CN109839226B - 热流传感器用输出装置以及热流传感器用输出方法 - Google Patents

热流传感器用输出装置以及热流传感器用输出方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热流传感器用输出装置以及热流传感器用输出方法，能够加宽热流传感器的输出值的动态范围，并且进行热流传感器的输出值的基准值修正。热流传感器用输出装置包括：偏移值计算部，对于多个增益倍率，针对每个增益倍率而算出偏移值；放大部，将热流传感器的输出值以多个增益倍率中的第1增益倍率予以放大；偏移部，从经放大的输出值减去与第1增益倍率对应的偏移值；以及模拟/数字转换部，将经减算的输出值转换为数字值。

Description

热流传感器用输出装置以及热流传感器用输出方法
技术领域
本发明涉及一种热流传感器(sensor)用输出装置以及热流传感器用输出方法。
背景技术
以往，作为传感器输出数据(data)的修正装置，已知的是具备：偏移(offset)电路，输入来自接收光并输出图像数据的传感器的输出数据，进行偏移修正；增益(gain)修正电路，通过将增益修正系数乘以输出数据而进行增益修正；以及增益修正系数计算电路，修正增益修正系数，并反馈(feedback)给增益修正电路(参照专利文献1)。所述修正装置中，通过进行偏移修正及增益修正，从而对因经时性的光量变化或传感器的经时性的感度变化引起的、传感器的输出水平(level)的变化进行修正。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012-2680号公报
发明内容
发明所要解决的问题
此处，热流传感器存在因经时变化而输出值发生变化(漂移(drift))的倾向，因此热流传感器的输出值必须进行例如向零(zero)等基准值的修正(以下称作“基准值修正”)。另一方面，在利用热流传感器的输出值的装置中，有时对热流传感器的输出值要求宽动态范围(dynamic range)。
但是，在如专利文献1那样，将为从外部输入的偏移修正系数且为预先设定的偏移修正系数加至传感器的输出数据而进行偏移的结构中，由于是对具有宽动态范围的输出数据加上单一的偏移修正系数，因此难以进行传感器输出数据的基准值修正。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够加宽热流传感器的输出值的动态范围，并且能够进行热流传感器的输出值的基准值修正的热流传感器用输出装置以及热流传感器用输出方法。
解决问题的技术手段
本发明的一方式的热流传感器用输出装置包括：偏移值计算部，对于多个增益倍率，针对每个增益倍率而算出偏移值；放大部，将热流传感器的输出值以多个增益倍率中的第1增益倍率予以放大；偏移部，从经放大的输出值减去与第1增益倍率对应的偏移值；以及A/D转换部，将经减算的输出值转换为数字值。
根据此方式，将热流传感器的输出值以多个增益倍率中的第1增益倍率予以放大。由此，通过宽范围地设定多个增益倍率的倍率，从而能够加宽热流传感器的输出值的动态范围。而且，针对每个增益倍率而算出偏移值，并从经放大的输出值减去与第1增益倍率对应的偏移值。由此，即使在从多个增益倍率中选择的第1增益倍率受到变更的情况下，通过减去与所述第1增益倍率对应的偏移值，也能够进行热流传感器的输出值的基准值修正。因而，能够加宽热流传感器的输出值的动态范围，并且能够进行热流传感器的输出值的基准值修正。
前述的方式中，偏移值计算部也可基于n个(n为2以上的整数)数字值的平均值，对与第1增益倍率对应的偏移值进行更新。
根据此方式，基于n个数字值的平均值来更新与第1增益倍率对应的偏移值。这样，通过基于对作为规定期间内的时间序列数据的n个数字值进行平滑化所得的平均值，从而能够更新为与热流传感器的输出值的基准值修正相适合的偏移值。
前述的方式中，平均值也可为最新的n个数字值中的移动平均值。
根据此方式，基于最新的n个数字值中的移动平均值来更新与第1增益倍率对应的偏移值。这样，通过基于对作为规定期间内的最近的时间序列数据的n个数字值进行平滑化所得的移动平均值，从而能够更新为与热流传感器的输出值的基准值修正更加适合的偏移值。
前述的方式中，也可还包括：增益倍率变更部，基于数字值，将第1增益倍率变更为多个增益倍率中的第2增益倍率。
