JP2003262552A - 温度検知回路 - Google Patents

温度検知回路

Info

Publication number
JP2003262552A
JP2003262552A JP2002065057A JP2002065057A JP2003262552A JP 2003262552 A JP2003262552 A JP 2003262552A JP 2002065057 A JP2002065057 A JP 2002065057A JP 2002065057 A JP2002065057 A JP 2002065057A JP 2003262552 A JP2003262552 A JP 2003262552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
negative
output voltage
zener diode
voltage
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.)
Pending
Application number
JP2002065057A
Other languages
English (en)
Inventor
Kingo Omura
金吾 大村
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2002065057A priority Critical patent/JP2003262552A/ja
Publication of JP2003262552A publication Critical patent/JP2003262552A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】出力電圧と温度との関係が直線となる温度領域
を広くする。 【解決手段】演算増幅器2の反転入力端子2aに負特性
サーミスタ4を接続する。演算増幅器2の負帰還ループ
6に設けられたフィードバック抵抗3と並列にツェナー
ダイオード5を設ける。ツェナーダイオード5のアノー
ド5aは演算増幅器2の入力側にして接続する。この温
度検知回路では、ツェナーダイオード5による出力電圧
outの収斂作用によって演算増幅器2の指数関数的な
増幅特性を直線的な増幅特性に補整する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、負特性サーミスタ
を用いた温度検知回路に関する。 【0002】 【従来の技術】従来から温度検知回路として、温度によ
り抵抗が変化する負特性サーミスタの特性を利用して温
度検知を実施するものがある。この温度検知回路では、
負特性サーミスタと固定抵抗とでブリッジ回路を構成し
ている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】温度検知回路の出力特
性においては、出力値が温度に対して直線的に変化する
温度領域(以下、直線領域という)と、出力値が温度に
対して直線的に変化しない温度領域(以下、非直線領域
という)とが存在する。非直線領域は出力値に対して補
正処理等を実施する必要があるため後処理が複雑にな
る。一方、直線領域はそのような補正処理を実施する必
要がない。そのため、負特性サーミスタを用いた温度検
知回路では前記直線領域を測定可能温度領域として用い
ている。測定可能領域の温度幅は広い方が回路としての
汎用性に富む。そのため、温度検知回路では、直線領域
の温度幅はできるだけ広いことが望まれている。 【0004】しかしながら、負特性サーミスタでは、特
性としてその抵抗値は温度に対して指数関数的に変化す
る。そのため、負特性サーミスタを組み込んだ従来の温
度検知回路では、直線領域の温度幅を広くとることは容
易ではない。 【0005】直線領域の温度幅を広くするためには、負
特性サーミスタに対して並列に固定抵抗を接続すること
が考えられる。しかしながら、そうすると、出力電圧の
変化幅(ダイナミックレンジ)や切片(バックグラウン
ドレベル)を自在に調整することができなくなる。 【0006】一方、出力電圧の変化幅(ダイナミックレ
ンジ)や切片(バックグラウンドレベル)を自在に調整
するためには、負特性サーミスタの出力を演算増幅器で
増幅することが考えられる。具体的には、演算増幅器の
反転入力端子に負特性サーミスタを接続する。そして、
演算増幅器に負帰還ループを形成し、形成した負帰還ル
ープに直列にフィードバック抵抗を接続する。 【0007】この構成では、演算増幅器の特性により出
力電圧の変化幅(ダイナミックレンジ)や切片(バック
グラウンドレベル)を自在に調整することが可能とな
る。しかしながら、この回路構成においても直線領域の
温度幅を広くすることは困難である。 【0008】したがって、本発明の主たる目的は、負特
性サーミスタを組み込んで構成した温度検知回路におい
て、出力電圧と温度との関係が直線となる温度領域(直
