JP4097531B2

JP4097531B2 - Physical quantity detection device

Info

Publication number: JP4097531B2
Application number: JP2003004741A
Authority: JP
Inventors: 茂一川合; 勲男柴田; 勝堀越; 豊斉藤; 田中　　敦
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2023-01-10
Also published as: JP2004221761A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度等の物理量の検出に有用なアナログ／ディジタル変換（以下、「Ａ／Ｄ変換」と記す。）方法および回路を用いた物理量の検出装置に関し、特に、冷凍食品の内部温度等の測定に有用な物理量の検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
肉、魚等の生鮮または加工食品の冷凍保存において、食品の品質を保つためには急速冷凍する必要がある。これらの食品を急速冷凍する際、冷凍機電力の低減および庫内温度の均一化のために、いろいろの工夫がされており、その一つは、特許文献１に開示されているように、冷凍される食品の内部の温度を測定して、凍結完了を検出し、庫内の気流循環方法を変更するものである。
【０００３】
特許文献１に開示された方法では、食品の中央部付近の温度のみを測定するため、個々の食品の凍結が完了したとき、漸くそれが検出される。多数の食品個体を順次搬入して冷凍する場合には、それらの凍結を追跡管理するには、食品の内部温度の監視のために人手を要する。
【０００４】
このような問題を解消するため、特許文献２では、食品の内部温度を検出する棒状の芯温計の基部から先端までの間に複数の温度センサーを設けて、代表となる個体の内部の温度分布の変化を追跡して、他の個体の凍結の進行を予測するようにしている。各温度センサーからの温度信号は演算装置で処理される。
【０００５】
通常、信号の演算処理はディジタル信号により行なわれるから、アナログ量である温度センサーからの温度信号は、特許文献３に記載されているように、Ａ／Ｄ変換回路を用いてディジタル信号に変換される。
【０００６】
複数の温度センサーからの信号は、アナログ信号のままで伝送すると、伝送路の抵抗、インダクタンス等の影響により測定精度が低下するので、Ａ／Ｄ変換回路を各センサーに内蔵または密接して設け、ディジタル信号に変換している。
【０００７】
従来のＡ／Ｄ変換回路にはいくつかの種類がある。主なものは、追従型、逐次比較型、フラッシュ（並列）型、２ステップフラッシュ型、２重積分型、サブレンジング型等である。追従型は変換に時間を要するという大きな欠点がある。逐次比較型は変換速度が速く、広く利用されている。フラッシュ（並列）型はさらに変換速度が速いが、回路の規模が大きくなる。２ステップフラッシュ型、２重積分型、サブレンジング型は、いずれも種々の付属回路を必要とし、回路の規模が大きい。
【０００８】
従って、実用上最も広く利用されているＡ／Ｄ変換回路は逐次比較型で、その代表例は特許文献４に記載されている。
【０００９】
図１０は、特許文献４に記載されたＡ／Ｄ変換回路を示す。このＡ／Ｄ変換回路は、直列に接続した同じ抵抗値の抵抗２m 個から成る抵抗回路網６１、トランスミッションゲート６２、そのいずれかをオンにするセレクト信号を出すセレクタ回路６３、トランスミッションゲートで構成されるスイッチ６４、コンパレータ（比較回路）６５、その反転入力ノード６６、反転入力ノード６６と大地の間にスイッチ群６７を介して接続されたコンデンサ群６８、コンパレータ６５の出力に応じてスイッチ群６７に対し制御信号を出力する制御信号発生回路６９、アナログ信号をコンパレータ６５の非反転入力端子（＋）に供給するアナログ入力回路７０、チャンネルレジスタ７１、データバス７２、コンパレータ６５からのディジタル・データの最下位ビットを保持するための比較結果レジスタ７３、コンパレータ６５の出力データを保持するデータレジスタ７４から成る。
【００１０】
抵抗回路網６１は電源Ｖddと大地の間に接続され、直列に接続された抵抗の接続点から電源電圧を２m 分割した基準電圧を与える。基準電圧はスイッチ６２の各トランスミッションゲート及びスイッチ６４を介してコンパレータ６５の反転入力ノード６６に入力される。スイッチ群６７は、トランスミッションゲートＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３から成り、コンデンサ群６８のコンデンサ８１，８２，８３はＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３にそれぞれ接続されている。制御信号発生回路６９からの制御信号によりＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３の開閉が制御される。制御信号発生回路６９は、コンパレータ６５の出力に応じてセレクタ回路６３をも制御する。チャンネルレジスタ７１には、アナログ入力回路７０に入力されるアナログ信号の入力端子を選択するデータが設定される。
【００１１】
制御信号発生回路６９からの最初の制御信号に応じて、セレクタ回路６３からの信号により、抵抗回路網６１の抵抗群の中央の接続点に対応するトランスミッションゲート６２がオンとなり、基準電圧Ｖdd／２がスイッチ６４を介してコンパレータ６５の反転入力ノード６６に入力され、アナログ信号と比較される。アナログ信号がＶdd／２より大であれば、コンパレータ６５の出力は１（小であれば０）となり、データレジスタ７４の最上位に保持される。第２の制御信号により抵抗回路網６１から基準電圧３／４Ｖddがコンパレータ６５に入力され、アナログ信号と比較されて、アナログ信号が３／４Ｖddより大であればコンパレータ６５の出力は１（小であれば０）となる。最初の段階の比較でアナログ信号がＶdd／２より小（コンパレータ６５の出力が０）であれば、第２の段階で１／４Ｖddと比較される。同様にして順次ｍ回の比較が行なわれ、ｍビットのディジタル信号が生成される。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−３１１６４９号公報
【特許文献２】
特開２００１−９９５４４号公報
【特許文献３】
特開平９−２４３４６６号公報
【特許文献４】
特開２００１−５３６１２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＡ／Ｄ変換回路は一般に回路構成が複雑で、特に多数の抵抗を用いたものが多い。抵抗等の部品からの発熱により、Ａ／Ｄ変換回路を含む温度センサー自体が影響を受けるため、温度の測定精度が損なわれる。
【００１４】
