JP6291930B2 - Sensor circuit - Google Patents

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Description

本発明は、センサ回路に関する。   The present invention relates to a sensor circuit.

サーミスタの抵抗変化を利用して物理量を検知するセンサ回路が知られている。この種のセンサ回路は、測定対象の物理量の影響を受ける検知用サーミスタと、測定対象の物理量の影響を受けない補償用サーミスタを有し、検知用サーミスタの抵抗値は、測定対象の物理量と測定対象以外の物理量の影響を受けるが、補償用サーミスタの抵抗値は、測定対象以外の物理量の影響のみを受ける。したがって、これら二つのサーミスタの抵抗値の違いにより、測定対象の物理量が検知される。このような原理に基づき、温度、ガス濃度、湿度、流速等の様々な物理量を検知することができる。   A sensor circuit that detects a physical quantity using a resistance change of a thermistor is known. This type of sensor circuit has a detection thermistor that is affected by the physical quantity to be measured and a compensation thermistor that is not affected by the physical quantity to be measured, and the resistance value of the detection thermistor is measured with the physical quantity to be measured. The resistance value of the compensation thermistor is affected only by the physical quantity other than the measurement target, although it is affected by the physical quantity other than the measurement target. Therefore, the physical quantity to be measured is detected based on the difference between the resistance values of these two thermistors. Based on this principle, various physical quantities such as temperature, gas concentration, humidity, and flow rate can be detected.

例えば、特許文献1には、赤外線検知用感熱素子(サーミスタ)と抵抗素子の直列回路の第1の出力電圧と、温度補償用感熱素子(サーミスタ)と抵抗素子の直列回路の第2の出力電圧と、第1の出力電圧と第2の出力電圧の差分を出力した第3の出力電圧のうち、第1と第3出力電圧をデジタル値に変換して、これらの2つのデジタル値をもとに加熱要素の温度を検出する温度検出方法が提案されている。   For example, Patent Document 1 discloses a first output voltage of a series circuit of an infrared detection thermal element (thermistor) and a resistance element, and a second output voltage of a series circuit of a temperature compensation thermal element (thermistor) and a resistance element. Of the third output voltage that outputs the difference between the first output voltage and the second output voltage, the first and third output voltages are converted into digital values, and these two digital values are used as the basis. In addition, a temperature detection method for detecting the temperature of the heating element has been proposed.

この特許文献1に記載された温度検出方法は、第1の出力電圧と第2の出力電圧の差分を出力した第3の出力電圧が加熱ローラ(熱源)から放射される赤外光(赤外線)の熱量に周囲温度を含めたものと周囲温度との温度差、すなわち加熱ローラから放射される純粋な赤外光の熱量を反映している。この第3の出力電圧は、周囲温度に対してピーク値を持つ特性であり、感度(周囲温度が同一のときの加熱ローラの温度変化分に対する第3の出力電圧変化)も同様に周囲温度に対してピーク値を持つ。   In the temperature detection method described in Patent Document 1, infrared light (infrared light) emitted from a heating roller (heat source) is output as a third output voltage that is a difference between the first output voltage and the second output voltage. This reflects the temperature difference between the amount of heat including the ambient temperature and the ambient temperature, that is, the amount of heat of pure infrared light emitted from the heating roller. The third output voltage is a characteristic having a peak value with respect to the ambient temperature, and the sensitivity (the third output voltage change with respect to the temperature change of the heating roller when the ambient temperature is the same) is also the ambient temperature. On the other hand, it has a peak value.

特開2003−57116号公報JP 2003-57116 A

しかしながら、特許文献1に示す温度検出方法では、第3の出力の感度が低い周囲温度が存在し、このとき第3の出力電圧は、温度あたりの出力電圧変化が小さいため、温度検出精度が低いという問題があった。   However, in the temperature detection method shown in Patent Document 1, there is an ambient temperature where the sensitivity of the third output is low. At this time, the third output voltage has low temperature detection accuracy because the change in output voltage per temperature is small. There was a problem.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制できるセンサ回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a sensor circuit that can suppress a decrease in detection accuracy of a physical quantity to be measured.

上記課題を解決するために、本発明に係るセンサ回路は、電源の第1の極に接続される第1の抵抗と前記第1の抵抗に直列接続されるとともに前記電源の第2の極に接続される測定対象の物理量の影響を受ける第1のサーミスタを有する第1の検出回路と、
前記第1の極に接続される第2の抵抗と前記第2の抵抗に直列接続されるとともに前記第2の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第2のサーミスタを有する第2の検出回路と、を備えた第1のブリッジ回路と、前記第1の極に接続される第3の抵抗と前記第3の抵抗に直列接続されるとともに前記第2の極に接続される測定対象の物理量の影響を受ける第3のサーミスタを有する第3の検出回路と、前記第1の極に接続される第4の抵抗と前記第4の抵抗に直列接続されるとともに前記第2の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第4のサーミスタを有する第4の検出回路と、を備えた第2のブリッジ回路を備え、前記第1のブリッジ回路の出力である第1の検出回路の出力と第2の検出回路の出力の差電圧は、第1の周囲温度で第1のピーク値を持ち、前記第2のブリッジ回路の出力である第3の検出回路の出力と第4の検出回路の出力の差電圧は、前記第1の周囲温度と異なる第2の周囲温度で第2のピーク値を持って、前記第1、第2のブリッジ回路の出力は、入力電圧の重み付き機能を有する加減算回路に入力されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a sensor circuit according to the present invention is connected in series to a first resistor connected to a first pole of a power source and the first resistor, and to a second pole of the power source. A first detection circuit having a first thermistor that is affected by a physical quantity to be connected;
A second thermistor connected in series to the first resistor and the second thermistor connected in series to the second resistor and reduced in the influence of the physical quantity of the measurement object connected to the second electrode A first bridge circuit including a second detection circuit; a third resistor connected to the first pole; and a third resistor connected in series to the third resistor and connected to the second pole. A third detection circuit having a third thermistor that is affected by a physical quantity to be measured; a fourth resistor connected to the first pole; and a fourth resistor connected in series to the fourth resistor and the second resistor. And a fourth detection circuit having a fourth thermistor in which the influence of the physical quantity of the measurement object connected to the pole of the measurement is reduced, and is an output of the first bridge circuit. Difference voltage between output of first detection circuit and output of second detection circuit The differential voltage between the output of the third detection circuit and the output of the fourth detection circuit that has the first peak value at the first ambient temperature and is the output of the second bridge circuit is the first ambient temperature. The output of the first and second bridge circuits having a second peak value at a second ambient temperature different from the temperature is input to an addition / subtraction circuit having a function of weighting an input voltage. .

上記構成により、物理量の異なる2つの状態での加減算回路の出力電圧差に、周囲温度に対して2つのピーク値を持たせることが可能となり、広い周囲温度領域で感度の低下を抑制でき、物理量あたりの出力電圧変化を大きくできる。サーミスタを使用した1つのブリッジ回路の出力は、1つのピーク値を持ち、このピーク時の周囲温度から温度差が大きくなると出力電圧が低下し、物理量の異なる2つの状態での出力差である感度も低下する。2つのブリッジ回路を使用し、それぞれの出力に重み付けし、加算することで、1つのブリッジ回路が対応する周囲温度領域を制限でき、その結果、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制することができる。   With the above configuration, the output voltage difference of the adder / subtracter circuit in two states with different physical quantities can have two peak values with respect to the ambient temperature, and a decrease in sensitivity can be suppressed over a wide ambient temperature range. The output voltage change per unit can be increased. The output of one bridge circuit using a thermistor has one peak value. When the temperature difference increases from the ambient temperature at this peak, the output voltage decreases, and the sensitivity is the output difference between two states with different physical quantities. Also decreases. By using two bridge circuits, weighting and adding to each output, it is possible to limit the ambient temperature region to which one bridge circuit corresponds, and as a result, suppress the decrease in the detection accuracy of the physical quantity to be measured Can do.

更に、前記ブリッジ回路を3個以上有し、3つ以上のブリッジ回路の出力を入力電圧の重み付き機能を有する加減算回路に入力することにより、物理量の異なる2つの状態での加減算回路の出力電圧差に、周囲温度に対して3つ以上のピーク値を持たせることが可能となり、更に広い周囲温度領域に対しても感度の低下を抑制でき、物理量あたりの出力電圧変化を大きくできる。ブリッジ回路を増やすことで周囲温度あたりのピーク値を増やすことができ、周囲温度に対する感度の平坦化が可能となる。   Furthermore, the output voltage of the addition / subtraction circuit in two states with different physical quantities is obtained by inputting the output of the three or more bridge circuits to an addition / subtraction circuit having a function of weighting the input voltage. The difference can have three or more peak values with respect to the ambient temperature, can suppress a decrease in sensitivity even in a wider ambient temperature range, and can increase the output voltage change per physical quantity. By increasing the number of bridge circuits, the peak value per ambient temperature can be increased, and the sensitivity to the ambient temperature can be flattened.

本発明のセンサ回路は、電源の第1の極に接続される第1の抵抗手段と前記第1の抵抗手段に直列接続されるとともに前記電源の第2の極に接続される測定対象の物理量の影響を受ける第5のサーミスタを有する第5の検出回路と、前記第1の極に接続される第2の抵抗手段と前記第2の抵抗手段に直列接続されるとともに前記第2の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第6のサーミスタを有する第6の検出回路と、を備えた第3のブリッジ回路を備え、前記第1、第2の抵抗手段の抵抗値を切り替え可能なスイッチを有し、前記スイッチがオン状態のとき、前記第3のブリッジ回路の出力の差電圧は、第3の周囲温度で第3のピーク値を持ち、前記スイッチがオフ状態のとき、前記第3のブリッジ回路の出力の差電圧は、前記第3の周囲温度と異なる第4の周囲温度で第4のピーク値を持って、前記第3のブリッジ回路の出力は、前記スイッチと連動して増幅率が変化する差動増幅回路に入力され、前記スイッチがオン状態のときの前記差動増幅回路のアナログ出力をデジタル化した第1のデジタル値と、前記スイッチがオフ状態のときの前記差動増幅回路のアナログ出力をデジタル化した第2のデジタル値を加算する手段を有することを特徴とする。 The sensor circuit of the present invention includes a first resistance unit connected to a first pole of a power source and a physical quantity to be measured connected in series to the first resistor unit and connected to the second pole of the power source. A fifth detection circuit having a fifth thermistor that is affected by: a second resistor connected to the first pole; a second resistor connected in series to the second resistor; and the second pole And a sixth detection circuit having a sixth thermistor in which the influence of the physical quantity to be measured is reduced, and a resistance value of the first and second resistance means. When the switch is switchable and the switch is in the on state, the differential voltage of the output of the third bridge circuit has a third peak value at the third ambient temperature, and when the switch is in the off state The difference voltage at the output of the third bridge circuit is The output of the third bridge circuit has a fourth peak value at a fourth ambient temperature different from the third ambient temperature, and the output of the third bridge circuit is input to a differential amplifier circuit whose amplification factor changes in conjunction with the switch. A first digital value obtained by digitizing the analog output of the differential amplifier circuit when the switch is in an on state, and a digital value obtained by digitizing the analog output of the differential amplifier circuit when the switch is in an off state. It has a means for adding two digital values.

上記構成により、測定対象の物理量の影響を受けるサーミスタと測定対象の物理量の影響が低減されたサーミスタの構成が一組で済むため、少ない部品で回路構成できる。 With the above configuration, since the configuration of the thermistor affected by the physical quantity to be measured and the thermistor in which the influence of the physical quantity to be measured is reduced suffices, the circuit can be configured with a small number of components.

更に、前記抵抗手段の抵抗値が、前記スイッチにより3つ以上の抵抗値を有して、3つ以上のデジタル値を加算することで、周囲温度あたりのピーク値を増やすことができ、周囲温度に対するデジタル化した感度の平坦化が可能となる。 Furthermore, the resistance value of the resistance means has three or more resistance values by the switch, and the peak value per ambient temperature can be increased by adding three or more digital values. It is possible to flatten the digitized sensitivity to.

また、感度(物理量の異なる2つの状態での加減算回路の出力電圧差)及びデジタル化した感度のピーク値を周囲温度領域を等分割した時に、分割されたそれぞれの周囲温度領域に前記ピーク値を存在させることで、感度の平坦化が更に可能になる。 In addition, when the ambient temperature region is equally divided into the sensitivity (output voltage difference of the addition / subtraction circuit in two states with different physical quantities) and the digitized sensitivity peak value, the peak value is applied to each divided ambient temperature region. By making it exist, the sensitivity can be further flattened.

測定対象の物理量は、温度であってもよい。この場合、感度は、赤外線の熱量変化に対するセンサ回路の出力電圧差となり、熱源の温度検出精度の低下を抑制することができる。 The physical quantity to be measured may be temperature. In this case, the sensitivity is the difference in output voltage of the sensor circuit with respect to the change in the amount of heat of infrared rays, and a decrease in the temperature detection accuracy of the heat source can be suppressed.

本発明によれば、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制できるセンサ回路を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sensor circuit which can suppress the fall of the detection accuracy of the physical quantity of a measuring object can be provided.

本発明の第1の実施形態に係るセンサ回路を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the sensor circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態に係るセンサ回路の加算回路の出力と差動増幅回路の出力の温度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature characteristic of the output of the addition circuit of the sensor circuit which concerns on 1st Embodiment, and the output of a differential amplifier circuit. 測定対象の温度が180℃と160℃のときの第1の実施形態に係るセンサ回路の加算回路の出力と180℃時の加算回路の出力から160℃時の加算回路の出力を引いた電圧の温度特性を示すグラフである。The voltage obtained by subtracting the output of the addition circuit at 160 ° C. from the output of the addition circuit of the sensor circuit according to the first embodiment when the temperature to be measured is 180 ° C. and 160 ° C. and the output of the addition circuit at 180 ° C. It is a graph which shows a temperature characteristic. 本発明の第1の実施形態に係るセンサ回路の変形例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the modification of the sensor circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るセンサ回路を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the sensor circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施形態に係るセンサ回路の加算回路の出力と差動増幅回路の出力の温度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature characteristic of the output of the addition circuit of the sensor circuit which concerns on 2nd Embodiment, and the output of a differential amplifier circuit. 測定対象の温度が180℃と160℃のときの第1の実施形態に係るセンサ回路の加算回路の出力と180℃時の加算回路の出力から160℃時の加算回路の出力を引いた電圧の温度特性を示すグラフである。The voltage obtained by subtracting the output of the addition circuit at 160 ° C. from the output of the addition circuit of the sensor circuit according to the first embodiment when the temperature to be measured is 180 ° C. and 160 ° C. and the output of the addition circuit at 180 ° C. It is a graph which shows a temperature characteristic. 本発明の第2の実施形態に係るセンサ回路の変形例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the modification of the sensor circuit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るセンサ回路を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the sensor circuit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るセンサ回路の変形例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the modification of the sensor circuit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るセンサ回路のロジック回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the logic circuit of the sensor circuit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 比較例1に係るセンサ回路を示す回路構成図である。5 is a circuit configuration diagram showing a sensor circuit according to Comparative Example 1. FIG. 測定対象の温度が180℃と160℃のときの比較例1に係るセンサ回路の差動増幅回路の出力と180℃時の差動増幅回路の出力から160℃時の差動増幅回路の出力を引いた電圧の温度特性を示すグラフである。The output of the differential amplifier circuit at 160 ° C. from the output of the differential amplifier circuit of the sensor circuit according to Comparative Example 1 when the temperature to be measured is 180 ° C. and 160 ° C. and the output of the differential amplifier circuit at 180 ° C. It is a graph which shows the temperature characteristic of the pulled voltage.

