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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-19
(45)【発行日】2024-02-28
(54)【発明の名称】センサー装置及びセンサー装置の動作方法
(51)【国際特許分類】
G01D 18/00 20060101AFI20240220BHJP
H03K 7/08 20060101ALI20240220BHJP
H03M 1/82 20060101ALI20240220BHJP
H03F 3/217 20060101ALI20240220BHJP
【ＦＩ】
G01D18/00
H03K7/08 B
H03M1/82
H03F3/217 150
【請求項の数】
13
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020001969
(22)【出願日】2020-01-09
(65)【公開番号】P2020134514
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2022-09-05
(31)【優先権主張番号】19157089
(32)【優先日】2019-02-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】597035104
【氏名又は名称】エー・ウント・エー・エレクトロニック・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング
(74)【代理人】
【識別番号】100069556
【弁理士】
【氏名又は名称】江崎 光史
(74)【代理人】
【識別番号】100111486
【弁理士】
【氏名又は名称】鍛冶澤 實
(74)【代理人】
【識別番号】100191835
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 真介
(72)【発明者】
【氏名】アルビン・ハイダー
【審査官】平野 真樹
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０６０７４０８９（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平０６－２２９７７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１５３２３２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｄ １８／００－２１／０２
Ｇ０１Ｄ ３／００－３／１０
Ｇ０１Ｋ １／００－１９／００
Ｈ０３Ｋ ７／０８
Ｈ０３Ｍ １／８２
Ｈ０３Ｆ ３／２１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
センサー装置であって、変化する物理的な測定量（Ｔ，ｒＨ）を検出して、出力側にセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）を提供する少なくとも一つのセンサー（１１，１２）と、
このセンサー（１１，１２）から提供されるセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）をセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）に前処理し、測定量（Ｔ，ｒＨ）に応じたデューティー比（ｐ）によりこのセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）をパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）として更に処理するためのデジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）であって、そのために、デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）がセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）をパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）に変換するために用いる複数の装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存されているデジタル信号処理ユニットと、
このパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号（ＵＯＵＴ）に変換する増幅ユニット（２０）と、
を有する当該センサー装置において、
装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）として、少なくともデューティー比パラメータ最小限界値とデューティー比パラメータ最大限界値がメモリユニット（１４）に保存されている当該センサー装置。
【請求項2】
請求項１に記載のセンサー装置において、センサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）の測定値（ＭＶ＿ＮＯＷ）とパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）のデューティー比パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ）の間の線形的な関係を記述する、装置特有の変換規則がデジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存されているセンサー装置。
【請求項3】
請求項１に記載のセンサー装置において、更に、センサーの測定範囲の境界を画定する、センサー測定最小限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）とセンサー測定最大限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存されているセンサー装置。
【請求項4】
請求項１から３までのいずれか１つに記載のセンサー装置において、装置特有の変換規則として、次の関係式が、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋＰＷＭ＋ｄＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋＰＷＭ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄＰＷＭ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存されているセンサー装置。
【請求項5】
請求項１から４までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、前記の少なくとも一つのセンサー（１１，１２）、デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）及びメモリユニット（１４）が一緒に一つのＡＳＩＣ（１０）内に配置されるとともに、前記の増幅ユニット（２０）が、このＡＳＩＣ（１０）と別個に構成されているセンサー装置。
【請求項6】
請求項５に記載のセンサー装置において、前記のメモリユニット（１４）が不揮発性メモリユニットとして構成されているセンサー装置。
【請求項7】
請求項１から６までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、前記の増幅ユニット（２０）がローパスフィルターを備えた増幅回路として構成されているセンサー装置。
【請求項8】
請求項１から７までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、二つのセンサー（１１，１２）を備え、その中の第一のセンサー（１１）が温度センサーとして構成され、第二のセンサー（１２）が湿度センサーとして構成されているセンサー装置。
【請求項9】
センサー装置を測定動作と校正動作により動作させる方法であって、測定動作では、
少なくとも一つのセンサー（１１，１２）によって、変化する物理的な測定量（Ｔ，ｒＨ）を検出して、出力側にセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）を提供し、
デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）によって、センサー（１１，１２）から提供されるセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）をセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）に前処理して、このセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）を測定量（Ｔ，ｒＨ）に応じたデューティー比によりパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）に変換し、
増幅ユニット（２０）によって、このパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号（ＵＯＵＴ）に変換し、
測定動作に先行する校正動作では、
測定動作において信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）によりセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）をパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）に変換するために用いられる複数の装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存される当該方法において、
