JP2985131B1 - Thermistor monitoring device - Google Patents
Thermistor monitoring deviceInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 サーミスタの断線や短絡、監視制御部から制
御信号が適正に出力されないことや、サーミスタからの
情報が監視制御部に入力されないことに起因して生じた
異常状態を検出して、サーミスタ監視の信頼性を高め
る。
【解決手段】 並列接続した第1プルアップ抵抗2aと
第2プルアップ抵抗2bの合成抵抗値をサーミスタ3の
プルアップ抵抗値とした高温領域検知状態で検出したサ
ーミスタ3の両端電圧をA/D変換手段8でA/D変換
したA/D値1と、第1プルアップ抵抗2aの抵抗値を
サーミスタ3のプルアップ抵抗値とした低温領域検知状
態で検出したサーミスタ3の両端電圧をA/D変換手段
8でA/D変換したA/D値2との差であるA/D差
が、異常判定値X1よりも小さい場合に、異常状態判定
手段10が異常状態であると判定する。An abnormal state caused by disconnection or short circuit of a thermistor, a control signal not properly output from a monitoring control unit, and information from a thermistor not being input to the monitoring control unit is detected. Increase the reliability of thermistor monitoring. SOLUTION: A voltage between both ends of the thermistor 3 detected in a high temperature region detection state in which a combined resistance value of a first pull-up resistor 2a and a second pull-up resistor 2b connected in parallel is set as a pull-up resistance value of the thermistor 3 is A / D. The A / D value 1 obtained by A / D conversion by the conversion means 8 and the voltage between both ends of the thermistor 3 detected in the low temperature region detection state in which the resistance value of the first pull-up resistor 2a is set as the pull-up resistance value of the thermistor 3 are A / D. When the A / D difference, which is the difference from the A / D value 2 that has been A / D converted by the D conversion means 8, is smaller than the abnormality determination value X1, the abnormal state determination means 10 determines that the state is abnormal.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、温度変化に伴って
抵抗値が変化するサーミスタの両端電圧を検出して、サ
ーミスタの温度を監視するサーミスタ監視装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermistor monitoring device for monitoring the temperature of a thermistor by detecting a voltage between both ends of the thermistor whose resistance value changes with a change in temperature.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、熱に敏感な抵抗体であるサー
ミスタ(Thermistor:Thermally Sensitive
Resitor )は、温感素子として自動給湯器における湯温
やヒータ等の温度を監視するために用いられている。な
お、負の温度係数を有するNTCサーミスタを一般にサ
ーミスタと呼んでいる。2. Description of the Related Art Conventionally, a thermistor (Thermistor: Thermally Sensitive) which is a heat-sensitive resistor is conventionally used.
Resitor) is used as a warming element for monitoring the temperature of hot water and the temperature of a heater in an automatic water heater. Note that an NTC thermistor having a negative temperature coefficient is generally called a thermistor.
【0003】サーミスタを用いた温度の監視方法として
は、サーミスタの一側をアースに、他側はプルアップ抵
抗を介して電源に接続し、サーミスタの両端電圧をマイ
コン等で構成した監視装置で監視するものが一般的で、
温度変化に伴うサーミスタの抵抗変化を電圧変化として
検出する監視装置は、その両端電圧に対応するサーミス
タの温度を求めるのである。As a method of monitoring the temperature using a thermistor, one side of the thermistor is connected to the ground and the other side is connected to a power supply via a pull-up resistor, and the voltage between both ends of the thermistor is monitored by a monitoring device composed of a microcomputer or the like. Is common,
A monitoring device that detects a change in resistance of the thermistor due to a change in temperature as a change in voltage obtains the temperature of the thermistor corresponding to the voltage across the monitor.
【0004】なお、負の温度係数を有するサーミスタ
は、低温領域では抵抗値が大きく、高温領域では抵抗値
が小さくなる性質を有しているため、低温領域ではプル
アップ抵抗の抵抗値を大きく、高温領域ではプルアップ
抵抗の抵抗値を小さくすることが、監視精度の向上に大
きく関わるため、低温領域と高温領域とでプルアップ抵
抗の抵抗値を変化させることが可能なサーミスタ監視装
置も提案されている。Since the thermistor having a negative temperature coefficient has a property that the resistance value is large in a low temperature region and is small in a high temperature region, the resistance value of a pull-up resistor is large in a low temperature region. Since reducing the resistance value of the pull-up resistor in the high-temperature region has a significant effect on improving monitoring accuracy, a thermistor monitoring device that can change the resistance value of the pull-up resistor between the low-temperature region and the high-temperature region has also been proposed. ing.
【0005】図3は、上述した如き、従来のプルアップ
抵抗可変型のサーミスタ監視装置30の概略構成を示す
もので、並列に接続される第1プルアップ抵抗31と第
2プルアップ抵抗32を介してサーミスタ33に直流電
源34より給電されると共に、サーミスタ33の非アー
ス側が監視制御部35の入力ポートP1へ入力され、サ
ーミスタ33の非アース側電位を監視制御部35で検知
できるようになっている。FIG. 3 shows a schematic configuration of a conventional pull-up resistor variable type thermistor monitoring device 30 as described above, in which a first pull-up resistor 31 and a second pull-up resistor 32 connected in parallel are connected. Is supplied from the DC power supply 34 to the thermistor 33, and the non-earth side of the thermistor 33 is input to the input port P1 of the monitor control unit 35, so that the non-earth side potential of the thermistor 33 can be detected by the monitor control unit 35. ing.
