JPH06331584A - 環境センサ - Google Patents
環境センサInfo
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- JPH06331584A JPH06331584A JP12011793A JP12011793A JPH06331584A JP H06331584 A JPH06331584 A JP H06331584A JP 12011793 A JP12011793 A JP 12011793A JP 12011793 A JP12011793 A JP 12011793A JP H06331584 A JPH06331584 A JP H06331584A
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- voltage
- power consumption
- power
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒータの抵抗値が経時的変化をしてヒータで
の消費電力が変化しても、この消費電力をいつも一定に
する環境センサを得る。 【構成】 検知対象の状態に応じて抵抗値が変化する感
応膜４を加熱するヒータ６Ａの消費電力を演算する演算
手段（Ｓ３）と、この演算手段の演算値から、たとえ前
記ヒータの抵抗値が経時的変化をしても、前記ヒータの
消費電力がいつも一定になる様に前記消費電力を調整す
る調整手段（Ｓ６）とを設けた。
の消費電力が変化しても、この消費電力をいつも一定に
する環境センサを得る。 【構成】 検知対象の状態に応じて抵抗値が変化する感
応膜４を加熱するヒータ６Ａの消費電力を演算する演算
手段（Ｓ３）と、この演算手段の演算値から、たとえ前
記ヒータの抵抗値が経時的変化をしても、前記ヒータの
消費電力がいつも一定になる様に前記消費電力を調整す
る調整手段（Ｓ６）とを設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、環境中の検知対象の
状態例えばガスや臭いの有無等を検知する環境センサ、
特にセンサ部に内蔵されたヒータの抵抗値の経時的な変
化に対処できる環境センサに関するものである。
状態例えばガスや臭いの有無等を検知する環境センサ、
特にセンサ部に内蔵されたヒータの抵抗値の経時的な変
化に対処できる環境センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガスや臭い等（以下、ガス等と云
う。）の増減に応じて抵抗値が変化する感応膜及びこの
感応膜を加熱するヒータを内蔵したセンサ部を備え、環
境中のガス等の状態を検知する環境センサが知られてい
る。図５は従来の環境センサ例えば薄膜型ガスセンサを
示す概略構成図であり、図において１はセンサ部であっ
て、アルミナ基板２と、このアルミナ基板２の一面例え
ば下面に設けられたセンサ電極３と、これらアルミナ基
板２及びセンサ電極３に被着例えば蒸着された金属酸化
物半導体例えばＳｎＯ2，ＺｎＯ，ＴｉＯ2等から成り、
ガス等の吸着の増減に応じて抵抗値が変化する感応膜４
と、アルミナ基板２の他面である上面に設けられたヒー
タ電極５と、アルミナ基板２及びヒータ電極５に焼き付
けられた白金のペーストから成るヒータ６とで構成され
ている。
う。）の増減に応じて抵抗値が変化する感応膜及びこの
感応膜を加熱するヒータを内蔵したセンサ部を備え、環
境中のガス等の状態を検知する環境センサが知られてい
る。図５は従来の環境センサ例えば薄膜型ガスセンサを
示す概略構成図であり、図において１はセンサ部であっ
て、アルミナ基板２と、このアルミナ基板２の一面例え
ば下面に設けられたセンサ電極３と、これらアルミナ基
板２及びセンサ電極３に被着例えば蒸着された金属酸化
物半導体例えばＳｎＯ2，ＺｎＯ，ＴｉＯ2等から成り、
ガス等の吸着の増減に応じて抵抗値が変化する感応膜４
と、アルミナ基板２の他面である上面に設けられたヒー
タ電極５と、アルミナ基板２及びヒータ電極５に焼き付
けられた白金のペーストから成るヒータ６とで構成され
ている。
【０００３】従来の環境センサは上述した様に構成され
