JPH0134101Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えば火災感知器などに利用され
るサーミスタを用いた温度検出装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕 従来の温度検出装置は、熱応答時定数の異なる
２個のサーミスタを用いて温度上昇率を検出して
いた。その一例を第１図に示す。Ｅは、抵抗R₀、
コンデンサC₀、ツエナーダイオードD_Z、トラン
ジスタTr₀からなる定電圧回路である。Ｂは、抵
抗R₁，R₂、サーミスタTH₁，TH₂からなるブリ
ツジ回路、PUTは中点ａ，ｇ間に接続した開放
電圧比を調整可能なユニジヤンクシヨントランジ
スタUJTに相当するシリコンユニラテラルスイ
ツチ（SUS），Tr₁はトランジスタ、R₃，R₄は抵
抗、C₁はコンデンサ、SCRはサイリスタ、Ｌ，
Ｃは受信機への出力端子である。

サーミスタTH₁とサーミスタTH₂とはサーミ
スタ定数(B)すなわち抵抗温度係数は同じである
が、温度変化に伴う抵抗値変化の熱応答の遅れを
示す熱応答時定数が両者で異なり、スイツチ
PUTのゲートに接続したサーミスタTH₁の方が
スイツチPUTのアノードに接続したサーミスタ
TH₂よりも小さい。この場合、サーミスタTH₁
は、数十秒間程度以内に急激に温度上昇をするの
を検出することから、その抵抗値変化の熱応答時
定数は十分に小さく設定してある。また、サーミ
スタTH₂は、数十秒程度では抵抗値を変化せず、
数分ないし数十分程度の時間の緩やかな温度上昇
には追従するように熱時定数を十分に大きく設定
している。

ブリツジ回路Ｂは、定常時は平衡状態にあり、
スイツチPUTのアノード電圧Vaはゲート電圧
Vgよりも低く、スイツチPUTはオフである。温
度が上昇すると、両サーミスタTH₁，TH₂の抵
抗値が減少するが、温度上昇率が低いと両サーミ
スタTH₁，TH₂の抵抗比は一定に保たれるので、 Va＜Vg の条件は変わらず、スイツチPUTはオフを保つ。
しかし、温度上昇率が高いと、熱応答時定数の小
さい方のサーミスタTH₁は、温度上昇に対する
抵抗値変化の追従が早く、抵抗値を速く低下させ
る。ところが、熱応答時定数の大きい方のサーミ
スタTH₂は、温度上昇に対する抵抗値変化の追
従が遅く、抵抗値の低下が遅れる。したがつて、
抵抗R₁およびサーミスタTH₁の接続点の電位Vg
が抵抗R₂およびサーミスタTH₂の接続点の電位
Vaよりも速く低下する。この結果、 Va＞Vg となつてスイツチPUTがオンとなる。これによ
り、トランジスタTr₁がオンとなり、サイリスタ
SCRをオンにする。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、両サーミスタTH₂，TH₂の抵
抗値、熱応答時定数、サーミスタ定数(B)などの誤
差、ばらつきを考慮に入れて調整しなければなら
ず、その調整が困難であつた。また、サーミスタ
TH₂の熱応答時定数は、電気的な時定数と違つ
て最適なものが得にくいという難点があつた。以
上のために温度上昇率の検出精度が低いものとな
つていた。

この考案の目的は、調整が容易で、温度上昇率
の検出精度が高い温度検出装置を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この考案の温度検出装置は、定電圧回路の出力
端に接続したサーミスタと抵抗とからなる第１の
直列回路と、この第１の直列回路に並列接続した
抵抗とコンデンサとからなり前記サーミスタの熱
応答時定数よりも充電時定数の大きな第２の直列
回路と、前記第１の直列回路におけるサーミスタ
と抵抗との接続点にベースを接続し前記第２の直
列回路における抵抗とコンデンサとの接続点をエ
ミツタ側としコレクタ側に放電用抵抗を介して前
記第２の直列回路におけるコンデンサに並列接続
し通常はオンで温度上昇とともにオフとなるトラ
ンジスタと、前記第１の直列回路におけるサーミ
スタと抵抗との接続点にアノードを接続し前記第
２の直列回路における抵抗とコンデンサとの接続
点にゲートを接続した制御用スイツチ素子と、こ
の制御用スイツチ素子の動作に基づいて動作する
検出用スイツチ素子とを備えた構成にしている。

