JP4576814B2 - 温度監視装置 - Google Patents
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Description
かかる温度監視装置によれば、1本の信号線を介して、各温度センサ回路が発生する2値信号を反映した電圧が判断手段に出力されるので、判断手段は、目標値を検出した温度センサ回路を特定することができる。
また、この発明は、温度に応じて物理的性質が変化する素子、前記素子の前記物理的性質の変化を電圧変化に変換する変換手段、及び前記変換手段の出力電圧を2値信号に変換して出力端子から出力する2値化手段を備えた温度センサ回路を複数備えると共に、前記複数の温度センサ回路の出力経路となる一本の信号線と、前記信号線の一端に決定された出力端と、前記出力端とプルアップ抵抗を介して接続された電源と、前記出力端に接続された判断手段とを備え、前記信号線は、前記出力端と他端との間に順次直列に接続された複数の抵抗であって、それぞれが前記プルアップ抵抗よりも抵抗値が小さい複数の抵抗を有しており、前記複数の温度センサ回路は、前記出力端子を介して、前記信号線上において隣り合った2つの抵抗間の接続点及び前記他端に1つずつ接続され、前記複数の温度センサ回路の出力が、各々の温度センサ回路で異なる抵抗値となる抵抗を介して前記判断手段に入力され、前記複数の温度センサ回路のうち任意の一温度センサ回路が目標値を検出した際に、当該温度センサ回路に応じて一意に定まる電圧を前記出力端に出力し、前記複数の温度センサのいずれか1つでも前記目標値に検出した場合には、すべての前記温度センサが前記目標値を検出しない場合に比べて、前記出力端の電圧が1/2以下となるように各抵抗の抵抗値が決められている温度監視装置を提供する。
好ましい態様において、前記複数の温度センサ回路における一温度センサ回路が目標値を検出した際に、前記信号線の出力端に出力される電圧が各温度センサ回路間で等しい差分を持つ。
この態様によれば、いずれの温度センサ回路が目標値を検出したかについて、判断手段の誤認を効果的に防止することができる。
<A:第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る温度監視装置の構成を示す回路図である。この温度監視装置は、大別して、温度センサ部10と、抵抗分圧回路部20と、電源30と、A/Dコンバータ32と、マイクロコンピュータ(以下、マイコンという)33とにより構成されている。
図2において、いずれの被監視体の温度も目標温度T未満である場合、全ての温度センサ回路Sk(k=1〜n)がOFFとなる。このため、A/Dコンバータ32の入力電圧Vinは、電源30の出力電圧V1となる。
Vin
=V1・(n−k)R/{3R+(k−1)R+(n−k)R}
=V1・(n−k)R/(2R+nR) ・・・(1)
ただし、上記式において、kはONになっている温度センサ回路Skのインデックスである。A/Dコンバータ32は、この入力電圧Vinをデジタルデータに変換し、マイコン33は、このデジタルデータに基づき、ONになった温度センサ回路Skを特定する。かかる動作によって、目標温度に達した(「温度異常」とする)被監視体が特定される。
図4は、本実施形態に係る温度監視装置の回路図である。尚、図2と重複する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。上記第1実施形態においては、温度センサ回路Skの出力端に抵抗23−kが接続されていた。これに対し、本実施形態は、この抵抗23−kに相当するものをなくし、温度監視装置の回路構成を単純化したものである。本実施形態において、A/Dコンバータ32の入力端は、抵抗値Rupを有する抵抗41により電源30にプルアップされている。抵抗分圧回路部40は、温度センサ部10における温度センサ回路Sk(k=0〜n−1)のON/OFF状態を反映した電圧VinをA/Dコンバータ32の入力端に伝える信号線43を有している。この信号線43は、抵抗値Rk(k=0〜n−1)を有する抵抗42−k(k=0〜n−1)を直列接続してなるものであり、抵抗値R0を有する抵抗42−0の一端が、A/Dコンバータ32の入力端に接続されている。ここで、抵抗42−k(k=0〜n−1)を各々間に挟んだ信号線43上の各ノードのうちA/Dコンバータ32の入力端を除くものを、A/Dコンバータ32から近い順にNk(k=0〜n−1)とすると、各ノードNk(k=0〜n−1)は、温度センサ回路Sk(k=1〜n)に接続されている。
a.温度センサ回路Sn−1のみがONであるとき、A/Dコンバータ32に対する入力電圧Vinが、電源30の出力電圧のほぼ1/2になること。
