JPS631536B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS631536B2 JPS631536B2 JP54088634A JP8863479A JPS631536B2 JP S631536 B2 JPS631536 B2 JP S631536B2 JP 54088634 A JP54088634 A JP 54088634A JP 8863479 A JP8863479 A JP 8863479A JP S631536 B2 JPS631536 B2 JP S631536B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection element
- detection
- object detection
- time
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は物体に接触することに依つて検出素子
の熱容量が変化し、その変化に依つて変動する電
圧をデジタル的に処理して物体の有無を検出する
物体検出装置に関する。
の熱容量が変化し、その変化に依つて変動する電
圧をデジタル的に処理して物体の有無を検出する
物体検出装置に関する。
一般に物体の有無を検出する必要がある場合、
例えば製氷機等に於いて氷が製造されて貯氷室に
氷が一定レベルに達したか否かは光電素子あるい
は機械的サーモ手段に依つて検出するが、製氷機
等は湿気が多く且つ低温度であるため霜が付着し
たり、あるいは機械的接点が凍りついたりして誤
動作する危具を有していた。
例えば製氷機等に於いて氷が製造されて貯氷室に
氷が一定レベルに達したか否かは光電素子あるい
は機械的サーモ手段に依つて検出するが、製氷機
等は湿気が多く且つ低温度であるため霜が付着し
たり、あるいは機械的接点が凍りついたりして誤
動作する危具を有していた。
また近年半導体技術及びエレクトロニクス技術
が進歩しLSIあるいはマイクロコンピユーター等
が実用化され、種々の方面に応用利用されてい
る。例えばエア・コンや冷蔵庫更にはシヨーケー
ス及び製氷機等の温度制御あるいは電力制御に使
用されているが、製氷機等の様に物体即ち氷の量
を検出してこれを制御する機能も温度制御及び電
力制御等と共にLSIあるいはマイクロコンピユー
タで総合的に制御することが望ましい。
が進歩しLSIあるいはマイクロコンピユーター等
が実用化され、種々の方面に応用利用されてい
る。例えばエア・コンや冷蔵庫更にはシヨーケー
ス及び製氷機等の温度制御あるいは電力制御に使
用されているが、製氷機等の様に物体即ち氷の量
を検出してこれを制御する機能も温度制御及び電
力制御等と共にLSIあるいはマイクロコンピユー
タで総合的に制御することが望ましい。
本発明は上述した点に鑑みて為されたものであ
り、従来の物体検出装置とは全く異なる新規な物
体検出装置を提供するものである。以下図面を参
照して本発明を詳細に説明する。
り、従来の物体検出装置とは全く異なる新規な物
体検出装置を提供するものである。以下図面を参
照して本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
り、１は物体検出素子、２は電源部、３はＡ／Ｄ
変換器、４は制御回路である。
り、１は物体検出素子、２は電源部、３はＡ／Ｄ
変換器、４は制御回路である。
物体検出素子１はNPN型のトランジスタ５と、
トランジスタ５のコレクタに接続された負荷抵抗
R0と、ベース−コレクタ間及びベース−エミツ
タ間に各々接続された分割抵抗R1及びR2とから
成り、トランジスタ５のコレクタ電圧を、出力と
して取り出している。このトランジスタ５は第２
図に示す如く、良熱伝導性の放熱器６、例えばア
ルミニウムで作られた一端が閉口したパイプの中
に熱的に結合して固着され、リード７は放熱器６
の他端に延在して封止部８でハーメチツクシール
されている。放熱器６に何も接触していない場
合、トランジスタ５に流れるコレクタ電流に依つ
てジヤンクシヨンに発生する熱はトランジスタ５
自身及び放熱器６の熱抵抗及び熱容量によつて決
定される熱的な時定数に従い放熱され、ジヤンク
シヨンの温度は発熱と放熱がつり合うまで上昇す
る。従つて温度依存性を有するコレクタ電流はジ
ヤンクシヨンの温度上昇に従つて増加し、コレク
タ電圧は負荷抵抗R0の電圧降下によつて第３図
ａの如く減少する。
トランジスタ５のコレクタに接続された負荷抵抗
R0と、ベース−コレクタ間及びベース−エミツ
タ間に各々接続された分割抵抗R1及びR2とから