〔作用〕

この温度検出装置では、サーミスタを１個減ら
し、その代わりに抵抗とコンデンサとによる時定
数回路（第２の直列回路）を設け、コンデンサが
抵抗を通して充電されることによる抵抗およびコ
ンデンサの接続点の電圧の上昇速度よりも、温度
上昇に伴うサーミスタの抵抗値の減少によるサー
ミスタおよび抵抗の接続点の電圧の上昇速度の方
が速くなるように、第１の直列回路のサーミスタ
の熱応答時定数よりも第２の直列回路における抵
抗およびコンデンサの充電時定数の方を大きく設
定している。

そして、温度が安定している状態においては、
トランジスタのスイツチング作用によつて第１の
直列回路のサーミスタおよび抵抗の接続点の電圧
よりも第２の直列回路の抵抗およびコンデンサの
接続点の電圧がトランジスタのベース・エミツタ
間電圧だけ高い状態で安定する。

温度が上昇すると、第１の直列回路のサーミス
タの抵抗値が減少し、第１の直列回路のサーミス
タおよび抵抗の接続点の電圧が上昇する。この結
果、この第１の直列回路のサーミスタおよび抵抗
の接続点の電圧の上昇でもつてトランジスタに逆
バイアスが加わつてトランジスタが遮断し、第２
の直列回路において抵抗を通してコンデンサが充
電されることで、第２の直列回路の抵抗およびコ
ンデンサの接続点の電圧が上昇し、その電圧値が
第１の直列回路のサーミスタおよび抵抗の接続点
の電圧よりもトランジスタのベース・エミツタ間
電圧だけ高い状態で安定する。

温度の上昇率が小さいと、第１の直列回路のサ
ーミスタおよび抵抗の接続点の電圧の上昇にほぼ
追従して第２の直列回路の抵抗およびコンデンサ
の接続点の電圧が上昇し、第１の直列回路のサー
ミスタおよび抵抗の接続点の電圧が第２の直列回
路の抵抗およびコンデンサの接続点の電圧より高
くならない。

ところが、温度の上昇率が大きいと、第１の直
列回路のサーミスタおよび抵抗の接続点の電圧の
上昇に第２の直列回路の抵抗およびコンデンサの
接続点の電圧の上昇が追従できなくなり、第１の
直列回路のサーミスタおよび抵抗の接続点の電圧
が第２の直列回路の抵抗およびコンデンサの接続
点の電圧を超えることになり、制御用スイツチ素
子が導通し、したがつて検出用スイツチ素子が導
通することになる。

〔実施例〕

この考案の一実施例を第２図に基づいて説明す
る。Ｅは、抵抗R₀、コンデンサC₀、ツエナーダ
イオードD_Z、トランジスタTr₀からなる定電圧回
路である。B₁は、定電圧回路Ｅの出力端に接続
したサーミスタTHと抵抗R₅とからなる第１の直
列回路S₁、およびこの第１の直列回路S₁に並列接
続した抵抗R₆とコンデンサC₂とからなる第２の
直列回路S₂で構成されたブリツジ回路である。抵
抗R₆は可変抵抗である。

第２の直列回路S₂は、コンデンサC₂が抵抗R₆
を通して充電されることによる抵抗R₆およびコ
ンデンサC₂の接続点の電圧V_Gの上昇速度よりも、
温度上昇に伴うサーミスタTHの抵抗値の減少に
よるサーミスタTHおよび抵抗R₅の接続点の電圧
V_Aの上昇速度の方が速くなるように、第１の直
列回路S₁のサーミスタTHの温度変化に伴う抵抗
値変化の熱応答の遅れを示す熱応答時定数よりも
第２の直列回路S₂における抵抗R₆およびコンデ
ンサC₂の充電時定数の方を大きく設定している。

