JPH0599755A - 温度センサのリニアライズ処理方法 - Google Patents

温度センサのリニアライズ処理方法

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JPH0599755A
JPH0599755A JP28563891A JP28563891A JPH0599755A JP H0599755 A JPH0599755 A JP H0599755A JP 28563891 A JP28563891 A JP 28563891A JP 28563891 A JP28563891 A JP 28563891A JP H0599755 A JPH0599755 A JP H0599755A
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Kazushige Morita
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Abstract

(57)【要約】 【目的】温度センサ毎の固有の誤差を容易に校正できる
ようにして、高精度の温度測定を行えるようにする。 【構成】予め求められている温度センサの温度に対する
定格抵抗特性を双曲線で近似させ、サンプリングした温
度センサの抵抗値を上記双曲線近似式に代入して温度値
を算出するようにした温度センサのリニアライズ処理方
法において、温度センサの抵抗値をサンプリングする毎
に、サンプリングした抵抗値に温度センサ固有の誤差を
補償する補正係数を掛け算処理して補正抵抗値を算出
し、算出した補正抵抗値を上記双曲線近似式に代入して
校正温度値を求めて表示などの必要なデータ処理を行う
ようにされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度センサのリニアラ
イズ処理方法に係り、更に詳しくは、温度センサ毎の固
有の誤差を容易に校正できるようにしたことに特徴を有
したものに関する。
【0002】
【従来の技術】周囲の温度を計測したり、周囲温度に応
じた制御を行わせるような温度制御回路には、通常、温
度に応じて抵抗値の変化するサーミスタや白金線などの
温度センサが用いられている。図4は、負の温度係数を
有するサーミスタについて周囲温度に対する抵抗値の変
化を示した特性曲線であり、サーミスタの抵抗値から温
度を求めるために、従来では、ブリッジ回路などを用い
たリニアライズ回路によって温度に比例した電圧を出力
させ、この電圧によってメーター指示を行わせたり、デ
ジタルデータに変換して温度表示や制御などを行ってい
た。ところが、ブリッジ回路などのリニアライズ回路で
は、多数の抵抗を用いるために抵抗値のばらつきによっ
て生じるリニアライズ誤差を抑えることが難しかった。
【0003】そこで、本願出願人は先の出願(平成3年
8月29日出願)において、温度センサの温度に対する
抵抗特性を双曲線で近似させて温度値を算出するように
した新規な温度センサのリニアライズ処理方法を提案し
た。この処理方法は、図4に示した特性曲線において、
予め求められているサーミスタの温度に対する定格の抵
抗値特性L(太実線)を、例えば、10[゜C]毎に区
分して双曲線L1〜L5で近似し、求めた各々の双曲線
近似式T=(an/(R−bn))+cnを温度区分に
対応した抵抗値データとともにデータテーブルに記憶さ
せておき、図5の(a),(b)に示したように、サー
ミスタTHの抵抗値R1をサンプリングしたときには、
抵抗値R1に対応した双曲線近似式をデータテーブルか
ら読み出し、読み出した双曲線近似式に抵抗値R1を代
入して温度値Tを算出するようにされており、サーミス
タの特性を細かく区分して双曲線で近似させているの
で、誤差の発生を低減させ正確な温度計測を可能にして
いる。
【0004】ところが、サーミスタなどの温度センサ
は、温度に対する抵抗値特性曲線が定格の抵抗特性曲線
Lに対して部分的にばらつくようなことは少ないが、図
6に示したように、定格特性曲線Lの上下に数パーセン
ト程度の範囲でばらつく(特性曲線L’,L”参照)こ
とが多く、折角、上述したように定格特性に対して正確
にリニアライズ処理を行っても、個々のサーミスタの特
性のばらつきのために測定精度の低下を招いていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みて提案されるもので、温度センサ毎の固有の誤差を
容易に校正できるようにして、高精度の温度測定を行え
