JP2732671B2 - Heat detection method and heat detection circuit - Google Patents

Heat detection method and heat detection circuit

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JP2732671B2
JP2732671B2 JP1166906A JP16690689A JP2732671B2 JP 2732671 B2 JP2732671 B2 JP 2732671B2 JP 1166906 A JP1166906 A JP 1166906A JP 16690689 A JP16690689 A JP 16690689A JP 2732671 B2 JP2732671 B2 JP 2732671B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、環境温度を検出する例えば火災警報装置の
熱感知器等における熱検出方法及び熱検出回路に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat detection method and a heat detection circuit for detecting an environmental temperature, for example, in a heat detector of a fire alarm device.

[背景・従来技術] 従来、例えば火災警報装置等において、火災判断のた
めに環境温度を検出するには、温度により抵抗が変化す
るサーミスタのような熱検出素子を用いてサーミスタと
抵抗との直列回路を構成し、該直列回路に電源を印加
し、環境温度によるサーミスタ抵抗値の変化に伴う分圧
電圧の変化をコンパレータ等で監視し、所定分圧電圧に
達すると火災発報を行う等の方式が取られている。
[Background / Prior Art] Conventionally, for example, in a fire alarm device or the like, in order to detect an environmental temperature for a fire determination, a thermistor and a resistor are connected in series by using a heat detecting element such as a thermistor whose resistance changes according to the temperature. A circuit is configured, power is applied to the series circuit, a change in the divided voltage due to a change in thermistor resistance value due to environmental temperature is monitored by a comparator or the like, and when a predetermined divided voltage is reached, a fire alarm is issued. The formula has been taken.

他方、所定分圧値すなわち所定の環境温度に達したか
否かの情報だけではなく、例えば火災警報装置において
火災判断を行うように全環境温度を火災受信機等の中央
監視盤に送信するような場合には、MPU等により環境温
度すなわちアナログの上記分圧電圧を、別途に設けたA/
D変換用IC等によりディジタル情報に変換する方式が取
られている。
On the other hand, not only information on whether a predetermined partial pressure value, that is, a predetermined environmental temperature has been reached, but also, for example, transmitting all environmental temperatures to a central monitoring panel such as a fire receiver so as to make a fire judgment in a fire alarm device, for example. In such a case, the ambient temperature, that is, the analog divided voltage is separately provided by an MPU or the like.
A method of converting into digital information by a D conversion IC or the like is adopted.

[発明が解決しようとする問題点] 環境温度のディジタル変換に別途A/D変換用ICを設け
る事は部品実装上またコスト上問題であり、また単にコ
ンパレータ等により所定環境温度に達したか否かの検出
を行う場合にあっても、アナログ回路での欠点としてコ
ンパレータ各構成部品のバラツキや温度特性により安定
した温度検出に問題が生じ、例えば火災を判別するとき
に誤報を出したり失報をしてしまうので安定した情報が
得られない。
[Problems to be Solved by the Invention] Providing a separate A / D conversion IC for digital conversion of environmental temperature is a problem in terms of component mounting and cost, and whether or not a predetermined environmental temperature is simply reached by a comparator or the like. Even in the case of detecting such a problem, a problem with the analog circuit is that stable temperature detection may occur due to variations in the components of the comparator and temperature characteristics. And stable information cannot be obtained.

また、従来より、例えば実公昭48−551号公報、特開
昭56−87831号公報等に記載されたように、サーミスタ
を含むインピーダンス回路にコンデンサを接続して、こ
のCR回路の時定数に基づく値から温度を求める熱検出方
法も提案されている。また、実願昭59−40760号(実開
昭60−152945号)等に記載されたように、基準となるイ
ンピーダンス回路を用意して熱測定時と基準時との比か
ら温度を求める回路も提案されている。しかしながら、
熱測定時と基準時との回路を個別に構成されているの
で、ムダな回路部品を設ける必要があり、経済的でない
という問題点があった。
Also, conventionally, as described in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 48-551, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 56-87831, a capacitor is connected to an impedance circuit including a thermistor, and a time constant based on the time constant of the CR circuit is used. A heat detection method for obtaining a temperature from a value has also been proposed. Also, as described in Japanese Utility Model Application No. 59-40760 (Japanese Utility Model Application Publication No. 60-152945), there is also a circuit that prepares a reference impedance circuit and obtains the temperature from the ratio between the heat measurement and the reference time. Proposed. However,
Since the circuit for the heat measurement and the circuit for the reference time are separately configured, it is necessary to provide wasteful circuit parts, which is not economical.

[問題点を解決するための手段並びに作用] 本発明は上記問題に鑑み、少なくとも熱検出素子を含
むインピーダンス回路とコンデンサとでCR回路を形成
し、該CR回路の時定数に関係した値から環境温度を検出
するようにしている。
Means and Action for Solving the Problems In view of the above problems, the present invention forms a CR circuit by at least an impedance circuit including a heat detecting element and a capacitor, and determines an environmental value from a value related to a time constant of the CR circuit. The temperature is detected.

特に、熱検出素子を含む第1のインピーダンス回路
が、熱検出素子を外して構成される第2のインピーダン
ス回路を含むようにして、ムダな回路部品を不要にして
いる。
In particular, the first impedance circuit including the heat detection element includes the second impedance circuit configured by removing the heat detection element, thereby eliminating unnecessary circuit components.

