DE112009004833B4

DE112009004833B4 - Analogeinheit

Info

Publication number: DE112009004833B4
Application number: DE112009004833.1T
Authority: DE
Inventors: Haruyuki Kurachi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2029-05-30
Also published as: CN102422538A; WO2010137168A1; US8547256B2; US20110316730A1; KR101209987B1; DE112009004833T5; JPWO2010137168A1; JP5159951B2; CN102422538B; KR20110122721A

Abstract

Analogeinheit (11), umfassend:
eine Wandlerschaltung (12) zum wandeln eines Eingabewerts in einen Ausgabewert;
ein Speicherelement (14) zum Speichern zweier Betriebseinstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor einer Kalibrierung darstellen; und
ein Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (15) zum Berechnen zweier Nutzer-Einstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert nach der Kalibrierung darstellen, auf der Grundlage von einem durch einen Nutzer gemessenen Wert, der die Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor der Kalibrierung darstellt, und der zwei Betriebseinstellwerte,
wobei das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (15) die zwei Nutzer-Einstellwerte auf einer geraden Linie spezifiziert entlang der eine Summe der quadrierten Residuen zwischen jedem der zwei Betriebseinstellwerte und dem einen Nutzer-Messwert minimiert ist.

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Analogeinheit, und insbesondere ein Verfahren zum Kalibrieren eines Ausgabewerts der Analogeinheit.
Stand der Technik
US 2004/0150455 A1 offenbart eine Analogeinheit, die ein automatisches Einstellen und Kalibrieren ermöglicht.
Ein Ausgabewert einer Analogeinheit wird kalibriert, um eine Ungleichmäßigkeit in der Wandlungscharakteristik zwischen Kanälen zu korrigieren. Ein allgemeines Verfahren zum Kalibrieren eines Ausgabewerts der Analogeinheit sieht vor, eine Messung an zwei Punkten vorzunehmen, um einen Offsetwert und einen Verstärkungswert zu erhalten, und diese zwei Punkte durch eine gerade Linie zu approximieren.
Patentdokument 1 offenbart ein Verfahren zum Kompensieren der Nicht-Linearität während der A/D-Wandlung. In diesem Verfahren wird ein Bereich von Vmin bis Vmax einer Eingabespannung, die an einem A/D-Wandler angewendet bzw. eingegeben wird, bezüglich einer mittleren Spannung Vc in Bereiche 1 und 2 unterteilt. Dann wird eine Approximierung entlang einer approximierten geraden Linie L11 in dem Bereich 1 und entlang einer approximierten geraden Linie L12 in dem Bereich 2 durchgeführt.
Patentdokument 2 offenbart ein Verfahren zum Kalibrieren eines Ausgabewerts einer Analogeinheit ohne die Messung eines Offsetwerts und eines Verstärkungswerts. Bei diesem Verfahren wird ein Nutzer-Offsetwert, der mit dem Kanal einer A/D-Wandlereinheit konform ist, korrigiert oder berechnet, auf der Grundalge eines Betriebs-Offsetwerts, eines Betriebsverstärkungswerts und eines Nutzer-Offsetwerts einer Quelle der Reihenfolge, und eines Betriebsoffsetwerts und eines Betriebsverstärkungswerts, die in einem permanenten Speicher gespeichert sind.
Bei einem Verfahren, dass in Patentdokument 3 offenbart ist, wird ein A/D-gewandelter Wert, der mit einem auszugebenden digitalen Wert zusammenhängt, vorab für jeden digitalen Wert berechnet, unter Verwendung eines Referenzdigitalwerts, der erhalten wird, als ein Ergebnis der Wandlung eines Referenzanalogsignals durch einen A/D-Wandler. Der A/D-gewandelte Wert und ein unverarbeitetes digitales Signal, das als Ergebnis der Wandlung eines analogen Signals durch den A/D-Wandler erhalten wird, werden dann verglichen.
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanisches Patent 4074823
Patentdokument 2: Japanisches Patent 3969391
Patentdokument 3: Japanisches Patent 3403127

Zusammenfassung
Technisches Problem
Das Verfahren zum Approximieren zweier Punkte einschließlich eines Offsetwerts und eines Verstärkungswerts durch eine gerade Linie erfordert die Messung an zwei Punkten, um den Offsetwert und den Verstärkungswert zu erhalten, was zu einer großen Anzahl manueller Stunden führt.
Bei dem in Patentdokument 1 offenbarten Verfahren erfolgt eine Approximierung entlang der approximierten geraden Linie L1 in dem Bereich 1 und entlang der approximierten geraden Linie L12 in dem Bereich 2. Dies. erfordert die Messung an drei Punkten, um einen Offsetwert und einen Verstärkungswert zu erhalten, was nicht nur zu einer großen Anzahl manueller Stunden führt, sondern auch zu einer größeren Ungleichmäßigkeit in der Genauigkeit der Kalibrierung.
Das in Patentdokument 2 offenbarte Verfahren erzielt eine hohe Kalibrierungsgenauigkeit, wenn ein analoges Signal und ein ADC-Code miteinander linear korreliert sind. Die Kalibrierungsgenauigkeit fällt jedoch ab, wenn das analoge Signal und der ADC-Code nicht linear korreliert werden können.
Das in Patentdokument 3 offenbarte Verfahren wird effektiv als ein Verfahren zum Korrigieren eines Ausgabewerts eingesetzt, als Antwort auf eine Temperaturdrift und dergleichen. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine Datentabelle, um einen A/D-gewandelten Wert in einem Adressenformat oder in einem Format zu speichern, das mit einem digitalen Wert zusammenhängt, sowie eine Vergleichsschaltung, um eine unbearbeitetes digitales Signal, das als Ergebnis der Wandlung eines analogen Signals durch die A/D-Wandlereinheit erhalten wird, und des in der Datentabelle gespeicherten A/D-gewandelten Werts, was zu einer Kostenerhöhung führt.
Die vorliegende Erfindung dient zur Lösung der obigen Probleme. Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung steht in der Bereitstellung einer Analogeinheit, die einen Ausgabewert kalibrieren kann, und wodurch das Anwachsen manueller Stunden verhindert wird, die zur Messung erforderlich sind, selbst dann, wenn ein analoges Signal und ein ADC-Code miteinander nicht linear korreliert sind.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Analogeinheit, die eine Ungleichmäßigkeit in der Kalibrierungsgenauigkeit reduzieren kann, selbst dann, wenn ein analoges Signal und ein ADC-Code miteinander nicht linear korreliert sind.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Analogeinheit, die einen Ausgabewert korrelieren kann, als Antwort auf eine Temperaturdrift, während ein Anwachsen der Kosten verhindert wird.
Lösung des Problems
Das Problem der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Zur Lösung des obigen Problems und zum Erreichen der obigen Aufgabe umfasst eine Analogeinheit eines Beispiels: eine Wandlerschaltung zum Wandeln eines Eingabewerts in einen Ausgabewert; ein Speicherelement zum Speichern zweier Betriebseinstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor einer Kalibrierung darstellen; und ein Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement zum Berechnen zweiter Nutzer-Einstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert nach der Kalibrierung darstellen, auf der Grundlage eines Nutzer-Messwerts, der die Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor der Kalibrierung darstellt, und der zwei Betriebseinstellwerte.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann eine Analogeinheit bereitstellen, die einen Ausgabewert kalibrieren kann, während das Anwachsen manueller Stunden verhindert werden kann, die zum Messen erforderlich sind, selbst dann, wenn ein analoges Signal und ein ADC-Code nicht linear miteinander korreliert sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer ersten Ausführungsform, angewendet für eine Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens der Kalibrierung der Analogeinheit, die in 1 gezeigt ist.
3 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer zweiten Ausführungsform, das in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert ist.
4 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer dritten Ausführungsform, implementiert in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer vierten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer fünften Ausführungsform, implementiert in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer sechsten Ausführungsform, implementiert in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer siebenten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer achten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt ein Verfahren zum Korrigieren einer Temperaturdrift, implementiert in der Analogeinheit der 9.
11 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer neunten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer zehnten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt ein Verfahren zum Korrigieren einer Temperaturdrift, implementiert in der Analogeinheit der 12.