成り、トランジスタ５のコレクタ電圧を、出力と
して取り出している。このトランジスタ５は第２
図に示す如く、良熱伝導性の放熱器６、例えばア
ルミニウムで作られた一端が閉口したパイプの中
に熱的に結合して固着され、リード７は放熱器６
の他端に延在して封止部８でハーメチツクシール
されている。放熱器６に何も接触していない場
合、トランジスタ５に流れるコレクタ電流に依つ
てジヤンクシヨンに発生する熱はトランジスタ５
自身及び放熱器６の熱抵抗及び熱容量によつて決
定される熱的な時定数に従い放熱され、ジヤンク
シヨンの温度は発熱と放熱がつり合うまで上昇す
る。従つて温度依存性を有するコレクタ電流はジ
ヤンクシヨンの温度上昇に従つて増加し、コレク
タ電圧は負荷抵抗R0の電圧降下によつて第３図
ａの如く減少する。
一方放熱器６に熱容量の大きい物体、例えば氷
９が接触すると、その接触部分は氷９の溶解熱の
ために０℃に固定され熱が吸収される。従つて検
出素子全体としての熱容量が増大し、熱的な時定
数が減少するのでジヤンクシヨンの温度が一定に
達するまでの時間が短かくなり、それと共にトラ
ンジスタ５のコレクタ電圧は第３図ｂの如く短時
間で一定となる。従つて物体検出素子１の出力が
第３図に示すａであるかｂであるかを判定すれば
物体の有無が検出できるものであり、その方法
は、予じめ物体検出素子１に物体が接触していな
い場合の種々の初期電圧に於ける標準特性を実験
的あるいは計算等に依つて作成しておき、物体検
出素子１に電流を流し始めてから一定間隔毎、即
ちT1，T2，T3…Toの時間に出力電圧を測定し、
その電圧値が標準特性の値の許容差内であるか否
かを判定することにより、物体の有無が検出でき
る。第３図に於いて標準特性がｃで与えられると
すると、時間T4に於いて、物体が無い場合の出
力電圧と標準特性との差はΔV1であり、物体が有
る場合の出力電圧と標準特性との差はΔV2とな
る。一方許容差の基準は物体が無い場合の特性と
標準特性との考えられる差よりも十分大きく、更
に最終判定時Toに於ける物体が有る場合の特性
と標準特性との差より十分小さく設定しなければ
ならない。
９が接触すると、その接触部分は氷９の溶解熱の
ために０℃に固定され熱が吸収される。従つて検
出素子全体としての熱容量が増大し、熱的な時定
数が減少するのでジヤンクシヨンの温度が一定に
達するまでの時間が短かくなり、それと共にトラ
ンジスタ５のコレクタ電圧は第３図ｂの如く短時
間で一定となる。従つて物体検出素子１の出力が
第３図に示すａであるかｂであるかを判定すれば
物体の有無が検出できるものであり、その方法
は、予じめ物体検出素子１に物体が接触していな
い場合の種々の初期電圧に於ける標準特性を実験
的あるいは計算等に依つて作成しておき、物体検
出素子１に電流を流し始めてから一定間隔毎、即
ちT1，T2，T3…Toの時間に出力電圧を測定し、
その電圧値が標準特性の値の許容差内であるか否
かを判定することにより、物体の有無が検出でき
る。第３図に於いて標準特性がｃで与えられると
すると、時間T4に於いて、物体が無い場合の出
力電圧と標準特性との差はΔV1であり、物体が有
る場合の出力電圧と標準特性との差はΔV2とな
る。一方許容差の基準は物体が無い場合の特性と
標準特性との考えられる差よりも十分大きく、更
に最終判定時Toに於ける物体が有る場合の特性
と標準特性との差より十分小さく設定しなければ
ならない。
電源部２は物体の有無の検出動作開始と同時に
制御回路４からの信号SBに依つて物体検出素子１
へ一定電圧Vccの印加を制御するものであり、電
圧Vccが印加された物体検出素子１には分割抵抗
R1，R2によつて決定されるコレクタ電流が流れ
始める。Ａ／Ｄ変換器３は物体検出素子１の出力
即ちトランジスタ５のコレクタ電圧の大きさを周
知の方法に依つてデジタル変換するもので、デジ
タル変換されたコレクタ電圧値は制御回路４に印
加され処理される。
制御回路４からの信号SBに依つて物体検出素子１
へ一定電圧Vccの印加を制御するものであり、電
圧Vccが印加された物体検出素子１には分割抵抗
R1，R2によつて決定されるコレクタ電流が流れ
始める。Ａ／Ｄ変換器３は物体検出素子１の出力
即ちトランジスタ５のコレクタ電圧の大きさを周
知の方法に依つてデジタル変換するもので、デジ
タル変換されたコレクタ電圧値は制御回路４に印
加され処理される。
制御回路４は、電源部２を制御する信号SBを出
力し、更に物体検出素子１のコレクタ電圧を測定
する時間間隔を決定するタイマーを内蔵する制御
部１０と、タイマーに依つて決定された時間T1，