具体的には、本発明によれば、温度により抵抗値が変
化する熱検出素子を用いた熱検出方法において、 少なくとも前記熱検出素子を含む第1のインピーダン
ス回路に対してコンデンサを接続して第1のCR回路を構
成し、該第1のCR回路の時定数に関係した第1の値を求
め、前記第1のインピーダンス回路の一部からなり且つ
前記第1のインピーダンス回路から少なくとも前記熱検
出素子を外して構成される第2のインピーダンス回路に
対して前記コンデンサを接続して第2のCR回路を構成
し、該第2のCR回路の時定数に関係した第2の値を求
め、前記第1及び第2の値の比を求め、この比から前記
温度を知るようにした熱検出方法が提供される。
Specifically, according to the present invention, in a heat detection method using a heat detection element whose resistance value changes with temperature, a capacitor is connected to at least a first impedance circuit including the heat detection element. A first CR circuit, a first value related to a time constant of the first CR circuit is obtained, and at least the heat detection is performed from the first impedance circuit. A second CR circuit is formed by connecting the capacitor to a second impedance circuit formed by removing the element, and a second value related to a time constant of the second CR circuit is obtained. A heat detection method is provided in which a ratio between a first value and a second value is obtained, and the temperature is known from the ratio.

このように本発明によれば、環境温度を時定数に関係
した値、すなわち時間の関数に置き換えて測定するよう
にしているので、最初からディジタル量でもって測定が
可能であり、全環境温度を送信する場合でもA/D変換用I
C等を別途に設ける必要は無い。
As described above, according to the present invention, the environment temperature is measured by replacing it with a value related to the time constant, that is, a function of time. A / D conversion I even when transmitting
There is no need to provide C etc. separately.

また、熱検出素子に接続されたインピーダンスを基準
抵抗として用いることにより、第1及び第2のインピー
ダンス回路に重複して設けられるムダな回路部品が不要
となり、コストダウンを実現することができる。
Further, by using the impedance connected to the heat detecting element as the reference resistance, wasteful circuit components provided redundantly in the first and second impedance circuits are not required, and the cost can be reduced.

また、環境温度を時定数に関係した値の比でもって測
定するようにしているので、最初からディジタル量でも
って測定が可能であり、全環境温度を送信する場合でも
A/D変換用IC等を不要とすると共に、時定数に関係した
値同士の比の商には、抵抗値の項だけしか含まれないの
で、他の部品のバラツキ等の影響を受けることなく、安
定した環境温度が得られ、例えばその結果から確実な火
災判断が行える。
In addition, since the environmental temperature is measured by the ratio of the values related to the time constant, it is possible to measure the digital temperature from the beginning, and even when transmitting the entire environmental temperature,
A / D conversion IC is not required, and the quotient of the ratio between the values related to the time constant includes only the term of the resistance value, so it is not affected by the variation of other parts. As a result, a stable environmental temperature is obtained, and for example, a reliable fire judgment can be made from the result.

さらに、本発明によれば、温度により抵抗値が変化す
る熱検出素子を用いた熱検出回路において、 コンデンサと、 少なくとも前記熱検出素子を含む第1のインピーダン
ス回路と、 前記第1のインピーダンス回路の一部からなり且つ前
記第1のインピーダンス回路から少なくとも前記熱検出
素子を外して構成される第2のインピーダンス回路と、 前記コンデンサを前記第1のインピーダンス回路に接
続して第1のCR回路を構成するための第1のスイッチン
グ手段と、 前記コンデンサを前記第2のインピーダンス回踏に接
続して第2のCR回路を構成するための第2のスイッチン
グ手段と、 前記コンデンサの両端間電圧を監視する電圧監視手段
と、 前記電圧監視手段がある一定値を検出するまでの時間
を計測する時間計測手段と、 前記第1のCR回路の時定数に関係した第1の時間と、
前記2のCR回路の時定数に関係した第2の時間との比を
求める制御手段と、 を備え、前記比から前記温度を得ることができるよう
にしたことを特徴とする熱検出回路も提供される。
Further, according to the present invention, in a heat detection circuit using a heat detection element whose resistance value changes with temperature, a capacitor; a first impedance circuit including at least the heat detection element; A second impedance circuit comprising a part and configured by removing at least the heat detection element from the first impedance circuit; and forming a first CR circuit by connecting the capacitor to the first impedance circuit A second switching means for connecting the capacitor to the second impedance step to form a second CR circuit, and monitoring a voltage between both ends of the capacitor. Voltage monitoring means, time measurement means for measuring a time until the voltage monitoring means detects a certain value, the first CR First time related to the time constant of the road,
Control means for obtaining a ratio of the second CR circuit to a second time related to a time constant of the CR circuit, wherein the temperature can be obtained from the ratio. Is done.