校正動作では、装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）として、少なくともデューティー比パラメータ最小限界値とデューティー比パラメータ最大限界値がメモリユニット（１４）に保存される当該方法。
【請求項10】
請求項９に記載の方法において、校正動作では、センサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）の測定値（ＭＶ＿ＮＯＷ）とパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）のデューティー比パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ）の間の線形的な関係を記述する、装置特有の変換規則がデジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存される方法。
【請求項11】
請求項９に記載の方法において、更に、センサーの測定範囲の境界を画定する、センサー測定最小限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）とセンサー測定最大限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存される方法。
【請求項12】
請求項９から１１までのいずれか一つに記載の方法において、装置特有の変換規則として、次の関係式が、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋＰＷＭ＋ｄＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋＰＷＭ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄＰＷＭ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存される方法。
【請求項13】
請求項９から１２までのいずれか一つに記載の方法において、前記の校正動作が、センサー装置の温度を変化させること無く実行される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、変化する物理的な測定量を検出するセンサー装置及びそのようなセンサー装置を動作させる方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、温度や湿度などの変化する物理的な測定量を検出するために、当該の測定量を信号処理ユニットによる好適な前処理及び後処理の後にパルス幅変調信号又はＰＷＭ信号として出力するセンサー装置が知られている。生成されたＰＷＭ信号には、検出した測定量が、ＰＷＭ信号のデューティー比ｐにより符号化された形で含まれる。その場合、デューティー比ｐとは、方形状のＰＷＭ信号における信号サイクルタイムｔｐ＝ｔＨ＋ｔＬに対するハイレベルの時間長ｔＨの比率であると理解される、即ち、ｐ＝ｔＨ／ｔｐであり、ここで、ｔＬは、ＰＷＭ信号におけるローレベルの時間長を表す。ＰＷＭ信号を更に処理するためには、通常、増幅ユニットによって、測定量に応じたデューティー比ｐを用いてＰＷＭ信号を復調して、増幅し、そのようにして、所定の電流範囲又は電圧範囲内のアナログ電流信号又はアナログ電圧信号に変換すると規定され、例えば、アナログ出力信号に関して、電流信号の場合には、４ｍＡ～２０ｍＡの電流範囲が一般的であり、或いは電圧信号の場合には、０Ｖ～１０Ｖの電圧範囲が一般的である。しかし、実際には、信号処理ユニットにも、増幅ユニットにも用いられる電子部品は、例えば、ＰＷＭ信号の変化する電圧、演算増幅器の変動するオフセット電圧又は増幅段の変化する抵抗公差として出現する可能性が有る偏差に晒されている。それは、測定量が同じにも関わらず、アナログ電流信号又はアナログ電圧信号の形でセンサー装置から出力される測定値がセンサー装置毎に許容できない形で変動し、それにより、所望の測定精度を妨げるとの結果を生じさせる。
【0003】
特許文献１により、温度測定の場合において、そのような問題を解決するために、測定動作に先行する設定モードにおいて、既知の基準温度で温度測定を実施することが知られている。その場合、複数の補正量を決定して、それらをメモリに保存している。そして、測定動作では、ＰＷＭ信号のパルス幅を温度に応じて補正するために、それらの補正量を用いている。そこで提案されている解決策では、ＰＷＭ信号の生成は、メモリから補正量を供給されるアナログ信号処理コンポーネントにより行われている。それには、保存されたデジタル補正量を好適なアナログ信号に変換するための負担のかかるＤ／Ａ変換器が必要である。ＰＷＭ信号の精度に対する要求が高くなるほど、その結果として、Ｄ／Ａ変換器の分解能に対する要求が高くなり、そのため、より高い分解能が所望された場合、回路技術的な負担が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】米国特許登録第７，７３１，４１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、検出した物理的な測定量に関するアナログ電流信号又はアナログ電圧信号の高精度で確実な出力を出来る限り小さい回路技術的な負担により実現可能とする、変化する物理的な測定量を検出するセンサー装置を実現することである。
【0006】
本発明の別の課題は、検出した物理的な測定量に関するアナログ電流信号又はアナログ電圧信号の高精度な出力を実現可能とする、変化する物理的な測定量を検出するセンサー装置を動作させる方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この課題は、本発明による請求項１の特徴を有するセンサー装置により解決される。
【0008】
この別の課題は、本発明による請求項１０の特徴を有する方法により解決される。
【0009】
本発明によるセンサー装置及び本発明による方法の有利な実施形態は、それぞれ従属請求項に記載された措置から明らかになる。
【0010】
本発明によるセンサー装置は、
変化する物理的な測定量を検出して、出力側にセンサー原信号を提供する少なくとも一つのセンサーと、
センサーから提供されるセンサー原信号をセンサー信号として前処理するためのデジタル信号処理ユニットであって、センサー信号を更に処理して、それにより、測定量に応じたデューティー比によりパルス幅変調された出力信号に変換し、そのために、センサー信号をパルス幅変調された出力信号に変換するために用いられる複数の装置特有の補正パラメータがメモリユニットに保存されているデジタル信号処理ユニットと、
このパルス幅変調された出力信号をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号に変換する増幅ユニットと、
を有する。
変化する物理的な測定量を検出して、出力側にセンサー原信号を提供する少なくとも一つのセンサーと、
センサーから提供されるセンサー原信号をセンサー信号として前処理するためのデジタル信号処理ユニットであって、センサー信号を更に処理して、それにより、測定量に応じたデューティー比によりパルス幅変調された出力信号に変換し、そのために、センサー信号をパルス幅変調された出力信号に変換するために用いられる複数の装置特有の補正パラメータがメモリユニットに保存されているデジタル信号処理ユニットと、
このパルス幅変調された出力信号をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号に変換する増幅ユニットと、
を有する。
【0011】
有利には、デジタル信号処理ユニットには、センサー信号の測定値とパルス幅変調された出力信号のデューティー比パラメータの間の線形的な関係を記述する、装置特有の変換規則が保存されている。
【0012】
この場合、装置特有の補正パラメータとして、少なくともデューティー比パラメータ最小限界値とデューティー比パラメータ最大限界値をメモリユニットに保存することができる。
【0013】
更に、センサー測定範囲の境界を画定するセンサー測定最小限界値とセンサー測定最大限界値をメモリユニットに追加して保存することが可能である。
【0014】
装置特有の変換規則として、次の関係式をデジタル信号処理ユニットに保存することができる。
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋＰＷＭ＋ｄＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋＰＷＭ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄＰＷＭ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋＰＷＭ＋ｄＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋＰＷＭ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄＰＷＭ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
【0015】
これらの少なくとも一つのセンサー、デジタル信号処理ユニット及びメモリユニットを一緒に一つのＡＳＩＣに配置するとともに、このＡＳＩＣと別個に増幅ユニットを構成すると規定することができる。
【0016】
この場合、メモリユニットは、不揮発性メモリユニットとして構成することができる。
【0017】
一つの実現可能な実施構成において、ローパスフィルターを備えた増幅回路として、増幅ユニットを構成することができる。
【0018】
有利には、二つのセンサーが配備されて、その中の第一のセンサーが温度センサーとして構成され、第二のセンサーが湿度センサーとして構成される。
【0019】