T2，T3…Toに於いてデジタル変換されたコレク
タ電圧値をサンプリング入力するための入力ゲー
ト１１と、種々の初期電圧に於ける標準特性のリ
ストが予じめ記憶され、入力ゲート１１からデジ
タル変換されたコレクタ電圧の初期電圧が入力さ
れると、その初期電圧に対応する標準特性のリス
トを検索し、時間T1，T2，T3…To毎にそのデー
タを送出するRAM１２と、RAM１２から送出
されたデータと時間T1，T2，T3…To毎に入力ゲ
ート１１を介して入力されるデジタル変換された
コレクタ電圧値との差を演算し、その差が予じめ
定められた許容差内であるか否か比較する比較回
路１３とから構成される。
力し、更に物体検出素子１のコレクタ電圧を測定
する時間間隔を決定するタイマーを内蔵する制御
部１０と、タイマーに依つて決定された時間T1，
T2，T3…Toに於いてデジタル変換されたコレク
タ電圧値をサンプリング入力するための入力ゲー
ト１１と、種々の初期電圧に於ける標準特性のリ
ストが予じめ記憶され、入力ゲート１１からデジ
タル変換されたコレクタ電圧の初期電圧が入力さ
れると、その初期電圧に対応する標準特性のリス
トを検索し、時間T1，T2，T3…To毎にそのデー
タを送出するRAM１２と、RAM１２から送出
されたデータと時間T1，T2，T3…To毎に入力ゲ
ート１１を介して入力されるデジタル変換された
コレクタ電圧値との差を演算し、その差が予じめ
定められた許容差内であるか否か比較する比較回
路１３とから構成される。
次に第４図のフローチヤートを参照して制御回
路４の動作を説明する。
路４の動作を説明する。
制御回路４をスタートさせると、制御部１０は
信号SBを出力し電源部２を制御して、物体検出素
子１に電圧Vccを印加させ、更に入力ゲート１１
を開閉し物体検出素子１の出力のデジタル変換さ
れた初期電圧値を入力させる。デジタル変換され
た初期電圧値がRAM１２に印加されるとRAM
１２内に記憶された標準特性のリストの中から印
加された初期電圧値に該当するものを検索し抽出
する。また制御部１０に内蔵されたタイマーには
時間T1，T2，T3…Toでサンプリングするため
に、その間隔を決定する時間がセツトされる。タ
イマーがタイムアウトすると制御部１０は再び入
力ゲート１１を開閉し、時間T1に於けるデジタ
ル変換されたコレクタ電圧値を入力ゲート１１を
介して比較回路１３に印加する。一方比較回路１
３にはRAM１２から検索抽出された標準特性の
リストの時間T1に該当するデータが転送され、
各々の差が算出され、その差が予じめ定められた
許容差内であるか否か比較される。算出されたコ
レクタ電圧値と標準特性との差が許容差内であれ
ば、更に今使用したリストのデータが最終のデー
タであつたか否か、即ち時間Toに該当するデー
タであつたか否かが比較回路１３で判定される。
最終のデータでなければ比較回路１３はRAM１
２のリストのデータを次のデータ、即ち次の時
間、例えば今が時間T1であつたら時間T2に該当
するデータにシフトし、再び制御部１０のタイム
アウトしたタイマーをセツトする。以下同様の動
作を順次時間T1，T2，T3…と繰り返えすが、比
較回路１３に於いて、デジタル変換されたコレク
タ電圧値とRAM１２に記憶された標準特性のリ
ストのデータとの差が許容差を超えると、物体検
出素子１のコレクタ電圧は第３図ｂであると判断
され、比較回路１３は物体有りの信号を制御信号
SAに出力する。物体有りと検出されたならば時
間Toに達しなくても上述の動作をする必要は無
く、制御部１０は信号SBに依り電源部２からの物
体検出素子１への電圧Vccの印加を停止し、次の
検出動作を行なうまで物体検出素子１が冷却する
様一定時間待機する。
信号SBを出力し電源部２を制御して、物体検出素
子１に電圧Vccを印加させ、更に入力ゲート１１
を開閉し物体検出素子１の出力のデジタル変換さ
れた初期電圧値を入力させる。デジタル変換され
た初期電圧値がRAM１２に印加されるとRAM
１２内に記憶された標準特性のリストの中から印
加された初期電圧値に該当するものを検索し抽出
する。また制御部１０に内蔵されたタイマーには
時間T1，T2，T3…Toでサンプリングするため
に、その間隔を決定する時間がセツトされる。タ
イマーがタイムアウトすると制御部１０は再び入
力ゲート１１を開閉し、時間T1に於けるデジタ
ル変換されたコレクタ電圧値を入力ゲート１１を
介して比較回路１３に印加する。一方比較回路１
３にはRAM１２から検索抽出された標準特性の
リストの時間T1に該当するデータが転送され、
