れたと判断し（Ｔｃｍｉｎを下回ったと判断）、計測値エラーとして（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００３７】
また、演算処理部４は、信号ｂがｂ＝Ｖｂｍａｘであれば、ステップＳ１０６で求めた計測値Ｔｃを計測値Ｔｃｍａｘとし（ステップＳ１１１）、この計測値Ｔｃｍａｘを冷水計測レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１１４）、信号ｂの取得および取得した信号ｂからの計測値Ｔｃの演算を繰り返す（ステップＳ１０５〜Ｓ１０７、ステップＳ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１４）。
【００３８】
この計測値Ｔｃの演算の繰り返し中、ｂ＝Ｖｂｍａｘの状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、演算処理部４は、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘを外れたと判断し（Ｔｃｍａｘを上回ったと判断）、計測値エラーとして（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００３９】
これに対し、演算処理部４は、暖房状態であると判定すると（ステップＳ１０３の「暖房（信号ｆ＝０）」）、入力切替部１へ信号ａ１２の選択を指示する切替信号ｄを出力する（ステップＳ１１６）。この時、入力切替部１には、センサ素子６からの微小電圧（アナログ信号）が信号ａ０として入力されている。
【００４０】
入力切替部１は、演算処理部４からの切替信号ｄを受けると、センサ素子６からの信号ａ０を取り込み、第２の出力ポートＯ２から信号ａ１２として出力する。この入力切替部１の第２の出力ポートＯ２からの信号ａ１２は、温水レンジ用演算増幅部３において増幅率Ａ２で反転増幅され、信号ｃとして演算処理部４の第２の入力ポートＩ２に与えられる。
【００４１】
図３（ｂ）に温水レンジ用演算増幅部３の出力波形を示す。温水レンジ用演算増幅部３は、図３（ｃ）に示す温度範囲Ｈ１（Ｔｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘ）の信号ａ１２（ａ０）に対してのみ、増幅率Ａ２での反転増幅を行う。これにより、温水計測レンジの下限値Ｔｈｍｉｎに対応する信号ａ１２が電圧値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ａ１２が電圧値Ｖｃｍｉｎの信号ｃとされる。
【００４２】
演算処理部４は、この第２の入力ポートＩ２に与えられる信号ｃを取り込み（ステップＳ１１７）、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Ｔｈを求める（ステップＳ１１８）。
【００４３】
そして、演算処理部４は、ステップＳ１１７で取得した信号ｃの値を確認し（ステップＳ１１９）、信号ｃがＶｃｍｉｎ＜ｃ＜Ｖｃｍａｘであれば、ステップＳ１１８で求めた計測値Ｔｈを温水計測レンジでの計測値Ｔとして確定する（ステップＳ１２０）。この確定された温水計測レンジでの計測値Ｔは演算処理部４から出力される。
【００４４】
この場合、温水レンジ用演算増幅部３での増幅率Ａ２は、温水計測レンジの温度範囲Ｈ２（Ｔｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘ）に合わせて大きく設定されている。このため、温水計測レンジでの出力分解能が被測定対象として入力される信号ａ０の全計測範囲（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】
なお、演算処理部４は、信号ｃがｃ＝Ｖｃｍｉｎであれば、ステップＳ１１８で求めた計測値Ｔｈを計測値Ｔｈｍａｘとし（ステップＳ１２１）、この計測値Ｔｈｍａｘを温水計測レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１２５）、信号ｃの取得および取得した信号ｃからの計測値Ｔｈの演算を繰り返す（ステップＳ１１７〜Ｓ１１９、ステップＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２５）。
【００４６】
この計測値Ｔｈの演算の繰り返し中、ｃ＝Ｖｃｍｉｎの状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ１２２のＹＥＳ）、演算処理部４は、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を外れたと判断し（Ｔｈｍａｘを上回ったと判断）、計測値エラーとして（ステップＳ１２７）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４７】
また、演算処理部４は、信号ｃがｃ＝Ｖｃｍａｘであれば、ステップＳ１１８で求めた計測値Ｔｈを計測値Ｔｈｍｉｎとし（ステップＳ１２３）、この計測値Ｔｈｍｉｎを温水計測レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１２６）、信号ｃの取得および取得した信号ｃからの計測値Ｔｈの演算を繰り返す（ステップＳ１１７〜Ｓ１１９、ステップＳ１２３、Ｓ１２４、Ｓ１２６）。
【００４８】
この計測値Ｔｈの演算の繰り返し中、ｃ＝Ｖｃｍａｘの状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ１２４のＹＥＳ）、演算処理部４は、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を外れたと判断し（Ｔｈｍｉｎを下回ったと判断）、計測値エラーとして（ステップＳ１２７）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４９】
以下、同様にして、演算処理部４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〜Ｓ１２７の処理動作を繰り返す。
【００５０】
このようにして、本実施の形態では、演算処理部４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。
【００５１】
なお、この実施の形態１において、冷水レンジ用演算増幅部２が本発明でいう第１の増幅手段に相当し、温水レンジ用演算増幅器３が第２の増幅手段に相当し、入力切替部１が入力切替手段に相当する。また、演算処理部４において、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４、ステップＳ１１６〜Ｓ１２６の処理を行う部分が計測値演算手段に相当する。
【００５２】
また、この実施の形態１では、信号ｂがｂ＝Ｖｂｍｉｎとなったり、ｂ＝Ｖｂｍａｘとなった場合、また信号ｃがｃ＝Ｖｃｍｉｎとなったり、ｃ＝Ｖｃｍａｘとなった場合、その状態が連続して所定回数確認された時点で計測値エラーと判断するようにしたが、１回でもその状態が確認された場合、即時に計測値エラーと判断するようにしてもよい。また、その状態が一定時間続いた場合に、計測値エラーと判断するようにしてもよい。
【００５３】
また、この実施の形態１では、温水レンジ用演算増幅３で信号ａ１２を反転増幅するようにしたが、必ずしも反転増幅しなくてもよく、非反転増幅してもよい。温水レンジ用演算増幅部３において、信号ａ１２を増幅率Ａ２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。また、冷水レンジ用演算増幅部２において信号ａ１１を反転増幅し、温水レンジ用演算増幅部３において信号ａ１２を非反転増幅するようにしてもよい。
【００５４】
〔実施の形態２〕
実施の形態１の冷温計測回路１００では、演算処理部４が２つの入力ポートＩ１，Ｉ２を備え、第１の入力ポートＩ１に信号ｂが与えられ、第２の入力ポートＩ２に信号ｃが与えられるものとした。
【００５５】
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４を用い、この演算処理部４の前段に第２の入力切替部１−２を設け、演算処理部４からの第１の入力切替部１−１への切替信号ｄを分岐して第２の入力切替部１−２へも与えるようにしている。
【００５６】
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Ｓ１０４において、第２の入力切替部１−２に切替信号ｄが与えられ、第２の入力切替部１−２が冷水レンジ用演算増幅部２からの信号ｂを選択して、演算処理部４の第１の入力ポートＩ１に与える。また、ステップＳ１１６において、第２の入力切替部１−２に切替信号ｄが与えられ、第２の入力切替部１−２が温水レンジ用演算増幅部３からの信号ｃを選択して、演算処理部４の第１の入力ポートＩ１に与える。
