JPH0333626A - 熱検出方法並びに熱検出回路 - Google Patents
熱検出方法並びに熱検出回路Info
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- JPH0333626A JPH0333626A JP16690689A JP16690689A JPH0333626A JP H0333626 A JPH0333626 A JP H0333626A JP 16690689 A JP16690689 A JP 16690689A JP 16690689 A JP16690689 A JP 16690689A JP H0333626 A JPH0333626 A JP H0333626A
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- capacitor
- circuit
- heat detection
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- voltage
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- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 18
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 32
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
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。
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、環境温度を検出する例えば火災警報装置の熱
感知器等における熱検出方法及び熱検出回路に関するも
のである。
感知器等における熱検出方法及び熱検出回路に関するも
のである。
［背景・従来技術］
従来、例えば火災警報装置等において、火災判断のため
に環境温度を検出するには、温度により抵抗が変化する
サーミスタのような熱検出素子を用いてサーミスタと抵
抗との直列回路を構成し、該直列回路に電源を印加し、
環境温度によるサーミスタ抵抗値の変化に伴う分圧電圧
の変化をコンパレータ等で監視し、所定分圧電圧に達す
ると火災発報を行う等の方式が取られている。
に環境温度を検出するには、温度により抵抗が変化する
サーミスタのような熱検出素子を用いてサーミスタと抵
抗との直列回路を構成し、該直列回路に電源を印加し、
環境温度によるサーミスタ抵抗値の変化に伴う分圧電圧
の変化をコンパレータ等で監視し、所定分圧電圧に達す
ると火災発報を行う等の方式が取られている。
他方、所定分圧値すなわち所定の環境温度に達したか否
かの情報だけではなく、例えば火災警報装置において火
災判断を行うように全環境温度を火災受信機等の中央監
視盤に送信するような場合には、ＭＰＵ等により環境温
度すなわちアナログの上記分圧電圧を、別途に設けたＡ
／Ｄ変換用ＩＣ等によりディジタル情報に変換する方式
が取られている。
かの情報だけではなく、例えば火災警報装置において火
災判断を行うように全環境温度を火災受信機等の中央監
視盤に送信するような場合には、ＭＰＵ等により環境温
度すなわちアナログの上記分圧電圧を、別途に設けたＡ
／Ｄ変換用ＩＣ等によりディジタル情報に変換する方式
が取られている。
［発明が解決しようとする問題点］
環境温度のディジタル変換に別途Ａ／Ｄ変換用ＩＣを設
ける事は部品実装上またコスト上問題であり、また単に
コンパレータ等により所定環境温度に達したか否かの検
出を行う場合にあっても、アナログ回路での欠点として
コンパレータ各構成部品のバラツキや温度特性により安
定した温度検出に問題が生じ、例えば火災を判別すると
きに誤報を出したり失報をしてしまうので安定した情報
が得られない。
ける事は部品実装上またコスト上問題であり、また単に
コンパレータ等により所定環境温度に達したか否かの検
出を行う場合にあっても、アナログ回路での欠点として
コンパレータ各構成部品のバラツキや温度特性により安
定した温度検出に問題が生じ、例えば火災を判別すると
きに誤報を出したり失報をしてしまうので安定した情報
が得られない。
［問題点を解決するための手段並びに作用］本発明は上
記問題に鑑み、少なくとも熱検出素子を含むインピーダ
ンス回路とコンデンサとでＣＲ開回路形成し、該ＣＲ開
回路時定数に関係した値から環境温度を検出するように
している。
記問題に鑑み、少なくとも熱検出素子を含むインピーダ
ンス回路とコンデンサとでＣＲ開回路形成し、該ＣＲ開
回路時定数に関係した値から環境温度を検出するように
している。
具体的には、本発明によれば、温度により抵抗値が変化
する熱検出素子を用いた熱検出方法において、 少なくとも前記熱検出素子を含む第１のインピ−ダンス
回路に対してコンデンサを接続して第１のＣＲ，回路を
構成し、該第１のＣＲ開回路時定数に関係した第１の値
を求め、該第１の値から前記温度を知るようにした熱検
出方法が提供される。
する熱検出素子を用いた熱検出方法において、 少なくとも前記熱検出素子を含む第１のインピ−ダンス
回路に対してコンデンサを接続して第１のＣＲ，回路を
構成し、該第１のＣＲ開回路時定数に関係した第１の値
を求め、該第１の値から前記温度を知るようにした熱検
出方法が提供される。
このように本発明によれば、環境温度を時定数に関係し