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.

(第1の実施形態)
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態に係るセンサ回路100の構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るセンサ回路を示す回路構成図である。なお、本実施形態では、熱源の温度を非接触で測定するセンサ回路を用いて説明する。すなわち、測定対象は熱源であり、測定対象の物理量は温度である。
(First embodiment)
First, the configuration of the sensor circuit 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a sensor circuit according to a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, description will be made using a sensor circuit that measures the temperature of the heat source in a non-contact manner. That is, the measurement target is a heat source, and the physical quantity of the measurement target is temperature.

センサ回路100は、図1に示されるように、電源V1と、第1のブリッジ回路11と、第2のブリッジ回路12と、ボルテージフォロワ(21,22)と、差動増幅回路(31,32)と2入力の加算回路41と、A/D(アナログ/デジタル)変換回路51と、を有する。   As shown in FIG. 1, the sensor circuit 100 includes a power source V1, a first bridge circuit 11, a second bridge circuit 12, a voltage follower (21, 22), and a differential amplifier circuit (31, 32). ) And a two-input adder circuit 41, and an A / D (analog / digital) converter circuit 51.

電源V1は、第1のブリッジ回路11および第2のブリッジ回路12に直流電圧を供給する。電源V1としては、それぞれの回路出力へのノイズの影響を抑制するため、安定化した定電圧電源が用いられる。また、電源V1は、第1の極と第2の極を有する。本実施形態では、第1の極を正極、第2の極を負極として説明する。以下、第1の極は「正極」と記し、第2の極は「負極」と記す。   The power source V <b> 1 supplies a DC voltage to the first bridge circuit 11 and the second bridge circuit 12. As the power source V1, a stabilized constant voltage power source is used in order to suppress the influence of noise on each circuit output. The power source V1 has a first pole and a second pole. In the present embodiment, the first electrode is described as a positive electrode and the second electrode is described as a negative electrode. Hereinafter, the first electrode is referred to as “positive electrode”, and the second electrode is referred to as “negative electrode”.

第1のブリッジ回路は、熱源から放射される赤外線を検知するための第1の検出回路と周囲温度を検知するための第2の検出回路から構成される。第1検出回路は、電源V1の正極に接続される第1の抵抗R1と電源V1の負極に接続される第1のサーミスタTh1の直列回路で構成されている。   The first bridge circuit includes a first detection circuit for detecting infrared rays emitted from the heat source and a second detection circuit for detecting ambient temperature. The first detection circuit includes a series circuit of a first resistor R1 connected to the positive electrode of the power supply V1 and a first thermistor Th1 connected to the negative electrode of the power supply V1.

第1のサーミスタTh1は、測定対象の物理量である熱源から放射される赤外線の熱量の影響を受けるように配置されている。つまり、第1のサーミスタTh1は、熱源から放射される赤外線の熱量の影響を受けたとき、第1のサーミスタTh1の温度が変化することにより抵抗値が変化することとなる。この第1のサーミスタTh1の温度は、周囲温度と熱源から放射される赤外線の熱量の影響により加わる温度で抵抗値が決まる。   The first thermistor Th1 is arranged so as to be affected by the amount of heat of infrared rays emitted from a heat source that is a physical quantity to be measured. That is, when the first thermistor Th1 is affected by the amount of heat of infrared rays radiated from the heat source, the resistance value changes due to the temperature of the first thermistor Th1 changing. The resistance value of the temperature of the first thermistor Th1 is determined by the temperature applied by the influence of the ambient temperature and the amount of heat of infrared rays emitted from the heat source.

第1のサーミスタTh1としては、金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つNTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタが用いられる。サーミスタの特性は、任意の温度TA[K]およびTB[K]におけるサーミスタの抵抗値をRA、RB、サーミスタ定数をB(B定数)とすると、以下の式(1)のように近似される。なお、B定数はその値が大きいほど、温度変化に対する抵抗変化率が大きいことを意味する。
RA=RB×eB(1/TA−1/TB) 式(1)
As the first thermistor Th1, an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor having a negative resistance temperature coefficient mainly composed of a metal oxide is used. The characteristics of the thermistor are approximated by the following equation (1), where RA and RB are the resistance values of the thermistor at arbitrary temperatures TA [K] and TB [K], and B (B constant) is the thermistor constant. . In addition, B constant means that the resistance change rate with respect to a temperature change is so large that the value is large.
RA = RB * e B (1 / TA-1 / TB) Formula (1)

第1の検出回路は、電源V1から供給される直流電圧を第1の抵抗R1と第1のサーミスタTh1により分圧した電圧を出力P1として出力する。すなわち、第1の検出回路の出力P1は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第1の抵抗R1の抵抗値をRr1、第1のサーミスタTh1の抵抗値をRth1とすると、第1の検出回路の出力P1は、以下の式(3)の関係を満たすこととなる。
VO1=Vr1×Rth1/(Rth1+Rr1) 式(3)
この第1の検出回路の出力P1は、ボルテージフォロワ21を経由して第1の差動増幅回路31に接続されている。
The first detection circuit outputs a voltage obtained by dividing the DC voltage supplied from the power supply V1 by the first resistor R1 and the first thermistor Th1 as the output P1. That is, the output P1 of the first detection circuit is expressed as follows, assuming that the direct-current voltage value supplied from the power supply V1 is Vr1, the resistance value of the first resistor R1 is Rr1, and the resistance value of the first thermistor Th1 is Rth1. The output P1 of the detection circuit satisfies the relationship of the following expression (3).
VO1 = Vr1 × Rth1 / (Rth1 + Rr1) Formula (3)
The output P1 of the first detection circuit is connected to the first differential amplifier circuit 31 via the voltage follower 21.

第2の検出回路は、電源V1の正極に接続される第2の抵抗R2と、電源V1の負極に接続される第2のサーミスタTh2の直列回路で構成されている。   The second detection circuit is composed of a series circuit of a second resistor R2 connected to the positive electrode of the power supply V1 and a second thermistor Th2 connected to the negative electrode of the power supply V1.

第2のサーミスタTh2の温度は、周囲温度と同じであり、この温度により抵抗値が決まる。つまり、第2のサーミスタTh2は、測定対象の物理量である熱源から放射される赤外線の熱量の影響が低減されるように配置されている。ここで、第2のサーミスタTh2は、熱源から放射される熱量の影響を全く受けない位置に配置されると好ましいが、第1の検出回路と第2の検出回路とを構造上近接して配置せざるを得ない場合は、機能的に問題ない程度で、第2のサーミスタTh2が熱源から放射される赤外線の熱量の影響を受ける位置に配置しても良い。   The temperature of the second thermistor Th2 is the same as the ambient temperature, and the resistance value is determined by this temperature. That is, the second thermistor Th2 is arranged so that the influence of the amount of heat of infrared rays emitted from the heat source, which is the physical quantity to be measured, is reduced. Here, the second thermistor Th2 is preferably arranged at a position that is not affected by the amount of heat radiated from the heat source, but the first detection circuit and the second detection circuit are arranged close to each other in structure. If it is unavoidable, the second thermistor Th2 may be disposed at a position that is affected by the amount of heat of infrared rays radiated from the heat source, as long as there is no functional problem.

第2のサーミスタTh2は、第1のサーミスタTh1と同様に、金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つNTCサーミスタが用いられる。   As the second thermistor Th2, an NTC thermistor having a negative resistance temperature coefficient mainly composed of a metal oxide is used in the same manner as the first thermistor Th1.

第2の検出回路は、電源V1から供給される直流電圧を第2の抵抗R2と第2のサーミスタTh2により分圧した電圧を出力P2として出力する。すなわち、
第2の検出回路の出力P2は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第2の抵抗R2の抵抗値をRr2、第2のサーミスタTh2の抵抗値をRth2とすると、以下の式(4)の関係を満たすこととなる。
P2=Vr1×Rth2/(Rth2+Rr2) 式(4)
この第2の検出回路の出力P2は、ボルテージフォロワ21を経由して第1の差動増幅回路31に接続されている。
The second detection circuit outputs a voltage obtained by dividing the DC voltage supplied from the power supply V1 by the second resistor R2 and the second thermistor Th2 as an output P2. That is,
The output P2 of the second detection circuit is expressed by the following formula (Vr1, the resistance value of the second resistor R2 is Rr2, and the resistance value of the second thermistor Th2 is Rth2): The relationship 4) is satisfied.
P2 = Vr1 × Rth2 / (Rth2 + Rr2) Formula (4)
The output P2 of the second detection circuit is connected to the first differential amplifier circuit 31 via the voltage follower 21.

第2のブリッジ回路12は、第1のブリッジ回路11と同様に、熱源から放射される赤外線を検知するための第3の検出回路と周囲温度を検知するための第4の検出回路の2つの検出回路から構成される。第3の検出回路は、電源V1の正極に接続される第3の抵抗R3と電源V1の負極に接続される第3のサーミスタTh3の直列回路で構成されている。第4の検出回路は、電源V1の正極に接続される第4の抵抗R4と、電源V1の負極に接続される第4のサーミスタTh4の直列回路で構成されている。   Similarly to the first bridge circuit 11, the second bridge circuit 12 includes two detection circuits, a third detection circuit for detecting infrared rays emitted from the heat source and a fourth detection circuit for detecting the ambient temperature. It consists of a detection circuit. The third detection circuit is configured by a series circuit of a third resistor R3 connected to the positive electrode of the power supply V1 and a third thermistor Th3 connected to the negative electrode of the power supply V1. The fourth detection circuit is configured by a series circuit of a fourth resistor R4 connected to the positive electrode of the power supply V1 and a fourth thermistor Th4 connected to the negative electrode of the power supply V1.

第3のサーミスタTh3と第4のサーミスタTh4は、第1のサーミスタTh1及び第2のサーミスタTh2と同様に金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つNTCサーミスタが用いられる。 As the third thermistor Th3 and the fourth thermistor Th4, NTC thermistors having a negative resistance temperature coefficient having a metal oxide as a main component are used similarly to the first thermistor Th1 and the second thermistor Th2.

第2のブリッジ回路12は、第1のブリッジ回路と同様な回路構成であり、第3の検出回路の出力P3は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第3の抵抗R3の抵抗値をRr3、第2のサーミスタTh3の抵抗値をRth3とすると、以下の式(5)の関係を満たすこととなる。
P3=Vr1×Rth3/(Rth3+Rr3) 式(5)
同様に、第4の検出回路の出力P4は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第4の抵抗R4の抵抗値をRr4、第4のサーミスタTh4の抵抗値をRth4とすると、以下の式(6)の関係を満たすこととなる。
P4=Vr1×Rth4/(Rth4+Rr4) 式(6)
第3の検出回路の出力P3及び第4の検出回路の出力P4は、ボルテージフォロワ22を経由して第2の差動増幅回路32に接続されている。
The second bridge circuit 12 has a circuit configuration similar to that of the first bridge circuit, and the output P3 of the third detection circuit has a DC voltage value Vr1 supplied from the power source V1 and a resistance of the third resistor R3. When the value is Rr3 and the resistance value of the second thermistor Th3 is Rth3, the relationship of the following formula (5) is satisfied.
P3 = Vr1 × Rth3 / (Rth3 + Rr3) Formula (5)
Similarly, the output P4 of the fourth detection circuit is as follows, assuming that the direct-current voltage value supplied from the power supply V1 is Vr1, the resistance value of the fourth resistor R4 is Rr4, and the resistance value of the fourth thermistor Th4 is Rth4. This satisfies the relationship of Equation (6).
P4 = Vr1 × Rth4 / (Rth4 + Rr4) Formula (6)
The output P3 of the third detection circuit and the output P4 of the fourth detection circuit are connected to the second differential amplifier circuit 32 via the voltage follower 22.

ボルテージフォロワ(21,22)は、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換する回路である。第1ブリッジ回路の出力(P1,P2)及び第2ブリッジ回路の出力(P3,P4)は、一般的に高インピーダンス信号であるため、ボルテージフォロワ通すことで低インピーダンス信号に変換し、次段に接続される第1の差動増幅回路31及び第2の差動増幅回路32に減衰していない電圧を伝えることができる。電圧値としては、ボルテージフォロワ(21,22)の入力(P1,P2,P3,P4)と対応する出力(P7,P8,P9,P10)は、同じである。ボルテージフォロワは、必ずしも必要ということではない。次段の回路の入力インピーダンスとの関係や、伝えたい電圧の精度などにより、ボルテージフォロワがなくともよい。 The voltage follower (21, 22) is a circuit that converts a high impedance signal into a low impedance signal. Since the outputs (P1, P2) of the first bridge circuit and the outputs (P3, P4) of the second bridge circuit are generally high impedance signals, they are converted into low impedance signals by passing through a voltage follower, and are output to the next stage. An unattenuated voltage can be transmitted to the first differential amplifier circuit 31 and the second differential amplifier circuit 32 to be connected. As voltage values, the outputs (P7, P8, P9, P10) corresponding to the inputs (P1, P2, P3, P4) of the voltage follower (21, 22) are the same. A voltage follower is not always necessary. Depending on the relationship with the input impedance of the next-stage circuit and the accuracy of the voltage to be transmitted, the voltage follower may be omitted.

差動増幅回路(31,32)は、2つの入力電圧の差分を一定係数で増幅する回路である。第1の差動増幅回路31は、第1のボルテージフォロワの出力(P7,P8)を入力として、出力P7の出力電圧と出力P8の出力電圧の差分を取り、この差分のみを増幅させている。つまり、信号成分としては第1のブリッジ回路11の出力(P1、P2)の差分を取り、この差分のみを増幅させる。第1の差動増幅回路31の出力P13は、周囲温度領域を2分割し、高い方の周囲温度領域でピーク値を取るように、第1のブリッジ回路の定数を設定する。第1の差動増幅回路31は、2つの入力電圧の差分を増幅させた電圧を出力P13として出力し、次段の加算回路41に入力される。   The differential amplifier circuits (31, 32) are circuits that amplify the difference between two input voltages with a constant coefficient. The first differential amplifier 31 receives the output (P7, P8) of the first voltage follower, takes the difference between the output voltage of the output P7 and the output voltage of the output P8, and amplifies only this difference. . That is, the difference between the outputs (P1, P2) of the first bridge circuit 11 is taken as a signal component, and only this difference is amplified. The output P13 of the first differential amplifier circuit 31 sets the constant of the first bridge circuit so that the ambient temperature region is divided into two and takes a peak value in the higher ambient temperature region. The first differential amplifier circuit 31 outputs a voltage obtained by amplifying the difference between the two input voltages as an output P13, and is input to the adder circuit 41 in the next stage.

第2の差動増幅回路32は、第2のボルテージフォロワの出力(P9,P10)を入力として、出力P9の出力電圧と出力P10の出力電圧の差分を取り、この差分のみを増幅させている。つまり、信号成分としては第2のブリッジ回路12の出力(P3、P4)の差分を取り、この差分のみを増幅させることになる。第2の差動増幅回路32の出力P14は、周囲温度領域を2分割し、低い方の周囲温度領域でピーク値を取るように、第2のブリッジ回路の定数を設定する。第2の差動増幅回路32は、2つの入力電圧の差分を増幅させた電圧を出力P14として出力し、次段の加算回路41に入力される。   The second differential amplifier circuit 32 receives the output (P9, P10) of the second voltage follower, takes the difference between the output voltage of the output P9 and the output voltage of the output P10, and amplifies only this difference. . That is, the difference between the outputs (P3, P4) of the second bridge circuit 12 is taken as a signal component, and only this difference is amplified. The output P14 of the second differential amplifier circuit 32 sets the constant of the second bridge circuit so that the ambient temperature region is divided into two and takes a peak value in the lower ambient temperature region. The second differential amplifier circuit 32 outputs a voltage obtained by amplifying the difference between the two input voltages as an output P14, and is input to the adder circuit 41 in the next stage.

