JPH0915053A - 赤外線温度測定装置 - Google Patents

赤外線温度測定装置

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Publication number
JPH0915053A
JPH0915053A JP7162493A JP16249395A JPH0915053A JP H0915053 A JPH0915053 A JP H0915053A JP 7162493 A JP7162493 A JP 7162493A JP 16249395 A JP16249395 A JP 16249395A JP H0915053 A JPH0915053 A JP H0915053A
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JP
Japan
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temperature
thermistor
voltage
resistor
infrared
Prior art date
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Pending
Application number
JP7162493A
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English (en)
Inventor
Mitsuteru Hataya
光輝 畑谷
Hironori Kami
浩則 上
Kazunori Kidera
和憲 木寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP7162493A priority Critical patent/JPH0915053A/ja
Publication of JPH0915053A publication Critical patent/JPH0915053A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤外線温度測定装置の高精度化を図る。 【構成】 抵抗R1を介して電圧が印加されるサーミスタ
THR1と、サーミスタTHR1への赤外線入射を断続的に遮断
するチョッパー4と、サーミスタTHR1の温度を調整する
温度調整装置5と、抵抗R1の両端電圧に応じた信号を入
力し、赤外線を遮断した場合と赤外線を遮断していない
場合の、抵抗R1の両端電圧の差が零となるように温度調
整装置5の温度を制御する温度制御部6とを備えた。 【効果】 サーミスタTHR1の抵抗値と温度との関係の補
正が不要、経時的なサーミスタTHR1の特性変化の影響を
受けない。また、複数のサーミスタ間の特性ばらつきの
影響を受けることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線を捉えて温度被
測定物の温度を測定する赤外線温度測定装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図3の回路図に基づいて従来の赤外線温
度測定装置の一例を説明する。図で、THR1は、赤外線検
出用サーミスタで、温度被測定物から放射される赤外線
を直接入射するように配置されている。THR2は、温度補
償用サーミスタである。赤外線検出用サーミスタTHR1に
は抵抗R1が直列に接続され、温度補償用サーミスタTHR2
には抵抗R2が直列に接続され、赤外線検出用サーミスタ
THR1と抵抗R1の直列回路と、温度補償用サーミスタTHR2
と抵抗R2の直列回路とが並列に接続されてブリッジ回路
1が形成されている。赤外線検出用サーミスタTHR1と温
度補償用サーミスタTHR2の接続点は電源E の高電位側に
接続され、抵抗R1と抵抗R2の接続点は電源E の低電位側
に接続されている。
【0003】また、A1は、赤外線検出用サーミスタTHR1
と抵抗R1の接続点と、温度補償用サーミスタTHR2と抵抗
R2の接続点間の電圧V1を増幅する増幅器、A2は抵抗R2の
両端の電圧V2を増幅する増幅器である。電圧V1は温度被
測定物と赤外線検出用サーミスタTHR1の温度差を反映し
た信号となり、電圧V2は室温すなわち赤外線を吸収して
いない状態の赤外線検出用サーミスタTHR1の温度を反映
した信号となる。これらの電圧V1,V2は、それぞれ、増
幅器A1,A2で増幅された後、信号処理回路2に入力され
る。信号処理回路2は、(1)式に示す理論式に基づい
て、入力した信号を処理し温度被測定物の温度を算出す
るように構成されている。 R=R0EXP {B(1/T0-1/T) }・・・(1) ここで、R0は基準温度T0(K) でのサーミスタの抵抗値、
B はサーミスタ定数である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図3に示した赤外線温
度測定装置を用いて温度を測定する場合、理論式
((1)式)に含まれる誤差要因の他に、増幅器A1,A2
でのオフセット電圧、赤外線検出用サーミスタTHR1と温
度補償用サーミスタTHR2の特性ばらつき等の誤差要因に
よる誤差が発生していたので、測定精度を向上させるた
めに、通常、様々な補正処理が行われていた。しかし、
そのために回路がかなり複雑で大規模になり、得られる
