JPH07104735B2 - 温度検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、環境の温度上昇をサーミスタ等の非線型感熱
抵抗体により感知するところの温度検出器に関する。

［従来の技術］ 火災による温度上昇を感熱抵抗体により検出し、火災の
発生を感知する温度検出器が従来より多く提案されてい
る。近年は、同じ検出器を複数の用途に用いることも提
案されており、その場合に解決せねばならない課題とし
ては、用途毎に異なる情報を必要とするために、従来と
同一の伝送容量において、如何に多くの情報を送り込む
かということである。

例えば特開昭59−91501号公報には、第３図に示すよう
な回路構成として、第４図に示すような検出温度−出力
信号特性を得ることのできる温度検出器が開示されてい
る。すなわち、制御回路31からの制御信号により両開閉
器32,33を閉じ、基準電圧を下げ、かつ演算増幅器34の
増幅利得を大きくすると、白金測温低抗体35から得られ
る検出温度信号が特性直線Ｃによって示される出力特性
にしたがって出力電圧に変換される。これは10〜30℃と
いう狭い温度範囲において十分な分解能の出力電圧が得
られることとなり、空気調和設備用の検出器として用い
ることができる。また、制御回路31からの制御信号によ
り両開閉器32,33を開き、基準電圧を上げ、かつ演算増
幅器34の増幅利得を小さくすると、検出温度信号が特性
直線Ｄによって示される出力特性にしたがって出力電圧
に変換される。これは40〜90℃という広い温度範囲にお
いて出力電圧が得られることとなり、火災報知設備用の
検出器としてて用いることができる。

上記従来例によれば、この検出器を空気調和設備用ある
いは火災報知設備用として用いようとも、演算増幅器か
ら出力される信号は、同一のアナログ変換器36によって
デジタル化して送信することが可能である。すなわち、
このデジタル化された信号を受け取る受信機側において
は、制御回路31の状態を参照することにより、同じデジ
タル信号であっても、その信号が表している検出温度を
決定できるわけである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来例は、温度検出素子として白金測温抵
抗体のような高価な素子を用いた検出器であって、安価
なサーミスタ等の素子を用いることができない。何故な
ら、白金側温抵抗体は少なくとも上記検出温度範囲にお
いて線型感熱抵抗体であって、非線型であるサーミスタ
等を用いると、この回路構成では得られる信号の処理が
複雑となるためである。

また、上記従来例では、制御回路31の管理を受信側で行
なっており、多数の検出器を一括して管理しなければな
らないような設備においては、受信側の負担が大きなも
のとなり、設備全体の信号処理能力が低下する。

［課題を解決するための手段］ 本発明による温度検出器では、サーミスタ等の非線型感
熱抵抗体と固定抵抗よりなる直列回路を電源に接続し、
該直列回路の直列結合点の電位変化より温度検出信号を
得る温度検出器において、上記固定抵抗の抵抗値を変更
設定する変更手段と、上記直列結合点の電位を所定値と
比較する比較手段と、該比較手段の出力により上記変更
手段を制御する制御手段とを有し、該制御手段の出力を
上記温度検出信号と共に外部へ伝送することにより、上
記課題を解決したものである。

［作用］ サーミスタの負荷温度特性は、第２図によって示され
る。すなわち、サーミスタと負荷となる固定抵抗を直列
接続し、温度を変化させたときの直列結合点の電位を採
ると、第２図のグラフのようになる。ここで各曲線は、
負荷となる固定抵抗の抵抗値Ｒを変更したときの変化の
様子を示している。このグラフより明らかなように、温
度と出力電位の間の関係が直線となる部位は、負荷抵抗
値の値により変更できる。本発明ではこの点に着目し、
目的とする温度範囲ではその関係が直列となるように負
荷抵抗値を変更し、要すれば基準値も変更するようにし
て、サーミスタ等の非線型感熱抵抗体においても線型特
性を得られるようにしている。なおかつ、この変更した
ことも温度検出信号と共に外部へ伝送するようにしてい
る。