【0006】また、監視制御部35の出力ポートP0か
らは、プルアップ抵抗切換用のオン・オフ信号が出力さ
れており、この信号はNPNディジタルトランジスタ等
で構成されるスイッチング素子36のベースに入力され
る。すなわち、第2プルアップ抵抗32は、スイッチン
グ素子36を介して第1プルアップ抵抗31と並列に接
続されているので、監視制御部35の出力ポートP0が
オフの場合は、第2プルアップ抵抗32へ通電されない
ことから第1プルアップ抵抗31の抵抗値がサーミスタ
33のプルアップ抵抗値となり、監視制御部35の出力
ポートP0がオンの場合は、第1プルアップ抵抗31と
第2プルアップ抵抗32との並列抵抗値がサーミスタ3
3のプルアップ抵抗値となるのである。[0006] An on / off signal for switching the pull-up resistor is output from an output port P0 of the monitoring control unit 35, and this signal is input to the base of a switching element 36 composed of an NPN digital transistor or the like. Is done. That is, since the second pull-up resistor 32 is connected in parallel with the first pull-up resistor 31 via the switching element 36, when the output port P0 of the monitoring control unit 35 is off, the second pull-up resistor 32 is connected. 32, the resistance value of the first pull-up resistor 31 becomes the pull-up resistance value of the thermistor 33, and when the output port P0 of the monitoring control unit 35 is on, the first pull-up resistor 31 and the second pull-up resistor are connected. The resistance value in parallel with the resistor 32 is thermistor 3
The pull-up resistance value is 3.
【0007】従って、プルアップ抵抗値の高い方が望ま
しい低温領域では、監視制御部35の出力ポートP0を
オフとすることで、第1プルアップ抵抗31の抵抗値を
サーミスタ33のプルアップ抵抗値とし、プルアップ抵
抗値の低い方が望ましい高温領域では、監視制御部35
の出力ポートP0をオンとすることで、第1プルアップ
抵抗31と第2プルアップ抵抗32の合成抵抗値をサー
ミスタ33のプルアップ抵抗値とすることが可能とな
る。このように、計測温度領域に応じた適宜なプルアッ
プ抵抗値を選択することで、低温領域および高温領域の
いずれでも精度の高い監視を行うことができる。Therefore, in a low temperature region where a higher pull-up resistance value is desirable, the output value of the first pull-up resistor 31 is turned off by turning off the output port P0 of the monitor control unit 35. In a high-temperature region where a lower pull-up resistance value is desirable, the monitoring controller 35
, The combined resistance value of the first pull-up resistor 31 and the second pull-up resistor 32 can be used as the pull-up resistance value of the thermistor 33. As described above, by selecting an appropriate pull-up resistance value according to the measurement temperature region, highly accurate monitoring can be performed in both the low temperature region and the high temperature region.
【0008】なお、監視制御部35は、ワンチップ・マ
イクロコンピュータ等を用いて作ることができ、サーミ
スタ33の基本特性や検知温度範囲等に応じて、制御プ
ログラムや制御用データ等をROMに記憶させておけば
よい。このとき、監視制御部35に8ビットのCPUを
使用する場合、監視制御部35の入力ポートP1より入
力されるサーミスタ33の両端電圧をA/D変換して量
子化する時、その分解能は28 =256で、“0”〜
“255”の範囲となる。従って、この“0”〜“25
5”の範囲をサーミスタ33の検出可能な温度範囲(抵
抗変化に伴う電圧値)に割り振ることで、サーミスタ3
3の両端電圧を変換したA/D値と温度情報とが関連付
けられ、サーミスタ33の検出温度を判定することがで
きる。The monitoring controller 35 can be made using a one-chip microcomputer or the like, and stores a control program, control data, and the like in a ROM in accordance with the basic characteristics of the thermistor 33, the detected temperature range, and the like. You should let it. At this time, when an 8-bit CPU is used for the monitoring control unit 35, when the voltage between both ends of the thermistor 33 input from the input port P1 of the monitoring control unit 35 is A / D converted and quantized, the resolution is 2 8 = 256, "0" ~
The range is “255”. Therefore, these "0" to "25"
By allocating the 5 ″ range to the temperature range (voltage value due to resistance change) that can be detected by the thermistor 33,
The A / D value obtained by converting the voltage between the terminals 3 and the temperature information is associated with each other, and the temperature detected by the thermistor 33 can be determined.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようなマイクロコンピュータ等で監視制御部を構成し
たサーミスタ監視装置においては、サーミスタの検出温
度が監視範囲を外れた場合には異常と判定できるもの
の、サーミスタが断線もしくは短絡したような場合(監
視制御部の検出電圧が電源電位やアース電位と等レベル
であった場合)には、検出可能な最低温度もしくは最高
温度と誤認する可能性があり、異常判定の確実性に不安
がある。However, in the thermistor monitoring device in which the monitoring control section is constituted by the microcomputer or the like as described above, if the detected temperature of the thermistor is out of the monitoring range, it can be determined that there is an abnormality. If the thermistor is disconnected or short-circuited (when the detection voltage of the monitoring control unit is at the same level as the power supply potential or the ground potential), it may be mistaken as the lowest or highest detectable temperature. I am worried about the certainty of the judgment.
