JPH01150811A - Physical quantity detector - Google Patents

Physical quantity detector

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JPH01150811A
JPH01150811A JP30938787A JP30938787A JPH01150811A JP H01150811 A JPH01150811 A JP H01150811A JP 30938787 A JP30938787 A JP 30938787A JP 30938787 A JP30938787 A JP 30938787A JP H01150811 A JPH01150811 A JP H01150811A
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output
circuit
signal
rectangular wave
physical quantity
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Seiichi Nakahara
誠一 中原
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Saginomiya Seisakusho Inc
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Abstract

PURPOSE:To improve the detection accuracy by converting an output signal of an AC amplifying circuit to a digital signal by sampling in a period corresponding to a prescribed period of a square wave and detecting the physical quantity in an atmosphere by its value. CONSTITUTION:When a square wave of prescribed frequency and prescribed amplitude generated by a square wave generating means A is inputted to an AC bridge circuit C through a coupling capacitor B, an AC signal of amplitude corresponding to the physical quantity in an atmosphere is outputted from the circuit C. The AC signal from the circuit C is amplified by an AC amplifying circuit D and inputted to an A/D converting means E, the A/D converter sets a bias point of the circuit D to a reference voltage, and for a prescribed period of the square wave generated from the means A, for instance, for an output period of the circuit D corresponding to a period of an L level or an H level, the output signal of the circuit D is brought to sampling and converted to a digital signal. Accordingly, by the digital signal obtained in an output of the means E, for instance, temperature, relative humidity, absolute humidity or pressure, etc., in the atmosphere are detected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大気などの霊囲気の温度、相対湿度、圧力な
どの物理量を検出する物理量検出器に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a physical quantity detector for detecting physical quantities such as temperature, relative humidity, and pressure of an auspicious atmosphere such as the atmosphere.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

斯かる検出器として従来例えば特開昭62−12963
7号公報において第8図に示すものが提案されている。
As such a detector, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-12963
In Publication No. 7, the system shown in FIG. 8 is proposed.

図において、1は交流ブリッジ回路であり、該ブリッジ
回路1は雰囲気中の温度、相対湿度或いはこれらの両方
に応じて抵抗値が変化する感応素子と固定抵抗器とによ
って構成されている。交流ブリッジ回路10入力端には
、カップリングコンデンサ2を介して矩形波発生回路3
が接続されている。矩形波発生回路3は例えばデユーテ
ィ比50%、周波数I KHzで振幅一定の矩形波をそ
の出力端に発生し、これをカップリングコンデンサ2を
介して交流ブリッジ回路10入力端に供給する。
In the figure, reference numeral 1 denotes an AC bridge circuit, and the bridge circuit 1 is composed of a fixed resistor and a sensing element whose resistance value changes depending on the temperature, relative humidity, or both of these in the atmosphere. A rectangular wave generating circuit 3 is connected to the input end of the AC bridge circuit 10 via a coupling capacitor 2.
is connected. The rectangular wave generating circuit 3 generates a rectangular wave having a duty ratio of 50%, a frequency of I KHz, and a constant amplitude at its output terminal, and supplies this to the input terminal of the AC bridge circuit 10 via the coupling capacitor 2.

交流ブリッジ回路1は、その入力端にカップリングコン
デンサ2を介して矩形発生回路3からの矩形波が入力さ
れると、その出力端:こ雰囲気の温度、相対湿度或いは
これらの両方に応じて振幅が変化する交流信号を出力す
る。
When the rectangular wave from the rectangular wave generation circuit 3 is input to the input end of the AC bridge circuit 1 via the coupling capacitor 2, the amplitude of the AC bridge circuit 1 changes depending on the temperature, relative humidity, or both of the atmosphere. Outputs an AC signal that changes.

交流ブリッジ回路1の出力端にはカップリングコンデン
サ4を介して交流反転増幅回路7が接続されている。交
流反転増幅回路7はオペアンプ7a、抵抗7b〜7f及
びコンデンサ7gから構成されている。交流反転増幅回
路7の出力端には、カップリングコンデンサ10を介し
て整流回路9が接続され、整流回路9は整流ダイオード
9as平滑コンデンサ9b、抵抗9c、9dから構成さ
れている。
An AC inverting amplifier circuit 7 is connected to the output end of the AC bridge circuit 1 via a coupling capacitor 4 . The AC inverting amplifier circuit 7 includes an operational amplifier 7a, resistors 7b to 7f, and a capacitor 7g. A rectifier circuit 9 is connected to the output end of the AC inverting amplifier circuit 7 via a coupling capacitor 10, and the rectifier circuit 9 includes a rectifier diode 9as, a smoothing capacitor 9b, and resistors 9c and 9d.

