JP2756228B2 - 温度判定装置 - Google Patents

温度判定装置

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JP2756228B2
JP2756228B2 JP30277293A JP30277293A JP2756228B2 JP 2756228 B2 JP2756228 B2 JP 2756228B2 JP 30277293 A JP30277293 A JP 30277293A JP 30277293 A JP30277293 A JP 30277293A JP 2756228 B2 JP2756228 B2 JP 2756228B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度判定装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】温度検出範囲の切り換えを行うこの種の
温度判定装置には、特開平5−113373号に示され
たものがある。この従来例は、温度検出範囲の切り換え
を温度−抵抗特性を持つサーミスタからなる温度センサ
に直列に接続する直列抵抗値の切り換えで行うもので、
図4に示す構成からなる。
【0003】この従来例ではマイクロコンピュータ2の
出力端子O1 からの制御信号により半導体スイッチ
1 ,S3 をオンして抵抗R11を温度センサ1に直列接
続する場合と、マイクロコンピュータ2の出力端子O2
から出力される制御信号により半導体スイッチS2 ,S
4 をオンして抵抗R12を温度センサ1に直列接続する場
合とに切り換えるようになっている。またマイクロコン
ピュータ2は温度センサ1の両端電圧VTHをA/D変換
してその変換値より検出温度を判定するようになってお
り、内蔵A/D変換回路は基準電圧Vref を温度センサ
1と抵抗R11の直列回路の両端電圧又は温度センサ1と
抵抗R12の直列回路の両端電圧を半導体スイッチS3
はS4 をオンオフすることにより得ている。従って半導
体スイッチS 1 ,S2 のオン抵抗のばらつきがあって
も、内蔵A/D変換回路は基準電圧VRE F を半導体スイ
ッチS1 ,S2 を介して得ているため、変換値のばらつ
きを補正できるようになっている。
【0004】しかし上記内蔵A/D変換回路は、図5に
示すような構成を持つため、A/D変換回路内のコンパ
レータCPの非反転入力端に入力される実際の基準電圧
Vref は半導体スイッチS3 、S4 と、A/D変換回路
内の基準電圧発生抵抗群Rとで抵抗R11又はR12と温度
センサ1との直列回路の両端電圧を分圧した電圧となる
ため、正確に抵抗R11又はR12と温度センサ1との直列
回路の両端電圧を基準電圧Vref として用いることがで
きず、正確なA/D変換ができないという問題があっ
た。
【0005】そこで図6に示すようにマイクロコンピュ
ータ2の基準電圧端子VREF と、半導体スイッチS3
4 との間に演算増幅器OP3を挿入して、電圧降下を
防ぐようにしたものが提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記の温度判
定装置は、加熱調理器等の制御に用いられるものであ
り、通常このような加熱調理器は商用電源を電源として
用いるので、図6の従来例のように演算増幅器OPを使
用する場合演算増幅器OPに動作電圧の高いもの(3.
0Vを越えるもの)が使用でき、特に問題とならなかっ
たが、電源を乾電池として場合、動作電圧の高い演算増
幅器を使用した場合には、余分にDC−DCコンバータ
等の昇圧装置を必要とし、コストアップになってしまう
という問題があった。
【0007】また切換に使用する半導体スイッチも温度
センサ1つに対して4つ(基準電圧Vref 入力用の半導
体スイッチを1つとした場合には3つ)必要となりコス
トアップになってしまうという問題があった。本発明
は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目的と
するところは、温度検出範囲の切り換えに用いる半導体
スイッチのオン抵抗のばらつきを無視でき、しかも演算
増幅器等のバッファ回路を必要とせず、低電圧動作が可
能で、使用半導体スイッチも直列抵抗の切り換えのみで
良い温度判定装置を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、直流電源の一極に、一端を接続した
半導体スイッチと直列抵抗との直列回路を複数並列に接
続して上記直列抵抗同士の接続点と上記直流電源の他極
との間に温度−抵抗特性を持つ温度センサを接続し、上
記温度センサの両端電圧をA/D変換する第1のA/D
変換手段と、上記直列抵抗と上記温度センサとの直列
回路の両端電圧をA/D変換する第2のA/D変換手段
と、各A/D変換手段に直接取り込まれて基準電圧とな
る上記直流電源の直流電圧を第2のA/D変換手段の変
換値で除算し、その除算値に第1のA/D変換手段の変
換値を乗じて第1のA/D変換手段の変換値を補正する
補正手段と、この補正手段で得た補正値に基づいて温度
センサの検出温度を判定する判定手段とを備えたもので
