JPH0833961B2 - 差動式熱感知器 - Google Patents
差動式熱感知器Info
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- JPH0833961B2 JPH0833961B2 JP15060586A JP15060586A JPH0833961B2 JP H0833961 B2 JPH0833961 B2 JP H0833961B2 JP 15060586 A JP15060586 A JP 15060586A JP 15060586 A JP15060586 A JP 15060586A JP H0833961 B2 JPH0833961 B2 JP H0833961B2
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 101150054213 PUT1 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、差動式熱感知器の改良に関するものであ
る。
る。
〔背景技術〕 従来のこの種の熱感知器は、熱時定数の異なる２個の
サーミスタの温度差によって温度上昇を検出する構成と
なっている。
サーミスタの温度差によって温度上昇を検出する構成と
なっている。
第７図に差動式熱感知器の一例を示す。Ａはコンパレ
ータCPの出力信号で動作するスイッチング回路、Ｂは電
源回路である。TH1′は熱時定数の早いサーミスタで直
接外気に触れる場所に設けられ、TH2′は熱時定数の遅
いサーミスタで直接外気に触れない場所、例えば、感知
器内部に設けられる。サーミスタTH1′,TH2′の各々と
ともに分圧回路を構成する抵抗R1,R2は、常温において
ａ′点の電圧Va′がｂ′点の電圧Vb′よりも少し低めに
なる値に選ばれている。このような熱感知器の動作を説
明すると、急激な温度上昇が生じるとサーミスタTH1′
の抵抗値が減少するので、Va′＞Vb′となった時にコン
パレータCPの出力がハイレベル「Ｈ」となり、スイッチ
ング回路Ａを動作させる。また、ゆるやかな温度上昇時
においては、TH2′の抵抗値が減少するのでVa′＜Vb′
となり、コンパレータCPの出力はローレベル「Ｌ」を保
持し、スイッチング回路Ａは動作されない。
ータCPの出力信号で動作するスイッチング回路、Ｂは電
源回路である。TH1′は熱時定数の早いサーミスタで直
接外気に触れる場所に設けられ、TH2′は熱時定数の遅
いサーミスタで直接外気に触れない場所、例えば、感知
器内部に設けられる。サーミスタTH1′,TH2′の各々と
ともに分圧回路を構成する抵抗R1,R2は、常温において
ａ′点の電圧Va′がｂ′点の電圧Vb′よりも少し低めに
なる値に選ばれている。このような熱感知器の動作を説
明すると、急激な温度上昇が生じるとサーミスタTH1′
の抵抗値が減少するので、Va′＞Vb′となった時にコン
パレータCPの出力がハイレベル「Ｈ」となり、スイッチ
ング回路Ａを動作させる。また、ゆるやかな温度上昇時
においては、TH2′の抵抗値が減少するのでVa′＜Vb′
となり、コンパレータCPの出力はローレベル「Ｌ」を保
持し、スイッチング回路Ａは動作されない。
ところで、このような熱感知器を実際の使用時の条件
を考慮して、さらに考慮すると今、電源電圧を10V,R1を
1MΩとし、サーミスタTH1′は −10℃においては10MΩ， ０℃においては5MΩ， 20℃においては1MΩ， 30℃においては500KΩ， 50℃においては200KΩ， 60℃においては100KΩ， の抵抗値を呈するものを使用した場合について考える。
を考慮して、さらに考慮すると今、電源電圧を10V,R1を
1MΩとし、サーミスタTH1′は −10℃においては10MΩ， ０℃においては5MΩ， 20℃においては1MΩ， 30℃においては500KΩ， 50℃においては200KΩ， 60℃においては100KΩ， の抵抗値を呈するものを使用した場合について考える。
まず、20℃から30℃まで急激に温度が上昇すると、こ
の時の電圧上昇ΔVa′は であるので ∴ΔVa′＝Va′（30℃）−Va′（20℃）＝1.7Vとなり、
約1.7V上昇する。
の時の電圧上昇ΔVa′は であるので ∴ΔVa′＝Va′（30℃）−Va′（20℃）＝1.7Vとなり、
約1.7V上昇する。
また、−10℃から０℃に変化した場合の電圧上昇ΔV
a′は、 ∴ΔVa′＝Va′（０℃）−Va′（−10℃）＝0.8Vとな
り、約0.8V上昇する。
