JPH01233913A

JPH01233913A - 検出器の温度補償回路

Info

Publication number: JPH01233913A
Application number: JP63060749A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ueda; 建治上田
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1989-09-19
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JP2774104B2

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、近接スイッチや光電スイッチ等の検出器に
使用される温度補償回路、特に学習型の温度補償回路に
関する。

（ロ）従来の技術一般に、近接スイッチや光電スイッチ等の検出器では、
周囲温度の変化によって、検出特性に著しく影響を受け
る。これは、例えば近接スイッチでは、検出コイルや発
振回路等の特性が、又光電スイッチでは、発光素子や受
光素子の特性が、周囲温度の影響を受ける為である。そ
のため、従来は、検出器の温度補償用として、サーミス
タ等の感温抵抗素子を設け、この感温抵抗素子に直列、
並列に固定抵抗を接続し、所望の温度特性を有する抵抗
回路として、検出器のセンサ回路（検出回路）に接続し
、検出器の検出性能を安定化させていた。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記、従来の温度補償技術では、感温抵抗素子と固定抵
抗を用いて、周囲温度が変化した場合、その温度変化に
対する特性変化を、打消す態様で、一義的に補償を行う
ものである。したがって、個々の構成部品の温度特性の
バラツキによる温度特性の差異までは補償し得なかった
。そのため、小型高感度の検出器の製作を企図しても、
構成部品の温度特性を安定化させない限り、感温度抵抗
素子を用いた温度補償では、安定化に限界があり、目的
とする高感度検出器を得ることができなかった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、個々の構成部品の温度特性のバラツキや組合せを全
部含めて、製品個々につき、温度環境を体験させて、個
々に必要な温度補償用の定数回路素子、例えば抵抗を自
動的に選択し、固定する学習型の温度補償回路を提供す
ることを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段この発明の検出器の温度補償回路は、入力されるコード
信号に応じて、複数の定数回路素子が切替選択され、対
応する定数回路となり、かつ検出器の検出回路に組込ま
れた定数変換回路（６１）と、周囲温度を検出する温度
センサ（６２）と、検出された温度をコード信号に変換
する温度／コード変換手段（６３）と、学習モードと検
出モードを選択指定するモード指定手段（９、ｐａ　）
と、学習モードの指定下で、ステップパルス信号を発生
するステップパルス信号発生手段（６４）と、学習モー
ドの指定下で、前記ステップパルス信号を受ける毎に更
新される定数コードを発生する定数コード発生手段（６
５）と、学習モードの指定下で、前記温度／コード変換
手段からの温度コードと前記定数コード発生手段からの
定数コードとを対で記憶する記憶手段（６６）と、学習
モード下で、検出器からの動作信号に応答して、前記記
憶手段の温度コードと定数コードの対を固定させる動作
確認手段（６７）とから構成され、検出モードで、前記
温度／コード変換手段から出力される温度コードで指定
される定数コードを前記記憶手段から読出し、この定数
コードで、定数変換回路の定数回路素子を切替選択する
ようにしている。

（ホ）作用この温度補償回路では、先ず学習モードを指定し、温度
体験をさせる。つまり学習させる。学習モード下では、
ステップパルス発生手段から、ステップパルスを出力し
、定数コード発生手段より出力される定数コードを時間
順次に変化させ、定数変換回路の定数回路素子を切替選
択する。なお、この場合、周囲温度を一定としておく。

定数変換回路の定数が順次切替えられ、その温度で最も
適性な定数となると、検出器が出力を出すので、この出
力に応答して記憶手段に記憶される温度コードと定数コ
ードを固定する。次に、周囲温度を、検出器使用温度範
囲で順次変化させ、各周囲温度において、上記した定数
変換回路の定数回路素子の切替えを行い、それぞれ検出
器が動作した時点の定数コードと温度コードを、記憶手
段で固定記憶する。

以上のように、温度と、その温度において、検出器が動
作する定数との関係を学習させ、記憶手段に記憶してお
く。

検出モードでは、温度センサで温度を検出すると、この
温度に対応する温度コードが記憶手段に人力され、対応
する定数コードがその記憶手段から読出され、定数変換
回路に入力される。定数変換回路は、入力された定数コ
ードに応じ、定数回路素子を選択し、検出器にとって、
その温度における最適な定数回路が接続される。