食品の内部に挿入して局所的な温度を測定する温度センサーは、小型である必要があり、付属するＡ／Ｄ変換回路も当然小型でなければならない。このような目的の温度センサーでは、小型化に伴い、部品密度は高くなり、温度センサーに付属する、多数の抵抗を含むＡ／Ｄ変換回路からの発熱による影響が大きくなるので、測定精度の低下が避けられない。これが温度センサーの小型化を困難にしている。
【００１５】
またＡ／Ｄ変換回路には、多くの場合、かなりの数のコンデンサを用いており、これがＡ／Ｄ変換回路を内蔵する温度センサーの小型化を著しく制約する。
【００１６】
温度センサーからの信号をアナログ信号のまま線路上を伝送すると、前述の通り、伝送路上での損失により測定精度が低下するから、Ａ／Ｄ変換回路を分離することは望ましくない。
【００１７】
従って、本発明の目的は、検出部の小型化が可能で、部品からの発熱による測定精度の低下が回避できる、物理量の検出装置を実現すること、特に小型化が可能で、内蔵するアナログ／ディジタル変換回路からの発熱による影響が回避でき、測定精度の高い、物理量の検出装置を実現することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の物理量の検出装置は、検出した物理量に応じてそれぞれアナログ信号を発生する１以上の物理量検出部と、アナログ信号を、それぞれ物理量に応じたディジタル信号に変換する１以上のアナログ／ディジタル変換回路と、それぞれのアナログ／ディジタル変換回路に接続され、ディジタル信号を伝送する伝送手段と、伝送されたディジタル信号を処理する信号処理部とから成る物理量の検出装置において、アナログ／ディジタル変換回路が、それぞれ物理量検出部と一体化され、伝送手段が、アナログ／ディジタル変換回路のそれぞれに接続された１本のディジタル信号伝送路と、物理量検出部のそれぞれに接続された１本の読み出し指令信号伝送路と、物理量検出部及びアナログ／ディジタル変換回路のそれぞれに接続された１本の電源供給線路とから成ることを特徴としている。
【００２１】
本発明の物理量の検出装置は、物理量検出部が、固有の識別情報を有し、信号処理部から固有の識別情報を含む選択信号を入力したときに電源が投入される。
【００２３】
本発明の物理量の検出装置は、アナログ／ディジタル変換回路が、一定の時間間隔毎に一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る電圧累増回路部と、この階段状に連続的に増加する電圧とアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応するレベルを取るディジタル信号を得る比較回路部と、ディジタル信号のレベルが変化したとき、連続的に増加する電圧を初期値に復帰させるリセット信号を電圧累増回路部に与えるリセット回路部とから成る。
【００２６】
本発明の物理量の検出装置において有用な、アナログ／ディジタル変換回路の電圧累増回路部は、クロック信号を発生する回路部と、このクロック信号の１／２の周波数を有するパルスを発生する回路部と、クロック信号の１／４の周波数を有するパルスを発生する回路部と、１／２の周波数を有するパルスと１／４の周波数を有するパルスからクロック信号の周期の２倍の時間間隔で、一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得る回路部とから成る。この階段状に連続的に増加する電圧と入力されるアナログ信号の電圧とを比較して、比較結果に対応してレベルが変るディジタル信号を得ることができる。
【００２７】
本発明の物理量の検出装置は、ディジタル信号のパルス幅等の特性値を検出して、物理量に対応する出力信号を出力する出力回路を具えることができる。
【００２８】
アナログ信号は例えば、物理量に応じて変化する電圧に対応する信号である。物理量は例えば、温度である。
【００２９】
本発明のアナログ／ディジタル変換回路によると、クロック信号に対応する一定の時間間隔で階段状に連続的に増加する電圧が、入力されるアナログ信号の電圧と等しい値に到達すると、比較回路部から出力されるディジタル信号の水準が、例えば、第１の水準から第２の水準に変わる。この変化に応じて、連続的に増加する電圧は初期値にリセットされ、再び階段状の増加が始まる。各段階の電圧差と増加の周期が一定であるから、増加する電圧が初期値からアナログ信号と等しい電圧に到達するまでの時間は、入力されるアナログ信号の電圧に比例する。それ故、比較回路部の出力として発生するディジタル信号は、入力されるアナログ信号に対応したパルス幅あるいは周期を有する。
【００３０】
本発明のＡ／Ｄ変換回路で、クロック信号の１／２の周波数を有するパルスとさらに１／２、すなわち１／４の周波数を有するパルスとを発生させ、これらのパルスからクロック信号の周期の２倍の時間間隔で一定の電圧差で階段状に連続的に増加する電圧を得るには、電圧累増回路部を用いることができる（ディジタル／アナログ変換回路の一種）。電圧累増回路部は複数のフリップフロップとＲ−２Ｒ抵抗回路網の組み合わせで構成することができる。
【００３１】
階段状に増加する電圧の段差の大きさ、クロックパルスの周波数のいずれかを変化させると、アナログ信号又は温度等の物理量とディジタル信号のパルス幅又は周期（周波数）との対応関係を変えることができる。
【００３２】
本発明の物理量検出装置では、温度、湿度、加速度等、多種の物理量を検出することができるが、特に温度を測定する場合、検出装置を小型化しても高い測定精度を維持できるので、冷凍食品の内部温度等の測定に適する。殊に、冷凍食品の多数入庫の際の凍結進行管理に有用である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を示す。
図１は、本発明による温度測定装置を示す。温度測定装置１は、センサー３を先端部に有するプローブ２と、温度信号出力部５から成り、配線６で、図示されない中央管理装置に接続されている。プローブ２は断熱材料で構成されており、トレー８に載せられた食品７の内部に、所要の深さに挿入される。センサー３は配線４で温度信号出力部５に接続されている。
【００３４】
図２は、図１に示した温度測定装置の温度信号出力部５の細部を示す。温度信号出力部５は、センサー３とともに感温部１２を構成する増幅部１２ａ、Ａ／Ｄ変換回路１３、制御部１４、ＩＤ保持部１５、チップセレクト部１６、入出力部１７から成る。増幅部１２ａはセンサー３に接続されている。
【００３５】
食品７に対して所要の深さにプローブ２を挿入すると、センサー３は食品７の内部の温度を検出する。センサー３からの温度信号（温度に対応する電圧を有する）は、増幅部１２ａで増幅され、感温部１２の出力となる。この信号は温度に対応するアナログ信号である。温度に対応するディジタル信号は制御部１４の制御の下に入出力部１７から出力される。ＩＤ保持部１５は、複数存在することがある温度センサーを識別するためのＩＤを保存し、必要に応じてＩＤ信号を出力する。チップセレクト部１６は、複数存在する温度センサーのうち特定のものを選択する場合に処理に必要な信号を発生する。
