JPH0674832A - 温度検出回路 - Google Patents
温度検出回路Info
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- JPH0674832A JPH0674832A JP32011591A JP32011591A JPH0674832A JP H0674832 A JPH0674832 A JP H0674832A JP 32011591 A JP32011591 A JP 32011591A JP 32011591 A JP32011591 A JP 32011591A JP H0674832 A JPH0674832 A JP H0674832A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 感熱線に印加される電圧波形、流れる電流波
形の各ゼロ点を検出し、これらの位相差を測定すること
で温度測定値を得る温度検出装置において、感熱線に対
する浮遊静電容量の有無に影響されず、検出精度の高い
温度信号を得る。 【構成】 感熱線の外側導体は電源の共通線側に接続
し、電源の他方側と感熱線の内側導体にはＰＮＰ形及び
ＮＰＮ形トランジスタの両エミッタ、両ベース並びに抵
抗を並列接続し、この両トランジスタのコレクタにダイ
オードを夫々順方向に設け、この両ダイオードの他端と
前記共通線側とを抵抗を介して接続する。
形の各ゼロ点を検出し、これらの位相差を測定すること
で温度測定値を得る温度検出装置において、感熱線に対
する浮遊静電容量の有無に影響されず、検出精度の高い
温度信号を得る。 【構成】 感熱線の外側導体は電源の共通線側に接続
し、電源の他方側と感熱線の内側導体にはＰＮＰ形及び
ＮＰＮ形トランジスタの両エミッタ、両ベース並びに抵
抗を並列接続し、この両トランジスタのコレクタにダイ
オードを夫々順方向に設け、この両ダイオードの他端と
前記共通線側とを抵抗を介して接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、感熱線インピーダンス
の位相差を温度信号として利用する温度検出回路に関す
る。
の位相差を温度信号として利用する温度検出回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】温度変化に対応してインピーダンスの位
相角が変化する感熱線を利用する温度検出装置として
は、特開平３−７７０３６号公報に開示の技術があり、
感熱線に印加される電圧とこれに流れる電流の位相角を
計測することにより温度を検出している。
相角が変化する感熱線を利用する温度検出装置として
は、特開平３−７７０３６号公報に開示の技術があり、
感熱線に印加される電圧とこれに流れる電流の位相角を
計測することにより温度を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、インピーダンス
の位相角を計測して温度検出する装置に測温体として感
熱線を用い、この感熱線を発熱体に近接配置した場合、
感熱線と発熱体との間の浮遊静電容量によって両者間に
誘導電流が流れ、感熱線インピーダンスの絶対値が高い
ことにより、検出温度の精度が悪くなる問題点があっ
た。
の位相角を計測して温度検出する装置に測温体として感
熱線を用い、この感熱線を発熱体に近接配置した場合、
感熱線と発熱体との間の浮遊静電容量によって両者間に
誘導電流が流れ、感熱線インピーダンスの絶対値が高い
ことにより、検出温度の精度が悪くなる問題点があっ
た。
【０００４】これを図６に従って説明すると、感熱線１
に流れる交流電流のゼロ点を検出するゼロ電流検出部２
と、感熱線１に印加される電圧のゼロ点を検出するゼロ
電圧検出部３からの出力信号は論理演算制御部４に与え
られ、その結果によりスイッチ手段５を開閉し、発熱体
６を所定の温度に保つよう動作する。
に流れる交流電流のゼロ点を検出するゼロ電流検出部２
と、感熱線１に印加される電圧のゼロ点を検出するゼロ
電圧検出部３からの出力信号は論理演算制御部４に与え
られ、その結果によりスイッチ手段５を開閉し、発熱体
６を所定の温度に保つよう動作する。
【０００５】感熱線１と発熱体６との間には浮遊静電容
量Ｃが分布的に存在し、この浮遊静電容量Ｃを通じて感
熱線１と発熱体６との間には誘導電流が流れるが、その
量は電源７の電圧変動によっても、また、スイッチ手段
５の開閉状態等によっても変動し、安定したものではな
い。
量Ｃが分布的に存在し、この浮遊静電容量Ｃを通じて感
熱線１と発熱体６との間には誘導電流が流れるが、その
量は電源７の電圧変動によっても、また、スイッチ手段