【0010】その理由は、監視制御部であるマイクロコ
ンピュータでは、一般に、検知レベルに誤差が生ずるこ
とは否めず、8ビットマイコンではA/D値に約3の誤
差が混入するため、サーミスタの断線検知をA/D値2
55付近に、サーミスタの短絡検知をA/D値0付近に
設定していた場合、マイクロコンピュータの読み取り誤
差によって誤検知してしまうのである。[0010] The reason is that, in general, an error occurs in the detection level in the microcomputer as the monitoring control unit, and in the 8-bit microcomputer, an error of about 3 is mixed in the A / D value. A / D value 2 for detection
If the short-circuit detection of the thermistor is set near the A / D value 0 near 55, an erroneous detection will occur due to a reading error of the microcomputer.
【0011】なお、このような誤検知を防止するために
は、監視可能温度範囲の低域レベルよりもサーミスタの
断線検知レベルを下げたり、或いは、監視可能温度範囲
の高域レベルよりもサーミスタの短絡検知レベルを上げ
たりしなければならず、結果的に、サーミスタの監視可
能温度範囲を狭めなければならない。Incidentally, in order to prevent such erroneous detection, the disconnection detection level of the thermistor is lowered below the low level of the monitorable temperature range, or the thermistor of the thermistor is lower than the high level of the monitorable temperature range. It is necessary to increase the short-circuit detection level, and consequently, to narrow the monitorable temperature range of the thermistor.
【0012】加えて、上記のような従来構成のサーミス
タ監視装置においては、プルアップ抵抗値の可変制御に
用いる出力ポートやサーミスタの電圧検出に用いる入力
ポートが、断線等で開放状態になっていても、これを検
出する術がない。In addition, in the thermistor monitoring apparatus having the above-described conventional configuration, the output port used for variable control of the pull-up resistance value and the input port used for detecting the voltage of the thermistor are open due to disconnection or the like. There is no way to detect this.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に係るサーミスタ監視装置は、温度変化に
伴って抵抗値が変化するサーミスタの両端電圧を検出し
て、サーミスタの温度を監視するサーミスタ監視装置
(1)において、サーミスタの素子特性に依存して生ず
る高温領域の温度検知に適した抵抗値のプルアップ抵抗
(例えば、第1プルアップ抵抗2aと第2プルアップ抵
抗2bとを並列接続してなる合成抵抗)をサーミスタに
接続した高温領域検知状態と、低温領域の温度検知に適
した抵抗値のプルアップ抵抗(例えば、第1プルアップ
抵抗2a)をサーミスタに接続した低温領域検知状態
と、を切り換え制御可能な検知状態切換手段(例えば、
スイッチ素子6および監視制御部5のプルアップ抵抗切
換制御手段7)と、サーミスタの温度変化を無視し得る
程度の短時間内に高温領域検知状態と低温領域検知状態
とで各々計測したサーミスタの両端電圧の差が、サーミ
スタの素子特性に基づいて予め定めた異常判定値よりも
小さい場合に、サーミスタによる正常な温度検出が行わ
れていない異常状態であると判定する異常状態判定手段
(10)と、を備えるものとした。In order to solve the above-mentioned problems, a thermistor monitoring device according to a first aspect detects a voltage between both ends of a thermistor whose resistance value changes with a temperature change, and detects the temperature of the thermistor. In the thermistor monitoring device (1) to be monitored, a pull-up resistor (for example, a first pull-up resistor 2a and a second pull-up resistor 2b) having a resistance value suitable for temperature detection in a high-temperature region generated depending on the element characteristics of the thermistor. Are connected to the thermistor in a high-temperature region detection state, and a low-temperature region in which a pull-up resistor (for example, a first pull-up resistor 2a) having a resistance value suitable for temperature detection in a low-temperature region is connected to the thermistor. A detection state switching means (for example,
The switch element 6 and the pull-up resistance switching control means 7) of the monitoring control unit 5; and both ends of the thermistor measured in the high-temperature area detection state and the low-temperature area detection state within a short time in which the temperature change of the thermistor can be ignored. When the voltage difference is smaller than an abnormality determination value determined in advance based on the element characteristics of the thermistor, an abnormal state determination means (10) for determining that the temperature is not normally detected by the thermistor; , Was provided.
【0014】従って、請求項1に係るサーミスタ監視装
置においては、サーミスタの短絡もしくは断線が生じた
場合には、高温領域検知状態での検出電圧も低温領域検
知状態での検出電圧もほぼ同レベルになることから両検
出電圧の差が極めて小さくなるので、この電圧差が所定
の異常判定値よりも小さい場合を、異常状態として判定
することができる。Therefore, in the thermistor monitoring device according to the first aspect, when a short circuit or disconnection of the thermistor occurs, the detection voltage in the high temperature region detection state and the detection voltage in the low temperature region detection state are substantially at the same level. As a result, the difference between the two detection voltages becomes extremely small, so that a case where this voltage difference is smaller than a predetermined abnormality determination value can be determined as an abnormal state.
