JPH0339258B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーミスタの抵抗値変化をCR発振回
路の発振周波数の変化に変換する方式のデジタル
サーミスタ温度計に係わるものである。

本発明の目的は温度に対して指数関数的に抵抗
値を変化するサーミスタを用いながら、広い温度
範囲で一定な感度を有しかつ精度の高い温度計を
安価に作ることであり、さらに摂氏温度表示と華
氏温度表示とを容易に切り替え可能なサーミスタ
デジタル温度計を実現することである。

従来、温度計として最も一般に普及したものは
ガラス管中に封入した水銀や着色アルコールの熱
膨張を使用したガラス製温度計と、貼り合わされ
た２種金属の熱膨張率の違いにより機械的な変形
を生ずるバイメタルを使用した指針温度計であつ
た。これ等は手軽であり比較的安価であると共
に、摂氏温度表示と華氏温度表示とを二重目盛り
によつて簡単に行える利点があつた。しかしこれ
等の温度計はアナログ表示であるため、表示最小
単位に制約が生じ、特に小型化した場合には精度
が悪くなる欠点があつた。一方、従来より科学技
術的な測定や工業的な用途にはデジタル表示によ
る電気式温度計が使用されている。しかしこの種
の温度計は高精度と云う特徴を有する反面で装置
が大掛りで高価であると云う欠点を有しており、
一般家庭用温度計としては普及していなかつた。

本発明はガラス製温度計や指針温度計の手軽か
つ低価格と云う特徴と摂氏温度表示と華氏温度表
示の両者が簡単にできると云う特徴とを兼ね備え
る上に、表示が読みやすく精度が高いデジタル表
示式温度計を、サーミスタを温度センサーとして
採用することによつて実現するものである。

サーミスタは温度によつて抵抗値が敏感に変化
する抵抗体の総称であるが、ここでは負の温度係
数を有するサーミスタ（Negative Temperature
Coefficient Thermistor）を云い、金属酸化物の
複合焼結体に電極を付したものを指す。サーミス
タは温度に対して極めて敏感な抵抗値変化を示す
こと、抵抗値が比較的自由に選べること、形状が
単純でありかつ小型であること、したがつて熱時
定数が小さく迅速な温度測定に適していること、
工業的に大量生産が可能であること等の多くの利
点を有する。しかし抵抗値の変化が指数関数的で
あるので、その特性を直線補正する必要があると
云う欠点を有している。従来この直線補正には次
に述べる二つの方法がとられていた。その第一の
方法は、サーミスタに直並列の抵抗を組合せ、そ
の合成抵抗の温度特性を直線に近似する方法であ
るが、この方法は高精度の抵抗器を多数必要とす
る上に補正可能な温度の領域がせまく、直線補正
の精度も良くない。そのためこの方法による温度
計は精度面で比較的雑であつて、使用温度範囲の
狭い用途である室内空調設備等に利用されている
のみであつた。第二の直線補正の方法は、サーミ
スタの抵抗値を正確に測定し、AD変換してデジ
タル量になおし計算手段で直線補正を行うやり方
であるが、装置が大掛りになり、高価になるため
科学技術用温度計に応用範囲が限られていた。こ
のような理由からサーミスタは従来温度計として
の用途よりも温度定点検出用のセンサーとして利
用されることが多かつたのである。本発明はサー
ミスタの抵抗特性の直線補正を手軽にしかも精度
良く行うと同時に摂氏温度表示と華氏温度表示の
切り替えのための変換演算を簡単に行う方法を提
案するものであるが以下第１図は本発明に使用さ
れるCR発振回路の実施例を示す回路図である。
本実施例はサーミスタ１と、コンデンサ２と、２
個のＣ−MOSインバータ３及び４と、Ｃ−
MOSNANDゲート５とから構成され、NAND
ゲート５の出力端子がインバータ４の入力端子
と、該インバータ４の出力端子がインバータ３の
入力端子とそれぞれ接続されている。インバータ
３の出力端子P₂からはこのCR発振回路の出力信
号であるパルス信号F₁が出力されるように構成
されている。

NANDゲート５の第１の入力端子P₁には制御
信号Ｇが入力されるようになつている。NAND
ゲート５の第２の入力端子にはサーミスタ１とコ
ンデンサ２の一端が同時に接続されており、サー
ミスタ１の他端はインバータ３の出力端子P₂と、
又コンデンサ２の他端はインバータ４の出力端子
とそれぞれ接続されている。