【００３６】
図３はＡ／Ｄ変換回路１３の細部を示す。Ａ／Ｄ変換回路１３は、制御部２１、電圧累増回路部２２、及び比較回路２３から成る。比較回路２３は入力端子２３Ａ，２３Ｂを有し、感温部１２からの温度信号（アナログ）は入力端子２３Ａに、電圧累増回路部２２の出力は入力端子２３Ｂに、それぞれ入力される。
【００３７】
図４は電圧累増回路部２２の細部を示す。電圧累増回路部２２は２個のカウンタ回路３１，３２、抵抗３４，３５，３６、３７から成り、図示したように接続されている。カウンタ回路３１のCK端子にはクロック信号が入力され、DATA端子と反転出力端子Ｑ_1Aは接続されている。カウンタ回路３１の反転出力端子Ｑ_1Aはカウンタ回路３２のCK端子にも接続されている。カウンタ回路３１の出力端子Ｑ₁は抵抗３４に接続されている。抵抗３４の他端は、直列に接続された２個の抵抗３６と抵抗３７の中間に接続され、抵抗３４は抵抗３６、抵抗３７の抵抗値（５０ｋΩ）の２倍の抵抗値（１００ｋΩ）をもつ。カウンタ回路３２もDATA端子と反転出力端子Ｑ_2Aが接続されており、出力端子Ｑ₂は抵抗３５に接続されている。抵抗３５の他端は抵抗３７に接続され、接続点から出力が取り出される。抵抗３４と同じく、抵抗３５は抵抗３７の２倍の抵抗値（１００ｋΩ）をもつ。
【００３８】
図５は電圧累増回路部２２の動作を示すタイミングチャートである。横軸は経過時間、（ａ）はクロック信号の電圧を、（ｂ）は端子Ｑ₁の電圧を、（ｃ）は端子Ｑ_2Aの電圧を、（ｄ）は抵抗３５と抵抗３７の接続点からの出力電圧を、それぞれ示す。端子Ｑ₁のパルスはクロック信号の２倍のパルス幅を、端子Ｑ_2Aのパルスはさらに２倍（クロック信号の４倍）のパルス幅をもつ。電圧累増回路部２２からの出力（図５（ｄ））は、端子Ｑ₁のパルス幅のピッチで階段状に電圧が上昇するアナログ信号である。
【００３９】
以下に、Ａ／Ｄ変換回路１３の動作を説明する。温度に応じて変化する感温部１２からの温度信号は、比較回路２３の入力端子２３Ａに入力される。電圧累増回路部２２から比較回路２３の入力端子２３Ｂに入力される電圧が、階段状に上昇して、入力端子２３Ａに入力される温度信号と等しい電圧に達すると、比較回路２３からディジタル信号の水準Ｈのレベルをもつパルスが出力される。
【００４０】
図６はＡ／Ｄ変換回路１３に関する諸信号の関係を示し、図６（ａ）で、実線Ａは電圧累増回路部２２から比較回路２３に入力される電圧を、破線Ｂは感温部１２からの温度信号の電圧を示す。階段状に上昇する実線Ａの電圧が破線Ｂの電圧値Ｖ₁に到達すると、比較回路２３からは図６（ｂ）に示すディジタル信号Ｃが、レベル０になる。信号Ｃのパルス（レベル１）の幅は、電圧累増回路部２２からの電圧が初期値（例えば０Ｖ）から連続的に上昇して温度信号の電圧に達するまでの時間に相当する。このパルス幅は入力されたクロックの数として把握できているので、感温部１２のセンサー３により温度を測定することができる。比較回路２３の出力信号Ｃは、図示されない中央管理装置で処理され、パルス幅を検出し、記憶されている温度との対応関係から温度の測定結果が表示又は記録される。
【００４１】
図７は複数の温度センサーを有する本発明による温度測定装置を示す。温度検出部４１は、３個のセンサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃを有するプローブ４２と、温度信号出力部４５から成り、図示されない中央管理装置に、配線４６で接続されている。プローブ２は食品７の内部に所要の深さに挿入される。プローブ２は断熱材料で構成され、センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃは互いに熱的に絶縁されている。センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃはそれぞれ、図１の温度測定装置のセンサー３と同じもので、独立の配線４Ａ，４Ｂ，４Ｃで温度信号出力部４５に接続されている。温度信号出力部４５は、各センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対する温度信号出力部（図示を省略）から成るが、それらは各々図２と同じ構成を有する。
【００４２】
食品７に対して所要の深さにプローブ２を挿入すると、センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、それぞれ食品７の対応する深さで温度を検出する。各センサーからの温度信号は、温度信号出力部４５に含まれる対応するＡ／Ｄ変換回路１３（図３参照）により、温度情報を含むパルスに変換され、図示されない中央管理装置で処理される。
【００４３】
図８は複数の温度測定装置を設け、中央管理装置に一括して接続した場合の接続図である。温度センサー３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（図７参照）をそれぞれ含む温度測定装置５１，５２，５３は、それぞれ電源線Ｖｃｃ及び大地ＧＮＤに接続されている。各温度測定装置のデータ出力端子Ｄは共通のデータバス５４に、クロック端子Ｓは共通の制御信号線５５に、それぞれ接続されている。データバス５４と制御信号線５５（図７の配線４６に含まれる）は中央管理装置５６の対応するポートＰ_２，Ｐ_３に接続されている。中央管理装置５６から制御信号線５５を介して、各温度測定装置のＩＤを含む制御信号が順次対応するクロック端子Ｓに送られると、該当する温度測定装置のデータ出力端子Ｄから、温度信号のパルスが中央管理装置５６に送られ、温度情報が処理され、必要に応じ表示および記録される。
図７の配線４６は、各温度測定装置に対し共通の各１本のデータバス５４、制御信号線５５、電源線Ｖｃｃ、接地線の４本の配線で構成されるので、個別の温度測定装置に対し各４本の配線で接続する場合に比し、配線を細くかつ軽くできるので、実用上極めて有利である。
【００４４】
図９は、複数の温度測定装置を中央管理装置に一括して接続した場合の各パルスの時間的関係を示す。（ａ）部は電源線ＶccへのポートＰ₁の出力を、（ｂ）部はポートＰ₂ の出力および入力パルスを、（ｃ）部はポートＰ₃からの出力パルスを、それぞれ示す。中央管理装置５６が電源線Ｖccをオンにすると（タイミングＴ₁）、各温度測定装置の各回路がリセットされる。次いで、ポートＰ₂から各温度測定装置に固有のＩＤを含む選択信号を、所定のビット数（例えば３）のクロックパルスの間出力すると、各温度測定装置のチップセレクト部１６でＩＤ保持部１５（図２参照）に保持されたＩＤと照合される。もしＩＤと一致すると、制御部１４により感温部１２の電源がオンされるが、ＩＤと一致しなければ、感温部１２の電源はオフのままになる。すなわち、選択信号とＩＤが一致した温度測定装置（例えば５１）だけが起動される。このとき（タイミングＴ₂）、ポートＰ₂からの選択信号（ＩＤを含む）の出力は停止され、温度データが温度測定装置の入出力部１７からポートＰ₂に入力されるように切り換わる。ポートＰ₂への入力が終わり、信号がレベル０になると（タイミングＴ₃）、一旦電源線Ｖccをオフにし、この温度測定装置との温度データ交信は終了し、次の温度測定装置との交信に移る。固有のＩＤは、例えば、０１１、１１０、０００等である。Ｔ₁からＴ₃までの時間は最大限４ミリ秒でよく、μsec程度まで短縮することも可能である。
