JP6428168B2 - 温度変換テーブル作成装置、温度変換テーブル作成方法、及び、温度測定装置 - Google Patents
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Description
Vin={R/(R1+R)}×Vref ・・・(1)
量子化値={(Vin−b)×(210−1)}/(Vref×a) ・・・(2)
ここで、aはA/D変換器のゲインエラー、bはA/D変換器のオフセットである。
B=ln(R/R0)/{(1/T)−(1/T0)} ・・・(3)
ただし、R0は周囲温度T0(K)の時の抵抗値であり、Rは周囲温度T(K)の時の抵抗値である。
ここで、上述した図3の表に対して、左端から3番目の列に、1℃毎に算出したB定数を追記(挿入)した表の一部を図4に示す(表中の太い破線で囲んだ領域参照)。
R=R0expB{(1/T)−(1/T0)} ・・・(4)
ここで、左端から4番目の列に、−40℃と−39℃との間を0.1℃刻みに細分化し、それぞれの温度に対応する抵抗値Rを算出して追記(挿入)した例を図5に示す(表中の太い破線で囲んだ領域参照)。なお、図5では−40℃から−39℃の間において温度を細分化した例を示したが、全温度レンジ(例えば、−40℃から85℃)について、同様の処理が行われる。
温度T=[1÷{(1÷298)+log{(R÷100)÷4212}]−273 ・・・(5)
ただし、Rはサーミスタ30の抵抗値(kΩ)であり、次式(6)により求められる。
R=(−100×Vin)÷(Vin−Vref) ・・・(6)
ここで、入力電圧値Vin及び基準電圧値Vrefは、マルチメータで測定した値を用いた。
3 温度計測装置
10 入力部
101 基準電圧測定部
11 情報処理ユニット
111 入力電圧算出部
112 量子化値算出部
113 B定数算出部
114 抵抗値算出部
115 温度設定部
116 整数化部
117 テーブル生成部
12 表示部
30 サーミスタ
31 基準抵抗
301 温度検出回路
32 A/D変換器
33 記憶部
34 温度取得部
Claims (13)
- 温度に応じて抵抗値が変化する温度検出素子の抵抗値、該温度検出素子に直列接続される基準抵抗の抵抗値、及び、前記温度検出素子、基準抵抗に印加される基準電圧値を含むデータの入力を受け付ける入力手段と、
前記入力手段により受け付けられた、温度検出素子の抵抗値、基準抵抗の抵抗値、及び基準電圧値に基づいて、所定の温度毎に、前記基準抵抗と温度検出素子との接続点からA/D変換器に入力される入力電圧値を算出する入力電圧算出手段と、
前記所定の温度毎に、前記A/D変換器が有する変換誤差を考慮して、前記入力電圧算出手段により算出された入力電圧値に対応する量子化値を算出する量子化値算出手段と、
前記量子化値算出手段により算出された量子化値と、所定の温度とを対応付けて温度変換テーブルを生成するテーブル生成手段と、を備えることを特徴とする温度変換テーブル作成装置。 - 前記基準電圧値を測定する測定手段をさらに備え、
前記入力電圧算出手段は、前記測定手段により測定された実基準電圧値を用いて、前記A/D変換器に入力される入力電圧値を算出することを特徴とする請求項1に記載の温度変換テーブル作成装置。 - 所定の温度刻み毎に、前記温度検出素子のB定数を算出するB定数算出手段と、
前記B定数算出手段により算出されたB定数を用いて、前記所定の温度よりも細分化された温度毎に、前記温度検出素子の抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、をさらに備え、
前記入力電圧算出手段は、細分化された温度毎に、前記抵抗値算出手段により算出された温度検出素子の抵抗値、基準抵抗の抵抗値、及び基準電圧値に基づいて、前記A/D変換器に入力される入力電圧値を算出し、
量子化値算出手段は、細分化された温度毎に、前記入力電圧値に対応する量子化値を算出し、
前記テーブル生成手段は、量子化値と、細分化された温度とを対応付けて温度変換テーブルを生成することを特徴とする請求項1又は2に記載の温度変換テーブル作成装置。 - 細分化された複数の温度に対して同一の量子化値が算出された場合に、該同一の量子化値に対応する一つの温度を設定する温度設定手段を備え、