このような回路構成において入力端子P₁に印
加される制御信号Ｇが論理‘L'（以下単に‘L'と
表す）の時、CR発振回路は動作を停止し、出力
端子P₂の信号F₁は論理‘H'（以下単に‘H'と表
す）を保ち、電力の消費は殆どない。制御信号Ｇ
が‘H'になるとCR発振回路は動作を開始する
が、その時の出力パルス信号F₁の周波数f₁は、サ
ーミスタ１の抵抗値をＲ、コンデンサの容量値を
Ｃとして次のように表わされる。

f₁＝１／2.2CR …(1)式 絶対温度Ｔ〔Ｋ〕におけるサーミスタの抵抗値
Ｒは基準の温度T₀〔Ｋ〕におけるサーミスタの抵
抗値をR₀、サーミスタ定数をＢとして次のよう
に決められる。

Ｒ＝R₀exp｛Ｂ１／Ｔ−１／T₀）｝ …(2)式 (2)式を(1)式へ代入し次式を得る。

f₁＝１／2.2CR₀exp｛Ｂ（１／Ｔ−１／T₀）｝＝exp（Ｂ
／T₀）／2.2CR₀exp（Ｂ／Ｔ）＝ke^-B/T…(3)式 ただし ｋ＝１／2.2CR₀e^B/T ₀ …(4)式 (3)式より周波数f₁を知つてその時の温度Ｔを求
める式は次のようになる。

Ｔ＝Bloge／logk−logf₁ …(5)式 一方、一定時間t₀の間にパルス信号F₁に含まれ
るパルス数Ｎは次の通りである。

Ｎ＝f₁t₀ …(6)式 (5)、(6)式より次式を得る。

Ｔ＝Bloge／logk−log^N／t₀＝Bloge／logkt₀−logN…(7
)式 (7)式を摂氏温度Ｔ℃と華氏温度Ｔ〓で表わすと
それぞれ(8)式及び(9)式のようになる。

Ｔ℃≒Bloge／logkt₀−logN−273 …(8)式 Ｔ〓≒9Bloge／５（logkt₀−logN）−459.4 …(9)式 (8)式及び(9)式は一定時間t₀の間に第１図に示し
たようなCR発振回路から出力されるパルス数Ｎ
を知つて温度を求める式である。しかしこの計算
式によつて温度を求めるためには、パルス数Ｎを
計数するカウンタ回路と計算を実行するための高
度な計算回路とが必要になる。このため回路が大
規模になり高価になつてしまうため、一般家庭用
の温度計としては不適当なものになつてしまう。
本発明による温度計は複雑で高価な計算回路を装
備するかわりにパルス数Ｎを計数するカウンタ回
路を工夫することによつて計数と同時に(8)式及び
(9)式の計算を近似的に行うようにしたのである。
以下にそのカウンタ回路について説明する。

第２図は(8)式を表わすグラフであり、横軸にパ
ルス数Ｎ、縦軸に摂氏温度Ｔ℃をそれぞれ示して
いる。このグラフはパルス数Ｎが増大するにつれ
て勾配が除々に小さくなる単調増加曲線である
が、パルス数Ｎと温度Ｔ℃の関係をパルス数Ｎと
該パルスを計数するカウンタ回路の計数結果Ｓに
よつてジユミレーシヨンすることができる。すな
わち、入力するパルスの累計数が増大するにつれ
て計数速度がしだいに遅くなるようなカウンタを
設け、パルス数Ｎと該カウンタの計数結果Ｓとの
関係が(8)式のパルス数Ｎと摂氏温度Ｔ℃の関係に
近似するようにして、計数結果Ｓを温度Ｔ℃の代
替え値として表示するのである。第３図に示す折
れ線グラフはパルス数Ｎとカウンタの計数結果Ｓ
との関係を示す一例であるが、パルス数Ｎの増加
に伴つて直線の勾配が段階的に逓減するようにな
つており、第２図のグラフの曲線に近似してい
る。この例においては直線の勾配がカウンタの計
数結果Ｓに依存して変化するようになつており、
該計数結果Ｓの値が一定値ａだけ増加するごとに
勾配すなわちカウンタの計数速度が除々に小さく
なるように構成されている。該一定値ａの値が小
さい程折れ線グラフの近似精度は良くできるので
あるが、一般家庭用温度計の精度を±0.5℃で可
とするならば、一定値ａの値は約５℃でよい。一
方パルス数Ｎの値が０に近い範囲の近似精度は次
に述べる理由から大きな問題とならない。すなわ
ち(8)式より明らかな如くパルス数Ｎの値が０に近
い範囲は極めて低い温度領域であり、本発明の温
度計の測定範囲外であるから近似精度はいくら悪
くても良い。したがつてパルス数Ｎが０の時のカ
ウンタの内容数値は便宜的に定めて良く、カウン
タ回路を構成する上で最も都合の良い値を初期値
としてカウンタにプリセツトしておく。以下の説
明において摂氏温度の測定を行う時にはその初期
値をTi℃とする。