た値、すなわち時間の関数に置き換えて測定するように
しているので、最初からディジタル量でもって測定が可
能であり、全環境温度を送信する場合でもＡ／Ｄ変換用
ＩＣ等を別途に設ける必要は無い。
た値、すなわち時間の関数に置き換えて測定するように
しているので、最初からディジタル量でもって測定が可
能であり、全環境温度を送信する場合でもＡ／Ｄ変換用
ＩＣ等を別途に設ける必要は無い。
また、本発明によれば、温度により抵抗値が変化する熱
検出素子を用いた熱検出方法において、少なくとも前記
熱検出素子を含む第１のインピーダンス回路に対してコ
ンデンサを接続して第１のＣＲ開回路構成し、該第１の
ＣＲ開回路時定数に関係した第１の値を求め、 前記熱検出素子を含まない第２のインピーダンス回路に
対して前記コンデンサを接続して第２のＣＲ開回路構成
し、該第２のＣＲ開回路時定数に関係した第２の値を求
め、 前記第１及び第２の値の比を求め、この比から前記温度
を知るようにした熱検出方法が提供される。
検出素子を用いた熱検出方法において、少なくとも前記
熱検出素子を含む第１のインピーダンス回路に対してコ
ンデンサを接続して第１のＣＲ開回路構成し、該第１の
ＣＲ開回路時定数に関係した第１の値を求め、 前記熱検出素子を含まない第２のインピーダンス回路に
対して前記コンデンサを接続して第２のＣＲ開回路構成
し、該第２のＣＲ開回路時定数に関係した第２の値を求
め、 前記第１及び第２の値の比を求め、この比から前記温度
を知るようにした熱検出方法が提供される。
このように、環境温度を時定数に関係した値の比でもっ
て測定するようにしているので、最初からディジタル量
でもって測定が可能であり、全環境温度を送信する場合
でもＡ／Ｄ変換用ＩＣ等を不要とすると共に、時定数に
関係した値同士の比の商には、抵抗値の項だけしが含ま
れないので、他の部品のバラツキ等の影響を受けること
なく、安定した環境温度が得られ、例えばその結果から
確実な火災判断が行える。
て測定するようにしているので、最初からディジタル量
でもって測定が可能であり、全環境温度を送信する場合
でもＡ／Ｄ変換用ＩＣ等を不要とすると共に、時定数に
関係した値同士の比の商には、抵抗値の項だけしが含ま
れないので、他の部品のバラツキ等の影響を受けること
なく、安定した環境温度が得られ、例えばその結果から
確実な火災判断が行える。
さらに、本発明によれば、温度により抵抗値が変化する
熱検出素子を用いた熱検出回路において、コンデンサと
、 少なくとも前記熱検出素子を含む第１のインピーダンス
回路と、 前記熱検出素子を含まない第２のインピーダンス回路と
、 前記コンデンサを前記第１のインピーダンス回路に接続
して第１のＣＲ開回路構成するための第１のスイッチン
グ手段と、 前記コンデンサを前記第２のインピーダンス回路に接続
して第２のＣＲ開回路構成するための第２のスイッチン
グ手段と、 前記コンデンサの両端間電圧を第３のスイッチング手段
により監視可能状態にされる電圧監視手段と、 前記第１及び第２のＣＲ開回路時定数にそれぞれ関係し
た第１及び第２の時間を求めるために、前記コンデンサ
の両端間電圧の或る一定値を前記電圧監視手段が検出す
るまでの時間を計測する時間計測手段と、 前記第１のＣＲ開回路時定数に関係した前記第１の時間
を求めるために前記第１のスイッチング手段、前記第３
のスイッチング手段、及び前記時間計測手段を制御する
と共に、前記第２のＣＲ開回路時定数に関係した前記第
２の時間を求めるために前記第２のスイッチング手段、
前記第３のスイッチング手段、及び前記時間計測手段を
制御し、そして求められた前記第１及び第２の時間の比
を求める制御手段と、 を備え、これにより前記第１及び第２の時間の前記比か
ら前記温度を得ることができるようにしたことを特徴と
する熱検出回路も提供される。
熱検出素子を用いた熱検出回路において、コンデンサと
、 少なくとも前記熱検出素子を含む第１のインピーダンス
回路と、 前記熱検出素子を含まない第２のインピーダンス回路と
、 前記コンデンサを前記第１のインピーダンス回路に接続
して第１のＣＲ開回路構成するための第１のスイッチン
グ手段と、 前記コンデンサを前記第２のインピーダンス回路に接続
して第２のＣＲ開回路構成するための第２のスイッチン
グ手段と、 前記コンデンサの両端間電圧を第３のスイッチング手段
により監視可能状態にされる電圧監視手段と、 前記第１及び第２のＣＲ開回路時定数にそれぞれ関係し
た第１及び第２の時間を求めるために、前記コンデンサ
の両端間電圧の或る一定値を前記電圧監視手段が検出す
るまでの時間を計測する時間計測手段と、 前記第１のＣＲ開回路時定数に関係した前記第１の時間
を求めるために前記第１のスイッチング手段、前記第３
のスイッチング手段、及び前記時間計測手段を制御する
と共に、前記第２のＣＲ開回路時定数に関係した前記第
２の時間を求めるために前記第２のスイッチング手段、
前記第３のスイッチング手段、及び前記時間計測手段を
制御し、そして求められた前記第１及び第２の時間の比
を求める制御手段と、 を備え、これにより前記第１及び第２の時間の前記比か
ら前記温度を得ることができるようにしたことを特徴と
する熱検出回路も提供される。
これにより、環境温度を時定数に関係した値の比でもっ
て測定するようにしているので、最初からディジタル量
でもって測定が可能であり、全環境温度を送信する場合
でもＡ／Ｄ変換用ＩＣ等を不要とし、時定数に関係した
値同士の比の商には、抵抗値の項だけしか含まれないの
で、他の部品のバラツキ等の影響を受けることなく、安
定した環境温度が得られ、さらに、制御手段は、決めら