これにより、環境温度を時定数に関係した値の比でも
って測定するようにしているので、最初からディジタル
量でもって測定が可能であり、全環境温度を送信する場
合でもA/D変換用IC等を不要とし、時定数に関係した値
同士の比の商には、抵抗値の項だけしか含まれないの
で、他の部品のバラツキ等の影響を受けることなく、安
定した環境温度が得られ、さらに、制御手段は、決めら
れたシーケンスに従って、第1及び第2のスイッチング
手段や時間計測手段を制御するので、当該熱検出回路を
低い消費電流で動作させるのを可能とする。従って例え
ば火災感知器の熱検出回路として有効である。
As a result, the ambient temperature is measured with the ratio of the values related to the time constant, so it is possible to measure with a digital quantity from the beginning, and the A / D conversion IC can be used even when the entire environmental temperature is transmitted. Is unnecessary, and the quotient of the ratio between the values related to the time constant includes only the resistance value term, so that a stable environmental temperature can be obtained without being affected by the variation of other parts. Further, since the control means controls the first and second switching means and the time measuring means according to the determined sequence, the heat detection circuit can be operated with low current consumption. Therefore, it is effective, for example, as a heat detection circuit of a fire detector.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。Example An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、環境温度を表わすCR回路の時定数に関する
値を、インピーダンス回路を介してコンデンサを充電す
る際に求めるようにした熱感知器の場合の実施例を示す
もので、第2図は、同じく環境温度を表わすCR回路の時
定数に関する値を、インピーダンス回路を介してコンデ
ンサを放電する際に求めるようにした熱感知器の場合の
実施例を示すものである。第1図及び第2図において、
同等部分には同じ参照数字が付されて示されている。
FIG. 1 shows an embodiment in the case of a heat detector in which a value relating to a time constant of a CR circuit representing an environmental temperature is obtained when a capacitor is charged via an impedance circuit. 9 shows an embodiment in the case of a heat sensor in which a value relating to a time constant of a CR circuit representing an environmental temperature is obtained when a capacitor is discharged via an impedance circuit. In FIG. 1 and FIG.
Equivalent parts are indicated with the same reference numerals.

第1図及び第2図において、1は制御手段すなわちMP
Uであり、演算部1a、リード・オンリ・メモリ(ROM)1
b、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)1c、インターフ
ェース(I/F)1d、及びカウンタ1eを含んで示されてい
る。2は熱検出素子、3及び4は抵抗であり、熱検出素
子2は本実施例ではサーミスタとしている。サーミスタ
2並びに抵抗3及び4は一緒になって第1のインピーダ
ンス回路を構成しており、また、抵抗3だけで第2のイ
ンピーダンス回路を構成している。第2のインピーダン
ス回路は、第1のインピーダンス回路内のサーミスタ2
及び抵抗4が短絡された構成であり、第1のインピーダ
ンス回路の一部として含まれている。5はコンデンサ、
6はコンパレータ、7及び8は抵抗であり、コンパレー
タ6並びに抵抗7及び8は一緒になって電圧監視手段を
構成している。SW1、SW2、SW3及びSW4は、それぞれ第
1、第2、第3及び第4のスイッチング手段もしくはス
イッチ、9は、カウンタ1eにクロック・パルスを発生す
るクロック発生回路、そしてEは電源である。
1 and 2, reference numeral 1 denotes a control means, that is, MP.
U, arithmetic unit 1a, read only memory (ROM) 1
b, a random access memory (RAM) 1c, an interface (I / F) 1d, and a counter 1e. 2 is a heat detecting element, 3 and 4 are resistors, and the heat detecting element 2 is a thermistor in this embodiment. The thermistor 2 and the resistors 3 and 4 together form a first impedance circuit, and the resistor 3 alone forms a second impedance circuit. The second impedance circuit is a thermistor 2 in the first impedance circuit.
And the resistor 4 are short-circuited, and are included as a part of the first impedance circuit. 5 is a capacitor,
6 is a comparator, 7 and 8 are resistors, and the comparator 6 and the resistors 7 and 8 together constitute voltage monitoring means. SW 1 , SW 2 , SW 3 and SW 4 are first, second, third and fourth switching means or switches, respectively, 9 is a clock generating circuit for generating a clock pulse to the counter 1 e, and E is Power supply.

以下、主として第1図の動作について、第3A図及び第
3B図のフローチャートを用いて説明するが、第2図の動
作もコンデンサに対する充電動作と放電動作が逆になっ
ているだけであり、時定数を求める動作については実質
的に同じなので、以下の説明では、第2図の動作で第1
図と相異する部分はカッコ書きで示す。
Hereinafter, mainly the operation of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 3A and FIG.
The operation of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3B, except that the charging operation and the discharging operation of the capacitor are only reversed, and the operation of obtaining the time constant is substantially the same. Then, in the operation of FIG.
Parts that differ from the figures are shown in parentheses.

MPU1の演算部1aはROM1bに内蔵されたプログラムに従
い処理を行う。初めに演算部1aはインタフェース部1dを
介して電源Eとコンデンサ5間に接続された(第2図の
場合はコンデンサ5と接地間に接続された)スイッチSW
4をオンして(ステップ302)、該コンデンサ5を充電す
る(第2図の場合は放電する)。電圧の監視、または所
定時間経過により所定の電圧までコンデンサ5の充電
(第2図の場合は放電)が完了すると(ステップ303の
Y)、演算部1aはSW4をオフし(ステップ304)、それと
同時にSW1、SW3をオンする(ステップ305)。SW1がオン
されると、コンデンサ5に充電された電荷は(第2図の
場合は放電されたコンデンサ5は)、第1のインピーダ
ンス回路すなわちサーミスタ2、抵抗3、抵抗4を介し
て放電(第2図の場合は充電)を開始する。ここで抵抗
4は温度に対して非直線的に変化するサーミスタ2の抵
抗値を抵抗3と共に補正する効果を有するものである
が、この抵抗4は必ずしも必要とされるものではない。
The arithmetic unit 1a of the MPU 1 performs processing according to a program stored in the ROM 1b. First, the operation unit 1a is connected between the power source E and the capacitor 5 via the interface unit 1d (in FIG. 2, connected between the capacitor 5 and the ground).
4 is turned on (step 302), and the capacitor 5 is charged (discharged in the case of FIG. 2). When the monitoring of the voltage or the charging (discharging in the case of FIG. 2) of the capacitor 5 to the predetermined voltage is completed after the lapse of the predetermined time (Y in step 303), the arithmetic unit 1a turns off the SW 4 (step 304), At the same time, SW 1 and SW 3 are turned on (step 305). When SW 1 is turned on, the charge stored in the capacitor 5 (the capacitor 5 is discharged in the case of FIG. 2), a first impedance circuit or thermistor 2, resistor 3, through the resistor 4 discharge ( In the case of FIG. 2, charging is started. Here, the resistor 4 has an effect of correcting the resistance value of the thermistor 2 that changes nonlinearly with temperature together with the resistor 3, but the resistor 4 is not always required.