５の開閉状態等によっても変動し、安定したものではな
い。
【０００６】このような誘導電流は、大部分感熱線１の
外側導体１１に流れ、ゼロ電圧検出部３における電圧は
誘導電流によって位相が変化し、また図示とは逆に、外
側導体１１をトランジスタ２１に接続の場合は、ゼロ電
流検出部２が誘導電流の影響を直接に受けて、該部にお
ける電流の位相が変化し、いずれの場合にしても本来の
ゼロ点を検出できず、検出精度は悪くなる。
外側導体１１に流れ、ゼロ電圧検出部３における電圧は
誘導電流によって位相が変化し、また図示とは逆に、外
側導体１１をトランジスタ２１に接続の場合は、ゼロ電
流検出部２が誘導電流の影響を直接に受けて、該部にお
ける電流の位相が変化し、いずれの場合にしても本来の
ゼロ点を検出できず、検出精度は悪くなる。
【０００７】さらには、感熱線１が断線または短絡して
異常状態となっても、ゼロ電流検出部２には浮遊静電容
量Ｃにより進相電流が流れてこの異常を検出できず、従
ってこの信号を発熱体の異常温度検出用とするには安全
上問題があった。
異常状態となっても、ゼロ電流検出部２には浮遊静電容
量Ｃにより進相電流が流れてこの異常を検出できず、従
ってこの信号を発熱体の異常温度検出用とするには安全
上問題があった。
【０００８】本発明は、温度検出装置の測温体に用いる
感熱線が浮遊静電容量の影響を受けても、温度信号はこ
の浮遊静電容量に関係なく高い精度で検出できる回路の
提供を目的としている。
感熱線が浮遊静電容量の影響を受けても、温度信号はこ
の浮遊静電容量に関係なく高い精度で検出できる回路の
提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明回路は、ＰＮＰ形トランジスタとＮＰＮ形ト
ランジスタの夫々のベース、エミッタと抵抗とを並列接
続し、両ベース側には感熱線の内側導体を、両エミッタ
側には交流電源の一方を夫々接続してある。
に、本発明回路は、ＰＮＰ形トランジスタとＮＰＮ形ト
ランジスタの夫々のベース、エミッタと抵抗とを並列接
続し、両ベース側には感熱線の内側導体を、両エミッタ
側には交流電源の一方を夫々接続してある。
【００１０】ＰＮＰ形トランジスタとＮＰＮ形トランジ
スタのコレクタには夫々ダイオードを順方向に直列接続
し、両ダイオードの他端は抵抗を介して交流電源の他方
及び感熱線の外側導体に共通接続し、ＰＮＰ形トランジ
スタのコレクタ出力を温度信号として用いるようにして
ある。
スタのコレクタには夫々ダイオードを順方向に直列接続
し、両ダイオードの他端は抵抗を介して交流電源の他方
及び感熱線の外側導体に共通接続し、ＰＮＰ形トランジ
スタのコレクタ出力を温度信号として用いるようにして
ある。
【００１１】また、上記ＰＮＰ形トランジスタのコレク
タ出力側に、上記とは別のＮＰＮ形トランジスタのベー
スと、このベースとエミッタに逆極性のダイオードとを
接続し、このＮＰＮ形トランジスタのコレクタ出力を温
度信号とすることにより、検出精度を高くしてある。
タ出力側に、上記とは別のＮＰＮ形トランジスタのベー
スと、このベースとエミッタに逆極性のダイオードとを
接続し、このＮＰＮ形トランジスタのコレクタ出力を温
度信号とすることにより、検出精度を高くしてある。
【００１２】
【作用】上記のように構成された温度検出回路では、感
熱線の内側導体をＰＮＰ形・ＮＰＮ形両トランジスタの
ベースに共通接続して交流電源の一方を印加し、交流電
源の他方は感熱線の外側導体と、ダイオード・抵抗を介
したこれら両トランジスタのコレクタ側に共通印加され
ているため、感熱線が受ける浮遊静電容量による誘導電
流の全ては、感熱線の外側導体によって電源の他方に逃
がされ、前記両トランジスタの動作は誘導電流の影響を
受けないので交流電圧・電流波形のゼロ点検出は正確に
行われる。
熱線の内側導体をＰＮＰ形・ＮＰＮ形両トランジスタの
ベースに共通接続して交流電源の一方を印加し、交流電
源の他方は感熱線の外側導体と、ダイオード・抵抗を介
したこれら両トランジスタのコレクタ側に共通印加され
ているため、感熱線が受ける浮遊静電容量による誘導電
流の全ては、感熱線の外側導体によって電源の他方に逃
がされ、前記両トランジスタの動作は誘導電流の影響を
受けないので交流電圧・電流波形のゼロ点検出は正確に
行われる。
【００１３】また、上記の共通接続されたＰＮＰ形・Ｎ
ＰＮ形トランジスタのコレクタ側に接続した別のＮＰＮ
形トランジスタからのコレクタ出力は、検出信号を
‘１’と‘０’のデジタル信号として検出精度をより高
める。
ＰＮ形トランジスタのコレクタ側に接続した別のＮＰＮ
形トランジスタからのコレクタ出力は、検出信号を
