JPH04294229A - 温度検出装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、サーミスタなどの非
線形素子を有し、温度情報に変換する温度検出装置に係
わり、例えば空気調和機の制御装置などに使用される温
度検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は例えば特開昭６３−１９７８４３
号公報に示された空気調和機の制御装置に用いられた従
来の温度検出装置を示すものであり、図において、１は
検出した温度情報をアナログ電圧である電圧情報にして
出力ノード１ａから出力する温度検出手段で、上記出力
ノード１ａと接地ノードとの間に接続され、温度に対し
て図４に示す関係にて抵抗値が変化する非線形特性を有
したサーミスタなどからなる温度検出素子２と、上記出
力ノード１ａと電源ノードＶｃｃとの間に接続された調
整用抵抗素子３によって構成されており、図５に示すよ
うに出力ノード１ａに温度検出素子２によって検出され
た温度情報に対して非線形特性を有した電圧情報を出力
するものである。

【０００３】４は比較電圧を出力ノード４ａに出力する
比較電圧発生手段で、電源ノードＶｃｃと上記出力ノー
ド４ａとの間に接続された第１の抵抗素子５と上記出力
ノード４ａと接地ノードとの間に接続された第２の抵抗
素子６とによって構成されていものである。

【０００４】７は非反転入力端７ａが上記温度検出手段
１の出力ノード１ａに接続されるとともに、反転入力端
７ｂが第１の増幅率設定抵抗素子８を介して上記比較電
圧発生手段４の出力ノード４ａに接続された比較増幅器
で、出力ノード７ｃと反転入力端７ｂとの間に第２の増
幅率設定用抵抗素子９が接続され、非反転入力端７ａに
入力された温度検出手段１の出力電圧と反転入力端７ｂ
に入力された比較電圧発生手段４の比較電圧との差電圧
を、第１及び第２の増幅率設定抵抗素子８、９によって
決められた増幅率α｛＝１＋（第２の増幅設定用抵抗素
子９の抵抗値）／（第１の増幅率設定用抵抗素子８の抵
抗値）｝によって増幅して出力するものである。

【０００５】１０は上記比較増幅器からの出力を受けて
この出力を演算して被制御装置１１である空気調和機の
圧縮器を制御するマイクロコンピュータからなる制御手
段で、上記比較増幅器７からのアナログ出力を受けてデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータを有しているも
のである。

【０００６】次に、このように構成されせた温度検出装
置の動作について、被制御装置１１である暖房運転を行
う場合について説明する。温度検出素子２が温度を検出
し、図４に示した特性に基づいた抵抗値になると、温度
検出手段１から図５に示した特性に基づいて出力電圧を
その出力ノード１ａに出力する。この出力ノード１ａに
現われた出力電圧は比較増幅器７の非反転入力端７ａに
入力される。

【０００７】比較増幅器７ではこの非反転入力端７ａに
入力された温度検出手段１からの出力電圧と反転入力端
７ｂに入力された比較電圧発生手段４からの比較電圧と
の差電圧を、第１及び第２の増幅率設定抵抗素子８、９
によって決められた増幅率αによって増幅して制御手段
１０に出力する。

【０００８】比較増幅器７からの出力を受けた制御手段
１０では、比較増幅器７からのアナログ出力電圧をＡ／
Ｄコンバータによってデジタル信号に変換し、このデジ
タル信号によって演算処理し、その演算結果に基づいて
被制御装置１１を制御、例えば、温度検出手段１からの
出力電圧が比較電圧発生手段４からの比較電圧より高け
れば、検知した温度が設定した比較電圧による温度より
低いとして被制御装置１１の暖房能力を高めるように働
き、温度検出手段１からの出力電圧が比較電圧発生手段
４からの比較電圧発生手段４からの比較電圧より低けれ
ば、検知した温度が設定した比較電圧による温度より高
いとして被制御装置１１の暖房能力を低めるあるいは停
止するように働くものである。

【０００９】このように構成された温度検出装置の動作
を、さらに具体的に説明する。いま、測定する温度範囲
を１０℃〜３５℃とし、温度検出手段１からの出力電圧
を０〜３．５Ｖ（５Ｖ単一電源用いた場合）とし、制御
手段１０におけるＡ／Ｄコンバータからのデジタル出力
を８ビットにて構成し、分解能を０．２℃／ｄｅｇとす
る。また、Ａ／Ｄコンバータに入力される電圧が０〜５
Ｖの時、その変換値が８ビットのデジタル出力であるた
め０〜２５５の数値をとるので、０．０１９６１Ｖ／ｄ
ｅｇ（＝５Ｖ／２５５ｄｅｇ）となる。