コンデンサ5の一端はコンパレータ6の入力端子に接
続されており、コンパレータ6の別の入力端子にはSW3
がオンされたことにより抵抗7、抵抗8とで分圧された
電源が基準電圧として印加されている。同時に演算部1a
はクロック発生回路9のクロック出力を計測するカウン
タ1eの初期化を行う(ステップ306)。放電開始(第2
図の場合は充電開始)と共にコンデンサ5の両端電圧は
コンデンサ5の容量とサーミスタ2、抵抗3、抵抗4の
合成抵抗値とで決定される時定数に従い徐々に低下する
(第2図の場合は上昇する)。同時にカウンタ1eは放電
開始時(第2図の場合は充電開始時)からの経過時間を
クロック発生回路9からの入力クロック数をカウントす
る事で計測する。演算部1aは放電開始(第2図の場合は
充電開始)と共にコンパレータ6の出力状態をインタフ
ェース部1dを介して監視している。所定時間経過後コン
デンサ5の両端電圧は基準電圧まで低下し(第2図の場
合は上昇し)、その結果、コンパレータ6の出力は“H"
→“L"レベルまたは“L"→“H"レベルに反転する(ステ
ップ307のY)。演算部1aはコンパレータ6の出力の上
記状態変化を検出したと同時にクロック発生回路9から
の入力クロック数をカウントしていたカウンタ1eのカウ
ント値nをRAM1c内に格納すると共に(ステップ308)、
スイッチSW1、SW3をオフする(ステップ309)。上記ス
イッチSW3の制御は、基準電圧の不必要時にはSW3をオフ
する事で抵抗7、8による電流消費量を低減する効果を
有する。
One end of the capacitor 5 is connected to the input terminal of the comparator 6, and another input terminal of the comparator 6 is connected to SW 3
Is turned on, a power supply divided by the resistors 7 and 8 is applied as a reference voltage. Operation unit 1a at the same time
Initializes the counter 1e for measuring the clock output of the clock generation circuit 9 (step 306). Discharge start (second
With the start of charging in the figure, the voltage across the capacitor 5 gradually decreases according to a time constant determined by the capacitance of the capacitor 5 and the combined resistance value of the thermistor 2, the resistor 3, and the resistor 4 (in the case of FIG. 2, To rise). At the same time, the counter 1e measures the elapsed time from the start of discharging (in the case of FIG. 2, the start of charging) by counting the number of input clocks from the clock generation circuit 9. The arithmetic unit 1a monitors the output state of the comparator 6 via the interface unit 1d together with the start of discharge (start of charging in the case of FIG. 2). After a lapse of a predetermined time, the voltage across the capacitor 5 decreases to the reference voltage (increases in FIG. 2), and as a result, the output of the comparator 6 becomes “H”.
→ "L" level or "L" → Invert to "H" level (Y in step 307). The arithmetic unit 1a stores the count value n of the counter 1e, which has counted the number of input clocks from the clock generation circuit 9 at the same time as detecting the above state change of the output of the comparator 6, in the RAM 1c (step 308).
The switches SW 1 and SW 3 are turned off (step 309). Control of the switch SW 3, the unnecessary when the reference voltage has the effect of reducing the current consumption by the resistor 7 and 8 by turning off the SW 3.

以上のようにしてカウント値nが得られれば、この値
nから環境温度を知ることができる。これを式を用いて
以下に説明する。
If the count value n is obtained as described above, the environmental temperature can be known from this value n. This will be described below using equations.