この場合、サーミスタTHは、従来例のサーミ
スタTH₁と同様に、数十秒間程度以内に急激に
温度上昇をするのを検出することから、その抵抗
値変化の熱応答時定数は十分に小さく設定してあ
る。また、第２の直列回路の抵抗R₆およびコン
デンサC₂は、従来例のサーミスタTH₂に代わる
ものであり、その充電時定数は、数十秒程度では
抵抗R₆およびコンデンサC₂の接続点の電圧を変
化せず、数分ないし数十分程度の時間の経過に伴
つて抵抗R₆およびコンデンサC₂の接続点の電圧
を緩やかに変化させるように、充電時定数を十分
に大きく設定している。

制御用スイツチ素子としてのスイツチPUTは、
開放電圧比を調整可能なユニジヤンクシヨントラ
ンジスタUJTに相当するシリコンユニラテラル
スイツチ（SUS）で、そのアノードはサーミス
タTHと抵抗R₅との接続点Ａに、そのゲートは抵
抗R₆とコンデンサC₂との接続点Ｇに、そのカソ
ードはトランジスタTr₁のベースにそれぞれ接続
されている。

Tr₂はPNP型のトランジスタで、そのエミツタ
はコンデンサC₂の正端子に、コレクタは抵抗R₇
を介してコンデンサC₂の負端子に、ベースは接
続点Ａにそれぞれ接続されている。コンデンサ
C₂、抵抗R₅、定電圧回路Ｅの負端子は受信機へ
の負の出力端子Ｃに接続され、サーミスタTH、
抵抗R₆、定電圧回路Ｅの正端子は受信機への正
の出力端子Ｌに接続されている。

トランジスタTr₁のコレクタは抵抗R₃を介して
トランジスタTr₀のエミツタに、また、エミツタ
は検出用スイツチ素子としてのサイリスタSCR
のゲートにそれぞれ接続されるとともに、抵抗
R₄を介して、またコンデンサC₁を介して負の出
力端子Ｃに接続されている。

Tr₃はPNP型のトランジスタで、そのエミツタ
は抵抗R₆の正端子に、そのコレクタは接続点Ｇ
に接続されている。抵抗R₈とコンデンサC₃との
直列回路は、抵抗R₈を正側とする状態でブリツ
ジ回路B₁の端子間に接続され、抵抗R₈とコンデ
ンサC₃との接続点ＦがトランジスタTr₃のベース
に接続されている。また、トランジスタTr₃のベ
ース・エミツタ間には逆バイアスダイオードＤが
接続されている。

つぎに、動作を説明する。サーミスタTHと抵
抗R₅とにより端子間電圧Ｖを分圧してスイツチ
PUTのアノードに電圧V_Aを印加している。コン
デンサC₂は抵抗R₆を介して充電され、接続点Ｇ
は電圧V_Gとなつている。トランジスタTr₂は定常
時に導通しており、そのベース・エミツタ間電圧
をV_BEとすると、 V_G＝V_A＋V_BE であり、 V_G＞V_A となつているので、スイツチPUTはオフの状態
になる。

温度が上昇すると、サーミスタTHの抵抗値が
減少するが、温度上昇が緩やかなときは抵抗値減
少も緩やかである。この抵抗値減少により電圧
V_Aが上昇し、トランジスタTr₂のベース・エミツ
タ間が逆バイアスされてトランジスタTr₂がオフ
となる。この結果、コンデンサC₂はさらに充電
され、電圧V_Gが上昇する。そして、 V_G＝V_A＋V_BE の条件は保たれ、 V_G＞V_A であるため、スイツチPUTはオフ状態を維持す
る。