本発明による方法は、センサー装置を測定動作及び校正動作により動作させるとの役割を果たす。
【0020】
この場合、測定動作では、
少なくとも一つのセンサーによって、変化する物理的な測定量を検出して、出力側にセンサー原信号を提供し、
デジタル信号処理ユニットによって、センサーから提供されるセンサー原信号をセンサー信号として前処理して、センサー信号を測定量に応じたデューティー比によりパルス幅変調された出力信号に変換し、
増幅ユニットによって、パルス幅変調された出力信号をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号に変換する。
少なくとも一つのセンサーによって、変化する物理的な測定量を検出して、出力側にセンサー原信号を提供し、
デジタル信号処理ユニットによって、センサーから提供されるセンサー原信号をセンサー信号として前処理して、センサー信号を測定量に応じたデューティー比によりパルス幅変調された出力信号に変換し、
増幅ユニットによって、パルス幅変調された出力信号をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号に変換する。
【0021】
測定動作に先行する校正動作では、測定動作において信号処理ユニットによりセンサー信号をパルス幅変調された出力信号に変換するために用いられる複数の装置特有の補正パラメータがメモリユニットに保存される。
【0022】
有利には、校正動作では、センサー信号の測定値とパルス幅変調された出力信号のデューティー比パラメータの間の線形的な関係を記述する、装置特有の変換規則がデジタル信号処理ユニットに保存される。
【0023】
この場合、校正動作では、装置特有の補正パラメータとして、少なくともデューティー比パラメータ最小限界値とデューティー比パラメータ最大限界値をメモリユニットに保存することができる。
【0024】
更に、それに追加して、センサー測定範囲の境界を画定するセンサー測定最小限界値とセンサー測定最大限界値をメモリユニットに保存することが可能である。
【0025】
一つの実現可能な実施構成では、装置特有の変換規則として、次の関係式がデジタル信号処理ユニットに保存される。
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋＰＷＭ＋ｄＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサー信号の測定値
ｋＰＷＭ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄＰＷＭ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋＰＷＭ＋ｄＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサー信号の測定値
ｋＰＷＭ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄＰＷＭ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
【0026】
更に、センサー装置の温度を変更せずに校正動作を実施することが可能である。
【0027】
ここで、本発明による措置によって、アナログ電圧信号又はアナログ電流信号を出力する場合に、その時々の測定値の高精度な検出を保証することができる。それは、当該のセンサー装置の個々のコンポーネントが製造に起因する部品偏差を有する場合にも保証される。
【0028】
更に、本発明による措置は、出力側で高精度なアナログ電流信号又はアナログ電圧信号を提供するために必要な回路負担を大幅に軽減できることを可能にする。ここで規定されたＰＷＭ信号を生成するためのデジタル信号処理により、特に、例えば、Ｄ／Ａ変換器などの負担のかかるコンポーネントが不要となる。
【0029】
更に、ここで規定されたデジタル信号処理は、その時々の測定量とＰＷＭ信号のデューティー比の間の関係を極めて柔軟に設定することを可能にする。
【0030】
以下における本発明によるセンサー装置及び本発明による方法の図面と関連した記述により本発明の更なる詳細及び利点を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明によるセンサー装置の一つの実施例の極めて模式的なブロック接続図
【図2b】直線補間によるアナログ電圧信号へのＰＷＭ信号の変換に関する別の模式図
【図3】アナログ電圧信号へのＰＷＭ信号の変換に関する模式図
【発明を実施するための形態】
【0032】
本発明による変化する物理的な測定量を検出するセンサー装置の一つの実施例が、図１に極めて模式的なブロック接続図で図示されている。
【0033】
この場合、センサー装置は、一方において様々なアナログ信号処理コンポーネント及びデジタル信号処理コンポーネントを備えたＡＳＩＣ１０の形の集積回路を有し、それらの機能は、以下において更に詳しく記述する。ＡＳＩＣ１０は、混合信号ＡＳＩＣとして構成されており、アナログ信号及びデジタル信号の処理に適している。
【0034】
他方において、本発明によるセンサー装置は、ＡＳＩＣ１０から供給される、測定量に応じたＰＷＭ信号ＰＷＭをアナログ出力信号に変換する増幅ユニット２０を有する。この実施例では、図３にも更に詳しく図示されている通りのアナログ電圧信号ＵＯＵＴへの変換形態を規定している。更に、図３からは、ＰＷＭ信号が、ローレベル（０Ｖ）とハイレベル（ＶＤＤ）の間のほぼ方形状の推移を有することが明らかであり、ここで、ハイレベルは、ＡＳＩＣ１０の供給電圧ＶＤＤと一致する。そのように生成されたアナログ電圧信号ＵＯＵＴは、次に、更なる処理のために図面に図示されていない後続の電子機器に出力される。一つの実現可能な実施構成では、増幅ユニット２０は、ローパスフィルターを備えた増幅回路として構成され、この場合、ローパスフィルターは、一次以上のローパスフィルターとして構成することができる。即ち、ＰＷＭ信号ＰＷＭのフィルタリングと変換以外に、増幅ユニット２０によって、その結果得られたアナログ信号ＵＯＵＴの好適な増幅が更に行われる。この場合、例えば、アナログ電圧信号ＵＯＵＴにおけるＶＤＤ＝３．３Ｖから１０ＶへのＡＳＩＣ１０の供給電圧ＶＤＤの増幅を行なうことができる。
【0035】
図面では、符号１５によって、ＡＳＩＣ１０の電圧供給を行なうためのＬＤＯ（Ｌｏｗ Ｄｒｏｐ Ｏｕｔ）電圧コントローラーが表されている。この場合、ＬＤＯ電圧コントローラー１５は、外部供給電圧をＡＳＩＣに適した電圧値に、例えば、１．８Ｖに低減している。この例では、本発明によるセンサー装置によって、０Ｖ～１０Ｖの範囲内のアナログ電圧信号が後続の電子機器に出力される。
【0036】
図示された例では、変化する物理的な測定量としての温度Ｔと湿度ｒＨの検出形態が規定されている。測定量Ｔ，ｒＨを検出するために、ＡＳＩＣ１０のアナログ部分には、温度測定のための第一のセンサー１１と湿度測定のための第二のセンサー１２が構成されている。温度測定のためのセンサー１１は、ＡＤ変換器を用いて温度に依存するベース・エミッター電圧を測定して、デジタル信号に変換するためのトランジスタを備えることができる。湿度測定のためのセンサー１２としては、容量測定段を用いて湿度に依存する容量を検出して、デジタル信号に変換するための平板コンデンサを使用することができる。そのため、ＡＳＩＣ１０に集積されたセンサー１１，１２は、出力側にその時々の測定量Ｔ，ｒＨに関するセンサー原信号Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷを提供する。
【0037】
センサー原信号Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷは、センサー１１，１２からそれぞれＡＳＩＣ１０内の後置のデジタル信号処理ユニット１３に供給される、例えば、１６ビットデータワードの形のデジタルデータワードである。デジタル信号処理ユニット１３は、ＡＳＩＣ１０内のデジタル信号プロセッサとして構成され、特に、センサー原信号Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷをセンサー信号Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣとして前処理及び更に処理するとの役割を果たす。図１の図面によると、デジタル信号処理ユニット１３は、少なくとも二つの別個の機能ブロック１３．１，１３．２を有し、この図面は、デジタル信号処理ユニット１３における信号処理の動作形態を以下で分かり易く説明するためだけに選定されており、デジタル信号処理ユニット１３の構成に関して制限を加えるものであると解釈してはならないことを指摘しておきたい。
【0038】
信号処理ユニット１３又はそのユニットの第一の機能ブロック１３．１において、センサー原信号Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷは、先ずは前処理を受ける。この場合、大凡線形化を行なって、それにより、センサー１１，１２の場合によっては存在する非線形性を修正することができる。更に、前処理の範囲内において、センサー１１，１２の製造時の偏差により生じる誤差を補正することができる。同様に、湿度センサーの温度に対する感受性及びＡＳＩＣ１０の自己加熱を修正することなどが可能である。センサー原信号Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷの前処理と関連して、この前処理が、基本的に様々な形態で実施でき、それが本発明に関して重要な措置でないことを指摘しておきたい。
【0039】