ており、センサ部１の感応膜４にはガス例えばＣＯガス
が吸着すると、電子を得てその抵抗値が変化するＮ型の
ものと、電子を奪われてその抵抗値が変化するＰ型のも
のとがあるが、いずれもガスが吸着すると抵抗値が変化
する。そこで、この抵抗値の変化を例えば電圧の変化と
して取り出せば、ガス等の変化を検知することができ
る。
ており、センサ部１の感応膜４にはガス例えばＣＯガス
が吸着すると、電子を得てその抵抗値が変化するＮ型の
ものと、電子を奪われてその抵抗値が変化するＰ型のも
のとがあるが、いずれもガスが吸着すると抵抗値が変化
する。そこで、この抵抗値の変化を例えば電圧の変化と
して取り出せば、ガス等の変化を検知することができ
る。
【０００４】ところが、ヒータ６になる白金ペーストの
抵抗値は大変小さく、数mm角のアルミナ基板２では５０
Ω〜１００Ω程度であり、これではヒータ電圧を１２
Ｖ，２４Ｖと高く設定できないと云う欠点があった。そ
こで、抵抗値を大きくするために、ファインパターンの
距離を長くしようとしても、数mm角のアルミナ基板２で
はどうしても所望の抵抗値が得られない。
抵抗値は大変小さく、数mm角のアルミナ基板２では５０
Ω〜１００Ω程度であり、これではヒータ電圧を１２
Ｖ，２４Ｖと高く設定できないと云う欠点があった。そ
こで、抵抗値を大きくするために、ファインパターンの
距離を長くしようとしても、数mm角のアルミナ基板２で
はどうしても所望の抵抗値が得られない。
【０００５】そこで、白金ペーストのヒータ６に代え
て、酸化ルテニューム（ＲｕＯ2）を母材としてガラス
フリッツを混ぜたペーストから成るヒータ６Ａを使用す
ると、ヒータ６Ａの抵抗値をかなり自由に設計でき、ヒ
ータ電圧も５Ｖ，１２Ｖ，２４Ｖ用に同一の抵抗パター
ンで作成できると云う利点がある反面、ヒータ６Ａの抵
抗値に経時的な変化があるので、長時間使用すると抵抗
値が徐々に増加したり或いは減少したりし、ひいてはヒ
ータ６Ａの消費電力が変化すると云う欠点があり、これ
ではセンサ部１の温度を一定に保てないので、環境セン
サの感度が変わってしまうという欠点がある。
て、酸化ルテニューム（ＲｕＯ2）を母材としてガラス
フリッツを混ぜたペーストから成るヒータ６Ａを使用す
ると、ヒータ６Ａの抵抗値をかなり自由に設計でき、ヒ
ータ電圧も５Ｖ，１２Ｖ，２４Ｖ用に同一の抵抗パター
ンで作成できると云う利点がある反面、ヒータ６Ａの抵
抗値に経時的な変化があるので、長時間使用すると抵抗
値が徐々に増加したり或いは減少したりし、ひいてはヒ
ータ６Ａの消費電力が変化すると云う欠点があり、これ
ではセンサ部１の温度を一定に保てないので、環境セン
サの感度が変わってしまうという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した様に、従来の
環境センサでは、ヒータの抵抗値が大変小さいのでヒー
タ電圧を高く設定できないと云う課題があり、またヒー
タの抵抗値をかなり自由に設計できても、その経時的な
変化のせいで環境センサの感度が変わってしまうと云う
課題もあった。
環境センサでは、ヒータの抵抗値が大変小さいのでヒー
タ電圧を高く設定できないと云う課題があり、またヒー
タの抵抗値をかなり自由に設計できても、その経時的な
変化のせいで環境センサの感度が変わってしまうと云う
課題もあった。
【０００７】そこで、この発明は、この様な課題を解決
するためになされたもので、感度がいつも適正である環
境センサを得ることを目的としている。
するためになされたもので、感度がいつも適正である環
境センサを得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る環境セン
サは、検知対象の状態に応じて抵抗値が変化する感応膜
を加熱するヒータの消費電力を演算する演算手段と、こ
の演算手段の演算値から、たとえ前記ヒータの抵抗値が
経時的変化をしても、前記ヒータの消費電力がいつも一
定になる様に前記消費電力を調整する調整手段とを設け
たものである。
サは、検知対象の状態に応じて抵抗値が変化する感応膜
を加熱するヒータの消費電力を演算する演算手段と、こ
の演算手段の演算値から、たとえ前記ヒータの抵抗値が