（へ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第２図は、この発明が実施される近接スイッチの回路ブ
ロック図である。この近接スイッチは、検出コイルＬ、
定電流源ｌ、トランジスタＱ１、Ｑｂ　、ＱＣ、抵抗Ｒ
及び学習型の温度補償回路６とからなる発振回路１と、
この発振回路１の出力を検波する検波回路２と、検波回
路２の出力を受け、検波出力が所定レベル以上の場合に
出力ＯＮする電圧コンパレータ３と、このコンパレータ
３の出力０．Ｎに応答して、ハイレベル出力を出す出力
回路４と、内部定電圧源５とから構成されている。温度
補償回路６以外の回路部は、すでによく知られた近接ス
イッチの回路と特に変わるところはない。なお、電源端
子Ｐ、、Ｐ２には、電源８が接続され、また、出力端子
Ｐ３には、リレー７が接続されている。さらに特別に、
書込み端子Ｐ４が設けられ、この書込み端子Ｐ４と、電
源８の＋側間に書込みスイッチ９が接続され、この書込
みスイッチ９がＯＮされると、書込み信号が温度補償回
路６に入力される。また、出力回路４の出力も、温度補
償回路６に入力されている。この実施例近接スイッチで
は、温度補償回路６と書込みスイッチ９を新設し、出力
回路４の出力と、書込みスイッチ９の信号を、温度補償
回路６に入力している点に特徴がある。書込みスイッチ
９は、学習モードと検出モードを選択指定するためのス
イッチであり、ＯＮされると、書込み信号が入力され、
学習モードとなり、ＯＦＦ状態で検出モードが指定され
る。

第１図に、本願発明の要部である学習型の温度補償回路
６のブロック図を示している。この温度補償回路６は、
抵抗変換回路６１と、周囲温度を検出するサーミスタ６
２と、検出された温度をデジタルのコード信号に変換す
る温度範囲コード変換回路６３と、ステップアップパル
ス信号を順次出力するステップアップパルス信号発生回
路６４と、このステップアップパルス信号を受ける毎に
出力する抵抗コードを更新する抵抗コード発生回路６５
と、温度範囲コード変換回路６３より出力される温度ア
ドレスコードと、抵抗コード発生回路６５より出力され
る抵抗コードを対で記憶するメモリ６６と、書込みパル
ス入力状態で、出力回路４からの動作信号が入力される
と、これに応答して、メモリ６６の温度アドレスコード
と抵抗コードの対を固定させる動作確認回路６７とから
構成されている。

抵抗変換回路６１は、複数の抵抗が、切替可能に構成さ
れており、入力される抵抗コードによって、各抵抗がＯ
Ｎ、あるいはＯＦＦされ、端子ＰＳ、Ｐ６間の抵抗値が
変化する。この抵抗変換回路６１の具体回路例について
は後述する。

サーミスタ６２で検出される周囲温度は、温度範囲コー
ド変換回路６３でＡ／Ｄ変換され、温度コードがメモリ
６６に入力される。メモリ６６は、電源が断されても、
温度コードと抵抗コードの対データが消失しないように
、ＥＥ　−ＦＲＯＭを使用する。

ステップアップパルス発生回路６４、抵抗コード発生回
路６５及び動作確認回路６７は、端子Ｐ４に、書込みパ
ルスが入力される間、つまり学習モードで作動するが、
書込みパルスが入力されない検出モードでは消勢される
。つまり、機能しない。

次に、この温度補償回路６の全体動作を説明する。

く学習モード〉温度補償回路６に、予想される周囲温度の変化を体験さ
せ、学習させる場合には、被検出物体Ｗを、検出コイル
Ｌから、設定距離！の位置に配置した状態で、周囲温度
として、温度範囲の、例えば先ず下限温度を与える。こ
の周囲温度は、サーミスタ６２で検出され、温度範囲コ
ード変換回路６３でデジタルコードに変換されて、メモ
リ６６に入力される。