デジタル信号処理ユニット１３の第一の機能ブロック１３．１での前処理の範囲内においてセンサー原信号Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷから生成された信号は、以下において、センサー信号Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣと称する。次に、デジタル信号処理ユニット１３の第二の機能ブロック１３．２において、センサー信号Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣは、更に処理されて、その時々の測定量Ｔ，ｒＨに応じたデューティー比ｐを有する、パルス幅変調された出力信号ＰＷＭに変換される。既に上述した通り、デューティー比ｐとは、方形状のＰＷＭ信号における信号サイクルタイムｔｐ＝ｔＨ＋ｔＬに対するハイレベル（例えば、３．３Ｖ）の時間長ｔＨの比率であると理解される、即ち、ｐ＝ｔＨ／ｔｐが成り立ち、ここで、ｔＬは、ＰＷＭ信号におけるローレベル（例えば、０Ｖ）の時間長を表す。信号サイクルタイムｔｐが固定のクロック周波数により与えられる場合、時間長ｔＨは、測定量Ｔ又はｒＨの値に比例する。そのため、１６ビットのＰＷＭ分解能の場合、信号サイクルタイムｔｐは、２１６＝６５，５３６個の区間又はステップに分割することができる。従って、測定量Ｔ，ｒＨの値は、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティー比ｐにより（ＰＷＭ信号がローレベルとして連続する）０～（ＰＷＭ信号がハイレベルとして固定的に連続する）６５，５３５の範囲内で符号化されて出力することができる。以下において、ハイレベルの時間長ｔＨをデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値と称する。そして、このデューティー比パラメータによって、その時々のデューティー比ｐが一義的に特徴付けられ、分解能が１６ビット値の場合、デューティー比パラメータを０～６５，５３５の範囲内で仮定することができる。
【0040】
冒頭で考察した部品偏差に関する問題を最小化するために、本発明によるセンサー装置では、本装置が二つの異なるモードにより、即ち、測定動作と校正動作により動作可能であると規定される。測定動作では、その時々の物理的な測定量Ｔ，ｒＨの検出、パルス幅変調された出力信号ＰＷＭへの測定量の変換及びそれに続く更なる処理に適したアナログ電圧信号ＵＯＵＴへのＰＷＭ信号ＰＷＭの変換が行われる。測定動作に先行する校正動作は、センサー装置の複数の装置特有の補正パラメータを決定して、それらを同じくＡＳＩＣ１０に集積されたメモリユニット１４に保存するとの役割を果たす。メモリユニット１４は、有利には、不揮発性メモリユニットとして、例えば、ＥＥＰＲＯＭとして構成される。この校正を実行するために、基本的に異なる手法が存在する。即ち、この校正は、大凡センサー装置の製造時に事前に工場側で実行されるか、さもなければその後初めてその時々の使用者により実施することができる。校正動作において個々のセンサー装置毎に確定された特定の補正パラメータは、装置特有のデューティー比ｐにより測定量を符号化したＰＷＭ信号ＰＷＭを生成するために、測定動作におけるデジタル信号処理ユニット１３での信号処理時に用いられる。それによって、場合によっては、異なるセンサー装置において部品偏差を考慮し、そのようにして、測定量に応じた出力信号ＵＯＵＴの正しい提供を保証することができる。
【0041】
以下において、本発明によるセンサー装置又はその装置の動作のために規定された測定モード及び校正モードを更に説明するために、温度Ｔを測定量とした例により、装置特有の校正パラメータの決定とその校正パラメータの測定動作での利用を説明する。基本的に、湿度ｒＨ又は場合によっては、別の測定量を測定量とした場合にも、それと全く同様に実施することができる。
【0042】
校正動作の実行又は校正動作における装置特有の校正パラメータの決定のために、本発明によるセンサー装置のＡＳＩＣ１０は、例えば、周知のＩ２Ｃインタフェースとして構成されたインタフェース１６を有する。このインタフェース１６とそれに対応する信号伝送配線ＳＣＬ，ＳＣＡを介して、センサー装置又はＡＳＩＣ１０は、後置の（図１に図示されていない）制御ユニットと、例えば、Ｉ２Ｃ－ＵＳＢ変換器を介してＰＣと接続されている。インタフェース１６を介して、固定的に、或いは定義によって与えられたデューティー比ｐ、或いは固定的に与えられたデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値を有するＰＷＭ信号ＰＷＭをＡＳＩＣ１０から増幅ユニット２０に出力することが許容可能である。この場合、本発明による方法の一つの実現可能な実施構成での校正動作の範囲内において、デューティー比パラメータ又はＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＦＩＸＬによる第一のＰＷＭ信号とデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＦＩＸＨによる第二のＰＷＭ信号の出力形態を具体的に規定している。デジタル信号処理ユニット１３の第二の機能ブロック１３．２を図示する図２ａでは、下方のスイッチを介した測定動作と校正動作の切換手法が示されている。この場合、校正動作では、コンポーネント１３，２ａ～１３．２ｃに対して、当該のＰＷＭ信号ＰＷＭを生成するためのデューティー比パラメータＰＷＭ＿ＦＩＸＬ，ＰＷＭ＿ＦＩＸＨが供給され、それに対して、測定動作では、実際の測定値に関するデューティー比パラメータＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷが供給される。
【0043】
以下において、ＰＷＭ＿ＭＡＸによって、デューティー比パラメータの最大限に出力可能な値を表す。更に、当該のセンサー装置において、１６ビットのＰＷＭ分解能を前提とする、即ち、実現可能なデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値は、０～６５，５３５の範囲内に有り、ＡＳＩＣ１０に関する供給電圧ＶＤＤは、ＶＤＤ＝３．３Ｖである。
【0044】
図３に模式的に示されている通り、増幅ユニット２０によって、その時々のＰＷＭ信号ＰＷＭは、以下の関係式に基づき、所定のＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＯＵＴを用いてアナログ電圧信号ＵＯＵＴに変換される。
ＵＯＵＴ＝ｋ・ＰＷＭ＿ＯＵＴ＋ｄ （式１ａ）
又は
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＝（ＵＯＵＴ－ｄ）／ｄ （式１ｂ）
ここで、
ＵＯＵＴ：アナログ電圧信号の値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値
ｋ：増幅ユニットの増幅率
ｄ：増幅ユニットのオフセット
ＵＯＵＴ＝ｋ・ＰＷＭ＿ＯＵＴ＋ｄ （式１ａ）
又は
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＝（ＵＯＵＴ－ｄ）／ｄ （式１ｂ）
ここで、
ＵＯＵＴ：アナログ電圧信号の値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値
ｋ：増幅ユニットの増幅率
ｄ：増幅ユニットのオフセット
【0045】
この例では、実現可能な温度測定を－４０℃～＋６０℃の範囲内のステップに分けるものとしている。即ち、最小出力温度Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮは、Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ＝－４０℃であり、最大出力温度Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸは、Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ＝＋６０℃である。最小出力温度Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮは、最小アナログ電圧信号ＵＯＵＴの値ＯＵＴ＿ＭＩＮ（ＯＵＴ＿ＭＩＮ＝０Ｖ）に対応し、最大出力温度Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸは、最大アナログ電圧信号ＵＯＵＴ（ＯＵＴ＿ＭＡＸ＝１０Ｖ）に対応する。
【0046】
先ずは、校正動作において、インタフェース１６を介して、ＡＳＩＣ１０が、低い方の固定的なデューティー比パラメータ値ＰＷＭ＿ＦＩＸＬ＝１０，０００により第一のＰＷＭ信号を出力するように指示される。そして、この固定的に設定されたＰＷＭ値に対して、増幅ユニット２０の後に得られるアナログ出力信号ＵＯＵＴの値ＯＵＴ＿ＬＯＷが測定され、それは、例えば、ＯＵＴ＿ＬＯＷ＝０．５７３Ｖとして生じる。
【0047】
次に、高い方の固定的なデューティー比パラメータ値ＰＷＭ＿ＦＩＸＨ＝５０，０００による別の第二のＰＷＭ信号ＰＷＭの出力が行われ、それに関して測定されたアナログ出力信号ＵＯＵＴは、例えば、ＯＵＴ＿ＨＩＧＨ＝９．５７３Ｖの値となる。
【0048】
次に、特定の校正すべきセンサー装置に関して、それらから、パラメータｋとｄを式１により決定し、それにより、デューティー比ｐ又はそれに対応するＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＯＵＴとアナログ信号ＵＯＵＴの出力値ＵＯＵＴの間の実際の関係を以下における一般的な式２ａ，２ｂ又はここで説明した例に関する特定の式により決定することができる。
ｋ＝（ＯＵＴ＿ＨＩＧＨ－ＯＵＴ＿ＬＯＷ）／（ＰＷＭ＿ＦＩＸＨ－ＰＷＭ＿ＦＩＸＬ） （式２ａ）
＝（９．５７３Ｖ－０．５７３Ｖ）／（５０，０００－１０，０００）＝０．０００２２５Ｖ／ＬＳＢ
ｄ＝ＯＵＴ＿ＬＯＷ－ＰＷＭ＿ＦＩＸＬ・ｋ （式２ｂ）
＝０．５７３－１０，０００・０．０００２２５＝－１．６７７Ｖ
ここで、
ｋ：増幅ユニットの増幅率
ｄ：増幅ユニットのオフセット
ＰＷＭ＿ＦＩＸＬ：低い方のデューティー比パラメータ値
ＰＷＭ＿ＦＩＸＨ：高い方のデューティー比パラメータ値