れたシーケンスに従って、第１〜第３のスイッチング手
段や時間計測手段を制御するので、当該熱検出回路を低
い消費電流で動作させるのを可能とする。従って例えは
火災感知器の熱検出回路として有効である。
て測定するようにしているので、最初からディジタル量
でもって測定が可能であり、全環境温度を送信する場合
でもＡ／Ｄ変換用ＩＣ等を不要とし、時定数に関係した
値同士の比の商には、抵抗値の項だけしか含まれないの
で、他の部品のバラツキ等の影響を受けることなく、安
定した環境温度が得られ、さらに、制御手段は、決めら
れたシーケンスに従って、第１〜第３のスイッチング手
段や時間計測手段を制御するので、当該熱検出回路を低
い消費電流で動作させるのを可能とする。従って例えは
火災感知器の熱検出回路として有効である。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第１図は、環境温度を表わすＣＲ回路の時定数に関する
値を、インピーダンス回路を介してコンデンサを充電す
る際に求めるようにした熱感知器の場合の実施例を示す
もので、第２図は、同じく環境温度を表わすＣＲ回路の
時定数に関する値を、インピーダンス回路を介してコン
デンサを放電する際に求めるようにした熱感知器の場合
の実施例を示すものである。第１図及び第２図において
、同等部分には同じ参照数字が付されて示されている。
値を、インピーダンス回路を介してコンデンサを充電す
る際に求めるようにした熱感知器の場合の実施例を示す
もので、第２図は、同じく環境温度を表わすＣＲ回路の
時定数に関する値を、インピーダンス回路を介してコン
デンサを放電する際に求めるようにした熱感知器の場合
の実施例を示すものである。第１図及び第２図において
、同等部分には同じ参照数字が付されて示されている。
第１図及び第２図において、１は制御手段すなわちＭＰ
Ｕであり、演算部１ａ、リード・オンリ・メモリ（ＲＯ
Ｍ＞ｌｂ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）ｌｃ
、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１ｄ、及びカウンタ１ｅ
を含んで示されている。
Ｕであり、演算部１ａ、リード・オンリ・メモリ（ＲＯ
Ｍ＞ｌｂ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）ｌｃ
、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１ｄ、及びカウンタ１ｅ
を含んで示されている。
２は熱検出素子、３及び４は抵抗であり、熱検出素子２
は本実施例ではサーミスタとしている。サーミスタ２並
びに抵抗３及び４は一緒になって第１のインピーダンス
回路を構成しており、また、抵抗３だけで第２のインピ
ーダンス回路を構成し１ ている。５はコンデンサ、６はコンパレータ、７及び８
は抵抗であり、コンパレータ６並びに抵抗７及び８は一
緒になって電圧監視手段を構成している。ＳＷ、、ＳＷ
２、Ｓ Ｗ ３及びＳＷ４は、それぞれ第１、第２、第
３及び第４のスイッチング手段もしくはスイッチ、９は
、カウンタ１ｅにクロック・パルスを発生ずるクロック
発生回路、そしてＥは電源である。
は本実施例ではサーミスタとしている。サーミスタ２並
びに抵抗３及び４は一緒になって第１のインピーダンス
回路を構成しており、また、抵抗３だけで第２のインピ
ーダンス回路を構成し１ ている。５はコンデンサ、６はコンパレータ、７及び８
は抵抗であり、コンパレータ６並びに抵抗７及び８は一
緒になって電圧監視手段を構成している。ＳＷ、、ＳＷ
２、Ｓ Ｗ ３及びＳＷ４は、それぞれ第１、第２、第
３及び第４のスイッチング手段もしくはスイッチ、９は
、カウンタ１ｅにクロック・パルスを発生ずるクロック
発生回路、そしてＥは電源である。
以下、主として第１図の動作について、第３Ａ図及び第
３Ｂ図のフローチャートを用いて説明するが、第２図の
動作もコンデンサに対する充電動作と放電動作が逆にな
っているだけであり、時定数を求める動作については実
質的に同じなので、以下の説明では、第２図の動作で第
１図と相異する部分はカッコ書きで示す。
３Ｂ図のフローチャートを用いて説明するが、第２図の
動作もコンデンサに対する充電動作と放電動作が逆にな
っているだけであり、時定数を求める動作については実
質的に同じなので、以下の説明では、第２図の動作で第
１図と相異する部分はカッコ書きで示す。
ＭＰＵＩの演算部１ａはＲＯＭ１ｂに内蔵されたプログ
ラムに従い処理を行う。初めに演算部１ａはインタフェ
ース部１ｄを介して電源Ｅとコンデンサ５間に接続され
た（第２図の場合はコンデンサ５と接地間に接続された
）スイッチＳＷ４を第２ ンして（ステップ３０２） 、該コンデンサ５を充電す
る（第２図の場合は放電する）。電圧の監視、または所
定時間経過により所定の電圧までコンデンサ５の充電（
第２図の場合は放電）が完了すると（ステップ３０３の
Ｙ）、演算部１ａはＳＷ４をオフしくステップ３０４）
、それと同時に５ＷＳＷ３をオンする（ステップ３０５
）。ＳＷｌがオンされると、コンデンサ５に充電された
電荷は（第２図の場合は放電されたコンデンサ５は）、
第１のインピーダンス回路すなわちサーミスタ２、抵抗
３、抵抗４を介して放電（第２図の場合は充電〉を開始
する。ここで抵抗４は温度に対して非直線的に変化する
サーミスタ２の抵抗値を抵抗３と共に補正する効果を有
するものであるが、この抵抗４は必ずしも必要とされる
ものではない。
