JPH10341158A - Ａ／ｄ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アナログ入力回路の温度変化や経年変化等に
よるＡ／Ｄ変換精度の低下を防止すること。 【解決手段】 オフセット用基準電圧部２０からのオフ
セット用基準電圧と、ゲイン用基準電圧部２２からのゲ
イン用基準電圧とを制御切換部２４がアナログマルチプ
レクサ１２を制御して周期的に切り換え、アナログ入力
回路部１４を介してＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換さ
れ、マイコン部１８上に取り込まれ、オフセット値、ゲ
イン値として保持される。アナログ入力も同様の経路を
経てマイコン部１８上に取り込まれる。マイコン部１８
では保持されたオフセット値とゲイン値とに基づいてソ
フト上にて変換される。このため、温度変化等によるＡ
／Ｄ変換誤差が補正され、Ａ／Ｄ変換精度を向上させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ａ／Ｄ変換装置に
係り、さらに詳しくは、複数のアナログ入力をアナログ
マルチプレクサとＡ／Ｄ変換部とを用いてデジタル値に
変換するＡ／Ｄ変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば信号入力回路とリレー
出力回路とを多数用意し、この間の制御方法をプログラ
ムにより決定するプログラマブルコントローラ（Progra
mmableController ：以下、ＰＣと称する）等を用いる
場合には、デジタル処理を行うため、アナログ入力が取
り込まれる際には、アナログ信号をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換装置が必要であ
った。

【０００３】例えば、図６には、従来のＰＣのＡ／Ｄ変
換装置５０のシステム構成を示すブロック図が示されて
おり、このＡ／Ｄ変換装置５０では、オフセット調整用
スイッチ５８やゲイン調整用スイッチ６０を用いてオフ
セット調整やゲイン調整が行われていた。

【０００４】図６におけるＡ／Ｄ変換装置５０は、複数
のアナログ入力が切り換え可能なアナログマルチプレク
サ５１、アナログマルチプレクサ５１に入力される複数
のｎチャンネル（ＣＨ１〜ＣＨｎ）から成るアナログ入
力端子５２、各チャンネルのアナログ入力端子５２に対
してオフセット電圧又はゲイン電圧を入力するオフセッ
ト／ゲイン電圧入力端子５３、アナログ入力信号を適宜
処理するアナログ入力回路部５４、アナログ入力回路部
５４からのアナログ出力をＡ／Ｄ変換してデジタル信号
に変換するＡ／Ｄコンバータ５６、オフセット調整用ス
イッチ５８又はゲイン調整用スイッチ６０のＯＮ／ＯＦ
Ｆによりソフト的にその変換値を保持し、その値を基準
としてアナログ入力値をデジタル値に変換するマイクロ
・コンピュータ部（以下、マイコン部と略称する）６
２、アナログマルチプレクサ５１のアナログ入力の切り
換え制御を行う制御切換部６４などで構成されている。

【０００５】そして、このＡ／Ｄ変換装置５０によりＡ
／Ｄ変換されたデジタルデータは、データ送受信部６６
を介してＰＣ・ＣＰＵ装置６８側に送られてデジタル処
理がなされていた。

【０００６】この従来のＡ／Ｄ変換装置５０は、システ
ム立ち上げ時にオフセット／ゲイン電圧入力端子５３か
ら入力される任意のオフセット電圧やゲイン電圧を制御
切換部６４でアナログマルチプレクサを５１を切り換え
ながら各チャンネルへ入力して、オフセット調整用スイ
ッチ５８又はゲイン調整用スイッチ６０をＯＮ／ＯＦＦ
することにより、マイコン部６２内でソフト的に変換値
が保持され、その保持された変換値に基づいてアナログ
入力値をデジタル値に変換していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のＡ／Ｄ変換装置は構成されているが、以下に述べるよ
うな課題を有している。

【０００８】すなわち、１度設定されたオフセット／ゲ
イン電圧入力端子５３から入力されるオフセット電圧や
ゲイン電圧は、温度変化や経年変化に関わらず常に一定
の値に保持されているため、Ａ／Ｄ変換装置５０の温度
特性等を良くするためには、特にアナログ入力回路部５
４に温度特性の良好な高価な部品を多数使用する必要が
あり、部品コストがアップするという不都合があった。