【００５７】
〔実施の形態３〕
実施の形態１では、図２に示したフローチャート中のステップＳ１１５やステップＳ１２７で計測値エラーが確定された場合、すなわち冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断されたり、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を外れたと判断された場合、ステップＳ１０１へ戻って、所定周期毎の冷房／暖房状態の判定から処理を再開させるようにした。
【００５８】
これに対し、実施の形態３では、図６に図２に対応するフローチャートを示すように、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断された場合（ステップＳ１１５）、すなわち冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲に含まれていないと判断された場合、ステップＳ１１６へ進み、温水レンジでの計測値Ｔｈの演算に切り替える。
【００５９】
また、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を外れたと判断された場合（ステップＳ１２７）、すなわち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に含まれていないと判断された場合、ステップＳ１０４へ進み、冷水レンジでの計測値Ｔｃの演算に切り替える。
【００６０】
この実施の形態３において、本発明でいう計測値演算手段には、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４、ステップＳ１１６〜Ｓ１２６の処理に加え、ステップＳ１１５，Ｓ１２７の処理を行ってステップＳ１１６，Ｓ１０４へ進む部分も含まれる。
【００６１】
〔実施の形態４〕
実施の形態１の冷温計測回路１００では、冷水レンジ用演算増幅部２と温水レンジ用演算増幅部３の２つの演算増幅部を設け、演算処理部４から入力切替部１へ切替信号ｄを与え、冷水レンジ用演算増幅部２からの信号ｂと温水レンジ用演算増幅部３からの信号ｃとを選択的に演算処理部４に与えるようにした。
【００６２】
これに対し、実施の形態４では、図７に示すように、冷水レンジ用演算増幅部２と温水レンジ用演算増幅部３に加え、さらに広レンジ用演算増幅部７を設け、演算処理部４から入力切替部１へ切替信号ｄを与え、冷水レンジ用演算増幅部２からの信号ｂと温水レンジ用演算増幅部３からの信号ｃと広レンジ用演算増幅部７からの信号ａとを選択的に演算処理部４に与えるようにしている。
【００６３】
なお、この実施の形態４の冷温計測回路１０２において、入力切替部１は３つの出力ポートを有し、演算処理部４からの切替信号ｄの指示に従って、センサ素子６からの信号ａ０を第１の出力ポートＯ１から信号ａ１１として、第２の出力ポートＯ２から信号ａ１２として、第３の出力ポートＯ３から信号ａ１３として出力する。また、広レンジ用演算増幅部７は、入力切替部１の第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３を入力とし、その信号ａ１３を被測定対象として入力される信号ａ０の計測範囲の全範囲（−１０〜１００℃）に亘って第３の増幅率Ａ３で非反転増幅する。この増幅された信号ａ１３は信号ａとして出力される。また、演算処理部４は、第３の入力ポートＩ３を有し、この第３の入力ポートＩ３に広レンジ用演算増幅部７からの信号ａが与えられる。
【００６４】
図８にこの実施の形態４における図２に対応するフローチャートを示す。この実施の形態４において、演算処理部４は、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断された場合（ステップＳ１１５）、入力切替部１へ信号ａ１３の選択を指示する切替信号ｄを出力する（図９：ステップＳ１２８）。
【００６５】
これにより、入力切替部１は、それまでの第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１の出力を中断し、第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３の出力を開始する。この入力切替部１の第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３は、広レンジ用演算増幅部７において増幅率Ａ３で非反転増幅され、信号ａとして演算処理部４の第３の入力ポートＩ３に与えられる。
【００６６】
演算処理部４は、この第３の入力ポートＩ３に与えられる信号ａを取り込み（ステップＳ１２９）、この取り込んだ信号ａ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ａに対応する計測値Ｔ１を求める（ステップＳ１３０）。
【００６７】
そして、演算処理部４は、この求めた計測値Ｔ１が冷水計測レンジ（図３（ｃ）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（ｃ）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（ステップＳ１３１）。
【００６８】
ここで、計測値Ｔ１が温度範囲Ｈ１，Ｈ２以外の温度範囲に含まれていれば（Ｔ１＜Ｔｃｍｉｎ、Ｔｃｍａｘ＜Ｔ１＜Ｔｈｍｉｎ、Ｔｈｍａｘ＜Ｔ１）、広レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１３２）、信号ａの取得および取得した信号ａからの計測値Ｔ１の演算を繰り返す（ステップＳ１２８〜Ｓ１３２）。
【００６９】
これに対し、計測値Ｔ１が温水計測レンジに入っていれば（Ｔｈ ｍｉｎ≦Ｔ１≦Ｔｈｍａｘ）、演算処理部４は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ１１６へ進み、入力切替部１へ信号ａ１２の選択を指示する切替信号ｄを出力する。
【００７０】
これにより、入力切替部１は、それまでの第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３の出力を中断し、第２の出力ポートＯ２からの信号ａ１２の出力を開始する。この入力切替部１の第２の出力ポートＯ２からの信号ａ１２は、温水レンジ用演算増幅部３において増幅率Ａ２で反転増幅され、信号ｃとして演算処理部４の第２の入力ポートＩ２に与えられ、演算処理部４での信号ｃを取得しての温水計測レンジでの計測値Ｔｈの演算が開始される。
【００７１】
一方、演算処理部４は、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を外れたと判断された場合（ステップＳ１２７）、入力切替部１へ信号ａ１３の選択を指示する切替信号ｄを出力する（図９：ステップＳ１２８）。
【００７２】
これにより、入力切替部１は、それまでの第２の出力ポートＯ１からの信号ａ１２の出力を中断し、第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３の出力を開始する。この入力切替部１の第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３は、広レンジ用演算増幅部７において増幅率Ａ３で非反転増幅され、信号ａとして演算処理部４の第３の入力ポートＩ３に与えられる。
【００７３】
演算処理部４は、この第３の入力ポートＩ３に与えられる信号ａを取り込み（ステップＳ１２９）、この取り込んだ信号ａ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ａに対応する計測値Ｔ１を求める（ステップＳ１３０）。
【００７４】
そして、演算処理部４は、この求めた計測値Ｔ１が冷水計測レンジ（図３（ｃ）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（ｃ）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（ステップＳ１３１）。
【００７５】
ここで、計測値Ｔ１が温度範囲Ｈ１，Ｈ２以外の温度範囲に含まれていれば（Ｔ１＜Ｔｃｍｉｎ、Ｔｃｍａｘ＜Ｔ１＜Ｔｈｍｉｎ、Ｔｈｍａｘ＜Ｔ１）、広レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１３２）、信号ａの取得および取得した信号ａからの計測値Ｔ１の演算を繰り返す（ステップＳ１２８〜Ｓ１３２）。
【００７６】
これに対し、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４は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ１０４へ進み、入力切替部１へ信号ａ１１の選択を指示する切替信号ｄを出力する。