経時的変化をしても、前記ヒータの消費電力がいつも一
定になる様に前記消費電力を調整する調整手段とを設け
たものである。
【０００９】
【作用】この発明では、センサ部に内蔵されたヒータの
抵抗値が経時的な変化をするとヒータでの消費電力が変
化するので、この消費電力をいつも一定になる様に調整
することにより感応膜の加熱温度を一定にし、ひいては
環境センサの感度をいつも適正に保てる。
抵抗値が経時的な変化をするとヒータでの消費電力が変
化するので、この消費電力をいつも一定になる様に調整
することにより感応膜の加熱温度を一定にし、ひいては
環境センサの感度をいつも適正に保てる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の一実施例を添付図面につい
て詳しく説明する。図１はこの発明に係る環境センサの
一実施例を示す回路図である。図において、１は図５に
示し且つ上述したセンサ部と同じものであって、感応膜
４及びヒータ６Ａを内蔵している。これら感応膜４及び
ヒータ６Ａは、その一端が直流電源（図示しない）の正
極＋に接続され且つ他端がそれぞれ出力抵抗１１、ヒー
タ監視用抵抗１２を介して直流電源の負極−に接続され
ている。コンパレータ１３は、その非反転入力端子＋が
感応膜４と出力抵抗１１の接続点Ｐ１に接続され、その
反転入力端子−が直流電源の正極＋と負極−の間で互い
に直列に接続された分圧抵抗ＲａとＲｂの接続点Ｐ２に
接続され、その出力端子からセンサＯＮ信号を発生す
る。信号出力手段の一部を構成する第１のコンパレータ
１４は、その反転入力端子−がヒータ６Ａとヒータ監視
用抵抗１２の接続点Ｐ３に接続され、その非反転入力端
子＋が直流電源の正極＋と負極−の間で互いに直列に接
続された分圧抵抗ＲｃとＲｄの接続点Ｐ４に接続され、
その出力端子からヒータ故障信号を発生する。信号出力
手段の残部を構成する第２のコンパレータ１５は、その
非反転入力端子＋が接続点Ｐ３に接続され、その反転入
力端子−が直流電源の正極＋と負極−の間で互いに直列
に接続された分圧抵抗ＲｅとＲｆの接続点Ｐ５に接続さ
れ、その出力端子からヒータ故障信号を発生する。
て詳しく説明する。図１はこの発明に係る環境センサの
一実施例を示す回路図である。図において、１は図５に
示し且つ上述したセンサ部と同じものであって、感応膜
４及びヒータ６Ａを内蔵している。これら感応膜４及び
ヒータ６Ａは、その一端が直流電源（図示しない）の正
極＋に接続され且つ他端がそれぞれ出力抵抗１１、ヒー
タ監視用抵抗１２を介して直流電源の負極−に接続され
ている。コンパレータ１３は、その非反転入力端子＋が
感応膜４と出力抵抗１１の接続点Ｐ１に接続され、その
反転入力端子−が直流電源の正極＋と負極−の間で互い
に直列に接続された分圧抵抗ＲａとＲｂの接続点Ｐ２に
接続され、その出力端子からセンサＯＮ信号を発生す
る。信号出力手段の一部を構成する第１のコンパレータ
１４は、その反転入力端子−がヒータ６Ａとヒータ監視
用抵抗１２の接続点Ｐ３に接続され、その非反転入力端
子＋が直流電源の正極＋と負極−の間で互いに直列に接
続された分圧抵抗ＲｃとＲｄの接続点Ｐ４に接続され、
その出力端子からヒータ故障信号を発生する。信号出力
手段の残部を構成する第２のコンパレータ１５は、その
非反転入力端子＋が接続点Ｐ３に接続され、その反転入
力端子−が直流電源の正極＋と負極−の間で互いに直列
に接続された分圧抵抗ＲｅとＲｆの接続点Ｐ５に接続さ
れ、その出力端子からヒータ故障信号を発生する。
【００１１】次に、環境センサの動作を説明する。セン
サ部１の周辺に所定量以上のガスが存在すると、感応膜
４と直列に接続された出力抵抗１１の両端間に発生する
出力電圧が上昇し、しかもこの上昇した出力電圧が所定
値即ち分圧抵抗Ｒｂの両端間に発生する電圧を超える
と、コンパレータ１３はセンサＯＮ信号を発生してセン
サ部１が動作中であることを示す。上述した様に、ヒー
タ６Ａはその抵抗値が経時的に変化し、例えば長時間使
用により抵抗値が増加するタイプのヒータ６Ａを使用す
る場合には、ヒータ６Ａの両端間に発生するヒータ電圧
が高くなるにつれてヒータ監視用抵抗１２の両端間に発