しかし、温度上昇が急速に行われ、サーミスタ
THの抵抗値が急速に減少し、第１の直列回路S₁
のサーミスタTHおよび抵抗R₅の接続点の電圧
V_Aが急激に上昇し、この電圧の上昇に対し第２
の直列回路S₂におけるコンデンサC₂の充電が追
いつかず、抵抗R₆およびコンデンサC₂の接続点
の電圧V_Gの上昇が遅れる場合には、スイツチ
PUTがオンとなる。すなわち、電圧V_Aの上昇率
が高いのに対し、電圧V_Gの上昇率が低いために V_A＞V_G となつてスイツチPUTがオンとなる。これによ
り、トランジスタTr₁がオンとなり、サイリスタ
SCRのゲートに電圧が印加され、サイリスタ
SCRがオンとなる。これが出力端子Ｌ，Ｃを介
して受信機に検出され、温度上昇が急速に行われ
たことが検知される。

V_G＞V_A から V_A＞V_G に変化する時点は、同一の温度変化率に対して、
第２の直列回路S₂における抵抗R₆とコンデンサ
C₂とによる充電時定数によつて決定される。こ
の充電時定数の調整は、サーミスタTHの熱応答
時定数の調整よりも遥かに容易である。このこと
は、抵抗R₆を固定抵抗とする場合でも、同様に
当てはまる。この実施例では、抵抗R₆を可変抵
抗としているので、その調整が一層容易であるば
かりでなく、充電時定数の設定が任意にできるの
で、一種、二種といつた具合に感度設定も自由に
行えるという利点がある。

トランジスタTr₃は、抵抗R₈、コンデンサC₃の
回路は、電源投入時のコンデンサC₂の急速充電
回路であり、電源投入時に V_A＞V_G となるのを防止するものである。ダイオードＤは
復帰時のコンデンサC₂の放電用のもので、前記
急速充電回路の復帰の際に役目を果たす。

〔考案の効果〕

この考案の温度検出装置によれば、つぎの効果
がある。

(a) 従来例に比べて、サーミスタを１個減らし、
その代わりに抵抗とコンデンサとからなる時定
数回路すなわち第２の直列回路を設け、前記コ
ンデンサが抵抗を介して充電される速度よりも
サーミスタの抵抗値変化（つまり温度変化）の
方が大きい場合に、制御用スイツチ素子を動作
させて検出用スイツチ素子を動作させるように
構成してあるため、所定の温度上昇率の検出を
行えるのはもちろんであるが、ことに、抵抗と
コンデンサからなる直列回路の充電時定数の調
整をサーミスタの熱応答時定数の調整よりも遥
かに容易に行うことができるという利点があ
る。

(b) また、上記のように、充電時定数の調整を容
易に行うことができ、したがつて、正確に行う
ことができるため、温度上昇率の検出精度も２
個のサーミスタの熱応答時定数を調整していた
従来例に比べて向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の電気回路図、第２図はこの考
案の一実施例の電気回路図である。 Ｅ……定電圧回路、TH……サーミスタ、R₅…
…抵抗、S₁……第１の直列回路、R₆……抵抗
（可変抵抗）、C₂……コンデンサ、S₂……第２の
直列回路、Ａ，Ｇ……接続点、PUT……スイツ
チ（制御用スイツチ素子）、SCR……サイリスタ
（検出用スイツチ素子）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 定電圧回路の出力端に接続したサーミスタと
   抵抗とからなる第１の直列回路と、この第１の
   直列回路に並列接続した抵抗とコンデンサとか
   らなり前記サーミスタの熱応答時定数よりも充
   電時定数の大きな第２の直列回路と、前記第１
   の直列回路におけるサーミスタと抵抗との接続
   点にベースを接続し前記第２の直列回路におけ
   る抵抗とコンデンサとの接続点をエミツタ側と
   しコレクタ側に放電用抵抗を介して前記第２の
   直列回路におけるコンデンサに並列接続し通常
   はオンで温度上昇とともにオフとなるトランジ
   スタと、前記第１の直列回路におけるサーミス
   タと抵抗との接続点にアノードを接続し前記第
   ２の直列回路における抵抗とコンデンサとの接
   続点にゲートを接続した制御用スイツチ素子
   と、この制御用スイツチ素子の動作に基づいて
   動作する検出用スイツチ素子とを備えた温度検
   出装置。 (2) 前記第２の直列回路における抵抗が可変抵抗
   である実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の温
   度検出装置。