JP2001027569A - センサー変動検知回路 - Google Patents

センサー変動検知回路

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JP2001027569A
JP2001027569A JP11200210A JP20021099A JP2001027569A JP 2001027569 A JP2001027569 A JP 2001027569A JP 11200210 A JP11200210 A JP 11200210A JP 20021099 A JP20021099 A JP 20021099A JP 2001027569 A JP2001027569 A JP 2001027569A
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JP
Japan
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sensor
voltage
change
resistance
temperature
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JP11200210A
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English (en)
Inventor
Sunao Fujishiro
直 藤城
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用する温度領域が広い機器の制
御に適した検知精度の高いセンサー変動検知回路を得
る。 【解決手段】 周囲の環境変化に伴って抵抗値が
変化するセンサー2と固定抵抗5を直列に接続し、その
センサー2の一端と固定抵抗5の一端に直流電圧を印加
し、周囲の環境変化に伴って変動するセンサー2の抵抗
値の変化量を、センサー2と固定抵抗5との接続点6の
電圧をデジタル機器1によって観測し、このデジタル機
器1の内部にもつテーブルデータを参照することにより
環境値を検知する回路構成とし、予め用意した複数個の
直列接続した固定抵抗3,4とPNPトランジスタ9,
11を用い、直列接続した固定抵抗3,4,5による抵
抗値を適宜変化させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーミスタなど検
知する状態量に応じて抵抗値が変化するセンサーの検知
出力に基づいて機器を制御する制御装置においてセンサ
ーの環境変化に伴う変動を調整するセンサ変動検知回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】サーミスタなど検知する状態量に応じて
抵抗値が変化するセンサーの検知出力に基づいて機器を
制御する制御装置の殆どは、検知部については4図に示
すような回路構成が採られている。即ち、センサー20
と固定抵抗21が直列に接続され、センサー20の一端
と固定抵抗21の一端に直流電圧が印加され、周囲の温
度変化に伴って変動するセンサー20の抵抗値の変化量
を、センサー20と固定抵抗21との接続点22の電圧
をマイクロコンピュータ23に採り込んで制御情報とし
ている。例えばセンサー20としてのサーミスタの抵抗
値が周囲の温度の変化によって変化すると、接続点22
の電圧Vsは一般的に使われている、Vs=V×Rt1
/(R+Rt1)の式に従って変化する。ここで、Vは
固定抵抗21に接続された電圧、Rt1は周囲の温度T
1Kにおけるサーミスタの抵抗値、Rは固定抵抗21の
抵抗値である。Rt1は、Rt1=Rt0*EXP(B
*(1/T1−1/T0))によって求められる。な
お、Rt0は周囲の温度T0Kにおけるサーミスタの抵
抗値、Bはサーミスタの定数である。マイクロコンピュ
ータ23は、電圧VsをA/Dコンバータで検知し、制
御情報としてテーブルデータを参照して必要な制御動作
を行う。Rt1=10KΩ、B=3435の条件下で固
定抵抗21に接続された電圧Vが例えば5Vのときで抵
抗値Rが、10KΩ、30KΩ、4KΩの各固定抵抗2
1a,21b,21cに関する温度と電圧との関係は図
5に示すようになる。また、各温度領域での1℃あたり
の各固定抵抗21a,21b,21cによる電圧変化は
図6に示すようになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の検知部
の回路構成においては、図6に示すように抵抗値が10
KΩの固定抵抗21aのときには、温度20℃を中心に
温度変化に対する電圧の変化が大きいが、低温域や高温
域になるにつれて温度変化に対する電圧の変動幅が小さ
くなる。また、抵抗値が30KΩの固定抵抗21bのと
きには、温度−5℃を中心に温度変化に対する電圧の変
化が大きいが、高温域になるにつれて温度変化に対する
電圧の変動幅が小さくなる。そして、抵抗値が4KΩの
固定抵抗21cのときには、温度45℃を中心に温度変
化に対する電圧の変化が大きいが、低温域になるにつれ
て温度変化に対する電圧の変動幅が小さくなる。
【0004】このように周囲の温度によりセンサー20
の解像度が異なるため、通常の制御においては制御に必
要な中心温度を基準にして固定抵抗21の抵抗値を設定
している。しかしながら、例えば、不凍液により冷温水
を生成するような機器では、冷水が−5℃、温水が50
℃といった具合に高低温に分かれ、前述したような従来
の回路構成では、結果的に両方の目標温度に対して、で
きるだけ精度良く検知するためには、25℃近傍温度変
化に対する電圧のピークを持ってこなければならない。