生する監視電圧は低くなる。この監視電圧が第１の所定
値即ち分圧抵抗Ｒｄの両端間に発生する電圧を超える例
えば下回ると、第１のコンパレータ１４はヒータ故障信
号を発生するので、このヒータ故障信号によりセンサ部
１を新品に交換すれば、環境センサの感度をいつも適性
に保てる。
サ部１の周辺に所定量以上のガスが存在すると、感応膜
４と直列に接続された出力抵抗１１の両端間に発生する
出力電圧が上昇し、しかもこの上昇した出力電圧が所定
値即ち分圧抵抗Ｒｂの両端間に発生する電圧を超える
と、コンパレータ１３はセンサＯＮ信号を発生してセン
サ部１が動作中であることを示す。上述した様に、ヒー
タ６Ａはその抵抗値が経時的に変化し、例えば長時間使
用により抵抗値が増加するタイプのヒータ６Ａを使用す
る場合には、ヒータ６Ａの両端間に発生するヒータ電圧
が高くなるにつれてヒータ監視用抵抗１２の両端間に発
生する監視電圧は低くなる。この監視電圧が第１の所定
値即ち分圧抵抗Ｒｄの両端間に発生する電圧を超える例
えば下回ると、第１のコンパレータ１４はヒータ故障信
号を発生するので、このヒータ故障信号によりセンサ部
１を新品に交換すれば、環境センサの感度をいつも適性
に保てる。
【００１２】又、抵抗値が減少するタイプのヒータ６Ａ
を使用する場合には、ヒータ６Ａの両端間に発生するヒ
ータ電圧が低くなるにつれて上述した監視電圧は高くな
る。この監視電圧が上述した第１の所定値と異なる第２
の所定値即ち分圧抵抗Ｒｆの両端間に発生する電圧を超
える例えば上回ると、第２のコンパレータ１５はヒータ
故障信号を発生する。
を使用する場合には、ヒータ６Ａの両端間に発生するヒ
ータ電圧が低くなるにつれて上述した監視電圧は高くな
る。この監視電圧が上述した第１の所定値と異なる第２
の所定値即ち分圧抵抗Ｒｆの両端間に発生する電圧を超
える例えば上回ると、第２のコンパレータ１５はヒータ
故障信号を発生する。
【００１３】なお、上述した実施例では、第１の所定値
と第２の所定値が異なる場合について説明したが、分圧
抵抗Ｒｃ〜Ｒｆの抵抗値を適切に選択すれば、唯一の所
定値を用いることもできる。なお、具体的にはヒータ６
Ａの抵抗値が±２０％位ずれた時にヒータ故障信号を出
力するのが望ましい。又、上述したセンサＯＮ信号やヒ
ータ故障信号によりセンサ部１を収容した本体とは別に
設けたブザーや発光素子を鳴動又は点灯させることがで
きる。更に電源兼信号線を介して電源を得ると共に信号
を制御盤に送出し、そこで警報を発するようにしても良
い。
と第２の所定値が異なる場合について説明したが、分圧
抵抗Ｒｃ〜Ｒｆの抵抗値を適切に選択すれば、唯一の所
定値を用いることもできる。なお、具体的にはヒータ６
Ａの抵抗値が±２０％位ずれた時にヒータ故障信号を出
力するのが望ましい。又、上述したセンサＯＮ信号やヒ
ータ故障信号によりセンサ部１を収容した本体とは別に
設けたブザーや発光素子を鳴動又は点灯させることがで
きる。更に電源兼信号線を介して電源を得ると共に信号
を制御盤に送出し、そこで警報を発するようにしても良
い。
【００１４】図２〜図４はこの発明に係る環境センサの
他の実施例を示す図であって、図２は上述したセンサ部
１を含むヒータ電力調整部の回路図、図３は判別部のブ
ロック図、そして図４は判別部中のマイクロプロセッサ
の動作フローチャートである。
他の実施例を示す図であって、図２は上述したセンサ部
１を含むヒータ電力調整部の回路図、図３は判別部のブ
ロック図、そして図４は判別部中のマイクロプロセッサ
の動作フローチャートである。
【００１５】図２のヒータ電力調整部ＨＰＲにおいて、
１，４，６Ａ，１１及び１２は図１に示したものと同じ
である。ここでは、センサ部１中のヒータ６Ａの一端は
スイッチング素子例えばバイポーラＮＰＮ型トランジス
タ１６のエミッタ・コレクタ回路を介して図１の直流電
源とは別の直流電源（図示しない）の正極＋に接続され
ている。又、トランジスタ１６のベースは、抵抗Ｒｇを
介して直流電源の負極−に接続されてバイアスが与えら
れると共に、抵抗Ｒｈを介して制御端子に接続されて後
で詳しく説明する制御電圧ＶCが与えられる。
１，４，６Ａ，１１及び１２は図１に示したものと同じ
