JPH07113695A - 温度測定回路 - Google Patents

温度測定回路

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JPH07113695A
JPH07113695A JP26069593A JP26069593A JPH07113695A JP H07113695 A JPH07113695 A JP H07113695A JP 26069593 A JP26069593 A JP 26069593A JP 26069593 A JP26069593 A JP 26069593A JP H07113695 A JPH07113695 A JP H07113695A
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JP
Japan
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thermistor
resistors
resistor
temperature
circuit
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Application number
JP26069593A
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English (en)
Inventor
Yoshihide Yasuda
嘉秀 安田
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な回路構成で複数種類のサーミスタを使
い分けて温度測定ができる温度測定回路を実現する. 【構成】 直列接続された複数の抵抗によって複数種類
の線形化抵抗を構成する。サーミスタの種類に応じて複
数種類の線形化抵抗の中から最適なものを選び、選択し
た線形化抵抗にサーミスタを並列接続する。増幅回路は
選択した線形化抵抗の種類にかかわらず特定の抵抗にか
かった電圧から温度検出信号を取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サーミスタを用いて温
度を検出し、温度検出信号を温度調節計やレコーダ等に
与える温度測定回路に関するものである。更に詳しく
は、2種類以上のサーミスタを選択的に用いて温度を検
出する温度測定回路に改良を施したものである。
【0002】
【従来の技術】通常、サーミスタの抵抗値の温度特性は
次式で与えられるように、かなり非線形性が強い。 R=R0expB[{1/(T+273.15)} −{1/(T0+273.15)}] (1) R:サーミスタの抵抗値,T:温度 R0:基準温度(例えば25℃)におけるサーミスタの
抵抗値 T0:基準温度,B:定数 このため、高精度な温度測定が要求される場合は、図6
に示すようにサーミスタRtに適当な線形化抵抗RSを並
列接続し、サーミスタRtの抵抗値を簡易的にリニアラ
イズすることが多い。RNはリニアライズ後の抵抗値で
ある。しかし、2種類以上のサーミスタを選択する場合
は、高精度にリニアライズをしたいときは、それぞれの
サーミスタの特性に合わせた線形化抵抗を必要とする。
【0003】図7は2種類のサーミスタが選択的に使用
可能な温度測定回路の従来例の構成図である。図7で、
1及び2はサーミスタを接続する端子である。端子1に
は基準電流源ISから電流が供給され、端子2はコモン
電位点に接続されている。Rt1及びRt 2は端子1,2間
に選択的に接続されるサーミスタ、RS1及びRS2はサー
ミスタRt1及びRt2の線形化抵抗、SW1は線形化抵抗
S1とRS2を端子1,2間に選択的に接続するスイッチ
である。A1はプログラマブル・ゲイン・アンプで、ス
イッチSW2とSW3を選択的に閉じることによってゲ
インが変えられる。このような温度測定回路では、端子
1,2間に接続されるサーミスタRt1,R t2に応じてス
イッチSW1を切り換え、線形化抵抗RS1とRS2を選択
する。サーミスタRt1とRt2の抵抗値が大きく異なる場
合は、線形化抵抗RS1,RS2との合成抵抗値も大きく変
わるため、スイッチSW2とSW3によりアンプA1の
ゲインを変え、出力電圧Vout(温度検出信号)を一定
範囲内におさめる。この温度測定回路では、プログラマ
ブル・ゲイン・アンプが必要なことから構成が複雑にな
る。
【0004】図8は温度測定回路の他の従来例の構成図
である。図8で図7と同一のものは同一符号を付ける。
以下、図において同様とする。図8の従来例では、2つ
の基準電流源IS1とIS2を設け、スイッチSW4の切り
換えにより、サーミスタRt1を選択したときは基準電流
源IS1を使い、サーミスタRt2を選択したときは基準電
流源IS2を使う。すなわち、サーミスタに供給する電流
の大きさを変えることにより、サーミスタRt1とRt2