以上の構成において、今、矩形波発生回路3が第9図(
a)に示すように一定振幅4V、デユーティ比50%、
周波数I KHzの矩形波を出力しているとすると、交
流ブリッジ回路10入力端にはカップリングコンデンサ
2を介することにより第9図(b)に示すように±2V
の交流が印加される。
In the above configuration, the rectangular wave generation circuit 3 is now configured as shown in FIG.
As shown in a), constant amplitude 4V, duty ratio 50%,
Assuming that a rectangular wave with a frequency of I KHz is output, the input terminal of the AC bridge circuit 10 has a voltage of ±2V via the coupling capacitor 2 as shown in FIG. 9(b).
AC is applied.

該交流は交流ブリッジ回路1及びカンプリングコンデン
サ4を通った後交流反転堆幅回路7て増幅され、交流反
転増幅回路7の出力には、第9図(C)に示すように÷
2Vを中心とする雰囲気の温度、相対湿度或いはこれら
の両方に応じた振幅の信号が出力される。
The alternating current passes through the AC bridge circuit 1 and the compling capacitor 4 and is amplified by the AC inverting amplifier circuit 7, and the output of the AC inverting amplifier circuit 7 has the following equation as shown in FIG. 9(C).
A signal whose amplitude is centered around 2V and corresponds to the ambient temperature, relative humidity, or both is output.

交流反転増幅回路7の出力信号はカップリングコンデン
サlOを介して第9図(d)に示すような交流に変換さ
れて整流回路9に印加され、該整流回路9の出力端11
に第9図(e)に示すような直流電圧が送出される。出
力端11の直流電圧はその大きさが雰囲気の温度、相対
湿度或いはこれらの両方に応じた値となっている。
The output signal of the AC inverting amplifier circuit 7 is converted into an AC signal as shown in FIG.
A DC voltage as shown in FIG. 9(e) is sent out. The DC voltage at the output terminal 11 has a value depending on the temperature of the atmosphere, the relative humidity, or both of these.

従って、整流回路9の出力端11に得られる直流電圧の
大きさによって、雰囲気の温度、相対湿度或いは絶対湿
度を検出することができる。
Therefore, depending on the magnitude of the DC voltage obtained at the output terminal 11 of the rectifier circuit 9, the temperature, relative humidity, or absolute humidity of the atmosphere can be detected.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述のように従来の物理量検出器では、交流ブリッジ回
路1の出力端から取り出した交流信号の振幅により上記
検出を行うために、カップリングコンデンサ10に直列
に接続した整流用ダイオード9aによって交流信号を半
波整流することによって雰囲気の温度、相対湿度などに
応じた振幅の直流1言号を得ている。
As mentioned above, in the conventional physical quantity detector, in order to perform the above detection based on the amplitude of the AC signal taken out from the output terminal of the AC bridge circuit 1, the AC signal is converted into the AC signal by the rectifying diode 9a connected in series to the coupling capacitor 10. By performing half-wave rectification, a single DC signal with an amplitude that corresponds to the temperature, relative humidity, etc. of the atmosphere is obtained.

しかし、5V単一電源で動作させた場合、上記交流反転
増幅回路7のオペアンプ7aの出力電圧は略0〜3.5
Vに制限されるため、交流反転増幅回路7のバイアス点
を2Vに設定すると、出力振幅は2V±1.5Vの範囲
でしか得られない。このようにして得られた交流反転増
幅回路7の出力をカップリングコンデンサ10を通すと
、その出力には±1,5Vの交流信号が得られる。従っ
て、この±1.5vの交流電圧を半波整流すると、整流
ダイオード9aの順方向電圧(略0.7V)分降下した
電圧0.8 V Lか得られない。この降下分は±1゜
5Vに比して非常に大きく、大きな有効電圧を得ること
を阻害する。また、線形増幅してきた信号が非線形素子
であるダイオードを通ることにより、この部分で非線形
となると共に、ダイオードの温度特性−2mV/lも有
効電圧0.8Vに対して無視できず、検出精度上大きな
問題となっていた。
However, when operated with a single 5V power supply, the output voltage of the operational amplifier 7a of the AC inverting amplifier circuit 7 is approximately 0 to 3.5V.
Therefore, if the bias point of the AC inverting amplifier circuit 7 is set to 2V, the output amplitude can only be obtained within the range of 2V±1.5V. When the output of the AC inverting amplifier circuit 7 obtained in this manner is passed through the coupling capacitor 10, an AC signal of ±1.5V is obtained at the output. Therefore, when this AC voltage of ±1.5 V is half-wave rectified, only a voltage of 0.8 V L, which is dropped by the forward voltage (approximately 0.7 V) of the rectifier diode 9a, is obtained. This drop is much larger than ±1°5V, and prevents obtaining a large effective voltage. In addition, since the linearly amplified signal passes through a diode, which is a nonlinear element, it becomes nonlinear in this part, and the temperature characteristic of the diode -2mV/l cannot be ignored for an effective voltage of 0.8V, which affects detection accuracy. It was becoming a big problem.

