JPH0126494B2 - - Google Patents

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JPH0126494B2
JPH0126494B2 JP57116280A JP11628082A JPH0126494B2 JP H0126494 B2 JPH0126494 B2 JP H0126494B2 JP 57116280 A JP57116280 A JP 57116280A JP 11628082 A JP11628082 A JP 11628082A JP H0126494 B2 JPH0126494 B2 JP H0126494B2
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JP
Japan
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temperature
resistance value
thermistor
circuit
resistor
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JP57116280A
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JPS597230A (ja
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Mikio Hoshi
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MIKURON DENKI KK
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MIKURON DENKI KK
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • G01K7/24—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
    • G01K7/245—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit in an oscillator circuit

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度検出装置に関し、特に抵抗値が温
度依存性を有するサーミスタの抵抗値変化を利用
して発振器の発振周波数を変化させて温度を検出
する温度検出装置に関する。
従来、温度を周波数に変換して検出する温度検
出装置としては、サーミスタに電流を流し、その
抵抗変化によつて生ずる電圧変化をA/D変換器
によつてデジタル化する方式、サーミスタに生じ
る電圧変化を電圧制御発振回路に供給して電圧−
周波数変換を行なう方式等が提案されている。
然し乍ら、サーミスタは温度に対する抵抗値の
変化が非直線性を有するので、サーミスタに生じ
る電圧を直接A/D変換またはV−F変換する
と、温度に対して正確に比例した検出出力を得る
ことができず、このためサーミスタの抵抗変化を
温度に対して直線性を有するようにリニアライザ
等の補正回路を必要とし、回路構成が複雑高価と
なる欠点を有していた。
本発明の目的は、発振回路の周波数可変抵抗と
して、温度に対して殆んど抵抗値が変化しない抵
抗と、温度に対して抵抗値が変化するサーミスタ
との直列回路を適用することによつて、それらの
合成抵抗値の逆数を温度に対して直線性を持た
せ、補正回路を要することなく温度に正確に比例
した周波数発振出力を得ることができる温度検出
装置を提供するものである。
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。
第1図Aは本発明のブロツク図を示すもので、
合成抵抗値の逆数1/Rをリニアにしたサーミス
タ回路5を発振回路6に接続し、温度に比例した
発振出力fが得られるように構成されている。
第1図Bにおいて、1,2は直列に接続された
インバータ、3はインバータ1の入力側及びイン
バータ2の出力側間に接続された充放電用コンデ
ンサ、4及び5はインバータ1の入力側及び出力
側間に介挿された帰還抵抗であり、全体として非
安定マルチバイブレータ構成の発振回路6が構成
されている。
この発振回路6はコンデンサ3の容量Cと抵抗
4及び5の抵抗値R1及びR2とによつて定まる時
定数に基づいて、f=1/2.2(R1+R2)Cで表わさ れる周波数fの発振出力が得られる。
而して、本発明においては、周波数可変抵抗5
が第2図に示すように温度に対して殆んど抵抗値
が変化しない抵抗8と、温度に対して抵抗値が変
化するサーミスタ9との直列回路で構成されてい
る。
この場合抵抗8の抵抗値をR3、サーミスタ9
の抵抗値をRT1とすると、これらの合成抵抗値R
はR=R3+RT1で表わされ、またサーミスタ9の
抵抗値RT1はRT1=R01 exp B1(1/T−1/T0)
(但しR01は周囲温度T0(〓)のときの抵抗値、T0
は一般に298〓(25℃)を基準とし、B1はサーミ
スタ定数である。)で表わされる。
そして合成抵抗値Rの逆数をYとすると、Y=