【０００９】また、アナログ入力回路部５４のアナログ
入力範囲を可変として、増幅率が変えられるようにした
場合は、その増幅率を変化させる度にオフセット調整や
ゲイン調整を行わなければならず、面倒であった。

【００１０】さらに、上記従来例では、Ａ／Ｄ変換装置
の故障検出機能を具備していなかったため、Ａ／Ｄ変換
装置が故障か否かを調べる場合、疑わしい入力チャンネ
ルに対して定電圧源を一々接続し直して、適切なＡ／Ｄ
変換値であるかどうかを確認しなければならず、手間が
かかるという不都合があった。

【００１１】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、アナログ入力回路部に温度特
性等の良好な高価な部品を使用しなくても温度変化や経
年変化に影響され難いＡ／Ｄ変換精度の高いＡ／Ｄ変換
装置を得ることを第１の目的とする。

【００１２】また、アナログ入力回路部の増幅率を変化
させてもオフセット調整やゲイン調整が自動的に行われ
るＡ／Ｄ変換装置を得ることを第２の目的とする。

【００１３】また、Ａ／Ｄ変換が適正に行われているか
否かを容易に検出できる故障検出機能を備えたＡ／Ｄ変
換装置を得ることを第３の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係るＡ／Ｄ変換装置にあっては、差動入
力を短絡してオフセット用基準電圧を発生するオフセッ
ト用基準電圧部と、アナログ入力と前記オフセット用基
準電圧の入力とを切り換えるアナログマルチプレクサ
と、前記アナログマルチプレクサから入力されるアナロ
グ入力信号を適宜処理するアナログ入力回路部と、前記
アナログ入力回路部から出力されるアナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記アナログマル
チプレクサの入力切り換え制御を行ってアナログ入力と
オフセット用基準電圧とを周期的に取り込む制御切換部
と、前記制御切換部によって周期的に取り込まれるアナ
ログ入力とオフセット用基準電圧とを前記Ａ／Ｄ変換部
で変換したＡ／Ｄ変換値を一定周期ごとに更新してオフ
セット値を補正する補正部と、を備えているものであ
る。

【００１５】これによれば、差動入力を短絡したオフセ
ット用基準電圧部がオフセット用基準電圧を発生させ、
アナログマルチプレクサの入力切り換え制御を制御切換
部で行ってアナログ入力とオフセット用基準電圧入力と
を切り換えてアナログ入力回路部へ出力し、そのアナロ
グ入力回路部から出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換
部でデジタル信号に変換する。そして、補正部は、制御
切換部によりアナログ入力とオフセット用基準電圧とを
Ａ／Ｄ変換部に周期的に取り込んでＡ／Ｄ変換したＡ／
Ｄ変換値に基づいて、オフセット値を一定周期ごとに更
新して補正するようにする。このため、差動入力を短絡
した安価なオフセット用基準電圧を用いて、シーケンス
プログラムを用いることなく温度変化等によるオフセッ
ト誤差を自動的に調整することが可能であるので、温度
変化や経年変化に影響され難い高いＡ／Ｄ変換精度を得
ることができる。

【００１６】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置にあって
は、前記アナログマルチプレクサに入力されるアナログ
入力が複数チャンネルあって、各チャンネルごとにオフ
セット用基準電圧とアナログ入力との切り換えを行う切
換部を備え、前記制御切換部で前記切換部の切り換え制
御を行ってオフセット値の補正を自動的に行うものであ
る。

【００１７】これによれば、アナログマルチプレクサに
複数チャンネルのアナログ入力があり、切換部により各
チャンネルごとにオフセット用基準電圧とアナログ入力
との切り換え制御を行って、オフセット値を自動的に補
正するようにする。このため、実際に使用するアナログ
入力へ直接オフセット用基準電圧が加わることから、入
力経路の違いによる誤差を無くすことができる。