加算回路41は、入力電圧を加算し増幅する回路である。加算回路41は、第1の差動増幅回路31の出力P13と第2の差動増幅回路32の出力P14の2つの入力電圧を加算する。つまり、第1のブリッジ回路11の出力(P1,P2)の差電圧を増幅した信号と、第2のブリッジ回路12の出力(P3,P4)の差電圧を増幅した信号を加算することになる。加算回路41の出力P16は、高い方の周囲温度領域でピーク値を持った電圧と低い方の周囲温度領域にピーク値を持った電圧を加算した出力電圧となる。この出力電圧は、感度(加熱ローラの温度変化分に対する出力電圧変化)においても、2つのピーク値を持つ。このピーク値が略等しくなるように、差動増幅回路(31,32)の増幅率を設定する。以上の回路構成及び定数設定により、周囲温度領域のそれぞれ異なる半分の周囲温度領域でそれぞれ感度を高められるので、ピーク時の周囲温度から極端に離れた周囲温度がなくなり、感度の低下が抑制できる。また、加算回路41の増幅率は、次段の回路の入力電圧範囲内で適宜設定される。加算回路41の出力P16は、A/D変換回路51に接続される。なお、図1では図示していないが、周囲温度を検知した電圧値もA/D変換回路51に取込まれる。この電圧値は、第2の検出回路の出力P2の経路などの単独の検出回路からの信号を利用してもよいし、第2の検出回路の出力P2と第4の検出回路の出力P4との合成信号などを利用してもよい。   The adder circuit 41 is a circuit that adds and amplifies input voltages. The adder circuit 41 adds the two input voltages of the output P13 of the first differential amplifier circuit 31 and the output P14 of the second differential amplifier circuit 32. That is, the signal obtained by amplifying the difference voltage between the outputs (P1, P2) of the first bridge circuit 11 and the signal obtained by amplifying the difference voltage between the outputs (P3, P4) of the second bridge circuit 12 are added. . The output P16 of the adding circuit 41 is an output voltage obtained by adding a voltage having a peak value in the higher ambient temperature region and a voltage having a peak value in the lower ambient temperature region. This output voltage also has two peak values in sensitivity (change in output voltage with respect to the temperature change of the heating roller). The amplification factor of the differential amplifier circuit (31, 32) is set so that the peak values are substantially equal. With the above circuit configuration and constant setting, the sensitivity can be enhanced in each of the half ambient temperature regions different from each other in the ambient temperature region, so that there is no ambient temperature extremely far from the peak ambient temperature, and the decrease in sensitivity can be suppressed. Further, the amplification factor of the adder circuit 41 is appropriately set within the input voltage range of the circuit at the next stage. The output P16 of the adder circuit 41 is connected to the A / D conversion circuit 51. Although not shown in FIG. 1, the voltage value obtained by detecting the ambient temperature is also taken into the A / D conversion circuit 51. As this voltage value, a signal from a single detection circuit such as the path of the output P2 of the second detection circuit may be used, or the output P2 of the second detection circuit and the output P4 of the fourth detection circuit Alternatively, a synthesized signal may be used.

A/D変換回路51は、アナログ値をデジタル値に変換する回路である。本実施形態では、加算回路51の出力P16をデジタル値に変換する。アナログ値からデジタル値に変換する場合、1ビット分の電圧、つまり非接触温度センサの場合は1ビット分の温度が小さいほど温度精度が上がる。高精度にするには、分解能が高いA/D変換回路51を使うこと、そして入力電圧を大きくすることが考えられる。したがってA/D変換回路51の入力電圧範囲内で出来る限り大きな入力電圧にすると精度を向上することができる。なお、図1では図示していないが、A/D変換回路51によってデジタル値に変換された値は、マイクロコンピュータに取り込まれ、温度変換テーブルもしくは関数により変換して熱源の温度を検出する。   The A / D conversion circuit 51 is a circuit that converts an analog value into a digital value. In the present embodiment, the output P16 of the adder circuit 51 is converted into a digital value. When converting from an analog value to a digital value, the temperature accuracy increases as the voltage for 1 bit, that is, in the case of a non-contact temperature sensor, the temperature for 1 bit decreases. In order to achieve high accuracy, it is conceivable to use the A / D conversion circuit 51 having a high resolution and to increase the input voltage. Therefore, if the input voltage is set as high as possible within the input voltage range of the A / D conversion circuit 51, the accuracy can be improved. Although not shown in FIG. 1, the value converted into a digital value by the A / D conversion circuit 51 is taken into a microcomputer and converted by a temperature conversion table or function to detect the temperature of the heat source.

以上のように、本実施形態に係るセンサ回路100において、加算回路41の出力P16の出力電圧は、略等しい2つの感度のピーク値を持ち、このピーク値は2等分した周囲温度領域にそれぞれ存在するため、特定の周囲温度における感度の低下を抑制できる。次段のA/D変換回路51の入力電圧の分解能は、周囲温度ごとの感度の差が少なくなるため、熱源の温度の検出精度の低下を抑制することができる。   As described above, in the sensor circuit 100 according to the present embodiment, the output voltage of the output P16 of the adder circuit 41 has two peak values having substantially the same sensitivity, and these peak values are respectively divided into two equal ambient temperature regions. Since it exists, the fall of the sensitivity in specific ambient temperature can be suppressed. Regarding the resolution of the input voltage of the A / D conversion circuit 51 in the next stage, since the difference in sensitivity for each ambient temperature is reduced, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the temperature of the heat source.

(第1の実施形態の変形例)
次に、図4を参照して、本発明の第1の実施形態に係るセンサ回路100の変形例であるセンサ回路200の構成について説明する。図4は、本発明の第1の実施形態に係るセンサ回路の変形例を示す回路構成図である。
(Modification of the first embodiment)
Next, a configuration of a sensor circuit 200 that is a modification of the sensor circuit 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a modification of the sensor circuit according to the first embodiment of the present invention.

本変形例に係るセンサ回路300は、電源V1と、第1のブリッジ回路11と、第2のブリッジ回路12と、ボルテージフォロワ(21,22)と、A/D変換回路51について、第1の実施形態に係るセンサ回路100と同様である。本変形例では、差動増幅回路(31,32)と加算回路41の代わりに、加減算回路42を備えている点において、第1の実施形態の係るセンサ回路100と相違する。以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。 The sensor circuit 300 according to this modification includes the first power supply V1, the first bridge circuit 11, the second bridge circuit 12, the voltage follower (21, 22), and the A / D conversion circuit 51. This is the same as the sensor circuit 100 according to the embodiment. The present modification is different from the sensor circuit 100 according to the first embodiment in that an addition / subtraction circuit 42 is provided instead of the differential amplifier circuits (31, 32) and the addition circuit 41. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.

加減算回路42は、加算、減算、増幅を行うアナログ演算回路である。本変形例200では、第1のボルテージフォロワ21の出力P8と第2のボルテージフォロワの出力P10を加算し、第1のボルテージフォロワ21の出力P7と第2のボルテージフォロワの出力P9を減算し、増幅率は各信号に対して設定できる。第1の実施形態に係るセンサ回路100では、第1のボルテージフォロワ21の出力(P7,P8)の差電圧である差動増幅回路31の出力P13の出力電圧と第2のボルテージフォロワ22の出力(P9,P10)の差電圧である差動増幅回路32の出力P14の出力電圧を求めてから、こられの出力電圧を加算していた。つまり、本変形例200では、加減算回路42だけで、同じ動作をさせることができるので、回路の簡素化が可能となる。なお、第1のブリッジ回路11の第2の検出回路と第2のブリッジ回路12の第4の検出回路は、どちらか省略しても構わない。つまり、第2の検出回路と第4の検出回路は、周囲温度を測る目的の回路であるため、共通化することが可能である。 The addition / subtraction circuit 42 is an analog arithmetic circuit that performs addition, subtraction, and amplification. In the present modification 200, the output P8 of the first voltage follower 21 and the output P10 of the second voltage follower 21 are added, the output P7 of the first voltage follower 21 and the output P9 of the second voltage follower are subtracted, The amplification factor can be set for each signal. In the sensor circuit 100 according to the first embodiment, the output voltage of the output P13 of the differential amplifier circuit 31 and the output of the second voltage follower 22 which are the differential voltages of the outputs (P7, P8) of the first voltage follower 21. After obtaining the output voltage of the output P14 of the differential amplifier circuit 32, which is the difference voltage of (P9, P10), these output voltages are added. That is, in the present modification 200, the same operation can be performed only by the addition / subtraction circuit 42, so that the circuit can be simplified. Note that either the second detection circuit of the first bridge circuit 11 or the fourth detection circuit of the second bridge circuit 12 may be omitted. That is, since the second detection circuit and the fourth detection circuit are circuits for measuring the ambient temperature, they can be shared.

(第2の実施形態)
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施形態に係るセンサ回路300の構成について説明する。図5は、本発明の第2の実施形態に係るセンサ回路を示す回路構成図である。なお、第2の実施形態に係るセンサ回路300も熱源の温度を非接触で測定するセンサ回路を用いて説明する。すなわち、測定対象は熱源であり、測定対象の物理量は温度である。第2の実施形態に係るセンサ回路300は、第3のブリッジ回路13と第3のボルテージフォロワ23と第3の差動増幅回路33と3入力の加算回路43を備えている点において、第1の実施形態に係るセンサ回路100と異なっている。以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the sensor circuit 300 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a sensor circuit according to the second embodiment of the present invention. The sensor circuit 300 according to the second embodiment will also be described using a sensor circuit that measures the temperature of the heat source in a non-contact manner. That is, the measurement target is a heat source, and the physical quantity of the measurement target is temperature. The sensor circuit 300 according to the second embodiment includes a third bridge circuit 13, a third voltage follower 23, a third differential amplifier circuit 33, and a three-input adder circuit 43. This is different from the sensor circuit 100 according to the embodiment. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.

センサ回路300は、図5に示されるように、電源V1と、第1のブリッジ回路11と、第2のブリッジ回路12と、第3のブリッジ回路13と、ボルテージフォロワ(21,22,23)と、差動増幅回路(31,32,33)と、3入力の加算回路43と、A/D(アナログ/デジタル)変換回路51と、を有する。   As shown in FIG. 5, the sensor circuit 300 includes a power source V1, a first bridge circuit 11, a second bridge circuit 12, a third bridge circuit 13, and a voltage follower (21, 22, 23). A differential amplifier circuit (31, 32, 33), a 3-input adder circuit 43, and an A / D (analog / digital) converter circuit 51.

第3のブリッジ回路13は、第1のブリッジ回路11及び第2のブリッジ回路12と同様に、熱源から放射される赤外線を検知するための第5の検出回路と周囲温度を検知するための第6の検出回路の2つの検出回路から構成される。第5の検出回路は、電源V1の正極に接続される第5の抵抗R5と電源V1の負極に接続される第5のサーミスタTh5の直列回路で構成されている。第6の検出回路は、電源V1の正極に接続される第6の抵抗R6と、電源V1の負極に接続される第6のサーミスタTh6の直列回路で構成されている。   Similar to the first bridge circuit 11 and the second bridge circuit 12, the third bridge circuit 13 includes a fifth detection circuit for detecting infrared rays radiated from the heat source and a fifth detection circuit for detecting the ambient temperature. 6 of two detection circuits. The fifth detection circuit is configured by a series circuit of a fifth resistor R5 connected to the positive electrode of the power supply V1 and a fifth thermistor Th5 connected to the negative electrode of the power supply V1. The sixth detection circuit is configured by a series circuit of a sixth resistor R6 connected to the positive electrode of the power supply V1 and a sixth thermistor Th6 connected to the negative electrode of the power supply V1.

第5のサーミスタTh5と第6のサーミスタTh6は、第1のサーミスタTh1及び第2のサーミスタTh2及び第3のサーミスタTh3及び第4のサーミスタTh4と同様に金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つNTCサーミスタが用いられる。 Similarly to the first thermistor Th1, the second thermistor Th2, the third thermistor Th3, and the fourth thermistor Th4, the fifth thermistor Th5 and the sixth thermistor Th6 are negative resistances mainly composed of a metal oxide. An NTC thermistor with a temperature coefficient is used.

第3のブリッジ回路13は、第1のブリッジ回路11及び第2のブリッジ回路12と同様な回路構成であり、第3の検出回路の出力P3は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第5の抵抗R5の抵抗値をRr5、第5のサーミスタTh5の抵抗値をRth5とすると、以下の式(7)の関係を満たすこととなる。
P5=Vr1×Rth5/(Rth5+Rr5) 式(7)
同様に、第6の検出回路の出力P6は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第6の抵抗R6の抵抗値をRr6、第6のサーミスタTh6の抵抗値をRth6とすると、以下の式(8)の関係を満たすこととなる。
P6=Vr1×Rth6/(Rth6+Rr6) 式(8)
第5の検出回路の出力P5及び第6の検出回路の出力P6は、ボルテージフォロワ23を経由して第3の差動増幅回路33に接続されている。
The third bridge circuit 13 has a circuit configuration similar to that of the first bridge circuit 11 and the second bridge circuit 12, and the output P3 of the third detection circuit uses the direct current voltage value Vr1 supplied from the power source V1. When the resistance value of the fifth resistor R5 is Rr5 and the resistance value of the fifth thermistor Th5 is Rth5, the relationship of the following formula (7) is satisfied.
P5 = Vr1 × Rth5 / (Rth5 + Rr5) Formula (7)
Similarly, the output P6 of the sixth detection circuit is as follows, assuming that the direct-current voltage value supplied from the power supply V1 is Vr1, the resistance value of the sixth resistor R6 is Rr6, and the resistance value of the sixth thermistor Th6 is Rth6. This satisfies the relationship of Equation (8).
P6 = Vr1 × Rth6 / (Rth6 + Rr6) Formula (8)
The output P5 of the fifth detection circuit and the output P6 of the sixth detection circuit are connected to the third differential amplifier circuit 33 via the voltage follower 23.

ボルテージフォロワ(21,22,23)は、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換する回路である。第1ブリッジ回路の出力(P1,P2)及び第2ブリッジ回路の出力(P3,P4)及び第3のブリッジ回路(P5,P6)の出力は、一般的に高インピーダンス信号であるため、ボルテージフォロワ通すことで低インピーダンス信号に変換し、次段に接続される差動増幅回路(31,32,33)に減衰しない電圧を入力することができる。電圧値としては、ボルテージフォロワ(21,22,23)の入力(P1,P2,P3,P4,P5,P6)と対応する出力(P7,P8,P9,P10,P11,P12)は、同じである。ブリッジ回路出力が次段の入力インピーダンスに比べ、2桁以上低い場合は、一般的にボルテージフォロワは特に必要ない。 The voltage followers (21, 22, 23) are circuits that convert a high impedance signal into a low impedance signal. Since the outputs (P1, P2) of the first bridge circuit, the outputs (P3, P4) of the second bridge circuit, and the outputs of the third bridge circuits (P5, P6) are generally high impedance signals, they are voltage followers. By passing the signal, the signal is converted into a low impedance signal, and a voltage that does not attenuate can be input to the differential amplifier circuit (31, 32, 33) connected to the next stage. As voltage values, the outputs (P7, P8, P9, P10, P11, P12) corresponding to the inputs (P1, P2, P3, P4, P5, P6) of the voltage follower (21, 22, 23) are the same. is there. When the bridge circuit output is lower by two digits or more than the input impedance of the next stage, a voltage follower is generally not particularly required.