a′は、 ∴ΔVa′＝Va′（０℃）−Va′（−10℃）＝0.8Vとな
り、約0.8V上昇する。
さらに50℃から60℃に変化した場合は、 ∴ΔVa′＝Va′（60℃）−Va′（50℃）＝0.8Vとなり約
0.8V上昇する。
0.8V上昇する。
これに対してVb′の電圧は、20℃の場合、6.7Vとなる
ようにするには、 ∴R2＝2.0MΩ 従って抵抗R2の値を2.0MΩに選ぶ。すると−10℃の場
合におけるｂ点の電圧Vb′（−10℃）は、 50℃の場合も同様にして 以上のようにｂ′点の電圧Vb′を20℃でａ′点の電圧
Va′より、1.7V高く設定しておけば、10℃の温度上昇に
よってVa′＞Vb′となり感知器が動作することになる。
しかし、同じ10℃の温度上昇においても20℃から30℃の
場合では、Va′では1.7V上昇するのに対して−10℃から
０℃では0.8V、50℃から60℃では0.8Vしか上昇しないた
め、サーミスタ定数のバラツキ等を考慮すると、動作感
度が雰囲気の温度に左右されていることがわかる。従っ
て、常温からの温度上昇時、正常に動作するように設定
しても低温からの温度上昇や高温からの温度上昇に対し
ては感度が著しく変化し、信頼性の低いものになってい
る。
ようにするには、 ∴R2＝2.0MΩ 従って抵抗R2の値を2.0MΩに選ぶ。すると−10℃の場
合におけるｂ点の電圧Vb′（−10℃）は、 50℃の場合も同様にして 以上のようにｂ′点の電圧Vb′を20℃でａ′点の電圧
Va′より、1.7V高く設定しておけば、10℃の温度上昇に
よってVa′＞Vb′となり感知器が動作することになる。
しかし、同じ10℃の温度上昇においても20℃から30℃の
場合では、Va′では1.7V上昇するのに対して−10℃から
０℃では0.8V、50℃から60℃では0.8Vしか上昇しないた
め、サーミスタ定数のバラツキ等を考慮すると、動作感
度が雰囲気の温度に左右されていることがわかる。従っ
て、常温からの温度上昇時、正常に動作するように設定
しても低温からの温度上昇や高温からの温度上昇に対し
ては感度が著しく変化し、信頼性の低いものになってい
る。
本発明は、上記の事情に鑑みて開発されたもので、い
ずれの温度雰囲気からでも急激な温度上昇に対して正確
に動作する信頼性の高い差動式熱感知器を提供すること
を目的としている。
ずれの温度雰囲気からでも急激な温度上昇に対して正確
に動作する信頼性の高い差動式熱感知器を提供すること
を目的としている。
本発明は上記目的を達成するために提案されるもの
で、電源電圧を共通にしてインピーダンス分圧回路と、
CR回路とを並列に接続し、これらの両回路の中間接続点
間に、ダイオードをそのカソードが上記分圧回路の中間
接続点に接続されるように介在させ、上記両中間接続点
の電圧差を検出して作動するように構成された差動式熱
感知器であって、上記分圧回路は、同一の抵抗値と、同
一のサーミスタ定数を持ち、かつ熱応答特性の異なる２
つのサーミスタを直列に接続して構成されていることを
特徴としている。
で、電源電圧を共通にしてインピーダンス分圧回路と、
CR回路とを並列に接続し、これらの両回路の中間接続点
間に、ダイオードをそのカソードが上記分圧回路の中間
接続点に接続されるように介在させ、上記両中間接続点
の電圧差を検出して作動するように構成された差動式熱
感知器であって、上記分圧回路は、同一の抵抗値と、同
一のサーミスタ定数を持ち、かつ熱応答特性の異なる２
つのサーミスタを直列に接続して構成されていることを
特徴としている。
第１図は、本発明の要部をなす差動式熱感知部Ｉの構
成図を示している。
成図を示している。
図に示すように、熱感知部Ｉは、電源電圧を共通にし
て、インピーダンス分圧回路１と、CR回路２とを並列に
接続し、これら両回路の中間接続点、つまりインピーダ
ンス分圧回路の接続点ａと、CR回路２の接続点ｂとの間
に、ダイオードＤをそのカソードが分圧回路１の接続点
ａに接続されるように介在させて構成され、急激な変化
時には電圧Vaと電圧Vbの間に電圧差を生じて感知器を作
動させるものである。
て、インピーダンス分圧回路１と、CR回路２とを並列に
接続し、これら両回路の中間接続点、つまりインピーダ
ンス分圧回路の接続点ａと、CR回路２の接続点ｂとの間
に、ダイオードＤをそのカソードが分圧回路１の接続点
ａに接続されるように介在させて構成され、急激な変化
時には電圧Vaと電圧Vbの間に電圧差を生じて感知器を作
動させるものである。
ここに、インピーダンス分圧回路１は、同一の抵抗値
とサーミスタ定数（以下、Ｂ定数という）を持ち、かつ