次に華氏温度Ｔ〓を求める場合について述べ
る。第４図は(9)式をグラフに表したものである
が、(8)式を表す第２図のグラフに較べて勾配が大
きくなつていると共に、摂氏温度で０℃を示すパ
ルス数が32〓を示している。これは華氏温度Ｔ〓
と摂氏温度Ｔ℃が次式に示される関係を持つてい
るためである。

Ｔ〓＝９／５Ｔ℃＋32 …(10)式 華氏温度Ｔ〓とパルス数Ｎの関係を示している
第４図のグラフを摂氏温度の場合と同方法同条件
で折れ線グラフに近似させたものを第５図に示す
とカウンタの初期値Ti〓は次のようになる。

Ti〓＝９／５Ti℃＋32 …(11)式 また勾配が変化すべきカウンタの内容数値の変
化巾ｂは摂氏温度の場合の変化巾ａにより次のよ
うに表わされる。

ｂ＝９／５ａ …(12)式 以上に述べたように、摂氏温度Ｔ℃と華氏温度
Ｔ〓はそれぞれ第３図と第４図の折れ線グラフで
示される特性を有するカウンタ回路によつてパル
ス数Ｎを計数することによつて求めることができ
る。しかし１個の温度計の中に摂氏温度専用のカ
ウンタ回路と華氏温度専用のカウンタ回路とを同
時に具備することは不経済であるから、両者に共
用のカウンタ回路を実現することが望まれる。第
６図はこの要求に答えた本発明の具体的な実施例
を示すブロツク線図である。以下に第６図のブロ
ツク線図について説明する。

図面上、６は第１図に示したCR発振回路であ
り、入力端子P₁に制御信号Ｇが印加され、出力
端子P₂からパルス信号F₁を出力する。７は可変
分周回路であり、分周比指定信号ｘを受けて定ま
る分周比Kfで前記パルス信号F₁を分周し、パル
ス信号F₂を出力する。ここで分周比Kfは入力す
るパルス信号F₁の周波数f₁と出力するパルス信号
F₂の周波数f₂の比であり次式で定義される。

Kf＝f₂／f₁ …(13)式 ８は読み出し専用メモリー（以下ROMと称
す）であり、アドレスデータＡを受けて前記分周
比指定データｘを出力する。９はアドレス用分周
器であり、前記パルス信号F₂を分周し、パルス
信号F₃を出力する。該パルス信号F₃は本実施例
のカウンタ回路の計数結果が一定値だけ変化する
ごとに出力される信号であり、第３図及び第５図
の説明で述べた一定値ａ及びｂに対応する変化に
対して１パルスが出力される。１０はアドレスカ
ウンタであり、前記パルス信号F₃を計数し、該
計数結果を前記アドレスデータＡとして出力す
る。１１は感度切替え用分周器であり、単位選択
信号Ｕによつて決められる２種類の分周比K_C及
びK_Fのどちらかで前記パルス信号F₂を分周して
パルス信号F₄を出力する。

該パルス信号F₄の１パルスは温度測定の最小
単位に該当しており、該パルス信号F₄のパルス
数を計数することで温度の数値化を行うのであ
る。１２は温度カウンタであり、前記パルス信号
F₄のパルス数を計数し、計数結果Ｓを出力する。
また温度カウンタ１２は、初期値Siをプリセツト
することができるようになつているがその初期値
Siはデータ選択回路１３から供給される。該デー
タ選択回路１３は単位選択信号Ｕによつて(11)式で
示した２つの数値Ti℃及びTi〓のいずれかを選
択し、前記カウンタ１２の初期値Siとして出力す
る。１４はデータラツチであり、温度カウンタ１
２の計数結果Ｓを受け取つて記憶すると共に、表
示装置１５に対しその記憶内容である計数結果Ｓ
を伝達する。表示装置１５は液晶や発光ダイオー
ド等を用いた数字表示体とその駆動回路及び信号
デコーダで構成され、温度カウンタ１２の計数結
果Ｓをデジタル表示すると共に、単位選択信号Ｕ
によつて表示単位や小数点位置等の変更をする。