差動増幅回路(31,32,33)は、2つの入力電圧の差分を一定係数で増幅する回路である。第3の差動増幅回路33は、第1の差動増幅回路31及び第2の差動増幅回路32と同様な動作であり、第3のボルテージフォロワの出力(P11,P12)を入力として、出力P11の出力電圧と出力P12の出力電圧の差分を取り、この差分のみを増幅させている。ボルテージフォロワの前後は、同じ電圧値であるので、第3のブリッジ回路13の出力(P5、P6)の差分を取り、この差分のみを増幅させていることになる。   The differential amplifier circuits (31, 32, 33) are circuits that amplify the difference between two input voltages with a constant coefficient. The third differential amplifier circuit 33 operates in the same manner as the first differential amplifier circuit 31 and the second differential amplifier circuit 32, and receives the outputs (P11, P12) of the third voltage follower as inputs. The difference between the output voltage of the output P11 and the output voltage of the output P12 is taken and only this difference is amplified. Since the voltage values before and after the voltage follower are the same, the difference between the outputs (P5, P6) of the third bridge circuit 13 is taken and only this difference is amplified.

第1の差動増幅回路31の出力P13は、周囲温度領域を3分割し、中間の周囲温度領域でピーク値を取るように、第1のブリッジ回路の定数を設定する。第1の差動増幅回路31は、2つの入力電圧の差分を増幅させた電圧を出力P13として出力し、次段の加算回路43に入力される。
第2の差動増幅回路32の出力P14は、周囲温度領域を3分割し、低い方の周囲温度領域でピーク値を取るように、第2のブリッジ回路の定数を設定する。第2の差動増幅回路32は、2つの入力電圧の差分を増幅させた電圧を出力P14として出力し、次段の加算回路43に入力される。
第3の差動増幅回路33の出力P15は、周囲温度領域を3分割し、更に高い方の周囲温度領域でピーク値を取るように、第3のブリッジ回路の定数を設定する。第3の差動増幅回路33は、2つの入力電圧の差分を増幅させた電圧を出力P15として出力し、次段の加算回路43に入力される。周囲温度領域を3分割し、3つの差動増幅回路の受持つ周囲温度領域はどのような組合せであっても構わない。つまり、第1の差動増幅回路31の出力P13が高い方の周囲温度領域でピーク値を取るように、第1のブリッジ回路の定数を設定し、第2の差動増幅回路32の出力P14が、中間の周囲温度領域でピーク値を取るように、第2のブリッジ回路の定数を設定し、第3の差動増幅回路33の出力P15が、低い方の周囲温度領域でピーク値を取るように、第3のブリッジ回路の定数を設定してもよい。
The output P13 of the first differential amplifier circuit 31 sets the constant of the first bridge circuit so that the ambient temperature region is divided into three and takes a peak value in the intermediate ambient temperature region. The first differential amplifier circuit 31 outputs a voltage obtained by amplifying the difference between two input voltages as an output P13 and is input to the adder circuit 43 in the next stage.
The output P14 of the second differential amplifier circuit 32 sets the constant of the second bridge circuit so that the ambient temperature region is divided into three and takes a peak value in the lower ambient temperature region. The second differential amplifier circuit 32 outputs a voltage obtained by amplifying the difference between the two input voltages as an output P14 and is input to the adder circuit 43 in the next stage.
The output P15 of the third differential amplifier circuit 33 sets the constant of the third bridge circuit so that the ambient temperature region is divided into three and the peak value is obtained in the higher ambient temperature region. The third differential amplifier circuit 33 outputs a voltage obtained by amplifying the difference between the two input voltages as an output P15 and is input to the adder circuit 43 in the next stage. The ambient temperature region may be divided into three, and any combination of the ambient temperature regions handled by the three differential amplifier circuits may be used. That is, the constant of the first bridge circuit is set so that the output P13 of the first differential amplifier circuit 31 takes a peak value in the higher ambient temperature region, and the output P14 of the second differential amplifier circuit 32 is set. However, the constant of the second bridge circuit is set so that the peak value is taken in the intermediate ambient temperature region, and the output P15 of the third differential amplifier circuit 33 takes the peak value in the lower ambient temperature region. As described above, the constant of the third bridge circuit may be set.

加算回路43は、入力電圧を加算し増幅する回路である。加算回路43は、第1の差動増幅回路31の出力P13と第2の差動増幅回路32の出力P14と第3の差動増幅回路33の出力P15の3つの入力電圧を加算する。つまり、第1のブリッジ回路11の出力(P1,P2)の差電圧を増幅した信号と、第2のブリッジ回路12の出力(P3,P4)の差電圧を増幅した信号と、第3のブリッジ回路13の出力(P5,P6)の差電圧を増幅した信号とを加算することになる。加算回路43の出力P19は、高い方の周囲温度領域でピーク値を持った電圧と中間の周囲温度領域でピーク値を持った電圧と低い方の周囲温度領域にピーク値を持った電圧を加算した出力電圧となる。この出力電圧は、感度(加熱ローラの温度変化分に対する出力電圧変化)においても、3つのピーク値を持つ。このピーク値が略等しくなるように、差動増幅回路(41,42,43)の増幅率を設定する。また、加算回路43の増幅率は、次段の回路の入力電圧範囲内で適宜設定される。これにより、周囲温度領域が広い場合でも、周囲温度領域全体で感度が均等化されるため、次段に接続されるA/D変換回路51の1ビット分の温度が極端に大きいところが無くなり、熱源の温度の検出精度の低下を抑制することが可能となる。   The adder circuit 43 is a circuit that adds and amplifies input voltages. The adder circuit 43 adds the three input voltages of the output P13 of the first differential amplifier circuit 31, the output P14 of the second differential amplifier circuit 32, and the output P15 of the third differential amplifier circuit 33. That is, the signal obtained by amplifying the difference voltage of the outputs (P1, P2) of the first bridge circuit 11, the signal obtained by amplifying the difference voltage of the outputs (P3, P4) of the second bridge circuit 12, and the third bridge The signal obtained by amplifying the differential voltage of the outputs (P5, P6) of the circuit 13 is added. The output P19 of the adding circuit 43 adds a voltage having a peak value in the higher ambient temperature region, a voltage having a peak value in the intermediate ambient temperature region, and a voltage having a peak value in the lower ambient temperature region. Output voltage. This output voltage also has three peak values in sensitivity (change in output voltage with respect to the temperature change of the heating roller). The amplification factors of the differential amplifier circuits (41, 42, 43) are set so that the peak values are substantially equal. Further, the amplification factor of the adder circuit 43 is appropriately set within the input voltage range of the next-stage circuit. As a result, even when the ambient temperature region is wide, the sensitivity is equalized over the entire ambient temperature region. Therefore, there is no place where the temperature of one bit of the A / D conversion circuit 51 connected to the next stage is extremely high, and the heat source It is possible to suppress a decrease in the temperature detection accuracy.

(第2の実施形態の変形例)
次に、図8を参照して、本発明の第2の実施形態に係るセンサ回路300の変形例であるセンサ回路400の構成について説明する。図8は、本発明の第2の実施形態に係るセンサ回路の変形例を示す回路構成図である。
(Modification of the second embodiment)
Next, a configuration of a sensor circuit 400 that is a modification of the sensor circuit 300 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a modification of the sensor circuit according to the second embodiment of the present invention.

本変形例に係るセンサ回路400は、電源V1と、第1のブリッジ回路11と、第2のブリッジ回路12と、第3のブリッジ回路13と、ボルテージフォロワ(21,22,23)と、A/D変換回路51について、第2の実施形態に係るセンサ回路300と同様である。本変形例では、差動増幅回路(31,32、33)と加算回路43の代わりに、加減算回路44を備えている点において、第2の実施形態の係るセンサ回路300と相違する。以下、第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。 The sensor circuit 400 according to this modification includes a power source V1, a first bridge circuit 11, a second bridge circuit 12, a third bridge circuit 13, a voltage follower (21, 22, 23), A The / D conversion circuit 51 is the same as the sensor circuit 300 according to the second embodiment. The present modification is different from the sensor circuit 300 according to the second embodiment in that an addition / subtraction circuit 44 is provided instead of the differential amplifier circuit (31, 32, 33) and the addition circuit 43. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the second embodiment.

加減算回路44は、加算、減算、増幅を行うアナログ演算回路である。本変形例400では、第1のボルテージフォロワ21の出力P8と第2のボルテージフォロワ22の出力P10と第3のボルテージフォロワ23の出力P12を加算し、第1のボルテージフォロワ21の出力P7と第2のボルテージフォロワ22の出力P9と第3のボルテージフォロワ23の出力P11を減算し、増幅率は各信号に対して設定できる。第2の実施形態に係るセンサ回路300では、第1のボルテージフォロワ21の出力(P7,P8)の差電圧である差動増幅回路31の出力P13の出力電圧と第2のボルテージフォロワ22の出力(P9,P10)の差電圧である差動増幅回路32の出力P14の出力電圧と第3のボルテージフォロワ23の出力(P11,P12)の差電圧である差動増幅回路33の出力P15の出力電圧とを求めてから、こられの出力電圧を加算していた。つまり、本変形例400では、加減算回路43だけで、同じ動作をさせることができるので、回路の簡素化が可能となる。 The addition / subtraction circuit 44 is an analog arithmetic circuit that performs addition, subtraction, and amplification. In the present modification 400, the output P8 of the first voltage follower 21, the output P10 of the second voltage follower 22, and the output P12 of the third voltage follower 23 are added, and the output P7 of the first voltage follower 21 and the first By subtracting the output P9 of the second voltage follower 22 from the output P11 of the third voltage follower 23, the amplification factor can be set for each signal. In the sensor circuit 300 according to the second embodiment, the output voltage of the output P13 of the differential amplifier circuit 31 and the output of the second voltage follower 22 which are the differential voltages of the outputs (P7, P8) of the first voltage follower 21. The output voltage P15 of the differential amplifier circuit 33, which is the difference voltage between the output voltage P14 of the differential amplifier circuit 32 (P9, P10) and the output voltage (P11, P12) of the third voltage follower 23. After obtaining the voltage, these output voltages were added. That is, in the present modification 400, the same operation can be performed only by the addition / subtraction circuit 43, so that the circuit can be simplified.

(第3の実施形態)
次に、図9を参照して、本発明の第3の実施形態に係るセンサ回路500の構成について説明する。図9は、本発明の第3の実施形態に係るセンサ回路を示す回路構成図である。なお、第3の実施形態に係るセンサ回路500も熱源の温度を非接触で測定するセンサ回路を用いて説明する。すなわち、測定対象は熱源であり、測定対象の物理量は温度である。
(Third embodiment)
Next, the configuration of a sensor circuit 500 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing a sensor circuit according to the third embodiment of the present invention. The sensor circuit 500 according to the third embodiment will also be described using a sensor circuit that measures the temperature of the heat source in a non-contact manner. That is, the measurement target is a heat source, and the physical quantity of the measurement target is temperature.

センサ回路500は、図9に示されるように、電源V1と、ブリッジ回路14と、ボルテージフォロワ21と、差動増幅回路34と、A/D変換回路51と、第1の記憶装置52と第2の記憶装置53と、加算器54とロジック回路55を有する。   As shown in FIG. 9, the sensor circuit 500 includes a power supply V1, a bridge circuit 14, a voltage follower 21, a differential amplifier circuit 34, an A / D conversion circuit 51, a first storage device 52, and a first storage device 52. 2 storage devices 53, an adder 54 and a logic circuit 55.

ブリッジ回路14は、熱源から放射される赤外線を検知するための第7の検出回路と周囲温度を検知するための第8の検出回路の2つの検出回路とスイッチから構成される。本実施形態では、このスイッチにP型MOS(metal-oxide-semiconductor)スイッチを用いているが、トランスファーゲートなど他のスイッチを用いてもよい。第7の検出回路は、電源V1の正極に接続される第1の抵抗手段と電源V1の負極に接続される第7のサーミスタTh7の直列回路で構成されている。第1の抵抗手段は、直列接続された抵抗(R27,R29)と第1のスイッチM1で構成され、第1のスイッチM1は、抵抗R27と抵抗R29との接点と電源V1の正極との間に接続される。第8の検出回路は、電源V1の正極に接続される第2の抵抗手段と、電源V1の負極に接続される第8のサーミスタTh8の直列回路で構成されている。第2の抵抗手段は、直列接続された抵抗(R28,R30)と第2のスイッチM2で構成され、第2のスイッチM2は、抵抗R28と抵抗R30との接点と電源V1の正極との間に接続される。   The bridge circuit 14 includes two detection circuits and a switch, a seventh detection circuit for detecting infrared rays emitted from the heat source and an eighth detection circuit for detecting the ambient temperature. In this embodiment, a P-type MOS (metal-oxide-semiconductor) switch is used as this switch, but other switches such as a transfer gate may be used. The seventh detection circuit includes a series circuit of first resistance means connected to the positive electrode of the power supply V1 and seventh thermistor Th7 connected to the negative electrode of the power supply V1. The first resistance means includes a resistor (R27, R29) connected in series and a first switch M1, and the first switch M1 is between the contact point of the resistor R27 and the resistor R29 and the positive electrode of the power source V1. Connected to. The eighth detection circuit is constituted by a series circuit of a second resistance means connected to the positive electrode of the power supply V1 and an eighth thermistor Th8 connected to the negative electrode of the power supply V1. The second resistance means is composed of a resistor (R28, R30) connected in series and a second switch M2, and the second switch M2 is between the contact point of the resistor R28 and the resistor R30 and the positive electrode of the power source V1. Connected to.

第7のサーミスタTh7と第8のサーミスタTh8は、サーミスタ(Th1,Th2,Th3,Th4,Th5,Th6)と同様に金属酸化物を主成分とする負の抵抗温度係数を持つNTCサーミスタが用いられる。 The seventh thermistor Th7 and the eighth thermistor Th8 are NTC thermistors having a negative resistance temperature coefficient mainly composed of a metal oxide, similarly to the thermistors (Th1, Th2, Th3, Th4, Th5, Th6). .