根据此方式，基于数字值来将第1增益倍率变更为多个增益倍率中的第2增益倍率。这样，通过从第1增益倍率变更为第2增益倍率，从而能够从多个增益倍率中设定与热流传感器的输出值相应的增益倍率。因而，能够提高热流传感器的检测性能。
前述的方式中，增益倍率变更部也可在多个数字值的最大值小于与第1增益倍率对应的下限值时，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率大且最为接近的倍率的第2增益倍率。
根据此方式，当多个数字值的最大值小于与第1增益倍率对应的下限值时，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率大且最为接近的倍率的第2增益倍率。由此，能够将增益倍率变更为比当前大一阶段(一级(step))的倍率，因此能够使增益倍率阶段性地增加。因而，能够抑制因变更增益倍率导致经放大的热流传感器的输出值变得不连续(离散)的现象。
前述的方式中，增益倍率变更部也可在数字值大于与第1增益倍率对应的上限值时，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率小且最为接近的倍率的第2增益倍率。
根据此方式，当数字值大于与第1增益倍率对应的上限值时，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率小且最为接近的倍率的第2增益倍率。由此，例如能够通过一个数字值来将增益倍率立即变更为小倍率，因此能够避免热流传感器的输出值饱和。而且，能够将增益倍率变更为比当前小一阶段(一级)的倍率，因此能够使增益倍率阶段性地减少。因而，能够抑制因变更增益倍率导致经放大的热流传感器的输出值变得不连续(离散)的现象。
而且，本发明的另一方式的热流传感器用输出方法包括下述步骤：对于多个增益倍率，由偏移值计算部针对每个增益倍率而算出偏移值；由放大部将热流传感器的输出值以多个增益倍率中的第1增益倍率予以放大；由偏移部从经放大的输出值减去与第1增益倍率对应的偏移值；以及由A/D转换部将经减算的输出值转换为数字值。
根据此方式，将热流传感器的输出值以多个增益倍率中的第1增益倍率予以放大。由此，通过宽范围地设定多个增益倍率的倍率，从而能够加宽热流传感器的输出值的动态范围。而且，针对每个增益倍率而算出偏移值，并从经放大的输出值减去与第1增益倍率对应的偏移值。由此，即使在从多个增益倍率中选择的第1增益倍率受到变更的情况下，通过减去与所述第1增益倍率对应的偏移值，也能够进行热流传感器的输出值的基准值修正。因而，能够加宽热流传感器的输出值的动态范围，并且能够进行热流传感器的输出值的基准值修正。
前述的方式中，计算步骤也可包括：由偏移值计算部基于n个(n为2以上的整数)数字值的平均值，对与第1增益倍率对应的偏移值进行更新。
根据此方式，基于n个数字值的平均值来更新与第1增益倍率对应的偏移值。这样，通过基于对作为规定期间内的时间序列数据的n个数字值进行平滑化所得的平均值，从而能够更新为与热流传感器的输出值的基准值修正相适合的偏移值。
前述的方式中，平均值也可为最新的n个的数字值中的移动平均值。
根据此方式，基于最新的n个数字值中的移动平均值来更新与第1增益倍率对应的偏移值。这样，通过基于对作为规定期间内的最近的时间序列数据的n个数字值进行平滑化所得的移动平均值，从而能够更新为与热流传感器的输出值的基准值修正更加适合的偏移值。
前述的方式中，也可还包括下述步骤：由增益倍率变更部基于数字值，将第1增益倍率变更为多个增益倍率中的第2增益倍率。
根据此方式，基于数字值来将第1增益倍率变更为多个增益倍率中的第2增益倍率。这样，通过从第1增益倍率变更为第2增益倍率，从而能够从多个增益倍率中设定与热流传感器的输出值相应的增益倍率。因而，能够提高热流传感器的检测性能。
前述的方式中，变更步骤也可包括：在多个数字值的最大值小于与第1增益倍率对应的下限值时，由增益倍率变更部变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率大且最为接近的倍率的第2增益倍率。