前記温度設定手段は、同一の量子化値に対応する一つの温度を設定する際に、前記複数の温度の平均値を採用することを特徴とする請求項3に記載の温度変換テーブル作成装置。 - 前記温度設定手段は、前記A/D変換器のビット数と、前記温度変換テーブルの量子化値の格子点数とが一致するように、同一の量子化値に対応する一つの温度を設定することを特徴とする請求項4に記載の温度変換テーブル作成装置。
- 前記温度変換テーブルの温度データを整数化する整数化手段をさらに備えることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の温度変換テーブル作成装置。
- 温度に応じて抵抗値が変化する温度検出素子の抵抗値、該温度検出素子に直列接続される基準抵抗の抵抗値、及び、前記温度検出素子、基準抵抗に印加される基準電圧値を含むデータの入力を受け付ける入力ステップと、
前記入力ステップにおいて受け付けられた、温度検出素子の抵抗値、基準抵抗の抵抗値、及び基準電圧値に基づいて、所定の温度毎に、前記基準抵抗と温度検出素子との接続点からA/D変換器に入力される入力電圧値を算出する入力電圧算出ステップと、
前記所定の温度毎に、前記A/D変換器が有する変換誤差を考慮して、前記入力電圧算出ステップにおいて算出された入力電圧値に対応する量子化値を算出する量子化値算出ステップと、
前記量子化値算出ステップにおいて算出された量子化値と、所定の温度とを対応付けて温度変換テーブルを生成するテーブル生成ステップと、を備えることを特徴とする温度変換テーブル作成方法。 - 前記基準電圧値を測定する測定ステップをさらに備え、
前記入力電圧算出ステップでは、前記測定ステップにおいて測定された実基準電圧値を用いて、前記A/D変換器に入力される入力電圧値を算出することを特徴とする請求項7に記載の温度変換テーブル作成方法。 - 所定の温度刻み毎に、前記温度検出素子のB定数を算出するB定数算出ステップと、
前記B定数算出ステップにおいて算出されたB定数を用いて、前記所定の温度よりも細分化された温度毎に、前記温度検出素子の抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、をさらに備え、
前記入力電圧算出ステップでは、細分化された温度毎に、前記抵抗値算出ステップにおいて算出された温度検出素子の抵抗値、基準抵抗の抵抗値、及び基準電圧値に基づいて、前記A/D変換器に入力される入力電圧値を算出し、
量子化値算出ステップでは、細分化された温度毎に、前記入力電圧値に対応する量子化値を算出し、
前記テーブル生成ステップでは、量子化値と、細分化された温度とを対応付けて温度変換テーブルを生成することを特徴とする請求項7又は8に記載の温度変換テーブル作成方法。 - 細分化された複数の温度に対して同一の量子化値が算出された場合に、該同一の量子化値に対応する一つの温度を設定する温度設定ステップを備え、
前記温度設定ステップでは、同一の量子化値に対応する一つの温度を設定する際に、前記複数の温度の平均値を採用することを特徴とする請求項9に記載の温度変換テーブル作成方法。 - 前記温度設定ステップでは、前記A/D変換器のビット数と、前記温度変換テーブルの量子化値の格子点数とが一致するように、同一の量子化値に対応する一つの温度を設定することを特徴とする請求項10に記載の温度変換テーブル作成方法。
- 前記温度変換テーブルの温度データを整数化する整数化ステップをさらに備えることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の温度変換テーブル作成方法。
- 温度に応じて抵抗値が変化する温度検出素子と、
前記温度検出素子の抵抗値に応じた電圧値を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された電圧値を量子化して当該電圧値の量子化値を取得するA/D変換器と、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の温度変換テーブル作成装置により作成された温度変換テーブルを予め記憶する記憶手段と、
前記A/D変換器により取得された量子化値を用いて前記温度変換テーブルを検索し、温度を求める温度取得手段と、を備えることを特徴とする温度測定装置。
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