スイッチ(M1,M2)は、同じタイミングでオン又はオフを行う。スイッチ(M1,M2)がオンのときは、抵抗R27及び抵抗R28が電源V1の正極に短絡するため、抵抗R29とサーミスタTh7の直列回路である第7の検出回路と、抵抗R30とサーミスタTh8の直列回路である第8の検出回路で構成されたブリッジ回路になる。なお、スイッチのオン抵抗は無視している。第7の検出回路の出力P21は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、抵抗R29の抵抗値をRr29、第7のサーミスタTh7の抵抗値をRth7、スイッチのオン抵抗を0Ωとすると、以下の式(9)の関係を満たすこととなる。
P21=Vr1×Rth7/(Rth7+Rr29) 式(9)
同様に、第8の検出回路の出力P22は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、抵抗R30の抵抗値をRr30、第8のサーミスタTh8の抵抗値をRth8とすると、以下の式(10)の関係を満たすこととなる。
P22=Vr1×Rth8/(Rth8+Rr30) 式(10)
MOSスイッチ(M1,M2)がオフのときは、第1の抵抗手段は、抵抗R27と抵抗R29が直列になる。このときの第7の検出回路の出力P21は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第1の抵抗回路の抵抗値を(Rr27+Rr29)、第7のサーミスタTh7の抵抗値をRth7とすると、以下の式(9)の関係を満たすこととなる。
P21=Vr1×Rth7/(Rth7+(Rr27+Rr29)) 式(11)
同様に、スイッチ(M1,M2)がオフのときの第8の検出回路の出力P22は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第2の抵抗手段の抵抗値を(Rr28+Rr30)、第8のサーミスタTh8の抵抗値をRth8とすると、以下の式(12)の関係を満たすこととなる。
P22=Vr1×Rth8/(Rth8+(Rr28+Rr30)) 式(12)
スイッチ(M1,M2)のオンオフによって、第4のブリッジ回路を高い方の周囲温度領域でピーク値を持った電圧と低い方の周囲温度領域にピーク値を持った電圧を出力することができる。ブリッジ回路14の出力(P21,P22)は、ボルテージフォロワ21を経由して差動増幅回路34に接続されている。
The switches (M1, M2) are turned on or off at the same timing. When the switches (M1, M2) are on, the resistor R27 and the resistor R28 are short-circuited to the positive electrode of the power source V1, so that the seventh detection circuit that is a series circuit of the resistor R29 and the thermistor Th7, the resistor R30, and the thermistor Th8 The bridge circuit is configured by an eighth detection circuit which is a series circuit. Note that the on-resistance of the switch is ignored. The output P21 of the seventh detection circuit is as follows. The DC voltage value supplied from the power source V1 is Vr1, the resistance value of the resistor R29 is Rr29, the resistance value of the seventh thermistor Th7 is Rth7, and the on-resistance of the switch is 0Ω. The relationship of the following formula (9) is satisfied.
P21 = Vr1 × Rth7 / (Rth7 + Rr29) Formula (9)
Similarly, the output P22 of the eighth detection circuit is expressed by the following formula (Vr1, the resistance value of the resistor R30 is Rr30, and the resistance value of the eighth thermistor Th8 is Rth8): 10) is satisfied.
P22 = Vr1 × Rth8 / (Rth8 + Rr30) Formula (10)
When the MOS switches (M1, M2) are off, the first resistor means includes a resistor R27 and a resistor R29 in series. The output P21 of the seventh detection circuit at this time is represented by Vr1 as the DC voltage value supplied from the power supply V1, (Rr27 + Rr29) as the resistance value of the first resistance circuit, and Rth7 as the resistance value of the seventh thermistor Th7. Therefore, the relationship of the following formula (9) is satisfied.
P21 = Vr1 × Rth7 / (Rth7 + (Rr27 + Rr29)) Formula (11)
Similarly, when the switch (M1, M2) is OFF, the output P22 of the eighth detection circuit is Vr1 as the DC voltage value supplied from the power supply V1, (Rr28 + Rr30) as the resistance value of the second resistance means, When the resistance value of the thermistor Th8 is Rth8, the relationship of the following expression (12) is satisfied.
P22 = Vr1 × Rth8 / (Rth8 + (Rr28 + Rr30)) Formula (12)
By turning on and off the switches (M1, M2), the fourth bridge circuit can output a voltage having a peak value in the higher ambient temperature region and a voltage having a peak value in the lower ambient temperature region. The outputs (P21, P22) of the bridge circuit 14 are connected to the differential amplifier circuit 34 via the voltage follower 21.

ボルテージフォロワ21は、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換する回路である。ブリッジ回路14の出力インピーダンスが差動増幅回路34の入力インピーダンスに比べ、十分に低くない場合に、ボルテージフォロワを置くことで電圧信号を減衰せず伝えることができるようになる。 The voltage follower 21 is a circuit that converts a high impedance signal into a low impedance signal. When the output impedance of the bridge circuit 14 is not sufficiently lower than the input impedance of the differential amplifier circuit 34, a voltage signal can be transmitted without being attenuated by placing a voltage follower.

差動増幅回路34は、2つのスイッチ(T1,T2)で増幅率を可変でき、且つ2つの入力電圧の差分を増幅する回路である。本実施形態では、このスイッチ(T1,T2)にトランスファーゲートを用いているが、P型MOSスイッチなどを使用してもよい。 The differential amplifier circuit 34 is a circuit that can vary the amplification factor with two switches (T1, T2) and amplifies a difference between two input voltages. In this embodiment, a transfer gate is used for the switches (T1, T2), but a P-type MOS switch or the like may be used.

スイッチ(T1,T2)は、同じタイミングでオン又はオフを行う。スイッチ(T1,T2)がオンのときは、抵抗R31の両端及び抵抗R34の両端が短絡するため、増幅率が低くなる。差動増幅回路34の増幅率は、抵抗R33と抵抗R36の抵抗値を同じRra、抵抗R32と抵抗R35の抵抗値を同じRrb、増幅率をAv1とすると、以下の式(13)の関係を満たすこととなる。
Av1=Ra/Rrb 式(13)
スイッチ(T1,T2)がオフのときは、抵抗R31の両端及び抵抗R34の両端が開放となるため、抵抗値が高くなり増幅率が高くなる。差動増幅回路34の増幅率は、抵抗R33と抵抗R36の抵抗値を同じRra、抵抗R31と抵抗R32を直列接続した合成抵抗値と、抵抗R34と抵抗R35を直列接続した合成抵抗値を同じ(Rrb+Rrc)、増幅率をAv2とすると、以下の式(14)の関係を満たすこととなる。
Av2=Rra/(Rrb+Rrc) 式(14)
The switches (T1, T2) are turned on or off at the same timing. When the switches (T1, T2) are on, both ends of the resistor R31 and both ends of the resistor R34 are short-circuited, so that the gain is low. As for the amplification factor of the differential amplifier circuit 34, assuming that the resistance values of the resistors R33 and R36 are the same Rra, the resistance values of the resistors R32 and R35 are the same Rrb, and the amplification factor is Av1, the following equation (13) is satisfied. Will be met.
Av1 = Ra / Rrb Formula (13)
When the switches (T1, T2) are off, both ends of the resistor R31 and both ends of the resistor R34 are open, so that the resistance value increases and the amplification factor increases. The amplification factor of the differential amplifier circuit 34 is the same as the combined resistance value in which the resistance values of the resistors R33 and R36 are the same Rra, the resistance R31 and the resistance R32 are connected in series, and the combined resistance value in which the resistance R34 and the resistance R35 are connected in series. When (Rrb + Rrc) and the amplification factor are Av2, the relationship of the following formula (14) is satisfied.
Av2 = Rra / (Rrb + Rrc) Formula (14)

第1の実施形態に係るセンサ回路100における差動増幅回路31の増幅率をAv3、差動増幅回路32の増幅率をAv4、加算回路41の増幅率をAv5とすると、Av1とAv2は、以下の式(15)、(16)の関係式を満たすことができる。
Av1=Av3*Av5 式(15)
Av2=Av4*Av5 式(16)
つまり、スイッチのオンオフにより抵抗値を変化させ感度の高低を制御できるため、簡素化した回路で、特にサーミスタペア1組だけでセンサ回路100と同じ動作をさせることが可能となる。式(15)及び式(16)は、センサ回路100とセンサ回路500での増幅の関係を説明するためのもので、センサ回路100の増幅率とセンサ回路500の増幅率が必ずしも一致しているとは限らない。
In the sensor circuit 100 according to the first embodiment, when the amplification factor of the differential amplifier circuit 31 is Av3, the amplification factor of the differential amplifier circuit 32 is Av4, and the amplification factor of the adder circuit 41 is Av5, Av1 and Av2 are as follows: The relational expressions (15) and (16) can be satisfied.
Av1 = Av3 * Av5 Formula (15)
Av2 = Av4 * Av5 Formula (16)
That is, since the resistance value can be changed by turning on and off the switch to control the level of sensitivity, the same operation as that of the sensor circuit 100 can be performed with a simplified circuit, particularly with only one pair of thermistor pairs. Expressions (15) and (16) are for explaining the amplification relationship between the sensor circuit 100 and the sensor circuit 500, and the amplification factor of the sensor circuit 100 and the amplification factor of the sensor circuit 500 are not necessarily the same. Not necessarily.

差動増幅回路34の出力P17は、A/D変換回路51でアナログ値からデジタル値に変換される。このデジタル値は、記憶装置(52,53)で記憶される。 The output P17 of the differential amplifier circuit 34 is converted from an analog value to a digital value by the A / D conversion circuit 51. This digital value is stored in the storage device (52, 53).

記憶装置(52,53)は、デジタル値を一時保持するための装置である。本実施形態では、A/D変換回路51の出力であるデジタル値を記憶させる。ブリッジ回路14のスイッチと差動増幅回路34のスイッチがオンのとき、差動増幅回路34から出力されたアナログ値を、A/D変換回路51でデジタル値に変換し、このデジタル値を記憶装置52に記憶させる。ブリッジ回路14のスイッチと差動増幅回路34のスイッチがオフのときは、差動増幅回路34から出力されたアナログ値を、A/D変換回路51でデジタル値に変換し、このデジタル値を記憶装置53に記憶させる。つまり、ブリッジ回路14のスイッチと差動増幅回路34のスイッチがオンのときとオフのときのデータを交互に記憶装置(52,53)に記憶させる。記憶装置(52,53)の出力は、加算器54に接続される。   The storage devices (52, 53) are devices for temporarily storing digital values. In the present embodiment, a digital value that is an output of the A / D conversion circuit 51 is stored. When the switch of the bridge circuit 14 and the switch of the differential amplifier circuit 34 are on, the analog value output from the differential amplifier circuit 34 is converted into a digital value by the A / D conversion circuit 51, and this digital value is stored in the storage device. 52. When the switch of the bridge circuit 14 and the switch of the differential amplifier circuit 34 are OFF, the analog value output from the differential amplifier circuit 34 is converted into a digital value by the A / D conversion circuit 51, and this digital value is stored. The data is stored in the device 53. That is, data when the switch of the bridge circuit 14 and the switch of the differential amplifier circuit 34 are on and off are alternately stored in the storage devices (52, 53). The outputs of the storage devices (52, 53) are connected to the adder 54.

ロジック回路55は、外部からのクロック信号を利用してスイッチのオンオフ及び記憶装置でのラッチのための信号を発生する回路である。データフリップフロップDF1と2つのAND(AND1,AND2)で構成されている。データフリップフロップは、クロック入力が1になったとき、データ入力と同じ値が出力Qに、反転した値が出力Qbに出力されるロジック回路である。ANDは、全ての入力の値が1のとき、1を出力するロジック回路である。ブリッジ回路14のスイッチの切替えと差動増幅回路34のスイッチの切替えは、同じタイミングで切替える。記憶装置のラッチのタイミングは、スイッチがオンのとき、記憶装置52にデータが記憶され、スイッチがオフのとき、記憶装置52に記憶される。 The logic circuit 55 is a circuit that generates a signal for turning on / off the switch and latching in the memory device using an external clock signal. It is composed of a data flip-flop DF1 and two ANDs (AND1, AND2). The data flip-flop is a logic circuit that outputs the same value as the data input to the output Q and the inverted value to the output Qb when the clock input becomes 1. The AND is a logic circuit that outputs 1 when the values of all inputs are 1. The switch of the bridge circuit 14 and the switch of the differential amplifier circuit 34 are switched at the same timing. The latch timing of the storage device is stored in the storage device 52 when the switch is on, and stored in the storage device 52 when the switch is off.

加算器54は、加算を行う演算装置である。本実施形態では、第1の記憶装置52と第2の記憶装置53のデジタル値を加算する。第1の実施形態に係るセンサ回路100においては、加算回路41でアナログ加算してからA/D変換回路51でデジタル値に変えていた。第3の実施形態に係るセンサ回路500では、各ブリッジ回路からの信号加算をA/D変換回路後に行っている。これにより、第1の実施形態に係るセンサ回路100のA/D変換回路51の出力OUT1と、第3の実施形態に係るセンサ回路500の加算器54の出力OU2は、同等な信号を得ることが可能となる。記憶、加算などの演算処理は、マイクロコンピュータなどでも可能である。センサ回路100に図示していないが、後段にマイクロコンピュータが使用されているため、このマイクロコンピュータを利用することで、デジタル処理部分の回路は、センサ回路100から増やさなくとも可能である。センサ回路500においても、後段のマイクロブリッジコンピュータを利用することで、ブリッジ回路に使用する2つサーミスタだけを使用し、スイッチ切替えで対応できるため、非常に簡素化した回路構成にすることができる。   The adder 54 is an arithmetic device that performs addition. In the present embodiment, the digital values of the first storage device 52 and the second storage device 53 are added. In the sensor circuit 100 according to the first embodiment, analog addition is performed by the adder circuit 41 and then the digital value is changed by the A / D conversion circuit 51. In the sensor circuit 500 according to the third embodiment, signal addition from each bridge circuit is performed after the A / D conversion circuit. Thereby, the output OUT1 of the A / D conversion circuit 51 of the sensor circuit 100 according to the first embodiment and the output OU2 of the adder 54 of the sensor circuit 500 according to the third embodiment obtain equivalent signals. Is possible. Arithmetic processing such as storage and addition can be performed by a microcomputer or the like. Although not shown in the sensor circuit 100, since a microcomputer is used in the subsequent stage, it is possible to increase the number of circuits in the digital processing portion without using the microcomputer by using this microcomputer. Also in the sensor circuit 500, by using a microbridge computer at the subsequent stage, only two thermistors used for the bridge circuit can be used and can be handled by switching, so that the circuit configuration can be very simplified.

(第3の実施形態の変形例)
次に、図10を参照して、本発明の第3の実施形態に係るセンサ回路500の変形例であるセンサ回路600の構成について説明する。図10は、本発明の第3の実施形態に係るセンサ回路の変形例を示す回路構成図である。
(Modification of the third embodiment)
Next, a configuration of a sensor circuit 600 which is a modification of the sensor circuit 500 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a circuit configuration diagram showing a modification of the sensor circuit according to the third embodiment of the present invention.

本変形例に係るセンサ回路600は、電源V1と、ボルテージフォロワ21と、A/D変換回路51と、第1の記憶装置52と第2の記憶装置53と、加算器54とロジック回路55について、第3の実施形態に係るセンサ回路500と同様である。本変形例では、ブリッジ回路14と差動増幅回路34の代わりに、ブリッジ回路15と差動増幅回路35を備えている点において、第3の実施形態の係るセンサ回路500と相違する。以下、第3の実施形態と異なる点を中心に説明する。 The sensor circuit 600 according to this modification includes a power supply V1, a voltage follower 21, an A / D conversion circuit 51, a first storage device 52, a second storage device 53, an adder 54, and a logic circuit 55. This is the same as the sensor circuit 500 according to the third embodiment. This modification is different from the sensor circuit 500 according to the third embodiment in that a bridge circuit 15 and a differential amplifier circuit 35 are provided instead of the bridge circuit 14 and the differential amplifier circuit 34. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the third embodiment.

ブリッジ回路15は、熱源から放射される赤外線を検知するための第9の検出回路と周囲温度を検知するための第10の検出回路の2つの検出回路とスイッチから構成される。本実施形態では、このスイッチにP型MOS(metal-oxide-semiconductor)スイッチを用いているが、トランスファーゲートなど他のスイッチを用いてもよい。第9の検出回路は、電源V1の正極に接続される第3の抵抗手段と電源V1の負極に接続される第7のサーミスタTh7の直列回路で構成されている。第3の抵抗手段は、スイッチM3と直列接続された抵抗R37と抵抗39が並列接続されている。第10の検出回路は、電源V1の正極に接続される第4の抵抗手段と、電源V1の負極に接続される第8のサーミスタTh8の直列回路で構成されている。第4の抵抗手段は、スイッチM3と直列接続された抵抗R38と抵抗40が並列接続されている。スイッチM3は、第3の抵抗手段と第4の抵抗手段に共通に使用される。 The bridge circuit 15 includes two detection circuits, a ninth detection circuit for detecting infrared rays emitted from the heat source, and a tenth detection circuit for detecting ambient temperature, and a switch. In this embodiment, a P-type MOS (metal-oxide-semiconductor) switch is used as this switch, but other switches such as a transfer gate may be used. The ninth detection circuit includes a series circuit of third resistance means connected to the positive electrode of the power supply V1 and a seventh thermistor Th7 connected to the negative electrode of the power supply V1. In the third resistor means, a resistor R37 and a resistor 39 connected in series with the switch M3 are connected in parallel. The tenth detection circuit is constituted by a series circuit of a fourth resistance means connected to the positive electrode of the power supply V1 and an eighth thermistor Th8 connected to the negative electrode of the power supply V1. In the fourth resistance means, a resistor R38 and a resistor 40 connected in series with the switch M3 are connected in parallel. The switch M3 is used in common for the third resistance means and the fourth resistance means.

