JPH0786425B2 - Physical quantity detector - Google Patents

Physical quantity detector

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JPH0786425B2
JPH0786425B2 JP30938787A JP30938787A JPH0786425B2 JP H0786425 B2 JPH0786425 B2 JP H0786425B2 JP 30938787 A JP30938787 A JP 30938787A JP 30938787 A JP30938787 A JP 30938787A JP H0786425 B2 JPH0786425 B2 JP H0786425B2
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rectangular wave
physical quantity
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circuit
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誠一 中原
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Saginomiya Seisakusho Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大気などの雰囲気の温度、相対湿度、圧力な
どの物理量を検出する物理量検出器に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a physical quantity detector for detecting physical quantities such as temperature, relative humidity and pressure of an atmosphere such as the atmosphere.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

斯かる検出器として従来例えば特開昭62−129637号公報
において第8図に示すものが提案されている。図におい
て、1は交流ブリッジ回路であり、該ブリッジ回路1は
雰囲気中の温度、相対湿度或いはこれらの両方に応じて
抵抗値が変化する感応素子と固定抵抗器とによって構成
されている。交流ブリッジ回路1の入力端には、カップ
リングコンデンサ2を介して矩形波発生回路3が接続さ
れている。矩形波発生回路3は例えばデューティ比50
%、周波数1K Hzで振幅一定の矩形波をその出力端に発
生し、これをカップリングコンデンサ2を介して交流ブ
リッジ回路1の入力端に供給する。
As such a detector, a detector shown in FIG. 8 has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-129637. In the figure, reference numeral 1 is an AC bridge circuit, and the bridge circuit 1 is composed of a sensitive element and a fixed resistor whose resistance value changes according to the temperature in the atmosphere, the relative humidity, or both of them. A rectangular wave generation circuit 3 is connected to an input end of the AC bridge circuit 1 via a coupling capacitor 2. The rectangular wave generation circuit 3 has, for example, a duty ratio of 50.
%, A rectangular wave with a constant frequency of 1 KHz is generated at its output end, and this is supplied to the input end of the AC bridge circuit 1 via the coupling capacitor 2.

交流ブリッジ回路1は、その入力端にカップリングコン
デンサ2を介して矩形波発生回路3からの矩形波が入力
されると、その出力端に雰囲気の温度、相対湿度或いは
これらの両方に応じて振幅が変化する交流信号を出力す
る。
When the rectangular wave from the rectangular wave generating circuit 3 is input to the input end of the AC bridge circuit 1 via the coupling capacitor 2, the output of the AC bridge circuit 1 is changed in amplitude depending on the temperature of the atmosphere, the relative humidity, or both of them. Outputs an alternating signal that changes.

交流ブリッジ回路1の出力端にはカップリングコンデン
サ4を介して交流反転増幅回路7が接続されている。交
流反転増幅回路7はオペアンプ7a、抵抗7b〜7f及びコン
デンサ7gから構成されている。交流反転増幅回路7の出
力端には、カップリングコンデンサ10を介して整流回路
9が接続され、整流回路9は整流ダイオード9a、平滑コ
ンデンサ9b、抵抗9c,9dから構成されている。
An AC inverting amplifier circuit 7 is connected to the output terminal of the AC bridge circuit 1 via a coupling capacitor 4. The AC inverting amplifier circuit 7 is composed of an operational amplifier 7a, resistors 7b to 7f and a capacitor 7g. A rectifying circuit 9 is connected to the output terminal of the AC inverting amplifier circuit 7 via a coupling capacitor 10, and the rectifying circuit 9 is composed of a rectifying diode 9a, a smoothing capacitor 9b, and resistors 9c and 9d.

以上の構成において、今、矩形波発生回路3が第9図
(a)に示すように一定振幅4V、デューティ比50%、周
波数1K Hzの矩形波を出力しているとすると、交流ブリ
ッジ回路1の入力端にはカップリングコンデンサ2を介
することにより第9図(b)に示すように±2Vの交流が
印加される。
In the above configuration, assuming that the rectangular wave generation circuit 3 is now outputting a rectangular wave having a constant amplitude of 4 V, a duty ratio of 50%, and a frequency of 1 KHz as shown in FIG. 9A, the AC bridge circuit 1 As shown in FIG. 9 (b), an alternating current of ± 2 V is applied to the input end of the through the coupling capacitor 2.