ＯＵＴ＿ＭＩＮ：最小温度でのアナログ出力信号ＵＯＵＴの値
ＯＵＴ＿ＨＩＧＨ：高い方のデューティー比パラメータ値ＰＷＭ＿ＦＩＸＨでのアナログ出力信号ＵＯＵＴの測定値
ＯＵＴ＿ＬＯＷ：低い方のデューティー比パラメータ値ＰＷＭ＿ＦＩＸＬでのアナログ出力信号ＵＯＵＴの測定値
ｋ＝（ＯＵＴ＿ＨＩＧＨ－ＯＵＴ＿ＬＯＷ）／（ＰＷＭ＿ＦＩＸＨ－ＰＷＭ＿ＦＩＸＬ） （式２ａ）
＝（９．５７３Ｖ－０．５７３Ｖ）／（５０，０００－１０，０００）＝０．０００２２５Ｖ／ＬＳＢ
ｄ＝ＯＵＴ＿ＬＯＷ－ＰＷＭ＿ＦＩＸＬ・ｋ （式２ｂ）
＝０．５７３－１０，０００・０．０００２２５＝－１．６７７Ｖ
ここで、
ｋ：増幅ユニットの増幅率
ｄ：増幅ユニットのオフセット
ＰＷＭ＿ＦＩＸＬ：低い方のデューティー比パラメータ値
ＰＷＭ＿ＦＩＸＨ：高い方のデューティー比パラメータ値
ＯＵＴ＿ＭＩＮ：最小温度でのアナログ出力信号ＵＯＵＴの値
ＯＵＴ＿ＨＩＧＨ：高い方のデューティー比パラメータ値ＰＷＭ＿ＦＩＸＨでのアナログ出力信号ＵＯＵＴの測定値
ＯＵＴ＿ＬＯＷ：低い方のデューティー比パラメータ値ＰＷＭ＿ＦＩＸＬでのアナログ出力信号ＵＯＵＴの測定値
【0049】
増幅ユニット２０は、基本的に、如何なる許容範囲の場合でも、それに対応するＰＷＭ値が存在するように設計しなければならない。それは、ＡＳＩＣ１０から出力されるＰＷＭ値が常にＰＷＭ＿ＯＵＴ＝０とＰＷＭ＿ＯＵＴ＝ＰＷＭ＿ＭＡＸの間に存在しなければならないことを意味する。
【0050】
従って、ここで、ちょうど校正したセンサー装置に対して個別に、増幅ユニット２０を介してアナログ電圧信号ＵＯＵＴに対する値ＯＵＴ＿ＭＩＮ＝０ＶとＯＵＴ＿ＭＡＸ＝１０Ｖを精確に出力できるために必要なＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮとＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸを決定することができる。当該のＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮとＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸは、一般的には式１ｂから得られ、ここで説明した特定の例に対しては、以下の通り得られる。
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ＝（ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ｄ）／ｋ （式３ａ）
＝（０Ｖ＋１．６６７Ｖ）／０．０００２２５＝７，４５３
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ＝（ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ｄ）／ｋ （式３ｂ）
＝（１０．０００Ｖ＋１．６６７Ｖ）／０．０００２２５＝５１，８９８
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：アナログ電圧信号ＵＯＵＴにおいてＯＵＴ＿ＭＩＮ＝０Ｖを出力するのに必要なＰＷＭ値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：アナログ電圧信号ＵＯＵＴにおいてＯＵＴ＿ＭＡＸ＝１０Ｖを出力するのに必要なＰＷＭ値
ｋ：増幅ユニットの増幅率
ｄ：増幅ユニットのオフセット
ＯＵＴ＿ＭＩＮ：最小温度でのアナログ出力信号ＵＯＵＴの値
ＯＵＴ＿ＭＡＸ：最大温度でのアナログ出力信号ＵＯＵＴの値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ＝（ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ｄ）／ｋ （式３ａ）
＝（０Ｖ＋１．６６７Ｖ）／０．０００２２５＝７，４５３
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ＝（ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ｄ）／ｋ （式３ｂ）
＝（１０．０００Ｖ＋１．６６７Ｖ）／０．０００２２５＝５１，８９８
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：アナログ電圧信号ＵＯＵＴにおいてＯＵＴ＿ＭＩＮ＝０Ｖを出力するのに必要なＰＷＭ値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：アナログ電圧信号ＵＯＵＴにおいてＯＵＴ＿ＭＡＸ＝１０Ｖを出力するのに必要なＰＷＭ値
ｋ：増幅ユニットの増幅率
ｄ：増幅ユニットのオフセット
ＯＵＴ＿ＭＩＮ：最小温度でのアナログ出力信号ＵＯＵＴの値
ＯＵＴ＿ＭＡＸ：最大温度でのアナログ出力信号ＵＯＵＴの値
【0051】
ＰＷＭ信号の所定のデューティー比、或いはそれに対応するデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値を測定量Ｔの所定の測定値に割り当てるために、装置特有の割当規則がデジタル信号処理ユニット１３に保存されている。それは、センサー信号Ｔ＿ＡＳＩＣのその時々の実際の測定値ＭＶ＿ＮＯＷとそれに対応するデューティー比パラメータＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷの間の線形的な関係を線形補間の形で記述する。当該の関係は、図２ａと２ｂに極めて模式的に図示されており、図２ａは、デジタル信号処理ユニット１３の第二の機能ブロック１３．２を図示し、図２ｂは、実施する線形補間に関する詳細図を図示している。
【0052】
以下において、温度測定に関する具体的な説明例に基づき、図２ｂを用いて線形補間を説明する。
【0053】
ｙ軸に沿ってプロットされた値ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮとＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸは、１／１００℃のステップで出力される温度Ｔの下限値と上限値を表す。そのため、この例では、次の式が成り立つ。
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ＝－４，０００（＝Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・１００）
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ＝６，０００（＝Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ・１００）
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ＝－４，０００（＝Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・１００）
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ＝６，０００（＝Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ・１００）
【0054】
従って、アナログ電圧信号ＵＯＵＴに関する最小温度Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ＝－４０℃では、最小電圧ＯＵＴ＿ＭＩＮ＝０Ｖが出力され、最大温度Ｔ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ＝６０℃では、最大電圧ＯＵＴ＿ＭＡＸ＝１０．０００Ｖが出力される。
【0055】
そのため、変数ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮとＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ、即ち、デューティー比パラメータの最小限界値及び最大限界値は、工場側又は顧客側でのその時々のセンサー装置に関する校正動作の実施後にＡＳＩＣ１０のメモリユニット１４に保存される、装置特有の補正パラメータを表す。それらは、測定動作において、場合によっては生じる部品偏差を補正するために用いられ、有利には、不揮発性メモリユニット１４に、センサー装置の使用期間に渡って持続的に保存されたままである。
【0056】
装置特有の補正パラメータＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ以外に、更に、変数ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ、即ち、所望の測定範囲の境界を画定する、出力される温度Ｔのセンサー測定下限値及びセンサー測定上限値をメモリユニット１４に保存することもできる。これらは、必要な場合に、当該のセンサー測定限界値を変更することによって、後で更に好適に変更して、その時々の測定要件に適合させることもできる。
【0057】
そして、その時々のセンサーの実際に検出された測定値ＭＶ＿ＮＯＷに関して、図２ｂの実線に沿った二つの限界値ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸの間の線形補間によって、それに対応するＰＷＭ信号の相応のデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷが得られる。この線形補間は、装置特有の変換規則としてデジタル信号処理ユニット１３に保存されている。この場合、次の式が成り立つ。
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ｋＰＷＭ・ＭＶ＿ＮＯＷ＋ｄＰＷＭ （式４）