精度にも限界があるという問題点があった。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、サーミスタを用いた赤外
線温度測定装置において、サーミスタの特性のばらつき
等の影響を受けず、その補正も必要としない高精度な赤
外線温度測定装置の構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の赤外線温度測定装置は、直列に接続
された抵抗を介して電圧が印加されるサーミスタと、そ
のサーミスタへの赤外線入射を断続的に遮断するチョッ
パーと、前記サーミスタの近傍に配置されて前記サーミ
スタの温度を調整する温度調整手段と、前記サーミスタ
の両端電圧または前記抵抗の両端電圧に応じた信号を入
力し、赤外線を遮断した場合と赤外線を遮断していない
場合の、前記サーミスタの両端電圧または前記抵抗の両
端電圧の差が零となるように前記温度調整手段の温度を
制御する温度制御部とを備えたことを特徴とするもので
ある。
【0007】請求項2記載の赤外線温度測定装置は、直
列に接続された抵抗を介して電圧が印加されるサーミス
タと、そのサーミスタへの赤外線入射を断続的に遮断す
るチョッパーと、前記サーミスタの両端電圧または前記
抵抗の両端電圧に応じた信号を入力し、赤外線を遮断し
た場合と赤外線を遮断していない場合の、前記サーミス
タの両端電圧または前記抵抗の両端電圧の差が零となる
ように前記チョッパーの温度を制御する温度制御部とを
備えたことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】請求項1記載の赤外線温度測定装置は、赤外線
検出用のサーミスタと抵抗の直列回路に電圧を印加し、
温度被測定物からサーミスタに放射される赤外線をチョ
ッパーにより断続しながら、サーミスタの両端電圧また
は抵抗の両端電圧を測定することを特徴とするものであ
る。温度被測定物とサーミスタの温度が異なれば、サー
ミスタの両端電圧または抵抗の両端電圧は、チョッパー
の開閉に応じて変化する交流成分を含んだ信号となる。
ここで、それらの両端電圧の交流成分が零になるよう
に、つまり、チョッパーの開閉状態によらず、サーミス
タの両端電圧または抵抗の両端電圧が一定となるよう
に、温度制御部によって温度調整手段の温度を調整し
て、サーミスタの温度を調整すれば、この時の温度調整
手段(サーミスタ)の温度が温度被測定物の温度とな
る。
【0009】請求項2記載の赤外線温度測定装置は、サ
ーミスタと抵抗の直列回路に電圧を印加し、温度被測定
物からサーミスタに放射される赤外線をチョッパーによ
り断続しながら、サーミスタの両端電圧または抵抗の両
端電圧を測定する点では、請求項1記載の赤外線温度測
定装置と同じであるが、請求項2記載の赤外線温度測定
装置は、サーミスタの両端電圧または抵抗の両端電圧の
交流成分が零となるように、温度制御部によってチョッ
パーの温度を調整することを特徴とするもので、サーミ
スタの両端電圧または抵抗の両端電圧の交流成分が零と
なる時のチョッパーの温度が温度被測定物の温度とな
る。
【0010】
【実施例】図1の構成図に基づいて本発明の赤外線温度
測定装置の一実施例について説明する。図で、THR1はサ
ーミスタで、温度被測定物3から放射される赤外線を直
接入射するように配置されている。サーミスタTHR1には
抵抗R1が直列に接続されており、その直列回路には電源
電圧Vdd が印加されている。4は温度被測定物3とサー
ミスタTHR1間に配置されて、サーミスタTHR1へ入射する
赤外線を断続的に遮断するチョッパーである。また、A1
は抵抗R1の両端電圧を増幅する増幅器、5は温度調整手
段としてサーミスタTHR1の近傍に配置された、サーミス
タTHR1の温度を調整する温度調整装置、6は増幅器A1の
出力を入力して、チョッパー4によって赤外線を遮断し
た場合と赤外線を遮断していない場合の、抵抗R1の両端
電圧の差が零となるように、温度調整装置5の温度を制
御する温度制御部である。他に、チョッパー4を駆動す
る手段等が設けられているが、図1では主要構成のみを
図示することとしその他の構成は図示を省略している。
【0011】次に、図1に示した赤外線温度測定装置の
動作について説明する。測定前は、チョッパー4が閉じ
た状態であり、温度被測定物3から放射された赤外線は
サーミスタTHR1には入射していない。増幅器A1には、抵
抗R1の両端電圧(直流電圧)が入力されている。測定時
には、一定時間、チョッパー4を開けた状態にする。こ
れにより、温度被測定物3から放射された赤外線がサー
ミスタTHR1に入射する。この時、温度被測定物3の温度
がサーミスタTHR1の温度より高ければ、サーミスタTHR1
の抵抗値が下がり、抵抗R1の両端電圧、増幅器A1の出力
電圧が上昇することになる。この場合には、温度制御部
6が温度調整装置5を制御しサーミスタTHR1の温度を上
げるようにする。
【0012】その後、再び、一定時間、チョッパー4を
開けた状態とする。この時、もし、温度被測定物3の温
度がサーミスタTHR1の温度より低ければ、温度制御部6
が温度調整装置5を制御しサーミスタTHR1の温度を下げ
るように動作する。この動作を繰り返し、チョッパー4
を開けた時、抵抗R1の両端電圧の変化が零になれば、そ
の時のサーミスタTHR1(温度調整装置5)の温度が温度
