JP2016014622A - センサ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制できるセンサ回路を提供すること。【解決手段】センサ回路は、測定対象の物理量の影響を受ける第１のサーミスタと、測定対象の物理量の影響が低減された第２のサーミスタが直列に接続され、第１のサーミスタに並列接続される第１の抵抗と、第２のサーミスタに並列接続される第２の抵抗を有し、第１のサーミスタと第２のサーミスタとの接続点を出力とする第１の検出回路を備え第３の抵抗と直列に接続された測定対象の物理量の影響が低減された第３のサーミスタを有し、第３の抵抗と第３のサーミスタとの接続点を出力とする第２の検出回路を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、センサ回路に関する。

サーミスタの抵抗変化を利用して物理量を検知するセンサ回路が知られている。この種のセンサ回路は、測定対象の物理量の影響を受ける検知用サーミスタと、測定対象の物理量の影響を受けない補償用サーミスタを有し、検知用サーミスタの抵抗値は、測定対象の物理量と測定対象以外の物理量の影響を受けるが、補償用サーミスタの抵抗値は、測定対象以外の物理量の影響のみを受ける。したがって、これら二つのサーミスタの抵抗値の違いにより、測定対象の物理量が検知される。このような原理に基づき、温度、ガス濃度、湿度、流速等の様々な物理量を検知することができる。

例えば、特許文献１には、赤外線検知用感熱素子（サーミスタ）と抵抗素子の直列回路の第１の出力電圧と、温度補償用感熱素子（サーミスタ）と抵抗素子の直列回路の第２の出力電圧と、第１の出力電圧と第２の出力電圧の差分を出力した第３の出力電圧のうち、第１と第３出力電圧をデジタル値に変換して、これらの２つのデジタル値をもとに加熱要素の温度を検出する温度検出方法が提案されている。

この特許文献１に記載された温度検出方法は、第１の出力電圧と第２の出力電圧の差分を出力した第３の出力電圧が加熱ローラ（熱源）から放射される赤外光（赤外線）の熱量に周囲温度を含めたものと周囲温度との温度差、すなわち加熱ローラから放射される純粋な赤外光の熱量を反映している。この第３の出力電圧は、周囲温度に対してピーク値を持つ特性であり、感度（周囲温度が同一のときの加熱ローラの温度変化分に対する第３の出力電圧変化）も同様に周囲温度に対してピーク値を持つ。

特開２００３−５７１１６号公報

しかしながら、特許文献１に示す温度検出方法では、第３の出力の感度が低い周囲温度が存在し、このとき第３の出力電圧は、温度あたりの出力電圧変化が小さいため、温度検出精度が低いという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制できるセンサ回路を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るセンサ回路は、電源の第１の極に接続される測定対象の物理量の影響を受ける第１のサーミスタと、前記第１のサーミスタに直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第２のサーミスタと、
前記第１のサーミスタに並列接続される第１の抵抗と、前記第２のサーミスタに並列接続される第２の抵抗を有し、
前記第１のサーミスタと前記第２のサーミスタとの接続点を出力とする第１の検出回路と、
前記電源の第１の極に接続される第３の抵抗と前記第３の抵抗に直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第３のサーミスタを有し、
前記第３の抵抗と前記第３のサーミスタとの接続点を出力とする第２の検出回路を備えていることを特徴とする。

上記構成のように、測定対象の物理量の影響を受ける第１のサーミスタと測定対象の物理量の影響が低減された第２のサーミスタを直列接続し、この接続点を出力とすることで、周囲温度の低温側で感度（周囲温度が同一のときの測定対象の物理量の変化分に対する第１の検出回路の出力電圧変化）が高くなる特性となり、この第１のサーミスタと第２のサーミスタに第１の抵抗と第２の抵抗をそれぞれ並列接続することで、周囲温度の低温側での高い感度を抑え、周囲温度に対する感度を平坦化に近づけることが可能となる。その結果、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制することができる。

更に、第１の抵抗と第２の抵抗の抵抗値は、測定対象の物理量の影響を受けていないときの第１のサーミスタと第２のサーミスタの抵抗値に等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在することが好ましい。これにより、周囲温度に対して緩やかな感度特性を周囲温度の使用温度範囲内に持たせることができ、感度をより平坦化させることが可能となる。

本発明のセンサ回路は、２個以上の直列接続された測定対象の物理量の影響を受けるサーミスタを有する第１のサーミスタ手段と、１個または複数の前記第１のサーミスタ手段のサーミスタに対して並列接続される第４の抵抗とを有する電源の第１の極に接続された第１のサーミスタ回路と、
前記第１のサーミスタ手段のサーミスタと同数の直列接続された測定対象の物理量の影響が低減されたサーミスタを有す第２のサーミスタ手段と、１個または複数の前記第２のサーミスタ手段のサーミスタに対して並列接続される第５の抵抗を有する前記第１のサーミスタ回路に直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続された第２のサーミスタ回路と、
前記第１のサーミスタ回路と前記第２のサーミスタ回路との接続点を出力とする第３の検出回路と、
前記電源の第１の極に接続される第３の抵抗と前記第３の抵抗に直列に接続されるとともに前記電源の第２の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第３のサーミスタを有し、
前記第３の抵抗と前記第３のサーミスタとの接続点を出力とする第２の検出回路を備えていることを特徴とする。

上記構成により、抵抗と並列接続されたサーミスタを含む回路が複数存在することで、感度を複数の周囲温度で設定できるため、周囲温度に対する感度を更に平坦化することができる。その結果、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制することができる。

更に、前記第４の抵抗と前記第５の抵抗の抵抗値は、それぞれ並列接続される測定対象の物量の影響を受けていないときの前記第１のサーミスタ手段のサーミスタと前記第２のサーミスタ手段のサーミスタを含む回路の抵抗値に等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在することが好ましい。これにより、感度の平坦部分を周囲温度の使用温度範囲内に持たせることができるようになる。

本発明のセンサ回路は、２個以上の直列接続された測定対象の物理量の影響を受けるサーミスタを有する第３のサーミスタ手段と、前記第３のサーミスタ手段のサーミスタのそれぞれに並列接続された第６の抵抗とを有する電源の第１の極に接続された第３のサーミスタ回路と、
前記第３のサーミスタ手段のサーミスタと同数の直列接続された測定対象の物理量の影響が低減されたサーミスタを有する第４のサーミスタ手段と、前記第４のサーミスタ手段のサーミスタに対してそれぞれに並列接続された第７の抵抗を有する前記第３のサーミスタ回路に直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続された第４のサーミスタ回路と、
前記第３のサーミスタ回路と前記第４のサーミスタ回路との接続点を出力とする第１の検出回路と、
前記電源の第１の極に接続される第３の抵抗と前記第３の抵抗に直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第３のサーミスタを有し、
前記第３の抵抗と前記第３のサーミスタとの接続点を出力とする第２の検出回路を備えていることを特徴とする。

上記構成により、サーミスタと並列接続された抵抗を複数存在することで、感度を複数の周囲温度で設定できるため、周囲温度に対する感度を更に平坦化することができる。その結果、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制することができる。

更に、前記第６の抵抗と前記第７の抵抗の抵抗値は、それぞれ並列接続される測定対象の物理量の影響を受けていないときの前記第３のサーミスタ手段のサーミスタと前記第４のサーミスタ手段のサーミスタの抵抗値に等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在することが好ましい。これにより、感度の平坦部分を周囲温度の使用温度範囲内に持たせることができるようになる。

測定対象の物理量は、温度であってもよい。この場合、感度は、赤外線の熱量変化に対するセンサ回路の出力電圧差となり、熱源の温度検出精度の低下を抑制することができる。

本発明によれば、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制できるセンサ回路を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係るセンサ回路装置を示す回路構成図である。 第１の実施形態に係るセンサ回路装置の抵抗の抵抗値とサーミスタの抵抗値を示すグラフである。 測定対象の温度が１８０℃と１４０℃のときの第１の実施形態に係るセンサ回路装置の差動増幅回路の出力ＶＯ３の電圧値を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係るセンサ回路装置の変形例を示す回路構成図である。 本発明の第２の実施形態に係るセンサ回路装置を示す回路構成図である。 第４の検出回路２３の抵抗の抵抗値とサーミスタの抵抗値を示すグラフである。 第４の検出回路２３の抵抗の抵抗値とサーミスタの抵抗値を示すグラフである。 測定対象の温度が１８０℃と１４０℃のときの第２の実施形態に係るセンサ回路装置の差動増幅回路の出力ＶＯ３の電圧値を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係るセンサ回路装置の変形例を示す回路構成図である。 第５の検出回路２４の抵抗の抵抗値とサーミスタの抵抗値を示すグラフである。 第５の検出回路２４の抵抗の抵抗値とサーミスタの抵抗値を示すグラフである。 第５の検出回路２４の抵抗の抵抗値とサーミスタの抵抗値を示すグラフである。 測定対象の温度が１８０℃と１４０℃のときの第２の実施形態に係るセンサ回路装置の変形例の差動増幅回路の出力ＶＯ３の電圧値を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態に係るセンサ回路装置を示す回路構成図である。 比較例１に係るセンサ回路装置を示す回路構成図である。 測定対象の温度が１８０℃と１４０℃のときの比較例１に係るセンサ回路装置の差動増幅回路の出力ＶＯ３の電圧値を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明のセンサ回路を用いた第１の実施形態に係るセンサ回路装置１００の構成について説明する。図１は、本発明のセンサ回路を用いた第１の実施形態に係るセンサ回路装置を示す回路構成図である。なお、本実施形態では、熱源の温度を非接触で測定するセンサ回路装置を用いて説明する。すなわち、測定対象は熱源であり、測定対象の物理量は温度である。