線領域)を十分を広くすることである。 【0009】 【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ためには、本発明の温度検知回路は、負帰還ループを有
しこの負帰還ループには直列にフィードバック抵抗が接
続された演算増幅器と、前記演算増幅器の反転入力端子
に接続された負特性サーミスタと、前記フィードバック
抵抗に並列に、かつそのアノードを前記演算増幅器の入
力側にして接続されたツェナーダイオードとを備えてい
る。このように、本発明の温度検知回路の最大の特徴は
フィードバック抵抗に並列にツェナーダイオードを接続
したことである。 【0010】これにより本発明では、出力電圧と温度と
の関係が直線となる温度領域を十分を広くすることがで
きる。以下、その理由を説明する。 【0011】本発明の構成でツェナーダイオードを省略
した場合には、その出力電圧は次の(1)式により算出
することができる。 Vout=−(Rf/R(NTC))×(Vin−Vref)…(1) Vout:出力電圧 Rf:フィードバック抵抗の抵抗値 R(NTC):負特性サーミスタの抵抗値 Vin:入力電圧 Vref:基準電圧 この(1)式の特性を示す温度検知回路を測定した結果
を図3に示す。図3では、図中、点線が(1)式の特性
を示す温度検知回路のデータである。 【0012】図3に示すように、この温度検知回路で
は、温度領域に対して直線的に出力電圧が変化する領域
(直線領域)の温度幅は狭い。これは、負特性サーミス
タの特性において、その抵抗値が温度に対して指数関数
的に変化するためである。 【0013】これに対して、本発明の特徴となる構成
(フィードバック抵抗に並列にツェナーダイオードを接
続した構成)においては、次の動作が生じる。 【0014】まず、環境温度が上昇すると、負特性サー
ミスタの抵抗値R(NTC)が低下する。そのため、抵抗値
(NTC)が低下した分だけ出力電圧Voutは上昇する。出
力電圧Voutは、その値がツェナーダイオードのツェナ
ー電圧VZを超える(Vout>VZ)まで上昇する。 【0015】環境温度がさらに上昇して負特性サーミス
タの抵抗値R(NTC)がさらに低下し、出力電圧Voutがツ
ェナー電圧VZを超えると(Vout>VZ)、ツェナーダ
イオードは導通状態となる。そうすると、この時点で演
算増幅器の増幅率はゼロとなり、出力電圧Voutはゼロ
となる。 【0016】演算増幅器の原理により、入力電圧V
inは、仮想的に基準電圧Vrefと等しくなる(イマジナ
リショート)。そのため、ツェナーダイオードの両端に
は、出力電圧Voutが印加されることとなる。すると、
ツェナーダイオードに印加される電圧は0Vとなり、そ
の値はツエナー電圧VZ以下となる(0<VZ。)。その
結果、ツェナーダイオードは非導通状態に戻る。そのた
め、負帰還ループの抵抗値がRfに戻ることにより、演
算増幅器から出力電圧が出力される。 【0017】このような動作により、演算増幅器は、各
温度域において、増幅有/増幅無の状態を繰り返す。こ
れにより、各温度域における出力電圧Voutは所定の値
に収斂することになる。 【0018】温度検知回路の出力電圧が温度に対して直
線的な特性を発揮する領域が狭くなる原因は、前述した
ように負特性サーミスタの出力特性が指数関数的に変化
することである。これに対して、本発明では、上述した
ように、ツェナーダイオードを設けることで、各温度域
における出力電圧Voutを所定の値に収斂することがで
きる。そのため、ツェナーダイオードによる出力電圧V
outの収斂作用によって、演算増幅器の指数関数的な増
幅特性は直線的な増幅特性に補整されることとなる。し
たがって、補整できる分だけ、温度検知回路の出力電圧
が温度に対して直線的な特性を発揮する温度領域を広く
することができる。 【0019】さらには、本発明の構成においては、増幅
率の傾き(温度変化に対する出力電圧の変化率)はツェ
ナー電圧により調整することができる。ツェナーダイオ
ードは、一般に種々のツェナー電圧を有するものが流通
している。そのため、本発明で用いるツェナーダイオー
ドのツェナー電圧は各種設定することができる。これに
より、本発明では、ツェナーダイオードのツェナー電圧
を任意に設定することで、増幅率の傾き(温度に対する
出力電圧の変化率)を任意に制御することが可能とな
る。この特徴を踏まえれば、本発明は、ツエナー電圧の
設定を種々変更することにより直線領域の温度幅を任意
に制御することが可能となる。 【0020】さらには、本発明の構成においては、負特
性サーミスタの出力を演算増幅器により増幅するため
に、出力電圧の変化幅(ダイナミックレンジ)や切片
(バックグラウンドレベル)を自在に調整することが可
能となる。 【0021】 【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態の温度
検知回路の回路図である。この温度検知回路1は、演算
増幅器2と、フィードバック抵抗3と、負特性サーミス
タ4と、ツェナーダイオード5とを備えている。 【0022】演算増幅器2には、反転入力端子2aと非
