JPH01140029A - クオーツ温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電振動子を温度検出素子としたクォーツ型
の温度計に関するものである。

〔従来の技術〕

水晶振動子等の発振周波数が温度によって変化する特性
を利用したクォーツ温度計はきわめて高い精度で温度を
検出することができる。

このようなりオーツ温度計は、一般に、第４図に示すよ
うに、先端に水晶振動子とその発振回路を収納した温度
検出用プローブ１０とこの温度プローブｌＯから出力さ
れる水晶の発振周波数を計測し、温度値に変換して表示
する表示部本体２０をケーブル３０によって接続してい
る。

このようなりオーツ温度計は、温度検出用プａ−ブ１０
を液体、又は固体等からなる被測定物に接触すると、水
晶の温度特性によって発振周波数が変化するため、この
発振周波数を表示部本体２０において計測し、所定の演
算を行なうことによって、被測定物の温度を表示部本体
２０のパネルに表示することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、温度セッサとなる水晶振動子は、−般に、第
５図に示すように温度変化（横軸）に対して周波数変化
Δｆ／ｆは、はぼ直線的に変化するように例えばＹカッ
１で切り出されているが、その温度−発振周波数変化特
性は個々の水晶振動子によって異なるため、より高精度
で温度検出するためには表示部本体側に個々の温度検出
用プローブ毎に異なる補正定数をセットし、発振周波数
を正確な温度値に変換していた。

そのため、温度検出用プローブｌＯを取換えて使用する
際は、表示部本体２０側の補正定数（通常、ＲＯＭ基板
）の交換が必要になり、取扱いが面倒になるという問題
点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる問題点にかんがみてなされたもので、
温度検出用プローブ側に水晶振動子の補正定数が記録さ
れている記憶部と、この記憶部の記録データを所定のタ
イミングで読み出す制御部を設け、例えば被測定物の温
度に対応する発振出力が出力される前に、補正定数が表
示部本体側の演算部に入力できるようにしている。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例を示す温度検出用プローブ
内のブロック図を示したもので、１１は水晶振動子１１
Ａとその発振回路ｌｌＢからなる発振出力部、１２は補
正常数が記憶されている半導体メモリ（ＲＯＭ）１２Ａ
と、デー夕のパラレル−シリーズ変換用のシフトレジス
タ１２Ｂからなる記憶部、１３は切替スイッチ１３Ａと
、コントローラ１３Ｂからなる制御部を示す。

なお、第１図は温度検出用プローブ１０と表示部本体２
０の接続ケーブル３０に信号と直流電源が東畳される実
施例を示しており、供給された直流電圧はコイルＬを介
して電源部１４から各回路に分配される。しかし、ケー
ブル３０に電源ライ。

ンが増設されているときは電源部１４は省略することが
できる。

第２図は、第１図に示した温度検出用プローブが接続さ
れる表示部本体側のブロック図を示しており、２１は電
源部、２２は入力端子Ｔ２から供給された信号を増幅す
る増幅器、２３は１例えば発振出力信号を抽出するバン
ドパスフィルタ２３Ａと、補正データを抽出するローパ
スフィルタ２３Ｂを備え、発振出力信号と補正用の低い
周期のデータを選択して出力する分配回路であり、その
出力側には波形整形回路２３Ｃ，２３Ｄを設けている。

２４は受信した補正データからタイミング信号を形成す
る同期分離回路、２５は補正デーｐ　ｆ　、ＩＪ　−ｔ
、謔光変９５．３つ演算カイ。あ（ＣＰＵ）２９Ａに入
力するレジスタである。

又、２６は受信した発振出力を所定期間だけカウンタ２
７に入力するためのアンドゲートを示し、このアンドゲ
ート２６の他方の入力には、ゲート信号発生回路２８か
らゲート信号が供給されている。

なお、２９Ｃはクロック信号源、２９Ｂは温度表示部を
示している。

以下１本発明のクォーツ温度計の計測動作を第３図のタ
イミングチャートを参照して説明する。

温度検出用プローブ１０の出力端子Ｔ、と、表示部本体
２０の入力端子Ｔ２をコート３０で接続し、表示部本体
側の電源（ＰＯＷＥＲ）をオンにすると、電源部２１か
ら直流電圧が温度検出用プローブ１０に供給され、発振
出力部１１が発振動作となると同時に、この直流電圧の
立ち上がりをコントローラ１３Ｂが検出すると、第３図
のｔｌの時点で切替スイッチ１３Ａが記憶部１２側に切
換わる。