スイッチM3がオンのときは、抵抗R37及び抵抗R38が電源V1の正極に接続されるため、抵抗R37は、抵抗R39と並列接続される。同様に、抵抗R38及び抵抗R40が電源V1の正極に接続されるため、抵抗R38は、抵抗R40と並列接続される。第9の検出回路は、この並列接続された抵抗(R37,R39)とサーミスタTh7が直列接続された構成になる。第9の検出回路の出力P23は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第3の抵抗回路の抵抗値をRr37*Rr39/(Rr37+Rr39)、第7のサーミスタTh7の抵抗値をRth7、スイッチのオン抵抗を0Ωとすると、以下の式(17)の関係を満たすこととなる。
P21=Vr1×Rth7/(Rth7+Rr37*Rr39/(Rr37+Rr39)) 式(17)
同様に、第10の検出回路の出力P24は、電源V1から供給される直流電圧値をVr1、第4の抵抗回路の抵抗値をRr38*Rr40/(Rr38+Rr40)、第8のサーミスタTh8の抵抗値をRth8とすると、以下の式(18)の関係を満たすこととなる。
P23=Vr1×Rth8/(Rth8+Rr38*Rr40/(Rr38+Rr40)) 式(18)
ブリッジ回路15は、1つのスイッチM3だけで、抵抗値を切替えるように対応させた回路である。スイッチM3のオンオフによって、第5のブリッジ回路を高い方の周囲温度領域でピーク値を持った電圧と低い方の周囲温度領域にピーク値を持った電圧を出力することができる。抵抗手段は、第3の実施形態の係るセンサ回路500では直列接続した場合のブリッジ回路を示し、本変形例に係るセンサ回路600では並列接続した場合のブリッジ回路を示したが、これらは代表的な例であり他の抵抗値を変化させる回路を用いてもよい。ブリッジ回路15の出力(P23,P24)は、ボルテージフォロワ21を経由して差動増幅回路35に接続されている。
When the switch M3 is on, the resistor R37 and the resistor R38 are connected to the positive electrode of the power source V1, so that the resistor R37 is connected in parallel with the resistor R39. Similarly, since the resistor R38 and the resistor R40 are connected to the positive electrode of the power source V1, the resistor R38 is connected in parallel with the resistor R40. The ninth detection circuit has a configuration in which the resistors (R37, R39) connected in parallel and the thermistor Th7 are connected in series. The output P23 of the ninth detection circuit has a DC voltage value supplied from the power source V1 as Vr1, a resistance value of the third resistance circuit as Rr37 * Rr39 / (Rr37 + Rr39), a resistance value of the seventh thermistor Th7 as Rth7, When the on-resistance of the switch is 0Ω, the relationship of the following formula (17) is satisfied.
P21 = Vr1 × Rth7 / (Rth7 + Rr37 * Rr39 / (Rr37 + Rr39)) Formula (17)
Similarly, the output P24 of the tenth detection circuit has the DC voltage value supplied from the power source V1 as Vr1, the resistance value of the fourth resistance circuit as Rr38 * Rr40 / (Rr38 + Rr40), and the resistance value of the eighth thermistor Th8. When Rth8 is satisfied, the relationship of the following formula (18) is satisfied.
P23 = Vr1 × Rth8 / (Rth8 + Rr38 * Rr40 / (Rr38 + Rr40)) Formula (18)
The bridge circuit 15 is a circuit corresponding to change the resistance value with only one switch M3. By turning on / off the switch M3, the fifth bridge circuit can output a voltage having a peak value in the higher ambient temperature region and a voltage having a peak value in the lower ambient temperature region. In the sensor circuit 500 according to the third embodiment, the resistance means indicates a bridge circuit when connected in series, and the sensor circuit 600 according to the present modification shows a bridge circuit when connected in parallel. This is an example, and a circuit that changes other resistance values may be used. The outputs (P23, P24) of the bridge circuit 15 are connected to the differential amplifier circuit 35 via the voltage follower 21.

差動増幅回路35は、2つのスイッチ(T3,T4)で増幅率を可変でき、且つ2つの入力電圧の差分を増幅する回路である。本実施形態では、このスイッチ(T3,T4)にトランスファーゲートを用いているが、P型MOSスイッチなどを使用してもよい。 The differential amplifier circuit 35 is a circuit that can vary the amplification factor with two switches (T3, T4) and amplifies the difference between the two input voltages. In this embodiment, a transfer gate is used for the switches (T3, T4), but a P-type MOS switch or the like may be used.

スイッチ(T3,T4)は、同じタイミングでオン又はオフを行う。スイッチ(T3,T4)がオンのときは、抵抗R41と抵抗R42が並列接続となる。同様に、抵抗R44と抵抗R45も並列接続となる。これにより増幅率が低くなる。差動増幅回路34の増幅率は、抵抗R43と抵抗R46の抵抗値を同じRrd、抵抗R41と抵抗R44の抵抗値を同じRre、抵抗R42と抵抗R45の抵抗値を同じRrf、増幅率をAv3とすると、以下の式(19)の関係を満たすこととなる。
Av3=Rd/(Rre*Rrf/(Rre+Rrf)) 式(19)
スイッチ(T3,T4)がオフのときは、抵抗R41及び抵抗R44の一端が開放になるため、抵抗(R41,R42)とスイッチT3で構成する合成抵抗の抵抗値及び抵抗(R44,R45)とスイッチT4で構成する合成抵抗の抵抗値が高くなり増幅率が高くなる。差動増幅回路35の増幅率は、抵抗R43と抵抗R46の抵抗値を同じRrd、抵抗R42と抵抗R45の抵抗値を同じRrf、増幅率をAv4とすると、以下の式(20)の関係を満たすこととなる。
Av4=Rd/Rrf 式(20)
式(19)及び式(20)に示すように、分母の抵抗値を変えることで、増幅率を変化させている。この分母の抵抗値は、第3の実施形態の係るセンサ回路500では抵抗を直列接続した例を示し、本変形例に係るセンサ回路600では並列接続した例を示したが、これらは代表的な例であり他の抵抗値を変化させる回路を用いてもよい。
The switches (T3, T4) are turned on or off at the same timing. When the switches (T3, T4) are on, the resistors R41 and R42 are connected in parallel. Similarly, the resistor R44 and the resistor R45 are also connected in parallel. This lowers the amplification factor. As for the amplification factor of the differential amplifier circuit 34, the resistance values of the resistors R43 and R46 are the same Rrd, the resistance values of the resistors R41 and R44 are the same Rre, the resistance values of the resistors R42 and R45 are the same Rrf, and the amplification factor is Av3. Then, the relationship of the following formula (19) is satisfied.
Av3 = Rd / (Rre * Rrf / (Rre + Rrf)) Formula (19)
When the switch (T3, T4) is off, one end of the resistor R41 and the resistor R44 is opened, so that the resistance value of the combined resistor composed of the resistor (R41, R42) and the switch T3 and the resistor (R44, R45) The resistance value of the combined resistor formed by the switch T4 is increased and the amplification factor is increased. As for the amplification factor of the differential amplifier circuit 35, the resistance values of the resistors R43 and R46 are the same Rrd, the resistance values of the resistors R42 and R45 are the same Rrf, and the amplification factor is Av4. Will be met.
Av4 = Rd / Rrf Formula (20)
As shown in Expression (19) and Expression (20), the amplification factor is changed by changing the resistance value of the denominator. The resistance value of the denominator shows an example in which resistors are connected in series in the sensor circuit 500 according to the third embodiment, and an example in which the sensor circuit 600 according to this modification is connected in parallel. For example, a circuit that changes other resistance values may be used.

以下、本実施形態によって熱源の温度の検出精度の低下を抑制できることを実施例1、2と比較例1とによって具体的に示す。但し、本発明はこれらに限定されない。実施例1、2と比較例1では、ブリッジ回路の出力、差動増幅回路の出力、加算回路の出力、感度の温度特性をシミュレーションした。   Hereinafter, Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 will specifically show that this embodiment can suppress a decrease in the detection accuracy of the temperature of the heat source. However, the present invention is not limited to these. In Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the output of the bridge circuit, the output of the differential amplifier circuit, the output of the adder circuit, and the temperature characteristics of sensitivity were simulated.

実施例1では、上述した第1の実施形態に係るセンサ回路100を用いた。実施例2では、上述した第2の実施形態に係るセンサ回路300を用いた。比較例1では、図12に示されるセンサ回路700を用いた。図12は、比較例1に係るセンサ回路を示す回路構成図である。   In Example 1, the sensor circuit 100 according to the first embodiment described above was used. In Example 2, the sensor circuit 300 according to the second embodiment described above was used. In Comparative Example 1, the sensor circuit 700 shown in FIG. 12 was used. FIG. 12 is a circuit configuration diagram illustrating a sensor circuit according to the first comparative example.

まず、比較例1に係るセンサ回路700の構成について説明する。センサ回路700は、図12に示されるように、電源V1と、ブリッジ回路11と、ボルテージフォロワ21と、差動増幅回路31と、A/D変換回路51と、を有する。   First, the configuration of the sensor circuit 700 according to Comparative Example 1 will be described. As illustrated in FIG. 12, the sensor circuit 700 includes a power supply V <b> 1, a bridge circuit 11, a voltage follower 21, a differential amplifier circuit 31, and an A / D conversion circuit 51.

ブリッジ回路は、熱源から放射される赤外線を検知するための第1の検出回路と周囲温度を検知するための第2の検出回路から構成される。第1の検出回路は、電源V1の正極に接続される第1の抵抗R1と電源V1の負極に接続される第1のサーミスタTh1の直列回路で構成されている。第2の検出回路は、電源V1の正極に接続される第2の抵抗R2と電源V1の負極に接続される第2のサーミスタTh2の直列回路で構成されている。ボルテージフォロワ21は、高インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換する回路である。高インピーダンス出力であるブリッジ回路11の出力(P1,P2)を電圧の減衰を防ぐために、低インピーダンスに変換して、次段の差動増幅回路31へ接続する。つまり信号電圧は、ブリッジ回路11の出力P1とボルテージフォロワ21のP7は同じ電圧値となる。同様にブリッジ回路11の出力P2とボルテージフォロワ21のP8も同じ電圧となる。差動増幅回路31は、2つの入力電圧の差分を一定係数で増幅する回路である。この差動増幅回路31の出力P13は、A/D変換回路51に接続される。なお、図11では図示していないが、周囲温度を検知した電圧値もA/D変換回路51に取込まれる。A/D変換回路51は、アナログ値をデジタル値に変換する回路である。つまり、差動増幅回路31の出力P13のアナログ値をデジタル値に変換する。なお、図1では図示していないが、A/D変換回路51によってデジタル値に変換された値は、マイクロコンピュータに取り込まれ、温度変換テーブルもしくは関数により変換して熱源の温度を検出する。   The bridge circuit includes a first detection circuit for detecting infrared rays emitted from the heat source and a second detection circuit for detecting ambient temperature. The first detection circuit is configured by a series circuit of a first resistor R1 connected to the positive electrode of the power supply V1 and a first thermistor Th1 connected to the negative electrode of the power supply V1. The second detection circuit is configured by a series circuit of a second resistor R2 connected to the positive electrode of the power supply V1 and a second thermistor Th2 connected to the negative electrode of the power supply V1. The voltage follower 21 is a circuit that converts a high impedance signal into a low impedance signal. The output (P1, P2) of the bridge circuit 11 which is a high impedance output is converted to a low impedance in order to prevent the voltage from being attenuated and connected to the differential amplifier circuit 31 at the next stage. That is, the signal voltage has the same voltage value at the output P1 of the bridge circuit 11 and P7 of the voltage follower 21. Similarly, the output P2 of the bridge circuit 11 and P8 of the voltage follower 21 have the same voltage. The differential amplifier circuit 31 is a circuit that amplifies the difference between two input voltages with a constant coefficient. The output P13 of the differential amplifier circuit 31 is connected to the A / D conversion circuit 51. Although not shown in FIG. 11, the voltage value obtained by detecting the ambient temperature is also taken into the A / D conversion circuit 51. The A / D conversion circuit 51 is a circuit that converts an analog value into a digital value. That is, the analog value of the output P13 of the differential amplifier circuit 31 is converted into a digital value. Although not shown in FIG. 1, the value converted into a digital value by the A / D conversion circuit 51 is taken into a microcomputer and converted by a temperature conversion table or function to detect the temperature of the heat source.

続いて、図2及び図3を参照して、実施例1のセンサ回路100の温度特性を示す。図2は、第1の実施形態に係るセンサ回路の第1のブリッジ回路の2つの出力を差動増幅回路で差分を取り増幅した出力と、第2のブリッジ回路の2つ出力を差動増幅回路で差分を取り増幅した出力と、 2つの差動増幅回路の出力を加算した加算回路の出力の温度特性を示すグラフである。   Next, the temperature characteristics of the sensor circuit 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows an output obtained by differentially amplifying two outputs of the first bridge circuit of the sensor circuit according to the first embodiment, and a differential amplification of the two outputs of the second bridge circuit. It is a graph which shows the temperature characteristic of the output of the addition circuit which added the output of two differential amplifier circuits, and the output which took the difference and amplified by the circuit.

センサ回路100の各ブリッジ回路の各定数は、高い方の周囲温度領域にピーク値を持たせる第1のブリッジ回路11の抵抗(R1,R2)の抵抗値を7kΩ、サーミスタ(Th1,Th2)の25℃時の抵抗値を100kΩ、B定数を4485K、低い方の周囲温度領域にピーク値を持たせる第2のブリッジ回路12の抵抗(R3,R4)の抵抗値を45kΩ、サーミスタ(Th3,Th4)の25℃時の抵抗値を10kΩ、B定数を4100Kに設定した。また、第1の差動増幅回路31の増幅率を1.95倍、第2の差動増幅回路32の増幅率を1.01倍、加算回路41の増幅率を1.00倍と設定した。   Each constant of each bridge circuit of the sensor circuit 100 has a resistance value of 7 kΩ and a thermistor (Th1, Th2) of the resistance (R1, R2) of the first bridge circuit 11 that has a peak value in the higher ambient temperature region. The resistance value at 25 ° C. is 100 kΩ, the B constant is 4485 K, the resistance value of the resistor (R3, R4) of the second bridge circuit 12 having a peak value in the lower ambient temperature region is 45 kΩ, and the thermistor (Th3, Th4). ) At 25 ° C. was set to 10 kΩ, and the B constant was set to 4100K. The amplification factor of the first differential amplifier circuit 31 is set to 1.95 times, the amplification factor of the second differential amplifier circuit 32 is set to 1.01 times, and the amplification factor of the adder circuit 41 is set to 1.00 times. .