【００４５】
なお、上記した実施の形態では、中央管理装置５６と各温度測定装置５１，５２，および５３とが信号線を介して通信する構成を説明したが、例えば、無線によって通信を行うようにしても良い。
【００４６】
上記した構成によると、従来のＡ／Ｄ変換と比べて回路規模および消費電力が小になるので、例えば、伝送された電波を受信し、この電波から電力を調達するバッテリーレスの装置構成に特に有効である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の物理量の検出装置において有用なアナログ／ディジタル変換方法によると、回路の小型化や熱的影響の回避に適した方法が実現される。これは、本発明のアナログ／ディジタル変換方法では、多数の抵抗や大容量のコンデンサを用いずに、小規模の回路で実施することができるためである。
【００４８】
本発明の物理量の検出装置において有用なアナログ／ディジタル変換回路によると、小型化された、温度等の物理量の検出装置に内蔵するのに適したアナログ／ディジタル変換回路が実現される。これは、本発明のアナログ／ディジタル変換回路は、従来のアナログ／ディジタル変換回路のように多数の抵抗や大容量のコンデンサを用いないため、発熱量が小さく、回路の規模も小さくできるためである。
【００４９】
本発明の物理量の検出装置は、検出部の小型化が可能で、部品からの発熱による測定精度の低下が回避できる。特に、小型化が可能で、内蔵するＡ／Ｄ変換回路からの発熱による影響が回避でき、温度測定精度の高い、食品内部温度等の測定に適した温度検出装置が実現される。これは、本発明の物理量の検出装置が、物理量を検出してアナログ信号を発生する検出手段と、アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換回路とから成り、このアナログ／ディジタル変換回路に多数の抵抗や大容量のコンデンサを用いないため、発熱量が小さく、回路の規模も小さくできるからである。
【００５０】
また、本発明の物理量の検出装置によると、中央管理装置と複数の測定装置を結ぶ配線を各測定装置に対し共通の４本程度の配線で構成できるので、各温度測定装置に対し個別の配線を用いて接続する場合に比し、配線を細くかつ軽くでき、実用上極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による温度測定装置の断面説明図である。
【図２】温度測定装置の温度信号出力部の細部のブロック図である。
【図３】温度測定装置の温度信号出力部の、アナログ／ディジタル変換回路のブロック図である。
【図４】アナログ／ディジタル変換回路の電圧累増回路部のブロック図である。
【図５】電圧累増回路部の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明によるアナログ／ディジタル変換回路の動作を示し、（ａ）は比較回路に入力される電圧特性図、（ｂ）は比較回路の出力電圧の出力タイミング図である。
【図７】本発明による温度測定装置の断面説明図である。
【図８】本発明による複数の温度測定装置の接続のブロック図である。
【図９】複数の温度測定装置に関するタイミングチャートである。
【図１０】従来のアナログ／ディジタル変換回路のブロック図である。
【符号の説明】
１温度検出部
２プローブ
３センサー
３Ａ，３Ｂ，３Ｃセンサー
４配線
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ配線
５温度信号出力部
６配線
７食品
８トレー
１２感温部
１２ａ増幅部
１３Ａ／Ｄ変換回路、
１４制御部
１５ＩＤ保持部
１６チップセレクト部
１７入出力部
２１制御部
２２電圧累増回路部
２３比較回路
２３Ａ，２３Ｂ入力端子
３１，３２カウンタ回路
３４，３５抵抗
３６，３７抵抗
４１温度検出部
４２プローブ
４５温度信号出力部
４６配線
５１，５２，５３温度測定装置
５４データバス
５５制御信号線
５６中央管理装置
６１抵抗回路網
６２トランスミッションゲート
６３セレクタ回路
６４スイッチ
６５コンパレータ（比較回路）
６６反転入力ノード
６７スイッチ群
６８コンデンサ群
７０アナログ入力回路
７１チャンネルレジスタ
７２データバス
７３比較結果レジスタ
７４データレジスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is useful analog / digital conversion on the detected physical quantity, such as temperature (hereinafter, referred to as "A / D conversion".) Relates to a physical quantity detecting device using the method and circuitry, in particular, the interior of the Frozen Food It relates to the detection device of the useful ones physical quantity for the measurement of temperature.
[0002]
[Prior art]
In the freezing preservation of fresh or processed foods such as meat and fish, quick freezing is necessary to maintain the quality of the food. When these foods are rapidly frozen, various devices have been devised for reducing the power of the refrigerator and making the internal temperature uniform, one of which is freezing as disclosed in Patent Document 1. The temperature inside the food is measured, the completion of freezing is detected, and the air circulation method in the warehouse is changed.