【００７７】
これにより、入力切替部１は、それまでの第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３の出力を中断し、第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１の出力を開始する。この入力切替部１の第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１は、冷水レンジ用演算増幅部２において増幅率Ａ１で非反転増幅され、信号ｂとして演算処理部４の第１の入力ポートＩ１に与えられ、演算処理部４での信号ｂを取得しての冷水計測レンジでの計測値Ｔｃの演算が開始される。
【００７８】
この実施の形態４において、本発明でいう計測値演算手段には、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４、ステップＳ１１６〜Ｓ１２６の処理に加え、ステップＳ１１５，Ｓ１２７の処理を行ってステップＳ１２８〜Ｓ１３２の処理を実行する部分も含まれる。
【００７９】
〔実施の形態５〕
実施の形態４では、図８に示したフローチャート中のステップＳ１１５やステップＳ１２７で計測値エラーが確定された場合、すなわち冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断されたり、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を外れたと判断された場合、ステップＳ１２８へ進んで、広レンジでの計測値Ｔ１を演算するようにした。
【００８０】
これに対し、実施の形態５では、図１０に図８に対応するフローチャートを示すように、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断された場合（ステップＳ１１５）、初期値を０として設定されているＮをＮ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ１３３）、ＮがＮ≠２であることを確認のうえ（ステップＳ１３４のＮＯ）、ステップＳ１１６へ進み、温水レンジでの計測値Ｔｈの演算に切り替える。
【００８１】
そして、この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を外れたと判断された場合（ステップＳ１２７）、Ｎ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ１３６）、ＮがＮ＝２になったことを確認し（ステップＳ１３７のＹＥＳ）、Ｎ＝０に戻したうえ（ステップＳ１３５）、ステップＳ１２８（図９）へ進み、広レンジでの計測値Ｔ１の演算に切り替える。
【００８２】
逆に、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を外れたと判断された場合（ステップＳ１２７）、初期値を０として設定されているＮをＮ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ１３６）、ＮがＮ≠２であることを確認のうえ（ステップＳ１３７のＮＯ）、ステップＳ１０４へ進み、冷水レンジでの計測値Ｔｃの演算に切り替える。
【００８３】
そして、この冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断された場合（ステップＳ１１５）、Ｎ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ１３３）、ＮがＮ＝２になったことを確認し（ステップＳ１３４のＹＥＳ）、Ｎ＝０に戻したうえ（ステップＳ１３５）、ステップＳ１２８（図９）へ進み、広レンジでの計測値Ｔ１の演算に切り替える。
【００８４】
この実施の形態５において、本発明でいう計測値演算手段には、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４、ステップＳ１１６〜Ｓ１２６の処理に加え、ステップＳ１１５，Ｓ１２７の処理を行ってステップＳ１２８〜Ｓ１３７の処理を実行する部分も含まれる。
【００８５】
なお、上述した実施の形態１〜５では、演算処理部４からの計測値Ｔを使用する制御機器の現在の冷暖房の制御モードを選択情報ｆとして使用するようにしたが、外気温度を選択情報ｆとして利用するようにしてもよい。この場合、例えば図２に示したフローチャートで言えば、ステップＳ１０３において、外気温度が低温度域にあれば冷房と判断し、外気温度が高温度域にあれば暖房と判断し、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃの演算処理を行うのか、温水計測レンジでの計測値Ｔｈの演算処理を行うのかを選択するようにする。
【００８６】
また、演算処理部４からの計測値Ｔを使用する制御機器における設定値（設定温度）Ｔｓｐを選択情報ｆとして使用するようにしてもよい。この場合、例えば図２に示したフローチャートで言えば、ステップＳ１０３において、Ｔｃｍｉｎ＜Ｔｓｐ＜Ｔｃｍａｘの場合には冷房と判断し、Ｔｈｍｉｎ＜Ｔｓｐ＜Ｔｈｍａｘの場合には暖房と判断し、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃの演算処理を行うのか、温水計測レンジでの計測値Ｔｈの演算処理を行うのかを選択するようにする。
【００８７】
また、上述した実施の形態１〜５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、被測定対象は温度に限られるものではなく、湿度などを被測定対象としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
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】
【００８９】
１，１−１，１−２…入力切替部、Ｏ１〜Ｏ３…出力ポート、２…冷水レンジ用演算増幅部、３…温水レンジ用演算増幅部、４…演算処理部、Ｉ１〜Ｉ３…入力ポート、５…冷房／暖房状態入力部、６…センサ素子、７…広レンジ用演算増幅部、１００，１０１，１０２…冷温水計測回路。
【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一部として予め定められている第１の部分計測範囲に亘って第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、被測定対象として入力されるアナログ信号を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の部分計測範囲に亘って第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報を選択情報として入力とし、この選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であった場合には第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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し、選択情報が２の部分計測範囲に属する情報であった場合には第２の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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計測値演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報が選択情報とされ、この選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であった場合、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。また、その選択情報が第２の部分計測範囲に属する情報であった場合、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が第２の狭レンジでの計測値として演算される。
【００１０】
この場合、第１の増幅手段での第１の増幅率は、第１の部分計測範囲に合わせて大きく設定することができ、第２の増幅手段での第２の増幅率は、第２の部分計測範囲に合わせて大きく設定することができる。このため、第１の狭レンジおよび第２の狭レンジでの出力分解能が被測定対象の全計測範囲（広レンジ）での出力分解能よりも大きくなり、第１の狭レンジおよび第２の狭レンジでの計測値の精度がアップする。
【００１１】