図2は、熱源温度を180℃とした場合である。第1のブリッジ回路の出力の差分を増幅した差動増幅回路31の出力P13は、全体の周囲温度領域をー40℃から100℃とし、2分割した30℃から100℃の間に、63の特性のように70℃付近でピーク値になる。第2のブリッジ回路の出力の差分を増幅した差動増幅回路32の出力P14は、2分割した残りの−40℃から30℃の間に、62の特性のように−20℃付近でピーク値になる。この2つ差動増幅回路を加算した結果が、61の特性である。図2では、61の電圧ピーク値が1Vになるように各増幅率を設定している。 FIG. 2 shows a case where the heat source temperature is 180 ° C. The output P13 of the differential amplifier circuit 31 that amplifies the difference between the outputs of the first bridge circuit is the entire ambient temperature region of −40 ° C. to 100 ° C., and is divided into two parts between 30 ° C. and 100 ° C. As shown in the characteristic, it reaches a peak value around 70 ° C. The output P14 of the differential amplifier circuit 32 that amplifies the difference between the outputs of the second bridge circuit is a peak value in the vicinity of −20 ° C. between the remaining two parts of −40 ° C. to 30 ° C. as shown by 62 characteristics. become. The result of adding these two differential amplifier circuits is 61 characteristics. In FIG. 2, each amplification factor is set so that the voltage peak value of 61 is 1V.

図3は、感度の温度特性を示す。熱源温度が180℃時の加算回路出力は図2と同様に61の特性であるが、ここに熱源温度160℃時の加算回路出力の65の特性を追加した。感度は、熱源温度が、180℃時と160℃時の差分とし、66のような特性となる。感度のピーク値が2分割した周囲温度領域にそれぞれ存在し、且つピーク値が略等しい。全周囲温度領域で感度の特性66は、0.12Vから0.16Vの間にあり、周囲温度による感度変化が少ない。これは、後段のA/D変換回路で1ビットあたりの温度変化が周囲温度に対して少ないことを意味する。つまり、周囲温度に対する感度が平均化しているため、ある特定の周囲温度のときに温度変化が小さいことにならず、全周囲温度領域で熱源の温度の検出精度を均一化することができる。   FIG. 3 shows the temperature characteristics of sensitivity. The output of the adder circuit when the heat source temperature is 180 ° C. has 61 characteristics as in FIG. 2, but the 65 characteristic of the adder circuit output when the heat source temperature is 160 ° C. is added here. Sensitivity is the difference between when the heat source temperature is 180 ° C. and 160 ° C., and has a characteristic like 66. Sensitivity peak values exist in the ambient temperature region divided into two, and the peak values are substantially equal. The sensitivity characteristic 66 in the entire ambient temperature range is between 0.12 V and 0.16 V, and the sensitivity change due to the ambient temperature is small. This means that the temperature change per bit in the subsequent A / D conversion circuit is small with respect to the ambient temperature. That is, since the sensitivity to the ambient temperature is averaged, the temperature change does not become small at a specific ambient temperature, and the detection accuracy of the temperature of the heat source can be made uniform in the entire ambient temperature region.

続いて、図6および図7を参照して、実施例2のセンサ回路300の温度特性を示す。図6は、第2の実施形態に係るセンサ回路の第1のブリッジ回路の2つの出力を差動増幅回路で差分を取り増幅した出力と、第2のブリッジ回路の2つ出力を差動増幅回路で差分を取り増幅した出力と、第3のブリッジ回路の2つの出力を差動増幅回路で差分を取り増幅した出力と、3つの差動増幅回路の出力を加算した加算回路の出力の温度特性を示すグラフである。   Subsequently, temperature characteristics of the sensor circuit 300 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 shows an output obtained by differentially amplifying the two outputs of the first bridge circuit of the sensor circuit according to the second embodiment and a differential amplification of the two outputs of the second bridge circuit. The output temperature of the adder circuit obtained by adding the difference between the output of the third bridge circuit, the output of the third bridge circuit amplified by the differential amplifier circuit, and the output of the three differential amplifier circuits. It is a graph which shows a characteristic.

センサ回路300の各ブリッジ回路の各定数は、中間の周囲温度領域にピーク値を持たせる第1のブリッジ回路11の抵抗(R1,R2)の抵抗値を33kΩ、サーミスタ(Th1,Th2)の25℃時の抵抗値を100kΩ、B定数を4485K、低い方の周囲温度領域にピーク値を持たせる第2のブリッジ回路12の抵抗(R3,R4)の抵抗値を75kΩ、サーミスタ(Th3,Th4)の25℃時の抵抗値を10kΩ、B定数を4100K、高い方の周囲温度領域にピーク値を持たせる第3のブリッジ回路13の抵抗(R5,R6)の抵抗値を3.6kΩ、サーミスタ(Th5,Th6)の25℃時の抵抗値を330kΩ、B定数を4750Kに設定した。また、第1の差動増幅回路31の増幅率を1.08倍、第2の差動増幅回路32の増幅率を0.85倍、第3の差動増幅回路33の増幅率を2.38倍、加算回路43の増幅率を1.00倍と設定した。   Each constant of each bridge circuit of the sensor circuit 300 has a resistance value of 33 kΩ for the resistance (R1, R2) of the first bridge circuit 11 that gives a peak value in the intermediate ambient temperature region, and 25 of the thermistor (Th1, Th2). The resistance value at 100 ° C. is 100 kΩ, the B constant is 4485 K, the resistance value of the second bridge circuit 12 having a peak value in the lower ambient temperature region (R3, R4) is 75 kΩ, and the thermistor (Th3, Th4) The resistance value at 25 ° C. is 10 kΩ, the B constant is 4100 K, the resistance value (R5, R6) of the third bridge circuit 13 having a peak value in the higher ambient temperature region is 3.6 kΩ, thermistor ( The resistance value at 25 ° C. of Th5 and Th6) was set to 330 kΩ, and the B constant was set to 4750K. Further, the amplification factor of the first differential amplifier circuit 31 is 1.08 times, the amplification factor of the second differential amplifier circuit 32 is 0.85 times, and the amplification factor of the third differential amplifier circuit 33 is 2. The amplification factor of the adder circuit 43 was set to 38 times and 1.00 times.

図6は、熱源温度を180℃とした場合である。第1のブリッジ回路の出力の差分を増幅した差動増幅回路31の出力P13は、全体の周囲温度領域をー40℃から140℃とし、3分割した20℃から80℃の間に、73の特性のように40℃付近でピーク値になる。第2のブリッジ回路の出力の差分を増幅した差動増幅回路32の出力P14は、3分割した低い方の−40℃から20℃の間に、72の特性のように−20℃付近でピーク値になる。第3のブリッジ回路の出力の差分を増幅した差動増幅回路33の出力P15は、3分割した高い方の80℃から140℃の間に、74の特性のように110℃付近でピーク値になる。この3つ差動増幅回路を加算した結果が、71の特性である。図6では、71の電圧のピーク値が1Vになるように各増幅率を設定している。 FIG. 6 shows a case where the heat source temperature is 180 ° C. The output P13 of the differential amplifier circuit 31 obtained by amplifying the difference between the outputs of the first bridge circuit has a total ambient temperature region of −40 ° C. to 140 ° C., and is divided into three parts between 20 ° C. and 80 ° C. It becomes a peak value around 40 ° C. like the characteristic. The output P14 of the differential amplifying circuit 32 that amplifies the difference between the outputs of the second bridge circuit is peaked at around −20 ° C. like the characteristic of 72 between the lower divided −40 ° C. to 20 ° C. Value. The output P15 of the differential amplifier circuit 33 obtained by amplifying the difference between the outputs of the third bridge circuit reaches a peak value at around 110 ° C. as shown by 74 characteristics between the higher 80 ° C. and 140 ° C. divided into three. Become. The result of adding the three differential amplifier circuits is the characteristic 71. In FIG. 6, each amplification factor is set so that the peak value of the voltage of 71 is 1V.

図7は、感度の温度特性を示す。熱源温度が180℃時の加算回路出力は図6と同様に71の特性であるが、ここに熱源温度160℃時の加算回路出力の75の特性を追加した。感度は、熱源温度が、180℃時と160℃時の差分とし、76のような特性となる。周囲温度領域が−40から140℃と更に広範囲になったのにもかかわらず、3つのブリッジ回路の出力で、高温、中温、低温にピーク値を持たせ、それぞれ増幅率を調整して加算することにより、全周囲温度領域で感度の特性76は、0.14Vから0.16Vの間にあり、周囲温度による感度変化が更に少なくすることが可能になる。周囲温度に対する感度が更に平均化してきため、全周囲温度領域で熱源の温度の検出精度を均一化することができ、ある特定の周囲温度における感度低下に起因する検出精度の低下を抑制することができる。   FIG. 7 shows the temperature characteristics of sensitivity. The output of the adder circuit when the heat source temperature is 180 ° C. has 71 characteristics as in FIG. 6, but 75 characteristics of the output of the adder circuit when the heat source temperature is 160 ° C. are added here. The sensitivity is the difference between when the heat source temperature is 180 ° C. and 160 ° C., and has a characteristic like 76. Despite the fact that the ambient temperature range has become wider from -40 to 140 ° C, the output of the three bridge circuits has peak values at high, medium, and low temperatures, and the gain is adjusted and added. Thus, the sensitivity characteristic 76 in the entire ambient temperature range is between 0.14 V and 0.16 V, and it is possible to further reduce the sensitivity change due to the ambient temperature. Since the sensitivity to the ambient temperature is further averaged, the detection accuracy of the temperature of the heat source can be made uniform in the entire ambient temperature region, and the decrease in detection accuracy due to a decrease in sensitivity at a specific ambient temperature can be suppressed. it can.

続いて、図11と図2を参照して、実施例3のセンサ回路500のロジック回路のタイミングチャートと動作を示す。図11は、実施例3のセンサ回路500のロジック回路55のタイミングチャートを示す。外部からのクロック信号CKを利用して、ブロック回路15の抵抗手段の抵抗値を切替えるためのスイッチ(M1,M2)用信号と、差動増幅回路35の増幅率を切替えるためのスイッチ(T1,T2)用信号と、記憶装置(52,53)のデータラッチ用信号を出力する。DF1の出力Qbが0のときは、スイッチ(M1,M2,T1,T2)が短絡状態になる。このときの差動増幅回路34の出力P17の出力電圧をAND1の出力の立ち上がり波形により記憶装置52にデータが取込まれ記憶される。DF1の出力Qbが1のときは、スイッチ(M1,M2,T1,T2)が開放状態になる。このときの差動増幅回路34の出力P17の出力電圧をAND2の出力の立ち上がり波形により記憶装置53にデータが取込まれ記憶される。周囲温度が10℃のとき、図2のa点の電圧値がデジタル値として記憶装置52に記憶され、b点の電圧値がデジタル値として記憶装置53に記憶される。加算器54では、a点とb点を加算したc点のデジタル値が加算回路54の出力OUT2に出力される。この結果、実施例1のA/D変換回路51の出力OUT1と同等な出力を得ることが可能である。   Subsequently, a timing chart and operation of the logic circuit of the sensor circuit 500 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 2. FIG. 11 is a timing chart of the logic circuit 55 of the sensor circuit 500 according to the third embodiment. A switch (M1, M2) signal for switching the resistance value of the resistance means of the block circuit 15 and a switch (T1, T2) for switching the amplification factor of the differential amplifier circuit 35 using the clock signal CK from the outside. T2) signal and a data latch signal of the storage device (52, 53) are output. When the output Qb of DF1 is 0, the switches (M1, M2, T1, T2) are short-circuited. At this time, the output voltage of the output P17 of the differential amplifier circuit 34 is stored in the storage device 52 by the rising waveform of the output of the AND1. When the output Qb of DF1 is 1, the switches (M1, M2, T1, T2) are opened. At this time, the output voltage of the output P17 of the differential amplifier circuit 34 is stored in the storage device 53 by the rising waveform of the output of the AND2. When the ambient temperature is 10 ° C., the voltage value at point a in FIG. 2 is stored in the storage device 52 as a digital value, and the voltage value at point b is stored in the storage device 53 as a digital value. In the adder 54, a digital value at the point c obtained by adding the points a and b is output to the output OUT 2 of the addition circuit 54. As a result, it is possible to obtain an output equivalent to the output OUT1 of the A / D conversion circuit 51 of the first embodiment.

続いて、図13を参照して、比較例1のセンサ回路700の温度特性を示す。センサ回路700の各定数は、ブリッジ回路の抵抗(R1,R2)を18kΩ、サーミスタ(Th1,Th2)の25℃時の抵抗値を100kΩ、B定数を4485K、差動増幅回路の増幅率を2.20倍と設定した。   Next, with reference to FIG. 13, the temperature characteristics of the sensor circuit 700 of Comparative Example 1 are shown. The constants of the sensor circuit 700 are: the resistance (R1, R2) of the bridge circuit is 18 kΩ, the resistance value of the thermistor (Th1, Th2) at 25 ° C. is 100 kΩ, the B constant is 4485 K, and the amplification factor of the differential amplifier circuit is 2. Set 20 times.

熱源温度が180℃時の差動増幅回路出力は、81の特性となり、熱源温度160℃時の差動増幅回路出力は、85の特性となる。熱源温度が180℃時の差動増幅回路出力と、熱源温度160℃時の差動増幅回路出力の差分は、86の特性となる。差動増幅回路の出力は、周囲温度が50℃のときにピーク値を持ち、この50℃を中心に50℃から離れた周囲温度に行くに従い、感度が低下する。周囲温度が0℃から100℃の領域では、感度の特性86は0.09Vから0.21Vの間あるが、−40℃から140℃まで温度領域を拡張すると、感度の特性86は0.01Vから0.21Vの範囲となり、周囲温度に対する感度が著しく低下している。感度が周囲温度によって異なるため、A/D変換回路の1ビットあたりの温度変化が大きく、感度が低い周囲温度では、温度の検出精度が極めて低くなってしまう。熱源温度180℃と熱源温度160℃の差分20℃を、周囲温度が50℃のときは0.21Vの電圧変化があり、周囲温度が−40℃のときは0.01Vの電圧変化がある。これより、周囲温度が50℃のときは、0.10℃/mVとなり、周囲温度が−40℃のときは、1.60℃/mVとなる。つまり、A/D変換回路の1ビットの分解能が1mVの場合では、周囲温度が−40℃のときは、1.60℃以下の温度検出精度はないことになる。 The differential amplifier circuit output when the heat source temperature is 180 ° C. has 81 characteristics, and the differential amplifier circuit output when the heat source temperature is 160 ° C. has 85 characteristics. The difference between the differential amplifier circuit output when the heat source temperature is 180 ° C. and the differential amplifier circuit output when the heat source temperature is 160 ° C. is 86 characteristics. The output of the differential amplifier circuit has a peak value when the ambient temperature is 50 ° C., and the sensitivity decreases as the ambient temperature moves away from 50 ° C. around 50 ° C. In the region where the ambient temperature is 0 ° C. to 100 ° C., the sensitivity characteristic 86 is between 0.09 V and 0.21 V, but when the temperature range is expanded from −40 ° C. to 140 ° C., the sensitivity characteristic 86 is 0.01 V. To 0.21V, and the sensitivity to the ambient temperature is significantly reduced. Since the sensitivity varies depending on the ambient temperature, the temperature change per bit of the A / D conversion circuit is large, and the ambient temperature is low, and the temperature detection accuracy is extremely low. When the difference between the heat source temperature of 180 ° C. and the heat source temperature of 160 ° C. is 20 ° C., the ambient temperature is 50 ° C., there is a voltage change of 0.21V, and when the ambient temperature is −40 ° C., there is a voltage change of 0.01V. From this, when the ambient temperature is 50 ° C., it becomes 0.10 ° C./mV, and when the ambient temperature is −40 ° C., it becomes 1.60 ° C./mV. That is, when the 1-bit resolution of the A / D conversion circuit is 1 mV, when the ambient temperature is −40 ° C., there is no temperature detection accuracy of 1.60 ° C. or less.