根据此方式，当多个数字值的最大值小于与第1增益倍率对应的下限值时，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率大且最为接近的倍率的第2增益倍率。由此，能够将增益倍率变更为比当前大一阶段(一级)的倍率，因此能够使增益倍率阶段性地增加。因而，能够抑制因变更增益倍率导致经放大的热流传感器的输出值变得不连续(离散)的现象。
前述的方式中，变更步骤也可包括：在数字值大于与第1增益倍率对应的上限值时，由增益倍率变更部变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率小且最为接近的倍率的第2增益倍率。
根据此方式，当数字值大于与第1增益倍率对应的上限值时，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率小且最为接近的倍率的第2增益倍率。由此，例如能够通过一个数字值来将增益倍率立即变更为小倍率，因此能够避免热流传感器的输出值饱和。而且，能够将增益倍率变更为比当前小一阶段(一级)的倍率，因此能够使增益倍率阶段性地减少。因而，能够抑制因变更增益倍率导致经放大的热流传感器的输出值变得不连续(离散)的现象。
发明的效果
根据本发明，可提供一种能够加宽热流传感器的输出值的动态范围，并且能够进行热流传感器的输出值的基准值修正的热流传感器用输出装置以及热流传感器用输出方法。
附图说明
图1是例示实施方式的热流传感器用输出装置的概略结构的框图。
图2是例示热流传感器的电压值与数字值的关系的图表。
图3是例示热流传感器用输出装置的概略动作的流程图。
图4是例示图3所示的偏移值更新处理的流程图。
图5是例示图3所示的增益倍率变更处理的流程图。
图6是例示图3所示的显示处理的流程图。
符号的说明
10：放大部
20：偏移部
30：A/D转换部
40：控制部
41：偏移值计算部
42：增益倍率变更部
43：显示控制部
50：显示部
100：热流传感器用输出装置
AN：相加次数
DV：数字值
GM1、GM2、GM3、GM4：增益倍率
HS：热流传感器
IV：显示值
JN：判定次数
LV：下限值
m：显示判定值用平均数
MV：最大值
n：偏移值用平均数
OV：偏移值
RN：判定所需数
RV：基准值
S200：热流传感器用输出处理
S210：偏移值更新处理
S230：增益倍率变更处理
S250：显示处理
SID：显示判定用总和
SOV：偏移值用总和
UV：上限值
VV1、VV2、VV3：电压值
具体实施方式
参照附图来说明本发明的较佳实施方式。另外，在各附图中，标注有相同符号者具有相同或同样的结构。
结构例
首先，参照图1来说明本实施方式的热流传感器用输出装置的结构的一例。图1是例示本实施方式的热流传感器用输出装置100的概略结构的框图。
热流传感器用输出装置100是用于热流传感器HS的输出装置。如图1所示，热流传感器用输出装置100具备放大部10、偏移部20、模拟/数字(Analog-to-Digital，A/D)转换部30、控制部40及显示部50。
热流传感器HS是以对被检测物中的热流进行检测的方式而构成。热流是每单位面积通过被检测物的热能量，其单位例如为[W/m2]。而且，热流存在方向，例如，若将热能量从被检测物的其中一个面向另一个面移动的情况设为正方向，则从另一个面向其中一个面移动的情况便成为负方向。热流传感器HS例如具有板状的形状，被设于被检测物的另一个面。当因热流导致热流传感器HS的两面产生温度差时，热流传感器HS将所述温度差转换为电动势即电压而输出。当热流的方向为负方向时，热流传感器HS输出的电压为负(minus)(-)。
另外，使用本实施方式的热流传感器用输出装置100的热流传感器HS不论其检测原理。热流传感器例如既可利用热电效应(塞贝克效应(Seebeck effect))，也可利用傅里叶定律(Fourier's law)。而且，热流传感器的输出值并不限定于为电压值的情况，也可为其他值。
从热流传感器HS输出的电压值的信号被输入至放大部10。放大部10构成为，将热流传感器HS的电压值以规定倍率的增益(以下称作“增益倍率”)予以放大。具体而言，放大部10以多个增益倍率中的一个增益倍率(以下称作“第1增益倍率”)来对热流传感器HS的电压值进行放大。由此，通过宽范围地设定多个增益倍率的倍率，从而能够加宽热流传感器的输出值的动态范围。
放大部10例如是包含可变电阻器与多个运算放大器而构成的增益可变型放大器(amplifier)。放大部10基于从控制部40输入的控制信号，从多个增益倍率中选择第1增益倍率。