【0015】また、検知状態切換手段によるプルアップ
抵抗の適正な切換が行われずに高温領域検知状態と低温
領域検知状態とが同じ抵抗値で測定されたり、サーミス
タの両端電圧の検出信号路が断線する等して異常状態判
定手段へサーミスタの両端電圧が適正に入力されなかっ
た場合においても、高温領域検知状態での検出電圧と低
温領域検知状態での検出電圧がほぼ同レベルになること
から両検出電圧の差が極めて小さくなり、この電圧差が
所定の異常判定値よりも小さい場合を、異常状態として
判定することができる。In addition, the detection state switching means does not properly switch the pull-up resistance, so that the high temperature area detection state and the low temperature area detection state are measured with the same resistance value, or the detection signal path of the voltage across the thermistor is disconnected. Even when the voltage across the thermistor is not properly input to the abnormal state determination means, for example, the detection voltage in the high-temperature region detection state and the detection voltage in the low-temperature region detection state are almost the same level, A case where the difference between the detected voltages is extremely small and the voltage difference is smaller than a predetermined abnormality determination value can be determined as an abnormal state.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】次に、本発明に係るサーミスタ監
視装置の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a thermistor monitoring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0017】サーミスタ監視装置1の概略構成を示すも
ので、並列に接続される第1プルアップ抵抗2aと第2
プルアップ抵抗2bを介してサーミスタ3に直流電源4
より給電されると共に、サーミスタ3の非アース側が監
視制御部5の入力ポートP1へ入力され、サーミスタ3
の非アース側電位を監視制御部5で検知できるようにな
っている。FIG. 1 shows a schematic configuration of a thermistor monitoring device 1, in which a first pull-up resistor 2a and a second pull-up resistor 2a are connected in parallel.
DC power supply 4 is connected to thermistor 3 via pull-up resistor 2b.
And the non-ground side of the thermistor 3 is input to the input port P1 of the monitoring control unit 5, and the thermistor 3
Can be detected by the monitoring control unit 5.
【0018】また、監視制御部5の出力ポートP0から
は、プルアップ抵抗切換用のオン・オフ信号が出力され
ており、この信号はNPNディジタルトランジスタ等で
構成されるスイッチング素子6のベースに入力される。
すなわち、第2プルアップ抵抗2bは、スイッチング素
子6を介して第1プルアップ抵抗2aと並列に接続され
ているので、監視制御部5の出力ポートP0がオフの場
合は、第2プルアップ抵抗2bへ通電されないことから
第1プルアップ抵抗2aの抵抗値がサーミスタ3のプル
アップ抵抗値となり、監視制御部5の出力ポートP0が
オンの場合は、第1プルアップ抵抗2aと第2プルアッ
プ抵抗2bとの並列抵抗値がサーミスタ3のプルアップ
抵抗値となるのである。An on / off signal for pull-up resistor switching is output from an output port P0 of the monitoring control unit 5, and this signal is input to the base of a switching element 6 composed of an NPN digital transistor or the like. Is done.
That is, since the second pull-up resistor 2b is connected in parallel with the first pull-up resistor 2a via the switching element 6, when the output port P0 of the monitoring control unit 5 is off, the second pull-up resistor 2b is connected. Since the current is not supplied to the second pull-up resistor 2a, the resistance value of the first pull-up resistor 2a becomes the pull-up resistance value of the thermistor 3, and when the output port P0 of the monitoring control unit 5 is on, the first pull-up resistor 2a and the second pull-up resistor The resistance in parallel with the resistor 2b becomes the pull-up resistance of the thermistor 3.
【0019】従って、プルアップ抵抗値の高い方が望ま
しい低温領域では、監視制御部5のプルアップ抵抗切換
制御手段7が出力ポートP0をオフとすることで、第1
プルアップ抵抗2aの抵抗値をサーミスタ3のプルアッ
プ抵抗値とし、プルアップ抵抗値の低い方が望ましい高
温領域では、監視制御部5のプルアップ抵抗切換制御手
段7が出力ポートP0をオンとすることで、第1プルア
ップ抵抗2aと第2プルアップ抵抗2bの合成抵抗値を
サーミスタ3のプルアップ抵抗値とすることが可能とな
る。Therefore, in a low temperature region where a higher pull-up resistance value is desirable, the pull-up resistance switching control means 7 of the monitoring control unit 5 turns off the output port P0, thereby causing the first output port P0 to turn off.
The resistance value of the pull-up resistor 2a is used as the pull-up resistance value of the thermistor 3, and in a high temperature region where a lower pull-up resistance value is desirable, the pull-up resistance switching control means 7 of the monitoring controller 5 turns on the output port P0. Thus, the combined resistance value of the first pull-up resistor 2a and the second pull-up resistor 2b can be used as the pull-up resistance value of the thermistor 3.