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋＰＷＭ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄＰＷＭ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋＰＷＭ
この具体的な例では、これらの二つの変数ｋＰＷＭ及びｄＰＷＭに関して、上述した値に対して、以下の結果が得られる。
ｋＰＷＭ＝（５１，８９８－７，４５３）／（６，０００＋４，０００）＝４．４４４４
ｄＰＷＭ＝７，４５３＋４，０００・４．４４４４４４＝２５，２３０．７８≒２５，２３１
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ｋＰＷＭ・ＭＶ＿ＮＯＷ＋ｄＰＷＭ （式４）
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋＰＷＭ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄＰＷＭ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋＰＷＭ
この具体的な例では、これらの二つの変数ｋＰＷＭ及びｄＰＷＭに関して、上述した値に対して、以下の結果が得られる。
ｋＰＷＭ＝（５１，８９８－７，４５３）／（６，０００＋４，０００）＝４．４４４４
ｄＰＷＭ＝７，４５３＋４，０００・４．４４４４４４＝２５，２３０．７８≒２５，２３１
【0058】
例えば、２５．００℃の実際の温度測定値が生じた場合、以下の通り、機能ブロック１３．２で生成されるＰＷＭ信号ＰＷＭのそれに対応するＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷを決定することができる。
ＭＶ＿ＮＯＷ＝Ｔ＿ＡＫＴ・１００＝２５．００・１００＝２，５００
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋＰＷＭ＋ｄＰＷＭ＝２，５００・４，４４４４＋２５，２３１＝３６，３４２．２５≒３６，３４２
ＭＶ＿ＮＯＷ＝Ｔ＿ＡＫＴ・１００＝２５．００・１００＝２，５００
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋＰＷＭ＋ｄＰＷＭ＝２，５００・４，４４４４＋２５，２３１＝３６，３４２．２５≒３６，３４２
【0059】
このように選定されたＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝３６，３４２の場合、式１ａにより、アナログ電圧信号ＵＯＵＴが出力側で精確に６．４９９９５Ｖの値を有することが保証される。６．５０００Ｖに対する差分は、実際の数から１６ビットの数へのＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷに関する値の離散化から生じる。
【0060】
デジタル信号処理ユニット１３の第二の機能ブロック１３．２における線形補間の実施によって、所要のＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷを決定した後、それに続いて、この値を用いて、ＰＷＭ比較段１３．２ｃ、ＰＷＭクロック発生ユニット１３．２ａ及びＰＷＭカウンタユニット１３．２ｂによって、方形状の信号ＰＷＭを生成して、増幅ユニット２０に引き渡すことができる。この場合、ＰＷＭカウンタユニット１３．２ｂは、ＰＷＭクロック発生ユニット１３．２ａのクロック信号を供給されて、例えば、クロック信号の立ち上がりエッジ毎にカウントアップする。カウントアップされている間、ＰＷＭ比較段１３．２ａは、その出力にＨＩＧＨ信号（ＶＤＤ）を出力する。この場合、値ＰＷＭ＿ＯＵＴに到達したら、ＰＷＭ比較段１３．２ａは、出力信号をＨＩＧＨ（ＶＤＤ）からＬＯＷ（０Ｖ）に切り換える。カウンタがオーバーフローした場合、即ち、カウンタ値が６５，５３５から０に移行した場合、ＰＷＭ比較段１３．２ａの出力にＨＩＧＨ信号（ＶＤＤ）が出力される。
【0061】
従って、このようにして、存在する部品偏差に応じて、所定の測定値ＭＶ＿ＮＯＷに対する装置特有のＰＷＭ値ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷが設定される。それは、所定の校正されたセンサー装置に関して、測定動作においてアナログ出力信号ＵＯＵＴを生成するために用いられる、出力する測定値とＰＷＭ値の間の装置特有の関係を規定することを意味する。このことは、メモリユニット１４に持続的に保存された装置特有の補正パラメータＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸに基づき、その時々のセンサー装置の耐用期間全体に渡って考慮することができる。そのため、本発明による措置によって、ＡＳＩＣ１０と増幅ユニット２０から成るセンサー装置全体を確実に校正する、或いはＡＳＩＣ１０と増幅ユニット２０の両方の場合によっては存在する部品偏差を修正することができる。この場合、校正のために、センサー装置を変化する温度に晒す必要は無い、即ち、センサー装置の温度を変化させること無く、校正動作を実行することができる。
【0062】
当然のことながら、前述した実施例以外に、更に別の実施形態も本発明の範囲内に存在する。
【0063】
即ち、本発明に基づき、例えば、増幅ユニットによって、ＰＷＭ信号からアナログ電流信号を出力側に生成するなどのセンサー装置を構築することもできる。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の態様として以下の構成も包含し得る。
１．
センサー装置において、
変化する物理的な測定量（Ｔ，ｒＨ）を検出して、出力側にセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）を提供する少なくとも一つのセンサー（１１，１２）と、
このセンサー（１１，１２）から提供されるセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）をセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）に前処理し、測定量（Ｔ，ｒＨ）に応じたデューティー比（ｐ）によりこのセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）をパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）として更に処理するためのデジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）であって、そのために、デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）がセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）をパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）に変換するために用いる複数の装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存されているデジタル信号処理ユニットと、
このパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号（Ｕ ＯＵＴ ）に変換する増幅ユニット（２０）と、
を有するセンサー装置。
２．
上記１に記載のセンサー装置において、
センサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）の測定値（ＭＶ＿ＮＯＷ）とパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）のデューティー比パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ）の間の線形的な関係を記述する、装置特有の変換規則がデジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存されているセンサー装置。
３．
上記１に記載のセンサー装置において、
装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）として、少なくともデューティー比パラメータ最小限界値とデューティー比パラメータ最大限界値がメモリユニット（１４）に保存されているセンサー装置。
４．
上記１に記載のセンサー装置において、
更に、センサーの測定範囲の境界を画定する、センサー測定最小限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）とセンサー測定最大限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存されているセンサー装置。
５．
上記１から４までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、
装置特有の変換規則として、次の関係式が、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋ ＰＷＭ ＋ｄ ＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋ ＰＷＭ ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄ ＰＷＭ ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋ ＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存されているセンサー装置。
６．
上記１から５までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、
