JPH01296127A - 積算熱量計の温度測定回路 - Google Patents

積算熱量計の温度測定回路

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JPH01296127A
JPH01296127A JP12651788A JP12651788A JPH01296127A JP H01296127 A JPH01296127 A JP H01296127A JP 12651788 A JP12651788 A JP 12651788A JP 12651788 A JP12651788 A JP 12651788A JP H01296127 A JPH01296127 A JP H01296127A
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JP
Japan
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temperature
converter
signal
amplifier
measurement
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Application number
JP12651788A
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English (en)
Inventor
Hajime Onoda
元 小野田
Akahito Umeda
梅田 赤人
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Kimmon Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Kimmon Manufacturing Co Ltd
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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、マイクロコンピュータ化された積算熱量計の
温度測定回路に関し、特にワンチップCPUの8bit
A/D変換器等の低bit数のA/D変換器を利用して
入力情報の高分解能化をはかる為の手段に関する。
〔従来の技術〕
従来のマイクロコンピュータ化された積算熱量計の温度
測定回路では、例えば温冷水式冷暖房システムの送り側
に付設されている送り側感温部と、返り側に付設されて
いる返り側感温部とからの温度情報を、増幅したのちそ
のままマイクロコンピュータに内蔵されているA/D変
換器に入力させるものとなっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のマイクロコンピュータとしては低コストなワンチ
ップマイクロコンピュータを用いる場合が多いが、かか
るコンピュータに内蔵されているA/D変換器は、その
ほとんどが8bitのものである。したがって前記した
ように温度情報をそのまま入力させた場合には、高い分
解能を得ることはできない。なお分解能を上げるべくb
i を数の多いA/D変換器を用いると、コスト高なも
のとなる。しかもコンピュータのボート端子数が増すた
めに端子が無駄になる上、使用しにくいという問題が生
じる。
そこで本発明は、低bit数のA/D変換器を用いるも
のでありながら、高bit数のA/D変換器に相当する
高い分解能を得ることができ、高精度な温度測定を行な
い得る安価な積算熱量計の温度測定回路を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記課題を解決し目的を達成するために次のよ
うな手段を講じた。すなわち、熱媒体の配管に付設され
ている温度センサからの温度信号をマイクロコンピュー
タのA/D変換器へ直接入力する手段と、この手段によ
って入力された温度信号のA/D変換出力に基づいて測
定温度レベルを判定しそのレベルに応じた測定温度領域
を指定する手段と、この手段により指定された測定温度
領域に対応する差動用基準電圧を選択設定する手段と、
この手段により選択設定された基準電圧に基づいて前記
温度信号についての差動増幅を行ない前記A/D変換器
へ入力させる手段とを備えるようにした。
〔作用〕
上記手段を講じたことにより、次のような作用を呈する
。測定初期において温度センサからマイクロコンピュー
タのA/D変換器へ直接入力した温度信号によって、概
略的な測定温度レベルが判定され、そのレベルに応じた
測定温度領域が指定される。そうすると、この指定に対
応する差動用基準電圧が選択設定され、この選択設定さ
れた基準電圧に基づいて差動アンプが動作するようにな
る。その結果、温度センサからの温度信号は各測定温度
領域ごとに上記差動アンプにより増幅されてA/D変換
器へ入力することになる。かくして上記A/D変換器に
よるA/D変換データの分解能が実質的に向上すること
になる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例の構成を示す回路図である。
1および2は熱媒体循環式の冷暖房システムの配管、す
なわち送り管および返り管にそれぞれ付設された例えば
シリコンダイオードを検出素子とした送り側温度センサ
および返り側温度センサである。これらの各温度センサ
1,2には抵抗3.4を介して電圧Vが印加されている
。上記温度センサ1,2で検知された温度情報は、電圧
信号(以下温度信号という)として端子5,6に取出さ
れる。端子5,6に取出された温度信号は、第1のマル
チプレクサ7のスイッチを介して直接に、または差動ア
ンプ8を経由して、マイクロコンピュータ9の8bit
A/D変換器10へ入力するものとなっている。上記第
1のマルチプレクサ7は2チャンネル3回路のものであ
って、その各スイッチはマイクロコンピュータ9の出力
ポートP3.P4.P5からの出力信号に応じて0N−
OFF制御される。かくしてこの第1のマルチプレクサ
7は、端子11に与えられる電池電圧のマイクロコンピ
ュータ9への導入、温度センサ1または2の選択、A/
D変換器10に対しての温度信号の直接入力または差動
アンプ8を通しての間接入力の選択、等を行なう。前記
差動アンプ8は、抵抗12.13によってその増幅度を
設定されているが、差動をかける為の基準電圧のレベル
を次に述べる選択設定回路14によって可変設定される
ものとなっている。
選択設定回路14は、複数の抵抗R1〜R7゜VRを直
列に接続してなる抵抗器15の各接続点の分電圧(電位
)を第2のマルチプレクサ16により選択的に取出し、
これをバッファ・アンプ17を介して前記差動アンプ8
へ与えるようになっている′。第2のマルチプレクサ1
6は8チヤンネル1回路のものであって、その各スイッ
チは、マイクロコンピュータ9の出力ポートPO,PL
P2からの出力信号に応じて0N−OFF制御される。
かくしてこのマルチプレクサ16は、差動アンプ8の動
作領域を適時選択して可変設定する如く働く。
第1図中、18は定電圧回路であり、電源アンプ19.
