JPH0833775B2 - 温度・周波数変換器 - Google Patents
温度・周波数変換器Info
- Publication number
- JPH0833775B2 JPH0833775B2 JP60192783A JP19278385A JPH0833775B2 JP H0833775 B2 JPH0833775 B2 JP H0833775B2 JP 60192783 A JP60192783 A JP 60192783A JP 19278385 A JP19278385 A JP 19278385A JP H0833775 B2 JPH0833775 B2 JP H0833775B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- frequency converter
- capacitor
- comparator
- frequency
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 温度を精確に測定し、或いは制御することはあらゆる
科学・工業の分野で必要とされている。本発明は、雰囲
気を或る設定温度に保つための温度制御の方法を実現す
るために必要な温度・周波数変換器に関するものであ
る。
科学・工業の分野で必要とされている。本発明は、雰囲
気を或る設定温度に保つための温度制御の方法を実現す
るために必要な温度・周波数変換器に関するものであ
る。
（従来の技術と問題点） 温度センサからの出力をアナログ・ディジタル変換
し、基準設定温度との差をディジタル信号処理し、その
結果を温度アクチュエータに帰還する方法が、温度制御
に広く用いられている。このディジタル制御によれば、
高精度でかつ柔軟性に富む制御回路が実現できるが、温
度をディジタル情報として取り出すアナログ・ディジタ
ル変換器，ディジタルの微積分演算を行うためのマイク
ロ・プロセッサ，演算結果をアクチュエータに帰還する
ためのディジタル・アナログ変換器等が必要であるた
め、制御回路が複雑でかつ高価となる。
し、基準設定温度との差をディジタル信号処理し、その
結果を温度アクチュエータに帰還する方法が、温度制御
に広く用いられている。このディジタル制御によれば、
高精度でかつ柔軟性に富む制御回路が実現できるが、温
度をディジタル情報として取り出すアナログ・ディジタ
ル変換器，ディジタルの微積分演算を行うためのマイク
ロ・プロセッサ，演算結果をアクチュエータに帰還する
ためのディジタル・アナログ変換器等が必要であるた
め、制御回路が複雑でかつ高価となる。
本発明はこのような点にかんがみて創案されたもの
で、安価で高精度のディジタル温度制御回路を提供する
ことを目的としている。
で、安価で高精度のディジタル温度制御回路を提供する
ことを目的としている。
（問題点を解決するための手段） 第１図は本発明の温度・周波数変換器は、サーミスタ
抵抗に逆比例する電流値を有し、抵抗（21）を介して電
源（22）に接続される定電流源（23）と、抵抗（24）を
介して電源（22）に接続されるキャパシタ（25）と、前
記定電流源と前記キャパシタの電圧を比較するコンパレ
ータ（26）と、前記コンパレータの出力によってトリガ
される単安定回路（27）と、前記単安定回路の出力パル
スの期間中、前記キャパシタの電荷を放電するスイッチ
（28）と、からなることを特徴とする。
抵抗に逆比例する電流値を有し、抵抗（21）を介して電
源（22）に接続される定電流源（23）と、抵抗（24）を
介して電源（22）に接続されるキャパシタ（25）と、前
記定電流源と前記キャパシタの電圧を比較するコンパレ
ータ（26）と、前記コンパレータの出力によってトリガ
される単安定回路（27）と、前記単安定回路の出力パル
スの期間中、前記キャパシタの電荷を放電するスイッチ
（28）と、からなることを特徴とする。
（作用） 第１図において、基準クロック信号発生器１の発振周
波数をfc,分周器２の分周比をＭとすれば、位相比較器
５の入力端子51への入力信号周波数はfc/Mとなる。一
方、温度センサの雰囲気温度をＴ（゜K），温度・周波数
変換器３の感度をS,分周器４の分周比をＮとすれば、位
相比較器５の入力端子52への入力信号周波数はST/Nとな
る。位相比較器５はこれら２つの信号の位相差に比例す
る電圧を出力する。この出力電圧を位相差が零となるよ
うに、温度アクチュエータに負帰還すれば、 fc/M＝ST/N （１） なる関係が成立つ。今、fc＝MSとなるようにＭを、Ｎに
目標とする温度Tsをそれぞれ設定すれば、雰囲気温度は
Tsに成るように制御される。
波数をfc,分周器２の分周比をＭとすれば、位相比較器
５の入力端子51への入力信号周波数はfc/Mとなる。一
方、温度センサの雰囲気温度をＴ（゜K），温度・周波数
変換器３の感度をS,分周器４の分周比をＮとすれば、位
相比較器５の入力端子52への入力信号周波数はST/Nとな
る。位相比較器５はこれら２つの信号の位相差に比例す
る電圧を出力する。この出力電圧を位相差が零となるよ
うに、温度アクチュエータに負帰還すれば、 fc/M＝ST/N （１） なる関係が成立つ。今、fc＝MSとなるようにＭを、Ｎに
目標とする温度Tsをそれぞれ設定すれば、雰囲気温度は
Tsに成るように制御される。