該交流は交流ブリッジ回路1及びカップリングコンデン
サ4を通った後交流反転増幅回路7で増幅され、交流反
転増幅回路7の出力には、第9図(c)に示すように+
2Vを中心とする雰囲気の温度、相対湿度或いはこれらの
両方に応じた振幅の信号が出力される。
After passing through the AC bridge circuit 1 and the coupling capacitor 4, the AC is amplified by the AC inverting amplifier circuit 7, and the output of the AC inverting amplifier circuit 7 is + as shown in FIG.
A signal with an amplitude depending on the temperature of the atmosphere centering around 2 V, the relative humidity, or both of them is output.

交流反転増幅回路7の出力信号はカップリングコンデン
サ10を介して第9図(d)に示すような交流に変換され
て整流回路9に印加され、該整流回路9の出力端11に第
9図(e)に示すような直流電圧が送出される。出力端
11の直流電圧はその大きさが雰囲気の温度、相対湿度或
いはこれらの両方に応じた値となっている。
The output signal of the AC inversion amplification circuit 7 is converted into an AC as shown in FIG. 9 (d) via the coupling capacitor 10 and applied to the rectifier circuit 9, and the output terminal 11 of the rectifier circuit 9 is connected to the output terminal 11 of FIG. A DC voltage as shown in (e) is transmitted. Output end
The magnitude of the DC voltage of 11 is a value depending on the temperature of the atmosphere, the relative humidity, or both of them.

従って、整流回路9の出力端11に得られる直流電圧の大
きさによって、雰囲気の温度、相対湿度或いは絶対湿度
を検出することができる。
Therefore, the temperature of the atmosphere, the relative humidity or the absolute humidity can be detected according to the magnitude of the DC voltage obtained at the output terminal 11 of the rectifier circuit 9.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述のように従来の物理量検出器では、交流ブリッジ回
路1の出力端から取り出した交流信号の振幅により上記
検出を行うために、カップリングコンデンサ10に直列に
接続した整流用ダイオード9aによって交流信号を半波整
流することによって雰囲気の温度、相対湿度などに応じ
た振幅の直流信号を得ている。
As described above, in the conventional physical quantity detector, in order to perform the above detection by the amplitude of the AC signal extracted from the output end of the AC bridge circuit 1, the AC signal is detected by the rectifying diode 9a connected in series to the coupling capacitor 10. By half-wave rectification, a DC signal with an amplitude according to the temperature of the atmosphere, relative humidity, etc. is obtained.

しかし、5V単一電源で動作させた場合、上記交流反転増
幅回路7のオペアンプ7aの出力電圧は略0〜3.5Vに制限
されるため、交流反転増幅回路7のバイアス点を2Vに設
定すると、出力振幅は2V±1.5Vの範囲でしか得られな
い。このようにして得られた交流反転増幅回路7の出力
をカップリングコンデンサ10を通すと、その出力には±
1.5Vの交流信号が得られる。従って、この±1.5Vの交流
電圧を半波整流すると、整流ダイオード9aの順方向電圧
(略0.7V)分降下した電圧0.8Vしか得られない。この降
下分は±1.5Vに比して非常に大きく、大きな有効電圧を
得ることを阻害する。また、線形増幅してきた信号が非
線形素子であるダイオードを通ることにより、この部分
で非線形となると共に、ダイオードの温度特性−2mV/℃
も有効電圧0.8Vに対して無視できず、検出精度上大きな
問題となっていた。
However, when operating with a single 5V power supply, the output voltage of the operational amplifier 7a of the AC inverting amplifier circuit 7 is limited to approximately 0 to 3.5V, so if the bias point of the AC inverting amplifier circuit 7 is set to 2V, Output amplitude can only be obtained in the range of 2V ± 1.5V. When the output of the AC inverting amplifier circuit 7 thus obtained is passed through the coupling capacitor 10, the output is ±
AC signal of 1.5V can be obtained. Therefore, when this ± 1.5V AC voltage is half-wave rectified, only 0.8V, which is the voltage dropped by the forward voltage (approximately 0.7V) of the rectifying diode 9a, is obtained. This drop is very large compared to ± 1.5V, which prevents a large effective voltage from being obtained. In addition, the linearly amplified signal passes through the diode, which is a non-linear element, so that it becomes non-linear in this part and the temperature characteristic of the diode is −2 mV / ° C.
Was not negligible for the effective voltage of 0.8V, which was a big problem in detection accuracy.