本発明では、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１の増幅手段での増幅を非反転増幅、第２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。
【００１２】
また、本発明において、計測値演算手段において選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であると判断された場合、被測定対象として入力されるアナログ信号の入力先を第１の増幅手段へ切り替え、計測値演算手段において選択情報が第２の部分計測範囲に属する情報であると判断された場合、被測定対象として入力されるアナログ信号の入力先を第２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。
【００１３】
また、計測値演算手段に、自己が演算した第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した場合、第２の狭レンジでの計測値の演算に切り替え、自己が演算した第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した場合、第１の狭レンジでの計測値の演算に切り替える機能を設けるようにしてもよい。
【００１４】
また、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３の増幅率で増幅する第３の増幅手段を設け、計測値演算手段に、自己が演算した第１および第２の狭レンジでの計測値の少なくとも一方が第１および第２の部分計測範囲に含まれていないと判断した場合、第３の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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機能を設けるようにしてもよい。
【００１５】
例えば、自己が演算した第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た場合、あるいは自己が演算した第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を選択して、広レンジの計測値を演算する。
例えば、自己が演算した第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おらず、かつ自己が演算した第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を選択して、広レンジの計測値を演算する。
【００１６】
また、本発明において、被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報（選択情報）は、計測値演算手段によって演算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示す情報としたり、外気温度としたり、被測定対象に対して定められる設定値としたりすることが考えられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報を選択情報として入力とし、この選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であった場合には第１の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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し、選択情報が２の部分計測範囲に属する情報であった場合には第２の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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ようにしたので、第１の増幅手段での第１の増幅率を第１の部分計測範囲に合わせて大きく設定することができるようになり、また第２の増幅手段での第２の増幅率を第２の部分計測範囲に合わせて大きく設定することができるようになり、第１の狭レンジおよび第２の狭レンジでの出力分解能を被測定対象の全計測範囲（広レンジ）での出力分解能よりも大きくし、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】
【００１８】
【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７】実施の形態４の冷温水計測回路の要部の機能ブロック図である。
【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。
【図９】図８のフローチャートにおいて計測値エラーが確定された場合に実行される広レンジでの計測値の演算処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態５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】
【００１９】
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。
【００２０】
この冷温水計測回路１００は、入力切替部１と、冷水レンジ用演算増幅部２と、温水レンジ用演算増幅部３と、演算処理部４と、冷房／暖房状態入力部５とを備えている。なお、６は冷温水計測回路１００への冷温水の計測信号（アナログ信号）の入力部として設けられたセンサ素子である。
【００２１】
この例において、入力切替部１としてはマルチプレクサが用いられ、冷水レンジ用演算増幅部２および温水レンジ用演算増幅部３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。
【００２２】
入力切替部１は、演算処理部４からの切替信号ｄを入力とし、この切替信号ｄの指示に従ってセンサ素子６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ａ１１として出力し、第２の出力ポートＯ２から信号ａ１２として出力する。
【００２３】
冷水レンジ用演算増幅部２は、入力切替部１の第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１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ａ１１のみを有効な出力となるように第１の増幅率Ａ１で非反転増幅する。この増幅された信号ａ１１は信号ｂとして出力される。
【００２４】
温水レンジ用演算増幅部３は、入力切替部１の第２の出力ポートＯ２からの信号ａ１２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ａ１２のみを有効な出力となるように第２の増幅率Ａ２で反転増幅する。この増幅された信号ａ１２は信号ｃとして出力される。
【００２５】
演算処理部４は、冷水レンジ用演算増幅部２からの信号ｂ、温水レンジ用演算増幅部３からの信号ｃを入力とし、内部で演算し確定した計測値Ｔ（後述）を出力する。冷房／暖房状態入力部５には、演算処理部４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。この冷房／暖房状態入力部５が記憶する現在の冷暖房の制御モードが本発明でいう選択情報（被測定対象の現在値が第１の部分計測範囲に属しているのか第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報）に相当する。また、演算処理部４は、この冷房／暖房状態入力部５に記憶されている現在の冷暖房の制御モードを選択情報ｆとして入力し、入力切替部１への切替信号ｄを生成する。
【００２６】
演算処理部４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４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４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）、冷房／暖房状態入力部５に記憶されている冷暖房の制御モードを選択情報ｆとして取り込み、演算処理部４からの計測値Ｔを使用する制御機器の現在の冷暖房の状態を判定する（ステップＳ１０２）。この例では、選択情報ｆがｆ＝１であれば冷房状態であると判定し、ｆ＝０であれば暖房状態であると判定する。
【００２９】
ここで、演算処理部４は、冷房状態であると判定すると（ステップＳ１０３の「冷房（信号ｆ＝１）」）、入力切替部１へ信号ａ１１の選択を指示する切替信号ｄを出力する（ステップＳ１０４）。この時、入力切替部１には、センサ素子６からの微小電圧（アナログ信号）が信号ａ０として入力されている。
【００３０】