ラムに従い処理を行う。初めに演算部１ａはインタフェ
ース部１ｄを介して電源Ｅとコンデンサ５間に接続され
た（第２図の場合はコンデンサ５と接地間に接続された
）スイッチＳＷ４を第２ ンして（ステップ３０２） 、該コンデンサ５を充電す
る（第２図の場合は放電する）。電圧の監視、または所
定時間経過により所定の電圧までコンデンサ５の充電（
第２図の場合は放電）が完了すると（ステップ３０３の
Ｙ）、演算部１ａはＳＷ４をオフしくステップ３０４）
、それと同時に５ＷＳＷ３をオンする（ステップ３０５
）。ＳＷｌがオンされると、コンデンサ５に充電された
電荷は（第２図の場合は放電されたコンデンサ５は）、
第１のインピーダンス回路すなわちサーミスタ２、抵抗
３、抵抗４を介して放電（第２図の場合は充電〉を開始
する。ここで抵抗４は温度に対して非直線的に変化する
サーミスタ２の抵抗値を抵抗３と共に補正する効果を有
するものであるが、この抵抗４は必ずしも必要とされる
ものではない。
コンデンサ５の一端はコンパレータ６の入力端子に接続
されており、コンパレータ６の別の入力端子にはＳＷ３
がオンされたことにより抵抗７、抵抗８とで分圧された
電源が基準電圧として印加されている。同時に演算部１
ａはクロック発生回路９のクロック出力を計測するカウ
ンタｌｅの初期化を行う（ステップ３０６）。放電開始
（第２図の場合は充電開始）と共にコンデンサ５の両端
電圧はコンデンサ５の容量とサーミスタ２、抵抗３、抵
抗４の合成抵抗値とで決定される時定数に従い徐々に低
下する（第２図の場合は上昇する）。
されており、コンパレータ６の別の入力端子にはＳＷ３
がオンされたことにより抵抗７、抵抗８とで分圧された
電源が基準電圧として印加されている。同時に演算部１
ａはクロック発生回路９のクロック出力を計測するカウ
ンタｌｅの初期化を行う（ステップ３０６）。放電開始
（第２図の場合は充電開始）と共にコンデンサ５の両端
電圧はコンデンサ５の容量とサーミスタ２、抵抗３、抵
抗４の合成抵抗値とで決定される時定数に従い徐々に低
下する（第２図の場合は上昇する）。
同時にカウンタ１ｅは放電開始時（第２図の場合は充電
開始時）からの経過時間をクロック発生回路９からの入
力クロック数をカウントする事で計測する。演算部１ａ
は放電開始（第２図の場合は充電開始〉と共にコンパレ
ータ６の出力状態をインタフェース部１ｄを介して監視
している。所定時間経過後コンデンサ５の両端電圧は基
準電圧まで低下しく第２図の場合は上昇し〉、その結果
、コンパレータ６の出力は°゛Ｈ°゛→” Ｌ ”レベ
ルまたは“Ｌ′°→” Ｈ”レベルに反転する（ステッ
プ３０７のＹ）。演算部１ａはコンパレータ６の出力の
上記状態変化を検出したと同時にクロック発生回路９か
らの入力クロック数をカウントしていたカウンタ１ｅの
カウント値ｎ をＲＡ Ｍ ｌ ｃ内に格納すると共に
〈ステップ３０８）、スイッチＳＷ、、ＳＷ、をオフす
る（ステップ３０９〉。上記スイッチＳＷ３の制御は、
基準電圧の不必要時にはＳＷ３をオフする事で抵抗７．
８による電流消費量を低減する効果を有する。
開始時）からの経過時間をクロック発生回路９からの入
力クロック数をカウントする事で計測する。演算部１ａ
は放電開始（第２図の場合は充電開始〉と共にコンパレ
ータ６の出力状態をインタフェース部１ｄを介して監視
している。所定時間経過後コンデンサ５の両端電圧は基
準電圧まで低下しく第２図の場合は上昇し〉、その結果
、コンパレータ６の出力は°゛Ｈ°゛→” Ｌ ”レベ
ルまたは“Ｌ′°→” Ｈ”レベルに反転する（ステッ
プ３０７のＹ）。演算部１ａはコンパレータ６の出力の
上記状態変化を検出したと同時にクロック発生回路９か
らの入力クロック数をカウントしていたカウンタ１ｅの
カウント値ｎ をＲＡ Ｍ ｌ ｃ内に格納すると共に
〈ステップ３０８）、スイッチＳＷ、、ＳＷ、をオフす
る（ステップ３０９〉。上記スイッチＳＷ３の制御は、
基準電圧の不必要時にはＳＷ３をオフする事で抵抗７．
８による電流消費量を低減する効果を有する。
以上のようにしてカウント値ｎが得られれば、この値ｎ
から環境温度を知ることができる。これを式を用いて以
下に説明する。
から環境温度を知ることができる。これを式を用いて以
下に説明する。
電源電圧値：Ｅ、
コンデンサ容量値：Ｃ、
クロック周波数：ｆ、
基準電圧値：Ｖｒ、
抵抗３の抵抗値：Ｒ３、
抵抗４の抵抗値、：Ｒ４、
サーミスタ抵抗値：Ｔｌ１−
サーミスタ、抵抗３、抵抗４の合成抵抗値Ｚを介するコ
ンデンサの放電時（充電時）のカウンタ１ｅのカウント
値：ｎ、 とすれば、サーミスタ２と抵抗３．抵抗４との合成抵抗
値Ｚは、 ５− ｚ＝Ｒ３＋Ｒ４ｘＴＨ／（Ｒ４＋Ｔｌ１）・ ・ ・（
式１） となり、該抵抗値Ｚを介するコンデンサ５の基準電圧Ｖ
ｒまでの放電時間（充電時間）をｔｌとすると、 Ｖｒ＝ Ｅ Ｘｅｘｐ（−ｔｌ／Ｃ／Ｚ ）、°、ｔｌ
＝ ＣＸ Ｚ ＸＮｎ（Ｖｒ／Ｅ ）＝ｎＸ １
／ｆ、’、 ｎ＝−ｆＸｃＸＺＸＮｎ（Ｖｒ／Ｅ）
・・（式２） となる。（第２図の場合は、 Ｖｒ、＝ＥＸ［１−ｅｘｐ（−ｔｌ／Ｃ／Ｚ）］、’、
ｔｌ−−ＣＸＺＸｆｆｉｎ（１−Ｖｒ／Ｅ）＝ｎＸ
１／ｆ、’、 ｎ−−ｆＸｃＸＺＸｌｎ（１−Ｖｒ／
Ｅ）・ ・ ・（式２′〉 となる。〉この（式２）から分かるようにｆ、Ｃ１Ｖｒ
、Ｅ の値は定数であり、カウント値ｎは、温度によっ
て変化するサーミスタの抵抗値′Ｆ１１の関数であるＺ
に比例するので、このカウント値ｎから環境温度を知る
ことが可能である。この値ｎは時間の関数であり、クロ
ック・パルスの＝１６ カウント値であるので、環境温度を表わす値を、最初か