各々の差が算出され、その差が予じめ定められた
許容差内であるか否か比較される。算出されたコ
レクタ電圧値と標準特性との差が許容差内であれ
ば、更に今使用したリストのデータが最終のデー
タであつたか否か、即ち時間Toに該当するデー
タであつたか否かが比較回路１３で判定される。
最終のデータでなければ比較回路１３はRAM１
２のリストのデータを次のデータ、即ち次の時
間、例えば今が時間T1であつたら時間T2に該当
するデータにシフトし、再び制御部１０のタイム
アウトしたタイマーをセツトする。以下同様の動
作を順次時間T1，T2，T3…と繰り返えすが、比
較回路１３に於いて、デジタル変換されたコレク
タ電圧値とRAM１２に記憶された標準特性のリ
ストのデータとの差が許容差を超えると、物体検
出素子１のコレクタ電圧は第３図ｂであると判断
され、比較回路１３は物体有りの信号を制御信号
SAに出力する。物体有りと検出されたならば時
間Toに達しなくても上述の動作をする必要は無
く、制御部１０は信号SBに依り電源部２からの物
体検出素子１への電圧Vccの印加を停止し、次の
検出動作を行なうまで物体検出素子１が冷却する
様一定時間待機する。
また比較回路１３に於いて算出された差が許容
差内と判定され続け、更に最終のデータ、即ち時
間Toに於いても許容差内と判定された場合、物
体検出素子１のコレクタ電圧は第３図ａで示され
た特性であると判断され、従つて比較回路１３は
物体無しを示す信号を制御信号SAに出力する。
これに依り検出動作が終了し、制御部１０は信号
SBに依り電源部２を制御し物体検出素子１への電
圧VSSの印加を停止し、次の検出動作を行なうま
で物体検出素子１を冷却する様一定時間待機し、
再び同様の検出動作を繰り返えす。従つて制御信
号SAは物体の有無を示す信号となり、この制御
信号SAは例えば警告用のランプを点滅したり、
あるいは製氷機等に於ける貯氷量の制御等に利用
される。
差内と判定され続け、更に最終のデータ、即ち時
間Toに於いても許容差内と判定された場合、物
体検出素子１のコレクタ電圧は第３図ａで示され
た特性であると判断され、従つて比較回路１３は
物体無しを示す信号を制御信号SAに出力する。
これに依り検出動作が終了し、制御部１０は信号
SBに依り電源部２を制御し物体検出素子１への電
圧VSSの印加を停止し、次の検出動作を行なうま
で物体検出素子１を冷却する様一定時間待機し、
再び同様の検出動作を繰り返えす。従つて制御信
号SAは物体の有無を示す信号となり、この制御
信号SAは例えば警告用のランプを点滅したり、
あるいは製氷機等に於ける貯氷量の制御等に利用
される。
この様な動作を行なう制御回路４はマイクロコ
ンピユータで構成することもでき、上述した動作
を予じめ組まれたプログラムに依つて実行する。
この場合サンプリングの時間T1，T2，T3…Toを
決定するタイマーが動作している時間及び検出動
作の間の一定時間待機している時に他のプログラ
ム、例えば温度制御あるいは電力制御等のプログ
ラムが実行できるもので、これに依り製氷機等に
於ける物体検出が他の制御と共に総合的に行なえ
るものである。
ンピユータで構成することもでき、上述した動作
を予じめ組まれたプログラムに依つて実行する。
この場合サンプリングの時間T1，T2，T3…Toを
決定するタイマーが動作している時間及び検出動
作の間の一定時間待機している時に他のプログラ
ム、例えば温度制御あるいは電力制御等のプログ
ラムが実行できるもので、これに依り製氷機等に
於ける物体検出が他の制御と共に総合的に行なえ
るものである。
上述の如く本発明に依れば物体検出素子に機械
的に強いものが使用でき、また物体検出素子の出
力の初期電圧を測定し、その初期電圧値に該当す
る予じめ実験あるいは計算によつて求められた標
準特性のリストを検索抽出し、そのデータとサン
プリング時間T1，T2，T3…Toに於いて測定値と
を比較することに依つて周囲の温度に影響されず
に安定した物体検出が行なえるものである。
的に強いものが使用でき、また物体検出素子の出
力の初期電圧を測定し、その初期電圧値に該当す
る予じめ実験あるいは計算によつて求められた標
準特性のリストを検索抽出し、そのデータとサン
プリング時間T1，T2，T3…Toに於いて測定値と
を比較することに依つて周囲の温度に影響されず
に安定した物体検出が行なえるものである。
第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
２図は第１図に示された実施例に用いられた物体
検出素子の断面図、第３図は第２図に示された物