１６は単位切替回路であり、手動操作により摂
氏温度での測定をするか華氏温度での測定をする
かを定め、前記の単位選択信号Ｕを出力する。

１７は測定温度範囲外検出（オーバー検出）回
路であり、アドレスデータＡによつてこの温度計
の測定範囲外の温度を検出しオーバースケール信
号Overを出力する。該オーバースケール信号
Overはデータラツチ１４に記憶され、更に表示
装置１５に伝達されて、表示面上に測定範囲外温
度であることを表示する。

タイミング回路１８はこの温度計の温度測定動
作を制御する３種類のタイミング信号を出力する
回路である。その第１はCR発振回路６の制御信
号Ｇであり、CR発振回路６の発停を制御すると
共に前述の一定時間t₀を規定している。第２の信
号Ｉはこの温度計に使用されているカウンタ１
０，１２と分周器７，９，１１の初期化を行う初
期化信号であり、温度測定動作に先立つて出力さ
れる。第３の信号はラツチサンプリング信号Ｌで
あり、データラツチ１４の記憶内容の更新を行う
信号であつて温度測定動作の最後に出力され、測
定データの保存をする。この３種類の信号Ｉ，
Ｇ、及びＬの波形はそれぞれ第７図の波形イ，
ロ、及びハとして示されている。１９は時間基準
回路であり、周波数確度の高い発振回路と分周器
とからなり、正確な時間基準信号を発生して前記
タイミング回路８に供給する。

以上に述べたような構成を有する温度計におい
て温度測定動作がどのように行われるかを以下に
述べる。先ず温度測定に先立ち単位切替回路１６
から出力される単位選択信号Ｕによつて測定単位
が選択される。次に初期化信号Ｉがタイミング回
路１８から出力され、可変分周回路７、アドレス
用分周器９、アドレスカウンタ１０、及び感度切
替用分周器１１のリセツトをする。同時に初期化
信号Ｉによつて温度カウンタ１２に初期値Siがプ
リセツトされるが、該初期値Siはデータ選択回路
１３によつて温度の単位に適合した値が選ばれ
る。すなわち摂氏温度測定の時には数値Ti℃を
初期値Siとして使用し、華氏温度測定の時には数
値Ti〓を使用する。回路の初期化が終了した後、
制御信号Ｇが‘H'となつてCR発振回路６が動作
を開始し、パルス信号F₁が出力される。この時
アドレスカウンタ１０の出力であるアドレスデー
タＡはROM８の０番地を指定しており、これに
よつてROM８から分周比指定データｘの初期値
x₁が出力されている。この時の分周比Kfの値を
K₁とすると、可変分周回路７からはパルス信号
F₁の周波数をK₁（K₁＜１）倍した周波数のパルス
信号F₂が出力される。該パルス信号F₂はアドレ
ス用分周器９で分周されパルス信号F₃となるが
その周波数f₃はアドレス用分周器９の分周比を
K_Aとし次のようになる。

f₃＝K_Af₂＝K_AK₁f₁ …(14)式 (14)式より、パルス信号F₃の最初のパルスが１
個出力するまでにパルス信号F₁に含まれるパル
ス数N₁は１／K₁×K_Aであることがわかる。アドレ ス用分周器９からパルスが１個出力されるとアド
レスカウンタ１０は該パルスを計数してアドレス
データＡを０番地から１番地に変える。

これによりROM８から２番目の分周比指定デ
ータx₂が出力される。この時の分周比をK₂とす
ると次に分周比指定データが変化してx₃となり分
周比がK₃に変るまでにパルス信号F₁に含まれる
パルス数N₂は１／K₂×K_Aである。以下同様にして ｎ番目の分周比Knの時に入力するパルス信号F₁
のパルス数Nnは１／Kn×K_Aとして表わされる。こ の時パルス信号F₂のパルス数は(14)式より常に
１／K_A個であるから、パルス信号F₁の累計パルス数 Ｎとパルス信号F₂の累計パルス数Ｍの関係は第
８図に示される折れ線グラフイのようになる。こ
のグラフの各直線線分の勾配は分周比K₁、K₂、
……Kn……で表わされるが、その勾配変化の割
合は、第３図及び第５図の折れ線グラフの変化率
に等しくなければならない。

一方パルス信号F₂は感度切替用分周器１１に
よつて分周され、パルス信号F₄として出力され
る。

感度切替用分周器１１の分周比は摂氏温度測定
の時はK_Cであり、華氏温度測定の時はK_Fである
からパルス信号F₂のパルス１／K_A個に対しパル
ス信号F₄はそれぞれK_C／K_A個及びK_F／K_A個のパルスを 出力する。