前記の少なくとも一つのセンサー（１１，１２）、デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）及びメモリユニット（１４）が一緒に一つのＡＳＩＣ（１０）内に配置されるとともに、前記の増幅ユニット（２０）が、このＡＳＩＣ（１０）と別個に構成されているセンサー装置。
７．
上記６に記載のセンサー装置において、
前記のメモリユニット（１４）が不揮発性メモリユニットとして構成されているセンサー装置。
８．
上記１から７までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、
前記の増幅ユニット（２０）がローパスフィルターを備えた増幅回路として構成されているセンサー装置。
９．
上記１から８までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、
二つのセンサー（１１，１２）を備え、その中の第一のセンサー（１１）が温度センサーとして構成され、第二のセンサー（１２）が湿度センサーとして構成されているセンサー装置。
１０．
センサー装置を測定動作と校正動作により動作させる方法において、
測定動作では、
少なくとも一つのセンサー（１１，１２）によって、変化する物理的な測定量（Ｔ，ｒＨ）を検出して、出力側にセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）を提供し、
デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）によって、センサー（１１，１２）から提供されるセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）をセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）に前処理して、このセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）を測定量（Ｔ，ｒＨ）に応じたデューティー比によりパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）に変換し、
増幅ユニット（２０）によって、このパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号（Ｕ ＯＵＴ ）に変換し、
測定動作に先行する校正動作では、
測定動作において信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）によりセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）をパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）に変換するために用いられる複数の装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存される、
方法。
１１．
上記１０に記載の方法において、
校正動作では、センサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）の測定値（ＭＶ＿ＮＯＷ）とパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）のデューティー比パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ）の間の線形的な関係を記述する、装置特有の変換規則がデジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存される方法。
１２．
上記１０に記載の方法において、
校正動作では、装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）として、少なくともデューティー比パラメータ最小限界値とデューティー比パラメータ最大限界値がメモリユニット（１４）に保存される方法。
１３．
上記１０に記載の方法において、
更に、センサーの測定範囲の境界を画定する、センサー測定最小限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）とセンサー測定最大限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存される方法。
１４．
上記１０から１３までのいずれか一つに記載の方法において、
装置特有の変換規則として、次の関係式が、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋ ＰＷＭ ＋ｄ ＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋ ＰＷＭ ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄ ＰＷＭ ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋ ＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存される方法。
１５．
上記１０から１４までのいずれか一つに記載の方法において、
前記の校正動作が、センサー装置の温度を変化させること無く実行される方法。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の態様として以下の構成も包含し得る。
１．
センサー装置において、
変化する物理的な測定量（Ｔ，ｒＨ）を検出して、出力側にセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）を提供する少なくとも一つのセンサー（１１，１２）と、
このセンサー（１１，１２）から提供されるセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）をセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）に前処理し、測定量（Ｔ，ｒＨ）に応じたデューティー比（ｐ）によりこのセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）をパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）として更に処理するためのデジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）であって、そのために、デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）がセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）をパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）に変換するために用いる複数の装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存されているデジタル信号処理ユニットと、
このパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号（Ｕ ＯＵＴ ）に変換する増幅ユニット（２０）と、
を有するセンサー装置。
２．
上記１に記載のセンサー装置において、
センサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）の測定値（ＭＶ＿ＮＯＷ）とパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）のデューティー比パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ）の間の線形的な関係を記述する、装置特有の変換規則がデジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存されているセンサー装置。
３．
上記１に記載のセンサー装置において、
装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）として、少なくともデューティー比パラメータ最小限界値とデューティー比パラメータ最大限界値がメモリユニット（１４）に保存されているセンサー装置。
４．
上記１に記載のセンサー装置において、
更に、センサーの測定範囲の境界を画定する、センサー測定最小限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）とセンサー測定最大限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存されているセンサー装置。
５．
上記１から４までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、
装置特有の変換規則として、次の関係式が、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋ ＰＷＭ ＋ｄ ＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋ ＰＷＭ ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄ ＰＷＭ ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋ ＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存されているセンサー装置。
６．
上記１から５までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、