【0005】一方、制御を行うマイクロコンピュータ2
3のA/D変換の精度は、検知対象とする全てに均等に
同じ検知精度である。例えば、8ビットの精度のA/D
変換器の場合で基準電圧が5Vの場合、5V/256
(2の8乗)である約0.02Vが均一に最小検知精度
となる。そのため、高温域と低温域では1℃あたりの電
圧変動が少ないため検知精度は粗いものとなる。
【0006】本発明は、係る従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、その課題とするところは、
使用する温度領域が広い機器の制御に適した検知精度の
高いセンサー変動検知回路を得ることであり、機器の制
御に際し機器のハンチングを防止することができるセン
サー変動検知回路を得ることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に請求項1の発明は、周囲の環境変化に伴って抵抗値が
変化するセンサーと固定抵抗を直列に接続し、そのセン
サーの一端と前記固定抵抗の一端に直流電圧を印加し、
周囲の環境変化に伴って変動する前記センサーの抵抗値
の変化量を、センサーと固定抵抗との接続点の電圧をデ
ジタル機器によって観測し、デジタル機器の内部にもつ
テーブルデータを参照することにより環境値を検知する
回路構成とし、予め用意した複数個の直列接続した固定
抵抗とスイッチング素子を用い、直列接続した固定抵抗
値を適宜変化させるようにする手段を採用する。
【0008】前記課題を達成するために請求項2の発明
は、周囲の環境変化に伴って抵抗値が変化するセンサー
と固定抵抗を直列に接続し、センサーの一端と固定抵抗
の一端に直流電圧を印加し、周囲の環境変化に伴って変
動するセンサーの抵抗値の変化量を、センサーと固定抵
抗との接続点の電圧をデジタル機器によって観測し、こ
のデジタル機器の内部にもつテーブルデータを参照する
ことにより環境値を検知する回路構成とし、デジタル機
器での観測値とテーブルデータの値にディファレンシャ
ルを設定する手段を採用する。
【0009】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1,2によって
示す本実施の形態は、例えば不凍液により冷温水を生成
し、冷暖房を行う機器の制御装置における検知部に係る
センサー変動検知回路に関するものである。こうした機
器では、冷房時では生成する冷水の目標温度が約−5℃
程に、暖房時では生成する温水の目標温度が約50℃程
になるように制御される。センサー変動検知回路は、検
知部出力回路と、マイクロコンピュータ等で構成された
デジタル機器1とにより構成されている。検知部出力回
路は、冷水や温水に関する温度情報をデジタル機器1に
提供する回路であり、周囲の温度変化に伴って抵抗値が
変化するサーミスタ等の温度センサー2と、抵抗値が例
えば20KΩ、6KΩ、4KΩといったように互いに異
なる複数の分圧用の固定抵抗3,4,5とが直列に接続
された構成で、その温度センサー2の一端と固定抵抗3
の一端に5Vの直流電圧が印加されている。
【0010】温度センサー2と固定抵抗5との接続点6
はデジタル機器1のA/D変換ポート7に接続されてい
る。固定抵抗5と固定抵抗4との接続点8はスイッチン
グ素子としてのPNPトランジスタ9のコレクタに、固
定抵抗4と固定抵抗3との接続点10もPNPトランジ
スタ11のコレクタにそれぞれ接続されている。各PN
Pトランジスタ9,11のベースはそれぞれデジタル機
器1のポート12,13に接続され、エミッタはそれぞ
れ直流電源14に接続されている。デジタル機器1は、
各PNPトランジスタ9,11のべースが接続されてい
るポートを12,13をHレベル又はLレベルにする出
力動作を行う。ポート12の出力状態がHレベルになる
とPNPトランジスタ9はオフし、LレベルになるとP
NPトランジスタ9はオンする。また、ポート13の出
力状態がHレベルになるとPNPトランジスタ11はオ
フし、LレベルになるとPNPトランジスタ11はオン
する。
【0011】このセンサー変動検知回路は、温度により
二つのPNPトランジスタ9,11のオン/オフタイミ
ングを図2に示すように行い温度センサー2から温度に
関する制御情報を得ることになる。即ち、図2における
Aの状態(例えば12℃以下の温度の状態)では、ポー
ト12,13のいずれもHレベルとし各PNPトランジ
スタ9,11はオフ状態におかれる。二つのPNPトラ
ンジスタ9,11がオフしていると、温度センサー2に
接続されている抵抗値は固定抵抗3,4,5の抵抗値の
合計となり、低温での電圧変動の大きな組み合わせとな
る。図2のBの状態(例えば16℃以上で38℃未満の
温度の状態)では、ポート13をLレベル、ポート12
をHレベルにしてPNPトランジスタ11をオンし、P
NPトランジスタ9をオフにする。
【0012】この状態では、温度センサー2に接続され
ている抵抗値は固定抵抗5,4の抵抗値の合計値とな
り、中温での電圧変動の大きな組み合わせとなる。さら
に図2のCの状態(例えば42℃以上の温度の状態)で
は、ポート12をLレベル、ポート13をHレベルにし
てPNPトランジスタ9をオンし、PNPトランジスタ
11をオフにする。この状態では、温度センサー2に接
続されている抵抗値は固定抵抗5の抵抗値だけとなり、
高温での電圧変動の大きな組み合わせとなる。デジタル
機器1は、A状態、B状態、C状態のA/D変換ポート
7への出力に応じて、内部に持つ電圧対温度のテーブル
データを変更し、A状態、B状態、C状態に適したテー
ブルデータを参照して制御動作を行う。従って、冷水の