ある。
【0009】
【作用】本発明の上記構成によれば、温度センサの検出
温度に応じて直列抵抗を温度センサに切換接続するた
め、低い温度から高い温度まで、判定可能な温度センサ
の両端電圧が得られ、そのため温度センサの短絡、断線
検出もA/D変換手段の変換出力で行なえる。
【0010】また半導体スイッチのオン抵抗値に応じて
第1のA/D変換手段の変換値を補正手段により補正す
ることができるから、半導体スイッチのオン抵抗値のば
らつきによる影響がなくなり、そのため回路間での温度
判定誤差が無くなって安定した性能の回路を製作できる
という効果があり、更に半導体スイッチを介してA/D
変換手段へ基準電圧を取り込まないため、半導体スイッ
チの素子数を減らすことができ、また基準電圧を取り込
む際に半導体スイッチによる降圧を考慮する必要がない
から演算増幅器等が不要となり、その結果低電圧の乾電
池をそのまま直流電源として使用することが可能とな
る。
【0011】更に温度センサに接続する直列抵抗の切り
換えに半導体スイッチを用いるので機械的スイッチを用
いる場合に比べて、基板の実装面積を小さくすることが
でき、且つコストダウンも図れる。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。図1は
本実施例の回路を示しており、本実施例回路ではマイク
ロコンピュータ2として複数のA/D変換回路を内蔵し
たものを用い、これらA/D変換回路の基準電圧Vref
として直流電源電圧VCCをそのまま使用するため直流電
源を基準電圧端子VREF に接続してある。
【0013】また温度検出範囲を切り換えるための半導
体スイッチS1 と抵抗R11との接続点にはマイクロコン
ピュータ2の内蔵A/D変換回路の入力端子IAD1 を、
また半導体スイッチS2 と抵抗R12との接続点にはマイ
クロコンピュータ2の別の内蔵A/D変換回路の入力端
子IAD2 を夫々接続し、抵抗R11と温度センサ1の直列
回路の両端電圧VS1 及び抵抗R12と温度センサ1の直
列回路の両端電圧VS2のA/D変換を行うようになって
いる。
【0014】温度センサ1と各抵抗R11,R12との接続
点はマイクロコンピュータ2の他の内蔵A/D変換回路
の入力端子IAD3 に接続してあり、従来と同様に温度セ
ンサ1の両端電圧VTHをA/D変換するようになってい
る。ここで抵抗R11の抵抗値は抵抗R12の抵抗値に比べ
て十分大きな値としている。
【0015】半導体スイッチS1 、S2 は従来例と同様
にマイクロコンピュータ2の出力端子O1 ,O2 からの
制御信号でオン/オフされる。而して抵抗R11を温度セ
ンサ1に直列接続する場合には、マイクロコンピュータ
2の出力端子O1 からの制御信号により半導体スイッチ
1 をオンし、また抵抗R12を温度センサ1に直列接続
する場合にはマイクロコンピュータ2の出力端子O2
らの制御信号により半導体スイッチS2 をオンする。
【0016】ここで半導体スイッチS1 がオンして抵抗
11と温度センサ1との直列回路に半導体スイッチS1
を介して直流電源電圧VCCが印加されている場合のマイ
クロコンピュータ2の温度判定の動作について説明す
る。この場合マイクロコンピュータ2は内蔵A/D変換
回路により抵抗R11と温度センサ1との直列回路の両端
電圧VS1の値と、温度センサ1の両端電圧VTHの値とを
夫々求めた後、下記の演算を行って両端電圧VTHの補正
値VTH' を求め、この補正値VTH' により、温度判定を
行う。
【0017】VTH’=(VCC/VS1)×VTH ここで、VCC=基準電圧Vref となるので、直流電源電
圧VCCをA/D変換した場合の結果は、A/D変換値の
最大値をとり、その結果直流電源電圧VCCはA/D変換
により求めなくても良い。また半導体スイッチS2 がオ
ンして抵抗R12と温度センサ1との直列回路に半導体ス
イッチS1 を介して直流電源電圧VCCが印加されている
場合、上述と同様にマイクロコンピュータ2は内蔵A/
D変換回路により抵抗R12と温度センサ1との直列回路
の両端電圧VS2の値と、温度センサ1の両端電圧VTH
値とを夫々求めた後、上記の演算を行って両端電圧VTH
の補正値VTH' を求め、この補正値VTH' により、温度
判定を行う。
【0018】つまりマイクロコンピュータ2は、A/D
変換手段以外に、予めセットされているプログラムによ
り上記の演算による補正動作を行う機能を持ち、この補
正機能により温度センサ1により検出される温度を正確
に判定することができるのである。図2は本実施例を加
熱調理装置の温度制御に用いた例を示しており、五徳3
上に載置されガスバーナ4により加熱される鍋6の底に
温度センサ1を当接し、この温度センサ1により鍋底温
度を検出するようになっている。
【0019】温度センサ1の両端電圧VTHは図1で示し
た本発明装置と同じ構成の温度判定装置5に取り込まれ
る。この取り込まれた電圧信号は温度判定装置5のマイ
クロコンピュータ2によりA/D変換されて検出温度が
判定されるわけであるが、加熱開始時には半導体スイッ
チS1 をオン状態にして、高抵抗値の抵抗R11を温度セ
ンサ1に直列接続し、温度検出範囲を図3のロに示す低