【００１８】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置にあって
は、ゲイン用基準電圧を発生するゲイン用基準電圧部を
さらに備え、前記アナログマルチプレクサは、アナログ
入力と前記オフセット用基準電圧入力と前記ゲイン用基
準電圧入力とを切り換え、前記制御切換部は、前記アナ
ログマルチプレクサの入力切り換え制御を行ってアナロ
グ入力とオフセット用基準電圧とゲイン用基準電圧とを
周期的に取り込み、前記補正部は、前記制御切換部によ
って周期的に取り込まれるアナログ入力とオフセット用
基準電圧とゲイン用基準電圧とを前記Ａ／Ｄ変換部で変
換したＡ／Ｄ変換値を一定周期ごとに更新してオフセッ
ト値とゲイン値を補正するようにしたものである。

【００１９】これによれば、さらにゲイン用基準電圧を
発生するゲイン用基準電圧部を備え、アナログマルチプ
レクサに入力されるアナログ入力とオフセット用基準電
圧とゲイン用基準電圧とを制御切換部により周期的に切
り換えて、Ａ／Ｄ変換部で変換したＡ／Ｄ変換値に基づ
いて一定周期ごとにオフセット値とゲイン値とが更新さ
れて補正される。このため、アナログ入力回路部に温度
特性等の良好な高価な部品を使用しなくても、温度変化
がＡ／Ｄ変換精度に影響しなくなる。また、オフセット
値とゲイン値とが一定周期ごとに自動更新されるため、
経年変化を防止することができる。さらに、内蔵のオフ
セット用基準電圧部とゲイン用基準電圧部とを用いるこ
とから、装置立ち上げ時のオフセット調整やゲイン調整
が不要となる。

【００２０】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置にあって
は、前記アナログ入力回路部は、アナログ入力範囲を切
り換え可能として増幅率を可変とし、前記補正部は、前
記アナログ入力回路部で切り換えたアナログ入力範囲に
応じてオフセット値とゲイン値とを補正するものであ
る。

【００２１】これによれば、アナログ入力回路部のアナ
ログ入力範囲を切り換えて増幅率を変えた場合は、切り
換えたアナログ入力範囲に応じて補正部によりオフセッ
ト値とゲイン値とが補正される。このように、アナログ
入力回路部のアナログ入力範囲を切り換えて増幅率を変
えた場合であっても、ソフト上で自動的にオフセット調
整とゲイン調整することが可能となる。

【００２２】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置にあって
は、前記ゲイン用基準電圧のＡ／Ｄ変換値と前記アナロ
グ入力のＡ／Ｄ変換値との比較結果に基づいて装置の故
障検出を行う故障検出部を、さらに備えている。

【００２３】これによれば、Ａ／Ｄ変換が正しく行われ
ているか否かの故障検出は、故障検出部によりゲイン用
基準電圧のＡ／Ｄ変換値とアナログ入力のＡ／Ｄ変換値
とを比較することにより行っているため、容易かつ正確
に検出することができる。

【００２４】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置にあって
は、前記故障検出部で前記ゲイン用基準電圧のＡ／Ｄ変
換値と前記アナログ入力のＡ／Ｄ変換値との比較結果が
所定の精度範囲を超えた場合に、装置が故障しているこ
とを通知する通知手段を、さらに備えている。

【００２５】これによれば、故障検出部によりゲイン用
基準電圧のＡ／Ｄ変換値とアナログ入力のＡ／Ｄ変換値
との比較した結果が所定の精度範囲を越えているか否か
により故障の有無を検出し、故障が有る場合は通知手段
でオペレータ等に対して装置の故障を知らせる。このた
め、故障か否かを容易に判別することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るＡ／Ｄ変換
装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２７】（実施の形態１）図１には、実施の形態１
に係るＡ／Ｄ変換装置１０の構成を示すブロック図が示
され、図２には、実施の形態１に係るオフセット値、ゲ
イン値の変換を説明する線図が示され、図３には、温度
変化によるオフセット誤差の補正を説明する線図が示さ
れている。この実施の形態１に係るＡ／Ｄ変換装置１０
は、複数のアナログ入力を取り込み、これをＡ／Ｄ変換
したデジタル値をＰＣ・ＣＰＵ装置２８側へ与えて処理
させるＡ／Ｄ変換装置として実施したものである。

