JPH09189619A - サーミスタを用いた温度検知回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】サーミスタを用いて温度検知をする際にサーミ
スタに複数の分圧抵抗を直列に接続し、各分圧抵抗をト
ランジスタ等のスイッチング素子でショートさせて温度
検知レンジを切り替えるようにすると、スイッチング素
子の抵抗値のため検知精度が低下する。 【解決手段】サーミスタ１とコンデンサ２とで積分回路
を構成し、マイクロコンピュータ３のクロック端子３１
から出力される分周信号を積分した積分信号のピーク値
から温度を検知するようにした。また、分周信号の周波
数を切り替えることによってピーク値が高低するので温
度検知レンジを切り替えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーミスタを用い
た温度検知回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばガスコンロに設けられ、鍋底にサ
ーミスタを当接させて鍋の過熱を防止するため鍋底温度
を検知するものとして、図４に示す温度検知回路が知ら
れている。このものでは、サーミスタＴＨに対して抵抗
Ｒ１〜Ｒ３を直列に接続し、分圧点Ｅの電圧をマイクロ
コンピュータＭＣに入力するように構成し、温度が上昇
するとサーミスタＴＨの抵抗値が下がり分圧点Ｅの電圧
が低下することを利用して分圧点Ｅの電圧から温度を検
知している。但し、検知する温度範囲内ではサーミスタ
ＴＨの抵抗値が数１００オームから数メガオームという
広い範囲で変化するため、高温を検知する際サーミスタ
ＴＨの抵抗値が小さくなり分圧点Ｅの電圧が下がりすぎ
ると、分解能が下がり温度検知精度が低下する。そこ
で、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３に各々並列に開閉素子として
トランジスタＴＲ１・ＴＲ２を接続し、トランジスタＴ
Ｒ１・ＴＲ２をオンにして抵抗Ｒ２・Ｒ３適宜個別にシ
ョートさせることによって分圧比をシフトさせてサーミ
スタＴＨによる温度測定レンジを切り替えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、トランジス
タＴＲ１・ＴＲ２はオン状態になっても内部抵抗がある
ため抵抗Ｒ２・Ｒ３をショートさせても若干抵抗値が残
る。するとトランジスタＴＲ１・ＴＲ２の内部抵抗がば
らついたり、あるいは温度変化により変動し、測定精度
が悪くなるという不具合が生じる。

【０００４】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、サ
ーミスタで温度を検知する場合にトランジスタのような
開閉素子を用いなくてよい温度検知回路を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、サーミスタとコンデンサとで積分回路を構
成し、該積分回路に発振器を接続し、発振器の出力信号
を積分回路で積分した積分信号のピーク値の大きさから
温度を検知するようにしたことを特徴とする。

【０００６】尚、上記発振器は出力信号の周波数を変更
することができ、該出力信号の周波数を変更してサーミ
スタによる温度測定レンジを切り替えるようにしてもよ
い。またこの場合、上記発振器の出力信号として、コン
ピュータ内のクロック信号を分周した信号を用い、分周
比はコンピュータが適宜判断して切り替えると共に、該
コンピュータで上記積分信号を処理して温度を検知する
ようにしてもよい。

【０００７】積分回路を構成する抵抗の抵抗値が小さく
なると時定数が減少し、積分回路が出力する積分信号の
ピーク値は増大する。従って、例えばサーミスタの温度
が上がって抵抗値が下がるとピーク値が大きくなり、そ
のピーク値からサーミスタの温度を検知することができ
る。

【０００８】また、積分回路に入力される発振器の出力
信号の周波数を変え、該出力信号の時間軸方向の幅を増
減すると、積分回路の出力信号のピークが連動して変化
する。従って、該出力信号の周波数を変えることによっ
て温度測定レンジを変えることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１を参照して、サーミスタ１の
一端をコンデンサ２を介して接地し積分回路を構成し
た。そして、サーミスタ１の他端にマイクロコンピュー
タ３のクロック端子３１を接続し、積分回路にマイクロ
コンピュータ３からクロックの分周信号（発振器の出力
信号）を入力するようにした。該クロック端子３１から
出力される分周信号はパルス状の方形波でありその周波
数は適宜変更することができる。また、サーミスタ１の
一端をＡＣ／ＤＣコンバータ４に接続し、積分回路で積
分された積分信号を該ＡＣ／ＤＣコンバータ４で処理し
てレベルがピーク値と同じである直流信号に変換しマイ
クロコンピュータ３のＡ／Ｄ端子３２に入力するように
した。