温度範囲とし、やがて温度センサ1の検出温度が上昇し
て両端電圧VTHが図3のA点よりも下がったことを検出
するとマイクロコンピュータ2は半導体スイッチS1
オフ状態にするとともに、半導体スイッチS2 をオン状
態にして温度センサ1に直列接続される抵抗を低抵抗値
の抵抗R12に切り換え、温度検出範囲を図3のイに示す
高温度範囲に設定する。
【0020】温度センサ1の検出温度が一定温度に達す
るとマイクロコンピュータ2は電磁弁や比例制御弁から
なるガス供給制御装置7を制御してガスバーナ4へのガ
ス供給を遮断或いは減少させて、ガスバーナ4を消火、
或いはガスバーナ4を小火にして過熱を防止する。この
消火或いは小火によって温度センサ1の検出温度が低下
して、両端電圧V THがB点より上がると、マイクロコン
ピュータ2は半導体スイッチS1 をオンするとともに、
半導体スイッチS2 をオフし、温度センサ1に接続され
る抵抗をR 12からR11に切り換え、温度検出範囲を元に
戻す。
【0021】尚図2中8は元栓である。
【0022】
【発明の効果】本発明は、直流電源の一極に、一端を接
続した半導体スイッチと直列抵抗との直列回路を複数並
列に接続して上記直列抵抗同士の接続点と上記直流電源
の他極との間に温度−抵抗特性を持つ温度センサを接続
し、上記温度センサの両端電圧をA/D変換する第1の
A/D変換手段と、上記直列抵抗と上記温度センサと
の直列回路の両端電圧をA/D変換する第2のA/D変
換手段と、各A/D変換手段に直接取り込まれて基準電
圧となる上記直流電源の直流電圧を第2のA/D変換手
段の変換値で除算し、その除算値に第1のA/D変換手
段の変換値を乗じて第1のA/D変換手段の変換値を補
正する補正手段と、この補正手段で得た補正値に基づい
て温度センサの検出温度を判定する判定手段とを備えた
ので、温度センサの検出温度に応じて直列抵抗を温度セ
ンサに切換接続することにより、低い温度から高い温度
まで、判定可能な温度センサの両端電圧が得られ、その
ため温度センサの短絡、断線検出もA/D変換手段の変
換出力で行なえ、また半導体スイッチのオン抵抗値に応
じて第1のA/D変換手段の変換値を補正手段により補
正することができるため、半導体スイッチのオン抵抗値
のばらつきによる影響がなくなり、その結果回路間での
温度判定誤差が無くなって安定した性能の回路を製作で
きるという効果があり、更に半導体スイッチを介してA
/D変換手段へ基準電圧を取り込まないため、半導体ス
イッチの素子数を減らすことができ、また基準電圧を取
り込む際に半導体スイッチによる降圧を考慮する必要が
ないから、演算増幅器等が不要となり、そのため低電圧
の乾電池をそのまま直流電源とし使用することが可能と
なるという効果があり、更に温度センサに接続する直列
抵抗の切り換えに半導体スイッチを用いるので機械的ス
イッチを用いる場合に比べて、基板の実装面積を小さく
することができ、且つコストダウンも図れるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】本発明の一実施例を用いた加熱制御装置の構成
図である。
【図3】同上の温度センサの両端電圧−検出温度特性図
である。
【図4】従来例の回路図である。
【図5】マイクロコンピュータ内のA/D変換回路の構
成説明図である。
【図6】別の従来例の回路図である。
【符号の説明】
1 温度センサ 2 マイクロコンピュータ S1 ,S2 半導体スイッチ R11,R12 抵抗R VREF 基準電圧端子 Vref 基準電圧 VCC 直流電源電圧 O1 ,O2 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早野 彰人 大阪市港区南市岡1丁目1番52号株式会 社ハーマン内 (56)参考文献 特開 平5−113373(JP,A) 特開 平4−302096(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01K 7/24 G01K 1/00 - 19/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源の一極に、一端を接続した半導体
    スイッチと直列抵抗との直列回路を複数並列に接続して
    上記直列抵抗同士の接続点と上記直流電源の他極との間
    に温度−抵抗特性を持つ温度センサを接続し、上記温度
    センサの両端電圧をA/D変換する第1のA/D変換手
    段と、上記直列抵抗と上記温度センサとの直列回路の
    両端電圧をA/D変換する第2のA/D変換手段と、各
    A/D変換手段に直接取り込まれて基準電圧となる上記
    直流電源の直流電圧を第2のA/D変換手段の変換値で
    除算し、その除算値に第1のA/D変換手段の変換値を
    乗じて第1のA/D変換手段の変換値を補正する補正手
    段と、この補正手段で得た補正値に基づいて温度センサ
    の検出温度を判定する判定手段とを備えたことを特徴と
    する温度判定装置。
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