一方、書込みスイッチ９がＯＮされ、書込みパルスが入
力されると、ステップアップパルス発生回路６４、抵抗
コード発生回路６５及び動作確認回路６７が動作を開始
し、先ずステップアップパルス発生回路６４より、１個
のパルスが出力され、抵抗コード発生回路６５でカウン
トされ、抵抗コード発生回路６５は、このカウント値に
相当する最初のコード（抵抗コード）を出力し、この抵
抗コードがメモリ６６と抵抗変換回路６１に入力される
。抵抗変換回路６１では、入力される抵抗コードに対応
した抵抗素子が組合せ接続され、端子Ｐｓ、Ｐｂ間に対
応した抵抗値が接続される。接続された抵抗値で、近接
スイッチの検出部が動作しないと、端子Ｐ、に動作信号
が出力されず、この場合は、ステップアップパルス発生
回路６４から順次、ステップアップパルス信号が出力さ
れ、これに応じて、抵抗コード発生回路６５は、順次更
新されてゆく。この抵抗コードの変化に応じて、抵抗変
換回路６１の抵抗素子の接続組合せも順次変化する。や
がて、近接スイッチの動作する適正な抵抗値になると、
近接スイッチが動作し、出力回路４からハイレベルの出
力信号が導出される。

一方、ステップアップ信号は、動作確認回路６７に入力
され、確認回路６７は、ゲート回路としての機能を果た
し、端子Ｐ３の信号を出力する。

近接スイッチが動作しない間は、端子Ｐ、はローレベル
であるが、近接スイッチが動作状態になると、動作確認
回路６７に、ハイレベル信号が出力される。このハイレ
ベル信号が書込命令信号として、メモリ６６に入力され
、メモリ６６の温度コードと、その時点の抵抗コードを
１対で固定記憶する。また、動作確認回路６７のハイレ
ベル出力でステップアップパルス発生回路６４のステッ
プアップパルス出力がストップされる。

次に、今度は周囲温度を変化して、その温度を温度記憶
変換回路６３を経て、メモリ６６に記憶させる一方、書
込みスイッチ９を再度ＯＮして、ステップアップパルス
発生回路６４を動作させ、上記と同様に、抵抗コード発
生回路より、順次更新される抵抗コードを抵抗変換回路
６１に入力し、近接スイッチが動作する抵抗値の組合せ
とする。

そして、その時の温度コードと抵抗コードの組合せをメ
モリ６６に固定記憶する。

以後も同様にして、周囲温度を変化し、その温度で動作
する抵抗コードを、温度コードとの組合せで、順次メモ
リ６６に固定記憶する。この記憶を、近接スイッチの使
用温度範囲について行う。

〈検出モード〉書込みスイッチ９がＯＮされない状態、つまり書込みパ
ルスが入力されない状態が検出モードとなり、このモー
ドでは、ステ・ンブア・ンブパルス発生回路６４、抵抗
コード発生回路６５及び動作確認回路６７が動作せず、
サーミスタ６２で検出される周囲温度が温度範囲コード
変換回路６３でアドレスされ、対応する抵抗コードが出
力され、この抵抗コードに対応した組合せの抵抗素子が
選択される。この状態で、近接スイッチに物体Ｗが到来
すると、出力回路４より検出出力が導出される。

周囲温度が変化すれば、アドレスされる抵抗コードも変
化するので、抵抗変換回路６１の抵抗素子の組合せも変
化し、やはり、物体Ｗが所定の距離に到来すると、検出
部がこれを検出し、出力回路４より、出力信号か導出さ
れる。

上記、抵抗変換回路６１の具体的な回路例を第３図に示
している。同図において、１１−．１！、１：ｌ　、’
１４に、４ビツトの抵抗コードが入力され、これらの抵
抗コードの各ビット信号が抵抗ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４
を介して、スイッチングトランジスタＱ、　、Ｑｚ　、
Ｑ、　、Ｑ、に加えられ、各トランジスタＱ、、Ｑ、、
Ｑ３、Ｑ、は、入力される各ビットの“１゛°、“０゛
′に応じて、ＯＮ、ＯＦＦされる。そして、このトラン
ジスタＱ１、Ｑ、　、Ｑ、　、Ｑ、のＯＮ１０　Ｆ　Ｆ
に対応して、アナログスイッチｓ、　、ｓ２、ｓ、　、
ｓ、を０Ｎ１０ＦＦする。このアナログスイッチＳｔ、
Ｓｚ、Ｓ３、Ｓ４は、増幅器ＡＩ、Ａ２、Ａ３で構成さ
れる増幅系の利得Ｇを可変にする抵抗Ｒ５、Ｒｚ、Ｒ３
、Ｒ４を０Ｎ１０ＦＦＬ、これらの抵抗を互いに並列接
続し、あるいは切離している。