センサ回路装置１００は、図１に示されるように、電源Ｖ１と、第１の検出回路２１と、第２の検出回路１１と、電源Ｖ２と、差動増幅回路３１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路４１と、を有する。

電源Ｖ１は、第１の検出回路２１および第２の検出回路１１に直流電圧を供給する。電源Ｖ１としては、それぞれの回路出力へのノイズの影響を抑制するため、安定化した定電圧電源が用いられる。また、電源Ｖ１は、第１の極と第２の極を有する。本実施形態では、第１の極を正極、第２の極を負極として説明する。以下、第１の極は「正極」と記し、第２の極は「負極」と記す。

第１の検出回路２１は、熱源から放射される赤外線を検知するための回路である。第１の検出回路２１は、電源Ｖ１の正極に接続される第１のサーミスタＴｈ１と、第１のサーミスタＴｈ１に直列接続されるとともに電源Ｖ１の負極に接続される第２のサーミスタＴｈ２と、第１のサーミスタＴｈ１に並列接続される第１の抵抗Ｒ１と、第２のサーミスタＴｈ２に並列接続される第２の抵抗Ｒ２で構成されている。

第１のサーミスタＴｈ１は、測定対象の物理量である熱源から放射される赤外線の熱量の影響を受けるように配置されている。つまり、第１のサーミスタＴｈ１は、熱源から放射される赤外線の熱量の影響を受けたとき、第１のサーミスタＴｈ１の温度が変化することにより抵抗値が変化することとなる。この第１のサーミスタＴｈ１の温度は、周囲温度と熱源から放射される赤外線の熱量の影響により加わる温度で抵抗値が決まる。

第１のサーミスタＴｈ１としては、金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタが用いられる。サーミスタの特性は、任意の温度ＴＡ［Ｋ］およびＴＢ［Ｋ］におけるサーミスタの抵抗値をＲＡ、ＲＢ、サーミスタ定数をＢ（Ｂ定数）とすると、以下の式（１）のように近似される。なお、Ｂ定数はその値が大きいほど、温度変化に対する抵抗変化率が大きいことを意味する。
ＲＡ＝ＲＢ×ｅ^{Ｂ（１／ＴＡ−１／ＴＢ）} 式（１）

第２のサーミスタＴｈ２は、測定対象の物理量である熱源から放射される赤外線の熱量の影響が低減されるように配置されている。つまり、第２のサーミスタＴｈ２の温度は、周囲温度であり、この温度により抵抗値が決まる。ここで、第２のサーミスタＴｈ２は、熱源から放射される熱量の影響を全く受けない位置に配置されると好ましいが、機能的に問題ない程度で、第２のサーミスタＴｈ２が熱源から放射される赤外線の熱量の影響を受ける位置に配置しても良い。

第２のサーミスタＴｈ２は、第１のサーミスタＴｈ１と同様に、金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つＮＴＣサーミスタが用いられる。

第１の検出回路２１は、電源Ｖ１から供給される直流電圧を第１のサーミスタＴｈ１と第１の抵抗Ｒ１の並列回路と、第２のサーミスタＴｈ２と第２の抵抗Ｒ２の並列回路とで分圧した電圧を出力ＶＯ１として出力する。すなわち、第１の検出回路の出力ＶＯ１は、電源Ｖ１から供給される直流電圧値をＶｒ１、第１のサーミスタＴｈ１の抵抗値をＲｔｈ１、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値をＲｒ１、第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値をＲｔｈ２、第２の抵抗Ｒ２の抵抗値をＲｒ２とすると、以下の式（２）の関係を満たすこととなる。
ＶＯ１＝Ｖｒ１×Ｒｔｈ２×Ｒｒ２／（Ｒｔｈ２＋Ｒｒ２）／｛Ｒｔｈ１×Ｒｒ１／（Ｒｔｈ１＋Ｒｒ１）＋Ｒｔｈ２×Ｒｒ２／（Ｒｔｈ２＋Ｒｒ２）｝ 式（２）

第１の抵抗Ｒ１と第１のサーミスタＴｈ１の合成抵抗と第２の抵抗Ｒ２と第２のサーミスタＴｈ２の合成抵抗は、高温のとき抵抗（Ｒ１，Ｒ２）よりサーミスタ（Ｔｈ１，Ｔｈ２）が支配的になるため、第１の検出回路２１の出力ＶＯ１は、電源Ｖ１の直流電圧値Ｖｒ１を第１のサーミスタＴｈ１の抵抗値と第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値で分圧した出力となる。測定対象の物理量の影響がないとき、第１のサーミスタＴｈ１と第２のサーミスタＴｈ２の定数が同じ場合は、（電源Ｖ１の直流電圧Ｖｒ１）／２の電圧値が、第１の検出回路２１の出力ＶＯ１になる。第１のサーミスタＴｈ１が測定対象の赤外線の影響を受けると、サーミスタ（Ｔｈ１，Ｔｈ２）の分圧比が変化する。このとき、周囲温度が低くなるに従い、分圧比は大きくなる。つまり、本発明の第１の実施形態では、出力ＶＯ１の電圧値が高くなる。しかしながら、周囲温度が低温になるにつれ、上述した合成抵抗は、サーミスタ（Ｔｈ１，Ｔｈ２）に並列接続された抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の効果が出始めるため、２つの合成抵抗値の比が抑制され、更に低い周囲温度のときは、合成抵抗値の比が小さくなる方向に動く。つまり、出力ＶＯ１の電圧値が逆に低くなる。感度（周囲温度が同一のときの測定対象の物理量の変化分に対する第１の検出回路の出力電圧変化）についても同様な動きをし、第１のサーミスタＴｈ１と第２のサーミスタＴｈ２の直列接続は、周囲温度が低温になるに従い、感度が高くなる特性を持つ。この第１のサーミスタＴｈ１と第２のサーミスタＴｈ２に第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２をそれぞれ並列接続することで、周囲温度の低温側の高い感度を抑制することができる。第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２の抵抗値は、測定対象の物理量の影響を受けていないときの第１のサーミスタＴｈ１と第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値にそれぞれ等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在するように回路定数を設定することで、低温側での感度抑制する周囲温度を調整できる。この結果、第１の検出回路２１の出力ＶＯ１は、感度の平坦部分を周囲温度の使用温度範囲内に持たせることができるようになる。

第１のサーミスタＴｈ１の抵抗値と第１の抵抗Ｒ１の抵抗値は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第１のサーミスタＴｈ１の抵抗値をＲｔｈ１Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第１のサーミスタＴｈ１の抵抗値をＲｔｈ１Ｈ、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値をＲｒ１とすると、以下の式（３）の関係を満たすこととなる。
Ｒｔｈ１Ｌ＞Ｒｒ１＞Ｒｔｈ１Ｈ 式（３）

同様に、第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値と第２の抵抗Ｒ２の抵抗値は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値をＲｔｈ２Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値をＲｔｈ２Ｈ、第２の抵抗Ｒ２の抵抗値をＲｒ２とすると、以下の式（４）の関係を満たすこととなる。
Ｒｔｈ２Ｌ＞Ｒｒ２＞Ｒｔｈ２Ｈ 式（４）
以上のような回路構成及び定数を決定することより、周囲温度の使用温度範囲に感度の平坦化部分を持たせることができる。この第１の検出回路２１の出力ＶＯ１は、差動増幅回路３１に接続される。

第２の検出回路１１は、周囲温度を検知するための回路である。第２の検出回路１１は、電源Ｖ１の正極に接続される第３の抵抗Ｒ３と、電源Ｖ１の負極に接続される第３のサーミスタＴｈ３の直列回路で構成されている。

第３のサーミスタＴｈ３は、第２のサーミスタＴｈ２と同様に測定対象の物理量である熱源から放射される赤外線の熱量の影響が低減されるように配置されている。つまり、第３のサーミスタＴｈ３の温度は、周囲温度であり、この温度により抵抗値が決まる。

第３のサーミスタＴｈ３は、第１のサーミスタＴｈ１、第２のサーミスタＴｈ２と同様に、金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つＮＴＣサーミスタが用いられる。

第２の検出回路１１は、電源Ｖ１から供給される直流電圧を第３の抵抗Ｒ３と第３のサーミスタＴｈ３により分圧した電圧を出力ＶＯ２として出力する。すなわち、第２の検出回路１１の出力ＶＯ２は、電源Ｖ１から供給される直流電圧値をＶｒ１、第３の抵抗Ｒ３の抵抗値をＲｒ３、第３のサーミスタＴｈ３の抵抗値をＲｔｈ３とすると、以下の式（５）の関係を満たすこととなる。
ＶＯ２＝Ｖｒ１×Ｒｔｈ３／（Ｒｔｈ３＋Ｒｒ３） 式（５）
この第２の検出回路１１の出力ＶＯ２は、Ａ／Ｄ変換回路４１に接続される。

第１の検出回路２１と差動増幅回路３１の間、及び第２の検出回路１１とＡ／Ｄ変換回路４１の間にボルテージフォロワを置いてもよい。ボルテージフォロワは、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換する回路である。第１の検出回路２１の出力及び第２の検出回路１１の出力は、一般的に高インピーダンス信号であるため、ボルテージフォロワを経由することで低インピーダンス信号に変換し、次段に接続される差動増幅回路３１及びＡ／Ｄ変換回路４１に減衰の影響が少ない電圧を伝えることができる。

電源Ｖ２は、差動増幅回路３１の比較用入力電圧として使用する。抵抗分割などで電圧を生成してもよい。電源Ｖ２の電圧値は、後段のＡ／Ｄ変換回路４１の入力電圧範囲を有効に使うために、測定対象の物理量の影響がないときの第１の検出回路２１の出力ＶＯ１に近い電圧値が好ましい。