一方、実施例1のセンサ回路100では、最も感度が低い周囲温度である−40℃のときでも0.12Vあるため、0.17℃/mVとなり、比較例1のセンサ回路700に比べて、大幅に熱源の検出精度の低下を抑制できる。更に実施例2のセンサ回路300では、最も感度が低い周囲温度が−40℃のときで0.14Vであるため、0.15℃/mV程度となり、感度がピーク値時の0.13℃/mVと変わらないほど大幅に改善される。全周囲温度領域において、0.15℃/mV以下の高い温度検出精度を持つことになる。   On the other hand, in the sensor circuit 100 of Example 1, since it is 0.12 V even at −40 ° C. which is the lowest ambient temperature, it is 0.17 ° C./mV, which is compared with the sensor circuit 700 of Comparative Example 1. A significant decrease in the detection accuracy of the heat source can be suppressed. Furthermore, in the sensor circuit 300 of the second embodiment, when the ambient temperature with the lowest sensitivity is −40 ° C., it is 0.14 V, so that it is about 0.15 ° C./mV, and the sensitivity is 0.13 ° C./peak at the peak value. It is greatly improved so that it is not different from mV. In the entire ambient temperature region, it has a high temperature detection accuracy of 0.15 ° C./mV or less.

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。また、記載した構成要素は、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一なものが含まれる。さらに、記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. The constituent elements described include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the described constituent elements can be appropriately combined.

また、上記実施形態では熱源の温度を非接触で測定する、いわゆる非接触温度センサに本発明に係るセンサ回路を適用した例について説明したが、これに限定されない。例えば、2つのサーミスタの温度差を利用して物理量を検出する、ガスセンサ、湿度センサ、流速センサにおいても、本発明が適用できる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which applied the sensor circuit which concerns on this invention to what is called a non-contact temperature sensor which measures the temperature of a heat source non-contact, it is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a gas sensor, a humidity sensor, and a flow rate sensor that detect a physical quantity using a temperature difference between two thermistors.

NDIR(non−dispersive infrared detector, 非分散型赤外線センサ)といわれる光学式のガスセンサは、2つのサーミスタのうち第1のサーミスタには測定対象の気体を透過した赤外線を照射し、第2のサーミスタには測定対象のガスを含まない標準気体を透過した赤外線を照射し、2つのサーミスタの温度上昇の違いから測定対象の気体内のガス濃度を検出するものである。すなわち、第1のサーミスタはガス濃度という物理量の影響を受け、第2のサーミスタはその影響が低減されている。このような2つのサーミスタを用いたガスセンサにおいても、上記実施形態に係るセンサ回路を適用することで、測定対象の物理量、すなわちガス濃度の検出精度の低下を緩和することができる。   An optical gas sensor, called NDIR (non-dispersive infrared detector), irradiates the first thermistor with infrared light that has passed through the gas to be measured, and the second thermistor. Irradiates infrared rays that have passed through a standard gas that does not contain the gas to be measured, and detects the gas concentration in the gas to be measured from the difference in temperature rise between the two thermistors. That is, the first thermistor is affected by a physical quantity called gas concentration, and the second thermistor is reduced in its influence. Even in such a gas sensor using two thermistors, by applying the sensor circuit according to the above-described embodiment, it is possible to mitigate a decrease in detection accuracy of a physical quantity to be measured, that is, a gas concentration.

2つのサーミスタを用いた湿度センサは、2つのサーミスタのうち第1のサーミスタは測定対象の雰囲気にさらされ、第2のサーミスタは密閉された乾燥空気の中に配置されているものである。これらの2つのサーミスタを同等の条件にて加熱すると、第1のサーミスタは湿度による雰囲気の熱伝導率の変化に影響され温度が変わるが、第2のサーミスタは湿度の影響を受けない。2つのサーミスタの温度差は湿度を反映している。すなわち、第1のサーミスタは湿度という物理量の影響を受け、第2のサーミスタはその影響が低減されている。このような2つのサーミスタを用いた湿度センサにおいても、上記実施形態に係るセンサ回路を適用することで、測定対象の物理量、すなわち湿度の検出精度の低下を抑制することができる。   In the humidity sensor using two thermistors, the first thermistor of the two thermistors is exposed to the atmosphere to be measured, and the second thermistor is arranged in sealed dry air. When these two thermistors are heated under the same conditions, the temperature of the first thermistor is affected by the change in the thermal conductivity of the atmosphere due to the humidity, but the second thermistor is not affected by the humidity. The temperature difference between the two thermistors reflects humidity. That is, the first thermistor is affected by a physical quantity called humidity, and the second thermistor is reduced in its influence. Even in a humidity sensor using such two thermistors, a decrease in detection accuracy of a physical quantity to be measured, that is, humidity, can be suppressed by applying the sensor circuit according to the embodiment.

2つのサーミスタを用いた流速センサは、2つのサーミスタのうち第1のサーミスタは測定対象の流体にさらされ、第2のサーミスタは流体にさらされない位置に配置されるものである。これらの2つのサーミスタを同等の条件にて加熱すると、第1のサーミスタは流速に応じて熱を奪われ温度が変わるが、第2のサーミスタはその影響を受けない。2つのサーミスタの温度差は流速を反映している。すなわち、第1のサーミスタは流速という物理量の影響を受け、第2のサーミスタはその影響が低減されている。このような2つのサーミスタを用いた流速センサにおいても、上記実施形態に係るセンサ回路を適用することで、測定対象の物理量、すなわち流速の検出精度の低下を抑制することができる。   A flow rate sensor using two thermistors is one in which the first thermistor is exposed to the fluid to be measured and the second thermistor is not exposed to the fluid. When these two thermistors are heated under the same conditions, the first thermistor loses heat and changes its temperature in accordance with the flow velocity, but the second thermistor is not affected. The temperature difference between the two thermistors reflects the flow rate. That is, the first thermistor is affected by a physical quantity called the flow velocity, and the second thermistor is reduced in its influence. Even in a flow rate sensor using two such thermistors, the sensor circuit according to the above embodiment can be applied to suppress a decrease in detection accuracy of a physical quantity to be measured, that is, a flow rate.

以上のように、物理量を2つのサーミスタの温度差として検出する各種センサにおいては、上記実施形態に係るセンサ回路を適用することで、測定対象の物理量の検出精度の低下を抑制することができる。   As described above, in various sensors that detect a physical quantity as a temperature difference between two thermistors, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of a physical quantity to be measured by applying the sensor circuit according to the embodiment.

本発明に係るセンサ回路は、自動車、空調機、複写機、電子レンジなどに利用できる。   The sensor circuit according to the present invention can be used in automobiles, air conditioners, copying machines, microwave ovens, and the like.

V1…電源、R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17,R18,R19,R20,R21,R22,R23,R24,R25,R26,R27,R28,R29,R30,R31,R32,R33,R34,R35,R36,R37,R38,R39,R40,R41,R42,R43,R44,R45,R46…抵抗、Th1,Th2,Th3,Th4,Th5,Th6,Th7,Th8…サーミスタ、M1,M2,M3,M4…P型MOSスイッチ、T1,T2,T3,T4…トランスファーゲート、OP1,OP2,OP3,OP4,OP5,OP6,OP7,OP8,OP9,OP10…オペアンプ、11,12,13,14,15…ブリッジ回路、21,22,23…ボルテージフォロワ、31,32,33,34,35…差動増幅回路、41,43…加算回路、42、44…加減算回路、51…A/D変換回路、52,53…記憶装置、54…加算器、P1,P2,P3,P4,P5,P6,P21,P22,P23,P24…ブリッジ回路の出力、P7,P8,P9,P10,P11,P12…ボルテージフォロワの出力、P13,P14,P15…差動増幅回路の出力、P16,P19…加算回路の出力、OUT1…A/D変換回路の出力、OUT2…加算器の出力、100,200,300,400,500,600,700…センサ回路、61,65,71,75…加算器の出力の電圧特性、62,63,72,73,74…差動増幅回路の出力の電圧特性、66,76…測定対象の温度が180時の加算回路の出力の電圧特性から測定対象の温度が160℃時の加算回路の出力の電圧特性を引いた電圧
V1, power supply, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, R30, R31, R32, R33, R34, R35, R36, R37, R38, R39, R40, R41, R42, R43, R44, R45, R46 ... resistors, Th1, Th2, Th3, Th4, Th5, Th6, Th7, Th8 ... Thermistor, M1, M2, M3, M4 ... P-type MOS switch, T1, T2, T3, T4 ... Transfer gate, OP1, OP2, OP3, OP4, OP5 OP6, OP7, OP8, OP9, OP10 ... operational amplifier, 11, 12, 13, 14, 15 ... bridge Path 21, 22, 23 ... voltage follower 31, 32, 33, 34, 35 ... differential amplifier circuit, 41, 43 ... adder circuit, 42, 44 ... adder / subtractor circuit, 51 ... A / D converter circuit, 52, 53 ... Storage device, 54 ... Adder, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P21, P22, P23, P24 ... Output of bridge circuit, P7, P8, P9, P10, P11, P12 ... Voltage follower Output, P13, P14, P15 ... Output of differential amplifier circuit, P16, P19 ... Output of adder circuit, OUT1 ... Output of A / D converter circuit, OUT2 ... Output of adder, 100, 200, 300, 400, 500 , 600, 700 ... sensor circuit, 61, 65, 71, 75 ... voltage characteristics of the output of the adder, 62, 63, 72, 73, 74 ... voltage characteristics of the output of the differential amplifier circuit, 66, 76 Voltage temperature minus the voltage characteristics of the output of the temperature 160 ° C. during the addition circuit being measured from the voltage characteristic of the output of the adder circuit at 180 to be measured

Claims (6)

電源の第1の極に接続される第1の抵抗と前記第1の抵抗に直列接続されるとともに前記電源の第2の極に接続される測定対象の物理量の影響を受ける第1のサーミスタを有する第1の検出回路と、
前記第1の極に接続される第2の抵抗と前記第2の抵抗に直列接続されるとともに前記第2の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第2のサーミスタを有する第2の検出回路と、
を備えた第1のブリッジ回路と、
前記第1の極に接続される第3の抵抗と前記第3の抵抗に直列接続されるとともに前記第2の極に接続される測定対象の物理量の影響を受ける第3のサーミスタを有する第3の検出回路と、
前記第1の極に接続される第4の抵抗と前記第4の抵抗に直列接続されるとともに前記第2の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第4のサーミスタを有する第4の検出回路と、
を備えた第2のブリッジ回路を備え、
前記第1のブリッジ回路の出力である第1の検出回路の出力と第2の検出回路の出力の差電圧は、第1の周囲温度で第1のピーク値を持ち、前記第2のブリッジ回路の出力である第3の検出回路の出力と第4の検出回路の出力の差電圧は、前記第1の周囲温度と異なる第2の周囲温度で第2のピーク値を持って、
前記第1、第2のブリッジ回路の出力は、入力電圧の重み付き機能を有する加減算回路に入力されることを特徴とするセンサ回路。
A first thermistor connected to the first pole of the power supply and the first thermistor connected in series to the first resistance and affected by the physical quantity of the measurement object connected to the second pole of the power supply; A first detection circuit comprising:
A second thermistor connected in series to the first resistor and the second thermistor connected in series to the second resistor and reduced in the influence of the physical quantity of the measurement object connected to the second electrode A second detection circuit;
A first bridge circuit comprising:
A third resistor having a third thermistor connected to the first pole and a third thermistor connected in series to the third resistor and affected by a physical quantity to be measured connected to the second pole A detection circuit of
A fourth resistor connected to the first pole and a fourth thermistor connected in series to the fourth resistor and having a reduced influence of the physical quantity of the measurement target connected to the second pole A fourth detection circuit;
Comprising a second bridge circuit comprising
The difference voltage between the output of the first detection circuit and the output of the second detection circuit, which is the output of the first bridge circuit, has a first peak value at a first ambient temperature, and the second bridge circuit The difference voltage between the output of the third detection circuit and the output of the fourth detection circuit, which is the output of, has a second peak value at a second ambient temperature different from the first ambient temperature,
An output of the first and second bridge circuits is input to an addition / subtraction circuit having a function of weighting an input voltage.
前記ブリッジ回路を3個以上有することを特徴とする請求項1に記載のセンサ回路。 The sensor circuit according to claim 1, comprising three or more bridge circuits. 電源の第1の極に接続される第1の抵抗手段と前記第1の抵抗手段に直列接続されるとともに前記電源の第2の極に接続される測定対象の物理量の影響を受ける第5のサーミスタを有する第5の検出回路と、
前記第1の極に接続される第2の抵抗手段と前記第2の抵抗手段に直列接続されるとともに前記第2の極に接続される測定対象の物理量の影響が低減された第6のサーミスタを有する第6の検出回路と、
を備えた第3のブリッジ回路を備え、
前記第1、第2の抵抗手段の抵抗値を切り替え可能なスイッチを有し、
前記スイッチがオン状態のとき、前記第3のブリッジ回路の出力の差電圧は、第3の周囲温度で第3のピーク値を持ち、前記スイッチがオフ状態のとき、前記第3のブリッジ回路の出力の差電圧は、前記第3の周囲温度と異なる第4の周囲温度で第4のピーク値を持って、
前記第3のブリッジ回路の出力は、前記スイッチと連動して増幅率が変化する差動増幅回路に入力され、
前記スイッチがオン状態のときの前記差動増幅回路のアナログ出力をデジタル化した第1のデジタル値と、前記スイッチがオフ状態のときの前記差動増幅回路のアナログ出力をデジタル化した第2のデジタル値を加算する手段を有することを特徴とするセンサ回路。
A first resistance means connected to the first pole of the power source and a fifth resistor connected in series to the first resistance means and affected by the physical quantity of the measurement target connected to the second pole of the power source A fifth detection circuit having a thermistor;
A second thermistor connected in series to the first pole and the sixth thermistor connected in series to the second resistor and reduced in the influence of the physical quantity of the measurement object connected to the second pole A sixth detection circuit having:
Comprising a third bridge circuit comprising
A switch capable of switching a resistance value of the first and second resistance means;
When the switch is on, the differential voltage at the output of the third bridge circuit has a third peak value at a third ambient temperature, and when the switch is off, the differential voltage of the third bridge circuit is The differential voltage of the output has a fourth peak value at a fourth ambient temperature different from the third ambient temperature,
The output of the third bridge circuit is input to a differential amplifier circuit whose amplification factor changes in conjunction with the switch,
A first digital value obtained by digitizing the analog output of the differential amplifier circuit when the switch is in an on state, and a second digital value obtained by digitizing the analog output of the differential amplifier circuit when the switch is in an off state. A sensor circuit comprising means for adding digital values.
前記抵抗手段の抵抗値が、前記スイッチにより3つ以上の抵抗値を有することを特徴とする請求項3に記載のセンサ回路。 4. The sensor circuit according to claim 3, wherein the resistance value of the resistance means has three or more resistance values by the switch. 周囲温度領域を前記ブリッジ回路の出力数で等分割した時に、分割されたそれぞれの周囲温度領域に前記ピーク値が存在することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のセンサ回路。 5. The sensor according to claim 1, wherein when the ambient temperature region is equally divided by the number of outputs of the bridge circuit, the peak value exists in each of the divided ambient temperature regions. circuit. 前記測定対象の物理量は、温度であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のセンサ回路。 The sensor circuit according to claim 1, wherein the physical quantity to be measured is a temperature.
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