【００２８】このＡ／Ｄ変換装置１０は、複数のアナロ
グ入力及び基準電圧入力の切り換えを行うアナログマル
チプレクサ１２、アナログマルチプレクサ１２に入力さ
れる複数のチャンネル（ＣＨ１〜ＣＨｎ）からなるアナ
ログ入力端子１３、アナログマルチプレクサ１２で切り
換えられたアナログ入力信号を適宜処理するアナログ入
力回路部１４、アナログ入力回路部１４から出力される
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と
してのＡ／Ｄコンバータ１６、Ａ／Ｄコンバータ１６で
Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号に基づいてオフセット調
整やゲイン調整を周期的に実行して、オフセット値やゲ
イン値を補正する補正部、あるいはゲイン用基準電圧の
Ａ／Ｄ変換値とアナログ入力のＡ／Ｄ変換値との比較結
果に基づいてＡ／Ｄ変換装置の故障検出を行う故障検出
部としてのマイクロ・コンピュータ部（以下、マイコン
部という）１８を備えている。

【００２９】さらに、マイコン部１８において後述する
ゲイン用基準電圧部２２から入力されるゲイン用基準電
圧と前記アナログ入力端子１３から入力されるアナログ
入力のそれぞれのＡ／Ｄ変換値を比較し、その比較結果
が所定の精度範囲を越えた場合にアラーム信号等を発し
て警告する通知手段としてのアラーム１９、差動入力を
短絡してオフセット用基準電圧（０Ｖ）を発生するオフ
セット用基準電圧部２０、ゲイン調整用基準電圧を発生
するゲイン用基準電圧部２２を備えている。このゲイン
用基準電圧部２２には、ここでは、温度特性が良好で、
精度の良いものが用いられている。

【００３０】また、Ａ／Ｄ変換装置１０は、前記アナロ
グマルチプレクサ１２の入力切り換えをマイコン部１８
のソフト上で制御して行い、一定周期ごとにアナログ入
力とゲイン用基準電圧とオフセット用基準電圧とを取り
込む制御切換部２４を備えている。この制御切換部２４
でアナログ入力とゲイン用基準電圧とオフセット用電圧
とを取り込む間隔は、途中で温度変化があってもその温
度変化に追従してオフセット値とゲイン値とを補正する
ことにより、温度変化に影響されることなく高いＡ／Ｄ
変換精度を確保するために必要十分な間隔とすることが
望ましい。

【００３１】つぎに、図１ないし図３を用いてソフト上
でオフセット値、ゲイン値を変換する動作について説明
する。

【００３２】図１のアナログマルチプレクサ１２にオフ
セット用基準電圧部２０から入力されるオフセット用基
準電圧と、ゲイン用基準電圧部２２から入力されるゲイ
ン用基準電圧は、それぞれアナログ入力回路部１４を経
由して、Ａ／Ｄコンバータ１６でＡ／Ｄ変換される。図
２は、Ａ／Ｄコンバータ１６に入力される入力電圧
（Ｖ）としてのオフセット用基準電圧とゲイン用基準電
圧に基づいて、オフセット値ａとゲイン値ｂに変換さ
れ、マイコン部１８上に取り込まれて、オフセット値あ
るいはゲイン値として保持される。

【００３３】また、アナログ入力端子１３から入力され
るアナログ入力は、同様の経路を経てＡ／Ｄ変換され、
マイコン部１８上に取り込まれ、上述したオフセット値
とゲイン値とに基づいてソフト上で変換される。

【００３４】このＡ／Ｄコンバータ１６で変換されるオ
フセット値ａおよびゲイン値ｂは、温度変化等によって
変化する。このため、マイコン部１８においては、図２
に示されるように、例えば一定時間ごとにソフト上にて
オフセット値ａを０に、ゲイン値ｂを１０００に変換す
るようにし、オフセット値ａおよびゲイン値ｂの変動と
は関係なく常にオフセット用基準電圧が０に、ゲイン用
基準電圧が１０００に変換される。そして、アナログ入
力は、このオフセット値ａおよびゲイン値ｂに基づいて
計算して変換するようにする。

【００３５】例えば、オフセット用基準電圧部２０は、
差動入力を短絡することにより差動入力電圧（オフセッ
ト用基準電圧）が０Ｖとなる。この差動入力には、アナ
ログ入力チャンネルとほぼ同一の差動入力アナログマル
チプレクサＩＣを用いているため、アナログ入力と同一
の経路を通っていると考えられ、アナログ入力のＡ／Ｄ
変換値と同様に０Ｖ入力のＡ／Ｄコンバータ１６の変換
値も温度変化の影響を受ける。