【００１０】上記構成による各信号の状態を図２を参照
して説明する。図２において上段はクロック端子３１か
ら出力される分周信号を示し、下段はＡＣ／ＤＣコンバ
ータ４に入力される積分信号を示している。サーミスタ
１は通常の負特性のものであり、温度が低いと抵抗値が
高く温度の上昇に伴って抵抗値が低下するものを用いて
いる。従って、温度上昇前の常温の状態ではサーミスタ
１の抵抗値は高く積分回路の時定数は大きくなる。時定
数が大きいと出力信号のピーク値が小さくなるため、分
周信号として比較的パルス幅の広い（Ｔ１）信号を積分
回路に入力し、積分信号のピーク値を高めておく。この
状態での出力信号の波形はａに示すものであり、そのピ
ーク値はＰ１になる。次に、サーミスタ１の温度が上昇
し抵抗値が下がることによって積分回路の時定数が低下
すると出力信号の波形はｂに示すように変化し、ピーク
値はＰ２に上昇する。従って、出力信号のピーク値がＰ
１からＰ２の間のどの値であるかによってサーミスタ１
の温度を検知することができる。

【００１１】ところで、マイクロコンピュータ３内での
Ａ／Ｄ変換スケールをＰ２のレベルに合わして設定する
とＰ１のレベルが低いためＰ１のレベルを認識する精度
が低下する。そこで、図３に示すように、まず初めにパ
ルス幅ＴをＴ１に設定し（Ｓ１）、Ａ／Ｄ変換スケール
がＰ１程度のレベルに合うように設定し、Ｐ１を高精度
に認識できるようにしておく。但し、そのままではＰ２
を認識する際にスケールオーバーするので、サーミスタ
１の温度が所定温度以上になり、ピーク値Ｐが上限値Ｐ
Ｈを越えると（Ｓ２）、マイクロコンピュータ３が適宜
判断して分周信号の周波数を上げてパルス幅をＴ１から
Ｔ２に狭める（Ｓ３）。すると、ピーク値がＰ２であっ
たものが、ＰＨより小さいＰ３に下がる。この時Ｐ３の
レベルがＰ１のレベル程度になるようにＴ１とＴ２との
比率を設定しておけば、Ｐ１と同じ精度でＰ３を認識す
ることができる。従って、分周信号の周波数を切り替え
ることによってサーミスタ１の温度検知レンジが切り替
わることになる。尚、積分信号のピーク値がＰ３の状態
からサーミスタ１の温度が下がるとピーク値はＰ４に向
かって低下する（Ｓ４）。Ｐ４は下限値ＰＬを下回り、
レベルが小さく認識精度が低いため、分周信号の周波数
を元の周波数まで下げてパルス幅をＴ１に戻し（Ｓ５）
Ｐ４のピーク値がＰ１になるようにする。ところで、上
記実施形態では温度検知レンジを２段階に切り替えた
が、３段階以上のレンジに切り替えるようにしてもよ
い。

【００１２】尚、上記実施形態では、負特性のサーミス
タを使用したので温度上昇に伴って分周信号の周波数を
上げたが、正特性のサーミスタを使用する場合には逆に
周波数を下げればよい。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、サーミスタを用いて温度検知を行なう際に分圧抵抗
を用いなくてもよく、また、温度検知レンジを切り替え
る際にトランジスタ等のスイッチング素子を用いなくて
もよいためスイッチング素子の抵抗値に起因する温度検
知の精度の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す図

【図２】各信号の波形を示す図

【図３】温度検知処理の内容を示すフロー図

【図４】従来の温度検知回路を示す図

【符号の説明】

１ サーミスタ ２ コンデンサ ３ マイクロコンピュータ ３１ クロック端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーミスタとコンデンサとで積分回路
   を構成し、該積分回路に発振器を接続し、発振器の出力
   信号を積分回路で積分した積分信号のピーク値の大きさ
   から温度を検知するようにしたことを特徴とするサーミ
   スタを用いた温度検知回路。
2. 【請求項２】 上記発振器は出力信号の周波数を変更
   することができ、該出力信号の周波数を変更してサーミ
   スタによる温度測定レンジを切り替えるようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載のサーミスタを用いた温度検
   知回路。
3. 【請求項３】 上記発振器の出力信号として、コンピ
   ュータ内のクロック信号を分周した信号を用い、分周比
   はコンピュータが適宜判断して切り替えると共に、該コ
   ンピュータで上記積分信号を処理して温度を検知するよ
   うにしたことを特徴とする請求項２記載のサーミスタを
   用いた温度検知回路。