入力切替部１は、演算処理部４からの切替信号ｄを受けると、センサ素子６からの信号ａ０を取り込み、第１の出力ポートＯ１から信号ａ１１として出力する。この入力切替部１の第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１は、冷水レンジ用演算増幅部２において増幅率Ａ１で非反転増幅され、信号ｂとして演算処理部４の第１の入力ポートＩ１に与えられる。
【００３１】
図３（ａ）に冷水レンジ用演算増幅部２の出力波形を示す。冷水レンジ用演算増幅部２は、図３（ｃ）に示す温度範囲Ｈ１（Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘ）の信号ａ１１（ａ０）に対してのみ、増幅率Ａ１で非反転増幅を行う。これにより、冷水計測レンジの下限値Ｔｃｍｉｎに対応する信号ａ１１が電圧値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ａ１１が電圧値Ｖｂｍａｘの信号ｂとされる。
【００３２】
演算処理部４は、この第１の入力ポートＩ１に与えられる信号ｂを取り込み（ステップＳ１０５）、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Ｔｃを求める（ステップＳ１０６）。
【００３３】
そして、演算処理部４は、ステップＳ１０５で取得した信号ｂの値を確認し（ステップＳ１０７）、信号ｂがＶｂｍｉｎ＜ｂ＜Ｖｂｍａｘであれば、ステップＳ１０６で求めた計測値Ｔｃを冷水計測レンジでの計測値Ｔとして確定する（ステップＳ１０８）。この確定された冷水計測レンジでの計測値Ｔは演算処理部４から出力される。
【００３４】
この場合、冷水レンジ用演算増幅部２での増幅率Ａ１は、冷水計測レンジの温度範囲Ｈ１（Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘ）に合わせて大きく設定されている。このため、冷水計測レンジでの出力分解能が被測定対象として入力される信号ａ０の全計測範囲（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。
【００３５】
なお、演算処理部４は、信号ｂがｂ＝Ｖｂｍｉｎであれば、ステップＳ１０６で求めた計測値Ｔｃを計測値Ｔｃｍｉｎとし（ステップＳ１０９）、この計測値Ｔｃｍｉｎを冷水計測レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１１３）、信号ｂの取得および取得した信号ｂからの計測値Ｔｃの演算を繰り返す（ステップＳ１０５〜Ｓ１０７、ステップＳ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１３）。
【００３６】
この計測値Ｔｃの演算の繰り返し中、ｂ＝Ｖｂｍｉｎの状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、演算処理部４は、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘを外れたと判断し（Ｔｃｍｉｎを下回ったと判断）、計測値エラーとして（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００３７】
また、演算処理部４は、信号ｂがｂ＝Ｖｂｍａｘであれば、ステップＳ１０６で求めた計測値Ｔｃを計測値Ｔｃｍａｘとし（ステップＳ１１１）、この計測値Ｔｃｍａｘを冷水計測レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１１４）、信号ｂの取得および取得した信号ｂからの計測値Ｔｃの演算を繰り返す（ステップＳ１０５〜Ｓ１０７、ステップＳ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１４）。
【００３８】
この計測値Ｔｃの演算の繰り返し中、ｂ＝Ｖｂｍａｘの状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、演算処理部４は、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲Ｔｃｍｉｎ〜Ｔｃｍａｘを外れたと判断し（Ｔｃｍａｘを上回ったと判断）、計測値エラーとして（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００３９】
これに対し、演算処理部４は、暖房状態であると判定すると（ステップＳ１０３の「暖房（信号ｆ＝０）」）、入力切替部１へ信号ａ１２の選択を指示する切替信号ｄを出力する（ステップＳ１１６）。この時、入力切替部１には、センサ素子６からの微小電圧（アナログ信号）が信号ａ０として入力されている。
【００４０】
入力切替部１は、演算処理部４からの切替信号ｄを受けると、センサ素子６からの信号ａ０を取り込み、第２の出力ポートＯ２から信号ａ１２として出力する。この入力切替部１の第２の出力ポートＯ２からの信号ａ１２は、温水レンジ用演算増幅部３において増幅率Ａ２で反転増幅され、信号ｃとして演算処理部４の第２の入力ポートＩ２に与えられる。
【００４１】
図３（ｂ）に温水レンジ用演算増幅部３の出力波形を示す。温水レンジ用演算増幅部３は、図３（ｃ）に示す温度範囲Ｈ１（Ｔｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘ）の信号ａ１２（ａ０）に対してのみ、増幅率Ａ２での反転増幅を行う。これにより、温水計測レンジの下限値Ｔｈｍｉｎに対応する信号ａ１２が電圧値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ａ１２が電圧値Ｖｃｍｉｎの信号ｃとされる。
【００４２】
演算処理部４は、この第２の入力ポートＩ２に与えられる信号ｃを取り込み（ステップＳ１１７）、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Ｔｈを求める（ステップＳ１１８）。
【００４３】
そして、演算処理部４は、ステップＳ１１７で取得した信号ｃの値を確認し（ステップＳ１１９）、信号ｃがＶｃｍｉｎ＜ｃ＜Ｖｃｍａｘであれば、ステップＳ１１８で求めた計測値Ｔｈを温水計測レンジでの計測値Ｔとして確定する（ステップＳ１２０）。この確定された温水計測レンジでの計測値Ｔは演算処理部４から出力される。
【００４４】
この場合、温水レンジ用演算増幅部３での増幅率Ａ２は、温水計測レンジの温度範囲Ｈ２（Ｔｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘ）に合わせて大きく設定されている。このため、温水計測レンジでの出力分解能が被測定対象として入力される信号ａ０の全計測範囲（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】
なお、演算処理部４は、信号ｃがｃ＝Ｖｃｍｉｎであれば、ステップＳ１１８で求めた計測値Ｔｈを計測値Ｔｈｍａｘとし（ステップＳ１２１）、この計測値Ｔｈｍａｘを温水計測レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１２５）、信号ｃの取得および取得した信号ｃからの計測値Ｔｈの演算を繰り返す（ステップＳ１１７〜Ｓ１１９、ステップＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２５）。
【００４６】
この計測値Ｔｈの演算の繰り返し中、ｃ＝Ｖｃｍｉｎの状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ１２２のＹＥＳ）、演算処理部４は、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を外れたと判断し（Ｔｈｍａｘを上回ったと判断）、計測値エラーとして（ステップＳ１２７）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４７】
また、演算処理部４は、信号ｃがｃ＝Ｖｃｍａｘであれば、ステップＳ１１８で求めた計測値Ｔｈを計測値Ｔｈｍｉｎとし（ステップＳ１２３）、この計測値Ｔｈｍｉｎを温水計測レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１２６）、信号ｃの取得および取得した信号ｃからの計測値Ｔｈの演算を繰り返す（ステップＳ１１７〜Ｓ１１９、ステップＳ１２３、Ｓ１２４、Ｓ１２６）。
【００４８】
この計測値Ｔｈの演算の繰り返し中、ｃ＝Ｖｃｍａｘの状態が連続して所定回数確認されると（ステップＳ１２４のＹＥＳ）、演算処理部４は、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を外れたと判断し（Ｔｈｍｉｎを下回ったと判断）、計測値エラーとして（ステップＳ１２７）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４９】