である。ここでは、センサ部１中のヒータ６Ａの一端は
スイッチング素子例えばバイポーラＮＰＮ型トランジス
タ１６のエミッタ・コレクタ回路を介して図１の直流電
源とは別の直流電源（図示しない）の正極＋に接続され
ている。又、トランジスタ１６のベースは、抵抗Ｒｇを
介して直流電源の負極−に接続されてバイアスが与えら
れると共に、抵抗Ｒｈを介して制御端子に接続されて後
で詳しく説明する制御電圧ＶCが与えられる。
【００１６】図３において、判別部ＤＥＣは、各種の処
理を行うマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１と、このＭ
ＰＵ２１に接続されてプログラム後述する電圧Ｖ2を発
生させるための指令値、後述する式１及び式２等を記憶
している読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２２と、ＭＰＵ
２１に接続されて各種のデータや命令を記憶するランダ
ム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）２３と、ＭＰＵ２１に
接続され、図２のヒータ６Ａ及びヒータ監視用抵抗１２
から成る直列回路の両端間に印加される電圧Ｖ2が入力
されると、この印加電圧Ｖ2をアナログ／デジタル（Ａ
／Ｄ）変換するＡ／Ｄ変換器２４と、ＭＰＵ２１に接続
され、上述した印加電圧Ｖ2の印加時にヒータ監視用抵
抗１２の両端間に発生される電圧Ｖ1が入力されると、
この電圧Ｖ1をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２５と、Ｍ
ＰＵ２１に接続され、後述する指令値を上述した制御電
圧ＶCにデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換して出力す
るＤ／Ａ変換器２６と、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２
７を介してＭＰＵ２１と接続される警報部（ＡＬ）２８
とを備えている。なお、判別部ＤＥＣは、上述したセン
サ部１を収容した本体と制御盤のどちらかに設けても良
い。
理を行うマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１と、このＭ
ＰＵ２１に接続されてプログラム後述する電圧Ｖ2を発
生させるための指令値、後述する式１及び式２等を記憶
している読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２２と、ＭＰＵ
２１に接続されて各種のデータや命令を記憶するランダ
ム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）２３と、ＭＰＵ２１に
接続され、図２のヒータ６Ａ及びヒータ監視用抵抗１２
から成る直列回路の両端間に印加される電圧Ｖ2が入力
されると、この印加電圧Ｖ2をアナログ／デジタル（Ａ
／Ｄ）変換するＡ／Ｄ変換器２４と、ＭＰＵ２１に接続
され、上述した印加電圧Ｖ2の印加時にヒータ監視用抵
抗１２の両端間に発生される電圧Ｖ1が入力されると、
この電圧Ｖ1をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２５と、Ｍ
ＰＵ２１に接続され、後述する指令値を上述した制御電
圧ＶCにデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換して出力す
るＤ／Ａ変換器２６と、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２
７を介してＭＰＵ２１と接続される警報部（ＡＬ）２８
とを備えている。なお、判別部ＤＥＣは、上述したセン
サ部１を収容した本体と制御盤のどちらかに設けても良
い。
【００１７】センサ部１のヒータ６Ａの抵抗値が経時的
変化しても、感応膜４の加熱温度をいつも一定に保持す
るためにヒータ６Ａの消費電力をいつも一定にする本実
施例の動作原理についてまず説明する。
変化しても、感応膜４の加熱温度をいつも一定に保持す
るためにヒータ６Ａの消費電力をいつも一定にする本実