［実施例］ 第１図は、本発明による温度検出器の一実施例における
要部構成図であって、この温度検出器１は受信機（図示
せず）側からのアドレスポーリングに応答して、空気調
和設備用または火災報知設備用の温度検出信号を送信す
るものである。すなわち、受信機側から順次送られてく
るアドレス信号は伝送回路２を介してアドレス検出回路
３に入力される。アドレス検出回路３は、アドレス設定
器４に設定されているこの検出器１に固有のアドレスと
比較して一致している場合にのみ、コマンド識別回路５
に駆動信号を送る。この駆動信号によって作動したコマ
ンド識別回路５は、アドレス信号の後に続けて送られて
くるコマンド信号の内容を識別し、その内容に応じた指
令信号を発生するわけであるが、ここでは本発明の課題
である温度検出信号を収集する指令信号を発生するもの
とする。この信号を受けて、後述の各構成部への電源供
給を制御するスイッチングトランジスタ６がONする。こ
こで各構成部への電源供給を制御するのは、検出器全体
の消費電力量を少なくするのが主な目的であって、本発
明と直接は関係がない。

さて、電源供給が行われると、サーミスタ７と２個の固
定抵抗8,9が直列接続されてなる温度検出部10が機能
し、直列結合点11に検出温度に応じた電位が生じる。こ
の検出温度に応じた電位信号は、温度信号増幅部12なら
びに温度レンジ判定部13に供給される。温度信号増幅部
12は演算増幅器14からなり、電位信号を所定の割合で増
幅し、その出力はアナログ・デジタル変換器15のアナロ
グ入力端子に入力される。温度レンジ判定部13は、温度
検出部10からの電位信号が所定レンジを越えたか否かを
判定するものであって、２個の固定抵抗16,17からなる
直列回路の直列結合点の電位と入力電位を比較して出力
する比較器18からなるものである。この実施例において
は、温度検出部10からの入力電位が約40℃以上の温度に
相当する電位を呈したときに、出力がハイレベルとなる
よう設定されている。

温度レンジ判定部13の出力は、サンプリング部19に供給
される。このサンプリング部19は、温度検出動作の初期
における温度レンジ判定部13の出力のみを判定結果とし
て採用し、後述するレンジ変更手段がチャッタリングす
るのを防止するために設けられたものであって、コンデ
ンサ20と抵抗21からなる時定数回路と、NAND回路22から
構成されている。

サンプリング部19の出力は、サンプルホールド部23を介
してレンジ変更手段に供給される。このサンプルホール
ド部23は主にコンデンサ24と抵抗25からなる時定数回路
と、２個のインバータ26,27から構成されており、サン
プリング部19から得られる判定結果をこの温度検出の一
連の動作が完了するまで保持するものである。

レンジ変更手段は、上記温度検出部10の固定抵抗９の並
列にコレクタ・エミッタ電路が接続された第１のトラン
ジスタ28と、同様に上記温度信号増幅部12の出力電圧を
調整するための固定抵抗29と並列にコレクタ・エミッタ
電路が接続された第２のトランジスタ30とからなり、第
１のトランジスタ28のベースは第２のトランジスタ30の
コレクタ側に接続されると共に、第２のトランジスタ30
のベースは上記サンプルホールド部23の出力側に接続さ
れている。

以上が本発明による温度検出器の一実施例における構成
であるが、上記サンプリング部19,サンプルホールド部2
3等は既存の同等な回路によって置き換え得ることは勿
論である。

さて上記温度検出器１における動作は、以下のようにな
る。

すなわち、通常の室内温度であれば温度レンジ判定部13
の出力はローレベルを呈し、その出力はサンプリング部
19ならびにサンプルホールド部23を介してレンジ変更手
段の第２のトランジスタ30のベースに供給される。これ
により第２のトランジスタ30はONとなるので、第１のト
ランジスタ28がOFFされる。すると第１のトランジスタ2
8と並列に接続されている固定抵抗９が有効となるの
で、２個の固定抵抗8,9がサーミスタ７と直列に接続さ
れることとなり、その負荷温度特性は第２図の曲線Ａの
ようになる。曲線Ａからも明らかなように、この状態に
おいては通常室内温度付近において直線的な温度−出力
電位特性が得られる。この出力電位が温度信号増幅部12
に入力されて所定の割合で増幅されたのちアナログ・デ
ジタル変換器15においてデジタル信号に変換され、伝送
回路２を介して受信機側へ送られる。この際、レンジ変
更手段を通常温度範囲の低レンジに設定する温度レンジ
判定部13からのローレベルの出力も、伝送回路２を介し
て上記デジタル信号と共に受信機側へ送られるため、受
信機側ではこの温度レンジ判定部の出力状況を参照する
ことにより、現在送られてきているデジタル信号から真
の検出温度を決定することができる。