‘１’と‘０’のデジタル信号として検出精度をより高
める。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明回路の一実施例を示し、交流
電源７はスイッチ手段５を介して発熱体６に接続され、
また電源７の一方は保護用抵抗Ｒ１を介して感熱線１の
内側導体１３用の電源線７１に、他方は発熱体６との共
通電源線７２として感熱線１の外側導体１１に夫々接続
されている。
電源７はスイッチ手段５を介して発熱体６に接続され、
また電源７の一方は保護用抵抗Ｒ１を介して感熱線１の
内側導体１３用の電源線７１に、他方は発熱体６との共
通電源線７２として感熱線１の外側導体１１に夫々接続
されている。
【００１５】電源線７１にはＰＮＰ形トランジスタＴ
１、ＮＰＮ形トランジスタＴ２の両エミッタが共通接続
され、またトランジスタＴ１、Ｔ２の両ベースは感熱線
１の内側導体１３に共通接続され、これら両エミッタと
両ベース間には抵抗Ｒ２が並列接続されている。
１、ＮＰＮ形トランジスタＴ２の両エミッタが共通接続
され、またトランジスタＴ１、Ｔ２の両ベースは感熱線
１の内側導体１３に共通接続され、これら両エミッタと
両ベース間には抵抗Ｒ２が並列接続されている。
【００１６】両トランジスタＴ１、Ｔ２の各コレクタに
はダイオードＤ１、Ｄ２が夫々トランジスタと順方向に
なるよう接続され、両ダイオードの他端は共通接続され
て抵抗Ｒ３、Ｒ４を介し共通電源線７２に接続されてい
る。
はダイオードＤ１、Ｄ２が夫々トランジスタと順方向に
なるよう接続され、両ダイオードの他端は共通接続され
て抵抗Ｒ３、Ｒ４を介し共通電源線７２に接続されてい
る。
【００１７】抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４間には、ダイオードＤ
３とバッファ８、論理演算制御部４が順次接続されてお
り、この制御部４は発熱体６の通電路に介設のスイッチ
手段５の開閉を行う。
３とバッファ８、論理演算制御部４が順次接続されてお
り、この制御部４は発熱体６の通電路に介設のスイッチ
手段５の開閉を行う。
【００１８】図２は、本発明の他の実施例を示し、上述
の抵抗Ｒ３と電源線７２間にＮＰＮ形トランジスタＴ３
のベースとエミッタ及びこのベース・エミッタに逆極性
のダイオードＤ４を接続し、このコレクタにはＮＯＴ素
子９、論理演算制御部４を順次接続している。
の抵抗Ｒ３と電源線７２間にＮＰＮ形トランジスタＴ３
のベースとエミッタ及びこのベース・エミッタに逆極性
のダイオードＤ４を接続し、このコレクタにはＮＯＴ素
子９、論理演算制御部４を順次接続している。
【００１９】図３は、感熱線１に印加される電圧ｖ、流
れる電流ｉの波形（便宜的に正弦波として図示）を示
し、位相角φは感熱線１（感熱層１２）の温度に対応し
て変化するので、位相角φを測定すれば感熱線１の温度
信号を得ることができる。このことは、電圧ｖの半波
（立上り点から立下り点）の区間をπとすると、電圧ｖ
の立上り点と電流ｉの立下り点の間の区間（π−φ）が
位相角φと１：１の対応関係にあるので、この区間（π
−φ）を測定しても同様に温度信号が得られる。
れる電流ｉの波形（便宜的に正弦波として図示）を示
し、位相角φは感熱線１（感熱層１２）の温度に対応し
て変化するので、位相角φを測定すれば感熱線１の温度
信号を得ることができる。このことは、電圧ｖの半波
（立上り点から立下り点）の区間をπとすると、電圧ｖ
の立上り点と電流ｉの立下り点の間の区間（π−φ）が
位相角φと１：１の対応関係にあるので、この区間（π
−φ）を測定しても同様に温度信号が得られる。
【００２０】図１において、トランジスタＴ１、Ｔ２は
電流ｉが夫々のベースにとって順方向に流れる区間で導
通状態になるが、電圧ｖが夫々のコレクタにとって順方
向になるまで各コレクタは導通しない。
電流ｉが夫々のベースにとって順方向に流れる区間で導
通状態になるが、電圧ｖが夫々のコレクタにとって順方
向になるまで各コレクタは導通しない。
【００２１】このため、トランジスタＴ１のコレクタ電
流が流れる区間は図３の点ｂ〜ｃの区間、トランジスタ
Ｔ２のコレクタ電流が流れる区間は同図の点ｄ〜ｅ区間
のみとなり、Ｐ部における出力電圧は図４に示すように
正負対称となる。
流が流れる区間は図３の点ｂ〜ｃの区間、トランジスタ
Ｔ２のコレクタ電流が流れる区間は同図の点ｄ〜ｅ区間
のみとなり、Ｐ部における出力電圧は図４に示すように
正負対称となる。
【００２２】ダイオードＤ３によってこの出力電圧の正
側を取り出し、従来同様発振器やカウンタ、制御手段等
を組合せた論理演算制御部４で処理すれば、位相角φに