らディジタル値で計測しており、従って、測定値を遠隔
伝送する場合でもアナログ量をディジタル量に変換する
ためのＡ／Ｄ変換器等は不必要である。
ンデンサの放電時（充電時）のカウンタ１ｅのカウント
値：ｎ、 とすれば、サーミスタ２と抵抗３．抵抗４との合成抵抗
値Ｚは、 ５− ｚ＝Ｒ３＋Ｒ４ｘＴＨ／（Ｒ４＋Ｔｌ１）・ ・ ・（
式１） となり、該抵抗値Ｚを介するコンデンサ５の基準電圧Ｖ
ｒまでの放電時間（充電時間）をｔｌとすると、 Ｖｒ＝ Ｅ Ｘｅｘｐ（−ｔｌ／Ｃ／Ｚ ）、°、ｔｌ
＝ ＣＸ Ｚ ＸＮｎ（Ｖｒ／Ｅ ）＝ｎＸ １
／ｆ、’、 ｎ＝−ｆＸｃＸＺＸＮｎ（Ｖｒ／Ｅ）
・・（式２） となる。（第２図の場合は、 Ｖｒ、＝ＥＸ［１−ｅｘｐ（−ｔｌ／Ｃ／Ｚ）］、’、
ｔｌ−−ＣＸＺＸｆｆｉｎ（１−Ｖｒ／Ｅ）＝ｎＸ
１／ｆ、’、 ｎ−−ｆＸｃＸＺＸｌｎ（１−Ｖｒ／
Ｅ）・ ・ ・（式２′〉 となる。〉この（式２）から分かるようにｆ、Ｃ１Ｖｒ
、Ｅ の値は定数であり、カウント値ｎは、温度によっ
て変化するサーミスタの抵抗値′Ｆ１１の関数であるＺ
に比例するので、このカウント値ｎから環境温度を知る
ことが可能である。この値ｎは時間の関数であり、クロ
ック・パルスの＝１６ カウント値であるので、環境温度を表わす値を、最初か
らディジタル値で計測しており、従って、測定値を遠隔
伝送する場合でもアナログ量をディジタル量に変換する
ためのＡ／Ｄ変換器等は不必要である。
しかしながら、上記（式２）には定数ｆ、Ｃ１Ｖｒ、Ｅ
が含まれていてカウント値ｎはこれら定数に依存して
いるが、これら定数は環境変化や電源電圧変化、さらに
は経年変化等を受けるため、安定した数値を得るために
は、これら定数に依存しない値を用いるようにすれば一
層好ましい。
が含まれていてカウント値ｎはこれら定数に依存して
いるが、これら定数は環境変化や電源電圧変化、さらに
は経年変化等を受けるため、安定した数値を得るために
は、これら定数に依存しない値を用いるようにすれば一
層好ましい。
従って、本発明の好適な実施例ではさらに、次に示す処
理が行われる。
理が行われる。
すなわち、前述と同様、演算部１ａはインタフェース部
１ｄを介しスイッチＳＷ４をオンして（ステップ３１０
〉コンデンサ５を充電する（第２図では放電する〉。コ
ンデンサ５の充電後（第２図では放電後）（ステップ３
１１のＹ）、演算部１ａはＳＷ、をオフしくステップ３
１２）、同時にＳＷ２、ＳＷ、をオンする（ステップ３
１３）。ＳＷ２がオンされるとコンデンサ５に充電され
た電荷はく第２図では放電されたコンデンサは〉、抵抗
３を介して放電〈第２図では充電〉を開始する。
１ｄを介しスイッチＳＷ４をオンして（ステップ３１０
〉コンデンサ５を充電する（第２図では放電する〉。コ
ンデンサ５の充電後（第２図では放電後）（ステップ３
１１のＹ）、演算部１ａはＳＷ、をオフしくステップ３
１２）、同時にＳＷ２、ＳＷ、をオンする（ステップ３
１３）。ＳＷ２がオンされるとコンデンサ５に充電され
た電荷はく第２図では放電されたコンデンサは〉、抵抗
３を介して放電〈第２図では充電〉を開始する。
コンパレータ６の入力端子にはコンデンサ５の電圧とＳ
Ｗ、がオンされたことによる基準電圧が印加される。同
時に、演算部１ａはクロック発生回路９のクロック出力
を計測するカウンタ１ｅの初期化を行う（ステップ３１
４）。放電開始と共に（第２図では充電開始と共に〉コ
ンデンサ５の両端電圧は、コンデンサ５の容量と抵抗３
の合成抵抗値とで決定される時定数に従い徐々に低下す
る（第２図では上昇する）。同時にカウンタｌｅは放電
開始時（第２図では充電開始時〉からの経過時間をクロ
ック発生回路９からの入力クロック数をカウントするこ
とで計測する。演算部１ａは放電開始と共に（第２図で
は充電開始と共に〉コンパレータ６の出力状態をインタ
フェース部１ｄを介して監視している。所定時間経過後
コンデンサ５の両端電圧は基準電圧まで低下しく第２図
では上昇し）、その結果、コンパレータ６の出力は”
Ｈ”→“Ｌ°ルベルまたは°Ｌ″→“Ｈ”レベルに反転
する（ステップ３１５のＹ〉。演算部１ａはコンパレー
タ６の出力の上記状態変化を検出したと同時に、クロッ
ク発生回路９からの入力クロック数をカウントしていた
カウンタ１ｅのカウント値ｍをＲＡＭ１ｃ内に格納する
と共に（ステップ３１６）、スイッチＳＷ２、ＳＷ、を
オンする（ステップ３１７）。
Ｗ、がオンされたことによる基準電圧が印加される。同
時に、演算部１ａはクロック発生回路９のクロック出力
を計測するカウンタ１ｅの初期化を行う（ステップ３１
４）。放電開始と共に（第２図では充電開始と共に〉コ
ンデンサ５の両端電圧は、コンデンサ５の容量と抵抗３
の合成抵抗値とで決定される時定数に従い徐々に低下す
る（第２図では上昇する）。同時にカウンタｌｅは放電
開始時（第２図では充電開始時〉からの経過時間をクロ
ック発生回路９からの入力クロック数をカウントするこ
とで計測する。演算部１ａは放電開始と共に（第２図で
は充電開始と共に〉コンパレータ６の出力状態をインタ
フェース部１ｄを介して監視している。所定時間経過後
コンデンサ５の両端電圧は基準電圧まで低下しく第２図
では上昇し）、その結果、コンパレータ６の出力は”
Ｈ”→“Ｌ°ルベルまたは°Ｌ″→“Ｈ”レベルに反転
する（ステップ３１５のＹ〉。演算部１ａはコンパレー
タ６の出力の上記状態変化を検出したと同時に、クロッ
ク発生回路９からの入力クロック数をカウントしていた
カウンタ１ｅのカウント値ｍをＲＡＭ１ｃ内に格納する
と共に（ステップ３１６）、スイッチＳＷ２、ＳＷ、を