コントローラ１３Ｂは、この切換え信号を送出したのち
半導体メモリ１２Ａに対して読み出し用のクロック信号
を供給し、半導体メモリ１２Ａにあらかじめ格納されて
いる水晶振動子ｌｌＡの補正データをシフトレジスタ１
２Ｂに出力し、切替スイッチ１３Ａから表示部本体２０
に送信する。

半導体メモリ１２Ａに記Ｑへれている補正データは、こ
の温度検出プローブに使用されている水晶振動子の温度
−周波数特性を補正する数値とシンクロビットからなり
、最初にデータを送るためのシンクロ信号Ｄｔが数ビツ
ト出力される。

すると１表示部本体側ではこのシンクロ信号Ｄｔ　を分
配回路２３を介して同期信号分離回路２４によって検出
することにより同期をとり、信号演算処理回路２９Ａを
補正定数の受入れモードに制御する。

シンクロ信号ＤＩに続いて読み出される補正定数ＤＣは
、例えば水晶の温度−発振周波数変化を示す３次（又は
５次）の補正式ｆ１−ｆｒｏ＝ｆｒ。

（ａ　（Ｔ−Ｔｏ）　＋ｂ　（Ｔ−Ｔｏ）２＋ｃ　（Ｔ
−Ｔｏ）’）にかかわる定数項ａ、ｂ、ｃ、（ｄ、ｅ）
であり。

この定数項ａ、ｂ、ｃ、（ｄ、ｅ）に関する数値データ
が同様に切替スイッチ１３Ａを介して表示部本体の信号
演算処理回路２９Ａにセットされる。

上記したような補正データの送出動作が数回繰返されて
補正定数Ｄｃが信号演算処理回路２９Ａに格納されると
、次に時点ｔ２でコントローラ１３Ｂは切替スイッチ１
３Ａを反転して発振出力部１１から出力されている水晶
の発振周波数信号を表示部本体２０に送信する。

発振出力部１１の発振周波数は水晶振動子１１Ａの温度
によって変化するから、この発振周波数をカウンタ２７
によって計測して信号演算処理回路２９Ａに入力し、先
にセットされた補正用の定数項ａ、ｂ、ｃ、（ｄ、ｅ）
からなる補正式によって演算処理することにより、温度
検出用プローブｌＯを使用したときに出力される発振出
力から正確な温度値を求めることができ、その値を表示
部２９Ｂに表示する。

本発明のクォーツ温度計は上述したように、温度検出プ
ローブ内に使用している水晶振動子の温度一発振周波数
特性を較正するため補正データを格納している半導体メ
モリが発振回路と共に内蔵されているから、表示部本体
側に接続される温度検出用プローブが交換されたときも
、本体側で補正データを交換する必要がなくなり取り扱
いがきわめて容易になる。

なお、上記実施例では記憶部１２として半導体メモリ１
２Ａ、シフトレジスタ１２Ｂを使用しているが、直接補
正データを直列信号として読み出すことができるような
シフトレジスタ型のメモリ手段を記憶部１２に設けても
よい。

又、水晶振動子に代えて、他の温度検出用圧電振動子を
使用してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のクォーツ温度計は、温度
検出用プローブ内に使用されている圧電振動素子の温度
一発振周波数特性を較正する補正データがあらかじめ内
蔵されているから、表示部本体側では温度検出用プロー
ブを交換したときも補正データを交換する必要がなくな
り、クォーツ温度計の取扱い及び測定作業がきわめて容
易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す温度測定プローブ内の
ブロック図、第２図は同じく温度表示部本体側のブロッ
ク図、第３図は補正データと発振出力信号のタイミング
波形図、第４図はクォーツ温度計の概要図、第５図は水
晶振動子の温度一発振周波数特性の一例を示すグラフで
ある。 図中、１０は温度測定用のプローブ、１１は発振出力部
、ＩＩＡは水晶振動子、１２は補正データの記憶部、１
３は制御部を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 温度に対して振動周波数が変化する圧電振動子と該圧電
   振動子を発振させる発振回路を備えている温度検出用プ
   ローブ内に、前記圧電振動子の温度一発振周波数特性を
   補正するための補正データが記録されている記憶部と、
   所定のタイミングで前記記憶部からデータを読み出すコ
   ントローラを設け、前記記憶部から読み出された補正デ
   ータが出力されたのち、前記圧電振動子の発振出力が表
   示部本体側に送出されるように構成したことを特徴とす
   るクオーツ温度計。