よって本発明は、簡単な構成により検出精度の向上を図
った物理量検出器を提供しようとするものである。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a physical quantity detector with a simple configuration and improved detection accuracy.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点を解決するため本発明によりなされた物理量
検出器は、第1図の基本構成図に示す如(、一定周波数
及び一定振幅の矩形波を発生する矩形波発生手段Aと、
雰囲気中の物理量に応じて抵抗値が変化する素子を有し
、入力端にカップリングコンデンサBを介して前記矩形
波発生手段、へからの矩形波が入力され、出力端に物理
量に応じて振幅が変化する交流信号を出力する交流ブリ
ッジ回路Cと、該交流ブリッジ回路Cからの交流信号を
増幅する交流増幅回路りと、該交流増幅回路りのバイア
ス点を基準電圧とし、前記矩形波発生手段Aが発生する
矩形波の所定の期間に対応する前記交流増幅回路りの出
力期間交流増幅回路りの出力信号をサンプリングしてデ
ジタル信号に変換するA/D変換手段Eとを備え、該A
/D変換手段Eの出力により物理量を検出するようにし
たことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the physical quantity detector according to the present invention is as shown in the basic configuration diagram of FIG.
It has an element whose resistance value changes according to the physical quantity in the atmosphere, and the rectangular wave from the square wave generating means is inputted to the input terminal via the coupling capacitor B, and the amplitude is changed to the output terminal according to the physical quantity. an AC bridge circuit C that outputs an AC signal in which the voltage changes, an AC amplifier circuit that amplifies the AC signal from the AC bridge circuit C, and a bias point of the AC amplifier circuit that is set as a reference voltage, and the square wave generating means an A/D conversion means E for sampling an output signal of the AC amplifier circuit during an output period of the AC amplifier circuit corresponding to a predetermined period of a rectangular wave generated by A and converting it into a digital signal;
The present invention is characterized in that a physical quantity is detected by the output of the /D conversion means E.

〔作 用〕[For production]

以上の構成において、矩形波発生手段Aが発生する一定
周波数及び一定振幅の矩形波がカップリングコンデンサ
Bを介して交流ブリッジ回路Cに入力されると、交流ブ
リッジ回路Cから雰囲気中の物理量;こ応じた振幅の交
流信号が出力される。
In the above configuration, when a rectangular wave of a constant frequency and a constant amplitude generated by the rectangular wave generating means A is input to the AC bridge circuit C via the coupling capacitor B, the physical quantity in the atmosphere from the AC bridge circuit C; An AC signal with a corresponding amplitude is output.

交流ブリッジ回路Cからの交流信号は交流増幅回路りで
増幅されてA/D変換変換手段比力される。
The AC signal from the AC bridge circuit C is amplified by the AC amplifier circuit and sent to the A/D conversion means.

A/Dコンバータは、交流増幅回路りのバイアス点を基
準電圧とし、矩形波発生手段Aが発生する ・矩形波の
所定期間、例えばLレベル又はHレベルの期間に対応す
る交流増幅回路りの出力期間交流増幅回路りの出力信号
をサンプリングしデジタル信号に変換する。
The A/D converter uses the bias point of the AC amplifier circuit as a reference voltage, and the square wave generating means A generates the output of the AC amplifier circuit corresponding to a predetermined period of the rectangular wave, for example, the L level or H level period. The output signal of the periodic AC amplifier circuit is sampled and converted into a digital signal.