b.温度センサ回路Sk(k=0〜n−1)の1つがONとなる場合において、A/Dコンバータ32に対する入力電圧Vinが、ONとなる温度センサSkのインデックスkに対してリニアに変化すること。
Vin=V1×ΣRi/(Rup+ΣRi) ・・・(2)
ただし、上記式(2)においてΣRiは、A/Dコンバータ32の入力端から、ONである温度センサ回路Skの出力端までの間の各抵抗の抵抗値の総和Ri(i=0〜k)である。
Vin/V1=ΣRi/(Rup+ΣRi) ・・・(3)
上記条件aおよびbを満たすためには、この分圧比が例えば次式を満足すればよい。
Vin/V1
=ΣRi/(Rup+ΣRi)
=k/{2(n−1)} ・・・(4)
ΣRi/(1+ΣRi)=k/{2(n−1)} ・・・(5)
この式(5)式をΣRiについて解くと、下記(6)式となる。
ΣRi=k/{2(n−1)−k} ・・・(6)
この式(6)式は、今着目している温度センサ回路Skだけでなく、k−1番目の温度センサ回路Sk−1がONとなる場合についても適用可能である。従って、i=0〜k−1までのRiの総和をΣRi’とすると、次式が成立するはずである。
ΣRi’=(k−1)/{2(n−1)−(k−1)} ・・・(7)
ΣRi−ΣRi’
=Rk
=k/{2(n−1)−k}−(k−1)/{2(n−1)−(k−1)}
=2(n−1)/{k2−(4n−3)k+2(2n−1)(n−1)}
・・・(8)
本実施形態においても、上記第1実施形態と同様な効果が得られる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。
Claims (3)
- 温度に応じて物理的性質が変化する素子、前記素子の前記物理的性質の変化を電圧変化に変換する変換手段、及び前記変換手段の出力電圧を2値信号に変換して出力端子から出力する2値化手段を備えた温度センサ回路を複数備えると共に、
前記複数の温度センサ回路の出力経路となる一本の信号線と、
前記信号線の一端に接続された電源と、
前記信号線の他端に決定された出力端と、
前記出力端に接続された判断手段とを備え、
前記信号線は、前記電源と前記出力端との間に順次直列に接続された複数の抵抗であって、前記電源に最も近い抵抗の抵抗値がその他の抵抗の抵抗値よりも大きい複数の抵抗を有しており、
前記複数の温度センサ回路は、前記出力端子及び前記複数の抵抗とは異なる抵抗を介して、前記信号線上において隣り合った2つの抵抗間の接続点に1つずつ接続され、
前記複数の温度センサ回路の出力が、各々の温度センサ回路で異なる抵抗値となる抵抗を介して前記判断手段に入力され、前記複数の温度センサ回路のうち任意の一温度センサ回路が目標値を検出した際に、当該温度センサ回路に応じて一意に定まる電圧を前記出力端に出力し、
前記複数の温度センサのいずれか1つでも前記目標値を検出した場合には、すべての前記温度センサが前記目標値を検出しない場合に比べて、前記出力端の電圧が1/2以下となるように各抵抗の抵抗値が決められている温度監視装置。 - 温度に応じて物理的性質が変化する素子、前記素子の前記物理的性質の変化を電圧変化に変換する変換手段、及び前記変換手段の出力電圧を2値信号に変換して出力端子から出力する2値化手段を備えた温度センサ回路を複数備えると共に、
前記複数の温度センサ回路の出力経路となる一本の信号線と、
前記信号線の一端に決定された出力端と、
前記出力端とプルアップ抵抗を介して接続された電源と、
前記出力端に接続された判断手段とを備え、
前記信号線は、前記出力端と他端との間に順次直列に接続された複数の抵抗であって、それぞれが前記プルアップ抵抗よりも抵抗値が小さい複数の抵抗を有しており、
前記複数の温度センサ回路は、前記出力端子を介して、前記信号線上において隣り合った2つの抵抗間の接続点及び前記他端に1つずつ接続され、
前記複数の温度センサ回路の出力が、各々の温度センサ回路で異なる抵抗値となる抵抗を介して前記判断手段に入力され、前記複数の温度センサ回路のうち任意の一温度センサ回路が目標値を検出した際に、当該温度センサ回路に応じて一意に定まる電圧を前記出力端に出力し、
前記複数の温度センサのいずれか1つでも前記目標値に検出した場合には、すべての前記温度センサが前記目標値を検出しない場合に比べて、前記出力端の電圧が1/2以下となるように各抵抗の抵抗値が決められている温度監視装置。 - 前記複数の温度センサ回路における一温度センサ回路が目標値を検出した際に、前記信号線の出力端に出力される電圧が各温度センサ回路間で等しい差分を持つ
ことを特徴とする請求項1又は2記載の温度監視装置。
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