反転入力端子2bと出力端子2cとが設けられている。
反転入力端子2aには温度検知回路1の入力電圧Vin
入力される。非反転入力端子2bには温度検知回路1の
基準電圧Vrefが入力される。出力端子2cからは温度
検知回路1の出力電圧Voutが出力される。これにより
演算増幅器2は反転増幅器として機能する。 【0023】出力端子2cと反転入力端子2bとの間に
は負帰還ループ6が設けられている。フィードバック抵
抗3は、負帰還ループ6の中途部においてループ6に対
して直列に接続されている。 【0024】負特性サーミスタ4は、反転入力端子2b
に直列に接続されている。したがって、入力電圧Vin
負特性サーミスタ4を介して演算増幅器2に印加され
る。負帰還ループ6と反転入力端子2aとの接続端X
は、負特性サーミスタ4より内側(演算増幅器側)に設
けられている。 【0025】ツェナーダイオード5はフィードバック抵
抗3と並列に負帰還ループ6に接続されている。ツェナ
ーダイオード5はそのアノード5aを演算増幅器2の入
力側にして接続されている。 【0026】次に上記構成を有する本実施形態の温度検
知回路1の温度−出力電圧特性を実測した結果を図2を
参照して説明する。測定した温度検知回路1は次の回路
定数を有しているものを用いた。 【0027】入力電圧Vin:−1V 基準電圧Vref:接地電圧 ツエナー電圧VZ:2.4V,3.6V フィードバック抵抗Rf:6.8kΩ 演算増幅器2:RC4558(デュアル) 電源電圧:±5V 負特性サーミスタ:R25=10kΩ、B定数
(B25/50)=3380K 図中、●は温度検知回路1からツェナーダイオード5を
除いた回路構成における温度−出力電圧特性であり、■
はツエナー電圧VZ(2.4V)のツェナーダイオード
5を設けた回路構成における温度−出力電圧特性であ
り、▲は、ツエナー電圧VZ(3.6V)のツェナーダ
イオード5を設けた回路構成における温度−出力電圧特
性である。 【0028】本発明の構成でツェナーダイオードを設け
ない構成においては、その出力電圧は上述した(1)式
により算出することができる。ここで、本実施形態の温
度検知回路1のデータ(Rf=6.8kΩ、Vin=−1
V、Vref=0V)を上述した(1)式に代入すると、
次の(1)'式となる。 Vout=−(Rf/R(NTC))×(Vin−Vref) =−[6.8(kΩ)/R(NTC)]×[−1(V)−0(V)] =6.8(kΩ)/R(NTC)…(1)' この(1)'式の特性を示す温度検知回路を実際に測定
した結果が図2である。図2では、図中、●が(1)'
式の特性を示す温度検知回路のデータである。 【0029】図2に示すように、本実施形態の温度検知
回路1(ツェナーダイオード5有り)では、比較例(ツ
ェナーダイオード5無し)に比べて温度に対して直線的
に出力電圧が変化する領域(直線領域)が広くなってい
るのが理解できる。しかも、ツェナーダイオード5のツ
ェナー電圧VZを任意に設定することで、増幅率の傾き
(温度に対する出力電圧の変化率)を任意に制御するこ
とが可能となっているのが理解できる。具体的には、ツ
ェナー電圧VZを低くするほど、増幅率の傾きは緩やか
になっている。この特徴を踏まえれば、温度検知回路1
は、ツエナー電圧VZの設定を種々変更することにより
直線領域の温度幅を任意に制御することが可能となる。 【0030】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力電圧と温度との関係が直線となる温度領域を従来と
比べて広くすることができる。 【0031】さらには、ツェナーダイオードのツェナー
電圧を任意に設定することで、増幅率の傾き(温度に対
する出力電圧の変化率)を任意に制御することもでき
る。ししたがって、本発明は、ツエナー電圧の設定を種
々変更することで出力電圧と温度との関係が直線となる
温度領域を任意に制御することも可能となる。 【0032】さらには、負特性サーミスタの出力を演算
増幅器により増幅するために、フィードバック抵抗の抵
抗の値を変えたり、オフセット電圧を調整することによ
り、出力電圧の変化幅(ダイナミックレンジ)や切片
(バックグラウンドレベル)を自在に調整することも可
能となる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態の温度検知回路の構成を示
す回路図である。 【図2】実施の形態の温度検知回路の温度−出力電圧と
の関係を測定した結果を示す図である。 【図3】本発明の温度検知回路の作用の説明に供する図
である。 【符号の説明】 1 温度検知回路 2 演算増幅器 2a 反転入力端子 2b 非反転入力端子 2c 出力端子 3 フィードバック抵
抗 4 負特性サーミスタ 5 ツェナーダイオー
ド 6 負帰還ループ Vin 入力電圧 Vref 基準電圧 Vout 出力電圧 VZ ツエナー電圧

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 負帰還ループを有しこの負帰還ループに
