JPS6161047A - 温度計測発振回路 - Google Patents

温度計測発振回路

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Publication number
JPS6161047A
JPS6161047A JP18257084A JP18257084A JPS6161047A JP S6161047 A JPS6161047 A JP S6161047A JP 18257084 A JP18257084 A JP 18257084A JP 18257084 A JP18257084 A JP 18257084A JP S6161047 A JPS6161047 A JP S6161047A
Authority
JP
Japan
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sensing element
temperature
reference potential
output
humidity
Prior art date
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Pending
Application number
JP18257084A
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English (en)
Inventor
Nobuo Takeuchi
武内 伸夫
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.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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Publication of JPS6161047A publication Critical patent/JPS6161047A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/045Circuits
    • G01N27/046Circuits provided with temperature compensation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、湿度に応じた周期のパルス状信号を発生する
湿度計測用の発振回路に関するものでるる。
〔従来技術〕
従来は、本出願人の別途出願による[温湿度検出装置−
I(実公昭54−32954 )に開示さゎているとお
p1第】のインバータとi2のインバータと全縦続接続
し、第1のインバータの入力へ第2のインバータの出力
からコンデンサと抵抗器との直列回路全弁して正帰還を
施したうえ、第1のインバータの出力とコンデンサおよ
び抵抗器の共通接続点との間へ検出端とし1塩化リチウ
ム式の湿度検出素子を接続し、湿度検l+1素子の湿度
に応する抵抗値変化によV発振周波数を制御するものと
しており、これによって湿度に反比例した関係の周波数
金有するパルス信号を得ている。
しかし、この手段による場合には、各インバータの出力
インピーダンスか発振周波数の決定に関与するため、各
インバータの出力インピーダンス偏差により発振周波数
に誤差金生じ、高確度の計測上調整に手間′f:要す2
)と共に、連続的な発振を行なっており、回路素子およ
び湿度検出素子自身の通電による発熱等により、計測上
の誤差が発生し易く、かつ、塩化リチウム式の検出素子
は、対向する電極間へ塩化リチウムを塗布したものであ
り、高師なうλ不安定でろる等の欠点金主じている。
〔発明の概要〕
本発明は、従来のか\る欠点を根本的に解決する目的を
有し、差動増幅器の一方の入力と基準電位との間へ湿度
に応じて静電容量値の変化する感湿素子を接続すると共
に、他方の入力と基準電位との間へ抵抗器を接続し、差
動増幅器の一方の入力と逆相の出力を有し2かり低出力
インピーダンス?呈すると共に、基準電位に対し正およ
び負の電源に↓9動作する相補形ブツシユブル増幅器に
より差動増幅器の出力を増幅し、これの出力を温度に応
じて抵抗値の変化する感温素子を介して差動増幅器の一
方の入力へ与えると共に、他方の入力には抵抗器を介し
て与え、Cれらによって発振回路全構成のうえ、差動増
幅器の一方の入力へ与えられる信号を制御信号に応じて
制御する手段を設け、これによって発振の開始および停
止全制御するものとした極めて効果的な、湿度計測発振
回路全提供するものでめる。
〔実施例〕
以下、実施例を示す南によって本発明の詳細な説明する
第1図は回路図でめり、正極性の電IjjvDD  を
抵抗器R+、Rzにより分圧し、各々の端子電圧iVs
+ 、  Vsz  としており、■ntk基準電位と
して差動増幅器AI、A鵞の動作状況全規制するため、
差動増幅器A、においては、一方の入力としての反転入
力と基準電位Vs2との間へ、フィリップス社$1!H