よって本発明は、簡単な構成により検出精度の向上を図
った物理量検出器を提供しようとするものである。
Therefore, the present invention is intended to provide a physical quantity detector having a simple structure and improved detection accuracy.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点を解決するため本発明によりなされた物理量
検出器は、第1図の基本構成図に示す如く、一定周波数
及び一定振幅の矩形波を発生する矩形波発生手段Aと、
雰囲気中の物理量に応じて抵抗値が変化する素子を有
し、入力端にカップリングコンデンサBを介して前記矩
形波発生手段Aからの矩形波が入力され、出力端に物理
量に応じて振幅が変化する交流信号を出力する交流ブリ
ッジ回路Cと、該交流ブリッジ回路Cからの交流信号を
増幅する交流増幅回路Dと、該交流増幅回路Dのバイア
ス点を基準電圧とし、前記矩形波発生手段Aが発生する
矩形波の所定の期間に対応する前記交流増幅回路Dの出
力期間交流増幅回路Dの出力信号をサンプリングしてデ
ジタル信号に変換するA/D変換手段Eとを備え、該A/D変
換手段Eの出力により物理量を検出するようにしたこと
を特徴とする。
As shown in the basic configuration diagram of FIG. 1, a physical quantity detector made according to the present invention to solve the above-mentioned problems includes a rectangular wave generating means A for generating a rectangular wave having a constant frequency and a constant amplitude.
It has an element whose resistance value changes according to the physical quantity in the atmosphere, the rectangular wave from the rectangular wave generating means A is input to the input end via the coupling capacitor B, and the amplitude is changed to the output end according to the physical quantity. An AC bridge circuit C that outputs a changing AC signal, an AC amplifier circuit D that amplifies the AC signal from the AC bridge circuit C, and a bias point of the AC amplifier circuit D as a reference voltage. Output period of the AC amplifier circuit D corresponding to a predetermined period of a rectangular wave generated by the A / D conversion means E for sampling the output signal of the AC amplifier circuit D and converting it into a digital signal. It is characterized in that the physical quantity is detected by the output of the conversion means E.

〔作 用〕[Work]

以上の構成において、矩形波発生手段Aが発生する一定
周波数及び一定振幅の矩形波がカップリングコンデンサ
Bを介して交流ブリッジ回路Cに入力されると、交流ブ
リッジ回路Cから雰囲気中に物理量に応じた振幅の交流
信号が出力される。交流ブリッジ回路Cからの交流信号
は交流増幅回路Dで増幅されてA/D変換手段Eに入力さ
れる。A/Dコンバータは、交流増幅回路Dのバイアス点
を基準電圧とし、矩形波発生手段Aが発生する矩形波の
所定期間、例えばLレベル又はHレベルの期間に対応す
る交流増幅回路Dの出力期間交流増幅回路Dの出力信号
をサンプリングしデジタル信号に変換する。
In the above configuration, when the rectangular wave having the constant frequency and the constant amplitude generated by the rectangular wave generating means A is input to the AC bridge circuit C via the coupling capacitor B, the AC bridge circuit C responds to the physical quantity in the atmosphere. AC signal of different amplitude is output. The AC signal from the AC bridge circuit C is amplified by the AC amplifier circuit D and input to the A / D conversion means E. The A / D converter uses the bias point of the AC amplification circuit D as a reference voltage, and outputs a period of the AC amplification circuit D corresponding to a predetermined period of the rectangular wave generated by the rectangular wave generation means A, for example, a period of L level or H level. The output signal of the AC amplifier circuit D is sampled and converted into a digital signal.

従って、A/D変換手段Eの出力に得られるデジタル信号
により雰囲気の例えば温度、相対湿度、絶対湿度或いは
圧力などを検出することができる。
Therefore, it is possible to detect, for example, temperature, relative humidity, absolute humidity or pressure of the atmosphere by the digital signal obtained at the output of the A / D conversion means E.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本発明による物理量検出器の実施例としての着
霜量検出器を示すが、図中、第8図について上述したも
のと同等の部分には同一の符号を付してある。
FIG. 2 shows a frost formation amount detector as an embodiment of the physical quantity detector according to the present invention. In the figure, the same parts as those described above with reference to FIG. 8 are designated by the same reference numerals.