オンする（ステップ３１７）。
次に演算部１ａは、全計測した抵抗３を介する放電時〈
第２図では充電時〉のカウンタ１ｅのカウント値ｍと、
前回計測した合成抵抗値２を介する放電時（第２図では
充電時）のカウンタ１ｅのカウント値ｎ との除算処理
を行う（ステップ３１８）。そしてこの除算結果を、図
示しない火災受信機等へ信号線を介して送信しくステッ
プ３１９）−例えば火災判断を行う。なお、除算結果に
基づく火災判断を火災受信機等へ送ってもよい。
第２図では充電時〉のカウンタ１ｅのカウント値ｍと、
前回計測した合成抵抗値２を介する放電時（第２図では
充電時）のカウンタ１ｅのカウント値ｎ との除算処理
を行う（ステップ３１８）。そしてこの除算結果を、図
示しない火災受信機等へ信号線を介して送信しくステッ
プ３１９）−例えば火災判断を行う。なお、除算結果に
基づく火災判断を火災受信機等へ送ってもよい。
この除算処理により得られるｎ ／ ｍの値から環境温
度を得ることができ、こめようにして得られ９ た環境温度の値には、コンデンサの容量誤差、クロック
発生回路９のクロック周波数のバラツキ、抵抗７．８の
部品バラツキによる基準電圧誤差、及び電源電圧Ｅの変
動等による検出温度値の誤差に起因する要素は含まれな
い。これを式を用いて以下に説明する。
度を得ることができ、こめようにして得られ９ た環境温度の値には、コンデンサの容量誤差、クロック
発生回路９のクロック周波数のバラツキ、抵抗７．８の
部品バラツキによる基準電圧誤差、及び電源電圧Ｅの変
動等による検出温度値の誤差に起因する要素は含まれな
い。これを式を用いて以下に説明する。
抵抗３を介する放電時（充電時）のカウンタ１ｅのカウ
ント値：Ｉｌｌ、 コンデンサ５が抵抗３を介して基準電圧に達するまでの
放電（充電）時間＝ｔｏ、 とすると、 Ｖ ｒ＝ Ｅ Ｘ ｅｘｐ（−ｔｏ／ Ｃ／ Ｒ３）、
’、ｔｏ＝−ＣＸＲ３Ｘ１ｎ（Ｖｒ／Ｅ）＝ｍＸ １／
ｆ、’、 ｍ−−ｆＸｃＸＲ３Ｘ１ｎ（Ｖｒ／Ｅ）・
・（式３） となる。 （第２図の場合は、 Ｖｒ＝ＥＸ［１−ｅｘｐ（−ｔ’ｏ／Ｃ／Ｒ３）コ、’
、 ｔｏ−−ｃＸｒ（３Ｘ１ｎ（１−Ｖｒ／Ｅ）−ｍＸ
１ ／ｆ、゛、 ｍ−−ｆＸｃＸＲ３Ｘｆｎ（１−
Ｖｒ／Ｅ）（式３′） ０ となる。）前述したように合成抵抗値Ｚを介するコンデ
ンサ５の基準電圧までのカウント値ｎは、ｎ＝−ｆＸｃ
Ｘ’ＺＸｆｎ（Ｖｒ／Ｅ）（式２〉 であるので′、（第２図では、 ｎ＝−ｆＸｃＸＺＸｌｎ（１−Ｖｒ／Ｆ、）〈式２′〉 であるので、〉除算処理を行うと、 ｎ ／ ｍ ＝ Ｚ ／ Ｒ３ 一１＋Ｒ′４ｘＴＨ／Ｒ３（Ｒ４＋ＴＩ）・・・（式４
） となり、抵抗値Ｒ３、Ｒ４以外のバラツキ要因を全て除
くことができる。抵抗は一般的に安価であり高精度の抵
抗を使用しても部品価格の上昇は最小限度に抑制するこ
とが可能である。なお、上記除算処理において分母と分
子を逆にしても同様の効果を持つことは当然である。
ント値：Ｉｌｌ、 コンデンサ５が抵抗３を介して基準電圧に達するまでの
放電（充電）時間＝ｔｏ、 とすると、 Ｖ ｒ＝ Ｅ Ｘ ｅｘｐ（−ｔｏ／ Ｃ／ Ｒ３）、
’、ｔｏ＝−ＣＸＲ３Ｘ１ｎ（Ｖｒ／Ｅ）＝ｍＸ １／
ｆ、’、 ｍ−−ｆＸｃＸＲ３Ｘ１ｎ（Ｖｒ／Ｅ）・
・（式３） となる。 （第２図の場合は、 Ｖｒ＝ＥＸ［１−ｅｘｐ（−ｔ’ｏ／Ｃ／Ｒ３）コ、’
、 ｔｏ−−ｃＸｒ（３Ｘ１ｎ（１−Ｖｒ／Ｅ）−ｍＸ
１ ／ｆ、゛、 ｍ−−ｆＸｃＸＲ３Ｘｆｎ（１−
Ｖｒ／Ｅ）（式３′） ０ となる。）前述したように合成抵抗値Ｚを介するコンデ
ンサ５の基準電圧までのカウント値ｎは、ｎ＝−ｆＸｃ
Ｘ’ＺＸｆｎ（Ｖｒ／Ｅ）（式２〉 であるので′、（第２図では、 ｎ＝−ｆＸｃＸＺＸｌｎ（１−Ｖｒ／Ｆ、）〈式２′〉 であるので、〉除算処理を行うと、 ｎ ／ ｍ ＝ Ｚ ／ Ｒ３ 一１＋Ｒ′４ｘＴＨ／Ｒ３（Ｒ４＋ＴＩ）・・・（式４
） となり、抵抗値Ｒ３、Ｒ４以外のバラツキ要因を全て除
くことができる。抵抗は一般的に安価であり高精度の抵
抗を使用しても部品価格の上昇は最小限度に抑制するこ
とが可能である。なお、上記除算処理において分母と分
子を逆にしても同様の効果を持つことは当然である。
上記実施例では抵抗３をサーミスタＴｌｌと直列にまた
抵抗４を並列に接続し、カウント計測値のバラツキ補正
とサーミスタの非直線性補正を同時に行うようにした場
合について示しているが、サーミスタの非直線性補正を
必要としない場合には、第４図のように構成することが
できる。この場合の除算結果は次式となる。
抵抗４を並列に接続し、カウント計測値のバラツキ補正
とサーミスタの非直線性補正を同時に行うようにした場
合について示しているが、サーミスタの非直線性補正を
必要としない場合には、第４図のように構成することが
できる。この場合の除算結果は次式となる。
ｎ／ｍ＝ Ｔｌｌ／ Ｒ３・・・（式５）時定数に関係
した値をコンデンサへの充電時に求めて環境温度を知る
ようにした第２図において、サーミスタの非直線補正を
必要としない場合の構成は、第５図に示されており、除
算結果も同様に（式５）で表わされ得る。
した値をコンデンサへの充電時に求めて環境温度を知る
ようにした第２図において、サーミスタの非直線補正を
必要としない場合の構成は、第５図に示されており、除
算結果も同様に（式５）で表わされ得る。
なお、第１図、第２図、第４図、及び第５図において、
スイッチＳＷ４を、第１図及び第２図の場合には、合成
抵抗値Ｚに対し充分に高い抵抗値を有する抵抗、第４図
及び第５図の場合には、サーミスタ２及び抵抗３に対し
て充分に高い抵抗値を有する抵抗、に置き換えるように