第２図の温度・周波数変換器は次の様に作用する。
定電流源23の電流値Ｉを Ｉ＝kE/RTH （２） （たゞし、ｋは定数、RTHはサーミスタ抵抗）とすれ
ば、コンパレータ26の入力端子261の電圧υは υ＝Ｅ−kER1/RTH （３） となる。ここで、R1は抵抗21の抵抗値である。一方、ス
イッチ28が開放の場合、コンパレータ26の入力端子262
の電圧υ′は となる。たゞし、C2はキャパシタ25の容量値、R2は抵抗
24の抵抗値である。第（３）式と第（４）式より、υ＝
υ′となる時刻t0は t0＝C2R2lnRTH/kR1 （５） となる。この瞬間にコンパレータ26は状態を反転し、単
安定回路27をトリガする。単安定回路27の出力パルス幅
をTwとすれば、この期間中キャパシタ25は短絡されるの
で、発振周波数ｆは次式で与えられる。
ば、コンパレータ26の入力端子261の電圧υは υ＝Ｅ−kER1/RTH （３） となる。ここで、R1は抵抗21の抵抗値である。一方、ス
イッチ28が開放の場合、コンパレータ26の入力端子262
の電圧υ′は となる。たゞし、C2はキャパシタ25の容量値、R2は抵抗
24の抵抗値である。第（３）式と第（４）式より、υ＝
υ′となる時刻t0は t0＝C2R2lnRTH/kR1 （５） となる。この瞬間にコンパレータ26は状態を反転し、単
安定回路27をトリガする。単安定回路27の出力パルス幅
をTwとすれば、この期間中キャパシタ25は短絡されるの
で、発振周波数ｆは次式で与えられる。
ｆ＝1/（t0＋Tw） （６） サーミスタ抵抗RTHは温度Ｔ（゜K）の関数として一般
に次式で与えられる。
に次式で与えられる。
ここで、R0は基準温度T0におけるサーミスタの抵抗値、
Ｂはサーミスタの組成によって決まる定数である。第
（５）式、第（７）式を第（６）式に代入すれば次式が
得られる。
Ｂはサーミスタの組成によって決まる定数である。第
（５）式、第（７）式を第（６）式に代入すれば次式が
得られる。
今、 と設定すれば第（８）式は となり、温度Ｔに比例する発振周波数が得られる。
（実施例） 第１図は本発明の温度制御方法を示すブロック図であ
って、１は基準クロック信号発生器,2と４はディジタル
分周器,3は温度変化を周波数変化に変換する温度・周波
数変換器,5は２つの分周器からの信号の位相を比較する
位相比較器であって、位相比較器の出力が増幅，濾波さ
れた後温度アクチュエータに帰還される。
って、１は基準クロック信号発生器,2と４はディジタル
分周器,3は温度変化を周波数変化に変換する温度・周波
数変換器,5は２つの分周器からの信号の位相を比較する
位相比較器であって、位相比較器の出力が増幅，濾波さ
れた後温度アクチュエータに帰還される。
第２図は上記温度制御方法を実現するのに必要な本発
明の温度・周波数変換器のブロック図であって、21と24
は抵抗,22は直流電源,23はサーミスタ抵抗に逆比例する
電流値をもつ定電流源,25はキャパシタ,26はコンパレー
タ,27は単安定回路,28はスイッチであって、単安定回路
27はキャパシタ25の端子電圧が定電流源22の端子電圧に
達した時、コンパレータによってトリガされ、一定パル
ス幅の信号を出力する。スイッチ28はこのパルス期間中
閉じ、キャパシタ25を放電する。
明の温度・周波数変換器のブロック図であって、21と24
は抵抗,22は直流電源,23はサーミスタ抵抗に逆比例する
電流値をもつ定電流源,25はキャパシタ,26はコンパレー
タ,27は単安定回路,28はスイッチであって、単安定回路
27はキャパシタ25の端子電圧が定電流源22の端子電圧に
達した時、コンパレータによってトリガされ、一定パル
ス幅の信号を出力する。スイッチ28はこのパルス期間中
閉じ、キャパシタ25を放電する。
第１図の温度制御方法は、温度・周波数変換器３以外
は市販の集積回路を用いて容易に実現できる。第３図は
第２図に示す本発明の温度・周波数変換器の実施例であ
って、231が温度検出用サーミスタである。定電流源23
はトランジスタ234と電流ミラーを成すトランジスタ235
によって実現されている。第（２）式の定数ｋは抵抗23
6と237の比によって設定されている。演算増幅器232は
定電圧源として作用し、トランジスタ233はトランジス
タ234のベース・エミッタ間電圧VBEを相殺するために用
いられている。演算増幅器232の出力電圧はkE＋VBEとな
るので、トランジスタ234、従って、トランジスタ235を
流れる電流Ｉは Ｉ＝（kE＋VBE−VBE）/RTH＝kE/RTHとなり、第（２）式
で与えられる電流値が得られる。こヽで、RTHはサーミ
スタ231の抵抗値である。尚、第２図のスイッチ28とし
て、本実施例ではトランジスタ28が用いられている。
は市販の集積回路を用いて容易に実現できる。第３図は
第２図に示す本発明の温度・周波数変換器の実施例であ
って、231が温度検出用サーミスタである。定電流源23
はトランジスタ234と電流ミラーを成すトランジスタ235
によって実現されている。第（２）式の定数ｋは抵抗23
6と237の比によって設定されている。演算増幅器232は
定電圧源として作用し、トランジスタ233はトランジス
タ234のベース・エミッタ間電圧VBEを相殺するために用
いられている。演算増幅器232の出力電圧はkE＋VBEとな
るので、トランジスタ234、従って、トランジスタ235を