【0020】すなわち、本実施形態においては、プルア
ップ抵抗切換制御手段7とスイッチング素子6とが協働
することで、「サーミスタ3の素子特性に依存して生ず
る高温領域の温度検知に適した抵抗値のプルアップ抵抗
(第1プルアップ抵抗2aと第2プルアップ抵抗2をの
並列接続した合成抵抗)をサーミスタ3に接続した高温
領域検知状態と、低温領域の温度検知に適した抵抗値の
プルアップ抵抗(第1プルアップ抵抗2a)をサーミス
タ3に接続した低温領域検知状態と、を切り換え制御可
能な検知状態切換手段」として機能するのである。That is, in the present embodiment, the pull-up resistance switching control means 7 and the switching element 6 cooperate to provide a "resistance suitable for temperature detection in a high-temperature region generated depending on the element characteristics of the thermistor 3". A high-temperature region detection state in which a pull-up resistor of a value (a combined resistance in which the first pull-up resistor 2a and the second pull-up resistor 2 are connected in parallel) to the thermistor 3 and a resistance value suitable for temperature detection in a low-temperature region It functions as "detection state switching means capable of controlling switching between a low-temperature region detection state in which a pull-up resistor (first pull-up resistor 2a) is connected to the thermistor 3".
【0021】また、監視制御部5の入力ポートP1より
入力されるサーミスタ3の両端電圧は、監視制御部5の
A/D変換手段8によってディジタルデータに変換され
た後に、サーミスタ温度判定手段9へ供給されるものと
してあり、このサーミスタ温度判定手段9によって検出
温度が判定されるのものとしてある。なお、本実施形態
においては、A/D変換手段8の分解能を28 =256
とし、サーミスタ3による温度検出範囲(例えば、30
℃〜310℃)とA/D値“0”〜“255”との対応
テーブルを予め記憶させたサーミスタ温度判定手段9に
より、検出されたA/D値に基づくサーミスタ3の検出
温度を判定するのである。The voltage across the thermistor 3 input from the input port P1 of the monitoring control unit 5 is converted to digital data by the A / D conversion unit 8 of the monitoring control unit 5 and then sent to the thermistor temperature determination unit 9. The thermistor temperature determination means 9 determines the detected temperature. In this embodiment, the resolution of the A / D conversion means 8 is set to 2 8 = 256.
And the temperature detection range by the thermistor 3 (for example, 30
The temperature of the thermistor 3 is determined based on the detected A / D value by the thermistor temperature determination means 9 in which a correspondence table between the A / D values “0” to “255” is stored in advance. It is.
【0022】なお、図1に示す本実施形態のサーミスタ
監視装置1では、サーミスタ温度判定手段9によって判
定されたサーミスタ3の温度は、監視制御部5の出力ポ
ートP2から温度信号として取り出せるものとしてあ
り、この温度信号は、サーミスタ内蔵機器(瞬間湯沸器
など)の温度制御に利用されたり、温度情報の報知に利
用したりする。また、サーミスタ監視装置を独立した装
置としてサーミスタ内蔵機器へ設置するのではなく、サ
ーミスタ監視装置の各種機能をサーミスタ内蔵機器の制
御機能に内包させるような構成としても良い。In the thermistor monitoring apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 1, the temperature of the thermistor 3 determined by the thermistor temperature determining means 9 can be taken out as a temperature signal from the output port P2 of the monitoring control unit 5. The temperature signal is used for controlling the temperature of a device with a built-in thermistor (such as an instantaneous water heater) or for reporting temperature information. Further, instead of installing the thermistor monitoring device as an independent device in the device with a built-in thermistor, various functions of the thermistor monitoring device may be included in the control function of the device with a built-in thermistor.
【0023】しかして、サーミスタ3による温度検出
は、プルアップ抵抗切換制御手段7およびスイッチング
素子6によってプルアップ抵抗値を異ならしめた高温領
域検知状態と低温領域検知状態とで、各々異なるA/D
値特性曲線が得られることとなり、この特性を図2に示
す。The temperature detection by the thermistor 3 differs between the high-temperature region detection state and the low-temperature region detection state in which the pull-up resistance value is varied by the pull-up resistance switching control means 7 and the switching element 6, respectively.
A value characteristic curve is obtained, and this characteristic is shown in FIG.
【0024】すなわち、低いプルアップ抵抗値(第1プ
ルアップ抵抗2aと第2プルアップ抵抗2bとの並列抵
抗値)で検出したサーミスタ3の両端電圧をA/D変換
したA/D値1の特性曲線は、高温領域において傾きが
急となっており、温度変化に対するA/D値の増加量が
多いことから、高温領域で精度の高い温度検出を行うこ
とができ、一方、高いプルアップ抵抗値(第1プルアッ
プ抵抗2aのみの抵抗値)で検出したサーミスタ3の両
端電圧をA/D変換したA/D値2の特性曲線は、低温
領域において傾きが急となっており、温度変化に対する
A/D値の減少量が多いことから、低温領域で精度の高
い温度検出を行うことができる。That is, the A / D value of the A / D value 1 obtained by A / D converting the voltage between both ends of the thermistor 3 detected with a low pull-up resistance value (parallel resistance value of the first pull-up resistance 2a and the second pull-up resistance 2b). The characteristic curve has a steep slope in the high-temperature region, and the amount of increase in the A / D value with respect to the temperature change is large, so that highly accurate temperature detection can be performed in the high-temperature region. The characteristic curve of the A / D value 2 obtained by A / D converting the voltage between both ends of the thermistor 3 detected by the value (the resistance value of only the first pull-up resistor 2a) has a steep slope in a low temperature region, and the temperature changes. , The amount of decrease in the A / D value is large, so that highly accurate temperature detection can be performed in a low temperature region.