1形等の湿度に応じて静電容量値の変化する感湿素子C
Tが接続されていると共に、他方の入力としての非反転
入力と基準電位VI12との間には抵抗器Rsが接続さ
れていZ、。
差動増幅器AIの出力は、非反転入力全基準電位vs雪
へ接続した差動増幅器A20反転入力へ与えられ、こ\
において反転増幅されたうえ、抵抗aRy 、Rs 、
コンデンサC+、C鵞およびトランジスタ(h、Qsか
ら彦る相補形ブツシユブル増幅器(以下、CPA )へ
与えられ、こ\においても更に反転増幅孕むるものとな
っており、差動増幅器A+ の反転入力に対し、CPA
の出力は逆相の関係VCなっていると共VC、トランジ
スタQ1のエミッタ1よ電源VDDへ、トランジスタQ
sのエミッタは電源帰路OVへ接続され、CPAは基準
電位V82  に対し正および負の電揮により動作する
ものとなっている。
CPAの出力に、抵抗器R9およびR+o  k介して
i・ランジスタQ4に励動し、抵抗器R++’rlてN
08 Vo oの印加されているトランジスタQ4のコ
レクタ電圧を変化させ、これ全出力OUTとして送出さ
せるものとなっているが、CPAの出力と差動増幅器A
1の反転入力および非反転入力との間にQよ、温度に応
じて抵抗値の変化するサーミスタ等會用いた感温素子R
Tと、これに対し並列の抵抗器Ruならびに、これらと
直列の抵抗器R1g  とによる温度補償(ロ)路、お
よび抵抗器Rφが各個に挿入されており、CPAの出力
変化により感温素子RTk介して感湿素子CTの充電お
よび逆方向充電會反復し、これによって発振を行なうと
共に、抵抗器Rs、Rsにより、差動増幅器AI のス
レシホールド電圧VTHk定めている。
ガお、CPAの出力インピーダンスは十分に低く、感温
素子CTの充電に必要とする十分な電圧および電流の供
給ならびに電源帰路Ovへの短絡的な接続が可能となっ
ている。
また、差動増幅器A1の反転入力と電源帰路Ovとの間
には、抵抗器R3およびトランジスタQ。
のコレクタ會エミッタ間が接続され、抵抗器R4を介す
るベースへの制御信号Sc印加に応じてトランジスタQ
、がオン、オフ全行ない、電源帰路0Vt−基準として
制御信号Scが1H#(高レベル)のトキハトランジス
タQ1がオンとなり、反転入力への信号全阻止して発振
を停止させるが、制御信号Scが%L″(低レベル)と
々わばトランジスタQ1がオフへ転じ、反転入力への信
号を通過させるため、発振全開始させるものとなってい
る。
第2図は、第1図における各部の波形全示し、差動増幅
器Asおよび応答時間短縮用のコンデンサC+、Cat
有するCPAにより波形整形が行なわれるため、感g1
1A子CTの端子電圧による信号値)が上昇中はCPA
の出力(b)が% H#、信号(a)が下降中は出力(
b)がSL″へ転するものになっていると共に、出力(
b)が抵抗器R,,R−により分圧されてスレシホール
ド電圧vtn  となり、これに応じて出力(b)の変
化点が定まるものとなっており、基準電位Vsm  k
中心として信号(a)および出力か)か便化し、この出
力(b)と同一鼓形のパルス信号が出力OUTから送出
される。
すなわち、CPAのトランジスタQ3がオン。
トランジスタQmUオフとなったとき、出力(b)か1
H″となり、感温系子RT k含む温度補償回路全弁し
て感温系子〇Tの充電がなされ、信号(a)が上昇する
一方、スレシホールド電圧が+vrtt  となってお
り、信号(a)が+VTNへ達すると、差動増幅器A、
の出力が反転するのに応じて出力(b)が1LNへ転じ
、このとき、CPAのトランジスタChがオフ、トラン
ジスタQsEtオンとなる。
すると、こねVc応じ、II&湿素子CTに対し温度補
償口j8全弁する逆方向の充電が開始される一方、スレ
シホールド電圧が−VTHとなるため、信号(a)が−
VTHまで低下するのに応じて差動増幅器Aの出力か反
転し、これVこしたかつて出力(b)がIH’へ転じ、
前述と同様の充11L’に開始し、以上の動作?没後す
る。
したがって、出ツバb)に、基1111位Vsx 全中
心とし、はソ、VDD乃至OVの振幅により変化するも
のとなり、Vs+ = VB2 = Vs  とすれけ
、±Vmの波高値1に有するパルス信ぢとなる。
こ\において、発振内KATは、Vs+ = Vs鵞 
としたとき、一般に次式によジ与えられる。
たソし、0丁に湿度に応じて変化すると共に、温度にも
依存しており、次式により示されるものとなっている。
CT = KI I H+に宜(θ−θo))2+  
Kt  (H+Kt  (θ−θo)l+Km・・・・
 (2) KI HKt + k3 :係数 H: 湿度 θ : 現在の温度 θ0 = 基準温度 このため、温度に応するCTの変1+21補償する必要
がめシ、この目的上感温素子R丁および抵抗器RIl、
 R+s が設けられており、これらの合成抵抗値Rは
、次式により与えられるものとなる。
・・・・ (3) R−ro:  基準温度における感温系子の抵抗値 F : 係数 //  :  Rnとの並列合成ケ示す(2) 、 (
3)式から(1)式はつぎのものとなる。