1/R=1/R3+RT1で表わされ、この逆数Yを温 度変化に対して直線性を有するように抵抗値R3、
R01及びB1が夫々選定されている。
即ち、サーミスタ9の抵抗値RT1が温度(℃)
に対して第3図Aで曲線Xで示す特性を有する場
合、抵抗8の抵抗値R3を直線Yで示すように選
定することによつて、合成抵抗値Rを曲線Zで示
すように補正すると、逆数Yは温度(℃)に対し
て第3図Bに示す如く、0℃〜約60℃の有効範囲
で直線性を有する線Fで表わされることになる。
従つて、前記有効範囲内における、温度変化に
対する発振回路6の出力周波数fは、温度変化に
対して正確に比例したものとなる。
以上のように、本発明によれば発振回路の周波
数可変抵抗として、温度変化に対して殆んど抵抗
値が変化しない抵抗と、温度変化に対して抵抗値
が変化するサーミスタとの直列回路を介挿し、そ
の合成抵抗値の逆数を温度に対して直線性を持た
せることによつて、温度に対して正確に比例した
周波数を有する検出出力を得ることができ、然も
そのための構成が電圧制御発振回路、リニアライ
ザ等の補正回路を必要としないので簡単であり、
さらに方形波出力が得られるのでこれを直接計数
することによつて温度表示を行なうことができる
他、A/D変換回路を必要とせずにコンピユータ
に入力することが可能となり、そのインターフエ
ースを簡易化し得る等の優れた効果を有する。
次に本発明の他の実施例を第4図A及びBにつ
いて説明する。
第4図Aにおいては、前記抵抗8及びサーミス
タ9の直列回路と直列に同様の抵抗10及びサー
ミスタ11の並列回路を接続したものであり、抵
抗10の抵抗値をR4、サーミスタ11の抵抗値
をRT2とすると、合成抵抗値Rは、 R=R3+RT1+R4RT2/R4+RT2 (但し、RT2=B02 exp B2(1/T−1/T0)) で表わされ、逆数Yは、 Y=1/R=R4+RT2/R4RT2+(R3+RT1)(R4+RT2
) で表わされる。
そして逆数Yが温度に対して直線性を有するよ
うにR3、R4、R01、R02、B1、及びB2が選定され
ている。
例えば各サーミスタ9,11の抵抗値RTを RT=R0 exp{B+C1(1n(T/273)/1/273−1/
T −1n(373/273)/1/273−1/373) +C2(273T−273×373)}(1/T−1/273) としたとき、サーミスタ9について、 R0=671866Ω(at0℃)、B=3876.056〓、C1=
−32.884022〓、C2=0.059484963〓とし、サーミ
スタ11について、R0=2871464Ω(at0℃)、B=
3897.739〓、C1=−29.84228〓、C2=0.056893781
〓とし、抵抗8及び10の抵抗値を夫々R3=
147KΩ、R4=184KΩとすると、合成抵抗値Rは
第5図Aに示す如く、温度に対する抵抗値が曲線
Z′で表わされ、逆数Yが第5図Bに示す如く、温
度に対して直線性を有する直線F′で表わされる。
又第4図Bは、第4図Aの等価回路であり、抵抗
8及び10′の抵抗値を夫々、R3=147KΩ及びR4
=271.694KΩ、サーミスタ9′について、R0=
3489.403KΩ(at0℃)、B=3876.056〓、C1=−
32.884022〓、C2=0.059484963〓とし、サーミス
タ11′について、R0=750.888KΩ(at0℃)、B=
3897.739〓、C1=−29.84228〓、C2=0.056893781
〓とすると、合成抵抗値R及び逆数Yは夫々第4
図Aの回路と全く同じ特性を示し、第5図A及び
Bで表わされる。第4図A及びBの回路は構造の
違いから使用用途に応じて適宜選択する。
第6図Aは発振回路6をタイマー用集積回路2
0(インターシル社製ICM7555IPA)を使用して
構成した実際回路であつて、この回路の周波数f
は、f=1.44/C(R1+2Rt)で表わされる。こ
の場合、R1≪Rtに設定すると、周波数fはf=
1.44/2RtCで表わされ、温度が変化することに
よりRtが変化し、周波数fが変化する。このと
き、周波数可変抵抗Rtは第4図Aの構成とし、
第6図Bに示す如く、センサー部は高インピーダ
ンスの為サーミスタ21と固定抵抗22をできる
だけ近接させ、さらにこれらを囲繞する金属ケー
ス23及び接続コード24は接続コードとしてシ
ールド線を適用し、これをアースに接続する事に
より、センサー部、接続コードが他の物質による
静電容量の変化、ノイズ等の影響を防止するよう
にしている。尚、前記回路において、サーミスタ
及び固定抵抗は夫々厚膜サーミスタ及び厚膜抵抗
を使用した。
而して第6図Aの回路において、サーミスタ9
をR0=2.606MΩ(at0℃)、B=4133.15〓、サーミ
スタ11をR0=15.854MΩ(at0℃)、B=4067.48
〓、コンデンサ3′の容量を500PFとし、Vccを
2.5V印加したときの温度−周波数特性を実測し
た結果、第7図に直線L1で示す如く、温度に対
して直線性を有する発振出力が得られた。尚第7
図において、直線L2はタイマー用ICとしてトム
ソン社製TDB0555DPを使用し、Vccを5V印加し
た場合の特性線であり、何れも温度に対して0゜〜
100℃の広範囲に亘つて直線性を有する。
以上のように、本発明の他の実施例によれば、
サーミスタ及び抵抗の直列回路と、サーミスタ及