またパルス信号F₄の累計パルス数M_C及びM_Fは
それぞれK_C×Ｍ及びK_F×Ｍである。該累計パル
ス数M_C及びM_Fの推移の様子は第８図の折れ線グ
ラフロ及びハとしてそれぞれ表わすことができ
る。該折れ線グラフの一線分に対するパルス数の
変化は、K_C／K_A及びK_F／K_Aであるがこの値がそれぞれ 第３図及び第５図の折れ線グラフに示した一定値
ａ及びｂに等しくなるように分周比K_C及びK_Fを
決めなければならない。

したがつて(12)式にａ＝K_C／K_A，ｂ＝K_F／K_Aを代入す ると次の関係式を得る。

K_F／K_C＝９／５ …(15)式 例えばK_C＝１／９、K_F＝１／５である場合(15)式を 満足している。

温度カウンタ１２はパルス信号F₄の累計パル
ス数M_C及びM_Fを計数するのであるが、該温度カ
ウンタ１２に対し温度の測定単位に見合つた初期
値Ti℃及びTi〓をプリセツトしておくことによ
り、その計数結果Ｓはそれぞれ第３図及び第５図
の折れ線グラフで示したような推移を示す。

一定時間t₀が経過した後、CR発振回路６の制
御信号Ｇが‘L'になることによつてCR発振回路
６は動作を停止し、可変分周回路７以下に新たな
パルス供給がなくなる。この時の温度カウンタ１
２の計数結果Ｓは温度の測定値を意味しており、
該測定値はラツチ信号Ｌがタイミング回路１８か
ら出力されることによつてデータラツチ１４に記
憶保存されると同時に表示装置１５において数字
表示される。

以上に述べた一連の動作は一定の時間間隔で繰
り返えされ、常に最新の測定値を表示するように
なつているのである。

次に可変分周回路７の具体的な構成について簡
単な説明をする。可変分周回路としては次に述べ
る３通りの実現方法がある。第１はプリセツタブ
ルダウンカウンタと０検出回路とで構成されるも
ので、分周比指定データｘをプリセツタブルダウ
ンカウンタにプリセツトした後、ダウンカウント
を行つてその内容数値が０になつたことを検出し
た時に再びデータｘをプリセツトし、この動作を
繰り返す方式のものである。この方式において分
周比Kfは次式のようになる。

Kf＝１／ｘ (16)式 可変分周回路７の第２の実現方法はカウンタと
数値一致検出回路とで構成されるもので、カウン
タの内容数値と分周比指定データｘの一致を検出
し、これによりカウンタをリセツトして０から再
度カウントを行い、この動作を繰り返す方式のも
のである。この方式においても分周比Kfは(16)式
で与えられる。

第３の実現方法はレートマルチプライヤにより
分周を行う方式である。レートマルチプライヤの
動作原理は「TTLアプリケーシヨンマニアル」
（テキサスインスツルメントアジアリミテツド社
発行）31頁に詳細な説明があり周知なものなので
ここでは省略する。家庭用の温度計に使用される
レートマルチプライヤーとしては２進８ビツト構
成のレートマルチプライヤーが適当であるが、そ
の分周比Kfはレートデータ入力端子に伝えられ
る８ビツトの２進数である分周比指定データｘに
より次式で表わされる。

Kf＝ｘ／256 …(17)式 (17)式より明らかなように、レートマルチプラ
イヤーによる可変分周回路では分周比Kfをリニ
アに設定できる点で有利であり、本発明の実施例
に使用される可変分周器として最適である。

次に感度切替用分周器１１の構成について具体
的な説明をする。第６図の実施例において摂氏温
度と華氏温度の測定単位を共に１度又は0.1度と
すれば感度切替用分周器１１の２種類の分周比
K_C及びK_Fの間には(15)式の関係がある。この関
係を満足する感度切替用分周器１１の一実施例は
第９図の回路図に示される。該実施回路例はそれ
ぞれK_C及びK_Fで与えられる分周比を有する２個
の分周器１１ａ及び１１ｂから出力される信号
F_4C及びF_4Fのうちの一方を、単位選択信号Ｕによ
つて制御されるAND−ORゲート１１ｃにより選
択して出力パルス信号F₄とするように構成され
ている。測定単位を0.1℃及び0.1〓とする場合、
分周比K_C及びK_Fをそれぞれ1/9及び1/5とすると
回路構成は最も簡単になる。また同実施例におい
て分周比K_C及びK_Fをそれぞれ1/9及び1/50とすれ
ば、第６図の温度計は摂氏温度では0.1℃、華氏
温度では１〓をそれぞれ測定単位とすることがで
きる。