经放大部10放大的热流传感器HS的电压值的信号被输入至偏移部20。偏移部20构成为，从经放大的热流传感器HS的电压值减去规定的偏移值。具体而言，偏移部20从经放大的电压值减去与第1增益倍率对应的偏移值。由此，对热流传感器HS的电压值进行基准值修正。
偏移部20例如是包含电位计(potentiometer)而构成。偏移部20基于从控制部40输入的控制信号，来选择偏移值与设定此偏移值的时机(timing)。
由偏移部20减去偏移值后的热流传感器HS的电压值的信号被输入至A/D转换部30。A/D转换部30构成为，将经减算的热流传感器HS的电压值转换为数字值。具体而言，从控制部40向A/D转换部30输入控制信号。A/D转换部30在基于此控制信号的时机(周期)，对减去偏移值后的热流传感器HS的电压值的信号进行采样、量化及编码，将电压值转换为数字值。A/D转换部30将转换所得的数字值输出至控制部40。
另外，本实施方式中，在A/D转换部30中，将热流传感器HS的电压值为负方向的最大值设为基准值例如零而转换为数字值。因而，不论热流传感器HS所检测的热流的方向如何，所有的值均被转换为正(plus)的数字值。但是，A/D转换部30例如也可使用2的补数，在热流传感器HS的电压值为负方向的情况下，数字转换为负值。
控制部40构成为，对热流传感器用输出装置100的各部的动作进行控制。控制部40例如包含中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等微处理器(micro processor)与只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、缓冲存储器(buffer memory)等存储器而构成。控制部40例如具备偏移值计算部41、增益倍率变更部42及显示控制部43，以作为其功能结构。
偏移值计算部41构成为，对于放大部10的多个增益倍率，针对每个增益倍率而算出偏移值。如前所述，由偏移部20从经放大的输出值减去与第1增益倍率对应的偏移值。由此，即使在从多个增益倍率中选择的第1增益倍率受到变更的情况下，通过减去与所述第1增益倍率对应的偏移值，也能够进行热流传感器HS的输出值的基准值修正。
而且，偏移值计算部41构成为，基于经A/D转换部30转换的数字值，针对每个增益倍率而更新偏移值。具体而言，偏移值计算部41基于n个(n为2以上的整数)数字值的平均值来更新与第1增益倍率对应的偏移值。经更新的偏移值被输出至偏移部20。这样，通过基于对作为规定期间内的时间序列数据的n个数字值进行平滑化所得的平均值，能够更新为与热流传感器HS的输出值的基准值修正相适合的偏移值。
具体而言，偏移值计算部41将从A/D转换部30输入的n次数字值分别存储在例如存储器或缓冲器中，并由所述n个数字值求出平均值。
优选的是，偏移值计算部41所使用的平均值是最新的n个数字值中的移动平均值。这样，通过基于对作为规定期间内的最近的时间序列数据的n个数字值进行平滑化所得的移动平均值，从而更新为与热流传感器HS的输出值的基准值修正更加适合的偏移值。
另外，以下，为了简化说明，对使用单纯移动平均值来作为移动平均值的示例进行了说明，但并不限定于此。移动平均值例如也可为负载移动平均值，还可为指数平滑移动平均值。
增益倍率变更部42构成为，基于经A/D转换部30转换的数字值，将放大部10的当前的增益倍率即第1增益倍率，变更为多个增益倍率中的其他增益倍率(以下称作“第2增益倍率”)。
这样，通过由第1增益倍率变更为第2增益倍率，从而能够从多个增益倍率中设定与热流传感器HS的输出值相应的增益倍率。
具体而言，增益倍率变更部42预先针对每个增益倍率而将上限值及下限值存储于存储器等中。而且，在由放大部10以当前的第1增益倍率予以放大并经A/D转换部30转换后的多个数字值中，将其最大值存储于缓冲器等中。
此处，参照图2来说明增益倍率的变更。图2是例示热流传感器HS的电压值与数字值的关系的图表。另外，图2中，横轴是热流传感器HS的电压值，纵轴是经A/D转换部30转换的数字值。图2中，对于热流传感器HS的电压值，利用实线来表示以四个增益倍率GM1、GM2、GM3、GM4进行放大时的各个数字值，利用粗线来表示以从四个增益倍率GM1、GM2、GM3、GM4中选择的一个增益倍率进行放大时的数字值。另外，四个增益倍率GM1、GM2、GM3、GM4中，增益倍率GM1具有最小的倍率，增益倍率GM4具有最大的倍率。