次に、火災等が発生し、室内温度が40℃に到達すると、
温度レンジ判定部13の出力はハイレベルを呈し、その出
力はサンプリング部19ならびにサンプルホールド部23を
介してレンジ変更手段の第２のトランジスタ30のベース
に供給される。これにより第２のトランジスタ30はOFF
となるので、第１のトランジスタ28がONされる。すると
第１のトランジスタ28と並列に接続されている固定抵抗
９の両端が短絡されて無効となるので、１個の固定抵抗
８のみがサーミスタ７と直列に接続されることとなり、
その負荷温度特性は第２図の曲線Ｂのようになる。曲線
Ｂからも明らかなように、この状態においては通常室内
温度よりも高い温度付近において直線的な温度−出力電
位特性が得られる。この出力電位が温度信号増幅部12に
入力されて所定の割合で増幅されたのちアナログ・デジ
タル変換器15においてデジタル信号に変換され、伝送回
路２を介して受信機側へ送られる。そしてレンジ変更手
段を異常温度範囲の高レンジに設定する温度レンジ判定
部13からのハイレベルの出力も、伝送回路２を介して上
記デジタル信号と共に受信機側へ送られ、受信機側では
この温度レンジ判定部の出力状況を参照することによ
り、現在送られてきているデジタル信号から真の検出温
度を決定する。

［発明の効果］ 以上のように本発明による温度検出器では、サーミスタ
等の非線型感熱抵抗体と固定抵抗よりなる直列回路を電
源に接続し、直列回路の直列結合点の電位変化より温度
検出信号を得る温度検出器において、固定抵抗の抵抗値
を変更設定する変更手段を設けたので、広範囲の検出温
度範囲において直線的な特性を得ることができ、安価な
サーミスタ等の素子を用いることができる。また直列結
合点の電位を所定値と比較する比較手段と、該比較手段
の出力により上記変更手段を制御する制御手段とを設け
たので、検出器自身で温度レンジ制御の管理をさせるこ
とができ、受信側に大きな負担をかけること無く、多数
の検出器を一括して管理することができる。さらには制
御手段の出力を温度検出信号と共に外部へ伝送するの
で、受信側ではこの制御手段の出力を参照することによ
り、容易に真の検出温度を決定することができる。

なお、温度レンジ判定部の出力反転温度60℃というよう
な温度とすることにより、第１図において端子Ｐにて示
すように、制御手段の出力を直接、防排煙設備の制御信
号として利用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による温度検出器の一実施例における要
部構成図、第２図は第１図の検出器に用いるサーミスタ
の特性曲線図、第３図は従来の温度検出器における構成
図、第４図は第３図の検出器の特性曲線図である。 ７……サーミスタ、8,9……固定抵抗、9,28……変更手
段を構成する抵抗とトランジスタ、13……比較手段とし
ての温度レンジ判定部、19,23……制御手段としてのサ
ンプリング部およびサンプルホールド部、２……伝送回
路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーミスタ等の非線型感熱低抗体と固定抵
   抗よりなる直列回路を電源に接続し、該直列回路の直列
   結合点の電位変化より温度検出信号を得る温度検出器に
   おいて、上記固定抵抗の抵抗値を変更設定する変更手段
   と、上記直列結合点の電位を所定値と比較する比較手段
   と、該比較手段の出力により上記変更手段を制御する制
   御手段とを有し、該制御手段の出力を上記温度検出信号
   と共に外部へ伝送することを特徴とする温度検出器。