14 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer elften Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer zwölften Ausführungsform, implementiert in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen einer Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden auf Grundlage der Zeichnungen beschrieben. Es ist nicht beabsichtigt, dass die Ausführungsformen die Erfindung beschränken. Die Analogeinheit umfasst eine A/D-Wandlereinheit und eine D/A-Wandlereinheit, und im Folgenden wird die A/D-Wandlereinheit im Wesentlichen als ein Beispiel beschrieben. Die Analogeinheit sollte jedoch nicht auf die A/D-Wandlereinheit beschränkt werden.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer ersten Ausführungsform, angewendet für eine Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine in 1 gezeigte A/D-Wandlereinheit 11 umfasst eine A/D-Wandlerschaltung 12, ein Skalierungselement 13, einen permanenten Speicher 14, ein Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 15, und einen temporären Speicher 16.
Die A/D-Wandlerschaltung 12 kann einen analogen Eingabewert Sa in einen ADC-Code (einen digital gewandelten Wert) Cd wandeln. Eine A/D-Wandlereinheit 11 kann zum Beispiel A/D-Wandlerschaltungen 12 mit vier bis acht Kanälen umfassen. Ein Kanal entspricht einer funktionalen Einheit einer Vielzahl von A/D-Wandlerschaltungen 12, die in einer A/D-Wandlereinheit 11 angeordnet sind.
Das Skalierungselement 13 kann den ADC-Code Cd in einen digitalen Ausgabewert Do komprimieren und entkomprimieren, gemäß einem Nutzerbereich. Das Skalierungselement 13 kann die A/D-Wandlereinheit 11 kalibrieren, um eine Ungleichmäßigkeit bei der A/D-Wandlercharakteristik zwischen den Kanälen zu kompensieren. Die Kalibrierung der A/D-Wandlereinheit 11 entspricht einer Steuerung, um zum Beispiel die Ausgabe des gewünschten digitalen Ausgabewerts Do als Antwort auf die Eingabe des analogen Eingabewerts Sa in der Form einer Spannung oder eines Stroms zu ermöglichen. Das Skalierungselement 13 kann auf einen Nutzer-Offsetwert Uo und einen Nutzer-Verstärkungswert Ug verweisen, die in dem permanenten Speicher 14 gespeichert sind, um die A/D-Wandlereinheit 11 zu kalibrieren.
Der permanente Speicher 14 kann zwei betriebseingestellte Werte und zwei durch den Nutzer eingestellte Werte für jeden der Nutzerbereiche R1–Rm speichern. Die betriebseingestellten Werte können eine Beziehung zwischen dem analogen Eingabewert Sa und dem ADC-Code Cd darstellen (und zwar den digitalen Ausgabewert Do vor der Kalibrierung). Die zwei betriebseingestellten Werte, die anzugeben sind, können einen Betriebs-Offsetwert Fo und einen Betriebsverstärkungswert Fg umfassen.
Die durch den Nutzer eingestellten Werte können eine Beziehung zwischen dem analogen Eingabewert Sa und dem digitalen Ausgabewert Do darstellen. Die zwei durch den Nutzer eingestellten Werte, die anzugeben sind, können den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug umfassen.
Der Betriebs-Offsetwert Fo und der Betriebsverstärkungswert Fg können in einem Betrieb bzw. einer Fabrik eingestellt werden, wenn die A/D-Wandlereinheit 11 hergestellt wird. Der Betriebs-Offsetwert Fo ist ein ADC-Code, der ausgegeben wird als Antwort auf die Anwendung der geringsten Offsetspannung, die in den Spezifikationen definiert ist und zum Skalieren in einer Herstellungsfabrik verwendet werden. Der Betriebsverstärkungswert Fg ist ein ADC-Code, der ausgegeben wird als Antwort auf die Anwendung der höchsten Verstärkungsspannung, die in den Spezifikationen definiert ist und zum Skalieren in der Herstellungsfabrik verwendet wird.
Der Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug können an einem Ort eingestellt werden, an dem ein Nutzer die A/D-Wandlereinheit 11 verwendet. Der Nutzer-Offsetwert Uo ist ein ADC-Code, der ausgegeben wird, als Antwort auf die Anwendung der geringsten Offsetspannung, die in den Spezifikationen definiert ist und zum Skalieren am Ort der Verwendung verwendet wird. Der Nutzerverstärkungswert Ug ist ein ADC-Code, der ausgegeben wird, als Antwort auf die Anwendung der höchsten Verstärkerspannung, die in den Spezifikationen definiert ist und zum Skalieren am Ort der Verwendung verwendet wird.
Eine Offsetspannung ist der geringste Wert einer Spannung, die als der analoge Eingabewert Sa an einem spezifischen Kanal der A/D-Wandlereinheit 11 eingegeben wird. Die Offsetspannung ist eine eingegebene Spannung, die ermöglicht, dass der digitale Ausgabewert Do, der als Antwort auf den Wert der Eingabespannung ausgegeben wird, minimal ist. Der digitale Ausgabewert Do, der ausgegeben wird, wird zum Beispiel auf null eingestellt, wenn dieser derart skaliert werden soll, um in einen Bereich von 0 bis 4000 zu passen. Eine Verstärkerspannung ist der höchste Wert einer Spannung, die als der analoge Eingabewert Sa an einem spezifischen Kanal der A/D-Wandlereinheit 11 eingegeben wird. Die Verstärkerspannung ist eine eingegebene Spannung, die ermöglicht, dass der digitale Ausgabewert Do, der als Antwort auf den Wert der Eingabespannung ausgegeben wird, maximal ist. Der digitale Ausgabewert Do, der ausgegeben wird, wird zum Beispiel auf 4000 eingestellt, wenn dieser derart skaliert werden soll, um in einen Bereich von 0 bis 4000 zu passen. Wenn konkret eine als analoger Eingabewert Sa eingegebene Spannung zwischen 0 V bis 5 V ist, wird die Offsetspannung 0 V und die Verstärkerspannung wird 5 V.
Das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 15 kann den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkerwert Ug auf Grundlage von einem durch den Nutzer gemessenen Wert u_P1, und dem Betriebs-Offsetwert Fo und dem Betriebsverstärkungswert Fg berechnen, und den berechneten Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug in dem permanenten Speicher 14 speichern. Der durch den Nutzer gemessene Wert u_P1 kann an einer Position gemessen werden, an der der Nutzer die A/D-Wandlereinheit 11 verwendet. Der durch den Nutzer gemessene Wert u_P1 kann eine Beziehung zwischen dem analogen Eingabewert Sa und dem ADC-Code Cd darstellen (und zwar den digitalen Ausgabewert Do vor der Kalibrierung).
Der temporäre Speicher 16 kann einen Nutzermesswert u_P1 speichern, der an einer Position gemessen wird, an der der Nutzer die A/D-Wandlereinheit 11 verwendet. Das Skalierungselement 13, der permanente Speicher 14, das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 15 und der temporäre Speicher 16 können durch einen Mikrocomputer realisiert werden.
Der ADC-Code Cd, der als Antwort auf die Eingabe des analogen Eingabewerts Sa in die A/D-Wandlerschaltung 12 eingegeben wird, wird in dem Herstellungsbetrieb der A/D-Wandlereinheit 11 gemessen. Dann werden der Betriebs-Offsetwert Fo und der Betriebsverstärkungswert Fg gemessen, und der gemessene Betriebs-Offsetwert Fo und der Betriebsverstärkungswert Fg werden in dem permanenten Speicher 14 gespeichert. Es wird zum Beispiel angenommen, dass eine Spannung, die sich zwischen 0 V und 10 V befindet, als analoger Eingabewert Sa an die A/D-Wandlereinheit 11 gegeben wird. In diesem Fall wird der ADC-Code Cd der als Antwort auf die Anwendung einer Spannung von 0 V als analoger Eingabewert Sa vorliegt, als der Betriebs-Offsetwert Fo in dem permanenten Speicher 14 gespeichert. zur gleichen Zeit wird der ADC-Code Cd, der als Antwort auf die Anwendung einer Spannung von 10 V als analoger Eingabewert Sa vorliegt, als Betriebsverstärkungswert Fg in dem permanenten Speicher 14 gespeichert.
Als Nächstes wird der ADC-Code Cd, der als Antwort auf die Eingabe des analogen Eingabewerts Sa in die A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, an der Position gemessen, an der die A/D-Wandlereinheit 11 verwendet wird. Dann wird der Nutzermesswert u_P1 gemessen und dann in dem temporären Speicher 16 gespeichert. Der ADC-Code Cd, der beispielsweise als Antwort auf die Anwendung einer Spannung von 5 V als analoger Eingabewert Sa vorliegt, wird als der Nutzermesswert u_P1 in dem temporären Speicher 16 gespeichert.