被測定物3の温度となる。
【0013】図2の構成図に基づいて本発明の赤外線温
度測定装置の異なる実施例について説明する。但し、図
1に示した構成と同等構成については同符号を付すこと
とする。図で、THR1は、サーミスタで、温度被測定物3
から放射される赤外線を直接入射するように配置されて
いる。サーミスタTHR1には抵抗R1が直列に接続されてお
り、その直列回路には電源電圧Vdd が印加されている。
4は温度被測定物3とサーミスタTHR1間に配置されて、
サーミスタTHR1へ入射する赤外線を断続的に遮断するチ
ョッパーである。チョッパー4はその温度調整が可能な
材料で構成されている。A1は抵抗R1の両端電圧を増幅す
る増幅器、6は増幅器A1の出力を入力して、チョッパー
4によって赤外線を遮断した場合と赤外線を遮断してい
ない場合の、抵抗R1の両端電圧の差が零となるように、
チョッパー4の温度を制御する温度制御部である。
【0014】次に、図2に示した赤外線温度測定装置の
動作について説明する。測定前は、チョッパー4が閉じ
た状態であり、温度被測定物3から放射された赤外線は
サーミスタTHR1には入射しない。増幅器A1には、抵抗R1
の両端電圧(直流電圧)が入力されている。測定時に
は、一定時間、チョッパー4を開けた状態にする。これ
により、温度被測定物3から放射された赤外線がサーミ
スタTHR1に入射する。この時、温度被測定物3の温度が
サーミスタTHR1の温度より高ければ、サーミスタTHR1の
抵抗値が下がり、抵抗R1の両端電圧、増幅器A1の出力電
圧が上昇することになる。この場合には、温度制御部6
がチョッパー4の温度を上げるように動作する。
【0015】その後、再び、一定時間、チョッパー4を
開けた状態とする。この時、もし、温度被測定物3の温
度がサーミスタTHR1の温度より低ければ、温度制御部6
がチョッパー4の温度を下げるように動作する。この動
作を繰り返し、チョッパー4を開けた時、抵抗R1の両端
電圧の変化が零になれば、その時のチョッパー4の温度
が温度被測定物3の温度となる。
【0016】
【発明の効果】請求項1または請求項2記載の赤外線温
度測定装置では、サーミスタの抵抗値から、直接、温度
被測定物の温度を読み取ることをせず、温度制御可能な
温度基準物(温度調整装置、チョッパー)から放射され
る赤外線量と、温度被測定物から放射される赤外線量と
を比較するようにして、温度被測定物の温度を測定する
ので、サーミスタの抵抗値とその温度との関係を補正す
る必要がない。また、経時変化によるサーミスタの特性
の変化の影響を受けない。さらに、1つのサーミスタの
みを用いているので、複数のサーミスタ間の特性ばらつ
きの影響を受けることがない。このため、請求項1また
は請求項2記載の赤外線温度測定装置によれば高精度な
温度測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の赤外線温度測定装置の一実施例を示す
構成図である。
【図2】本発明の赤外線温度測定装置の異なる実施例を
示す構成図である。
【図3】従来の赤外線温度測定装置の一例を示す回路図
である。
【符号の説明】
R1 抵抗 THR1 サーミスタ 4 チョッパー 5 温度調整装置(温度調整手段) 6 温度制御部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直列に接続された抵抗を介して電圧が印
    加されるサーミスタと、そのサーミスタへの赤外線入射
    を断続的に遮断するチョッパーと、前記サーミスタの近
    傍に配置されて前記サーミスタの温度を調整する温度調
    整手段と、前記サーミスタの両端電圧または前記抵抗の
    両端電圧に応じた信号を入力し、赤外線を遮断した場合
    と赤外線を遮断していない場合の、前記サーミスタの両
    端電圧または前記抵抗の両端電圧の差が零となるように
    前記温度調整手段の温度を制御する温度制御部とを備え
    たことを特徴とする赤外線温度測定装置。
  2. 【請求項2】 直列に接続された抵抗を介して電圧が印
    加されるサーミスタと、そのサーミスタへの赤外線入射
    を断続的に遮断するチョッパーと、前記サーミスタの両
    端電圧または前記抵抗の両端電圧に応じた信号を入力
    し、赤外線を遮断した場合と赤外線を遮断していない場
    合の、前記サーミスタの両端電圧または前記抵抗の両端
    電圧の差が零となるように前記チョッパーの温度を制御
    する温度制御部とを備えたことを特徴とする赤外線温度
    測定装置。
JP7162493A 1995-06-28 1995-06-28 赤外線温度測定装置 Pending JPH0915053A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012225717A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Mitsubishi Materials Corp 赤外線センサ装置
JP2018060781A (ja) * 2016-09-29 2018-04-12 旭化成エレクトロニクス株式会社 受光装置及び受光装置の補償方法

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010109