如图2所示，针对每个增益倍率而设定有数字值的上限值UV及下限值LV。数字值的上限值UV是比与可显示于显示部50的最大值对应的数字值小的值。数字值的下限值LV是比与可显示于显示部50的最小值对应的数字值大的值。例如，在热流传感器HS的电压值比电压值VV1大的情况下，如图2中的粗线所示，将热流传感器HS的电压值以增益倍率GM1予以放大。另一方面，在热流传感器HS的电压值比电压值VV2大且比电压值VV1小的情况下，如图2中的粗线所示，将热流传感器HS的电压值以增益倍率GM2予以放大。此时，也能以增益倍率GM1来将热流传感器HS的电压值予以放大，但由于以增益倍率GM2放大后的数字值的值较大，因此能够提高热流传感器HS的检测性能。但是，若超过热流传感器HS的电压值VV1而以增益倍率GM2来放大，则其数字值会超过增益倍率GM2的上限值UV，有可能造成饱和。因而，以与热流传感器HS的电压值VV1对应的增益倍率GM1的下限值LV及增益倍率GM2的上限值UV为边界值，来变更增益倍率GM1与增益倍率GM2。
同样，以与热流传感器HS的电压值VV2对应的增益倍率GM2的下限值LV及增益倍率GM3的上限值UV为边界值，来变更增益倍率GM2与增益倍率GM3，以与热流传感器HS的电压值VV3对应的增益倍率GM3的下限值LV及增益倍率GM4的上限值UV为边界值来变更增益倍率GM3与增益倍率GM4。
优选的是，各增益倍率的数字值的上限值UV及下限值LV是基于相邻的增益倍率的倍率而设定。例如，在增益倍率GM1的倍率为1倍且增益倍率GM2的倍率为4倍的情况下，将增益倍率GM1的数字值的下限值LV设为“100”、增益倍率GM2的数字值的上限值UV设为“400”。此时，在由增益倍率GM2变更为增益倍率GM1时，其倍率比1/4与数字值之比即增益倍率GM1的下限值LV/增益倍率GM2的上限值UV(100/400)相同，因此通过考虑到增益倍率的倍率比来显示于显示部50，从而即使变更增益倍率，热流传感器HS的电压值也不会变得不连续。
另外，图2中，为了简化说明，表示了各增益倍率GM1、GM2、GM3、GM4的数字值的上限值UV相同，数字值的下限值LV也相同的示例，但并不限定于此。数字值的上限值及下限值也可在每种增益倍率下为不同的值。
返回图1的说明，增益倍率变更部42在多个数字值的最大值比与第1增益倍率对应的下限值小时，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率大且最为接近的倍率的第2增益倍率。由此，能够将增益倍率变更为比当前大一阶段(一级)的倍率，因此能够使增益倍率阶段性地增加。因而，能够抑制因变更增益倍率导致经放大的热流传感器的输出值变得不连续(离散)的现象。
而且，增益倍率变更部42在数字值比与第1增益倍率对应的上限值大时，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率小且最为接近的倍率的第2增益倍率。由此，例如能够通过一个数字值来将增益倍率立即变更为小倍率，因此能够避免热流传感器HS的输出值饱和。而且，能够将增益倍率变更为比当前小一阶段(一级)的倍率，因此能够使增益倍率阶段性地减少。因而，能够抑制因变更增益倍率导致经放大的热流传感器的输出值变得不连续(离散)的现象。
显示控制部43构成为，基于经A/D转换部30转换的数字值来控制显示部50上的显示。
显示部50构成为，输出信息。显示部50例如显示热流传感器HS的输出值、设定内容等。显示部50例如包含七段式显示器(seven segment display)而构成。而且，显示部50也可进而包含例如用于告知警告等的显示灯而构成。
本实施方式中，作为热流传感器用输出装置100的结构，表示了图1所示的示例，但并不限定于此。热流传感器用输出装置例如也可进而包含操作部，所述操作部是包含开关(switch)、按钮(button)等而构成，用于通过利用者(用户)的操作来输入信息。而且，热流传感器用输出装置也可具备用于与外部机器之间交换数据或信号的输入/输出接口(interface)。
动作例