差動増幅回路３１は、２つの入力電圧の差分を一定係数で増幅する回路である。差動増幅回路３０は、第１の検出回路２１の出力ＶＯ１と電源Ｖ２の電圧の差分を取り、この差分のみを増幅させている。電源Ｖ２の電圧値は、差動増幅回路３１の基準電圧となり、第１の検出回路２１の出力ＶＯ１の感度に無効な電圧成分を除去する電圧値に設定することが好ましい。差動増幅回路３１は、２つの入力電圧の差分を増幅させた電圧を出力ＶＯ３として出力し、次段のＡ／Ｄ変換回路４１に入力される。電源Ｖ２から供給される直流電圧値をＶｒ２、第１の検出回路２１の出力をＶＯ１、差動増幅回路３１の増幅率をＡ１とすると、差動増幅回路３１の出力ＶＯ３は、以下の式（６）の関係を満たすこととなる。
ＶＯ３＝（ＶＯ１−Ｖｒ２）×Ａ１ 式（６）
差動増幅回路３１の増幅率Ａ１は、次段のＡ／Ｄ変換回路４１の入力電圧範囲内で出来る限り大きな入力電圧になるように設定する。以上のように、本実施形態に係るセンサ回路装置１００の回路構成及び定数を設定することにより、周囲温度の使用温度範囲内で高い感度で平坦化されているため、どの周囲温度に対しても出力ＶＯ３の電圧あたりの対象物温度の変化分が小さくなる。その結果、測定対象の温度精度を上げることができる。

Ａ／Ｄ変換回路４１は、アナログ値をデジタル値に変換する回路である。本実施形態では、差動増幅回路３１の出力ＶＯ３と第２の検出回路１１の出力ＶＯ２をデジタル値に変換する。アナログ値からデジタル値に変換する場合、１ビット分の電圧、つまり非接触温度センサの場合は１ビット分の温度が小さいほど温度精度が上がる。高精度にするには、分解能が高いＡ／Ｄ変換回路４１を使うこと、そして入力電圧を大きくすることが考えられる。したがってＡ／Ｄ変換回路４１の入力電圧範囲内で出来る限り大きな入力電圧にすると精度を向上することができる。なお、図１では図示していないが、Ａ／Ｄ変換回路４１によってデジタル値に変換された値は、マイクロコンピュータに取り込まれ、温度変換テーブルもしくは関数により変換して熱源の温度を検出する。

以上のように、本実施形態に係るセンサ回路装置１００において、測定対象の物理量の影響を受ける第１のサーミスタＴｈ１と測定対象の物理量の影響が低減された第２のサーミスタＴｈ２を直列接続し、この接続点を出力とすることで、周囲温度の低温側で感度（周囲温度が同一のときの測定対象の物理量の変化分に対する第１の検出回路の出力電圧変化）が高くなる特性となり、この第１のサーミスタＴｈ１と第２のサーミスタＴｈ２に第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２をそれぞれ並列接続することで、周囲温度の低温側での高い感度を抑え、更に、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２の抵抗値を、それぞれ並列接続される測定対象の物理量の影響を受けていないときの第１のサーミスタＴｈ１と第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値に等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在させることで、感度の緩やかなピーク部分が使用温度範囲に現れるようになり、周囲温度に対する感度を平坦化に近づけることが可能となる。その結果、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制することができる。

（第１の実施形態の変形例）
次に、図４を参照して、本発明のセンサ回路を用いた第１の実施形態に係るセンサ回路装置１００の変形例であるセンサ回路装置２００の構成について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係るセンサ回路装置の変形例を示す回路構成図である。

本変形例に係るセンサ回路装置２００は、電源Ｖ１と、第２の検出回路１１と、第２の電源Ｖ２と、差動増幅回路３１と、Ａ／Ｄ変換回路４１について、第１の実施形態に係るセンサ回路装置１００と同様である。本変形例では、第１の検出回路２１の代わりに、第３の検出回路２２を備えている点において、第１の実施形態の係るセンサ回路装置１００と相違する。以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

第３の検出回路２２は、第１の実施形態に係るセンサ回路装置１００における第１の検出回路２１と同様に、熱源から放射される赤外線を検知するための回路である。本変形例に係るセンサ回路装置２００と第１の実施形態に係るセンサ回路装置１００の具体的な相違点は、抵抗Ｒ１９と抵抗Ｒ２０の有無である。サーミスタは、高温で抵抗値が小さくなるため、直列接続された第１のサーミスタＴｈ１と第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値が小さいと電流が増加しサーミスタが熱暴走することが考えられる。図４に示すように、直列接続された第１のサーミスタＴｈ１と第２のサーミスタＴｈ２の電流経路に抵抗を配置することで、サーミスタの熱暴走を防ぐことができる。第３の検出回路２２では、抵抗Ｒ１９と抵抗Ｒ２０を配置したが、どちらか１方の抵抗だけでも構わない。またこの抵抗は、サーミスタに流れる電流経路なら、どこに配置しても構わない。

（第２の実施形態）
次に、図５を参照して、本発明のセンサ回路を用いた第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００の構成について説明する。図５は、本発明のセンサ回路を用いた第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００を示す回路構成図である。なお、第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００も熱源の温度を非接触で測定するセンサ回路装置を用いて説明する。すなわち、測定対象は熱源であり、測定対象の物理量は温度である。

本発明の第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００は、電源Ｖ１と、第２の検出回路１１と、第２の電源Ｖ２と、差動増幅回路３１と、Ａ／Ｄ変換回路４１について、第１の実施形態に係るセンサ回路装置１００と同様である。センサ回路装置３００は、第１の検出回路２１の代わりに第４の検出回路２３を備えている点において、第１の実施形態に係るセンサ回路装置１００と異なっている。以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

第４の検出回路２３は、熱源から放射される赤外線を検知するための回路である。第４の検出回路２３は、第４のサーミスタＴｈ４、第５のサーミスタＴｈ５、第６のサーミスタＴｈ６、第７のサーミスタＴｈ７が直列接続されている。第４の抵抗Ｒ４は、第４のサーミスタＴｈ４と並列接続され、第７の抵抗Ｒ７は、第７のサーミスタＴｈ７と並列接続されている。第４のサーミスタＴｈ４と第４の抵抗Ｒ４の合成抵抗は、この合成抵抗値をＲＡ１、第４の抵抗Ｒ４の抵抗値をＲｒ４、第４のサーミスタＴｈ４の抵抗値をＲｔｈ４とすると、以下の式（７）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１＝Ｒｒ４×Ｒｔｈ４／（Ｒｒ４＋Ｒｔｈ４） 式（７）
第７のサーミスタＴｈ７と第７の抵抗Ｒ７の合成抵抗は、この合成抵抗値をＲＡ２、第７の抵抗Ｒ７の抵抗値をＲｒ７、第７のサーミスタＴｈ７の抵抗値をＲｔｈ７とすると、以下の式（８）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ２＝Ｒｒ７×Ｒｔｈ７／（Ｒｒ７＋Ｒｔｈ７） 式（８）
第５の抵抗Ｒ５は、第４の抵抗Ｒ４とサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ５）の合成抵抗と並列接続される。この合成抵抗をＲＡ３、第５の抵抗Ｒ５の抵抗値をＲｒ５、第５のサーミスタＴｈ５の抵抗値をＲｔｈ５とすると、以下の式（９）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ３＝Ｒｒ５×（ＲＡ１＋Ｒｔｈ５）／（Ｒｒ５＋ＲＡ１＋Ｒｔｈ５） 式（９）
第６の抵抗Ｒ６は、第７の抵抗Ｒ７とサーミスタ（Ｔｈ７，Ｔｈ６）の合成抵抗と並列接続される。この合成抵抗をＲＡ４、第６の抵抗Ｒ６の抵抗値をＲｒ６とすると、以下の式（１０）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ４＝Ｒｒ６×（ＲＡ２＋Ｒｔｈ６）／（Ｒｒ６＋ＲＡ２＋Ｒｔｈ６） 式（１０）

サーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ５，Ｔｈ６，Ｔｈ７）は、サーミスタ（Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３）と同様に金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つＮＴＣサーミスタが用いられる。

第４の検出回路２３は、電源Ｖ１から供給される直流電圧を上述した式（９）及び式（１０）の合成抵抗値ＲＡ３と合成抵抗値ＲＡ４により分圧した電圧を出力ＶＯ５として出力する。すなわち、第４の検出回路２３の出力ＶＯ５は、電源Ｖ１から供給される直流電圧値をＶｒ１、抵抗（Ｒ４，Ｒ５）とサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ５）の合成抵抗の抵抗値をＲＡ３、抵抗（Ｒ６，Ｒ７）とサーミスタ（Ｔｈ６，Ｔｈ７）の合成抵抗値をＲＡ４とすると、以下の式（１１）の関係を満たすこととなる。
ＶＯ５＝Ｖｒ１×ＲＡ４／（ＲＡ３＋ＲＡ４） 式（１１）

第４のサーミスタＴｈ４と第７のサーミスタＴｈ７及び第５のサーミスタＴｈ５と第６のサーミスタＴｈ６及び第４の抵抗Ｒ４と第７の抵抗Ｒ７及び第５の抵抗Ｒ５と第６の抵抗Ｒ６の定数は、それぞれ等しいことが好ましい。この場合、第４の抵抗Ｒ４と第４のサーミスタＴｈ４の並列回路は、第７の抵抗Ｒ７と第７のサーミスタＴｈ７の並列回路と同様な周囲温度において感度抑制の働きを行い、第５の抵抗Ｒ５と、第４の抵抗Ｒ４とサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ５）の合成抵抗の並列回路は、第６の抵抗Ｒ６と、第７の抵抗Ｒ７とサーミスタ（Ｔｈ６，Ｔｈ７）の合成抵抗との並列回路と同様な周囲温度において感度抑制の働きを行う。つまり、第４の検出回路２３の出力ＶＯ５は、２箇所の周囲温度において感度抑制することができるため、感度をより平坦化することが可能となる。