電源電圧値:E、 コンデンサ容量値:C、 クロック周波数:f、 基準電圧値:Vr、 抵抗3の抵抗値:R3、 抵抗4の抵抗値:R4、 サーミスタ抵抗値:TH、 サーミスタ、抵抗3、抵抗4の合成抵抗値Zを介す
るコンデンサの放電時(充電時)のカウンタ1eのカウン
ト値:n、 とすれば、サーミスタ2と抵抗3,抵抗4との合成抵抗値
Zは、 Z=R3+R4×TH/(R4+TH) ・・・(式1) となり、該抵抗値Zを介するコンデンサ5の基準電圧Vr
までの放電時間(充電時間)をt1とすると、 Vr=E×exp(−t1/C/Z) ∴ t1=−C×Z×ln(Vr/E)=n×1/f ∴ n=−f×C×Z×ln(Vr/E) ・・・(式2) となる。(第2図の場合は、 Vr=E×[1−exp(−t1/C/Z)] ∴ t1=−C×Z×ln(1−Vr/E)=n×1/f ∴ n=−f×C×Z×ln(1−Vr/E) ・・・(式2′) となる。)この(式2)から分かるようにf、C、Vr、
Eの値は定数であり、カウント値nは、温度によって変
化するサーミスタの抵抗値THの関数であるZに比例す
るので、このカウント値nから環境温度を知ることが可
能である。この値nは時間の関数であり、クロック・パ
ルスのカウント値であるので、環境温度を表わす値を、
最初からディジタル値で計測しており、従って、測定値
を遠隔伝送する場合でもアナログ量をディジタル量に変
換するためのA/D変換器等は不必要である。
Power supply voltage value: E, Capacitor capacitance value: C, Clock frequency: f, Reference voltage value: Vr, Resistance value of resistance 3: R3, Resistance value of resistance 4: R4, Thermistor resistance value: TH, Thermistor, Resistance 3, If the count value of the counter 1e at the time of discharging (charging) the capacitor via the combined resistance value Z of the resistor 4 is n, then the combined resistance value Z of the thermistor 2, the resistor 3, and the resistor 4 is as follows: Z = R3 + R4 × TH / (R4 + TH) (Equation 1), and the reference voltage Vr of the capacitor 5 via the resistance value Z
Assuming that the discharge time (charge time) until is t1, Vr = E × exp (−t1 / C / Z)) t1 = −C × Z × ln (Vr / E) = n × 1 / f∴n = − f × C × Z × ln (Vr / E) (Equation 2) (In the case of FIG. 2, Vr = E × [1-exp (−t1 / C / Z)] ∴t1 = −C × Z × ln (1-Vr / E) = n × 1 / f∴n = −f × C × Z × ln (1−Vr / E) (Equation 2 ′)) As can be seen from (Equation 2), f, C, Vr,
Since the value of E is a constant, and the count value n is proportional to Z which is a function of the resistance value TH of the thermistor which changes with temperature, it is possible to know the environmental temperature from the count value n. Since this value n is a function of time and the count value of the clock pulse, the value representing the ambient temperature is
Since digital values are measured from the beginning, an A / D converter or the like for converting analog quantities into digital quantities is unnecessary even when the measured values are transmitted remotely.

しかしながら、上記(式2)には定数f、C、Vr、E
が含まれていてカウント値nはこれら定数に依存してい
るが、これら定数は環境変化や電源電圧変化、さらには
経年変化等を受けるため、安定した数値を得るために
は、これら定数に依存しない値を用いるようにすれば一
層好ましい。
However, the constants f, C, Vr, E
And the count value n depends on these constants. However, these constants are subject to environmental changes, power supply voltage changes, and aging changes. It is more preferable to use a value that does not.

従って、本発明の好適な実施例ではさらに、次に示す
処理が行われる。
Therefore, in the preferred embodiment of the present invention, the following processing is further performed.

すなわち、前述と同様、演算部1aはインタフェース部
1dを介してスイッチSW4をオンして(ステップ310)コン
デンサ5を充電する(第2図では放電する)。コンデン
サ5の充電後(第2図では放電後)(ステップ311の
Y)、演算部1aはSW4をオフし(ステップ312)、同時に
SW2、SW3をオンする(ステップ313)。SW2がオンされる
とコンデンサ5に充電された電荷は(第2図では放電さ
れたコンデンサは)、抵抗3を介して放電(第2図では
充電)を開始する。
That is, as described above, the operation unit 1a is
By turning on the switch SW 4 via 1d (step 310) to charge the capacitor 5 (in FIG. 2 for discharge). After charging the capacitor 5 (after discharging in FIG. 2) (Y in step 311), the arithmetic unit 1a turns off SW 4 (step 312), and at the same time,
Turns on the SW 2, SW 3 (step 313). When SW 2 is turned on, the electric charge charged in the capacitor 5 (the discharged capacitor in FIG. 2) starts discharging (charging in FIG. 2) via the resistor 3.

コンパレータ6の入力端子にはコンデンサ5の電圧と
SW3がオンされたことによる基準電圧が印加される。同
時に、演算部1aはクロック発生回路9のクロック出力を
計測するカウンタ1eの初期化を行う(ステップ314)。
放電開始と共に(第2図では充電開始と共に)コンデン
サ5の両端電圧は、コンデンサ5の容量と抵抗3の合成
抵抗値とで決定される時定数に従い徐々に低下する(第
2図では上昇する)。同時にカウンタ1eは放電開始時
(第2図では放電開始時)からの経過時間をクロック発
生回路9からの入力クロック数をカウントすることで計
測する。演算部1aは放電開始と共に(第2図では充電開
始と共に)コンパレータ6の出力状態をインタフェース
部1dを介して監視している。所定時間経過後コンデンサ
5の両端電圧は基準電圧まで低下し(第2図では上昇
し)、その結果、コンパレータ6の出力は“H"→“L"レ
ベルまたは“L"→“H"レベルに反転する(ステップ315
のY)。演算部1aはコンパレータ6の出力の上記状態変
化を検出したと同時に、クロック発生回路9からの入力
クロック数をカウントしていたカウンタ1eのカウント値
mをRAM1c内に格納すると共に(ステップ316)、スイッ
チSW2、SW3をオフする(ステップ317)。
The input terminal of the comparator 6 receives the voltage of the capacitor 5
Reference voltage due to SW 3 is turned on is applied. At the same time, the operation unit 1a initializes a counter 1e that measures the clock output of the clock generation circuit 9 (step 314).
With the start of discharging (and with the start of charging in FIG. 2), the voltage across the capacitor 5 gradually decreases (increases in FIG. 2) according to a time constant determined by the capacitance of the capacitor 5 and the combined resistance value of the resistor 3. . At the same time, the counter 1e measures the elapsed time from the start of discharge (the start of discharge in FIG. 2) by counting the number of input clocks from the clock generation circuit 9. The arithmetic unit 1a monitors the output state of the comparator 6 via the interface unit 1d at the start of discharging (at the start of charging in FIG. 2). After a lapse of a predetermined time, the voltage across the capacitor 5 decreases to the reference voltage (increases in FIG. 2). As a result, the output of the comparator 6 changes from “H” to “L” level or from “L” to “H” level. Reverse (step 315
Y). The arithmetic unit 1a stores the count value m of the counter 1e, which has counted the number of input clocks from the clock generation circuit 9, in the RAM 1c at the same time as detecting the state change of the output of the comparator 6 (step 316). The switches SW 2 and SW 3 are turned off (step 317).