Nachdem der Nutzermesswert u_P1 in dem temporären Speicher 16 gespeichert ist, berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 15 den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug auf der Grundlage des Nutzermesswerts u_P1, des Betriebs-Offsetwerts Fo und des Betriebsverstärkungswerts Fg. Der berechnete Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug werden in dem permanenten Speicher 14 gespeichert.
Der analoge Eingabewert Sa, der in die A/D-Wandlerschaltung 12 gegeben wird, wird in den ADC-Code Cd gewandelt, und wird dann an das Skalierungselement 13 gegeben. Nachdem der ADC-Code Cd an das Skalierungselement 13 gegeben ist, wird der ADC-Code Cd zu dem digitalen Ausgabewert Do skaliert, durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug, die in dem permanenten Speicher 14 gespeichert sind.
Es wird angenommen, dass der analoge Eingabewert Sa in einem Bereich von 1 V bis 5 V zum Beispiel ermöglicht, dass der digitale Ausgabewert Do in einen Bereich von 0 bis 4000 fällt, wenn der Ausgabewert Do ausgegeben wird. Der digitale Ausgabewert Do, der eine Spannung darstellt, die gegenwärtig angewendet wird, kann in diesem Fall auf der Grundlage des ADC-Codes Cd, der erhalten wird, wenn eine Offsetspannung 1 V ist, des ADC-Codes Cd, der erhalten wird, wenn eine Verstärkungsspannung 5 V ist, und des ADC-Codes Cd, der von einer gegenwärtig angewendeten Spannung erhalten wird, ausgegeben werden.
Der digitale Ausgabewert Do kann aus der folgenden Gleichung (1) erhalten werden: Do = (Cd – Uo)/(Ug – Uo) × Sg + So (1), wobei So und Sg Minimal- bzw. Maximalwerte des digitalen Ausgabewerts Do sind, die als Antwort auf die Skalierung des ADC-Codes Cd ausgegeben werden.
Die Skalierung durch das Skalierungselement 13 kann Ungleichmäßigkeiten in den jeweiligen Charakteristiken der A/D-Wandlerschaltungen 12 glätten. Es wird hier zum Beispiel angenommen, dass Kanäle A und B vorliegen. An dem Kanal A wird der ADC-Code Cd von 100 ausgegeben, wenn eine Spannung von 0 V an der A/D-Wandlerschaltung 12 angewendet wird, und der ADC-Code Cd von 8000 wird ausgegeben, wenn eine Spannung von 10 V an der A/D-Wandlerschaltung 12 angewendet wird. An dem Kanal B wird der ADC-Code Cd 105 ausgegeben, wenn eine Spannung von 0 V an der A/D-Wandlerschaltung anliegt, und der ADC-Code Cd 8020 wird ausgegeben, wenn eine Spannung von 10 V an der A/D-Wandlerschaltung 12 anliegt. In diesem Fall werden der Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug an dem Kanal A bei 100 bzw. 8000 eingestellt, und der Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug an dem Kanal B werden auf 105 bzw. 8020 eingestellt. Der digitale Ausgabewert Do wird dann skaliert, um in einem Bereich von 0 bis 4000 zu passen. Als ein Ergebnis kennen an beiden Kanälen A und B der digitale Ausgabewert Do von 0 ausgegeben werden als Antwort auf die Anwendung einer Spannung von 0 V an der A/D-Wandlerschaltung 12, und der digitale Ausgabewert Do von 4000 kann ausgegeben werden als Antwort auf die Anwendung einer Spannung von 10 V an der A/D-Wandlerschaltung 12.
Die A/D-Wandlereinheit 11 kann somit an dem Ort kalibriert werden, an dem die A/D-Wandlereinheit 11 verwendet wird, durch Messen eines durch einen Nutzer gemessenen Werts u_P1. Dies kann Wandlergenauigkeit der A/D-Wandlereinheit 11 verbessern, während das Anwachsen manueller Stunden verhindert wird, die für die Messung erforderlich sind, selbst dann, wenn der analoge Eingabewert Sa und der ADC-Code Cd miteinander nicht linear korreliert sind.
2 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens zum Kalibrieren der Analogeinheit, die in 1 gezeigt ist. Gemäß 2 gibt der Nutzer an einem Ort, an dem ein Nutzer die Analogeinheit verwendet (A/D-Wandlereinheit 11 in dem Beispiel der 1), Anweisungen zum Verstellen der Analogeinheit in einen Einpunkt-Kalibrierungsmodus (Schritt S1).
Als Nächstes stellt der Nutzer den digitalen Ausgabewert Do der Analogeinheit ein, der mit dem analogen Eingabewert Sa zusammenhängt (Schritt S2). Als ein Beispiel kann der Nutzer den digitalen Ausgabewert Do bei 2000 einstellen, was innerhalb eines Skalierungsbereichs von 0 bis 4000 ist.
Als Nächstes stellt der Nutzer den analogen Eingabewert Sa der Analogeinheit ein (Schritt S3). Der analoge Eingabewert Sa kann ein Wert sein, der von verschiedenen Sensoren, wie zum Beispiel ein Temperatursensor, erhalten wird. Ferner kann der analoge Eingabewert Sa als eine Spannung oder ein Strom dargestellt werden.
Der Nutzer benachrichtigt danach die Analogeinheit, dass die Einstellung für die Einpunkt-Kalibrierung abgeschlossen ist (Schritt S4).
Beim Verweis auf den Betriebs-Offsetwert Fo und den Betriebsverstärkungswert Fg, die in dem permanenten Speicher 14 gespeichert sind, berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 15 als Nächstes den Nutzer-Offsetwert Do und den Nutzerverstärkungswert Ug auf der Grundlage des analogen Eingabewerts Sa und des digitalen Ausgabewerts Do, der durch den Nutzer eingestellt ist (Schritt S5).
Das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 15 speichert danach den Nutzer-Offsetwert Do und den Nutzerverstärkungswert Ug in dem permanenten Speicher (Schritt S6).
Als Nächstes benachrichtigt die Analogeinheit den Nutzer, dass die Einstellung des Nutzer-Offsetwerts Uo und des Nutzerverstärkungswerts Ug abgeschlossen ist (Schritt S7).
Der Nutzer bestätigt danach, dass die Einstellung des Nutzer-Offsetwerts Uo und des Nutzerverstärkungswerts Ug abgeschlossen ist. Dann weist der Nutzer die Analogeinheit an, eine Einstellung an einem anderen Kanal durchzuführen (Schritt S8).
Zweite Ausführungsform
3 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer zweiten Ausführungsform, implementiert in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt, wird angenommen, dass die Ausgabecharakteristik eines ADC-Codes Cd durch eine Kurve dargestellt ist.
Ein ADC-Code Dmin, der als Antwort auf die Anwendung einer Offsetspannung Vmin an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als ein Betriebs-Offsetwert Fo gemessen, und ein ADC-Code Dmax, der als Antwort auf die Anwendung einer Verstärkungsspannung Vmax an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als ein Betriebsverstärkungswert Fg in einem Herstellungsbetrieb der A/D-Wandlereinheit 11 gemessen.
Ferner wird ein ADC-Code Dc, der als Antwort auf die Anwendung einer Eingabespannung Vc an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, als ein durch einen Nutzer gemessenen Wert u_P1 gemessen, an einem Ort, an dem die A/D-Wandlereinheit 11 verwendete wird, und wird dann in dem temporären Speicher 16 der 1 gespeichert.
Nachdem der durch den Nutzer gemessene Wert u_P1 in dem temporären Speicher 16 gespeichert ist, berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 15 eine gerade Linie L2, entlang derer eine Quadratsumme der Residuen zwischen jedem des Betriebs-Offsetwerts Fo und des Betriebsverstärkungswerts Fg und dem durch den Nutzer gemessenen Wert u_P1 minimiert wird. Als Nächstes werden der Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug auf der geraden Linie L2 spezifiziert und dann in dem permanenten Speicher 14 gespeichert.
