JPH0743219A - 温度測定装置 - Google Patents

温度測定装置

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JPH0743219A
JPH0743219A JP5185289A JP18528993A JPH0743219A JP H0743219 A JPH0743219 A JP H0743219A JP 5185289 A JP5185289 A JP 5185289A JP 18528993 A JP18528993 A JP 18528993A JP H0743219 A JPH0743219 A JP H0743219A
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JP
Japan
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temperature
range
measurement range
circuit
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP5185289A
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English (en)
Inventor
Joji Takera
丈治 武良
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0743219A publication Critical patent/JPH0743219A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】温度の測定範囲に応じた測定範囲の設定を可能
とし、かつ設定した測定範囲にかかわらず相対的な測定
精度を一定に保つ。 【構成】温度センサ1は、対象物の温度を検出し温度に
対応した電圧を出力する。増幅回路2は演算処理装置4
からの設定信号によって設定された増幅度で温度センサ
1を増幅する。増幅回路2の出力値の変動範囲はA/D
変換回路3の許容入力範囲に略等しく設定される。A/
D変換回路3の出力値は、測定範囲設定部5で設定した
測定範囲に応じて決定した1次関数によって演算処理装
置4において抵抗値に変換され、この抵抗値が温度に変
換される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度センサの出力によ
り温度を測定する温度測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、温度センサより検出温度に応
じた電圧を出力し、この出力を増幅した後にアナログ−
ディジタル変換し、ディジタル値である電圧値を温度に
変換して温度の測定値を出力するようにした温度測定装
置が提供されている。この種の温度測定装置では、測定
可能な温度範囲で、電圧の増幅度およびアナログ−ディ
ジタル変換の分解能が一定に固定されているものである
から、測定可能範囲の全域に亙って温度の測定誤差が一
定になっているのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術で
は、たとえば測定可能な温度範囲が0〜1000℃であ
るとして1%の誤差を有しているものとすれば、測定可
能な全温度範囲で誤差は10℃になる。したがって、実
際には0〜50℃の範囲の温度を測定すればよい場合で
あっても10℃の誤差が生じることになり、測定範囲に
応じて相対的な測定精度が変化するという問題を有して
いる。すなわち、広範囲に亙って温度を測定することが
できる温度測定装置では、実際の測定範囲が狭いときに
は必要な測定精度が得られないという問題を有してい
る。
【0004】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、装置全体としては広範囲に温度測定を可能と
しながらも、実際の温度の測定範囲に応じた測定範囲の
設定を可能とし、かつ設定した測定範囲にかかわらず相
対的な測定精度が一定になるようにした温度測定装置を
提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、対象物の温度を検出し温度に対応した
電圧を出力する温度センサと、温度センサの出力電圧を
増幅する増幅回路と、増幅回路の出力値をアナログ−デ
ィジタル変換するA/D変換回路と、A/D変換回路の
出力値に既定の変換関数を適用して温度に変換する演算
手段と、温度の測定範囲に応じて増幅回路の増幅度を設
定する測定範囲設定手段と、測定範囲設定手段により設
定された温度の測定範囲の上限値と下限値とに基づいて
各測定範囲ごとの測定精度が略一定になるように演算手
段で用いる変換関数を決定する変換関数設定手段とを具
備して成ることを特徴とする。
【0006】
【作用】上記構成によれば、温度の測定範囲に応じて測
定範囲設定手段によって増幅回路の増幅度を変更し、増
幅回路の出力値の変動範囲をA/D変換回路の許容入力
範囲に略一致させることができるから、各測定範囲での
A/D変換回路の分解能が一定になる。また、増幅回路
の増幅度およびオフセット値の変更に伴ってA/D変換
回路の出力値を温度に変換する際に用いる変換関数を決
定する変換関数設定手段を設けているので、増幅度を変
更しても温度を正確に求めることができるのである。す