[0003]
In the method disclosed in Patent Document 1, since only the temperature near the center of the food is measured, when the freezing of each food is completed, it is gradually detected. When a large number of food items are sequentially carried and frozen, manpower is required for monitoring the internal temperature of the food in order to track and manage the freezing.
[0004]
In order to solve such problems, in Patent Document 2, a plurality of temperature sensors are provided from the base to the tip of a rod-shaped core thermometer that detects the internal temperature of food, and the temperature inside the representative individual is measured. Changes in distribution are tracked to predict the progress of freezing in other individuals. The temperature signal from each temperature sensor is processed by an arithmetic unit.
[0005]
Usually, the signal calculation process is performed by a digital signal, so that the temperature signal from the temperature sensor, which is an analog quantity, is converted into a digital signal using an A / D conversion circuit as described in Patent Document 3. The
[0006]
If the signals from multiple temperature sensors are transmitted as analog signals, the measurement accuracy is reduced due to the influence of the resistance, inductance, etc. of the transmission path, so an A / D conversion circuit is built in or in close contact with each sensor, It is converted into a digital signal.
[0007]
There are several types of conventional A / D conversion circuits. The main ones are a follow-up type, a successive approximation type, a flash (parallel) type, a two-step flash type, a double integration type, and a sub-ranging type. The tracking type has the major drawback of requiring time for conversion. The successive approximation type has a high conversion speed and is widely used. The flash (parallel) type has a higher conversion speed, but the circuit scale becomes larger. The two-step flash type, double integration type, and sub-ranging type all require various attached circuits, and the circuit scale is large.
[0008]
Therefore, the A / D converter circuit most widely used in practice is a successive approximation type, and a representative example is described in Patent Document 4.
[0009]
FIG. 10 shows an A / D conversion circuit described in Patent Document 4. This A / D conversion circuit is composed of a resistor network 61 composed of 2m resistors of the same resistance value connected in series, a transmission gate 62, a selector circuit 63 for outputting a select signal for turning on one of them, and a transmission gate. Switch 64, comparator (comparison circuit) 65, its inverting input node 66, capacitor group 68 connected between inverting input node 66 and ground and switch group 67, and switch group 67 according to the output of comparator 65. A control signal generation circuit 69 that outputs a control signal, an analog input circuit 70 that supplies an analog signal to the non-inverting input terminal (+) of the comparator 65, a channel register 71, a data bus 72, and the digital data from the comparator 65 Comparison result register 73 for holding the lower bits, And a data register 74 for holding the output data of the regulator 65.
[0010]
The resistor network 61 is connected between the power supply Vdd and the ground, and gives a reference voltage obtained by dividing the power supply voltage by 2 m from the connection point of the resistors connected in series. The reference voltage is input to the inverting input node 66 of the comparator 65 through each transmission gate of the switch 62 and the switch 64. The switch group 67 includes transmission gates TG1, TG2, and TG3, and capacitors 81, 82, and 83 of the capacitor group 68 are connected to TG1, TG2, and TG3, respectively. Opening and closing of TG1, TG2, and TG3 is controlled by a control signal from the control signal generating circuit 69. The control signal generation circuit 69 also controls the selector circuit 63 according to the output of the comparator 65. In the channel register 71, data for selecting an input terminal for an analog signal input to the analog input circuit 70 is set.
[0011]
In response to the first control signal from the control signal generating circuit 69, the signal from the selector circuit 63 turns on the transmission gate 62 corresponding to the central connection point of the resistor group of the resistor network 61, and the reference voltage Vdd / 2. Is input to the inverting input node 66 of the comparator 65 through the switch 64 and compared with the analog signal. If the analog signal is greater than Vdd / 2, the output of the comparator 65 is 1 (0 if it is small) and is held at the top of the data register 74. The reference voltage 3/4 Vdd is input from the resistor network 61 to the comparator 65 by the second control signal and compared with the analog signal. If the analog signal is greater than 3/4 Vdd, the output of the comparator 65 is 1 (small). If there is, 0). If the analog signal is smaller than Vdd / 2 in the first stage comparison (the output of the comparator 65 is 0), it is compared with 1/4 Vdd in the second stage. Similarly, m comparisons are sequentially performed, and an m-bit digital signal is generated.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-311649 [Patent Document 2]
JP 2001-99544 A [Patent Document 3]
JP-A-9-243466 [Patent Document 4]
JP 2001-53612 A
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional A / D conversion circuits generally have a complicated circuit configuration, and in particular, many use a large number of resistors. The temperature measurement accuracy is impaired because the temperature sensor itself including the A / D conversion circuit is affected by heat generated from components such as resistors.
[0014]
The temperature sensor that is inserted into the food and measures the local temperature needs to be small, and the attached A / D conversion circuit must also be small. In such a temperature sensor, the component density increases with downsizing, and the influence of heat generated from the A / D conversion circuit including a large number of resistors attached to the temperature sensor increases, resulting in a decrease in measurement accuracy. Is inevitable. This makes it difficult to reduce the size of the temperature sensor.
[0015]
Further, in many cases, a considerable number of capacitors are used in the A / D conversion circuit, which significantly restricts the downsizing of the temperature sensor incorporating the A / D conversion circuit.
[0016]
If the signal from the temperature sensor is transmitted on the line as an analog signal, as described above, the measurement accuracy is reduced due to the loss on the transmission line. Therefore, it is not desirable to separate the A / D conversion circuit.
[0017]
Therefore, an object of the present invention is to realize a physical quantity detection device that can reduce the size of the detection unit and avoid a decrease in measurement accuracy due to heat generated from the components. An object of the present invention is to realize a physical quantity detection device that can avoid the influence of heat generation from a digital conversion circuit and has high measurement accuracy.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the physical quantity detection device of the present invention converts at least one physical quantity detection unit that generates an analog signal according to the detected physical quantity, and the analog signal into a digital signal according to the physical quantity. In a physical quantity detection device comprising at least one analog / digital conversion circuit, a transmission means connected to each analog / digital conversion circuit, for transmitting a digital signal, and a signal processing unit for processing the transmitted digital signal, The analog / digital conversion circuits are each integrated with the physical quantity detection unit, and the transmission means is one digital signal transmission path connected to each of the analog / digital conversion circuits and 1 connected to each of the physical quantity detection units. Read command signal transmission path, physical quantity detector and analog / digital converter circuit It is characterized in that it consists of a single power supply line connected to respectively.
