JPH0514866U - 赤外線温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】廉価な部品を用いて、高精度な温度測定をなし
得る赤外線温度計を提供する。 【構成】切替回路５で、赤外線センサ１の正出力端子１
ｐと負出力端子１ｍを切替えて、Ａ／Ｄ変換器の入力に
接続し、それぞれの出力の差をＣＰＵ３で算出し、オフ
セット分はキャンセルして温度信号分のみを得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、物体から放射される赤外線を利用してその物体の温度を計測する 赤外線温度計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の赤外線温度計は、図２に示すように、サーモパイル、焦電素子等を用い た赤外線センサ２１と、この赤外線センサ２１の出力ｖを増幅し、デジタル信号 に変換するＡ／Ｄ変換器２２と、取込まれたデータ処理して温度Ｔを算出するＣ ＰＵ２３と、計測温度Ｔを表示する表示器２４とから構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来の赤外線温度計で使用される赤外線センサは、サーモパイルや焦 電素子であり、センシング感度が低く、センサ出力としては１℃に対してμＶオ ーダと非常に小さい。そのため、プリアンプを内蔵するＡ／Ｄ変換器２等の計測 回路部では、オフセット電圧を小さくして、高ゲインのオペアンプや高抵抗素子 を使用する必要がある。例えば、Ａ／Ｄ変換器２２中のプリアンプのオフセット 電圧をΔｖとし、赤外線センサ２１の負入力端子電圧ｖ_m を０Ｖ、正出力端子の 電圧をｖ_P とすると、Ａ／Ｄ変換器２２の出力は、Ｖ＝ｖ_P ＋Δｖとなり、これ に対応して求められる温度値Ｔは、Ｔ＝Ｔ＋ΔＴ（Δｖ）となり、オフセット電 圧Δｖが大きいので、誤差が大きくなる。そのため、オフセットの小さいＡ／Ｄ 変換器２２を使用する必要があり、構成部品を高精度、高価なものを使用せねば ならないという問題がある。

【０００４】 この考案は、上記問題点に着目してなされたものであって、廉価な部品を用い 、それでいて高精度の温度測定をなし得る赤外線温度計を提供することを目的と している。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】

この考案の赤外線温度計は、赤外線センサと、この赤外線センサからの信号を 処理して温度を計測する計測回路部とを備えるものにおいて、赤外線センサの正 出力端子と負出力端子を切替えて前記計測回路部に接続する切替手段と、前記赤 外線センサの正出力端子よりの信号と負出力端子よりの信号の差を算出する差演 算手段と、差信号に応じて被測定温度を得る手段とを特徴的に備えている。

【０００６】 この赤外線温度計では、赤外線センサの正出力端子よりの電圧と負出力端子よ りの電圧が切替手段で切替えられて計測回路部に取り込まれる。そして、両電圧 の差が算出され、これによりオフセット分はキャンセルされ、温度に対応した信 号分のみが出力され、これにより被測定温度が得られる。

【０００７】

【実施例】

以下、実施例により、この考案をさらに詳細に説明する。 図１は、この考案の一実施例赤外線温度計の回路構成を示すブロック図である 。この赤外線温度計は、図２に示す従来のものと同様に、赤外線センサ１、Ａ／ Ｄ変換器２、ＣＰＵ３及び表示器４を備える。その他に、切替回路５を備えてい る。切替回路５は、赤外線センサ１の正出力端子１ｐと負出力端子１ｍの一方を 、ＣＰＵ３からの指令により切り替えて、Ａ／Ｄ変換器２の入力端に接続する。 切替回路５は、アナログスイッチ、トランジスタ、ＦＥＴ等の電子的無接点スイ ッチ、リードスイッチ等の磁気的有接点スイッチ等のいずれであってもよい。ま た、スライドスイッチ等の機械式有接点スイッチを用い、オン／オフは手動操作 で行ってもよい。