熱応答特性の異なる２つのサーミスタZ1,Z2（構成例で
は、Z1に熱時定数の早いもの、Z2に熱定数の遅いものが
選ばれている）を直列に接続して構成されている。
とサーミスタ定数（以下、Ｂ定数という）を持ち、かつ
熱応答特性の異なる２つのサーミスタZ1,Z2（構成例で
は、Z1に熱時定数の早いもの、Z2に熱定数の遅いものが
選ばれている）を直列に接続して構成されている。
このような熱感知部Ｉを有した本発明の熱感知器にお
いては、同一温度雰囲気では、２つのサーミスタZ1,Z2
の抵抗値が等しいため、ａ点の電圧Vaは一定値（電源電
圧Voの1/2）となるが、CR回路２のコンデンサＣが抵抗
Ｒを介して充電されると、コンデンサＣの電圧、つまり
ｂ点の電圧VbはダイオードＤの順方向電圧降下分Vdより
高くなるので、Va＜Vbの条件を充たし、感知器は作動さ
れない。
いては、同一温度雰囲気では、２つのサーミスタZ1,Z2
の抵抗値が等しいため、ａ点の電圧Vaは一定値（電源電
圧Voの1/2）となるが、CR回路２のコンデンサＣが抵抗
Ｒを介して充電されると、コンデンサＣの電圧、つまり
ｂ点の電圧VbはダイオードＤの順方向電圧降下分Vdより
高くなるので、Va＜Vbの条件を充たし、感知器は作動さ
れない。
ところが、急激な温度上昇変化が生じると、サーミス
タZ1の抵抗値は低下し（サーミスタZ2は熱応答性が遅い
ため変化しない）、Vaが急激に上昇するので、ダイオー
ドＤは逆バイアスされ非導通となって、コンデンサＣは
抵抗Ｒを介して充電される。しかし、CR回路２のコンデ
ンサＣは抵抗Ｒが存在するために充電速度は遅くVbの電
圧上昇は遅れてVa＞Vbとなるので、この時感知器が作動
される。
タZ1の抵抗値は低下し（サーミスタZ2は熱応答性が遅い
ため変化しない）、Vaが急激に上昇するので、ダイオー
ドＤは逆バイアスされ非導通となって、コンデンサＣは
抵抗Ｒを介して充電される。しかし、CR回路２のコンデ
ンサＣは抵抗Ｒが存在するために充電速度は遅くVbの電
圧上昇は遅れてVa＞Vbとなるので、この時感知器が作動
される。
本発明の動作を更に具体的に説明すると、例えば、20
℃の温度雰囲気から急に10℃まで温度上昇が起こるとZ1
の抵抗値が1MΩから500KΩとなるが、Z2の抵抗値はその
ままなので、 ∴ΔＶ＝Va−Vb＝1.7V となり、 また、−10℃の温度雰囲気から０℃まで急激に温度上
昇すると、 ∴ΔＶ＝Va−Vb＝1.7V さらに、50℃の温度雰囲気から60℃になった場合も、 ∴ΔＶ＝Va−Vb＝1.7V というように、どうような温度からでもVaとVbの電圧差
が一定となり温度上昇を検知できるものである。
℃の温度雰囲気から急に10℃まで温度上昇が起こるとZ1
の抵抗値が1MΩから500KΩとなるが、Z2の抵抗値はその
ままなので、 ∴ΔＶ＝Va−Vb＝1.7V となり、 また、−10℃の温度雰囲気から０℃まで急激に温度上
昇すると、 ∴ΔＶ＝Va−Vb＝1.7V さらに、50℃の温度雰囲気から60℃になった場合も、 ∴ΔＶ＝Va−Vb＝1.7V というように、どうような温度からでもVaとVbの電圧差
が一定となり温度上昇を検知できるものである。
実施例 以下に、添付図を参照して本発明の具体的な実施例を
説明する。
説明する。
第２図は、負の抵抗温度特性を有したサーミスタTH1,
TH2によりインピーダンス分圧回路１を構成した例を示
しており、TH1とTH2は抵抗値,B定数が同一で、TH1は熱
時定数が早いもの、TH2は熱時定数が遅いものとなって
いる。インピーダンス分圧回路１の中間接続点ａの電圧
Vaと、CR回路の中間接続点ｂの電圧VbをコンパレータCP
で比較している。
TH2によりインピーダンス分圧回路１を構成した例を示
しており、TH1とTH2は抵抗値,B定数が同一で、TH1は熱
時定数が早いもの、TH2は熱時定数が遅いものとなって
いる。インピーダンス分圧回路１の中間接続点ａの電圧
Vaと、CR回路の中間接続点ｂの電圧VbをコンパレータCP
で比較している。
温度変化のない雰囲気では、ａ点の電圧Vaは、Vo/2
（ここに、Voは電源電圧）となり、ｂ点の電圧Vbはａ点
の電圧よりダイオードＤの電圧降下分Vdだけ高い電圧と
なるので、コンパレータCPの入力条件は、Va＜Vbとなっ
てローレベルの出力となり、スイッチング回路Ａを作動
しない。
（ここに、Voは電源電圧）となり、ｂ点の電圧Vbはａ点
の電圧よりダイオードＤの電圧降下分Vdだけ高い電圧と
なるので、コンパレータCPの入力条件は、Va＜Vbとなっ