前記の少なくとも一つのセンサー（１１，１２）、デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）及びメモリユニット（１４）が一緒に一つのＡＳＩＣ（１０）内に配置されるとともに、前記の増幅ユニット（２０）が、このＡＳＩＣ（１０）と別個に構成されているセンサー装置。
７．
上記６に記載のセンサー装置において、
前記のメモリユニット（１４）が不揮発性メモリユニットとして構成されているセンサー装置。
８．
上記１から７までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、
前記の増幅ユニット（２０）がローパスフィルターを備えた増幅回路として構成されているセンサー装置。
９．
上記１から８までのいずれか一つに記載のセンサー装置において、
二つのセンサー（１１，１２）を備え、その中の第一のセンサー（１１）が温度センサーとして構成され、第二のセンサー（１２）が湿度センサーとして構成されているセンサー装置。
１０．
センサー装置を測定動作と校正動作により動作させる方法において、
測定動作では、
少なくとも一つのセンサー（１１，１２）によって、変化する物理的な測定量（Ｔ，ｒＨ）を検出して、出力側にセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）を提供し、
デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）によって、センサー（１１，１２）から提供されるセンサー原信号（Ｔ＿ＲＡＷ，ｒＨ＿ＲＡＷ）をセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）に前処理して、このセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）を測定量（Ｔ，ｒＨ）に応じたデューティー比によりパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）に変換し、
増幅ユニット（２０）によって、このパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）をアナログ電圧信号又はアナログ電流信号（Ｕ ＯＵＴ ）に変換し、
測定動作に先行する校正動作では、
測定動作において信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）によりセンサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）をパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）に変換するために用いられる複数の装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存される、
方法。
１１．
上記１０に記載の方法において、
校正動作では、センサー信号（Ｔ＿ＡＳＩＣ，ｒＨ＿ＡＳＩＣ）の測定値（ＭＶ＿ＮＯＷ）とパルス幅変調された出力信号（ＰＷＭ）のデューティー比パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ）の間の線形的な関係を記述する、装置特有の変換規則がデジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存される方法。
１２．
上記１０に記載の方法において、
校正動作では、装置特有の補正パラメータ（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ，ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）として、少なくともデューティー比パラメータ最小限界値とデューティー比パラメータ最大限界値がメモリユニット（１４）に保存される方法。
１３．
上記１０に記載の方法において、
更に、センサーの測定範囲の境界を画定する、センサー測定最小限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）とセンサー測定最大限界値（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ）がメモリユニット（１４）に保存される方法。
１４．
上記１０から１３までのいずれか一つに記載の方法において、
装置特有の変換規則として、次の関係式が、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ＝ＭＶ＿ＮＯＷ・ｋ ＰＷＭ ＋ｄ ＰＷＭ
ここで、
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ：ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ＭＶ＿ＮＯＷ：センサーの測定値
ｋ ＰＷＭ ：（ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）／（ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ）
ｄ ＰＷＭ ：ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ－ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ・ｋ ＰＷＭ
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：デューティー比パラメータ最小限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ：センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ：センサー測定最小限界値
デジタル信号処理ユニット（１３；１３．１，１３．２）に保存される方法。
１５．
上記１０から１４までのいずれか一つに記載の方法において、
前記の校正動作が、センサー装置の温度を変化させること無く実行される方法。
【符号の説明】
【0064】
１０ ＡＳＩＣ
１１ 第一のセンサー（温度センサー）
１２ 第二のセンサー（湿度センサー）
１３ デジタル信号処理ユニット
１３．１ デジタル信号処理ユニット１３の第一の機能ブロック
１３．２ デジタル信号処理ユニット１３の第二の機能ブロック
１３．２ａ ＰＷＭクロック発生ユニット
１３．２ｂ ＰＷＭカウンタユニット
１３．２ｃ ＰＷＭ比較段
１４ メモリユニット
１５ ＬＤＯ電圧コントローラー
１６ インタフェース
２０ 増幅ユニット
ｋ 増幅ユニットの増幅率
ｄ 増幅ユニットのオフセット
ｔｐ ＰＷＭ信号の信号サイクルタイム
ｔＨ ハイレベルの時間長
ＧＮＤ 地気
ＭＶ＿ＮＯＷ センサーの測定値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ センサー測定最小限界値
ＰＷＭ＿ＦＩＸＬ 低い方のデューティー比パラメータ値
ＰＷＭ＿ＦＩＸＨ 高い方のデューティー比パラメータ値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ デューティー比パラメータ最小限界値
ＰＷＭ パルス幅変調された出力信号
ＰＷＭ＿ＯＵＴ ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ 実際の測定値に関するＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ｒＨ＿ＡＳＩＣ 測定量ｒＨ（湿度）に関するセンサー信号
ｒＨ＿ＲＡＷ 測定量ｒＨ（湿度）に関するセンサー原信号
ＳＣＬ，ＳＣＡ 信号伝送配線
Ｔ＿ＡＳＩＣ 測定量Ｔ（温度）に関するセンサー信号
Ｔ＿ＲＡＷ 測定量Ｔ（温度）に関するセンサー原信号
ＵＯＵＴ 測定量に応じた出力信号（アナログ電圧信号又はアナログ電流信号）の値
ＶＤＤ 供給電圧
１１ 第一のセンサー（温度センサー）
１２ 第二のセンサー（湿度センサー）
１３ デジタル信号処理ユニット
１３．１ デジタル信号処理ユニット１３の第一の機能ブロック
１３．２ デジタル信号処理ユニット１３の第二の機能ブロック
１３．２ａ ＰＷＭクロック発生ユニット
１３．２ｂ ＰＷＭカウンタユニット
１３．２ｃ ＰＷＭ比較段
１４ メモリユニット
１５ ＬＤＯ電圧コントローラー
１６ インタフェース
２０ 増幅ユニット
ｋ 増幅ユニットの増幅率
ｄ 増幅ユニットのオフセット
ｔｐ ＰＷＭ信号の信号サイクルタイム
ｔＨ ハイレベルの時間長
ＧＮＤ 地気
ＭＶ＿ＮＯＷ センサーの測定値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ センサー測定最大限界値
ＭＶ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ センサー測定最小限界値
ＰＷＭ＿ＦＩＸＬ 低い方のデューティー比パラメータ値
ＰＷＭ＿ＦＩＸＨ 高い方のデューティー比パラメータ値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＡＸ デューティー比パラメータ最大限界値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＭＩＮ デューティー比パラメータ最小限界値
ＰＷＭ パルス幅変調された出力信号
ＰＷＭ＿ＯＵＴ ＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ又はＰＷＭ値
ＰＷＭ＿ＯＵＴ＿ＮＯＷ 実際の測定値に関するＰＷＭ信号のデューティー比パラメータ
ｒＨ＿ＡＳＩＣ 測定量ｒＨ（湿度）に関するセンサー信号
ｒＨ＿ＲＡＷ 測定量ｒＨ（湿度）に関するセンサー原信号
ＳＣＬ，ＳＣＡ 信号伝送配線
Ｔ＿ＡＳＩＣ 測定量Ｔ（温度）に関するセンサー信号
Ｔ＿ＲＡＷ 測定量Ｔ（温度）に関するセンサー原信号
ＵＯＵＴ 測定量に応じた出力信号（アナログ電圧信号又はアナログ電流信号）の値
ＶＤＤ 供給電圧
【図1】
【図2a】
【図2b】
【図3】