【0025】なお、上記のようなプルアップ抵抗切換制
御手段7からのオン・オフ信号によるプルアップ抵抗の
切換制御は、例えば、サーミスタ温度判定手段9による
温度判定が所定の温度になったことに基づいてプルアッ
プ抵抗切換制御手段7へプルアップ抵抗の切換を指令し
て行うものとし、該指令を受けることでプルアップ抵抗
切換制御手段7が出力ポートP0のオンオフを切り換え
てプルアップ抵抗値を変え、A/D変換手段8から入力
されたA/D値に基づく温度判定に際して、サーミスタ
温度判定手段9は、切換制御した特性曲線(A/D値1
もしくはA/D値2の何れか一方)と対応させて、サー
ミスタ3の適正な温度値を判定するものとすれば良い。The switching control of the pull-up resistor by the on / off signal from the pull-up resistor switching control means 7 is performed, for example, when the temperature judgment by the thermistor temperature judgment means 9 reaches a predetermined temperature. The pull-up resistance switching control means 7 instructs the pull-up resistance switching control means 7 to switch the pull-up resistance on the basis of the pull-up resistance value. On the other hand, when determining the temperature based on the A / D value input from the A / D conversion means 8, the thermistor temperature determination means 9 performs the switching-controlled characteristic curve (A / D value 1).
Alternatively, an appropriate temperature value of the thermistor 3 may be determined in association with one of the A / D values 2).
【0026】また、図2においては、高温領域検知状態
で全計測温度範囲の測定を行ったA/D値1と、低温領
域検知状態で全計測温度範囲の測定を行ったA/D値2
との差であるA/D差特性曲線も示してある。図2に示
すA/D差の特性曲線において、サーミスタ3による計
測可能な最低温度30℃での値をX1、サーミスタ3に
よる計測可能な最高温度310℃での値をX2とする
と、このサーミスタ3の特性では、X2≧X1で且つ温
度計測範囲(30℃〜310℃)でA/D差は必ずX1
以上であるから、このX1よりも低いA/D差が生ずる
のは、異常状態であると判定することができる。In FIG. 2, an A / D value 1 obtained by measuring the entire measured temperature range in the high temperature region detection state and an A / D value 2 obtained by measuring the entire measured temperature range in the low temperature region detection state are shown.
Also, an A / D difference characteristic curve which is a difference from the above is shown. In the characteristic curve of the A / D difference shown in FIG. 2, if the value at the lowest temperature 30 ° C. measurable by the thermistor 3 is X1, and the value at the highest temperature 310 ° C. measurable by the thermistor 3 is X2, the thermistor 3 In the characteristics of A, the A / D difference is always X1 in the temperature measurement range (30 ° C. to 310 ° C.) when X2 ≧ X1.
From the above, it can be determined that an A / D difference lower than X1 is an abnormal state.
【0027】上記のような計測異常を判定するべく、本
実施形態においては、監視制御部5に異常状態判定手段
10を設けるものとして有る。すなわち、この異常状態
判定手段10は、サーミスタ3の温度変化を無視し得る
程度の短時間内に高温領域検知状態と低温領域検知状態
とで各々計測したサーミスタ3の両端電圧の差(A/D
差)が、サーミスタ3の素子特性に基づいて予め定めた
異常判定値X1よりも小さい場合に、サーミスタ3によ
る正常な温度検出が行われていない異常状態であると判
定するのである。In this embodiment, the monitoring control section 5 is provided with an abnormal state determining means 10 in order to determine the above measurement abnormality. That is, the abnormal state determination means 10 determines the difference (A / D) between the voltages across the thermistor 3 measured in the high-temperature region detection state and the low-temperature region detection state within a short period of time such that the temperature change of the thermistor 3 can be ignored.
If the difference is smaller than the abnormality determination value X1 determined in advance based on the element characteristics of the thermistor 3, it is determined that the temperature is not abnormally detected by the thermistor 3 in an abnormal state.
【0028】なお、異常状態判定手段10によって判定
できる異常状態とは、サーミスタ3が断線または短絡し
ている状態と、監視制御部5の出力ポートP0や入力ポ
ートP1の開放状態である。The abnormal states which can be determined by the abnormal state determining means 10 are a state in which the thermistor 3 is disconnected or short-circuited and a state in which the output port P0 and the input port P1 of the monitoring control unit 5 are open.
【0029】すなわち、サーミスタ3が断線状態にある
場合、入力ポートP1から入力される電圧は、高温領域
検知状態でも低温領域検知状態でも直流電源4の電圧に
ほぼ等しくなるため、実測されたA/D値1とA/D値
2とのA/D差は0付近となって、X1よりも小さいと
いう条件が満たされ、サーミスタ3による正常な温度検
出が行われていない異常状態と判定することが妥当なの
である。That is, when the thermistor 3 is disconnected, the voltage input from the input port P1 is substantially equal to the voltage of the DC power supply 4 in both the high-temperature region detection state and the low-temperature region detection state. It is determined that the A / D difference between the D value 1 and the A / D value 2 is close to 0, which satisfies the condition that the A / D difference is smaller than X1, and that the thermistor 3 does not perform normal temperature detection. Is appropriate.