接下来，参照图3至图6来说明本实施方式的热流传感器用输出装置100的动作的一例。图3是例示热流传感器用输出装置100的概略动作的流程图。图4是例示图3所示的偏移值更新处理S210的流程图。图5是例示图3所示的增益倍率变更处理S230的流程图。图6是例示图3所示的显示处理S250的流程图。
热流传感器用输出装置100例如在通过接通电源等而启动时，执行图3所示的热流传感器用输出处理S200。
首先，放大部10将热流传感器HS的电压值以第1增益倍率予以放大(S201)。热流传感器用输出处理S200的开始之后，作为第1增益倍率，例如设定的是多个增益倍率中的具有最大倍率者。
接下来，偏移部20从经放大的热流传感器HS的电压值减去与第1增益倍率对应的偏移值(S202)。
接下来，A/D转换部30将已减去偏移值的热流传感器HS的电压值转换为数字值(S203)。由此，控制部40能够获取热流传感器HS的电压值的数字值。
以下的说明中，对于在步骤S203中获取的最新的数字值，为了与过去的数字值加以区分而特别记作数字值DV。
接下来，偏移值计算部41进行后述的偏移值更新处理S210。在偏移值更新处理S210中，基于n个数字值的平均值来更新与当前的第1增益倍率对应的偏移值。
接下来，增益倍率变更部42进行后述的增益倍率变更处理S230。在增益倍率变更处理S230中，基于在步骤S203中获取的数字值DV，将第1增益倍率变更为第2增益倍率。
接下来，显示控制部43进行后述的显示处理S250。在显示处理S250中，显示在步骤S203中获取的数字值DV。
在显示处理S250之后，热流传感器用输出装置100返回步骤S201，重复步骤S201至显示处理S250，直至例如通过切断电源等而停止为止。
＜偏移值更新处理S210＞
当偏移值更新处理S210开始时，如图4所示，首先，偏移值计算部41将在图3所示的步骤S203中获取的数字值DV相加，而算出n个数字值的合计即偏移值用总和SOV(S211)。偏移值用总和SOV例如是使用数字值DV并根据以下的式(1)而算出。
SOV＝SOV+DV…(1)
此处，若在S203中获取的数字值DV为第(n+1)个数字值，则从偏移值用总和SOV中减去过去的n个数字值中的最早的数字值。由此，算出用于求移动平均值的偏移值用总和SOV。在以下的说明中，将n称作偏移值用平均数n。
接下来，偏移值计算部41将相加次数AN加上“1”(S212)。另外，对于相加次数AN，预先设定了零来作为初始值。而且，也可预先设定“n”来作为相加次数AN的初始值，在步骤S212中，偏移值计算部41从相加次数AN减去“1”。
接下来，偏移值计算部41判定相加次数AN是否为偏移值用平均数n以上(S213)。
若步骤S213的判定结果是相加次数AN为偏移值用平均数n以上，则偏移值计算部41算出偏移值OV(S214)。偏移值OV例如是使用基准值RV并根据以下的式(2)而算出。
OV＝RV-SOV/n…(2)
另外，基准值RV是针对每个增益倍率而定的作为基准的值，式(2)中，使用与当前的第1增益倍率对应的基准值。
接下来，偏移值计算部41将在步骤S214中算出的偏移值OV输出至偏移部20，对与当前的第1增益倍率对应的偏移值进行更新(S215)。并且，在步骤S215之后，偏移值计算部41结束偏移值更新处理S210。
另一方面，若步骤S213的判定结果是相加次数AN小于偏移值用平均数n，则偏移值计算部41不进行任何操作，结束偏移值更新处理S210。
＜增益倍率变更处理S230＞
当增益倍率变更处理S230开始时，如图5所示，首先，增益倍率变更部42判定图3所示的S203中获取的数字值DV是否大于与第1增益倍率对应的上限值UV(S231)。
若步骤S231的判定结果是数字值DV大于与第1增益倍率对应的上限值UV，则以第1增益倍率经放大的热流传感器HS的电压值的数字值有可能会饱和。因而，增益倍率变更部42向放大部10输出控制信号，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率小且最为接近的倍率的第2增益倍率，即，降低至小一阶段(一级)的增益倍率(S232)。
本实施方式中表示了下述示例，即，在步骤S231中，根据最新的数字值DV这一个来判定是否大于第1增益倍率的上限值UV，若此数字值DV大于第1增益倍率的上限值UV，则将增益倍率降低一阶段，但并不限定于此。例如也可判定最新的k个(k为2以上的整数)的数字值中的平均值是否大于第1增益倍率的上限值UV，若此平均值大于第1增益倍率的上限值UV，则将增益倍率降低一阶段。