Ein Fehlerbereich kann somit im gesamten Bereich gleich gemacht werden, indem ein durch den Nutzer gemessener Wert u_P1 an dem Ort, an dem die A/D-Wandlereinheit 11 verwendet wird, gemessen wird. Linearitätsstandards der A/D-Wandlereinheit 11 können als Ergebnis gelockert werden, während ein Anwachsen manueller Stunden verhindert werden kann, die für die Messung erforderlich sind.
Dritte Ausführungsform
4 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer dritten Ausführungsform, implementiert in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 gezeigt, wird angenommen, dass die Ausgabecharakteristik eines ADC-Codes Cd durch eine Kurve dargestellt wird.
Ein ADC-Code Dmin, der als Antwort auf die Anwendung einer Offsetspannung Vmin an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als ein Betriebs-Offsetwert Fo gemessen, und ein ADC-Code Dmax, der als Antwort auf die Anwendung einer Verstärkerspannung Vmax an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird in einem Herstellungsbetrieb der A/D-Wandlereinheit 11 als ein Betriebsverstärkungswert Fg gemessen.
Ferner wird ein ADC-Code Dc, der als Antwort auf die Anwendung einer Eingabespannung Vc an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, gemessen, als ein durch den Nutzer gemessener Wert u_P1 an einem Ort, an dem die A/D-Wandlereinheit 11 verwendet wird, und wird dann in dem temporären Speicher 16 der 1 gespeichert.
Nachdem der durch den Nutzer gemessene Wert u_P1 in dem temporären Speicher 16 gespeichert ist, berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 15 eine gerade Linie L1, die durch den Betriebs-Offsetwert Fo und den Betriebsverstärkungswert Fg geht.
Nach der Berechnung der geraden Linie L1, die durch den Betriebs-Offsetwert Fo und den Betriebsverstärkungswert Fg geht, berechnet die Nutzer-Einstellwert-Berechnungseinheit 15 eine gerade Linie L3, die parallel zu der geraden Linie L1 ist und durch den durch den Nutzer gemessenen Wert u_P1 geht. Als Nächstes werden der Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug auf der geraden Linie L3 spezifiziert, und dann in dem permanenten Speicher 14 gespeichert.
Der durch den Nutzer gemessene Wert u_P1 kann somit gleich dem digitalen Ausgabewert Do gemacht werden, durch Messen eines durch den Nutzer gemessenen Werts u_P1 an dem Ort, an dem die A/D-Wandlereinheit 11 verwendet wird. Als Ergebnis kann die Wandlergenauigkeit in einem Bereich vergrößert werden, der durch einen Nutzer spezifiziert wird, und in der Nähe davon, während das Anwachsen manueller Stunden verhindert wird, die für die Messung erforderlich sind.
Vierte Ausführungsform
5 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer vierten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine A/D-Wandlereinheit 21, die in 5 gezeigt ist, umfasst einen permanenten Speicher 24, ein Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25 und einen temporären Speicher 26 anstelle des permanenten Speichers 14, des Nutzer-Einstellwert-Berechnungselements 15 und des temporären Speichers 16 der 1.
Der permanente Speicher 24 kann zwei Betriebseinstellungswerte und zwei Nutzereinstellungswerte für jeden der Nutzerbereiche R1 bis Rm speichern. Die zwei Betriebseinstellwerte, die angegebenen werden, können einen Betriebs-Offsetwert Fo und einen Betriebsverstärkungswert Fg umfassen. Die zwei Nutzereinstellwerte, die angegeben werden, können einen Nutzer-Offsetwert Uo und einen Nutzerverstärkungswert Ug umfassen.
Das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25 kann den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug berechnen, auf der Grundlage von drei oder mehr durch den Nutzer gemessenen Werten u_P1 bis u_Pn, und des Betriebs-Offsetwerts Fo und des Betriebsverstärkungswerts Fg, und den berechneten Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug in dem permanenten Speicher 24 speichern. Die durch den Nutzer gemessenen Werte u_P1 bis u_Pn können an einem Ort gemessen werden, an dem ein Nutzer die A/D-Wandlereinheit 21 verwendet. Die durch den Nutzer gemessenen Werte u_P1 bis u_Pn können eine Beziehung zwischen einem analogen Eingabewert Sa und einem ADC-Code Cd darstellen (und zwar einen digitalen Ausgabewert Do vor der Kalibrierung).
Der temporäre Speicher 26 kann die drei oder mehr durch den Nutzer gemessenen Werte u_P1 bis u_Pn speichern, die an dem Ort gemessen werden, an dem der Nutzer die A/D-Wandlereinheit 21 verwendet.
Der ADC-Code Cd, der als Antwort auf die Eingabe des analogen Eingabewerts Sa in die A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als Nächstes an dem Ort gemessen, an dem die A/D-Wandlereinheit 21 verwendet wird. Dann werden die durch den Nutzer gemessenen Werte u_P1 bis u_Pn gemessen und in dem temporären Speicher 26 gespeichert.
Nachdem die durch den Nutzer gemessenen Werte u_P1 bis u_Pn in dem temporären Speicher 26 gespeichert sind, berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25 den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug auf der Grundlage der durch den Nutzer gemessenen Werte u_P1 bis u_Pn, des Betriebs-Offsetwerts Fo und des Betriebsverstärkungswerts Fg. Der berechnete Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug werden in dem permanenten Speicher 24 gespeichert.
Der analoge Eingabewert Sa, der an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird in den ADC-Code Cd gewandelt, und dann an das Skalierungselement 13 gegeben. Nachdem der ADC-Code Cd an das Skalierungselement 13 gegeben wird, wird der ADC-Code Cd auf den digitalen Ausgabewert Do skaliert, durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug, die in dem permanenten Speicher 24 gespeichert sind.
Die A/D-Wandlereinheit 21 kann somit an dem Ort kalibriert werden, an dem die A/D-Wandlereinheit 11 verwendet wird, durch Messen der drei oder mehr durch den Nutzer gemessenen Werte u_P1 bis u_Pn. Dies kann Ungleichheiten in der Kalibrierungsgenauigkeit reduzieren, selbst dann, wenn der analoge Eingabewert Sa und der ADC-Code Cd nicht linear miteinander korreliert sind.
Fünfte Ausführungsform
6 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer fünften Ausführungsform, implementier in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 6 gezeigt wird angenommen, dass die Ausgabecharakteristik eines ADC-Codes Cd durch eine Kurve dargestellt wird.
Ein ADC-Code Dmin, der als Antwort auf die Anwendung einer Offsetspannung Vmin an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als der Betriebs-Offsetwert Fo gemessen, und ein ADC-Code Dmax, der als Antwort auf die Anwendung einer Verstärkerspannung Vmax an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als der Betriebsverstärkungswert Fg in einem Herstellungsbetrieb der A/D-Wandlereinheit 21 gemessen.
Ferner wird ein ADC-Code Dc1, der als Antwort auf die Anwendung einer Eingabespannung Vc1 in die A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, als ein durch den Nutzer gemessener Wert u_P3 an einem Ort gemessen, an dem die A/D-Wandlereinheit 21 verwendet wird, und wird dann in dem temporären Speicher 26 der 5 gespeichert. Ein ADC-Code Dc2, der als Antwort auf die Anwendung einer Eingabespannung Vc2 in die A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird auch als ein durch den Nutzer gemessener Wert u_P4 an dem Ort gemessen, an dem die A/D-Wandlereinheit 21 verwendet wird, und wird dann in dem temporären Speicher 26 der 5 gespeichert. Ein ADC-Code Dc3, der als Antwort auf die Anwendung einer Eingabespannung Vc3 in die A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird auch als ein durch den Nutzer gemessener Wert u_P5 an dem Ort gemessen, an dem die A/D-Wandlereinheit 21 verwendet wird, und wird dann in dem temporären Speicher 26 der 5 gespeichert.
Nachdem die durch den Nutzer gemessenen Werte u_P3 bis u_P5 in dem temporären Speicher 26 gespeichert sind, berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25 eine gerade Linie L4, entlang der eine Summe der quadrierten Residuen zwischen jedem von dem Betriebs-Offsetwert Fo und dem Betriebsverstärkungswert Fg und jedem der durch den Nutzer gemessenen Werte u_P3 bis u_P5 minimiert wird. Als Nächstes werden der Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug auf der geraden Linie L4 spezifiziert und dann in dem permanenten Speicher 24 gespeichert.