てローレベルの出力となり、スイッチング回路Ａを作動
しない。
しかし、急激な温度上昇が生じると、TH1の抵抗値が
低下し、Vaが急激に上昇するが、VbはCR回路の自定数が
大きいために上昇が遅れて、コンパレータCPの入力条件
はVa＞Vbとなり、ハイレベルの出力となるので、この時
スイッチング回路Ａを作動する。なお、Ｂは電源回路で
ある。
低下し、Vaが急激に上昇するが、VbはCR回路の自定数が
大きいために上昇が遅れて、コンパレータCPの入力条件
はVa＞Vbとなり、ハイレベルの出力となるので、この時
スイッチング回路Ａを作動する。なお、Ｂは電源回路で
ある。
第３図は、第二の実施例を示しており、PUTによりVa,
Vbを比較している。
Vbを比較している。
インピーダンス分圧回路１を構成するサーミスタTH1
と、TH2は第２図に示したものと同一のものが使用され
ており、スイッチング回路Ａは、PUTの出力によりトラ
ンジスタT1を導通させてSCRにゲートトリガ信号を送出
して作動する構成となっており、電源回路Ｂに全波整流
回路BDを用いている。なお、Ｃで囲んだ部分は、電源の
投入時にCR回路２のコンデンサＣを充電する充電回路で
あり、コンデンサC2,ダイオードD1,PNP型トランジスタT
2によって構成されている。なお、C1はコンデンサ、R1
〜R4は抵抗である。
と、TH2は第２図に示したものと同一のものが使用され
ており、スイッチング回路Ａは、PUTの出力によりトラ
ンジスタT1を導通させてSCRにゲートトリガ信号を送出
して作動する構成となっており、電源回路Ｂに全波整流
回路BDを用いている。なお、Ｃで囲んだ部分は、電源の
投入時にCR回路２のコンデンサＣを充電する充電回路で
あり、コンデンサC2,ダイオードD1,PNP型トランジスタT
2によって構成されている。なお、C1はコンデンサ、R1
〜R4は抵抗である。
第４図は、本発明の他例図であり、第３図に示した差
動式熱感知部Ｉの後段に、足温度式感知部IIを設けて熱
複合型感知器を構成した例を示している。
動式熱感知部Ｉの後段に、足温度式感知部IIを設けて熱
複合型感知器を構成した例を示している。
第３図と重複する部分は、同一符号を付して説明を省
略し、定温式感知部IIの構成と動作を説明すると、PUT1
のゲートは、熱感知部Ｉのインピーダンス分圧回路１の
中間接続点ａに接続され、アノードは抵抗R5と別のサー
ミスタTH3より成る分圧回路の中間接続点ｃに接続さ
れ、カソードを、熱感知部ＩのPUTのカソードに共通に
接続して、スイッチング回路ＡのトランジスタT1のベー
スに接続している。
略し、定温式感知部IIの構成と動作を説明すると、PUT1
のゲートは、熱感知部Ｉのインピーダンス分圧回路１の
中間接続点ａに接続され、アノードは抵抗R5と別のサー
ミスタTH3より成る分圧回路の中間接続点ｃに接続さ
れ、カソードを、熱感知部ＩのPUTのカソードに共通に
接続して、スイッチング回路ＡのトランジスタT1のベー
スに接続している。
TH1〜TH3は、いずれも抵抗値,B定数が同一であるが、
TH1は熱時定数が早く、TH2,TH3は熱時定数が遅いものが
選ばれている。
TH1は熱時定数が早く、TH2,TH3は熱時定数が遅いものが
選ばれている。
今、説明を簡略化するために、20℃におけるTH1〜TH3
の抵抗値が900KΩ,70℃におけるそれが100KΩ,R5に100K
Ωのものを使用した場合を考えると、 ａ点の電圧Vaは、 ｃ点の電圧Vcは、 となる。
の抵抗値が900KΩ,70℃におけるそれが100KΩ,R5に100K
Ωのものを使用した場合を考えると、 ａ点の電圧Vaは、 ｃ点の電圧Vcは、 となる。
ここで、急激に温度が上昇し、70℃になると、熱時定
数の早いTH1のみが応答するので、Vcは変化せず、ａ点
の電圧Vaが となって、PUT1がターンオンする。
数の早いTH1のみが応答するので、Vcは変化せず、ａ点
の電圧Vaが となって、PUT1がターンオンする。
第５図に、この場合の動作タイムチャートを示す。
また、一方、温度が緩やかに上昇する場合にはTH2,TH
3の抵抗値も低下するが、TH1の抵抗値は変化しないた
め、Vaは変化せず、Vcが下がり、 となって、PUT1がターンオンする。
3の抵抗値も低下するが、TH1の抵抗値は変化しないた
め、Vaは変化せず、Vcが下がり、 となって、PUT1がターンオンする。
第６図に、この場合の動作タイムチャートを示す。
このように、この実施例では、３つのサーミスタTH1
〜３を用いることにより、精度良く温度上昇率と定温点