次に演算部1aは、今計測した抵抗3を介する放電時
(第2図では充電時)のカウンタ1eのカウント値mと、
前回計測した合成抵抗値Zを介する放電時(第2図では
充電時)のカウンタ1eのカウント値nとの除算処理を行
う(ステップ318)。そしてこの除算結果を、図示しな
い火災受信機等へ信号線を介して送信し(ステップ31
9)、例えば火災判断を行う。なお、除算結果に基づく
火災判断を火災受信機等へ送ってもよい。
Next, the arithmetic unit 1a calculates the count value m of the counter 1e at the time of discharging (charging in FIG. 2) via the resistor 3 which has just been measured,
A dividing process is performed on the count value n of the counter 1e at the time of discharging (charging in FIG. 2) via the previously measured combined resistance value Z (step 318). Then, the result of the division is transmitted to a fire receiver (not shown) via a signal line (step 31).
9) For example, make a fire decision. Note that a fire judgment based on the division result may be sent to a fire receiver or the like.

この除算処理により得られるn/mの値から環境温度を
得ることができ、このようにして得られた環境温度の値
には、コンデンサの容量誤差、クロック発生回路9のク
ロック周波数のバラツキ、抵抗7、8の部品バラツキに
よる基準電圧誤差、及び電源電圧Eの変動等による検出
温度値の誤差に起因する要素は含まれない。これを式を
用いて以下に説明する。
The environmental temperature can be obtained from the value of n / m obtained by the division process. The environmental temperature value obtained in this manner includes a capacitance error of the capacitor, a variation in the clock frequency of the clock generation circuit 9, Reference voltage errors due to component variations in 7 and 8 and elements due to errors in detected temperature values due to fluctuations in the power supply voltage E are not included. This will be described below using equations.

抵抗3を介する放電時(充電時)のカウンタ1eのカウ
ント値:m、 コンデンサ5が抵抗3を介して基準電圧に達するまで
の放電(充電)時間:t0、 とすると、 Vr=E×exp(−t0/C/R3) ∴ t0=−C×R3×ln(Vr/E)=m×1/f ∴ m=−f×C×R3×ln(Vr/E) ・・・(式3) となる。(第2図の場合は、 Vr=E×[1−exp(−t0/C/R/3)] ∴ t0=−C×R3×ln(1−Vr/E)=m×1/f ∴ m=−f×C×R3×ln(1−Vr/E) ・・・(式3′) となる。前述したように合成抵抗値Zを介するコンデン
サ5の基準電圧までのカウント値nは、 n=−f×C×Z×ln(Vr/E) ・・・(式2) であるので、(第2図では、 n=−f×C×Z×ln(1−Vr/E)・・・(式2′) であるので、)除算処理を行うと、 n/m=Z/R3 =1+R4×TH/R3(R4+TH) ・・・(式4) となり、抵抗値R3、R4以外のバラツキ要因を全て除くこ
とができる。抵抗は一般的に安価であり高精度の抵抗を
使用しても部品価格の上昇は最小限度に抑制することが
可能である。なお、上記除算処理において分母と分子を
逆にしても同様の効果を持つことは当然である。
Assuming that the count value of the counter 1e at the time of discharging (charging) via the resistor 3 is m, and the discharging (charging) time until the capacitor 5 reaches the reference voltage via the resistor 3 is t0, Vr = E × exp ( −t0 / C / R3) ∴ t0 = −C × R3 × ln (Vr / E) = m × 1 / f∴m = −f × C × R3 × ln (Vr / E) (Equation 3) Becomes (In the case of FIG. 2, Vr = E × [1−exp (−t0 / C / R / 3))} t0 = −C × R3 × ln (1−Vr / E) = m × 1 / f m = -f * C * R3 * ln (1-Vr / E) (Equation 3 ') As described above, the count value n up to the reference voltage of the capacitor 5 via the combined resistance value Z is: n = −f × C × Z × ln (Vr / E) (Equation 2) Therefore, (in FIG. 2, n = −f × C × Z × ln (1−Vr / E) · ··· (Equation 2 ′) When the division processing is performed, n / m = Z / R3 = 1 + R4 × TH / R3 (R4 + TH) (Equation 4) The resistance is generally inexpensive, and even if a high-precision resistor is used, it is possible to minimize the increase in component price. Naturally, the same effect can be obtained even if the molecule is reversed.