従って、A/D変換変換手段比力に得られるデジタル信
号により雰囲気の例えば温度、相対湿度、絶対湿度或い
は圧力などを検出することができる。
Therefore, the temperature, relative humidity, absolute humidity, pressure, etc. of the atmosphere can be detected by the digital signal obtained from the specific power of the A/D conversion means.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本発明による物理量検出器の実施例としての着
霜量検出器を示すが、図中、第8図について上述したも
のと同等の部分には同一の符号を付しである。
FIG. 2 shows a frost amount detector as an embodiment of the physical quantity detector according to the present invention, in which the same parts as those described above with respect to FIG. 8 are given the same reference numerals.

第2図において、交流ブリッジ回路1は感湿素子1aを
有する。感湿素子1aは第3図に示すような構造となっ
ており、素子本体1a−1の表面の全面を覆うように例
えば和紙のような透湿膜1a−2が設けられると共に、
素子本体1a−1には電極1a−3が設けられ、該電極
1a−3には接続端子1a−4が接続されている。上記
透湿膜1a−2は素子本体1a−1表面での水蒸気の結
露を防止し、0℃以下の温度での感湿素子1aの正常な
動作を可能にしている。第4図は感湿素子1aの特性を
示し、相対湿度RH(%)及び温度に対して抵抗値R(
Ω)が変化している。
In FIG. 2, the AC bridge circuit 1 has a humidity sensing element 1a. The moisture sensitive element 1a has a structure as shown in FIG. 3, and is provided with a moisture permeable film 1a-2 made of Japanese paper, for example, so as to cover the entire surface of the element body 1a-1.
An electrode 1a-3 is provided on the element body 1a-1, and a connection terminal 1a-4 is connected to the electrode 1a-3. The moisture-permeable film 1a-2 prevents water vapor from condensing on the surface of the element main body 1a-1, and enables normal operation of the moisture-sensitive element 1a at temperatures below 0°C. Figure 4 shows the characteristics of the humidity sensing element 1a, showing the resistance value R(
Ω) is changing.

1bは感湿素子1aと並列に接続された第1の抵抗であ
り、感湿素子1aと第1の抵抗1bとの接続点の一方イ
とアース間には、第2及び第3の抵抗IC及び1dが直
列に接続され、感湿素子1aと第1の抵抗1bとの接続
点の他方口が交流入力端、第1及び第2の抵抗IC及び
1dの接続点ハが出力端となっている。
1b is a first resistor connected in parallel with the humidity sensing element 1a, and between one of the connection points A of the humidity sensing element 1a and the first resistor 1b and the ground, there are second and third resistors IC. and 1d are connected in series, the other end of the connection point between the humidity sensing element 1a and the first resistor 1b is an AC input end, and the connection point C between the first and second resistors IC and 1d is an output end. There is.

上記感湿素子1a、抵抗1b〜1dかろなる交流ブリッ
ジ回路1では、上記交流入力端口に一定振幅、一定周波
数の矩形波が入力されたとき、任意雰囲気中に含まれて
いる水蒸気が該雰囲気より所定温低い温度の雰囲気にお
いて着霜する単位時間当りの量に応じた振幅の出力を出
力端ハに送出するように、感湿素子1aに対して抵抗1
b〜1dの値が設定されている。特に、感湿素子1と並
列に接続された第1の抵抗1bは出力変化の割合、すな
わち傾斜を決定し、また第3の抵抗1dを固定抵抗1d
−1と共に構成している半固定抵抗1d−2はその調整
により出力レベルを上下するために使用される。
In the AC bridge circuit 1 consisting of the humidity sensing element 1a and resistors 1b to 1d, when a rectangular wave with a constant amplitude and a constant frequency is input to the AC input terminal, water vapor contained in an arbitrary atmosphere is removed from the atmosphere. A resistor 1 is connected to the humidity sensing element 1a so that an output with an amplitude corresponding to the amount of frost formed per unit time in an atmosphere with a predetermined low temperature is sent to the output terminal C.
Values b to 1d are set. In particular, a first resistor 1b connected in parallel with the moisture sensitive element 1 determines the rate of output change, i.e. the slope, and a third resistor 1d is connected to a fixed resistor 1d.
The semi-fixed resistor 1d-2, which is configured together with -1, is used to raise or lower the output level by adjusting it.