を検知することができる。
〜３を用いることにより、精度良く温度上昇率と定温点
を検知することができる。
以上の説明より理解されるように、本発明の差動式熱
感知器によれば、どのような温度雰囲気からでも、温度
上昇時には電圧差を一定に保持することができるので、
温度上昇を正確に検知でき、信頼性の高い差動式熱感知
器が得られる。
感知器によれば、どのような温度雰囲気からでも、温度
上昇時には電圧差を一定に保持することができるので、
温度上昇を正確に検知でき、信頼性の高い差動式熱感知
器が得られる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の差動式熱感知器の熱感知部の原理説
明図、第２図〜第４図は差動式熱感知器の具体的な実施
例図、第５図，第６図は、第４図に示した熱感知器の動
作を説明するタイムチャート、第７図は従来の差動式熱
感知器の例図である。 （符号の説明） １……インピーダンス分圧回路 ２……CR回路 Ｉ……差動式熱感知部 II……定温式熱感知部 TH1……熱時定数の早いサーミスタ TH2,TH3……熱時定数の遅いサーミスタ
明図、第２図〜第４図は差動式熱感知器の具体的な実施
例図、第５図，第６図は、第４図に示した熱感知器の動
作を説明するタイムチャート、第７図は従来の差動式熱
感知器の例図である。 （符号の説明） １……インピーダンス分圧回路 ２……CR回路 Ｉ……差動式熱感知部 II……定温式熱感知部 TH1……熱時定数の早いサーミスタ TH2,TH3……熱時定数の遅いサーミスタ
Claims (1)
- 【請求項１】電源電圧を共通にしてインピーダンス分圧
回路と、CR回路とを並列に接続し、これらの両回路の中
間接続点間に、ダイオードをそのカソードが上記分圧回
路の中間接続点に接続されるように介在させ、上記両中
間接続点の電圧差を検出して作動するように構成された
差動式熱感知器であって、上記分圧回路は、同一の抵抗
値と、同一のサーミスタ定数を持ち、かつ熱応答特性の
異なる２つのサーミスタを直列に接続して構成されてい
ることを特徴とする差動式熱感知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15060586A JPH0833961B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 差動式熱感知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15060586A JPH0833961B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 差動式熱感知器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635495A JPS635495A (ja) | 1988-01-11 |
| JPH0833961B2 true JPH0833961B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=15500538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15060586A Expired - Lifetime JPH0833961B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 差動式熱感知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833961B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5759926A (en) * | 1995-06-07 | 1998-06-02 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Fine denier fibers and fabrics made therefrom |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP15060586A patent/JPH0833961B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS635495A (ja) | 1988-01-11 |
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