上記実施例では抵抗3をサーミスタTHと直列にまた
抵抗4を並列に接続し、カウント計測値のバラツキ補正
とサーミスタの非直線性補正を同時に行うようにした場
合について示しているが、サーミスタの非直線性補正を
必要としない場合には、第4図のように構成することが
できる。この場合の除算結果は次式となる。
In the above embodiment, the case where the resistor 3 is connected in series with the thermistor TH and the resistor 4 is connected in parallel to perform the variation correction of the count measurement value and the nonlinearity correction of the thermistor at the same time is shown. When the linearity correction is not required, it can be configured as shown in FIG. The division result in this case is as follows.

n/m=TH/R3 ・・・(式5) 時定数に関係した値をコンデンサへの充電時に求めて
環境温度を知るようにした第2図において、サーミスタ
の非直線補正を必要としない場合の構成は、第5図に示
されており、除算結果も同様に(式5)で表わされ得
る。
n / m = TH / R3 (Equation 5) In FIG. 2 in which a value related to the time constant is obtained at the time of charging the capacitor and the environmental temperature is known, the case where nonlinear correction of the thermistor is not required Is shown in FIG. 5, and the result of the division can be similarly expressed by (Equation 5).

なお、第1図、第2図、第4図、及び第5図におい
て、スイッチSW4を、第1図及び第2図の場合には、合
成抵抗値Zに対し充分に高い抵抗値を有する抵抗、第4
図及び第5図の場合には、サーミスタ2及び抵抗3に対
して充分に高い抵抗値を有する抵抗、に置き換えるよう
にすることができる。この場合、MPUすなわち制御手段
1は、環境温度の計測を開始する前にコンデンサの初期
状態、すなわち第1図の場合は充電状態、第2図の場合
は放電状態が完全に創成されるための充分な時間を取る
こととなる。
Incidentally, a first view, FIG. 2, FIG. 4, and in Figure 5, the switch SW 4, in the case of FIGS. 1 and 2 is a sufficiently high resistance to the combined resistance value Z Resistance, fourth
In the case of FIG. 5 and FIG. 5, it is possible to replace the thermistor 2 and the resistor 3 with a resistor having a sufficiently high resistance value. In this case, the MPU, that is, the control means 1 needs to set the initial state of the capacitor before starting the measurement of the environmental temperature, that is, the charging state in the case of FIG. 1 and the discharging state in the case of FIG. You will have enough time.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、環境温度を時定数に
関係した値、すなわち時間の関数に置き換えて測定する
ようにしているので、最初からディジタル量でもって測
定が可能であり、その測定値を他場所に送信する場合で
もディジタル量に変換するためのA/D変換用IC等を別途
に設ける必要性を無くしていると共に、時定数に関係し
た値同士の比を取るようにしているので、他の部品のバ
ラツキ等の影響を受けることなく安定した環境温度が得
られるという効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the measurement is performed by replacing the environmental temperature with a value related to the time constant, that is, a function of time, the measurement can be performed with a digital quantity from the beginning. This eliminates the need for a separate A / D conversion IC to convert the measured value to a digital value even when transmitting the measured value to another location, and reduces the ratio between the values related to the time constant. As a result, there is an effect that a stable environmental temperature can be obtained without being affected by variations of other components.