5は演算部(ALU) 、ROM、RAM、I10ポー
ト、A’/ Dコンバータなどを内蔵し、予め定めたプ
ログラムに従って動作する1チツプマイコンからなる中
央処理ユニット (CPU)であり、該CPU5の出力
ポートPAOはプルアンプ抵抗5aによりプルアップさ
れていて、該出力ポートPAoからデユーティ比50%
、周波数I KHzの矩形波を送出する。該矩形波はイ
ンパーク5bにより反転された後、カップリングコンデ
ンサ2を介して交流ブリッジ回路1の交流入力端口に印
加される。
5 is a central processing unit (CPU) consisting of a 1-chip microcomputer that incorporates an arithmetic unit (ALU), ROM, RAM, I10 port, A'/D converter, etc., and operates according to a predetermined program. The port PAO is pulled up by the pull amplifier resistor 5a, and the duty ratio is 50% from the output port PAo.
, transmits a rectangular wave with a frequency of I KHz. After the rectangular wave is inverted by the impark 5b, it is applied to the AC input terminal of the AC bridge circuit 1 via the coupling capacitor 2.

上記交流ブリッジ回路1の交流出力端ハにはカップリン
グコンデンサ4を介して交流反転増幅回路7が接続され
ており、該交流反転増幅回路7はオペアンプ7a、抵抗
7b〜7d、コンデンサ7e1バイアス電源7hから構
成されている。
An AC inverting amplifier circuit 7 is connected to the AC output terminal C of the AC bridge circuit 1 via a coupling capacitor 4, and the AC inverting amplifier circuit 7 includes an operational amplifier 7a, resistors 7b to 7d, a capacitor 7e1, and a bias power source 7h. It consists of

6は交流反転増幅回路7の出力であるオペアンプ7aの
出力とアース間に接続された負荷抵抗であり、オペアン
プ7aからの出力信号はCPU5のA/Dコンバータの
入力端子A N oに入力されている。
6 is a load resistor connected between the output of the operational amplifier 7a, which is the output of the AC inverting amplifier circuit 7, and the ground, and the output signal from the operational amplifier 7a is input to the input terminal ANO of the A/D converter of the CPU 5. There is.

CPU5のA/Dコンバータの基準電圧入力端子V A
 RE Fには、交流反転増幅回路7のバイアス電源7
hが接続されている。
Reference voltage input terminal V A of A/D converter of CPU5
REF is the bias power supply 7 of the AC inverting amplifier circuit 7.
h is connected.

なお、CPU5のV CCは+5V電源端子、VS5は
GND端子、AVccはA/Dコンバータの+5V電源
端子、A V s sはA/DコンバータのGND端子
である。
Note that VCC of the CPU5 is a +5V power supply terminal, VS5 is a GND terminal, AVcc is a +5V power supply terminal of the A/D converter, and AVss is a GND terminal of the A/D converter.

以上の構成において、CPU5はその出力ポートPAO
にデユーティ比50%、周波数I KHzの矩形波を出
力し、これをインバータ5bの入力に印加する。CPU
5の出力ポートPAoの出力電圧特性は第5図(a)に
示すようにTTL特性となっており、出力電流も小さい
が、インバータ5bは出力ポートPAoからの矩形波を
反転してその出力に第5図ら)に示すように一定振幅略
5Vの矩形波を発生し、出力電流も4mAと大きくする
In the above configuration, the CPU 5 has its output port PAO
A rectangular wave with a duty ratio of 50% and a frequency of I KHz is output, and this is applied to the input of the inverter 5b. CPU
The output voltage characteristic of output port PAo of No. 5 is a TTL characteristic as shown in FIG. As shown in FIG. 5, etc., a rectangular wave with a constant amplitude of about 5 V is generated, and the output current is also increased to 4 mA.

第5図(b)の矩形波は、カップリングコンデンサ2を
介することにより第5図(C)に示すような±2゜4V
の交流に変換されて交流ブリッジ回路1の交流入力端口
に入力される。ブリッジ回路1の交流入力端口に入力さ
れた交流は、交流ブリッジ回路1及びカップリングコン
デンサ4を通った後、交流反転増幅回路7で増幅され、
交流反転増幅回路7の出力には、+2,55Vを中心と
して振幅が単位時間当りの着霜量に応じて変化する信号
が出力される。
The rectangular wave in FIG. 5(b) can be converted to ±2°4V as shown in FIG. 5(C) by passing through the coupling capacitor 2.
is converted into an alternating current and input to the alternating current input terminal of the alternating current bridge circuit 1. The AC input to the AC input terminal of the bridge circuit 1 passes through the AC bridge circuit 1 and the coupling capacitor 4, and then is amplified by the AC inverting amplifier circuit 7.
The AC inverting amplifier circuit 7 outputs a signal whose amplitude is centered around +2.55 V and changes depending on the amount of frost formed per unit time.