T=2[KI (H+Kt(θ−θo))2+Kt  
(H十に黛(θ−θo)l+Ks〕・ ・・ ・ (4
) したがって、感温素子R↑の特性および抵抗器R1意、
R13の[tMA湿累子CTの温度特性に応じて足めた
うえ、鳩期T’frクロックパルスのカウント吟に工っ
て計測することにより、測定すべき湿#L′Jk求める
ことかできる。
なお、(4)式に対し、感湿素子CTおよび感温素子R
T等と直列に挿入されるCPAの出力インピーダンス、
および、抵抗器Rl + R2等か計測饋差の原因とな
るか、CPAの出力づンビー〆ンスは上述のとおり十分
に低く、誤差の原因とはならない。
このほか、計測誤差音生ずる原因としては、la、  
感温系子CTの非1M414I性lb、  差動増幅器
A1の入力オフセット電圧温度ドリフト lc、  差動増幅器A1の動作遅延時間Id、   
      の出力電圧温度ドリフト等であるが、こむ
らは、つぎの対策または理由によジ排除できる。
2a、  プロセツザ処理または補正回路により補正す
る。
2 b、R8: R11−20: 1程度とし、スレシ
ホールド電圧VTHk入力オフセット電圧より大とすれ
ば、これの温度ドリフト全無視できる。
20、8期T′に大とすることrCより無視できる。
2d、  出力(b)によりスレシホールド電圧Vtu
を与λれば、出力(b)の電圧は[iMVDDの電圧に
より定められるため、電源VDDの電圧とスレシホール
ド電圧VT、との比率が常に一定でるり、出力電圧温度
ドリフトの影響が軽減される。
また、電源vDDの電圧変動も、2d と同様の理由に
より影響が排除される。
したがって、(4)式により示される周期Tの発振出力
が正確に得られると共に、ポーリング信号等全制御信号
Sc として用い、このときにのみ発振動作を行なわせ
ることにより、電源消費量、各回路素子の温度上昇、お
よび、感温索子CTの自己発熱等が低減され、経済的に
高確度かつ高精度の温度計測が行なわれる。
たソし、感温索子CTおよび感温素子Rt Kは、同等
の他の累子會用いてもよく、基準電位V+s倉を共通電
位とし、正および負極性の電源を電源VDDおよび電源
帰路0■の代9に用い、抵抗器R+ 、Rt ’c省略
しても同様でめジ、差動増幅器A2 k用いず、インバ
ータ等金用いてもよいと共に、トランジスタ9重の代り
にゲート回路等全挿入してもよく、条件に応じて差動増
幅器A1の反転入力と非反転入力との使用状況全反対と
してもよい等、種々の変形が自在でわる。
し発明の効果〕 以上の説明により明らかなとお9本発明によれば、発振
出力の周期が正確となり、かつ必要なときにのみ動作さ
せることが自任でめジ、各回路素子の温度上昇および感
湿素子の自己発熱が低減され、計測状況が高n度かつ高
確度となるうえ、感温索子が安価でおると共に安定でめ
ジ、各種の湿度計測において顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の冥施例會示す回路図、第2図は第1図
における谷部の波形紮示す商でるる。 Al + Am−ψ・・差動増幅器、CT・・・・感温
索子、RT  ・・・・感温索子、R1−R13・・・
・抵抗器、Q+ ”−Q4 ・・φ・トランジスタ、V
I!2  ・・・・基準電位、V D T)・・・・電
源、tlV・・・・電源帰路、Sc・・・・制御信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 差動増幅器の一方の入力と基準電位との間へ接続された
    湿度に応じて静電容量値の変化する感湿素子と、前記差
    動増幅器の他方の入力と前記基準電位との間へ接続され
    た抵抗器と、前記差動増幅器の出力を増幅しかつ前記一
    方の入力と逆相の出力を有すると共に低出力インピーダ
    ンスを呈する前記基準電位に対し正および負の電源によ
    り動作する相補形ブツシユブル増幅器と、該増幅器の出
    力と前記一方の入力および他方の入力との間へ各個に挿
    入された温度に応じて抵抗値の変化する感温素子および
    抵抗器と、前記一方の入力へ与えられる信号を制御信号
    に応じて制御する手段とを備えたことを特徴とする湿度
    計測発振回路。
JP18257084A 1984-09-03 1984-09-03 温度計測発振回路 Pending JPS6161047A (ja)

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JPS6161047A true JPS6161047A (ja) 1986-03-28

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0241155U (ja) * 1988-09-12 1990-03-22

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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