第2図において、交流ブリッジ回路1は感湿素子1aを有
する。感湿素子1aは第3図に示すような構造となってお
り、素子本体1a−1の表面の全面を覆うように例えば和
紙のような透湿膜1a−2が設けられると共に、素子本体
1a−1には電極1a−3が設けられ、該電極1a−3には接
続端子1a−4が接続されている。上記透湿膜1a−2は素
子本体1a−1表面での水蒸気の結露を防止し、0℃以下
の温度での感湿素子1aの正常な動作を可能にしている。
第4図は感湿素子1aの特性を示し、相対湿度RH(%)及
び温度に対して抵抗値R(Ω)が変化している。
In FIG. 2, the AC bridge circuit 1 has a humidity sensitive element 1a. The moisture-sensitive element 1a has a structure as shown in FIG. 3, and a moisture-permeable film 1a-2 such as Japanese paper is provided so as to cover the entire surface of the element body 1a-1, and the element body 1a-1 is provided.
An electrode 1a-3 is provided on 1a-1, and a connection terminal 1a-4 is connected to the electrode 1a-3. The moisture permeable film 1a-2 prevents the dew condensation of water vapor on the surface of the element body 1a-1, and enables the moisture sensitive element 1a to operate normally at a temperature of 0 ° C. or less.
FIG. 4 shows the characteristics of the humidity sensitive element 1a, in which the resistance value R (Ω) changes with relative humidity RH (%) and temperature.

1bは感湿素子1aと並列に接続された第1の抵抗であり、
感湿素子1aと第1の抵抗1bとの接続点の一方イとアース
間には、第2及び第3の抵抗1c及び1dが直列に接続さ
れ、感湿素子1aと第1の抵抗1bとの接続点の他方ロが交
流入力端、第1及び第2の抵抗1c及び1dの接続点ハが出
力端となっている。
1b is a first resistor connected in parallel with the humidity sensitive element 1a,
The second and third resistors 1c and 1d are connected in series between one of the connection points a between the humidity sensitive element 1a and the first resistor 1b and the ground, and the humidity sensitive element 1a and the first resistor 1b are connected in series. The other end of the connection point B is an AC input terminal, and the connection point C of the first and second resistors 1c and 1d is an output terminal.

上記感湿素子1a、抵抗1b〜1dからなる交流ブリッジ回路
1では、上記交流入力端ロに一定振幅、一定周波数の矩
形波が入力されたとき、任意雰囲気中に含まれている水
蒸気が該雰囲気より所定温低い温度の雰囲気において着
霜する単位時間当りの量に応じた振幅の出力を出力端ハ
に送出するように、感湿素子1aに対して抵抗1b〜1dの値
が設定されている。特に、感湿素子1と並列に接続され
た第1の抵抗1bは出力変化の割合、すなわち傾斜を決定
し、また第3の抵抗1dを固定抵抗1d−1と共に構成して
いる半固定抵抗1d−2はその調整により出力レベルを上
下するために使用される。
In the AC bridge circuit 1 including the humidity sensitive element 1a and the resistors 1b to 1d, when a rectangular wave having a constant amplitude and a constant frequency is input to the AC input terminal (b), water vapor contained in an arbitrary atmosphere is contained in the atmosphere. The values of the resistances 1b to 1d are set with respect to the humidity sensitive element 1a so as to send an output having an amplitude corresponding to the amount of frost formation per unit time in an atmosphere of a predetermined lower temperature to the output end c. . In particular, the first resistor 1b connected in parallel with the humidity sensitive element 1 determines the rate of change in output, that is, the slope, and the semi-fixed resistor 1d which constitutes the third resistor 1d together with the fixed resistor 1d-1. -2 is used to raise or lower the output level by its adjustment.