目標値が−5℃、温水の目標値が50℃といった具合に
目標値が高低温に分かれるような機器において、精度の
高い温度情報が得られ、精度の高いハンチングも抑えう
る制御動作が可能になる。
【0013】なお、スイッチング素子としてはトランジ
スタの他にもリレー等により構成することができ、セン
サーとしては、サーミスタ等の温度センサー2に限らず
周囲の環境変化(状態量の変化)に伴って抵抗値が変化
するものであれば適用することができる。
【0014】実施の形態2.図3に示す本実施の形態
は、実施の形態1で示した回路構成のセンサー変動検知
回路についてソフトウェアーにより温度センサー2の出
力による機器への指示が頻繁に変化しないようにしたも
のであり、構成自体は実施の形態1のものと同じであ
る。従って、実施の形態1のものと同じ部分については
実施の形態1のものと同じ符号を用いそれらについての
説明は省略する。
【0015】本実施の形態では、デジタル機器1は温度
センサー2の出力と、機器の制御に使用する内部処理デ
ータとの間にディファレンシャルを設定し、温度センサ
ー2の検知出力の閾値近傍でのデータの変動を押さえ機
器のハンチングを抑制できるようにしている。図3は、
温度センサー検知時のA/D変換値とデジタル機器1内
で処理するテーブルデータとの関係を示したものであ
る。即ち、温度センサー2の検知データとテーブルデー
タにディファレンシャルを設定し、検知時のアナログ値
が検知における閾値近傍で、データの最小単位が変動し
た場合でも処理テーブルのテーブルデータが簡単に変化
しないようにしたものである。
【0016】例えば、初回の検知時にA/D変換データ
6を入力した場合は、内部処理テーブルのテーブルデー
タはdata6を使用し、この場合にアナログ値が6と
7の閾値にある場合は次回の入力時には7を検知する可
能性がある。こうした場合、7を入力した時点で内部処
理テーブルのテーブルデータは、data7を使用し、
再び6に戻った場合でもdata7を使用する。dat
a6へはA/D変換データが5になったときに戻る。ア
ナログデータが5と6の閾値にある場合は、次の入力時
に5を検知する可能性がある。この場合は5を入力して
も引き続き内部処理テーブルのテーブルデータはdat
a6を使用し、dataの変更は行わない。これによ
り、A/D変換時の閾値付近での入力データの変動がそ
のまま内部処理テーブルのテーブルデータに反映されな
いため、制御において機器のハンチングを押さえること
ができる。
【0017】
【発明の効果】請求項1及び請求項2の発明によれば、
使用する温度領域が広い機器の制御に適した検知精度の
高いセンサー変動検知回路が得られ、機器の制御にあた
り検知精度の粗いことにより起こるハンチングを防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1のセンサー変動検知回路を示す
構成図である。
【図2】 実施の形態1のセンサー変動検知回路のPN
Pトランジスタの動作タイミングを示す説明図である。
【図3】 実施の形態2のセンサー変動検知回路のデー
タ処理を示す説明図である。
【図4】 従来の検知部の回路構成を示す構成図であ
る。
【図5】 固定抵抗の抵抗値による温度とセンサーの出
力との関係を示す説明図である。
【図6】 固定抵抗の抵抗値による温度とセンサーの出
力変化との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1 デジタル機器、 2 温度センサー、 3,4,5
固定抵抗、 6 接続点、 9 PNPトランジス
タ、 11 PNPトランジスタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周囲の環境変化に伴って抵抗値が変化す
    るセンサーと固定抵抗を直列に接続し、そのセンサーの
    一端と前記固定抵抗の一端に直流電圧を印加し、周囲の
    環境変化に伴って変動する前記センサーの抵抗値の変化
    量を、同センサーと前記固定抵抗との接続点の電圧をデ
    ジタル機器によって観測し、このデジタル機器の内部に
    もつテーブルデータを参照することにより環境値を検知
    する回路構成とし、予め用意した複数個の直列接続した
    固定抵抗とスイッチング素子を用い、直列接続した固定
    抵抗値を適宜変化させるようにしたセンサー変動検知回
    路。
  2. 【請求項2】 周囲の環境変化に伴って抵抗値が変化す
    るセンサーと固定抵抗を直列に接続し、そのセンサーの
    一端と前記固定抵抗の一端に直流電圧を印加し、周囲の
    環境変化に伴って変動する前記センサーの抵抗値の変化
    量を、同センサーと前記固定抵抗との接続点の電圧をデ
    ジタル機器によって観測し、このデジタル機器の内部に
    もつテーブルデータを参照することにより環境値を検知
    する回路構成とし、前記デジタル機器での観測値とテー
    ブルデータの値にディファレンシャルを設定したセンサ
    ー変動検知回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014153112A (ja) * 2013-02-06 2014-08-25 Denso Corp 温度検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014153112A (ja) * 2013-02-06 2014-08-25 Denso Corp 温度検出装置

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