【００３６】そこで、オフセット用基準電圧である０Ｖ
入力のＡ／Ｄコンバータ１６の変換値をａとし、工場出
荷設定時のソフト上でのゲインをＧとし（但し、Ｇは一
定とする）、アナログ入力電圧のＡ／Ｄコンバータ１６
の変換値をＸとすると、次式（１）により測定値Ｙを算
出することができる。

【００３７】 測定値Ｙ（デジタル値）＝Ｇ・（Ｘ−ａ） ・・・（１）

【００３８】この（１）式を用いて、Ａ／Ｄコンバータ
１６の変換値ａを定期的に更新することにより、温度変
化によるオフセット誤差を補正することができる。すな
わち、オフセット用基準電圧である０Ｖが入力されてい
るときは、測定値は常にデジタル値０とする。

【００３９】これを温度変化によるＡ／Ｄコンバータの
変換値とソフト上での変換値との関係を示した図３で見
ると、オフセット値の０Ｖ入力の温度変化がないときの
線図Ｇ１のＡ／Ｄコンバータ変換値をａとし、温度変化
の影響を受けたときの線図Ｇ２のＡ／Ｄコンバータの変
換値をａ’とし、アナログ入力の温度変化がないときの
線図Ｇ１のＡ／Ｄコンバータ１６の変換値をＸとし、温
度変化の影響を受けたときの線図Ｇ２のＡ／Ｄコンバー
タの変換値をＸ’とする。

【００４０】ここで、上述したようにソフト上でのゲイ
ンＧは、温度変化の影響を受けない（図３の線図の傾き
が変化しない）ものとして、ａをａ’に補正することに
より、ＸをＸ’に補正することができるため、測定値Ｙ
を変化させないようにすることができる。このように、
実施の形態１では、温度変化によるオフセット誤差をソ
フト上で処理することにより温度変化の影響を受けない
ように補正することができる。なお、このＡ／Ｄ変換装
置１０により変換されたデータは、データ送受信部２６
を経てＰＣ・ＣＰＵ装置２８側へ送られる。

【００４１】なお、この実施の形態１では、アナログ入
力回路部１４での入力レンジを固定にした場合について
説明したが、アナログ入力範囲を切り換え式として、ア
ナログ入力回路部１４での増幅率を可変とするようにし
てもよい。このように、アナログ入力回路部１４での増
幅率を可変としても実施の形態１では、上述したように
ソフト上でオフセット調整とゲイン調整を行うことがで
きるので、アナログ入力範囲の切り換えに応じて自動的
にオフセット調整と、ゲイン調整を行うことができる。

【００４２】また、ゲイン用基準電圧部２２のゲイン用
基準電圧をＡ／Ｄコンバータ１６でＡ／Ｄ変換した値
は、上述したようにソフト上の制御を行うことによって
マイコン部１８に取り込むことが可能となり、アナログ
入力と同時にゲイン値を表示させることにより、Ａ／Ｄ
変換値が正常であるかどうかを判別する故障検出機能を
持たせることができる。

【００４３】さらに、この故障検出機能において、マイ
コン部１８では、ゲイン用基準電圧をＡ／Ｄ変換した値
をソフト上の制御を行うことによって取り込み、温度変
化、経年変化を含めて、所定の精度範囲を越えたか否か
をソフト上で判断し、越えている場合はアラーム信号を
アラーム１９に送出して警告することにより、オペレー
タにＡ／Ｄ変換装置１０が故障していることを知らせる
ことができる。

【００４４】以上述べたように、この実施の形態１によ
れば、温度特性等の良好な高価な部品をアナログ入力回
路部に使用しなくても、温度変化、経年変化等によるＡ
／Ｄ変換精度の低下を防止することができる。

【００４５】また、従来のように、装置立ち上げ時にお
けるオフセット調整やゲイン調整の手間を省くことが可
能であるとともに、アナログ入力回路部のアナログ入力
範囲を切り換えて増幅率を変えたとしても、ソフト上で
自動的にオフセット調整とゲイン調整を行うことができ
るため、常に適正なＡ／Ｄ変換精度を保つことができ
る。