5は演算部(ALU)、ROM、RAM、I/Oポート、A/Dコンバ
ータなどを内蔵し、予め定めたプログラムに従って動作
する1チップマイコンからなる中央処理ユニット(CP
U)であり、該CPU5の出力ポートPA0はプルアップ抵抗5a
によりプルアップされていて、該出力ポートPA0からデ
ューティ比50%、周波数1K Hzの矩形波を送出する。該
矩形波はインバータ5bにより反転された後、カップリン
グコンデンサ2を介して交流ブリッジ回路1の交流入力
端ロに印加される。
Reference numeral 5 is a central processing unit (CP) that includes an arithmetic unit (ALU), ROM, RAM, I / O port, A / D converter, etc.
U), and the output port PA 0 of the CPU 5 has a pull-up resistor 5a
And a rectangular wave having a duty ratio of 50% and a frequency of 1 KHz is transmitted from the output port PA 0 . The rectangular wave is inverted by the inverter 5b and then applied to the AC input terminal B of the AC bridge circuit 1 via the coupling capacitor 2.

上記交流ブリッジ回路1の交流出力端ハにはカップリン
グコンデンサ4を介して交流反転増幅回路7が接続され
ており、該交流反転増幅回路7はオペアンプ7a、抵抗7b
〜7d、コンデンサ7e、バイアス電源7hから構成されてい
る。
An AC inverting amplifier circuit 7 is connected to the AC output terminal C of the AC bridge circuit 1 via a coupling capacitor 4, and the AC inverting amplifier circuit 7 includes an operational amplifier 7a and a resistor 7b.
~ 7d, capacitor 7e, bias power supply 7h.

6は交流反転増幅回路7の出力であるオペアンプ7aの出
力とアース間に接続された負荷抵抗であり、オペアンプ
7aからの出力信号はCPU5のA/Dコンバータの入力端子AN0
に入力されている。
Reference numeral 6 is a load resistance connected between the output of the operational amplifier 7a which is the output of the AC inverting amplifier circuit 7 and the ground.
Output signal from 7a is input pin of CPU5 A / D converter AN 0
Has been entered in.

CPU5のA/Dコンバータの基準電圧入力端子VAREFには、交
流反転増幅回路7のバイアス電源7hが接続されている。
The bias power supply 7h of the AC inverting amplifier circuit 7 is connected to the reference voltage input terminal V AREF of the A / D converter of the CPU 5.

なお、CPU5のVCCは+5V電源端子、VSSはGND端子、AVCC
はA/Dコンバータの+5V電源端子、AVSSはA/Dコンバータ
のGND端子である。
Note that V CC of CPU5 is + 5V power supply terminal, V SS is GND terminal, AV CC
Is the + 5V power supply pin of the A / D converter, and AV SS is the GND pin of the A / D converter.

以上の構成において、CPU5はその出力ポートPA0にデュ
ーティ比50%、周波数1K Hzの矩形波を出力し、これを
インバータ5bの入力に印加する。CPU5の出力ポートPA0
の出力電圧特性は第5図(a)に示すようにTTL特性と
なっており、出力電流も小さいが、インバータ5bは出力
ポートPA0からの矩形波を反転してその出力に第5図
(b)に示すように一定振幅略5Vの矩形波を発生し、出
力電流も4mAと大きくする。
In the above configuration, the CPU 5 outputs a rectangular wave having a duty ratio of 50% and a frequency of 1 KHz to its output port PA 0 and applies it to the input of the inverter 5b. CPU5 output port PA 0
The output voltage characteristic of is the TTL characteristic as shown in FIG. 5 (a) and the output current is small, but the inverter 5b inverts the rectangular wave from the output port PA 0 and outputs it to the output of FIG. As shown in b), a rectangular wave with a constant amplitude of about 5 V is generated, and the output current is increased to 4 mA.

第5図(b)の矩形波は、カップリングコンデンサ2を
介することにより第5図(c)に示すような±2.4Vの交
流に変換されて交流ブリッジ回路1の交流入力端ロに入
力される。ブリッジ回路1の交流入力端ロに入力された
交流は、交流ブリッジ回路1及びカップリングコンデン
サ4を通った後、交流反転増幅回路7で増幅され、交流
反転増幅回路7の出力には、+2.55Vを中心として振幅
が単位時間当りの着霜量に応じて変化する信号が出力さ
れる。
The rectangular wave shown in FIG. 5 (b) is converted to ± 2.4 V AC as shown in FIG. 5 (c) by passing through the coupling capacitor 2 and input to the AC input terminal B of the AC bridge circuit 1. It The alternating current input to the alternating current input terminal (b) of the bridge circuit 1 passes through the alternating current bridge circuit 1 and the coupling capacitor 4 and then is amplified by the alternating current inverting amplification circuit 7, and the output of the alternating current inverting amplification circuit 7 is +2. A signal whose amplitude changes around 55V according to the amount of frost per unit time is output.