交流反転増幅回路7の出力に接続されている負荷抵抗6
は、オペアンプ7aの出力をOVに保証するための電流
吐出し用負荷であり、これによって、交流反転増幅回路
7の出力であるオペアンプ7aの出力には、+2.55
Vを中心にした0〜3゜5vの範囲の出力が得られる。
A load resistor 6 connected to the output of the AC inverting amplifier circuit 7
is a current discharging load for ensuring the output of the operational amplifier 7a at OV, and as a result, the output of the operational amplifier 7a, which is the output of the AC inverting amplifier circuit 7, has a +2.55
An output in the range of 0 to 3°5V centered on V can be obtained.

例えば、交流反転増幅回路7の入力端子に±1゜5Vの
交流が入力されたときには、回路7のゲインを−1とす
ると、出力には第5図(d)に示すように+2.55 
Vを中心として+1.05 V〜+3.5Vの非対称の
矩形波が得られる。これは、オペアンプ7aの出力が+
3.5Vで飽和してしまうためであるが、出力ポートP
Aoの出力レベルがLレベルのときのみA/Dコンバー
タの入力端子AN。
For example, when an AC of ±1°5V is input to the input terminal of the AC inverting amplifier circuit 7, if the gain of the circuit 7 is set to -1, the output will be +2.55V as shown in Figure 5(d).
An asymmetric rectangular wave of +1.05 V to +3.5 V with V as the center is obtained. This means that the output of the operational amplifier 7a is +
This is because it is saturated at 3.5V, but the output port P
A/D converter input terminal AN only when the output level of Ao is L level.

の電圧をサンプリングするようにすれば、信号処理に影
響を与えることはない。入力端子ANOに印加された電
圧のうちA/Dコンバータによりサンプリングされ取込
まれるのは第5図(e)に示すようなものとなる。
If the voltage is sampled, signal processing will not be affected. Of the voltages applied to the input terminal ANO, the voltage sampled and taken in by the A/D converter is as shown in FIG. 5(e).

CPU5内のA/Dコンバータは、GND端子A Vs
sの電圧OVから基準電圧入力端子VAREFの電圧+
2.55 Vまでの範囲のアナログ信号を8ビツトのデ
ジタル信号に変化する。変換されたデジタル信号の渣は
、CPU5内の変換結果レジスタCRo に格納される
The A/D converter in the CPU 5 connects the GND terminal A Vs
s voltage OV to the reference voltage input terminal VAREF voltage +
Converts analog signals in the range up to 2.55 V to 8-bit digital signals. The converted digital signal residue is stored in a conversion result register CRo within the CPU 5.

レジスタCRo に格納されたデータは、単位時間当り
の着霜量に応じたものとなっているが、反転されている
ので、レジスタCRo中のデータを演算部(ALU)に
転送し、ここで1の補数をとれば下表に示すような単位
時間当りの着霜量の大きさに応じたデジタル値を得るこ
とができる。
The data stored in the register CRo corresponds to the amount of frost formed per unit time, but since it has been inverted, the data in the register CRo is transferred to the arithmetic unit (ALU), where 1 By taking the complement of , it is possible to obtain a digital value corresponding to the amount of frost per unit time as shown in the table below.

表 上述のようにして得られた単位時間当りの着霜量の大き
さに応じたデジタル値は、例えば特開昭61−2689
38号公報において本願出願人が先に提案したヒートポ
ンプ式空気調和機の除霜制御装置において、着霜量が所
定値になったとき除霜運転を開始させるための信号を発
生するのに利用されることができ、従って、上記デジタ
ル値についてこのための演算処理が行われる。
The digital value corresponding to the amount of frost per unit time obtained as described above is, for example, published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2689.
In the defrosting control device for a heat pump air conditioner that was previously proposed by the applicant in Publication No. 38, it is used to generate a signal to start defrosting operation when the amount of frost reaches a predetermined value. Therefore, the arithmetic processing for this purpose is performed on the digital value.

上記除霜制御装置をCPUを用いて構成した場合には、
これに着霜量検出器のCPU5の機能も行わせることが
できるので、コスト低減を図ることができる。
When the above defrosting control device is configured using a CPU,
Since this can also perform the functions of the CPU 5 of the frost amount detector, cost reduction can be achieved.