この平坦化させた感度を周囲温度の使用温度範囲に持たせるには、低温で感度が高くなるのを抑える第１の感度制御として、第４の抵抗Ｒ４と第７の抵抗Ｒ７を測定対象の物理量の影響を受けていないときの第４のサーミスタＴｈ４と第７のサーミスタＴｈ７の抵抗値にそれぞれ等しくなる周囲温度の使用温度範囲内に存在するように回路定数を設定する。更に低温で感度が高くなるのを抑える第２の感度制御として、第５の抵抗Ｒ５と第６の抵抗Ｒ６は、測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ５）と第４の抵抗Ｒ４との合成抵抗と、同じく測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ６，Ｔｈ７）と第７の抵抗Ｒ７の合成抵抗の抵抗値にそれぞれ等しくなる周囲温度の使用温度範囲内に存在するように回路定数を設定する。

第４の抵抗Ｒ４は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第４のサーミスタＴｈ４の抵抗値をＲｔｈ４Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第４のサーミスタＴｈ４の抵抗値をＲｔｈ４Ｈ、第４の抵抗Ｒ４の抵抗値をＲｒ４とすると、以下の式（１２）の関係を満たすこととなる。
Ｒｔｈ４Ｌ＞Ｒｒ４＞Ｒｔｈ４Ｈ 式（１２）

同様に、第４の抵抗Ｒ７は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第７のサーミスタＴｈ７の抵抗値をＲｔｈ７Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第７のサーミスタＴｈ７の抵抗値をＲｔｈ７Ｈ、第７の抵抗Ｒ７の抵抗値をＲｒ７とすると、以下の式（１３）の関係を満たすこととなる。
Ｒｔｈ７Ｌ＞Ｒｒ７＞Ｒｔｈ７Ｈ 式（１３）

第５の抵抗Ｒ５の抵抗値は、使用温度範囲の最低周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ５）と第４の抵抗Ｒ４の合成抵抗の抵抗値をＲＡ５Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ５）と第４の抵抗Ｒ４の合成抵抗の抵抗値をＲＡ５Ｈ、第５の抵抗Ｒ５の抵抗値をＲｒ５とすると、以下の式（１４）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ５Ｌ＞Ｒｒ５＞ＲＡ５Ｈ 式（１４）

同様に第６の抵抗Ｒ６の抵抗値は、使用温度範囲の最低周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ７，Ｔｈ６）と第７の抵抗Ｒ７の合成抵抗の抵抗値をＲＡ６Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ７，Ｔｈ６）と第７の抵抗Ｒ７の合成抵抗の抵抗値をＲＡ６Ｈ、第５の抵抗Ｒ６の抵抗値をＲｒ６とすると、以下の式（１５）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ６Ｌ＞Ｒｒ６＞ＲＡ６Ｈ 式（１５）

第５の抵抗Ｒ５の抵抗値Ｒｒ５と第４の抵抗Ｒ４の抵抗値Ｒｒ４及び第６の抵抗Ｒ６の抵抗値Ｒｒ６と第７の抵抗Ｒ７の抵抗値Ｒｒ７は、以下の式（１６）と式（１７）の関係を満たすこととなる。
Ｒｒ５＞Ｒｒ４ 式（１６）
Ｒｒ６＞Ｒｒ７ 式（１７）
以上のように、感度を２箇所の周囲温度で設定することによって、感度をより平坦化することが可能となる。この第４の検出回路２３の出力ＶＯ５は、差動増幅回路３１に接続される。

第４の検出回路２３と差動増幅回路３１の間にボルテージフォロワを置いてもよい。ボルテージフォロワは、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換する回路である。第４の検出回路２３の出力は、一般的に高インピーダンス信号であるため、ボルテージフォロワを経由することで低インピーダンス信号に変換し、次段に接続される差動増幅回路３１に減衰の影響が少ない電圧を伝えることができる。

（第２の実施形態の変形例）
次に、図９を参照して、本発明のセンサ回路を用いた第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００の変形例であるセンサ回路装置４００の構成について説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係るセンサ回路装置の変形例を示す回路構成図である。

本変形例に係るセンサ回路装置４００は、電源Ｖ１と、第２の検出回路１１と、第２の電源Ｖ２と、差動増幅回路３１と、Ａ／Ｄ変換回路４１について、第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００と同様である。本変形例では、第４の検出回路２３の代わりに、第５の検出回路２４を備えている点において、第２の実施形態の係るセンサ回路装置３００と相違する。以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

第５の検出回路２４は、第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００における第４の検出回路２３と同様に、熱源から放射される赤外線を検知するための回路である。第５の検出回路２４は、第８のサーミスタＴｈ８と第９のサーミスタＴｈ９と第１０のサーミスタＴｈ１０と第１１のサーミスタＴｈ１１と第１２のサーミスタＴｈ１２と第１３のサーミスタＴｈ１３が直列接続されている。第８の抵抗Ｒ８は、第８のサーミスタＴｈ８と並列接続され、第１３の抵抗Ｒ１３は、第１３のサーミスタＴｈ１３と並列接続されている。

第８のサーミスタＴｈ８と第８の抵抗Ｒ８の合成抵抗をＲＡ７とし、第８の抵抗Ｒ８の抵抗値をＲｒ８、第８のサーミスタＴｈ８の抵抗値をＲｔｈ８とすると、合成抵抗値をＲＡ７は、以下の式（１８）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ７＝Ｒｒ８×Ｒｔｈ８／（Ｒｒ８＋Ｒｔｈ８） 式（１８）
同様に第１３のサーミスタＴｈ１３と第１３の抵抗Ｒ１３の合成抵抗をＲＡ８とし、第１３の抵抗Ｒ１３の抵抗値をＲｒ１３、第１３のサーミスタＴｈ１３の抵抗値をＲｔｈ１３とすると、合成抵抗値をＲＡ８は、以下の式（１９）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ８＝Ｒｒ１３×Ｒｔｈ１３／（Ｒｒ１３＋Ｒｔｈ１３） 式（１９）
第９の抵抗Ｒ９は、第８の抵抗Ｒ８とサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９）の合成抵抗と並列接続される。この合成抵抗をＲＡ９、第９の抵抗Ｒ９の抵抗値をＲｒ９とすると、合成抵抗ＲＡ９は、以下の式（２０）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ９＝Ｒｒ９×（ＲＡ８＋Ｒｔｈ９）／（Ｒｒ９＋ＲＡ８＋Ｒｔｈ９） 式（２０）
同様に第１２の抵抗Ｒ１２は、第１３の抵抗Ｒ１３とサーミスタ（Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）の合成抵抗と並列接続される。この合成抵抗をＲＡ１０、第１２の抵抗Ｒ１２の抵抗値をＲｒ１２とすると、合成抵抗ＲＡ１０は、以下の式（２１）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１０＝Ｒｒ１２×（ＲＡ９＋Ｒｔｈ１２）／（Ｒｒ１２＋ＲＡ９＋Ｒｔｈ１２） 式（２１）
第１０の抵抗Ｒ１０は、抵抗（Ｒ８，Ｒ９）とサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０）の合成抵抗と並列接続される。この合成抵抗をＲＡ１１、第１０の抵抗Ｒ１０の抵抗値をＲｒ１０とすると、合成抵抗ＲＡ１１は、以下の式（２２）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１１＝Ｒｒ１０×（ＲＡ１０＋Ｒｔｈ１０）／（Ｒｒ１０＋ＲＡ１０＋Ｒｔｈ１０） 式（２２）
同様に第１１の抵抗Ｒ１１は、抵抗（Ｒ１２，Ｒ１３）とサーミスタ（Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）の合成抵抗と並列接続される。この合成抵抗をＲＡ１２、第１１の抵抗Ｒ１１の抵抗値をＲｒ１１とすると、合成抵抗ＲＡ１２は、以下の式（２３）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１２＝Ｒｒ１１×（ＲＡ１１＋Ｒｔｈ１１）／（Ｒｒ１１＋ＲＡ１１＋Ｒｔｈ１１） 式（２３）

第８のサーミスタＴｈ８と第９のサーミスタＴｈ９と第１０のサーミスタＴｈ１０と第１１のサーミスタＴｈ１１と第１２のサーミスタＴｈ１２と第１３のサーミスタＴｈ１３は、サーミスタ（Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５，Ｔｈ６，Ｔｈ７）と同様に金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つＮＴＣサーミスタが用いられる。

第５の検出回路２４は、電源Ｖ１から供給される直流電圧を上述した式（２２）及び式（２３）の合成抵抗値ＲＡ１１と合成抵抗値ＲＡ１２により分圧した電圧を出力ＶＯ６として出力する。すなわち、第５の検出回路２４の出力ＶＯ６は、電源Ｖ１から供給される直流電圧値をＶｒ１、抵抗（Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０）とサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０）の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１１、抵抗（Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１２）とサーミスタ（Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１２、とすると、以下の式（２４）の関係を満たすこととなる。
ＶＯ６＝Ｖｒ１×ＲＡ１２／（ＲＡ１１＋ＲＡ１２） 式（２４）