[0021]
The physical quantity detection device of the present invention is turned on when the physical quantity detection unit has unique identification information and receives a selection signal including the unique identification information from the signal processing unit.
[0023]
Detection device of the physical quantity of the present invention, an analog / digital conversion circuit, and a voltage cumulative increase circuit portion for obtaining a voltage which continuously increases in a stepwise manner with a constant voltage difference for each a certain time interval, continuous with the stepped by comparing the voltage of the voltage and the analog signal incrementally, a comparing circuit section for obtaining a digital signal having a level corresponding to the comparison result, when the level of the de Ijitaru signal changes, the voltage that increases continuously And a reset circuit unit for supplying a reset signal for returning to the initial value to the voltage increasing circuit unit.
[0026]
The voltage accumulating circuit portion of the analog / digital conversion circuit useful in the physical quantity detection device of the present invention includes a circuit portion for generating a clock signal, and a circuit portion for generating a pulse having a frequency half that of the clock signal. a circuit portion for generating a pulse having a quarter of the frequency of the clock signal, a pulse with twice the time interval of the period of the clock signal from the pulse having a frequency of 1/4 with a frequency of 1/2, a constant And a circuit unit for obtaining a voltage that continuously increases stepwise with a voltage difference of By comparing the voltage continuously increasing stepwise with the voltage of the input analog signal, a digital signal whose level changes in accordance with the comparison result can be obtained.
[0027]
The physical quantity detection device of the present invention can include an output circuit that detects a characteristic value such as a pulse width of a digital signal and outputs an output signal corresponding to the physical quantity.
[0028]
The analog signal is, for example, a signal corresponding to a voltage that changes according to a physical quantity. The physical quantity is, for example, temperature.
[0029]
According to the analog / digital conversion circuit of the present invention, when the voltage continuously increasing stepwise at a constant time interval corresponding to the clock signal reaches a value equal to the voltage of the input analog signal, the comparison circuit section For example, the level of the output digital signal changes from the first level to the second level. In response to this change, the continuously increasing voltage is reset to the initial value, and a step-like increase starts again. Since the voltage difference at each stage and the period of increase are constant, the time until the increasing voltage reaches the voltage equal to the analog signal from the initial value is proportional to the voltage of the input analog signal. Therefore, the digital signal generated as the output of the comparison circuit section has a pulse width or period corresponding to the input analog signal.
[0030]
In the A / D conversion circuit of the present invention, a pulse having a frequency of 1/2 of the clock signal and a pulse having a frequency of 1/2, ie, 1/4, are generated, and the period of the clock signal is generated from these pulses. In order to obtain a voltage that continuously increases stepwise with a constant voltage difference at twice the time interval, a voltage accumulating circuit unit can be used (a kind of digital / analog conversion circuit). The voltage accumulating circuit unit can be composed of a combination of a plurality of flip-flops and an R-2R resistor network.
[0031]
Changing either the step size of the stepped voltage step or the clock pulse frequency can change the correspondence between the physical quantity such as analog signal or temperature and the pulse width or period (frequency) of the digital signal. it can.
[0032]
The physical quantity detection device of the present invention can detect various physical quantities such as temperature, humidity, acceleration, etc., but particularly when measuring temperature, it is possible to maintain high measurement accuracy even if the detection device is miniaturized. Suitable for measuring the internal temperature, etc. In particular, it is useful for managing the progress of freezing when many frozen foods are received.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention are shown below.
FIG. 1 shows a temperature measuring device according to the invention. The temperature measuring device 1 includes a probe 2 having a sensor 3 at the tip and a temperature signal output unit 5, and is connected to a central management device (not shown) via a wiring 6. The probe 2 is made of a heat insulating material, and is inserted into the food 7 placed on the tray 8 at a required depth. The sensor 3 is connected to the temperature signal output unit 5 by wiring 4.
[0034]
FIG. 2 shows details of the temperature signal output unit 5 of the temperature measuring device shown in FIG. The temperature signal output unit 5 includes an amplifying unit 12 a that constitutes a temperature sensing unit 12 together with the sensor 3, an A / D conversion circuit 13, a control unit 14, an ID holding unit 15, a chip select unit 16, and an input / output unit 17. The amplifying unit 12 a is connected to the sensor 3.
[0035]
When the probe 2 is inserted into the food 7 at a required depth, the sensor 3 detects the temperature inside the food 7. A temperature signal (having a voltage corresponding to the temperature) from the sensor 3 is amplified by the amplifying unit 12 a and becomes an output of the temperature sensing unit 12. This signal is an analog signal corresponding to temperature. A digital signal corresponding to the temperature is output from the input / output unit 17 under the control of the control unit 14. The ID holding unit 15 stores an ID for identifying a plurality of temperature sensors that may exist, and outputs an ID signal as necessary. The chip select unit 16 generates a signal necessary for processing when a specific one of a plurality of temperature sensors is selected.
[0036]
FIG. 3 shows details of the A / D conversion circuit 13. The A / D conversion circuit 13 includes a control unit 21, a voltage increasing circuit unit 22, and a comparison circuit 23. The comparison circuit 23 has input terminals 23A and 23B. The temperature signal (analog) from the temperature sensing unit 12 is input to the input terminal 23A, and the output of the voltage increasing circuit unit 22 is input to the input terminal 23B.
[0037]
FIG. 4 shows details of the voltage accumulating circuit unit 22. The voltage increasing circuit section 22 is composed of two counter circuits 31, 32 and resistors 34, 35, 36, 37, which are connected as shown. A clock signal is input to the CK terminal of the counter circuit 31, and the DATA terminal and the inverted output terminal _Q1A are connected. The inverting output terminal Q _1A of the counter circuit 31 is also connected to the CK terminal of the counter circuit 32. The output terminal Q ₁ of the counter circuit 31 is connected to the resistor 34. The other end of the resistor 34 is connected between two resistors 36 and 37 connected in series. The resistor 34 has a resistance value (100 kΩ) that is twice the resistance value (50 kΩ) of the resistors 36 and 37. Have. The counter circuit 32 is also connected to the DATA terminal and the inverted output terminal Q _2A, and the output terminal Q ₂ is connected to the resistor 35. The other end of the resistor 35 is connected to the resistor 37, and an output is taken out from the connection point. Like the resistor 34, the resistor 35 has a resistance value (100 kΩ) that is twice that of the resistor 37.