次に、CPU5が予め定めたプログラムに従って行う動
作を第6図(a)及び(′b)のフローチャートを参照
して説明する。
Next, the operations performed by the CPU 5 according to a predetermined program will be described with reference to the flowcharts in FIGS. 6(a) and ('b).

CPU5は電源投入によりプログラムの実行をスタート
し、その最初のステップS1において必要なイニシャラ
イズを行う。その後ステップS2に進み、出カポ−)P
Aoが0であるか否かを判定し、このステップS2の判
定がYES、すなわち出力ポートPAoが0となるまで
待つ。ステップS2の判定がYESとなると、ステップ
S3に進み、入カポ−)ANOから交流反転増幅回路7
の出力であるアナログ信号を読み込み、この読み込んだ
アナログ信号を続くステップS4においてCPU5内の
A/Dコンバータによってデジタル信号に変換し、該変
換したデジタル値をCPU5内のレジスタCRo に格
納する。その後ステップS5に進み、ここでCPU5内
の演算部(ALU)においてレジスタCR,内のデジタ
ル値について1の補数を求める。ステップS5で求めた
1の補数は次のステップS6において利用のため処理さ
れ、該処理の終了後上記ステップS2に戻る。
The CPU 5 starts executing the program when the power is turned on, and performs necessary initialization in the first step S1. After that, the process proceeds to step S2, and the output capo)P
It is determined whether Ao is 0 or not, and the process waits until the determination in step S2 is YES, that is, the output port PAo becomes 0. If the determination in step S2 is YES, the process proceeds to step S3, and from the input capo) ANO to the AC inverting amplifier circuit 7.
In the following step S4, the read analog signal is converted into a digital signal by the A/D converter in the CPU 5, and the converted digital value is stored in the register CRo in the CPU 5. Thereafter, the process proceeds to step S5, where the arithmetic unit (ALU) in the CPU 5 calculates the one's complement for the digital value in the register CR. The one's complement obtained in step S5 is processed for use in the next step S6, and after the processing is finished, the process returns to step S2.

なお、上述のメインルーチンの実行中、0.5msの一
定時間毎にタイマ割込みが行われる。タイマ割込みでは
、その最初のステップ510において、出カポ−)PA
Oが0であるか否かを判定し、該判定がYESのときは
ステップSllで出力ポートPAoを1にしてからメイ
ンルーチンに戻り、判定がN○のときはステップ512
で出力ポートPA。
Note that during the execution of the above-mentioned main routine, a timer interrupt is performed at regular intervals of 0.5 ms. For the timer interrupt, in its first step 510, the output
It is determined whether or not O is 0, and if the determination is YES, the output port PAo is set to 1 in step Sll and then the process returns to the main routine, and if the determination is NO, step 512
and output port PA.

を0にしてからメインルーチンに戻る。このことにより
、出カポ−)PAOは0.5 m s毎に0.1となり
、周波数I KHzの矩形波が発生されるようになる。
Set it to 0 and return to the main routine. As a result, the output PAO becomes 0.1 every 0.5 ms, and a rectangular wave with a frequency of I KHz is generated.

なお、上述の実施例では、出力ポートPAoからの矩形
波をインバータ5bを通してからカップリングコンデン
サ2を介して交流ブリッジ回路1に印加しているが、イ
ンバータ5bに代えてバッファを使用した場合には、A
/Dコンバータでサンプリングする期間は出カポ−)P
AOの矩形波がHレベルである期間となることは明らか
である。
In the above embodiment, the rectangular wave from the output port PAo is passed through the inverter 5b and then applied to the AC bridge circuit 1 via the coupling capacitor 2. However, if a buffer is used in place of the inverter 5b, ,A
/D converter sampling period is output capo)P
It is clear that this is the period in which the AO rectangular wave is at H level.

また、交流反転増幅回路7のバイアス電源7hとしては
、第7図に示す構成のものが好ましく適用することがで
きる。すなわち、半固定抵抗器7h−1とオペアンプ7
h−2とにより構成し、半固定抵抗器7h−1を調整し
てバイアス点を所望の2.55 Vに設定することがで
きる。
Further, as the bias power supply 7h of the AC inverting amplifier circuit 7, one having the configuration shown in FIG. 7 can be preferably applied. That is, semi-fixed resistor 7h-1 and operational amplifier 7
h-2, and the bias point can be set to a desired 2.55 V by adjusting the semi-fixed resistor 7h-1.