今、端子Ｐｓ、Ｒ６からみた抵抗Ｒ５６は、抵抗Ｒに、
増幅器Ａ＋　、Ａｚ　、Ａ、のフィードバックがかかっ
ており、このフィードバック系の電圧利得をＧとすれば
、抵抗Ｒ５＆は、Ｖａｃ　＋　Ｖｓｃ　　ＶＡｃ（１４−Ｇ）１　　　　
ｒ、　　　　　　ＲＲＲＲ５６Ｖｉａ　　　　　Ｖａｃ　　　　　ＶＡｃ　　　
１＋Ｇとなり、増幅回路系の電圧利得の変化で、抵抗値
が変えられる。そこで、増幅器Ａ２にかけるフィードバ
ックをＲ１、・・・、Ｒ４の抵抗組合せで、決めること
で、増幅器Ａ２の電圧利得Ｇ２を変える。

ここで、上記したように、端子１１、・・・、ｉ４への
抵抗コードの入力により、それぞれ抵抗Ｒ１、・・・、
Ｒ４の接続を０Ｎ１０ＦＦする。これにより、外付けの
抵抗Ｒ１１個で、４ピツド、１６段階の抵抗変化が作ら
れる。ビット数を５とすれば、３２段階の抵抗変化が得
られる。

なお、上記実施例では、この発明の温度補償回路を、近
接スイッチに適用した場合を例に上げて説明したが、こ
の発明は光電スイッチ等、他の検出器にも適用できる。

また、上記実施例では、温度に応じて、抵抗の組合せを
変化させる場合を示したが、抵抗に代えて、コンデンサ
、その他の定数回路素子の組合せを変化させてもよい。

（ト）発明の効果この発明によれば、予め使用温度について、動作体験さ
せ、温度変化と、最適な定数回路素子の関係を記憶手段
に記憶しておき、検出時には、周囲温度に対応した、最
適な回路定数を選択するものであるから、作成される製
品個々の、温度特性のバラツキをすべて含めて、温度補
償が可能である。また、学習させた温度で、希望する性
能が得られるので、ユーザの使用条件に合った温度補償
を簡単に行うことができる。その上、製品として、完成
された状態で、温度補償の設定や修正が自由にできる。

以上より、結果として高感度、高安定の検出器（センサ
）が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例近接スイッチの要部を示
す温度補償回路のブロック図、第２図は、この発明の一
実施例近接スイッチのブロック図、第３図は、上記温度
補償回路を構成する抵抗変換回路の具体的な回路例を示
す回路図である。６：温度補償回路、　９：書込スイッチ、６１：抵抗変
換回路、６２：サーミスタ、６３：温度範囲コード変換
回路、６４ニステップアップパルス変換回路、６５：抵抗コー
ド発生回路、６６：メモリ、　６７：動作確認回路。特許出願人　　　　　立石電機株式会社代理人　　弁理
士　　中　村　茂　信第１図見

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力されるコード信号に応じて、複数の定数回路
素子が切替選択され、対応する定数回路となり、かつ検
出器の検出回路に組込まれた定数変換回路と、周囲温度を検出する温度センサと、検出された温度をコード信号に変換する温度／コード変
換手段と、学習モードと検出モードを選択指定するモード指定手段
と、学習モードの指定下で、ステップパルス信号を発生する
ステップパルス信号発生手段と、学習モードの指定下で、前記ステップパルス信号を受け
る毎に更新される定数コードを発生する定数コード発生
手段と、学習モードの指定下で、前記温度／コード変換手段から
の温度コードと前記定数コード発生手段からの定数コー
ドとを対で記憶する記憶手段と、学習モード下で、検出
器からの動作信号に応答して、前記記憶手段の温度コー
ドと定数コードの対を固定させる動作確認手段とを備え
、検出モードで、前記温度／コード変換手段から出力され
る温度コードで指定される定数コードを前記記憶手段か
ら読出し、この定数コードで、定数変換回路の定数回路
素子を切替選択するようにした検出器の温度補償回路。