第８のサーミスタＴｈ８と第１３のサーミスタＴｈ１３及び第９のサーミスタＴｈ９と第１２のサーミスタＴｈ１２及び第１０のサーミスタＴｈ１０と第１１のサーミスタＴｈ１１及び第８の抵抗Ｒ８と第１３の抵抗Ｒ１３及び第９の抵抗Ｒ９と第１２の抵抗Ｒ１２及び第１０の抵抗Ｒ１０と第１１の抵抗Ｒ１１の定数は、それぞれ等しいことが好ましい。この場合、第８の抵抗Ｒ８と第８のサーミスタＴｈ８の並列回路は、第１３の抵抗Ｒ１３と第１３のサーミスタＴｈ１３の並列回路と同じ周囲温度において感度抑制の働きを行い、第９の抵抗Ｒ９と、サーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９）と第８の抵抗Ｒ８の合成抵抗との並列回路は、第１２の抵抗Ｒ１２と、サーミスタ（Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）と第１３の抵抗Ｒ１３の合成抵抗との並列回路と同じ周囲温度において感度抑制の働きを行う。更に第１０の抵抗と、抵抗（Ｒ８，Ｒ９）とサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０）の合成抵抗との並列回路は、第１１の抵抗Ｒ１１と、抵抗（Ｒ１２，Ｒ１３）とサーミスタ（Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）の合成抵抗との並列回路と同じ周囲温度において感度抑制の働きを行う。つまり、第５の検出回路２４の出力ＶＯ６は、３箇所の周囲温度において感度抑制することができるため、感度をより平坦化することが可能となる。

この平坦化させた感度を周囲温度の使用温度範囲に持たせるには、低温で感度が高くなるのを抑える第１の感度制御として、第８の抵抗Ｒ８と第１３の抵抗Ｒ１３を測定対象の物理量の影響を受けていないときの第８のサーミスタＴｈ８と第１３のサーミスタＴｈ１３の抵抗値にそれぞれ等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在するように回路定数を設定する。更に低温で感度が高くなるのを抑える第２の感度制御として、第９の抵抗Ｒ９と第１２の抵抗Ｒ１２は、第８の抵抗Ｒ８と測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９）の合成抵抗と、第１３の抵抗Ｒ１３と測定対象の赤外線の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）の合成抵抗の抵抗値にそれぞれ等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在するように回路定数を設定する。更に低温で感度が高くなるのを抑える第３の感度制御として、第１０の抵抗Ｒ１０と第１１の抵抗Ｒ１１は、抵抗（Ｒ８，Ｒ９）と測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０）の合成抵抗と、抵抗（Ｒ１２，Ｒ１３）と測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）の合成抵抗の抵抗値にそれぞれ等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在するように回路定数を設定する。

以上より、第８の抵抗Ｒ８は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第８のサーミスタＴｈ８の抵抗値をＲｔｈ８Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第８のサーミスタＴｈ８の抵抗値をＲｔｈ８Ｈ、第８の抵抗Ｒ８の抵抗値をＲｒ８とすると、以下の式（２５）の関係を満たすこととなる。
Ｒｔｈ８Ｌ＞Ｒｒ８＞Ｒｔｈ８Ｈ 式（２５）

同様に、第１３の抵抗Ｒ１３は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第１３のサーミスタＴｈ１３の抵抗値をＲｔｈ１３Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第１３のサーミスタＴｈ１３の抵抗値をＲｔｈ１３Ｈ、第１３の抵抗の抵抗値をＲｒ１３とすると、以下の式（２６）の関係を満たすこととなる。
Ｒｔｈ１３Ｌ＞Ｒｒ１３＞Ｒｔｈ１３Ｈ 式（２６）

第９の抵抗Ｒ９の抵抗値は、使用温度範囲の最低周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９）と第８の抵抗Ｒ８の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１３Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９）と第８の抵抗Ｒ８の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１３Ｈ、第９の抵抗Ｒ９の抵抗値をＲｒ９とすると、以下の式（２７）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１３Ｌ＞Ｒｒ９＞ＲＡ１３Ｈ 式（２７）

同様に第１２の抵抗Ｒ１２の抵抗値は、使用温度範囲の最低周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）と第１３の抵抗Ｒ１３の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１４Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）と第１３の抵抗Ｒ１３の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１４Ｈ、第１２の抵抗Ｒ１２の抵抗値をＲｒ１２とすると、以下の式（２８）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１４Ｌ＞Ｒｒ１２＞ＲＡ１４Ｈ 式（２８）

第１０の抵抗Ｒ１０の抵抗値は、使用温度範囲の最低周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０）と抵抗（Ｒ８，Ｒ９）の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１５Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０）と抵抗（Ｒ８，Ｒ９）の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１５Ｈ、第１０の抵抗Ｒ１０の抵抗値をＲｒ１０とすると、以下の式（２９）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１５Ｌ＞Ｒｒ１０＞ＲＡ１５Ｈ 式（２９）

同様に第１１の抵抗Ｒ１１の抵抗値は、使用温度範囲の最低周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）と抵抗（Ｒ１２，Ｒ１３）の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１６Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときのサーミスタ（Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）と抵抗（Ｒ１２，Ｒ１３）の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１６Ｈ、第１１の抵抗Ｒ１１の抵抗値をＲｒ１１とすると、以下の式（３０）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１６Ｌ＞Ｒｒ１１＞ＲＡ１６Ｈ 式（３０）

第１０の抵抗Ｒ１０の抵抗値Ｒｒ１０と第９の抵抗Ｒ９の抵抗値Ｒｒ９と第８の抵抗Ｒ８の抵抗値Ｒｒ８及び第１１の抵抗Ｒ１１の抵抗値Ｒｒ１１と第１２の抵抗Ｒ１２の抵抗値Ｒｒ１２と第１３の抵抗Ｒ１３の抵抗値Ｒｒ１３は、以下の式（３１）と式（３２）の関係を満たすこととなる。
Ｒｒ１０＞Ｒｒ９＞Ｒｒ８ 式（３１）
Ｒｒ１１＞Ｒｒ１２＞Ｒｒ１３ 式（３２）
以上のように、感度を３箇所の周囲温度で設定できることによって、感度をより平坦化することが可能となる。センサ回路装置３００の第４の検出回路２３にサーミスタと抵抗を付加してセンサ回路装置４００の第５の検出回路２４に示したように、更にサーミスタと抵抗を同様に付加することで、感度を複数の箇所の周囲温度で設定することができ、更なる感度の平坦化を実現することが可能となる。この第５の検出回路２４の出力ＶＯ６は、差動増幅回路３１に接続される。

（第３の実施形態）
次に、図１４を参照して、本発明のセンサ回路を用いた第３の実施形態に係るセンサ回路装置５００の構成について説明する。図１４は、本発明のセンサ回路を用いた第３の実施形態に係るセンサ回路装置を示す回路構成図である。なお、第３の実施形態に係るセンサ回路装置５００も熱源の温度を非接触で測定するセンサ回路装置を用いて説明する。すなわち、測定対象は熱源であり、測定対象の物理量は温度である。

本発明の第３の実施形態に係るセンサ回路装置５００は、電源Ｖ１と、第２の検出回路１１と、第２の電源Ｖ２と、差動増幅回路３１と、Ａ／Ｄ変換回路４１について、第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００と同様である。センサ回路装置５００は、第４の検出回路２３の代わりに第６の検出回路２５を備えている点において、第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００と異なっている。以下、第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。

第６の検出回路２５は、熱源から放射される赤外線を検知するための回路である。第６の検出回路２５は、第１４のサーミスタＴｈ１４、第１５のサーミスタＴｈ１５、第１６のサーミスタＴｈ１６、第１７のサーミスタＴｈ１７が直列接続されている。抵抗は、各サーミスタそれぞれに並列接続されている。つまり、第１４の抵抗Ｒ１４は、第１４のサーミスタＴｈ１４と、第１５の抵抗Ｒ１５は、第１５のサーミスタＴｈ１５と、第１６の抵抗Ｒ１６は、第１６のサーミスタＴｈ１６と、第１７の抵抗Ｒ１７は、第１７のサーミスタＴｈ１７とそれぞれ並列接続されている。抵抗（Ｒ１４，Ｒ１５）とサーミスタ（Ｔｈ１４，Ｔｈ１５）の合成抵抗は、この合成抵抗値をＲＡ１７、第１４の抵抗Ｒ１４の抵抗値をＲｒ１４、第１５の抵抗Ｒ１５の抵抗値をＲｒ１５、第１４のサーミスタＴｈ１４の抵抗値をＲｔｈ１４、第１５のサーミスタＴｈ１５の抵抗値をＲｔｈ１５とすると、以下の式（３３）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１７＝Ｒｒ１４×Ｒｔｈ１４／（Ｒｒ１４＋Ｒｔｈ１４）＋Ｒｒ１５×Ｒｔｈ１５／（Ｒｒ１５＋Ｒｔｈ１５） 式（３３）
同様に、抵抗（Ｒ１６，Ｒ１７）とサーミスタ（Ｔｈ１６，Ｔｈ１７）の合成抵抗は、この合成抵抗値をＲＡ１８、第１６の抵抗Ｒ１６の抵抗値をＲｒ１６、第１７の抵抗Ｒ１７の抵抗値をＲｒ１７、第１６のサーミスタＴｈ１６の抵抗値をＲｔｈ１６、第１７のサーミスタＴｈ１７の抵抗値をＲｔｈ１７とすると、以下の式（３４）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１８＝Ｒｒ１６×Ｒｔｈ１６／（Ｒｒ１６＋Ｒｔｈ１６）＋Ｒｒ１７×Ｒｔｈ１７／（Ｒｒ１７＋Ｒｔｈ１７） 式（３４）

サーミスタ（Ｔｈ１４，Ｔｈ１５，Ｔｈ１６，Ｔｈ１７）は、サーミスタ（Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５，Ｔｈ６，Ｔｈ７，Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０，Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）と同様に金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つＮＴＣサーミスタが用いられる。

