JPH0633039U - 温度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測温体に印加される電圧波形、流れる電流波
形の各ゼロ点間の位相角を測定することで温度測定値を
得る温度検出装置において、簡単な構成でもって電源周
波数の変化に対しても実用上充分な検出精度の温度信号
を得る。 【構成】 ゼロ電圧検出部またはゼロ電流検出部の後段
に遅延部を設け、この遅延部の出力信号を基準点として
測温体の位相角を測定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、測温体インピーダンスの位相角を温度信号として利用する温度検出 装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

温度変化に対応してインピーダンスの位相角が変化する測温体を利用する温度 検出装置としては、特開平３−７７０３６号公報に開示の技術があり、測温体に 印加される電圧とこれに流れる電流の位相角を計測することにより温度を検出し ている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

斯種装置では、測温体に印加される電源周波数の変化に対応してインピーダン スの位相角が変化することにより計測値が異なるため、従来は電源周波数の測定 部と補正部を別に設けて、電源周波数の差に応じて計測値を補正しなければなら ないという問題点があった。

【０００４】 本考案は、従来必要とした電源周波数の測定部と補正部を省略し、簡単な構成 で実用上電源周波数の変化に対して充分な検出精度が得られる温度検出装置の提 供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案装置は、温度変化に対応してインピーダン スの位相角が変化する測温体に交流を印加し、この交流電圧のゼロ電圧検出部と 、測温体を流れる電流のゼロ電流検出部とによって交流電圧と電流の両ゼロ点を 検出し、両ゼロ点間の位相角を測定して温度計測値を得る温度検出装置において 、ゼロ電圧検出部またはゼロ電流検出部の後段に遅延部を設け、該遅延部の出力 信号を基準点として位相角を測定するようにしたものである。

【０００６】 上記遅延部には抵抗とコンデンサからなる積分回路例があり、電圧に対して電 流が進相特性の場合はゼロ電圧検出部の後段に、他方電圧に対して電流が遅相特 性の場合はゼロ電流検出部の後段に設けるのが効果的である。

【０００７】 また、同一温度でも電源周波数の差によって生じる温度信号の相違を少なくす るには、遅延部による遅延時間を長くすると良い。

【０００８】

【作用】

上記のように構成された温度検出装置では、従来例えば電圧のゼロ点を基準点 として電流のゼロ点との間の時間長さを計測して温度信号としていたのを、遅延 部によって位相角を計測する基準点を、従来方式の基準点より一定時間遅れた点 とし、電源周波数の差による電圧と電流の位相角の相違、即ち温度信号の相違を 少なくする。

【０００９】 これを図８、図９で説明すると、測温体に異る周波数ｆ１、ｆ２の正弦波電圧 を印加し、電流が進相特性の場合、電圧波形と電流波形を夫々正弦波ｖ１、ｉ１ 、ｖ２、ｉ２で表わし、電圧ｖ１、ｖ２のゼロ点をＯ、電流ｉ１のゼロ点をＰ１ 、電流ｉ２のゼロ点をＰ２とする。

【００１０】 測温体インピーダンスの位相角は、電圧と電流の両ゼロ点間の時間長さである から、点Ｐ１と点Ｏの時間長さｔ１は周波数ｆ１のときの位相角φ１に、点Ｐ２ と点Ｏの時間長さｔ２は周波数ｆ２のときの位相角φ２に相当する。従って、周 波数がｆ１からｆ２に変化したときの変化率Ｘは、次の数式１で表わされる。

【００１１】

【数１】

【００１２】 一方点Ｏから一定時間Ｔだけ遅れた点Ｑを定めると、この点Ｑから各点Ｐ１、 Ｐ２までの時間長さは、夫々（ｔ１＋Ｔ）、（ｔ２＋Ｔ）となり、周波数がｆ１ からｆ２に変化したときの変化率Ｙは、次の数式２で表わされる。

【００１３】

【数２】

【００１４】 ここで、数式１と数式２を比較すると、Ｘ＞Ｙの関係が明らかであり、即ち、 位相角の測定基準点をＯからＱに移動させ、（ｔ１＋Ｔ）及び（ｔ２＋Ｔ）の値 を位相角φ１、φ２に対応した信号として取扱うと、周波数が変化した場合に測 定値の差が小さくなる。