【0030】また、サーミスタ3が短絡状態にある場
合、入力ポートP1から入力される電圧は、高温領域検
知状態でも低温領域検知状態でも接地電位にほぼ等しく
なるため、実測されたA/D値1とA/D値2とのA/
D差は0付近となって、X1よりも小さいという条件が
満たされ、サーミスタ3による正常な温度検出が行われ
ていない異常状態と判定することが妥当なのである。When the thermistor 3 is in a short-circuit state, the voltage input from the input port P1 is substantially equal to the ground potential in both the high-temperature region detection state and the low-temperature region detection state. A / D of A / D value 2
It is appropriate to determine that the D difference is close to 0 and the condition that the difference is smaller than X1 is satisfied, and that the thermistor 3 is in an abnormal state in which normal temperature detection is not performed.
【0031】同様に、監視制御部5の出力ポートP0が
開放状態で、スイッチング素子6へオンオフの切換制御
が適正に行われていない場合、高温領域検知状態と低温
領域検知状態との切換制御が適正に行われないため、第
1プルアップ抵抗2aのみのプルアップ抵抗値に固定さ
れることとなり、入力ポートP1からはA/D値1とし
てA/D値2が入力されることで、実測されたA/D値
1とA/D値2とのA/D差は0付近となって、X1よ
りも小さいという条件が満たされ、サーミスタ3による
正常な温度検出が行われていない異常状態と判定するこ
とが妥当なのである。Similarly, when the output port P0 of the monitoring control unit 5 is in the open state and the switching control of the switching element 6 is not properly performed, the switching control between the high temperature region detection state and the low temperature region detection state is performed. Since it is not performed properly, it is fixed to the pull-up resistance value of only the first pull-up resistor 2a, and the A / D value 2 is input as the A / D value 1 from the input port P1, so that the actual measurement is performed. The A / D difference between the A / D value 1 and the A / D value 2 is close to 0, which satisfies the condition that the A / D value is smaller than X1 and the thermistor 3 does not perform normal temperature detection. It is appropriate to judge.
【0032】また、監視制御部5の入力ポートP1が開
放状態で、サーミスタ3の両端電圧が適正に入力されな
い場合、高温領域検知状態でも低温領域検知状態でも同
じ電位レベルとなって、実測されたA/D値1とA/D
値2とのA/D差は0付近となって、X1よりも小さい
という条件が満たされ、サーミスタ3による正常な温度
検出が行われていない異常状態と判定することが妥当な
のである。When the input port P1 of the monitoring control unit 5 is in the open state and the voltage across the thermistor 3 is not properly input, the potential level is the same in both the high-temperature region detection state and the low-temperature region detection state, and is measured. A / D value 1 and A / D
It is appropriate to determine that the A / D difference from the value 2 is close to 0, smaller than X1, and that the condition that the thermistor 3 does not perform normal temperature detection is abnormal.
【0033】なお、本実施形態における異常状態判定手
段10は、例えば、サーミスタ温度判定手段9が温度判
定する毎にA/D差の供給を受けることで、このA/D
差が異常判定値であるX1よりも小さいか否かを判定
し、異常状態であると判定した場合にのみ、出力ポート
P3から異常状態検出信号を出力するものとしてある。
そして、サーミスタ内蔵機器の制御機能部がサーミスタ
監視装置1からの異常状態検出信号を受けることで、異
常発生の報知や動作制限制御などの適宜な処理を行うの
である。The abnormal state judging means 10 in this embodiment receives the supply of the A / D difference every time the thermistor temperature judging means 9 judges the temperature.
It is determined whether the difference is smaller than X1, which is an abnormality determination value, and an abnormal state detection signal is output from the output port P3 only when it is determined that the state is abnormal.
When the control function unit of the thermistor built-in device receives the abnormal state detection signal from the thermistor monitoring device 1, it performs appropriate processing such as notification of occurrence of an abnormality and operation restriction control.