【００４６】さらに、ゲイン用基準電圧のＡ／Ｄ変換値
とアナログ入力のＡ／Ｄ変換値とを補正部で比較するこ
とにより、Ａ／Ｄ変換が正しく行われているか否かの故
障検出を容易かつ正確に検出することができるととも
に、通知手段を用いれば故障の発生を確実にオペレータ
に通知することができる。

【００４７】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２を図４に基づいて説明する。ここで、前述した
実施の形態１と同一若しくは同等の構成部分については
同一符号を付すとともにその説明を簡略化し若しくは省
略するものとする。

【００４８】図４には、実施の形態２に係るＡ／Ｄ変換
装置３０の構成を示すブロック図が示されている。この
実施の形態２のＡ／Ｄ変換装置３０もアナログ入力を取
り込んでＡ／Ｄ変換したデジタル値をＰＣ・ＣＰＵ装置
２８側へ与えるためのものである。

【００４９】この実施の形態２に係るＡ／Ｄ変換装置３
０の特徴的な構成は、実施の形態１と比較してアナログ
マルチプレクサ１２に入力される基準電圧が差動入力を
短絡することでオフセット用基準電圧を発生するオフセ
ット用基準電圧部２０だけで、ゲイン用基準電圧部２２
が設けられていない点である。このため、図４に示され
る実施の形態２の制御切換部２４は、アナログマルチプ
レクサ１２の入力切り換えをマイコン部１８のソフト上
で制御して行い、一定周期ごとにアナログ入力とオフセ
ット用基準電圧とを取り込むものである。

【００５０】つぎに、実施の形態２の動作について説明
する。この実施の形態２における基本的な動作について
は、上述した実施の形態１とほぼ同じであるが、実施の
形態２の場合はオフセット用基準電圧がオフセット用基
準電圧部２０からアナログマルチプレクサ１２に入力さ
れ、アナログ入力回路部１４を経由して、Ａ／Ｄコンバ
ータ１６にてＡ／Ｄ変換され、マイコン部１８内に取り
込まれてオフセット値として保持される。また、アナロ
グ入力端子１３から入力されるアナログ入力についても
同様の経路を経てＡ／Ｄ変換処理され、マイコン部１８
上に取り込まれる。

【００５１】上述したオフセット値とアナログ入力の変
換値は、制御切換部２４により一定周期ごとにアナログ
マルチプレクサ１２を切り換え制御することによりマイ
コン部１８に取り込まれる。そして、マイコン部１８内
では、ソフト上にてアナログ入力からオフセット値を減
算して補正処理することにより、アナログ信号を温度変
化などに影響されることのないデジタル信号に精度良く
変換処理することができる。このように、オフセット用
基準電圧を用いてソフト上でアナログ入力をＡ／Ｄ変換
処理したデジタルデータは、データ送受信部２６を経て
ＰＣ・ＣＰＵ装置２８側へ送られる。

【００５２】以上説明したように、実施の形態２では、
基準電圧としてオフセット用基準電圧を用いてアナログ
入力をソフト上で補正処理することにより、温度変化に
影響に影響されないＡ／Ｄ変換処理を精度良く行うこと
ができる。また、この実施の形態２の場合も実施の形態
１と同様に、オフセット誤差を周期的に自動調整するた
め、温度変化や経年変化に影響され難い高いＡ／Ｄ変換
精度を得ることができる。さらに、実施の形態２では、
温度特性の良好な高価で高精度なゲイン用基準電圧を用
いる必要がないため、安価に構成することができる。

【００５３】なお、実施の形態２の場合も実施の形態１
と同様に、オフセット用基準電圧の取り込みは、温度変
化の状況等を顧慮して必要十分な間隔ごとに取り込むこ
とが望ましい。

【００５４】（実施の形態３）つぎに、この発明の実施
の形態３を図５に基づいて説明する。ここで、前述した
実施の形態１と同一若しくは同等の構成部分については
同一符号を付すとともにその説明を簡略化し若しくは省
略するものとする。

【００５５】図５には、実施の形態３に係るＡ／Ｄ変換
装置４０の構成を示すブロック図が示されている。この
実施の形態３のＡ／Ｄ変換装置４０もアナログ入力を取
り込んでＡ／Ｄ変換したデジタル値をＰＣ・ＣＰＵ装置
２８側へ与えるためのものである。