び抵抗の並列回路を直列に接続することによつ
て、前記実施例に比べて発振回路の発振周波数を
より広範囲に亘つて温度に正確に比例させること
ができる優れた効果を有する。
尚上記各実施例において、発振回路は上例に限
定されるものではなく、第8図に示す如き方形波
発振回路を適用することもできる。即ち、第8図
において、13は差動増幅器、14は差動増幅器
13の負入力端及び接地間に介挿された充放電用
コンデンサ、15は差動増幅器13の負入力端及
び出力端間に介挿された周波数可変抵抗としての
帰還用抵抗、16及び17は差動増幅器13の正
入力端及び出力端間に接続された分圧用抵抗であ
り、全体として方形波発振回路18が構成されて
いる。
この方形波発振回路18はコンデンサ14の容
量Cと帰還用抵抗15の抵抗値R0とによつて定
まる時定数CR0に基づいてf=1/2πCR0で表わさ れる周波数fの発振出力が得られ、前記抵抗15
の抵抗値を可変することによつて周波数fが可変
される。従つて、抵抗15に第2図及び第4図に
示すサーミスタ及び抵抗の直列回路を適用するこ
とによつて前記と同様の作用効果を得ることがで
きる。この外種々の発振回路を適用する事ができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図Aは本発明の概略を示すブロツク図、第
1図Bは発振回路の一例を示す回路図、第2図は
本発明に適用し得るサーミスタ及び抵抗回路の一
例を示す回路図、第3図A及びBは夫々第2図の
抵抗回路の温度−抵抗特性及び温度−抵抗逆数特
性を示す図、第4図A及びBは夫々本発明に適用
し得るサーミスタ及び抵抗回路の他の例を示す回
路図、第5図A及びBは夫々その温度−抵抗特性
及び温度−抵抗逆数特性を示す図、第6図Aは発
振回路の他の例を示す回路図、第6図Bは本発明
の一実施例の略線的構成説明図、第7図は温度周
波数特性を示す図、第8図は本発明に適用し得る
発振回路の他の例を示す回路図である。 図中、1,2…インバータ、3,3′…充放電
用コンデンサ、5…周波数可変抵抗、6…発振回
路、8,10,10′…抵抗、9,9′,11,1
1′…サーミスタ、13…差動増幅器、14…充
放電用コンデンサ、15…周波数可変抵抗、18
…方形波発振回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 発振回路の周波数可変抵抗を温度に対して抵
    抗値が殆んど変化しない抵抗と温度に対して抵抗
    値が変化するサーミスタとの直列回路と、温度に
    対して抵抗値が殆んど変化しない抵抗と温度に対
    して、抵抗値が変化するサーミスタとの並列回路
    との直列回路によつて構成し、その合成抵抗値の
    逆数を温度に対して直線性を持たせ、温度変化に
    対して比例する周波数の発振出力を得るようにし
    たことを特徴とする温度検出装置。 2 発振回路の周波数可変抵抗を、温度に対して
    抵抗値が殆んど変化しない抵抗と温度に対して抵
    抗値が変化するサーミスタとの直列回路と、該直
    列回路のサーミスタと並列に接続された抵抗値が
    殆んど変化しない抵抗と温度に対して抵抗値が変
    化するサーミスタとの直列回路とによつて構成
    し、その合成抵抗値の逆数を温度に対して直線性
    を持たせ、温度変化に対して比例する周波数の発
    振出力を得るようにしたことを特徴とする温度検
    出装置。
JP11628082A 1982-07-06 1982-07-06 温度検出装置 Granted JPS597230A (ja)

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JPS597230A JPS597230A (ja) 1984-01-14
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0748973A (ja) * 1993-08-09 1995-02-21 Natl House Ind Co Ltd 出窓装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5711576B2 (ja) * 2011-03-17 2015-05-07 旭化成エレクトロニクス株式会社 発振器及び発振器を有する半導体装置

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JPS5796227A (en) * 1980-12-08 1982-06-15 Fujitsu General Ltd Temperature measuring apparatus

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JPH0748973A (ja) * 1993-08-09 1995-02-21 Natl House Ind Co Ltd 出窓装置

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JPS597230A (ja) 1984-01-14

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