可変抵抗器20.抵抗器21.22、ツェナーダイオー
ド23等で構成されている。この定電圧回路18はマイ
クロコンピュータ9内のA/D変換器10に対して基準
電圧を与えると共に、前記抵抗器15および抵抗3,4
への印加電圧を供給するためのものである。
第2図は、第1図に示した温度測定回路を組込んだ積算
熱量計の概要を示す図である。30は熱量計本体であり
、この中に前記温度測定回路、マイクロコンピュータ、
等が収容されている。上記本体30の温度測定回路には
、送り管31に付設された温度センサ1および返り管3
2に付設された温度センサ2からの温度信号が入力する
ものとなっている。また配管途中に付設された流量計3
3からの流量信号がマイクロコンピュータへ入力するも
のとなっている。かくしてマイクロコンピュータにおい
て、各温度センサ1,2からの温度信号、流量計33か
らの流量信号との乗算等が行なわれて積算熱量が算出さ
れる。この算出された積算熱量はLCD表示部34にて
表示される。
なお第2図中、35は冷暖房設備の熱交換器すなわち熱
負荷であり、36はストレーナ、37は点検時用のバイ
パス弁である。
次に上記の如く構成された本実施例の作用を説明する。
マイクロコンピュータ9の出力ボートP3〜P5からの
出力信号により、第1のマルチプレクサ7を作動させる
ことにより、スイッチS6をONさせ、電池電圧のチエ
ツクを行なう。
上記電池電圧はマイクロコンピュータ9内のA/D変換
器10によりA/D変換されたのち、電圧が正常か否か
を判定され、異常でなければ次の動作へ移行する。異常
のときはLCD表示部34にて表示される。
次に第1のマルチプレクサ7のスイッチSl。
S3.35をONさせ、送り側の温度測定を行なう。す
なわち送り側温塵センサ1からの温度信号は上記スイッ
チSl、S3.85を介してマイクロコンピュータ9の
A/D変換器10へ直接入力し、A/D変換される。こ
の場合の温度測定は概略的な温度レベルの測定であるの
で、高い分解能は必要としない。したがって、差動アン
プ8および選択設定回路14は作動しない。上記A/D
変換された温度信号のレベルが異常であればLCD表示
#34にその異常が表示される。異常でなければ第1の
マルチプレクサ7に指令が出され、スイッチSl、S4
.S5がONとなる。同時に上記温度レベルに応じた測
定温度領域の指定が行なわれ、マイクロコンピュータ9
の出力ボートPO〜P2から上記指定に応じた出力信号
が送出される。これによって、第2のマルチプレクサ1
6が指定通り作動し、スイッチ811〜318のうち前
記指定された測定温度領域に対応するスイッチが選択さ
れてONとなる。そうすると選択されたスイッチに対応
した抵抗器15における各抵抗R1〜R7の接続点にお
ける分電圧が第2のマルチプレクサ16の出力端子T1
6に現われる。この電圧はバッファ・アンプ17を介し
、さらに抵抗13を介して差動アンプ8の差動用基準電
圧として印加される。ただし、送り側温塵センサ1(返
り側温塵センサも同じ)は、温度検出素子としてシリコ
ンダイオードを用いているので、出力電圧は負特性とな
る。このため上記差動用の基準電圧は、低温時において
高く、高温時において低いものとする。
かくして送り側温塵センサ1からの温度信号は、第1の
マルチプレクサ7のスイッチS1を介して差動アンプ8
に入力し、所定の差動増幅を行なわれたのち、スイッチ
S4.S5を介してマイクロコンピュータ9のA/D変
換器10へ入力する。
ここでA/D変換された温度データはコンピュータ9内
のRAM等に格納される。上記A/D変換データは、前
記選択設定回路14による測定温度領域の選択と、これ
に伴う差動増幅器8の基準電圧レベルの変更とにより、
分解能の向上がはかられたものとなる。
第3図は上記A/D変換データの分解能向上を示す図で
ある。第3図は横軸に測定温度をとり、縦軸にA/D変
換データの分解能を示した図である。図中の直線Aは温
度センサ1からの温度信号そのままの特性を示している
。上記直線Aは温度変化に対して緩やかな傾斜を呈して
おり、分解能が低いことを示している。また直線Bl、
82〜B7は温度センサ1からの温度信号が、選択され
た測定温度領域Tl、72〜T7 (20℃毎に分割)
ごとに差動アンプ8にて差動増幅されたときの特性を示
している。上記直線Bl、B2〜B7は温度変化に対し
て急峻な傾斜を呈しており、分解能が高いことを示して
いる。なおA/D変換器10は、0〜255の分解能を
有しているが、A/D変換に有効な範囲は28〜228
の間とし、その他は用いない。すなわち0〜27,22
9〜255の間は測定温度領域TI、72〜T7の切換
え時における誤差範囲とし、A/D変換には用いない。
かくして送り側の温度を、各温度領域TI。
T2〜T7ごとに、1lbitのA/D変換器使用時の
分解能に相当する高分解能にて測定することができる。
返り側の温度測定も、上述した送り側の温度測定と同様
にして行なえる。ただしこの場合は第1のマルチプレク
サ7のスイッチS2.S4.S5をONとし、返り側温
度センサ2からの温度信号について測定を行なう。基本
動作は送り側温度測定の場合と全く同様であるので説明
は省略する。
上記した本実施例によれば次のような作用効果を奏する
。汎用部品の組合わせにより構成できるので、入手が容
易で安価に製作可能である。しかも高い分解能を有する
A/D変換機能により温度測定を高精度に行なえる。抵