第１０図は、感度切替用分周器の他の実施例を
示す回路図である。この回路においては、K_C／
K_Fなる分周比を有する分周器１１ｄを設け、摂
氏温度測定時には該分周器１１ｄの出力信号F_4C
を、又華氏温度測定時にはパルス信号F₂を、単
位選択信号Ｕによつて制御されるAND−ORゲー
ト１１ｃによつてそれぞれ選択してパルス信号
F₄を出力する。摂氏温度と華氏温度の測定単位
が共に１度又は0.1度である時、分周器１１ｄの
分周比K_C／K_Fは5/9であり、このような分周器１
１ｄは９進のレートマルチプライヤーを使用し
て、そのレート入力を数値５とすることにより容
易に達成される。

第１１図も感度切替用分周器の他の実施例を示
す回路図であり、K_F／K_Cなる分周比を有する分
周器１１ｅと単位選択信号Ｕに制御されるAND
−ORゲート１１ｃとから成つている。この回路
においては摂氏温度測定時はパルス信号F₂がそ
のままパルス信号F₄となり、華氏温度測定時は
分周器１１ｅの出力信号F_4Fがパルス信号F₄とな
る。この実施例において分周比K_F／K_Cを9/50と
すると、摂氏温度と華氏温度の測定単位は、それ
ぞれ0.1℃と１〓にすることができる。又、その
ような分周器１１ｅは50進のレートマルチプライ
ヤーを使用し、そのレート入力を数値９に固定す
ることにより容易に達成される。

第１２図も又感度切替用分周器の他の実施例を
示す回路図であり、16進レートマルチプライヤー
１１ｆのレート入力データｙを単位選択信号Ｕに
よつて制御されるデータ選択回路１１ｇによつて
設定する方式のものである。データ選択回路１１
ｇによつて選択されるレート入力データｙは摂氏
温度測定時には数値５であり華氏温度測定時には
数値９である。これにより摂氏温度と華氏温度の
両者を共に測定単位を１度又は0.1度とすること
ができる。

次にアドレス用分周器９の構成について具体的
な説明を行う。第６図のブロツク線図に示したア
ドレス用分周器９ではパルス信号F₂を入力信号
としているが、該分周器９の機能は常に一定温度
巾に相当するパルス信号F₂のパルス数を計数す
ることであるから、パルス信号F₂の周波数と常
に比例性があるパルス信号ならば、どのようなパ
ルス信号でも入力信号として採用しても良い。例
えば第９図の回路図に示した感度切替用分周器の
２個の分周器１１ａ又は１１ｂの出力信号F_4C又
はF_4Fを入力信号としたアドレス用分周器が考え
られる。信号F_4Cの１パルスが１℃に相当すると
すれば該信号F_4Cを入力信号とし分周比K_Aを有す
るアドレス用分周器の出力信号の１パルスは１／
K_A℃に相当する。したがつて分周比K_Aの値が1/
５の時、第８図に示した折れ線グラフの近似ステ
ツプは５℃間隔となる。同様に信号F_4Fの１パル
スが１〓に相当するとすれば、該信号F_4Fを入力
信号とし分周比K_Aを有するアドレス用分周器の
出力パルスは１／K_A〓に相当し、分周比K_Aの値
が1/5の時には近似ステツプが５〓間隔となるの
である。同じように、第１０図及び第１１図の回
路図に示した感度切替用分周器に含まれる分周器
１１ｄ及び１１ｅの出力信号F_4C及びF_4Fをアドレ
ス用分周器の入力信号とすることができる。又、
前記分周器１１ａ，１１ｂ，１１ｄ及び１１ｅの
中間分周段から信号を取り出してアドレス用分周
器の入力信号として利用したり、それ等の分周器
がレートマルチプライヤーで構成されている場合
にはレートマルチプライヤーの桁上げ信号を利用
することも考えられる。

第１３図は第６図に示したアドレス用分周器９
と感度切替用分周器１１の両者を兼用することの
できる多目的分周回路を示す回路図であり、本発
明の摂氏温度表示と華氏温度表示の切替え可能な
温度計を実現する上で極めて便利な回路である。
図面上可変分周回路７、ROM８、アドレスカウ
ンタ１０、温度カウンタ１２、及び単位切替回路
１６は第６図に示したものと同じものであるか
ら、各々についての詳細な説明は省略する。また
第６図におけるCR発振回路６、データ選択回路
１３、データラツチ１４、表示装置１５、オーバ
ー検出回路１７、タイミング回路１８、及び時間
基準回路１９は本回路図の説明上直接関係しない
ので図示されていない。