交流反転増幅回路7の出力に接続されている負荷抵抗6
は、オプアンプ7aの出力を0Vに保証するための電流吐出
し用負荷であり、これによって、交流反転増幅回路7の
出力であるオペアンプ7aの出力には、+2.55Vを中心に
した0〜3.5Vの範囲の出力が得られる。
Load resistance 6 connected to the output of the AC inverting amplifier circuit 7
Is a load for discharging current for guaranteeing the output of the op amp 7a at 0V, whereby the output of the operational amplifier 7a, which is the output of the AC inverting amplifier circuit 7, is 0 to 3.5 around + 2.55V. Outputs in the V range are obtained.

例えば、交流反転増幅回路7の入力端子に±1.5Vの交流
が入力されたときには、回路7のゲインを−1とする
と、出力には第5図(d)に示すように+2.55Vを中心
として+1.05V〜+3.5Vの非対称の矩形波が得られる。
これは、オペアンプ7aの出力が+3.5Vで飽和してしまう
ためであるが、出力ポートPA0の出力レベルがLレベル
のときのみA/Dコンバータの入力端子AN0の電圧をサンプ
リングするようにすれば、信号処理に影響を与えること
はない。入力端子AN0に印加された電圧のうちA/Dコンバ
ータによりサンプリングされ取込まれるのは第5図
(e)に示すようなものとなる。
For example, when ± 1.5V AC is input to the input terminal of the AC inverting / amplifying circuit 7, if the gain of the circuit 7 is set to -1, the output is centered at + 2.55V as shown in Fig. 5 (d). As a result, an asymmetric rectangular wave of + 1.05V to + 3.5V is obtained.
This is because the output of the operational amplifier 7a is saturated at + 3.5V, but the voltage of the input terminal AN 0 of the A / D converter is sampled only when the output level of the output port PA 0 is L level. If so, it does not affect the signal processing. The voltage applied to the input terminal AN 0 is sampled and taken in by the A / D converter as shown in FIG. 5 (e).

CPU5内のA/Dコンバータは、GND端子AVSSの電圧0Vから基
準電圧入力端子VAREFの電圧+2.55Vまでの範囲のアナロ
グ信号の8ビットのデジタル信号に変化する。変換され
たデジタル信号の値は、CPU5内の変換結果レジスタCR0
に格納される。
The A / D converter in the CPU 5 changes into an 8-bit digital signal of an analog signal in the range from the voltage 0V of the GND terminal AV SS to the voltage + 2.55V of the reference voltage input terminal V AREF . The converted digital signal value is stored in the conversion result register CR 0 in the CPU5.
Stored in.

レジスタCR0に格納されたデータは、単位時間当りの着
霜量に応じたものとなっているが、反転されているの
で、レジスタCR0中のデータを演算部(ALU)に転送し、
ここで1の補数をとれば下表に示すような単位時間当り
の着霜量の大きさに応じたデジタル値を得ることができ
る。
The data stored in the register CR 0 corresponds to the frost formation amount per unit time, but since it is inverted, the data in the register CR 0 is transferred to the arithmetic unit (ALU),
Here, if the complement of 1 is taken, it is possible to obtain a digital value according to the amount of frost formation per unit time as shown in the table below.

上述のようにして得られた単位時間当りの着霜量の大き
さに応じたデジタル値は、例えば特開昭61−268938号公
報において本願出願人が先に提案したヒートポンプ式空
気調和機の除霜制御装置において、着霜量が所定値にな
ったとき除霜運転を開始させるための信号を発生するの
に利用されることができ、従って、上記デジタル値につ
いてこのための演算処理が行われる。
The digital value according to the magnitude of the amount of frost per unit time obtained as described above is the value of the heat pump type air conditioner previously proposed by the applicant of the present application in, for example, JP-A-61-268938. In the frost control device, it can be used to generate a signal for starting the defrosting operation when the frost formation amount reaches a predetermined value, and therefore, the arithmetic processing for this is performed on the digital value. .