以下、同様にして、演算処理部４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〜Ｓ１２７の処理動作を繰り返す。
【００５０】
このようにして、本実施の形態では、演算処理部４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。
【００５１】
なお、この実施の形態１において、冷水レンジ用演算増幅部２が本発明でいう第１の増幅手段に相当し、温水レンジ用演算増幅器３が第２の増幅手段に相当し、入力切替部１が入力切替手段に相当する。また、演算処理部４において、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４、ステップＳ１１６〜Ｓ１２６の処理を行う部分が計測値演算手段に相当する。
【００５２】
また、この実施の形態１では、信号ｂがｂ＝Ｖｂｍｉｎとなったり、ｂ＝Ｖｂｍａｘとなった場合、また信号ｃがｃ＝Ｖｃｍｉｎとなったり、ｃ＝Ｖｃｍａｘとなった場合、その状態が連続して所定回数確認された時点で計測値エラーと判断するようにしたが、１回でもその状態が確認された場合、即時に計測値エラーと判断するようにしてもよい。また、その状態が一定時間続いた場合に、計測値エラーと判断するようにしてもよい。
【００５３】
また、この実施の形態１では、温水レンジ用演算増幅３で信号ａ１２を反転増幅するようにしたが、必ずしも反転増幅しなくてもよく、非反転増幅してもよい。温水レンジ用演算増幅部３において、信号ａ１２を増幅率Ａ２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。また、冷水レンジ用演算増幅部２において信号ａ１１を反転増幅し、温水レンジ用演算増幅部３において信号ａ１２を非反転増幅するようにしてもよい。
【００５４】
〔実施の形態２〕
実施の形態１の冷温計測回路１００では、演算処理部４が２つの入力ポートＩ１，Ｉ２を備え、第１の入力ポートＩ１に信号ｂが与えられ、第２の入力ポートＩ２に信号ｃが与えられるものとした。
【００５５】
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４を用い、この演算処理部４の前段に第２の入力切替部１−２を設け、演算処理部４からの第１の入力切替部１−１への切替信号ｄを分岐して第２の入力切替部１−２へも与えるようにしている。
【００５６】
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Ｓ１０４において、第２の入力切替部１−２に切替信号ｄが与えられ、第２の入力切替部１−２が冷水レンジ用演算増幅部２からの信号ｂを選択して、演算処理部４の第１の入力ポートＩ１に与える。また、ステップＳ１１６において、第２の入力切替部１−２に切替信号ｄが与えられ、第２の入力切替部１−２が温水レンジ用演算増幅部３からの信号ｃを選択して、演算処理部４の第１の入力ポートＩ１に与える。
【００５７】
〔実施の形態３〕
実施の形態１では、図２に示したフローチャート中のステップＳ１１５やステップＳ１２７で計測値エラーが確定された場合、すなわち冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断されたり、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を外れたと判断された場合、ステップＳ１０１へ戻って、所定周期毎の冷房／暖房状態の判定から処理を再開させるようにした。
【００５８】
これに対し、実施の形態３では、図６に図２に対応するフローチャートを示すように、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断された場合（ステップＳ１１５）、すなわち冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲に含まれていないと判断された場合、ステップＳ１１６へ進み、温水レンジでの計測値Ｔｈの演算に切り替える。
【００５９】
また、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を外れたと判断された場合（ステップＳ１２７）、すなわち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に含まれていないと判断された場合、ステップＳ１０４へ進み、冷水レンジでの計測値Ｔｃの演算に切り替える。
【００６０】
この実施の形態３において、本発明でいう計測値演算手段には、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４、ステップＳ１１６〜Ｓ１２６の処理に加え、ステップＳ１１５，Ｓ１２７の処理を行ってステップＳ１１６，Ｓ１０４へ進む部分も含まれる。
【００６１】
〔実施の形態４〕
実施の形態１の冷温計測回路１００では、冷水レンジ用演算増幅部２と温水レンジ用演算増幅部３の２つの演算増幅部を設け、演算処理部４から入力切替部１へ切替信号ｄを与え、冷水レンジ用演算増幅部２からの信号ｂと温水レンジ用演算増幅部３からの信号ｃとを選択的に演算処理部４に与えるようにした。
【００６２】
これに対し、実施の形態４では、図７に示すように、冷水レンジ用演算増幅部２と温水レンジ用演算増幅部３に加え、さらに広レンジ用演算増幅部７を設け、演算処理部４から入力切替部１へ切替信号ｄを与え、冷水レンジ用演算増幅部２からの信号ｂと温水レンジ用演算増幅部３からの信号ｃと広レンジ用演算増幅部７からの信号ａとを選択的に演算処理部４に与えるようにしている。
【００６３】
なお、この実施の形態４の冷温計測回路１０２において、入力切替部１は３つの出力ポートを有し、演算処理部４からの切替信号ｄの指示に従って、センサ素子６からの信号ａ０を第１の出力ポートＯ１から信号ａ１１として、第２の出力ポートＯ２から信号ａ１２として、第３の出力ポートＯ３から信号ａ１３として出力する。また、広レンジ用演算増幅部７は、入力切替部１の第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３を入力とし、その信号ａ１３を被測定対象として入力される信号ａ０の計測範囲の全範囲（−１０〜１００℃）に亘って第３の増幅率Ａ３で非反転増幅する。この増幅された信号ａ１３は信号ａとして出力される。また、演算処理部４は、第３の入力ポートＩ３を有し、この第３の入力ポートＩ３に広レンジ用演算増幅部７からの信号ａが与えられる。
【００６４】
図８にこの実施の形態４における図２に対応するフローチャートを示す。この実施の形態４において、演算処理部４は、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断された場合（ステップＳ１１５）、入力切替部１へ信号ａ１３の選択を指示する切替信号ｄを出力する（図９：ステップＳ１２８）。
【００６５】
これにより、入力切替部１は、それまでの第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１の出力を中断し、第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３の出力を開始する。この入力切替部１の第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３は、広レンジ用演算増幅部７において増幅率Ａ３で非反転増幅され、信号ａとして演算処理部４の第３の入力ポートＩ３に与えられる。
【００６６】
演算処理部４は、この第３の入力ポートＩ３に与えられる信号ａを取り込み（ステップＳ１２９）、この取り込んだ信号ａ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ａに対応する計測値Ｔ１を求める（ステップＳ１３０）。
【００６７】
そして、演算処理部４は、この求めた計測値Ｔ１が冷水計測レンジ（図３（ｃ）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（ｃ）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（ステップＳ１３１）。
【００６８】
ここで、計測値Ｔ１が温度範囲Ｈ１，Ｈ２以外の温度範囲に含まれていれば（Ｔ１＜Ｔｃｍｉｎ、Ｔｃｍａｘ＜Ｔ１＜Ｔｈｍｉｎ、Ｔｈｍａｘ＜Ｔ１）、広レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１３２）、信号ａの取得および取得した信号ａからの計測値Ｔ１の演算を繰り返す（ステップＳ１２８〜Ｓ１３２）。
【００６９】
これに対し、計測値Ｔ１が温水計測レンジに入っていれば（Ｔｈ ｍｉｎ≦Ｔ１≦Ｔｈｍａｘ）、演算処理部４は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ１１６へ進み、入力切替部１へ信号ａ１２の選択を指示する切替信号ｄを出力する。