対応する区間（π−φ）を得てスイッチ手段５を開閉す
る。
側を取り出し、従来同様発振器やカウンタ、制御手段等
を組合せた論理演算制御部４で処理すれば、位相角φに
対応する区間（π−φ）を得てスイッチ手段５を開閉す
る。
【００２３】また、抵抗Ｒ３を通じてトランジスタＴ３
のベース・エミッタ間とダイオードＤ４を流れる電流
は、上記コレクタ電圧（図１のＰ部）に比例した正負対
称のものとなり、トランジスタＴ３はそのベースに電流
が順方向に流れる区間、即ち図３のｂ〜ｃ区間のみ導通
状態となつて、そのコレクタ電圧は図５のように、区間
ｂ〜ｃの信号は‘０’、そうでない区間の信号は‘１’
となる。
のベース・エミッタ間とダイオードＤ４を流れる電流
は、上記コレクタ電圧（図１のＰ部）に比例した正負対
称のものとなり、トランジスタＴ３はそのベースに電流
が順方向に流れる区間、即ち図３のｂ〜ｃ区間のみ導通
状態となつて、そのコレクタ電圧は図５のように、区間
ｂ〜ｃの信号は‘０’、そうでない区間の信号は‘１’
となる。
【００２４】このトランジスタＴ３のコレクタ出力Ｑを
ＮＯＴ素子９で反転し、上記同様論理演算制御部４で処
理してスイッチ手段５を開閉する。なお、このコレクタ
電圧の立上り点ｃは、位相角φを検出する従来のゼロ電
流検出部２の出力としても利用できる。
ＮＯＴ素子９で反転し、上記同様論理演算制御部４で処
理してスイッチ手段５を開閉する。なお、このコレクタ
電圧の立上り点ｃは、位相角φを検出する従来のゼロ電
流検出部２の出力としても利用できる。
【００２５】外側導体１１は、発熱体６と内側導体１３
との間の静電シールドの役目を果たし、誘導静電容量の
有無に拘らず感熱線１への印加電圧、同１に流れる電流
の各ゼロ点検出は誘導電流の影響を受けない。
との間の静電シールドの役目を果たし、誘導静電容量の
有無に拘らず感熱線１への印加電圧、同１に流れる電流
の各ゼロ点検出は誘導電流の影響を受けない。
【００２６】感熱線１の内外導体が短絡したとき、感熱
線１に印加される電圧ｖが零になってトランジスタＴ
１、Ｔ２のコレクタ電圧は低レベルを維持する。また、
感熱線１が断線したとき、断線後の感熱線のインピーダ
ンスと浮遊静電容量Ｃのインピーダンスとは直列に接続
されることになり、そのインピーダンスの絶対値は正常
状態の感熱線インピーダンスの絶対値より高くなるの
で、この点に留意して抵抗Ｒ２を適当な値に設定すれ
ば、感熱線電流が低下時トランジスタＴ１、Ｔ２は遮断
状態になり、そのコレクタ電圧は低レベルを維持する。
線１に印加される電圧ｖが零になってトランジスタＴ
１、Ｔ２のコレクタ電圧は低レベルを維持する。また、
感熱線１が断線したとき、断線後の感熱線のインピーダ
ンスと浮遊静電容量Ｃのインピーダンスとは直列に接続
されることになり、そのインピーダンスの絶対値は正常
状態の感熱線インピーダンスの絶対値より高くなるの
で、この点に留意して抵抗Ｒ２を適当な値に設定すれ
ば、感熱線電流が低下時トランジスタＴ１、Ｔ２は遮断
状態になり、そのコレクタ電圧は低レベルを維持する。
【００２７】即ち、感熱線の異常状態は、トランジスタ
のコレクタ電圧が低レベルを継続することで判別でき、
この場合論理演算制御部によってスイッチ手段を開くよ
うにしておけば安全対策がとれる。
のコレクタ電圧が低レベルを継続することで判別でき、
この場合論理演算制御部によってスイッチ手段を開くよ
うにしておけば安全対策がとれる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、感熱線とこれに近接して設けられた発熱体
との間の浮遊静電容量は、感熱線の外側導体によって共
通電源線に逃がされ、感熱線の内部導体に接続された各
トランジスタの動作点がふらつくこと無く、安定した動
作が確保できる。
ているので、感熱線とこれに近接して設けられた発熱体
との間の浮遊静電容量は、感熱線の外側導体によって共
通電源線に逃がされ、感熱線の内部導体に接続された各
トランジスタの動作点がふらつくこと無く、安定した動
作が確保できる。
【００２９】従って、感熱線に印加の電圧・流れる電流
のゼロ点検出は浮遊静電容量に関係なく常に正確で、温
度信号の検出精度を高く保持できる。
のゼロ点検出は浮遊静電容量に関係なく常に正確で、温
度信号の検出精度を高く保持できる。
【００３０】また、本発明回路は感熱線側からみても、
電源線側からみても、その入力インピーダンスが交流の
正と負に関して同一であり、感熱線に印加する交流波形
に不平衡成分の発生がないので、感熱層の経時変化がな
いとともに正しい温度信号を得ることができる。
電源線側からみても、その入力インピーダンスが交流の