なわち、たとえば全体として0〜1000℃の温度範囲
での測定を可能としていて1%の測定精度を有している
ときに、使用する温度範囲が0〜50℃であれば、測定
範囲設定手段によって温度範囲を0〜50℃に設定する
ことによって、この範囲で1%の測定精度を得ることが
可能になる。すなわち、0〜1000℃では10℃の誤
差であるのに対して、0〜50℃では0.5℃の誤差に
なり、温度の測定範囲にかかわらず相対的な測定精度を
一定に保つことが可能になる。
【0007】
【実施例】
(実施例1)本実施例では、図1に示すように、プロセ
ス制御などにおいて所要の装置に対して温度の測定値を
引き渡すように構成された温度測定装置を例示する。温
度センサ1としては、たとえば白金線を用いた測温抵抗
体を用いている。この種の温度センサ1では電流源と組
み合わせることによって、測温抵抗体の抵抗値に対応し
た電圧出力を得ることができる。すなわち、温度センサ
1からは測定温度に対応した電圧が出力される。
【0008】温度センサ1の出力電圧は増幅回路2によ
り増幅される。増幅回路2は外部からの設定信号によっ
て増幅度を複数段階に設定できるように構成されてい
る。増幅回路2の出力電圧はA/D変換回路3に入力さ
れてアナログ−ディジタル変換が施され、ディジタル値
として演算処理装置4に入力される。演算処理装置4
は、マイクロプロセッサおよびメモリ4aを主要な構成
要素とするものであって、A/D変換回路3の出力値と
メモリ4aに内蔵された計算用データを用いてメモリ4
aに内蔵されたプログラムに従って演算を行い、A/D
変換回路3の出力値に対応した測定温度を求める。すな
わち、演算処理装置4とメモリ4a内のプログラムとに
より演算手段が構成される。演算処理装置4には、測定
範囲設定手段としてディップスイッチよりなる測定範囲
設定部5が接続されており、測定範囲設定部5での設定
値に応じた演算を施して増幅度を決定し、増幅回路2に
対して設定信号を出力する。測定範囲設定部5では、た
とえば、−100〜200℃、−100〜50℃、−5
0〜100℃、−20〜80℃、50〜200℃など
と、温度の測定範囲の上限値と下限値とを設定する。
【0009】増幅回路2は、図2に示すように、演算増
幅器OPを反転増幅器として用いたものであって、帰還
抵抗を一端が共通接続された複数個の抵抗R1 〜Rn
アナログスイッチSと抵抗Rb との直列回路としたもの
であって、アナログスイッチSに対して設定信号を与え
ることによって、−{(R1 〜Rn )+Rb }/Ra
増幅度に設定できるようになっている。要するに、抵抗
1 〜Rn のうちのどれを抵抗Rb に接続するかによっ
て増幅度を切り換えるのである。したがって、温度の測
定範囲の上限値と下限値とが、A/D変換回路3の許容
入力範囲の上限値と下限値とに略一致するように増幅回
路2の出力値を設定することができるのである。
【0010】演算処理装置4では、次のような手順でA
/D変換回路3の出力に基づいて温度を求める。演算処
理装置4では、まずA/D変換回路3の13ビットの出
力値に基づいて温度センサ1の抵抗値を求める。すなわ
ち、A/D変換回路3の出力値と温度センサ1の抵抗値
とは図3に示すように線形関係にあるから、A/D変換
回路3の出力値に対する抵抗値は、1次関数によって求
めることができる。この1次関数は、測定範囲設定部5
で設定した測定範囲の上限値と下限値とを直線の端点P
1 ,P2 として求めることができる。すなわち、測定範
囲に対する端点P1 ,P2 の座標値(X1 ,Y1 )(X
2 ,Y2 )は、測定範囲設定部5で設定した測定範囲に
応じて決定されているから、この座標値(X1 ,Y1
(X2 ,Y2 )を用いることによって、設定した測定範
囲に対応した1次関数を求めることができるのである。
【0011】上述のようにして設定した1次関数を用い
てA/D変換回路3の出力値を浮動小数点演算によって
抵抗値に変換した後、抵抗値を温度に変換する。抵抗値
と温度との関係は、温度センサ1の特性によって決定さ
れ図4に示すように線形関係ではないから、複数本の直
線によってこの関係を近似する。本実施例では近似誤差
が±0.05℃内に収まるように10本の直線によって
近似している。したがって、上述した1次関数に基づい
て求めた抵抗値を、図4の関係で温度に変換すれば、温
度の測定値を求めることができるのである。演算処理装
置4では、抵抗値から摂氏温度を求めた後に、華氏温度
も求めるようになっている。華氏温度は、周知のよう
に、摂氏温度を9/5倍して32を加えることによって
求める。ここに、抵抗値から摂氏温度に変換する演算お
よび摂氏温度から華氏温度を求める演算は固定小数点演
算としている。また、A/D変換回路3の出力値を抵抗
値に変換する演算や抵抗値を温度に変換する演算に用い
るデータは、あらかじめメモリ4aに格納されている。
すなわち、メモリ4aに格納されたデータを測定範囲設
定部5で選択することによって変換関数決定手段が構成
されている。
【0012】演算処理装置4によって求めた温度は、温
度の測定値を引き渡すべき装置とデータを共有するため
に設けた共有メモリ6に格納される。共有メモリ6に
は、測定範囲設定部5で設定された温度範囲を格納する
領域D1 、温度の測定値を摂氏温度で格納する領域
2 、温度の測定値を華氏温度で格納する領域D3 、温
度センサ1の断線や入力値のオーバフローやアンダーフ