第６の検出回路２５は、電源Ｖ１から供給される直流電圧を上述した式（３２）及び式（３３）の合成抵抗値ＲＡ１７と合成抵抗値ＲＡ１８により分圧した電圧を出力ＶＯ７として出力する。すなわち、第６の検出回路２５の出力ＶＯ７は、電源Ｖ１から供給される直流電圧値をＶｒ１、抵抗（Ｒ１４，Ｒ１５）とサーミスタ（Ｔｈ１４，Ｔｈ１５）の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１７と、抵抗（Ｒ１６，Ｒ１７）とサーミスタ（Ｔｈ１６，Ｔｈ１７）の合成抵抗の抵抗値をＲＡ１８とすると、以下の式（３５）の関係を満たすこととなる。
ＶＯ５＝Ｖｒ１×ＲＡ１８／（ＲＡ１７＋ＲＡ１８） 式（３５）

第６の検出回路２５の出力ＶＯ５は、第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００と同様に２箇所の周囲温度において感度制御を行うことができるため、感度を平坦化することが可能である。この平坦化させた感度を周囲温度の使用温度範囲に持たせるには、抵抗（Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７）がそれぞれ並列接続される測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ１４，Ｔｈ１５，Ｔｈ１６，Ｔｈ１７）の抵抗値に等しくなる周囲温度の使用温度範囲内に存在するように回路定数を設定する。

つまり、第１４の抵抗Ｒ１４は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第１４のサーミスタＴｈ１４の抵抗値をＲＡ１４Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第１４のサーミスタＴｈ１４の抵抗値をＲＡ１４Ｈ、第１４の抵抗Ｒ１４の抵抗値をＲｒ１４とすると、以下の式（３６）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１４Ｌ＞Ｒｒ１４＞ＲＡ１４Ｈ 式（３６）

同様に、第１５の抵抗Ｒ１５は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第１５のサーミスタＴｈ１５の抵抗値をＲＡ１５Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第１５のサーミスタＴｈ１５の抵抗値をＲＡ１５Ｈ、第１５の抵抗Ｒ１５の抵抗値をＲｒ１５とすると、以下の式（３７）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１５Ｌ＞Ｒｒ１５＞ＲＡ１５Ｈ 式（３７）

同様に、第１６の抵抗Ｒ１６と第１６のサーミスタＴｈ１６の関係は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第１６のサーミスタＴｈ１６の抵抗値をＲＡ１６Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第１６のサーミスタＴｈ１６の抵抗値をＲＡ１６Ｈ、第１６の抵抗Ｒ１６の抵抗値をＲｒ１６とすると、以下の式（３８）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１６Ｌ＞Ｒｒ１６＞ＲＡ１６Ｈ 式（３８）

同様に、第１７の抵抗Ｒ１７と第１７のサーミスタＴｈ１７の関係は、使用温度範囲の最低周囲温度のときの第１７のサーミスタＴｈ１７の抵抗値をＲＡ１７Ｌ、使用温度範囲の最高周囲温度のときの第１７のサーミスタＴｈ１７の抵抗値をＲＡ１７Ｈ、第１７の抵抗Ｒ１７の抵抗値をＲｒ１７とすると、以下の式（３９）の関係を満たすこととなる。
ＲＡ１７Ｌ＞Ｒｒ１７＞ＲＡ１７Ｈ 式（３９）

第３の実施形態に係るセンサ回路装置５００の第６の検出回路２５は、２箇所の周囲温度において、感度を設定できる回路例あり、サーミスタと抵抗の並列接続を同様に付加して、複数の個所の周囲温度において感度を設定することで、感度をより平坦化してすることが可能である。

第６の検出回路２５と差動増幅回路３１の間にボルテージフォロワを置いてもよい。ボルテージフォロワは、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換する回路である。第５の検出回路２５の出力は、一般的に高インピーダンス信号であるため、ボルテージフォロワを経由することで低インピーダンス信号に変換し、次段に接続される差動増幅回路３１に減衰の影響が少ない電圧を伝えることができる。

以下、本実施形態によって熱源の温度の検出精度の低下を抑制できることを実施例１、２、３と比較例１とによって具体的に示す。但し、本発明はこれらに限定されない。実施例１、２、３と比較例１では、温度に対するサーミスタの抵抗値、差動増幅回路の出力、感度の温度特性をシミュレーションした。

実施例１では、上述した第１の実施形態に係るセンサ回路装置１００を用いた。実施例２では、上述した第２の実施形態に係るセンサ回路装置３００を用いた。実施例３では、上述した第２の実施形態に係るセンサ回路装置の変形例を示すセンサ回路装置４００を用いた。比較例１では、図１５に示されるセンサ回路装置６００を用いた。図１５は、比較例１に係るセンサ回路装置を示す回路構成図である。

まず、比較例１に係るセンサ回路装置６００の構成について説明する。センサ回路装置６００は、図１５に示されるように、電源Ｖ１と、第７の検出回路２６と、第２の検出回路１１と、差動増幅回路３１と、Ａ／Ｄ変換回路４１と、を有する。

第７の検出回路２６は、熱源から放射される赤外線を検知するための回路である。 第７の検出回路２６は、電源Ｖ１の正極に接続される第２１の抵抗Ｒ２１と電源Ｖ１の負極に接続される第２１のサーミスタＴｈ２１の直列回路で構成されている。第２１のサーミスタＴｈ２１は、熱源から放射される赤外線の熱量の影響を受けるように配置されている。つまり、第２１のサーミスタＴｈ２１は、熱源から放射される赤外線の熱量の影響を受けたとき、第２１のサーミスタＴｈ２１の温度が変化することにより抵抗値が変化することとなる。この第２１のサーミスタＴｈ２１の温度は、周囲温度と熱源から放射される赤外線の熱量の影響により加わる温度で抵抗値が決まる。第２の検出回路１１は、周囲温度を検知するための回路である。第２の検出回路１１は、電源Ｖ１の正極に接続される第３の抵抗Ｒ３と電源Ｖ１の負極に接続される第３のサーミスタＴｈ３の直列回路で構成されている。つまり、第２のサーミスタＴｈ２の温度は、周囲温度であり、この温度により抵抗値が決まる。第７の検出回路２６の出力ＶＯ８は、差動増幅回路３１に接続され、第２の検出回路１１の出力ＶＯ２は、差動増幅回路３１とＡ／Ｄ変換回路４１に接続される。差動増幅回路３１は、２つの入力電圧の差分を一定係数で増幅する回路である。差動増幅回路３１の出力ＶＯ３は、Ａ／Ｄ変換回路４１に接続される。Ａ／Ｄ変換回路４１は、アナログ値をデジタル値に変換する回路である。つまり、差動増幅回路３１の出力ＶＯ３と第２の検出回路１１の出力ＶＯ２のアナログ値をデジタル値に変換する。なお、図１５では図示していないが、Ａ／Ｄ変換回路４１によってデジタル値に変換された値は、マイクロコンピュータに取り込まれ、温度変換テーブルもしくは関数により変換して熱源の温度を検出する。

続いて、図２及び図３を参照して、実施例１のセンサ回路装置１００の温度特性を示す。センサ回路装置１００の各定数は、熱源から放射される赤外線を検知するための第１の検出回路２１の抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の抵抗値を２２００ｋΩ、サーミスタ（Ｔｈ１，Ｔｈ２）の２５℃時の抵抗値を３３０ｋΩ、Ｂ定数を４７５０Ｋ、周囲温度を検知するための第２の検出回路１１の第３の抵抗Ｒ３の抵抗値を１５０ｋΩ、第３のサーミスタＴｈ３の２５℃時の抵抗値を３３０ｋΩ、Ｂ定数を４７５０Ｋ、差動増幅回路３１の増幅率を１．６倍と設定した。増幅率は、測定対象の温度が１８０℃ときに、差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧値が１Ｖ程度になるように設定した。また、周囲温度の使用温度範囲を−２０℃から８０℃とした。

図２は、第１の検出回路２１の周囲温度に対するサーミスタの抵抗値を示すグラフである。第１のサーミスタＴｈ１と第２のサーミスタＴｈ２の定数は、同じ定数を設定しているため、同じ環境下では同じ特性を示す。図２の５１は、測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ１，Ｔｈ２）の抵抗値である。つまり、周囲温度の影響のみ受けているときの特性である。第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２も同じ定数に設定しているため、同じ特性を示す。抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の抵抗値５２とサーミスタ（Ｔｈ１，Ｔｈ２）の抵抗値５１の交点ａが、周囲温度の使用温度領域−２０℃から８０℃内に存在する。つまり、第１のサーミスタＴｈ１の抵抗値と第１の抵抗Ｒ１の抵抗値が一致し、また第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値と第２の抵抗Ｒ２の抵抗値が一致する周囲温度が−２０℃から８０℃内で存在することになる。この結果、図３に示すように、周囲温度が−２０℃から８０℃の範囲で感度が平坦化に近づく。

図３は、センサ回路装置１００の差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧と感度の温度特性を示す。熱源温度が１８０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧５３と熱源温度が１４０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧５４の差分を感度５５に示す。感度５５のピーク値ｂを１００％とすると、感度のボトム値ｃは７３％になる。つまり、周囲温度に対する感度が平均化しているため、ある特定の周囲温度のときに温度変化が小さいことにならず、使用温度領域で熱源の温度の検出精度を均一化することができる。

続いて、図６、図７及び図８を参照して、実施例２のセンサ回路装置３００の温度特性を示す。センサ回路装置３００の各定数は、熱源から放射される赤外線を検知するための第４の検出回路２３の抵抗（Ｒ４，Ｒ７）の抵抗値を４５０ｋΩ、抵抗（Ｒ５，Ｒ６）の抵抗値を３０００ｋΩ、サーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ７）の２５℃時の抵抗値を６６０ｋΩ、Ｂ定数を４７５０Ｋ、サーミスタ（Ｔｈ５，Ｔｈ６）の２５℃時の抵抗値を３３０ｋΩ、Ｂ定数を４７５０Ｋ、周囲温度を検知するための第２の検出回路１１の第３の抵抗Ｒ３の抵抗値を１５０ｋΩ、第３のサーミスタＴｈ３の２５℃時の抵抗値を３３０ｋΩ、Ｂ定数を４７５０Ｋ、差動増幅回路３１の増幅率を２．１倍と設定した。増幅率は、測定対象の温度が１８０℃ときに、差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧値が１Ｖ程度になるように設定した。サーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ７）は、２５℃時の抵抗値が３３０ｋΩ、Ｂ定数が４７５０Ｋのサーミスタを単位サーミスタとし、２個直列接続で使用した。また、周囲温度の使用温度範囲を−２０℃から８０℃とした。