上記除霜制御装置をCPUを用いて構成した場合には、こ
れに着霜量検出器のCPU5の機能も行わせることができる
ので、コスト低減を図ることができる。
When the defrosting control device is configured by using a CPU, the defrosting control device can be caused to function as the CPU 5 of the frost amount detector, so that the cost can be reduced.

次に、CPU5が予め定めたプログラムに従って行う動作を
第6図(a)及び(b)のフローチャートを参照して説
明する。
Next, the operation performed by the CPU 5 according to a predetermined program will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 6 (a) and 6 (b).

CPU5は電源投入によりプログラムの実行をスタートし、
その最初のステップS1において必要なイニシャライズを
行う。その後ステップS2に進み、出力ポートPA0が0で
あるか否かを判定し、このステップS2の判定がYES、す
なわち出力ポートPA0が0となるまで待つ。ステップS2
の判定がYESとなると、ステップS3に進み、入力ポートA
N0から交流反転増幅回路7の出力であるアナログ信号を
読み込み、この読み込んだアナログ信号を続くステップ
S4においてCPU5内のA/Dコンバータによってデジタル信
号に変換し、該変換したデジタル値をCPU5内のレジスタ
CR0に格納する。その後ステップS5に進み、ここでCPU5
内の演算部(ALU)においてレジスタCR0内のデジタル値
について1の補数を求める。ステップS5で求めた1の補
数は次のステップS6において利用のため処理され、該処
理の終了後上記ステップS2に戻る。
CPU5 starts executing the program when the power is turned on,
The necessary initialization is performed in the first step S1. Then the process proceeds to step S2, determines whether or not the output ports PA 0 is 0, and waits until YES is determined in step S2, that is, the output port PA 0 becomes 0. Step S2
If the determination is YES, the process proceeds to step S3 and the input port A
The analog signal output from the AC inverting amplifier circuit 7 is read from N 0 , and the read analog signal is continued.
In S4, it is converted into a digital signal by the A / D converter in CPU5, and the converted digital value is registered in CPU5.
Store in CR 0 . Then proceed to step S5, where CPU5
In the arithmetic unit (ALU) in the above, a one's complement is obtained for the digital value in the register CR 0 . The one's complement obtained in step S5 is processed for use in the next step S6, and after the processing is completed, the process returns to step S2.

なお、上述のメインルーチンの実行中、0.5msの一定時
間毎にタイマ割込みが行われる。タイマ割込みでは、そ
の最初のステップS10において、出力ポートPA0が0であ
るか否かを判定し、該判定がYESのときはステップS11で
出力ポートPA0を1にしてからメインルーチンに戻り、
判定がNOのときはステップS12で出力ポートPA0を0にし
てからメインルーチンに戻る。このことにより、出力ポ
ートPA0は0.5ms毎に0.1となり、周波数1K Hzの矩形波が
発生されるようになる。
During execution of the main routine described above, a timer interrupt is performed at fixed time intervals of 0.5 ms. In the timer interrupt, in the first step S10, it is determined whether or not the output port PA 0 is 0. If the determination is YES, the output port PA 0 is set to 1 in step S11 and then the process returns to the main routine.
When the determination is NO, the output port PA 0 is set to 0 in step S12, and the process returns to the main routine. As a result, the output port PA 0 becomes 0.1 every 0.5 ms, and a rectangular wave with a frequency of 1 KHz is generated.

なお、上述の実施例では、出力ポートPA0からの矩形波
をインバータ5bを通してからカップリングコンデンサ2
を介して交流ブリッジ回路1に印加しているが、インバ
ータ5bに代えてバッファを使用した場合には、A/Dコン
バータでサンプリングする期間は出力ポートPA0の矩形
波がHレベルである期間となることは明らかである。
In the above embodiment, the rectangular wave from the output port PA 0 is passed through the inverter 5b before the coupling capacitor 2
However, if a buffer is used instead of the inverter 5b, the sampling period by the A / D converter is the period when the rectangular wave of the output port PA 0 is at the H level. It is clear that

また、交流反転増幅回路7のバイアス電源7hとしては、
第7図に示す構成のものが好ましく適用することができ
る。すなわち、半固定抵抗器7h−1とオペアンプ7h−2
とにより構成し、半固定抵抗器7h−1を調整してバイア
ス点を所望の2.55Vに設定することができる。
Further, as the bias power supply 7h of the AC inverting amplifier circuit 7,
The structure shown in FIG. 7 can be preferably applied. That is, the semi-fixed resistor 7h-1 and the operational amplifier 7h-2
It is possible to set the bias point to a desired 2.55V by adjusting the semi-fixed resistor 7h-1 by using