施例の動作原理についてまず説明する。
【００１８】最初に、ＲＯＭ２２に記憶されている指令
値に基づいた制御電圧ＶCによってトランジスタ１６が
制御されて上述した印加電圧Ｖ2が直列回路６Ａ−１２
に印加され且つ上述した電圧Ｖ1がヒータ監視用抵抗１
２の両端間に発生するとしよう。そうするとヒータ６Ａ
におけるの消費電力Ｐは、下記の式１で示される。
値に基づいた制御電圧ＶCによってトランジスタ１６が
制御されて上述した印加電圧Ｖ2が直列回路６Ａ−１２
に印加され且つ上述した電圧Ｖ1がヒータ監視用抵抗１
２の両端間に発生するとしよう。そうするとヒータ６Ａ
におけるの消費電力Ｐは、下記の式１で示される。
【００１９】 Ｐ＝Ｉ（Ｖ2−Ｖ1）＝Ｖ1／Ｒ12（Ｖ2−Ｖ1） ・・・・（式１）
【００２０】ただし、Ｉは印加電圧Ｖ2印加時に直列回
路６Ａ−１２に流れる電流、そしてＲ1 2はヒータ監視用
抵抗１２の抵抗値である。
路６Ａ−１２に流れる電流、そしてＲ1 2はヒータ監視用
抵抗１２の抵抗値である。
【００２１】今、ここでＰ0を初期時（従ってヒータ６
Ａの抵抗値はまだ経時的変化していない）の、ヒータ６
Ａでの消費電力とし、又ＶDを経時的変化をしている或
る時点において直列回路６Ａ−１２間に印加すべき電圧
とすれば、Ｐ0と、ヒータ６Ａの抵抗値が経時的変化を
した後の、ヒータ６Ａでの消費電力とが等しければ良い
から、下記の式が成立する。
Ａの抵抗値はまだ経時的変化していない）の、ヒータ６
Ａでの消費電力とし、又ＶDを経時的変化をしている或
る時点において直列回路６Ａ−１２間に印加すべき電圧
とすれば、Ｐ0と、ヒータ６Ａの抵抗値が経時的変化を
した後の、ヒータ６Ａでの消費電力とが等しければ良い
から、下記の式が成立する。
【００２２】 Ｐ0＝Ｒ6A／(Ｒ12＋Ｒ6A)・ＶD・ＶD／(Ｒ12＋Ｒ6A)
【００２３】ただし、Ｒ6Aはヒータ６Ａの経時的変化に
より変化した抵抗値、Ｒ6A／(Ｒ12＋Ｒ6A)・ＶDはヒー
タ６Ａに印加される電圧、そしてＶD／(Ｒ12＋Ｒ6A)は
ヒータ６Ａに流れる電流である。
より変化した抵抗値、Ｒ6A／(Ｒ12＋Ｒ6A)・ＶDはヒー
タ６Ａに印加される電圧、そしてＶD／(Ｒ12＋Ｒ6A)は
ヒータ６Ａに流れる電流である。
【００２４】上式を整理すれば、
【００２５】Ｐ0＝ＶD 2・Ｒ6A／(Ｒ12＋Ｒ6A)2
【００２６】となり、ＶDで解くと、
【００２７】ＶD＝(Ｐ0／Ｒ6A)1/2・(Ｒ12＋Ｒ6A)
【００２８】となる。Ｒ6A＝(Ｖ2−Ｖ1)／Ｉ＝(Ｖ2−Ｖ
1)Ｒ12／Ｖ1であるから、これを上式に代入すれば、下
記の式２が得られる。
1)Ｒ12／Ｖ1であるから、これを上式に代入すれば、下
記の式２が得られる。
【００２９】 ＶD＝(Ｐ0Ｖ1／(Ｖ2−Ｖ1)・Ｒ12）1/2・Ｒ12｛Ｖ1＋(Ｖ2−Ｖ1)｝／Ｖ1 ＝｛Ｐ0Ｒ12／(Ｖ2−Ｖ1)・Ｖ1｝1/2・Ｖ2 ・・・（式２）
【００３０】このような印加電圧ＶDが得られる今回の
指令値を求め、これをＤ／Ａ変換した制御電圧でトラン
ジスタ１６を制御して印加電圧ＶDを直列回路６Ａ−１
２に印加すれば、ヒータ６Ａの消費電力はいつも一定で
あるので、ヒータ６Ａの抵抗値が経時的変化をしても、
感応膜４の加熱温度をいつも一定に保持でき、ひいては
環境センサの感度をいつも適正に保てる。
指令値を求め、これをＤ／Ａ変換した制御電圧でトラン
ジスタ１６を制御して印加電圧ＶDを直列回路６Ａ−１
２に印加すれば、ヒータ６Ａの消費電力はいつも一定で
あるので、ヒータ６Ａの抵抗値が経時的変化をしても、
感応膜４の加熱温度をいつも一定に保持でき、ひいては
環境センサの感度をいつも適正に保てる。
【００３１】最後に、図３の判別部ＤＥＣの動作を図４
のフローチャートについて説明する。まずステップＳ１
にて初期設定が行われ、ＲＯＭ２２に格納されている、
ヒータ６Ａでの初期時の消費電力Ｐ0及びヒータ監視用
抵抗１２の抵抗値Ｒ12がＲＡＭ２３に格納される。次に
ステップＳ２にて、ヒータ電力調整部ＨＰＲから判別部
ＤＥＣへＡ／Ｄ変換器２４，２５を通してそれぞれ前回
の印加電圧Ｖ2、発生電圧Ｖ1を読み込む。次に、ステッ
プＳ３にて、ＭＰＵ２１は式１に基づいてヒータ６Ａで