るようにした温度センサのリニアライズ処理方法を提供
することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案される請求項1に記載の本発明は、予め求められ
ている温度センサの温度に対する定格抵抗特性を双曲線
で近似させ、サンプリングした温度センサの抵抗値を上
記双曲線近似式に代入して温度値を算出するようにした
温度センサのリニアライズ処理方法において、温度セン
サの抵抗値をサンプリングする毎に、サンプリングした
抵抗値に温度センサ固有の誤差を補償する補正係数を掛
け算処理して補正抵抗値を算出し、算出した補正抵抗値
を上記双曲線近似式に代入して校正温度値を求めて表示
などの必要なデータ処理を行うようにされている。請求
項2に記載の本発明は、請求項1における補正係数が、
予め求められている温度センサの誤差率を補償するよう
に設定される。また、請求項3に記載の本発明は、請求
項1における補正係数が、既知の所定温度環境において
求めた校正温度値を所定温度値に一致させるように調整
設定される。
【0007】
【作用】請求項1に記載の本発明では、温度センサの抵
抗値をサンプリングする毎に、サンプリングした抵抗値
に温度センサ固有の誤差を補償する補正係数を掛け算処
理して補正抵抗値を算出し、算出した補正抵抗値を双曲
線近似式に代入して校正温度値を求めて表示させるなど
のデータ処理を行う。このため、温度センサの特性が定
格特性に対して上下にばらついても、個々の温度センサ
毎に誤差を補償した高精度の温度測定を行うことができ
る。請求項2に記載の本発明では、補正係数が、予め求
められている温度センサの誤差率を補償するように設定
される。例えば、温度センサの誤差が+3%の場合は、
補正係数値を−3%に設定することによって温度センサ
の誤差を相殺することができる。請求項3に記載の本発
明では、既知の所定温度環境において求めた校正温度値
が、所定温度値と一致するように補正係数が調整設定さ
れる。このため、温度センサの誤差が不明であっても、
所定温度における補正係数を調整して温度値を校正すれ
ば、全温度帯域における誤差を低減させることができ
る。
【0008】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。図1の(a)は、本発明の温度センサのリニア
ライズ処理方法をフローチャートをもって示したもので
あり、図1の(b)に示したサーミスタTHによる温度
検出部の回路例を参照しながらその動作を説明する。
尚、図1の(a)のフローチャート(ステップ100〜
104)には、実行される演算式を併記している。 電圧レベルV3およびV1を計測し、補正係数算出式
(下記1式)に代入することによって補正係数Sを算出
する。 S=(V3/V1)×0.1−0.05・・・・・・・(1) 尚、図1の(b)では、補正係数設定器VRの摺動端子
を電源電圧側まで移動させると補正係数が+5%(0.
05)に設定され、逆に、摺動端子を接地電位側まで移
動させると−5%(−0.05)に設定されるようにな
っている。 電圧レベルV1およびV2を計測し、サーミスタの抵
抗値算出式(下記2式)に代入することによって、サー
ミスタ抵抗値R1を算出する。 R1=((V2/(V1−V2))×r・・・・・・・(2) 算出したサーミスタ抵抗値R1に、下記3式によって
補正係数Sをかけ算処理して補正抵抗値R1’を算出す
る。 R1’=R1×(1+S)・・・・・・・・・・・・・(3) データテーブル(不図示)を参照して、補正抵抗値R
1’に対応した双曲線近似式(下記4式)を読み出す。 T=((an/(R−bn))+cn・・・・・・・・(4) 読み出した双曲線近似式(4)に補正抵抗値R1’を
代入して校正温度値Tを算出して表示などを行う。
【0009】このように、本発明の温度センサのリニア
ライズ処理方法によれば、上述した〜の処理を繰り
返し行うことによって、サーミスタの固有の誤差を補償
した温度測定を行うことが可能となる。
【0010】ところで、商品製造ラインなどでは、予
め、サーミスタなどの温度センサを誤差のランクに応じ
て選別し、選別された温度センサのグループ毎に、回路
定数を補正するような製造方法が採られることがある
が、本発明によれば、図2の(a)に示したように、例
えば、サーミスタの誤差が定格値に対して−1%のもの
では、補正係数設定ボリュームVRを+1%に合わせる
だけで、サーミスタの誤差を補償した校正温度値を算出
させることができ、商品の製造性を向上させることがで
きる(請求項2に対応)。