図６は、第４の検出回路２３の周囲温度に対するサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ７）の抵抗値を示すグラフである。第４のサーミスタＴｈ４と第７のサーミスタＴｈ７の定数は、同じ定数を設定しているため、同じ環境では同じ特性を示す。図６の６１は、測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ７）の抵抗値である。つまり、周囲温度の影響のみ受けているときの特性である。第４の抵抗Ｒ４と第７の抵抗Ｒ７も同じ定数に設定しているため、同じ特性を示す。抵抗（Ｒ４，Ｒ７）の抵抗値６２とサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ７）の抵抗値６２の交点ｄが、周囲温度の使用温度領域−２０℃から８０℃内に存在する。つまり、第１のサーミスタＴｈ１の抵抗値と第１の抵抗Ｒ１の抵抗値が一致し、また第２のサーミスタＴｈ２の抵抗値と第２の抵抗Ｒ２の抵抗値が一致する周囲温度が−２０℃から８０℃内で存在することになる。

図７は、第４の検出回路２３の第５の抵抗Ｒ５及び第６の抵抗Ｒ６と並列接続される回路の周囲温度に対する抵抗値を示すグラフである。つまり、第４の抵抗Ｒ４とサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ５）の合成抵抗又は第７の抵抗Ｒ７とサーミスタ（Ｔｈ６，Ｔｈ７）の合成抵抗の周囲温度に対する抵抗値を示す。図７の６３は、測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ４，Ｔｈ５，Ｔｈ６，Ｔｈ７）を含んだ上述した合成抵抗の抵抗値である。つまり、周囲温度の影響のみ受けているときの特性である。抵抗（Ｒ５，Ｒ６）の抵抗値６４とこの合成抵抗の抵抗値６３の交点ｅが、周囲温度の使用温度領域−２０℃から８０℃内に存在する。つまり、抵抗（Ｒ５，Ｒ６）とそれぞれ並列接続される回路の合成抵抗の抵抗値と抵抗（Ｒ５，Ｒ６）の抵抗値が一致する周囲温度が−２０℃から８０℃内で存在することになる。この結果、図８に示すように、周囲温度が−２０℃から８０℃の範囲で感度が平坦化する。

図８は、センサ回路装置３００の差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧と感度の温度特性を示す。熱源温度が１８０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧６５と熱源温度が１４０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧６６の差分を感度６７に示す。感度６７のピーク値ｆを１００％とすると、感度のボトム値ｇは９３％になる。つまり、周囲温度に対する感度が更に平均化してきたため、使用温度領域で熱源の温度の検出精度を均一化することができ、ある特定の周囲温度における感度低下に起因する検出精度の低下を抑制することができる。

続いて、図１０と図１１と図１２と図１３を参照して、実施例３のセンサ回路装置４００の温度特性を示す。センサ回路装置４００の各定数は、熱源から放射される赤外線を検知するための第５の検出回路２４の抵抗（Ｒ８，Ｒ１３）の抵抗値を２００ｋΩ、抵抗（Ｒ９，Ｒ１２）の抵抗値を１１００ｋΩ、抵抗（Ｒ１０，Ｒ１１）の抵抗値を３７００ｋΩ、サーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ１３）の２５℃時の抵抗値を９９０ｋΩ、Ｂ定数を４７５０Ｋ、サーミスタ（Ｔｈ９，Ｔｈ１２）の２５℃時の抵抗値を９９０ｋΩ、Ｂ定数を４７５０Ｋ、サーミスタ（Ｔｈ１０，Ｔｈ１１）の２５℃時の抵抗値を３３０ｋΩ、Ｂ定数を４７５０Ｋ、周囲温度を検知するための第２の検出回路１１の第３の抵抗Ｒ３の抵抗値を１５０ｋΩ、第３のサーミスタＴｈ３の２５℃時の抵抗値を３３０ｋΩ、Ｂ定数を４７５０Ｋ、差動増幅回路３１の増幅率を２．４倍と設定した。増幅率は、測定対象の温度が１８０℃ときに、差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧値が１Ｖ程度になるように設定した。サーミスタ（Ｔｈ９，Ｔｈ１０，Ｔｈ１２，Ｔｈ１２）は、２５℃時の抵抗値が３３０ｋΩ、Ｂ定数が４７５０Ｋのサーミスタを単位サーミスタとし、３個直列接続で使用した。また、周囲温度の使用温度範囲を−２０℃から８０℃とした。

図１０は、第５の検出回路２４の周囲温度に対するサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ１３）の抵抗値を示すグラフである。図１０の８１は、測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ１３）の抵抗値である。つまり、周囲温度の影響のみ受けているときの特性である。抵抗（Ｒ８，Ｒ１３）の抵抗値８２とサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ１３）の抵抗値８２の交点ｎが、周囲温度の使用温度領域−２０℃から８０℃内に存在する。つまり、第８のサーミスタＴｈ８の抵抗値と第８の抵抗Ｒ８の抵抗値が一致し、また第１３のサーミスタＴｈ１３の抵抗値と第１３の抵抗Ｒ１３の抵抗値が一致する周囲温度が−２０℃から８０℃内で存在することになる。

図１１は、第５の検出回路２５の第９の抵抗Ｒ９又は第１２の抵抗Ｒ１２と並列接続される回路の周囲温度に対する抵抗値を示すグラフである。つまり、第８の抵抗Ｒ８とサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９）の合成抵抗又は第１３の抵抗Ｒ１３とサーミスタ（Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）の合成抵抗の周囲温度に対する抵抗値を示す。図１１の８３は、測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）を含んだ上述した合成抵抗の抵抗値である。つまり、周囲温度の影響のみ受けているときの特性である。抵抗（Ｒ９，Ｒ１２）の抵抗値８４とこの合成抵抗の抵抗値８３の交点ｐが、周囲温度の使用温度領域−２０℃から８０℃内に存在する。つまり、抵抗（Ｒ５，Ｒ６）とそれぞれ並列接続される回路の合成抵抗の抵抗値と抵抗（Ｒ５，Ｒ６）の抵抗値が一致する周囲温度が−２０℃から８０℃内で存在することになる。

図１２は、第５の検出回路２５の第１０の抵抗Ｒ１０又は第１１の抵抗Ｒ１１と並列接続される回路の周囲温度に対する抵抗値を示すグラフである。つまり、抵抗（Ｒ８，Ｒ９）とサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０）の合成抵抗又は抵抗（Ｒ１２，Ｒ１３）とサーミスタ（Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）の合成抵抗の周囲温度に対する抵抗値を示す。図１２の８６は、測定対象の物理量の影響を受けていないときのサーミスタ（Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０，Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３）を含んだ上述した合成抵抗の抵抗値である。つまり、周囲温度の影響のみ受けているときの特性である。抵抗（Ｒ１０，Ｒ１１）の抵抗値８６とこの合成抵抗の抵抗値８５の交点ｓが、周囲温度の使用温度領域−２０℃から８０℃内に存在する。つまり、抵抗（Ｒ１０，Ｒ１１）とそれぞれ並列接続される回路の合成抵抗の抵抗値と抵抗（Ｒ５，Ｒ６）の抵抗値が一致する周囲温度が−２０℃から８０℃内で存在することになる。この結果、図８に示すように、周囲温度が−２０℃から８０℃の範囲で感度が更に平坦化する。

図１３は、差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧と感度の温度特性を示す。熱源温度が１８０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧特性８７と熱源温度が１４０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧特性８８の差分を感度８９に示す。感度８９のピーク値ｔを１００％とすると、感度のボトム値ｕは９８％になる。つまり、周囲温度に対する感度が更に平均化してきたため、使用温度領域で熱源の温度の検出精度を均一化することができ、ある特定の周囲温度における感度低下に起因する検出精度の低下を抑制することができる。

続いて、図１６を参照して、比較例１のセンサ回路装置６００の温度特性を示す。センサ回路装置６００の各回路定数は、第７の検出回路２６の第２１の抵抗Ｒ２１の抵抗値を１５０ｋΩ、第２１のサーミスタＴｈ２１の２５℃時の抵抗値が３３０ｋΩ、Ｂ定数が４７５０Ｋ、第３の検出回路１１の第３の抵抗Ｒ３の抵抗値を１５０ｋΩ、第３のサーミスタＴｈ３の２５℃時の抵抗値が３３０ｋΩ、Ｂ定数が４７５０Ｋ、差動増幅回路３１の増幅率を１．６倍と設定した。増幅率は、測定対象の温度が１８０℃ときに、差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧値が１Ｖ程度になるように設定した。また、周囲温度の使用温度範囲を−２０℃から８０℃とした。