図面上、２０及び２１は共に分周器であり、そ
れぞれの分周比は1/9及び1/5である。該２個の分
周器２０及び２１は第９図の回路図に示した２個
の分周器１１ａ及び１１ｂに対応するものであ
り、その出力信号はそれぞれF_4C及びF_4Kと呼ばれ
る。２２，２３，２４、及び２５はそれぞれ信号
切替え回路であり、単位切替回路１６から出力さ
れる単位選択信号Ｕの制御を受けて２個の信号の
うちの一方を選択する回路である。このような信
号切替回路２２〜２５は実用的な回路においては
AND−ORゲートで達成されるのが普通であるが
ここでは説明のため２個の接点P_CとP_Fを有する
スイツチとして表現した。該スイツチは単位選択
信号Ｕが摂氏温度を指定している時に接点P_C側
に閉じており、華氏温度を選択している時は接点
P_F側に閉じているように動作する。

次に本実施回路例の回路構成を説明する。CR
発振回路６から出力されるパルス信号F₁は可変
分周回路７によつて分周され、パルス信号F₂と
なる。該パルス信号F₂は信号切替回路２２の接
点P_Cと信号切替回路２３の接点P_Fに導びかれて
いる。信号切替回路２２の接点P_Fと信号切替回
路２３の接点P_Cとにはそれぞれ分周器２１の出
力信号F_4Fと分周器２０の出力信号F_4Cとが導かれ
ており、これ等２個の信号切替回路２２及び２３
の出力信号はそれぞれ分周器２０及び２１の入力
信号となつている。分周器２０の出力信号F_4Cは
信号切替回路２３の接点P_Cに導びかれると共に、
信号切替回路２４の接点P_Cと信号切替回路２５
の接点P_Fに導びかれている。又分周器２１の出
力信号F_4Fは信号切替回路２２の接点P_Fに導びか
れると共に、信号切替回路２４の接点P_Fと信号
切替回路２５の接点P_Cに導びかれている。信号
切替回路２４の出力信号はパルス信号F₄となり、
温度カウンタ１２に導びかれている。又信号切替
回路２５の出力信号はパルス信号F₃となりアド
レスカウンタ１０に導びかれ、該アドレスカウン
タ１０を歩進することによりアドレスデータＡを
更新してROM８から新しい分周比指定データｘ
を読み出すようになつている。

このような構成において摂氏温度を測定する場
合、単位選択信号Ｕにより４個の信号切替回路２
２，２３，２４、及び２５は全て接点P_C側に閉
じている。この結果パルス信号F₂は信号切替回
路２２を介して分周器２０に印加され、1/9分周
されて信号F_4Cとなる。該信号F_4Cの１パルスは１
℃に相当し、信号切替回路２４を介してパルス信
号F₄として温度カウンタ１２に伝えられる一方、
信号切替回路２３を介して分周器２１に伝達され
１／５分周される。その結果、分周器２１の出力信
号の１パルスは５℃に相当することになるが、該
信号は信号切替回路２５を介してパルス信号F₃
となつてアドレスカウンタ１０に伝えられる。こ
のようにして温度カウンタ１２は１℃単位で歩進
し、アドレスカウンタ１０は５℃単位で歩進する
ようにすることができる。

一方、華氏温度を測定する場合は、単位選択信
号Ｕにより４個の信号切替回路２２，２３，２
４、及び２５は全て接点P_F側に閉じている。こ
の結果パルス信号F₂は信号切替回路２３を介し
て分周器２１に印加され、1/5分周されて信号F_4F
となる。該信号F_4Fの１パルスは１〓に相当し、
信号切替回路２４を介してパルス信号F₄として
温度カウンタ１２に伝えられる一方、信号切替回
路２２を介して分周器２０に伝達され、1/9分周
される。その結果、分周器２０の出力信号の１パ
ルスは９〓（＝５℃）に相当することになるが、
該信号は信号切替回路２５を介してパルス信号
F₃となつてアドレスカウンタ１０に伝えられる。
このようにして温度カウンタ１２は１〓単位で歩
進し、アドレスカウンタ１０は９〓単位、すなわ
ち５℃単位で歩進するようにすることができる。

以上に第１３図の回路図につき摂氏温度測定の
場合と華氏測定の場合の動作を説明したが、その
両方においてアドレスカウンタ１０の歩進を５℃
単位で行うことが可能であると同時に第６図に示
したアドレス用分周器９を専用に設けなくてもよ
いのである。