[0038]
FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the voltage increasing circuit unit 22. The horizontal axis represents the time elapsed after, (a) shows the voltage of the clock signal, (b) is a voltage at the terminal Q _1, (c) is a voltage at the terminal Q _2A, (d) a connection point of the resistor 35 and the resistor 37 The output voltages from are shown respectively. The pulse at the terminal Q ₁ has a pulse width twice as large as that of the clock signal, and the pulse at the terminal Q _2A has a pulse width twice as large (four times as large as that of the clock signal). The output from the voltage cumulative increase circuit unit 22 (FIG. 5 (d)) is an analog signal stepwise voltage rises at a pitch of the pulse width of the terminal Q _1.
[0039]
The operation of the A / D conversion circuit 13 will be described below. A temperature signal from the temperature sensing unit 12 that changes according to the temperature is input to the input terminal 23 </ b> A of the comparison circuit 23. When the voltage input from the voltage increasing circuit unit 22 to the input terminal 23B of the comparison circuit 23 rises stepwise and reaches a voltage equal to the temperature signal input to the input terminal 23A, the digital signal of the digital signal is output from the comparison circuit 23. A pulse having level H is output.
[0040]
6 shows the relationship of various signals related to the A / D conversion circuit 13. In FIG. 6 (a), the solid line A indicates the voltage input from the voltage increasing circuit unit 22 to the comparison circuit 23, and the broken line B indicates the temperature sensing unit 12. Shows the voltage of the temperature signal from. When the voltage of the solid line A rising stepwise reaches the voltage value V ₁ of the broken line B, the digital signal C shown in FIG. The width of the pulse (level 1) of the signal C corresponds to the time until the voltage from the voltage increasing circuit unit 22 rises continuously from the initial value (for example, 0 V) and reaches the voltage of the temperature signal. Since this pulse width is known as the number of input clocks, the temperature can be measured by the sensor 3 of the temperature sensing unit 12. The output signal C of the comparison circuit 23 is processed by a central management device (not shown), the pulse width is detected, and the temperature measurement result is displayed or recorded from the correspondence with the stored temperature.
[0041]
FIG. 7 shows a temperature measuring device according to the invention having a plurality of temperature sensors. The temperature detection unit 41 includes a probe 42 having three sensors 3A, 3B, and 3C and a temperature signal output unit 45, and is connected to a central management device (not shown) via a wiring 46. The probe 2 is inserted into the food 7 at a required depth. The probe 2 is made of a heat insulating material, and the sensors 3A, 3B, 3C are thermally insulated from each other. Each of the sensors 3A, 3B, 3C is the same as the sensor 3 of the temperature measuring device of FIG. 1, and is connected to the temperature signal output unit 45 by independent wirings 4A, 4B, 4C. The temperature signal output unit 45 includes temperature signal output units (not shown) for the sensors 3A, 3B, and 3C, and each has the same configuration as in FIG.
[0042]
When the probe 2 is inserted to a required depth with respect to the food 7, the sensors 3 </ b> A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C each detect the temperature at the corresponding depth of the food 7. The temperature signal from each sensor is converted into a pulse including temperature information by a corresponding A / D conversion circuit 13 (see FIG. 3) included in the temperature signal output unit 45 and processed by a central management device (not shown).
[0043]
FIG. 8 is a connection diagram in the case where a plurality of temperature measuring devices are provided and connected to the central management device at once. The temperature measuring devices 51, 52, and 53 including the temperature sensors 3A, 3B, and 3C (see FIG. 7) are connected to the power supply line Vcc and the ground GND, respectively. The data output terminal D of each temperature measuring device is connected to a common data bus 54, and the clock terminal S is connected to a common control signal line 55. The data bus 54 and the control signal line 55 (included in the wiring 46 in FIG. 7) are connected to the corresponding ports P ₂ and P ₃ of the central management device 56. When the control signal including the ID of each temperature measuring device is sequentially sent from the central management device 56 to the corresponding clock terminal S via the control signal line 55, the temperature signal is output from the data output terminal D of the corresponding temperature measuring device. Pulses are sent to the central manager 56 where the temperature information is processed and displayed and recorded as needed.
Wire 7 46 data bus 54 common respective one for each temperature measuring device, the control signal line 55, the power supply line Vcc, than Ru consists of four wires of the grounding line, individual temperature measurement Compared with the case of connecting to the device with four wires each, the wires can be made thinner and lighter, which is extremely advantageous in practice.
[0044]
FIG. 9 shows the temporal relationship of each pulse when a plurality of temperature measuring devices are collectively connected to the central management device. Part (a) shows the output of port P ₁ to power line Vcc, part (b) shows the output and input pulse of port P ₂ , and part (c) shows the output pulse from port P ₃ . When the central management device 56 turns on the power supply line Vcc (timing T ₁ ), each circuit of each temperature measuring device is reset. Next, when a selection signal including an ID unique to each temperature measuring device is output from the port P ₂ during a clock pulse of a predetermined number of bits (for example, 3), the ID holding unit 15 in the chip select unit 16 of each temperature measuring device. It is collated with the ID held in (see FIG. 2). If the ID coincides with the ID, the control unit 14 turns on the power of the temperature sensing unit 12, but if the ID does not coincide with the ID, the power supply of the temperature sensing unit 12 remains off. That is, only the temperature measuring device (for example, 51) whose ID matches the selection signal is activated. At this time (timing T ₂ ), the output of the selection signal (including ID) from the port P ₂ is stopped, and the temperature data is switched to be input from the input / output unit 17 of the temperature measuring device to the port P ₂ . When the input to the port P ₂ is finished and the signal becomes level 0 (timing T ₃ ), the power line Vcc is turned off once, temperature data communication with this temperature measuring device is completed, and communication with the next temperature measuring device is completed. Move on. The unique ID is, for example, 011, 110,000 or the like. The time from T ₁ to T ₃ may be a maximum of 4 milliseconds, and can be shortened to about μsec.