【００１０】温度検出手段１にて検出された温度が１０
℃であるときは、その出力電圧を３．５Ｖとなるように
すると、そのときのＡ／Ｄ値は１７８ｄｅｇ｛＝３．５
Ｖ／５Ｖ）×２５５｝となる。また、温度検出手段１に
て検出された温度が３５℃であると、そのときのＡ／Ｄ
値は５３ｄｅｇ｛＝１７８ｄｅｇ−（３５℃−１０℃）
／０．２℃／ｄｅｇ｝となり、温度検出手段１の出力電
圧は１．０４Ｖ（＝５３ｄｅｇ×０．１９６Ｖ／ｄｅｇ
）となる。つまり、１０℃〜３５℃の温度範囲において
、温度検出手段１からの出力電圧は３．５Ｖ〜１．０Ｖ
になる。また、比較電圧発生手段４からの比較電圧は使
用温度範囲１０℃〜３５℃における温度検出手段１から
の出力電圧３．５Ｖ〜１．０Ｖの中心値となるように設
定、つまり２．２Ｖ｛＝（３．５Ｖ−１．０Ｖ）／２＋
１．０Ｖ｝となるように設定してある。この比較電圧２
．５Ｖは使用温度範囲の中心値の温度、２２℃を示して
いるものである。

【００１１】従って、検出した温度が２２℃以下である
と、温度検出手段１からの出力電圧は２．２Ｖ以上にな
るので、比較増幅器７からその差電圧に基づいた電圧が
出力され、この差電圧に相当した電圧に基づいて被制御
装置１１を暖房能力を高めるように制御する。一方、検
出した温度が２２℃以上であると、温度検出手段１から
の出力電圧は２．２Ｖ以下になるので、比較増幅器７か
らその差電圧に基づいた電圧が出力され、この差電圧に
相当した電圧に基づいて被制御装置１１を暖房能力を低
めるあるいは停止するように制御する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のよう
に構成された温度検出装置にあっては、温度検出手段１
が図５に示したように温度に対して出力電圧が非線形特
性を示しているため、直線性を示している部分において
は温度に対して出力電圧が略比例して精度良く測定でき
るものの、その直線性からずれた部分にあってはその比
例関係がずれ、精度良く測定できないという問題点を有
していた。

【００１３】つまり、分解能を０．２℃／ｄｅｇとして
０．２Ｖ／ｄｅｇとしているため、温度が０．２℃変化
したときに温度検出手段１の出力電圧が０．２Ｖ変化す
るときは良いが、０．２Ｖ以外の時は精度が悪くなるも
のである。特に、図５から明らかなように温度が高いと
きは温度が低く、しかも温度変化に対する出力電圧の変
化がないため、つまり、０．２℃以上の温度変化があっ
ても０．２Ｖ以上の出力電圧変化がなく精度が悪いもの
である。

【００１４】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであり、温度に対する抵抗値の変化が非線形特性を有
した温度検出素子を有したものにおいて、精度の高い温
度検出ができる温度検出装置を得ることを目的とするも
のである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる温度検
出装置は、温度に対する抵抗値の変化が非線形特性を有
した温度検出素子を有し、検出した温度情報を電圧情報
にして出力する温度検出手段と、複数の増幅率を有し、
温度検出手段からの電圧情報を受け、この電圧情報に応
じて複数の増幅率からの１つの増幅率が選択されて電圧
情報を増幅して出力する増幅手段とを設けたものである
。

【００１６】

【作用】この発明にあっては、増幅手段が温度検出手段
からの温度情報に基づいた電圧情報を、この電圧情報に
応じて選択された複数の増幅率からの１つの増幅率にて
増幅して出力し、温度検出手段における温度に対する出
力電圧の非線形特性を補償せしめる。