正と負に関して同一であり、感熱線に印加する交流波形
に不平衡成分の発生がないので、感熱層の経時変化がな
いとともに正しい温度信号を得ることができる。
【図１】温度検出回路の実施例を示す回路図である。
【図２】温度検出回路の他の実施例を示す回路図であ
る。
る。
【図３】感熱線に印加される電圧、流れる電流の波形図
である。
である。
【図４】図１に示すＰ部の動作波形図である。
【図５】図２に示すＱ部の動作波形図である。
【図６】従来例の温度検出装置の回路図である。
１ 感熱線 Ｔ１ ＰＮＰ形トランジスタ Ｔ２ ＮＰＮ形トランジスタ Ｔ３ ＮＰＮ形トランジスタ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗 Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ ダイオード ４ 論理演算制御部 ５ スイッチ手段 ６ 発熱体 ７ 交流電源
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
Claims (3)
- 【請求項１】 ＰＮＰ形トランジスタとＮＰＮ形トラン
ジスタの夫々のベース、エミッタと抵抗とを並列接続
し、両ベース側には感熱線の一方を、両エミッタ側には
交流電源の一方を夫々接続し、両トランジスタのコレク
タには夫々ダイオードを順方向に直列接続し、両ダイオ
ードの他端は抵抗を介して交流電源及び感熱線の他方に
共通接続し、上記ＰＮＰ形トランジスタのコレクタ出力
を温度信号として得るようにしたことを特徴とする温度
検出回路。 - 【請求項２】 上記ＰＮＰ形トランジスタのコレクタ出
力側に、さらに別のＮＰＮ形トランジスタのベースと、
このベースとエミッタに逆極性のダイオードとを接続
し、このＮＰＮ形トランジスタのコレクタ出力を温度信
号として得る請求項１記載の温度検出回路。 - 【請求項３】 上記両ベース側に接続する感熱線の一方
は内側導体とし、交流電源と共通接続する感熱線の他方
は外側導体とした請求項１又は請求項２記載の温度検出
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32011591A JPH0674832A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 温度検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32011591A JPH0674832A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 温度検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674832A true JPH0674832A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=18117868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32011591A Pending JPH0674832A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 温度検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674832A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9599652B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-03-21 | Pr Electronics A/S | System and method for detection of wire breakage |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP32011591A patent/JPH0674832A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9599652B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-03-21 | Pr Electronics A/S | System and method for detection of wire breakage |
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