[0045]
In the above-described embodiment, the configuration in which the central management device 56 and the temperature measuring devices 51, 52, and 53 communicate with each other via signal lines has been described. However, for example, wireless communication may be performed. good.
[0046]
According to the above-described configuration, the circuit scale and power consumption are small compared to the conventional A / D conversion. Therefore, for example, a battery-less device configuration that receives a transmitted radio wave and procures electric power from this radio wave is particularly useful. It is valid.
[0047]
【The invention's effect】
According to the analog / digital conversion method useful in the physical quantity detection device of the present invention, a method suitable for miniaturization of a circuit and avoidance of thermal influence is realized. This is because the analog / digital conversion method of the present invention can be implemented with a small-scale circuit without using a large number of resistors and large-capacitance capacitors.
[0048]
According to the analog / digital conversion circuit useful in the physical quantity detection device of the present invention, a miniaturized analog / digital conversion circuit suitable for incorporation in a physical quantity detection device such as temperature is realized. This is because the analog / digital conversion circuit of the present invention does not use a large number of resistors and large-capacitance capacitors unlike the conventional analog / digital conversion circuit, so that the amount of heat generation is small and the circuit scale can be reduced. .
[0049]
In the physical quantity detection device of the present invention, the detection unit can be downsized, and a decrease in measurement accuracy due to heat generated from the components can be avoided. In particular, it is possible to reduce the size, avoid the influence of heat generation from the built-in A / D conversion circuit, and realize a temperature detection device with high temperature measurement accuracy and suitable for measuring food internal temperature and the like. This is because the physical quantity detection device of the present invention comprises detection means for detecting a physical quantity and generating an analog signal, and an analog / digital conversion circuit for converting the analog signal into a digital signal. This is because a large number of resistors and large-capacitance capacitors are not used, so the amount of heat generation is small and the circuit scale can be reduced.
[0050]
In addition, according to the physical quantity detection device of the present invention, the wiring connecting the central management device and the plurality of measuring devices can be configured by about four wires common to each measuring device, so that individual wiring is provided for each temperature measuring device. Compared to the case of using the connection, the wiring can be made thinner and lighter, which is extremely advantageous in practice.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a temperature measuring device according to the present invention.
FIG. 2 is a detailed block diagram of a temperature signal output unit of the temperature measuring device.
FIG. 3 is a block diagram of an analog / digital conversion circuit of a temperature signal output unit of the temperature measuring device.
FIG. 4 is a block diagram of a voltage accumulating circuit unit of an analog / digital conversion circuit.
FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the voltage accumulating circuit unit.
6A and 6B show the operation of the analog / digital conversion circuit according to the present invention, in which FIG. 6A is a voltage characteristic diagram inputted to the comparison circuit, and FIG. 6B is an output timing diagram of the output voltage of the comparison circuit.
FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view of a temperature measuring device according to the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of connections of a plurality of temperature measuring devices according to the present invention.
FIG. 9 is a timing chart regarding a plurality of temperature measuring devices.
FIG. 10 is a block diagram of a conventional analog / digital conversion circuit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Temperature detection part 2 Probe 3 Sensor 3A, 3B, 3C Sensor 4 Wiring 4A, 4B, 4C Wiring 5 Temperature signal output part 6 Wiring 7 Food 8 Tray 12 Temperature sensing part 12a Amplification part 13 A / D conversion circuit,
14 Control unit 15 ID holding unit 16 Chip selection unit 17 Input / output unit 21 Control unit 22 Voltage accumulation circuit unit 23 Comparison circuit 23A, 23B Input terminal 31, 32 Counter circuit 34, 35 Resistance 36, 37 Resistance 41 Temperature detection unit 42 Probe 45 temperature signal output unit 46 wiring 51, 52, 53 temperature measuring device 54 data bus 55 control signal line 56 central management device 61 resistance network 62 transmission gate 63 selector circuit 64 switch 65 comparator (comparison circuit)
66 Inverting input node 67 Switch group 68 Capacitor group 70 Analog input circuit 71 Channel register 72 Data bus 73 Comparison result register 74 Data register

Claims

One or more physical quantity detectors each generating an analog signal according to the detected physical quantity;
One or more analog / digital conversion circuits for converting the analog signals into digital signals corresponding to the physical quantities, respectively;
A transmission means connected to each analog / digital conversion circuit for transmitting the digital signal;
In the physical quantity detection device comprising a signal processing unit for processing the transmitted digital signal,
The analog / digital conversion circuit is integrated with the physical quantity detection unit, respectively.
The transmission means includes one digital signal transmission path connected to each of the analog / digital conversion circuits, one read command signal transmission path connected to each of the physical quantity detection sections, and the physical quantity detection section. And a physical quantity detection device comprising a power supply line connected to each of the analog / digital conversion circuits.

The physical quantity detection unit includes a unique identification information, from the signal processing unit of the physical quantity of claim 1, wherein the power supply when the input selection signal including said unique identification information is characterized in that it is turned on Detection device.

The analog / digital conversion circuit comprises:
A voltage accumulating circuit unit that obtains a voltage that continuously increases stepwise at a constant voltage difference at regular time intervals;
A comparison circuit unit that compares the voltage continuously increasing in a staircase pattern with the voltage of the analog signal to obtain a digital signal that takes a level corresponding to the comparison result;
2. The physical quantity detection device according to claim 1, further comprising a reset circuit unit that resets the continuously increasing voltage to an initial value when the level of the digital signal changes.

The voltage increasing circuit section is
A circuit unit for generating a clock signal;
A circuit unit for generating a pulse having a frequency that is ½ of the clock signal;
A circuit unit for generating a pulse having a frequency of 1/4 of the clock signal;
From a pulse having a 1/2 frequency of the clock signal and a pulse having a 1/4 frequency of the clock signal, continuously in a stepped manner with a constant voltage difference at a time interval twice the period of the clock signal. The physical quantity detection device according to claim 3, further comprising a circuit unit that obtains a voltage that increases at a constant.

The physical quantity detection device according to claim 1, wherein the physical quantity is a temperature.