することができる。この場合、ＭＰＵすなわち制御手段
１は、環境温度の計測を開始する前にコンデンサの初期
状態、すなわち第１図の場合は充電状態、第２図の場合
は放電状態が完全に創成されるための充分な時間を取る
こととなる。
スイッチＳＷ４を、第１図及び第２図の場合には、合成
抵抗値Ｚに対し充分に高い抵抗値を有する抵抗、第４図
及び第５図の場合には、サーミスタ２及び抵抗３に対し
て充分に高い抵抗値を有する抵抗、に置き換えるように
することができる。この場合、ＭＰＵすなわち制御手段
１は、環境温度の計測を開始する前にコンデンサの初期
状態、すなわち第１図の場合は充電状態、第２図の場合
は放電状態が完全に創成されるための充分な時間を取る
こととなる。
［発明の効果］
以上のように、本発明によれば、環境温度を時定数に関
係した値、すなわち時間の関数に置き換えて測定するよ
うにしているので、最初からディジタル量でもって測定
が可能であり、その測定値を他場所に送信する場合でも
ディジタル量に変換するためのＡ／Ｄ変換用ＩＣ等を別
途に設ける必要性を無くしていると共に、時定数に関係
した値同士の比を取るようにしているので、他の部品の
バラツキ等の影響を受けることなく安定した環境温度が
得られるという効果がある。
係した値、すなわち時間の関数に置き換えて測定するよ
うにしているので、最初からディジタル量でもって測定
が可能であり、その測定値を他場所に送信する場合でも
ディジタル量に変換するためのＡ／Ｄ変換用ＩＣ等を別
途に設ける必要性を無くしていると共に、時定数に関係
した値同士の比を取るようにしているので、他の部品の
バラツキ等の影響を受けることなく安定した環境温度が
得られるという効果がある。
第１図は、本発明の一実施例による熱検出回路を示す回
路図であり、環境温度測定用の時定数に関係した値をコ
ンデンサの充電の際に求めるようにした場合を示す。 第２図は、本発明の他の実施例による熱検出回路を示す
回路図であり、環境温度測定用の時定数に関係した値を
コンデンサの放電の際に求めるようにした場合を示す。 第３Ａ図及び第３Ｂ図は、第１図及び第２図の動作を説
明するためのフローチャート、第４図及び第５図は、本
発明のさらに他の実施例を示す図である。 図において、１はＭＰＵ （制御手段）、２はサーミス
タ（熱検出素子）、５はコンデンサ、６はコンパレータ
（電圧監視手段〉、９はクロック発生回路（時間計測手
段）、ＳＷ、、ＳＷ２、Ｓ Ｗ ３、Ｓ Ｗ ＜はそれ
ぞれ第１、第２、第３、第４のスイッチング手段、Ｅは
電源、である。 特開平３−３３６２６ （９） 第 図 第 図
路図であり、環境温度測定用の時定数に関係した値をコ
ンデンサの充電の際に求めるようにした場合を示す。 第２図は、本発明の他の実施例による熱検出回路を示す
回路図であり、環境温度測定用の時定数に関係した値を
コンデンサの放電の際に求めるようにした場合を示す。 第３Ａ図及び第３Ｂ図は、第１図及び第２図の動作を説
明するためのフローチャート、第４図及び第５図は、本
発明のさらに他の実施例を示す図である。 図において、１はＭＰＵ （制御手段）、２はサーミス
タ（熱検出素子）、５はコンデンサ、６はコンパレータ
（電圧監視手段〉、９はクロック発生回路（時間計測手
段）、ＳＷ、、ＳＷ２、Ｓ Ｗ ３、Ｓ Ｗ ＜はそれ
ぞれ第１、第２、第３、第４のスイッチング手段、Ｅは
電源、である。 特開平３−３３６２６ （９） 第 図 第 図
Claims (5)
- （１）温度により抵抗値が変化する熱検出素子を用いた
熱検出方法において、 少なくとも前記熱検出素子を含む第１のインピーダンス
回路に対してコンデンサを接続して第１のＣＲ回路を構
成し、該第１のＣＲ回路の時定数に関係した第１の値を
求め、該第１の値から前記温度を知るようにした熱検出
方法。 - （２）温度により抵抗値が変化する熱検出素子を用いた
熱検出方法において、 少なくとも前記熱検出素子を含む第１のインピーダンス
回路に対してコンデンサを接続して第１のＣＲ回路を構
成し、該第１のＣＲ回路の時定数に関係した第１の値を
求め、 前記熱検出素子を含まない第２のインピーダンス回路に
対して前記コンデンサを接続して第２のＣＲ回路を構成
し、該第２のＣＲ回路の時定数に関係した第２の値を求
め、 前記第１及び第２の値の比を求め、この比から前記温度
を知るようにした熱検出方法。 - （３）前記第１の値は、最初に、前記コンデンサを電源
電圧でもって充電し、次に、該コンデンサを前記第１の
インピーダンス回路を介して放電させて該コンデンサの
両端間電圧が第１の所定の電圧値まで減少するまでの時
間を計測することにより得られるようにし、前記第２の
値は同様に、最初に、前記コンデンサを電源電圧でもっ
て充電し、次に、該コンデンサを前記第２のインピーダ
ンス回路を介して放電させて該コンデンサの両端間電圧
が前記第１の所定の電圧値まで減少するまでの時間を計
測することにより得られるようにした特許請求の範囲第
２項記載の熱検出方法。 - （４）前記第１の値は、最初に、前記コンデンサを放電
し、次に、前記コンデンサを前記第１のインピーダンス
回路を介して充電させて該コンデンサの両端間電圧が第
２の所定電圧に達するまでの時間を計測することにより
得られるようにし、前記第２の値は同様に、最初に、前
記コンデンサを放電し、次に、前記コンデンサを前記第
２のインピーダンス回路を介して充電させて該コンデン
サの両端間電圧が前記第２の所定電圧に達するまでの時
間を計測することにより得られるようにした特許請求の
範囲第２項記載の熱検出方法。 - （５）温度により抵抗値が変化する熱検出素子を用いた