    は直列にフィードバック抵抗が接続された演算増幅器
    と、 前記演算増幅器の反転入力端子に接続された負特性サー
    ミスタと、 前記フィードバック抵抗に並列に、かつそのアノードを
    前記演算増幅器の入力側にして接続されたツェナーダイ
    オードと、 を備えることを特徴とする温度検知回路。
JP2002065057A 2002-03-11 2002-03-11 温度検知回路 Pending JP2003262552A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002065057A JP2003262552A (ja) 2002-03-11 2002-03-11 温度検知回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002065057A JP2003262552A (ja) 2002-03-11 2002-03-11 温度検知回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003262552A true JP2003262552A (ja) 2003-09-19

Family

ID=29197550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002065057A Pending JP2003262552A (ja) 2002-03-11 2002-03-11 温度検知回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003262552A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106644114A (zh) * 2017-01-06 2017-05-10 四川埃姆克伺服科技有限公司 一种温度传感器信号处理电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106644114A (zh) * 2017-01-06 2017-05-10 四川埃姆克伺服科技有限公司 一种温度传感器信号处理电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8026460B2 (en) Control circuit for thermostatic oven in oven controlled crystal oscillator
CN107076786B (zh) 使用漏-源电压的高电流感测方案
US8308358B2 (en) Circuit and method for beta variation compensation in single-transistor temperature sensor
US10261137B2 (en) Magnetic sensor
TWI375018B (en) Temperature sensing circuit using cmos switch-capacitor
JP2009525487A (ja) ピラニ真空計の圧力フルレンジにわたる温度補償を向上する方法
CN107003268B (zh) 与传感器一起使用的控制电路以及包括该控制电路的测量系统
US7781921B2 (en) Voltage regulator and method for generating indicator signal in voltage regulator
KR101276947B1 (ko) 저전력, 고정밀, 넓은 온도범위의 온도 센서
JP2003262552A (ja) 温度検知回路
CN113452333B (zh) 差分放大器和激光器驱动电路
JP4660484B2 (ja) マイクロ波トランジスタ用統合熱センサ
KR100885689B1 (ko) 온도 및 전압 레벨의 변화를 보정한 전류 감지 장치
JP2007285849A (ja) ガス濃度検出装置
JP6357182B2 (ja) センサ装置
JP5640418B2 (ja) 温度制御回路及び恒温型圧電発振器
JP2003035730A (ja) 電流検出器
US20240061053A1 (en) Sensor device
JP2000074750A (ja) ブリッジ回路を用いた計測装置
JP7306259B2 (ja) ガスセンサ
US20240097632A1 (en) Integrated circuit and semiconductor device
JP6024561B2 (ja) センサ回路
JP4586708B2 (ja) 差動増幅器
US20230417854A1 (en) Aging compensation for poly-resistor based current sense amplifier
JP2008215844A (ja) 電流検出装置