〔効 果〕[Effect]

以上説明したように本発明によれば、矩形波の所定期間
に対応する期間で交流増幅回路に出力信号をサンプリン
グしてデジタル信号に変換し、該デジタル信号の値によ
り雰囲気中の物理量を検出するようにしているため、従
来のようなダイオードによる整流を行わなくてよく、検
出精度の向上が図られている。
As described above, according to the present invention, the output signal is sampled by the AC amplifier circuit in the period corresponding to the predetermined period of the rectangular wave and converted into the digital signal, and the physical quantity in the atmosphere is detected by the value of the digital signal. Therefore, it is not necessary to perform rectification by a diode as in the conventional case, and the detection accuracy is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明による物理量検出器の基本構成を示すブ
ロック図、 第2図は本発明による物理量検出器の一実施例を示すブ
ロック図、 第3図は第2図中の感応素子の具体的構造を示す一部破
断斜視図、 第4図は感湿素子の相対湿度−抵抗値特性を温度をパラ
メータとして示すグラフ、 第5図は第2図中の各部の波形を示す波形図、 第6図は第2図中のCPUが行う仕事を示すフローチャー
ト図、 第7図は第2図中の一部分の具体例を示す回路図、 第8図は従来の物理量検出器の一例を示す図、 第9図は第8図中の各部の波形を示す波形図である。 A……矩形波発生手段、B……カップリングコンデン
サ、C……交流ブリッジ回路、D……交流増幅回路(交
流反転増幅回路)、E……A/D変換手段(A/Dコンバー
タ)。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a physical quantity detector according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a physical quantity detector according to the present invention, and FIG. 3 is a concrete example of a sensitive element in FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing the dynamic structure, FIG. 4 is a graph showing the relative humidity-resistance value characteristic of the humidity sensitive element with temperature as a parameter, and FIG. 5 is a waveform diagram showing the waveform of each part in FIG. FIG. 6 is a flow chart showing the work performed by the CPU in FIG. 2, FIG. 7 is a circuit diagram showing a concrete example of a part of FIG. 2, and FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional physical quantity detector. FIG. 9 is a waveform diagram showing the waveform of each part in FIG. A ... Square wave generation means, B ... Coupling capacitor, C ... AC bridge circuit, D ... AC amplification circuit (AC inverting amplification circuit), E ... A / D conversion means (A / D converter).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一定周波数及び一定振幅の矩形波を発生す
る矩形波発生手段と、 雰囲気中の物理量に応じて抵抗値が変化する素子を有
し、入力端にカップリングコンデンサを介して前記矩形
波発生手段からの矩形波が入力され、出力端に物理量に
応じて振幅が変化する交流信号を出力する交流ブリッジ
回路と、 該交流ブリッジ回路からの交流信号を増幅する交流増幅
回路と、 該交流増幅回路のバイアス点を基準電圧とし、前記矩形
波発生手段が発生する矩形波の所定の期間に対応する前
記交流増幅回路の出力期間交流増幅回路の出力信号をサ
ンプリングしてデジタル信号に変換するA/D変換手段と
を備え、 該A/D変換手段の出力により物理量を検出するようにし
た、 ことを特徴とする物理量検出器。
1. A rectangular wave generating means for generating a rectangular wave having a constant frequency and a constant amplitude, and an element whose resistance value changes in accordance with a physical quantity in an atmosphere, wherein the rectangular shape is provided at an input end through a coupling capacitor. A rectangular wave from the wave generating means is input, an AC bridge circuit that outputs an AC signal whose amplitude changes according to a physical quantity to an output end, an AC amplifier circuit that amplifies the AC signal from the AC bridge circuit, and the AC An output period of the AC amplifier circuit corresponding to a predetermined period of the rectangular wave generated by the rectangular wave generating means, using the bias point of the amplifier circuit as a reference voltage. The output signal of the AC amplifier circuit is sampled and converted into a digital signal. A physical quantity detector comprising: a / D conversion means, and a physical quantity is detected by an output of the A / D conversion means.
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