の前回の消費電力Ｐを演算する。そしてステップＳ４に
て、このＰがＰ0の所定範囲内にあるかどうかが判別さ
れ、もしあればステップＳ２に戻ってプログラムを継続
するが、もしなければステップＳ５に進んでＡＬ２８に
ヒータ故障警報を発生させた後、ステップＳ６にて今回
印加すべき印加電圧ＶDを式２に基づいて演算する。そ
してこの印加電圧ＶDを上述した様に直列回路６Ａ−１
２に印加することによりヒータ６Ａの抵抗値が経時的変
化をしてもその消費電力をいつも一定に保持する。な
お、印加電圧ＶDはＲＡＭ２３に格納され、次回はＶ2に
代えて使用される。
のフローチャートについて説明する。まずステップＳ１
にて初期設定が行われ、ＲＯＭ２２に格納されている、
ヒータ６Ａでの初期時の消費電力Ｐ0及びヒータ監視用
抵抗１２の抵抗値Ｒ12がＲＡＭ２３に格納される。次に
ステップＳ２にて、ヒータ電力調整部ＨＰＲから判別部
ＤＥＣへＡ／Ｄ変換器２４，２５を通してそれぞれ前回
の印加電圧Ｖ2、発生電圧Ｖ1を読み込む。次に、ステッ
プＳ３にて、ＭＰＵ２１は式１に基づいてヒータ６Ａで
の前回の消費電力Ｐを演算する。そしてステップＳ４に
て、このＰがＰ0の所定範囲内にあるかどうかが判別さ
れ、もしあればステップＳ２に戻ってプログラムを継続
するが、もしなければステップＳ５に進んでＡＬ２８に
ヒータ故障警報を発生させた後、ステップＳ６にて今回
印加すべき印加電圧ＶDを式２に基づいて演算する。そ
してこの印加電圧ＶDを上述した様に直列回路６Ａ−１
２に印加することによりヒータ６Ａの抵抗値が経時的変
化をしてもその消費電力をいつも一定に保持する。な
お、印加電圧ＶDはＲＡＭ２３に格納され、次回はＶ2に
代えて使用される。
【００３２】なお、上述した他の実施例では、説明を簡
単にするために感応膜４とヒータ６Ａのための直流電源
を別々に示したが、図１に示した様に一緒にすることも
できる。
単にするために感応膜４とヒータ６Ａのための直流電源
を別々に示したが、図１に示した様に一緒にすることも
できる。
【００３３】
【発明の効果】以上、詳しく説明した様に、この発明に
係る環境センサは、検知対象の状態に応じて抵抗値が変
化する感応膜を加熱するヒータの消費電力を演算する演
算手段と、この演算手段の演算値から、たとえ前記ヒー
タの抵抗値が経時的変化をしても、前記ヒータの消費電
力がいつも一定になる様に前記消費電力を調整する調整
手段とを備えているので、ヒータの抵抗値が経時的変化
をしてヒータでの消費電力が変化しても、この消費電力
をいつも一定になる様に調整することにより感応膜の加
熱温度を一定にし、ひいては環境センサの感度をいつも
適正に保つと云う効果を奏する。
係る環境センサは、検知対象の状態に応じて抵抗値が変
化する感応膜を加熱するヒータの消費電力を演算する演
算手段と、この演算手段の演算値から、たとえ前記ヒー
タの抵抗値が経時的変化をしても、前記ヒータの消費電
力がいつも一定になる様に前記消費電力を調整する調整
手段とを備えているので、ヒータの抵抗値が経時的変化
をしてヒータでの消費電力が変化しても、この消費電力
をいつも一定になる様に調整することにより感応膜の加
熱温度を一定にし、ひいては環境センサの感度をいつも
適正に保つと云う効果を奏する。
【図１】この発明に係る環境センサの一実施例を示す回
路図である。
路図である。
【図２】この発明に係る環境センサの他の実施例中のヒ
ータ電力調整部を示す回路図である。
ータ電力調整部を示す回路図である。
【図３】他の実施例中の判別部を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】判別部の動作説明用フローチャートである。
【図５】従来の環境センサを示す概略構成図である。
１ センサ部 ４ 感応膜 ６Ａ ヒータ １２ ヒータ監視用抵抗 １４ 第１のコンパレータ １５ 第２のコンパレータ Ｐ３ 接続点 Ｓ３ 演算手段に相当するステップ Ｓ６ 調整手段に相当するステップ
Claims (1)
- 【請求項１】 検知対象の状態に応じて抵抗値が変化す
る感応膜及びこの感応膜を加熱するヒータを内蔵したセ
ンサ部を備えた環境センサにおいて、 前記ヒータの消費電力を演算する演算手段と、 この演算手段の演算値から、たとえ前記ヒータの抵抗値