抗器15に印加される電圧は定電圧回路18の出力電圧
であるので、可変抵抗器20を可変操作することにより
電圧微調整を行ない、測定温度のフルスケール調整を行
なった場合、第2のマルチプレクサ16の各スイッチ8
11〜S17を介して得られる電圧は、上記に比例して
変化することになる。このため測定温度領域Tl、72
〜T7の切換えを行なっても切換え誤差は生じない。ま
た電源アンプ19は2端子ICに自己バイアスをかけた
ものとなっているので、電池による電源供給電圧が変動
しても基準電圧Vは大きく変化することがない。したが
って安定したA/D変換を行なえる。また電源供給をプ
ラス電源の分配により行なえるので回路構成は簡単とな
る。8bitのA/D変換器10を利用しているので、
前述したように1lbitのA/D変換器と同等の分解
能を発揮するものでありながら、端子数は6本でよく、
端子の無駄が生じない。また温度差測定法ではなく絶対
温度測定法を採用しているので、熱量計に通水する水の
温度がいくらであるかを送り側と返り側とでそれぞれ検
知し、かつ表示できる。その結果、密度補正。
比熱補正などの熱量換算を高精度に行なえる上、熱媒体
の管理も効果的に行なえる。しかも温度センサ1,2の
リニアライズをマイクロコンピュータ9によりプログラ
ム上で処理することができる。
また温度センサ1,2には、抵抗3.4を介して電源電
圧Vが印加されるものとなっているので、温度センサ1
,2に異常が生じてもA/D変換入力が定格を越えるこ
とはなく、その入力から温度センサ1,2の異常を検出
することができる。また異常な温度が検知されたときは
、その後の演算を停止することが可能である。
なお本発明は上述した一実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能
であるのは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、低bit数のA/D変換器を用いるも
のでありながら、高bit数のA/D変換器に相当する
高い分解能を得ることができ、高精度な温度測定を行な
い得る安価な積算熱量計の温度測定回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の一実施例を示す図であり、第
1図は構成を示す回路図、第2図は第1図に示す温度測
定回路を組込んだ積算熱量計の概要を示す図、第3図は
A/D変換データの分解能向上を説明するための図であ
る。 1.2・・・温度センサ、7・・・第1のマルチプレク
サ、8・・・差動アンプ、9・・・マイクロコンピュー
タ、10・・・A/D変換器、14・・・選択設定回路
、15・・・抵抗器、16・・・第2のマルチプレクサ
、18・・・定電圧回路、19・・・電源アンプ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 手続ン市正−S7゜ 1、事件の表示 特願昭63−126517号 2、発明の名称 積算熱量計の温度測定回路         (4)3
、補正をする者 事件との関係  特許出願人            
(5)株式会社会門製作所 4、代理人 東京都千代田区霞が関3丁目7番2号 6、補正の対象 補正の内容 図面の第1図および第2図を別紙の通りに訂正する。 明細書の第9頁8行目にrs18JとあるのをrS 1
7Jと訂正する。 明細書の第11頁12行目に「温度を、各温度領域T1
8」とあるのを「温度は、温度領域T1.」と訂正する
。 明細書の第11頁13行目にrT7ごとに、」とあるの
をrT7の範囲を、」と訂正する。 明細書の第13頁3行目に「6本」とあるのを「7本」
と訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 熱媒体の配管に付設されている温度センサからの温度信
    号をマイクロコンピュータのA/D変換器へ直接入力す
    る手段と、この手段によって入力された温度信号のA/
    D変換出力に基づいて測定温度レベルを判定しそのレベ
    ルに応じた測定温度領域を指定する手段と、この手段に
    より指定された測定温度領域に対応する差動用基準電圧
    を選択設定する手段と、この手段により選択設定された
    基準電圧に基づいて前記温度信号についての差動増幅を
    行ない前記A/D変換器へ入力させる手段とを具備した
    ことを特徴とする積算熱量計の温度測定回路。
JP12651788A 1988-05-24 1988-05-24 積算熱量計の温度測定回路 Pending JPH01296127A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013064677A (ja) * 2011-09-20 2013-04-11 Renesas Electronics Corp 半導体装置及び温度センサシステム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5797418A (en) * 1980-12-09 1982-06-17 Fuji Electric Co Ltd Temperature detection system

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