【００１５】 尚、遅相電流特性を示す測温体の場合には、上記において電圧波形と電流波形 を入れ換えて考えれば、全く同様のことが言える。

【００１６】

【実施例】

図１は、進相電流特性を示す測温体１に対する本考案の一実施例を示し、測温 体１には保護用抵抗７を介して交流電源２を印加し、測温体１に印加される交流 電圧ｖのゼロ点はゼロ電圧検出部３で検出される。トランジスタ３１のコレクタ 出力部には抵抗５１、コンデンサ５２からなる遅延部５が接続されている。

【００１７】 ゼロ電圧検出部３で検出されたゼロ点は遅延部５で一定時間遅延された後、Ｎ ＯＴ素子８で反転されてＡＮＤ素子９の一方の入力とし、測温体１に流れる電流 ｉのゼロ点をゼロ電流検出部４で検出してＡＮＤ素子９の他方の入力としている

【００１８】 図２は測温体１に印加される電圧ｖとこれを流れる電流ｉを示し（便宜的に正 弦波として図示）、図３〜図７は、図１の回路中符号ａ〜ｅで示す各点の電圧波 形で、図３に示すゼロ電圧検出部３の出力波形は、抵抗５１とコンデンサ５２に よって積分されて遅延し、図４に示す波形となる。これがＮＯＴ素子８に加えら れると、その入力スレショルド電圧特性に従って反転され、図１のｃ点では図５ に示すように、時間Ｔだけ遅延して反転される。

【００１９】 ＋Ｔ）なる値となる。

【００２０】 電源周波数ｆが変れば点Ｐの位置は変るが、遅延部５はその影響を受けないの で基準点Ｑの位置は変らず、（ｔ＋Ｔ）の値を温度信号として用いることで、上 記Ｘの変化に比べてＹの変化は小さくなる。

【００２１】 遅延部５による遅延時間Ｔを５［ｍｓ］、電源周波数ｆ１を６０Ｈｚ、ｆ２を ５０Ｈｚとして各温度におけるＸ、Ｙの測定値を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】 尚、測温体１が遅相電流特性を示すものの場合は、図１０に示すように遅延部 ５をゼロ電流検出部４の後段に設ければ、上記と同様な動作が得られる。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の温度検出装置は、測温体に印加される電圧と、流 れる電流の夫々ゼロ点を検出し、これら両ゼロ点の間の区間を測定するに際し、 一方のゼロ点を基準点にして測定するのではなく、簡単な構成で測定する基準点 を両ゼロ点から離れた点としたので、電源周波数の変動による測定値の差を、実 用上問題ない程度まで小さくできる特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案装置の実施例を示す回路図である。

【図２】測温体に印加される電圧、流れる電流の波形図
である。

【図３】図１の符号ａ部の電圧波形図である。

【図４】図１の符号ｂ部の電圧波形図である。

【図５】図１の符号ｃ部の電圧波形図である。

【図６】図１の符号ｄ部の電圧波形図である。

【図７】図１の符号ｅ部の電圧波形図である。

【図８】周波数ｆ１の場合の測温体に印加される電圧、
流れる電流の波形図である。

【図９】周波数ｆ２の場合の測温体に印加される電圧、
流れる電流の波形図である。

【図１０】本考案装置の他の実施例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 測温体 ２ 交流電源 ３ ゼロ電圧検出部 ４ ゼロ電流検出部 ５ 遅延部

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度変化に対応してインピーダンスの位
   相角が変化する測温体に交流を印加し、この交流電圧の
   ゼロ電圧検出部と、測温体を流れる電流のゼロ電流検出
   部とによって交流電圧と電流の両ゼロ点を検出し、該両
   ゼロ点間の位相角を測定して温度計測値を得る温度検出
   装置において、ゼロ電圧検出部またはゼロ電流検出部の
   後段に遅延部を設け、該遅延部の出力信号を基準点とし
   て位相角を測定するようにしたことを特徴とする温度検
   出装置。