が経時的変化をしても、前記ヒータの消費電力がいつも
一定になる様に前記消費電力を調整する調整手段と、 を設けたことを特徴とする環境センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12011793A JPH06331584A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 環境センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12011793A JPH06331584A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 環境センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06331584A true JPH06331584A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14778382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12011793A Pending JPH06331584A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 環境センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06331584A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012164096A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Fuji Electric Co Ltd | ガス警報器、ガス警報器におけるガスセンサのヒータ電力制御方法 |
| JP2012164094A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Fuji Electric Co Ltd | ガス警報器、ガス警報器におけるガスセンサのヒータ電圧設定方法 |
| JP2012164095A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Fuji Electric Co Ltd | ガス警報器、ガス警報器におけるガスセンサのヒータ温度制御方法 |
| JP2014132241A (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-17 | Fis Inc | ガス検出装置 |
-
1993
- 1993-05-21 JP JP12011793A patent/JPH06331584A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012164096A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Fuji Electric Co Ltd | ガス警報器、ガス警報器におけるガスセンサのヒータ電力制御方法 |
| JP2012164094A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Fuji Electric Co Ltd | ガス警報器、ガス警報器におけるガスセンサのヒータ電圧設定方法 |
| JP2012164095A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Fuji Electric Co Ltd | ガス警報器、ガス警報器におけるガスセンサのヒータ温度制御方法 |
| JP2014132241A (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-17 | Fis Inc | ガス検出装置 |
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