図１６において、熱源温度が１８０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ８は、９１の電圧特性となり、熱源温度１４０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ８は、９２の電圧特性となる。熱源温度が１８０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ８の電圧９１と、熱源温度１４０℃時の差動増幅回路３１の出力ＶＯ８の電圧９２の差分は、感度９３の特性となる。感度９３は、周囲温度２５℃のときにピーク値を持ち、この２５℃から離れた周囲温度に行くに従い、感度が低下する。感度９３のピーク値ｙを１００％とすると、感度のボトム値ｗは３１％となり、周囲温度に対する感度が著しく低下している。感度が周囲温度によって異なるため、Ａ／Ｄ変換回路の１ビットあたりの温度変化が大きく、感度が低い周囲温度では、温度の検出精度が極めて低くなってしまう。熱源温度１８０℃と熱源温度１４０℃の差分４０℃を、周囲温度が２５℃のときは０．３６Ｖの電圧変化があり、周囲温度が−２０℃のときは０．１１Ｖの電圧変化がある。これより、周囲温度が２５℃のときは、０．１１℃／ｍＶとなり、周囲温度が−２０℃のときは、０．３６℃／ｍＶとなる。つまり、Ａ／Ｄ変換回路の１ビットの分解能が１ｍＶの場合では、周囲温度が−２０℃のときは、０．３６℃以下の温度検出精度はないことになる。

一方、実施例１のセンサ回路装置１００では、図３のグラフにおいて最も感度が低い周囲温度である８０℃のときでも０．２４Ｖあるため、０．１７℃／ｍＶとなり、比較例１のセンサ回路装置６００に比べて、大幅に熱源の検出精度の低下を抑制できる。更に実施例２のセンサ回路装置３００では、図８において最も感度が低い周囲温度が８０℃のときで０．２９Ｖであるため、０．１４℃／ｍＶ程度となり、感度がピーク値のときの０．１３℃／ｍＶと変わらないほど大幅に改善される。更に実施例３のセンサ回路装置４００では、図１３において最も感度が低い周囲温度が８０℃のときで０．３０Ｖであるため、更に改善し０．１３℃／ｍＶ程度となり、周囲温度の使用温度領域において、０．１３℃／ｍＶ以下の高い温度検出精度を持つことが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。また、記載した構成要素は、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一なものが含まれる。さらに、記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

また、上記実施形態では熱源の温度を非接触で測定する、いわゆる非接触温度センサに本発明に係るセンサ回路を適用した例について説明したが、これに限定されない。例えば、２つのサーミスタの温度差を利用して物理量を検出する、ガスセンサ、湿度センサ、流速センサにおいても、本発明が適用できる。

ＮＤＩＲ（ｎｏｎ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｄｅｔｅｃｔｏｒ， 非分散型赤外線センサ）といわれる光学式のガスセンサは、２つのサーミスタのうち第１のサーミスタには測定対象の気体を透過した赤外線を照射し、第２のサーミスタには測定対象のガスを含まない標準気体を透過した赤外線を照射し、２つのサーミスタの温度上昇の違いから測定対象の気体内のガス濃度を検出するものである。すなわち、第１のサーミスタはガス濃度という物理量の影響を受け、第２のサーミスタはその影響が低減されている。このような２つのサーミスタを用いたガスセンサにおいても、上記実施形態に係るセンサ回路装置に用いたセンサ回路を適用することで、測定対象の物理量、すなわちガス濃度の検出精度の低下を緩和することができる。

２つのサーミスタを用いた湿度センサは、２つのサーミスタのうち第１のサーミスタは測定対象の雰囲気にさらされ、第２のサーミスタは密閉された乾燥空気の中に配置されているものである。これらの２つのサーミスタを同等の条件にて加熱すると、第１のサーミスタは湿度による雰囲気の熱伝導率の変化に影響され温度が変わるが、第２のサーミスタは湿度の影響を受けない。２つのサーミスタの温度差は湿度を反映している。すなわち、第１のサーミスタは湿度という物理量の影響を受け、第２のサーミスタはその影響が低減されている。このような２つのサーミスタを用いた湿度センサにおいても、上記実施形態に係るセンサ回路装置に用いたセンサ回路を適用することで、測定対象の物理量、すなわち湿度の検出精度の低下を抑制することができる。

２つのサーミスタを用いた流速センサは、２つのサーミスタのうち第１のサーミスタは測定対象の流体にさらされ、第２のサーミスタは流体にさらされない位置に配置されるものである。これらの２つのサーミスタを同等の条件にて加熱すると、第１のサーミスタは流速に応じて熱を奪われ温度が変わるが、第２のサーミスタはその影響を受けない。２つのサーミスタの温度差は流速を反映している。すなわち、第１のサーミスタは流速という物理量の影響を受け、第２のサーミスタはその影響が低減されている。このような２つのサーミスタを用いた流速センサにおいても、上記実施形態に係るセンサ回路装置に用いたセンサ回路を適用することで、測定対象の物理量、すなわち流速の検出精度の低下を抑制することができる。

以上のように、物理量を２つのサーミスタの温度差として検出する各種センサにおいては、上記実施形態に係るセンサ回路装置に用いたセンサ回路を適用することで、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制することができる。

本発明に係るセンサ回路は、自動車、空調機、複写機、電子レンジなどに利用できる。

Ｖ１，Ｖ２…電源、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７，Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１…抵抗、Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５，Ｔｈ６，Ｔｈ７，Ｔｈ８，Ｔｈ９，Ｔｈ１０，Ｔｈ１１，Ｔｈ１２，Ｔｈ１３，Ｔｈ１４，Ｔｈ１５，Ｔｈ１６，Ｔｈ１７，Ｔｈ２１…サーミスタ、３１…差動増幅回路、４１…Ａ／Ｄ変換回路、ＶＯ１，ＶＯ２，ＶＯ３，ＶＯ４，ＶＯ５，ＶＯ６，ＶＯ７，ＶＯ８…検出回路の出力、ＶＯ３…差動増幅回路の出力、１００，２００，３００，４００，５００，６００…センサ回路装置、６５，６６，７５，７６，８７，８８，９１，９２…差動増幅回路３１の出力ＶＯ３の電圧特性、５５，６７，８９，９３…感度（測定対象の温度が１８０ときの差動増幅回路の出力の電圧特性から測定対象の温度が１４０℃時の加算回路の出力の電圧特性を引いた電圧）、ｂ，ｆ，ｔ，ｙ…感度のピーク点、ｃ，ｇ，ｕ，ｗ…感度のボトム点、

Claims (7)

1. 電源の第１の極に接続される測定対象の物理量の影響を受ける第１のサーミスタと、前記第１のサーミスタに直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第２のサーミスタと、
   前記第１のサーミスタに並列接続される第１の抵抗と、前記第２のサーミスタに並列接続される第２の抵抗を有し、
   前記第１のサーミスタと前記第２のサーミスタとの接続点を出力とする第１の検出回路と、
   前記電源の第１の極に接続される第３の抵抗と前記第３の抵抗に直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第３のサーミスタを有し、
   前記第３の抵抗と前記第３のサーミスタとの接続点を出力とする第２の検出回路を備えていることを特徴とするセンサ回路。
2. 前記第１の抵抗と前記第２の抵抗の抵抗値は、測定対象の物理量の影響を受けていないときの前記第１のサーミスタと前記第２のサーミスタの抵抗値に等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在することを特徴とする請求項１に記載のセンサ回路。
3. ２個以上の直列接続された測定対象の物理量の影響を受けるサーミスタを有する第１のサーミスタ手段と、１個または複数の前記第１のサーミスタ手段のサーミスタに対して並列接続される第４の抵抗とを有する電源の第１の極に接続された第１のサーミスタ回路と、
   前記第１のサーミスタ手段のサーミスタと同数の直列接続された測定対象の物理量の影響が低減されたサーミスタを有す第２のサーミスタ手段と、１個または複数の前記第２のサーミスタ手段のサーミスタに対して並列接続される第５の抵抗を有する前記第１のサーミスタ回路に直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続された第２のサーミスタ回路と、
   前記第１のサーミスタ回路と前記第２のサーミスタ回路との接続点を出力とする第３の検出回路と、
   前記電源の第１の極に接続される第３の抵抗と前記第３の抵抗に直列に接続されるとともに前記電源の第２の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第３のサーミスタを有し、
   前記第３の抵抗と前記第３のサーミスタとの接続点を出力とする第２の検出回路を備えていることを特徴とするセンサ回路。
4. 前記第４の抵抗と前記第５の抵抗の抵抗値は、それぞれ並列接続される測定対象の物理量の影響を受けていないときの前記第１のサーミスタ手段のサーミスタと前記第２のサーミスタ手段のサーミスタを含む回路の抵抗値に等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在することを特徴とする請求項３に記載のセンサ回路。
5. ２個以上の直列接続された測定対象の物理量の影響を受けるサーミスタを有する第３のサーミスタ手段と、前記第３のサーミスタ手段のサーミスタのそれぞれに並列接続された第６の抵抗とを有する電源の第１の極に接続された第３のサーミスタ回路と、
   前記第３のサーミスタ手段のサーミスタと同数の直列接続された測定対象の物理量の影響が低減されたサーミスタを有する第４のサーミスタ手段と、前記第４のサーミスタ手段のサーミスタに対してそれぞれに並列接続された第７の抵抗を有する前記第３のサーミスタ回路に直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続された第４のサーミスタ回路と、
   前記第３のサーミスタ回路と前記第４のサーミスタ回路との接続点を出力とする第１の検出回路と、
   前記電源の第１の極に接続される第３の抵抗と前記第３の抵抗に直列接続されるとともに前記電源の第２の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第３のサーミスタを有し、
   前記第３の抵抗と前記第３のサーミスタとの接続点を出力とする第２の検出回路を備えていることを特徴とするセンサ回路。
6. 前記第６の抵抗と前記第７の抵抗の抵抗値は、それぞれ並列接続される測定対象の物理量の影響を受けていないときの前記第３のサーミスタ手段のサーミスタと前記第４のサーミスタ手段のサーミスタの抵抗値に等しくなる周囲温度が使用温度範囲内に存在することを特徴とする請求項５に記載のセンサ回路。
7. 前記測定対象の物理量は、温度であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のセンサ回路。

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