ロー等の異常が生じたときに設定される異常フラグを格
納する領域D4 が設けられる。したがって、温度の測定
値が引き渡される装置では、摂氏温度と華氏温度との所
要の温度値を受け取ることができ、また異常が発生した
ときには異常フラグに応じて異常への対処が可能にな
る。異常の検出はA/D変換回路3のキャリー出力やボ
ロー出力で検出することができ、異常が検出されたとき
には、A/D変換回路3の出力値が必ずオーバフローす
るように増幅回路2の増幅度を設定し、A/D変換回路
3の出力値がオーバフローしたときに、演算処理装置4
が異常フラグを設定するのである。異常フラグは、異常
が発生したときに「1」、正常なときには「0」と設定
すればよい。増幅回路2の増幅度のみではなく場合によ
ってはオフセット値も切り換えるようにしてもよい。
【0013】(実施例2)本実施例は、図5に示すよう
に、複数の温度センサ1a〜1cを接続可能とした温度
測定装置を示す。この場合、各温度センサ1a〜1cで
の測定値の引渡しを要求する装置からは、共有メモリ6
に各温度センサ1a〜1cごとに設けた領域D51〜D53
に、各温度センサ1a〜1cに要求する温度の測定範囲
に応じた増幅回路2の増幅度を書き込んでおく。演算処
理装置4では、測定範囲設定部5での設定値に代えて領
域D51〜D53に設定された値を用いて増幅回路2の増幅
度を設定し、またA/D変換回路3の出力値を抵抗値に
変換するための1次関数を設定する。したがって、本実
施例では共有メモリ6が測定範囲設定手段として機能
し、測定範囲設定部5としてのディップスイッチは不要
になっている。
【0014】温度センサ1a〜1cと増幅回路2との間
にはアナログスイッチ7が挿入されていて、増幅回路2
にどの温度センサ1a〜1cの出力を入力するかをアナ
ログスイッチ7の切換によって選択することができるよ
うになっている。すなわち、演算処理装置4では、どの
温度センサ1a〜1cの出力を取り込むかを選択する選
択信号をアナログスイッチ7に与え、各温度センサ1a
〜1cの出力値を取り込んで温度に変換し、求めた温度
を共有メモリ6の対応する領域に書き込むのである。他
の構成については、実施例1と同様であるから説明を省
略する。
【0015】
【発明の効果】本発明は上述のように、温度の測定範囲
に応じて測定範囲設定手段によって増幅回路の増幅度を
変更し、増幅回路の出力値の変動範囲をA/D変換回路
の許容入力範囲に略一致させることができるから、各測
定範囲でのA/D変換回路の分解能が一定になり、また
増幅回路の増幅度およびオフセット値の変更に伴ってA
/D変換回路の出力値を温度に変換する際に用いる変換
関数を決定する変換関数設定手段を設けているので、増
幅度を変更しても温度を正確に求めることができる。そ
の結果、温度の測定範囲にかかわらず相対的な測定精度
を一定に保つことが可能になるという利点を有するので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示すブロック図である。
【図2】実施例1に用いる増幅回路を示す回路図であ
る。
【図3】実施例1のA/D変換回路の出力値と抵抗値と
の関係を示す図である。
【図4】実施例1の抵抗値と温度との関係を示す図であ
る。
【図5】実施例2を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 温度センサ 2 増幅回路 3 A/D変換回路 4 演算処理装置 4a メモリ 5 測定範囲設定部 6 共有メモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象物の温度を検出し温度に対応した電
    圧を出力する温度センサと、温度センサの出力電圧を増
    幅する増幅回路と、増幅回路の出力値をアナログ−ディ
    ジタル変換するA/D変換回路と、A/D変換回路の出
    力値に既定の変換関数を適用して温度に変換する演算手
    段と、温度の測定範囲に応じて増幅回路の増幅度を設定
    する測定範囲設定手段と、測定範囲設定手段により設定
    された温度の測定範囲の上限値と下限値とに基づいて各
    測定範囲ごとの測定精度が略一定になるように演算手段
    で用いる変換関数を決定する変換関数設定手段とを具備
    して成ることを特徴とする温度測定装置。
JP5185289A 1993-07-27 1993-07-27 温度測定装置 Pending JPH0743219A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005218275A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Daikin Ind Ltd モータのコイル温度検出装置
JP2015190834A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 セイコーエプソン株式会社 回路装置、温度検出装置、電子機器及び温度検出方法

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JPH0545232A (ja) * 1991-08-19 1993-02-23 Zexel Corp 温度検出装置

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020205