【００５６】この実施の形態３に係るＡ／Ｄ変換装置４
０の特徴的な構成は、実施の形態１と比較して、差動入
力を短絡することによりオフセット用基準電圧を発生さ
せるとともに、各チャンネルごとのアナログ入力との切
り換える切換部としてのアナログスイッチ４２が設けら
れている。制御切換部２４は、アナログスイッチ４２を
切り換え制御することにより周期的にオフセット用基準
電圧を取り込んで、マイコン部１８においてオフセット
値を周期的に補正し直すようにしている。

【００５７】すなわち、実施の形態２との違いは、実際
に使用する各チャンネルのアナログ入力に対してアナロ
グスイッチ４２を用いることによって、オフセット用基
準電圧を入力している点である。

【００５８】つぎに、実施の形態３の動作について説明
する。この実施の形態３における基本的な動作について
は、上述した実施の形態１とほぼ同じであるが、実施の
形態３の場合は、アナログスイッチ４２によりオフセッ
ト用基準電圧とアナログ入力とが各チャンネルごとに一
定周期ごとに切り換えられて取り込まれ、Ａ／Ｄコンバ
ータ１６でＡ／Ｄ変換されてマイコン部１８に取り込ま
れる。

【００５９】そして、マイコン部１８では、温度変化等
を顧慮して必要十分な間隔ごとに切換制御部２４で切り
換え制御が行われるようにソフト上で制御され、オフセ
ット値を一定期間ごとにソフト上で補正するとともに、
この補正されたオフセット値に基づいてアナログ入力が
Ａ／Ｄ変換される。すなわち、オフセット用基準電圧の
入力は、アナログ入力回路部１４を経由して、Ａ／Ｄコ
ンバータ１６にてＡ／Ｄ変換され、マイコン部１８上に
取り込まれ、オフセット値として保持される。

【００６０】また、アナログ入力も全く同様の経路を経
ることによってＡ／Ｄ変換され、マイコン部１８上に取
り込まれる。そして、マイコン１８では、ソフト上にて
アナログ入力からオフセット値が加減算されてＡ／Ｄ変
換される。この変換されたデジタルデータは、データ送
受信部１６を経てＰＣ・ＣＰＵ装置２８側へ送られる。

【００６１】以上説明したように、実施の形態３では、
アナログスイッチ４２により各チャンネルごとにオフセ
ット用基準電圧とアナログ入力とが切り換え制御され、
オフセット値が自動補正される際に、実際に使用するア
ナログ入力へ直接オフセット用基準電圧を加えることが
可能となり、入力経路の違いによる誤差を無くすことが
できる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るＡ
／Ｄ変換装置によれば、差動入力を短絡した安価なオフ
セット用基準電圧を用いて、シーケンスプログラムを用
いることなく温度変化等によるオフセット誤差を自動的
に調整することが可能であるので、温度変化や経年変化
に影響され難い高いＡ／Ｄ変換精度を得ることができ
る。

【００６３】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置によれ
ば、切換部により各チャンネルごとにオフセット用基準
電圧とアナログ入力とを切り換え制御してオフセット値
を自動補正する際に、実際に使用するアナログ入力へ直
接オフセット用基準電圧を加えることができるので、入
力経路の違いによる誤差を無くすことができる。

【００６４】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置によれ
ば、温度特性等の良好な高価な部品をアナログ入力回路
部に使用しなくても、温度変化、経年変化等によるＡ／
Ｄ変換精度の低下をなくし、装置立ち上げ時おけるオフ
セット調整やゲイン調整の手間を省くことができる。

【００６５】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置によれ
ば、アナログ入力回路部のアナログ入力範囲を切り換え
て増幅率を変えても、ソフト上で自動的にオフセット調
整とゲイン調整を行うことができる。

【００６６】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置によれ
ば、ゲイン用基準電圧のＡ／Ｄ変換値とアナログ入力の
Ａ／Ｄ変換値とを補正部で比較することにより、Ａ／Ｄ
変換が正しく行われているか否かの故障検出を容易かつ
正確に検出することができる。