【００７０】
これにより、入力切替部１は、それまでの第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３の出力を中断し、第２の出力ポートＯ２からの信号ａ１２の出力を開始する。この入力切替部１の第２の出力ポートＯ２からの信号ａ１２は、温水レンジ用演算増幅部３において増幅率Ａ２で反転増幅され、信号ｃとして演算処理部４の第２の入力ポートＩ２に与えられ、演算処理部４での信号ｃを取得しての温水計測レンジでの計測値Ｔｈの演算が開始される。
【００７１】
一方、演算処理部４は、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を外れたと判断された場合（ステップＳ１２７）、入力切替部１へ信号ａ１３の選択を指示する切替信号ｄを出力する（図９：ステップＳ１２８）。
【００７２】
これにより、入力切替部１は、それまでの第２の出力ポートＯ１からの信号ａ１２の出力を中断し、第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３の出力を開始する。この入力切替部１の第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３は、広レンジ用演算増幅部７において増幅率Ａ３で非反転増幅され、信号ａとして演算処理部４の第３の入力ポートＩ３に与えられる。
【００７３】
演算処理部４は、この第３の入力ポートＩ３に与えられる信号ａを取り込み（ステップＳ１２９）、この取り込んだ信号ａ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ａに対応する計測値Ｔ１を求める（ステップＳ１３０）。
【００７４】
そして、演算処理部４は、この求めた計測値Ｔ１が冷水計測レンジ（図３（ｃ）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（ｃ）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（ステップＳ１３１）。
【００７５】
ここで、計測値Ｔ１が温度範囲Ｈ１，Ｈ２以外の温度範囲に含まれていれば（Ｔ１＜Ｔｃｍｉｎ、Ｔｃｍａｘ＜Ｔ１＜Ｔｈｍｉｎ、Ｔｈｍａｘ＜Ｔ１）、広レンジでの計測値Ｔとして確定し（ステップＳ１３２）、信号ａの取得および取得した信号ａからの計測値Ｔ１の演算を繰り返す（ステップＳ１２８〜Ｓ１３２）。
【００７６】
これに対し、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４は、図８に示したフローチャートにおけるステップＳ１０４へ進み、入力切替部１へ信号ａ１１の選択を指示する切替信号ｄを出力する。
【００７７】
これにより、入力切替部１は、それまでの第３の出力ポートＯ３からの信号ａ１３の出力を中断し、第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１の出力を開始する。この入力切替部１の第１の出力ポートＯ１からの信号ａ１１は、冷水レンジ用演算増幅部２において増幅率Ａ１で非反転増幅され、信号ｂとして演算処理部４の第１の入力ポートＩ１に与えられ、演算処理部４での信号ｂを取得しての冷水計測レンジでの計測値Ｔｃの演算が開始される。
【００７８】
この実施の形態４において、本発明でいう計測値演算手段には、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４、ステップＳ１１６〜Ｓ１２６の処理に加え、ステップＳ１１５，Ｓ１２７の処理を行ってステップＳ１２８〜Ｓ１３２の処理を実行する部分も含まれる。
【００７９】
〔実施の形態５〕
実施の形態４では、図８に示したフローチャート中のステップＳ１１５やステップＳ１２７で計測値エラーが確定された場合、すなわち冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断されたり、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を外れたと判断された場合、ステップＳ１２８へ進んで、広レンジでの計測値Ｔ１を演算するようにした。
【００８０】
これに対し、実施の形態５では、図１０に図８に対応するフローチャートを示すように、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断された場合（ステップＳ１１５）、初期値を０として設定されているＮをＮ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ１３３）、ＮがＮ≠２であることを確認のうえ（ステップＳ１３４のＮＯ）、ステップＳ１１６へ進み、温水レンジでの計測値Ｔｈの演算に切り替える。
【００８１】
そして、この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を外れたと判断された場合（ステップＳ１２７）、Ｎ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ１３６）、ＮがＮ＝２になったことを確認し（ステップＳ１３７のＹＥＳ）、Ｎ＝０に戻したうえ（ステップＳ１３５）、ステップＳ１２８（図９）へ進み、広レンジでの計測値Ｔ１の演算に切り替える。
【００８２】
逆に、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を外れたと判断された場合（ステップＳ１２７）、初期値を０として設定されているＮをＮ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ１３６）、ＮがＮ≠２であることを確認のうえ（ステップＳ１３７のＮＯ）、ステップＳ１０４へ進み、冷水レンジでの計測値Ｔｃの演算に切り替える。
【００８３】
そして、この冷水計測レンジでの計測値Ｔｃが冷水計測レンジの温度範囲を外れたと判断された場合（ステップＳ１１５）、Ｎ＝Ｎ＋１とし（ステップＳ１３３）、ＮがＮ＝２になったことを確認し（ステップＳ１３４のＹＥＳ）、Ｎ＝０に戻したうえ（ステップＳ１３５）、ステップＳ１２８（図９）へ進み、広レンジでの計測値Ｔ１の演算に切り替える。
【００８４】
この実施の形態５において、本発明でいう計測値演算手段には、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４、ステップＳ１１６〜Ｓ１２６の処理に加え、ステップＳ１１５，Ｓ１２７の処理を行ってステップＳ１２８〜Ｓ１３７の処理を実行する部分も含まれる。
【００８５】
なお、上述した実施の形態１〜５では、演算処理部４からの計測値Ｔを使用する制御機器の現在の冷暖房の制御モードを選択情報ｆとして使用するようにしたが、外気温度を選択情報ｆとして利用するようにしてもよい。この場合、例えば図２に示したフローチャートで言えば、ステップＳ１０３において、外気温度が低温度域にあれば冷房と判断し、外気温度が高温度域にあれば暖房と判断し、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃの演算処理を行うのか、温水計測レンジでの計測値Ｔｈの演算処理を行うのかを選択するようにする。
【００８６】
また、演算処理部４からの計測値Ｔを使用する制御機器における設定値（設定温度）Ｔｓｐを選択情報ｆとして使用するようにしてもよい。この場合、例えば図２に示したフローチャートで言えば、ステップＳ１０３において、Ｔｃｍｉｎ＜Ｔｓｐ＜Ｔｃｍａｘの場合には冷房と判断し、Ｔｈｍｉｎ＜Ｔｓｐ＜Ｔｈｍａｘの場合には暖房と判断し、冷水計測レンジでの計測値Ｔｃの演算処理を行うのか、温水計測レンジでの計測値Ｔｈの演算処理を行うのかを選択するようにする。
【００８７】
また、上述した実施の形態１〜５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、被測定対象は温度に限られるものではなく、湿度などを被測定対象としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
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】
【００８９】
１，１−１，１−２…入力切替部、Ｏ１〜Ｏ３…出力ポート、２…冷水レンジ用演算増幅部、３…温水レンジ用演算増幅部、４…演算処理部、Ｉ１〜Ｉ３…入力ポート、５…冷房／暖房状態入力部、６…センサ素子、７…広レンジ用演算増幅部、１００，１０１，１０２…冷温水計測回路。
【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一部として予め定められている第１の部分計測範囲に亘って第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、