体検出素子の特性図、第４図は動作を示すフロー
チヤートである。 １……物体検出素子、２……電源部、３……
Ａ／Ｄ変換器、４……制御回路、５……トランジ
スタTr、６……放熱器、７……リード、８……
封止部、９……氷、１０……制御部、１１……入
力ゲート、１２……RAM、１３……比較回路で
ある。
２図は第１図に示された実施例に用いられた物体
検出素子の断面図、第３図は第２図に示された物
体検出素子の特性図、第４図は動作を示すフロー
チヤートである。 １……物体検出素子、２……電源部、３……
Ａ／Ｄ変換器、４……制御回路、５……トランジ
スタTr、６……放熱器、７……リード、８……
封止部、９……氷、１０……制御部、１１……入
力ゲート、１２……RAM、１３……比較回路で
ある。
Claims (1)
- １ 電源電圧を供給する電源部と、PN接合部を
有する半導体素子及び該半導体素子が熱的結合す
るよう固着されると共に検出すべき物体が接触す
る位置に設置され前記半導体素子に電流を流すこ
とにより生ずる熱を放熱させるための放熱器を備
え、前記電源電圧の供給時、前記PN接合部の温
度上昇に応じた検出電圧を出力する検出素子と、
前記放熱器に物体が接触していない場合における
前記検出素子の一定時間間隔毎の予想検出電圧値
を予め記憶した記憶手段と、前記検出素子の検出
電圧を一定間隔毎にサンプリングし該サンプリン
グ値を前記予想検出電圧値と比較する比較手段と
を有し、前記サンプリング値と前記予想検出電圧
値との差が所定値以上のとき物体有の信号を出力
することを特徴とした物体検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8863479A JPS5612569A (en) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | Body detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8863479A JPS5612569A (en) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | Body detecting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5612569A JPS5612569A (en) | 1981-02-06 |
| JPS631536B2 true JPS631536B2 (ja) | 1988-01-13 |
Family
ID=13948235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8863479A Granted JPS5612569A (en) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | Body detecting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5612569A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100386170C (zh) * | 2006-06-09 | 2008-05-07 | 清华大学 | 一种电火花线切割加工电极丝温度检测装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50941A (ja) * | 1973-05-08 | 1975-01-08 |
-
1979
- 1979-07-11 JP JP8863479A patent/JPS5612569A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100386170C (zh) * | 2006-06-09 | 2008-05-07 | 清华大学 | 一种电火花线切割加工电极丝温度检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5612569A (en) | 1981-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7274867B2 (en) | System and method for determining the temperature of a semiconductor wafer | |