【００６７】つぎの発明に係るＡ／Ｄ変換装置によれ
ば、補正部により故障を検出すると通知手段により故障
の発生が通知されるので、故障か否かを容易に判別する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るＡ／Ｄ変換装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態１に係るオフセット値、ゲイン値
の変換を説明する線図である。

【図３】 温度変化によるオフセット誤差の補正を説明
する線図である。

【図４】 この発明の実施の形態２に係るＡ／Ｄ変換装
置の構成を示すブロック図である。

【図５】 この発明の実施の形態３に係るＡ／Ｄ変換装
置の構成を示すブロック図である。

【図６】 従来におけるＡ／Ｄ変換装置の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１０ Ａ／Ｄ変換装置、１２ アナログマルチプレク
サ、１４ アナログ入力回路部、１６ Ａ／Ｄコンバー
タ、１８ マイクロ・コンピュータ部（マイコン部）、
１９ アラーム、２０ オフセット用基準電圧部、２２
ゲイン用基準電圧部、２４ 制御切換部、４２ アナ
ログスイッチ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 差動入力を短絡してオフセット用基準電
   圧を発生するオフセット用基準電圧部と、 アナログ入力と前記オフセット用基準電圧の入力とを切
   り換えるアナログマルチプレクサと、 前記アナログマルチプレクサから入力されるアナログ入
   力信号を適宜処理するアナログ入力回路部と、 前記アナログ入力回路部から出力されるアナログ信号を
   デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、 前記アナログマルチプレクサの入力切り換え制御を行っ
   てアナログ入力とオフセット用基準電圧とを周期的に取
   り込む制御切換部と、 前記制御切換部によって周期的に取り込まれるアナログ
   入力とオフセット用基準電圧とを前記Ａ／Ｄ変換部で変
   換したＡ／Ｄ変換値を一定周期ごとに更新してオフセッ
   ト値を補正する補正部と、 を備えていることを特徴とするＡ／Ｄ変換装置。
2. 【請求項２】 前記アナログマルチプレクサに入力され
   るアナログ入力が複数チャンネルあって、各チャンネル
   ごとにオフセット用基準電圧とアナログ入力との切り換
   えを行う切換部を備え、 前記制御切換部で前記切換部の切り換え制御を行ってオ
   フセット値の補正を自動的に行うことを特徴とする請求
   項１に記載のＡ／Ｄ変換装置。
3. 【請求項３】 ゲイン用基準電圧を発生するゲイン用基
   準電圧部をさらに備え、 前記アナログマルチプレクサは、アナログ入力と前記オ
   フセット用基準電圧入力と前記ゲイン用基準電圧入力と
   を切り換え、 前記制御切換部は、前記アナログマルチプレクサの入力
   切り換え制御を行ってアナログ入力とオフセット用基準
   電圧とゲイン用基準電圧とを周期的に取り込み、 前記補正部は、前記制御切換部によって周期的に取り込
   まれるアナログ入力とオフセット用基準電圧とゲイン用
   基準電圧とを前記Ａ／Ｄ変換部で変換したＡ／Ｄ変換値
   を一定周期ごとに更新してオフセット値とゲイン値を補
   正することを特徴とする請求項１に記載のＡ／Ｄ変換装
   置。
4. 【請求項４】 前記アナログ入力回路部は、アナログ入
   力範囲を切り換え可能として増幅率を可変とし、 前記補正部は、前記アナログ入力回路部で切り換えたア
   ナログ入力範囲に応じてオフセット値とゲイン値とを補
   正するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＡ
   ／Ｄ変換装置。
5. 【請求項５】 前記ゲイン用基準電圧のＡ／Ｄ変換値と
   前記アナログ入力のＡ／Ｄ変換値との比較結果に基づい
   て装置の故障検出を行う故障検出部を、さらに備えたこ
   とを特徴とする請求項３又は４に記載のＡ／Ｄ変換装
   置。
6. 【請求項６】 前記故障検出部で前記ゲイン用基準電圧
   のＡ／Ｄ変換値と前記アナログ入力のＡ／Ｄ変換値との
   比較結果が所定の精度範囲を超えた場合に、装置が故障
   していることを通知する通知手段を、さらに備えたこと
   を特徴とする請求項５に記載のＡ／Ｄ変換装置。