Ein Fehlerbereich kann somit über den Bereich klein gemacht werden, durch Messen von drei oder mehr durch den Nutzer gemessenen Werten u_P3 bis u_P5 an dem Ort, an dem die A/D-Wandlereinheit 21 verwendet wird. Als Ergebnis kann die Wandlergenauigkeit über Bereich der A/D-Wandlereinheit 21 auf einem konstanten Niveau gehalten werden, selbst dann, wenn ein analoger Eingabewert Sa und der ADC-Code Cd nicht linear miteinander korreliert sind.
Das Beispiel der 6 beschreibt ein Verfahren zum Erhalten der geraden Linie L4, entlang der eine Summe der quadrierten Residuen zwischen jedem von dem Betriebs-Offsetwert Fo und dem Betriebsverstärkungswert Fg und von jeden der drei durch den Nutzer gemessenen Werte u_P3 bis u_P5 minimiert ist. Eine gerade Linie, die erhalten werden soll, kann unterdessen eine gerade Linie sein, die eine Summe der quadrierten Residuen zwischen jedem von dem Betriebs-Offsetwert Fo und dem Betriebsverstärkungswert Fg und jedem der vier oder mehr durch den Nutzer gemessenen Werte minimiert.
Sechste Ausführungsform
7 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer sechsten Ausführungsform, implementiert in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 7 gezeigt, wird angenommen, dass die Ausgabecharakteristik eines ADC-Codes Cd durch eine Kurve dargestellt wird.
Ein ADC-Code Dmin, der als Antwort auf die Anwendung einer Offsetspannung Vmin an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als ein Betriebs-Offsetwert Fo gemessen, und ein ADC-Code Dmax, der als Antwort auf die Anwendung einer Verstärkungsspannung Vmax an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als ein Betriebsverstärkungswert Fg in einem Herstellungsbetrieb der A/D-Wandlereinheit 21 gemessen.
Ein ADC-Code Dc6, der als Antwort auf die Anwendung einer Eingabespannung Vc6 an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als ein durch einen Nutzer gemessenen Wert u_P6 an einem Ort gemessen, an dem die A/D-Wandlereinheit 21 verwendet wird, und wird dann in dem temporären Speicher 26 der 5 gespeichert. Ein ADC-Code Dc7, der als Antwort auf die Anwendung einer Eingabespannung Vc7 an der A/D-Wandlerschaltung 12 vorliegt, wird als ein durch einen Nutzer gemessenen Wert u_P7 an dem Ort gemessen, an dem die A/D-Wandlereinheit 21 verwendet wird, und wird dann in dem temporären Speicher 26 der 5 gespeichert.
Nachdem die durch den Nutzer gemessenen Werte u_P6 und u_P7 in dem temporären Speicher 26 gespeichert sind, berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25 eine gerade Linie L1, die durch den Betriebs-Offsetwert Fo und den Betriebsverstärkungswert Fg geht. Nach der Berechnung der geraden Linie L1, die durch den Betriebs-Offsetwert Fo und den Betriebsverstärkungswert Fg geht, berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25 eine gerade Linie L6, die parallel zu der geraden Linie L1 ist, und durch den durch den Nutzer gemessenen Wert u_P6 geht. zur gleichen Zeit berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25 auch eine gerade Linie L7, die parallel zu der geraden Linie L1 ist, und durch den durch den Nutzer gemessenen Wert u_P7 geht. Als Nächstes werden ein Nutzer-Offsetwert Uo und ein Nutzerverstärkungswert Ug auf den geraden Linien L6 und L7 spezifiziert, und werden dann in dem permanenten Speicher 24 gespeichert.
Das Skalierungselement 13 der 5 kann eine Auswahl durchführen, gemäß einem analogen Eingabewert Sa zwischen den geraden Linien L6 und L7, auf denen der Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug spezifiziert sind, und die ausgewählte gerade Linien zur Kalibrierung verwenden.
Die durch den Nutzer gemessenen Werte u_P6 und u_P7 können somit gleich zu einem digitalen Ausgabewert Do gemacht werden, so dass eine Wandlungsgenauigkeit erhöht werden kann, in einem Bereich, der durch einen Nutzer spezifiziert wird, und in der Umgebung davon.
Das Beispiel der 7 beschreibt das Verfahren zum Erhalten der geraden Linien L6 und L7, die durch die durch den Nutzer gemessenen Werte u_P6 und u_P7 gehen, zum Auswählen von einer der geraden Linie L6 und L7 gemäß dem analogen Eingabewert Sa, und zum Verwenden der ausgewählten geraden Linie zur Kalibrierung. Unterdessen können gerade Linien erhalten werden, die durch andere als die drei oder mehr durch den Nutzer gemessenen Werte gehen. In diesem Fall kann eine Auswahl gemäß dem analogen Eingabewert Sa von diesen geraden Linien erfolgen, und die ausgewählte gerade Linie kann zur Kalibrierung verwendet werden.
Siebente Ausführungsform
8 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer siebenten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine A/D-Wandlereinheit 31, die in 8 gezeigt ist, umfasst eine Vielzahl von Nutzer-Einstellwert-Berechnungselementen 25a–25c anstelle des Nutzer-Einstellwert-Berechnungselements 25 der 5. Zur gleichen Zeit speichert der permanente Speicher 24 zusätzlich einen Parameter Pa.
Die Nutzer-Einstellwert-Berechnungselemente 25a–25c können einen Nutzer-Offsetwert Uo und einen Nutzerverstärkungswert Ug auf der Grundlage von einem oder mehreren durch einen Nutzer gemessenen Werte u_P1 bis u_Pn, einem Betriebs-Offsetwert Fo und einem Betriebsverstärkungswert Fg berechnen, in dem unterschiedliche Arten der Berechnung eingesetzt werden. Das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25a kann zum Beispiel den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug durch Verwenden des Verfahrens berechnen, das in 3 erläutert wurde. Das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25b kann ferner den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug durch Verwenden des Verfahrens berechnen, das in 6 erläutert wurde. Das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25c kann des weiteren den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug durch Verwenden des Verfahrens berechnen, das in 7 erläutert wurde.
Der Parameter Pa kann das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25a, 25b oder 25c bestimmen, um den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug zu berechnen.
Nachdem das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25a, 25b oder 25c durch den Parameter Pa bestimmt ist, berechnet das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement 25a, 25b oder 25c den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug, und speichert den berechneten Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug in dem permanenten Speicher 24.
Wie oben beschrieben, kann die Einstellung des Parameters Pa die manuellen Stunden reduzieren, die zur Messung erforderlich sind, einen Fehlerbereich über den Bereich gleich machen, und eine Wandlergenauigkeit in einem Bereich vergrößern, der durch einen Nutzer spezifiziert ist, und in der Umgebung davon. Die Verwendung kann somit auf verschiedene Weisen geändert werden, gemäß den Bedingungen eines Ortes der Verwendung.
Achte Ausführungsform
9 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer achten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine A/D-Wandlereinheit 31, die in 9 gezeigt ist, umfasst einen permanenten Speicher 34, ein Einstellwert-Linearinterpolationselement 35 und einen Taktgeber 36 anstelle des permanenten Speichers 14, des Nutzer-Einstellwert-Berechnungselements 15 und des temporären Speichers 16 der 1.
Der permanente Speicher 34 kann zwei Betriebseinstellwerte und zwei Nutzereinstellwerte in einem Speicherbereich R11 speichern. Die zwei Betriebseinstellwerte, die in dem Speicherbereich R11 gespeichert sind, die vergeben werden, können einen Betriebs-Offsetwert Fo und einen Betriebsverstärkungswert Fg umfassen. Die zwei Nutzereinstellwerte, die in dem Speicherbereich R11 gespeichert sind, die zu vergeben sind, können einen Nutzer-Offsetwert Uo und einen Nutzerverstärkungswert Ug umfassen. Der Nutzer-Offsetwert Uo kann ein ADC-Code sein, der als Antwort auf die Anwendung einer Offsetspannung an der A/D-Wandlerschaltung 12 an einem Ort der Verwendung ausgeben wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in einem stationären Zustand ist. Der Nutzerverstärkungswert Ug kann ein ADC-Code sein, der als Antwort auf die Anwendung einer Verstärkerspannung an der A/D-Wandlerschaltung 12 an dem Ort der Verwendung ausgegeben wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist.