【００１７】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示すものであり
、１２１〜１２ｎはそれぞれ抵抗値が異なり、一端が比
較増幅器７の反転入力端に接続された第２〜第（ｎ＋１
）の増幅率設定抵抗素子で、温度検出手段１の温度に対
する出力電圧の非線形特性をｎ分割された特性毎に、例
えば図５に示すように分割Ｔ０〜Ｔｎ毎に対して設けら
れたものであり、第１の増幅率設定用抵抗素子８とによ
ってそれぞれ傾きの異なった比較増幅器７の増幅率を設
定するためのもの、つまり温度検出手段１で検出された
温度が高くなるに従って比較増幅器７の増幅率を上げる
ためのものである。

【００１８】１３１〜１３ｎはそれぞれの一端が比較増
幅器７の出力ノード７ｃに接続されるとともに、他端が
それぞれ対応した上記第２〜第（ｎ＋１）の増幅率設定
用抵抗素子１２１〜１２ｎの他端に接続されたＰＮＰト
ランジスタからなるスイッチング手段で、比較電圧発生
手段４、比較増幅器７、第１の増幅率設定用抵抗素子８
及び第２〜ｎの増幅率設定用抵抗素子１２１〜１２ｎに
よって、温度検出手段１の温度に対する出力電圧の非線
形特性におけるｎ分割された特性毎に所定の傾き、例え
ば図５に示した分割Ｔ０〜Ｔｎ毎に非線形特性に対する
接線の傾きを持った、温度検出手段１からの出力電圧と
比較電圧発生手段４からの比較電圧との差電圧である検
出情報を出力する検出情報発生手段を構成しているもの
である。

【００１９】１０は比較増幅器７からの出力を受けてこ
の出力を演算して被制御装置１１である空気調和機の圧
縮機を制御するマイクロコンピュータからなる制御手段
で、温度検出手段１からのアナログ出力電圧を入力端Ｈ
に受けてこのアナログ出力電圧をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄコンバータを有し、このＡ／Ｄコンバータから
のデジタル信号によって温度検出手段１の温度に対する
出力電圧の非線形特性におけるｎ分割された特性のうち
のどの部分に属するかを判定し、その判定結果に基づい
て切替信号端Ｓ１〜Ｓｎにベースが接続されたスイッチ
ング手段１３１〜１３ｎの１つを導通状態となさしめる
とともに、比較増幅器７からのアナログ出力を入力端Ｉ
に受けてデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータを有
し、このＡ／Ｄコンバータからのデジタル信号を上記判
定結果によって補償して被制御装置１１を制御する制御
信号を出力端Ｏから出力するものである。

【００２０】次に、このように構成された温度検出装置
の動作について、被制御装置１１が暖房運転を行う場合
について説明する。温度検出素子２が温度を検出し、図
４に示した特性に基づいた抵抗値になると、温度検出手
段１からは図５に示した特性に基づいて出力電圧をその
出力ノード１ａに出力する。この出力ノード１ａに現わ
れた出力電圧は比較増幅器７の非反転入力端７ａに入力
されるとともに、制御手段１０の入力端Ｈにも入力され
る。

【００２１】制御手段１０ではこの温度検出手段１から
の出力電圧をＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号に
変換し、このデジタル信号によって温度検出手段１の温
度に対する出力電圧の非線形特性におけるｎ分割された
特性のうちのどの部分に属するかを判定し、その判定結
果に基づいて切替信号端Ｓ１〜Ｓｎにベースが接続され
たスイッチング手段１３１〜１３ｎの１つを導通状態と
する。その結果、比較増幅器７では制御手段１０によっ
て選択されて導通状態とされたスイッチング手段１３１
〜１３ｎのうちの１つの増幅設定用抵抗素子と第１の増
幅率設定用抵抗素子８によって決まる増幅率を持つこと
になる。

【００２２】つまり、温度検出手段１が検出した温度が
低いときは、比較増幅器７の増幅率は低く、温度が高く
なるに従って増幅率が高くになるように、比較増幅器７
の増幅率が温度検出手段１にて検出された温度状態に従
って制御手段１０によって決定されることになるもので
ある。

【００２３】比較増幅器７では非反転入力端７ａに入力
された温度検出手段１からの出力電圧と反転入力端７ｂ
に入力さた比較電圧発生手段４からの比較電圧との差電
圧を、第１の増幅率設定用抵抗素子８と制御手段１０に
よって選択された第２〜第ｎの増幅率用抵抗素子１２１
〜１２ｎのうちの１つの増幅率設定用抵抗素子とによっ
て決められた増幅率αｉによって増幅して制御手段１０
に出力する。なお、比較電圧発生手段４からの比較電圧
は、従来例で説明したと同様に使用温度範囲における温
度検出手段１からの出力電圧の中心値となるように設定
してある。