流れる電流Ｉは Ｉ＝（kE＋VBE−VBE）/RTH＝kE/RTHとなり、第（２）式
で与えられる電流値が得られる。こヽで、RTHはサーミ
スタ231の抵抗値である。尚、第２図のスイッチ28とし
て、本実施例ではトランジスタ28が用いられている。
（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば簡単な回路構成で
ディジタル温度制御が実現できるので、実用上極めて有
用である。
ディジタル温度制御が実現できるので、実用上極めて有
用である。
第１図は温度制御方法を示すブロック図、第２図は第１
図の温度制御方法を実現するのに必要な本発明の温度・
周波数変換器のブロック図、第３図は本発明の温度・周
波数変換器の実施例を示す回路図である。 第１図において、１は基準クロック信号発生器、２と４
はディジタル分周器、３は温度・周波数変換器、５は位
相比較器であり、第２図と第３図において、22は直流電
源、23は定電流源、21と24は抵抗、25はキャパシタ、26
はコンパレータ、27は単安定回路、28はスイッチであ
る。
図の温度制御方法を実現するのに必要な本発明の温度・
周波数変換器のブロック図、第３図は本発明の温度・周
波数変換器の実施例を示す回路図である。 第１図において、１は基準クロック信号発生器、２と４
はディジタル分周器、３は温度・周波数変換器、５は位
相比較器であり、第２図と第３図において、22は直流電
源、23は定電流源、21と24は抵抗、25はキャパシタ、26
はコンパレータ、27は単安定回路、28はスイッチであ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】サーミスタ抵抗に逆比例する電流値を有
し、抵抗（21）を介して電源（22）に接続される定電流
源（23）と、抵抗（24）を介して電源（22）に接続され
るキャパシタ（25）と、前記定電流源と前記キャパシタ
の電圧を比較するコンパレータ（26）と、前記コンパレ
ータの出力によってトリガされる単安定回路（27）と、
前記単安定回路の出力パルスの期間中、前記キャパシタ
の電荷を放電するスイッチ（28）と、からなることを特
徴とする温度・周波数変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192783A JPH0833775B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 温度・周波数変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192783A JPH0833775B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 温度・周波数変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252615A JPS6252615A (ja) | 1987-03-07 |
| JPH0833775B2 true JPH0833775B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=16296925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60192783A Expired - Lifetime JPH0833775B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 温度・周波数変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833775B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006331143A (ja) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Yokogawa Electric Corp | 伝送器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49106045A (ja) * | 1973-02-15 | 1974-10-08 | ||
| JPS50132393A (ja) * | 1974-04-06 | 1975-10-20 | ||
| JPS55109938A (en) * | 1979-02-19 | 1980-08-23 | Pioneer Electronic Corp | Circuit system of digital thermometer |
| JPS5732829U (ja) * | 1980-08-01 | 1982-02-20 |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP60192783A patent/JPH0833775B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6252615A (ja) | 1987-03-07 |
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