〔効 果〕〔effect〕

以上説明したように本発明によれば、矩形波の所定期間
に対応する期間で交流増幅回路の出力信号をサンプリン
グしてデジタル信号に変換し、該デジタル信号の値によ
り雰囲気中の物理量を検出するようにしているため、従
来のようなダイオードによる整流を行わなくてよく、検
出精度の向上が図られている。
As explained above, according to the present invention, the output signal of the AC amplifier circuit is sampled during a period corresponding to a predetermined period of the rectangular wave and converted into a digital signal, and a physical quantity in the atmosphere is detected based on the value of the digital signal. This eliminates the need for rectification using diodes as in the prior art, and improves detection accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による物理量検出器の基本構成を示すブ
ロック図、 第2図は本発明による物理量検出器の一実施例を示すブ
ロック図、 第3図は第2図中の感応素子の具体的構造を示す一部破
断斜視図、 第4図は感湿素子の相対湿度−抵抗値特性を温度をパラ
メータとして示すグラフ、 第5図は第2図中の各部の波形を示す波形図、第6図は
第2図中のCPUが行う仕事を示すフローチャート図、 第7図は第2図中の一部分の具体例を示す回路図、第8
図は従来の物理量検出器の一例を示す図、第9図は第8
図中の各部の波形を示す波形図である。 A・・・矩形波発生手段、B・・・カップリングコンデ
ンサ、C・・・交流ブリッジ回路、D・・・交流増幅回
路(交流反転増幅回路)、E・・・A/D変換手段(A
/Dコンバータ)。 特許出願人   株式会社鷺宮製作所 第7図 却 灯 シ菫蔑 RH(%) 第4図 図 (a) 第6 図
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a physical quantity detector according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the physical quantity detector according to the present invention, and FIG. 3 is a specific example of the sensing element in FIG. 2. Fig. 4 is a graph showing the relative humidity-resistance characteristics of the humidity sensing element using temperature as a parameter; Fig. 5 is a waveform diagram showing the waveforms of various parts in Fig. 2; Figure 6 is a flowchart showing the work performed by the CPU in Figure 2, Figure 7 is a circuit diagram showing a specific example of a part of Figure 2, and Figure 8 is a flowchart showing the work performed by the CPU in Figure 2.
The figure shows an example of a conventional physical quantity detector.
FIG. 3 is a waveform diagram showing waveforms at various parts in the figure. A... Rectangular wave generation means, B... Coupling capacitor, C... AC bridge circuit, D... AC amplifier circuit (AC inverting amplifier circuit), E... A/D conversion means (A
/D converter). Patent applicant: Saginomiya Seisakusho Co., Ltd. Figure 7 Lighting RH (%) Figure 4 (a) Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 一定周波数及び一定振幅の矩形波を発生する矩形波発生
手段と、 雰囲気中の物理量に応じて抵抗値が変化する素子を有し
、入力端にカップリングコンデンサを介して前記矩形波
発生手段からの矩形波が入力され、出力端に物理量に応
じて振幅が変化する交流信号を出力する交流ブリッジ回
路と、 該交流ブリッジ回路からの交流信号を増幅する交流増幅
回路と、 該交流増幅回路のバイアス点を基準電圧とし、前記矩形
波発生手段が発生する矩形波の所定の期間に対応する前
記交流増幅回路の出力期間交流増幅回路の出力信号をサ
ンプリングしてデジタル信号に変換するA/D変換手段
とを備え、 該A/D変換手段の出力により物理量を検出するように
した、 ことを特徴とする物理量検出器。
[Claims] A rectangular wave generating means that generates a rectangular wave with a constant frequency and a constant amplitude, and an element whose resistance value changes depending on a physical quantity in the atmosphere, and the an AC bridge circuit that receives a rectangular wave from a rectangular wave generator and outputs an AC signal whose amplitude changes according to a physical quantity at an output terminal; an AC amplifier circuit that amplifies the AC signal from the AC bridge circuit; Using a bias point of the AC amplifier circuit as a reference voltage, sampling the output signal of the AC amplifier circuit during an output period of the AC amplifier circuit corresponding to a predetermined period of the rectangular wave generated by the rectangular wave generating means and converting it into a digital signal. A physical quantity detector comprising: A/D conversion means, and configured to detect a physical quantity based on the output of the A/D conversion means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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