步骤S232之后，增益倍率变更部42进行重置(reset)处理(S233)。在重置处理中，增益倍率变更部42使依存于增益倍率的值恢复为初始值。增益倍率变更部42例如对图4所示的步骤S211中算出的偏移值用总和SOV、在步骤S212中相加的相加次数AN、后述的判定次数JN及最大值MV分别设定零。
步骤S233之后，增益倍率变更部42结束增益倍率变更处理S230。
另一方面，若步骤S231的判定结果是数字值DV为与第1增益倍率对应的上限值UV以下，则增益倍率变更部42将判定次数JN加上“1”(S234)。另外，对于判定次数JN，预先设定了零来作为初始值。而且，也可预先设定后述的判定所需数RN来作为判定次数JN的初始值，在步骤S234中，增益倍率变更部42从判定次数JN减去“1”。
接下来，增益倍率变更部42判定数字值DV是否大于过去的多次数字值中的最大值MV(S235)。
若步骤S235的判定结果是数字值DV大于最大值MV，则增益倍率变更部42将数字值DV更新为新的最大值即最大值MV(S236)。
另一方面，若步骤S235的判定结果是数字值DV为最大值MV以下，则增益倍率变更部42结束增益倍率变更处理S230。
步骤S236之后，增益倍率变更部42判定判定次数JN是否为判定所需数RN以上(S237)。对于判定所需数RN，预先设定了为判定是否要提高至具有比第1增益倍率大的倍率的增益倍率而认为所需的数字值的个数。
若步骤S237的判定结果是判定次数JN为判定所需数RN以上，则增益倍率变更部42判定在步骤S236中更新的最大值MV是否小于与第1增益倍率对应的下限值LV(S238)。
当步骤S238的判定结果是最大值MV小于与第1增益倍率对应的下限值LV时，若以第1增益倍率经放大的热流传感器HS的电压值的数字值以具有更大倍率的第2增益倍率进行放大，则成为与所述第2增益倍率对应的上限值UV附近的值的盖然性高。当放大后的值处于增益倍率的上限值UV附近时，能够提高热流传感器HS的电压值的检测性能。因而，增益倍率变更部42向放大部10输出控制信号，变更为多个增益倍率中的、具有比第1增益倍率的倍率大且最为接近的倍率的第2增益倍率，即，提高至大一阶段(一级)的增益倍率(S239)。
步骤S239之后，增益倍率变更部42进行前述的步骤S233的重置处理，随后，结束增益倍率变更处理S230。
另一方面，若步骤S237的判定结果是判定次数JN小于判定所需数RN、或者步骤S238的判定结果是最大值MV为与第1增益倍率对应的下限值LV以上，则增益倍率变更部42不进行任何操作而结束增益倍率变更处理S230。
＜显示处理S250＞
当显示处理S250开始时，如图6所示，首先，显示控制部43基于最新的数字值DV来算出显示值IV(S251)。显示值IV例如是将数字值DV乘以规定的常数而求出。
接下来，显示控制部43将在步骤S251中算出的显示值IV相加而算出m个(m为2以上的整数)显示值IV的合计即显示判定用总和SID(S252)。显示判定用总和SID例如是使用显示值IV并根据以下的式(3)而算出。
SID＝SID+IV…(3)
此处，若在步骤S251中算出的显示值IV为第(m+1)个显示值IV，则从显示判定用总和SID减去过去的m个显示值IV中的最早的显示值IV。由此，算出用于求移动平均值的显示判定用总和SID。在以下的说明中，将m称作显示判定值用平均数m。
接下来，显示控制部43判定显示判定用平均值是否为显示下限阈值以上且显示上限阈值以下(S253)。显示判定用平均值是将显示判定用总和SID除以显示判定值用平均数m所得的值(SID/m)。显示下限阈值及显示上限阈值是基于可显示于显示部50的值的范围，为了显示判定用平均值而定的值。
若步骤S253的判定结果是显示判定用平均值为显示下限阈值以上且显示上限阈值以下，则认为在步骤S251中算出的显示值IV可显示于显示部50。因而，显示控制部43将在步骤S251中算出的显示值IV输出至显示部50以予以显示(S254)。
另一方面，若步骤S253的判定结果是显示判定用平均值小于显示下限阈值或大于显示上限阈值，则认为在步骤S251中算出的显示值IV无法显示于显示部50。因而，显示控制部43将表示错误(error)的控制信号输出至显示部50以显示错误(S255)。