以上図面に従つて本発明のサーミスタ温度計の
動作原理について詳細な説明を行つた。

本発明によればサーミスタの指数関数特性を純
粋にデジタル的な手法で直線補正できる上に、摂
氏温度表示と華氏温度表示の切替えを簡単な付加
回路によつて達成できる。この結果、従来広く普
及しているガラス製温度計や指針式温度計のよう
に手軽でありながら、精度が高く、表示が読みや
すく、しかも摂氏温度と華氏温度の両方が測定で
きるデジタル温度計が極めて低価格で入手できる
ようになつたのである。また従来は高価な特殊用
途温度計のみに実現されていた次に述べるような
様々な付加機能を、一般家庭用温度計に取り込む
ことが容易となつた。付加機能としては最高温度
と最低温度の記憶し、必要に応じて表示する最高
最低温度計、時計装置と組合せ毎日定刻の温度を
測定記録する定時温度計、温度の上限値又は下限
値を設定し、該温度範囲外の温度で警報を発する
警報付温度計、一日の平均気温を算出し表示する
平均気温計等の便利な機能が考えられる。しかも
それ等の温度計の測定単位を必要に応じ摂氏温度
と華氏温度の間で簡単に自由に切替えることがで
きるのである。このことは温度計の商品としての
販路を広げ、大量生産を可能とするため、ますま
す低価格化が行われるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用されるCR発振回路の実
施例を示す回路図であり、第２図及び第４図は単
位時間中に第１図のCR発振回路から出力される
パルスの数Ｎと摂氏温度及び華氏温度との関係を
示すグラフ、第３図及び第５図はそれぞれ第２図
及び第４図のグラフに近似させた折れ線グラフの
例を示すグラフであり、第６図は本発明の実施例
である温度計の構成例を示すブロツク線図、第７
図イ，ロ及びハは第６図のブロツク線図の動作を
説明するための信号波形図、第８図は横軸にパル
ス信号F₁のパルス数Ｎ、縦軸にそれぞれパルス
信号F₂の累計パルス数Ｍ、パルス信号F₄の累計
パルス数M_C及びM_Fで示される第６図のブロツク
線図の動作を説明するための折れ線グラフであ
り、第９図、第１０図、第１１図及び第１２図は
第６図に示した感度切替用分周器の各実施例を示
す各回路図であり、第１３図は第６図に示したア
ドレス用分周器と感度切替用分周器を共通な分周
器とした実施例を示す回路図である。 １……サーミスタ、２……コンデンサ、６……
CR発振回路、１１ｃ……AND−ORゲート、１
１ａ，１１ｂ，１１ｄ，１１ｅ，２０，２１……
分周器、１１ｆ……４ビツト２進レートマルチプ
ライヤー、２２，２３，２４，２５……信号切替
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サーミスタを特定数抵抗に含むCR発振回路
   と、該CR発振回路から出力される信号を入力信
   号とする分周比設定可能な可変分周回路と、該可
   変分周回路から出力されるパルス信号を計数する
   アドレス用分周器と該アドレス用分周器の出力信
   号を計数するアドレスカウンタと、該アドレスカ
   ウンタの計数値の増加に従つて前記可変分周回路
   の分周比を該可変分周回路の出力信号の周波数が
   小さくなる方向に設定する読み出し専用メモリー
   と、前記可変分周回路から出力されるパルス信号
   を計数する温度カウンタと該温度カウンタの計数
   値を温度測定値として表示するための表示装置を
   備えたことを特徴とするサーミスタ温度計。 ２ サーミスタを特定数抵抗に含むCR発振回路
   と、該CR発振回路から出力される信号を入力信
   号とする分周比設定可能な可変分周回路と、該可
   変分周回路から出力されるパルス信号を計数する
   アドレス用分周器と該アドレス用分周器の出力信
   号を計数するアドレスカウンタと、該アドレスカ
   ウンタの計数値の増加に従つて前記可変分周回路
   の分周比を該可変分周回路の出力信号の周波数が
   小さくなる方向に設定する読み出し専用メモリー
   と、前記可変分周回路から出力されるパルス信号
   を計数する、分周比を２段階に切換可能な感度切
   換用分周器と、該感度切換用分周器に摂氏温度と
   華氏温度とを切換指定するための切換信号を供給
   するとともに前記アドレスカウンタに摂氏温度と
   華氏温度に対応する各初期値を設定する単位切換
   回路と、前記感度切換用分周器から出力されるパ
   ルス信号を計数する温度カウンタと、該温度カウ
   ンタの計数値を前記感度切換用分周器の２段階の
   分周比にそれぞれ対応する摂氏温度と華氏温度の
   各温度測定値として表示するための表示装置を備
   えたことを特徴とするサーミスタ温度計。