【０００８】 この実施例赤外線温度計において、測定時は、ＣＰＵ３からの指令により、切 替回路５が先ず、赤外線センサ１の正出力端子１ｐ側に投入される。そのため、 赤外線センサ１の出力ｖ_p は、Ａ／Ｄ変換器２に入力される。ここで、Ａ／Ｄ変 換器２のオフセットをΔｖとすると、ｖ_p ＋Δｖの電圧がデジタル信号に変換さ れてＣＰＵ３に取り込まれる。次に今度はＣＰＵ３からの指令により切替回路５ が赤外線センサ１の負出力端子１ｍに投入される。そして、赤外線センサ１の負 出力端子１ｍの電圧ｖ_m （＝０）がＡ／Ｄ変換器２に入力される。そして、ｖ_m ＋Δｖの電圧がデジタル信号に変換されてＣＰＵ３に取り込まれる。ＣＰＵ３で は、切替回路５を正出力端子１ｐと負出力端子１ｍにそれぞれ投入した場合の取 込み電圧の差を求める。

【０００９】 この差演算は、（ｖ_p ＋Δｖ）−（ｖ_m ＋Δｖ）＝ｖ_p ＋ｖ_m となり、ｖ_m ＝ ０であるから、最終的には、ｖ_p のみが残り、このｖ_p は被測定温度に対応する ものであるから、Ｔ＝ｆ（ｖ_p ）より正確な温度が求められ、表示器４に表示さ れる。被測定温度Ｔの抽出は、種々のｖ_p の値に対する温度ＴをＣＰＵ３内のメ モリテーブルに記憶しておいてもよいし、換算式を記憶しておき、ｖ_p からＴを 算出するようにしてもよい。

【００１０】

【考案の効果】

この考案によれば、切替手段により、赤外線センサの正出力端子と負出力端子 を計測回路部の入力に接続し、その差を演算し、差に対応する被測定温度を得る ものであるから、計測回路部のオフセットをキャンセルでき、廉価な回路素子の 使用が可能となる。また、環境温度変化などによる計測回路部のオフセットの変 動において、その状態毎に差を求めることによって、オフセットの変動、即ち、 温度変化などによる影響をなくすことができ、高精度の測定が可能となる。

【提出日】平成４年６月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】 上記した従来の赤外線温度計で使用される赤外線センサは、サーモパイルや焦 電素子であり、センシング感度が低く、センサ出力としては１℃に対してμＶオ ーダと非常に小さい。そのため、プリアンプを内蔵するＡ／Ｄ変換器２等の計測 回路部では、オフセット電圧を小さくて、高ゲインのオペアンプや高精度抵抗素 子を使用する必要がある。例えば、Ａ／Ｄ変換器２２中のプリアンプのオフセッ ト電圧をΔｖとし、赤外線センサ２１の負入力端子電圧ｖ_m を０Ｖ、正出力端子 の電圧をｖ_P とすると、Ａ／Ｄ変換器２２の出力は、Ｖ＝ｖ_P ＋Δｖとなり、こ れに対応して求められる温度値Ｔは、Ｔ＝Ｔ＋ΔＴ（Δｖ）となり、オフセット 電圧Δｖが大きいので、誤差が大きくなる。そのため、オフセットの小さいＡ／ Ｄ変換器２２を使用する必要があり、構成部品を高精度、高価なものを使用せね ばならないという問題がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例赤外線温度計の回路構成を
示すブロック図である。

【図２】従来の赤外線温度計の回路構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ 赤外線センサ １ｐ 赤外線センサの正出力端子 １ｍ 赤外線センサの負出力端子 ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ ＣＰＵ ４ 表示器 ５ 切替回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中村 安志 京都市下京区中堂寺南町17番地 サイエン スセンタービル 株式会社オムロンライフ サイエンス研究所内 (72)考案者 巻田 茂 京都市下京区中堂寺南町17番地 サイエン スセンタービル 株式会社オムロンライフ サイエンス研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】赤外線センサと、この赤外線センサからの
   信号を処理して温度を計測する計測回路部とを備える赤
   外線温度計において、 前記赤外線センサの正出力端子と負出力端子を切替えて
   前記計測回路部に接続する切替手段と、前記赤外線セン
   サの正出力端子よりの信号と負出力端子よりの信号の差
   を算出する差演算手段と、差信号に応じて被測定温度を
   得る手段とを備えたことを特徴とする赤外線温度計。