抵抗値が大きく異っても、アンプA2に入力される電圧
を一定範囲内におさめている。これによって、アンプA
2をゲイン一定のものですませている。この従来例で
は、基準電流源を切り換える回路が必要なことから、回
路構成が複雑になる。
【0005】以上のように、いずれの従来例でも出力電
圧を一定範囲内におさめようとうすると回路構成が複雑
になるという問題点があった。3種類以上のサーミスタ
を設けたい場合は、回路構成は更に複雑になってしま
う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、直列接続され
た複数の抵抗によって複数種類の線形化抵抗を構成し、
しかも直列接続された抵抗の中で特定の抵抗にかかった
電圧から温度検出信号を取り出すことにより、簡単な回
路構成で複数種類のサーミスタを使い分けて温度測定が
できる温度測定回路を実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、サーミスタ
と、サーミスタの温度特性の非線形性を補正する線形化
抵抗とを接続し、サーミスタと線形化抵抗の合成抵抗値
から温度を検出する温度測定回路において、直列接続さ
れた複数の抵抗からなり、直列接続部分の一端はコモン
電位点に接続され、この一端に接続された1個の抵抗及
びこの一端から直列接続された複数個の抵抗が複数種類
の線形化抵抗を構成している抵抗群と、前記直列接続部
分の他端に一定電流を供給する基準電流源と、前記抵抗
群の抵抗によって構成される複数種類の線形化抵抗に選
択的に並列接続されるサーミスタと、前記抵抗群の抵抗
の中で特定の抵抗にかかった電圧から温度検出信号を取
り出す増幅回路と、を具備したことを特徴とする温度測
定回路である。
【0008】
【作用】このような本発明では、直列接続された複数の
抵抗によって複数種類の線形化抵抗を構成する。サーミ
スタの種類に応じて複数種類の線形化抵抗の中から最適
なものを選び、選択した線形化抵抗にサーミスタを並列
接続する。増幅回路は選択した線形化抵抗の種類にかか
わらず特定の抵抗にかかった電圧から温度検出信号を取
り出す。
【0009】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図1
は本発明の一実施例を示した構成図である。図1で、R
S1〜RSnは直列接続された抵抗である。この直列接続部
分の一端aはコモン電位点に接続され、他端bには基準
電流源ISの電流が供給されている。30〜3nは端子で
ある。端子30は直列接続部分の一端aに接続され、端
子3nは他端bに接続されている。端子31〜3n-1は抵
抗RS1〜RSnどうしの接続点に接続されている。Rt1
tnはサーミスタであり、種類に応じて端子30と端子
1〜3nの間に選択的に接続される。抵抗RS1は、サー
ミスタRt1にとって最適な線形化抵抗の抵抗値をとる。
直列接続した抵抗RS1とRS2は、サーミスタRt2にとっ
て最適な線形化抵抗の抵抗値をとる。以下同様に、直列
接続した抵抗RS1〜RSnは各種のサーミスタにとって最
適な線形化抵抗の抵抗値をとる。このことから、抵抗R
S2〜RSnの抵抗値は各線形化抵抗の抵抗値の差分になっ
ている。アンプA2は最も電圧の低い抵抗RS1にかかる
電圧をもとに出力電圧Vout(温度検出信号)を発生す
る。抵抗RS1にかかる電圧から出力電圧Voutを取り出
すことによりアンプA2のゲインを一定にしても出力電
圧Voutは一定範囲内におさめられる。ここで、請求範
囲でいう抵抗群は抵抗RS1〜RSnであり、増幅回路はア
ンプA2である。
【0010】図2は図1の回路の具体例を示した図であ
る。この図では2種類のサーミスタを選択できる温度測
定回路の構成を示す。サーミスタRt1を選択するときは
端子30と31を使い、サーミスタRt2を選択するときは
端子30と32を使う。サーミスタRt1にとって最適な線
形化抵抗はR S1で、抵抗値は1.65kΩである。サー
ミスタRt2にとって最適な線形化抵抗はRS1とRS2を直
列接続した抵抗で、抵抗値は8.15kΩである。サー
ミスタRt1及びRt2にとって最適な線形化抵抗をそれぞ
れRSA及びRSBとすると、線形化抵抗RSAは抵抗Rt1
なり、線形化抵抗RSBはRS1とRS2を直列接続した抵抗
になる。図2の回路では、線形化抵抗が高インピーダン
スであるため、増幅回路としてボルテージフォロワA3
を用いている。
【0011】図3及び図4はサーミスタRt1及びRt2
用いたときの温度特性を示した図である。図3及び図4
で、各抵抗に用いた符号で抵抗値も表す。//は合成抵抗
を表す。Rrefは温度が0℃と50℃の間で合成抵抗値
がリニアに変化するものとした場合における抵抗値(理
想抵抗値)であり、Rerrは理想抵抗値Rrefと実際の合
成抵抗値との差である。図5は理想抵抗値Rrefと実際