【００２４】比較増幅器７からの出力を受けた制御手段
１０では、比較増幅器７からのアナログ電圧をＡ／Ｄコ
ンバータによってデジタル信号に変換し、このデジタル
信号を入力端Ｈに入力された温度検出手段１からの出力
電圧をＡ／Ｄコンバータにて変換されたデジタル信号に
よって補正した後に演算処理し、その演算結果に基づい
て被制御装置１１を制御、例えば、温度検出手段１から
の出力電圧が比較電圧発生手段４からの比較電圧より高
ければ、検知した温度が設定した比較電圧による温度よ
り低いとして被制御装置１１の暖房能力を差電圧に応じ
て高めるように働き、温度検出手段１からの出力電圧が
比較電圧発生手段４からの比較電圧より低ければ、検知
した温度が設定した比較電圧による温度より高いとして
被制御装置１１の暖房能力を差電圧に応じて低めるある
いは停止するように働くものである。

【００２５】このように構成された温度検出装置にあっ
ては、温度検出手段１によって検出される温度が高いと
きに図５に示したようにその出力電圧が低くなるととも
にその変化が小さくなるものの、比較増幅器７の増幅率
が高くなるため、比較増幅器７からの出力は温度検出手
段１によって検出された温度情報に従った精度の良い値
となる。つまり、従来例で説明したように温度分解能を
０．２℃／ｄｅｇとした場合に、０．２℃の温度変化に
対して温度検出手段１の出力電圧が０．２Ｖ変化したと
きの比較増幅器７の増幅率に対し、０．２℃の温度変化
に対して温度検出手段１の出力電圧が０．１Ｖ変化した
ときの比較増幅器７の増幅率を比較増幅器７からの出力
電圧の変化が０．２Ｖ変化するように変化させるように
してあるのものであり、これによって常に０．２Ｖ／ｄ
ｅｇの関係が成り立つようにしてあるものである。従っ
て、温度が高い場合でも、きめ細かい温度制御ができる
ものである。

【００２６】なお、上記実施例においては、Ａ／Ｄコン
バータを内蔵したマイクロコンピュータにしよって制御
手段１０を構成したものとしたが、マイクロコンピュー
タとは別個に例えばＡ／Ｄコンバータを用い、このＡ／
Ｄコンバータとマイクロコンピュータとによって制御手
段１１を構成するようにしても良いものである。

【００２７】また、上記実施例においては、比較電圧発
生手段４によって設定温度を特定しているものを示した
が、使用者によっては設定温度を変更できるように、例
えば、比較電圧発生手段４からの比較電圧を変更できる
ようにしても良く、また、比較電圧発生手段４からの比
較電圧はそのままで制御手段１０によって使用者による
設定温度によって補正するようにしても良いものである
。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、以上述べたように、温度に
対する抵抗値の変化が非線形特性を有した温度検出素子
を有し、検出した温度情報を電圧情報にして出力する温
度検出手段と、複数の増幅率を有し、温度検出手段から
の電圧情報を受け、その電圧情報に応じて複数の増幅率
からの１つの増幅率が選択されて電圧情報を増幅して出
力する増幅手段とを設けたものとしたので、温度に対し
て出力電圧が非線形特性を持ったものであっても、温度
範囲を広くとれ、しかも精度良く、きめ細かな温度情報
が得られるという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】温度検出手段１の温度と出力電圧との非線形特
性を分割して示す図。

【図３】従来の温度検出装置を示すブロック図。

【図４】温度検出素子２の温度と抵抗値との非線形特性
を示す図。

【図５】温度検出手段１の温度と出力電圧との非線形特
性を示す図。

【符号の説明】 １　　温度検出手段 ２　　温度検出素子 ７　　比較増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　温度に対する抵抗値の変化が非線性特
   性を有した温度検出素子を有し、検出した温度情報を電
   圧情報にして出力する温度検出手段、複数の増幅率を有
   し、上記温度検出手段からの電圧情報を受け、この電圧
   情報に応じて上記複数の増幅率からの１つの増幅率が選
   択されて電圧情報を増幅して出力する増幅手段を備えた
   温度検出装置。