| US11215657B2 (en) | Real-time online prediction method for dynamic junction temperature of semiconductor power device | |
| US10109551B2 (en) | Methods and apparatuses for determining a parameter of a die | |
| US7645071B2 (en) | On chip temperature measuring and monitoring method | |
| TWI472768B (zh) | 偵測感測器之熱時間常數之風速計 | |
| Baker et al. | Online junction temperature measurement using peak gate current | |
| US8847427B2 (en) | Prediction of transistor temperature in an inverter power module of a vehicle, and related operating methods | |
| US3309881A (en) | Black body radiation source | |
| CN112218509A (zh) | 结温估算方法及电机控制器 | |
| US11397047B2 (en) | Moisture detector, moisture detection method, electronic device, and log output system | |
| CN107884614A (zh) | 一种基于温度检测的电流检测装置及电流检测方法 | |
| Sharma et al. | A robust approach for characterization of junction temperature of SiC power devices via quasi-threshold voltage as temperature sensitive electrical parameter | |
| Ghimire et al. | Online chip temperature monitoring using υ ce-load current and IR thermography | |
| CN111812164A (zh) | 附着水分检测装置、附着水分检测方法、电气设备及日志输出系统 | |
| US6984064B1 (en) | Thermal transfer measurement of an integrated circuit | |
| JPS631535B2 (ja) | ||
| Corbellini et al. | In-process temperature mapping system for industrial freeze dryers | |
| US5335513A (en) | Apparatus and method for detecting characteristics of a working fluid | |
| US7333904B2 (en) | Method of determining FET junction temperature | |
| EP0680590A1 (en) | Conditioning sensing system for controlling working fluids | |
| CN214375033U (zh) | 一种基于热电堆的设备的自检系统及自检电路 | |
| Zhang et al. | On-line estimation method of junction temperature based on SiC module aging parameter identification | |
| Zhang et al. | Thermal network parameters identifying during the cooling procedure of IGBT module | |
| Boyle et al. | A CMOS circuit for real-time chip temperature measurement | |
| US3854034A (en) | Systems incorporating apparatus and methods for simulating timed related temperatures |