熱検出回路において、 コンデンサと、 少なくとも前記熱検出素子を含む第１のインピーダンス
回路と、 前記熱検出素子を含まない第２のインピーダンス回路と
、 前記コンデンサを前記第１のインピーダンス回路に接続
して第１のＣＲ回路を構成するための第１のスイッチン
グ手段と、 前記コンデンサを前記第２のインピーダンス回路に接続
して第２のＣＲ回路を構成するための第２のスイッチン
グ手段と、 前記コンデンサの両端間電圧を第３のスイッチング手段
により監視可能状態にされる電圧監視手段と、 前記第１及び第２のＣＲ回路の時定数にそれぞれ関係し
た第１及び第２の時間を求めるために、前記コンデンサ
の両端間電圧の或る一定値を前記電圧監視手段が検出す
るまでの時間を計測する時間計測手段と、 前記第１のＣＲ回路の時定数に関係した前記第１の時間
を求めるために前記第１のスイッチング手段、前記第３
のスイッチング手段、及び前記時間計測手段を制御する
と共に、前記第２のＣＲ回路の時定数に関係した前記第
２の時間を求めるために前記第２のスイッチング手段、
前記第３のスイッチング手段、及び時間計測手段を制御
し、そして求められた前記第１及び第２の時間の比を求
める制御手段と、 を備え、これにより前記第１及び第２の時間の前記比か
ら前記温度を得ることができるようにしたことを特徴と
する熱検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1166906A JP2732671B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 熱検出方法並びに熱検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1166906A JP2732671B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 熱検出方法並びに熱検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0333626A true JPH0333626A (ja) | 1991-02-13 |
| JP2732671B2 JP2732671B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=15839832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1166906A Expired - Fee Related JP2732671B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 熱検出方法並びに熱検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2732671B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010237149A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Terumo Corp | 電子体温計及び作動制御方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48551U (ja) * | 1971-06-01 | 1973-01-06 | ||
| JPS5687831A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-16 | Ricoh Elemex Corp | Temperature detector |
| JPS60152945U (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-11 | カシオ計算機株式会社 | 温度測定装置 |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP1166906A patent/JP2732671B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48551U (ja) * | 1971-06-01 | 1973-01-06 | ||
| JPS5687831A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-16 | Ricoh Elemex Corp | Temperature detector |
| JPS60152945U (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-11 | カシオ計算機株式会社 | 温度測定装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010237149A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Terumo Corp | 電子体温計及び作動制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2732671B2 (ja) | 1998-03-30 |
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Legal Events
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