また、第1のインピーダンス回路の一部からなり且つ
前記第1のインピーダンス回路から少なくとも前記熱検
出素子を外して構成される第2のインピーダンス回路に
対して前記コンデンサを接続して第2のCR回路を構成
し、第2のインピーダンス回路のインピーダンス(抵
抗)を基準抵抗として用いることにより、該第2のCR回
路の時定数に関係した第2の値を求めるようにしたの
で、ムダな回路部品を不要としてコストダウンが実現す
るという効果がある。
A second CR circuit is provided by connecting the capacitor to a second impedance circuit which is part of a first impedance circuit and is configured by removing at least the heat detecting element from the first impedance circuit. And the second value related to the time constant of the second CR circuit is obtained by using the impedance (resistance) of the second impedance circuit as a reference resistance. There is an effect that cost reduction is realized as unnecessary.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の一実施例による熱検出回路を示す回
路図であり、環境温度測定用の時定数に関係した値をコ
ンデンサの充電の際に求めるようにした場合を示す。 第2図は、本発明の他の実施例による熱検出回路を示す
回路図であり、環境温度測定用の時定数に関係した値を
コンデンサの放電の際に求めるようにした場合を示す。 第3A図及び第3B図は、第1図及び第2図の動作を説明す
るためのフローチャート、第4図及び第5図は、本発明
のさらに他の実施例を示す図である。 図において、1はMPU(制御手段)、2はサーミスタ
(熱検出素子)、3、4は抵抗、5はコンデンサ、6は
コンパレータ(電圧監視手段)、9はクロック発生回路
(時間計測手段)、SW1、SW2、SW3、SW4はそれぞれ第
1、第2、第3、第4のスイッチ手段、Eは電源、であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a heat detection circuit according to an embodiment of the present invention, and shows a case where a value related to a time constant for measuring an environmental temperature is obtained when charging a capacitor. FIG. 2 is a circuit diagram showing a heat detecting circuit according to another embodiment of the present invention, and shows a case where a value related to a time constant for measuring an environmental temperature is obtained when discharging a capacitor. FIGS. 3A and 3B are flowcharts for explaining the operation of FIGS. 1 and 2, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing still another embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an MPU (control means), 2 is a thermistor (heat detecting element), 3 and 4 are resistors, 5 is a capacitor, 6 is a comparator (voltage monitoring means), 9 is a clock generation circuit (time measuring means), SW 1, SW 2, SW 3, SW 4 are first, second, third, fourth switching means, E is a power supply.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】温度により抵抗値が変化する熱検出素子を
用いた熱検出方法において、 少なくとも前記熱検出素子を含む第1のインピーダンス
回路に対してコンデンサを接続して第1のCR回路を構成
し、該第1のCR回路の時定数に関係した第1の値を求
め、 前記第1のインピーダンス回路の一部からなり且つ前記
第1のインピーダンス回路から少なくとも前記熱検出素
子を外して構成される第2のインピーダンス回路に対し
て前記コンデンサを接続して第2のCR回路を構成し、該
第2のCR回路の時定数に関係した第2の値を求め、 前記第1及び第2の値の比を求め、この比から前記温度
を知るようにした熱検出方法。
1. A heat detecting method using a heat detecting element whose resistance value changes with temperature, wherein a capacitor is connected to at least a first impedance circuit including the heat detecting element to form a first CR circuit. Determining a first value related to a time constant of the first CR circuit, comprising a part of the first impedance circuit and removing at least the heat detecting element from the first impedance circuit; A second CR circuit is formed by connecting the capacitor to a second impedance circuit, and a second value related to a time constant of the second CR circuit is obtained. A heat detection method in which a ratio of values is obtained, and the temperature is known from the ratio.
【請求項2】前記第1の値は、最初に、前記コンデンサ
を電源電圧でもって充電し、次に、該コンデンサを前記
第1のインピーダンス回路を介して放電させて該コンデ
ンサの両端間電圧が第1の所定の電圧値まで減少するま
での時間を計測することにより得られるようにし、前記
第2の値は同様に、最初に、前記コンデンサを電源電圧
でもって充電し、次に、該コンデンサを前記第2のイン
ピーダンス回路を介して放電させて該コンデンサの両端
間電圧が前記第1の所定の電圧値まで減少するまでの時
間を計測することにより得られるようにした特許請求の
範囲第1項記載の熱検出方法。
2. The method according to claim 1, wherein the first value is obtained by first charging the capacitor with a power supply voltage, and then discharging the capacitor through the first impedance circuit so that the voltage across the capacitor is reduced. The second value is likewise obtained by measuring the time to decrease to a first predetermined voltage value, the second value also charging the capacitor first with the power supply voltage, and then Is discharged through the second impedance circuit to measure the time required for the voltage across the capacitor to decrease to the first predetermined voltage value. The heat detection method described in the item.
【請求項3】前記第1の値は、最初に、前記コンデンサ
を放電し、次に、前記コンデンサを前記第1のインピー
ダンス回路を介して充電させて該コンデンサの両端間電
圧が第2の所定電圧に達するまでの時間を計測すること
により得られるようにし、前記第2の値は同様に、最初
に、前記コンデンサを放電し、次に、前記コンデンサを
前記第2のインピーダンス回路を介して充電させて該コ
ンデンサの両端間電圧が前記第2の所定電圧に達するま
での時間を計測することにより得られるようにした特許
請求の範囲第1項記載の熱検出方法。
3. The method of claim 1, wherein the first value discharges the capacitor first, and then charges the capacitor via the first impedance circuit so that the voltage across the capacitor becomes a second predetermined value. The second value is likewise obtained by measuring the time to reach a voltage, the second value being likewise firstly discharging the capacitor and then charging the capacitor via the second impedance circuit. 2. A heat detecting method according to claim 1, wherein said heat detecting method is obtained by measuring a time until a voltage between both ends of said capacitor reaches said second predetermined voltage.
【請求項4】温度により抵抗値が変化する熱検出素子を
用いた熱検出回路において、 コンデンサと、 少なくとも前記熱検出素子を含む第1のインピーダンス
回路と、 前記第1のインピーダンス回路の一部からなり且つ前記
第1のインピーダンス回路から少なくとも前記熱検出素
子を外して構成される第2のインピーダンス回路と、 前記コンデンサを前記第1のインピーダンス回路に接続
して第1のCR回路を構成するための第1のスイッチング
手段と、 前記コンデンサを前記第2のインピーダンス回踏に接続
して第2のCR回路を構成するための第2のスイッチング
手段と、 前記コンデンサの両端間電圧を監視する電圧監視手段
と、 前記電圧監視手段がある一定値を検出するまでの時間を
計測する時間計測手段と、 前記第1のCR回路の時定数に関係した第1の時間と、前
記2のCR回路の時定数に関係した第2の時間との比を求
める制御手段と、 を備え、前記比から前記温度を得ることができるように
したことを特徴とする熱検出回路。
4. A heat detection circuit using a heat detection element whose resistance value changes with temperature, comprising: a capacitor; a first impedance circuit including at least the heat detection element; and a part of the first impedance circuit. A second impedance circuit configured by removing at least the heat detecting element from the first impedance circuit; and a capacitor configured to connect the capacitor to the first impedance circuit to form a first CR circuit. First switching means, second switching means for connecting the capacitor to the second impedance circuit to form a second CR circuit, and voltage monitoring means for monitoring a voltage across the capacitor. Time measuring means for measuring a time until the voltage monitoring means detects a certain value; and a time constant of the first CR circuit. Control means for determining a ratio between a first time related to the second time and a second time related to the time constant of the second CR circuit, wherein the temperature can be obtained from the ratio. Characterized heat detection circuit.
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