【0011】また、サーミスタの誤差を予め測定しない
場合には、恒温槽などを用いて補正係数設定ボリューム
VRの調整を行うこともできる。図3は、このような設
定方法をフローチャートをもって示したもので、予め既
知の温度環境(例えば、25゜Cの定格温度)に設定さ
れた恒温漕に商品を入れて、ステップ200,201の
手順によって校正温度値Tを測定し、求められた校正温
度値Tが定格温度値よりも高いときには、補正係数設定
ボリュームVRを低下調整する一方、逆に、求めた校正
温度値Tが定格温度値よりも低いときには、補正係数設
定ボリュームVRを増加調整して、測定された校正温度
値Tを定格温度値(恒温槽の設定温度)に一致させるこ
とによって補正係数Sの調整設定を行うようにされてい
る(請求項3に対応)。(以上、図3ステップ200〜
205参照)。このため、サーミスタの誤差が不明であ
っても、簡単に補正係数の設定を行うことができる。
【0012】尚、上記説明では、各種の演算処理を行う
ための構成については言及していないが、図1の(b)
に示したV1,V2,V3などのアナログ電圧をA/D
変換回路によってデジタルデータに変換し、変換された
デジタルデータをCPUで成る信号処理部で演算処理さ
せるような構成を採ることができる。
【0013】また、上記説明では、温度センサとしてサ
ーミスタを例にあげて述べているが、温度に比例した抵
抗特性を有する白金線を用いた温度センサなどについて
も本発明方法を適用することができる。
【0014】
【発明の効果】請求項1に記載の本発明によれば、温度
センサ毎に容易に誤差を補正することができるので、個
々の温度センサの特性が定格特性に対して上下にばらつ
いても、温度センサ毎に誤差を補償して高精度の温度測
定を行って表示などのデータ処理を行うことができる。
請求項2に記載の本発明によれば、温度センサの誤差が
予め分かっている場合には、誤差を補償するように補正
係数を設定することによって誤差を低減させることがで
きる。また、請求項3に記載の本発明によれば、温度セ
ンサの誤差が不明な場合でも、既知の所定温度において
測定した校正温度値が所定温度値となるように補正係数
を調整するだけで、全温度帯域における誤差を低減させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)は、本発明の温度センサのリニ
アライズ処理方法の説明図である。
【図2】(a),(b)は、請求項2に記載した本発明
における補正係数の調整方法の説明図である。
【図3】請求項3に記載した本発明における補正係数の
調整方法を示したフローチャートである。
【図4】温度センサの抵抗特性を双曲線で近似する説明
図である。
【図5】(a),(b)は、従来の温度センサのリニア
ライズ処理方法の説明図である。
【図6】サーミスタの抵抗特性のばらつきの説明図であ
る。
【符号の説明】
R1・・・温度センサの抵抗値 R1’・・・補正抵抗値 S・・・補正係数 T・・・校正温度値 TH・・・温度センサ(サーミスタ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予め求められている温度センサの温度に対
    する定格抵抗特性を双曲線で近似させ、サンプリングし
    た温度センサの抵抗値を上記双曲線近似式に代入して温
    度値を算出するようにした温度センサのリニアライズ処
    理方法において、 温度センサの抵抗値をサンプリングする毎に、サンプリ
    ングした抵抗値に温度センサ固有の誤差を補償する補正
    係数を掛け算処理して補正抵抗値を算出し、 算出した補正抵抗値を上記双曲線近似式に代入して校正
    温度値を求めて表示などの必要なデータ処理を行うよう
    にしたことを特徴とする温度センサのリニアライズ処理
    方法。
  2. 【請求項2】上記補正係数が、予め求められている温度
    センサの誤差率を補償する値に設定されることを特徴と
    する、請求項1に記載の温度センサのリニアライズ処理
    方法。
  3. 【請求項3】上記補正係数が、既知の所定温度環境にお
    いて測定した校正温度値を所定温度値に一致させるよう
    に調整設定されることを特徴とする、請求項1に記載の
    温度センサのリニアライズ処理方法。
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Cited By (4)

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