【0034】また、異常状態判定手段10は、サーミス
タ温度判定手段9による温度判定を行う毎に状態検出を
行うものに限らず、独自のタイミングで異常判定動作を
行うようにしても良く、異常状態判定に際してのみ、直
接プルアップ抵抗切換制御手段7によるプルアップ抵抗
の切換動作を実行させたり、A/D変換手段8から直接
A/D値1とA/D値2を受けて、A/D差を演算して
異常判定を行うような構成としても良い。ようするに、
異常状態判定手段は、異常状態の判定を行うために必要
となる高温領域検知状態と低温領域検知状態とで各々計
測したサーミスタ3の両端電圧の差をいかにして取得す
るかは特に限定されるものではない。Further, the abnormal condition judging means 10 is not limited to detecting the condition each time the temperature is judged by the thermistor temperature judging device 9, but may perform the abnormal judging operation at its own timing. Only at the time of the determination, the A / D conversion unit 8 directly executes the switching operation of the pull-up resistor by the pull-up resistor switching control unit 7 or receives the A / D value 1 and the A / D value 2 directly from the A / D conversion unit 8 to perform the A / D conversion. A configuration in which the difference is calculated and the abnormality is determined may be employed. In order to
How the abnormal state determination means obtains the difference between the voltages across the thermistor 3 measured in the high temperature region detection state and the low temperature region detection state, which are necessary for performing the abnormality state determination, is particularly limited. Not something.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係るサ
ーミスタ監視装置によれば、サーミスタの短絡もしくは
断線が生じた場合や、検知状態切換手段によるプルアッ
プ抵抗の適正な切換が行われずに高温領域検知状態と低
温領域検知状態とが同じ抵抗値で測定されたり、サーミ
スタの両端電圧の検出信号路が断線する等して異常状態
判定手段へサーミスタの両端電圧が適正に入力されなか
った場合には、高温領域検知状態での検出電圧も低温領
域検知状態での検出電圧もほぼ同レベルになることから
両検出電圧の差が極めて小さくなるので、この電圧差が
所定の異常判定値よりも小さい場合を、異常状態として
判定することができ、サーミスタ監視装置の信頼性が極
めて高いものとなる。As described above, according to the thermistor monitoring device according to the first aspect, when the thermistor is short-circuited or disconnected, the detection state switching means does not properly switch the pull-up resistance. When the high-temperature area detection state and the low-temperature area detection state are measured with the same resistance value, or the voltage across the thermistor is not properly input to the abnormal state determination means because the detection signal path for the voltage across the thermistor is broken. Since the detection voltage in the high-temperature region detection state and the detection voltage in the low-temperature region detection state are almost the same level, the difference between the two detection voltages becomes extremely small. A small case can be determined as an abnormal state, and the reliability of the thermistor monitoring device becomes extremely high.
【図1】第1実施形態に係るサーミスタ監視装置の概略
機能ブロック図である。FIG. 1 is a schematic functional block diagram of a thermistor monitoring device according to a first embodiment.
【図2】高温領域検知状態(プルアップ抵抗値が低い)
でのA/D値1と、低温領域検知状態(プルアップ抵抗
値が高い)でのA/D値2と、A/D値1とA/D値2
の差であるA/D差の各特性曲線を示す特性線図であ
る。FIG. 2 High temperature region detection state (pull-up resistance value is low)
, A / D value 2 in the low-temperature region detection state (high pull-up resistance value), A / D value 1 and A / D value 2
FIG. 4 is a characteristic diagram showing respective characteristic curves of an A / D difference which is a difference between.
【図3】従来のサーミスタ監視装置の概略機能ブロック
図である。FIG. 3 is a schematic functional block diagram of a conventional thermistor monitoring device.
1 サーミスタ監視装置 2a 第1プルアップ抵抗 2b 第2プルアップ抵抗 5 監視制御部 6 スイッチ素子 7 プルアップ抵抗切換制御手段 10 異常状態判定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermistor monitoring device 2a 1st pull-up resistor 2b 2nd pull-up resistor 5 Monitoring control part 6 Switch element 7 Pull-up resistance switching control means 10 Abnormal state determination means
Claims (1)
ミスタの両端電圧を検出して、サーミスタの温度を監視
するサーミスタ監視装置において、 サーミスタの素子特性に依存して生ずる高温領域の温度
検知に適した抵抗値のプルアップ抵抗をサーミスタに接
続した高温領域検知状態と、低温領域の温度検知に適し
た抵抗値のプルアップ抵抗をサーミスタに接続した低温
領域検知状態と、を切り換え制御可能な検知状態切換手
段と、 サーミスタの温度変化を無視し得る程度の短時間内に高
温領域検知状態と低温領域検知状態とで各々計測したサ
ーミスタの両端電圧の差が、サーミスタの素子特性に基
づいて予め定めた異常判定値よりも小さい場合に、サー
ミスタによる正常な温度検出が行われていない異常状態
であると判定する異常状態判定手段と、 を備えるものとしたことを特徴とするサーミスタ監視装
置。1. A thermistor monitoring device for monitoring a temperature of a thermistor by detecting a voltage between both ends of the thermistor whose resistance value changes with a temperature change, wherein a temperature of a high-temperature region generated depending on element characteristics of the thermistor is detected. Detection that can be controlled to switch between a high-temperature region detection state in which a pull-up resistor with an appropriate resistance value is connected to the thermistor and a low-temperature region detection state in which a pull-up resistor with a resistance value suitable for low-temperature region is connected to the thermistor. The state switching means, and the difference between the voltages at both ends of the thermistor measured in the high-temperature region detection state and the low-temperature region detection state within a short time in which the temperature change of the thermistor can be ignored is predetermined based on the element characteristics of the thermistor. Abnormal state determination that determines that the temperature is not normal by the thermistor when the temperature is smaller than the abnormal determination value Thermistor monitoring apparatus being characterized in that it is assumed that comprises a stage, a.
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JP37010498A JP2985131B1 (en) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Thermistor monitoring device |
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JP2985131B1 true JP2985131B1 (en) | 1999-11-29 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-12-25 JP JP37010498A patent/JP2985131B1/en not_active Expired - Fee Related
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