Der permanente Speicher 34 kann zwei Nutzereinstellwerte in einem Speicherbereich R12 speichern. Die zwei Nutzereinstellwerte, die in dem Speicherbereich R12 gespeichert sind, die zu vergeben sind, können einen Nutzer-Offsetwert Uo' und einen Nutzerverstärkungswert Ug' umfassen. Der Nutzer-Offsetwert Uo' kann ein ADC-Code sein, der als Antwort auf die Anwendung einer Offsetspannung an der A/D-Wandlerschaltung 12 an dem Ort der Verwendung ausgegeben wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in einem Anfangszustand ist. Der Nutzerverstärkungswert Ug' kann ein ADC-Code sein, der als Antwort auf die Anwendung einer Verstärkerspannung an der A/D-Wandlerschaltung 12 an dem Ort der Verwendung ausgegeben wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem Anfangszustand ist.
Der Anfangszustand der Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 kann einen Zustand umfassen, unmittelbar nachdem die A/D-Wandlereinheit 31 angeschaltet wird.
Das Einstellwert-Linearinterpolationselement 35 kann einen Nutzereinstellwert interpolieren, der in einer Periode angewendet wird, in der sich die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 von dem Anfangszustand zu dem stationären Zustand ändert, auf der Grundlage einer abgelaufenen Zeit, die durch den Taktgeber 36 gemessen wird. Das Einstellwert-Linearinterpolationselement 35 umfasst ein Offsetwert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35a und ein Verstärkungswert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35b. Das Offsetwert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35a kann einen Nutzer-Offsetwert Uo'' zwischen den Nutzer-Offsetwerten Uo und Uo' linear interpolieren, auf Grundlage einer abgelaufenen Zeit, die durch den Taktgeber 36 gemessen wird. Das Verstärkungswert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35b kann einen Nutzerverstärkungswert Ug'' zwischen den Nutzerverstärkungswerten Ug und Ug' linear interpolieren, auf der Grundlage einer abgelaufenen Zeit, die durch den Taktgeber 36 gemessen wird.
Der Taktgeber 36 kann eine abgelaufene Zeit messen, nachdem die A/D-Wandlereinheit 31 angeschaltet wird. Das Skalierungselement 13, der permanente Speicher 34, das Einstellwert-Linearinterpolationselement 35 und der Taktgeber 36 können durch einen Mikrocomputer realisiert werden.
Wenn die A/D-Wandlereinheit 31 zu einem Zeitpunkt T1 angeschaltet wird, wird der analoge Eingabewert Sa in der A/D-Wandlerschaltung 12 in einen ADC-Code Cd gewandelt, und wird dann an das Skalierungselement 13 gegeben. Zur gleichen Zeit startet der Taktgeber 36 die Zeitmessung. Der Nutzer-Offsetwert Uo' wird über das Offsetwert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35a an das Skalierungselement 13 gegeben, und der Nutzerverstärkungswert Ug' wird über das Verstärkungswert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35b zum Zeitpunkt T1 an das Skalierungselement 13 gegeben.
Nachdem der ADC-Code Cd zum Zeitpunkt T1 an das Skalierungselement 13 gegeben wird, wird der ADC-Code Cd zu einem digitalen Ausgabewert Do skaliert, durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo' und den Nutzerverstärkungswert Ug'.
Während die Zeitmessung durch den Taktgeber 36 fortgesetzt wird, führt das Offsetwert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35a eine lineare Interpolation des Nutzer-Offsetwerts Uo'' zwischen dem Nutzer-Offsetwert Uo und Uo' durch auf der Grundlage der abgelaufenen Zeit, die durch den Taktgeber 36 zu einer Zeit T2 gemessen wird. Zur gleichen Zeit führt das Verstärkungswert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35b eine lineare Interpolation des Nutzerverstärkungswerts Ug'' zwischen den Nutzerverstärkungswerten Ug und Ug' durch, auf der Grundlage der abgelaufenen Zeit, die zum Zeitpunkt T2 durch den Taktgeber gemessen wird. Der Nutzer-Offsetwert Uo'' und der Nutzerverstärkungswert Ug'' werden dann an das Skalierungselement 13 gegeben.
Nachdem der ADC-Code Cd zum Zeitpunkt T2 an das Skalierungselement 13 gegeben wird, wird der ADC-Code Cd zu dem digitalen Ausgabewert Do skaliert durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo'' und den Nutzerverstärkungswert Ug''.
Wenn zu einem Zeitpunkt T3 bestimmt wird, dass die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist, auf Grundlage der durch den Taktgeber 36 abgelaufenen Zeit, wird der Nutzer-Offsetwert Uo über das Offsetwert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35a and as Skalierungselement 13 gegeben. Zur gleichen Zeit wird der Nutzerverstärkungswert Ug über das Verstärkungswert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35b an das Skalierungselement 13 gegeben.
Wenn der ADC-Code Cd zum Zeitpunkt T3 an das Skalierungselement 13 gegeben wird, wird der ADC-Code Cd auf den digitalen Ausgabewert Do skaliert, durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug.
Der digitale Ausgabewert Do kann entsprechend korrigiert werden, als Antwort auf eine Temperaturdrift, ohne dass die Hinzufügung eines Komponentenelements involviert ist, wenn das Skalierungselement 13 der permanente Speicher 34, das Einstellwert-Linearinterpolationselement 35 und der Taktgeber 36 durch einen Mikroprozessor realisiert sind. Dies kann die A/D-Wandlergenauigkeit der A/D-Wandlereinheit 31 verbessern, während eine Erhöhung der Kosten der A/D-Wandlereinheit 31 vermieden wird.
10 zeigt ein Verfahren zum Korrigieren einer Temperaturdrift, implementiert in der Analogeinheit der 9. Wie in 10 gezeigt, wird angenommen, dass eine gerade Linie L11 durch einen Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug geht, und eine gerade Linie L12 durch den Nutzer-Offsetwert Uo' und den Nutzerverstärkungswert Ug' geht. Es wird ferner angenommen, dass die A/D-Wandlereinheit 31 zu dem Zeitpunkt T1 angeschaltet wird. Nachdem in diesem Fall ein ADC-Code Uc' zum Zeitpunkt T1 an das Skalierungselement 13 gegeben wird, als Antwort auf eine Eingabespannung Vc, wird der ADC-Code Uc' skaliert, durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo' und den Nutzerverstärkungswert Ug'.
Nachdem ein ADC-Code Uc'' zum Zeitpunkt T2 an das Skalierungselement 13 gegeben wird, als Antwort auf die Eingabespannung Vc, wird der Nutzer-Offsetwert Uo'' zwischen den Nutzer-Offsetwerten Uo und Uo' linear interpoliert, auf Grundlage der abgelaufenen Zeit, die durch den Taktgeber 36 gemessen wird. Zur gleichen Zeit wird der Nutzerverstärkungswert Ug'' zwischen den Nutzerverstärkungswerten Ug und Ug' linear interpoliert. Als Ergebnis wird eine gerade Linie L13 zwischen den geraden Linien L11 und L12 erhalten.
Als Nächstes verweist das Skalierungselement 13 auf den Nutzer-Offsetwert Uo'' und den Nutzer-Verstärkungswert Ug'', wobei dadurch der ADC-Code Uc'' skaliert wird.
Nachdem ein ADC-Code Uc zum Zeitpunkt T3 an das Skalierungselement 13 gegeben wird, als Antwort auf die Eingabespannung Vc, wird der ADC-Code Uc skaliert, durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug.
Neunte Ausführungsform
11 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer neunten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine A/D-Wandlereinheit 41, die in 11 gezeigt ist, umfasst einen permanenten Speicher 44 anstelle des permanenten Speichers 34 der 9. Zur gleichen Zeit speichert der permanenten Speicher 44 zusätzlich einen Taktgebereinstellwert Pb.
Der Taktgebereinstellwert Pb kann eine Zeit spezifizieren, ab der die A/D-Wandlereinheit 41 angeschaltet wird bis die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in einem stationären Zustand ist.