前記被測定対象として入力されるアナログ信号を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の部分計測範囲に亘って第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、
前記被測定対象の現在値が前記第１の部分計測範囲に属しているのか前記第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報を選択情報として入力とし、この選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であった場合には前記第１の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号を選択し、その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し、前記選択情報が前記第２の部分計測範囲に属する情報であった場合には前記第２の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号を選択し、その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、
前記計測値演算手段において前記選択情報が前記第１の部分計測範囲に属する情報であると判断された場合、前記被測定対象として入力されるアナログ信号の入力先を前記第１の増幅手段へ切り替え、前記計測値演算手段において前記選択情報が前記第２の部分計測範囲に属する情報であると判断された場合、前記被測定対象として入力されるアナログ信号の入力先を前記第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、
前記計測値演算手段は、
自己が演算した前記第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した場合、前記第２の狭レンジでの計測値の演算に切り替え、自己が演算した前記第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した場合、前記第１の狭レンジでの計測値の演算に切り替える
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１に記載されたアナログ信号計測回路において、
前記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３の増幅率で増幅する第３の増幅手段を備え、
前記計測値演算手段は、
自己が演算した前記第１および第２の狭レンジでの計測値の少なくとも一方が前記第１および第２の部分計測範囲に含まれていないと判断した場合、前記第３の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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
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１〜４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、
前記選択情報は、
前記計測値演算手段によって演算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示す情報である
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１〜４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、
前記選択情報は、外気温度である
ことを特徴とするアナログ信号計測回路。
【請求項７】
請求項１〜４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、
前記選択情報は、
前記被測定対象に対して定められる設定値である
ことを特徴とするアナログ信号計測回路。
【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一部として予め定められている第１の部分計測範囲に亘って第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、
前記被測定対象として入力されるアナログ信号を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の部分計測範囲に亘って第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と、
前記被測定対象の現在値が前記第１の部分計測範囲に属しているのか前記第２の部分計測範囲に属しているのかを示唆する情報を選択情報として入力とし、この選択情報が第１の部分計測範囲に属する情報であった場合には前記第１の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号を選択し、その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し、前記選択情報が前記第２の部分計測範囲に属する情報であった場合には前記第２の増幅手段によって増幅された前記アナログ信号を選択し、その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、
前記計測値演算手段において前記選択情報が前記第１の部分計測範囲に属する情報であると判断された場合、前記被測定対象として入力されるアナログ信号の入力先を前記第１の増幅手段へ切り替え、前記計測値演算手段において前記選択情報が前記第２の部分計測範囲に属する情報であると判断された場合、前記被測定対象として入力されるアナログ信号の入力先を前記第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、
前記計測値演算手段は、
自己が演算した前記第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した場合、前記第２の狭レンジでの計測値の演算に切り替え、自己が演算した前記第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した場合、前記第１の狭レンジでの計測値の演算に切り替える
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１に記載されたアナログ信号計測回路において、
前記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３の増幅率で増幅する第３の増幅手段を備え、
前記計測値演算手段は、
自己が演算した前記第１および第２の狭レンジでの計測値の少なくとも一方が前記第１および第２の部分計測範囲に含まれていないと判断した場合、前記第３の増幅手段によって増幅されたアナログ信号を選択し、その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
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１〜４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、
前記選択情報は、
前記計測値演算手段によって演算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示す情報である
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１〜４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、
前記選択情報は、外気温度である
ことを特徴とするアナログ信号計測回路。
【請求項７】
請求項１〜４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、
前記選択情報は、
前記被測定対象に対して定められる設定値である
ことを特徴とするアナログ信号計測回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２１５４３８（Ｐ２０１２−２１５４３８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９９２４（Ｐ２０１１−７９９２４）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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