の合成抵抗値Rt//RS(Rt1//RSAまたはRt2//RSB
の関係を示したグラフである。理想抵抗値Rrefを表す
直線と合成抵抗値Rt//RSを表す曲線の差がRerrであ
る。Rerrの正側の値の絶対値と負側の値の絶対値がほ
ぼ等しくなるときが合成抵抗値Rt//RSを表す曲線の曲
がりが最も少なくRerrが最小になる。本発明ではRerr
の正側の値の絶対値と負側の値の絶対値がほぼ等しくな
るようにRSを設定する。このように設定すると、 RSA:RSB≒Rt1//RSA:Rt2//RSB になる。すなわち、抵抗RS1にかかる電圧から出力電圧
outを取り出しているため、サーミスタRt2を使った
ときも、線形化抵抗RSBにかかる電圧は抵抗値R S1とR
S2の比によって分圧されるので、サーミスタRt1を使っ
たときとほぼ等しい電圧がアンプA3に入力される。こ
のことから、基準電流源ISの電流値を適当に選ぶこと
によって、アンプA3への入力電圧をアンプの入力スパ
ン内におさまるように合わせることができる。しかも、
サーミスタの種類によらず一定範囲内の電圧がアンプA
3に入力されるため、アンプA3のゲインは固定でき
る。また、直列接続した抵抗を組み合わせて線形化抵抗
を構成しているため、基準電流源は1つ設けるだけでよ
く、前述したようにその電流値も一定にできる。さら
に、各サーミスタにとって最適な線形化抵抗を選んでい
るため、検出精度が高い。
【0012】なお、実施例では、1つの抵抗、すなわち
抵抗RS1にかかる電圧から出力電圧Voutを取り出して
いるが、電圧がアンプの入力スパン内におさまれば、2
つ以上の抵抗にかかる電圧から出力電圧Voutを取り出
してもよい。また、サーミスタの接続端子の数に制約が
ある場合は、スイッチを用いてサーミスタを線形化抵抗
に接続する構成にしてもよい。また、基準電流源は、
(定電圧源)+(サーミスタと線形化抵抗の合成抵抗値
よりも十分大きな抵抗値の抵抗)で代替してもよい。ま
た、実施例では同一温度スパン(0〜50℃)で異種サ
ーミスタの場合について説明したが、これに限らず異温
度スパンで同一サーミスタ、異温度スパンで異種サーミ
スタの組み合わせについても同様に応用できる。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、抵抗を直列接続し、直
列接続された抵抗の組み合わが複数種類のサーミスタに
最適な線形化抵抗を構成する。そして、直列接続された
抵抗の中の特定の抵抗で分圧し、一定範囲内におさめた
電圧を増幅回路に与えて温度検出信号を取り出してい
る。これによって、従来例のような基準電流源の切換回
路や増幅回路のゲイン切換回路が不要になり、簡単な回
路構成で複数種類のサーミスタを使い分けて温度測定が
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図2】図1の回路の具体例を示した図である。
【図3】図2の回路素子の温度特性を示した図である。
【図4】図2の回路素子の温度特性を示した図である。
【図5】図2の回路素子の理想抵抗値と実際の抵抗値の
関係を示したグラフである。
【図6】サーミスタの温度特性を線形化する回路の構成
図である。
【図7】温度測定回路の従来例の構成図である。
【図8】温度測定回路の従来例の構成図である。
【符号の説明】
t1〜Rtn サーミスタ RS1〜RSn 抵抗 IS 基準電流源 A2 増幅回路 30〜3n 端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーミスタと、サーミスタの温度特性の
    非線形性を補正する線形化抵抗とを接続し、サーミスタ
    と線形化抵抗の合成抵抗値から温度を検出する温度測定
    回路において、 直列接続された複数の抵抗からなり、直列接続部分の一
    端はコモン電位点に接続され、この一端に接続された1
    個の抵抗及びこの一端から直列接続された複数個の抵抗
    が複数種類の線形化抵抗を構成している抵抗群と、 前記直列接続部分の他端に一定電流を供給する基準電流
    源と、 前記抵抗群の抵抗によって構成される複数種類の線形化
    抵抗に選択的に並列接続されるサーミスタと、 前記抵抗群の抵抗の中で特定の抵抗にかかった電圧から
    温度検出信号を取り出す増幅回路と、を具備したことを
    特徴とする温度測定回路。
JP26069593A 1993-10-19 1993-10-19 温度測定回路 Pending JPH07113695A (ja)

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JP26069593A JPH07113695A (ja) 1993-10-19 1993-10-19 温度測定回路

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