Nachdem die Zeit, bis die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist, als der Taktgebereinstellwert Pb spezifiziert ist, wird bestimmt, ob die durch den Taktgeber 36 gemessene Zeit den Taktgebereinstellwert Pb erreicht. Zu dem Zeitpunkt, wenn die durch den Taktgeber 36 gemessene Zeit den Taktgebereinstellewert Pb erreicht, führt das Offsetwert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35a eine lineare Interpolation eines Nutzer-Offsetwerts Uo'' zwischen den Nutzer-Offsetwerten Uo und Uo' durch, auf der Grundlage der durch den Taktgeber 36 gemessenen abgelaufenen Zeit. Zur gleichen Zeit wird das Verstärkungswert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35b eine lineare Interpolation eines Nutzer-Verstärkungswerts Ug'' zwischen Nutzerverstärkungswerten Ug und Ug' durch, auf Grundlage der durch den Taktgeber 36 gemessenen abgelaufenen Zeit. Der Nutzer-Offsetwert Uo'' und der Nutzerverstärkungswert Ug'' werden dann an das Skalierungselement 13 gegeben.
Wenn die Zeit, die durch den Taktgeber 36 gemessen wird, den Taktgebereinstellwert Pb erreicht, wird der Nutzer-Offsetwert Uo über das Offsetwert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35a an das Skalierungselement 13 gegeben, und der Nutzerverstärkungswert Ug wird über das Verstärkungswert-Linearinterpolationswert-Berechnungselement 35b an das Skalierungselement 13 gegeben.
Selbst dann, wenn eine Zeit, ab der die A/D-Wandlereinheit 41 angeschaltet ist bis die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist, in Abhängigkeit der Verwendungsumgebung variiert, kann somit eine Bestimmung akkurat durchgeführt werden, ob die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist. Als ein Ergebnis kann die Korrekturgenauigkeit als Antwort auf eine Temperaturdrift verbessert werden.
Zehnte Ausführungsform
12 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer zehnten Ausführungsform, angewendet für die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine in 12 gezeigte A/D-Wandlereinheit 51 umfasst ein Einstellwert-Auswahlelement 55 anstelle des Einstellwert-Linearinterpolationselements 35 der 9.
Das Einstellwert-Auswahlelement 55 kann einen Nutzereinstellwert auswählen, der angewendet wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in einem stationären Zustand ist, oder einen Nutzer-Einstellwert, der angewendet wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in einem Anfangszustand ist, auf Grundlage der durch den Taktgeber 36 gemessenen abgelaufenen Zeit. Das Einstellwert-Auswahlelement 55 umfasst ein Offsetwert-Auswahlelement 55a und ein Verstärkungswert-Auswahlelement 55b. Das Offsetwert-Auswahlelement 55a kann einen Nutzer-Offsetwert Uo auswählen, der angewendet wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung in dem stationären Zustand ist, oder einen Nutzer-Offsetwert Uo', der angewendet wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem Anfangszustand ist, auf Grundlage der durch den Taktgeber 36 gemessenen Zeit. Das Verstärkungswert-Auswahlelement 55b kann einen Nutzerverstärkungswert Ug auswählen, der angewendet wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist, oder einen Nutzerverstärkungswert Ug', der angewendet wird, wenn die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem Anfangszustand ist, auf der Grundlage der durch den Taktgeber 36 gemessenen abgelaufenen Zeit.
Wenn die A/D-Wandlereinheit 51 zu einem Zeitpunkt T11 angeschaltet wird, wird ein analoger Eingabewert Sa in der A/D-Wandlerschaltung 12 in einen ADC-Code Cd gewandelt und wird dann an das Skalierungselement 13 gegeben. Zur gleichen Zeit startet der Taktgeber 36 die Zeitmessung. Zu diesem Zeitpunkt wird bestimmt, dass die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist, und das Offsetwert-Auswahlelement 55a wählt einen Nutzer-Offsetwert Uo' aus, und gibt Nutzer-Offsetwert Uo' an das Skalierungselement 13. Zur gleichen Zeit wählt das Verstärkungswert-Auswahlelement 55b einen Nutzerverstärkungswert Ug', und gibt den Nutzerverstärkungswert Ug' an das Skalierungselement 13.
Zu diesem Zeitpunkt wird bestimmt, dass die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung in dem stationären Zustand ist, der ADC-Code Cd wird an das Skalierungselement 13 gegeben, um zu einem digitalen Ausgabewert Do skaliert zu werden durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo' und den Nutzerverstärkungswert Ug'.
Wenn zu einem Zeitpunkt T12 bestimmt wird, dass die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist, auf Grundlage einer durch den Taktgeber 36 gemessenen abgelaufenen zeit, wählt das Offsetwert-Auswahlelement 55a den Nutzer-Offsetwert Uo, und gibt den Nutzer-Offsetwert Uo an das Skalierungselement 13. Zur gleichen Zeit wählt das Verstärkungswert-Auswahlelement 55b den Nutzerverstärkungswert Ug aus, und gibt den Nutzerverstärkungswert Ug an das Skalierungselement 13.
Nachdem bestimmt ist, dass die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist, wird der ADC-Code Cd an das Skalierungselement 13 gegeben, um auf dem digitalen Ausgabewert Do skaliert zu werden, durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug.
Entsprechend kann der digitale Ausgabewert Do korrigiert werden, als Antwort auf eine Temperaturdrift, ohne dass eine Hinzufügung eines Komponentenelements involviert ist, wenn das Skalierungselement 13, der permanente Speicher 34, das Einstellewert-Auswahlelement 55 und der Taktgeber 36 durch einen Mikrocomputer realisiert sind. Dies kann die A/D-Wandlergenauigkeit der A/D-Wandlereinheit 51 verbessern, während eine Erhöhung der Kosten der A/D-Wandlereinheit 51 vermieden wird.
13 zeigt ein Verfahren zum Korrigieren einer Temperaturdrift, implementiert in der Analogeinheit der 12. Wie in 13 gezeigt, wird angenommen, dass eine gerade Linie L21 durch den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug geht, und eine gerade Linie L22 durch den Nutzer-Offsetwert Uo' und den Nutzerverstärkungswert Ug'. Ferner wird angenommen, dass die A/D-Wandlereinheit 51 zu dem Zeitpunkt T11 angeschaltet wird. Nachdem ein ADC-Code Uc' zum Zeitpunkt T11 an das Skalierungselement 13 gegeben wird, als Antwort auf eine Eingabespannung Vc, wird der ADC-Code Uc' skaliert, durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo' und den Nutzerverstärkungswert Ug'.
Nachdem ein ADC-Code Uc zum Zeitpunkt T12 an das Skalierungselement 13 gegeben wird, als Antwort auf die Eingabespannung Vc, wird der ADC-Code Uc skaliert durch Verweis auf den Nutzer-Offsetwert Uo und den Nutzerverstärkungswert Ug.
Wie in der in 11 gezeigten Ausführungsform kann der permanente Speicher 44 in der in 12 gezeigten A/D-Wandlereinheit 51 den Zeitgebereinstellwert Pb speichern, so dass die Zeit vom Anschalten der A/D-Wandlereinheit 51 bis die Temperatur der A/D-Wandlerschaltung 12 in dem stationären Zustand ist, spezifiziert werden kann.
Elfte Ausführungsform
14 ist ein Blockdiagramm der schematischen Konfiguration einer elften Ausführungsform, angewendet auf die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine in 14 gezeigte A/D-Wandlereinheit 61 umfasst ein Schaltelement 62 anstelle des Taktgebers 36 der 12.
Das Schaltelement 62 kann bewirken, dass das Offsetwert-Auswahlelement 55a einen Nutzer-Offsetwert Uo oder einen Nutzer-Offsetwert Uo' auswählt, als Antwort auf einen externen Auslöser (engl. Trigger). Zur gleichen Zeit kann das Schaltelement 62 auch bewirken, dass das Verstärkungswert-Auswahlelement 55b einen Nutzerverstärkungswert Ug oder einen Nutzerverstärkungswert Ug' als Antwort auf einen externen Auslöser (engl. Trigger) auswählt.
Wenn die A/D-Wandlereinheit 61 zu einem Zeitpunkt T21 angeschaltet wird, wird der analoge Eingabewert Sa in der A/D-Wandlerschaltung 12 in einen ADC-Code Cd gewandelt, und wird dann an das Skalierungselement 13 gegeben. Das Offsetwert-Auswahlelement 55a wählt dann den Nutzer-Offsetwert Uo' aus, und gibt den Nutzer-Offsetwert Uo' an das Skalierungselement 13. Zur gleichen Zeit wählt das Verstärkungswert-Auswahlelement 55b den Nutzerverstärkungswert Ug' aus, und gibt den Nutzerverstärkungswert Ug' an das Skalierungselement 13.