步骤S254之后或步骤S255之后，显示控制部43结束显示处理S250。
如上所述，本实施方式中，利用多个增益倍率中的第1增益倍率来将热流传感器HS的电压值予以放大。由此，通过宽范围地设定多个增益倍率的倍率，从而能够加宽热流传感器的输出值的动态范围。而且，针对每个增益倍率来算出偏移值，并从经放大的输出值减去与第1增益倍率对应的偏移值。由此，即使在从多个增益倍率中选择的第1增益倍率受到变更的情况下，通过减去与此第1增益倍率对应的偏移值，也能够进行热流传感器HS的输出值的基准值修正。因而，能够加宽热流传感器的输出值的动态范围，并且能够进行热流传感器的输出值的基准值修正。
以上说明的实施方式是为了方便理解本发明人，并非用于限定解释本发明。实施方式所具备的各元件与其配置、材料、条件、形状及尺寸等并不限定于例示者，能够进行适当变更。而且，能够将不同的实施方式中所示的结构彼此局部替换或组合。
(附注)
1.一种热流传感器用输出装置100，其包括：
偏移值计算部41，对于多个增益倍率，针对每个增益倍率而算出偏移值；
放大部10，将热流传感器HS的输出值以多个增益倍率中的第1增益倍率予以放大；
偏移部20，从经放大的输出值减去与第1增益倍率对应的偏移值；以及
A/D转换部30，将经减算的输出值转换为数字值。
7.一种热流传感器用输出方法，其包括下述步骤：
对于多个增益倍率，由偏移值计算部41针对每个增益倍率而算出偏移值；
由放大部10将热流传感器HS的输出值以多个增益倍率中的第1增益倍率予以放大；
由偏移部20从经放大的输出值减去与第1增益倍率对应的偏移值；以及
由A/D转换部30将经减算的输出值转换为数字值。

Claims (6)

1.一种热流传感器用输出装置，其特征在于，包括：
偏移值计算部，对于多个增益倍率，针对每个增益倍率而算出偏移值；
放大部，将热流传感器的输出值以所述多个增益倍率中的第1增益倍率予以放大；
偏移部，从经放大的所述输出值减去与所述第1增益倍率对应的所述偏移值；
模拟/数字转换部，将经减算的所述输出值转换为数字值；以及
增益倍率变更部，基于所述数字值，将所述第1增益倍率变更为所述多个增益倍率中的第2增益倍率，
在多个所述数字值的最大值小于与所述第1增益倍率对应的下限值时，变更为所述多个增益倍率中的、具有比所述第1增益倍率的倍率大且最为接近的倍率的所述第2增益倍率，
在所述数字值大于与所述第1增益倍率对应的上限值时，变更为所述多个增益倍率中的、具有比所述第1增益倍率的倍率小且最为接近的倍率的所述第2增益倍率。
2.根据权利要求1所述的热流传感器用输出装置，其特征在于，
所述偏移值计算部基于n个所述数字值的平均值，对与所述第1增益倍率对应的所述偏移值进行更新，其中n为2以上的整数。
3.根据权利要求2所述的热流传感器用输出装置，其特征在于，
所述平均值是最新的n个所述数字值中的移动平均值。
4.一种热流传感器用输出方法，其特征在于，包括下述步骤：
对于多个增益倍率，由偏移值计算部针对每个增益倍率而算出偏移值；
由放大部将热流传感器的输出值以所述多个增益倍率中的第1增益倍率予以放大；
由偏移部从经放大的所述输出值减去与所述第1增益倍率对应的所述偏移值；
由模拟/数字转换部将经减算的所述输出值转换为数字值；以及
由增益倍率变更部基于所述数字值，将所述第1增益倍率变更为所述多个增益倍率中的第2增益倍率，
在多个所述数字值的最大值小于与所述第1增益倍率对应的下限值时，由所述增益倍率变更部变更为所述多个增益倍率中的、具有比所述第1增益倍率的倍率大且最为接近的倍率的所述第2增益倍率，
在所述数字值大于与所述第1增益倍率对应的上限值时，由所述增益倍率变更部变更为所述多个增益倍率中的、具有比所述第1增益倍率的倍率小且最为接近的倍率的所述第2增益倍率。
5.根据权利要求4所述的热流传感器用输出方法，其特征在于，包括：
由所述偏移值计算部基于n个所述数字值的平均值，对与所述第1增益倍率对应的所述偏移值进行更新，其中n为2以上的整数。
6.根据权利要求5所述的热流传感器用输出方法，其特征在于，
所述平均值为最新的n个所述数字值中的移动平均值。
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