Wenn ein externer Auslöser zu einem Zeitpunkt T22 an das Schaltelement 62 gegeben wird, wählt das Offsetwert-Auswahlelement 55a den Nutzer-Offsetwert Uo und gibt den Nutzer-Offsetwert Uo an das Skalierungselement 13. Zur gleichen Zeit wählt das Verstärkungswert-Auswahlelement 55b den Nutzerverstärkungswert Ug und gibt den Nutzerverstärkungswert Ug an das Skalierungselement 13.
Selbst dann, wenn die A/D-Wandlereinheit 61 neu gestartet wird, während die Temperatur der A/D-Wandlereinheit 61 in einem stationären Zustand ist, kann der Nutzer-Offsetwert Uo und der Nutzerverstärkungswert Ug entsprechend an das Skalierungselement 13 gegeben werden, ohne dass ein Bedarf besteht, auf den Ablauf einer Zeit vom Anschalten der A/D-Wandlereinheit 61 zu warten. Als Ergebnis kann die Korrekturgenauigkeit als Antwort auf eine Temperaturdrift verbessert werden.
Zwölfte Ausführungsform
15 zeigt ein Verfahren zum Kalibrieren einer zwölften Ausführungsform, implementiert in der Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. An einem Ort, an dem der Nutzer die Analogeinheit verwendet (in diesem Beispiel, die D/A-Wandlereinheit), gibt der Nutzer wie in 15 gezeigt Anweisungen, um in einen Einpunkt-Kalibrierungsmodus der Analogeinheit zu gehen (Schritt S11).
Als Nächstes stellt der Nutzer einen digitalen Eingabewert der Analogeinheit ein, der mit einem analogen Ausgabewert zusammenhängt (Schritt S12). Beispielsweise kann der Nutzer den digitalen Eingabewert auf 2000 einstellen, was innerhalb eines Skalenbereiches von 0 bis 4000 liegt.
Als Nächstes stellt der Nutzer den analogen Ausgabewert der Analogeinheit ein (Schritt S13). Der analoge Ausgabewert kann ein Wert sein, der von verschiedenen Sensoren erhalten wird, wie zum Beispiel ein Temperatursensor. Der analoge Ausgabewert kann ferner als eine Spannung oder ein Strom dargestellt werden.
Der Nutzer benachrichtigt danach die Analogeinheit, dass die Einstellung für die Einpunkt-Kalibrierung beendet wurde (Schritt S14).
Beim Verweis auf einen Betriebs-Offsetwert und einen Betriebsverstärkungswert, die in einem permanenten Speicher gespeichert sind, berechnet die Analogeinheit als Nächstes einen Nutzer-Offsetwert und einen Nutzerverstärkungswert auf der Grundlage des analogen Ausgabewerts und des digitalen Eingabewerts, die durch den Nutzer eingestellt sind (Schritt S15).
Die Analogeinheit speichert danach den Nutzer-Offsetwert und den Nutzerverstärkungswert in dem permanenten Speicher (Schritt S16).
Als Nächstes benachrichtigt die Analogeinheit den Nutzer, dass die Einstellung des Nutzer-Offsetwerts und des Nutzerverstärkungswerts beendet wurde (Schritt S17).
Der Nutzer bestätigt danach, dass die Einstellung des Nutzer-Offsetwerts und des Nutzerverstärkungswerts beendet wurde. Der Nutzer weist dann die Analogeinheit an, die Einstellung an einem anderen Kanal durchzuführen (Schritt S18).
Selbst dann, wenn eine D/A-Wandlereinheit als Analogeinheit verwendet wird, kann die Wandlergenauigkeit der D/A-Wandlereinheit entsprechen und immer noch verbessert werden, während das Anwachsen manueller Stunden immer noch verhindert wird, die zur Messung erforderlich sind.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben erläutert, kann die Analogeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung das Anwachsen manueller Stunden verhindern, die zur Messung während der Kalibrierung erforderlich sind, selbst dann, wenn ein Analogsignal und ein ADC-Code miteinander nicht linear korreliert sind, und wird geeignet für ein Verfahren zum Kalibrieren eines Ausgabewerts der Analogeinheit angewendet.
Bezugszeichenliste

11, 21, 31, 41, 51, 61: A/D-Wandlereinheit
12: A/D-Wandlerschaltung
13: Skalierungselement
14, 24, 44: permanenter Speicher
15, 25, 25a–25c: Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement
16, 26: temporärer Speicher
35: Einstellwert-Linearinterpolationselement
35a: Offsetwert-Linearinterpolations-Berechnungselement
35b: Verstärkungswert-Linearinterpolations-wert-Berechnungselement
36: Taktgeber
55: Einstellwert-Auswahlelement
55a: Offsetwert-Auswahlelement
55b: Verstärkungswert-Auswahlelement
62: Schaltelement

Claims

Analogeinheit (11), umfassend: eine Wandlerschaltung (12) zum wandeln eines Eingabewerts in einen Ausgabewert; ein Speicherelement (14) zum Speichern zweier Betriebseinstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor einer Kalibrierung darstellen; und ein Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (15) zum Berechnen zweier Nutzer-Einstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert nach der Kalibrierung darstellen, auf der Grundlage von einem durch einen Nutzer gemessenen Wert, der die Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor der Kalibrierung darstellt, und der zwei Betriebseinstellwerte, wobei das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (15) die zwei Nutzer-Einstellwerte auf einer geraden Linie spezifiziert entlang der eine Summe der quadrierten Residuen zwischen jedem der zwei Betriebseinstellwerte und dem einen Nutzer-Messwert minimiert ist.
Analogeinheit (11), umfassend: eine Wandlerschaltung (12) zum Wandeln eines Eingabewerts in einen Ausgabewert; ein Speicherelement (14) zum Speichern zweier Betriebseinstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor einer Kalibrierung darstellen; und ein Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (15) zum Berechnen zweier Nutzer-Einstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert nach der Kalibrierung darstellen, auf der Grundlage von einem durch einen Nutzer gemessenen Wert, der die Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor der Kalibrierung darstellt, und der zwei Betriebseinstellwerte, wobei das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (15) die zwei Nutzer-Einstellwerte auf einer zweiten geraden Linie spezifiziert, die parallel zu einer ersten geraden Linie ist, die von den zwei Betriebseinstellwerten erhalten wird, wobei die zweite gerade Linie durch den einen Nutzer-Messwert geht.
Analogeinheit (21, 31), umfassend: eine Wandlerschaltung (12) zum Wandeln eines Eingabewerts in einen Ausgabewert; ein Speicherelement (24) zum Speichern zweier Betriebseinstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor einer Kalibrierung darstellen; und ein Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (25) zum Berechnen zweier Nutzer-Einstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert nach der Kalibrierung darstellen, auf der Grundlage von drei oder mehr Nutzer-Messwerten, die die Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor der Kalibrierung darstellen und den zwei Betriebseinstellwerten, wobei das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (25) die zwei Nutzer-Einstellwerte auf einer geraden Linie spezifiziert, entlang der eine Quadratsumme der Residuen zwischen jedem der zwei Betriebseinstellwerte und jedem der drei oder mehr Nutzer-Messwerte minimiert ist.
Analogeinheit (21, 31), umfassend: eine Wandlerschaltung (12) zum Wandeln eines Eingabewerts in einen Ausgabewert; ein Speicherelement (24) zum Speichern zweier Betriebseinstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor einer Kalibrierung darstellen; und ein Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (25) zum Berechnen zweier Nutzer-Einstellwerte, die eine Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert nach der Kalibrierung darstellen, auf der Grundlage von drei oder mehr Nutzer-Messwerten, die die Beziehung zwischen dem Eingabewert und dem Ausgabewert vor der Kalibrierung darstellen und den zwei Betriebseinstellwerten, wobei das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (25) die Nutzer-Einstellwerte auf einer zweiten geraden Linie spezifiziert, die durch einen ersten Nutzer-Messwert geht, und auf einer dritten geraden Linie, die durch einen zweiten Nutzermesswert geht, wobei die zweite und die dritte gerade Linie parallel zu einer ersten geraden Linie ist, die von den zwei Betriebseinstellwerten erhalten wird.
Analogeinheit (11, 21, 31) nach irgendeinem der Ansprüche 1–4, wobei das Nutzer-Einstellwert-Berechnungselement (15, 25) ein Verfahren zum Berechnen der Nutzer-Einstellwerte auswählt, das durch einen Parameter zugewiesen wird.